JP2001005124A - Picture display device - Google Patents
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- JP2001005124A JP2001005124A JP11172474A JP17247499A JP2001005124A JP 2001005124 A JP2001005124 A JP 2001005124A JP 11172474 A JP11172474 A JP 11172474A JP 17247499 A JP17247499 A JP 17247499A JP 2001005124 A JP2001005124 A JP 2001005124A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は例えば液晶プロジェ
クタのような、光源から画像表示素子を経た光を投影レ
ンズによりスクリーンに拡大投影する投影型画像表示素
子に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a projection type image display device, such as a liquid crystal projector, for enlarging and projecting light from a light source through an image display device onto a screen by a projection lens.
【0002】[0002]
【従来の技術】液晶表示素子は、マトリクス状に規則的
に配列された画素電極に画像信号に対応した駆動電圧を
それぞれ印加することによって液晶の光学特性を変化さ
せ、画像や文字などを表示するように構成されている。
上述した画素電極に独立した駆動電圧を印加する方式と
しては、単純マトリクス方式と、非線形2端子素子や3
端子素子を液晶表示素子に設けた場合のアクティブマト
リクス方式とがある。2. Description of the Related Art A liquid crystal display element displays images and characters by changing the optical characteristics of a liquid crystal by applying a driving voltage corresponding to an image signal to pixel electrodes arranged regularly in a matrix. It is configured as follows.
As a method for applying an independent drive voltage to the pixel electrodes described above, a simple matrix method, a non-linear two-terminal element,
There is an active matrix type in which a terminal element is provided in a liquid crystal display element.
【0003】後者のアクティブマトリクス方式の場合に
は、MIM(金属−絶縁体−金属)素子やTFT(薄膜
トランジスタ)素子等のスイッチング素子と、画素電極
に駆動電圧を供給する為の配線電極とを設ける必要があ
る。In the latter case, a switching element such as an MIM (metal-insulator-metal) element or a TFT (thin film transistor) element and a wiring electrode for supplying a driving voltage to a pixel electrode are provided. There is a need.
【0004】このスイッチング素子に強い光が入射する
と、OFF状態における素子抵抗が下がり、電圧印加時
に充電した電荷が放電されるだけでなく、前記スイッチ
ング素子や配線電極が形成された領域に存在する液晶部
分には、正規の駆動電圧が印加されず、本来の表示動作
が実行されないため、黒状態でも光が漏れてコントラス
ト比が低下するという難点がある。When strong light is incident on the switching element, the element resistance in the OFF state is reduced, and not only the charge charged when a voltage is applied is discharged, but also the liquid crystal present in the region where the switching element and the wiring electrode are formed. Since a normal drive voltage is not applied to the portion and the original display operation is not performed, there is a problem that light leaks even in a black state and the contrast ratio is reduced.
【0005】したがって、液晶表示素子が透過型である
場合には、図11に示すように、TFT1501などの
スイッチング素子および画素電極が設けられたTFT基
板とは液晶層を挟んで対向する対向基板にブラックマト
リクス1502と称される遮光手段を設けて、上述した
光入射領域に入射する光を遮断する必要がある。よっ
て、透過型の液晶表示素子の場合には、各々遮光性のあ
るTFT1501、ゲートバスライン1503およびソ
ースバスライン1504に加えて、ブラックマトリクス
1502によっても遮光されるため、画素の区画中に占
める有効な画素開口部の面積、即ち開口率が小さくな
る。Accordingly, when the liquid crystal display element is of a transmission type, as shown in FIG. 11, a switching element such as a TFT 1501 and a TFT substrate provided with pixel electrodes are provided on a counter substrate opposed to the liquid crystal layer. It is necessary to provide a light-blocking means called a black matrix 1502 to block light incident on the above-mentioned light incident area. Therefore, in the case of a transmissive liquid crystal display element, since the light is also shielded by the black matrix 1502 in addition to the light-shielding TFT 1501, gate bus line 1503, and source bus line 1504, the effective pixel area is occupied by the pixels. The area of the pixel opening, that is, the aperture ratio, is reduced.
【0006】さらに、これらスイッチング素子や配線電
極は、その電気的性能や製造技術等の制約から、ある程
度以下の大きさで形成することは困難である。よって、
液晶表示素子の高精細化、小型化に伴って、画素電極の
ピッチが小さくなるほど開口率がさらに低下する。Furthermore, it is difficult to form these switching elements and wiring electrodes in a size smaller than a certain size due to restrictions on their electrical performance and manufacturing technology. Therefore,
As the definition and the size of the liquid crystal display element increase, the aperture ratio further decreases as the pitch of the pixel electrodes decreases.
【0007】そこで、この問題を解決する為に、反射型
の液晶表示素子が開発されている。反射型液晶表示素子
は、図12に示すようにスイッチング素子としてのTF
T1501の上に反射型の画素電極1601を形成する
ことができるため、同じ液晶表示サイズでは、前記透過
型液晶表示素子よりも開口率を大きくとることができ、
投影型液晶表示装置における明るさの向上には非常に効
果的である。In order to solve this problem, a reflection type liquid crystal display device has been developed. As shown in FIG. 12, the reflection type liquid crystal display element has a TF as a switching element.
Since the reflective pixel electrode 1601 can be formed over the T1501, the aperture ratio can be made larger than that of the transmissive liquid crystal display element at the same liquid crystal display size,
This is very effective for improving the brightness of a projection type liquid crystal display device.
【0008】このような反射型液晶表示素子を投影型画
像表示装置に適用した方式が電子ディスプレイフォーラ
ム97(P.3−27〜3−32)や特開平5−158
012号公報に提案されている。A system in which such a reflection type liquid crystal display element is applied to a projection type image display device is disclosed in, for example, Electronic Display Forum 97 (P.3-27 to 3-32) and JP-A-5-158.
No. 012 publication.
【0009】電子ディスプレイフォーラム97では、図
13に示すように、光源1701から出射された光をダ
イクロイックミラーで、赤,緑,青(以下順にR,G,
Bと呼ぶ)の3原色の光に分離し、それぞれの光を対応
する偏光ビームスプリッタ(PBS)1702に入射さ
せる。偏光ビームスプリッタ1702では、入射光を互
いに直交する2方向の直線偏光成分に分離し、1方の光
が対応する反射型液晶表示素子1704に入射する。反
射型液晶表示素子1704で反射され、偏光方向が変調
されたR,G,Bの光は、再度PBS1702に入射
し、クロスダイクロイックミラー1703で合成された
後、投影レンズ1705でスクリーンに投影される。In the electronic display forum 97, as shown in FIG. 13, light emitted from a light source 1701 is reflected by a dichroic mirror into red, green, blue (R, G,
B) are separated into three primary colors of light, and each of the lights is incident on a corresponding polarizing beam splitter (PBS) 1702. The polarization beam splitter 1702 separates the incident light into linearly polarized light components in two directions orthogonal to each other, and one light is incident on the corresponding reflective liquid crystal display element 1704. The R, G, and B lights, which are reflected by the reflective liquid crystal display element 1704 and whose polarization directions are modulated, enter the PBS 1702 again, are combined by the cross dichroic mirror 1703, and are projected on the screen by the projection lens 1705. .
