JPH08194214A - 投写型液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】２枚の液晶ライトバルブを用いた投写型液晶表
示装置に於いて、光源に色温度の低いハロゲンランプを
用いても、色温度が高く、色バランスに優れ、しかも、
光利用効率の高い投写画像を得る。 【構成】ハロゲン１０１からの投写光は、色分離ミラー
１０３でＢ光とＲＧ光とに分離され、Ｂ光は液晶ライト
バルブＡ１０５で強度変調を受ける。また、Ｒ及びＧ光
は液晶ライトバルブＢ１０６で２原色光信号による強度
変調を受ける。更に、それぞれの液晶ライトバルブで強
度変調された色光は色合成ミラー１０８で合成されて投
写レンズ１０９よりスクリーン１１０に拡大投写され
る。この時、液晶ライトバルブＢ１０６の色フィルター
（画素）の構成配分をＲ：Ｇ＝１：２とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、液晶ライトバルブを二
枚用いた投写型液晶表示装置の光学系構成及び液晶ライ
トバルブ構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来からある２ライトバルブ方式の投写
型液晶表示装置は、特公平６−１７９８０で代表される
構成であった。詳細を図４に示す。

【０００３】図４では、緑のフィルタ５ｂを有する液晶
ライトバルブ５と赤と青のフィルタ６ｃを有する液晶ラ
イトバルブ６とによって、それぞれ強度変調を受けた色
光がダイクロイックミラー４で合成されズームレンズ９
を介してスクリーン１１に投写される訳であるが、投写
合成画像に於ける各画素単位で見た場合、第１の原色光
は緑色光であって、第２及び第３の原色光はそれぞれ赤
色光と青色光となっている。

【０００４】また、第２及び第３の原色光用画素は赤色
光用（Ｒ）：青色光用（Ｂ）＝１：１の構成であり、拡
大投写された画像に於ける各原色光の表示面積、即ち、
２枚の液晶ライトバルブを透過する３原色光の光路の面
積配分比は、赤色光（Ｒ光）：緑色光（Ｇ光）：青色光
（Ｂ光）＝１：３：１であった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述の投写型
液晶表示装置では、投写画像が緑色光寄りの色合いにな
ってしまい表示画像の色再現性の点で問題となった。ま
た、この色配分のアンバランスを回避する為、従来、緑
色光の光路上に減衰フィルタを挿入して色バランスの適
正化を図る方法を用いてきたが、投写画像の輝度の低下
及び光利用効率の低下を余儀なくされ、良好な解決策と
はならなかった。

【０００６】そこで、本発明の投写型液晶表示装置は、
各画素単位で見ると２原色光合成、即ち、２液晶ライト
バルブ構成の光学系を採用していると同時に、本来色温
度の低いハロゲンランプを光源に使用しているにも係わ
らず、極めて良好な色再現性と色温度の高い投写画像を
得ると共に、光利用効率の高い投写型液晶表示装置を実
現する事を目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】投写光源と、該投写光源
からの白色光をＲＧＢ３原色の内の第１の原色光と他の
第２及び第３の原色光とに分離する色光分離手段と、前
記第１の原色光の強度変調を行う液晶ライトバルブＡ
と、前記液晶ライトバルブＡと同一ピッチの画素構造
で、且つ、前記第２の原色光に対応した色フィルターを
装備した第２の原色光用画素及び第３の原色光に対応し
た色フィルターを装備した第３の原色光用画素を同一基
板内に位置選択的に配置して前記第２及び第３の原色光
の強度変調を行う液晶ライトバルブＢと、前記液晶ライ
トバルブＡおよび前記液晶ライトバルブＢにより強度変
調された色光を光学的に合成する色光合成手段と、該色
光合成手段で合成された色光により形成された画像をス
クリーンに拡大投写する投写レンズ手段とで構成される
投写型液晶表示装置に於いて、前記投写光源はハロゲン
ランプであって、前記液晶ライトバルブＡはＲＧＢ３原
色の内の青色光（Ｂ光）用に使用し、前記液晶ライトバ
ルブＢは赤色光（Ｒ光）及び緑色光（Ｇ光）用に使用す
ると共に、前記液晶ライトバルブＢの第２及び第３の原
色光用の色フィルターの構成配分を面積比で赤色光用
（Ｒ）：緑色光用（Ｇ）＝１：２として、前記液晶ライ
トバルブＡ及び液晶ライトバルブＢを透過する３原色光
の光路の面積配分比が赤色光（Ｒ光）：緑色光（Ｇ
光）：青色光（Ｂ光）＝１：２：３となるよう構成した
事を特徴とする。

