JP2009145911A

JP2009145911A - Projection display device and rear-projection display device using the same

Info

Publication number: JP2009145911A
Application number: JP2009077979A
Authority: JP
Inventors: Koji Hirata; 浩二平田; Masahiko Tanitsu; 雅彦谷津
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2009-03-27
Filing date: 2009-03-27
Publication date: 2009-07-02
Anticipated expiration: 2023-07-18
Also published as: JP4811488B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To achieve high image quality and high reliability in a projection display device. <P>SOLUTION: In the display device, color purity is improved by cutting a yellow component from red and green ones, and also the balance of light energy of three colors is made well by inserting a reflection attenuation filter which reflects light in a green optical path. Furthermore, an optical phase difference compensating plate is provided in the green optical path so as to improve contrast performance, and simultaneously two optical parts to which ultraviolet reflection coating is applied are arranged in a blue optical path and an ultraviolet absorbing filter is provided on the incident side of a blue liquid crystal panel in order to prolong the life of an image display device. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は画像を投影する投写型映像表示装置に関する。 The present invention relates to a projection display apparatus that projects an image.

マトリクス状に配置された画素を有する液晶パネル等の映像表示素子に、光源
からの光を当て、映像信号に合わせて各画素に光強度を変調させることにより生
成された画像を投写レンズ等の拡大手段を用いてスクリーン上に拡大投写する投
写型映像表示装置が知られている。 Applying light from a light source to an image display element such as a liquid crystal panel having pixels arranged in a matrix, and modulating the light intensity of each pixel according to the image signal expands the projection lens, etc. 2. Description of the Related Art A projection display apparatus that enlarges and projects on a screen using means is known.

これらの投写型映像表示装置は、従来パソコンなどの画像をスクリーンに投写
してプレゼンテーションを行う等業務用の用途が主たる目的であったため、明る
い部屋でも鮮明に画像が投影できるように、高出力の光源や高効率な照明光学系
が開発され、明るさ重視の設計となっていた。 These projection-type video display devices have been mainly used for business purposes such as projecting images from a personal computer or the like onto a screen for presentations, so high-output images can be projected clearly even in a bright room. Light sources and high-efficiency illumination optical systems were developed, and the design was focused on brightness.

一方、この光学ユニットをキャビネット内に配置し、所定位置に配置した透過
型スクリーンの背面より画像を投影する背面投写型映像表示装置が市場に出回り
初めている。この背面投写型映像表示装置は、テレビ画像やビデオ画像などの映
像を楽しむホームシアター用途として一般家庭で使用されるため、従来の明るさ
重視の設計に対して、色純度、色再現性、コントラスト性能等に優れかつ、長寿
命な製品が求められるようになってきた。 On the other hand, rear projection type video display devices in which this optical unit is disposed in a cabinet and an image is projected from the rear surface of a transmissive screen disposed at a predetermined position have begun to appear on the market. This rear-projection video display device is used in general homes as a home theater application for enjoying images such as TV images and video images. Therefore, color purity, color reproducibility, and contrast performance are compared to conventional brightness-oriented designs. Etc. and products having a long service life have been demanded.

色純度が優れた投写型映像表示装置としては下記特許文献１に記載されたもの
がある。一方、コントラストの高い投写型映像表示装置としては、下記特許文献
２に記載されているものがある。 As a projection-type image display device having excellent color purity, there is one described in Patent Document 1 below. On the other hand, as a high-contrast projection display apparatus, there is one described in Patent Document 2 below.

特開２００１−９２４１９号公報JP 2001-92419 A 特開２００２−１３１７５０号公報JP 2002-131750 A

上記特許文献１に記載されている投写型映像表示装置は、波長５７０〜５９０
ｎｍの黄色成分が赤色光束Ｒ，緑色光束Ｇに入らないようにして、各色の色純度
を向上させたものであるが、最終的に映像表示素子により変調された、赤色映像
光Ｒｉ，緑色映像光Ｇｉ，青色映像光Ｂｉを合成する場合の色バランスに関して
考慮されていない。特に、赤色映像光Ｒｉ，緑色映像光Ｇｉ，青色映像光Ｂｉを
合成して得られる白色表示映像の色度は、色度座標上で黒体軌跡から垂直方向に
離れたでｙ値が高い緑色がかった白色となってしまうという問題がある。 The projection display apparatus described in Patent Document 1 has a wavelength of 570 to 590.
The color purity of each color is improved by preventing the yellow component of nm from entering the red light beam R and the green light beam G, but the red image light Ri and the green image finally modulated by the image display element. No consideration is given to the color balance when combining the light Gi and the blue image light Bi. In particular, the chromaticity of the white display image obtained by combining the red image light Ri, the green image light Gi, and the blue image light Bi is green with a high y value as it is away from the black body locus in the vertical direction on the chromaticity coordinates. There is a problem that it becomes a greasy white.

更に、近年はブラウン管式のテレビジョン同様に色温度が９８００°ｋ以上の
青みがかった白色が好まれるようになってきているが、上記特許文献１に記載さ
れた投写型映像表示装置においては白色の色温度を高くする技術内容が開示され
ていないばかりか白色表示の色温度を高くする必要性については示唆されてもい
ない。 Furthermore, in recent years, bluish white having a color temperature of 9800 ° k or higher has come to be preferred as in the case of a CRT type television. However, in the projection type video display device described in Patent Document 1, a white color is preferred. The technical content for increasing the color temperature is not disclosed, and the necessity for increasing the color temperature of the white display is not suggested.

一方、上記特許文献２に記載されている投写型映像表示装置は、Ｒ，Ｇ，Ｂそ
れぞれの映像表示素子と入射側偏光板の間に、光学位相差補償板を配置してコン
トラストを向上させたものであるが、色再現性や白色の色温度に関して考慮され
ていない。また、光学位相差補償板を配置したことにより、コントラスト性能は
向上するが、黒表示時の色むらが発生してしまうという問題がある。 On the other hand, the projection-type image display device described in Patent Document 2 has an improved contrast by arranging an optical phase difference compensation plate between each of the R, G, and B image display elements and the incident-side polarizing plate. However, no consideration is given to color reproducibility or white color temperature. In addition, although the contrast performance is improved by arranging the optical phase difference compensation plate, there is a problem that color unevenness during black display occurs.

さらに、上記特許文献１及び特許文献２に記載の投写型映像表示装置において
は、映像表示素子である液晶パネルの長寿命化に関する技術的な記載は一切なさ
れていない。 Furthermore, in the projection type video display devices described in Patent Document 1 and Patent Document 2, there is no technical description about extending the life of the liquid crystal panel as the video display element.

本発明の目的は、上記した課題を鑑みて成されたものであり、その目的は、高
画質な投写型映像表示装置を提供することである。 The object of the present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a high-quality projection display apparatus.

上記課題の内、赤色映像光と緑色映像光の色純度を良くするための解決手段と
して、照明系に設けた２枚のダイクロイックミラーの特性と、偏光板を保持する
部材に設けられたトリミングフィルタの特性により、黄色成分が赤色及び緑色に
対応した液晶パネルに入射しないようにする。 Among the above problems, as means for improving the color purity of the red video light and the green video light, the characteristics of the two dichroic mirrors provided in the illumination system and the trimming filter provided in the member holding the polarizing plate Therefore, the yellow component is prevented from entering the liquid crystal panel corresponding to red and green.

また、３色混合した場合に得られる白色は色温度が高く色度座標上において黒
体軌跡からＹ軸方向に３０ＭＰＣＤ以上離れないようにするための解決手段とし
て、緑色の光路に約４０％以上の光を反射させる反射型減衰フィルタを挿入して
３色の光エネルギーバランスを良くする。 In addition, the white color obtained when the three colors are mixed has a high color temperature, and about 40% or more in the green optical path is a solution for preventing the separation from the black body locus by 30 MPCD or more in the Y-axis direction on the chromaticity coordinates. A reflection-type attenuation filter that reflects the light is inserted to improve the light energy balance of the three colors.