【0010】この方式は、3板式液晶プロジェクション
と呼ばれ、光源からのR,G,Bの光を効率良く利用で
きるため、非常に明るい画像が実現できる。This method is called a three-panel type liquid crystal projection, and since R, G, and B light from a light source can be efficiently used, a very bright image can be realized.
【0011】特開平5−158012号公報では、光源
からのR,G,Bの光を時分割で順次選択した後、PB
Sに入射させる。PBSでは入射光をP偏光成分とS偏
光成分に分離し、一方を画像表示素子に入射させる(引
例ではS偏光成分を入射させている)。画像表示素子に
は入射される色に同期させて信号が入力され、R,G,
Bを一つの画像の区切り(1フレーム)として表示す
る。この方式は、タイムシーケンシャル方式または、フ
ィールドシーケンシャル方式などと呼ばれる。In Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-158012, after R, G, and B lights from a light source are sequentially selected in a time-sharing manner,
S is incident. In PBS, incident light is separated into a P-polarized component and an S-polarized component, and one of them is incident on an image display element (in the reference, an S-polarized component is incident). A signal is input to the image display element in synchronization with the incident color, and R, G,
B is displayed as a segment (one frame) of one image. This method is called a time sequential method or a field sequential method.
【0012】本引例では、R,G,Bの光を時分割する
ために、光源からの白色光をR,G,Bの光に分離する
ダイクロイックミラーとそれぞれの光を透過、遮断する
シャッターを組み合わせて構成しているが、図14に示
すようなR,G,Bの透過域を有する回転カラーフィル
ターを用いる方法もある。In this reference, a dichroic mirror that separates white light from a light source into R, G, and B light and a shutter that transmits and blocks each light are used in order to time-divide R, G, and B light. Although it is configured in combination, there is a method using a rotating color filter having R, G, and B transmission regions as shown in FIG.
【0013】この方式では、反射型画像表示素子とPB
Sは1つでよく、また、色分離、色合成用の光学系が不
要なため、低価格でコンパクトなシステムが実現でき
る。In this method, a reflective image display device and a PB
Since only one S is required, and an optical system for color separation and color synthesis is not required, a low-cost and compact system can be realized.
【0014】[0014]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、反射型
液晶表示装置を用いた以上のような画像表示装置は、次
に説明するような課題を有する。However, the above-described image display device using the reflection type liquid crystal display device has the following problems.
【0015】電子ディスプレイフォーラム97に提案さ
れている方法では、R,G,Bの各色に対応した反射型
画像表示素子及びPBSがそれぞれ3つ必要であり、ま
た、色分離用の光学系と色合成用クロスダイクロイック
プリズムも必要となるため、システムのコストが非常に
高くなるだけでなく、システムサイズが非常に大きくな
るという欠点を有する。The method proposed in the Electronic Display Forum 97 requires three reflective image display elements and three PBSs corresponding to each of the colors R, G, and B, and an optical system for color separation and a color. Since a cross dichroic prism for synthesis is also required, not only the cost of the system becomes very high, but also the disadvantage that the system size becomes very large.
【0016】特開平5−158012号公報では、上記
3板式での課題は解決されるものの光源からのR,G,
Bの光を時分割で反射型画像表示素子に入射させている
ため、例えばRの光が選択されている時は、G,Bは実
質上利用できなくなり、明るさが原理的に1/3に低下
してしまう。In Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-158012, although the problem of the three-plate system is solved, the R, G,
Since the B light is incident on the reflection type image display element in a time-division manner, for example, when the R light is selected, G and B become substantially unavailable, and the brightness is reduced to 1/3 in principle. Will decrease.
【0017】さらに、この方式では、例えば、1/60
秒を1フレームとして、画像表示する場合、R,G,B
それぞれに割り当てられた表示時間は、5msec程度
であり、この時間内に表示を行なわなければならないた
め、非常に応答速度が速い素子が必要となる。Further, in this system, for example, 1/60
When displaying an image with seconds as one frame, R, G, B
The display time assigned to each is about 5 msec, and display must be performed within this time, so that an element having a very fast response speed is required.
【0018】これは、CRTなどと異なり、応答速度が
比較的遅い液晶を用いた場合には、大きな問題である。This is a serious problem when a liquid crystal having a relatively slow response speed is used unlike a CRT or the like.
【0019】また、この方式では、R,G,Bの3原色
が時分割で表示されるため、動画などを表示した場合や
視線が移動した場合、それぞれの原色が分離して見える
現象(以降、色ブレーキングと呼ぶ)が発生し、画質を
低下させる。この色ブレーキング現象を低減するため
に、駆動周波数を上げて表示を行う方法があるが、素子
の応答速度をさらに高速化する必要が有り、液晶を用い
た場合は非常に不利である。Also, in this method, since the three primary colors of R, G, and B are displayed in a time-division manner, when a moving image is displayed or the line of sight moves, the respective primary colors appear to be separated (hereinafter, referred to as a moving image). , Called color braking), which lowers the image quality. In order to reduce the color breaking phenomenon, there is a method of performing display by increasing the driving frequency. However, it is necessary to further increase the response speed of the element, and it is very disadvantageous when liquid crystal is used.
【0020】本発明は、上記の問題点を解決するために
なされたものであり、その目的は、小型、軽量かつ明る
い反射型液晶表示素子を用いた画像表示装置を実現する
ことである。The present invention has been made to solve the above problems, and an object thereof is to realize an image display device using a small, light, and bright reflective liquid crystal display device.
【0021】[0021]
【課題を解決するための手段】本発明の請求項1の画像
表示装置は、光源と、該光源からの赤、緑、青の3原色
の光を2つの色光のグループに分け、該2つのグループ
の色光を時分割で順次切替えると共に、該光源からの
赤、緑、青の3原色の光のうち、2色を他の1色と偏光
方向を異ならせて照射する機能を有する照明手段と、該
光源からの光を偏光方向によって分離する光分離手段
と、該光分離手段で分離された光を変調する複数枚の反
射型画像表示素子と、該反射型画像表示素子で変調され
た光を投影する投影手段を有し、光路上に少なくとも1
枚の波長規制手段が挿入されていることにより、上記目
的が達成される。According to a first aspect of the present invention, there is provided an image display apparatus comprising: a light source; and light of three primary colors of red, green, and blue from the light source, divided into two color light groups. Illumination means having a function of sequentially switching the color lights of the group in a time-division manner and irradiating two colors of the three primary colors of red, green and blue from the light source with the polarization direction being different from that of the other one; Light separating means for separating the light from the light source according to the polarization direction, a plurality of reflective image display elements for modulating the light separated by the light separating means, and light modulated by the reflective image display element And projection means for projecting at least one on the optical path.
The above object is achieved by inserting the wavelength control means.
【0022】本発明の請求項2の画像表示装置は、請求
項1の画像表示装置において、前記照明手段が、前記光
源に含まれる赤、緑、青の3原色の光のうちの2色を含
む異なる2つのグループの色光を、順次切り替えて選択
する機能を有する色切替え手段と、該異なる2つのグル
ープの色光に共通する色、または、それ以外の2色の光
の偏光方向を変換させる機能を有する偏光制御手段を含
んでいることにより、上記目的が達成される。According to a second aspect of the present invention, in the image display apparatus of the first aspect, the illuminating means emits two of the three primary colors of red, green and blue contained in the light source. A color switching unit having a function of sequentially switching and selecting two different groups of color lights, and a function of changing the polarization direction of the color common to the two different groups of color lights or the other two colors of light The above object is achieved by including the polarization control means having the following.
