JPH0666018B2 - 液晶プロジェクション装置 - Google Patents
液晶プロジェクション装置Info
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- JPH0666018B2 JPH0666018B2 JP62001636A JP163687A JPH0666018B2 JP H0666018 B2 JPH0666018 B2 JP H0666018B2 JP 62001636 A JP62001636 A JP 62001636A JP 163687 A JP163687 A JP 163687A JP H0666018 B2 JPH0666018 B2 JP H0666018B2
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- crystal element
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- light
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- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
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- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
- G02F1/1347—Arrangement of liquid crystal layers or cells in which the final condition of one light beam is achieved by the addition of the effects of two or more layers or cells
- G02F1/13471—Arrangement of liquid crystal layers or cells in which the final condition of one light beam is achieved by the addition of the effects of two or more layers or cells in which all the liquid crystal cells or layers remain transparent, e.g. FLC, ECB, DAP, HAN, TN, STN, SBE-LC cells
- G02F1/13473—Arrangement of liquid crystal layers or cells in which the final condition of one light beam is achieved by the addition of the effects of two or more layers or cells in which all the liquid crystal cells or layers remain transparent, e.g. FLC, ECB, DAP, HAN, TN, STN, SBE-LC cells for wavelength filtering or for colour display without the use of colour mosaic filters
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は液晶プロジエクシヨン装置に関し、特にカラー
表示の液晶プロジエクシヨン装置に関する。
表示の液晶プロジエクシヨン装置に関する。
従来から用いられているプロジエクシヨンテレビジヨン
受像機は、三原色のそれぞれに専用のカソードレイチユ
ーブ（以下、CRTと称する）を用い、それにより再生さ
れた画像をプロジエクシヨンレンズにより、スクリーン
上に投影する形態がとられている。しかし、CRTの明る
さは十分でないため、大画面に投影することができな
い。また、明るく見せるために指向性のスクリーンを用
いているので視角が狭い。さらに、大形のCRTを３本用
いている上に、スクリーンと一体化した構造になつてい
るため、大掛かりな装置になり設置場所が限定され、プ
ロジエクシヨン装置としては十分なものとはいえなかつ
た。
受像機は、三原色のそれぞれに専用のカソードレイチユ
ーブ（以下、CRTと称する）を用い、それにより再生さ
れた画像をプロジエクシヨンレンズにより、スクリーン
上に投影する形態がとられている。しかし、CRTの明る
さは十分でないため、大画面に投影することができな
い。また、明るく見せるために指向性のスクリーンを用
いているので視角が狭い。さらに、大形のCRTを３本用
いている上に、スクリーンと一体化した構造になつてい
るため、大掛かりな装置になり設置場所が限定され、プ
ロジエクシヨン装置としては十分なものとはいえなかつ
た。
また、液晶を利用したレーザ書込みによるプロジエクシ
ヨンが既に提案されているが、装置が大掛りになること
は避けられなかつた。
ヨンが既に提案されているが、装置が大掛りになること
は避けられなかつた。
これらの問題を改善する方式として、アクテイブ・マト
リクス駆動の減法混色の三原色であるシアン，マゼン
タ，イエローを用いたゲスト・ホスト液晶素子によるプ
ロジエクシヨン装置が提案されたが、表示色の色純度，
明るさが低く、表示色の範囲も狭い。さらに、CRT並の
解像度を得るためには、アクテイブ・マトリクス駆動の
ゲスト・ホスト液晶素子では、少なくとも50万個程度の
薄膜トランジスタを欠陥なしで作ることが必要条件にな
るが、この歩留りはかなり低く、表示品質の低下もしく
は高価な装置になることは避けられなかつた。
リクス駆動の減法混色の三原色であるシアン，マゼン
タ，イエローを用いたゲスト・ホスト液晶素子によるプ
