JP3329070B2 - 投写型表示装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は主としてシアン色および
イエロー色をカットする誘電体薄膜を積層した色フィル
タを具備する投写型表示装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】大画面の映像を得るために、映像信号に
応じて小型のライトバルブ上に形成された画像を照明光
で照射し、その光学像を投写レンズによりスクリーン上
に拡大投写する方法が従来からよく知られている。特
に、近年、ライトバルブとして液晶パネルを用いた投写
型表示装置が注目されている（例えば、特開平２−２５
００１５号公報など）。

【０００３】液晶パネルを用いてカラー表示を行うに
は、以前から各種の方式が提案されている。例えば、２
色性色素を液晶に混入して用いるＧＨ方式、液晶の複屈
折を利用するＥＣＢ方式、カラーフィルタと液晶セルを
組み合わせたカラーフィルタ方式等がある。カラーフィ
ルタ方式は、液晶パネルの各画素ごとに赤、緑、青のカ
ラーフィルタを微細加工して付けたものである。構造が
簡単であり、フルカラー表示にも対応できるので、単純
マトリクス方式、アクティブマトリクス方式等と組み合
わせてかなり実用化が進んでいる。

【０００４】（図３７）はカラーフィルタ方式の従来の
投写型表示装置の構成の一例を示したものである。ラン
プ３３１ａは赤、緑、青の色成分を含む光（以後、白色
光と呼ぶ）を放射し、ランプ３３１ａから放射される光
は、凹面鏡３３１ｂにより平行に近い光に変換される。
凹面鏡３３１ｂからの略平行光は、紫外線および赤外線
をカットするフィルタ（以後、ＵＶＩＲカットフィルタ
と呼ぶ）により赤外線、紫外線を除去された後、フィー
ルドレンズ３３２を透過し、ライトバルブ３４４に入射
する。

【０００５】ライトバルブ３４４は、ツイストネマティ
ック液晶パネル（以後、ＴＮ液晶パネルと呼ぶ）３３８
とその入射側および出射側に設けられた偏光板３３３
ａ、３３３ｂにより構成される。液晶パネル３３８は、
対向電極が形成された対向基板３３４と、画素電極およ
びスイッチング素子としての薄膜トランジスタ（以後、
ＴＦＴと呼ぶ）等が形成されたアレイ基板３３５との間
にＴＮ液晶３３７を狭持したものであり、ガラス基板３
３４側には、各画素に対応して赤、緑、青の光を透過す
るカラーフィルタ３３６を配置した画素構造を有する。
ライトバルブ３４４上には、映像信号に応じて透過率の
変化としてカラー画像が形成される。このカラー画像
は、投写レンズ３３９によりスクリーン（図示せず）上
に拡大投写される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】カラーフィルタ方式の
投写型表示装置における色再現性は、カラーフィルタお
よび光源の分光特性により決められる。特に、良好な色
再現性を得るためには、カラーフィルタの分光特性と光
源との整合性が重要となる。

【０００７】（図３７）に示した投写型表示装置におい
て、カラーフィルタの分光特性を（図３９）に示す。
赤、緑、青の各カラーフィルタともに、分光特性は急峻
でなく、その透過波長帯域は広いものとなっている。ま
た、メタルハライドランプ等の投写型表示装置に用いら
れる光源の分光特性は（図７）に示すように連続スペク
トルであり、各カラーフィルタを透過した光の分光特性
もかなり広帯域なものとなってしまう。その結果、投写
画像の各画素における色再現性を劣化させてしまうとい
う問題があった。

【０００８】さらに液晶パネルに用いられるカラーフィ
ルタは、耐光性、耐久性に劣るという欠点がある。特に
投写型表示装置のように光輝度、高出力の光源を用いる
場合には、カラーフィルタの不要光吸収による発熱量も
増加するため劣化が激しい。

【０００９】上記問題を解決するために、色選択性のフ
ィルタを用いて、光源からの放射光のうち不要な光の色
成分を反射させて除去するという方法が考えられる。こ
れを実現するためには、非常に狭い波長帯域の光に対し
てのみ高反射率を有するようなフィルタが必要となる。

【００１０】所定の波長領域の光を反射させるため、誘
電体多層膜を利用した干渉フィルタ（以後、色フィルタ
と呼ぶ）が一般に用いられる。この誘電体多層膜は、ガ
ラス基板上に高屈折率層と低屈折率層とを交互に積層
し、透過領域のリップルを抑えるためにガラス基板側か
ら数えて最終層を光学的膜厚が０．１２５λの低屈折率
層とし、他の層の光学的膜厚が０．２５λであるものが
一般的である。なお、λは反射ピーク波長である。

【００１１】（図６）に、１２層構成でガラス基板（屈
折率１．５２）側から奇数層が高屈折率層、偶数が低屈
折率層とした場合の分光透過率を示す。高屈折率層は屈
折率が２．３０のＴｉＯ２、低屈折率層は屈折率が１．
４６のＳｉＯ２を用いている。また、反射ピーク波長λ
は５７５ｎｍである。

【００１２】（図６）からわかるように、透過率が５０
％となる波長の幅（以下、半値幅と呼ぶ）は２００ｎｍ
以上あり、透過率の低い領域はグリーン、イエロー、レ
ッドの広い領域に渡っている。従って、波長帯域が５０
ｎｍ以下となるイエロー光やシアン光のみを反射させた
い場合は従来の構成では困難であった。

【００１３】およそ、イエロー色とは５８０ｎｍ付近を
中心とした帯域の光を、また、シアン光とは４９０ｎｍ
付近を中心とした帯域の光をいう。帯域としては一例と
して前記中心波長に対し約±２０ｎｍと考えればよいだ
ろう。液晶パネルの赤、緑、青色のカラーフィルタの分
光透過率はフィルタの構成材料に依存する。また、赤
色、緑色および青色のフィルタを透過した光でホワイト
バランスをとる必要があるが、ホワイトバランスは光源
が放射する分光分布に依存する。

【００１４】したがって、本発明にいうイエロー光およ
びシアン光の中心波長および帯域はカラーフィルタの分
光特性または／および光源の分光特性と、得たいスクリ
ーン上の光学像の色純度（色特性）に左右され、かなら
ずしも一義に定まるものではない。

【００１５】本発明の色フィルタはカラーフィルタの分
光透過率および光源の分光分布を考慮して、液晶パネル
等の表示画像が良好な色純度となるようにするものであ
る。したがって、色フィルタがカットするイエロー光お
よびシアン光は光源およびカラーフィルタ等に依存し一
義には定めることができない。しかし、光源およびカラ
ーフィルタの特性等が定めれば一義に定まることも明ら
かであろう。表示画像の輝度および色純度を一定以上確
保するようにカットするイエロー光およびシアン光を定
めるからである。本発明の色フィルタの主たる技術的思
想はカットするイエロー光とシアン光の帯域と波長に限
定されるものではなく、主眼は透過型の色フィルタでシ
アン光とイエロー光のみを良好にカットできる薄膜構成
にある。しかし、当然のことながら光源が特定の波長の
光を強く放射する場合は、前記特定の波長をカットする
ように薄膜構成を設定する必要があることは言うまでも
ないだろう。

【００１６】この場合は、本発明の色フィルタにおける
技術的思想、広義には投写型表示装置における該技術的
思想とは、光源のランプの種類と色フィルタの薄膜構成
もしくは／およびダイクロイックミラー等の色分離手段
との組み合わせにあると言うことができる。

【００１７】ＴＮ液晶を用いた液晶パネル３３８は、偏
光板３３３を用いて入射光を直線偏光にする必要があ
る。液晶パネル３３８の出射側にも、液晶パネルで変調
された光を検出するため、偏光板を配置する必要があ
る。つまり、ＴＮ液晶パネル３３８の前後には光を直線
偏光にするための偏光板（以後、偏光子と呼ぶ）と変調
された光を検出するための偏光板（以後、検光子と呼
ぶ）の２枚の偏光板を配置する必要がある。液晶パネル
の画素開口率を１００％とし、偏光子に入射する光量を
１とすると偏光子より出射する光量は４０％、液晶パネ
ルの透過率は８０％、検光子の透過率は８０％となるか
ら、全体としての透過率は０．４×０．８×０．８＝約
２５％となり、２５％の光しか有効に利用できない。し
たがってＴＮ液晶パネルでは低輝度画像表示しか実現で
きない。

【００１８】偏光板等で損失した光はほとんどが偏光板
に吸収されて熱に変換される。熱は偏光板自身および輻
射熱等により液晶表示パネルを加熱する。液晶パネルを
ライトバルブとして用いる投写型表示装置の場合、偏光
板３３３ａに入射する光量は数万ルクス以上となる。し
たがって、投写型表示装置にＴＮ液晶パネル３３８を用
いた場合、偏光板およびパネル等は高温状態となり、短
期間で著しい性能劣化をひきおこす。

【００１９】以上のように、前記ＴＮ液晶パネル３３８
をライトバルブとして用いる投写型表示装置は、光利用
率が悪く、投写画像のスクリーン輝度は低い。そこで、
偏光板を用いない高分子分散（ＰＤ）液晶パネルを用い
た投写型表示装置等が提案されている。前記投写型表示
装置に用いるライトバルブとしてのＰＤ液晶パネルは入
射光を散乱あるいは透過させることにより光変調を行な
う。

【００２０】ＰＤ液晶パネルの動作について（図４０
（ａ）（ｂ））を用いて簡単に述べる。（図４０（ａ）
（ｂ））はＰＤ液晶パネルの動作の説明図である。高分
子分散液晶層１９２は対向電極３４１と画素電極３４２
間に狭持されている。前記液晶層１９２中には水滴状の
液晶（以後、水滴状液晶と呼ぶ）２１１がポリマー３８
２中に分散されている。画素電極３４２にはＴＦＴ（図
示せず）等が接続され、ＴＦＴのオン、オフにより画素
電極３４２に電圧が印加されて、画素電極３４２上の液
晶分子配向方向を可変させて光を変調する。（図４０
（ａ））に示すように電圧を印加していない状態では、
それぞれの水滴状液晶３８１は不規則な方向に配向して
いる。この状態ではポリマー３８２と水滴状液晶３８１
とに屈折率差が生じ、入射光は散乱する。ここで（図４
０（ｂ））に示すように画素電極３４２に電圧を印加す
ると液晶分子の方向がそろう。液晶分子が一定方向に配
向したときの屈折率をあらかじめポリマー３８２の屈折
率と合わせておくと、入射光は散乱せずにアレイ基板３
３５より出射する。なお、ＰＤ液晶パネルとしては液晶
が水滴状３８１になるもののみでなく、ポリマー３８２
がスポンジ状となり、前記スポンジ状の穴の中に液晶が
充填されたタイプのものもある。本明細書でＰＤ液晶と
呼ぶ場合は、前記タイプの一方に限定するものではな
い。

【００２１】良好な色再現性および高輝度表示を実現す
る装置として、３枚のＰＤ液晶パネルを用いる投写型表
示装置が提案されている。前記装置は１つのランプと３
枚の液晶パネルを具備する。３枚のＰＤ液晶パネルはそ
れぞれ赤色、緑色および青色の光の変調を担当する。１
つのランプから発生した白色光はダイクロイックミラー
により赤色、緑色および青色の光路に分割（以後、色分
離と呼ぶ）される。前記光路のそれぞれにＰＤ液晶パネ
ルが配置される。各液晶パネルで変調された光はダイク
ロイックミラーで１つの光路に合成（以後、色合成と呼
ぶ）されて、投写レンズ等によりスクリーンに拡大投映
される。

【００２２】しかし、ＰＤ液晶パネルをライトバルブと
して用いた投写型表示装置では自然光の光（ランダム偏
光と呼ぶ）をすべて利用するため色分離または色合成の
光学系における互いに直交するＰＳ偏光成分の分光特性
違いに起因しダイクロイックミラーなどの分光特性の低
下が生じる。したがって、投写した画像の色相がＴＮ型
液晶パネルをライトバルブとして用いた投写型表示装置
に比して劣るという欠点を生じる。これは、色分離手段
および色合成手段に、光軸に対して４５度に傾けたダイ
クロイックミラーまたはダイクロイックプリズムが用い
られているためである。

【００２３】このダイクロイックミラーまたはダイクロ
イックプリズムは、屈折率の異なる透明誘電体多層膜が
透明板またはプリズム面に積層された構造からなり、ほ
とんど光吸収損失を受けることなく、光干渉効果により
多層膜構成に応じて任意の波長で透過波長域と反射波長
域とに分離する機能を有する。このような光学多層膜
は、光の入射角θがゼロから増加するに従い、多層膜形
成面に対して、Ｐ偏光とＳ偏光に対応した分光特性の相
違が顕著となることが知られている。

【００２４】ここで、Ｐ偏光とＳ偏光とを定義してお
く。Ｐ偏光とは、ダイクロイックミラーの平面の法線
（ダイクロイックプリズムの場合は光分離面の法線）と
光線の進行方向を含む面上で振動する光を言う。Ｓ偏光
とは前記Ｐ偏光の振動方向と垂直な方向に振動する光を
言う。

【００２５】ＴＮ液晶パネルを用いた投写型表示装置の
場合、偏光板を用いているため、その偏光軸をＰ偏光と
Ｓ偏光のいずれかのみを利用するように配置し、一方の
偏光のみが利用される。このため、ダイクロイックミラ
ーまたはダイクロイックプリズムの分光特性の偏光依存
性が生じても、先鋭な色分離特性が得られることにな
り、投写画像の色相はよいものが得られる。

【００２６】一方、ＰＤ液晶表示パネルを用いた場合に
は、前記液晶パネルに入射する光はランダム偏光（Ｐ偏
光およびＳ偏光の両方）の入射光となるため、ダイクロ
イックミラーおよびダイクロイックプリズムは分光特性
において、Ｐ偏光とＳ偏光との平均値に対応する分光作
用を示す。したがって、色純度が低下する。ゆえに、色
合成された投写画像の色相は、ＴＮ液晶パネルを用いた
投写型表示装置に比して劣ることになる。

【００２７】前述の課題を解決する技術は特開平３−８
７７２１号公報に開示されている。前記投写型表示装置
はダイクロイックミラーへの入射角θを１０°＜θ＜４
０°とし、ダイクロイックミラーの使用により生じる色
相の劣化を少なくしている。

【００２８】前記公報に開示されているように、ダイク
ロイックミラーの配置角度を１０°＜θ＜４０°の条件
を満たすことにより、ダイクロイックミラーの分光特性
の偏光依存性が低減される。したがって、ダイクロイッ
クミラー等で発生する色相の劣化の課題は改善される。

【００２９】前記公報に開示されている投写型表示装置
では、ダイクロイックミラーと光軸との角度を４０°以
下としたことにより、ランダム偏光に対する色分離特性
が向上する。したがって、色相の劣化を少なくすること
ができる。しかし、以下の課題が発生する。

【００３０】なお、本発明の明細書において、色相と色
純度とはほぼ同義の意味に用いることがある。たとえ
ば、色純度が向上するということはＸＹ色度標における
Ｒ、Ｇ、Ｂの色度点を結んだ三角形の面積が大きくなる
ことをいう。第１の課題は、投写レンズのバックフォー
カスが長くなる点である。ダイクロイックミラーの光軸
に対する角度を小さくしているため、投写レンズとパネ
ルまでの間隔が長くなる。バックフォーカスを長くする
には投写レンズの設計に負担がかかる。レンズ枚数の増
加、レンズ径の拡大等弊害が生じる。これらは、液晶投
写型表示装置のコスト高、システムサイズの拡大につな
がる。

【００３１】第２の課題は、システムサイズである。ダ
イクロイックミラーによる色分離色合成光学系の占める
面積（体積）が４５度の角度で配置した（４５度入射と
呼ぶ）ＴＮ液晶パネルを用いた投写型表示装置より大き
い。前記光学系サイズはシステムサイズにそのまま反映
される。システムサイズは家庭用の家電機器として普及
させるためには重要な問題である。ＣＲＴ投写管をライ
トバルブとして用いた投写型表示装置は、システムサイ
ズが大きい点が課題であり、家庭用のテレビとして普及
していない。また、ダイクロイックミラーは、４５度入
射に比較して大きい面積を必要とするためコスト高も招
く。

【００３２】液晶パネルをライトバルブとして用いた投
写型装置は小型化にできるところに特徴がある。光学系
サイズが大きくなればＣＲＴ投写管を用いた投写型表示
装置と差異がなくなる。したがって、家庭用テレビとし
て普及することはない。

【００３３】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で、シアン光およびイエロー光を選択的に反射させる色
フィルタおよび前記色フィルタを用いた明るく色再現性
の優れた投写型表示装置を提供するものである。

【００３４】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
本発明の色フィルタは、イエロー光を反射する第１の誘
電体多層膜と、シアン光を反射する第２の誘電体多層膜
とが透明基板の両面または片面に積層され、前記第１の
誘電体多層膜と前記第２の誘電体多層膜はそれぞれ高屈
折率層と低屈折率層とが交互に積層され、かつ前記透明
基板側から数えて最終層が低屈折率層となる構成とした
ものである。

【００３５】前記第１の誘電体多層膜の光学的膜厚は、
低屈折率層が略０．３７５λ_Y、高屈折率層の最終層を
除く層が略１．１２５λ_Yおよび低屈折層の最終層が略
０．１８８λ_Y（ただし、λ_Yはイエロー光の中心波長）
であり、前記第２の誘電体多層膜の光学的膜厚は、低屈
折率層が略０．６２５λ_C、高屈折率層の最終層を除く
層が略１．８７５λ_Cおよび低屈折層の最終層が略０．
３１３λ_C（ただし、λ _Cはシアン光の中心波長）であ
る。

