JPH0990313A - 液晶投影装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ダイクロイックミラーで反射した光を透過す
る複数個の液晶表示器を備える液晶投影装置において、
投影スクリーン上の表示のちらつきを軽減し、コントラ
ストを向上させることを目的とする。 【解決手段】 光源部から放射される光を反射する複数
個のダイクロイックミラーと、このダイクロイックミラ
ーの反射光を透過する非対称形状の透明画素電極がマト
リックス状に配列形成された複数個の液晶表示器と、こ
れら液晶表示器を透過した光により得られる表示を投影
スクリーンに拡大投影する光学系とを備える液晶投影装
置において、液晶表示器の画素電極23の形状および配置
を表示部24の直交する２軸のうち少なくとも一方向の軸
に対して対称とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、カラー表示が可
能な液晶投影装置に係り、特に液晶表示器をライトバル
ブとして、ダイクロイックミラーと組合わせて用いられ
る液晶投影装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】カラー表示が可能な表示装置として、図
６に示す液晶投影装置がある。この液晶投影装置は、液
晶表示器をライトバルブとしてダイクロイックミラーと
組合わせたものであり、光源１およびこの光源１から放
射される白色光を所定方向に反射する反射体２を有する
光源部３と、この光源部３からの光を反射または透過す
る２行３列に配置された６個のダイクロイックミラー４
a 〜４f と、そのダイクロイックミラー４b ，４d 間、
４c ，４d 間、４c ，４ｅ間にそれぞれ配置された赤
色、緑色、青色用の３個の液晶表示器５R ，５G ，５B
と、ダイクロイックミラー４f と対向する投影光学系６
とから構成されている。

【０００３】上記３個の液晶表示器５R ，５G ，５B
は、対向する透明基板の一方の表示部内面に、ＴＦＴ
（Thin Film Transistor）をスイッチング素子とする複
数個の透明な画素電極がマトリックス状に配列形成さ
れ、他方の透明基板の表示部内面に透明な対向電極が形
成され、これら画素電極、対向電極上に設けられた配向
膜を介して、画素電極と対向電極との間に液晶が介在す
るアクティブマトリックス型に形成され、その一方の透
明基板の表示部外面にそれぞれ赤色、緑色、青色用カラ
ーフィルター８R ，８G ，８B が設けられたものとなっ
ている。従来これら液晶表示器５R ，５G ，５B の画素
電極は、図７に示すように、各画素電極９に接近してＴ
ＦＴを設けるために、いずれも一部が欠落した非対称の
台形状に形成され、かつその欠落部分がすべて同一方向
となるように配置されている。

【０００４】この液晶投影装置では、光源部３からの白
色光を、第１のダイクロイックミラー４a で一部を反
射、他部を透過し、その透過光を第２のダイクロイック
ミラー４b で赤色用液晶表示器５R 方向に反射する。こ
の赤色用液晶表示器５R を透過して得られる赤波長域の
光は、第４のダイクロイックミラー４d を透過し、第６
のダイクロイックミラー４f で反射して投影光学系６に
導かれる。また上記第１のダイクロイックミラー４a で
反射した光は、第３のダイクロイックミラー４cで一部
を緑色用液晶表示器５G 方向に反射し、一部を青色用液
晶表示器５B 方向に透過する。そして緑色用液晶表示器
５G を透過して得られる緑波長域の光は、第４のダイク
ロイックミラー４d で反射し、第６のダイクロイックミ
ラー４f で反射して投影光学系６に導かれる。また青色
用液晶表示器５B を透過して得られる青波長域の光は、
第５のダイクロイックミラー４e で反射し、第６のダイ
クロイックミラー４f を透過して投影光学系６に導かれ
る。投影光学系６は、上記各液晶表示器５R ，５G ，５
B を透過した光を集光し、その各液晶表示器５R ，５G
，５B を透過した赤波長域、緑波長域、青波長域の光
により得られる赤、緑、青３色の表示を投影スクリーン
１０上に拡大投影する。