ロジエクシヨン装置が提案されたが、表示色の色純度，
明るさが低く、表示色の範囲も狭い。さらに、CRT並の
解像度を得るためには、アクテイブ・マトリクス駆動の
ゲスト・ホスト液晶素子では、少なくとも50万個程度の
薄膜トランジスタを欠陥なしで作ることが必要条件にな
るが、この歩留りはかなり低く、表示品質の低下もしく
は高価な装置になることは避けられなかつた。
本発明は、後に詳述するように加法混色によるプロジエ
クシヨン装置であることに１つの特徴がある。本発明の
プロジエクシヨン装置は、教育用を主眼としているため
小形軽量で大画面、しかも設置場所などの制約をうけ
ず、視角範囲が拡いことが重要である。また、教育用に
使用することを主眼としているため、色純度が高く、し
かも表色範囲が拡く、低価格であることは重要なポイン
トである。
クシヨン装置であることに１つの特徴がある。本発明の
プロジエクシヨン装置は、教育用を主眼としているため
小形軽量で大画面、しかも設置場所などの制約をうけ
ず、視角範囲が拡いことが重要である。また、教育用に
使用することを主眼としているため、色純度が高く、し
かも表色範囲が拡く、低価格であることは重要なポイン
トである。
前述したように、従来の装置では、小形軽量で設置場所
の制約をうけないプロジエクシヨン装置として、減法混
色の三原色であるシアン，マゼンタ，イエローのアクテ
イブ・マトリクス駆動のゲスト・ホスト液晶パネルを用
いた方式が提案されているが、色再現性および価格に関
しては充分なものとはいえなかった。
の制約をうけないプロジエクシヨン装置として、減法混
色の三原色であるシアン，マゼンタ，イエローのアクテ
イブ・マトリクス駆動のゲスト・ホスト液晶パネルを用
いた方式が提案されているが、色再現性および価格に関
しては充分なものとはいえなかった。
プロジエクシヨン装置として最も重要な特性である混合
色のスペクトルは前述の減法混色方式と本発明の加法混
色方式を比較すると、それぞれ次式のように表される。
色のスペクトルは前述の減法混色方式と本発明の加法混
色方式を比較すると、それぞれ次式のように表される。
減法混色方式： 加法混色方式： Ｉ（λ）＝ａ・IO（λ）・［KR・TR（λ）＋KG・T
G（λ）＋KB・TB（λ）］ ただし、TC（λ）,TM（λ）,TY（λ）およびTR（λ）,T
G（λ）,TB（λ）は、シアン，マゼンタ，イエロー，
赤，緑，青色に対応するスペクトルであり、その模式図
を第２図および第３図に示す。なお、IO（λ）は光源の
発光スペクトルであり、KC,KM,KYおよびKR,KG,KBは、そ
れぞれの色の強度を示す係数である。この色の強度を示
す係数は、ゲスト・ホスト液晶素子においては印加電圧
によって０〜１の間で変化させて表示色を制御する。ま
た、加法混色方式のａは入射光の利用率を示す係数であ
り、時間平均的混色と空間平均的混色では理想的には色
成分数の逆数で与えられる。
G（λ）＋KB・TB（λ）］ ただし、TC（λ）,TM（λ）,TY（λ）およびTR（λ）,T
G（λ）,TB（λ）は、シアン，マゼンタ，イエロー，
赤，緑，青色に対応するスペクトルであり、その模式図
を第２図および第３図に示す。なお、IO（λ）は光源の
発光スペクトルであり、KC,KM,KYおよびKR,KG,KBは、そ
れぞれの色の強度を示す係数である。この色の強度を示
す係数は、ゲスト・ホスト液晶素子においては印加電圧
によって０〜１の間で変化させて表示色を制御する。ま
た、加法混色方式のａは入射光の利用率を示す係数であ
り、時間平均的混色と空間平均的混色では理想的には色
成分数の逆数で与えられる。
上述したように混合色のスペクトルを示す式から明らか
なように、減法混色方式を用いた方式に比較して加法混
色方式は明るい画像が得られるという特徴がある。
なように、減法混色方式を用いた方式に比較して加法混
色方式は明るい画像が得られるという特徴がある。
これらの原理を応用することにより、各種のマルチカラ
ー液晶表示装置を構成することができるが、それれ関連
する従来の代表的なものを第４図から第９図に示す。第
４図に示した方式は、２枚の複屈折板46,47と２枚のツ
イステツド・ネマチツク素子44,45のオン，オフにより
透過スペクトルの切換えを行うものである。この方式は
２枚以上の素子を重ねて、それぞれの素子で表示される
像を重ねて観察するものである。
ー液晶表示装置を構成することができるが、それれ関連
する従来の代表的なものを第４図から第９図に示す。第
４図に示した方式は、２枚の複屈折板46,47と２枚のツ
イステツド・ネマチツク素子44,45のオン，オフにより
透過スペクトルの切換えを行うものである。この方式は
２枚以上の素子を重ねて、それぞれの素子で表示される
像を重ねて観察するものである。
第５図には、シアン，マゼンタ，イエローの３枚のゲス
ト・ホスト素子52,53,54と偏光子51を用い、各々の素子
の印加電圧を任意に調整することによりフルカラーの表
示を行うものである。この方式も第４図に示した方式と
同様、それぞれの素子で表示される像を重ねて観察する
ものである。
ト・ホスト素子52,53,54と偏光子51を用い、各々の素子
の印加電圧を任意に調整することによりフルカラーの表
示を行うものである。この方式も第４図に示した方式と
同様、それぞれの素子で表示される像を重ねて観察する
ものである。
第６図には、モノクロCRT61の前に高速で色を切換える
ための液晶素子66,67,68を配置した構成のものである。
この方式で用いる２色性偏光板62,63,64は赤，緑，青色
の２色性偏光板である。この方式は赤，緑，青を表示す
るのは容易であるが、フルカラー表示を行うには液晶素
子の駆動が複雑になる。
ための液晶素子66,67,68を配置した構成のものである。
この方式で用いる２色性偏光板62,63,64は赤，緑，青色
の２色性偏光板である。この方式は赤，緑，青を表示す
るのは容易であるが、フルカラー表示を行うには液晶素
子の駆動が複雑になる。
