JPH06160854A - 液晶ビデオプロジェクター装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 スクリーン中央より左右に偏移させて設置し
た液晶ビデオプロジェクター装置の投写画面よりパース
ペックティブをとり除くことを目的とする。 【構成】 少なくとも、メタルハライドランプ２０と、
液晶セル３３の入射側にＲＧＢカラーフィルタ３２を所
定の間隔Ｔを隔てて取り付けたカラー液晶表示素子３０
と、投射レンズ５０とから構成され、前記ＲＧＢカラー
フィルタ３２を介して前記液晶セル３３に入射させる前
記メタルハライドランプ２０の光束Ｌ₁ をθ度傾斜させ
るための第１の手段と、前記液晶セル３３の画素配列を
ＲＧＢ，ＢＲＧ，ＧＢＲに切換えるための第２の手段
と、前記液晶セル３３を透過したカラー画像光Ｌ₂ を、
出射光軸が前記スクリーン５５面に垂直をなす前記投射
レンズ５０の入光側中心部に入射させるための第３の手
段とを備えたことを特徴とする液晶ビデオプロジェクタ
ー装置１０。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、液晶ビデオプロジェク
ター装置に係わり、特にスクリーン前方の中央から左右
いずれかに偏移した位置から投写しても、スクリーン上
の投写画像にパースペクティブが生じないようにした液
晶ビデオプロジェクター装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年液晶ディスプレイは、最も展開の激
しい分野であり、ＴＶモニターやコンピュータ用のモニ
ターとして様々な表示サイズや方式のものが開発されて
いる。

【０００３】また、観賞用画面の大型化は業務レベルだ
けでなく、２０インチ以上の大型ＣＲＴのＴＶモニター
が家庭用でも使用され、さらに４０インチを越える大型
画面の愛用者も年々増加しつつある。この大型画面を実
現する方法に液晶素子を用いた液晶ビデオプロジェクタ
ーがある。

【０００４】図７は、代表的な液晶ビデオプロジェクタ
ー装置１の光学系の平面図であり、同図を参照して光学
系について簡単に説明する。

【０００５】この液晶ビデオプロジェクター装置１はカ
ラー用３板式で、その光学系は、メタルハライドランプ
２と、コールドミラー３と、フイルター４と、３枚の液
晶セル６ａ，６ｂ，６ｃと、５枚のダイクロイックミラ
ー５ａ〜５ｅと、ダイクロイックプリズム７と、投射レ
ンズ８とから構成されている。これらから構成される光
学系は、メタルハライドランプ２から発した光束をコー
ルドミラー３で屈折させた後、赤外線と紫外線をカット
するフイルター４を透過させて不要光を除去したのち、
３枚のダイクロイックミラー５ａ，５ｂ，５ｃでＲ，
Ｂ，Ｇの３原色に分光し、その各々を３枚の液晶セル６
ａ，６ｂ，６ｃを透過させてＲ，Ｂ，Ｇ３つのカラー光
束とし、その３つのカラー光束をダイクロイックプリズ
ム７で合成して投射レンズ８で拡大カラー画像を投写す
るものである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記液晶ビデオプロジ
ェクター装置１を用いてスクリーン上にカラー画像を投
写する場合、スクリーン前方の中央位置に液晶ビデオプ
ロジェクター装置１を設置して投写するのが最も理想的
であるが、場合によってはスクリーン前方の中央より左
右いずかに偏移した位置より投写せざるをえない場合が
ある。このような左右いずかに偏移した位置より液晶ビ
デオプロジェクター装置１をスクリーン中央に向けて投
写すると投写画面に台形歪が発生したり、あるいは液晶
ビデオプロジェクター装置１を左右いずかに偏移した位
置よりスクリーン面に垂直に投写すると投写画像にパー
スペックティブがつき、すっきりしない感じを観賞者に
与えるという問題がある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するためになされたものであり、少なくとも、メタル
ハライドランプと、液晶セルの入射面側にＲＢＧカラー
フィルタを所定の間隔を隔てて取り付けたカラー液晶表
示素子と、投射レンズとから構成され、前記メタルハラ
イドランプの発する光束を前記カラー液晶表示素子に垂
直に入射させ、その透過したカラー光束を前記投射レン
ズを介してスクリーン上に拡大投写する液晶ビデオプロ
ジェクター装置において、前記ＲＢＧカラーフィルタを
介して前記液晶セルに入射させる前記メタルハライドラ
ンプの光束を、垂直入射に対し＋θ度あるいは−θ度傾
斜させるための第１の手段と、前記第１の手段の動作に
対応して、前記液晶セルの画素電極回路をＲ→Ｂ，Ｂ→
Ｇ，Ｇ→Ｒ、あるいはＲ→Ｇ，Ｂ→Ｒ，Ｇ→Ｂに切り換
えるための第２の手段と、前記第１，第２の手段の動作
に対応して、前記液晶セルを透過し傾斜したカラー光束
を、投写光軸が前記スクリーン面に垂直をなす前記投射
レンズの入光側レンズ中央に入射させるための第３の手
段とを備えたことを特徴とする液晶ビデオプロジェクタ
ー装置を提供するものである。

