JPH0643448A - 画像表示装置 - Google Patents
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- JPH0643448A JPH0643448A JP5087665A JP8766593A JPH0643448A JP H0643448 A JPH0643448 A JP H0643448A JP 5087665 A JP5087665 A JP 5087665A JP 8766593 A JP8766593 A JP 8766593A JP H0643448 A JPH0643448 A JP H0643448A
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Abstract
(57)【要約】
【構成】 ０次光の強度に対する±１次光の強度が画像
表示装置の中心波長において６０〜１８０％の範囲にあ
り、かつ０次光の強度と±次光の強度との合計が全回折
光の強度に対して、上記中心波長において８０％以上で
ある、１方向に格子パターンをもつ位相格子５が液晶セ
ル４とレンズ群３との間等に配置されてなる（２方向に
格子パターンをもつ位相格子では、０次光の強度に対す
る±１次光の強度が８０〜１２０％の範囲にあり、かつ
０次光の強度と±１次光の強度との合計が全回折光の強
度に対して７５％以上）画像表示装置。 【効果】 液晶セルの液晶を駆動するための非線形素子
部および画素電極部の影などによる画質低下が低減さ
れ、しかもコントラストの高い画像を得ることができ
る。
表示装置の中心波長において６０〜１８０％の範囲にあ
り、かつ０次光の強度と±次光の強度との合計が全回折
光の強度に対して、上記中心波長において８０％以上で
ある、１方向に格子パターンをもつ位相格子５が液晶セ
ル４とレンズ群３との間等に配置されてなる（２方向に
格子パターンをもつ位相格子では、０次光の強度に対す
る±１次光の強度が８０〜１２０％の範囲にあり、かつ
０次光の強度と±１次光の強度との合計が全回折光の強
度に対して７５％以上）画像表示装置。 【効果】 液晶セルの液晶を駆動するための非線形素子
部および画素電極部の影などによる画質低下が低減さ
れ、しかもコントラストの高い画像を得ることができ
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は液晶セルをライトバルブ
（ｌｉｇｈｔ ｖａｌｖｅ）として用いた背面投射方式
の液晶表示装置等の画像表示装置に関する。
（ｌｉｇｈｔ ｖａｌｖｅ）として用いた背面投射方式
の液晶表示装置等の画像表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】この種の液晶表示装置は、光源からの光
を液晶セルにその背面から照射し、この液晶セルの画像
を液晶セルの前面側で目視観察するものである。このよ
うに液晶セルを通過した光を目視することから、液晶セ
ルの画素電極や導線の影が投影されて、画質が低下する
場合がある。特に、液晶セルの駆動方式として、各画素
に薄膜トランジスタなどの非線形素子を組み込んだアク
ティブマトリクス方式を採用することにより、表示情報
量を多くして、ＴＶ画像を表示可能としたものにあって
は、このアクティブマトリクス形液晶を駆動するための
非線形素子部および画素電極部が不透明であるために、
これらのかなり濃い影が投影される。特に、レンズによ
り拡大して目視観察した場合、影が拡大されて画質が大
きく低下する。この非線形素子部や電極などの影による
画質低下を解消するために、位相格子を液晶セルの前面
側、つまり目視者側に設けることが提案されている。
を液晶セルにその背面から照射し、この液晶セルの画像
を液晶セルの前面側で目視観察するものである。このよ
うに液晶セルを通過した光を目視することから、液晶セ
ルの画素電極や導線の影が投影されて、画質が低下する
場合がある。特に、液晶セルの駆動方式として、各画素
に薄膜トランジスタなどの非線形素子を組み込んだアク
ティブマトリクス方式を採用することにより、表示情報
量を多くして、ＴＶ画像を表示可能としたものにあって
は、このアクティブマトリクス形液晶を駆動するための
非線形素子部および画素電極部が不透明であるために、
これらのかなり濃い影が投影される。特に、レンズによ
り拡大して目視観察した場合、影が拡大されて画質が大
きく低下する。この非線形素子部や電極などの影による
画質低下を解消するために、位相格子を液晶セルの前面
側、つまり目視者側に設けることが提案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】かかる位相格子により