更に、セットのコントラスト性能を最小のコストＵＰで実現する解決手段とし
て、比視感度の最も高い緑色光束の光路中に光学位相差補償板を設ける。 Further, as a solution for realizing the contrast performance of the set at the minimum cost UP, an optical phase difference compensator is provided in the optical path of the green luminous flux having the highest specific visibility.

また、映像表示素子の長寿命化を実現するための解決手段として（１）紫外線
を除去する紫外線反射コーティングを施した光学部品を光源から青色光束に対応
した液晶パネルまでの間に２個配置するとともに、青色液晶パネルの入射側に紫
外線吸収フィルタを設ける。（２）前述した緑色の光路に約４０％以上の光を反
射させる反射型減衰フィルタを挿入して液晶パネルの温度上昇そのものを低減す
る。 Further, as means for realizing a longer life of the image display element, (1) two optical components provided with an ultraviolet reflection coating for removing ultraviolet rays are arranged between the light source and the liquid crystal panel corresponding to the blue luminous flux. In addition, an ultraviolet absorption filter is provided on the incident side of the blue liquid crystal panel. (2) A reflection-type attenuation filter that reflects about 40% or more of light is inserted into the green light path described above to reduce the temperature rise of the liquid crystal panel itself.

以上説明したように、本願発明により、高画質な投写型表示装置が可能となる
。 As described above, the invention of the present application enables a high-quality projection display device.

映像表示素子として液晶パネルを用いた、本発明の投写型映像表示装置の光学ユニット部の構成図である。It is a block diagram of the optical unit part of the projection type video display apparatus of this invention which used the liquid crystal panel as a video display element. 背面投射型映像表示装置の側面図である。It is a side view of a rear projection type image display device. 背面投射型映像表示装置の正面図である。It is a front view of a rear projection type image display device. 前面投写型映像表示装置に適用した場合の実施例を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed the Example at the time of applying to a front projection type video display apparatus. 本願発明の実施例に示した白色光源としての超高圧水銀ランプの分光エネルギーである。It is the spectral energy of the super high pressure mercury lamp as a white light source shown in the Example of this invention. 比視感度特性である。It is a specific visibility characteristic. 本願発明の実施例に示したダイクロイックフィルタの特性図である。It is a characteristic view of the dichroic filter shown in the Example of this invention. 本願発明の実施例に示したダイクロイックフィルタの特性図である。It is a characteristic view of the dichroic filter shown in the Example of this invention. 本願発明の実施例に示したダイクロイックフィルタの特性図である。It is a characteristic view of the dichroic filter shown in the Example of this invention. 本願発明の実施例に示したダイクロイックフィルタの特性図である。It is a characteristic view of the dichroic filter shown in the Example of this invention. ＣＩＥ（国際照明学会）１９３１のｘｙ色度図上に示したＮＴＳＣの色再現範囲である。This is the color reproduction range of NTSC shown on the xy chromaticity diagram of CIE (International Lighting Association) 1931. 黒体軌跡である。It is a black body locus. 本願発明の実施例に示したＵＶフィルタの特性図である。It is a characteristic view of the UV filter shown in the Example of this invention.

以下、本発明の実施形態の一例について図面を用いて説明する。なお、全図に
おいて、共通な機能を有する部分には同一な符号を付して示し、一度説明したも
のについては重複した説明を省略する。 Hereinafter, an example of an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In all the drawings, parts having common functions are denoted by the same reference numerals, and redundant description of parts that have been described once is omitted.

図１は本発明の投写型映像表示装置における、映像表示素子として液晶パネル
を用いた場合の光学ユニット部の構成図である。なお、光学ユニットは、光源か
らの光を液晶パネルで映像信号に合わせて光の濃淡に変える光強度変調（空間光
変調ともいう）をして生成された画像を投写レンズで拡大投写するものである。 FIG. 1 is a configuration diagram of an optical unit section in a case where a liquid crystal panel is used as an image display element in the projection display apparatus of the present invention. The optical unit enlarges and projects an image generated by light intensity modulation (also referred to as spatial light modulation) that changes the light from the light source to light and shade according to the video signal on the liquid crystal panel. is there.

図１において、１は白色光源、２は光学ユニットの光軸、３、４はインテグレ
ータ機能を持つ第１レンズアレイ、第２レンズアレイである。５は所定の方向に
偏光を揃える偏光変換素子、６は集光レンズ、７は赤色光束が反射し緑青色光束
が透過するダイクロイックミラー、８は緑色光束が反射し青色光束が透過するダ
イクロイックミラー、９は赤色光用ミラー、１０，１１は青色光用ミラー、１２
Ｒ，１２Ｇはコンデンサレンズ、１３１は第１リレーレンズ、１３２は第２リレ
ーレンズ、１３３は第３リレーレンズ、１４はＩＲ（赤外線）反射フィルタ、１
５はＵＶ（紫外線）吸収フィルタ、１６は反射型減衰フィルタ、１７は光学位相
差補償板、１８Ｒ，１８Ｇ，１８Ｂは入射側偏光板，１９Ｒ，１９Ｇ，１９Ｂは
各色に対応した液晶パネル、２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂは出射側偏光板、２１は合
成プリズム、２２は投写レンズを示している。 In FIG. 1, 1 is a white light source, 2 is an optical axis of the optical unit, and 3 and 4 are a first lens array and a second lens array having an integrator function. 5 is a polarization conversion element that aligns polarized light in a predetermined direction, 6 is a condenser lens, 7 is a dichroic mirror that reflects a red light beam and transmits a green-blue light beam, 8 is a dichroic mirror that reflects a green light beam and transmits a blue light beam, 9 is a mirror for red light, 10 and 11 are mirrors for blue light, 12
R and 12G are condenser lenses, 131 is a first relay lens, 132 is a second relay lens, 133 is a third relay lens, 14 is an IR (infrared) reflection filter, 1
5 is a UV (ultraviolet) absorption filter, 16 is a reflection type attenuation filter, 17 is an optical phase difference compensator, 18R, 18G, and 18B are incident side polarizing plates, 19R, 19G, and 19B are liquid crystal panels corresponding to the respective colors, 20R, Reference numerals 20G and 20B denote exit-side polarizing plates, 21 denotes a synthesis prism, and 22 denotes a projection lens.

白色光源１より出射した光束は第１レンズアレイ３へと出射される。この第１
レンズアレイ３はマトリックス状に複数のレンズセルが配列されており、入射し
た光束を複数の光束に分割して、効率よく第２レンズアレイ４、偏光変換素子５
を通過させるように導く。第２レンズアレイ４は第１レンズアレイ３と同様にマ
トリックス状に複数のレンズセルが配列されており、構成するレンズセルそれぞ
れが、対応する第１レンズアレイ３の各レンズセルの投影像を集光レンズ６、及
びコンデンサレンズ１２Ｒ、１２Ｇ、第１リレーレンズ１３１、第２リレーレン
ズ１３２、第３リレーレンズ１３３により各液晶パネル１９Ｒ、１９Ｇ、１９Ｂ
上に重ね合わせる。この時、集光レンズ６を出射した白色光は、赤反射緑青透過
ダイクロイックミラー７において、Ｒ光の成分は反射し、赤色光用ミラー９を経
て、液晶パネル１９Ｒに入射する。赤反射緑青透過ダイクロイックミラー７にお
いて、透過したＧＢ光の成分は、緑反射青透過ダイクロイックミラー８に入射す
る。ここで、Ｇ光の成分は反射し液晶パネル１９Ｇに入射する。緑反射青透過ダ
イクロイックミラー８を透過したＢ光の成分は青色光用ミラー１０，１１を経て
液晶パネル１９Ｂに入射する。液晶パネル１９Ｒ，１９Ｇ，１９Ｂの入射側に配
置されている入射側偏光板１８Ｒ，１８Ｇ，１８Ｂは透明基材であるガラス基板
に偏光フィルムが貼り付けられた構成である。さらに、赤用入射側偏光板１８Ｒ
と緑用入射側偏光板１８Ｇのガラス基板は、ダイクロイックフィルターとするこ
とで後述するトリミングフィルタとしての機能を兼ねている。 The light beam emitted from the white light source 1 is emitted to the first lens array 3. This first
The lens array 3 has a plurality of lens cells arranged in a matrix, and divides an incident light beam into a plurality of light beams, thereby efficiently making the second lens array 4 and the polarization conversion element 5.
Lead to pass through. Similar to the first lens array 3, the second lens array 4 has a plurality of lens cells arranged in a matrix, and each of the constituent lens cells collects a projection image of each lens cell of the corresponding first lens array 3. Each of the liquid crystal panels 19R, 19G, and 19B is constituted by the optical lens 6, the condenser lenses 12R and 12G, the first relay lens 131, the second relay lens 132, and the third relay lens 133.
Overlay on top. At this time, the white light emitted from the condenser lens 6 is reflected by the red reflecting green / blue transmissive dichroic mirror 7 and is incident on the liquid crystal panel 19R via the red light mirror 9. In the red reflection green / blue transmission dichroic mirror 7, the transmitted GB light component is incident on the green reflection / blue transmission dichroic mirror 8. Here, the component of G light is reflected and enters the liquid crystal panel 19G. The component of B light transmitted through the green reflecting blue transmitting dichroic mirror 8 is incident on the liquid crystal panel 19B through the blue light mirrors 10 and 11. The incident-side polarizing plates 18R, 18G, and 18B arranged on the incident side of the liquid crystal panels 19R, 19G, and 19B have a configuration in which a polarizing film is attached to a glass substrate that is a transparent substrate. Further, the red incident side polarizing plate 18R.
The glass substrate of the green incident side polarizing plate 18G also functions as a trimming filter, which will be described later, by using a dichroic filter.