【０００８】

【実施例】本発明の液晶ビデオプロジェクター装置の説
明を容易にするために、単板式液晶ビデオプロジェクタ
ー装置１０を用いて簡単に説明する。

【０００９】図１は、本発明の単板式液晶ビデオプロジ
ェクター装置１０をスクリーン前方の中央から投写する
ときの平面図である。

【００１０】同図に示した単板式液晶ビデオプロジェク
ター装置１０の光学系は、少なくとも、メタルハライド
ランプ２０と、ＲＢＧカラーフィルタ３２を液晶セル３
３の入射側に取り付けた後述するカラー液晶表示素子３
０と、投射レンズ５０とから構成され、メタルハライド
ランプ２０から発した光束Ｌ₁ を、ＲＢＧカラーフィル
タ３２と液晶セル３３とからなるカラー液晶表示素子３
０に入射させ、その透過したカラー光束Ｌ₂ を投射レン
ズ５０を介してスクリーン上に拡大投写するものであ
る。

【００１１】図２は、上記したカラー液晶表示素子３０
の側断面図であり、同図を参照しながらカラー液晶表示
素子３０について詳述する。

【００１２】カラー液晶表示素子３０は、平板マイクロ
レンズ３１、ＲＢＧカラーフイルター３２、液晶セル３
３とから大略構成されている。

【００１３】この液晶セル３３は、透明対向基板３４、
ブラックマトリックス３５、透明共通電極３６、液晶層
３７、透明画素電極３８、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ)
３９、透明ＴＦＴ基板４０より大略構成されており、ま
た互いに所定の間隔をもって対向するガラスなどの透明
ＴＦＴ基板４０と透明対向基板３４との間には、前記液
晶層３７が注入されている。

【００１４】ＲＢＧカラーフイルター３２は、不要光を
吸収する際に発生する吸収熱によって液晶層３７が影響
されないように所定の厚みの透明対向基板３４を介し
て、液晶層３７の入射側に配置されている。そして、こ
の透明対向基板３４の内側面には、コントラストの高い
画像を得るために液晶層３７の発光すべきドット間の隙
間を黒色物質で覆い液晶層３７からの周囲光の反射を減
らすためのブラックマトリックス３５と、透明共通電極
３６が設けられている。また、透明ＴＦＴ基板４０の内
側面には、薄膜トランジスタ３９により電圧がオン・オ
フ制御される透明画素電極３８が形成されている。即
ち、薄膜トランジスタ３９のオン・オフ動作によって各
透明画素電極３８と透明共通電極３６の間に電圧が印加
されることにより、両電極３８，３６間に介在する液晶
層３７を駆動することができるものである。この液晶の
駆動方法には、縦列と横列に電極を配してその交点をコ
ントロールする単純マトリックス方式と、一つ一つの画
素にスイッチの機能をする薄膜トランジスタなどを付け
制御を行うアクティブマトリックス方式があるが、画質
ではアクティブマトリックス方式が優れている。本発明
の単板式液晶ビデオプロジェクター装置１０に用いる液
晶セル３３は、いずれの駆動方式を用いてもよく限定す
るものではない。

【００１５】また、液晶セル３３の透明対向基板３４外
側面には、微小なレンズ３１ａの複数個を平面的に配列
させた平板マイクロレンズ３１がＲＢＧカラーフイルタ
ー３２を介して積層されている。この平板マイクロレン
ズ３１の微小なレンズ３１ａと、ＲＢＧカラーフイルタ
ー３２のＲ，Ｂ，Ｇと、液晶セル３３のＲＢＧ画素とは
正確に一致させて積層されている。

【００１６】これら構成部材で構成されたカラー液晶表
示素子３０は、メタルハライドランプ２０と投射レンズ
５０との間に配置され、図２に示すようにメタルハライ
ドランプ２０の発する光束Ｌ₁ （実線）をＲＢＧカラー
フイルター３２に垂直に入射させ、その透過したＢカラ
ーの光束Ｌ₁ を透明画素電極３８のＢカラー画素電極に
入光させ制御されてＢカラー光束Ｌ₂ （実線）として出
射される。このＢカラー光束Ｌ₂ は、投射レンズ５０に
よりスクリーン５５上にＢカラー画素として投写され
る。

【００１７】上記説明は、本発明の単板式液晶ビデオプ
ロジェクター装置１０を、図１に示したようにスクリー
ン前方の中央位置から投写する場合であって、スクリー
ン中央からの仮想線Ｃ₁ より左右いずれかに偏移したと
ころより投写する場合については、以下に説明する。