【００３６】第１の誘電体多層膜および第２の誘電体多
層膜において、低屈折率層はＭｇＦ ₂、ＳｉＯ₂、Ａｌ₂
Ｏ₃のいずれかであり、高屈折率層はＴｉＯ₂、ＺｎＳ、
ＣｅＯ₂、ＺｒＴｉＯ₄、ＨｆＯ₂、Ｔａ₂Ｏ₅、ＺｒＯ₂の
いずれかである。好ましくは高屈折率層はＴｉＯ₂とＺ
ｎＳを交互に積層した少なくとも２層以上の構成である
ことが望ましい。

【００３７】本発明の投写型表示装置は、白色光を放射
する光源と、前記光源から出射する光により照射され映
像信号に応じて光学像を形成する液晶パネルと、本発明
の色フィルタと、前記液晶パネルにより変調された光学
像を投映する投写手段とを具備するものである。

【００３８】前記色フィルタは光源の光出射面に配置さ
れ、不要なシアン光とイエロー光とを反射する。液晶パ
ネルは各画素に対応して赤色、緑色および青色光を透過
するカラーフィルタを有する画素構造を有している。液
晶パネルとしてはＰＤ液晶パネルもしくはＴＮ液晶パネ
ルを用いる。またＴＮ液晶パネルが反射型の場合は偏光
ビームスプリッタ（ＰＢＳ）を用いてＰ偏光とＳ偏光を
分離した光を前記パネルで変調をする。

【００３９】光源にはネオジウム（Ｎｄ）を封入金属元
素として含むメタルハライドランプを用いることが好ま
しい。前記ランプは寿命が長くかつ電気一光変換効率が
良好である。しかし、発光スペクトル４９０ｎｍ付近と
５７７ｎｍ付近の光を強く放射する。そのため、色フィ
ルタは前記２つの波長のうち少なくとも一方の波長の光
をカットするように構成する。

【００４０】第２の本発明の投写型表示装置は、白色光
を放射する光源と、本発明の色フィルタと、前記光源が
放射する光を、赤色光の光路、緑色光の光路および青色
光の光路の３つの光路の分離するダイクロイックミラー
もしくはダイクロイックプリズムからなる色分離手段
と、前記３つの光路のそれぞれに配置された光変調パネ
ルと、前記３つの光変調パネルが形成した光学像を略同
一位置に重ねあわせて投写する投写手段を具備するもの
である。

【００４１】前記色フィルタは光源の光出射面に配置さ
れ、不要なシアン光とイエロー光とを反射する。光変調
パネルとしてはＰＤ液晶パネル、ＴＩ社が開発している
微小ミラーの傾きの変化として光学像を形成するパネル
（以後、ＤＭＤと呼ぶ。詳細は特開平４−２３０７２２
号公報、特開平５−１９６８８０号公報を参照のこと）
が例示される。

【００４２】第３の本発明の投写型表示装置は、同一画
素数の第１および第２の液晶パネルと、映像信号を画像
データとして保持するフィールドメモリと、前記フィー
ルドメモリから読み出したデータを第１および第２の液
晶パネルに印加する切り換え手段と、第１の液晶パネル
の光変調手段が形成する光学像と第２の光変調手段が形
成する光学像とを垂直方向に略半画素ずらせて投影する
投写手段を具備するものである。

【００４３】第１および第２の液晶パネルは赤、緑、青
の３色のモザイク状のカラーフィルタを有し、画素ピッ
チ、画素配列は同一である。

【００４４】

【作用】（図６）に示したように１層あたりの光学的膜
厚がλ／４（λは反射ピーク波長）の誘電体多層膜構成
では、高い反射領域の半値幅が狭い（５０ｎｍ以下）色
フィルタは実現できない。

【００４５】これに対し、多層膜を構成する低屈折率膜
と高屈折率膜の光学的膜厚比を１：Ｘ（Ｘ＞１）とし、
Ｘを大きくすれば、半値幅は若干狭くすることができ
る。しかし、膜厚比は大きくするほど薄膜の有する内部
応力によって低屈折率膜と高屈折率膜との応力のバラン
スがくずれ、多層膜面にクラックを生ずる恐れがある。
そこで、低屈折率膜と高屈折率膜との光学的膜厚比は
１：３より大きくならないようにすることが望ましい
が、このままでは半値幅はイエロー光、もしくはシアア
光のみを反射するという条件には不十分である。

【００４６】次に、このタイプの干渉フィルターは、波
長λにおける反射ピークの他に波長λよりも短波長側で
周期的に反射ピークが表れるという分光性能を有する。
しかもその半値幅は周期を重ねるほど狭くなるという特
性を持つ。そこで、この狭い半値幅の周期的な反射ピー
クを利用し、イエロー光、もしくはシアン光の中心波長
へシフトさせればよい。具体的には上記の低屈折率膜と
高屈折率膜の光学的膜厚比が１：３の交互多層膜の膜厚
を相対的に厚くすればよく、イエロー光に対応する半値
幅５０ｎｍ以下を実現するには第２の周期、シアン光に
対応する半値幅４０ｎｍ以下を実現するには第３の周期
をシフトさせることが望ましい。

【００４７】多層膜の光学的膜厚はイエロー光反射の場
合、相対的に略１．５倍とし、低屈折率層が０．３７５
λ、高屈折率層が１．１２５λとすればよく、シアン光
反射の場合、相対的に略２．５倍とし、低屈折率層が
０．６２５λ、高屈折率層が１．８７５λとすればよ
い。

【００４８】低屈折率膜に比べ膜厚の厚い高屈折率膜の
内部応力の影響でクラックの心配がある場合は、１層あ
たりの高屈折率層を屈折率がほぼ同じで、内部応力の方
向が互いに反対である特性を有するＴｉＯ₂とＺｎＳと
の組み合わせとして構成すれば応力を緩和することがで
き、さらに望ましい。

【００４９】なお、反射ピークは第４以降の周期も存在
するが、多層膜の膜厚が厚くなり過ぎるため耐久性の点
で好ましくない。

【００５０】また、１つのフィルタでイエロー光とシア
ン光の両方をカットさせたい場合は、上記したようなイ
エロー光反射の第１の誘電体多層膜と、シアン光反射の
第２の誘電体多層膜を合成すれば実現できる。しかし、
多層膜を形成するガラス基板の片面に第１および第２の
誘電体多層膜を続けて積層すると、トータルの層数、お
よび膜厚がともに非常に増加するため、これもクラック
の生ずる心配があるため好ましくない。そこで、ガラス
基板の両面にそれぞれ第１の多層膜と第２の多層膜を別
々に形成すれば上記問題点は解消できる。

【００５１】本発明の投写型表示装置は、光源用ランプ
からの放射光が連続スペクトルを有するものであって
も、本発明の色フィルタを用いて不要な光の成分を除去
し、純度の高い赤、緑、青の３原色の光成分からなる白
色光に変換することができる。

【００５２】これにより、投写画像において赤、緑、青
に対応する各画素の光帯域は、カラーフィルタの有する
光透過帯域よりも狭くすることが可能となる。したがっ
て、カラーフィルタの広帯域な分光特性により生じてい
た投写画像の色相の劣化を改善することができ、色再現
性の優れた投写画像を得ることができる。

【００５３】また、色選択手段により不要光が除去され
ることから、従来カラーフィルタにおいて吸収されてい
た不要な光の成分が減少し、光吸収によるカラーフィル
タ内部の発熱が低減されるため、劣化を抑制し、カラー
フィルタの耐久性を向上することが可能となる。

【００５４】照明用の光源はメタルハライドランプを有
することが好ましく、その場合色フィルタは前記メタル
ハライドランプの発光スペクトルのうち５７７ｎｍの波
長の光を反射させることが好ましい。前記波長の発光ス
ペクトルは非常に強い。したがって、本発明の投写型表
示装置に用いる色フィルタは前記波長に主点をおいて設
計を行っている。そのため、投写画像は実用上十分な色
相を得ている。

【００５５】赤色、緑色および青色の光を変調する３枚
の表示パネルを用いる投写型表示装置ではランプが放射
する白色光を色分離手段を用いて３つの三原色の光路に
分離する。

【００５６】色分離手段として、主にダイクロイックプ
リズムもしくはダイクロイックミラーが用いられる。本
発明の投写型表示装置では前記どちらの素子を用いても
よいが、説明を容易にするため、主としてダイクロイッ
クミラーを例にあげて説明をする。

【００５７】ダイクロイックミラーで反射した光はＳ偏
光の方がＰ偏光より帯域が広くなることが知られてい
る。逆にダイクロイックミラーを透過する光はＰ偏光の
方がＳ偏光の帯域より広くなる。

【００５８】たとえば、前記ダイクロイックミラーがＲ
光を反射するダイクロイックミラーであれば、前記Ｒ光
のＳ偏光成分は広い帯域の波長の光が反射され、Ｒ光の
Ｐ偏光成分は広い帯域の波長の光が透過する。したがっ
て、Ｓ偏光のＲ光はＧ光の帯域に近い光も反射し、Ｐ偏
光のＲ光はＧ光の帯域に近い光も透過する。つまり、ダ
イクロイックミラーでＲ光の分離が良好に行なえないこ
とを意味する。従来例でも示したようにこれが色相を劣
化させる要因である。ＴＮ液晶表示パネル等では偏光板
を用い、ＰまたはＳ偏光の一方のみを用いて光変調を行
なうから課題とならないが、偏光を用いない方式の表示
パネルでは課題となる。前記表示パネルとは、ＰＤ液晶
パネル、ＤＭＤ等が該当する。また、ＰＬＺＴを用いた
表示パネル等も該当するであろう。したがって、本発明
の投写型表示装置における該技術的思想とは、ランダム
光を変調する表示パネルをライトバルブとして用いるす
べてに該当／適用されるものである。

【００５９】本発明の投写型表示装置では、本発明の色
フィルタを用いて、光源から放射する光の波長のうち、
シアン光およびイエロー光をカットする。そのカットの
帯域はダイクロイックミラーの特性を考慮して決定す
る。ダイクロイックミラーで反射する光はＳ偏光の方が
Ｐ偏光より帯域が広くなる。したがって、反射するＳ偏
光の帯域がＰ偏光の帯域と同じになるように色フィルタ
のカット帯域を設定する。１つの色フィルタでシアン光
とイエロー光を反射し、前記色フィルタで透過する赤
（Ｒ）、緑（Ｇ）および青（Ｂ）色の帯域をそれぞれ、
ダイクロイックミラーを透過するＰ偏光の帯域以下にす
るという点が重要である。

【００６０】しかし、光源が放射する光の分光特性は全
波長帯域で一定でない。たとえばメタルハライドランプ
は５７７ｎｍで水銀の発光スペクトルが強い。そのため
色フィルタの設計は最も強くエネルギ量の多いスペクト
ルの波長を考慮せねばならない。本発明の投写型表示装
置では特にイエロー光の帯域である５７７ｎｍの波長を
反射するように構成しているため、投写画像はすこぶる
色相が良好である。

【００６１】通常ライトバルブとして用いられる液晶パ
ネルはアスペクト比が４：３のＮＴＳＣ対応のものであ
る。近年、１６：９のハイビジョンの画像を表示したい
というニーズが高い。アスペクト比が４：３の液晶パネ
ルは量産品であるから安価であるが、アスペクト比が１
６：９の液晶パネルは専用で作製する必要があるため高
価である。そこでアスペクト比が４：３の液晶パネルに
おいて、上下をカットし（非表示領域にし）１６：９の
画像を表示する方法が考えられる。しかし、この場合、
水平走査線数が課題となる。

【００６２】近年、液晶パネルの画素数も増大し、ＸＧ
Ａ対応（たて７６８ドット×よこ１０２４ドット）の液
晶パネルも作製されるに至った。しかし、ハイビジョン
の画像を表示しようとするとたて１０００ドット（水平
走査線数１０００本）程度必要である。前記ＸＧＡ対応
の液晶パネルではたて７６８ドットしかなく対応できな
い。ましてや、上下の画面をカットして１６：９とした
のでは全く所定の垂直走査線数を得ることはできない。

【００６３】なお、以後、本発明の明細書において液晶
パネルの縦方向のドット数はＣＲＴの水平走査線とほぼ
同義に取り扱う。また、一水平走査線に該当する一行の
画素列を画素行と呼ぶ。

【００６４】一方液晶パネルの画素の開口部は５０％以
下と低い。これは非開口部にＴＦＴ、信号線等が形成さ
れているためである。したがって、画素の開口部と前記
画素と隣接した画素の開口部とは半画素程度の間隔があ
るのが通常である。

【００６５】本発明は２枚の液晶パネルの画像を重ねあ
わせてスクリーンに投映する。その際、スクリーン上に
おいて２枚の液晶パネルの画素開口部は垂直方向に半画
素ずらす。つまり一枚の液晶パネルで必要な水平走査線
の１／２を確保し、２つの液晶パネルで必要な水平走査
線数を得るのである。たとえば水平走査線数１０００本
（たて１０００ドット）をＸＧＡ対応の液晶パネル２枚
を用いて実現するためには各液晶パネルのたて５００ド
ットずつに画像を表示すればよい。なお、その際アスペ
クト１６：９の画像表示に必要なよこのドット数は約８
９０ドットとなる。

【００６６】２枚の液晶パネルを用いてハイビジョン画
像を実現できれば安価に投写型表示装置のシステム構築
ができることは言うまでもない。また、液晶パネルの動
作クロットも低減でき、好ましい。なお、各液晶パネル
にはＲ、Ｇ、Ｂのモザイク状のカラーフィルタを具備し
ている。したがって、本発明の色フィルタを用いて、光
源から放射されるシアン光およびイエロー光をカットす
れば良好な色相を実現できることは言うまでもない。

【００６７】

【実施例】以下、本発明の投写型表示装置の実施例につ
いて説明する。本発明の第１の実施例における投写型表
示装置の構成を（図１）に示す。３３１は光発生手段と
しての光源、１６は本発明の色フィルタ、３３８はライ
トバルブ、３３９は投写レンズである。

【００６８】光源３３１はランプ３３１ａ、凹面鏡３３
１ｂ、ＵＶＩＲフィルタ３３１ｃにより構成される。ラ
ンプ３３１ａはメタルハライドランプであり、発光管内
にディスプロシウム（Ｄｙ）とネオジウム（Ｎｄ）が封
入されているものである。その発光スペクトルを（図
７）に示す。（図７）で明らかなように前記メタルハラ
イドランプが放射する光の分光分布はＤｙ、Ｎｄによる
多数の連続発光スペクトルと水銀による輝線スペクトル
が混在したものである。凹面鏡３３１ｂはガラス製で、
反射面に可視光を反射し、赤外光を透過させる多層膜を
蒸着したものである。ランプ３３１ａからの放射光に含
まれる可視光は、凹面鏡３３１ｂの反射面により反射
し、その反射光は平行に近い光になる。凹面鏡３３１ｂ
から出射する反射光は、ＵＶＩＲフィルタ３３１ｃによ
り赤外光および紫外光が除去されて出射する。

【００６９】以下、本発明の投写型表示装置に用いる本
発明の色フィルタ１６について説明をする。（図２）に
第１の実施例の本発明の色フィルタの拡大モデルを示
す。１１は屈折率１．５２のガラス基板、１２は第１の
誘電体多層膜、１３は第２の誘電体多層膜である。

【００７０】ガラス基板１１の両面にそれぞれ第１の誘
電体多層膜１２と第２の誘電体多層膜１３を形成してい
る。第１誘電体多層膜１２は低屈折率層であるＳｉＯ₂
（屈折率１．４６）１４ａ〜１４ｆと、高屈折率層であ
るＴｉＯ₂（屈折率２．３０）１５ａ〜１５ｆとの交互
１２層構成であり、ＳｉＯ₂１４ａの光学的膜厚が０．
１８８λ_Y（λ_Y＝５７７ｎｍ）、ＳｉＯ₂１４ｂ〜１４
ｆの光学的膜厚が０．３７５λ_Y、ＴｉＯ₂１５ａ〜１５
ｆの光学的膜厚が１．１２５λ_Yである。また、第２の
誘電体多層膜１３は低屈折率層であるＳｉＯ₂１４ｇ〜
１４ｌと、高屈折率層であるＴｉＯ₂１５ｇ〜１５ｌと
の交互１２層構成であり、ＳｉＯ₂１４ｌの光学的膜厚
が０．３１３λ_C（λ_C＝４９０ｎｍ）、ＳｉＯ₂１４ｇ
〜１４ｋの光学的膜厚が０．６２５λ_C、ＴｉＯ₂１５ｇ
〜１５ｌの光学的膜厚が１．８７５λ_Cである。

【００７１】（図４）に色フィルタ１６の分光透過率を
示す。第１の誘電体多層膜１２がイエロー光（半値幅約
５５０〜６００ｎｍ）、第２の誘電体多層膜１３がシア
ン光（半値幅約４７５〜５０５ｎｍ）をそれぞれピーク
波長で９０％以上反射し、レッド、グリーン、ブルーの
３原色光のみが高い透過率を示している。

【００７２】なお、高屈折率層の屈折率と低屈折率層の
屈折率層の屈折率差を小さくすれば、さらに反射波長領
域の半値幅を狭くすることができる。

【００７３】（図３）に第２の実施例の本発明の色フィ
ルタの拡大モデル図を示す。２１は屈折率１．５２のガ
ラス基板、２２は第１の誘電体多層膜、２３は第２の誘
電体多層膜である。

