JPH085979A - Projection type display device having filter - Google Patents

Projection type display device having filter

Info

Publication number
JPH085979A
JPH085979A JP6139164A JP13916494A JPH085979A JP H085979 A JPH085979 A JP H085979A JP 6139164 A JP6139164 A JP 6139164A JP 13916494 A JP13916494 A JP 13916494A JP H085979 A JPH085979 A JP H085979A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
filter
light
liquid crystal
light source
optical system
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP6139164A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoshiharu Oi
好晴 大井
Tsuneo Wakabayashi
常生 若林
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
AG Technology Co Ltd
Original Assignee
AG Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by AG Technology Co Ltd filed Critical AG Technology Co Ltd
Priority to JP6139164A priority Critical patent/JPH085979A/en
Publication of JPH085979A publication Critical patent/JPH085979A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Liquid Crystal (AREA)
  • Projection Apparatus (AREA)
  • Optical Filters (AREA)

Abstract

PURPOSE:To obtain a good color balance and projected images of a high contrast ratio. CONSTITUTION:This projection type display device is provided with a light source optical system, a first filter 1, a first diaphragm 17, a condenser lens 13, a liquid crystal display element 15, a second diaphragm 18, a second filter 2 and a projecting optical system so as to constitute a Schlieren optical system. The light passage characteristics of the first and second filters are so changed as to compensate the wavelength spectral characteristics of the scatterability of the liquid crystal display element 15. The transmission quantity or reflection quantity of the light source light is adjusted according to the spectra of RGB, by which the dependency of the scatterability of the liquid crystal display element 15 on wavelengths is compensated and the light source light having high directivity is obtd. The bright and easily visible projected image light is thus obtd.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、透過散乱型の表示素
子、特に液晶表示素子を用いた投射型表示装置およびそ
れを用いた照明装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a transmission / scattering type display device, and more particularly to a projection type display device using a liquid crystal display device and an illuminating device using the same.

【０００２】[0002]

【従来の技術】表示素子をその光学作用から大別すると
光吸収型の素子と、光散乱型の素子とがある。前者の例
としては偏光板を用いるＴＮ型液晶表示素子（ＴＮ−Ｌ
ＣＤ）がある。後者としては、ダイナミックスキャッタ
リング型の液晶表示素子（ＤＳ−ＬＣＤ）や、電磁界に
応答する微小ダイポールを電極間に挟持せしめた表示素
子などが既に知られている。2. Description of the Related Art A display element is roughly classified into a light absorption type element and a light scattering type element according to its optical function. As an example of the former, a TN liquid crystal display element (TN-L) using a polarizing plate is used.
CD). As the latter, a dynamic scattering type liquid crystal display element (DS-LCD), a display element in which a minute dipole responsive to an electromagnetic field is sandwiched between electrodes, and the like are already known.

【０００３】この光散乱型の表示素子は、機能層中の光
の散乱と非散乱（透過）を用いて光の変調を行い表示機
能を得る。この光散乱型の新しい液晶表示素子として、
種々の特徴を有する液晶固化物複合体（リキッドクリス
タル ソリディファイド マトリックス コンポジッ
ト、以下ＬＣＳＭと呼ぶ）を備えた液晶表示素子が提案
されている（以後、この液晶固化物複合体を備えた液晶
表示素子をＬＣＳＭ−ＬＣＤと称す）。This light-scattering type display element obtains a display function by modulating light using scattering and non-scattering (transmission) of light in the functional layer. As this new light scattering type liquid crystal display element,
A liquid crystal display device including a liquid crystal solidified composite having various characteristics (liquid crystal solidified matrix composite, hereinafter referred to as LCSM) has been proposed (hereinafter, a liquid crystal display device including the liquid crystal solidified composite). Is referred to as LCSM-LCD).

【０００４】その基本構造は、電極付き基板間に正の誘
電異方性のネマチック液晶が高分子が硬化せしめられた
樹脂などの固化物マトリクス中に分散保持されたＬＣＳ
Ｍ層が挟持されている。そして、固化物マトリクスの屈
折率（ｎP ）が用いられる液晶の常光屈折率（ｎ0 ）、
異常光屈折率（ｎe ）、または液晶がランダムに配向し
た場合の屈折率（ｎX ）のいずれかと一致せしめられ
る。両電極間への印加電圧のオンとオフによってＬＣＳ
Ｍ層中の液晶分子を電界で制御し、光学的な透明状態
（光の透過）と遮光状態（光の散乱）等を得る。The basic structure thereof is LCS in which a nematic liquid crystal having positive dielectric anisotropy is dispersed and held in a solidified matrix such as a resin in which a polymer is cured between substrates with electrodes.
The M layer is sandwiched. And the ordinary refractive index (n 0 ) of the liquid crystal in which the refractive index (n P ) of the solidified matrix is used,
It is matched with either the extraordinary light refractive index (n e ) or the refractive index (n x ) when the liquid crystal is randomly aligned. LCS is generated by turning on and off the applied voltage between both electrodes.
The liquid crystal molecules in the M layer are controlled by an electric field to obtain an optically transparent state (light transmission) and a light shielding state (light scattering).

【０００５】このＬＣＳＭ−ＬＣＤは光の制御原理が屈
折率マッチングおよびＬＣＳＭ層中の微小構造における
光の散乱に依っているために、光散乱性と波長との関係
が必ずしも一定とはならない。そして、ディスプレー機
能を具現化する種々の形態のうち、投射型表示装置に上
記のような波長特性を有する透過散乱型の液晶表示素子
を組み合わせて用いた場合、その表示特性には波長（画
像表示における色あい）に応じて変化が生じる傾向があ
る。例えば、黒部分が茶褐色を帯びるような傾向が生ず
る。Since the light control principle of this LCSM-LCD depends on the refractive index matching and the light scattering in the microstructure in the LCSM layer, the relation between the light scattering property and the wavelength is not always constant. In addition, when a transmission type scattering liquid crystal display element having the above wavelength characteristics is used in combination with a projection type display device among various modes for realizing a display function, the display characteristic has a wavelength (image display). The color tends to change depending on the color tone. For example, there is a tendency that the black portion becomes dark brown.

【０００６】通常、透過散乱型の動作モードを有するＬ
ＣＳＭ−ＬＣＤの散乱能は波長に依存し、短波長ほど散
乱能は高い。また、固化物と液晶との組み合わせにも依
存するが、短波長ほど透明状態における透過率が低い。
このようなＬＣＳＭ−ＬＣＤの散乱状態、透明状態およ
び中間状態における分光透過率特性の一例を図２０に示
す。これは、ＬＣＳＭ−ＬＣＤへの入射光の分散角、お
よび、ＬＣＳＭ−ＬＣＤからの出射光のうち、投射レン
ズを介して、スクリーンへ投射される光の集光角を７°
として分光透過率特性を測定したものである。Usually, L having a transmission / scattering type operation mode
The scattering power of CSM-LCD depends on the wavelength, and the shorter the wavelength, the higher the scattering power. In addition, although it depends on the combination of the solidified material and the liquid crystal, the shorter the wavelength, the lower the transmittance in the transparent state.
FIG. 20 shows an example of the spectral transmittance characteristics of the LCSM-LCD in the scattering state, the transparent state and the intermediate state. This is because the divergence angle of the incident light on the LCSM-LCD and the converging angle of the light projected from the LCSM-LCD on the screen through the projection lens are 7 °.
Is measured as a spectral transmittance characteristic.

【０００７】また、透明状態と散乱状態における透過率
比（ある投射画面での明暗比に関連する）で表されるコ
ントラスト比の波長依存特性を図２１に示す。図２０と
同一の条件で測定したものである。長波長側ほどコント
ラスト比が低下している。FIG. 21 shows the wavelength dependence characteristic of the contrast ratio represented by the transmittance ratio in the transparent state and the scattering state (related to the light-dark ratio on a certain projection screen). It is measured under the same conditions as in FIG. The contrast ratio is lower on the longer wavelength side.

【０００８】したがって、ＬＣＳＭ−ＬＣＤを投射型表
示装置に用いた場合、変調された画像光においては短波
長光が不足し長波長光が過剰となるため、光源色に比べ
色温度の低い投射像となる。特に、画像表示の暗いレベ
ルから中間調レベルにおいて長波長光の低散乱能にとも
なう投射光の過多により投射画面の色合いが茶褐色とな
り、画像品位が劣化してしまう。Therefore, when the LCSM-LCD is used for a projection type display device, short wavelength light is short and long wavelength light is excessive in the modulated image light, so that the projected image having a lower color temperature than the light source color. Becomes Particularly, from a dark level of an image display to a halftone level, an excessive amount of projection light accompanied by a low scattering power of long wavelength light causes the color tone of a projection screen to become dark brown, resulting in deterioration of image quality.

【０００９】このような問題点を改善するために、以下
に述べる従来例が知られている。従来例１〜４ともＬＣ
ＳＭとほぼ同機能の光変調機能層を備えた液晶表示素子
に関するものである。In order to improve such problems, the following conventional examples are known. LC in Conventional Examples 1 to 4
The present invention relates to a liquid crystal display device having a light modulation function layer having almost the same function as SM.

【００１０】従来例１は特開平３−９８０２２に開示さ
れている発明である。その投射型液晶表示装置では、単
一光源系から出射された白色光をダイクロイックミラー
によりＲ・Ｇ・Ｂ三色に色分離した後、三個の液晶表示
素子にそれぞれ入射せしめ、出射光をダイクロイックミ
ラーで色合成した後、単一の投射レンズを用いてスクリ
ーン上に投射する。この従来例１の特徴は、各色毎に設
けられた液晶表示素子を色波長に応じた異なった構成と
することにより、各色の投射像コントラスト比のバラン
スを制御できる点にある。Conventional example 1 is the invention disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 3-98022. In the projection type liquid crystal display device, white light emitted from a single light source system is color-divided into three colors of R, G, and B by a dichroic mirror and then made incident on three liquid crystal display elements respectively, and the emitted light is dichroic. After color combination with a mirror, a single projection lens is used to project on a screen. The feature of the prior art example 1 is that the balance of the projected image contrast ratio of each color can be controlled by configuring the liquid crystal display element provided for each color differently according to the color wavelength.

【００１１】具体的には、固化物として用いられる樹脂
中の液晶粒子の粒径がＲ・Ｇ・Ｂ毎に異なって設けら
れ、各色波長域で最大散乱能が得られるようにする。ま
たは、ＬＣＳＭ層の厚さに変化を設けて、長波長に対応
せしめられるＬＣＤ（ＬＣセルまたはパネルとも呼ばれ
る）ほどその厚さを厚くして三枚のＬＣＤをほぼ同一の
散乱能とする。この従来例１の場合、ＲＧＢの三枚のＬ
ＣＤ毎に異なる仕様で作り分ける必要がある。Specifically, the particle size of the liquid crystal particles in the resin used as the solidified substance is set to be different for each of R, G, and B so that the maximum scattering power can be obtained in each color wavelength range. Alternatively, by changing the thickness of the LCSM layer and increasing the thickness of the LCD (also referred to as an LC cell or panel) capable of supporting long wavelengths, the three LCDs have almost the same scattering ability. In the case of the conventional example 1, three Ls of RGB
It is necessary to make different specifications for each CD.

【００１２】この従来例１の投射型表示装置のシステム
構成例の模式図を図２２に示す。その色分離合成光学系
は、プロシーディング オブ ジャパン ディスプレー
９２年 第１１３頁「Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇ ｏｆ
Ｊａｐａｎ ｄｉｓｐｌａｙ’９２ ｐ１１３」に開示
されているものと同様である。FIG. 22 is a schematic diagram showing an example of the system configuration of the projection type display device of the first conventional example. The color separation / combination optical system is referred to as "Proceeding of Japan Display", 1992, p. 113.
It is the same as that disclosed in Japan display '92 p113 ".

【００１３】次に、従来例２としてＷＯ９３／２３７８
７に開示されている発明を説明する。その構成の特徴
は、赤色を吸収する二色性色素を液晶中に混合し、電圧
を印加した透明状態では赤色吸収が殆ど無く、電圧を印
加しない散乱状態で赤色吸収が生じることにより透過率
を低減し、コントラスト比の波長依存性を低減すること
にある。Next, as prior art 2, WO93 / 2378
The invention disclosed in No. 7 will be described. Its constitution is characterized by mixing a red-color absorbing dichroic dye in the liquid crystal, and there is almost no red absorption in the transparent state in which a voltage is applied, and the red transmittance is generated in the scattering state in which no voltage is applied. And to reduce the wavelength dependence of the contrast ratio.