【０００５】この場合、各液晶表示器５R ，５G ，５B
の配置位置を調整することにより、各液晶表示器５R ，
５G ，５B の画素電極９（画素開口）の位置、配置を一
致させて、投影スクリーン１０上に拡大投影される赤、
緑、青３色の表示を重ね合わすことができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記のように、液晶表
示器をライトバルブとして、２行３列に配置された６個
のダイクロイックミラーから選択されたダイクロイック
ミラー間に赤色、緑色、青色用の３個の液晶表示器が配
置された液晶投影装置がある。従来この液晶投影装置に
用いられる液晶表示器は、対向する透明基板の一方の表
示部内面に複数個の透明な画素電極がマトリックス状に
配列形成され、その画素電極が一部が欠落した非対称形
状に形成され、かつその欠落部分がすべて同一方向とな
るように配置されている。このような液晶表示器でも、
そのダイクロイックミラー間での配置位置を調整するこ
とにより、画素電極（画素開口）の位置、配置を一致さ
せて、投影光学系により投影スクリーン上に拡大投影さ
れる３色の表示を重ね合わすことができる。

【０００７】しかし３個の液晶表示器をたとえば図６に
示したように配置したとすると、ダイクロイックミラー
４b 〜４d 間の赤色用液晶表示器５R およびダイクロイ
ックミラー４c 〜４e 間の青色用液晶表示器５B に対し
て、ダイクロイックミラー４c 〜４d 間の緑色用液晶表
示器５G は、画素電極が上下方向（紙面に垂直な方向）
に反転する。このように画素電極が反転すると、その形
状が非対称であるため、赤色用および青色用液晶表示器
５R ，５G の画素電極と完全に一致させることができ
ず、投影スクリーン上の表示がちらつき、低コントラス
トとなるなどの問題が生ずる。

【０００８】この発明は、上記問題点に鑑みてなされた
ものであり、複数個の液晶表示器をライトバルブとして
ダイクロイックミラーと組合せて用いられる液晶投影装
置において、投影スクリーン上の表示のちらつきを軽減
し、かつコントラストなどを向上させることを目的とす
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】白色光を放射する光源
と、この光源から放射される白色光のうち特定波長域の
光を選択的に反射または透過する複数個のダイクロイッ
クミラーと、対向する一対の透明基板のうち一方の透明
基板の表示部内面に複数個の非対称形状の透明画素電極
がマトリックス状に配列形成され、複数個のダイクロイ
ックミラーのうち選択されたダイクロイックにより反射
または透過した特定波長域の光を透過する複数個の液晶
表示器と、この複数個の液晶表示器を透過した特定波長
域の光を集光してこれら液晶表示器を透過した光により
得られる表示を投影スクリーンに拡大投影する光学系と
を備える液晶投影装置において、液晶表示器の画素電極
の形状および配置を表示部の直交する２軸のうち少なく
とも一方向の軸に対して対称とした。

【００１０】また、白色光を放射する光源と、この光源
から放射される白色光を反射または透過する複数個のダ
イクロイックミラーと、対向する一対の透明基板のうち
一方の透明基板の表示部内面に複数個の非対称形状の透
明画素電極がマトリックス状に配列形成されかつ特定波
長域の光を透過するカラーフィルターが設けられ、複数
個のダイクロイックミラーのうち選択されたダイクロイ
ックミラーにより反射または透過した光を透過する複数
個の液晶表示器と、この複数個の液晶表示器を透過した
特定波長域の光を集光してこれら液晶表示器を透過した
光により得られる表示を投影スクリーンに拡大投影する
光学系とを備える液晶投影装置において、液晶表示器の
画素電極の形状および配置を表示部の直交する２軸のう
ち少なくとも一方向の軸に対して対称とした。

【００１１】さらに、上記各液晶投影装置において、液
晶表示器の画素電極を表示部の周辺部において密に形成
した。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照してこの発明の
実施の形態を説明する。

【００１３】実施の形態１．図１にその形態１の液晶投
影装置を示す。この液晶投影装置は、光源１およびこの
光源１から放射される白色光を反射する反射体２を有す
る光源部３と、この光源部３からの光のうち特定波長域
の光を選択的に反射または透過する２行３列に配置され
た６個のダイクロイックミラー２０a 〜２０f と、その
ダイクロイックミラー２０b ，２０d 間、２０c ，２０
d 間、２０c ，２０ｅ間にそれぞれ配置された赤色、緑
色、青色用の３個の液晶表示器２１R ，２１G ，２１B
と、ダイクロイックミラー２０f と対向する投影光学系
６とから構成されている。