【００７４】ガラス基板２１の両面にそれぞれ第１の誘
電体多層膜２２と第２の誘電体多層膜２３を形成してい
る。第１誘電体多層膜２２は低屈折率層であるＡｌ₂Ｏ₃
（屈折率１．６２）２４ａ〜２４ｈと、高屈折率層であ
るＴｉＯ₂（屈折率２．３０）２５ａ〜２５ｈとの交互
１６層構成であり、Ａｌ₂Ｏ₃２４ａの光学的膜厚が０．
１８８λ_Y（λ_Y＝５７７ｎｍ）、Ａｌ₂Ｏ₃２４ｂ〜２４
ｈの光学的膜厚が０．３７５λ_Y、ＴｉＯ₂２５ａ〜２５
ｈの光学的膜厚が１．１２５λ_Yである。また、第２の
誘電体多層膜２３は低屈折率層であるＡｌ₂Ｏ₃２４ｉ〜
２４ｐと、高屈折率層であるＴｉＯ₂２５ｉ〜２５ｐと
の交互１６層構成であり、Ａｌ₂Ｏ₃２４ｐの光学的膜厚
が０．３１３λ_C（λ_C＝４９０ｎｍ）、Ａｌ₂Ｏ₃２４ｉ
〜２４ｏの光学的膜厚が０．６２５λ_C、ＴｉＯ₂２５ｉ
〜２５ｐの光学的膜厚が１．８７５λ_Cである。

【００７５】（図５）に色フィルタ１６の分光透過率を
示す。第１の誘電体多層膜２２がイエロー光（半値幅約
５５５〜５９５ｎｍ）、第２の誘電体多層膜２３がシア
ン光（半値幅約４８０〜５００ｎｍ）をそれぞれピーク
波長で９０％以上反射し、レッド、グリーン、ブルーの
３原色光のみが高い透過率を示している。

【００７６】なお、（図２）および（図３）に示す第１
の実施例および第２の実施例ではガラス基板の両面に第
１の誘電体多層膜と第２の誘電体多層膜をそれぞれ形成
したが、一方の面に２種類の誘電体多層膜を重ねて形成
しても同様の性能が得られる。ただし、連続する層数が
多くなるため薄膜の有する内部応力で誘電体多層膜面に
クラックが生ずる恐れがある場合は、ガラス基板の両面
にそれぞれ分けて形成したほうが好ましい。

【００７７】また、高屈折率層、低屈折率層の膜厚は、
実施例でシアン光を反射する場合に用いた１．８７５λ
_C、０．６２５λ_Cよりも厚い膜厚としても周期的に高い
反射率は得られるが、実用上、１層あたりの膜厚が実施
例で用いた膜厚より厚くなる場合もクラックが発生する
危険性があるため好ましくない。

【００７８】また、ピーク波長での反射率の絶対値は誘
電体多層膜の層数を増やせば高くすることができる。

【００７９】実施例では低屈折率層として、ＳｉＯ₂、
Ａｌ₂Ｏ₃、高屈折率層としてＴｉＯ₂を用いたが、他に
低屈折率層としてＭｇＦ２、高屈折率層としてＺｎＳ、
ＣｅＯ ₂、ＺｒＴｉＯ₄、ＨｆＯ₂、Ｔａ₂Ｏ₅、ＺｒＯ₂を
用いてもよい。

【００８０】さらに、第２の実施例のように高屈折率層
と低屈折率層の屈折率差が小さい場合のようにピーク反
射率の絶対値を高くしようとすると、誘電体多層膜の層
数を多くする必要があり、層数によってはクラックの発
生する心配がある。この場合は高屈折率層を、屈折率が
ほぼ同じで、内部応力の方向がそれぞれキャンセルしあ
う方向である性質を有するＴｉＯ₂とＺｎＳの組み合わ
せとすればよい。屈折率は２種類ともほぼ２．３０であ
り応力方向はＴｉＯ₂が引っ張り応力、ＺｎＳが圧縮応
力であるため、例えば高屈折率層を１層あたりをそれぞ
れＴｉＯ₂、ＺｎＳ、ＴｉＯ₂の３層構成とし、膜厚も３
分割にすれば多層膜全体の内部応力を緩和することがで
き好ましい。

【００８１】以上のことから明らかなように、（図６）
に示したように１層あたりの光学的膜厚がλ／４（λは
反射ピーク波長）の誘電体多層膜構成では、高い反射領
域の半値幅が狭い（５０ｎｍ以下）色フィルタは実現で
きない。

【００８２】これに対し、多層膜を構成する低屈折率膜
と高屈折率膜の光学的膜厚比を１：Ｘ（Ｘ＞１）とし、
Ｘを大きくすれば、半値幅は若干狭くすることができ
る。しかし、膜厚比は大きくするほど薄膜の有する内部
応力によって低屈折率膜と高屈折率膜との応力のバラン
スがくずれ、多層膜面にクラックを生ずる恐れがある。
そこで、低屈折率膜と高屈折率膜との光学的膜厚比は
１：３より大きくならないようにすることが望ましい
が、このままでは半値幅はイエロー光、もしくはシアン
光のみを反射するという条件には不十分である。

【００８３】次に、このタイプの干渉フィルターは、波
長λにおける反射ピークの他に波長λよりも短波長側で
周期的に反射ピークが表れるという分光性能を有する。
しかもその半値幅は周期を重ねるほど狭くなるという特
性を持つ。そこで、この狭い半値幅の周期的な反射ピー
クを利用し、イエロー光、もしくはシアン光の中心波長
へシフトさせればよい。具体的には上記の低屈折率膜と
高屈折率膜の光学的膜厚比が１：３の交互多層膜の膜厚
を相対的に厚くすればよく、イエロー光に対応する半値
幅５０ｎｍ以下を実現するには第２の周期、シアン光に
対応する半値幅４０ｎｍ以下を実現するには第３の周期
をシフトさせることが望ましい。

【００８４】多層膜の光学的膜厚はイエロー光反射の場
合、相対的に略１．５倍とし、低屈折率層が０．３７５
λ、高屈折率層が１．１２５λとすればよく、シアン光
反射の場合、相対的に略２．５倍とし、低屈折率層が
０．６２５λ、高屈折率層が１．８７５λとすればよ
い。

【００８５】なお、反射ピークは第４以降の周期も存在
するが、多層膜の膜厚が厚くなり過ぎるため耐久性の点
で好ましくない。

【００８６】本発明の色フィルタにおいてλ_Y＝５７７
ｎｍにしていることに考慮を要する。（図７）に示すメ
タルハライドランプは５７７ｎｍで非常に強い発光スペ
クトルがある。このスペクトルは水銀原子による。ま
た、前記５７７ｎｍの波長はイエロー光に帯域に該当す
る。したがって、５７７ｎｍの波長の光を十分にカット
できなければ、スクリーンに投映される投写画像の色相
を良好にすることはできない。

【００８７】また、４９０ｎｍはＮｄによる発光スペク
トルである。（図７）の分光特性ではそれほどピーク値
となっていないが、Ｎｄの添加量により非常に強い発光
スペクトルが発生する。ＤｙおよびＮｄを含有するメタ
ルハライドランプは分光特性良好でかつ寿命が長い。し
かし、イエロー色およびシアン色の発光スペクトルが強
い。

【００８８】本発明の色フィルタ１６は前記４９０かつ
５７７ｎｍの発光スペクトルを十分にカットでき、カッ
トした帯域の半値幅が５０ｎｍ程度と狭く実現している
ことに特徴がある。この意味で本発明の色フィルタはメ
タルハライドランプと組み合わせて用いた時、相乗効果
がある。

【００８９】以後、本明細書でいう色フィルタとは（図
２）または（図３）もしくは、それに近似する構成もフ
ィルタを指すものとする。

【００９０】ライトバルブは、透過型のＴＮ液晶パネル
３３８とその入射側および出射側に配置された２枚の偏
光板３３３ａ、３３３ｂにより構成される。液晶パネル
３３８は、（図３８）に示すように、２枚のアレイ基板
３３５と対向基板３３４間にＴＮ液晶層３３７を狭持し
たものであり、対向基板３３４と対向電極３４１との間
には各画素に対応して、３原色である赤、緑、青色光を
透過するカラーフィルタ３３６がモザイク状に配置され
ている。カラーフィルタ３３６は、（図３９）に示すよ
うな分光特性を有するものである。

【００９１】ライトバルブでは液晶パネル３３８の画素
電極３４２に電圧が印加されている場合、光は透過状態
となり、印加電圧の大きさに応じて透過率の変化として
光学像が形成される。

【００９２】光源３３１からの略平行光は、色フィルタ
１６に入射する。色フィルタ１６では、（図４）等に示
す分光特性に従い、純度の高い３原色光成分のみが透過
する。色フィルタ１６からの透過光は、フィールドレン
ズ３３２を透過し、ライトバルブに入射する。フィール
ドレンズ３３２は液晶パネル３３８の周辺部を透過する
光を投写レンズ３３９に入射させるためのものである。
ライトバルブに入射した光は、Ｐ偏光成分のみが偏光板
３３３ｂを透過し、映像信号に応じて透過率の変化とし
てカラー画像が形成される。ここでライトバルブからの
出力光は、投写レンズ３３９に入射し、スクリーン（図
示せず）上に拡大投射される。投写画像のフォーカス調
整は、投写レンズ３３９を光軸３４０に沿って移動する
ことにより行う。

【００９３】赤、緑、青の各画素のスクリーン上におけ
る投影像に関して、各々の分光特性を（図１９（ａ）、
（ｂ）、（ｃ））に示す。破線は（図３７）に示すよう
な従来の構成における分光特性であり、実線は色フィル
タ１６を用いて色純度の改善を行った場合の分光特性で
ある。色フィルタ１６を用いることにより、色純度を劣
化させていると思われる光帯域の成分が減少し、カラー
フィルタの光透過帯域と比較して赤、緑、青色成分と
も、帯域が狭くなっていることがわかる。（図８）は
Ｒ、Ｇ、Ｂのカラーフィルタを透過した光を合成した時
の分光分布である。（図７）の分光特性を有するメタル
ハライドランプが色フィルタ１６によりシアン光および
イエロー光がカットされ（図８）の分光特性となる。

【００９４】（図１０）は、上記構成における投写型表
示装置の色再現性を示す（実線）。従来の構成（点線）
と比較して、色再現範囲が広くなっていることがわか
る。

【００９５】また、色フィルタ１６において光源からの
放射光のうち、不要な光成分を除去することにより、液
晶パネル３３８内のカラーフィルタ３３６で吸収される
光量を減少させることができ、カラーフィルタ３３６の
不要光吸収により生じる発熱量が低下するため、カラー
フィルタ３３６の劣化を抑制することができる。

【００９６】なお、色フィルタ１６はライトバルブと投
写レンズ３３９との間の位置（Ａで示す）または投写レ
ンズ３３９とスクリーン（図示せず）との間の光路中に
配置してもよい。しかし、色フィルタ１６をライトバル
ブよりもスクリーン側の光路中に配置する場合には、イ
エロー光とシアン光が再びライトバルブ等に入射し、ハ
レーション等を引きおこすおそれがある。したがって、
あまり好ましくはない。なお、前に示すＡ位置に色フィ
ルタ１６を配置するという構成は本発明の他の実施例に
おける投写型表示装置に適用できる事項である。

【００９７】以下、本発明の投写型表示装置において、
液晶パネル等による映像表示方法について説明する。な
お、前記表示方法は本発明の他の投写型表示装置にも適
用でき、また、表示パネルはＴＮ液晶パネル、ＰＤ液晶
パネルのみに対応するものではなく、たとえばＤＭＤに
も対応できるものである。

【００９８】本表示方法では、互いに異なる第１および
第２の表示方法が個別的にまたは選択的に実行される。
（図１１）は第１の表示方法を説明するためのディスプ
レイ上の表示画像を示しており、（図１２）は第２の表
示方法を説明するためのディスプレイ上の表示画像を示
している。

【００９９】まず、第１の表示方法について説明する。
（図１１）において、（ａ）は入力された順次走査映像
信号の第１フレームをディスプレイ上にそのまま表示し
たときの画像を示し、（ｂ）は入力された順次走査映像
信号の第２フレームをディスプレイ上にそのまま表示し
た画像を示している。なお、第１および第２のフレーム
は、時間的に連続したフレームである。まず、入力され
た順次走査映像信号の第１フレームの第１ラインを選択
し、２倍に時間軸伸長してディスプレイ上の第１ライン
に表示する。次に、第１フレームの第３ラインを選択
し、２倍に時間軸伸長してディスプレイ上の第３ライン
に表示する。以下、第５ライン、第７ライン…というよ
うに、第１フレームの奇数ラインだけを順次選択し、２
倍に時間軸伸長してディスプレイ上の奇数ラインに表示
する。一方、第２フレームにおいては、偶数ラインだけ
を順次選択し、２倍に時間軸伸長してディスプレイ上の
偶数ラインに表示する。その結果、（図１１（ｃ））に
示すような第１フレームの奇数ラインと第２フレームの
偶数ラインとからなる１フレームが表示される。以上の
操作を第３フレーム、第４フレームにも同様に施し、以
後繰り返す。上記のように、入力された順次走査映像信
号の２フレーム期間で、第１のフレームの奇数ラインと
第２のフレームの偶数ラインとからなる１フレームを表
示すれば良いため、入力された順次走査映像信号をその
まま表示するときに比べて１／２の速度で表示すること
ができる。

【０１００】次に、第２の表示方法について説明する。
（図１２）おいて、（ａ）は入力された順次走査映像信
号の第１フレームをディスプレイ上にそのまま表示した
ときの画像示し、（ｂ）は入力された順次走査映像信号
の第２フレームをディスプレイ上にそのまま表示した画
像を示している。まず、入力された順次走査映像信号の
第１フレームの第１ラインを選択し、２倍に時間軸伸長
してディスプレイ上の第１および第２のラインに同時に
表示する。次に、第１フレームの第３ラインを選択し、
２倍に時間軸伸長してディスプレイ上の第３および第４
のラインに同時に表示する。以後、第５、第７ライン…
というように、第１フレームの奇数ラインだけを順次選
択し、２倍に時間軸伸長してディスプレイ上の奇数ライ
ンと隣接偶数ラインに同時に表示する。その結果、（図
１２（ｂ））に示す画像が得られる。一方、第２フレー
ムにおいては、偶数ラインだけを順次選択し、２倍に時
間軸伸長してディスプレイ上の偶数ラインと隣接奇数ラ
インに同時に表示する。その結果、（図１２（ｃ））に
示す画像が得られる。以上の操作を第３フレーム、第４
フレームにも同様に施し、以後繰り返す。上記のよう
に、入力された順次走査映像信号の２ライン期間で、第
１フレームの奇数ラインと第２フレームの偶数ラインと
からなる１フレームを表示すれば良いため、入力された
順次走査映像信号をそのまま表示するときに比べて１／
２の速度で表示することができる。

【０１０１】以上２つの表示方法について示したが、静
止画の場合は第１の表示方法を選択し、動画の場合は第
２の表示方法を選択するのが好ましい。静止画は画像が
停止しているため、動画に比べて垂直方向の画像の不連
続性が視認されやすい。そのため、静止画の場合は、第
１の表示方法でフレーム間での内挿を行うことにより、
見かけ上の垂直解像度を確保することが好ましい。一
方、動画は時間的な画像の変化が激しいため、第１の表
示方法を適用すると、いわゆる動画ボケ（ジャーキネス
妨害等）が発生する。そのため、動画の場合は、第２の
方法でフレーム内での内挿を行うことにより、動画ボケ
の発生を防止することが好ましい。

【０１０２】なお、第１の表示方法では、ＣＲＴディス
プレイのように表示時間（発光時間）が数ミリ秒から数
十ミリ秒と非常に短い場合、例えば入力順次映像信号の
フレーム周期が６０Ｈｚのとき、同一ラインの表示周期
が３０Ｈｚとなりフリッカが発生する。ところが、画素
にスイッチング素子としてのＴＦＴを配置したアクティ
ブマトリクス型液晶ディスプレイのように、リフレッシ
ュするまで表示状態を保持するディスプレイにおいて
は、完全に走査線補間が行われる。また、第２の表示方
法は、ＣＲＴディスプレイでは電子銃をマルチガン構成
にする（電子銃を例えば２つ用意する）必要があるが、
アクティブマトリクス型液晶ディスプレイではゲートラ
インを２ライン同時にアクティブにすることで、容易に
実現できる。

【０１０３】次に、映像信号表示回路について、図面を
参照しながら説明する。（図１３）は、本発明の一実施
例の映像信号表示回路を示している。（図１３）におい
て、映像信号表示回路は、表示ラインの選択と映像信号
の時間軸伸長を行う表示ライン選択回路１３９と、主に
γ補正と交流化を行い映像信号を液晶駆動に適した信号
に変換するソース信号処理回路１３５と、複数の画素が
マトリクス状に配置された液晶パネル３３８と、液晶パ
ネル３３８のソースラインに接続され液晶３３７に電圧
を印加するソース駆動ＩＣ１４１と、水平スタートパル
スＨＤおよび垂直スタートパルスＶＤに応答してゲート
駆動ＩＣ制御信号（ＧＣＫ１、ＧＣＫ２、ＧＳＴ１、Ｇ
ＳＴ２、ＧＥＮ１、ＧＥＮ２）を発生するゲート駆動Ｉ
Ｃ制御回路１３７ａ、１３７ｂと、ゲート駆動ＩＣ制御
回路１３７ａ、１３７ｂからのゲート駆動ＩＣ制御信号
に基づいて動作が制御されるゲート駆動ＩＣ１４０ａ、
１４０ｂと、画像の性質（静止画か動画か）に応じてゲ
ート駆動ＩＣ制御回路１３７ａ、１３７ｂのいずれかを
選択する表示方法選択回路１３６と、表示方法選択回路
１３６からの切換信号に応答してゲート駆動ＩＣ制御回
路１３７ａ、１３７ｂの出力を選択的に切り換えてゲー
ト駆動ＩＣ１４０ａ、１４０ｂに出力する切換器１３８
とを備える。表示ライン選択回路１３９は、Ａ／Ｄ変換
器１３１と、一走査線分の画像信号を記憶するラインメ
モリ１３２と、Ｄ／Ａ変換器１３４と、水平スタートパ
ルスＨＤおよび垂直スタートパルスＶＤに応答してメモ
リ制御信号（ＷＣＫ、ＷＥＮ、ＲＣＫ）を発生しライン
メモリ１３２の動作を制御するラインメモリ制御回路１
３３とを含む。