画素電極部などの影による画質低下は防止できるもの
の、画像のコントラストが低下し、画像がぼけて見える
という課題があった。本発明は、上述した点に鑑みてな
されたものであって、非線形素子部や電極などの影によ
る画質低下を解消するとともに、画像のコントラストの
低下割合を低減した画像表示装置を提供することを目的
とする。
画素電極部などの影による画質低下は防止できるもの
の、画像のコントラストが低下し、画像がぼけて見える
という課題があった。本発明は、上述した点に鑑みてな
されたものであって、非線形素子部や電極などの影によ
る画質低下を解消するとともに、画像のコントラストの
低下割合を低減した画像表示装置を提供することを目的
とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、上記の
目的は、下記（１）または（２）の特徴を有する、ドッ
ト状の画素が２次元的に多数配列された画像表示器を備
える画像表示装置を提供することにより達成される。 （１）０次光の強度に対する±１次光の強度が上記画像
表示器の中心波長において６０〜１８０％の範囲にあ
り、かつ０次光の強度と±１次光の強度との合計の強度
が全回折光の強度に対して、上記中心波長において８０
％以上である、１方向に格子パターンをもつ位相格子が
画像表示器の表示光路に配置されてなる。 （２）０次光の強度に対する±１次光の強度が上記画像
表示器の中心波長において８０〜１２０％の範囲にあ
り、かつ０次光の強度と±１次光の強度との合計の強度
が全回折光の強度に対して、上記中心波長において７５
％以上である、２方向に格子パターンをもつ位相格子が
画像表示器の表示光路に配置されてなる。なお、本発明
における中心波長とは、画像表示器から出射する表示光
の最短波長と最長波長との中心値（例えば、カラー画像
表示器であれば赤色光と青色光との平均値）をいい（液
晶表示装置においては一般に５５０ｎｍ）、全回折光と
は、０次光および±１次以上の全ての回折光をいう。
目的は、下記（１）または（２）の特徴を有する、ドッ
ト状の画素が２次元的に多数配列された画像表示器を備
える画像表示装置を提供することにより達成される。 （１）０次光の強度に対する±１次光の強度が上記画像
表示器の中心波長において６０〜１８０％の範囲にあ
り、かつ０次光の強度と±１次光の強度との合計の強度
が全回折光の強度に対して、上記中心波長において８０
％以上である、１方向に格子パターンをもつ位相格子が
画像表示器の表示光路に配置されてなる。 （２）０次光の強度に対する±１次光の強度が上記画像
表示器の中心波長において８０〜１２０％の範囲にあ
り、かつ０次光の強度と±１次光の強度との合計の強度
が全回折光の強度に対して、上記中心波長において７５
％以上である、２方向に格子パターンをもつ位相格子が
画像表示器の表示光路に配置されてなる。なお、本発明
における中心波長とは、画像表示器から出射する表示光
の最短波長と最長波長との中心値（例えば、カラー画像
表示器であれば赤色光と青色光との平均値）をいい（液
晶表示装置においては一般に５５０ｎｍ）、全回折光と
は、０次光および±１次以上の全ての回折光をいう。
【０００５】
【作用】本発明で用いられる液晶セルはＴＶ、ＶＴＲの
映像信号等を受けて、画像を表示するもので、その一例
の概略平面図である図８に示すように、不透明な非線形
素子部２１および配線部２２を有している。したがっ
て、開口部（図中、斜線で示す）は一部分のみである。
該液晶セルとレンズとの間、またレンズの目視者側（す
なわち、液晶セルとは反対側）に位相格子を配置する
と、開口部を通過して該位相格子に入射した光が回折作
用により拡がることから、不透明な非線形素子部２１お
よび配線部２２による影が目立たない。さらに、本発明
における位相格子は、画像表示装置の中心波長（例え
ば、５５０ｎｍ）において、０次光強度に対する±１次
光の強度および全回折光の強度に対する０次光の強度等
の合計が上記の特定範囲にあることから、±１次光で囲
まれる領域の光の強度が高く、かつ同領域内において中
心部の明るさと周波部の明るさとの比が適当であるた
め、コントラストの低下および画像のぼけを極めて低く
抑えることができる。
映像信号等を受けて、画像を表示するもので、その一例
の概略平面図である図８に示すように、不透明な非線形
素子部２１および配線部２２を有している。したがっ
て、開口部（図中、斜線で示す）は一部分のみである。
該液晶セルとレンズとの間、またレンズの目視者側（す
なわち、液晶セルとは反対側）に位相格子を配置する
と、開口部を通過して該位相格子に入射した光が回折作
