JPH03162190A - 液晶カラー投射装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、液晶板を用いた液晶カラー投射装置に係り
、特にＲ，Ｇ，Ｂ別に設けた白黒液晶板の表示映像を加
色混合して投射する液晶カラー投射装置に関するもので
ある。

［従来の技術］ 近年、液晶ディスプレイ技術の進展は著しく、コントラ
ストや色再現性に優れる液晶板の出現によって、カラー
液晶板を映像表示担体として用い、大型スクリーンに拡
大投射する液晶カラー投射装置が実用化されている。こ
の種の装置は光源からの光を収束光学系でほぼ並行光線
に収束して、透過型カラー液晶板に照射し、透過光を投
射光学系を介してスクリーン上に拡大投射するものであ
るが、現在実用に供されているカラー液晶板の画素数は
７〜９万画素であり、一絵素としての赤（Ｒ），緑（Ｇ
），青（Ｂ）の画素を一組とするとこの３分の１の画素
数となり、大型スクリーンに投射した場合は画素の粗さ
が目立ち、実用的でない。

そこで、液晶パネルを用いた際の絵素数の粗さを克服す
るため、３枚の白黒液晶板を用い、これらの液晶板に全
波長の光源をＲ，Ｇ，Ｂの３色光に分離（分光）する色
分離（ダイクロイツク）ミラーを介してＲ，Ｇ，Ｂの光
を入射させ、各々の液晶板でＲ画像、Ｇ画像、Ｂ画像を
生戒してダイクロイックプリズム（プリズム方式）ある
いはダイクロイックミラー（ミラ一方式）で混合し、投
射光学系を介して大型スクリーン上にカラー画像を再生
する方式が提案され、実用化されている。

このように、Ｒ，Ｇ，Ｂ別の液晶パネルを背後から投射
し、加色混合方式でスクリーン上にカラー映像を形戒す
る液晶カラー投射装置は、３枚の液晶パネルを用いて１
映像を構成するので、画素数が３倍になり、高解像度の
映像が得られる．しかしながら、この方式に使用されて
いる偏光板付き液晶板は偏光子において入射される全方
位振動の光から特定方位の振動成分のみを透過させ、他
の戒分は吸収するので、半分以上の光量を損失し、投射
映像が低輝度となるという欠点があった．このため本出
願人は先に、光源からの自然光を偏光ビームスプリツタ
を用いて反射光と透過光に分光し、分光した反射光と透
過光をそれぞれＲＧ，Ｂの３色光に分光する一対のダイ
クロイックミラーまたはダイクロイックプリズムを介す
ることによって、更に分光したＲ，Ｇ，Ｂ光を３枚１組
とした一対の白黒液晶板に入射させ、この入射光にＲ，
Ｇ，Ｂ別入力ビデオ信号に応じて各々の液晶板で生或さ
れたＲ画像．Ｇ画像．Ｂ画像情報を付与してグイクロイ
ックミラーあるいはダイクロイックプリズムで混合し、
この混合され射出された偏光面が互いに直交する加色混
合光を偏光ビームスプリツタを用いて合成し、映像光の
みを投射光学系を介して大型スクリーン上に投射してカ
ラー画像を再生する、いわゆる６チャンネル方式の透過
形等の液晶カラー投射装置を提案した。

第４図〜第７図によってこれらの６チャンネル方式液晶
カラー投射装置について説明する．第４図〜第６図は透
過形液晶カラー投射装置の従来例であって、第４図は第
６図におけるＩＶ−ＩＶ線矢視図、第５図は平面図、第
６図は側面図である。

これらの図において、１は光源であり、この光源ｌから
放射される自然光はミラー２で効率良く反射され収束光
学系（図示せず〉で略並行光線に収束され、偏光ビーム
スプリッタ３に入射する。

