JP2001005124A - Picture display device - Google Patents
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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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| EP1220549A3 (en) * | 2000-12-28 | 2003-08-20 | Lg Electronics Inc. | Projector |
| KR100451733B1 (en) * | 2000-12-28 | 2004-10-08 | 엘지전자 주식회사 | Image Projector |
-
1999
- 1999-06-18 JP JP17247499A patent/JP3571582B2/en not_active Expired - Fee Related
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