【００１８】図３は、単板式液晶ビデオプロジェクター
装置１０をスクリーン中央からの仮想線Ｃ₁ より左側に
偏移した仮想線Ｃ₂ 上に設置して投写したときの平面
図、図４は右側に偏移した仮想線Ｃ₃ 上に設置して投写
したときの平面図であるが、両図は偏移方向が左右異な
るだけであり説明が重複するので、図２〜図３を参照し
ながら左側に偏移した場合を重点に説明する。

【００１９】前述した図２には、スクリーン中央位置よ
り投写するときのメタルハライドランプ２０の発する光
束Ｌ₁ を実線で示し、左側に偏移した位置より投写する
ときの光束Ｌ₁ を点線で図示している。この左側に偏移
した位置より投写するときの光束Ｌ₁ は、垂直入射する
光束Ｌ₁ に対してθ度傾斜させてある。

【００２０】図５は、このθ度傾斜させるための第１の
手段の具体的な一実施例を示す図である。

【００２１】同図において、４２は互いに平行する二本
の湾曲レールであり、その各々の対向面に形成した溝４
２ａによってメタルハライドランプ２０を摺動自在に挟
持している。

【００２２】また湾曲レール４２は、カラー液晶表示素
子３０の中心点Ｐを中心にして描かれた円弧に沿うよう
に湾曲している。したがって、二本の湾曲レール４２の
溝４２ａに沿ってメタルハライドランプ２０を矢印方向
に摺動させても、カラー液晶表示素子３０とメタルハラ
イドランプ２０との距離を一定に保ちながら、メタルハ
ライドランプ２０の発する光束Ｌ₁ を傾斜させることが
できる。

【００２３】上記方法によりθ度傾斜したメタルハライ
ドランプ２０の発する光束Ｌ₁ がＲＧＢカラーフィルタ
３２に入射する角度θは、 θ＝ｔａｎ^-1（Ｐ／Ｔ） である。ただし、 Ｐ：液晶セルの画素ピッチ Ｔ：透明画素電極とＲＧＢカラーフィルタとの間隔（空
気換算長）とする。

【００２４】このようにして光束Ｌ₁ をθ度傾斜させた
メタルハライドランプ２０の発する光束Ｌ₁ （点線）
は、図２に示すようにＲＧＢカラーフィルタ３２の垂直
入射するときのＢ領域に隣接するＧ領域に入射して、そ
の透過した光束Ｌ₁ （点線）はＧカラー光となり、液晶
層３４を介して透明画素電極３８に傾斜して入光する。
しかし、このＧカラー光が入光する透明画素電極３８
は、垂直入射するときのＢ画素電極であり、入光するＧ
カラー光に対応させてＧ画素電極となるように信号回路
を切替える必要がある。

【００２５】この信号回路を切替えるための第２の手段
がある。即、光束Ｌ₁ が垂直入射するときの画素電極の
信号回路をＲ→Ｂ，Ｂ→Ｇ，Ｇ→Ｒに切替えるもので、
前述した第１の手段に対応して動作するものである。

【００２６】また、上記説明は、図３に示したスクリー
ン中央からの仮想線Ｃ₁ より左側に偏移した仮想線Ｃ₂
上から投写する場合で、図４に示した右側に偏移した仮
想線Ｃ₃ 上から投写する場合、第２の手段はＲ→Ｇ，Ｂ
→Ｒ，Ｇ→Ｂに信号回路を切り換えねばならないことは
勿論である。

【００２７】このようにして入射光は、第２の手段によ
り制御されてカラー液晶表示素子３０を透過したカラー
光束Ｌ₂ となり投射レンズ５０に入射する。このとき傾
斜したＧカラー光束Ｌ₂ （点線）と投射レンズ５０と
は、距離Ｗだけ位置ずれが生じる。

【００２８】この距離Ｗの位置ずれを修正するために第
３の手段がある。この第３の手段は、上記Ｇカラー光束
Ｌ₂ （点線）を投射レンズ５０の入光側レンズ中央に入
射させる手段であって、投射光軸がスクリーンに略垂直
をなす投射レンズ５０を、上記Ｇカラー光束Ｌ₂ （点
線）が入光側レンズ中央に入射するように、平行移動さ
せるものである。

【００２９】図６は、第３の手段についての具体的な一
実施例を示す図である。

【００３０】同図において、４３は互いに平行する二本
の直線レールであり、その各々の対向面に形成した溝４
３ａによって投射レンズ５０を矢印方向に摺動自在に挟
持している。

【００３１】この二本の直線レール４３は、液晶表示素
子３０の中心点Ｐを通り、かつ素子面に平行なＡ−Ｂ線
と平行に設けられている。したがって、二本の直線レー
ル４３の溝４３ａに沿って投射レンズ５０を、図３，図
４に示した距離Ｗだけシフトさせることができる。