【0023】本発明の請求項3の画像表示装置は、請求
項1、2の画像表示装置において、前記波長規制手段
が、前記光分離手段と少なくとも1枚の前記反射型画像
表示素子の間に配置され、該反射型画像表示素子で表示
を行う波長域の光を透過させることにより、上記目的が
達成される。According to a third aspect of the present invention, in the image display apparatus of the first and second aspects, the wavelength regulating means is provided between the light separating means and at least one reflection-type image display element. The above-described object is achieved by disposing light in a wavelength range in which display is performed by the reflective image display device.
【0024】本発明の請求項4の画像表示装置は、請求
項1、2、3の画像表示装置において、前記波長規制手
段が、前記光分離手段と該異なる2つのグループの色光
に共通する色の光が入射する前記反射型画像表示装置と
の間に配置され、該共通する色の波長域の光を透過させ
ることにより、上記目的が達成される。According to a fourth aspect of the present invention, in the image display device of the first, second, or third aspect, the wavelength regulating means is a color common to the light separating means and the two different groups of color lights. The above-described object is achieved by disposing the light in the wavelength range of the common color by disposing the light in the wavelength range of the common color with the reflective image display device on which the light is incident.
【0025】本発明の請求項5の画像表示装置は、請求
項1、2の画像表示装置において、前記波長規制手段
が、光路上に配置され、前記偏光制御手段で偏光方向が
変換される光と、それ以外の光の波長との境界の波長域
の光をカットすることにより、上記目的が達成される。According to a fifth aspect of the present invention, in the image display device of the first and second aspects, the wavelength regulating means is disposed on an optical path, and the polarization direction is changed by the polarization controlling means. The above object is achieved by cutting the light in the wavelength range at the boundary between the light and the other light.
【0026】以下、本発明の作用について説明する。Hereinafter, the operation of the present invention will be described.
【0027】請求項1の構成によれば、これまでR,
G,Bの単色を時分割で表示するため、明るさが3枚の
画像表示素子を用いる方式のものと比べると1/3に低
下していたが、本方式を用いることでR,G,Bのうち
の2色を含む異なる2つの色光を使用するため、常に3
原色のうちの2色が使用でき、システムサイズを大きく
することなく、明るさを飛躍的にアップすることができ
る。According to the structure of claim 1, R,
Since the single colors of G and B are displayed in a time-division manner, the brightness is reduced to one third as compared with the system using three image display elements. To use two different color lights including two colors of B, always 3
Two of the primary colors can be used, and the brightness can be dramatically increased without increasing the system size.
【0028】本方式では、上述したように異なる2色の
色光を順次切り替えて表示しているため、色光間の色ブ
レーキングは発生するが、従来のように3原色に分離し
て見えるのではなく、2色に分離して確認され、また、
この色光にはR,G,Bのうち2色が含まれているた
め、人間には色ブレーキング現象が大きく緩和されて確
認される。In this method, since two different color lights are sequentially switched and displayed as described above, color braking between the color lights occurs. Without being separated into two colors.
Since this color light contains two colors of R, G, and B, the color breaking phenomenon is greatly mitigated by humans.
【0029】さらに、波長規制手段が挿入されているこ
とにより、本来前記反射型画像表示装置に照射されるべ
きでない色および偏光方向の光を規制することができる
ために、色純度を向上することができると共にコントラ
スト比の低下を防ぐことが可能である。Further, since the wavelength regulating means is inserted, it is possible to regulate the color and the light in the polarization direction which should not be radiated to the reflection type image display device. And a decrease in contrast ratio can be prevented.
【0030】請求項2の構成によれば、色切替手段によ
り異なる2色の色光を順次選択し、両方の色光に共通す
る色または、それ以外の2色のどちらかの偏光を第1の
偏光制御手段によって回転させることにより、効率よく
所定の光を対応する反射型画像表示素子に入射させるこ
とができ、明るさをアップすることができる。According to the second aspect of the present invention, two different color lights are sequentially selected by the color switching means, and the polarized light of either the color common to both the colored lights or the other two colors is changed to the first polarized light. By rotating by the control means, predetermined light can be efficiently made incident on the corresponding reflective image display element, and the brightness can be increased.
【0031】また、従来の方式では図14に示すよう
に、R,G,Bの各色が透過するエリアを3分割する必
要があったが、本方式を用いた場合、図2に示すように
異なる2つの色光のエリアで分割するため、応答速度に
対する要求が基本的に1.5倍緩和される(明るさも理
想的には1.5倍向上する)。また、2つの色光に共通
して含まれる色は、常に反射型画像表示素子に照射され
るため、応答速度に対する要求は、従来の3板式と同じ
で、3倍の明るさのアップを実現できる。Further, in the conventional method, as shown in FIG. 14, it is necessary to divide the area through which each of the R, G, and B colors is transmitted into three, but when this method is used, as shown in FIG. Since the light beam is divided into two different color light areas, the demand for the response speed is basically reduced by 1.5 times (the brightness is ideally improved by 1.5 times). In addition, since the color commonly included in the two color lights is always applied to the reflective image display device, the demand for the response speed is the same as that of the conventional three-plate type, and the brightness can be tripled. .
【0032】偏光制御手段としては、例えば、USP
5,751,384に開示されているような素子を利用
できる。この素子は、波長板を複数枚その軸の角度を変
えて積層し、ある特定の波長域の光のみの偏光を回転さ
せる機能を有するもので、例えば、Bの偏光を回転させ
る素子を用いた場合、図5に示すように、白色の直線偏
光が本素子に入射すると、その出射光のうちR,Gの偏
光方向は維持され、Bの偏光方向のみ回転させることが
できる。As the polarization control means, for example, USP
Devices such as those disclosed in US Pat. No. 5,751,384 can be used. This element has a function of rotating a plurality of wavelength plates by changing the angle of the axis thereof and rotating only the polarization of light in a specific wavelength range.For example, an element that rotates the polarization of B was used. In this case, as shown in FIG. 5, when white linearly polarized light enters the present device, the polarization directions of R and G of the emitted light are maintained, and only the polarization direction of B can be rotated.
【0033】請求項3の構成によれば、前記偏光制御手
段は、現実には図3に示すように、R,Gも一部偏光が
乱れBに混じり、Bも完全には偏光方向が回転せずに一
部R,Gに混じる。また、その色の境界部分の波長域は
偏光状態が混じっていることになる。According to the third aspect of the present invention, as shown in FIG. 3, the polarization control means actually partially disperses the polarization of R and G into B, and completely rotates the polarization direction of B as well. Some do not mix with R and G. Further, the wavelength region at the boundary between the colors has a mixed polarization state.
【0034】さらに、前記光分離手段も完全に偏光方向
にしたがって分離することができないので、同様に混色
がおこり、さらに偏光方向も混じることになるのでコン
トラスト比の低下につながる。そこで、前記光分離手段
とそれぞれの前記反射型画像表示装置の間に、その反射
型画像表示そうにで表示させる波長域の光を透過させる
波長規制手段を挿入することにより、色純度を向上する
ことができると共に不要光によるコントラスト比の低下
を防ぐことが可能である。Further, since the light separating means cannot completely separate the light in accordance with the direction of polarization, the color mixture similarly occurs, and the polarization direction is also mixed, which leads to a decrease in the contrast ratio. Therefore, the color purity is improved by inserting a wavelength regulating unit that transmits light in a wavelength range to be displayed in the reflection type image display between the light separation unit and each of the reflection type image display devices. It is possible to prevent the contrast ratio from being lowered by unnecessary light.