【０００８】

【作用】本発明の投写型液晶表示装置では、投写光源
と、該投写光源からの白色光をＲＧＢ３原色の内の第１
の原色光と他の第２及び第３の原色光とに分離する色光
分離手段と、前記第１の原色光の強度変調を行う液晶ラ
イトバルブＡと、前記液晶ライトバルブＡと同一ピッチ
の画素構造で、且つ、前記第２の原色光に対応した色フ
ィルターを装備した第２の原色光用画素及び第３の原色
光に対応した色フィルターを装備した第３の原色光用画
素を同一基板内に位置選択的に配置して前記第２及び第
３の原色光の強度変調を行う液晶ライトバルブＢと、前
記液晶ライトバルブＡおよび前記液晶ライトバルブＢに
より強度変調された色光を光学的に合成する色光合成手
段と、該色光合成手段で合成された色光により形成され
た画像をスクリーンに拡大投写する投写レンズ手段とで
構成されている事によって、フルカラー対応の投写型液
晶表示装置では通常３枚の液晶ライトバルブを必要とす
る所を、２枚の液晶ライトバルブで光学系を構成でき、
光学系及び制御回路系の軽量化小型化が図れる。

【０００９】また、投写光源はハロゲンランプであっ
て、前記液晶ライトバルブＡはＲＧＢ３原色の内の青色
光用に使用し、前記液晶ライトバルブＢは赤色光及び緑
色光用に使用し、前記液晶ライトバルブＢの色フィルタ
ー構成配分を面積比で赤色光用（Ｒ）：緑色光用（Ｇ）
＝１：２として、前記液晶ライトバルブＡ及び液晶ライ
トバルブＢを透過する３原色光の光路の面積配分比が赤
色光（Ｒ光）：緑色光（Ｇ光）：青色光（Ｂ光）＝１：
２：３となるよう構成した事により、色温度の低いハロ
ゲンランプを投写光源に用いても、光利用効率に優れ色
温度が高く色バランスの良い投写画像を作り出せる。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を用いて詳細に
説明する。

【００１１】（実施例１）図１は本発明に係わる投写型
液晶表示装置の光学系の全体構成を示した概略構成図で
ある。

【００１２】ここで、ハロゲンランプ１０１より出射さ
れた白色の光源光は、赤外線カットフィルタ１０２を介
して熱線をカットされた後、色光分離手段である色分離
ミラー１０３によってＲＧＢ３原色の第１の原色光であ
る青色光（Ｂ光）と、第２及び第３の原色光である赤色
光（Ｒ光）＋緑色光（Ｇ光）とに波長の選択分離が行わ
れる。

【００１３】この後、色分離ミラー１０３を透過した青
色光（Ｂ光）はミラー１０４で折り曲げられて液晶ライ
トバルブＡ１０５に到達しＢ光画像信号により強度変調
を受ける。また、色分離ミラー１０３で反射したＲ光及
びＧ光は、ミラー１０７で折り曲げられてＲ光用及びＧ
光用の色フィルターを装備し、且つ液晶ライトバルブＡ
と同一画素ピッチの画素構造を有する液晶ライトバルブ
Ｂ１０６に到達して第２及び第３の原色光用の画像信号
であるＲ光画像信号及びＧ光画像信号による強度変調を
受ける。

【００１４】更に、液晶ライトバルブＡ１０５及び液晶
ライトバルブＢ１０６によりそれぞれの原色画像信号に
よって強度変調された色光は色光合成手段である色合成
ミラー１０８により合成されフルカラー画像出力として
投写レンズ手段である投写レンズ１０９よりスクリーン
１１０に拡大投写される。