【００１４】この場合、赤色の二色性色素が必要とな
る。また、強照度の投射用光源を用いた場合、赤色の光
吸収にともないＬＣＤ内部の温度上昇が無視できなくな
る。一般に、液晶および色素は高温での耐久性・特性維
持に問題があるため、強照度の投射用光源の使用が前提
となる投射型表示装置において、光吸収体を用いるには
例えば別途に冷却手段が必要となる可能性がある。In this case, a red dichroic dye is required. Further, when a projection light source with high illuminance is used, the temperature rise inside the LCD due to the absorption of red light cannot be ignored. In general, liquid crystals and dyes have problems in durability and property maintenance at high temperatures. Therefore, in a projection display device that requires the use of a light source for projection with high illuminance, a cooling means, for example, must be separately used in order to use a light absorber. May be required.

【００１５】従来例３は特開平５−１５８０１９に開示
されている発明である。この発明では、各画素毎にＲＧ
Ｂのカラーフィルタを形成した単一のＬＣＤ（単板式フ
ルカラー）を用いて投射型カラー表示装置を構成する。
その特徴は、一枚のＬＣＤ内部の各Ｒ・Ｇ・Ｂ三色のカ
ラーフィルタの厚さをそれぞれ変えることで、従来例１
と同様に色毎に異なるＬＣＳＭ層を設けて、各色の投射
像コントラスト比をほぼ同一にすることができる。その
ため、カラーフィルタ或いはその上に形成される膜の厚
みをＲＧＢ毎に調整する必要がある。Conventional example 3 is the invention disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 5-158019. In this invention, RG is set for each pixel.
A projection type color display device is constructed by using a single LCD (single plate full color) having a B color filter.
The feature is that by changing the thickness of each of the R, G, and B color filters inside one LCD, the conventional example 1
Similarly, by providing different LCSM layers for each color, the projected image contrast ratio of each color can be made substantially the same. Therefore, it is necessary to adjust the thickness of the color filter or the film formed thereon for each RGB.

【００１６】一般に、ＬＣＳＭ層を保持するガラス基板
間のセルギャップは、対角２サイズ（インチ）以上のＬ
ＣＤの場合、通常スペーサを散布することにより均一化
する。しかし、この従来例３では、セル内に凹凸を設け
るため、ＬＣＤの面内の均一なセルギャップ制御が今ま
でに増して非常に困難となる。または、スペーサレスで
のセルギャップ均一化を達成しなければならない。この
従来例３の凹凸カラーフィルタを有効に機能せしめるに
は新たな製造技術が必要となる。Generally, the cell gap between the glass substrates holding the LCSM layer has a diagonal size of 2 sizes (inch) or more.
In the case of CD, it is usually made uniform by scattering spacers. However, in this Conventional Example 3, since the unevenness is provided in the cell, it is very difficult to control the uniform cell gap in the plane of the LCD more than ever. Alternatively, it is necessary to achieve uniform cell gap without spacers. A new manufacturing technique is required to make the concavo-convex color filter of Conventional Example 3 effectively function.

【００１７】次に、光源光を複数の光束に分割して良好
な光学効果を得ている従来例４を説明する。特開平５−
２１０１６５に記載された発明である。その特徴は光源
光を分割されたアパーチャで少なくとも二つの光束に分
けて、その後にＬＣＤに入射せしめ、その他の光学要素
である絞りと組み合わせることで、明るく、高コントラ
スト比の投射画像を得ている。また、そのアパーチャの
開口部の形状を非円形の長方形や、長円（半円＋矩形＋
半円）や、楕円等として、さらに光束の有効利用を図っ
ている。この発明においては、区分されたアパーチャは
新たな二次光源として機能し得るので、光の指向性を向
上せしめることができる。Next, the conventional example 4 in which the light from the light source is divided into a plurality of light beams to obtain a good optical effect will be described. Japanese Patent Laid-Open No. 5-
It is the invention described in 210165. The feature is that the light source light is split into at least two light fluxes by the split aperture, then made incident on the LCD, and combined with the diaphragm which is another optical element to obtain a bright and high-contrast projection image. . In addition, the shape of the aperture of the aperture may be a non-circular rectangle or an ellipse (half circle + rectangle +
The semicircle), the ellipse, etc. are used to further effectively use the luminous flux. In the present invention, since the divided aperture can function as a new secondary light source, it is possible to improve the directivity of light.

【００１８】最後に、透過散乱型表示素子を用いた投射
型表示装置における基本的な光学系のシステム構成につ
いて説明する。高コントラスト比の投射像表示をするた
めには、シュリーレン光学系が一般に用いられる。その
構成は、例えば、デイウェイらによってプロシーディン
グ オブ ＳＩＤ 第１８／２巻 １９７７年 第１３
５〜１４６頁（「Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ Ｓ．
Ｉ．Ｄ ｖｏｌ．１８／２，１９７７ ｐａｇｅ １３
５〜１４６（Ａ．Ｇ．Ｄｅｗｅｙ）」）に記載されてい
る。Finally, a system configuration of a basic optical system in a projection type display device using a transmission / scattering type display element will be described. A Schlieren optical system is generally used to display a projected image with a high contrast ratio. The construction is, for example, by Dayway et al., Proceeding of SID Vol. 18/2 Vol. 1977 No. 13
Pp. 5-146 ("Proceedings of S.
I. D vol. 18/2, 1977 page 13
5 to 146 (A. G. Deway) ").

【００１９】シュリーレン光学系の基本は、光源光学系
における発光源、あるいは二次的な放射光源の共役像を
透過散乱型表示素子を介した投射光学系側に形成し、透
過散乱型表示素子によって出射光の方位が入射光の方位
に対して変化した成分と変化しない成分を区別し、どち
らか一方をスクリーン等に投射することである。The basis of the Schlieren optical system is to form a conjugate image of a light emitting source in a light source optical system or a secondary radiation light source on the side of a projection optical system via a transmission / scattering type display element. This is to distinguish the component in which the azimuth of the emitted light has changed from the azimuth of the incident light and the component that does not change, and project one of them on a screen or the like.

【００２０】光の回折作用を用いない透過散乱型表示素
子においては、入射光の方位が変化しない光成分（例え
ば、ＬＣＤが透明状態で通過した光）を投射すること
が、投射表示装置のシステム全体としての光利用効率向
上および高コントラスト比達成の点で好ましい。In a transmission / scattering type display element that does not use the diffractive action of light, it is necessary to project a light component (for example, light that has passed through an LCD in a transparent state) whose azimuth of incident light does not change. It is preferable in terms of improving the light utilization efficiency as a whole and achieving a high contrast ratio.

【００２１】したがって、光源光学系における発光源、
あるいは二次的な放射光源の共役像が形成される位置
に、その共役像と同じ形状の開口部を有する絞りを配置
し、透過散乱型表示素子によって入射光の方位が変化し
た光成分を遮断する構成を投射光学系側に設けることが
好ましい。Therefore, the light source in the light source optical system,
Alternatively, a diaphragm having an opening with the same shape as the conjugate image of the secondary radiation source is placed at the position where the conjugate image of the secondary radiation source is formed, and the transmission and scattering type display element blocks the light component whose incident light direction has changed. It is preferable to provide such a configuration on the projection optical system side.

【００２２】[0022]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、散乱能が波
長に依存して変化する透過散乱型表示素子を用いた投射
型表示装置において、補助光学手段を設けることで、簡
単な配置構成であっても投射画像のコントラスト比の波
長依存性および中間調における色バランスの変化を低減
し、高性能の投射型表示装置およびそれを用いた応用装
置を提供することを目的とする。DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention provides a projection type display device using a transmission scattering type display element in which the scattering power changes depending on the wavelength, and by providing auxiliary optical means, the arrangement is simple. It is an object of the present invention to provide a high-performance projection display device and an application device using the same, by reducing the wavelength dependence of the contrast ratio of the projected image and the change of the color balance in the halftone even if there is any.

【００２３】[0023]

【課題を解決するための手段】本発明においては、光源
光学系と、透過散乱型の液晶表示素子と、投射光学系と
が備えられ、光源光学系から発した光源光が液晶表示素
子を通過せしめられ、その後に投射光学系から投射され
る投射型表示装置であって、光源光学系から投射光学系
に至る光路中の、光源光学系と液晶表示素子との間の仮
想光源の位置に液晶表示素子の表示特性を補償せしめる
フィルタが配置される。そして、投射画像のコントラス
ト特性と分光特性とを調整せしめるように機能する。In the present invention, a light source optical system, a transmission / scattering type liquid crystal display element, and a projection optical system are provided, and light source light emitted from the light source optical system passes through the liquid crystal display element. A projection type display device that is projected from a projection optical system, and is a liquid crystal at the position of a virtual light source between the light source optical system and the liquid crystal display element in the optical path from the light source optical system to the projection optical system. A filter for compensating the display characteristics of the display element is arranged. Then, it functions to adjust the contrast characteristic and the spectral characteristic of the projected image.

【００２４】その構成をより具体的に説明する。まず、
光源を備えた光源光学系と、透過散乱型の液晶表示素子
と、投射光学系とが設けられ、光源光学系と液晶表示素
子と投射光学系とがシュリーレン光学系を構成するよう
に配置され、光源から発した光が液晶表示素子を通過せ
しめられ、その後に投射光学系から投射される投射型表
示装置であって、光源から液晶表示素子に至る光路中に
仮想光源が設定され、その仮想光源の位置にフィルタが
配置され、フィルタの光通過面は複数の領域を備え、少
なくとも一つの領域は光の或る波長域のみを通過せし
め、さらに、仮想光源から投射光学系に至る光路中であ
って、仮想光源の非結像位置に液晶表示素子が配置され
てなることを特徴とする第１の投射型表示装置を提供す
る。The configuration will be described more specifically. First,
A light source optical system including a light source, a transmission / scattering type liquid crystal display element, and a projection optical system are provided, and the light source optical system, the liquid crystal display element, and the projection optical system are arranged to form a Schlieren optical system, A projection type display device in which light emitted from a light source is passed through a liquid crystal display element and then projected from a projection optical system, wherein a virtual light source is set in an optical path from the light source to the liquid crystal display element, and the virtual light source The filter has a plurality of regions, and at least one region allows only a certain wavelength region of the light to pass therethrough, and further, there is an optical path from the virtual light source to the projection optical system. Thus, a first projection display device is provided in which a liquid crystal display element is arranged at a non-imaging position of a virtual light source.

【００２５】ここで、光通過面とは光の入射面または出
射面またはフィルタの内部などに設けられ、光の透過と
遮光を決定する機能面を実質的に指す。また、各領域そ
れぞれはいわゆる単独の色補正フィルタと同様の機能を
有する。Here, the light passing surface substantially refers to a functional surface that is provided on the light incident surface or the light emitting surface, the inside of the filter, or the like, and determines light transmission and light shielding. Each area has the same function as a so-called independent color correction filter.

【００２６】また、光源を備えた光源光学系と、透過散
乱型の液晶表示素子と、投射光学系とが設けられ、光源
光学系と液晶表示素子と投射光学系とがシュリーレン光
学系を構成するように配置され、光源から発した光が液
晶表示素子を通過せしめられ、その後に投射光学系から
投射される投射型表示装置であって、光源から液晶表示
素子に至る光路中に仮想光源が設定され、その仮想光源
の位置に第１のフィルタ（１）が配置され、第１のフィ
ルタ（１）の光通過面は複数の領域を備え、少なくとも
一つの領域は光の或る波長域のみを通過せしめ、さら
に、仮想光源から投射光学系に至る光路中であって、仮
想光源の非結像位置に液晶表示素子が配置され、さら
に、液晶表示素子の後の光路中であり、第１のフィルタ
（１）の結像位置に第２のフィルタ（２）が配置されて
なることを特徴とする第２の投射型表示装置を提供す
る。Further, a light source optical system having a light source, a transmission / scattering type liquid crystal display element and a projection optical system are provided, and the light source optical system, the liquid crystal display element and the projection optical system constitute a Schlieren optical system. A projection type display device in which the light emitted from the light source is passed through the liquid crystal display element and then projected from the projection optical system, and a virtual light source is set in the optical path from the light source to the liquid crystal display element. The first filter (1) is arranged at the position of the virtual light source, and the light passing surface of the first filter (1) is provided with a plurality of regions, and at least one region is only a certain wavelength band of light. Further, the liquid crystal display element is disposed in the optical path from the virtual light source to the projection optical system in the non-imaging position of the virtual light source, and further in the optical path after the liquid crystal display element. At the image forming position of the filter (1) Providing a second projection type display apparatus characterized by a filter (2) is disposed.

