JPH05313118A

JPH05313118A - 画像表示装置

Info

Publication number: JPH05313118A
Application number: JP4121955A
Authority: JP
Inventors: Takashi Shimobayashi; 隆下林
Original assignee: KODO EIZO GIJUTSU KENKYUSHO; KODO EIZO GIJUTSU KENKYUSHO KK
Current assignee: KODO EIZO GIJUTSU KENKYUSHO; KODO EIZO GIJUTSU KENKYUSHO KK
Priority date: 1992-05-14
Filing date: 1992-05-14
Publication date: 1993-11-26

Abstract

(57)【要約】【目的】液晶ライトバルブ等の電気光学変調素子を用
いた投射型画像表示装置で、欠陥のある液晶ライトバル
ブモジュールを用いて、視覚的には無欠陥であるシステ
ムを構築すること。【構成】電気光学変調装置からの光出力を投射光学系
を介して投射する表示装置において、最低限必要な電気
光学変調素子１０９，１１１，１１２の他に、少なくと
も一つ、ほぼ同等の機能を有する欠陥補正用の電気光学
変調素子１１３が設置されており、かつそれらの光出力
が組合わされたものを光学系１１７に導入することが可
能な構造を有する。その増設された電気光学変調素子１
１３が他の電気光学変調素子１０９，１１１，１１２の
欠陥を補うように駆動される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、画像表示装置に関し、
特に液晶ライトバルブ等の電気光学変調素子を用いた投
射型画像表示装置の高性能化を行うための技術に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、液晶材料を用いた画像表示装置す
なわち液晶ディスプレイは従来の代表的なディスプレイ
であるＣＲＴ（陰極線管）に比べてその機動性の高さか
ら、様々な分野でその応用が盛んに研究されている。し
かし、現在までのところ液晶ディスプレイはＣＲＴを完
全に置き換えてしまうほどの勢力はない。その理由とし
ては様々なものが考えられるが、代表的なものとしては
表示品質の問題，製造コストの問題，欠陥による表示不
良の問題が挙げられる。

【０００３】これらのうち、表示品質の問題は液晶材
料，駆動素子等の性能によるところが大きく、それらの
性能の改良がその解決方法である。また、製造コストの
問題と、欠陥による表示不良の問題は、その原因が共通
であり、ともに欠陥の発生が根本的な原因である。

【０００４】図５は、従来の、液晶ライトバルブを用い
たカラー・タイプの投射型液晶ディスプレイの構成の一
例を示す。図５において、光源であるメタルハライドラ
ンプ５０１から放射された光線は、紫外線カットフィル
ター５０２，赤外線カットフィルター５０３を経て視覚
的に余分な構成成分を取り去った後、全反射ミラー５０
４でその光路を曲げられる。全反射ミラー５０４は、本
光学系の構成をコンパクトにするためだけに設置したも
ので、光源の位置を変えれば省略することも可能であ
る。全反射ミラー５０４により反射された光線は、赤色
の光成分の分離用のダイクロイックミラー５０５へ向か
う。赤色の光成分の分離用ダイクロイックミラー５０５
は、入射された光線の成分のうち赤色の成分だけを反射
し、反射された赤色の光成分は全反射ミラー５０６を経
て赤色成分の変調用ライトバルブ５０７へ、残った成分
の光線は緑色の光成分の分離用のダイクロイックミラー
５０８へと向かう。緑色の光成分の分離用のダイクロイ
ックミラー５０８は、入射された光線の成分のうち緑色
の成分だけを反射し、反射された緑色の光成分は緑色成
分の変調用ライトバルブ５０９へ、残った成分の光線、
すなわち青色成分の光は、青色成分の変調用ライトバル
ブ５１０へ向かう。

【０００５】こうして分離、変調された光線は、以下の
経路により再び一本の光路にまとめられる。

【０００６】青色成分の変調用ライトバルブ５１０で変
調された青色成分の変調光は、全反射ミラー５１１で反
射されて、半透鏡５１２を透過して、投射レンズ５１３
に向かう。また、緑色成分の変調用ライトバルブ５０９
で変調された緑色成分の変調光は、半透鏡５１４、およ
び半透鏡５１２で反射され、投射レンズ５１３に向か
う。また、赤色成分の変調用ライトバルブ５０７で変調
された赤色成分の変調光は、半透鏡５１４を透過し、半
透鏡５１２で反射されて、投射レンズ５１３に向かう。