【００１４】その各液晶表示器２１R ，２１G ，２１B
は、対向する透明基板の一方の表示部内面に、ＴＦＴを
スイッチング素子とする複数個の透明な画素電極がマト
リックス状に配列形成され、他方の透明基板の表示部内
面に透明な対向電極が形成され、さらにこれら画素電極
および対向電極上に配向膜が設けられ、これら配向膜を
介して画素電極と対向電極との間に液晶が介在するアク
ティブマトリックス型に形成されたものとなっている。
この液晶表示器５R ，５G ，５B では、各画素電極に接
近してＴＦＴを設けるために、いずれも、図２に示すよ
うに、各画素電極２３は、一部が欠落した非対称の台形
状に形成され、かつこの画素電極２３が表示部２４の中
心を通る直交する２軸（Ｘ，Ｙ軸）に関して、その形状
および配置が対称となっている。

【００１５】また、上記６個のダイクロイックミラー２
０a 〜２０f のうち、光源部３と対向する第１のダイク
ロイックミラー２０a は、光源部３からの赤波長域の光
を透過し、それ以外の可視光を反射するものとなってい
る。第２のダイクロイックミラー２０b は、上記第１の
ダイクロイックミラー２０a を透過した赤波長域の光を
液晶表示器５R 方向に反射するものとなっている。第３
のダイクロイックミラー２０c は、上記第１のダイクロ
イックミラー２０a で反射した光のうち、緑波長域の光
を液晶表示器５G 方向に反射し、青波長域の光を液晶表
示器５B 方向に透過するものとなっている。第４のダイ
クロイックミラー２０d は、上記第２のダイクロイック
ミラー２０b で反射したのち、液晶表示器５R を透過し
た赤波長域の光を透過し、上記第３のダイクロイックミ
ラー２０c で反射したのち、液晶表示器５G を透過した
緑波長域の光を反射するものとなっている。第５のダイ
クロイックミラー２０e は、上記第３のダイクロイック
ミラー２０c を透過したのち、液晶表示器５B を透過し
た青波長域の光を反射するものとなっている。第６のダ
イクロイックミラー２０f は、上記第４のダイクロイッ
クミラー２０d を透過した赤波長域の光および反射した
緑波長域の光を反射するとともに、第５のダイクロイッ
クミラー２０e を反射した青波長域の光を透過するもの
となっている。

【００１６】上記のように構成された液晶投影装置で
は、ダイクロイックミラー２０b ，２０d 間、２０c ，
２０d 間、２０c ，２０ｅ間にそれぞれ配置された赤
色、緑色、青色用の各液晶表示器２１R ，２１G ，２１
B の配置位置を調整することにより、各液晶表示器２１
R ，２１G ，２１B の画素電極の形状、配置を完全に一
致させることかでき、第６のダイクロイックミラー２０
f を介して投影光学系６に導かれ、この投影光学系６に
より投影スクリーン１０上に拡大投影される各液晶表示
器２１R ，２１G ，２１B の透過光により得られる赤、
緑、青３色の表示を完全に重ね合わすことができる。

【００１７】すなわち、従来の液晶投影装置では、一部
液晶表示器の画素電極が反転した場合、その各液晶表示
器の非対称形状の画素電極の欠落部分がすべて同一方向
となっていたため、各液晶表示器の画素電極の形状を完
全に一致させることができず、投影スクリーン上の表示
がちらつき、低コントラストとなったが、この例の液晶
投影装置のように、各液晶表示器の画素電極の形状、配
置を表示部２４の中心を通る直交する２軸に関して対称
にすると、一部液晶表示器の画素電極が反転しても、画
素電極の形状を完全に一致させることができ、従来生じ
た投影スクリーン上の表示がちらつき、低コントラスト
を解消することができる。

【００１８】なお、上記液晶投影装置では、液晶表示器
の画素電極が非対称の台形状に形成され、この画素電極
が表示部のの中心を通る直交する２軸に関して、その形
状および配置が対称に形成されたものを示したが、この
液晶表示器の画素電極は、図３に示すように、一部が欠
落した非対称の台形状の画素電極２３の斜辺を対向さ
せ、隣接２個の画素電極２３が矩形状になるように配置
し、かつ表示部２４の中心を通る直交する２軸に関し
て、その形状および配置が対称となるように形成された
もの、あるいは図４に示すように、一部が矩形状に欠落
して非対称のほぼＬ字形の画素電極２３を表示部２４の
中心を通る直交する２軸に関して、その形状および配置
が対称となるように形成されたものなど、他の非対称形
状のものでもよい。特にこの図４には、画素電極２３が
表示部２４の周辺部で密に配置されたものが示されてい
る。