曙光ビームスプリッタ３において得られた反射直線偏光
光１０と透過直線偏光光１１は、それぞれの光軸上にそ
の光軸に対して４５度傾斜させて配設された第１および
第２のＲ，Ｇ，Ｂ色分光手段４および５に入射する。色
分光手段４．５は例えばそれぞれ青グイクロイックミラ
−４１および５１と、赤ダイクロイックミラ−４２およ
び５２とで構戒され、青ダイクロイックミラ−４１、５
１は入射した直線偏光光１０、１１から青色光１２、１
５のみを分離して全反射ミラー２１、２４で垂直上方向
に全反射し、残る赤および緑の２色からなる黄色光１８
、１つを透過する．透過した黄色光１８、１９はその光
軸に対して４５度傾斜させて配設した赤グイクロイック
ミラ−４２、５２に入射し、黄色光１８、１９から赤色
光１３、１６を分離して全反射ミラー２２、２５によっ
て垂直上方向に全反射し、緑色光ｌ４、１７を透過する
。そして、緑色光１４、ｌ７は全反射ミラー２３、２６
によって垂直上方向に全反射する．全反射されたＲ，Ｇ
，Ｂ色光１２〜１７は全反射ミラー２１〜２６の反射面
に対向させて９０度傾斜させて配設した全反射ミラー２
７〜３２（第５図）にて全反射されて、それぞれの光軸
に直交させて設けた同一構造の６枚の液晶表示板６２〜
６７からなる一対の液晶表示手段６０、６１に入射する
． これらの液晶表示板６２〜６７に、投射すべき同一映像
のＲ，Ｇ，Ｂ別入力ビデオ信号をＲ，Ｇ，Ｂ別に対応さ
せて供給しておき、直線偏光されたＲ，Ｇ，Ｂ色光１２
〜１７が入射されると、ビデオ信号に対応した電圧に応
じて旋光あるいは不旋光化されて透過する． 液晶表示手段６０、６１をそれぞれ透過した映像情報を
有するＲ，Ｇ，Ｂ光１２ａ〜１４ａ、１５ａ〜１７ａは
、それぞれの光軸上に配設された赤ダイクロイックミラ
−４４、５４および青ダイクロイックミラ−４３、５３
によって混合されながら合成用偏光ビームスブリッタ６
に入射し、偏光面が互いに直交する加色混合光１０ａお
よび：１ａを合戒すると共に、映像光（不旋回光〉と非
映像光（旋回光）に分離する。分離されたカラー映像光
２０は投射光学手段７によってスクリーン上に投射され
てカラー映像を再生し、旋回光である非映゛像光２０Ｔ
は捨てられる． 上述の実施例においては、液晶表示手段に透過形の液晶
表示板を用いた場合について説明したが、透過形液晶表
示板に代えて、液晶表示板の背面に反射体を設けた反射
形液晶表示板を用いた反射形液晶カラー投射方式によっ
ても本装置と同様に作用する装置を構成することができ
る．以下、反射形液晶カラー投射装置の実施例について
第７図を参照して説明する．同図において、第４図およ
び第５図と同一または相当部分には同一符号を付してそ
の説明を省略する． 図から明らかなように、この方式は第１および第２のＲ
，Ｇ，Ｂ色分光手段４および５においてＲ，Ｇ，Ｂ光を
分光するまでは前述の透過方式と同様である。