【０００７】このようにして、成分毎に分離・変調され
た光線は、最終的に一つの光路にまとめあげられ、スク
リーン等に投射可能なものになる。なお、全ての液晶ラ
イトバルブの光線の入射側には、光線の利用効率の向上
のために、コンデンサレンズ５１５が設置されている。
また、図面内で一点鎖線で示した線は、本光学系の光軸
を示すものである。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上述のような従来例の
ような場合を含め、ディスプレイの場合は、一つの表示
エリアの中に１箇所でも不良箇所であれば、商品として
の価値は非常に低下してしまう。しかし、液晶ディスプ
レイは製造工程が非常に長く、また集積回路と比較して
切り出し単位の素子の面積が格段に大きいため、この不
良の発生頻度は非常に高い。だが従来は、非常に人手を
要するような手法でしかその欠陥の修復はできなかっ
た。例えば、断線している配線の両端に、予め設置した
補修用の端子間を、半田付けやワイヤ・ボンディング等
の方法を用いて結線するというような方法が代表的なや
り方であった。

【０００９】そこで、本発明の目的は、従来行われてい
た人手による液晶ディスプレイの欠陥修復作業を用いな
くても、欠陥のある液晶ライトバルブモジュールを用い
て視覚的に無欠陥の表示画像が得られる画像表示装置を
提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、１以上の電気光学変調素子からの光出力
を投射光学系を介して投射する画像表示装置において、
最低限必要な１以上の電気光学変調素子と、該電気光学
変調素子とほぼ同等の機能を有する少なくとも１つの欠
陥補正用の電気光学変調素子と、前記最低限必要な電気
光学変調素子の表示欠陥に応じて、該最低限必要な電気
光学変調素子と増設された前記欠陥補正用の電気光学変
調素子の制御信号を変調し、両者の光出力のうちのいず
れか一方のみが前記投射光学系に導入されるようにする
駆動手段とを具備したことを特徴とする。

【００１１】また、本発明はその一形態として、前記欠
陥補正用の電気光学変調素子の表面に、前記表示欠陥を
補正するための光学的フィルターが設置されていること
を特徴とする。

【００１２】

【作用】本発明の画像表示装置は、欠陥のある液晶ライ
トバルブを、例えばカラー用のシステムの場合には、Ｒ
・Ｇ・Ｂ用＋１枚でワンシステムになるよう構成し、増
設された１枚の液晶ライトバルブが他のＲ・Ｇ・Ｂのラ
イトバルブの欠陥を補うように駆動する構成になってい
る。従って、欠陥を含む液晶ライトバルブを用いて、視
覚的には無欠陥の液晶ライトバルブシステムの構築が可
能である。つまり、現在製造ラインで不良品として排除
されていた液晶ライトバルブを用いて、商品として有用
な製品を作製することが可能になる。

【００１３】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細
に説明する。

【００１４】図１は本発明の一実施例の液晶ライトバル
ブを用いたカラー・タイプの投射型液晶ディスプレイの
光学系の構成を示す。図１において、光源であるメタル
・ハライド・ランプ１０１から放射された光線は、紫外
線カットフィルター１０２，赤外線カットフィルター１
０３を経て視覚的に余分な構成成分を取り去った後、全
反射ミラー１０４でその光路を曲げられる。全反射ミラ
ー１０４は、本光学系の構成をコンパクトにするためだ
けに設置したもので、光源１０１の位置を変えれば省略
することも可能である。

【００１５】全反射ミラー１０４により反射された光線
は、半透鏡１０５によりその経路が２方向に分離され
る。一方の光線は、赤色の光成分の分離用のダイクロイ
ックミラー１０６へと向かい、もう一方の光線は、全反
射ミラー１０７へと向かう。

【００１６】赤色の光成分の分離用ダイクロイックミラ
ー１０６は、入射された光線の成分のうちの赤色の成分
だけを反射し、反射された赤色の光成分は、全反射ミラ
ー１０８を経て赤色成分の変調用ライトバルブ１０９へ
と向かい、残った成分の光線は緑色の光成分の分離用の
ダイクロイックミラー１１０へと向かう。

【００１７】緑色の光成分の分離用のダイクロイックミ
ラー１１０は、入射された光線の成分のうちで緑色の成
分だけを反射し、反射された緑色の光成分は緑色成分の
変調用ライトバルブ１１１へと向かい、残った成分の光
線、すなわち青色成分の光は、青色成分の変調用ライト
バルブ１１２へ向かう。また、全反射ミラー１０７で反
射された光線は、増設された液晶ライトバルブ１１３へ
導入される。