【００２７】また、光源光学系と、透過散乱型の液晶表
示素子（１５）と、投射光学系とが設けられ、光源光学
系から発した光源光が液晶表示素子（１５）を通過せし
められ、その後に投射光学系から投射され、光源光学系
には光源（１１）と楕円鏡（１２）と第１の絞り（１
７）とが備えられ、楕円鏡（１２）の第１焦点の位置近
傍に光源（１１）、楕円鏡（１２）の第２焦点の位置近
傍に第１の絞り（１７）が配置され、第１のフィルタ
（１）が第１の絞り（１７）の近傍にさらに配置され、
第１のフィルタ（１）の光通過面に複数の領域ｓX （Ｘ
＝１〜ｎ、ｎ≧２）が備えられ、少なくとも一つの領域
は光の或る波長域のみを通過せしめ、液晶表示素子（１
５）の散乱能が低い波長域に対応した第１のフィルタ
（１）の領域の実効開口面積が、散乱能が高い波長域に
対応した第１のフィルタ（１）の領域の実効開口面積よ
りも相対的に小さくなるように設けられ、光源光学系か
ら投射光学系に至る光路の液晶表示素子（１５）の前ま
たは後のいずれか一方、または前後の両方の位置に集光
レンズ（１３、１３１、１３２）が設けられ、第１の絞
り（１７）を通過した拡散光が集光レンズ（１３、１３
１、１３２）によって集光され、第１の絞り（１７）の
共役な像が投射光学系のほぼ瞳位置に結像され、その結
像面の近傍に第２の絞り（１８）が設けられ、第２の絞
り（１８）の開口形状が第１の絞り（１７）の共役像と
ほぼ一致するように形成され、さらに、第２のフィルタ
（２）が第２の絞り（１８）の近傍に設けられ、第２の
フィルタ（２）の光通過面に第１のフィルタ（１）と同
様に複数の領域ｓY （Ｙ＝１〜ｎ、ｎ≧２）が備えら
れ、少なくとも一つの領域は液晶表示素子（１５）と第
２の絞り（１８）を通過する光の或る波長域のみを通過
せしめることを特徴とする第３の投射型表示装置を提供
する。Further, a light source optical system, a transmission / scattering type liquid crystal display element (15) and a projection optical system are provided, and light source light emitted from the light source optical system is passed through the liquid crystal display element (15). Then, the light is projected from the projection optical system, and the light source optical system includes a light source (11), an elliptical mirror (12), and a first diaphragm (1).
7) and a light source (11) near the position of the first focal point of the elliptical mirror (12) and a first diaphragm (17) near the position of the second focal point of the elliptic mirror (12). A first filter (1) is further arranged in the vicinity of the first diaphragm (17),
A plurality of regions s X (X
= 1 to n, n ≧ 2), and at least one region allows only a certain wavelength region of light to pass therethrough, and the liquid crystal display device (1
The effective aperture area of the region of the first filter (1) corresponding to the wavelength region of low scattering power of 5) is smaller than the effective aperture area of the region of the first filter (1) corresponding to the wavelength region of high scattering power. Is provided so as to be relatively small, and a condenser lens (13, 13) is provided at a position before or after the liquid crystal display element (15) or both before and after the liquid crystal display element (15) in the optical path from the light source optical system to the projection optical system. 131, 132) are provided, and the diffused light that has passed through the first diaphragm (17) is collected by the condenser lens (13, 13).
1, 132), a conjugate image of the first diaphragm (17) is formed at substantially the pupil position of the projection optical system, and a second diaphragm (18) is provided near the image plane. , The aperture shape of the second diaphragm (18) is formed so as to substantially match the conjugate image of the first diaphragm (17), and the second filter (2) is provided in the vicinity of the second diaphragm (18). And a plurality of regions s Y (Y = 1 to n, n ≧ 2) are provided on the light passage surface of the second filter (2) as in the first filter (1), and at least one region is provided. Provides a third projection type display device characterized by allowing only a certain wavelength range of light passing through the liquid crystal display element (15) and the second diaphragm (18) to pass therethrough.

【００２８】また、上記の第２または第３の投射型表示
装置において、第１のフィルタ（１）または第２のフィ
ルタ（２）の光通過面に、または第１のフィルタ（１）
と第２のフィルタ（２）の両方の光通過面に、中心波長
がλA の波長域Ａのみを通過せしめる領域ｓA と、中心
波長がλB の波長域Ｂのみを通過せしめる領域ｓB とが
形成され、領域ｓA と領域ｓB が光通過面に占める面積
をそれぞれＫA とＫBとすると、数１の関係を満たすよ
うに構成されてなることを特徴とする第４の投射型表示
装置を提供する。ここで、ｓA とｓB とは複数の領域の
うちの任意の二つの領域を意味する。In the above-mentioned second or third projection type display device, the first filter (1) or the second filter (2) may have a light-passing surface or the first filter (1).
When both the light-transmissive surface of the second filter (2), a region s A to allowed to pass only the wavelength band A in the central wavelength lambda A, area center wavelength allowed to pass through only the wavelength range B of lambda B s B And the areas occupied by the regions s A and s B on the light passage surface are K A and K B , respectively, the fourth projection is characterized by satisfying the relationship of Formula 1. Provide a type display device. Here, s A and s B mean any two areas of the plurality of areas.

【００２９】[0029]

【数１】 [Equation 1]

【００３０】また、上記の第２または第３の投射型表示
装置において、第１のフィルタ（１）または第２のフィ
ルタ（２）のいずれか一方、または第１のフィルタ
（１）と第２のフィルタ（２）の両方がＲ（赤）、Ｇ
（緑）、Ｂ（青）の三つの波長域に応じた領域を備え、
各領域の実効開口面積ＫR 、ＫG 、ＫB が液晶表示素子
の散乱能に応じて変化せしめられてなることを特徴とす
る第５の投射型表示装置を提供する。In the above second or third projection type display device, either the first filter (1) or the second filter (2), or the first filter (1) and the second filter (2). Both filters (2) of R (red), G
(Green) and B (blue) are provided with regions corresponding to three wavelength ranges,
A fifth projection display device is provided, in which the effective aperture areas K R , K G , and K B of each region are changed according to the scattering power of the liquid crystal display element.

【００３１】また、上記の第５の投射型表示装置におい
て、第２のフィルタ（２）のＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ
（青）の三つの波長域に応じた各領域の開口形状が、第
１のフィルタ（１）のＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の
三つの波長域に応じた各領域の開口形状の共役像とほぼ
一致するように設けられてなることを特徴とする第６の
投射型表示装置を提供する。In the fifth projection type display device described above, R (red), G (green) and B of the second filter (2) are used.
The aperture shapes of the respective regions corresponding to the three wavelength regions of (blue) are the regions corresponding to the three wavelength regions of R (red), G (green) and B (blue) of the first filter (1). A sixth projection display device is provided so as to substantially match the conjugate image of the aperture shape.

【００３２】また、上記の第２〜第５のいずれか一つの
投射型表示装置において、第１のフィルタ（１）と第２
のフィルタ（２）はＷ（白）・Ｂ（青）・ＢＧ（青＋
緑）の三つの波長域に応じてそれぞれの領域が分割され
て設けられてなることを特徴とする第７の投射型表示装
置を提供する。ここでＷ（白）とは全可視域の波長を透
過せしめることを意味する。Further, in the projection type display device according to any one of the second to fifth aspects, the first filter (1) and the second filter
Filter (2) is W (white), B (blue), BG (blue +
A seventh projection type display device is provided, wherein each region is divided and provided according to three wavelength regions of (green). Here, W (white) means that wavelengths in the entire visible range are transmitted.

【００３３】また、上記の第１〜第７のいずれか一つの
投射型表示装置において、光透過型のフィルタが用いら
れてなることを特徴とする第８の投射型表示装置を提供
する。Further, there is provided an eighth projection type display device characterized in that, in any one of the above first to seventh projection type display devices, a light transmission type filter is used.

【００３４】また、上記の第１〜第７のいずれか一つの
投射型表示装置において、光反射型のフィルタが用いら
れてなることを特徴とする第９の投射型表示装置を提供
する。Further, there is provided a ninth projection type display device characterized by using a light reflection type filter in any one of the above first to seventh projection type display devices.

【００３５】また、上記の第１〜第９のいずれか一つの
投射型表示装置において、フィルタを通過する光の波長
域に応じて区分された各領域が扇形であり、かつ全体と
して略放射状に配置されたフィルタが用いられてなるこ
とを特徴とする第１０の投射型表示装置を提供する。Further, in any one of the above-mentioned first to ninth projection type display devices, each region divided according to the wavelength range of the light passing through the filter is fan-shaped and as a whole is substantially radial. A tenth projection-type display device is provided which is provided with arranged filters.

【００３６】また、上記の第１〜第９のいずれか一つの
投射型表示装置において、フィルタを通過する光の波長
域に応じて区分された各領域がストライプ状に設けられ
たフィルタが用いられてなることを特徴とする第１１の
投射型表示装置を提供する。Further, in the projection display device according to any one of the first to ninth embodiments, a filter in which each region divided according to the wavelength range of light passing through the filter is provided in a stripe shape is used. An eleventh projection-type display device is provided.

【００３７】また、上記の第１〜第９のいずれか一つの
投射型表示装置において、フィルタを通過する光の波長
域に応じて区分された領域の形状が略円形であるフィル
タが用いられてなることを特徴とする第１２の投射型表
示装置を提供する。Further, in the projection display device according to any one of the first to ninth embodiments, a filter is used in which the shape of the region divided according to the wavelength range of the light passing through the filter is substantially circular. A twelfth projection-type display device is provided.

【００３８】また、上記の第１〜第１２のいずれか一つ
の投射型表示装置において、光源光学系には楕円鏡（１
２）とその第１焦点位置近傍に光源が配置され、第２焦
点位置近傍に錐体物が配置され、該錐体物は光透過性の
錐体状プリズムであって、前記錐体状プリズムの錐体面
の頂角α１が９０゜〜１７５゜の凸型錐体状プリズム、
または頂角β１が１８５゜〜２７０゜の凹型錐体状プリ
ズムであることを特徴とする第１３の投射型表示装置を
提供する。In the projection display device according to any one of the first to twelfth aspects, the light source optical system has an elliptical mirror (1
2) and the light source is arranged in the vicinity of the first focal position, and the cone is arranged in the vicinity of the second focal position, and the cone is a light-transmitting cone-shaped prism. A convex cone-shaped prism having an apex angle α1 of 90 ° to 175 ° on the cone surface of
Alternatively, a thirteenth projection display device is provided which is a concave pyramidal prism having an apex angle β1 of 185 ° to 270 °.

【００３９】また、上記の第１〜第１２のいずれか一つ
の投射型表示装置において、光源光学系には楕円鏡（１
２）とその第１焦点位置近傍に光源が配置され、第２焦
点位置近傍に錐体物が配置され、該錐体物は光反射性の
錐体状反射体であって、前記錐体状反射体の錐体面の頂
角α２が１５０゜〜１７７゜の凸型錐体状反射体、また
は頂角β２が１８３゜〜２１０゜の凹型錐体状反射体で
あることを特徴とする第１４の投射型表示装置を提供す
る。In the projection display device according to any one of the first to twelfth aspects, the light source optical system includes an elliptic mirror (1
2) and the light source is arranged in the vicinity of the first focus position thereof, and the cone is arranged in the vicinity of the second focus position, and the cone is a light-reflecting cone-shaped reflector. The convex cone-shaped reflector having an apex angle α2 of the conical surface of the reflector of 150 ° to 177 ° or the concave cone-shaped reflector having an apex angle β2 of 183 ° to 210 °. The projection type display device is provided.

【００４０】また、上記の第１〜第１４のいずれか一つ
の投射型表示装置において、液晶表示素子は電極付き基
板間に、正の誘電異方性のネマチック液晶が固化物マト
リクス中に分散保持された液晶固化物複合体を有し、か
つ固化物マトリクスの屈折率が用いられる液晶の常光屈
折率（ｎ0 ）と一致せしめられた透過散乱型の液晶表示
素子であることを特徴とする第１５の投射型表示装置を
提供する。In the projection display device according to any one of the first to fourteenth aspects, the liquid crystal display element holds the nematic liquid crystal having positive dielectric anisotropy dispersed in the solidified matrix between the substrates with electrodes. A liquid crystal display device of the transmission and scattering type, which has a liquid crystal solidified substance composite material and in which the refractive index of the solidified substance matrix is matched with the ordinary light refractive index (n 0 ) of the liquid crystal used. 15 projection-type display devices are provided.

【００４１】また、上記の第１〜第１５のいずれか一つ
の投射型表示装置において、液晶表示素子は反射層を有
し、入射光がその反射層で正規反射された後出射された
光を投射することを特徴とする第１６の投射型表示装置
を提供する。In the projection display device according to any one of the first to fifteenth aspects, the liquid crystal display element has a reflection layer, and the incident light is reflected normally by the reflection layer and then emitted. A sixteenth projection type display device characterized in that projection is provided.