【００１９】このよう名画素電極２３を有する液晶表示
器を用いても、上記液晶投影装置と同様の効果がえら
れ、特に図４に示したように、表示部２４の周辺部で画
素電極２３を密に配置することにより、投影光学系によ
り拡大投影される投影スクリーン上の表示の輝度分布を
均一にすることでき、その輝度分布を適性化することに
より、投影スクリーン上に拡大投影される表示の品位を
高めることができる。

【００２０】実施の形態２．図５にその形態２の液晶投
影装置を示す。この液晶投影装置の構成は、３個の液晶
表示器２１R ，２１G ，２１B 以外は、図６に示した従
来の液晶投影装置と同じであるので、同一部分に同一符
号を付して説明する。

【００２１】この液晶投影装置は、光源１およびこの光
源１から放射される白色光を反射する反射体２を有する
光源部３と、この光源部３からの光を透過または反射す
る２行３列に配置された６個のダイクロイックミラー４
a 〜４f と、そのダイクロイックミラー４b ，４d 間、
４c ，４d 間、４c ，４ｅ間にそれぞれ配置された赤
色、緑色、青色用の３個の液晶表示器２１R ，２１G ，
２１B と、ダイクロイックミラー４f と対向する投影光
学系６とから構成されている。

【００２２】その各液晶表示器２１R ，２１G ，２１B
は、相対向する透明基板の一方の表示部内面に、ＴＦＴ
をスイッチング素子とする複数個の透明な画素電極がマ
トリックス状に配列形成され、他方の透明基板の表示部
内面に透明な対向電極が形成され、さらにこれら画素電
極および対向電極上に配向膜が設けられ、これら配向膜
を介して画素電極と対向電極との間に液晶が介在するア
クティブマトリックス型に形成され、さらにその一方の
透明基板の一方の表示部外面にそれぞれ赤色、緑色、青
色用のカラーフィルター２６R ，２６G ，２６B が配置
されたものとなっている。この液晶表示器２１R ，２１
G ，２１B においても、各画素電極は、接近してＴＦＴ
を設けるために、上記実施の形態１の液晶表示器と同様
に、一部が欠落した非対称の台形状に形成され、かつこ
の画素電極が表示部の中心を通る直交する２軸に関し
て、その形状および配置が対称となっている。

【００２３】この液晶投影装置では、光源部３からの白
色光を、第１のダイクロイックミラー４a で一部を反
射、他部を透過し、その透過光を第２のダイクロイック
ミラー４b で赤色用液晶表示器５R 方向に反射する。こ
の赤色用液晶表示器５R を透過して得られる赤波長域の
光は、第４のダイクロイックミラー４d を透過し、第６
のダイクロイックミラー４f で反射して投影光学系６に
導かれる。また上記第１のダイクロイックミラー４a で
反射した光は、第３のダイクロイックミラー４cで一部
を緑色用液晶表示器５G 方向に反射し、一部を青色用液
晶表示器５B 方向に透過する。そして緑色用液晶表示器
５G を透過して得られる緑波長域の光は、第４のダイク
ロイックミラー４d で反射し、第６のダイクロイックミ
ラー４f で反射して投影光学系６に導かれる。また青色
用液晶表示器５B を透過して得られる青波長域の光は、
第５のダイクロイックミラー４e で反射し、第６のダイ
クロイックミラー４f を透過して投影光学系６に導かれ
る。投影光学系６は、上記各液晶表示器５R ，５G ，５
B を透過した光を集光し、この透過光により得られる表
示を投影スクリーン１０上に拡大投影する。

【００２４】この場合も各液晶表示器５R ，５G ，５B
の配置位置を調整することにより、画素電極９（画素開
口）の位置、配列を一致させて、投影光学系６により投
影スクリーン１０上に投影される赤、緑、青３色の表示
を重ね合わすことができる。上記のように構成しても、
ダイクロイックミラー４b ，４d 間、４c ，４d 間、４
c ，４ｅ間にそれぞれ配置された赤色、緑色、青色用の
各液晶表示器２１R，２１G ，２１B の配置位置を調整
することにより、各液晶表示器２１R ，２１G ，２１B
の画素電極の形状、配置を完全に一致させることかで
き、第６のダイクロイックミラー４f を介して投影光学
系６に導かれ、この投影光学系６により投影スクリーン
１０上に拡大投影される各液晶表示器２１R ，２１G ，
２１B の透過光により得られる赤、緑、青３色の表示を
重ね合わすことができ、前記実施例の形態１の場合と同
様に、一部液晶表示器の画素電極が反転しても、画素電
極の形状を完全に一致させることができ、従来生じた投
影スクリーン上の表示がちらつき、低コントラストなど
を解消することができる。