【０１０４】ゲート駆動ＩＣ１４０ａ、１４０ｂは、互
いに同じ構成および機能を備えたＩＣである。ただし、
第１のゲート駆動ＩＣ１４０ａは、液晶パネル３３８の
奇数番目のゲートラインに接続され、奇数番目のゲート
ラインを順次アクティブにする。また、第２のゲート駆
動ＩＣ１４０ｂは、液晶パネル３３８の偶数番目のゲー
トラインに接続され、偶数番目のゲートラインを順次ア
クティブにする。

【０１０５】（図１４）は、上記ゲート駆動ＩＣ１４０
のより詳細な構成を示している。（図１４）において、
ゲート駆動ＩＣ１４０は、ｎ／２ビット（ｎは液晶パネ
ル３３８のゲートラインの本数）のシフトレジスタ１４
５と、ｎ／２個の切換スイッチ１４６を有する切換スイ
ッチ群１４２と、ｎ／２個の出力バッファ１４７を有す
る出力バッファ群１４３とを備えている。シフトレジス
タ１４５は、ｎ／２個のＤ型フリップフロップ１４４
と、１個のインバータ１４５とを有する。スタート信号
ＧＳＴ１（またはＧＳＴ２）が、１つ目のＤ型フリップ
フロップ１４４のデータ入力端子Ｄに与えられるととも
に、インバータ１４５で極性が反転された後、２つ目以
降の各Ｄ型フリップフロップ１４４のクリア端子Ｃに与
えられる。また、クロック信号ＧＣＫ１（またはＧＣＫ
２）が、各Ｄ型フリップフロップ１４４のクロック端子
ＣＫに与えられる。また、２つ目以降の各Ｄ型フリップ
フロップ１４４のデータ入力端子Ｄには、前段のＤ型フ
リップフロップ１４４のＱ出力が与えられる。上記のよ
うな構成を有するシフトレジスタ１４５は、ｋ個目（ｋ
＝１〜ｎ／２）のＤ型フリップフロップ１４４のＱ出力
がｋビット目の信号として取り出され、切換スイッチ群
１４２内のｋ個目の切換スイッチ１４６のＡ端子に与え
られる。各切換スイッチ１４６のＢ端子は、接地されて
いる。各切換スイッチ１４６の出力端子Ｃは、イネーブ
ル信号ＧＥＮ１（またはＧＥＮ２）がハイレベルのとき
Ａ端子に接続され、ローレベルのときＢ端子に接続され
る。各切換スイッチ１４６の出力端子Ｃから出力される
信号は、それぞれ出力バッファ群１４３内の対応する出
力バッファ１４７を介して各出力ピン１４８に与えられ
る。各出力ピン１４８は、それぞれ液晶パネル３３８の
対応するゲートライン（ゲート信号線）に接続される。

【０１０６】以上のように構成された映像信号表示回路
の動作を以下に説明する。（図１５）は、ラインメモリ
１３２に入力されるメモリ制御信号およびラインメモリ
１３２の入出力映像信号のタイミングチャートを示して
いる。まず、この（図１５）を参照して、ソースライン
の駆動制御動作を説明する。表示ライン選択回路１３９
に入力された順次走査映像信号は、まずＡ／Ｄ変換器１
３１でディジタル映像信号に変換される。ラインメモリ
１３２は、ライトイネーブル信号ＷＥＮがハイレベルの
期間、ライトクロック信号ＷＣＫに同期するタイミング
でディジタル順次走査映像信号を取り込む。すなわち、
第１フレームの第１ラインはライトイネーブル信号ＷＥ
Ｎがハイレベルのためライトクロック信号ＷＣＫに同期
して取り込まれ、第１フレームの第２ラインはライトイ
ネーブル信号ＷＥＮがローレベルのため取り込まれな
い。上記の動作を繰り返すことにより、第１フレームの
奇数ラインがラインメモリ１３２に順次取り込まれる。
同様に、第２フレームの第１ラインはライトイネーブル
信号ＷＥＮがローレベルのため取り込まれず、第２フレ
ームの第２ラインはライトイネーブル信号ＷＥＮがハイ
レベルのためライトクロック信号ＷＣＫに同期して取り
込まれる。上記の動作を繰り返すことにより、第２フレ
ームの偶数ラインがラインメモリ１３２に順次取り込ま
れる。さらに、以上の各動作をフレーム単位で繰り返す
ことにより、奇数フレームの奇数ラインと偶数フレーム
の偶数ラインが、ラインメモリ１３２に順次取り込まれ
る。ラインメモリ１３２に取り込まれたディジタル映像
信号は、ライトクロック信号ＷＣＫの１／２の周波数で
あるリードクロック信号ＲＣＫに同期して読み出され
る。ラインメモリ１３２から出力される信号は、取り込
まれた順次走査映像信号の奇数フレームの奇数ラインと
偶数フレームの偶数ラインを２倍に時間軸伸長したディ
ジタル映像信号であり、Ｄ／Ａ変換器１３４でアナログ
映像信号に変換される。

【０１０７】次に、ソース信号処理回路１３５は、ライ
ン選択され２倍に時間軸伸長された順次走査映像信号に
γ補正を施し、液晶パネル３３８を交流駆動するために
１フレーム毎に極性を反転し、ソース駆動ＩＣ１４１に
入力する。ソース駆動ＩＣ１４１は、入力された映像信
号をＩＣ内部の各サンプルホールド回路（図示せず）へ
順次書き込み保持する。このときソース駆動ＩＣ１４１
に入力される信号は、２倍に時間軸伸長された順次走査
映像信号であるため、シフトレジスタ（図示せず）で生
成される各サンプルホールド回路への書き込みクロック
も、時間軸伸長しない場合に比べて１／２でよい。液晶
パネル３３８のゲートラインｘi がゲート駆動ＩＣ１４
０によってアクティブとなり薄膜トランジスタ３４３が
オンしたとき、各サンプルホールド回路に保持された映
像データはソースラインｙj を介して画素電極３４２に
印加される。その結果、一走査線分の映像信号が液晶パ
ネル３３８に書き込まれる。上記の動作をくり返すとと
もに、ゲート駆動ＩＣ１４０がゲートラインを走査する
ことにより、液晶パネル３３８に画像が得られる。

【０１０８】次に、ゲートラインの駆動制御動作につい
て説明する。ゲートラインの走査は、第１および第２の
ゲート駆動ＩＣ制御回路１３７から出力されるゲート駆
動ＩＣ制御信号（ＧＣＫ１、ＧＳＴ１、ＧＥＮ１または
ＧＣＫ２、ＧＳＴ２、ＧＥＮ２）によって決まる。前述
したようにゲート駆動ＩＣ１４０ａ、１４０ｂは同じ機
能を備えたＩＣであり、ゲート駆動ＩＣ制御信号の制御
によって液晶パネル３３８のゲートラインを順次的かつ
選択的にアクティブにする。ゲート駆動ＩＣ１４０は、
スタート信号ＧＳＴ１（またはＧＳＴ２）がハイレベル
のとき、クロック信号ＧＣＫ１（またはＧＣＫ２）の立
ち上がり（ローレベルからハイレベルに変化したとき）
で内部のシフトレジスタ１４５（図１４参照）がリセッ
トされ１番目のゲートラインを選択（リトレースされ）
し、クロック信号ＧＣＫ１（またはＧＣＫ２）の立ち上
がりのたびに２番目、３番目と順次選択していく。そし
て、イネーブル信号ＧＥＮ１（またはＧＥＮ２）がハイ
レベルのときに、選択されたゲートラインに信号が出力
され、ゲートラインをアクティブにする。これによって
選択されたゲートラインに接続された薄膜トランジスタ
３４３がオンする。イネーブル信号ＧＥＮ１（またはＧ
ＥＮ２）がローレベルのときは、選択されたゲートライ
ンに信号が出力されずアクティブにならない。したがっ
て、そのゲートラインに接続された薄膜トランジスタ３
４３はオフ状態である。ここで、第１のゲート駆動ＩＣ
１４０ａは液晶パネル３３８の奇数番目のゲートライン
に接続され、第２のゲート駆動ＩＣ１４０ｂは偶数番目
のゲートラインに接続されている。

【０１０９】（図１６）は第１のゲート駆動ＩＣ制御回
路１３７ａから出力されるゲート駆動ＩＣ制御信号のタ
イミングチャートを示し、（図１７）は第２のゲート駆
動ＩＣ制御回路１３７ｂから出力されるゲート駆動ＩＣ
制御信号のタイミングチャートを示している。以下、こ
れら（図１６）および（図１７）を参照して、ゲートラ
インの駆動制御動作をより詳細に説明する。

【０１１０】（図１６）において、クロック信号ＧＣＫ
１、スタート信号ＧＳＴ１、イネーブル信号ＧＥＮ１は
第１のゲート駆動ＩＣ制御回路３６から第１のゲート駆
動ＩＣ１４０ａに入力されるゲート駆動ＩＣ制御信号で
あり、クロック信号ＧＣＫ２、スタート信号ＧＳＴ２、
イネーブル信号ＧＥＮ２は第２のゲート駆動ＩＣ制御回
路１３７ｂから第２のゲート駆動ＩＣ１４０ｂに入力さ
れるゲート駆動ＩＣ制御信号である。クロック信号ＧＣ
Ｋ１は２ライン期間周期でハイレベル、スタート信号Ｇ
ＳＴ１は第１フレーム第１ラインでハイレベル、イネー
ブル信号ＧＥＮ１は第１フレーム期間中ハイレベル（た
だし、第１フレーム期間の最終のラインではローレベ
ル）なので、第１フレームが始まると、第１のゲート駆
動ＩＣ１４０ａは、１番目のゲートライン（図１３のｘ
1 ）から順次アクティブにする。第１のゲート駆動ＩＣ
１４０ａは液晶パネル３３８の奇数番目のゲートライン
に接続されているため、第１フレーム期間は、２ライン
期間毎に液晶パネル３３８の奇数ラインが順次アクティ
ブにされる。なお、第２フレーム期間はイネーブル信号
ＧＥＮ１がローレベルなので、液晶パネル３３８の奇数
ラインはアクティブにされない。

【０１１１】一方、クロック信号ＧＣＫ２は２ライン期
間周期でハイレベル、スタート信号ＧＳＴ２は第２フレ
ーム第２ラインでハイレベル、イネーブル信号ＧＥＮ２
は第２フレーム第２ラインからハイレベルなので、第２
フレームが始まると、第２のゲート駆動ＩＣ１４０ｂ
は、２番目のゲートライン（図１３のｘ2 ）から順次ア
クティブにする。第２のゲート駆動ＩＣ１４０ｂは液晶
パネル３３８の偶数番目のゲートラインに接続されてい
るため、第２フレーム期間は、２ライン期間毎に液晶パ
ネル３３８の偶数ラインが順次アクティブにされる。な
お、第１フレーム期間はイネーブル信号ＧＥＮ２がロー
レベルなので、液晶パネル３３８の偶数ラインはアクテ
ィブにされない。

【０１１２】したがって、入力順次走査映像信号の第１
フレームの奇数ラインだけを選択し２倍に時間軸伸長し
て、液晶パネル３３８の奇数ラインに表示することがで
きる。また、入力順次走査映像信号の第２フレームの偶
数ラインだけを選択し２倍に時間軸伸長して、液晶パネ
ル３３８の偶数ラインに表示することができる。以上の
動作を２フレーム単位で繰り返す。

【０１１３】図７において、クロック信号ＧＣＫ１、ス
タート信号ＧＳＴ１、イネーブル信号ＧＥＮ１は第２の
ゲート駆動ＩＣ制御回路１３７ｂから第１のゲート駆動
ＩＣ３３８ｂに入力されるゲート駆動ＩＣ制御信号であ
り、クロック信号ＧＣＫ２、スタート信号ＧＳＴ２、イ
ネーブル信号ＧＥＮ２は第２のゲート駆動ＩＣ制御回路
３７から第２のゲート駆動ＩＣ１４０ｂに入力されるゲ
ート駆動ＩＣ制御信号である。第１フレーム期間におい
て、クロック信号ＧＣＫ１は２ライン期間周期でハイレ
ベル、スタート信号ＧＳＴ１は第１ラインでハイレベ
ル、イネーブル信号ＧＥＮ１は第１フレーム期間中ハイ
レベル（ただし、第１フレーム期間の最終のライン期間
はローレベル）なので、第１フレームが始まると、第１
のゲート駆動ＩＣ１４０ａは、１番目のゲートライン
（図１３のｘ1 ）から順次アクティブにする。また、第
１フレーム期間において、クロック信号ＧＣＫ２は２ラ
イン期間周期でハイレベル、スタート信号ＧＳＴ２は第
１ラインでハイレベル、イネーブル信号ＧＥＮ２は第１
フレーム期間中ハイレベル（ただし、第１フレーム期間
の最終のライン期間はローレベル）なので、第１フレー
ムが始まると、第２のゲート駆動ＩＣ１４０ｂは、２番
目のゲートライン（図１３のｘ2 ）から順次アクティブ
にする。第１のゲート駆動ＩＣ１４０ａは液晶パネル３
３８の奇数番目のゲートラインに接続されており、第２
のゲート駆動ＩＣ１４０ｂは液晶パネル３３８の偶数番
目のゲートラインに接続されているため、第１フレーム
期間は、２ライン期間毎に液晶パネル３３８の奇数ライ
ンと次の隣接偶数ラインが同時にアクティブにされ、以
降、順次２ライン期間周期で、奇数、偶数ラインが２ラ
インずつ同時にアクティブにされる。

【０１１４】一方、第２フレーム期間において、クロッ
ク信号ＧＣＫ１は２ライン期間周期でハイレベル、スタ
ート信号ＧＳＴ１は第１フレームの最終ラインでハイレ
ベルなので、第２フレーム第１ライン期間には、１番目
のゲートライン（図１３のＸ1 ）が選択されている。し
かしながら、第２フレーム第１ライン期間には、イネー
ブル信号ＧＥＮ１がローレベルのため、１番目のゲート
ラインはアクティブにならない。その後、第２フレーム
第２ライン期間からイネーブル信号ＧＥＮ１がハイレベ
ルとなるため、第１のゲート駆動ＩＣ１４０ａは、第２
フレーム２ライン期間が開始すると、３番目のゲートラ
イン（図１３のＸ3 ）から順次アクティブにする。ま
た、クロック信号ＧＣＫ２は２ライン期間周期でハイレ
ベル、スタート信号ＧＳＴ２は第２ラインでハイレベ
ル、イネーブル信号ＧＥＮ２は第２フレーム第２ライン
期間からハイレベルなので、第２のゲート駆動ＩＣ１４
０ｂは、第２フレーム２ライン期間が開始すると、２番
目のゲートライン（図１３のｘ2 ）から順次アクティブ
にする。第１のゲート駆動ＩＣ１４０ａは液晶パネル３
３８の奇数番目のゲートラインに接続されており、第２
のゲート駆動ＩＣ１４０ｂは液晶パネル３３８の偶数番
目のゲートラインに接続されているため、第２フレーム
期間は、２ライン期間毎に液晶パネル３３８の偶数ライ
ンと次の隣接奇数ラインが同時にアクティブにされ、以
降、順次２ライン期間周期で、偶数、奇数ラインが２ラ
インずつ同時にアクティブにされる。

【０１１５】したがって、入力順次走査映像信号の第１
フレームの奇数ラインだけを選択し２倍に時間軸伸長し
て、液晶パネル３３８の奇数ラインと隣接偶数ラインに
同時に表示することができる。また、入力順次走査映像
信号の第２フレームの偶数ラインだけを選択し２倍に時
間軸伸長して、液晶パネル３３８の偶数ラインと隣接奇
数ラインに同時に表示することができる。以上の動作を
２フレーム単位で繰り返す。

【０１１６】上記のように、第１および第２のゲート駆
動ＩＣ制御回路１３７ａ、１３７ｂいずれのゲート駆動
ＩＣ制御信号によっても、入力された順次走査映像信号
の２フレーム期間で、第１のフレームの奇数ラインと第
２のフレームの偶数ラインからなる１フレームを表示す
れば良いため、入力された順次走査映像信号をそのまま
表示するときに比べて１／２の速度で表示することがで
きる。したがって、液晶パネル３３８を分割駆動する必
要がなくなり、輝度差の発生を防止することができる。

【０１１７】前述のように、ゲートラインの走査方法
は、第１のゲート駆動ＩＣ制御回路１３７ａまたは第２
のゲート駆動ＩＣ制御回路１３７ｂから出力されるゲー
ト駆動ＩＣ制御信号によって決まる。換言すれば、液晶
パネル３３８の表示方法は、どちらのゲート駆動ＩＣ制
御回路から出力されたゲート駆動ＩＣ制御信号を選択す
るかによって決定される。ゲート駆動ＩＣ制御信号の選
択は、表示方法選択回路１３６から出力される切換信号
に応答する切換器１３８で行う。表示方法選択回路１３
６には、Ａ／Ｄ変換器１３１でディジタル信号に変換さ
れた順次走査映像信号が入力される。表示方法選択回路
１３６は、入力された順次走査映像信号のフレーム毎の
差分を計算し、差分の大きさにより、静止画か動画かの
判定をする。その結果、静止画の場合は第１のゲート駆
動ＩＣ制御回路１３７ａから出力されるゲート駆動ＩＣ
制御信号を、動画の場合は第２のゲート駆動ＩＣ制御回
路１３７ｂから出力されるゲート駆動ＩＣ制御信号選択
する。アクティブマトリクス型液晶パネルのように、リ
フレッシュするまで表示状態を保持するディスプレイに
おいては、静止画の場合、フレーム間での内挿が行われ
るために垂直解像度が確保され、動画の場合、フレーム
内での内挿が行われるために動画ボケは発生せず、入力
された順次走査映像信号をそのまま表示するときに比べ
て１／２の速度で表示したにもかかわらず良好な画像が
得られる。