【００４２】また、上記の第１〜第１６のいずれか一つ
の投射型表示装置を用いたことを特徴とする照明装置を
提供する。Further, there is provided an illuminating device characterized by using any one of the above-mentioned projection type display devices.

【００４３】なお、本発明で波長域またはスペクトルと
は、少なくとも１００ｎｍ以上の波長帯域において連続
的あるいは離散的なスペクトルを有する光を意味する。
多くの場合は、可視波長域スペクトルの光を示す。In the present invention, the wavelength range or spectrum means light having a continuous or discrete spectrum in a wavelength band of at least 100 nm or more.
In most cases, it shows light in the visible wavelength region spectrum.

【００４４】[0044]

【作用】本発明のフィルタは、いわゆる単純な色補正フ
ィルタとは異なり、投射画像のコントラスト比と色バラ
ンスの相方を調整し得る。つまり、当該フィルタを通過
する光のスペクトル光量とスペクトル光束調整（形状と
大きさ）を行い、通常全スペクトルを有する白色の光源
光を、波長依存性のある液晶表示素子の分光透過特性に
応じて補償せしめて、光の指向性をスペクトル毎に調整
し、投射画像を明るく、かつ高コントラスト比のものと
する。Unlike the so-called simple color correction filter, the filter of the present invention can adjust the contrast ratio of the projected image and the color balance. That is, the spectral light amount and the spectral luminous flux of the light passing through the filter are adjusted (shape and size), and white light source light that normally has the entire spectrum is adjusted according to the spectral transmission characteristics of the liquid crystal display element having wavelength dependence. By compensating, the directivity of light is adjusted for each spectrum to make the projected image bright and have a high contrast ratio.

【００４５】一般的に透過散乱型表示素子を用いた投射
型表示装置において、光源光学系と投射光学系と透過散
乱型表示素子とをシュリーレン光学系の配置関係を満た
すように構成することにより、投射画像の明暗（コント
ラスト）表示が可能となる。このとき、投射画像の明暗
は、光源光学系から放射され表示素子へと入射する光の
指向性と表示素子の散乱能、さらに、投射光学系の集光
角を定める開口数（Ｆナンバー）に応じて変わる。これ
は、明暗（コントラスト）表示が表示素子そのものの特
性によって決まり、光学系への依存性が少ない透過吸収
型の表示素子の場合と大きく異なる。In general, in a projection type display device using a transmission / scattering type display element, the light source optical system, the projection optical system and the transmission / scattering type display element are constituted so as to satisfy the positional relationship of the Schlieren optical system. It is possible to display the contrast (contrast) of the projected image. At this time, the brightness of the projected image depends on the directivity of light emitted from the light source optical system and incident on the display element, the scattering ability of the display element, and the numerical aperture (F number) that determines the converging angle of the projection optical system. It depends. This is significantly different from the case of a transmissive absorption type display element in which bright and dark (contrast) display is determined by the characteristics of the display element itself and has little dependence on the optical system.

【００４６】特に、完全な透明状態に成りきらない散乱
状態（中間状態）において、投射光に寄与する散乱透過
光の割合はシュリーレン光学系における光源光学系から
透過散乱型表示素子へ入射する光の指向性と投射光学系
の集光角によって変化する。すなわち、透過散乱型表示
素子の散乱能が波長に依存して異なる場合、その波長依
存性を低減するようにシュリーレン光学系の中で、本発
明におけるフィルタを波長に応じて前述の構成により変
化させればよい。In particular, in a scattering state (intermediate state) where a completely transparent state cannot be achieved, the proportion of scattered transmitted light that contributes to the projection light is determined by the light incident from the light source optical system in the Schlieren optical system to the transmissive scattering type display element. It changes depending on the directivity and the converging angle of the projection optical system. That is, when the scattering power of the transmission-scattering type display element is different depending on the wavelength, in the Schlieren optical system, the filter according to the present invention is changed by the above-mentioned configuration according to the wavelength so as to reduce the wavelength dependence. Just do it.

【００４７】図２０に示したように。ＬＣＳＭ−ＬＣＤ
においては透明状態（ＴON）に至るまでの散乱状態（Ｔ
OFF ）および中間状態（ＴM ）において、長波長域ほど
散乱能が通常低く、従来の投射型表示光学系では長波長
の透過率が相対的に高い値となる傾向が見られた。As shown in FIG. LCSM-LCD
In the scattering state (T ON ) until reaching the transparent state (T ON ).
In the OFF ) and intermediate state (T M ), the scattering power is usually lower in the longer wavelength region, and the conventional projection type display optical system tends to have a relatively high transmittance in the long wavelength region.

【００４８】本発明の投射型表示装置の構成によれば、
透明状態（ＴON）に至るまでの散乱状態（ＴOFF ）およ
び中間状態（ＴM ）において、透過率の波長依存性が低
減され、スペクトル光に対して暗レベルから明レベルに
渡って色バランスの変化を抑えることが可能となり、色
毎のオン／オフのコントラスト比を揃えることができ
る。According to the configuration of the projection type display device of the present invention,
In the scattering state (T OFF ) and the intermediate state (T M ) up to the transparent state (T ON ), the wavelength dependence of the transmittance is reduced, and the color balance from spectral dark to bright is achieved. Can be suppressed, and the on / off contrast ratio for each color can be made uniform.

【００４９】また、本発明のフィルタは、表示素子と距
離を隔てて設置され、フィルタ透過光は拡散光となって
表示素子に入射されるため、フィルタ面に存在する色分
布は表示素子面には反映され難い。言い換えれば、光源
の仮想結像位置にフィルタを配置し、波長域（スペクト
ル）毎の光量と光束調整（実際には絞り面積）を行う。
そして、上述したシュリーレン光学系においては、この
光源光は光路途中において分散され、ほぼ平均的に照射
される位置がある（光源および仮想光源の非結像位
置）。Further, since the filter of the present invention is installed at a distance from the display element and the light transmitted through the filter becomes diffused light and enters the display element, the color distribution existing on the filter surface is reflected on the display element surface. Is hard to be reflected. In other words, the filter is arranged at the virtual image forming position of the light source, and the light amount and the luminous flux for each wavelength region (spectrum) are adjusted (actually, the diaphragm area).
In the Schlieren optical system described above, the light from the light source is dispersed in the optical path, and there is a position where the light is emitted almost uniformly (non-imaging positions of the light source and the virtual light source).

【００５０】この位置に表示素子を配置することで、ほ
ぼ均一なフルカラー表示画像が得られることになる。ま
た、このフィルタの共役像が集光レンズによって形成さ
れ、その位置を投射レンズの瞳位置と一致させることに
よりフィルタ面に存在する照度分布および色分布は投射
画像に影響しない。このような表示素子の照明法は均一
照明法（ケラー照明法）と呼ばれている。By disposing the display element at this position, a substantially uniform full-color display image can be obtained. Further, the conjugate image of this filter is formed by the condenser lens, and its position coincides with the pupil position of the projection lens, so that the illuminance distribution and the color distribution existing on the filter surface do not affect the projection image. The illumination method for such a display element is called a uniform illumination method (Keller illumination method).

【００５１】本発明におけるシステム構成例を集光レン
ズの配置別に図１〜図４に示す。図１〜図３は透過散乱
型表示素子が透過型（スルー・モード）で用いられる場
合を示し、図４は透過散乱型表示素子の内部または非入
射面側に反射層が設けられて、光が光変調機能層（光の
散乱を生ぜしめる層）を往復する反射型（リフレクショ
ン・モード）で用いられる場合を示す。ここでは、光源
光学系における発光源、または二次的な放射光源の共役
像を形成する光学素子としてレンズを用いているが、代
わりに楕円鏡や球面鏡等の結像作用を利用してもよい。Examples of system configurations in the present invention are shown in FIGS. 1 to 4 for each arrangement of condenser lenses. 1 to 3 show the case where the transmission / scattering type display element is used in a transmission type (through mode), and FIG. 4 shows a case where a reflection layer is provided inside or on the non-incident surface side of the transmission / scattering type display element. Is used in a reflection type (reflection mode) in which light is reciprocated through a light modulation functional layer (a layer that causes light scattering). Here, a lens is used as a light emitting source in a light source optical system or an optical element that forms a conjugate image of a secondary radiation light source, but instead, an imaging action such as an elliptical mirror or a spherical mirror may be used. .

【００５２】図１〜図４において、各構成要素を説明す
る。第１のフィルタ１、第１の絞り１７、第１の集光レ
ンズ１３１（略平行光化レンズとして用いられる）、液
晶表示素子１５、第２の集光レンズ１３２、第２のフィ
ルタ２、第２の絞り１８が設けられている。集光レンズ
は二枚構成ではなく、図２〜図４のように集光レンズ１
３のように一枚構成でもよい。第１のフィルタおよび第
２のフィルタは第１の絞り、第２の絞りの近傍に配置さ
れる。ほとんど一体的に構成することができる。なお、
色分離合成光学系については図示を省略している。Each component will be described with reference to FIGS. First filter 1, first diaphragm 17, first condenser lens 131 (used as a substantially collimating lens), liquid crystal display element 15, second condenser lens 132, second filter 2, Two diaphragms 18 are provided. The condensing lens is not a two-lens constitution, but the condensing lens 1 as shown in FIGS.
A single sheet like 3 may be used. The first filter and the second filter are arranged in the vicinity of the first diaphragm and the second diaphragm. Almost all can be configured. In addition,
Illustration of the color separation / combination optical system is omitted.

【００５３】このとき、光源光学系における発光源また
は二次的な放射光源（仮想光源）を形成することになる
第１の絞りの大きさ・形状と、透過散乱型表示素子また
は集光レンズとの位置関係によって透過散乱型表示素子
への入射光の指向性が定まる。そして、光源光学系にお
ける発光源または二次的な放射光源の共役像とほぼ同じ
形状の開口部を有する第２の絞りと透過散乱型表示素子
または集光レンズとの位置関係によって透過散乱型表示
素子の透過光のうち、投射光学系を通過してスクリーン
等へ投射される出射光の指向性が定まる。At this time, the size and shape of the first diaphragm that will form the light emission source or the secondary radiation light source (virtual light source) in the light source optical system, and the transmission / scattering type display element or the condenser lens. The directivity of the incident light to the transmission / scattering type display element is determined by the positional relationship of. Then, the transmission / scattering display is performed by the positional relationship between the second diaphragm having an opening having substantially the same shape as the conjugate image of the light emission source or the secondary radiation light source in the light source optical system and the transmission / scattering display element or the condenser lens. Of the transmitted light of the element, the directivity of the emitted light that passes through the projection optical system and is projected on the screen or the like is determined.

【００５４】本発明では、散乱特性に波長依存性が存在
する透過散乱型表示素子を用いた投射型表示装置におい
て、上述したシュリーレン光学系の基本構成における透
過散乱型表示素子への入射光の指向性と、透過散乱型表
示素子を透過してスクリーン等へ投射される出射光の指
向性を波長に応じて異なるように調整することによって
透過散乱型表示素子の散乱特性における波長依存性を補
償し、投射画像のコントラスト比の波長依存性および中
間調における色バランスの変化を低減するようにする。In the present invention, in the projection type display device using the transmission / scattering type display element in which the scattering characteristic has wavelength dependence, the direction of the incident light to the transmission / scattering type display element in the basic configuration of the Schlieren optical system described above is directed. And the directivity of outgoing light that is transmitted through the transmissive-scattering display element and projected onto a screen or the like is adjusted to be different depending on the wavelength, thereby compensating for the wavelength dependence of the scattering characteristics of the transmissive-scattering display element. , The wavelength dependence of the contrast ratio of the projected image and the change in the color balance in the halftone are reduced.

【００５５】具体的には、まず光源光学系における発光
源または二次的な放射光源となる第１の絞りの大きさ・
形状および集光レンズによって形成される第１の絞りの
共役像と同じ形状の開口部を有する第２の絞りの大きさ
・形状を変える。Specifically, first, the size of the first diaphragm serving as a light emitting source or a secondary radiation source in the light source optical system
The size and shape of the second diaphragm having the same shape as the conjugate image of the first diaphragm formed by the condenser lens are changed.

【００５６】本発明は一般的に透過散乱型表示素子を用
いた光学システムに応用できるが、具体的には特に汎用
されている液晶表示素子（ＬＣＤ）を対象としている。The present invention is generally applicable to an optical system using a transmission / scattering type display element, but is specifically directed to a general-purpose liquid crystal display element (LCD).