【００１５】以上の説明中、２枚の液晶ライトバルブに
よって色光に対し電気的制御を行う回路部分について
は、便宜上、図面および説明文から省略してある。

【００１６】次に、図１の光学構成に於ける本実施例の
三原色光の合成概念について、図２により詳しく説明す
る。

【００１７】図１の液晶ライトバルブＡ１０５の画素は
全て青色光（Ｂ光）用の光変調器として働く（色フィル
ターは特に必要としない）ので、その出射画像の画素構
成は図２の色配列Ａ１１１のようになる。

【００１８】また、液晶ライトバルブＢ１０６の画素は
第２及び第３の原色光用の色フィルターを装備して、赤
色光用（Ｒ光）及び緑色光用（Ｇ光）の光変調器として
働くと共に、その色フィルター（画素）の構成配分を赤
色光（Ｒ光）：緑色光（Ｇ光）＝１：２とする事で、そ
の出射画像の画素構成は図２の色配列Ｂ１１２のように
なる。

【００１９】これら、上述の２枚の液晶ライトバルブで
強度変調された色光（投写光）は色光合成手段である色
合成ミラー１０８で合成され図２の色配列Ｃ１１３の形
でスクリーンに投影される。

【００２０】この結果、色配列Ｃ１１３のａ行の１と、
ａ行の２と、ａ行の３の３画素で見たとき、その表現色
の配列はＲＢ・ＧＢ・ＧＢの順であって、この面積はＲ
＝１，Ｇ＝２，Ｂ＝３となり請求項で言う所の赤色光
（Ｒ光）：緑色光（Ｇ光）：青色光（Ｂ光）＝１：２：
３の関係が成り立つ。

【００２１】また、色配列Ｃ１１３のｂ行の１と、ｂ行
の２と、ｂ行の３の３画素に於いても、その表現色の配
列はＧＢ・ＲＢ・ＧＢの順であって、ａ行同様な面積比
率の関係が成り立つ。

【００２２】更に、ｃ行に於いても同様の面積比率であ
り、第４列以降の画素ついてもこの関係は連続してい
く。

【００２３】従って、色配列Ｃ１１３に於けるａｂｃ行
の１と２と３の９画素を捕らえた総合的な色光の面積配
分を考えた時も、赤色光（Ｒ光）＝３，緑色光（Ｇ光）
＝６，赤色光（Ｂ光）＝９となって、面積比では赤色光
（Ｒ光）：緑色光（Ｇ光）：青色光（Ｂ光）＝１：２：
３の関係が成り立つ訳である。

【００２４】また更に、投写光源に用いるハロゲンラン
プ１０１は、その出射光のスペクトルに対するエネルギ
ー比がＢ光＜Ｇ光＜Ｒ光の様な関係である事が一般的で
ある。

【００２５】この代表的な特性を示したものが、図３の
標準ハロゲンランプの出射スペクトル相対エネルギー特
性２０１である。

【００２６】この図３の特性２０１からは、緑色光（Ｇ
光）光の中心波長（約５７０ｎｍ）の出射エネルギーを
１００とした時の、青色光（Ｂ光）の中心波長（約４５
０ｎｍ）の出射エネルギー約５０と、赤色光（Ｒ光）の
中心波長（約７００ｎｍ）の出射エネルギー約２００の
相対値が読み取れる。

【００２７】このハロゲンランプ１０１の特性（エネル
ギー相対値でＲ：Ｇ：Ｂ＝２００：１００：５０）と、
上述の異なる色フィルタ面積（１枚はフィルタ無し）を
有する液晶ライトバルブＡ１０５及び液晶ライトバルブ
Ｂ１０６を通過する各色光の透過面積（Ｒ：Ｇ：Ｂ＝
１：２：３）との相乗効果により、２枚の液晶ライトバ
ルブを介して強度変調され色光合成された、総合的な３
原色光のエネルギーバランスは赤色光（Ｒ光）：緑色光
（Ｇ光）：青色光（Ｂ光）＝１：１：１に近い値とな
る。この場合発生するバランス誤差分は、Ｇ光及びＲ光
の色フィルタや色光分離ミラーの特性を調整する程度で
完全に取り除く事が可能である。