【0035】請求項4の構成によれば、それぞれの前記
反射型画像表示装置すべてに波長規制手段を挿入しなく
とも、前記光分離手段と該異なる2つのグループの色光
に共通する色の光が入射する前記反射型画像表示装置と
の間のみに、該共通する色の波長域の光を透過させる波
長規制手段が挿入されることにより、効果的に色純度を
向上することができると共に不要光によるコントラスト
比の低下を防ぐことが可能である。According to the fourth aspect of the present invention, the light of the color common to the light separating means and the two different groups of color lights can be provided without inserting the wavelength regulating means in all of the reflection type image display devices. By inserting a wavelength regulating means for transmitting light in the wavelength range of the common color only between the incident reflective image display device and the reflective color image display device, color purity can be effectively improved and unnecessary light can be improved. It is possible to prevent a decrease in contrast ratio due to the above.
【0036】請求項5の構成によれば、前記2色を他の
1色と偏光方向を異ならせて照射する機能を有する照明
手段において、その色の波長の境界域における偏光が混
じっている状態の波長域を、波長規制手段を光路上に挿
入することにより規制をすることにより、コントラスト
比が向上すると共に色純度が向上する。According to the fifth aspect of the present invention, in the illuminating means having a function of irradiating the two colors with different polarization directions from the other color, the polarized light in the boundary region of the wavelengths of the colors is mixed. Is regulated by inserting the wavelength regulating means on the optical path, thereby improving the contrast ratio and the color purity.
【0037】[0037]
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を図面
に基づいて具体的に説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be specifically described below with reference to the drawings.
【0038】(実施形態1)図1は本発明の投影型カラ
ー画像表示装置の模式図である。本実施形態1では光源
101として、120W,アーク長1.4mmのPhi
lips社製のUHPランプを用いた。光源としてはこ
の他にハロゲンランプやキセノンランプ、メタルハライ
ドランプを用いることができる。光源101の背面には
光源からの光をその第2焦点に集光させるための楕円鏡
102が配置されている。楕円鏡102の第2焦点近傍
には、図2に示すようにシアン(B,Gの成分を含む色
光)とマゼンタ(B,Rの成分を含む色光)の光を透過
する領域を有する回転カラーフィルター103が配置さ
れており、その前方には、ガラスロッド104が配置さ
れている。このガラスロッド104は、その内部で光を
反射させて光を伝達するもので、その光出射面が後述す
る反射型液晶表示素子110に略結像するように配置さ
れている。(Embodiment 1) FIG. 1 is a schematic view of a projection type color image display device of the present invention. In the first embodiment, the light source 101 is a Phi having a power of 120 W and an arc length of 1.4 mm.
A UHP lamp manufactured by Lips was used. In addition, a halogen lamp, a xenon lamp, and a metal halide lamp can be used as the light source. On the back of the light source 101, an elliptical mirror 102 for condensing light from the light source to its second focal point is arranged. In the vicinity of the second focal point of the elliptical mirror 102, as shown in FIG. 2, a rotating color having an area that transmits cyan (color light including B and G components) and magenta (color light including B and R components) light. A filter 103 is arranged, and a glass rod 104 is arranged in front of the filter 103. The glass rod 104 reflects the light inside and transmits the light, and is arranged such that the light emitting surface substantially forms an image on a reflective liquid crystal display element 110 described later.
【0039】ガラスロッド104の光出射面では、ロッ
ド内部で光が全反射を繰り返すため、照度分布がほぼ均
一になっている。これにより反射型液晶表示素子110
に入射する光の照度分布を改善することができる。On the light emitting surface of the glass rod 104, the light is repeatedly totally reflected inside the rod, so that the illuminance distribution is substantially uniform. Thereby, the reflection type liquid crystal display element 110
Illuminance distribution of the light incident on the light source can be improved.
【0040】ガラスロッド104を出射した光は、照明
レンズ105とフィールドレンズ106に入射し、略平
行光にされたのち、偏光板107に入射する。The light emitted from the glass rod 104 enters the illumination lens 105 and the field lens 106, is converted into substantially parallel light, and then enters the polarizing plate 107.
【0041】偏光板107では、紙面に対して垂直方向
の光のみを透過し、偏光制御素子108に入射させる。The polarizing plate 107 transmits only light in the direction perpendicular to the plane of the paper and makes the light incident on the polarization control element 108.
【0042】偏光制御素子108は、図3に示すような
特性を有しており、入射光のうちBの成分の光のみ偏光
方向を紙面に対して平行方向に回転し、PBS109に
入射させる。The polarization control element 108 has the characteristics as shown in FIG. 3, and only the light of the B component of the incident light rotates the polarization direction in a direction parallel to the plane of the paper and makes it enter the PBS 109.
【0043】図3において、実線は図4に示す光学系に
おいて、PBSを反射した光の特性で、破線は、PBS
を透過した光の特性である。In FIG. 3, the solid line indicates the characteristic of light reflected from the PBS in the optical system shown in FIG.
This is the characteristic of the light transmitted through.
【0044】本実施形態1では偏光制御素子108とし
て、USP5,751,384に開示されているような
素子を使用した。この素子は波長板を複数枚その軸の角
度を変えて積層し、ある特定の波長域の光のみの偏光を
回転させる機能を有するもので、例えば、本実施形態1
のようにBの偏光を回転させる素子を用いた場合、図5
に示すように、白色の直線偏光が本素子に入射すると、
その出射光のうちR,Gの偏光方向は維持され、Bの偏
光方向のみ回転させることができる。In the first embodiment, an element as disclosed in US Pat. No. 5,751,384 is used as the polarization control element 108. This element has a function of laminating a plurality of wavelength plates by changing the angle of their axes and rotating the polarization of only light in a specific wavelength range.
When an element for rotating the polarized light of B is used as shown in FIG.
As shown in the figure, when white linearly polarized light enters this device,
The polarization directions of R and G of the emitted light are maintained, and only the polarization direction of B can be rotated.
【0045】本実施形態1では、偏光制御素子108と
して上記素子を用いたが、同様の機能を有するものであ
れば、いかなるものでも利用でき、例えばコレステリッ
ク液晶などを用いても良い。In the first embodiment, the above-described element is used as the polarization control element 108. However, any element having the same function can be used. For example, a cholesteric liquid crystal may be used.
【0046】偏光制御素子108を出射した光がPBS
109に入射するとR,Gの光は、PBS109に対し
てS偏光となるため反射され、Bの光はP偏光となるた
めに透過する。The light emitted from the polarization control element 108 is PBS
When the light is incident on the PBS 109, the R and G lights are reflected by the PBS 109 as S-polarized light, and the B lights are transmitted as P-polarized light.