【００５７】透過散乱型（光散乱型）のＬＣＤとしては
ＤＳ−ＬＣＤや液晶相変化モード等、幾つかの方式が報
告されている。そのなかでも、上述のＬＣＳＭ−ＬＣＤ
は、低電圧動作（≦１０Ｖ）が可能であり、かつ高い散
乱能を有するので特に好ましい。通常、投射型表示素子
に用いられるＬＣＳＭ−ＬＣＤの構造は、電極と駆動素
子を形成した第１基板と、対向電極を形成した第２基板
間に、正の誘電異方性のネマチック液晶が高分子が硬化
せしめられた樹脂などの固化物マトリクス中に分散保持
されて構成されたＬＣＳＭ層を挟持する。また、通常は
固化物マトリクスの屈折率が用いられる液晶の常光屈折
率（ｎ0 ）と一致せしめられている。As the transmission / scattering type (light scattering type) LCD, several systems such as DS-LCD and liquid crystal phase change mode have been reported. Among them, the above-mentioned LCSM-LCD
Is particularly preferable because it can operate at a low voltage (≦ 10 V) and has a high scattering ability. Usually, the structure of an LCSM-LCD used for a projection type display device is such that a nematic liquid crystal having a positive dielectric anisotropy is high between a first substrate on which electrodes and driving elements are formed and a second substrate on which a counter electrode is formed. An LCSM layer composed of dispersed and held molecules in a solidified matrix such as a cured resin is sandwiched. Further, the refractive index of the solidified matrix is usually matched with the ordinary refractive index (n 0 ) of the liquid crystal used.

【００５８】ＬＣＭＳ層の構造としては、樹脂等からな
る固化物マトリクスの液泡内に液晶が封じ込められて、
ほぼ単独の粒子形状（球状もしくは回転楕円体形状な
ど）の形態が光学的作用からは好ましいが、個々の液晶
カプセルが完全に独立せずに一部が連通していてもよ
い。実質的に単独粒子と同等に機能し得るような微小構
造を有していればよい。また、多孔質ガラスや多孔質樹
脂等の多孔質のように個々の液晶の液泡が細隙を介して
連通していてもよい。The structure of the LCMS layer is such that liquid crystals are enclosed in liquid bubbles of a solidified matrix made of resin or the like,
A substantially single particle shape (spherical shape, spheroidal shape, etc.) is preferable from the optical effect, but individual liquid crystal capsules may not be completely independent but may be partly in communication. It suffices if it has a microstructure capable of substantially equivalently functioning as a single particle. Further, liquid bubbles of individual liquid crystals may be communicated with each other through a slit such as porous glass or porous resin.

【００５９】用いる液晶の物性値としては、０．２０≦
△ｎ≦０．２５、かつ、５＜△ε＜１３の範囲がＶＴカ
ーブにおける低ヒステリシス特性と、透過散乱時のコン
トラスト比（高透過性と高散乱性）が得られるので好ま
しい。また、固化物マトリクスとして用いられる樹脂等
の屈折率（ｎP ）と液晶の常光屈折率（ｎO ）とがほぼ
一致することにより透過状態となる。例えば、ｎO −
０．０３＜ｎP ＜ｎO ＋０．０５の関係を満たすように
用いることが好ましい。The physical properties of the liquid crystal used are 0.20 ≦
The range of Δn ≦ 0.25 and 5 <Δε <13 is preferable because a low hysteresis characteristic in the VT curve and a contrast ratio during transmission and scattering (high transmittance and high scattering) can be obtained. In addition, when the refractive index (n P ) of the resin or the like used as the solidified matrix and the ordinary refractive index (n O ) of the liquid crystal substantially match each other, a transmissive state is established. For example, n O −
It is preferably used so as to satisfy the relationship of 0.03 <n P <n O +0.05.

【００６０】このような透過散乱型の動作モードを有す
るＬＣＳＭ−ＬＣＤを用いた投射型表示装置の場合、図
２２に示されたシステム全体の光学系（投射型表示装置
１００）を用いて投射画像のコントラスト比（印加電圧
７Ｖ時の透過率ＴONと無印加電圧時の透過率ＴOFF の
比、ＴON／ＴOFF ）の集光角依存性（波長６１０ｎｍで
の赤コントラスト比ＣR 、波長５４０ｎｍでの緑コント
ラスト比ＣG 、波長４７０ｎｍでの青コントラスト比Ｃ
B ）を図２３に示す。In the case of a projection type display device using an LCSM-LCD having such a transmission / scattering type operation mode, a projection image is obtained by using the optical system (projection type display device 100) of the entire system shown in FIG. Angle dependence (contrast ratio T ON when the applied voltage is 7 V and the transmittance T OFF when there is no applied voltage, T ON / T OFF ) of the contrast ratio (red contrast ratio C R at wavelength 610 nm, wavelength Green contrast ratio C G at 540 nm, blue contrast ratio C at wavelength 470 nm
B ) is shown in FIG.

【００６１】この投射型表示装置１００は、光源光学系
に楕円鏡１２と光源１１と第１の絞り１７を備える。全
反射ミラーＭと平行光化レンズ７３１で光源光の光束調
整を行っている。さらに、３０°の入射角度で設定され
たダイクロイックミラー１４１、１４２と全反射ミラー
Ｍ２、Ｍ３が備えられている。また、各色光毎に液晶光
学素子７５Ｒ、７５Ｇ、７５Ｂとそれぞれの光路の後に
集光レンズ７３２Ｒ、７３２Ｇ、７３２Ｂが設けられて
いる。光路中の第１の絞り１７の共役像が形成される位
置に第２の絞り１８が配置されている。さらに、投射レ
ンズ１９を含む投射光学系が配置されている。This projection type display device 100 is provided with an elliptical mirror 12, a light source 11 and a first diaphragm 17 in a light source optical system. The total reflection mirror M and the collimating lens 731 adjust the luminous flux of the light source light. Further, dichroic mirrors 141 and 142 and total reflection mirrors M2 and M3 set at an incident angle of 30 ° are provided. Further, liquid crystal optical elements 75R, 75G, and 75B are provided for each color light, and condenser lenses 732R, 732G, and 732B are provided after the respective optical paths. The second diaphragm 18 is arranged at a position in the optical path where a conjugate image of the first diaphragm 17 is formed. Further, a projection optical system including the projection lens 19 is arranged.

【００６２】図２３において、集光角は後述される投射
光の指向性を示す。本図に示すように、集光角が小さく
なればなるほど（より、平行光に近づくことを意味す
る）、コントラスト比が高くなり、集光角が大きくなれ
ばなるほどコントラスト比が低下する傾向がある。In FIG. 23, the converging angle indicates the directivity of projection light, which will be described later. As shown in this figure, the smaller the converging angle (which means closer to parallel light), the higher the contrast ratio, and the larger the converging angle, the lower the contrast ratio tends to be. .

【００６３】また、ＲＧＢの各帯域の主波長で計測した
ＣR 、ＣG 、ＣB から分かるように波長に応じてコント
ラスト比の集光角依存性が変化する。したがって、一般
的にＬＣＳＭ−ＬＣＤを用いた場合、長波長ほどコント
ラスト比が低く、特に暗レベルにおける投射画像が灰色
とならず、茶褐色を帯びることとなる。さらに、図２０
に示したように、透明状態（ＴON）になりきらない中間
調領域においても、散乱状態（ＴOFF ）と同様に長波長
ほど透過率（ＴM ）は高くなる。Further, as can be seen from C R , C G , and C B measured at the main wavelengths of each band of RGB, the light-convergence angle dependence of the contrast ratio changes according to the wavelength. Therefore, in general, when an LCSM-LCD is used, the longer the wavelength, the lower the contrast ratio, and the projected image does not become gray, especially at a dark level, but becomes brownish. Furthermore, FIG.
As shown in, even in the halftone region where the transparent state (T ON ) is not reached, the transmittance (T M ) becomes higher as the wavelength becomes longer, as in the scattering state (T OFF ).

【００６４】一方、コントラスト比は表示素子への入射
光の指向性および投射光の指向性に依存し、指向性の高
いほどコントラスト比は高い値を示す。また、中間調領
域においても、散乱状態の透過率（ＴOFF ）と同様に指
向性の高い光ほど透過率（Ｔ M ）は低くなる。したがっ
て、長波長域の投射光ほど指向性の高い光となるような
光学系を設けることにより、投射画像のコントラスト比
における波長依存性および中間調領域における色バラン
スの変化を低減することが可能である。On the other hand, the contrast ratio is the incidence on the display element.
High directivity depends on the directivity of the light and the directivity of the projected light.
The higher the contrast ratio, the higher the value. In addition,
Even in the region, the transmittance of the scattering state (TOFF ) As well as fingers
Light with a higher directivity has a transmittance (T M ) Will be low. Accordingly
The longer the projected light in the wavelength range, the higher the directivity of the light.
By providing an optical system, the contrast ratio of the projected image
Balun in the halftone region and wavelength dependence in
It is possible to reduce the change in voltage.

【００６５】図１〜図４において、光源光学系における
発光源または二次的な放射光源の大きさ・形状によって
定まる開口径をＤ１とし、この発光源または二次的な放
射光源の共役像が形成される位置に配置されたその共役
像と同じ形状の開口部を有する絞りの開口径をＤ２とす
る。ここで、発光源の発光部に対応する場合、あるいは
発光源から放射された光を楕円鏡等で焦点位置に集光
し、その焦点位置に開口絞りを配置しその開口部を二次
的な放射光源とした場合、Ｄ１はその平均直径を意味す
る。1 to 4, the aperture diameter determined by the size and shape of the light emitting source or secondary radiation source in the light source optical system is D1, and the conjugate image of this light emitting source or secondary radiation source is Let D2 be the aperture diameter of the diaphragm arranged at the position where the conjugate image is formed and having the same shape as the conjugate image. Here, when it corresponds to the light emitting portion of the light emitting source, or when the light emitted from the light emitting source is condensed at a focal position by an elliptical mirror or the like, an aperture stop is arranged at the focal position, and the aperture is secondary. When used as a radiation source, D1 means its average diameter.

【００６６】すなわち、この発光部（図１〜４では第１
の絞りの開口面積に相当する）の総面積をＳ１とする
と、次式で定義される。That is, this light emitting portion (first in FIGS.
S1 is the total area (corresponding to the aperture area of the diaphragm of).

【００６７】[0067]

【数２】 [Equation 2]

【００６８】ここで、発光部が複数存在し、あるいは複
数の分離した領域または開口部ｓX（Ｘ＝１〜ｎ、ｎ≧
２）から開口絞りが構成されている場合、Ｓ１はその総
面積ΣｓX で近似される。Here, there are a plurality of light emitting portions or a plurality of separated regions or openings s X (X = 1 to n, n ≧
When the aperture stop is composed of 2), S1 is approximated by its total area Σs X.

【００６９】また、この発光部の共役像が生成される位
置に設けられる第２の絞りに関しても同様に、第２の開
口絞りの開口部の総面積をＳ２とすると、Ｄ２は次式で
表される。ここで、ｓY もｓX と同様に定義される。Ｓ
２＝ΣｓY （Ｙ＝１〜ｎ、ｎ≧２）。Similarly, regarding the second diaphragm provided at the position where the conjugate image of the light emitting portion is generated, if the total area of the openings of the second aperture diaphragm is S2, D2 is given by the following equation. To be done. Here, s Y is defined similarly to s X. S
2 = Σs Y (Y = 1 to n, n ≧ 2).

【００７０】[0070]

【数３】 (Equation 3)

【００７１】このとき、光源光学系から放出され透過散
乱型表示素子へ入射する光の指向性を表す分散角φ（φ
A 、φB 、φC ）は、発光部と集光レンズおよび透過散
乱型表示素子の間隔のうちの短い方をＬ１とすると、次
式で近似される。At this time, the dispersion angle φ (φ which represents the directivity of the light emitted from the light source optical system and incident on the transmission / scattering type display element.
A , φ B , φ C ) can be approximated by the following equation, where L1 is the shorter one of the intervals between the light emitting section, the condenser lens, and the transmission / scattering type display element.

【００７２】[0072]

【数４】 [Equation 4]

【００７３】また、透過散乱型表示素子の透過光の内投
射光学系を通過してスクリーン等へ投射される出射光の
指向性を表す集光角δ（δA 、δB 、δC ）は、第２の
絞りと集光レンズおよび透過散乱型表示素子の間隔のう
ち、短い方をＬ２とすると、次式で近似される。Further, the converging angle δ (δ A , δ B , δ C ) representing the directivity of the outgoing light which passes through the internal projection optical system of the transmitted light of the transmissive-scattering type display element and is projected onto the screen is , Of the distances between the second diaphragm, the condenser lens, and the transmission-scattering type display element, whichever is shorter, is approximated by the following equation.