各液晶パネル１９Ｒ、１９Ｇ、１９Ｂは映像信号駆動回路（図示しない）によ
り液晶パネルの各画素に対応する透明電極に印加する電圧を制御することで、偏
光の捩れ量を変化させる。このため、各画素ごとに出射側偏光板を透過する光量
を制御することが可能となり、画素ごとに濃淡を変える光強度変調を行うことで
光学像を形成する。 Each of the liquid crystal panels 19R, 19G, and 19B controls the voltage applied to the transparent electrode corresponding to each pixel of the liquid crystal panel by a video signal driving circuit (not shown), thereby changing the twist amount of the polarization. For this reason, it becomes possible to control the light quantity which permeate | transmits the output side polarizing plate for every pixel, and forms an optical image by performing the light intensity modulation which changes lightness for every pixel.

この結果得られた液晶パネル１９Ｒ、１９Ｇ、１９Ｂ上の光学像は、合成プリ
ズム２１によって色合成され、投写レンズ２２によって図示せぬスクリーン上へ
と投写され、大画面映像を得ることができる。 The resulting optical images on the liquid crystal panels 19R, 19G, and 19B are color-synthesized by the synthesizing prism 21 and projected onto a screen (not shown) by the projection lens 22 to obtain a large screen image.

また、第１リレーレンズ１３１、第２リレーレンズ１３２、第３リレーレンズ
１３３は液晶パネル１９Ｒ、１９Ｇに対して液晶パネル１９Ｂの光路長が長くな
っていることを補うものである。 Further, the first relay lens 131, the second relay lens 132, and the third relay lens 133 compensate for the fact that the optical path length of the liquid crystal panel 19B is longer than the liquid crystal panels 19R and 19G.

次に、この光学ユニットの製品への適用例を説明する。図２，図３は背面投写
型映像表示装置に適用した場合の実施例で、上記光学ユニットと制御回路（図示
せぬ）を搭載した投写型映像表示装置３１をキャビネット３３内に配置し、投写
レンズから投射された画像を、光折返しミラー３２に反射させて、キャビネット
３３の前面に配置された透過型スクリーン３４の背面より映し出すものである。
また、図４は前面投写型映像表示装置に適用した場合の実施例を示したもので、
上記光学ユニットと制御回路（図示せぬ）を搭載した投写型映像表示装置３１’
の投写レンズから投射された画像を前面に配置したスクリーン３５の前面より映
し出すものである。 Next, an application example of this optical unit to a product will be described. 2 and 3 show an embodiment in which the present invention is applied to a rear projection type image display device. A projection type image display device 31 equipped with the optical unit and a control circuit (not shown) is arranged in a cabinet 33 and projected. The image projected from the lens is reflected by the light folding mirror 32 and projected from the back surface of the transmissive screen 34 disposed on the front surface of the cabinet 33.
FIG. 4 shows an embodiment when applied to a front projection type image display device.
Projection-type image display device 31 ′ equipped with the optical unit and a control circuit (not shown).
The image projected from the projection lens is projected from the front surface of the screen 35 disposed on the front surface.

前面投写型映像表示装置としては、図４に示すようにパソコンなどの画像を投
射してプレゼンテーションを行ったりするのが主流である。この場合、明るい部
屋でも画像が鮮明に映るように、性能項目のなかでは明るさが重視され、白色光
源１に２００Ｗ以上の高出力なものを採用し、照明光学系の高効率化を図ること
で２０００ｌｍ以上の光出力を達成している。白色光源１として、当初メタルハ
ライドランプを使用していたが、現在では発光効率が高い超高圧水銀ランプが使
用されている。この白色光源１より放射される波長ごとの光エネルギーは図５に
示されるようにａ点４３５（ｎｍ）〜ｂ点４６５（ｎｍ）の波長領域である青色
光のエネルギーやｃ点５３５（ｎｍ）〜ｄ点５６０（ｎｍ）の波長領域である緑
色光のエネルギーに対して、ｅ点６００（ｎｍ）〜ｆ点６３０（ｎｍ）の波長領
域である赤色光のエネルギーは１／３以下であり、図６に示す比視感度特性を考
慮しても相対的に赤色領域の光エネルギーが小さい。 As a front projection type video display device, as shown in FIG. 4, it is a mainstream to perform presentation by projecting an image of a personal computer or the like. In this case, the brightness is emphasized among the performance items so that the image is clearly displayed even in a bright room, and a white light source 1 having a high output of 200 W or more is adopted to improve the efficiency of the illumination optical system. The light output of 2000 lm or more is achieved. A metal halide lamp was initially used as the white light source 1, but now an ultra-high pressure mercury lamp with high luminous efficiency is used. The light energy for each wavelength emitted from the white light source 1 is, as shown in FIG. 5, the energy of blue light in the wavelength region from the point a 435 (nm) to the point b 465 (nm) or the point c 535 (nm). The energy of the red light that is the wavelength region of the e point 600 (nm) to the f point 630 (nm) is 1/3 or less of the energy of the green light that is the wavelength region of the ˜d point 560 (nm), The light energy in the red region is relatively small even in consideration of the specific visibility characteristic shown in FIG.

このため、ｄ点５６５（ｎｍ）〜ｅ点６００（ｎｍ）の波長領域である黄色か
ら朱色の光を緑色光や赤色光に混ぜることにより白色光源１からの光を全て使っ
て、明るさ性能を得ていた。この結果、緑色は黄緑色になり、赤色はオレンジ色
になってしまい、色純度が良くないという欠点がある。 Therefore, brightness performance is achieved by using all the light from the white light source 1 by mixing yellow to vermilion light in the wavelength region of the d point 565 (nm) to the e point 600 (nm) with green light or red light. Was getting. As a result, the green color becomes yellowish green and the red color becomes orange, which has the disadvantage of poor color purity.

超高圧水銀ランプのほかに、白色光源としては前述したメタルハロイドランプ
、キセノンランプがある。これらのランプの分光エネルギー特性にも同様に５６
５（ｎｍ）〜６００（ｎｍ）の波長領域である黄色やオレンジ色の光成分が存在
するのでこれらを白色光源として使用する場合においても色純度向上のためには
以下に記載する技術手段が有効となる。 In addition to the ultra high pressure mercury lamp, the white light source includes the above-described metal halide lamp and xenon lamp. The spectral energy characteristics of these lamps are similarly 56.
Since there are yellow and orange light components in the wavelength range of 5 (nm) to 600 (nm), the following technical means are effective for improving the color purity even when these are used as white light sources. It becomes.