【００１８】こうして分離、変調された光線は、以下の
経路により再び一本の光路にまとめられる。

【００１９】青色成分の変調用ライトバルブ１１２で変
調された青色成分の変調光は、全反射ミラー１１４で反
射されて、半透鏡１１５、および半透鏡１１６を透過し
て、投射レンズ１１７に向かう。また、緑色成分の変調
用ライトバルブ１１１で変調された緑色成分の変調光
は、半透鏡１１８、および半透鏡１１５で反射され、半
透鏡１１６を透過して投射レンズ１１７に向かう。ま
た、赤色成分の変調用ライトバルブ１０９で変調された
赤色成分の変調光は、半透鏡１１８を透過し、半透鏡１
１５で反射され、半透鏡１１６を透過して投射レンズ１
１７に向かう。また、増設された液晶ライトバルブ１１
３で変調された変調光は、半透鏡１１６で反射されて、
投射レンズ１１７に向かう。

【００２０】このようにして、成分毎に分離・変調され
た光線、および増設された液晶ライトバルブ１１３によ
り変調された光線は、最終的に一つの光路にまとめあげ
られて、スクリーン等（不図示）に投射可能なものにな
る。なお、全ての液晶ライトバルブの光線の入射側に
は、光線の利用効率の向上のために、コンデンサレンズ
１１９が設置されている。また、図面内で一点鎖線で示
した線は、本光学系の光軸を示すものである。また、図
面内の矢印は光線の進行方向を示す。

【００２１】図２は、本発明の実施例による図１の増設
された液晶ライトバルブ１１３の表面への光学的フィル
ターの設置の一例を示す。図２において、増設された液
晶ライトバルブ１１３の表面に、赤色成分（Ｒ）のみを
透過する光学フィルター２０２、緑色成分（Ｇ）のみを
透過する光学フィルター２０３，２０４、青色成分
（Ｂ）のみを透過する光学フィルター２０５が貼りつけ
てある。これらのフィルターは、対応する色成分の変調
用の液晶ライトバルブの欠陥を含む形状で設置されてい
る。

【００２２】図３は、本発明の一実施例による、最低限
必要な電気光学素子と、増設された電気光学変調素子の
切り替え用の制御信号で、図２に示した光学フィルター
と対応するよう構成したものの一例を示す。図３に図示
した番号は、以下を示す記号である。

【００２３】０：増設された液晶ライトバルブを用い
ない。

【００２４】１：増設された液晶ライトバルブを赤色
用の変調素子として使用する。

【００２５】２：増設された液晶ライトバルブを緑色
用の変調素子として使用する。

【００２６】３：増設された液晶ライトバルブを青色
用の変調素子として使用する。

【００２７】図示した番号は、実際の装置の構成では、
２ビットのメモリー・アレイ内（図示しない）に記憶さ
れたデジタルの信号情報である。この信号を用いて、表
示信号の切り替えを行い、本来ある変調用の液晶ライト
バルブ１０９，１１１，１１２と増設された液晶ライト
バルブ１１３の変調された光出力を合成することで、視
覚的に無欠陥の液晶ライトバルブシステムを構築する。
すなわち、図示した記号が０の場合には、入力された画
像信号をそのまま各色の変調用の液晶ライトバルブ１０
９，１１１，１１２に入力し、増設された液晶ライトバ
ルブ１１３には黒色信号を入力する。一方、図示した記
号が１の場合には、入力された画像信号を緑色と青色の
変調用の液晶ライトバルブ１１１，１１２に入力し、赤
色の変調用の液晶ライトバルブ１０９には黒色信号を、
増設された液晶ライトバルブ１１３には赤色の画像信号
を入力する。また、図示した記号が２，３の場合も同様
である。なおここで、黒色信号とは、光出力が出ない入
力電圧値のことである。

【００２８】しかし、上記の約束事に従えば、２つ以上
の液晶ライトバルブの同一場所に欠陥があった場合には
対処できない。しかし実際には、用いる液晶ライトバル
ブのどの位置に欠陥があるのかは、構成要素をアセンブ
ル（組立て）する前の検査工程において容易に知ること
が可能であるので、上記のような事態を避けるのはきわ
めて容易である。

【００２９】図４は、本発明の一実施例による、最低限
必要な電気光学素子と、増設された電気光学変調素子の
切り替え制御を行うための回路構成の一例を示す。本例
は、表示が２値で、かつ黒色信号としてローレベルが、
発光信号としてハイレベルが用いられる場合の回路構成
例である。