【００７４】[0074]

【数５】 (Equation 5)

【００７５】したがって、波長に応じて透過散乱型表示
素子への入射光および投射光の指向性φ、δを変えるた
めには、数４および数５で関係付けられたＤ１、Ｌ１、
Ｄ２、Ｌ２のいずれかを波長に応じて変えればよい。本
発明では、このうちＤ１とＤ２をスペクトル毎に実質的
に調整して指向性を改善することを意味する。Therefore, in order to change the directivities φ and δ of the incident light and the projected light to the transmission / scattering type display element according to the wavelength, D1, L1, which are related by the equations 4 and 5,
Either D2 or L2 may be changed according to the wavelength. In the present invention, it means that among these, D1 and D2 are substantially adjusted for each spectrum to improve the directivity.

【００７６】投射画像のコントラスト比を劣化させない
で明るさすなわち投射効率を維持するためには分散角φ
と集光角δとをほぼ等しくなるようにＤ１、Ｌ１、Ｄ
２、Ｌ２を設定することが好ましい。Ｌ１とＬ２を調整
するには、光学レンズの焦点距離を変化させることが必
要となるためシステム全体の構成がより複雑になる。特
に、ＲＧＢ三色の色分離合成光学系を構成する場合には
三種類の光学レンズが必要となる。これに対してＤ１と
Ｄ２とを調整する場合には、色分離合成光学系を用いて
も単一の構成要素で達成することが可能となる。In order to maintain the brightness, that is, the projection efficiency without deteriorating the contrast ratio of the projected image, the dispersion angle φ
And condensing angle δ are approximately equal to D1, L1, D
It is preferable to set 2 and L2. In order to adjust L1 and L2, it is necessary to change the focal length of the optical lens, which complicates the configuration of the entire system. In particular, three types of optical lenses are required when configuring a color separation / combination optical system of RGB three colors. On the other hand, when D1 and D2 are adjusted, it is possible to achieve them with a single component even if the color separation / combination optical system is used.

【００７７】また、用いる透過散乱型表示素子の散乱能
が低い場合、第１の開口絞り、および第２の絞りが複数
の分離した領域または開口部ｓX 、ｓY から構成されて
いる場合あるいは外周長の長い開口部の場合の方が単一
の円形開口絞りに比べてコントラスト比が増加するため
好ましい。なお、ここでは絞りとフィルタが実質的に一
体化されたものとして説明している。Further, when the transmission power of the transmission scattering type display element used is low, when the first aperture stop and the second aperture stop are composed of a plurality of separated regions or apertures s X and s Y , or An aperture having a long outer peripheral length is preferable because it has a higher contrast ratio than a single circular aperture stop. Note that, here, the description will be made assuming that the diaphragm and the filter are substantially integrated.

【００７８】図２０、図２１、および図２３に示すよう
に透過率およびコントラスト比の波長依存性または集光
角依存性の傾向を示すＬＣＳＭ−ＬＣＤを用いた場合、
第１のフィルタ（１）および第２のフィルタ（２）の光
通過面に通過特性（透過およびカットオフ）の異なる複
数の領域を設ける。As shown in FIGS. 20, 21, and 23, when an LCSM-LCD having a tendency of wavelength dependence or light collection angle dependence of transmittance and contrast ratio is used,
A plurality of regions having different transmission characteristics (transmission and cutoff) are provided on the light passage surfaces of the first filter (1) and the second filter (2).

【００７９】例えば、光をＢＧＲの三つの波長域に区分
し、そのうちいずれか二つの波長域を波長域Ａと波長域
Ｂとし、それぞれの波長域の中心波長をλA とλB と
し、またそれぞれの波長域がフィルタの光通過面に占め
る面積をＫA とＫB とした場合に、前記した数１の関係
を満たすように第１のフィルタ１および第２のフィルタ
２を構成することが好ましい。さらに、数６の関係を満
たすことがより好ましい。For example, light is divided into three wavelength bands of BGR, two of which are wavelength bands A and B, and the central wavelengths of the respective wavelength bands are λ A and λ B. The first filter 1 and the second filter 2 may be configured so as to satisfy the relationship of the above-described Expression 1 when the areas occupied by the respective wavelength regions on the light passing surface of the filter are K A and K B. preferable. Furthermore, it is more preferable to satisfy the relationship of Expression 6.

【００８０】[0080]

【数６】 (Equation 6)

【００８１】なお、本発明において波長域を示すＲとは
およそ、５９０〜６７０ｎｍの波長帯域、Ｇとはおよそ
５００〜５６０ｎｍの波長帯域、Ｂとはおよそ４２０〜
４９０ｎｍの波長帯域を指している。用いる他の光学要
素との関係でカットオフ波長をシフトして用いてもよ
い。また、色純度を向上する等のために各波長帯域の間
に間隙を設けているが、その間隙量を全体システムとの
関係で調整することができる。In the present invention, R indicating the wavelength range is about 590 to 670 nm, G is about 500 to 560 nm, and B is about 420 to 460 nm.
It refers to the wavelength band of 490 nm. The cutoff wavelength may be shifted and used depending on the relationship with other optical elements used. Further, although a gap is provided between the wavelength bands in order to improve color purity, the gap amount can be adjusted in relation to the entire system.

【００８２】[0082]

【実施例】【Example】

（実施例１）図５は投射型表示装置１０を示す。本実施
例では、光源１１は楕円鏡１２（回転楕円体鏡）の第１
焦点に配置されており、光源１１からでた光は楕円鏡１
２で反射され、ほぼ第２焦点位置に設けられた凸型の錐
体状プリズム３の平面側から入射し、光がその平面で屈
折してプリズム内を伝搬し、さらに錐体面で屈折し凸錐
体状プリズム３の錐面から出射することで、屈折透過を
経て出射した後の光束方位角分布が変化する。そして、
第１の集光レンズ１３１に入射し、ほぼ平行光となり透
過散乱型の液晶表示素子１５に入射する。(Embodiment 1) FIG. 5 shows a projection type display device 10. In this embodiment, the light source 11 is a first ellipsoidal mirror 12 (spheroidal mirror).
The light emitted from the light source 11 is placed at the focal point and the elliptic mirror 1
The light is reflected by 2 and is incident from the plane side of the convex cone-shaped prism 3 provided substantially at the second focal position, and the light is refracted on the plane and propagates inside the prism, and further refracted on the cone surface to be convex. By exiting from the conical surface of the conical prism 3, the azimuth distribution of the light flux after exiting through refraction transmission changes. And
The light enters the first condensing lens 131, becomes substantially parallel light, and enters the transmission / scattering type liquid crystal display element 15.

【００８３】液晶表示素子１５の機能層で散乱されずに
透過し、液晶表示素子１５を通過した非散乱光は、第２
の集光レンズ１３２により投射レンズ１９の位置にほぼ
集光され、図示されていないスクリーンに投射される
が、液晶表示素子１５で散乱された散乱光は、正規の光
路から外れ、例えば第２の絞り１８により除去されスク
リーンには投影されない。The non-scattered light which is transmitted without being scattered by the functional layer of the liquid crystal display element 15 and has passed through the liquid crystal display element 15 is
The light collecting lens 132 collects the light substantially at the position of the projection lens 19 and projects it on a screen (not shown). However, the scattered light scattered by the liquid crystal display element 15 deviates from the regular optical path, for example, the second light. It is removed by the diaphragm 18 and is not projected on the screen.

【００８４】第１の絞り１７の開口近傍と第２の絞り１
８の開口近傍に、第１のフィルタと第２のフィルタがそ
れぞれ配置される。本実施例で用いるフィルタとは通過
する光の波長域（スペクトル）に応じて、それぞれの光
路面積と通過光量を調整できるよう形成されたフィルタ
のことである。実際には第１または第２の絞りとほぼ一
体的に構成されてもよい。The vicinity of the opening of the first diaphragm 17 and the second diaphragm 1
A first filter and a second filter are arranged near the opening of 8, respectively. The filter used in this embodiment is a filter formed so that each optical path area and the amount of passing light can be adjusted according to the wavelength range (spectrum) of passing light. In practice, it may be formed almost integrally with the first or second diaphragm.

【００８５】ここで用いられる光源１１としては、放電
発光型のメタルハライドランプ、キセノンランプおよび
フィラメント発光型のハロゲンランプ等であるが、いず
れも光源部の電極、管球ガラス、保温膜、フィラメント
等の遮光部が存在し、光源から放出される光軸と平行方
位角度近傍の出射光が少ないとともに、楕円鏡１２から
の反射光も光軸と平行方位角度近傍の出射光成分が少な
い。The light source 11 used here is a discharge light emission type metal halide lamp, a xenon lamp, a filament light emission type halogen lamp or the like, and any of them is an electrode of the light source section, a tube glass, a heat insulating film, a filament or the like. Since the light shielding portion is present, the emitted light in the vicinity of the parallel azimuth angle with the optical axis emitted from the light source is small, and the reflected light from the elliptical mirror 12 has a small amount of the emitted light component in the vicinity of the parallel azimuth angle with the optical axis.

【００８６】その結果、錐体状プリズム３が用いられな
い図２２に示す従来例の場合、楕円鏡１２の第２焦点に
おける光軸とのなす角度が約１０゜以下の光が不足し、
透過散乱型表示素子（７５Ｒ、７５Ｇ、７５Ｂ）の中心
付近に影が生じたが、錐体状プリズム３を用いた場合、
プリズム界面での屈折により光束方位角が変化し、光軸
とのなす角度が約１０゜以下の光の不足を補い、透過散
乱型表示素子の中心付近の光強度不均一性を修正し均一
化された。As a result, in the case of the conventional example shown in FIG. 22 in which the cone-shaped prism 3 is not used, there is a shortage of light whose angle with the optical axis at the second focal point of the elliptical mirror 12 is about 10 ° or less,
A shadow was formed near the center of the transmission / scattering type display element (75R, 75G, 75B), but when the conical prism 3 was used,
The refraction at the prism interface changes the azimuth angle of the light flux, compensating for the lack of light whose angle with the optical axis is less than about 10 °, and correcting the light intensity non-uniformity near the center of the transmission / scattering display element to make it uniform Was done.

【００８７】なお、錐体状プリズムは図示した配置以外
にその平面を出射面側に、錐面を入射面側に配置しても
用いることができる。また、この場合平面側に本発明の
フィルタを設けることができるのでより簡便な一体的な
構造をとることができるのでより好ましい。虹彩絞りを
用いて開口口径を調節する場合に有利となる。The pyramidal prism can be used by arranging the flat surface on the exit surface side and the conical surface on the entrance surface side in addition to the illustrated arrangement. Further, in this case, since the filter of the present invention can be provided on the flat surface side, it is more preferable because a simpler integrated structure can be taken. This is advantageous when adjusting the aperture size using an iris diaphragm.

【００８８】また、光源光学系の集光鏡としては通常回
転楕円鏡が用いられるが、原理的には二次的に点光源を
形成する機能を有していればよい。例えば、指向性が低
下するが放物面鏡と集光レンズを組み合わせたものがあ
る。また、楕円鏡としては滑らかな二次曲面を用いたも
のでなく、微小領域を複雑に組み合わせて、全体として
楕円鏡を構成するマルチミラー楕円鏡を用いることがで
きる。また、二種類以上の楕円面を組み合わせた楕円鏡
を用いることができる。また、絞りの形状や液晶表示素
子の形状に合わせて、光軸を法線とする面において、楕
円鏡の断面が略楕円を示すような扁平な楕円鏡体を用い
ることができる。A spheroidal mirror is usually used as the condenser mirror of the light source optical system, but in principle, it should have a function of forming a point light source secondarily. For example, there is a combination of a parabolic mirror and a condenser lens although the directivity is lowered. Further, as the elliptic mirror, a smooth quadric surface is not used, but a multi-mirror elliptic mirror in which minute regions are combined intricately to form an elliptic mirror as a whole can be used. Further, an elliptical mirror in which two or more kinds of elliptical surfaces are combined can be used. Further, according to the shape of the diaphragm or the shape of the liquid crystal display element, it is possible to use a flat elliptical mirror body in which the cross section of the elliptical mirror shows a substantially ellipse in the plane whose normal is the optical axis.

【００８９】本実施例（図５）を構成する各部について
説明する。本実施例では、ＩＴＯ透明電極が形成された
対向基板と画素ＩＴＯ電極毎にＴＦＴが形成されたアク
ティブマトリクス駆動基板を用い、シール材を塗布して
一定の空間ギャップを有するセルを作製する。その後、
セル中に液晶と高分子の混合液を注入し、紫外線を照射
して高分子を硬化せしめて樹脂としＬＣＳＭを形成す
る。特に、高分子を用いて形成したものを液晶高分子複
合体（リキッド クリスタル ポリマー コンポジッ
ト：以下ＬＣＰＣと呼ぶ）と呼ぶ。Each part constituting this embodiment (FIG. 5) will be described. In this embodiment, a counter substrate having an ITO transparent electrode and an active matrix driving substrate having a TFT formed for each pixel ITO electrode are used, and a sealing material is applied to form a cell having a constant space gap. afterwards,
A liquid mixture of a liquid crystal and a polymer is injected into the cell, and the polymer is cured by irradiating it with ultraviolet rays to form a resin, forming an LCSM. In particular, what is formed by using a polymer is called a liquid crystal polymer composite (liquid crystal polymer composite: hereinafter referred to as LCPC).