【0047】PBS109を透過・反射した光は、それ
ぞれ対応する反射型液晶表示素子110−1,2に入射
して、画像信号に合わせて変調された後、再度PBS1
09に向けて反射され、偏光方向が変調された光のみ
が、投影レンズ111に入射し、スクリーンに投影され
る。The light transmitted and reflected by the PBS 109 is incident on the corresponding reflection type liquid crystal display elements 110-1 and 110-2, and is modulated according to the image signal.
Only the light reflected in the direction 09 and having its polarization direction modulated enters the projection lens 111 and is projected on the screen.
【0048】反射型液晶表示素子110としては、0.
9型XGAパネルで、応答速度2msec〜3msec
のNematic液晶を用いた。As the reflection type liquid crystal display element 110, the following is used.
9-inch XGA panel with response speed of 2 msec to 3 msec
Nematic liquid crystal was used.
【0049】液晶のモードとしては、上記他に強誘電液
晶など応答速度の比較的速いものであれば、いかなるも
のでも使用できる。As a liquid crystal mode, any other mode such as a ferroelectric liquid crystal can be used as long as it has a relatively high response speed.
【0050】この時、シアンとマゼンタの透過域を有す
る回転カラーフィルター103は、1/60秒で回転し
ているため、シアン,マゼンタそれぞれに割り当てられ
た時間は、約8msec程度で、この時間毎に色が切り
替わる。At this time, since the rotating color filter 103 having a transmission range of cyan and magenta rotates at 1/60 second, the time allocated to each of cyan and magenta is about 8 msec. The color changes.
【0051】このうちこの2つの色光に共通するBに対
しては、回転カラーフィルター103の回転に関係なく
PBS109を透過し、反射型液晶表示素子110−2
に入射する。Of these, B, which is common to the two color lights, passes through the PBS 109 regardless of the rotation of the rotating color filter 103, and is reflected by the reflective liquid crystal display element 110-2.
Incident on.
【0052】一方、シアン,マゼンタからBの光がぬけ
るとR,Gの光となる。このR,G光は、上記スピード
で順次切り替わり反射型液晶表示素子110−1に入射
する。On the other hand, if the light of B escapes from cyan and magenta, it becomes light of R and G. The R and G lights are sequentially switched at the above-mentioned speed and are incident on the reflective liquid crystal display element 110-1.
【0053】よって、回転カラーフィルター103一周
で、R,G,Bの光が反射型液晶表示素子110で変調
されることになる。Therefore, the R, G, and B lights are modulated by the reflection type liquid crystal display element 110 in one round of the rotating color filter 103.
【0054】本実施形態1では、回転カラーフィルター
103を1/60秒で回転させたが、2倍速やそれ以上
の速度にしてもかまわない。この時、回転カラーフィル
ター103の回転速度を上げる変わりに、図6に示すよ
うに、カラーフィルターの分割数を多くしても同様の効
果が得られる。In the first embodiment, the rotating color filter 103 is rotated at 1/60 second, but may be at a double speed or a higher speed. At this time, the same effect can be obtained by increasing the number of divisions of the color filter as shown in FIG. 6 instead of increasing the rotation speed of the rotating color filter 103.
【0055】PBS109と投影レンズ111の間に
は、偏光制御素子112と偏光板113が配置されてい
る。A polarization control element 112 and a polarizing plate 113 are arranged between the PBS 109 and the projection lens 111.
【0056】偏光制御素子112は、偏光制御素子10
8と同様のものを用い、Bの光のみの偏光方向を回転
し、R,G,Bの偏光方向を揃える働きを持つ。The polarization control element 112 is
8 has the function of rotating the polarization direction of only B light and aligning the polarization directions of R, G and B.
【0057】偏光板113は、偏光制御素子112から
の光のうちPBS109で本来カットされる光の漏れ光
をカットし、C.R.を向上させる。The polarizing plate 113 cuts out the leaked light of the light from the polarization control element 112 which is originally cut by the PBS 109, R. Improve.
【0058】上記構成にて、プロジェクションを構成し
たところ、従来の単板式のフィールドシーケンシャル方
式と比べ約1.5 倍の明るさアップを実現できた。When the projection was configured with the above configuration, the brightness was increased about 1.5 times as compared with the conventional single-plate type field sequential system.
【0059】本実施形態1では、Bの光の偏光を回転さ
せる偏光制御手段である偏光制御素子108,112を
用いたが、R,Gの偏光方向を回転させてもよく、PB
S109に入射する各色のP,S偏光が入れ替わっても
良い。また、本実施形態1では白色をR,GとBに分離
したが、G,BとRなどあらゆる組み合わせが可能であ
る。この場合、偏光制御素子108,112で回転させ
る光の色を変えるだけで良い。In the first embodiment, the polarization control elements 108 and 112, which are polarization control means for rotating the polarization of B light, are used. However, the polarization directions of R and G may be rotated.
The P and S polarized lights of each color incident on S109 may be exchanged. In the first embodiment, white is separated into R, G and B, but any combination such as G, B and R is possible. In this case, it is only necessary to change the color of the light to be rotated by the polarization control elements 108 and 112.
【0060】また、本実施形態1では、PBS109の
光入射側及び出射側の両方に偏光板と偏光制御手段を配
置したが、光出射側の偏光板113と偏光制御手段であ
る偏光制御素子112は必ずしも必要ではない。In the first embodiment, the polarizing plate and the polarization control means are arranged on both the light entrance side and the light exit side of the PBS 109. However, the polarization plate 113 on the light emission side and the polarization control element 112 serving as the polarization control means are provided. Is not necessary.
【0061】しかし、この構成のままでは、偏光制御素
子112の特性が図3に示すような特性であるために、
色の境界領域(図3におけるハッチング領域)はさまざ
まな偏光方向が存在することになり、その領域の波長の
光はPBS109によって光路を選択することができな
いので、色純度の低下に繋がる。However, with this configuration, the characteristics of the polarization control element 112 are as shown in FIG.
The color boundary region (the hatched region in FIG. 3) has various polarization directions, and the light of the wavelength in that region cannot be selected for the optical path by the PBS 109, which leads to a decrease in color purity.
【0062】また、黒表示において、その領域の波長の
光が反射型液晶表示素子110で反射した後、PBS1
09の消光比に応じて若干の光量が偏光制御素子112
に入射する。しかし、さまざまな偏光方向が存在するの
で偏光板113で完全にその波長域の光をカットするこ
とができずにコントラスト比の低下にも繋がる。In the black display, after light of the wavelength in that region is reflected by the reflection type liquid crystal display element 110, the PBS 1
The slight amount of light according to the extinction ratio of 09
Incident on. However, since there are various polarization directions, the light in that wavelength range cannot be completely cut off by the polarizing plate 113, which leads to a decrease in the contrast ratio.
【0063】そこで、本実施形態1では図7のような透
過率特性を持つトリミングフィルター114を挿入し
た。すると、色の境界領域(図3におけるハッチング領
域)の光は偏光制御素子108に入射することがないの
で、色純度が良く、コントラスト比が2倍以上向上し
た。Therefore, in the first embodiment, a trimming filter 114 having transmittance characteristics as shown in FIG. 7 is inserted. Then, since the light in the color boundary region (hatched region in FIG. 3) does not enter the polarization control element 108, the color purity is good and the contrast ratio is improved by 2 times or more.