【００２８】よって、従来方式の様に青色光のエネルギ
ー量に合わせる為に、大きな減衰量を必要とする減衰フ
ィルタ（特性２０１のランプを用いた時、緑色光を６分
の１、赤色光を４分の１に減衰する）を用いる事なく、
色バランスの適正化と、色温度の高温度化（高演色化）
及び適正化が図られる訳である。

【００２９】

【発明の効果】本発明によれば、液晶ライトバルブＡを
ＲＧＢ３原色の内の青色光（Ｂ光）用に使用し、液晶ラ
イトバルブＢを赤色光（Ｒ光）及び緑色光（Ｇ光）用に
使用すると共に、液晶ライトバルブＢの第２及び第３の
原色光用の色フィルターの構成配分を面積比でＲ：Ｇ＝
１：２として、前記液晶ライトバルブＡ及び液晶ライト
バルブＢを透過する３原色光の光路の面積配分比が赤色
光（Ｒ光）：緑色光（Ｇ光）：青色光（Ｂ光）＝１：
２：３となるよう構成した事により、色温度の低いハロ
ゲンランプを投写光源に用いても、光利用効率が極めて
優れ、色温度も高く（高演色で）、色バランスの良好な
投写画像を作り出せる投写型液晶表示装置が実現でき
る。

【００３０】また、液晶ライトバルブＢに於いて、視感
度の高い緑色光の配分比、即ち、赤色用画素に対し緑色
用画素が２倍となる為、投写画像に於ける見かけ上の解
像度を向上させる事ができる。

【００３１】また、フルカラー対応の投写型液晶表示装
置では、通常３枚の液晶ライトバルブを必要とする所を
２枚の液晶ライトバルブで光学系を構成できる為、表示
装置の低コスト化が図れる。また、光学系及び制御回路
系の軽量化小型化をも可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の基本構成の一実施例を表す概略構成
図。

【図２】本発明の一実施例の構成を表す概略構成図。

【図３】本発明の一実施例に使用のランプ特性図。

【図４】従来例を表す概略構成図。

【符号の説明】

１０１ ハロゲンランプ １０２ 赤外線カットフィルタ １０３ 色分離ミラー １０４ ミラー １０５ 液晶ライトバルブＡ １０６ 液晶ライトバルブＢ １０７ ミラー １０８ 色合成ミラー １０９ 投写レンズ １１０ スクリーン １１１ 色配列Ａ １１２ 色配列Ｂ １１３ 色配列Ｃ ２０１ ランプ特性

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 投写光源と、該投写光源からの白色光を
   ＲＧＢ３原色の内の第１の原色光と他の第２及び第３の
   原色光とに分離する色光分離手段と、前記第１の原色光
   の強度変調を行う液晶ライトバルブＡと、前記液晶ライ
   トバルブＡと同一ピッチの画素構造で、且つ、前記第２
   の原色光に対応した色フィルターを装備した第２の原色
   光用画素及び第３の原色光に対応した色フィルターを装
   備した第３の原色光用画素を同一基板内に位置選択的に
   配置して前記第２及び第３の原色光の強度変調を行う液
   晶ライトバルブＢと、前記液晶ライトバルブＡおよび前
   記液晶ライトバルブＢにより強度変調された色光を光学
   的に合成する色光合成手段と、該色光合成手段で合成さ
   れた色光により形成された画像をスクリーンに拡大投写
   する投写レンズ手段とで構成される投写型液晶表示装置
   に於いて、前記投写光源はハロゲンランプであって、前
   記液晶ライトバルブＡはＲＧＢ３原色の内の青色光（Ｂ
   光）用に使用し、前記液晶ライトバルブＢは赤色光（Ｒ
   光）及び緑色光（Ｇ光）用に使用すると共に、前記液晶
   ライトバルブＢの第２及び第３の原色光用の色フィルタ
   ーの構成配分を面積比で赤色光用（Ｒ）：緑色光用
   （Ｇ）＝１：２として、前記液晶ライトバルブＡ及び液
   晶ライトバルブＢを透過する３原色光の光路の面積配分
   比が赤色光（Ｒ光）：緑色光（Ｇ光）：青色光（Ｂ光）
   ＝１：２：３となるよう構成した事を特徴とする投写型
   液晶表示装置。