これに対し、図３，図４のような背面投写型表示装置として使用する場合は、
光出力が５００ｌｍ以下でも透過型スクリーンのスクリーンゲインを有効活用す
ることで十分明るい映像を得ることができる。一方、テレビ用途として一般家庭
で使用されるため、色純度、色再現性、コントラスト性能の向上はもとより、表
示装置そのものの長寿命化が求められることになる。 On the other hand, when used as a rear projection display device as shown in FIGS.
Even when the light output is 500 lm or less, a sufficiently bright image can be obtained by effectively utilizing the screen gain of the transmission screen. On the other hand, since it is used in general households as a television application, not only improvement in color purity, color reproducibility, and contrast performance, but also a longer life of the display device itself is required.

次に本願発明の実施例において得られる画像の色純度向上のための具体的な実
現手段に関して以下説明する。 Next, specific means for improving the color purity of the image obtained in the embodiment of the present invention will be described below.

赤色の色純度を向上させるために、本願発明では光路に配置された赤反射緑青
透過ダイクロイックミラー７と入射側偏光板１８Ｒを貼り付けている透明基材に
設けたトリミングフィルタの特性を図７及び図８に示すように最適化する。具体
的には図７に示すように赤反射緑青透過ダイクロイックミラー７の透過率が５０
％となる波長（以下半値波長と記載する）を５８０ｎｍ近傍とし急峻な特性とし
ている。すなわち、白色光源１から放射された白色光束のうち赤色光束が反射し
、緑色光束・青色光束(シアン光束)が透過するようになっている。赤反射緑青透
過ダイクロイックミラー７を反射する赤色光束には、図７に示すように５９０ｎ
ｍ以下の黄色成分が含まれる。本願発明では白色光源１として超高圧水銀ランプ
を使用するために照射される光エネルギーは、図５に示すように５９０ｎｍより
短波長成分である黄色の光エネルギーが大きい。このためこのままでは赤色液晶
パネルに入射する光束に黄色成分が混色してオレンジ色に近い赤色となってしま
う。そこで本願発明では、黄色成分を除去し赤色映像表示素子に入射する光束の
色純度を上げるために、入射側偏光板１８Ｒを貼り付けている透明基材に設けら
れたトリミングフィルタの特性を、図８に示すように半値波長を５８０ｎｍより
長波長側とし５８７ｎｍ近傍とし急峻な特性としている。上記２枚のフィルタは
成膜時に半値波長がばらつくので上述したように２枚を巧く組合せることで、本
来白色光源１の発光スペクトルに存在する黄色成分が赤色映像表示素子である液
晶パネル１９Ｒに入射しないようにしている。 In order to improve the color purity of red, in the present invention, the characteristics of the trimming filter provided on the transparent substrate on which the red reflecting green-blue transmitting dichroic mirror 7 and the incident side polarizing plate 18R arranged in the optical path are attached are shown in FIG. Optimization is performed as shown in FIG. Specifically, as shown in FIG. 7, the transmittance of the red reflecting green-blue transmitting dichroic mirror 7 is 50.
% Wavelength (hereinafter referred to as half-value wavelength) is near 580 nm with steep characteristics. That is, a red light beam of the white light beam emitted from the white light source 1 is reflected, and a green light beam and a blue light beam (cyan light beam) are transmitted. As shown in FIG. 7, the red light beam reflected by the red reflecting green / blue transmitting dichroic mirror 7 has a wavelength of 590n.
m or less yellow component is included. In the present invention, the light energy irradiated to use the ultra-high pressure mercury lamp as the white light source 1 is large in yellow light energy, which is a shorter wavelength component than 590 nm, as shown in FIG. For this reason, in this state, the yellow component is mixed with the light beam incident on the red liquid crystal panel, resulting in a red color close to orange. Therefore, in the present invention, in order to remove the yellow component and increase the color purity of the light beam incident on the red image display element, the characteristics of the trimming filter provided on the transparent base material to which the incident side polarizing plate 18R is attached are shown in FIG. As shown in FIG. 8, the half-value wavelength is longer than 580 nm and near 587 nm, which is a steep characteristic. Since the two filters have different half-value wavelengths during film formation, the liquid crystal panel 19R in which the yellow component originally present in the emission spectrum of the white light source 1 is a red image display element by skillfully combining the two filters as described above. So as not to enter.

同様に、緑色光束の色純度を向上させるため本願発明においては、照明光路に
配置された赤反射緑青透過ダイクロイックミラー７と、緑反射青透過ダイクロイ
ックミラー８と、入射側偏光板１８Ｇを貼り付けた透明基材に設けたトリミング
フィルタの特性を最適化した。具体的に取り得る緑反射青透過ダイクロイックミ
ラー８と、入射側偏光板１８Ｇに設けられたトリミングフィルタの透過率特性を
図９，図１０に示す。赤反射緑青透過ダイクロイックミラー７を透過したシアン
光束は緑反射青透過ダイクロイックミラー８により、緑色光束が反射し、青色光
束が透過する。緑反射青透過ダイクロイックミラー８の半値波長を図９に示すよ
うに５１５ｎｍ近傍としている。ここで、緑反射青透過ダイクロイックミラー８
を反射してくる緑色光束には５７０ｎｍ以上の黄色成分が含まれている。 Similarly, in the present invention, in order to improve the color purity of the green luminous flux, the red reflection green / blue transmission dichroic mirror 7, the green reflection / blue transmission dichroic mirror 8, and the incident side polarizing plate 18 </ b> G disposed in the illumination optical path are pasted. The characteristics of the trimming filter provided on the transparent substrate were optimized. FIG. 9 and FIG. 10 show the transmittance characteristics of the trimming filter provided on the green reflection blue transmission dichroic mirror 8 and the incident side polarizing plate 18G that can be specifically taken. The cyan light beam that has passed through the red-reflecting green-blue transmitting dichroic mirror 7 is reflected by the green-reflecting blue-transmitting dichroic mirror 8 so that the green light beam is reflected and the blue light beam is transmitted. As shown in FIG. 9, the half-value wavelength of the green reflecting blue transmitting dichroic mirror 8 is in the vicinity of 515 nm. Here, green reflection blue transmission dichroic mirror 8
The green light beam that reflects the light contains a yellow component of 570 nm or more.

上述したように本願発明では白色光源１として超高圧水銀ランプを使用するた
めに照射される光エネルギーは、図５に示すように５７０ｎｍより長波長成分で
ある黄色の光エネルギーが大きい。このためこのままでは緑色映像表示素子に入
射する光束に黄色成分が混色して黄緑色となってしまう。そこで本願発明では、
黄色成分を除去し緑色映像表示素子に入射する光束の色純度を上げるために、入
射側偏光板１８Ｇを貼り付けている透明基材に設けられたトリミングフィルタの
特性を、図１０に示すように半値波長を５７０ｎｍより短波長側とし５６８ｎｍ
近傍とし急峻な特性としている。上記２枚のフィルタは成膜時に半値波長がばら
つくので上述したように２枚を巧く組合せることで、本来白色光源１の発光スペ
クトルに存在する黄色成分が緑色映像表示素子である液晶パネル１９Ｇに入射し
ないようにしている。 As described above, in the present invention, the light energy irradiated in order to use the ultrahigh pressure mercury lamp as the white light source 1 is large in the yellow light energy, which is a longer wavelength component than 570 nm, as shown in FIG. For this reason, in this state, the yellow component is mixed with the luminous flux incident on the green image display element, resulting in a yellowish green color. Therefore, in the present invention,
FIG. 10 shows the characteristics of the trimming filter provided on the transparent substrate to which the incident-side polarizing plate 18G is attached in order to remove the yellow component and increase the color purity of the light beam incident on the green image display element. The half-value wavelength is shorter than 570 nm and 568 nm.
Near and steep characteristics. Since the two filters have different half-value wavelengths at the time of film formation, a liquid crystal panel 19G in which the yellow component originally present in the emission spectrum of the white light source 1 is a green image display element by skillfully combining the two filters as described above. So as not to enter.