【００３０】図３に示したような切り替え制御信号を格
納する２ビットのメモリー・アレイ４０１から得られる
切り替え制御信号は、デコーダー４０２で解析される。
このデコーダー４０２は、２ビットの情報を解釈して、
０から３のどの値なのかを出力するだけの機能を持つも
のである。ここで、切り替え制御信号を格納する２ビッ
トのメモリー・アレイ４０１のどのデータを制御信号と
して用いるかを決定するのは、クロック信号を介して与
えられるアドレス信号である。デコーダー４０２で得ら
れた制御信号は、図３で説明した機能を実現するための
論理回路群４０３で解釈され、赤色表示用液晶ライトバ
ルブ１０９、緑色表示用液晶ライトバルブ１１１，青色
表示用液晶ライトバルブ１１２，増設された液晶ライト
バルブ１１３へ与えられた各色の画像信号が振り分けら
れる。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
電気光学変調装置からの光出力を光学系を介して投射す
る表示装置において、最低限必要な電気光学変調素子の
他に、少なくとも一つ、ほぼ同等の機能を有する欠陥補
正用の電気光学変調素子を設置し、かつそれらの光出力
が組合わされたものを投射光学系に導入可能な構造を有
し、また、増設された電気光学変調素子の表面に、光学
的フィルターを設置することにより、カラー画像につい
ても同様の適用が可能とし、さらに電気光学素子の欠陥
に応じて最低限必要な電気光学素子と、増設された電気
光学変調素子の制御信号を変調して、両者の光出力のう
ちいずれか一方のみが投射光学系に導入されるようにし
たので、視覚的には通常の無欠陥パネルを組合わせたも
のの場合と全く同等の表示特性が得られる。すなわち、
本発明によれば、液晶ライトバルブを用いて、欠陥のあ
る液晶ライトバルブモジュールを用いても視覚的には無
欠陥であるシステムを構築することが可能となる効果が
得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例による、液晶ライトバルブを
用いたカラー・タイプの投射型液晶ディスプレイの光学
系の構成を示す図である。

【図２】本発明の一実施例による、図１の増設された液
晶ライトバルブ１１３の表面への光学的フィルターの設
置の一例を示す図である。

【図３】本発明の一実施例による、最低限必要な電気光
学素子と、増設された電気光学変調素子の切り替え用の
制御信号で、図２に示した光学フィルターと対応するよ
う構成したものの一例を示す図である。

【図４】本発明の一実施例による、最低限必要な電気光
学素子と、増設された電気光学変調素子の切り替え制御
を行うための回路構成の一例を示す図である。

【図５】従来の、液晶ライトバルブを用いたカラー・タ
イプの投射型液晶ディスプレイの構成の一例を示す図で
ある。

【符号の説明】

１０１メタルハライドランプ１０２紫外線カットフィルター１０３赤外線カットフィルター１０４全反射ミラー１０５半透鏡１０６赤色の光成分の分離用のダイクロイックミラー１０７全反射ミラー１０８全反射ミラー１０９赤色成分の変調用ライトバルブ１１０緑色の光成分の分離用のダイクロイックミラー１１１緑色成分の変調用ライトバルブ１１２青色成分の変調用ライトバルブ１１３増設された液晶ライトバルブ１１４全反射ミラー１１５半透鏡１１６半透鏡１１７投射レンズ１１８半透鏡１１９コンデンサレンズ２０２赤色成分のみを透過する光学フィルター２０３，２０４緑色成分のみを透過する光学フィルタ
ー２０５青色成分のみを透過する光学フィルター４０１切り替え制御信号を格納する２ビットのメモリ
ー・アレイ４０２デコーダー４０３論理回路群

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】１以上の電気光学変調素子からの光出力
を投射光学系を介して投射する画像表示装置において、最低限必要な１以上の電気光学変調素子と、該電気光学変調素子とほぼ同等の機能を有する少なくと
も１つの欠陥補正用の電気光学変調素子と、前記最低限必要な電気光学変調素子の表示欠陥に応じ
て、該最低限必要な電気光学変調素子と増設された前記
欠陥補正用の電気光学変調素子の制御信号を変調し、両
者の光出力のうちのいずれか一方のみが前記投射光学系
に導入されるようにする駆動手段とを具備したことを特
徴とする画像表示装置。
【請求項２】前記欠陥補正用の電気光学変調素子の表
面に、前記表示欠陥を補正するための光学的フィルター
が設置されていることを特徴とする請求項１に記載の画
像表示装置。