用により拡がることから、不透明な非線形素子部２１お
よび配線部２２による影が目立たない。さらに、本発明
における位相格子は、画像表示装置の中心波長（例え
ば、５５０ｎｍ）において、０次光強度に対する±１次
光の強度および全回折光の強度に対する０次光の強度等
の合計が上記の特定範囲にあることから、±１次光で囲
まれる領域の光の強度が高く、かつ同領域内において中
心部の明るさと周波部の明るさとの比が適当であるた
め、コントラストの低下および画像のぼけを極めて低く
抑えることができる。
【０００６】
【実施例】以下、本発明の実施例につき図１を参照して
詳細に説明する。図１は本発明の画像表示装置の一例の
概略構成図であって、バックライト（光源）１の光がア
クティブマトリクス形液晶セル４の背面側Ｒから照射さ
れる。この液晶セル４の前面側、つまり、画像表示光が
通る表示光路２には位相格子５が配置され、その前面側
Ｆにはレンズ群３が設けられており、目視者の目６によ
って、レンズ群３を通して液晶セル上の画像が目視され
る。バックライトとしては、ハロゲンランプ、キセノン
ランプ、メタルハライド、蛍光ランプなどのランプと拡
散板とを組み合わせたもの、上記ランプ、導光板および
拡散板を組み合わせたものが利用される。また、位相格
子５をレンズ群３の前面側Ｆ（目視者側）に配置しても
よい。
詳細に説明する。図１は本発明の画像表示装置の一例の
概略構成図であって、バックライト（光源）１の光がア
クティブマトリクス形液晶セル４の背面側Ｒから照射さ
れる。この液晶セル４の前面側、つまり、画像表示光が
通る表示光路２には位相格子５が配置され、その前面側
Ｆにはレンズ群３が設けられており、目視者の目６によ
って、レンズ群３を通して液晶セル上の画像が目視され
る。バックライトとしては、ハロゲンランプ、キセノン
ランプ、メタルハライド、蛍光ランプなどのランプと拡
散板とを組み合わせたもの、上記ランプ、導光板および
拡散板を組み合わせたものが利用される。また、位相格
子５をレンズ群３の前面側Ｆ（目視者側）に配置しても
よい。
【０００７】ここで、格子の高さおよび形状を種々変え
ることにより作製した位相格子について、非線形素子部
や電極などの影による画質低下の解消と、画像コントラ
ストの影響とを比較検討した結果を表１に示す。表１よ
り、（１）１方向に格子パターンをもつ位相格子では、
０次光の強度に対する±１次光の強度が５５０ｎｍ（上
記画像表示装置の中心波長）において６０〜１８０％の
範囲にあり、かつ全回折光の強度に対する０次光の強度
と±１次光の強度との合計が８０％以上であり、（２）
２方向に格子パターンをもつ位相格子では、０次光の強
度に対する±１次光の強度が５５０ｎｍにおいて８０〜
１２０％の範囲にあり、かつ全回折光の強度に対する０
次光の強度と±１次光の強度との合計の強度が７５％以
上である場合、非線形素子部や電極などの影による画質
低下を解消し、画像コントラストの低下割合を低減でき
ることが明らかである。
ることにより作製した位相格子について、非線形素子部
や電極などの影による画質低下の解消と、画像コントラ
ストの影響とを比較検討した結果を表１に示す。表１よ
り、（１）１方向に格子パターンをもつ位相格子では、
０次光の強度に対する±１次光の強度が５５０ｎｍ（上
記画像表示装置の中心波長）において６０〜１８０％の
範囲にあり、かつ全回折光の強度に対する０次光の強度
と±１次光の強度との合計が８０％以上であり、（２）
２方向に格子パターンをもつ位相格子では、０次光の強
度に対する±１次光の強度が５５０ｎｍにおいて８０〜
１２０％の範囲にあり、かつ全回折光の強度に対する０
次光の強度と±１次光の強度との合計の強度が７５％以
上である場合、非線形素子部や電極などの影による画質
低下を解消し、画像コントラストの低下割合を低減でき
ることが明らかである。
【表１】
【０００８】１方向に格子パターンをもつ位相格子の一
例を図２に示す。図２に示す位相格子は、透明な基板部
７と、この基板部７の一主面上の格子部８とからなって
いる。この位相格子５は、基板部７の主面が表示光路２
（図１）に対して垂直になり、かつ、格子部８の延在方
向９が、前記液晶セル４と平行になるように配置されて
いる。また、前記格子部８の配列方向１０も液晶セル４
と平行になるように配置されており、これによって格子
部８は、表示光路２に対して直角な方向に配列されてい
る。
例を図２に示す。図２に示す位相格子は、透明な基板部
７と、この基板部７の一主面上の格子部８とからなって
いる。この位相格子５は、基板部７の主面が表示光路２
（図１）に対して垂直になり、かつ、格子部８の延在方