本願発明の実施例で使用している白色光源１である超高圧水銀ランプは図５に
示すように５００ｎｍから５２５ｎｍまでの青緑光成分の発光スペクトルが弱い
ので、緑反射青透過ダイクロイックミラー８を透過する光束の色純度は比較的良
いため、トリミングフィルタは設けていなのでコスト低減効果がある。 Since the ultrahigh pressure mercury lamp, which is the white light source 1 used in the embodiment of the present invention, has a weak emission spectrum of the blue-green light component from 500 nm to 525 nm as shown in FIG. 5, it transmits through the green reflecting blue transmitting dichroic mirror 8. Since the color purity of the luminous flux is relatively good, the trimming filter is provided, so that there is a cost reduction effect.

上述したダイクロイックミラーとトリミングフィルタ組合せをモデル化し色度
をシミュレーションにて求めた結果、各色の色度は以下のようになる。 As a result of modeling the combination of the dichroic mirror and the trimming filter described above and obtaining the chromaticity by simulation, the chromaticity of each color is as follows.

赤：ｘ＝0.648，ｙ＝0.343
緑：ｘ＝0.301，ｙ＝0.685
青：ｘ＝0.141，ｙ＝0.067
これは、図１１に示すＣＩＥ（国際照明学会）１９３１のｘｙ色度図上に示した
ＮＴＳＣの色再現範囲（それぞれを三角印で示す）である赤色Ｒ（０．６７，０
．３３），緑色Ｇ（０．２１，０．７１），青色Ｂ（０．１４，０．０８）とほ
ぼ同じ色再現範囲でテレビとして使用する場合に問題ない色再現範囲となる。 Red: x = 0.648, y = 0.343
Green: x = 0.301, y = 0.685
Blue: x = 0.141, y = 0.067
This is red R (0.67, 0) which is the color reproduction range of NTSC (each indicated by a triangle) shown on the xy chromaticity diagram of CIE (International Lighting Association) 1931 shown in FIG.
. 33), green G (0.21, 0.71), and blue B (0.14, 0.08), a color reproduction range that is not problematic when used as a television in the same color reproduction range.

次に、白色映像表示について説明する。光により表現される再生色は、光の３
原色であるＲ，Ｇ，Ｂそれぞれの加法混色により表現される。すなわち、各色の
液晶パネル１９Ｒ，１９Ｇ，１９Ｂを透過してくる光束量のバランスにより表現
される。例えば、各色の光束量を０〜２５５の２５６階調で制御する場合、Ｒ＝
Ｇ＝Ｂ＝０の場合が黒表示であり、Ｒ＝Ｇ＝Ｂ＝２５５が白表示となる。従来の
図４に示す前面投写型映像表示装置では、明るさ重視で設計していたため、比視
感度の高い緑色の光エネルギーを多くして緑がかった白色表示として明るくして
いた。したがって、白色は等色温度線の黒体軌跡（図１２実線）からプラス側（
緑色の強い方向）に離れた色となっていた。上記した特許文献１の色設計で、Ｒ
＝Ｇ＝Ｂ＝２５５の白表示を行った場合、
白：ｘ＝0.268，ｙ＝0.353
となり、色温度は８６００°Ｋ、黒体軌跡から約＋４０ＭＰＣＤ（Ｍｉｎｉｍｕ
ｍＰｅｒｃｅｐｔｉｂｌｅＣｏｌｏｒＤｉｆｆｅｒｅｎｃｅ）離れた色と
なる。 Next, white image display will be described. The reproduction color expressed by light is 3 of light.
It is expressed by additive color mixing of R, G, and B which are primary colors. That is, it is expressed by the balance of the amount of light beams transmitted through the liquid crystal panels 19R, 19G, and 19B of the respective colors. For example, when the light flux amount of each color is controlled with 256 gradations of 0 to 255, R =
The case of G = B = 0 is black display, and R = G = B = 255 is white display. Since the conventional front projection type image display device shown in FIG. 4 is designed with emphasis on brightness, it has been brightened as a greenish white display by increasing green light energy with high specific vision sensitivity. Therefore, white is the plus side (black line locus of solid color temperature line (solid line in FIG. 12)) (
It was a distant color in the direction of strong green). In the color design of Patent Document 1 described above, R
= G = B = 255 when white display is performed
White: x = 0.268, y = 0.353
The color temperature is 8600 ° K, about + 40MPCD (Minimu)
m Perceptible Color Difference).

一方、図２，図３に示すような背面投写型映像表示装置として使用する場合、
直視テレビや３管式リア投写型テレビに近い黒体軌跡になるべく近くかつ、色温
度が１００００°Ｋ以上の青みがかった白色とする設計が必要となる。 On the other hand, when used as a rear projection type image display device as shown in FIGS.
It is necessary to design a bluish white color as close as possible to a black body locus close to that of a direct-view television or a three-tube rear projection television and a color temperature of 10000 ° K or higher.

しかしながら、上述したフィルタの組合せだけではＴＶ用途の白色表示が不可
能であること。さらにフィルタ特性の量産ばらつきを考慮してセットとして決め
られた白色映像の色度を得るために、本願発明の投写型映像表示装置の光学ユニ
ットでは下記２点を考慮した。 However, the white display for TV use is impossible only by the combination of the above-mentioned filters. Further, in order to obtain white image chromaticity determined as a set in consideration of mass production variation of filter characteristics, the following two points were considered in the optical unit of the projection display apparatus of the present invention.

（１）波長（色）による液晶パネルのＶ−Ｔ特性のばらつき、
（２）緑色の光路に反射型減衰フィルタ１６を配置して、緑色液晶パネル１９
Ｇに入射する緑色光束の最適化。 (1) Variation in VT characteristics of the liquid crystal panel due to wavelength (color),
(2) A reflective attenuation filter 16 is disposed in the green light path, and a green liquid crystal panel 19
Optimization of the green luminous flux incident on G.

上記（１）は液晶パネルが固有に有する特性で、入射する光束の波長が短いほ
ど同じ駆動電圧を透明電極に印加した場合透過率がより高くなる。たとえば、規
定電圧を印加した場合青色光束の透過率は９０％とすれば、緑色光束は８８．５
％、赤色光束は８２．５％となる。（２）については緑色光束の光エネルギが高
すぎるので白表示の場合のＹ値が高くなる。 The above (1) is a characteristic inherent to the liquid crystal panel. The shorter the wavelength of the incident light beam, the higher the transmittance when the same drive voltage is applied to the transparent electrode. For example, if a specified voltage is applied and the transmittance of the blue luminous flux is 90%, the green luminous flux is 88.5.
%, The red luminous flux is 82.5%. Regarding (2), the light energy of the green light beam is too high, so the Y value for white display is high.

そこで、緑色の光路に反射型減衰フィルタ１６を配置して、緑色液晶パネル
１９Ｇに入射する緑色光束の最適化することとした。 Therefore, the reflection type attenuation filter 16 is disposed in the green light path to optimize the green light beam incident on the green liquid crystal panel 19G.

次に、出願人らはこの緑色光束のカット量を約３５％としてシミュレーション
を行った。 Next, the applicants performed simulation by setting the cut amount of the green light beam to about 35%.

白色の色度は、
白：ｘ＝０．２６３，ｙ＝０．２９５
となり、色温度は約１１６００°Ｋで、＋１４ＭＰＣＤの座標点である。この時
得られる光束量は１００Ｗという低出力の高圧水銀ランプを用いても３５５ｌｍ
という明るさを実現できるため、背面投写型映像表示装置として十分使用するこ
とが出来る。 The chromaticity of white is
White: x = 0.263, y = 0.295
Thus, the color temperature is about 11600 ° K, which is a coordinate point of +14 MPCD. The amount of luminous flux obtained at this time is 355 lm even when a high-pressure mercury lamp with a low output of 100 W is used.
Can be sufficiently used as a rear projection image display device.