第７図には、３組のダイクロイツクミラー74,モノクロC
RT71及び光導電層72付きの液晶ライトバルブ73を用いた
投射型デイスプレイの構成図を示す。この方式はフルカ
ラー表示ができるが、装置が大掛かりになり設置場所の
制約をうける。
RT71及び光導電層72付きの液晶ライトバルブ73を用いた
投射型デイスプレイの構成図を示す。この方式はフルカ
ラー表示ができるが、装置が大掛かりになり設置場所の
制約をうける。
第８図には、アクテイブマトリクス駆動の液晶素子85を
３枚用いて、ダイクロイツクミラーで色付けして拡大投
射する構成のものである。この方式では液相ライトバル
ブとして、アクテイブマトリクス駆動の液晶素子を用い
ている。したがつて、液晶素子の内部に設けるトランジ
スタのサイズによつて詳細度が決定する。また、液晶素
子の内部にトランジスタを50万個程度設けると歩留りが
低いため、単純なマトリクス駆動の液晶素子を用いたも
のに比較して高価な装置になる。
３枚用いて、ダイクロイツクミラーで色付けして拡大投
射する構成のものである。この方式では液相ライトバル
ブとして、アクテイブマトリクス駆動の液晶素子を用い
ている。したがつて、液晶素子の内部に設けるトランジ
スタのサイズによつて詳細度が決定する。また、液晶素
子の内部にトランジスタを50万個程度設けると歩留りが
低いため、単純なマトリクス駆動の液晶素子を用いたも
のに比較して高価な装置になる。
第９図には、レーザ書込み型の液晶投射装置の構成図を
示す。この方式は熱源としてレーザ光を用いて色情報に
対応する液晶素子に情報を書込み、投射レンズ，カラー
フイルタで色ずけ、拡大するものである。この方式はフ
ルカラー表示が可能であるが、装置が大掛りになること
と液晶の応答速度が遅いので、動画表示ができないとい
う問題がある。
示す。この方式は熱源としてレーザ光を用いて色情報に
対応する液晶素子に情報を書込み、投射レンズ，カラー
フイルタで色ずけ、拡大するものである。この方式はフ
ルカラー表示が可能であるが、装置が大掛りになること
と液晶の応答速度が遅いので、動画表示ができないとい
う問題がある。
上記従来技術は表示品質（色純度，表色範囲，明るさ）
と価格の点について配慮がされておらず、色純度，明る
さが低く、しかも表色範囲が狭くなり、装置の価格も高
くなるという問題があつた。
と価格の点について配慮がされておらず、色純度，明る
さが低く、しかも表色範囲が狭くなり、装置の価格も高
くなるという問題があつた。
本発明の目的はツイステツド・ネマチツト（以下、TNと
称する）液晶パネルを最適の枚数だけ用いることによ
り、色純度が高く，明るく，しかも表色範囲が広く、低
価格で小形軽量の新規有用なプロジエクシヨン装置を提
供することにある。
称する）液晶パネルを最適の枚数だけ用いることによ
り、色純度が高く，明るく，しかも表色範囲が広く、低
価格で小形軽量の新規有用なプロジエクシヨン装置を提
供することにある。
上記問題点を解決するため、本発明では、液晶素子を含
む画像原版と、画像原版に光を照射する投光手段と、画
像原版を透過した光を拡大投射する手段と、液晶素子を
駆動する駆動回路とからなる液晶プロジェクション装置
において、画像原版は、ツイステッド・ネマチック液晶
素子と、ゲスト・ホスト液晶素子と、２色性偏光板と、
ニュートラル偏光板とからなり、投光手段側から、第１
の２色性偏光板，第１のツイステッド・ネマチック液晶
素子，第２のツイステッド・ネマチック液晶素子，第２
の２色性偏光板，第３のツイステッド・ネマチック液晶
素子，ニュートラル偏光板，ゲスト・ホスト液晶素子を
順に同一光軸上に配置し、加法原色の３原色のうち２色
を第１の２色性偏光板及び第２の２色偏光板で、残りの
１色を前記ゲスト・ホスト液晶素子によって表示するよ
うにした。
む画像原版と、画像原版に光を照射する投光手段と、画
像原版を透過した光を拡大投射する手段と、液晶素子を
駆動する駆動回路とからなる液晶プロジェクション装置
において、画像原版は、ツイステッド・ネマチック液晶
素子と、ゲスト・ホスト液晶素子と、２色性偏光板と、
ニュートラル偏光板とからなり、投光手段側から、第１
の２色性偏光板，第１のツイステッド・ネマチック液晶
素子，第２のツイステッド・ネマチック液晶素子，第２
の２色性偏光板，第３のツイステッド・ネマチック液晶
素子，ニュートラル偏光板，ゲスト・ホスト液晶素子を
順に同一光軸上に配置し、加法原色の３原色のうち２色
を第１の２色性偏光板及び第２の２色偏光板で、残りの
１色を前記ゲスト・ホスト液晶素子によって表示するよ
うにした。
２色性、ニユートラルの各偏光板間に配置したツイステ
ッド・ネマチック液晶素子にそる光シヤツタのON,OFFの
組合せと、ツイステッド・マチック液晶素子による光シ
ヤツタの透過率を調整することにより、フルカラーの色
づけを行いプロジエクシヨン・レンズでスクリーンに拡
大投射することにより、色純度が高く、しかも明るく、
表色範囲が広い、低価格のプロジエクシヨン装置とな
る。
ッド・ネマチック液晶素子にそる光シヤツタのON,OFFの
組合せと、ツイステッド・マチック液晶素子による光シ
ヤツタの透過率を調整することにより、フルカラーの色
づけを行いプロジエクシヨン・レンズでスクリーンに拡
大投射することにより、色純度が高く、しかも明るく、
表色範囲が広い、低価格のプロジエクシヨン装置とな
る。
本発明の一実施例の第１図および第10図ないし第17図を
用いて説明する。
用いて説明する。
第１図は本発明による液晶素子を用いた投射装置を示す
図で、４枚の液晶素子6,7,8,9と３枚の偏光板を光源1,
コリメートレンズ2,投射レンズ10から成る光学系に組込
んで構成する。光源１としてはクセノンランプ，ハロゲ
ンランプ等のように分光分布曲線が可視光の波長領域
で、太陽光とほぼ同様な連続スペクトルをもつたものが
適当である。この投射光源１より放射された投射光をコ
リメートレンズ２で平行光に変換する。ここで投射光を
平行光に変換するのは、各色の画像情報を表示する３枚