向９が、前記液晶セル４と平行になるように配置されて
いる。また、前記格子部８の配列方向１０も液晶セル４
と平行になるように配置されており、これによって格子
部８は、表示光路２に対して直角な方向に配列されてい
る。
【０００９】本発明における２方向に格子パターンをも
つ位相格子の一例を図３に示す。図３に示す位相格子は
平板１１上に凸部１２がドット状に縦横に配列されてな
る。
つ位相格子の一例を図３に示す。図３に示す位相格子は
平板１１上に凸部１２がドット状に縦横に配列されてな
る。
【００１０】本発明における位相格子の他の一例の概略
斜視図を図４に示す。図４に示す位相格子は互いに直交
する２方向（Ｘ、Ｙ）に格子パターンを有する。該位相
格子のＸ方向またはＹ方向に一致するＩ−（Ｉ）線断面
図を図５に示す。図５に示すように、該位相格子におけ
る各格子パターンの高さ（凸部と凹部の高さの差）ｈは
製造上等の誤差を除いて概ね一定である。ここで、Ｘ方
向の格子パターンの高さとＹ方向の格子パターンの高さ
とは必ずしも同一でなくてもよい。なお、該位相格子に
おける格子パターンの方向とは一致しない方向にも、一
定の高さを有する格子パターンが存在するかのようであ
るが、図６に示す、II−（II）線断面図より明らかなよ
うに、該位相格子のＸ方向およびＹ方向以外には一定の
格子高さを有する格子パターンが構成されない。
斜視図を図４に示す。図４に示す位相格子は互いに直交
する２方向（Ｘ、Ｙ）に格子パターンを有する。該位相
格子のＸ方向またはＹ方向に一致するＩ−（Ｉ）線断面
図を図５に示す。図５に示すように、該位相格子におけ
る各格子パターンの高さ（凸部と凹部の高さの差）ｈは
製造上等の誤差を除いて概ね一定である。ここで、Ｘ方
向の格子パターンの高さとＹ方向の格子パターンの高さ
とは必ずしも同一でなくてもよい。なお、該位相格子に
おける格子パターンの方向とは一致しない方向にも、一
定の高さを有する格子パターンが存在するかのようであ
るが、図６に示す、II−（II）線断面図より明らかなよ
うに、該位相格子のＸ方向およびＹ方向以外には一定の
格子高さを有する格子パターンが構成されない。
【００１１】以下、本発明の第２の実施例につき図７を
参照して詳細に説明する。ここで、図７は本発明の画像
表示装置の他の一例の概略構成図である。図７におい
て、光源１３から発せられた光は一部が直接に、残部が
反射鏡１４により平行光線に変換された後、光源１３と
反射鏡１４とから出射する光を均一化する拡散板１５を
透過し、アクティブマトリクス形液晶セル４にその背面
側Ｒから照射される。この照射光は、液晶セル４を通過
した後、その前面側Ｆに配置された位相格子５およびレ
ンズ群３を経て、目視者の目６で観察される。
参照して詳細に説明する。ここで、図７は本発明の画像
表示装置の他の一例の概略構成図である。図７におい
て、光源１３から発せられた光は一部が直接に、残部が
反射鏡１４により平行光線に変換された後、光源１３と
反射鏡１４とから出射する光を均一化する拡散板１５を
透過し、アクティブマトリクス形液晶セル４にその背面
側Ｒから照射される。この照射光は、液晶セル４を通過
した後、その前面側Ｆに配置された位相格子５およびレ
ンズ群３を経て、目視者の目６で観察される。
【００１２】上記の１方向または２方向に格子パターン
をもつ位相格子の遮断周波数としては、液晶セルの画素
のピッチで決まるナイキスト周波数からサンプリング周
波数の間であることが好ましい。上記の位相格子として
は、矩形状、台形状、正弦波状の断面形状を有するもの
を用いることができる。また、位相格子の格子パターン
の方向は液晶セルの画素に対して水平方向であっても、
垂直方向であってもよく、画素の水平方向および垂直方
向に対して斜めであってもよい。２方向の格子パターン
がなす角度は９０°に限られない。
をもつ位相格子の遮断周波数としては、液晶セルの画素
のピッチで決まるナイキスト周波数からサンプリング周
波数の間であることが好ましい。上記の位相格子として
は、矩形状、台形状、正弦波状の断面形状を有するもの
を用いることができる。また、位相格子の格子パターン
の方向は液晶セルの画素に対して水平方向であっても、
垂直方向であってもよく、画素の水平方向および垂直方
向に対して斜めであってもよい。２方向の格子パターン
がなす角度は９０°に限られない。
【００１３】本発明の画素表示装置としては、液晶表示
装置のほか、プラズマ・ディスプレイ・パネル（ＰＤ
Ｐ）、エレクトロルミネツセンス（ＥＬ）、ＬＥＤなど
が挙げられる。また、画像表示装置の用途としては、ビ
ューファインダ、液晶プロジェクターなどが挙げられ
る。
装置のほか、プラズマ・ディスプレイ・パネル（ＰＤ