次にカット量を約５２％とした場合には、
白色の色度は、
白：ｘ＝０．２６０，ｙ＝０．２７０
となり、色温度は約１６０００°Ｋ、黒体軌跡から約４ＭＰＣＤしか離れていな
い。したがって、緑色の光路に反射型減衰フィルタを配置することで、色温度の
高く、黒体軌跡に近い白色とすることが出来るのでＴＶ映像を表示するのに好適
となる。この時、白色光源１としては、１００Ｗという低出力の高圧水銀ランプ
を用いても光束量で３０２ｌｍという明るさを実現できるため、背面投射型映像
表示装置として十分使用することが出来る。 Next, when the cut amount is about 52%,
The chromaticity of white is
White: x = 0.260, y = 0.270
The color temperature is about 16000 ° K., and only about 4 MPCD is separated from the black body locus. Therefore, by disposing the reflection type attenuation filter in the green light path, the color temperature is high and the white color close to the black body locus can be obtained, which is suitable for displaying TV images. At this time, the white light source 1 can be sufficiently used as a rear projection type image display device because a brightness of 302 lm can be achieved even when a high-power mercury lamp with a low output of 100 W is used.

次にコントラスト性能に関して説明する。上述したように各色の光束量を０〜
２５５の２５６階調で制御する場合、Ｒ＝Ｇ＝Ｂ＝０の場合が黒表示であり、Ｒ
＝Ｇ＝Ｂ＝２５５が白表示となる。コントラストはＲ＝Ｇ＝Ｂ＝２５５（白表示
）時の明るさとＲ＝Ｇ＝Ｂ＝０（黒表示）時の明るさの比で表される。上記特許
文献２記載の従来の投写型表示装置においては明るさ最重視で白色光源１として
２００Ｗ以上の超高圧水銀ランプを使用して白色表示時の明るさは光束量２００
０ｌｍ以上であり、同時にコントラスト性能を向上させるためにＲＧＢ全ての光
路に光学位相差補償板を配置していた。光学位相差補償板は、液晶パネルにおい
て黒色表示時に液晶層の複屈折により生じる残留位相差に対して逆位相を与えて
補償するものである。仮に白表示時の明るさ（光束量）を２０００ｌｍとし、コ
ントラスト性能を５００：１とした場合、黒表示時の明るさ（光束量）は４ｌｍ
となる。４ｌｍという光束量が存在する黒表示時においては、光学位相差補償板
の影響で色むらが生じてしまう。一方、背面投写型映像表示装置の場合は、白
表示時の明るさ（光束量）が約３００ｌｍと約１／７の明るさである。したがっ
て、コントラスト性能が同じ５００：１の場合でも、黒表示時の明るさ（光束量
）は０．６ｌｍと充分に暗い。この時黒表示時の光束量のほとんどは緑色の光エ
ネルギーであって、赤色の光エネルギーや青色の光エネルギーはほとんどない。
本願発明ではこの点に着目して、緑色の光路にのみ光学位相差補償板１７を用い
た。このため最小のコストＵＰで高コントラスト性能を得ることができる。 Next, the contrast performance will be described. As described above, the luminous flux amount of each color is set to 0 to
When controlling with 256 gradations of 255, the case of R = G = B = 0 is black display, and R
= G = B = 255 is white display. The contrast is expressed as a ratio of the brightness when R = G = B = 255 (white display) and the brightness when R = G = B = 0 (black display). In the conventional projection display device described in the above-mentioned Patent Document 2, the brightness is most important and an ultra-high pressure mercury lamp of 200 W or more is used as the white light source 1, and the brightness at the time of white display is 200 luminous flux.
In order to improve the contrast performance at the same time, optical phase difference compensation plates have been arranged in all the optical paths of RGB. The optical retardation compensation plate compensates the residual retardation caused by the birefringence of the liquid crystal layer during black display on the liquid crystal panel by giving an opposite phase. If the brightness (light flux) during white display is 2000 lm and the contrast performance is 500: 1, the brightness (light flux) during black display is 4 lm.
It becomes. At the time of black display where a light amount of 4 lm exists, color unevenness occurs due to the influence of the optical phase difference compensation plate. On the other hand, in the case of a rear projection type image display device, the brightness (light flux amount) during white display is about 300 lm, which is about 1/7. Therefore, even when the contrast performance is the same 500: 1, the brightness (light flux) during black display is sufficiently dark at 0.6 lm. At this time, most of the luminous flux during black display is green light energy, and there is almost no red light energy or blue light energy.
In the present invention, paying attention to this point, the optical phase difference compensation plate 17 is used only in the green optical path. For this reason, high contrast performance can be obtained at a minimum cost.

さらに、光学位相差補償板１７を緑色の光路に１枚だけ用いているので、黒色
表示時の明るさ（光束量）を充分に小さくでき、色むらはほとんど目立つことは
ない。 Further, since only one optical phase difference compensation plate 17 is used in the green light path, the brightness (light flux amount) at the time of black display can be sufficiently reduced, and the color unevenness is hardly noticeable.

また、従来の前面投写型映像表示装置に対して本発明の背面投写型映像表示装
置は光エネルギーの絶対値が低く、さらに光学位相差補償板１７を反射型減衰フ
ィルタ１６の出射側に配置したため、有機物である光学位相差補償板１７に入射
する光エネルギーを約５０％も低減できたので温度上昇も抑えられ性能劣化を抑
え高い信頼性を得ることができた。 Further, the rear projection image display device of the present invention has a lower absolute value of light energy than the conventional front projection image display device, and the optical phase difference compensation plate 17 is disposed on the exit side of the reflection type attenuation filter 16. Since the optical energy incident on the optical retardation compensation plate 17 which is an organic substance can be reduced by about 50%, the temperature rise can be suppressed and the performance deterioration can be suppressed and high reliability can be obtained.

なお、本発明では、光学位相差補償板１７を入射側偏光板１７と液晶パネル１
９Ｇとの間に配置したが、これに限定されるものではなく、液晶パネル１９Ｇと
出射側偏光板２０Ｇとの間に配置してもよいことはいうまでもない。 In the present invention, the optical phase difference compensating plate 17 is replaced with the incident side polarizing plate 17 and the liquid crystal panel 1.
Although it arrange | positioned between 9G, it is not limited to this, It cannot be overemphasized that you may arrange | position between the liquid crystal panel 19G and the output side polarizing plate 20G.

次に、液晶パネル１９Ｒ，１９Ｇ，１９Ｂの寿命に関して説明する。液晶パネ
ルの劣化要因は温度と光エネルギーの総量で、特に光エネルギーについては短波
長の紫外線に対してさらに弱くなる。 Next, the life of the liquid crystal panels 19R, 19G, and 19B will be described. The deterioration factor of the liquid crystal panel is the total amount of temperature and light energy. In particular, the light energy is further weakened against ultraviolet rays having a short wavelength.

まず最初に温度と液晶パネルの寿命に関して相関関係を説明する。液晶パネル
は使用温度が高いほど劣化も早い。液晶パネルの温度は液晶パネルに照射される
光エネルギーにより温度が上昇する。この原因は液晶パネルを構成している材料
に光を吸収する材料が含まれているためである。 First, the correlation between the temperature and the life of the liquid crystal panel will be described. The liquid crystal panel deteriorates faster as the operating temperature is higher. The temperature of the liquid crystal panel rises due to light energy applied to the liquid crystal panel. This is because the material constituting the liquid crystal panel contains a material that absorbs light.

本発明の投写型映像表示装置においては、光エネルギーの一番高い緑色用の液
晶パネル１９Ｇに入射する光エネルギーは上記したように、反射型減衰フィルタ
１７により約５０％に減少させているため、緑色用の液晶パネル１９Ｇの温度上
昇が小さい。このため、液晶パネルを冷却している冷却用ファン（図示せず）に
より発生させる冷却風の風量も少なくてよいため、ファンによる騒音を小さくす
ることが可能となる。 In the projection display apparatus of the present invention, the light energy incident on the green liquid crystal panel 19G having the highest light energy is reduced to about 50% by the reflection type attenuation filter 17 as described above. The temperature rise of the green liquid crystal panel 19G is small. For this reason, since the amount of cooling air generated by a cooling fan (not shown) that cools the liquid crystal panel may be small, noise from the fan can be reduced.