色分光手段４、５で分離されたＲ，Ｇ，Ｂ光１２〜１４
、１５〜ｌ７は、背面にミラー等の反射体３３〜３８を
配設した同一構造の６枚の液晶表示板６２〜６７に入射
する． これらの液晶表示板６２〜６７に、前述の透過形と同様
に投射すべき同一映像のＲ，Ｇ．Ｂ別入力ビデオ信号を
供給しておき、直線偏光されたＲ，Ｇ，Ｂ色光１２〜１
７が入射されると、ビデオ信号に対応した電圧に応じて
旋光あるいは不旋光化されて、反射体３３〜３８で反射
される。それらの反射光１２ａ〜１７ａはそれぞれ往路
と同一経路を経て、赤ダイクロイックミラ−４２、５２
および青ダイクロイックミラ−４１、５１で混合されな
がら偏光ビームスプリッタ３に到達し、反射光１０ａ，
ｌｌａのうち、９０度回転されている光、即ち映像光２
０のみが投射光学手段７でスクリーン上に投射されてカ
ラー映像が再生され、９０度回転を受ていない非映像光
はランプ１に戻ることとなる． ［発明が解決しようとする課題コ しかしながら、上述の６チャンネル方式液晶カラー投射
装置で行われている液晶表示板の駆動方式は、一対の液
晶表示手段を構成する６枚の液晶表示板全てに同一映像
のＲ，Ｇ，Ｂ別入力ビデオ信号を同一タイミングで供給
しているので輝度は２倍となるが、３枚の液晶表示板を
用いて構戒された■映像の画素数は７〜９万画素を有す
る液晶表示板の３倍の２７万画素止まりであり、その解
像度は３００本程度とＣＲＴを用いた直視ディスプレイ
の７００〜８００本に比して半分以下と低く、大型スク
リーンに投射した場合、画素の粗さが目立ち実用的でな
いという欠点があった。

［発明を解決するための手段］ このような課題を解決するためにこの発明は、Ｒ，Ｇ，
Ｂ別入力ビデオ信号を液晶表示板３枚を一組とする一対
の液晶表示手段にそれぞれ供給しておき、それらの液晶
表示板にＲ，Ｇ，Ｂ光を入射させて得られたＲ，Ｇ，Ｂ
別映像光を加色混合して投射する液晶カラー投射装置に
おいて、前記一対の液晶表示手段をそれぞれの液晶表示
手段の投射画素位置が互いの投射画素間に位置するよう
に相対的にずらして配置すると共に、前記Ｒ，Ｇ，Ｂ別
入力ビデオ信号からＲ、Ｇ，Ｂ別に前記一対の液晶表示
手段の投射画素位置に対応する液晶板駆動用ビデオ信号
を発生させて前記一対の液晶表示手段に供給して駆動さ
せる液晶表示板駆動手段とを備えたものである。

〔作　用〕

光源から放射されて収束された自然光が偏光ビーム分光
手段において反射光と透過光に分光される。これらの反
射光および透過光は一対のＲ，Ｇ，Ｂ色分光手段に入射
されてＲ，Ｇ，Ｂ光がそれぞれ分離されて、投射画素位
置が互いの投射画素間に位置するように相対的にずらし
て配置された一対の液晶表示手段に入射される。液晶表
示板３枚を一組とする一対の液晶表示手段には、Ｒ，Ｇ
，Ｂ別入力ビデオ信号をＲ，Ｇ，Ｂ別に１フレームを構
成する奇数ラスタと偶数ラスタに分離してこの奇数、偶
数ラスタを用いてこれら液晶表示手段の投射画素位置に
対応するＲ，Ｇ，Ｂ別液晶表示板駆動用ビデオ信号がそ
れぞれ供給され、当詠位置の液晶の光学特性が制御され
る。そしてこれらの液晶表示手段によって映像情報を付
与されたＲ，Ｇ，Ｂ光は、反射および透過直線偏光光毎
に加色混合されながら合成用偏光ビームスプリツタに到
達し、一対の液晶表示手段からの映像光のみが投射光学
手段を介してスクリーン上に拡大投射され、両液晶表示
手段の投射画素位置が互いの投射画素間に位置するカラ
ー映像が得られる。