【０１１８】なお、上記実施例では自動検出による切り
換えを述べたが、それにつけ加えユーザーによる切換器
の強制切換を可能にすると、さらに実用上便利になる。

【０１１９】以上のように、２フレーム期間で１フレー
ム分の映像情報を表示するようにしているので、入力さ
れた順次走査映像信号をそのまま表示するときに比べて
１／２の速度で表示することができる。その結果、パー
ソナルコンピュータやワークステーション等の広帯域
（高速データレート）順次走査映像信号を、マトリクス
型液晶パネルのように高速表示の苦手なディスプレイに
表示する場合でも画質の劣化が生じない。すなわち、従
来例のようにディスプレイを分割駆動する必要がなくな
り、輝度差の発生を防止することができる。

【０１２０】また、第１の表示制御手段と第２の表示制
御手段とを選択的に能動化するようにしているので、順
次走査映像信号の性質（例えば、静止画か動画か）に応
じて常に最適な表示を行うことができる。

【０１２１】さらに、順次走査映像信号の隣接フレーム
間の相関を表す値が所定値以上のとき（すなわち、静止
画のとき）は第１の表示制御手段を選択的に能動化し、
所定値未満のとき（すなわち、動画のとき）は第２の表
示制御手段を選択的に能動化するようにしているので、
静止画の場合はフレーム間で内挿が行われて垂直解像度
を確保でき、動画の場合はフレーム内で内挿が行われて
動画ぼけの発生を防止できる。

【０１２２】（図１）に示した投写型表示装置はライト
バルブとしてＴＮ液晶パネルを用いるものであった。し
かし、ＴＮ液晶パネルは光変調に偏光板を用いるため、
画像表示輝度が低いという課題がある。また、カラーフ
ィルタで偏光状態がくずれるため表示コントラストが低
下するという課題がある。

【０１２３】光変調層に高分子液晶を用いるＰＤ液晶パ
ネルは前記課題が発生せず、高輝度かつ高コントラスト
表示を実現できる。本発明の色フィルタを投写型表示装
置に用いるという技術的思想はライトバルブとして高分
子液晶パネルを用いる装置にも適用できる。以下、ライ
トバルブに高分子液晶パネルを用いた本発明の投写型表
示装置について説明する。

【０１２４】（図２０）は本発明の投写型表示装置に用
いるＰＤ液晶パネルの断面図である。なお理解を容易に
するためモデル的に描いており、物理的な厚みあるいは
形状は必ずしも一致しない。また、説明に不要な箇所は
省略している。以上の事項は他の図面においても同様で
ある。

【０１２５】対向基板３３４およびアレイ基板３３５は
ガラス基板であり、厚みは１．１ｍｍ、屈折率は１．５
２である。アレイ基板３３５上にＩＴＯからなる画素電
極３４２、および画素電極３４２に信号を印加するスイ
ッチング素子としてのＴＦＴ３４３、および各種信号線
（図示せず）等が形成されている。

【０１２６】ＴＦＴ３４３上には遮光膜１９１が形成さ
れている。遮光膜１９１は主として、液晶層１９２で散
乱した光がＴＦＴ３４３の半導体層に入射することを防
止する。光が半導体層に入射すると、ＴＦＴ３４３がオ
フ状態とならないホトコンダクタ状態（以後、ホトコン
と呼ぶ）となる。遮光膜１９１の形成材料としては、ア
クリル樹脂にカーボンを分散させたものが例示される。
また、ＴＦＴ３４３上にＳｉＯ2などで絶縁薄膜を形成
し、前記絶縁薄膜上に遮光膜１９１としての金属薄膜を
パターニングして形成する方法も例示される。なお、Ｐ
Ｄ液晶パネルでは、ＴＦＴ３４３はホトコンが発生しに
くいようにポリシリコン技術で形成することが好まし
い。もちろん、アモルファスシリコンを用いて形成して
も良いことはいうまでもない。しかし、その場合はＴＦ
Ｔ３４３に十分な遮光が必要である。

【０１２７】対向基板上には赤、青、緑のモザイク状の
カラーフィルタ３３６が配置され、カラーフィルタ３３
６上には対向電極３４１が形成されている。

【０１２８】対向電極３３６と画素電極３４２間にはＰ
Ｄ液晶１９２が挟持されている。液晶パネルに用いる液
晶材料としてはネマティック液晶、スメクティック液
晶、コレステリック液晶が好ましく、単一もしくは２種
類以上の液晶性化合物や液晶性化合物以外の物質も含ん
だ混合物であってもよい。なお、先に述べた液晶材料の
うち、異常光屈折率ｎ_eと常光屈折率ｎ_oの差の比較的大
きいシアノビフェニル系のネマティック液晶または、経
時変化に安定なクロル系のネマティク液晶が最も好まし
い。高分子マトリックス材料としては透明なポリマーが
好ましく、ポリマーとしては、製造工程の容易さ、液晶
相との分離等の点より紫外線硬化タイプの樹脂を用い
る。具体的な例として紫外線硬化性アクリル系樹脂が例
示され、特に紫外線照射によって重合硬化するアクリル
モノマー、アクリルオリゴマーを含有するものが好まし
い。

【０１２９】ＰＤ液晶層中の液晶材料の割合はここで規
定していないが、一般には２０重量％〜９０重量％程度
がよく、好ましくは５０重量％〜８５重量％程度がよ
い。２０重量％以下であると液晶滴の量が少なく、散乱
の効果が乏しい。また９０重量％以上となるとポリマー
と液晶が上下２層に相分離する傾向が強まり、界面の割
合は小さくなり散乱特性は低下する。ＰＤ液晶層１９２
の構造は液晶分率によって変わり、だいたい５０重量％
以下では液晶滴は独立したドロップレト状として存在
し、５０重量％以上となると高分子と液晶が互いに入り
組んだ連続層となる。

【０１３０】水滴状液晶の平均粒子径または、ポリマー
ネットワークの平均孔径は、０．５μｍ以上にすること
が好ましい。中でも、１．２以上１．５μｍ以下が好ま
しい。液晶層１９２の膜厚は５〜２０μｍの範囲が好ま
しく、さらには８〜１５μｍの範囲が好ましい。膜厚が
薄いと散乱特性が悪くコントラストがとれず、逆に厚い
と高電圧駆動を行わなければならなくなる。

【０１３１】透明板１７４は光透過性のある厚みのある
板であり、より具体的には表示パネルの有効表示領域の
最大径ｄ以上の直径をもつ円柱状もしくは四角柱状のガ
ラス板である。他にアクリル樹脂、ポリカーボネート樹
脂などの透明樹脂も用いることができ、これらは比較的
安価であり、形状も任意のものを容易に作製できる。ま
た、重量も軽く好ましい。透明板１７４は光結合剤１７
９により光学的に接続されている。光結合剤１７９とは
具体的には透明シリコーン樹脂、紫外線硬化型接着剤、
エポキシ系透明接着剤、エチレングリコール等が例示さ
れる。前記光結合剤の屈折率は１．４〜１．５前後のも
のを用い、対向電極基板等ガラス基板との屈折率差は
０．０５以内にすることが好ましい。なお、光学的に接
続とは、基板と基板間を、前記基板の屈折率とほぼ等し
い透明材料で接着あるいは接合することをいう。

【０１３２】透明板１７４の無効表示面１７５には黒色
塗料１７１が塗布されており、空気と透明板１７４の界
面で反射する光を吸収できるように構成されている。

【０１３３】透明板１７４とＰＤ液晶パネル１７３の対
向基板３３４を加えた中心厚ｔは、屈折率ｎ、液晶パネ
ルの有効表示領域の最大径をｄとしたとき、次式を満足
するようにする。

【０１３４】

【数１】

【０１３５】（数１）を満足させなければならない理由
は特願平０４−１４５２７７号公報に記載しているので
説明を省略する。なお、ガラス板の空気と接する面を凹
面にするつまり凹レンズ状にすることにより中心厚ｔを
短くすることができる。この事項も特願平０４−１４５
２７７号公報に記載しているので説明を省略する。

【０１３６】以上のように透明板１７８を（数１）を満
足する厚さとすることにとにより、液晶パネル１７３の
液晶層１９２より発し、透明板１７４と空気との界面で
反射すれば、光は黒色塗料１７１で吸収される。したが
って、再び液晶パネルの液晶層１９２に戻ってくること
はない。

【０１３７】なお、（図２０）では透明板１７４をアレ
イ基板３３５に接続したが、これに限定するものではな
い。たとえば、対向基板３３４に接続してもよく、対向
基板３３４とアレイ基板３３５の両方に接続してもよ
い。たとえば、（図２１）等の構成が該当する。

【０１３８】また、透明板１７４を液晶パネル１７３に
光結合剤１７９により接続するとしたが、これに限定す
るものではなく、液晶パネルの対向基板３３４あるいは
アレイ基板３３５の厚みが（数１）を満足するのであれ
ば、透明板１７４を用いる必要がないことは明かであ
る。

【０１３９】本発明の他の実施例における投写型表示装
置の構成を（図１８）に示す。３３１は光源、１６は色
フィルタ、１７６はライトバルブ、３３９は投写レンズ
である。ただし、説明に不要な構成要素は省略してい
る。

【０１４０】ランプ３３１ａから出た光は凹面鏡３３１
ｂにより集光され、ＵＶＩＲカットフィルタ３３１ｃに
より紫外光および赤外光が除去されて出射する。光源３
３１からの出射光は、色フィルタ１６、フィールドレン
ズ３３２、液晶パネル１７３、透明板１７４の順に透過
し、投写レンズ３４０に入射する。色フィルタ１６で
は、（図４）または（図５）に示した分光特性にしたが
い、色純度を劣化させると思われる帯域の光成分が除去
する。透明板１７４はＰＤ液晶パネル１７３の出射側に
光結合剤１７９により光学的に結合されており、透明板
１７４の無効面１７５には黒色塗料１７１が塗布されて
いる。前述したように透明板１７４を（数１）を満足す
る厚さとすることにとにより、液晶パネルの液晶層１９
２より発し、ライトバルブ１７６の出射面１７８で反射
する光は黒色塗料１７１で吸収される。したがって、再
び液晶パネル１７３の液晶層１９２に戻ってくることは
ない。なお、１７２は出射等する光の反射を防止する反
射防止膜である。こうして、液晶層１９２からの再出射
光による輝度上昇を抑制できるので、液晶層１９２上の
表示画像のコントラストは良好となり、投写画像のコン
トラストが向上する。

【０１４１】投写レンズ３４０の瞳の大きさは、液晶パ
ネル１７３の画面中心にある画素が透明状態の場合に、
その画素から拡がって出射する光のうち光量で約９０％
が入射する大きさにしている。フィールドレンズ３３２
は、液晶パネル１７３の表示領域の周辺部を通過する光
を内側に屈折させて投写レンズ３３９の瞳に入射させ、
投写画像の周辺部が暗くならないようにするために用い
る。投写画像のフォーカス調整は、投写レンズ３３９を
光軸３４０に沿って移動することにより行う。

【０１４２】液晶パネル１７３には映像信号に応じて光
散乱状態の変化として光学像が形成される。投写レンズ
３３９は、各画素から出射する光のうちある立体角に含
まれる光を取り込む。各画素からの出射光の散乱状態が
変化すれば、その立体角に含まれる光量が変化するの
で、液晶パネル１７３上に散乱状態の変化として形成さ
れた光学像はスクリーン（図示せず）上で照度の変化に
変換される。こうして、液晶パネル１７３に形成された
光学像は、投写レンズ３３９によりスクリーン１７７上
に拡大投写される。本実施例においても色フィルタ１６
を用い、前述した実施例と同様の作用により色再現性を
改善することができる。なお、メタルハライドランプ３
３１ａの分光特性を考慮して色フィルタ１６の反射光帯
域を決定している等の事項は先の実施例と同様もしくは
類似である。

【０１４３】（図１９）は（図１８）の変形例である。
ライトバルブ１７６の出射側に配置された平凹レンズ１
７４ａ以外は（図１８）と同一の構成である。

【０１４４】投写レンズ３３９は平凹レンズ１７４ｃを
組み合わせた状態で、液晶層１９２上の光学像がスクリ
ーン（図示せず）上に結像するようにしている。凹面１
７８からの出射光が投写レンズ３３９に入射する必要が
あるので、液晶パネル１７３への入射角は収束光とする
必要がある。投写画像のフォーカス調整は、投写レンズ
３３９を光軸３４０に沿って移動することにより行う。

【０１４５】光源３３１からの出射光は色フィルタ１
６、フィールドレンズ３３２を介してＰＤ液晶パネル１
７３に入射する。ライトバルブ１７６の出射面１７８が
凹面であることにより、上述したように、液晶層１９２
からの再出射光による輝度上昇を抑制できるので、液晶
層１９２上の表示画像のコントラストは良好となり、投
写画像のコントラストが向上する。また、平凹レンズ１
７４ｃの側面１７５に塗布した黒色塗装１７１、凹面１
７８に蒸着している反射防止膜１７２は、先の実施例と
同様の作用を示し、投写画像のコントラストを向上させ
る。

【０１４６】先の実施例では液晶表示パネルは透過型で
あった。したがって、投写型表示装置も透過型であっ
た。色フィルタを用い、投写型表示装置の表示画像の色
純度を改善するという本発明の技術的思想は反射型にも
適用できる。反射型の投写型表示装置に用いるライトバ
ルブは反射型の液晶表示パネルを用いる。反射型の表示
装置の一例として（図２３）に示す画素電極２２３を反
射電極としてアルミニウム（Ａｌ）等を用いて形成して
ものが例示される。反射型の表示パネルの場合は対向電
極２２１側から光は入射し、再び対向電極２２１側から
出射する。したがって、透明板１７４ｂは対向基板３３
４側に光学的に接続する。

【０１４７】投写型表示装置に用いる表示パネルが反射
型の場合、各光学系部品の表面反射を考慮する必要があ
る。表示パネルの表面等で反射した光は表示パネル１７
３の液晶層１９２で変調された光ではないから、前記光
がスクリーンに投映されると表示画像のコントラストを
低下させる。

【０１４８】ある媒質と空気との界面反射を防止する反
射防止膜は３層あるいは２層の薄膜の積層で形成する。
なお、３層の場合は広い可視光の波長帯域での反射を防
止するために用いられ、これをマルチコートと呼ぶもの
とする。２層の場合は特定の可視光の波長帯域での反射
を防止するために用いられ、これをＶコートと呼ぶもの
とする。

【０１４９】マルチコートの場合は酸化アルミニウム
（Ａｌ₂Ｏ₃）を光学的膜厚がｎｄ＝λ／４、ジルコニウ
ム（ＺｒＯ₂）をｎｄ＝λ／２、フッ化マグネシウム
（ＭｇＦ₂）をｎｄ＝λ／４積層して形成する。通常、
Ｇ光の場合、λとして５２０ｎｍもしくはその近傍の値
として薄膜は形成される。Ｖコートの場合は一酸化シリ
コン（ＳｉＯ）を光学的膜厚ｎｄ＝λ／４とフッ化マグ
ネシウム（ＭｇＦ₂）をｎｄ＝λ／４、もしくは酸化イ
ットリウム（Ｙ₂Ｏ₃）とフッ化マグネシウム（Ｍｇ
Ｆ ₂）をｎｄ＝λ／４積層して形成する。ＳｉＯは青色
側に吸収帯域があるため青色光を変調する場合はＹ₂Ｏ₃
を用いた方がよい。物質の安定性からもＹ₂Ｏ₃の方が安
定しているため好ましい。なお、ここで言うλとは変調
する光のピーク波長つまり中心波長である。ｎは薄膜の
屈折率、ｄは物理的膜厚である。

【０１５０】アレイ基板３３５上にはＴＦＴ３３４等が
形成されている。ＴＦＴ３３４上には絶縁膜２２４を介
して反射電極２２３が形成されている。反射電極２２３
とＴＦＴ３３４とは接続端子２２２で電気的に接続され
ている。絶縁膜２２３の材料としてはポリイミド等を代
表とする有機材料あるいはＳｉＯ₂、ＳｉＮｘなどの無
機材料が用いられる。反射電極２２３は表面をＡｌの薄
膜で形成される。Ｃｒ等を用いて形成してもよいが、反
射率がＡｌより低く、また硬質のため反射電極２２３周
辺部の破れなどが生じやすい。

【０１５１】接続端子部２２２は０．５〜１μｍの落ち
くぼみができるが、ＰＤ液晶パネル１７３は配向などの
処理が不要なため問題とはならない。開口率は画素サイ
ズが１００μｍ角の場合８０％以上、５０μｍ角の場合
でも７０％以上の開口率が得られる。ただし、ＴＦＴ３
３４上等は凹凸が生じ、多少反射効率は低下する。前記
凹凸をなくするためには反射電極２２３の表面を研摩す
ればよい。研摩により反射率は９０％以上を達成でき
る。

【０１５２】ソース信号線およびゲート信号線も図示し
ていないがアレイ基板３３５上に形成されている。前記
信号線およびＴＦＴ３３４上は反射電極２２３が被覆す
る構造となるため、信号線およびＴＦＴから発生する電
界により液晶が配向動作し、画像ノイズが発生するとい
うことがない。