次に、本願発明において採用した液晶パネルに入射する紫外線の低減手段につ
いて説明する。紫外線は、図７に特性が示された色分離用の赤反射緑青透過ダイ
クロイックミラー７と図９に特性が示された緑反射青透過ダイクロイックミラー
８を透過する。したがって、上記ダイクロイックミラーの反射の光路となるＲ色
光の光路と、Ｇ色光の光路には紫外線は入射しない。したがって、液晶パネル１
９Ｒ，液晶パネル１９Ｇ，液晶パネル１９Ｂのうち、紫外線が入射する可能性が
あるのはＢ色光の光路にある液晶パネル１９Ｂである。
Next, the means for reducing the ultraviolet rays incident on the liquid crystal panel employed in the present invention will be described. The ultraviolet rays are transmitted through the red reflection green / blue transmission dichroic mirror 7 for color separation whose characteristics are shown in FIG. 7 and the green reflection blue transmission dichroic mirror 8 whose characteristics are shown in FIG. Therefore, no ultraviolet rays are incident on the optical path of R color light and the optical path of G color light, which are the optical paths of reflection of the dichroic mirror. Therefore, the liquid crystal panel 1
Among the 9R, the liquid crystal panel 19G, and the liquid crystal panel 19B, it is the liquid crystal panel 19B in the optical path of the B-color light that is likely to receive ultraviolet rays.

紫外線が液晶パネル１９Ｂに入射すると、液晶パネル１９Ｂを構成する材料の
内有機物である配光膜や液晶封止材料が分解して液晶に混入し誘電率が変化して
Ｖ−Ｔ特性（印加電圧とパネルの透過率特性）が初期状態に対して変化する。ま
た液晶そのものが変質してＶ−Ｔ特性が変化するので同一の印加電圧を加えても
映像の見え方が変化して画質低下を招く。さらに分解が進むと液晶が分解してガ
ス化して液晶パネルが印加電圧では制御不能になる。 When ultraviolet rays are incident on the liquid crystal panel 19B, the light distribution film and the liquid crystal sealing material, which are organic substances of the material constituting the liquid crystal panel 19B, are decomposed and mixed into the liquid crystal, and the dielectric constant changes to change VT characteristics (applied voltage And the transmittance characteristics of the panel change with respect to the initial state. Further, since the liquid crystal itself changes in quality and the VT characteristic changes, even if the same applied voltage is applied, the appearance of the image changes and the image quality is deteriorated. As the decomposition further proceeds, the liquid crystal is decomposed and gasified, and the liquid crystal panel becomes uncontrollable with the applied voltage.

従来の投写型映像表示装置においては、明るさ性能を重視して、少しでも多く
の青色光束を液晶パネルに入射させていたためＵＶフィルタの半値の波長が４２
０〜４２５ｎｍのものが多く用いられてきた。これに対して本願発明においては
、装置の長寿命化を図るために、紫外線や光エネルギの高い青色光が液晶パネル
１９Ｂに入射しないように、半値波長が略４３０ｎｍ(４２６〜４３４ｎｍ程度)
の図１３に示した特性を有するＵＶフィルタを使用する。ただし反射型のフィル
タでは図１３に示したように４００ｎｍ近傍の光線はわずかであるが０．５％程
度透過してくる。このため、第１レンズアレイ３と、第２レンズアレイ４の平面
側の２箇所において半値波長が略４３０ｎｍ(４２６〜４３４ｎｍ程度)の反射型
のＵＶカットのコーティングを施している。更に紫外線が入射する可能性があ
るＢ色光の光路にある液晶パネル１９Ｂの直前に吸収型のＵＶカットフィルタ１
５を設けることで、液晶パネル１９Ｂに入射する紫外線は１．２５×１０^−５％
以下となり高い信頼性（長寿命化）が実現できる。 In the conventional projection display apparatus, with the emphasis on brightness performance, as much blue light beam as possible is incident on the liquid crystal panel, the half-value wavelength of the UV filter is 42.
A thing of 0-425 nm has been used a lot. On the other hand, in the present invention, in order to extend the life of the apparatus, the half-value wavelength is approximately 430 nm (about 426 to 434 nm) so that ultraviolet light or blue light with high light energy does not enter the liquid crystal panel 19B.
A UV filter having the characteristics shown in FIG. 13 is used. However, in the reflection type filter, as shown in FIG. 13, a light beam in the vicinity of 400 nm is slightly transmitted but about 0.5%. For this reason, a reflective UV-cut coating having a half-value wavelength of about 430 nm (about 426 to 434 nm) is applied at two locations on the plane side of the first lens array 3 and the second lens array 4. Further, an absorption-type UV cut filter 1 is provided immediately before the liquid crystal panel 19B in the optical path of B-color light to which ultraviolet rays may enter.
5 is provided, the ultraviolet ray incident on the liquid crystal panel 19B is 1.25 × 10 ⁻⁵ %
High reliability (long life) can be realized as follows.

以上述べた投写型映像表示装置を図２及び図３に示すように配置し、光路折り
返しミラーを介してスクリーン上に拡大投写する背面投写型映像表示装置におい
ても上述した効果が得られるのは言うまでもない。 Needless to say, the above-described effects can be obtained also in the rear projection type image display apparatus in which the projection type image display apparatus described above is arranged as shown in FIGS. 2 and 3 and enlarged and projected on the screen via the optical path folding mirror. Yes.

以上述べた投写型映像表示装置及びこれを用いた背面投写型映像表示装置にお
いては、２枚のダイクロイックミラーの特性と、偏光板に設けられたトリミング
フィルタの特性を最適化することで、色純度の良いＲ，Ｇ，Ｂの映像光を得る。 In the projection display apparatus and the rear projection display apparatus using the projection display apparatus described above, the color purity is optimized by optimizing the characteristics of the two dichroic mirrors and the characteristics of the trimming filter provided on the polarizing plate. Get good R, G, B image light.

また、Ｇ光路に約５０％の反射型減衰フィルタを挿入して白色光の色温度を高
くしている。更に、比視感度が最も高いＧ光の光路中に光学位相差補償板を設け
ることでコストアップを最小としてセットのコントラスト性能を向上させている
。一方、Ｂ光用の液晶パネルの直前に吸収型ＵＶカットフィルタを設けたばかり
でなく、第１レンズアレイ３と、第２レンズアレイ４の平面側にも反射型ＵＶカ
ットコーティングを施したことにより、液晶パネルの長寿命化を図ることが出来
る。 In addition, a reflection type attenuation filter of about 50% is inserted in the G optical path to increase the color temperature of white light. Furthermore, by providing an optical phase difference compensation plate in the optical path of the G light having the highest specific visibility, the contrast performance of the set is improved with a minimum cost increase. On the other hand, not only the absorption UV cut filter is provided just before the liquid crystal panel for B light, but also the reflective UV cut coating is applied to the plane side of the first lens array 3 and the second lens array 4. The life of the liquid crystal panel can be extended.

１…白色光源、２…光学ユニットの光軸、３…第１レンズアレイ、４…第２レ
ンズアレイ、５…偏光変換素子、６…集光レンズ、７…赤色光束が反射し緑青色
光束が透過するダイクロイックミラー、８…緑色光束が反射し青色光束が透過す
るダイクロイックミラー、９…赤色光用ミラー、１０，１１…青色光用ミラー、
１２Ｒ，１２Ｇ…コンデンサレンズ、１３１…第１リレーレンズ、１３２…第２
リレーレンズ、１３３…第３リレーレンズ、１４…ＩＲ（赤外線）反射フィルタ
、１５…ＵＶ（紫外線）吸収フィルタ、１６…反射型減衰フィルタ、１７…光学
位相差補償板、１８Ｒ，１８Ｇ，１８Ｂ…入射側偏光板、１９Ｒ，１９Ｇ，１９
Ｂ…各色に対応した液晶パネル、２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂ…出射側偏光板、２１
…合成プリズム、２２…投写レンズ。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... White light source, 2 ... Optical axis of optical unit, 3 ... 1st lens array, 4 ... 2nd lens array, 5 ... Polarization conversion element, 6 ... Condensing lens, 7 ... Red light beam is reflected and green blue light beam is reflected Transmitting dichroic mirror, 8... Dichroic mirror that reflects green light beam and transmits blue light beam, 9... Red light mirror, 10 and 11... Blue light mirror,
12R, 12G ... condenser lens, 131 ... first relay lens, 132 ... second
Relay lens, 133 ... third relay lens, 14 ... IR (infrared) reflection filter, 15 ... UV (ultraviolet) absorption filter, 16 ... reflection type attenuation filter, 17 ... optical phase difference compensation plate, 18R, 18G, 18B ... incident Side polarizing plate, 19R, 19G, 19
B ... Liquid crystal panel corresponding to each color, 20R, 20G, 20B ... Emission side polarizing plate, 21
... composite prism, 22 ... projection lens.