【００３２】このように本発明に係わる第１，第２，第
３の手段により、単板式液晶ビデオプロジェクター装置
１０は、その設置する場所をスクリーン前方の中央位置
に拘らず、左右いずれに偏移したところより投写して
も、スクリーン上に投写された投写画像にパースペック
ティブがなく、満足する大型画面を楽しむことができる
ものである。

【００３３】

【発明の効果】上述したように、本発明の液晶ビデオプ
ロジェクター装置は、少なくとも、メタルハライドラン
プと、液晶セルの入射側にＲＢＧカラーフィルタを所定
の間隔を隔てて取り付けたカラー液晶表示素子と、投射
レンズとから構成し、前記メタルハライドランプの発す
る光束を前記カラー液晶表示素子に垂直入射させ、その
透過したカラー画像光を前記投射レンズによりスクリー
ン上に拡大投写する液晶ビデオプロジェクター装置にお
いて、前記ＲＢＧカラーフィルタを介して前記液晶セル
に入射させる前記メタルハライドランプの光束を、垂直
入射に対し＋θ度あるいは−θ度傾斜させるための第１
の手段と、前記液晶セルのＲＢＧ画素電極をＲ→Ｂ，Ｂ
→Ｇ，Ｇ→Ｒ、あるいはＲ→Ｇ，Ｂ→Ｒ，Ｇ→Ｂに切り
換えるための第２の手段と、前記液晶セルを透過したカ
ラー画像光を、出射光軸が前記スクリーン面に垂直をな
すよう前記投射レンズの入光側レンズ中央に入射させる
ための第３の手段とを備えることにより、液晶ビデオプ
ロジェクター装置を設置する場所は、スクリーンの中央
に拘らず、左右いずれにも偏移させて設置させて投写す
ることが可能であり、液晶ビデオプロジェクター装置の
使い勝手が向上すると共に、スクリーン上に投写された
投写画像にもパースペックティブがなく、満足する大型
画面のホームシアターを楽しむことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の単板式液晶ビデオプロジェクター装置
をスクリーン前方の中央から投写するときの平面図であ
る。

【図２】単板式液晶ビデオプロジェクター装置に用いる
カラー液晶表示素子の側断面図である。

【図３】スクリーン中央位置より左側に偏移した位置よ
り投写するときの平面図である。

【図４】スクリーン中央位置より右側に偏移した位置よ
り投写するときの平面図である。

【図５】本発明に係わる第１の手段の具体的な一実施例
を示す図である。

【図６】本発明に係わる第３の手段の具体的な一実施例
を示す図である。

【図７】代表的な液晶ビデオプロジェクター装置の光学
系の平面図である。

【符号の説明】

２０ メタルハライドランプ ３０ カラー液晶表示素子 ３１ 平板マイクロレンズ ３２ ＲＧＢカラーフィルタ ５０ 投射レンズ ５５ スクリーン Ｌ1 メタルハライドランプの光束 Ｌ2 カラー画像光

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】少なくとも、メタルハライドランプと、液
   晶セルの入射面側にＲＢＧカラーフィルタを所定の間隔
   を隔てて取り付けたカラー液晶表示素子と、投射レンズ
   とから構成され、前記メタルハライドランプの発する光
   束を前記カラー液晶表示素子に垂直に入射させ、その透
   過したカラー光束を前記投射レンズを介してスクリーン
   上に拡大投写する液晶ビデオプロジェクター装置におい
   て、 前記ＲＢＧカラーフィルタを介して前記液晶セルに入射
   させる前記メタルハライドランプの光束を、垂直入射に
   対し＋θ度あるいは−θ度傾斜させるための第１の手段
   と、 前記第１の手段の動作に対応して、前記液晶セルの画素
   電極回路をＲ→Ｂ，Ｂ→Ｇ，Ｇ→Ｒ、あるいはＲ→Ｇ，
   Ｂ→Ｒ，Ｇ→Ｂに切り換えるための第２の手段と、 前記第１，第２の手段の動作に対応して、前記液晶セル
   を透過し傾斜したカラー光束を、投写光軸が前記スクリ
   ーン面に垂直をなす前記投射レンズの入光側レンズ中央
   に入射させるための第３の手段とを備えたことを特徴と
   する液晶ビデオプロジェクター装置。
2. 【請求項２】前記ＲＧＢカラーフィルタを介して前記液
   晶セルに入射させる前記メタルハライドランプの光束の
   傾斜角度θは、 θ＝ｔａｎ^-1（Ｐ／Ｔ） Ｐ：液晶セルの画素ピッチ Ｔ：透明画素電極とＲＢＧカラーフィルタとの間隔（空
   気換算長）で表されることを特徴とする請求項１記載の
   液晶ビデオプロジェクター装置。