【００２５】なお、この発明は、上記各実施の形態で説
明した液晶投影装置ばかりでなく、ダイクロイックミラ
ーおよび液晶表示器の配置が異なり、投影スクリーン上
の表示がダイクロイックミラーごとに反転する液晶投影
装置に適用しても、赤色、緑色、青色用の各液晶表示器
の画素電極の形状、配置を完全に一致させることかで
き、上記各実施の形態と同様の効果をもつ液晶投影装置
を構成することができる。

【００２６】

【発明の効果】ダイクロイックミラーにより反射された
光源からの光を透過するマトリックス状に配列形成され
る非対称形状の画素電極を有する複数個の液晶表示器を
介して、これら液晶表示器を透過する光により得られる
表示を投影スクリーンに拡大投影する液晶投影装置にお
いて、液晶表示器の画素電極の形状および配置を表示部
の直交する２軸のうち少なくとも一方向の軸に対して対
称にすると、一部液晶表示器の画素電極が反転しても、
各画素電極を完全に一致させることができ、従来生じた
投影スクリーン上の表示がちらつきや低コントラストな
どを解消することができる。

【００２７】とくに液晶表示器の画素電極を表示部の周
辺部において密に形成することにより、投影スクリーン
上の表示の輝度分布を均一にすることができ、投影スク
リーン上の拡大投影される表示の品位を高めることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の形態１の液晶投影装置の構成
を示す図である。

【図２】その一構成である液晶表示器の画素電極の形
状、配置を示す図である。

【図３】図２に示した画素電極とは異なる画素電極の形
状、配置を示す図である。

【図４】図２に示した画素電極とはさらに異なる画素電
極の形状、配置を示す図である。

【図５】この発明の実施の形態２の液晶投影装置の構成
を示す図である。

【図６】従来の液晶投影装置の構成を示す図である。

【図７】従来の液晶投影装置の一構成である液晶表示器
の画素電極の形状、配置を示す図である。

【符号の説明】

１…光源 ２…反射体 ３…光源部 ４a 〜４f …ダイクロイックミラー ６…投影光学系 １０…投影スクリーン ２０a 〜２０f …ダイクロイックミラー ２１R ，２１G ，２１B …液晶表示器 ２３…画素電極 ２４…表示部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 白色光を放射する光源と、この光源から
   放射される白色光のうち特定波長域の光を選択的に反射
   または透過する複数個のダイクロイックミラーと、対向
   する一対の透明基板のうち一方の透明基板の表示部内面
   に複数個の非対称形状の透明画素電極がマトリックス状
   に配列形成され、上記複数個のダイクロイックミラーの
   うち選択されたダイクロイックにより反射または透過し
   た特定波長域の光を透過する複数個の液晶表示器と、こ
   の複数個の液晶表示器を透過した特定波長域の光を集光
   してこれら液晶表示器を透過した光により得られる表示
   を投影スクリーンに拡大投影する光学系とを備える液晶
   投影装置において、 上記液晶表示器の画素電極は形状および配置が上記表示
   部の直交する２軸のうち少なくとも一方向の軸に対して
   対称となっていることを特徴とする液晶投影装置。
2. 【請求項２】 白色光を放射する光源と、この光源から
   放射される白色光を反射または透過する複数個のダイク
   ロイックミラーと、対向する一対の透明基板のうち一方
   の透明基板の表示部内面に複数個の非対称形状の透明画
   素電極がマトリックス状に配列形成されかつ特定波長域
   の光を透過するカラーフィルターが設けられ、上記複数
   個のダイクロイックミラーのうち選択されたダイクロイ
   ックミラーにより反射または透過した光を透過する複数
   個の液晶表示器と、この複数個の液晶表示器を透過した
   特定波長域の光を集光してこれら液晶表示器を透過した
   光により得られる表示を投影スクリーンに拡大投影する
   光学系とを備える液晶投影装置において、 上記液晶表示器の画素電極は形状および配置が上記表示
   部の直交する２軸のうち少なくとも一方向の軸に対して
   対称となっていることを特徴とする液晶投影装置。
3. 【請求項３】 液晶表示器の画素電極が表示部の周辺部
   において密に形成されていることを特徴とする請求項１
   または２記載の液晶投影装置。