〔実施例〕

以下、本発明の詳細につき第１図〜第３図を参照して説
明する。

第１図はこの発明の一実施例を示す装置の模式図であり
、透過形液晶カラー投射装置の投射経路部分を示してい
る。

第１図において、第４図および第５図と同一または同等
部分については、同一参照番号を付してその説明を省略
する， 図において、第５図と異なる部分は、第１ｔ．たは第２
の液晶表示手段６０、６１の一方の配置を変更したとこ
ろにある。即ち、例えば第１の液晶表示手段６０を横戒
する全反射ミラー２７〜２９と液晶表示板６２〜６４の
配置を、投射映像光２０がスクリーン８上で第２の液晶
表示手段６ｌの投射画素位置８４に対して、水平および
垂直方向に半画素分ずれた位置８５に投射されるように
配置している。このように第１および第２の液晶表示手
段６０ａ、６１を構成することにより、スクリーン８上
における投射映像の画素数は第１の液晶表示手段６０ａ
と第２の液晶表示手段６１の画素を加えた数となり、こ
の種従来装置の２倍の解像度を得ることができる。

第１図のごとく構戒した液晶カラー投射装置の第ｌおよ
び第２の液晶表示手段６０ａおよび６１の駆動回路の一
実施例につき、第２図を参照して説明する． 第２図は第１および第２の液晶表示手段６０ａおよび６
１の駆動回路を示すブロック図であり、説明を簡単にす
るために第１および第２の液晶表示手段６０ａおよび６
１における、赤色光用液晶表示板６２および６５の駆動
回路についてのみその構戒を示している．従って、本発
明になる液晶カラー投射装置においては、第２図に示す
駆動回路をＲ，Ｇ，Ｂ別に３組備えているものと理解さ
れたい。

図において、６２および６５は第１および第２の液晶表
示手段６０ａ、６１における赤色光用液晶表示板であっ
て、これらの液晶表示板６２および６５に入射する直線
偏光光の光学系は、第１図に示したものが用いられる。

さて、７１は例えばテレビジョン信号等のインタレース
Ｒ，Ｇ，Ｂアナログビデオ信号の内のＲビデオ信号であ
り、奇数フィールドと偶数フィールドで交互に送像され
てくるビデオ信号７１の内、奇数フィールドについては
制御回路７５によって生戒される後述のフィールドメモ
リ７３への書き込みタイミングに同期して、Ａ／Ｄ変換
器７２で所定の階調にＡ／Ｄ変換され、液晶表示板６２
および６５の画素数と同数の記憶容量を有する奇数フィ
ールド用メモリ７３に出力されて記憶される。一方、偶
数フィールドについては制御回路７５によって生戒され
る後述のフィールドメモリ７４への書き込みタイミング
に同期して、Ａ／Ｄ変換器７２で１／２画素分タイミン
グを遅らせて所定の階調にＡ／Ｄ変換され、液晶表示板
６２および６５の画素数と同数の記憶容量を有する偶数
フィールド用メモリ７４に出力されて記憶される。

奇数フィールド用メモリ７３および偶数フィールド用メ
モリ７４に記憶されたデジタルビデオは、液晶表示板６
２および６５の駆動速度に合わせた制御回路７５の読み
だしタイミングにおいて同時に読み出され、Ｄ／Ａ変換
器７６および７７にてアナログビデオにＤ／Ａ変換され
、直並列変換回路７８および７９に出力される。直並列
変換回路７８、７９にて並列に変換されたアナログビデ
オはビデオ・ドライバ回路８０および８１に出力され、
走査回路８２および８３にて液晶表示板６２および６５
の走査電極を線順次で選択すると共に、ビデオ・ドライ
バ回路８０、８１の信号電極にアナログビデオ信号に応
じた液晶駆動パルスを印加することによって、所定位置
の液晶セルを動作させて画像が形戒される。

このようにして、一対の液晶表示手段６０ａ、６１の各
Ｒ，Ｇ，Ｂ液晶表示板６２、６３、６４、６５、６６お
よび６７に形威されたＲ，Ｇ，Ｂ別の映像によって、映
像情報を付与されたＲ，　ＧＢ別の直線偏光光１２ａ〜
１７ａ（第１図）は、ダイクロイックミラ−４３、４４
、５３および５４で奇数フィールド、偶数フィールド毎
に加色混合され、更に偏光ビームスブリッタ６で合成さ
れて投射光学系７を介してスクリーン８上に投射される
。