Claims

白色光源と該白色光源から放射される可視光束を赤、緑及び青の３原色に分光
する分光手段と、入力された映像信号の振幅により前記光束の光強度を変調する
手段を有する画素をマトリックス状に配置した赤色表示素子、緑色表示素子及び
青色表示素子と、該赤色、緑色及び青色表示素子からの変調された各色の光束を
合成する光合成手段と、投写レンズとを備え、前記光合成手段により合成された
合成光を前記投写レンズによりスクリーン上に拡大投影する投写型表示装置であ
って、
少なくとも前記赤色表示素子と前記緑色表示素子の何れか一方と前記白色光源
との間に配置した、前記分光手段との組合せにより所定波長領域の光束成分を選
択的に反射する第１の反射手段と、
前記緑色表示素子と前記白色光源との間に配置した緑色光成分の所定量を反射
する第２の反射手段と、
前記緑色表示素子と前記第２の反射手段との間に配置した光学位相差補償手段
とを有することを特徴とする投写型表示装置。 Matrix of pixels having a white light source, a spectroscopic unit that divides a visible light beam emitted from the white light source into three primary colors of red, green, and blue, and a unit that modulates the light intensity of the light beam according to the amplitude of an input video signal A red display element, a green display element, and a blue display element, a light combining unit that combines the modulated light beams from the red, green, and blue display elements, and a projection lens. A projection display device that magnifies and projects synthesized synthesized light onto a screen by the projection lens,
A first reflecting means for selectively reflecting a light beam component in a predetermined wavelength region by a combination with the spectroscopic means, disposed between at least one of the red display element and the green display element and the white light source; ,
A second reflecting means for reflecting a predetermined amount of the green light component disposed between the green display element and the white light source;
A projection display device comprising: an optical phase difference compensation unit disposed between the green display element and the second reflection unit.

前記所定波長領域は、２７５ｎｍ以上で２８５ｎｍ以下の波長の黄色光領域を
含むことを特徴とする請求項１に記載の投写型表示装置。 The projection display device according to claim 1, wherein the predetermined wavelength region includes a yellow light region having a wavelength of 275 nm or more and 285 nm or less.

前記白色光源として、赤色光領域の光エネルギーが緑色光、青色光領域の光エ
ネルギーに対して少ないことを特徴とする請求項１乃至請求項２の何れか一項に
記載の投写型表示装置。 3. The projection display device according to claim 1, wherein the white light source has less light energy in a red light region than in a green light and a blue light region. 4.

前記白色光源は、超高圧水銀ランプ、キセノンランプ、メタルハロイドランプ
の何れか１つであることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載
の投写型表示装置。 The projection display device according to any one of claims 1 to 3, wherein the white light source is any one of an ultra-high pressure mercury lamp, a xenon lamp, and a metal haloid lamp.

前記第２の反射手段は、５４５ｎｍ近傍の反射率が３５％以上であることを特
徴とする請求項１乃至請求項４の何れか一項に記載の投写型表示装置。 5. The projection display device according to claim 1, wherein the second reflection unit has a reflectance near 545 nm of 35% or more. 6.

前記白色光源と前記分光手段との間に配設された光学部品に半値波長が略４３
０ｎｍの反射型ＵＶカットフィルタを複数箇所設け、かつ前記青色表示素子と前
記分光手段との間に半値波長が略４３０ｎｍの吸収型ＵＶカットフィルタを設け
たことを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れか一項に記載の投写型表示装置
。 The optical component disposed between the white light source and the spectroscopic means has a half-value wavelength of approximately 43.
The reflective UV cut filter having a wavelength of 0 nm is provided at a plurality of locations, and an absorption UV cut filter having a half-value wavelength of approximately 430 nm is provided between the blue display element and the spectroscopic means. The projection display device according to claim 5.

白色光源と該白色光源から放射される可視光束を赤、緑及び青の３原色に分光
する分光手段と、入力された映像信号の振幅により前記光束の光強度を変調する
手段を有する画素をマトリックス状に配置した赤色表示素子、緑色表示素子及び
青色表示素子と、該赤色、緑色及び青色表示素子からの変調された各色の光束を
合成する光合成手段と、投写レンズと、光路折返しミラーと、スクリーンとを備
え、前記光合成手段により合成された合成光を前記光路折返しミラーを介して前
記投写レンズによりスクリーン上に拡大投影する背面投写型表示装置であって、
少なくとも前記赤色表示素子と前記緑色表示素子の何れか一方と前記白色光源
との間に配置した、前記分光手段との組合せにより所定波長領域の光束成分を選
択的に反射する第１の反射手段と、
前記緑色表示素子と前記白色光源との間に配置した緑色光成分の所定量を反射
する第２の反射手段と、
前記緑色表示素子と前記第２の反射手段との間に配置した光学位相差補償手段
を有することを特徴とする背面投写型表示装置。 Matrix of pixels having a white light source, a spectroscopic unit that divides a visible light beam emitted from the white light source into three primary colors of red, green, and blue, and a unit that modulates the light intensity of the light beam according to the amplitude of an input video signal Red display element, green display element and blue display element, light combining means for combining light beams of each color modulated from the red, green and blue display elements, a projection lens, an optical path folding mirror, and a screen A rear projection display device that enlarges and projects the combined light combined by the light combining means onto the screen by the projection lens via the optical path folding mirror,
A first reflecting means for selectively reflecting a light beam component in a predetermined wavelength region by a combination with the spectroscopic means, disposed between at least one of the red display element and the green display element and the white light source; ,
A second reflecting means for reflecting a predetermined amount of the green light component disposed between the green display element and the white light source;
A rear projection display device comprising optical phase difference compensation means disposed between the green display element and the second reflection means.

前記所定波長領域は、２７５ｎｍ以上で２８５ｎｍ以下の波長の黄色光領域を
含むことを特徴とする請求項７に記載の背面投写型表示装置。 8. The rear projection display device according to claim 7, wherein the predetermined wavelength region includes a yellow light region having a wavelength of 275 nm or more and 285 nm or less.

前記白色光源として、赤色光領域の光エネルギーが緑色光、青色光領域の光エ
ネルギーに対して少ないことを特徴とする請求項７乃至請求項８の何れか一項に
記載の背面投写型表示装置。 9. The rear projection display device according to claim 7, wherein the white light source has a light energy in a red light region less than that in a green light region and a blue light region. .

前記白色光源は、超高圧水銀ランプ、キセノンランプ、メタルハロイドランプ
の何れか１つであることを特徴とする請求項７乃至請求項９の何れか一項に記載
の背面投写型表示装置。 The rear projection display device according to any one of claims 7 to 9, wherein the white light source is any one of an ultra-high pressure mercury lamp, a xenon lamp, and a metal haloid lamp.

前記第２の反射手段は、５４５ｎｍ近傍の反射率が３５％以上であることを特
徴とする請求項７乃至請求項１０の何れか一項に記載の背面投写型表示装置。 The rear projection display device according to any one of claims 7 to 10, wherein the second reflecting means has a reflectance near 545 nm of 35% or more.

前記白色光源と前記分光手段との間に配設された光学部品に半値波長が略４３
０ｎｍの反射型ＵＶカットフィルタを複数箇所設け、かつ前記青色表示素子と前
記分光手段との間に半値波長が略４３０ｎｍの吸収型ＵＶカットフィルタを設け
たことを特徴とする請求項７乃至請求項１１の何れか一項に記載の背面投写型表
示装置。 The optical component disposed between the white light source and the spectroscopic means has a half-value wavelength of approximately 43.
A plurality of 0 nm reflective UV cut filters are provided, and an absorption UV cut filter having a half-value wavelength of approximately 430 nm is provided between the blue display element and the spectroscopic means. The rear projection display device according to any one of 11.