の液晶素子の投射レンズからの配置距離の違いにより発
生する各色の画像情報のスクリーン上でのホーカスずれ
を防止するためである。コリメートレンズ２で平行光に
変換された投射光は、二色偏光板3,4とニユートラル偏
光板5,ツイステツド・ネマチツク液晶素子6,7,8及びツ
イステツト・ネマチツクのゲスト・ホスト液晶素子９と
組合わせて構成される画像原版を通る。液晶素子6,7,8,
9を各液晶駆動11,12,13,14により選択的な駆動すること
により色ずけし、プロジエクシヨンレンズ10により拡大
して、スクリーン15上にカラーの文字情報や画像情報を
表示する。
図で、４枚の液晶素子6,7,8,9と３枚の偏光板を光源1,
コリメートレンズ2,投射レンズ10から成る光学系に組込
んで構成する。光源１としてはクセノンランプ，ハロゲ
ンランプ等のように分光分布曲線が可視光の波長領域
で、太陽光とほぼ同様な連続スペクトルをもつたものが
適当である。この投射光源１より放射された投射光をコ
リメートレンズ２で平行光に変換する。ここで投射光を
平行光に変換するのは、各色の画像情報を表示する３枚
の液晶素子の投射レンズからの配置距離の違いにより発
生する各色の画像情報のスクリーン上でのホーカスずれ
を防止するためである。コリメートレンズ２で平行光に
変換された投射光は、二色偏光板3,4とニユートラル偏
光板5,ツイステツド・ネマチツク液晶素子6,7,8及びツ
イステツト・ネマチツクのゲスト・ホスト液晶素子９と
組合わせて構成される画像原版を通る。液晶素子6,7,8,
9を各液晶駆動11,12,13,14により選択的な駆動すること
により色ずけし、プロジエクシヨンレンズ10により拡大
して、スクリーン15上にカラーの文字情報や画像情報を
表示する。
ここで、二色性偏光板3,4とニユートラル偏光板5,ツイ
ステツド・ネマチツク液晶素子6,7,8及びツイステツド
・ネマチツク型のゲスト・ホスト液晶素子９で構成する
画像原版の色付け方法の一例について、第10図及び第11
図により詳述する。第10図において、二色性偏光板3,4
は、偏光板３を赤の二色性偏光板，偏光板４を緑の二色
性偏光板とし、ニユートラル偏光板５と組合せる。二色
偏光板3,4の間にツイステツド・ネマチツク液晶素子6,7
を配置する。二色性偏光板４とニユートラル偏光板５の
間にツイステツド・ネマチツク液晶素子８を配置する。
ニユートラル偏光板５の外側にツイステツド・ネマチツ
クで青色のゲスト・ホスト型液晶素子９を配置する。液
晶素子6,7,8,9にはそれぞれ選択的に駆動できるように
駆動回路を設けた構成である。本実施例では赤色の二色
性偏光板３と緑色の二色性偏光板４の吸収軸を一致さ
せ、これら二色性偏光板3,4と吸収軸とニユートラル偏
光板５の吸収軸は直交するように配置する。
ステツド・ネマチツク液晶素子6,7,8及びツイステツド
・ネマチツク型のゲスト・ホスト液晶素子９で構成する
画像原版の色付け方法の一例について、第10図及び第11
図により詳述する。第10図において、二色性偏光板3,4
は、偏光板３を赤の二色性偏光板，偏光板４を緑の二色
性偏光板とし、ニユートラル偏光板５と組合せる。二色
偏光板3,4の間にツイステツド・ネマチツク液晶素子6,7
を配置する。二色性偏光板４とニユートラル偏光板５の
間にツイステツド・ネマチツク液晶素子８を配置する。
ニユートラル偏光板５の外側にツイステツド・ネマチツ
クで青色のゲスト・ホスト型液晶素子９を配置する。液
晶素子6,7,8,9にはそれぞれ選択的に駆動できるように
駆動回路を設けた構成である。本実施例では赤色の二色
性偏光板３と緑色の二色性偏光板４の吸収軸を一致さ
せ、これら二色性偏光板3,4と吸収軸とニユートラル偏
光板５の吸収軸は直交するように配置する。
また、ツイステツド・ネマチツク液晶素子6,7,8及びツ
イステツド・ネマチツクのゲスト・ホスト液晶素子９の
配置として、これらすべての液晶素子がオフ状態のと
き、青を表示するように配置した例について、第12図を
用いて表示色と各液晶素子の駆動法の関係を説明する。
まず、すべての液晶素子6,7,8,9の駆動電圧がオフ状態
のとき表される青色から説明する。偏光のない光が二色
性偏光板３により直線偏光された赤色光とこの赤色光と
直交する直線偏光の白色光に分光される。この直線偏光
された赤色光と白色光のうち、ツイステツド・ネマチツ
ク液晶素子６が白色光のみを90度旋光させて通過させ
る。さらに、ツイステツド・ネマチツク液晶素子６を通
過した白色光を、ツイステツド・ネマチツク液晶素子７
により90度旋光させて、緑色の二色性偏光板４の透過軸
方向と一致させ、二色性偏光板４で緑色の着色なしに、
白色光のままで通過させる。緑色の二色性偏光板４を通
過した白色光を、ツイステツド・ネマチツク液晶素子８
で90度旋光させ、ニユートラル偏光板５の透過軸と一致
させ、ツイステツド・ネマチツクの青色ゲスト・ホスト
液晶素子９により、青色に着色される。このように、ツ
イステツド・ネマチツク液相素子（以下、TN液晶素子と
称す）6,7,8及びツイステツド・ネマチツクのゲスト・
ホスト型液晶素子（以下、GH液晶素子と称す）９の駆動
電圧をオフ状態にした場合には、青色を表示する。
イステツド・ネマチツクのゲスト・ホスト液晶素子９の
配置として、これらすべての液晶素子がオフ状態のと
き、青を表示するように配置した例について、第12図を
用いて表示色と各液晶素子の駆動法の関係を説明する。
まず、すべての液晶素子6,7,8,9の駆動電圧がオフ状態
のとき表される青色から説明する。偏光のない光が二色
性偏光板３により直線偏光された赤色光とこの赤色光と
直交する直線偏光の白色光に分光される。この直線偏光
された赤色光と白色光のうち、ツイステツド・ネマチツ
ク液晶素子６が白色光のみを90度旋光させて通過させ
る。さらに、ツイステツド・ネマチツク液晶素子６を通
過した白色光を、ツイステツド・ネマチツク液晶素子７
により90度旋光させて、緑色の二色性偏光板４の透過軸