【0064】なお、トリミングフィルター114は薄膜
蒸着技術による反射型タイプでも良いし、色素等による
吸収タイプのものでも良い。また、本実施形態1では図
1の位置に挿入したが、光路状であればどこに挿入して
も同じ効果が得られる。The trimming filter 114 may be of a reflection type using a thin film deposition technique or an absorption type using a dye or the like. Further, in the first embodiment, the optical disk is inserted at the position shown in FIG. 1, but the same effect can be obtained regardless of the optical path of the optical disk.
【0065】(実施形態2)図8は本発明の投影型カラ
ー画像表示装置の実施形態2の模式図である。本実施形
態2は実施形態1と同じく、光源101として、120
W,アーク長1.4mmのPhilips社製のUHP
ランプを用いた。光源としてはこの他にハロゲンランプ
やキセノンランプ、メタルハライドランプを用いること
ができる。光源101の背面には光源からの光をその第
2焦点に集光させるための楕円鏡102が配置されてい
る。楕円鏡102の第2焦点近傍には、図2に示すよう
にシアン(B,Gの成分を含む色光)とマゼンタ(B,
Rの成分を含む色光)の光を透過する領域を有する回転
カラーフィルター103が配置されており、その前方に
は、ガラスロッド104が配置されている。このガラス
ロッド104は、その内部で光を反射させて光を伝達す
るもので、その光出射面が後述する反射型液晶表示素子
110に略結像するように配置されている。(Embodiment 2) FIG. 8 is a schematic view of a projection type color image display apparatus according to Embodiment 2 of the present invention. In the second embodiment, as in the first embodiment, 120
W, UHP manufactured by Philips with an arc length of 1.4 mm
A lamp was used. In addition, a halogen lamp, a xenon lamp, and a metal halide lamp can be used as the light source. On the back of the light source 101, an elliptical mirror 102 for condensing light from the light source to its second focal point is arranged. In the vicinity of the second focal point of the elliptical mirror 102, as shown in FIG. 2, cyan (color light including B and G components) and magenta (B,
A rotating color filter 103 having a region through which light of the color (R component) is transmitted is disposed, and a glass rod 104 is disposed in front of the rotating color filter 103. The glass rod 104 reflects the light inside and transmits the light, and is arranged such that the light emitting surface substantially forms an image on a reflective liquid crystal display element 110 described later.
【0066】ガラスロッド104の光出射面では、ロッ
ド内部で光が全反射を繰り返すため、照度分布がほぼ均
一になっている。これにより反射型液晶表示素子110
に入射する光の照度分布を改善することができる。On the light emitting surface of the glass rod 104, the light is repeatedly totally reflected inside the rod, so that the illuminance distribution is substantially uniform. Thereby, the reflection type liquid crystal display element 110
Illuminance distribution of the light incident on the light source can be improved.
【0067】ガラスロッド104を出射した光は、照明
レンズ105とフィールドレンズ106に入射し、略平
行光にされたのち、偏光板107に入射する。The light emitted from the glass rod 104 enters the illumination lens 105 and the field lens 106, is converted into substantially parallel light, and then enters the polarizing plate 107.
【0068】偏光板107では、紙面に対して垂直方向
の光のみを透過し、偏光制御素子108に入射させる。The polarizing plate 107 transmits only light in a direction perpendicular to the plane of the paper and makes the light enter the polarization control element 108.
【0069】偏光制御素子108は、図3に示すような
特性を有しており、入射光のうちBの成分の光のみ偏光
方向を紙面に対して平行方向に回転し、PBS109に
入射させる。The polarization control element 108 has characteristics as shown in FIG. 3, and only the light of the B component of the incident light rotates the polarization direction in a direction parallel to the plane of the paper and makes the light enter the PBS 109.
【0070】図3において、実線は図4に示す光学系に
おいて、PBSを反射した光の特性で、破線は、PBS
を透過した光の特性である。In FIG. 3, the solid line shows the characteristics of the light reflected by the PBS in the optical system shown in FIG.
This is the characteristic of the light transmitted through.
【0071】本実施形態2でも実施形態1と同じく、偏
光制御素子108として、USP5,751,384に
開示されているような素子を使用した。この素子は波長
板を複数枚その軸の角度を変えて積層し、ある特定の波
長域の光のみの偏光を回転させる機能を有するもので、
例えば、本実施形態2のようにBの偏光を回転させる素
子を用いた場合、図5に示すように、白色の直線偏光が
本素子に入射すると、その出射光のうちR,Gの偏光方
向は維持され、Bの偏光方向のみ回転させることができ
る。In the second embodiment, as in the first embodiment, an element disclosed in US Pat. No. 5,751,384 is used as the polarization control element 108. This element has a function of rotating a plurality of wavelength plates by changing the angle of their axes and rotating the polarization of only light in a specific wavelength range.
For example, in the case where an element for rotating B-polarized light is used as in the second embodiment, as shown in FIG. 5, when white linearly polarized light enters this element, the polarization directions of R and G in the emitted light are shown. Is maintained, and only the polarization direction of B can be rotated.
【0072】本実施形態2でも実施形態1と同じく、偏
光制御素子108として上記素子を用いたが、同様の機
能を有するものであれば、いかなるものでも利用でき、
例えばコレステリック液晶などを用いても良い。In the second embodiment, as in the first embodiment, the above-described element is used as the polarization control element 108. However, any element having the same function can be used.
For example, a cholesteric liquid crystal may be used.
【0073】偏光制御素子108を出射した光がPBS
109に入射するとR,Gの光は、PBS109に対し
てS偏光となるため反射され、Bの光はP偏光となるた
めに透過する。The light emitted from the polarization control element 108 is PBS
When the light is incident on the PBS 109, the R and G lights are reflected by the PBS 109 as S-polarized light, and the B lights are transmitted as P-polarized light.
【0074】PBS109を透過・反射した光は、それ
ぞれ対応する反射型液晶表示素子110−1,2に入射
して、画像信号に合わせて変調された後、再度PBS1
09に向けて反射され、偏光方向が変調された光のみ
が、投影レンズ111に入射し、スクリーンに投影され
る。The light transmitted and reflected by the PBS 109 is incident on the corresponding reflection type liquid crystal display elements 110-1 and 110-2, and is modulated according to the image signal.
Only the light reflected in the direction 09 and having its polarization direction modulated enters the projection lens 111 and is projected on the screen.
【0075】反射型液晶表示素子110としては、0.
9型XGAパネルで、応答速度2msec〜3msec
のNematic液晶を用いた。As the reflection type liquid crystal display element 110, 0.1.
9-inch XGA panel with response speed of 2 msec to 3 msec
Nematic liquid crystal was used.
【0076】液晶のモードとしては、上記他に強誘電液
晶など応答速度の比較的速いものであれば、いかなるも
のでも使用できる。As the liquid crystal mode, any other mode such as a ferroelectric liquid crystal can be used as long as it has a relatively high response speed.
【0077】この時、シアンとマゼンタの透過域を有す
る回転カラーフィルター103は、1/60秒で回転し
ているため、シアン,マゼンタそれぞれに割り当てられ
た時間は、約8msec程度で、この時間毎に色が切り
替わる。At this time, since the rotating color filter 103 having the transmission range of cyan and magenta is rotating at 1/60 second, the time allocated to each of cyan and magenta is about 8 msec. The color changes.