【０１５３】対向電極となるＩＴＯ薄膜２２１ｂの前後
に透明誘電体薄膜２２１ａ、２２１ｃを形成して３層構
成をとり、反射防止機能をもたせている。

【０１５４】反射防止膜２２１は、ガラス基板３３４側
から順に第１の誘電体薄膜２２１ａ、ＩＴＯ薄膜２２１
ｂ、第２の誘電体薄膜２２１ｃで構成される３層構成で
あり、ＩＴＯ薄膜２２１ｂの光学的膜厚（ｎｄ）はλ／
２、第１の薄膜２２１ａおよび第２の薄膜２２１ｃの光
学的膜厚はそれぞれλ／４である。

【０１５５】第１の薄膜２２１ａおよび第２の薄膜２２
１ｃの屈折率は１．６０以上１．８０以下が望ましい。
誘電体薄膜２２１ａ、２２１ｃの材料として、ＳｉＯ、
Ａｌ ₂Ｏ₃、Ｙ₂Ｏ₃、ＭｇＯ、ＣｅＦ₃、ＷＯ₃、ＰｂＦ₂
のいずれかを用いる。特に誘電体薄膜２２１ａ、２２１
ｃの構成材料としてＡｌ₂Ｏ₃あるいはＹ₂Ｏ₃が好まし
い。

【０１５６】本発明の反射型の投写型表示装置の構成を
（図２２）に示す。３３１は光源、１６は色フィルタ、
１７５はライトバルブ、２１２は平面ミラー、２１１は
投写レンズである。

【０１５７】先に説明したように、多層膜で反射した光
はＳ偏光の方がＰ偏光より帯域が広くなることが知られ
ている。逆に多層膜を透過する光はＰ偏光の方がＳ偏光
の帯域より広くなることが知られている。ライトバルブ
としてＴＮ液晶パネルのように偏光を利用するものは問
題がないが、ＰＤ液晶パネルのようにＰとＳ偏光の両方
の光（以後ランダム光呼ぶ）を用いる場合色分離が問題
となる。

【０１５８】本発明ではシアン、イエロー帯域の光を色
フィルタ１６でカットする事を主目的としている。多層
膜がＰ偏光とＳ偏光で光の反射率がことなるため、色フ
ィルタ１６でＳ偏光のシアン、イエロー帯域の光を狭帯
域化している。

【０１５９】投写レンズ２１１は液晶パネル１７３側の
第１レンズ群２１１ａとスクリーン１７７側の第２レン
ズ群２１１ｂとで構成され、第１レンズ群２１１ａと第
２レンズ群２１１ｂとの間には平面ミラー２１２が配置
されている。液晶パネル１７３の画面中心にある画素か
ら出射する散乱光は、第１レンズ群２１１ａを透過した
後、約半分が平面ミラー２１２に入射し、残りが平面ミ
ラー２１２に入射せずに第２レンズ群２１１ｂに入射す
る。平面ミラー２１２の反射面の法線は投写レンズ２１
１の光軸３４０に対して４５°傾いている。光源３３１
からの光は色フィルタ１６でシアン、イエローの帯域の
光がカットされる。次に前記光は平面ミラー２１２で反
射されて第１レンズ群２１１ａを透過する。

【０１６０】液晶パネル１７３で反射した光は第１レン
ズ群２１１ａ、第２レンズ群２１１ｂの順に透過してス
クリーンに到達する。投写レンズ２１１の絞りの中心か
ら出て液晶パネル１７３に向かう光線は、液晶層１９２
にほぼ垂直に入射するように、つまりテレセントリック
としている。

【０１６１】なお、（図２２）ではライトバルブとして
ＰＤ液晶パネルを用いるとし、前記パネルには透明板ま
たは平凹レンズ１７４ｃを光学的に接続するとした。し
かし、透明板１７４または平凹レンズ１７４ｃの接続し
ない状態でのＰＤ液晶パネルをライトバルブとした用い
る場合も考えらるであろう。

【０１６２】なお、反射型のＴＮ液晶パネルをライトバ
ルブとして用いる投写型表示装置も考えることができ
る。

【０１６３】その構成図を（図２４）に示す。光源３３
１から出射された光は色フィルタ１６でシアン、イエロ
ー帯域の以外の光成分が反射され、偏光ビームスプッリ
タ（以後、ＰＢＳと呼ぶ）２３１に入射し、Ｓ偏光が反
射される。反射した光は反射型のＴＮ液晶パネル２３２
に入射する。前記パネル２３２は映像信号に基づいて入
射光を変調し、変調した光はＰＢＳ２３１と投写レンズ
２３３を通過し平面ミラー２３４で反射されてスクリー
ン１７７に投写される。

【０１６４】前述の本発明の投写型表示装置は液晶パネ
ルを１枚用いるものであった。他に２枚の液晶パネルを
用いる構成も考えられる。その構成図を（図２５）に示
す。２４３ａ、２４３ｂは前述の実施例で説明をしてき
たモザイク状のカラーフィルタを有するＴＮ液晶パネル
である。また、２３１ａ、２３１ｂはＰＢＳである。

【０１６５】光源３３１から放射される白色光は色フィ
ルタ１６によりシアン光とイエロー光がカットされ、前
記カットされた光はＰＢＳ２３１ａによりＰ偏光とＳ偏
光に分離される。Ｓ偏光はＰＢＳ２３１ａで反射されミ
ラー２４１ｂで角度を曲げられ、フィールドレンズ２４
２ｂを透過し、液晶パネル２４３ｂに入射する。またＰ
偏光はＰＢＳ２３１ｂを透過したＰ偏光は同じくミラー
２４１ａで角度を曲げられ、フィールドレンズ２４２ａ
を透過し、液晶パネル２４３ａに入射する。それぞれの
液晶パネル２４３は入射光を変調し、変調された光はＰ
ＢＳ２３１ｂで合成されて投写レンズ３３９によりスク
リーン（図示せず）に拡大投写される。

【０１６６】同様に（図２６）に示すように光源３３１
が２つ有する投写型表示装置も考えられるであろう。こ
の場合ＰＢＳ２３１ａが不要となる。

【０１６７】スクリーン上には液晶パネル２４３ａの光
学像２６１ａと、液晶パネル２４３ｂの光学像２６１ｂ
が重ねられて結像される。その際の説明図を（図２７）
に示す。（図２７）で明らかなように液晶パネル２４３
ａの画素２６２ａの像と液晶パネル２４３ｂの画素２６
２ｂの像とは半画素ずらした状態で結像されている。テ
レビ画像で言えば１つの画面の水平走査線間にもう１つ
のテレビ画面の水平走査線が配置されている構成にな
る。

【０１６８】液晶パネル２４３はたて７６８×よこ１０
２４のＸＧＡ対応であり、パネルの対角サイズは１０．
４インチである。また、光源のランプ３３１は２５０Ｗ
でアーク長が６．０ｍｍのメタルハライドランプを用い
ており、フィールドレンズ２４２は非球面のプラスチッ
クレンズである。

【０１６９】ＸＧＡのパネルもそうであるが通常量産さ
れているパネルのアスペクト比は４：３である。近年、
アスペクト比が１６：９のハイビジョン用パネルも試作
されてはいるが、研究開発レベルであり、非常に高価で
ある。それにもかかわらず１６：９のアスペクト比の画
像を大画面で表示したいというニーズが高い。そこでア
スペクト比が４：３の液晶パネルの上下の表示部を非表
示領域（黒表示またはブルーバック表示等）にして１
６：９の画像表示を行なうという試みがある。しかし、
この場合、水平走査線数（たてのドット数）が不十分で
あるという課題が生じる。つまり、ハイビジョンの画像
を表示しようとすると水平走査線数は１０００本程度必
要となるにもかかわらず、液晶パネルはたて１０００ド
ット以下しかないからである。ましてや、４：３のアス
ペクト比のパネルを１６：９にして用いれば全く水平走
査線数１０００本で実現できようはずはない。

【０１７０】本発明は２枚の液晶パネルで１つの画面の
水平走査線数を半分ずつうけもち、水平走査線数１００
０本を実現しようとするものである。つまり、各液晶パ
ネルはたて５００ドットを表示すればよい。

【０１７１】液晶パネルの画素の開口部は通常５０％以
下と低い。これは非開口部にＴＦＴ、信号線等が形成さ
れ、入射光を遮光してしまうためである。したがって、
画素の開口部と前記画素と隣接した画素の開口部とは一
定の間隔がある。そこで（図２７）に示すように非開口
部に、もう一方の液晶パネルの開口部が結像するように
構成するのである。

【０１７２】以上のように２つの画像を良好に重ねるこ
とができるのは液晶パネルをライトバルブとして用いた
投写型表示装置に固有の事項である。ＣＲＴを用いた投
写型表示装置ではシステムサイズも大きくなり、また地
磁気の影響もうけて容易ではない。

【０１７３】もう１つのポイントはアクティブマトリッ
クス型の液晶パネルを用いている点である。各画素に
は、画像を１フレーム期間ホールドできるからフレーム
間での内挿が行ないやすい。ＣＲＴでは各画素は一瞬し
か表示されていないため容易ではない。

【０１７４】水平走査線数１０００本（たて１０００ド
ット）をＸＧＡの液晶パネル２枚を用いて実現するため
には、各液晶パネルのたて５００ドットに画像を表示す
ればよい。なお、その際アスペクト１６：９の画像表示
に必要なよこのドット数は約８９０ドットとなる。表示
状態としては（図２８（ａ））のように周辺部に黒表示
領域２７２（非表示もしくはブルーバック表示等）を配
置しても、（図２８（ｂ））のように上部と左右部に黒
表示領域２７２を配置してもよい。

【０１７５】量産されている安価なアスペクト比が４：
３の液晶パネルを用いてアスペクト比が１６：９のハイ
ビジョン画像を実現できれば、安価な投写型表示装置を
提供できることは言うまでもない。また１枚の液晶パネ
ルでハイビジョン画像を表示するのと比較して、２枚の
液晶パネルで表示すれば動作クロックも１／２にするこ
とができ、好ましい。なぜならばハイビジョン画像を表
示するのに要する動作クロックは約８０ＭＨｚにも及ぶ
からである。本発明の色フィルタ１６によりシアン光お
よびイエロー光をカットすれば、ハイビジョンの画像表
示に実用上十分耐えうる色相の表示を行なえる。したが
って、（図２５）等の投写型表示装置に対しても色フィ
ルタ１６に関する本発明の技術的思想は適用されるので
ある。

【０１７６】以下、（図２５）および（図２６）に示す
投写型表示装置の映像表示回路について（図２９）を参
考にしながら説明をする。なお、映像表示回路について
は（図１３）等を用いて一度説明しているので主として
先の実施例との差異を中心として説明をする。

【０１７７】（図３０）から（図３１）は、（図２５）
等の２つの液晶パネルの表示画像を重ねあわせて１つの
画像を表示する投写型表示装置の表示方法の説明図であ
る。

【０１７８】画像データ処理回路はＡ／Ｄ変換器１３
１、フィールドメモリ（あるいはフレームメモリ）２８
３、Ｄ／Ａ変換器１３４およびフィールドメモリ制御回
路（あるいはフレームメモリ制御回路）２８４等を有す
る。映像信号はＡ／Ｄ変換器１３１によりデジタル化さ
れフィールドメモリ２８３に保持される。このように映
像信号をデジタル化するのは（図２８）に示すように黒
表示領域２７２と画像表示領域２７３に合致した画像デ
ータに変換するためである。つまり、映像信号の時間軸
等の変換およびソース信号線処理回路２８２に出力する
データのタイミングを制御する。フィールドメモリ２８
３にデータ等を入力するタイミング等は（図１３）のラ
インメモリ１３２に関して説明した説明から類推される
と思われるため説明を省略する。

【０１７９】次に、ソース信号処理回路２８２は、Ｄ／
Ａ変換器１３４から出力された映像信号にγ回路２８５
でγ補正を施す。次に液晶パネル２９２を交流駆動する
ために位相分割回路２８６および極性切り換え回路２８
９でライン毎（１Ｈ）に極性を反転し、ソース駆動ＩＣ
１４１に入力する。基本的には（図１３）のソース信号
処理回路１３５と同様である。その他ゲート駆動ＩＣ制
御回路１３７および表示方法選択回路１３６の動作、構
成も（図１３）を用いた説明と同様あるいは類似であ
り、この分野の当事者であれば、容易に理解あるいは推
測することができるため説明を省略をする。

【０１８０】（図２９）に示す映像表示回路において特
徴があるのはパネル選択回路２９０であろう。内部にス
イッチＳＷ１およびＳＷ２を有し、前記スイッチＳＷの
切り換えにより液晶パネル２９２ａと２９２ｂのうち少
なくとも一方に信号を印加できるように構成されてい
る。この動作については（図３０）から（図３２）の表
示方法の説明とあわせて説明をする。

【０１８１】（図３０）は第１の表示方法の説明図であ
る。（図３０（１））は液晶パネル２９２ａの表示画像
を、（図３０（２））は液晶パネル（２９２ｂ）の表示
画像をモデル的に表わしている。なお、映像信号はイン
タレース方式で伝送されてきているものとし、（図３
０）から（図３２）の表示画像は（図２８）の画像表示
領域２７３に該当する。つまり、（図２８）においてＡ
３の部分で、かつ、画像表示領域２７３の部分が該当す
る。当然Ａ１およびＡ２の部分に該当する部分にもゲー
ト駆動ＩＣ２９１の走査動作が行なわれるが、画像が黒
表示となるように画素電極３４２に電圧もしくは無電圧
状態に制御される。また、Ａ３の部分の左右には黒表示
領域（非表示領域）２７２があるが、これは（図３０）
の各ラインの左右が黒表示となるような映像信号となっ
ていると考えればよい。また、映像信号の伝送はインタ
レース方式であるから、１つの表示画面は第１フィール
ドと第２フィールドの２つのフィールドで構成され、前
記２フィールドで１フレームと呼ぶものとする。

【０１８２】（図３０）において第１のフィールドで
は、パネル選択回路内ＳＷ１はａ１端子、ＳＷ２はａ２
端子に切り換えられ、液晶パネル２９２ａのみに画像デ
ータが書き込まれる。一方、第２フィールドではＳＷ１
はｂ１端子、ＳＷ２はｂ２端子に切り換えられ、液晶パ
ネル２９２ｂのみに画像データが書き込まれる。この際
液晶パネル２９２ａは第１フィールドで書き込まれたデ
ータを保持している。液晶パネル２９２ａと２９２ｂの
表示画像は内挿されて一画面を形成し、液晶パネル２９
２ａは前記一画面の奇数行を、液晶パネル２９２ｂは偶
数行を担っているとすれば、第１のフィールドで奇数行
の画像が書き換えられ、第２フィールドで偶数行の画像
が書き換えられることになる。以上のように、２つの液
晶パネル２９２を用いて２フィールドで一画面表示を構
成すれば、液晶パネルで一画面表示を構成するのに比較
して、動作速度を１／２に低減できる。この効果等は
（図１１）で説明をしたので省略をする。ただし、（図
３０）の実施例では液晶パネルは２枚であるから、（図
１１）の例よりも動作速度は１／２となっていることは
言うまでもない。

【０１８３】もちろん、伝送されてきた映像信号がノン
インタレース信号の場合はパネル選択回路２９０のスイ
ッチＳＷを１水平走査期間（１ライン（１Ｈ））ごとに
切り換えれば対応できる。この説明図を（図３１）に示
す。１＿１ラインの画像データはスイッチＳＷ１をａ１
端子に、ＳＷ２をａ２端子にして液晶パネル２９２ａに
印加し、１＿２ラインの画像データはスイッチＳＷ１を
ｂ１端子にＳＷ２をａ２端子にして液晶パネル２９２ｂ
に印加する。以上のように１ＨごとにＳＷ１、ＳＷ２を
切り換え液晶パネル２９２ａおよび２９２ｂに印加して
いく。液晶パネル２９２ａは奇数ラインの画像を、液晶
パネル２９２ｂは偶数ラインの画像を表示することにな
る。

【０１８４】以上のように伝送されてくる画像信号がイ
ンタレースでもノンインタレース方式であっても、画像
表示を行なうことができる。その際に２枚の液晶パネル
を用いるから１枚のみで一画像表示画面を形成する時に
比較して、ゲートおよびソース駆動ＩＣの動作速度を１
／２に低減できる。したがって、ハイビジョン画像のよ
うに高動作周波数の信号に対しても対応でき好ましい。

【０１８５】次に第２の表示方法について（図３２）を
用いて説明をする。映像信号の伝送はインタレース方式
とする。（図３２）ではパネル選択回路２９０のＳＷ１
はａ１およびｂ１端子に接続される。つまりスイッチＳ
Ｗ１端子ａ１およびｂ１端子の両方に短絡される。同様
にＳＷ１もａ２およびｂ２端子の両方に短絡される。以
上のようにすれば、ソース信号線処号処理回路２８２か
らの出力は同時にソース駆動ＩＣ１４１ａと１４１ｂに
印加され、また、ゲート駆動ＩＣ制御回路１３７の出力
も、同時に、ゲート駆動ＩＣ２９１ａと２９１ｂに印加
される。つまり、液晶パネル２９２ａと２９２ｂは同じ
動作を行なうことになる。