方向と一致させ、二色性偏光板４で緑色の着色なしに、
白色光のままで通過させる。緑色の二色性偏光板４を通
過した白色光を、ツイステツド・ネマチツク液晶素子８
で90度旋光させ、ニユートラル偏光板５の透過軸と一致
させ、ツイステツド・ネマチツクの青色ゲスト・ホスト
液晶素子９により、青色に着色される。このように、ツ
イステツド・ネマチツク液相素子（以下、TN液晶素子と
称す）6,7,8及びツイステツド・ネマチツクのゲスト・
ホスト型液晶素子（以下、GH液晶素子と称す）９の駆動
電圧をオフ状態にした場合には、青色を表示する。
次に、緑色を表示する場合の駆動について第13図を用い
て説明する。偏光のない投射光が赤色の二色性偏光板３
により赤色着色と無着色の直線偏光成分に変換される。
この直線偏光に変換された赤色着色成分と無着色成分の
うち、無着色成分のみをTN液晶素子６をオフ状態にして
90度旋光させて、このTN液晶素子６を通過させる。さら
に、この90度旋光した無着色成分をTN液晶素子７をオン
状態にして旋光させずに通過させ、緑色の二色性偏光板
４の着色軸と一致させる。この緑色の二色性偏光板４の
着色軸と一致させた無着色成分の投射光は、緑色の二色
性偏光板４により、緑色に着色される。この緑色に着色
された光は、青色のGH液晶素子９をオン状態にすること
により、緑色のままで通過させ、緑色を表示する。
て説明する。偏光のない投射光が赤色の二色性偏光板３
により赤色着色と無着色の直線偏光成分に変換される。
この直線偏光に変換された赤色着色成分と無着色成分の
うち、無着色成分のみをTN液晶素子６をオフ状態にして
90度旋光させて、このTN液晶素子６を通過させる。さら
に、この90度旋光した無着色成分をTN液晶素子７をオン
状態にして旋光させずに通過させ、緑色の二色性偏光板
４の着色軸と一致させる。この緑色の二色性偏光板４の
着色軸と一致させた無着色成分の投射光は、緑色の二色
性偏光板４により、緑色に着色される。この緑色に着色
された光は、青色のGH液晶素子９をオン状態にすること
により、緑色のままで通過させ、緑色を表示する。
さらに、赤色を表示する場合の駆動について第14図を用
いて説明する。まず、偏光のない投射光が赤色の二色性
偏光板３により赤色着色と無着色の直線偏光成分に変換
される。この赤色着色と無着色の直線偏光成分に変換さ
れた投射光は、TN液晶素子６をオン状態にすることによ
り、そのままの状態で通過させる。この赤色着色成分と
無着色成分は、TN液晶素子７をオフ状態にすることによ
り、赤色着色成分のみを90度旋光させて通過させ、緑色
の二色性偏光板４の透過軸と一致させる。緑色の二色性
偏光板４の透過軸と一致させた赤色着色成分は、緑色の
二色性偏光板を透過し、TN液晶素子８をオフ状態にする
ことにより、90度旋光し、ニユートラル偏光板５の透過
軸に一致しする。このニユートラル偏光板５の透過軸に
一致した赤色着色成分は、GH液晶素子９をオン状態にす
ることにより、赤色着色成分を通過させるため赤色表示
ができる。
いて説明する。まず、偏光のない投射光が赤色の二色性
偏光板３により赤色着色と無着色の直線偏光成分に変換
される。この赤色着色と無着色の直線偏光成分に変換さ
れた投射光は、TN液晶素子６をオン状態にすることによ
り、そのままの状態で通過させる。この赤色着色成分と
無着色成分は、TN液晶素子７をオフ状態にすることによ
り、赤色着色成分のみを90度旋光させて通過させ、緑色
の二色性偏光板４の透過軸と一致させる。緑色の二色性
偏光板４の透過軸と一致させた赤色着色成分は、緑色の
二色性偏光板を透過し、TN液晶素子８をオフ状態にする
ことにより、90度旋光し、ニユートラル偏光板５の透過
軸に一致しする。このニユートラル偏光板５の透過軸に
一致した赤色着色成分は、GH液晶素子９をオン状態にす
ることにより、赤色着色成分を通過させるため赤色表示
ができる。
次に、赤，緑，青の各色の組合せにより表示するイエロ
ー，マゼンタ，シアンについて説明する。まず、赤と緑
を加法混色として表示するイエローを第15図を用いて説
明する。本発明におけるイエロー，マゼンタ，シアンの
表示は平均的加混色で行ない、平均的加法混色のうち時
間的平均としての混色法を用いている。この時間的平均
としての混色法では、視覚の色度時間周波数特性から30
Hz以上の色度変化に対して、視覚は弁別することができ
なくなり、融合して一色となる。
ー，マゼンタ，シアンについて説明する。まず、赤と緑
を加法混色として表示するイエローを第15図を用いて説
明する。本発明におけるイエロー，マゼンタ，シアンの
表示は平均的加混色で行ない、平均的加法混色のうち時
間的平均としての混色法を用いている。この時間的平均
としての混色法では、視覚の色度時間周波数特性から30
Hz以上の色度変化に対して、視覚は弁別することができ
なくなり、融合して一色となる。
したがつて、第15図（ａ），（ｂ）に示すように液晶素
子6,7,8,9を駆動し、（ａ）に示す赤と（ｂ）に示す緑
を上記した30Hz以上の周波数で赤と緑を切換え、平均的
混色法によりイエローを表示する。マゼンタ，シアンも
同様に赤と青，緑，青を30Hz以上の周波数で混色して表
示を行なう。
子6,7,8,9を駆動し、（ａ）に示す赤と（ｂ）に示す緑
を上記した30Hz以上の周波数で赤と緑を切換え、平均的
混色法によりイエローを表示する。マゼンタ，シアンも
同様に赤と青，緑，青を30Hz以上の周波数で混色して表
示を行なう。
さらに、白と黒を表示する場合について、第16図，第17
図を用いて説明する。まず、第16図により白を表示する
駆動によいて説明する。偏光のない投射光は、赤色二色
性偏光板３により赤色着色および無着色の直線偏光成分
に変換する。この着色および無着色成分に変換された投
射光は、液晶素子６をオフ状態にすることにより、無着
色成分のみを90度旋光させて通過させる。さらに、液晶
素子７をオフ状態にして、液晶素子６を通過した無着色
成分をさらに90度旋光させ、緑色二色性偏光板４の透過