以上の実施例は入力ビデオ信号７がインタレース信号の
場合について述べたが、本発明はこれに限らずノーイン
ターレース信号についても、一部回路の改変により同様
に対応することができる。

即ち、奇数および偶数フィールドメモリ７３および７４
への入力ビデオ信号７の記憶を、奇数ラスタ信号は奇数
フィールド用メモリ７３に、偶数ラスタ信号は偶数フィ
ールド用メモリ７４に記憶させるべく、制御回路７５に
よってラスタ信号に応じてメモリ７３または７４への書
き込みを制御することにより達或される． 以上説明した液晶表示手段６０ａおよび６１の駆動回路
は、入カビデオ信号がインクレースの場合フィールドメ
モリ７３および７４に奇数フィールドと偶数フィールド
をそれぞれ記憶させた後、同時に読み出して液晶表示板
６２、６５に供給しているため表示板への送像数は毎秒
１／３０枚となり、標準テレビジョン信号の投射には充
分な対応ができない。

第３図は、標準テレビジョン信号に対応し得る、駆動回
路の一実施例を示すブロック図である。

第３図に示すごとく、インタレースあるいはノーインタ
レースのＲ，Ｇ，Ｂ別入力ビデオ信号をＡ／Ｄ変換器７
２でＡ／Ｄ変換した後、切換器８６にて奇数ラスタと偶
数ラスタとで切換えて奇数ラスタメモリ７３および偶数
ラスタメモリ７４にそれぞれ記憶させる。両メモリは切
換器８７にて交互に切換えられてそれぞれの記憶ビデオ
信号が交互に読み出されてＤ／Ａ変換器７６を介して液
晶表示板６５に出力すると共に、両メモリの記憶ビデオ
信号は同時に読み出されて演算器８８に出力され、奇数
ラスタと偶数ラスタの垂直方向画素間を補間する補間信
号を発生し、Ｄ／Ａ変換器７７を介して液晶表示板６２
に出力する。このように構成すれば液晶表示板６２およ
び６５への送像数は毎秒ｌ／３０枚程度を維持すること
ができ、標準テレビジョン信号に対応することができる
。

なお、偶数フィールド用メモリ７４に書き込まれる偶数
ラスタ信号については、１／２画素分タイミングを遅ら
せてＡ／Ｄ変換することは、上記実施例と同様である。

一般に、液晶表示板６２〜６７の構成にはマトリクス配
列とΔ配列があり、また駆動方式には単純マトリクスア
ドレス方式とアクティブマトリクスアドレス方式がある
が、本発明はいずれの配列および駆動方式をも用いるこ
とができる．また、上述の実施例においては、第１、第
２の液晶表示千段６０ａ、６１によるスクリーン８上の
投射画素位置が千鳥状になるように配置した場合を示し
たが、第１の液晶表示千段６０ａの投射画素位置を第２
の液晶表示手段６１の投射画素位置８４に対して垂直方
向に半画素分ずれた位置に投射されるように配置しても
よい。投射光学系をこのように構成した場合には、偶数
フィールド用メモリ７４への書き込みタイミングを、１
／２画素分遅らせて書き込む必要はなくなる。

［発明の効果］ 以上説明したようにこの発明は、Ｒ，Ｇ，Ｂ別の入力ビ
デオ信号を、１フレームを奇数フィールドと偶数フィー
ルドまたは奇数ラスタと偶数ラスタに分けて、液晶表示
板３枚を一組とする一対の液晶表示手段の一方にいずれ
かのＲ，Ｇ，Ｂ別ビデオ信号をＲ，Ｇ，Ｂ別の液晶表示
板にそれぞれ供給すると共に、他方の液晶表示手段のＲ
，Ｇ．Ｂ別液晶表示板に他方のＲ，Ｇ，Ｂ別ビデオ信号
を供給して得た２種類のカラー映像光を、水平または垂
直方向あるいは水平・垂直両方向に半画素分ずらして投
射してカラー映像を合成するようにしたので、従来装置
に比べてスクリーン上で液晶パネルの有する画素数の２
倍の画素数に相当する映像を得ることができ，ＣＲＴを
用いた直視ディスプレイにより近い解像度を得ることが
できる．