【０１８６】（図３２）でも明らかなように第１のフィ
ールドでは液晶パネル２９２ａと２９２ｂには１＿１ラ
インから順次画像データが書き込まれていく。次の第２
フィールドでは液晶パネル２９２ａと２９２ｂには２＿
１ラインから順次画像データが書き込まれていく。この
際注意しなければならないのは第２フィールドでは第２
番目のラインから画像データを書き込んでいく点であ
る。つまり第１ラインに書き込まれた第１フィールドの
１＿１ラインのデータは書き換えない。また、１フレー
ムを通して考えれば、第２番目のラインは第１フィール
ドの間１＿２ラインの画像が表示され、第２フィールド
の間は２＿１ラインの画像が表示されることになる。同
様に第３番目のラインは第１フィールドの間１＿３ライ
ンの画像が表示され、第２フィールドの間は２＿２ライ
ンの画像が表示されることになる。つまり各ラインの画
像表示は第１フィールドの画像と第２フィールドの画像
とを混合させた表示となる。なお、第２フィールドにお
いて２番目のラインから画像データを書き換える理由は
伝送されてくる映像信号がインタレース信号と考えれば
明らかであろう。つまり、インタレース信号では第１フ
ィールドで奇数（偶数）番目の画像データを、第２フィ
ールドで偶数（奇数）番目の画像データが伝送されてく
るからである。

【０１８７】以上の表示方法も２つの液晶パネルを用い
て１つの画像表示をスクリーン上で形成するため、駆動
ＩＣ等の動作速度を低減でき有益である。

【０１８８】以上は、主として２つの表示方法について
示したが、静止画の場合は第１の表示方法（図３０参
照）を選択し、動画の場合は第２の表示方法（図３３参
照）を選択するのが好ましい。静止画は画像が停止して
いるため、動画に比べて垂直方向の画像の不連続性が視
認されやすい。そのため、静止画の場合は、第１の表示
方法でフレーム間での内挿を行うことにより、見かけ上
の垂直解像度を確保することが好ましい。一方、動画は
時間的な画像の変化が激しいため、第１の表示方法を適
用すると、いわゆる動画ボケ（ジャーキネス妨害等）が
発生する。そのため、動画の場合は、第２の方法でフレ
ーム内での内挿を行うことにより、動画ボケの発生を防
止することが好ましい。

【０１８９】（図１３）の実施の時にも説明をしたが第
１の表示方法と第２の表示方法の切り換えは、表示方法
選択回路１３６でパネル選択回路２９０を制御して行な
うことが好ましい。表示方法選択回路１３６には、Ａ／
Ｄ変換器１３１でディジタル信号に変換された順次走査
映像信号が入力される。表示方法選択回路１３６は、入
力された順次走査映像信号のフレーム毎の差分を計算
し、差分の大きさにより、静止画か動画かの判定をす
る。その結果、静止画の場合は第１の表示方法を、動画
の場合は第２の表示方法となるようにパネル選択回路２
９０を制御する。アクティブマトリクス型液晶ディスプ
レイのように、リフレッシュするまで表示状態を保持す
るディスプレイにおいては、静止画の場合、フレーム間
での内挿が行われるために垂直解像度が確保され、動画
の場合、フレーム内での内挿が行われるために動画ボケ
は発生せず、入力された順次走査映像信号をそのまま表
示するときに比べて１／２の速度で表示したにもかかわ
らず良好な画像が得られる。

【０１９０】なお、上記実施例では自動検出による切り
換えを述べたが、それにつけ加えユーザーによる切換器
の強制切換を可能にすると、さらに実用上便利になる。

【０１９１】色フィルタ１６により表示画像の色純度を
改善する技術的思想は、（図１）のカラーフィルタを有
する１枚の液晶パネルを用いた投写型表示装置、あるい
は（図２５）等の２枚の液晶パネルを用いる投写型表示
装置のみに適用されるものではない。たとえば、カラー
フィルタを有さない３枚の液晶パネルを用いてカラー表
示を行なう投写型表示装置（三板投写型表示装置と呼
ぶ）にも有効である。以下、本発明の三板投写型表示装
置について説明をする。

【０１９２】以下、本発明の三板投写型表示装置の実施
例を図面を参照しながら説明する。（図３３）は本発明
の第１の実施例における三板投写型表示装置の構成図で
ある。

【０１９３】光源１２はランプ３３１ａ、凹面鏡３３１
ｂ、ＵＶＩＲフィルタ３３１ｃで構成される。ランプ３
３１はメタルハライドランプまたはキセノンランプであ
り、Ｒ、Ｇ、Ｂの３原色の色成分を含む光を放射する。
凹面鏡３３１ｂはガラス製で、反射面に可視光を反射し
赤外光を透過させる多層膜を蒸着したものである。ＵＶ
ＩＲフィルタ３３１ｃはガラス基板の上に可視光を透過
し赤外光と紫外光を反射する多層膜を蒸着したものであ
る。ランプ３３１ａからの放射光に含まれる可視光の一
部は、凹面鏡３３１ｂの反射面により反射する。凹面鏡
３３１ｂから出射する反射光は、ＵＶＩＲフィルタ３３
１ｃにより赤外線と紫外線とが除去されて出射する。な
お、１６は先に説明した色フィルタ１６である。

【０１９４】なお、ライトバルブとして用いる表示パネ
ル１７６はＰ、Ｓ偏光の両方を変調する表示パネルであ
れば何でもよい。一例として、光散乱状態の変化として
光学像を形成する表示パネル、たとえば特開平３−８７
７２１号公報で開示されているＰＤ液晶表示パネル、特
開平２−９３５１９号公報で開示されている光書き込み
型空間光変調器が例示される。また、回折状態の変化と
して光学像を形成する表示パネル、たとえば、特開昭４
９−１０４６５９号公報、特開昭６２−２３７４２４号
公報で開示される回折表示パネルでもよい。

【０１９５】本発明は投写型表示装置で用いるライトバ
ルブとしての表示パネルは前述の表示パネルのどれを用
いてもよいが、信頼性、光変調特性等の観点から（図２
３）に示すＰＤ液晶表示パネルをライトバルブとして用
いている。

【０１９６】投写レンズ２１１は液晶表示パネル側の第
１レンズ群２２１ａとスクリーン側の第２レンズ群２２
１ｂとで構成され、第１レンズ群２２１ａと第２レンズ
群２２１ｂとの間には平面ミラー２１２が配置されてい
る。表示パネル１７６の画面中心にある画素から出射す
る散乱光は、第１レンズ群２１１ａを透過した後、約半
分が平面ミラー２１２に入射し、残りが平面ミラー２１
２に入射せずに第２レンズ群２１１ａに入射する。平面
ミラー２１２の反射面の法線は投写レンズ２１１の光軸
３４０に対して４５°傾いている。光源３３１からの光
は平面ミラー２１２で反射されて第１レンズ群２１１ａ
を透過し、表示パネル１７６に入射する。表示パネル１
７６からの反射光は、第１レンズ群２１１ａ、第２レン
ズ群２１１ｂの順に透過してスクリーン１７７に到達す
る。投写レンズ２１１の絞りの中心から出て表示パネル
１７６に向かう光線は、液晶層にほぼ垂直に入射するよ
うに、つまりテレセントリックとしている。

【０１９７】ここでは説明を容易にするために、１７６
ｃをＲ光を変調する表示パネル、１７６ａをＢ光を変調
する表示パネル、１７６ｂをＧ光を変調する表示パネル
であるとして説明する。

【０１９８】２９３はダイクロイックミラーであるが、
これは色合成系と色分離系を兼用している。ＵＶＩＲフ
ィルタ３３１ｃの帯域は半値の値で４３０ｎｍ〜６９０
ｎｍである。以後、光の帯域を記述する際は半値で表現
する。ダイクロイックミラー２９３ａはＲ光を反射し、
Ｇ光およびＢ光を透過させる。Ｇ光はダイクロイックミ
ラー２９３ｂで反射され表示パネル１７６ｂに入射す
る。各色の帯域の適正値は、Ｒ光の帯域は６００ｎｍ〜
６９０ｎｍ、Ｇ光の帯域は５１０〜５７０ｎｍ、Ｂ光の
帯域は４３０ｎｍ〜４９０ｎｍである。各表示パネル１
７６はそれぞれの映像信号に応じて散乱状態の変化とし
て光学像が形成する。各表示パネルで形成された光学系
はダイクロイックミラー２９３で色合成され、投写レン
ズ２１１に入射し、スクリーン１７７上に拡大投写され
る。

【０１９９】まず、理解を容易にするため、色フィルタ
１６がない場合について（図３４）を用いて説明をす
る。（図３４）中の（ａ）〜（ｅ）は光の分光分布を示
し、点線はＰ偏光成分を、実線はＳ偏光成分を示してい
る。ただし、分光分布は理解を容易にするために、波長
帯域等はモデル的に図示している。

【０２００】ランプ３３１ａから放射した光はミラー２
１２で反射される。その光の分光分布を（図３４
（ａ））で示す。（図３４（ａ））〜（図３４（ｅ））
のグラフの横軸は光の波長（ｎｍ）である。ダイクロイ
ックミラー２９３ａはＲ光の光を反射し、その分光分布
を（図３４（ｂ））に示す。ダイクロイックミラー２９
３ｂはＧ光の光を反射し、Ｂ光の光を透過する。反射さ
れたＧ光の分光分布を（図３４（ｃ））に、透過したＢ
光の分光分布を（図３４（ｄ））に示す。なお、ダイク
ロイックミラー２９３ｃはＲ光の帯域を狭くし、色純度
を向上させている。

【０２０１】（図３４）に示すようにダイクロイックミ
ラーを光軸３４０に対して略４５°に傾けて配置した
時、反射する光の分光分布は理論的にＳ軸光の方が帯域
が広く、Ｐ偏光の方が狭くなる。入射角度が小さくなれ
ば、Ｐ偏光とＳ偏光の帯域は一致してくるが、色分離色
合成の光学系は大きくなってしまう。

【０２０２】表示パネル１７６の液晶層１９２が透過状
態の時、ダイクロイックミラー２９３ａ、２９３ｂで色
分離された光（図３４（ｂ）（ｃ）（ｄ））は表示パネ
ル１７６の反射電極２２３で反射され、再びダイクロイ
ックミラー２９３ａ、２９３ｂに入射して色合成され
る。つまり、（図３４（ｂ）（ｃ）（ｄ））の分光分布
はそのまま維持される。前記ダイクロイックミラーで合
成された光の分光分布を（図３４（ｅ））に示す。前記
分光分布の光は投写レンズ２１１に入射し、スクリーン
１７７に投映される。

【０２０３】（図３４（ｅ））でわかるとおり、Ｒ、
Ｇ、Ｂ光の波長帯域はオーバーラップしていることがわ
かる。これはダイクロイックミラーを反射する光の帯域
がＰ偏光とＳ偏光で異なるために生じる。たとえば、Ｇ
光を変調する表示パネル１７６ｂに入射する光のうちＳ
偏光の光は、Ｒ光およびＢ光の帯域の光を含んでいる。
したがって、表示パネル１７６ｂは本来Ｇ光のみを変調
する必要があるのに、Ｒ光およびＢ光をも変調すること
になる。したがって、投写型画像の色相が低下すること
になる。

【０２０４】（図３４（ｅ））で示すようにオーバーラ
ップが生じると色相が低下する。色フィルタ１６でオー
バーラップ領域の光の波長をカットすれば色相を向上で
きる。本発明の色フィルタは（図４）（図５）に示すよ
うにシアンおよびイエロー光を良好にカットできるフィ
ルタであり、ＰＳ光の両方を用いた三板投写型表示装置
と組み合わせた時相乗効果を発揮する。ダイクロイック
ミラーで反射する波長はＰ偏光の方がＳ偏光より狭い。
したがって色フィルタ１６でカットする波長はＰ偏光の
帯域を中心に考えて設計すればよい。その時のＲ、Ｇ、
Ｂ光の帯域は前述の適正な帯域となるようにすればよ
い。なお、色フィルタ１６は（図３３）のＡ位置に配置
してもよい。

【０２０５】以上の結果から、色フィルタ１６により光
の帯域を制限でき、投写画像の色相を改善できることが
わかる。本発明の構成ではダイクロイックミラー２９３
は同軸３４０に対して略４５°（入射光の角度を４５
°）に配置している。したがって、色分離色合成の光学
系サイズをコンパクトにすることができる。これは、特
開平３−８７７２１号公報の投写型表示装置に比較して
優れた構成である。

【０２０６】本発明の反射型の三板投写型表示装置は２
枚あるいは３枚のダイクロイックミラーで色合成分離系
を構成している。したがって、光学系を大幅に小型化で
き、また、コストも安くすることができる。また、反射
型の表示パネル１７６を用いているため、透過型に比較
して、コントラストも良好であり、画素開口率も高いの
で光輝度表示を行うことができる。その上、表示パネル
の裏面には障害物がないのでパネル冷却が容易である。
たとえば、裏面からの強制空冷、液冷を容易に行え、ま
た、裏面にヒートシンク等も取り付けることができる。

【０２０７】なお、表示パネル１７６において、Ｒ光を
変調する液晶層１９２を他のＧおよびＢ光を変調する液
晶層１９２に比較して水滴状液晶の粒子径を大きく、も
しくは液晶膜厚を厚めにして構成する。これは光が長波
長になるほど散乱特性が低下しコントラストが低くなっ
てしまうためである。水滴状液晶の粒子径は、重合させ
るときの紫外線光を制御すること、あるいは使用材料を
変化させることにより制御できる。液晶膜厚は液晶層の
ビーズ径を変化することにより調整できる。

【０２０８】なお、先の説明で水滴状液晶の平均粒子径
を変化させるとしたが、ポリマー中に液晶が水滴状にな
っていないＰＤ液晶パネル、たとえば、大日本インキ
（株）が提案しているＰＤ液晶パネルではポリマーネッ
トワークの平均孔径を変化させるを読みかえてもよい。

【０２０９】以上の本発明の投写型表示装置および表示
パネルは反射型であった。前述の発明の技術的思想は透
過型にも応用展開できる。その実施例を（図３５）に示
す。

【０２１０】ここでは説明を容易にするため、３１７Ｇ
は、Ｇ光を変調するＰＤ表示パネル、３１７ＲはＲ光を
変調するＰＤ液晶表示パネル、３１７ＢはＢ光を変調す
る液晶ＰＤ表示パネルとする。したがって、各ダイクロ
イックミラーを透過および反射する波長は、ダイクロイ
ックミラー３１５ａはＲ光を反射し、Ｇ光とＢ光を透過
する。ダイクロイックミラー３１５ｃはＧ光を反射し、
Ｒ光を透過させる。ダイクロイックミラー３１５ｂはＢ
光を透過し、Ｇ光を反射させ、また、ダイクロイックミ
ラー３１５ｄはＢ光を反射させ、Ｇ光およびＲ光を透過
する。なお、３１３は全反射ミラーである。

【０２１１】光源３３１から出射された光は全反射ミラ
ー３１３ａにより反射され、光の方向を変化させられ
る。次に前記光は色フィルタ１６により不要なシアンお
よびイエローの波長の光がカットされる。前記帯域をカ
ットされた光はダイクロイックミラー３１５ａ、３１５
ｂによりＲ・Ｇ・Ｂ光の３原色の光路に分離され、Ｒ光
はフィールドレンズ３１６Ｒに、Ｇ光はフィールドレン
ズ３１６Ｇに、Ｂ光はフィールドレンズ３１６Ｂに入射
する。各フィールドレンズ３１６は各光を集光し、表示
パネルはそれぞれ映像信号に対応して液晶の配向を変化
させ、光を変調する。このように変調されたＲ・Ｇ・Ｂ
光はダイクロイックミラー３１５ｃ、３１５ｄにより合
成され、投映レンズ３１８によりスクリーン（図示せ
ず）に拡大投映される。

【０２１２】なお、（図３３）および（図３５）におい
て、ダイクロイックミラーによってＲ光、Ｇ光およびＢ
光の３原色の光に分離するとしたが、これに限定するも
のではなく、たとえばダイクロイックミラーのかわり
に、ダイクロイックプリズム等を用いてもよい。

【０２１３】前の実施例はＰＤ液晶パネルを用いた実施
例であった。その他に本発明の技術的思想は微小マイク
ロミラーの傾きを制御して光学像を形成する表示パネル
を用いた三板投写型表示装置にも適用できる。その実施
例を（図３６）に示す。

【０２１４】（図３６）において３２３は微小ミラー表
示パネルである。前記表示パネルの一例として特開平４
−２３０７２２号公報、特開平５−１９６８８０号公報
等が例示される。

【０２１５】ランプ３３１ａから放射された白色光は色
フィルタ１６により不要なイエロー光とシアン光がカッ
トされ、プリズム３３２によりＲ、Ｇ、Ｂの３つの波長
の帯域の光に分離される。それぞれの波長の帯域ごとに
表示パネル３２３が配置されている。前記表示パネル３
２３は映像信号にもとづいて画素に対応するミラーの傾
きを変化させ光学像を形成する。形成された光学像はズ
ームレンズ３２１によりスクリーンに投写される。

【０２１６】以上のように（図３５）の構成の投写型表
示装置に対しても本発明の色フィルタ１６の効果は有効
である。したがって、本発明の色フィルタはランダム光
を変調する表示パネルを用いる投写型表示装置のすべて
に有効である。とくに、その効果は光源にメタルハライ
ドランプを用いるとき有効である。

【０２１７】

【発明の効果】本発明の色フィルタは透過型のフィルタ
でありながら、短波長側にでる周期的な反射帯域を用い
ているので、十分にイエロー光およびシアン光をカット
でき、また、その帯域も狭い。その上、Ｒ、Ｇ、Ｂ光は
良好に透過させる。また、周期的な反射帯域も１または
２回目のものを用いているため、１層の誘電体多層膜の
膜厚が厚くなることがなく、クラック等が生じることも
ない。また、高屈折率の誘電体膜をＴｉＯ₂とＺｎＳを
交互に用いることにより誘電体膜間に生じる応力を緩和
し、高信頼性を実現している。さらにメタルハライドラ
ンプと組み合わせて用いる際、前記ランプ等の水銀原子
によるピーク波長を考慮しているため、投写型表示装置
として用いる時、その表示画像の色純度、色相を非常に
良好にできる。