【0078】このうちこの2つの色光に共通するBに対
しては、回転カラーフィルター103の回転に関係なく
PBS109を透過し、反射型液晶表示素子110−2
に入射する。Of these, B, which is common to the two color lights, passes through the PBS 109 regardless of the rotation of the rotating color filter 103, and the reflective liquid crystal display element 110-2.
Incident on.
【0079】一方、シアン,マゼンタからBの光がぬけ
るとR,Gの光となる。このR,G光は、上記スピード
で順次切り替わり反射型液晶表示素子110−1に入射
する。On the other hand, when the light of B escapes from cyan and magenta, the light becomes R and G light. The R and G lights are sequentially switched at the above-mentioned speed and are incident on the reflective liquid crystal display element 110-1.
【0080】よって、回転カラーフィルター103一周
で、R,G,Bの光が反射型液晶表示素子110で変調
されることになる。Thus, the R, G, and B lights are modulated by the reflection type liquid crystal display element 110 in one round of the rotating color filter 103.
【0081】本実施形態2例でも、回転カラーフィルタ
ー103を1/60秒で回転させたが、2倍速やそれ以
上の速度にしてもかまわない。この時、回転カラーフィ
ルター103の回転速度を上げる変わりに、図6に示す
ように、カラーフィルターの分割数を多くしても同様の
効果が得られる。In the second embodiment as well, the rotating color filter 103 is rotated at 1/60 second, but may be at a double speed or higher. At this time, the same effect can be obtained by increasing the number of divisions of the color filter as shown in FIG. 6 instead of increasing the rotation speed of the rotating color filter 103.
【0082】PBS109と投影レンズ111の間に
は、偏光制御素子112と偏光板113が配置されてい
る。A polarization control element 112 and a polarizing plate 113 are arranged between the PBS 109 and the projection lens 111.
【0083】偏光制御素子112は、偏光制御素子10
8と同様のものを用い、Bの光のみの偏光方向を回転
し、R,G,Bの偏光方向を揃える働きを持つ。The polarization control element 112 is
8 has the function of rotating the polarization direction of only B light and aligning the polarization directions of R, G and B.
【0084】偏光板113は、偏光制御素子112から
の光のうちPBS109で本来カットされる光の漏れ光
をカットし、C.R.を向上させる。The polarizing plate 113 cuts out light leaked from the light from the polarization control element 112, which is originally cut off by the PBS 109. R. Improve.
【0085】波長規制手段を除いたここまでの構成およ
びその効果は実施形態1と同じである。The configuration up to this point except for the wavelength regulating means and its effects are the same as those of the first embodiment.
【0086】さらに、この構成のままでは、偏光制御素
子108、112の特性が図3に示すような特性である
ために、色の境界領域(図3におけるハッチング領域)
はさまざまな偏光方向が存在することになり、その領域
の波長の光はPBS109によって光路を選択すること
ができないので、色純度の低下に繋がるのは実施形態1
と同じであることはもちろんである。Further, in the case of this configuration, since the characteristics of the polarization control elements 108 and 112 are as shown in FIG. 3, a color boundary region (a hatched region in FIG. 3).
Since there are various polarization directions, the light of the wavelength in that region cannot be selected in the optical path by the PBS 109, so that the color purity is reduced in the first embodiment.
Of course, it is the same as
【0087】しかし、現実には色の境界領域(図3にお
けるハッチング領域)以外でも若干本来の偏光方向でな
い光が透過する。(図3におけるリップル部分)。However, in reality, light that is slightly out of the original polarization direction is transmitted outside the color boundary area (hatched area in FIG. 3). (Ripple portion in FIG. 3).
【0088】そのリップル部分の光はPBS109によ
って、本来の光路を選択しないのでこの光も色純度の低
下に繋がる。The light of the ripple portion does not select the original light path by the PBS 109, so that this light also leads to a decrease in color purity.
【0089】また、黒表示において、リップル部分の光
が反射型液晶表示素子110で反射した後、PBS10
9の消光比に応じて若干の光量が偏光制御素子112に
入射し、実施形態1と同じく完全にその光をカットする
ことができずにコントラスト比の低下にも繋がる。Further, in the black display, after the light of the ripple portion is reflected by the reflection type liquid crystal display element 110, the PBS 10
A small amount of light is incident on the polarization control element 112 in accordance with the extinction ratio of No. 9 and the light cannot be cut completely as in the first embodiment, leading to a decrease in the contrast ratio.
【0090】したがって実施形態1のような波長規制手
段の代わりに、図9のような透過率特性を持つカラーフ
ィルター801を反射型液晶表示素子110−1の直前
に、図10のような透過率特性を持つカラーフィルター
802を反射型液晶表示素子110-2の直前に挿入す
ることにより、本来反射型液晶表示素子を照射しない波
長域の光はカットされるので、色純度の良いコントラス
ト比の高い画像が得られた。Therefore, instead of the wavelength regulating means as in the first embodiment, a color filter 801 having transmittance characteristics as shown in FIG. 9 is provided immediately before the reflection type liquid crystal display element 110-1 as shown in FIG. By inserting the color filter 802 having characteristics right before the reflection type liquid crystal display element 110-2, light in a wavelength range which is not irradiating the reflection type liquid crystal display element is cut off. An image was obtained.
【0091】また、挿入するカラーフィルターが本実施
形態2のように2枚であれば確実に色純度を向上可能で
あるが、カラーフィルターが1枚だけの場合はどちらの
反射型液晶表示素子の前に挿入してもよい。Further, when two color filters are inserted as in the second embodiment, the color purity can be surely improved. However, when only one color filter is used, either of the reflection type liquid crystal display elements can be used. It may be inserted before.
【0092】ただし、1色の光だけが照射される反射型
液晶表示素子に対しては、2色分の本来照射されるべき
でない光が照射されるので、1枚の場合は1色の光だけ
が照射される反射型液晶表示素子の前に挿入した方が効
果が高く、本実施形態2では反射型液晶表示素子110
−2の前だけにカラーフィルターを挿入し、もう一方だ
けに挿入する場合に比べて約1.8倍の効果があった。However, a reflection type liquid crystal display element to which only one color of light is irradiated is irradiated with two colors of light which should not be irradiated. It is more effective to insert the reflection type liquid crystal display device in front of the reflection type liquid crystal display device to which only the reflection type liquid crystal display device 110 is irradiated.
The effect was about 1.8 times that of the case where the color filter was inserted only before -2 and only the other was inserted.
【0093】実施形態1と組み合わせると、なお確実な
色純度の向上とコントラスト比の向上が得られた。When combined with the first embodiment, the color purity and the contrast ratio were surely improved.
【0094】[0094]
【発明の効果】以上のように本発明によれば、異なる色
光のカラーフィルターと特定の波長域の光の偏光方向の
み回転させる偏光制御手段を組み合わせて使用すること
により、反射型画像表示素子で、常にR,G,Bのうち
2色の光を利用できるため、従来の単板式フィールドシ
ーケンシャルを用いた方式と比べ、サイズや価格を大幅
にアップすることなく、飛躍的に明るさをアップするこ
とができる。As described above, according to the present invention, a reflection type image display device can be realized by using a combination of a color filter of different color light and a polarization control means for rotating only the polarization direction of light in a specific wavelength range. Since light of two colors among R, G, and B can always be used, the brightness is dramatically increased without significantly increasing the size and price as compared with the conventional method using a single-plate type field sequential. be able to.