軸に一致させる。液晶素子７を通過した無着色成分の投
射光は、緑色二色性偏光板４で着色されず通過し、液晶
素子８をオフ状態にすることにより90度旋光させて通過
させる。この液晶素子８で90度旋光させてニユートラル
偏光板５の透過軸に一致させた無着色成分の投射光は、
ニユートラル偏光板を通過し、液晶素子９をオン状態に
することにより、無着色成分のまま通過し、白色表示が
できる。
図を用いて説明する。まず、第16図により白を表示する
駆動によいて説明する。偏光のない投射光は、赤色二色
性偏光板３により赤色着色および無着色の直線偏光成分
に変換する。この着色および無着色成分に変換された投
射光は、液晶素子６をオフ状態にすることにより、無着
色成分のみを90度旋光させて通過させる。さらに、液晶
素子７をオフ状態にして、液晶素子６を通過した無着色
成分をさらに90度旋光させ、緑色二色性偏光板４の透過
軸に一致させる。液晶素子７を通過した無着色成分の投
射光は、緑色二色性偏光板４で着色されず通過し、液晶
素子８をオフ状態にすることにより90度旋光させて通過
させる。この液晶素子８で90度旋光させてニユートラル
偏光板５の透過軸に一致させた無着色成分の投射光は、
ニユートラル偏光板を通過し、液晶素子９をオン状態に
することにより、無着色成分のまま通過し、白色表示が
できる。
次に、第17図により黒表示について説明する。まず、偏
光のない投射光は赤色二色性偏光板３により赤色着色お
よび無着色の直線偏光成分に変換する。この直線偏光成
分に変換された投射光は、液晶素子６をオフ状態にする
ことにより、無着色成分のみ90度旋光させて通過させ
る。液晶素子６を通過した無着色成分を液晶素子７によ
り90度旋光させて、緑色二色性偏光板４の透過軸に一致
させ、緑色二色性偏光板４で着色せずに通過させる。緑
色二色性偏光板４を通過した無着色成分の投射光は、液
晶素子８をオン状態にすることにより旋光せずに通過さ
せ、ニユートラル偏光板５の吸収軸に一致させて、無着
色成分を吸収する。したがって、ニユートラル偏光板５
により無着色成分の投射光が吸収され黒になり、本来は
液晶素子９はオン状態，オフ状態どちらでもよい。しか
し、実際にはニユートラル偏光板５により無着色成分の
投射光を全て吸収できず、ニユートラル偏光板５を多少
通過する。したがって、液晶素子９はオフ状態では多少
着色するため、オン状態した方が望ましい。
光のない投射光は赤色二色性偏光板３により赤色着色お
よび無着色の直線偏光成分に変換する。この直線偏光成
分に変換された投射光は、液晶素子６をオフ状態にする
ことにより、無着色成分のみ90度旋光させて通過させ
る。液晶素子６を通過した無着色成分を液晶素子７によ
り90度旋光させて、緑色二色性偏光板４の透過軸に一致
させ、緑色二色性偏光板４で着色せずに通過させる。緑
色二色性偏光板４を通過した無着色成分の投射光は、液
晶素子８をオン状態にすることにより旋光せずに通過さ
せ、ニユートラル偏光板５の吸収軸に一致させて、無着
色成分を吸収する。したがって、ニユートラル偏光板５
により無着色成分の投射光が吸収され黒になり、本来は
液晶素子９はオン状態，オフ状態どちらでもよい。しか
し、実際にはニユートラル偏光板５により無着色成分の
投射光を全て吸収できず、ニユートラル偏光板５を多少
通過する。したがって、液晶素子９はオフ状態では多少
着色するため、オン状態した方が望ましい。
以上、説明したように８色の表示は駆動回路11,12,13,1
4をオン，オフ制御することにより行い、フルカラー表
示は駆動回路11,12,13,14から液晶素子6,7,8,9に印加す
る電圧を制御することに行うことができる。
4をオン，オフ制御することにより行い、フルカラー表
示は駆動回路11,12,13,14から液晶素子6,7,8,9に印加す
る電圧を制御することに行うことができる。
本実施例においては、赤と緑を二色性偏光板、青をゲス
ト・ポスト液晶素子としたが、本発明の実施態様を必ず
しもこれに限定されるものではない。また、本実施例で
はゲスト・ホスト液晶素子のツイステツド・ネマチツク
型としたが、本発明の実施態様は必ずしもこれに限定さ
れるものではない。
ト・ポスト液晶素子としたが、本発明の実施態様を必ず
しもこれに限定されるものではない。また、本実施例で
はゲスト・ホスト液晶素子のツイステツド・ネマチツク
型としたが、本発明の実施態様は必ずしもこれに限定さ
れるものではない。
以上述べたように、本発明によれば色純度が高く、しか
も明るい表示が得られ、低価格で小形軽量の新規有用な
プロジエクシヨン装置が達成できる。
も明るい表示が得られ、低価格で小形軽量の新規有用な
プロジエクシヨン装置が達成できる。
第18図に本発明を含む各方式における表色範囲を示す。
同図において、丸印が本発明の赤，緑，青の表示色を示
し、三角印が二色性偏光板（三立製:SCR−18,SCG−18,S
CB−18）、ニユートラル偏光板（日東電工製:G1220DU）
とTN液晶素子（液晶:BDH製E7）を組合せ方式の表示色、
四角印がGH液晶素子（色素：三菱化成製、液晶:BDH製E
7）と偏光板（日東電工製:G1220DU）の組合せ方式の表
示色を示す。同図において、各方式における赤，緑，青
の表示色を結ぶ三角形の内側が、その方式における表示
可能な色の範囲を示す。したがって、その三角形の面積
が大きい程、表示できる可能な色の範囲が広く、色純度
も高くなる。同図から、本発明は他の方式に比較して表
色範囲が広く、かつ色純度が高い。
同図において、丸印が本発明の赤，緑，青の表示色を示
し、三角印が二色性偏光板（三立製:SCR−18,SCG−18,S
CB−18）、ニユートラル偏光板（日東電工製:G1220DU）
とTN液晶素子（液晶:BDH製E7）を組合せ方式の表示色、
四角印がGH液晶素子（色素：三菱化成製、液晶:BDH製E
7）と偏光板（日東電工製:G1220DU）の組合せ方式の表
示色を示す。同図において、各方式における赤，緑，青
の表示色を結ぶ三角形の内側が、その方式における表示