【０２１８】本発明のカラーフィルタを用いた液晶パネ
ルを用いた投写型表示装置は、本発明の色フィルタを用
いることにより、光源から放射される白色光のうち不要
光成分を除去し、投写画像における赤、緑、青の各色光
の帯域を狭くすることが可能となる。また、ライトバル
ブに入射する不要光成分が減少することから、カラーフ
ィルタにおける不要な吸収光を低減でき、カラーフィル
タの発熱を低減することが可能となる。それにより、カ
ラーフィルタの劣化を抑制し、小型、軽量、低コストか
つ色再現性の優れた投写型表示装置を提供することがで
き、非常に大きな効果がある。

【０２１９】２つの液晶パネルを用いる本発明の投写型
表示装置は、２枚の液晶パネルの画像を重ねあわせてス
クリーンに投映するため、動作周波数を低減できハイビ
ジョン表示にも対応できる。また、各液晶パネルの一部
の水平走査線を内挿して１つの画像を表示するため、容
易に１６：９のハイビジョン画像にも対応できる。

【０２２０】また、２フィールド期間で１フレーム分の
映像情報を表示するようにしているので、入力された順
次走査映像信号をそのまま表示するときに比べて１／２
の速度で表示することができる。その結果、パーソナル
コンピュータやワークステーション等の広帯域（高速デ
ータレート）順次走査映像信号を、マトリクス型液晶デ
ィスプレイのように高速表示の苦手なディスプレイに表
示する場合でも画質の劣化が生じない。

【０２２１】また、第１の表示方法と第２の表示方法と
を選択的に能動化するようにしているので、順次走査映
像信号の性質（例えば、静止画か動画か）に応じて常に
最適な表示を行うことができる。

【０２２２】さらに、順次走査映像信号の隣接フレーム
間の相関を表す値が所定値以上のとき（すなわち、静止
画のとき）は第１の表示方法を選択的に能動化し、所定
値未満のとき（すなわち、動画のとき）は第２の表示方
法を選択的に能動化するようにしているので、静止画の
場合はフレーム間で内挿が行われて垂直解像度を確保で
き、動画の場合はフレーム内で内挿が行われて動画ぼけ
の発生を防止できる。

【０２２３】また、本発明の三板投写型表示装置は本発
明の色フィルタを用いて、ダイクロイックミラーで生じ
るＰ偏光とＳ偏光の反射の不一致を補正するため、投写
画像の色相を良好にできる。さらに本発明の色フィルタ
はメタルハライドランプを組み合わせて用いる時に相乗
効果をもたらす。

【０２２４】また、ダイクロイックミラーに入射する光
の入射角度を４５度近傍に設定することができるので、
光学系サイズは小さくなり、投写型表示装置のシステム
サイズをコンパクトにできる。投写画像の色相も実用上
十分である。また、投写レンズのバックフォーカスも大
幅に短くできるので、レンズ設計も容易でかつ、レンズ
のサイズ等も小さくでき低コスト化を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例における投写型表示装置の構
成図

【図２】本発明の色フィルタの構成図

【図３】本発明の他の実施例における色フィルタの特性
図

【図４】本発明の他の色フィルタの特性図

【図５】本発明の他の実施例における色フィルタの特性
図

【図６】従来の色フィルタの特性図

【図７】メタルハライドランプの放射光の分光分布図

【図８】本発明の色フィルタで帯域制限した光の分光分
布図

【図９】カラーフィルタを透過する光の分光分布図

【図１０】ｘｙ色度図

【図１１】本発明の一実施例における投写型表示装置の
説明図

【図１２】本発明の他の実施例における投写型表示装置
の説明図

【図１３】本発明の投写型表示装置の回路ブロック図

【図１４】本発明の投写型表示装置の回路ブロック図

【図１５】本発明の投写型表示装置の回路のタイミング
チャート図

【図１６】本発明の投写型表示装置のタイミングチャー
ト図

【図１７】本発明の投写型表示装置のタイミングチャー
ト図

【図１８】本発明の投写型表示装置の構成図

【図１９】本発明の他の実施例における投写型表示装置
の構成図

【図２０】表示パネルの断面図

【図２１】表示パネルの断面図

【図２２】本発明の他の実施例における投写型表示装置
の構成図

【図２３】表示パネルの断面図

【図２４】本発明の他の実施例における投写型表示装置
の構成図

【図２５】本発明の他の実施例における投写型表示装置
の構成図

【図２６】本発明の他の実施例における投写型表示装置
の構成図

【図２７】本発明の表示方法の説明図

【図２８】本発明の投写型表示装置の説明図

【図２９】本発明の投写型表示装置の説明図

【図３０】本発明の投写型表示装置の説明図

【図３１】本発明の投写型表示装置の説明図

【図３２】本発明の投写型表示装置の説明図

【図３３】本発明の投写型表示装置の構成図

【図３４】本発明の投写型表示装置の説明図

【図３５】本発明の投写型表示装置の構成図

【図３６】本発明の投写型表示装置の構成図

【図３７】従来の投写型表示装置の構成図

【図３８】液晶パネルの説明図

【図３９】液晶パネルのカラーフィルタを透過する光の
分光分布

【図４０】高分子分散液晶パネルの説明図

【符号の説明】

１６ 色フィルタ １１、２１ ガラス基板 １２、１３、２２、２３ 誘電体多層膜 １３１ Ａ／Ｄ変換器 １３２ ラインメモリ １３３ ラインメモリ制御回路 １３４ Ｄ／Ａ変換器 １３５、２８２ ソース信号処理回路 １３６ 表示方法選択回路 １３７ａ、１３７ｂ ゲート駆動ＩＣ制御回路 １３８ 切換回路 １３９ 表示ライン選択回路 １４０ａ、１４０ｂ ゲート駆動ＩＣ １４１、１４１ａ、１４１ｂ ソース駆動ＩＣ １４４ Ｄ型フリップフロップ １４６ スイッチ １４７ バッファ １７１ 黒色塗料 １７２ 反射防止膜 １７３ 高分子分散液晶パネル １７４ 透明基板 １７５ 側面 １７６ ライトバルブ装置 １７７ スクリーン １７８ 光出射面 １７９ 透明結合剤 １７９ａ 凹レンズ １９１ 遮光膜 １９２ 高分子分散液晶層 ２１１ 投写レンズ ２１２ 平面ミラー ２２１ 対向電極 ２２２ 接続部 ２２３ 反射電極 ２２４ 絶縁膜 ２３１ 偏光ビームスプリッタ ２３２ 反射型液晶パネル ２３３ レンズ ２３４、２４１ ミラー ２４３ フィールドレンズ ２４３ 液晶パネル ２６１、２７１ 光学像 ２６２ 画素 ２７２ 黒表示領域 ２７３ 画像表示領域 ２８１ 画像データ処理回路 ２８３ フィールドメモリ ２８４ フィールドメモリ制御回路 ２９０ パネル選択回路 ２９２ａ、２９２ｂ 液晶パネル ２９３ａ、２９３ｂ、２９３ｃ、３１５ａ、３１５ｂ、
３１５ｃ、３１５ｄダイクロイックミラー ３１６Ｒ、３１６Ｇ、３１６Ｂ、３３２ フィールドレ
ンズ ３１７Ｒ、３１７Ｇ、３１７Ｂ 液晶パネル ３１８、３３９ 投写レンズ ３３１ 集光光学系 ３２１ ズームレンズ ３３１ 光源 ３３１ａ ランプ ３３１ｂ 凹面鏡 ３３１ｃ ＵＶＩＲカットフィルタ ３２２ａ、３２２ｂ、３２２ｃ プリズム ３２３ 表示パネル ３３３ａ、３３３ｂ 偏光板 ３３４ 対向基板 ３３５ アレイ基板 ３３６ カラーフィルタ ３３７ 液晶層 ３３８ ＴＮ液晶パネル ３４０ 光軸 ３４４ ライトバルブ ３４１ 対向電極 ３４２ 画素電極 ３４３ ＴＦＴ ３８１ 水滴状液晶 ３８２ ポリマー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ Ｈ０４Ｎ 9/31 Ｈ０４Ｎ 9/31 Ｃ 審査官 峰 祐治 (56)参考文献 特開 平１−155793（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−210481（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−212403（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−178207（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−177020（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−188111（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−62532（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−56325（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−81738（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−188112（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−124518（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G02B 5/28 G02F 1/13 505 G02F 1/1335 500 G03B 21/00 G09G 3/36 H04N 9/31

Claims (10)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 白色光を発生する光発生手段と、前記光発生手段が発生する光を変調する表示パネルと、 前記表示パネルで 変調した光を投写する投写手段と、 前記光発生手段から前記投写手段までの光路に配置され
   た特定波長の光を反射する光反射手段とを具備し、前記光反射手段は 、イエロー光を反射する第１の誘電体
   多層膜と、シアン光を反射する第２の誘電体多層膜を有
   し、 前記第１の誘電体多層膜と前記第２の誘電体多層膜はそ
   れぞれ高屈折率層と低屈折率層とが交互に積層され、 前記第１の誘電体多層膜は、少なくとも低屈折率層が略
   ０．３７５λ _Y 、高屈折率層が略１．１２５λ _Y （ただ
   し、λ _Y はイエロー光の波長であり、λ _Y ＝５８０ｎｍ±
   ２０ｎｍ）の光学的膜厚の層が交互に複数積層されてお
   り、 前記第２の誘電体多層膜は、少なくとも低屈折率層が略
   ０．６２５λ _C 、高屈折率層が略１．８７５λ _C （ただ
   し、λ _C はシアン光の波長であり、λ _C ＝４９０ｎｍ±２
   ０ｎｍ）の光学的膜厚の層が交互に複数積層されている
   ことを特徴とする投写型表示装置。
2. 【請求項２】 白色光を発生する光発生手段と、 赤、緑、青のカラーフィルタがマトリックス状に形成さ
   れ、前記光発生手段が発生する光を変調する液晶表示パ
   ネルと、 前記液晶表示パネルで変調した光を投写する投写手段
   と、 前記光発生手段から前記投写手段までの光路に配置され
   た特定波長の光を反射する光反射手段とを具備し、前記光反射手段は 、イエロー光を反射する第１の誘電体
   多層膜と、シアン光を反射する第２の誘電体多層膜を有
   し、 前記第１の誘電体多層膜と前記第２の誘電体多層膜はそ
   れぞれ高屈折率層と低屈折率層とが交互に積層され、 前記第１の誘電体多層膜は、少なくとも低屈折率層が略
   ０．３７５λ _Y 、高屈折率層が略１．１２５λ _Y （ただ
   し、λ _Y はイエロー光の波長であり、λ _Y ＝５８０ ｎｍ±
   ２０ｎｍ）の光学的膜厚の層が交互に複数積層されてお
   り、 前記第２の誘電体多層膜は、少なくとも低屈折率層が略
   ０．６２５λ _C 、高屈折率層が略１．８７５λ _C （ただ
   し、λ _C はシアン光の波長であり、λ _C ＝４９０ｎｍ±２
   ０ｎｍ）の光学的膜厚の層が交互に複数積層されている
   ことを特徴とする投写型表示装置。
3. 【請求項３】 表示パネルは、液晶表示パネルであるこ
   とを特徴とする請求項１記載の投写型表示装置。
4. 【請求項４】 白色光を発生する光発生手段と、 液晶表示パネルと、 前記液晶表示パネルで変調した光を投写する投写手段
   と、 前記光発生手段から前記投写手段までの光路に配置され
   た色フィルタとを具備し、 前記色フィルタは、イエロー光を反射する第１の誘電体
   多層膜と、シアン光を反射する第２の誘電体多層膜とを
   有し、 前記第１の誘電体多層膜は、低屈折率層が略０．３７５
   λ_Y、高屈折率層が略１．１２５λ_Y（ただし、λ_Yはイ
   エロー光の中心波長）の光学的膜厚の層が交互に積層さ
   れており、 前記第２の誘電体多層膜は、低屈折率層が略０．６２５
   λ_C、高屈折率層が略１．８７５λ_C（ただし、λ_Cはシ
   アン光の中心波長）の光学的膜厚の層が交互に積層され
   ており、 低屈折率層はＭｇＦ₂、ＳｉＯ₂、Ａｌ₂Ｏ₃のいずれかで
   あり、 高屈折率層はＴｉＯ₂、ＺｎＳ、ＣｅＯ₂、ＺｒＴｉ
   Ｏ₄、ＨｆＯ₂、Ｔａ₂Ｏ₅、ＺｒＯ₂のいずれかであるこ
   とを特徴とする投写型表示装置。
5. 【請求項５】 白色光を発生する光発生手段と、 液晶表示パネルと、 前記液晶表示パネルで変調した光を投写する投写手段
   と、 前記光発生手段から前記投写手段までの光路に配置され
   た色フィルタとを具備し、 前記色フィルタは、イエロー光を反射する第１の誘電体
   多層膜と、シアン光を反射する第２の誘電体多層膜と第
   ２の誘電体多層膜とを有し、 前記第１の誘電体多層膜は、低屈折率層が略０．３７５
   λ_Y、高屈折率層が略１．１２５λ_Y（ただし、λ_Yはイ
   エロー光の中心波長）の光学的膜厚の層が交互に積層さ
   れており、 前記第２の誘電体多層膜は、低屈折率層が略０．６２５
   λ_C、高屈折率層が略１．８７５λ_C（ただし、λ_Cはシ
   アン光の中心波長）の光学的膜厚の層が交互に積層され
   ており、 前記光発生手段はメタルハライドランプを有し、前記メ
   タルハライドランプは発光管内にディスプロシウムとネ
   オジウムが封入されていることを特徴とする投写型表示
   装置。
6. 【請求項６】 白色光を発生する光発生手段と、 液晶表示パネルと、 前記液晶表示パネルで変調した光を投写する投写手段
   と、 前記光発生手段から前記投写手段までの光路に配置され
   た色フィルタとを具備し、 前記色フィルタは、イエロー光を反射する第１の誘電体
   多層膜と、シアン光を反射する第２の誘電体多層膜とを
   有し、 前記第１の誘電体多層膜は、低屈折率層が略０．３７５
   λ_Y、高屈折率層が略１．１２５λ_Y（ただし、λ_Yはイ
   エロー光の中心波長）の光学的膜厚の層が交互に積層さ
   れており、 前記第２の誘電体多層膜は、低屈折率層が略０．６２５
   λ_C、高屈折率層が略１．８７５λ_C（ただし、λ_Cはシ
   アン光の中心波長）の光学的膜厚の層が交互に積層され
   ており、 前記第１の誘電体多層膜のイエロー光の設計中心波長λ
   _Yは５８０ｎｍ±２０ｎｍの範囲であり、 前記第２の誘電体多層膜のシアン光の設計中心波長λ_C
   は４９０ｎｍ±２０ｎｍの範囲であることを特徴とする
   投写型表示装置。
7. 【請求項７】 白色光を発生する光発生手段と、 表示パネルと、 前記表示パネルで変調した光を投写する投写手段と、 前記光発生手段から前記投写手段までの光路に配置され
   た色フィルタとを具備し、 前記色フィルタは、イエロー光を反射する第１の誘電体
   多層膜と、シアン光を反射する第２の誘電体多層膜とが
   透明基板の両面または片面に積層され、 前記第１の誘電体多層膜の光学的膜厚は、低屈折率層が
   略０．３７５λ_Y、高屈折率層の最終層を除く層が略
   １．１２５λ_Yおよび低屈折層の最終層が略０．１８８
   λ_Y（ただし、λ_Yはイエロー光の中心波長）であり、 前記第２の誘電体多層膜の光学的膜厚は、低屈折率層が
   略０．６２５λ_C、高屈折率層の最終層を除く層が略
   １．８７５λ_Cおよび低屈折層の最終層が略０．３１３
   λ_C（ただし、λ_Cはシアン光の中心波長）であることを
   特徴とする投写型表示装置。
8. 【請求項８】 表示パネルは、微小マイクロミラーの傾
   きを制御して光学像して光学像を形成する表示パネルで
   あることを特徴とする請求項１記載の投写型表示装置。
9. 【請求項９】 高屈折率層は、複数の複数種類の薄膜に
   より構成されていることを特徴とする請求項１記載の投
   写型表示装置。
10. 【請求項１０】 光発生手段と、前記光発生手段 が発生する光を変調する反射型の表示パ
    ネルと、 前記光発生手段から前記投写手段までの光路に配置され
    た特定波長の光を反射する光反射手段と、 前記表示パネル の表示画像を投写する投写手段とを具備
    し、前記光反射手段は、イエロー光を反射する第１の誘電体
    多層膜と、シアン光を反射する第２の誘電体多層膜を有
    し、 前記第１の誘電体多層膜と前記第２の誘電体多層膜はそ
    れぞれ高屈折率層と低屈折率層とが交互に積層され、 前記第１の誘電体多層膜は、少なくとも低屈折率層が略
    ０．３７５λ _Y 、高屈折率層が略１．１２５λ _Y （ただ
    し、λ _Y はイエロー光の波長であり、λ _Y ＝５８０ｎｍ±
    ２０ｎｍ）の光学的膜厚の層が交互に複数積層されてお
    り、 前記第２の誘電体多層膜は、少なくとも低屈折率層が略
    ０．６２５λ _C 、高屈折率層が略１．８７５λ _C （ただ
    し、λ _C はシアン光の波長であり、λ _C ＝４９０ｎｍ±２
    ０ｎｍ）の光学的膜厚の層が交互に複数積層されている
    ことを特徴とする投写型表示装置。