【００９０】そして透過散乱型の液晶表示素子とした。
ここで、液晶表示素子中に設けられたＬＣＰＣ層は正の
誘電異方性のネマチック液晶を樹脂中に分散保持せしめ
られた形態を有している。この場合、いわゆる液晶カプ
セルは一部が連通しているか、またはほぼ独立粒子の形
態を有していることが高い散乱能を得るために好まし
い。Then, a transmission / scattering type liquid crystal display device was obtained.
Here, the LCPC layer provided in the liquid crystal display element has a form in which a nematic liquid crystal having positive dielectric anisotropy is dispersed and held in a resin. In this case, it is preferable that the so-called liquid crystal capsules are partially communicated with each other or have a form of substantially independent particles in order to obtain high scattering ability.

【００９１】この液晶表示素子１５の表示部は対角３サ
イズ、画素の開口率は４０％で、その最大透過率は３０
％である。The display portion of the liquid crystal display element 15 has a diagonal size of 3, the pixel aperture ratio is 40%, and the maximum transmittance is 30.
%.

【００９２】光源光学系としては、光源１１（発光アー
ク長４ｍｍ、１５０Ｗのメタルハライドランプ）、楕円
鏡１２（第１焦点距離ｆ１＝２２ｍｍ、第２焦点距離ｆ
２＝１０５ｍｍ、奥行全長Ｈ＝５０ｍｍ）、凸型錐体状
プリズム１（頂角α１＝１１４゜、底面断面直径３０ｍ
ｍ、高さ１２ｍｍ、ただし錐体状プリズムの傾斜面の高
さは９. ７４ｍｍ）を用いる。集光レンズとして、第１
の集光レンズ１３１（焦点距離１５０ｍｍの平凸レン
ズ）と、第２の集光レンズ１３２（焦点距離１５０ｍｍ
の平凸レンズ）を用いる。The light source optical system includes a light source 11 (metal halide lamp with a light emission arc length of 4 mm and 150 W), an elliptical mirror 12 (first focal length f1 = 22 mm, second focal length f).
2 = 105 mm, total depth H = 50 mm, convex cone-shaped prism 1 (vertical angle α1 = 114 °, bottom cross-sectional diameter 30 m)
m, height 12 mm, but the height of the inclined surface of the conical prism is 9.74 mm). First as a condenser lens
Condensing lens 131 (plano-convex lens with focal length 150 mm) and second condensing lens 132 (focal length 150 mm
Plano-convex lens).

【００９３】また、楕円鏡１２の第２焦点位置近傍で錐
体状プリズム３と集光レンズ１３１との間に開口径可変
の虹彩絞りを用いた第１の絞り１７を設ける。A first diaphragm 17 using an iris diaphragm with a variable aperture diameter is provided between the conical prism 3 and the condenser lens 131 near the second focal position of the elliptical mirror 12.

【００９４】この液晶表示素子１５を透過した光のう
ち、第２の絞り１８を通過した光のみが、投射レンズ１
９を通してスクリーン上に液晶表示画像として結像され
る。Of the light that has passed through the liquid crystal display element 15, only the light that has passed through the second diaphragm 18 is the projection lens 1
An image is formed on the screen as a liquid crystal display image through 9.

【００９５】このとき、第１の絞り１７の開口径の共役
像が第２の集光レンズ１３２によって結像される位置で
ある投射レンズの瞳位置に、開口径可変の虹彩絞りを同
様に用いた第２の絞り１８を配置する。At this time, an iris diaphragm with a variable aperture diameter is similarly used at the pupil position of the projection lens, which is the position where the conjugate image of the aperture diameter of the first diaphragm 17 is formed by the second condenser lens 132. The second diaphragm 18 that has been used is arranged.

【００９６】次に、本実施例における光の指向性を波長
に応じて異なるようにする構成を以下に説明する。Next, a structure for changing the directivity of light according to the wavelength in this embodiment will be described below.

【００９７】第１の絞り１７の開口近傍および第２の絞
り１８の開口近傍に、図６に示すような光軸を対称軸と
した放射状の第１のフィルタ１と第２のフィルタ２をそ
れぞれ設置し、長波長域ほど開口径に占める面積が小さ
いようにする。その分光特性を図７に示す。In the vicinity of the opening of the first diaphragm 17 and in the vicinity of the opening of the second diaphragm 18, radial first and second filters 1 and 2 having an optical axis as a symmetrical axis as shown in FIG. 6 are respectively provided. Install it so that the longer the wavelength range, the smaller the area occupied by the aperture diameter. The spectral characteristics are shown in FIG.

【００９８】具体的には、図６に示すようにＲ・Ｇ・Ｂ
の三色のスペクトル毎に光路面積が分割されたフィルタ
を用いる。このフィルタは各色の波長域に応じた占有面
積Ｓに応じて上述した数３、数４より開口径を定める。
また、式数４、数５によって分散角φおよび集光角δが
定まる。ここではδ＝φとし、第１の集光レンズ１３１
と第２の集光レンズ１３２の焦点距離が１５０ｍｍのた
めＬ１＝Ｌ２＝１５０ｍｍである。よって、Ｒに関して
δ＝６°とすると、占有面積はＫR ＝１. ９５ｃｍ2 と
なる。Specifically, as shown in FIG. 6, R / G / B
A filter in which the optical path area is divided for each of the three color spectra of is used. In this filter, the aperture diameter is determined from the above-described equations 3 and 4 according to the occupied area S corresponding to the wavelength range of each color.
Further, the dispersion angle φ and the light collection angle δ are determined by the equations 4 and 5. Here, δ = φ, and the first condenser lens 131
Since the focal length of the second condenser lens 132 is 150 mm, L1 = L2 = 150 mm. Therefore, when δ = 6 ° with respect to R, the occupied area becomes K R = 1.95 cm 2 .

【００９９】ここで、液晶表示素子の特性との関係につ
いて述べる。図２３に示すコントラスト比の波長依存性
および集光角依存性を有するＬＣＰＣ層を備えた透過散
乱型の液晶表示素子を用いた場合、ＧおよびＢにおいて
もＲと同程度のコントラスト比をうるためには、集光角
δを６. ６°（Ｇ）、７. ４°（Ｂ）とすればよい。Here, the relationship with the characteristics of the liquid crystal display element will be described. When a transmissive-scattering liquid crystal display device including an LCPC layer having the wavelength dependence and the collection angle dependence of the contrast ratio shown in FIG. 23 is used, G and B have the same contrast ratio as R. For this purpose, the light collection angle δ may be set to 6.6 ° (G) and 7.4 ° (B).

【０１００】したがって、第１のフィルタ１および第２
のフィルタ２において波長域Ｇ、Ｂに対する各占有面積
はＫG ＝２. ３６ｃｍ2 、ＫB ＝２. ９８ｃｍ2 とな
る。すなわち、図６のフィルタのＲＧＢの占有面積比
が、ＫR ：ＫG ：ＫB ＝１：１.２１：１. ５３を満た
すように分割されていればよい。図６の例では、Ｒ・Ｇ
・Ｂそれぞれ二か所の領域を有しており、合計で６分割
されている。Therefore, the first filter 1 and the second filter 1
In the filter 2 of No. 2 , the respective occupied areas for the wavelength regions G and B are K G = 2.36 cm 2 and K B = 2.98 cm 2 . That is, the RGB occupation area ratio of the filter in FIG. 6 may be divided so as to satisfy K R : K G : K B = 1: 1.21: 1.53. In the example of FIG. 6, R / G
・ B has two areas each and is divided into 6 areas in total.

【０１０１】そして、開口部の円形形状をほぼ保ったま
ま、その外周を大きくするか、小さくして開口面積を可
変する虹彩絞りが第１の絞り１７と第２の絞り１８とし
て用いられる。実際の開口径を決定する虹彩絞りよっ
て、全体の開口面積をＳ＝ＫR+KG ＋ＫB ＝７. ２９ｃ
ｍ2 となるように、すなわち、開口直径を３０. ５ｍｍ
とすればよい。この場合、投射画像の波長依存性が低減
されて、ほぼ可視光域全般にわたってコントラスト比１
００：１以上が得られる。An iris diaphragm is used as the first diaphragm 17 and the second diaphragm 18 in which the circumference of the opening is substantially maintained and the outer circumference is increased or decreased to change the opening area. With the iris diaphragm that determines the actual aperture diameter, the total aperture area is S = K R + K G + K B = 7.29c
As will be m 2, i.e., the opening diameter 30. 5 mm
And it is sufficient. In this case, the wavelength dependence of the projected image is reduced, and the contrast ratio of 1 over almost the entire visible light range.
00: 1 or more is obtained.

【０１０２】第１のフィルタ１と第２のフィルタ２の色
分割を図６のような形状にすることにより、開口径Ｄ
１、Ｄ２が虹彩絞りによって変化しても波長域毎の面積
比は変わらずにほぼ一定となる。したがって、投射画像
を利用しようとする周囲の明るさに応じて開口径Ｄ１、
Ｄ２を虹彩絞りによって変化させることにより、投射画
像の明るさとコントラスト比を同時に調整することがで
きる。或る明るさ環境のもとで、最適なコントラスト比
を得るように両開口絞りを設定しても、見やすい表示が
得られるうえにも色バランスも一定となる。By making the color division of the first filter 1 and the second filter 2 into a shape as shown in FIG.
Even if 1 and D2 are changed by the iris diaphragm, the area ratio for each wavelength region does not change and remains substantially constant. Therefore, the opening diameter D1, depending on the brightness of the surroundings where the projected image is to be used,
By changing D2 with the iris diaphragm, the brightness and contrast ratio of the projected image can be adjusted at the same time. Under a certain brightness environment, even if both aperture stops are set so as to obtain an optimum contrast ratio, a display that is easy to see and a color balance is constant.

【０１０３】一般に、点光源でない光源を用いた場合、
光源光学系から指向性の高い光を効率よく得ることは難
しく、分散角φが小さな程光利用効率は低下する。した
がって、本実施例のようにＲ・Ｇ・Ｂの指向性が波長域
毎に異なり、長波長側ほど集光角δ＝φが小さな場合、
投射光束の比率は光源から放出される光のスペクトル分
布に比べて相対的に長波長光が減少した配分となりやす
い。Generally, when a light source other than a point light source is used,
It is difficult to efficiently obtain highly directional light from the light source optical system, and the smaller the dispersion angle φ, the lower the light utilization efficiency. Therefore, when the directivity of R, G, B is different for each wavelength band as in the present embodiment and the converging angle δ = φ is smaller on the longer wavelength side,
The ratio of the projected light flux tends to be a distribution in which long-wavelength light is relatively reduced as compared with the spectral distribution of light emitted from the light source.

【０１０４】したがって、投射用光源として用いられる
ランプの発光スペクトルはＲ成分を比較的多く含んだ色
温度の低いものが好ましい。具体的には、色温度が３０
００Ｋ〜７０００Ｋの発光スペクトルを有するランプが
有効である。Therefore, it is preferable that the emission spectrum of the lamp used as the light source for projection has a low color temperature containing a relatively large amount of R component. Specifically, the color temperature is 30
A lamp having an emission spectrum of 00K to 7000K is effective.

【０１０５】特に、色温度の低いハロゲンランプを投射
用光源として用いた場合において、二次放射光源光そし
て投射画像光の色温度を高くし自然色に近い白色に改善
される。In particular, when a halogen lamp having a low color temperature is used as the light source for projection, the color temperature of the secondary radiation light source light and the projected image light is increased to improve the white color close to a natural color.

【０１０６】図６では、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）
の三色に対するそれぞれの占有面積ＫR 、ＫG 、ＫB
が、In FIG. 6, R (red), G (green), B (blue)
Occupied areas K R , K G , and K B for the three colors
But,

【０１０７】[0107]

【数７】 (Equation 7)

【０１０８】の大小関係を満足するように、Ｒ・Ｇ・Ｂ
三色の透過型干渉フィルタが用いられる。その分光透過
率を模式的に図７に示す。図６にはフィルタをＲＧＢ合
わせて６分割した例を示したが、他の分割数でもよい。
分割数が多ければ、画面全体の光量分布もさらに均一化
されるので好ましい。少ない分割数でもシュリーレン光
学系の光路中における光の拡散作用で実効的に問題のな
い投射画像が得られる。実用的には６〜１８分割程度が
用いられ得る。さらに好ましくは、１２〜１８分割が用
いられる。R, G, B to satisfy the magnitude relation of
A three-color transmission type interference filter is used. The spectral transmittance is schematically shown in FIG. Although FIG. 6 shows an example in which the filter is divided into 6 by combining RGB, other numbers may be used.
It is preferable that the number of divisions is large because the light amount distribution over the entire screen can be made more uniform. Even with a small number of divisions, a diffusion image of light in the optical path of the Schlieren optical system can effectively produce a projection image without any problem. Practically, about 6 to 18 divisions can be used. More preferably, 12 to 18 divisions are used.