可能な色の範囲を示す。したがって、その三角形の面積
が大きい程、表示できる可能な色の範囲が広く、色純度
も高くなる。同図から、本発明は他の方式に比較して表
色範囲が広く、かつ色純度が高い。
また、各方式における赤，緑，青の表示色の主波長と本
発明における各表示色の輝度を１としたときの輝度比と
の関係を第19図に示す。同図に示すように、本発明は他
の方式に比較して色純度、明るさともに10〜50程度優れ
ている。
発明における各表示色の輝度を１としたときの輝度比と
の関係を第19図に示す。同図に示すように、本発明は他
の方式に比較して色純度、明るさともに10〜50程度優れ
ている。
以上の説明から明らかなように、本発明のプロジエクシ
ヨンデイスクプレイによれば、従来のプロジエクシヨン
デイスプレイで問題となつた表示色の色純度，明るさ，
表色範囲を改善できるので、小形で色ずれのない低価格
のプロジエクシヨンデイスプレイが達成できる効果があ
る。
ヨンデイスクプレイによれば、従来のプロジエクシヨン
デイスプレイで問題となつた表示色の色純度，明るさ，
表色範囲を改善できるので、小形で色ずれのない低価格
のプロジエクシヨンデイスプレイが達成できる効果があ
る。
第１図は本発明のポイントとなるツイステツド・ネマチ
ツク液晶素子とゲスト・ホスト液晶素子を用いた加法混
色方式による、プロジエクシヨンデイスプレイの基本構
成を示す図である。第２図は減法混色方式に用いるシア
ン，マゼンタ，イエローに対応するスペクトルの模式図
である。第３図は加法混色方式に用いる赤，緑，青に対
応するスペクトルの模式図である。第４図は２枚の複屈
折板と２枚のツイステツド・ネマチツク液晶素子を用い
たカラーデイスプレイの構成図である。第５図は減法混
色方式であるシアン，マゼンタ，イエローの３枚のゲス
ト・ホスト液晶素子を用いたカラーデイスプレイの構成
図である。第６図はモノクロCRTの前に高速で色を切換
えるための液晶素子を配した方式のカラーデイスプレイ
の構成図である。第７図は３組のダイクロイツクミラ
ー，モクロCRT及び光導電層付きの液晶ライトバルブを
用いたカラープロジエクシヨンデイスプレイの構成図で
ある。第８図はアクテイブマトリクス駆動の液晶素子３
枚とダイクロイツクミラーを用いたプロジエクシヨンデ
イスプレイの構成図である。第９図はレーザ書込み型の
液晶プロジエクシヨンデイスプレイの構成図である。第
10図は本発明の一実施例である着色部の基本構成を示す
図である。第11図は本発明の一実施例における表示色と
各液晶素子の駆動状態の関係を示す表である。第12図は
本発明の一実施例における青色表示を示す図である。第
13図は本発明の一実施例における緑色表示を示す図であ
る。第14図は本発明の一実施例における赤色表示を示す
図である。第15図は本発明の一実施例におけるイエロー
を示す図である。第16図は本発明の一実施例における白
色表示を示す図である。第17図は本発明の一実施例にお
ける黒色表示を示す図である。第18図は本発明を含む各
方式による表色範囲を示す図である。第19図は各方式に
おける赤，緑，青の表示色の主波長と本発明における各
表示色の輝度を１としたときの輝度比との関係を示す図
である。 １……光輝、２……コリメートレンズ、３……二色性偏
光板、４……二色性偏光板、５……ニユートラル偏光
板、６……TN液晶素子、７……TN液晶素子、８……TN液
晶素子、９……GH液晶素子、10……プロジエクシヨンレ
ンズ、11……液晶駆動回路、12……液晶駆動回路、13…
…液晶駆動回路、14……液晶駆動回路、15……スクリー
ン、41……偏光板、42……偏光板、43……偏光板、44…
…TN液晶素子、45……TN液晶素子、46……複屈折板、47
……複屈折板、51……偏光板、52……GH液晶素子、53…
…GH液晶素子、54……GH液晶素子、61……モノクロCR
T、62……二色性偏光板、63……二色性偏光板、64……
二色性偏光板、65……ニユートラル偏光板、66……TN液
晶素子、67……TN液晶素子、68……TN液晶素子、69……
液晶駆動回路、71……モノクロCRT、72……光導電層、7
3……液晶ライトバルブ、74……ダイクロイツクミラ
ー、75……光源、76……熱線カツトフイルタ、77……ダ
イクロイツクプリズム、78……プロジエクシヨンレン
ズ、79……スクリーン、81……光源、82……コンデンサ
レンズ、83……ダイクロイツクミラー、84……ミラー、
85……アクテイブマトリクス液晶素子、86……ダイクロ
イツクプリズム、87……プロジエクシヨンレンズ、88…
…スクリーン、91……半導体レーザ、92……レーザビー
ム集光光学系、93……XY走査光学系、94……ｆ−θレン
ズ、95……レーザ光三分割光学系、96……液晶素子、97
……プロジエクシヨンレンズ、98……色フイルタ、99…
…スクリーン、100……光源、110……半導体レーザ駆動
回路、120……XY走査光学系駆動回路、130……制御回
路、140……液晶駆動回路。
ツク液晶素子とゲスト・ホスト液晶素子を用いた加法混
色方式による、プロジエクシヨンデイスプレイの基本構
成を示す図である。第２図は減法混色方式に用いるシア
ン，マゼンタ，イエローに対応するスペクトルの模式図
である。第３図は加法混色方式に用いる赤，緑，青に対
応するスペクトルの模式図である。第４図は２枚の複屈
折板と２枚のツイステツド・ネマチツク液晶素子を用い
たカラーデイスプレイの構成図である。第５図は減法混
色方式であるシアン，マゼンタ，イエローの３枚のゲス
ト・ホスト液晶素子を用いたカラーデイスプレイの構成
図である。第６図はモノクロCRTの前に高速で色を切換
えるための液晶素子を配した方式のカラーデイスプレイ
の構成図である。第７図は３組のダイクロイツクミラ
ー，モクロCRT及び光導電層付きの液晶ライトバルブを
用いたカラープロジエクシヨンデイスプレイの構成図で
ある。第８図はアクテイブマトリクス駆動の液晶素子３
枚とダイクロイツクミラーを用いたプロジエクシヨンデ