Ｐ）、エレクトロルミネツセンス（ＥＬ）、ＬＥＤなど
が挙げられる。また、画像表示装置の用途としては、ビ
ューファインダ、液晶プロジェクターなどが挙げられ
る。
【００１４】
【発明の効果】本発明の画素表示装置によれば、液晶セ
ルの液晶を駆動するための非線形素子部および画素電極
部の影などによる画質低下が低減され、しかもコントラ
ストの高い画像を得ることができる。
ルの液晶を駆動するための非線形素子部および画素電極
部の影などによる画質低下が低減され、しかもコントラ
ストの高い画像を得ることができる。
【図１】本発明の画像表示装置の一例を示す概略構成図
である。
である。
【図２】本発明における１方向に格子パターンを持つ位
相格子の概略構成図である。
相格子の概略構成図である。
【図３】本発明における２方向に格子パターンを持つ位
相格子の一例の概略斜視図である。
相格子の一例の概略斜視図である。
【図４】本発明における２方向に格子パターンを持つ位
相格子の他の一例の概略斜視図である。
相格子の他の一例の概略斜視図である。
【図５】図４に示す位相格子のＩ−（Ｉ）線断面図であ
る。
る。
【図６】図４に示す位相格子のII−（II）線断面図であ
る。
る。
【図７】本発明の画像表示装置の他の一例を示す概略構
成図である。
成図である。
【図８】本発明で用いられる液晶セルの概略平面図であ
る。
る。
１ 光源 ２ 表示光路 ３ レンズ群 ４ 液晶セル ５ 位相格子 ６ 観察者の眼 ２１ 非線形素子部 ２２ 配線部 Ｆ 前面側 Ｒ 背面側
Claims (2)
- 【請求項１】 ドット状の画素が２次元的に多数配列さ
れた画像表示器と、この画像表示器の表示光路に配置さ
れた１方向に格子パターンを持つ位相格子とを備え、上
記位相格子における０次光の強度に対する±１次光の強
度が上記画像表示器の中心波長において６０〜１８０％
の範囲にあり、かつ、０次光の強度と±１次光の強度と
の合計が全回折光の強度に対して、上記中心波長におい
て８０％以上である画像表示装置。 - 【請求項２】 ドット状の画素が２次元的に多数配列さ
れた画像表示器と、この画像表示器の表示光路に配置さ
れた２方向に格子パターンを持つ位相格子とを備え、上
記位相格子における０次光の強度に対する±１次光の強
度が上記画像表示器の中心波長において８０〜１２０％
の範囲にあり、かつ、０次光の強度と±１次光の強度と
の合計が全回折光の強度に対して、上記中心波長におい
て７５％以上である画像表示装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5087665A JPH0643448A (ja) | 1992-04-28 | 1993-04-14 | 画像表示装置 |
| KR1019930006892A KR0120397B1 (ko) | 1992-04-28 | 1993-04-23 | 화상표시장치 |
| EP93106795A EP0567995A1 (en) | 1992-04-28 | 1993-04-27 | Image display apparatus |
| US08/052,832 US5513025A (en) | 1992-04-28 | 1993-04-27 | Image display apparatus |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4-136312 | 1992-04-28 | ||
| JP13631292 | 1992-04-28 | ||
| JP5087665A JPH0643448A (ja) | 1992-04-28 | 1993-04-14 | 画像表示装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0643448A true JPH0643448A (ja) | 1994-02-18 |
Family
ID=26428913
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5087665A Pending JPH0643448A (ja) | 1992-04-28 | 1993-04-14 | 画像表示装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0643448A (ja) |
-
1993
- 1993-04-14 JP JP5087665A patent/JPH0643448A/ja active Pending
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