【0095】また、回転カラーフィルターでの色光の選
択領域を調整することにより、他の性能を低下させるこ
となく、スクリーン入射光のホワイトバランスの調整や
明るさアップを行うことができる。Further, by adjusting the selection area of the color light in the rotary color filter, it is possible to adjust the white balance of the incident light on the screen and increase the brightness without deteriorating other performances.
【0096】さらに、トリミングフィルターやカラーフ
ィルターを挿入することにより、偏光制御手段の光学特
性による偏光の回転が不十分な点を補うことができ色純
度とコントラスト比を向上させることができる。Further, by inserting a trimming filter or a color filter, it is possible to compensate for insufficient rotation of polarized light due to the optical characteristics of the polarization control means, thereby improving color purity and contrast ratio.
【図1】本発明の実施形態1に係る投影型カラー画像表
示装置の模式図である。FIG. 1 is a schematic diagram of a projection type color image display device according to a first embodiment of the present invention.
【図2】回転カラーフィルターの説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram of a rotating color filter.
【図3】実施形態1で用いた偏光制御素子の分光特性で
ある。FIG. 3 shows spectral characteristics of the polarization control element used in the first embodiment.
【図4】偏光制御素子の分光特性測定に用いた光学系で
ある。FIG. 4 shows an optical system used for measuring spectral characteristics of a polarization control element.
【図5】偏光制御素子の機能の説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram of functions of a polarization control element.
【図6】別の回転カラーフィルターの説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram of another rotating color filter.
【図7】トリミングフィルターの光学特性の説明図であ
る。FIG. 7 is an explanatory diagram of optical characteristics of a trimming filter.
【図8】本発明の実施形態2に係る投影型カラー画像表
示装置の模式図である。FIG. 8 is a schematic diagram of a projection type color image display device according to a second embodiment of the present invention.
【図9】カラーフィルターの光学特性の説明図である。FIG. 9 is an explanatory diagram of optical characteristics of a color filter.
【図10】カラーフィルターの光学特性の説明図であ
る。FIG. 10 is an explanatory diagram of optical characteristics of a color filter.
【図11】透過型液晶表示素子の画素部の説明図であ
る。FIG. 11 is an explanatory diagram of a pixel portion of a transmissive liquid crystal display element.
【図12】反射型液晶表示素子の説明図である。FIG. 12 is an explanatory diagram of a reflective liquid crystal display device.
【図13】反射型液晶表示素子を用いた3板式液晶プロ
ジェクションの説明図である。FIG. 13 is an explanatory diagram of a three-panel type liquid crystal projection using a reflective liquid crystal display element.
【図14】回転カラーフィルターの説明図である。FIG. 14 is an explanatory diagram of a rotating color filter.
101 光源 102 楕円鏡 103 回転カラーフィルター 104 ガラスロッド 105 照明レンズ 106 フィールドレンズ 107 偏光板 108 偏光制御素子 109 PBS 110 反射型液晶表示素子 111 投影レンズ 112 偏光制御素子 113 偏光板 1501 TFT 1502 ブラックマトリックス 1503 ゲートバスライン 1504 ソースバスライン 1601 反射電極 1701 光源 1702 PBS 1703 クロスダイクロイックミラー 1704 反射型液晶表示素子 1705 投影レンズ DESCRIPTION OF SYMBOLS 101 Light source 102 Elliptic mirror 103 Rotating color filter 104 Glass rod 105 Illumination lens 106 Field lens 107 Polarizer 108 Polarization control element 109 PBS 110 Reflective liquid crystal display element 111 Projection lens 112 Polarization control element 113 Polarizer 1501 TFT 1502 Black matrix 1503 Gate Bus line 1504 source bus line 1601 reflective electrode 1701 light source 1702 PBS 1703 cross dichroic mirror 1704 reflective liquid crystal display element 1705 projection lens
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2H088 EA12 EA44 MA05 MA06 MA10 2H091 FA14Z LA15 LA16 5C060 BA03 BA09 BC03 EA00 GA01 GB02 GB06 HC00 HC17 HC25 JA11 JB06 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 2H088 EA12 EA44 MA05 MA06 MA10 2H091 FA14Z LA15 LA16 5C060 BA03 BA09 BC03 EA00 GA01 GB02 GB06 HC00 HC17 HC25 JA11 JB06
Claims (5)
色の光を2つの色光のグループに分け、該2つのグルー
プの色光を時分割で順次切替えると共に、該光源からの
赤、緑、青の3原色の光のうち、2色を他の1色と偏光
方向を異ならせて照射する機能を有する照明手段と、該
光源からの光を偏光方向によって分離する光分離手段
と、該光分離手段で分離された光を変調する複数枚の反
射型画像表示素子と、該反射型画像表示素子で変調され
た光を投影する投影手段とを有し、光路上に少なくとも
1枚の波長規制手段が挿入されていることを特徴とする
画像表示装置。1. A light source and light of three primary colors of red, green, and blue from the light source are divided into two color light groups, and the color light of the two groups is sequentially switched in a time division manner. Illuminating means having a function of irradiating two colors of light of three primary colors, green and blue, with different polarization directions from the other color, and a light separating means for separating light from the light source according to the polarization direction. A plurality of reflective image display elements for modulating the light separated by the light separating means, and a projecting means for projecting the light modulated by the reflective image display element, and at least one reflective image display element on an optical path. An image display device, wherein the wavelength regulating means is inserted.
赤、緑、青の3原色の光のうちの2色を含む異なる2つ
のグループの色光を、順次切り替えて選択する機能を有
する色切替え手段と、該異なる2つのグループの色光に
共通する色、または、それ以外の2色の光の偏光方向を
変換させる機能を有する偏光制御手段を含んでいること
を特徴とする請求項1記載の画像表示装置。2. A color switch having a function of sequentially switching and selecting two different groups of color lights including two colors of the three primary colors of red, green and blue contained in the light source. 2. The apparatus according to claim 1, further comprising means for controlling the polarization direction of the light of the two different colors or a color common to the two different groups of color lights. Image display device.
少なくとも1枚の前記反射型画像表示素子の間に配置さ
れ、該反射型画像表示素子で表示を行う波長域の光を透
過させることを特徴とする請求項1、2記載の画像表示
装置。3. The wavelength regulating means is disposed between the light separating means and at least one of the reflection type image display devices, and transmits light in a wavelength range to be displayed by the reflection type image display device. 3. The image display device according to claim 1, wherein:
該異なる2つのグループの色光に共通する色の光が入射
する前記反射型画像表示装置との間に配置され、該共通
する色の波長域の光を透過させることを特徴とする請求
項1、2、3記載の画像表示装置。4. The wavelength control means is disposed between the light separating means and the reflection type image display device on which light of a color common to the two different groups of color light is incident, and the wavelength control means has a common color. 4. The image display device according to claim 1, wherein light in a wavelength range is transmitted.
れ、前記偏光制御手段で偏光方向が変換される光と、そ
れ以外の光の波長との境界の波長域の光をカットするこ
とを特徴とする請求項1、2記載の画像表示装置。5. The wavelength regulating unit is disposed on an optical path, and cuts light in a wavelength region at a boundary between light whose polarization direction is converted by the polarization control unit and wavelengths of other light. 3. The image display device according to claim 1, wherein:
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