【図面の簡単な説明】

第１゛図はこの発明の一実施例を示す模式図、第２図は
第１図における液晶表示手段の駆動回路を示すブロック
図、第３図は第１図における液晶表示手段の駆動回路の
他の実施例を示すブロック図、第４図〜第６図は従来の
透過形液晶カラー投射装置の実施例を示すもので、第４
図は第６図における■一■線矢視図、第５図は平面図、
第６図は側面図５第７図は従来の反射形液晶カラー投射
装置の模式図である． ６０ａ・・・第１液晶表示手段、６１・・・第２液晶表
示手段、６２．６５・・・液晶表示板、７２，７６．７
７・・・Ａ／Ｄ変換器、７３・・奇数フィールド（ラス
タ）用メモリ、７４・・偶数フィールド（ラスタ）用メ
モリ、７５・・制御回路、７８．７９・・・直並列変換
回路、８０．８１・・・ビデオ・ドライバ回路、８２，
８３・・・走査回路、８６．８７・・・切換器、８８・
・・演算器．

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）Ｒ、Ｇ、Ｂ別入力ビデオ信号を液晶表示板３枚を
   一組とする一対の液晶表示手段にそれぞれ供給しておき
   、それらの液晶表示板にＲ、Ｇ、Ｂ光を入射させて得ら
   れたＲ、Ｇ、Ｂ別映像光を加色混合して投射する液晶カ
   ラー投射装置において、前記一対の液晶表示手段をそれ
   ぞれの液晶表示手段の投射画素位置が互いの投射画素間
   に位置するように相対的にずらして配置すると共に、前
   記Ｒ、Ｇ、Ｂ別入力ビデオ信号からＲ、Ｇ、Ｂ別に前記
   一対の液晶表示手段の投射画素位置に対応する液晶板駆
   動用ビデオ信号を発生させて前記一対の液晶表示手段に
   供給して駆動させる液晶表示板駆動手段とを備えてなる
   ことを特徴とする液晶カラー投射装置。
2. （２）前記液晶表示板駆動手段は、前記Ｒ、Ｇ、Ｂ別入
   力ビデオ信号をＲ、Ｇ、Ｂ別に１フレームを構成する奇
   数ラスタと偶数ラスタに分離してそれぞれ記憶させ、こ
   の記憶ビデオ信号を同時に読み出して前記一対の液晶表
   示手段にそれぞれ供給して駆動させることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載の液晶カラー投射装置。
3. （３）前記液晶表示板駆動手段は、前記Ｒ、Ｇ、Ｂ別入
   力ビデオ信号をＲ、Ｇ、Ｂ別に１フレームを構成する奇
   数ラスタと偶数ラスタに分離してその一方を記憶させる
   と共に、他方を前記一対の液晶表示手段の投射画素位置
   を水平方向に相対的にずらしたタイミング分遅らせて記
   憶させ、これらの記憶ビデオ信号を同時に読み出して前
   記一対の液晶表示手段にそれぞれ供給して駆動させるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項または第２項記載
   の液晶カラー投射装置。
4. （４）前記液晶表示板駆動手段は、前記Ｒ、Ｇ、Ｂ別入
   力ビデオ信号をＲ、Ｇ、Ｂ別に１フレームを構成する奇
   数ラスタと偶数ラスタに分離してそれぞれ記憶させ、こ
   の記憶ビデオ信号を交互に読み出して前記一対の液晶表
   示手段の一方に供給すると共に、前記記憶ビデオ信号を
   同時に読み出して前記交互に読み出したビデオ信号間を
   補間するビデオ信号を発生させて前記他方の液晶表示手
   段に供給して駆動させることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載の液晶カラー投射装置。