イスプレイの構成図である。第９図はレーザ書込み型の
液晶プロジエクシヨンデイスプレイの構成図である。第
10図は本発明の一実施例である着色部の基本構成を示す
図である。第11図は本発明の一実施例における表示色と
各液晶素子の駆動状態の関係を示す表である。第12図は
本発明の一実施例における青色表示を示す図である。第
13図は本発明の一実施例における緑色表示を示す図であ
る。第14図は本発明の一実施例における赤色表示を示す
図である。第15図は本発明の一実施例におけるイエロー
を示す図である。第16図は本発明の一実施例における白
色表示を示す図である。第17図は本発明の一実施例にお
ける黒色表示を示す図である。第18図は本発明を含む各
方式による表色範囲を示す図である。第19図は各方式に
おける赤，緑，青の表示色の主波長と本発明における各
表示色の輝度を１としたときの輝度比との関係を示す図
である。 １……光輝、２……コリメートレンズ、３……二色性偏
光板、４……二色性偏光板、５……ニユートラル偏光
板、６……TN液晶素子、７……TN液晶素子、８……TN液
晶素子、９……GH液晶素子、10……プロジエクシヨンレ
ンズ、11……液晶駆動回路、12……液晶駆動回路、13…
…液晶駆動回路、14……液晶駆動回路、15……スクリー
ン、41……偏光板、42……偏光板、43……偏光板、44…
…TN液晶素子、45……TN液晶素子、46……複屈折板、47
……複屈折板、51……偏光板、52……GH液晶素子、53…
…GH液晶素子、54……GH液晶素子、61……モノクロCR
T、62……二色性偏光板、63……二色性偏光板、64……
二色性偏光板、65……ニユートラル偏光板、66……TN液
晶素子、67……TN液晶素子、68……TN液晶素子、69……
液晶駆動回路、71……モノクロCRT、72……光導電層、7
3……液晶ライトバルブ、74……ダイクロイツクミラ
ー、75……光源、76……熱線カツトフイルタ、77……ダ
イクロイツクプリズム、78……プロジエクシヨンレン
ズ、79……スクリーン、81……光源、82……コンデンサ
レンズ、83……ダイクロイツクミラー、84……ミラー、
85……アクテイブマトリクス液晶素子、86……ダイクロ
イツクプリズム、87……プロジエクシヨンレンズ、88…
…スクリーン、91……半導体レーザ、92……レーザビー
ム集光光学系、93……XY走査光学系、94……ｆ−θレン
ズ、95……レーザ光三分割光学系、96……液晶素子、97
……プロジエクシヨンレンズ、98……色フイルタ、99…
…スクリーン、100……光源、110……半導体レーザ駆動
回路、120……XY走査光学系駆動回路、130……制御回
路、140……液晶駆動回路。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高坂 雅博 茨城県日立市久慈町4026番地 株式会社日 立製作所日立研究所内 (72)発明者 森 祐二 茨城県日立市久慈町4026番地 株式会社日 立製作所日立研究所内 (72)発明者 星野 稔 茨城県日立市久慈町4026番地 株式会社日 立製作所日立研究所内 (72)発明者 小嶋 康行 茨城県日立市久慈町4026番地 株式会社日 立製作所日立研究所内 (72)発明者 斉藤 陽平 茨城県勝田市大字稲田1410番地 株式会社 日立製作所東海工場内 (72)発明者 福田 京平 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所家電研究所内 (72)発明者 香西 甲矢夫 東京都千代田区神田駿河台４丁目６番地 株式会社日立製作所内 (72)発明者 橋本 忠彦 茨城県日立市大みか町５丁目２番１号 株 式会社日立製作所大みか工場内 (72)発明者 土橋 嘉明 東京都国分寺市東恋ヶ窪１丁目280番地 株式会社日立製作所デザイン研究所内 (56)参考文献 特開 昭60−121419（ＪＰ，Ａ) 特開 昭53−131799（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−51718（ＪＰ，Ａ)
Claims (2)
- 【請求項１】液晶素子を含む画像原版と、前記画像原版
に光を照射する投光手段と、前記画像原版を透過した光
を拡大投射する手段と、前記液晶素子を駆動する駆動回
路とからなる液晶プロジェクション装置において、 前記画像原版は、ツイステッド・ネマチック液晶素子
と、ゲスト・ホスト液晶素子と、２色性偏光板と、ニュ
ートラル偏光板とからなり、 前記投光手段側から、第１の２色性偏光板，第１のツイ
ステッド・ネマチック液晶素子，第２のツイステッド・
ネマチック液晶素子，第２の２色性偏光板，第３のツイ
ステッド・ネマチック液晶素子，ニュートラル偏光板，
ゲスト・ホスト液晶素子を順に同一光軸上に配置してな
り、 加法混色の３原色のうち２色を前記第１の２色性偏光板
及び第２の２色性偏光板で、残りの１色を前記ゲスト・
ホスト液晶素子によって表示することを特徴とする液晶
プロジェクション装置。 - 【請求項２】特許請求の範囲第１項において、加法混色
の３原色のうち赤と緑を前記第１の２色性偏光板及び第
２の２色性偏光板で、青を前記ゲスト・ホスト液晶素子
によって表示することを特徴とする液晶プロジェクショ
ン装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62001636A JPH0666018B2 (ja) | 1987-01-09 | 1987-01-09 | 液晶プロジェクション装置 |
| US07/141,144 US4838655A (en) | 1987-01-09 | 1988-01-06 | Projector using guest-host liquid crystal cells for improved color purity |
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