【０１０９】このような目的に用いられるフィルタは、
高い耐熱性および耐光性が要求されるため、光吸収型フ
ィルタより透過反射型フィルタである誘電体多層膜干渉
フィルタを用いることが好ましい。この場合、色分離特
性および透過率が光吸収型フィルタに比較して優れてい
るため、色純度の高い分光フィルタとなる。The filter used for such a purpose is
Since high heat resistance and light resistance are required, it is preferable to use a dielectric multilayer interference filter that is a transflective filter rather than a light absorption filter. In this case, since the color separation characteristic and the transmittance are superior to those of the light absorption type filter, the spectral filter has high color purity.

【０１１０】誘電体多層膜干渉フィルタは基板上に真空
蒸着法やスパッタリング法により屈折率の異なる誘電体
膜を交互に積層することにより形成される。また、図６
のようなＲＧＢのフィルタのパターニングは、マスク蒸
着法や下地の銅膜をレジストの代用としたリフトオフ等
の従来技術により形成が可能である。The dielectric multilayer interference filter is formed by alternately stacking dielectric films having different refractive indexes on the substrate by a vacuum deposition method or a sputtering method. In addition, FIG.
The patterning of the RGB filter as described above can be formed by a conventional technique such as a mask vapor deposition method or lift-off in which the underlying copper film is used as a resist.

【０１１１】他のフィルタ構成として、図８に示すよう
に開口部の一部に放射状にＲのみ反射し、ＢＧを透過す
る干渉フィルタとＲＧのみ反射し、Ｂを透過する干渉フ
ィルタと、残りの領域（Ｗ）は全波長域を透過する透過
面とを形成し、数７の大小関係を満足するようにしても
よい。その分光透過率を図９に示す。As another filter configuration, as shown in FIG. 8, a part of the opening radially reflects only R, an interference filter that transmits BG and an interference filter that reflects only RG and transmits B, and the remaining filter. The region (W) may form a transmission surface that transmits the entire wavelength range, and may satisfy the magnitude relationship of the expression (7). The spectral transmittance is shown in FIG.

【０１１２】また、用いられるフィルタは必ずしも光軸
を対称軸とした放射状である必要はなく、図１０に示す
ようなストライプ状、図１１に示すような格子状（ジグ
ザグ・モザイク）、図１２に示すような斑点状（円
形）、図１３に示すような中心部に完全な開口を有する
ドーナツ形状でもよい。何れの場合も、ＲＧＢ三色に対
するそれぞれの占有面積ＫR 、ＫG 、ＫB が式（５）の
大小関係を満足するように構成されていればよい。ま
た、開口形状は円形状である必要はなく、矩形状でもよ
い。The filter used does not necessarily have to be radial with the optical axis as the axis of symmetry, and stripes as shown in FIG. 10, lattice (zigzag mosaic) as shown in FIG. It may be a spotted shape (circular shape) as shown, or a donut shape having a complete opening in the central portion as shown in FIG. In either case, the occupied areas K R , K G , and K B for the three colors of RGB may be configured to satisfy the magnitude relationship of Expression (5). Further, the opening shape does not have to be circular and may be rectangular.

【０１１３】本発明のフィルタは、誘電体多層膜干渉フ
ィルタが形成されたガラス基板を光路中に設けてもよい
し、上述した光源光学系中の錐体状プリズム３の光出射
側の表面（錐面または平面）に形成されてもよい。ま
た、耐熱性および耐光性の点で許容し得る範囲であるな
らば光吸収型のフィルタを用いてもよい。In the filter of the present invention, a glass substrate on which a dielectric multilayer interference filter is formed may be provided in the optical path, or the surface of the cone-shaped prism 3 in the light source optical system on the light emission side ( It may be formed on a conical surface or a flat surface). Further, a light absorption type filter may be used as long as it is within the allowable range in terms of heat resistance and light resistance.

【０１１４】光源光の高い指向性を確保するには、錐体
物（錐体状プリズムまたは錐体状反射体）を用いるのが
好ましいが、錐体物の代わりにレンズアレイや拡散板を
設置して投射光の均一性を改善してもよい。錐体物を用
いた場合、光の集光角として２°〜１０°、好ましくは
６°〜１０°の光源光が得られる。高い光源光利用効率
と高指向性とを両立させることができる点に大きな特徴
がある。In order to secure high directivity of the light from the light source, it is preferable to use a cone (conical prism or cone reflector), but a lens array or diffuser plate is installed instead of the cone. May improve the uniformity of the projected light. When a cone is used, light source light having a light collection angle of 2 ° to 10 °, preferably 6 ° to 10 ° can be obtained. A major feature is that both high light source light utilization efficiency and high directivity can be achieved at the same time.

【０１１５】本実施例では光路中に設けられたフィルタ
の透過光を利用する構成を示したが、反射型の色分離フ
ィルタ（ダイクロイックミラ−）を用いてもよい。例え
ば、図１４に示すように、ＲＧＢの各色を反射するダイ
クロイックミラ−の各色に対する領域ｒ、ｇ、ｂのそれ
ぞれの占有面積Ｋr 、Ｋg 、Ｋb が数７の大小関係を満
足するように用いられる。その分光反射率を図１５に示
す。反射型で用いた方が、光損失が少なくシステム全体
での光利用効率がさらに向上する。In the present embodiment, the structure in which the transmitted light of the filter provided in the optical path is used is shown, but a reflection type color separation filter (dichroic mirror) may be used. For example, as shown in FIG. 14, the occupied areas K r , K g , and K b of the regions r, g, and b for the respective colors of the dichroic mirror that reflect the respective colors of RGB satisfy the magnitude relation of the expression 7. Used for. The spectral reflectance is shown in FIG. The reflection type uses less light loss and further improves the light utilization efficiency of the entire system.

【０１１６】この場合、錐体状プリズムの代わりに図２
４に示すような錐体状反射体（凸型の頂角α２＝１６５
゜、底面断面直径３０ｍｍ、高さ１２ｍｍ、ただし錐体
状反射体の傾斜面の高さは１. ９７ｍｍ）を用い、その
傾斜面（錐面）上に上述のダイクロイックミラーを形成
する。In this case, instead of the cone-shaped prism, as shown in FIG.
4, a cone-shaped reflector (convex apex angle α2 = 165
°, bottom cross-sectional diameter 30 mm, height 12 mm, but the height of the conical reflector of the inclined surface is 1.97 mm), and the above dichroic mirror is formed on the inclined surface (conical surface).

【０１１７】また、赤外線と紫外線を透過・吸収し、可
視光のみを反射するコールドミラーが大半の開口部を占
有し、部分的にＲのみ透過または吸収、ＲＧのみ透過ま
たは吸収する色分離フィルタが形成されていてもよい。Further, a cold mirror which transmits / absorbs infrared rays and ultraviolet rays and reflects only visible light occupies most of the openings, and a color separation filter which partially transmits or absorbs only R and transmits or absorbs only RG is provided. It may be formed.

【０１１８】このような反射型の色分離フィルタ（ダイ
クロイックミラー）の場合も、錐体状反射体の表面ある
いはレンズアレイや拡散板の表面にダイクロイックミラ
ーを形成して構成してもよい。Also in the case of such a reflection type color separation filter (dichroic mirror), a dichroic mirror may be formed on the surface of the cone-shaped reflector, the lens array or the diffuser plate.

【０１１９】その結果、本発明によれば、投射画像のコ
ントラスト比の対波長依存性が低減され、単一の透過散
乱型の液晶表示素子を用いた場合でも、暗レベルから明
レベルにわたって色ズレの少ない白黒諧調性を有する投
射画像が効率よく得られるとともに、高いコントラスト
比と明るく均一性の高い投射画像が達成される。As a result, according to the present invention, the dependence of the contrast ratio of the projected image on the wavelength is reduced, and even when a single transmission / scattering type liquid crystal display element is used, the color shift from the dark level to the bright level is achieved. It is possible to efficiently obtain a projected image having a black-and-white gradation with a small number of pixels, and achieve a projected image with a high contrast ratio and a high brightness and high uniformity.

【０１２０】なお、本実施例において、透過散乱型の液
晶表示素子の対向電極基板に画素毎にモザイク状のＲＧ
Ｂカラーフィルタが形成されたカラー液晶表示素子を用
いることにより、単一の透過散乱型表示素子を用いた投
射型カラー表示装置が、上述したような特性改善をとも
なって実現できる。In the present embodiment, a mosaic RG is formed for each pixel on the counter electrode substrate of the transmission / scattering type liquid crystal display element.
By using the color liquid crystal display element having the B color filter formed thereon, a projection type color display device using a single transmission / scattering type display element can be realized with the above-mentioned characteristic improvement.

【０１２１】なお、同じ絞り開口面積で比較すると、フ
ィルタを用いない場合に比して本実施例では光源光がフ
ィルタの部分でおよそ１／３程度損失することになる。
しかし、本実施例のフィルタを用いる場合には、開口径
を大きくして全体の光量を上げるようにし、かつ分割さ
れた各領域に対応した波長域の光における高指向性を確
保する。Comparing with the same aperture area of the aperture, in the present embodiment, the light source light is lost by about 1/3 in the filter portion as compared with the case where the filter is not used.
However, when the filter of this embodiment is used, the aperture diameter is increased to increase the total amount of light, and high directivity in the light in the wavelength range corresponding to each divided area is ensured.

【０１２２】例えば、或る対角サイズの液晶表示素子お
よびその他の光学要素の条件のもとで、フィルタなしで
集光角５°〜６°を得るのにおよそ１．５ｃｍの開口径
（第１の絞り）であったとする。本実施例のフィルタを
配置する場合には、１．７ｃｍ程度として、その開口径
を大きくする。そして全体の光量を同程度とし、さらに
集光角は同等またはそれ以上とすることができる。For example, under the condition of a certain diagonal size liquid crystal display element and other optical elements, an aperture diameter of about 1.5 cm (first 1 stop). When the filter of this embodiment is arranged, the opening diameter is increased by setting it to about 1.7 cm. Then, the total amount of light can be made approximately the same, and the light collection angle can be made equal or larger.

【０１２３】（実施例２）実施例１において、単一の透
過散乱型表示素子の代わりに、同仕様のＬＣＰＣ層を備
えた三枚の透過散乱型の液晶表示素子（三枚はほぼ同一
規格のものであってほぼ同じ特性を有する）をＲＧＢの
各色毎に用いた。その投射型表示装置２０のシステム全
体構成を図１６に示す。(Example 2) In Example 1, instead of a single transmission / scattering type display element, three transmission / scattering type liquid crystal display elements having LCPC layers of the same specifications (three are almost the same standard). Which have almost the same characteristics) are used for each color of RGB. FIG. 16 shows the overall system configuration of the projection display device 20.

【０１２４】光源光学系を出射した光は色分離合成系と
して用いられる二種のダイクロイックミラー１４１ａ、
１４１ｂによってＢ・Ｇ・Ｒの三色に色分離された後、
第１の集光レンズ１３１Ｂ、１３１Ｇ、１３１Ｒにそれ
ぞれ入射し、ほぼ平行光となる。The light emitted from the light source optical system includes two types of dichroic mirrors 141a used as a color separation / combination system.
After being separated into three colors of B, G, and R by 141b,
The light is incident on each of the first condenser lenses 131B, 131G, and 131R and becomes substantially parallel light.

【０１２５】液晶表示素子１５Ｂ、１５Ｇ、１５Ｒを通
過した非散乱光は、第２の集光レンズ１３２Ｂ、１３２
Ｇ、１３２Ｒにより投射レンズ１９の位置に集光され投
射光学系レンズにより図示されていないスクリーンに投
射されるが、散乱光は第２の絞り１８により除去されス
クリーンには投影されない。他の構成は、実施例１と同
様の構成とする。The non-scattered light that has passed through the liquid crystal display elements 15B, 15G and 15R is the second condenser lenses 132B and 132.
G and 132R collect the light at the position of the projection lens 19 and project it on a screen (not shown) by the projection optical system lens, but scattered light is removed by the second diaphragm 18 and is not projected on the screen. The other configurations are similar to those of the first embodiment.

【０１２６】また、従来例として示した図２２の投射型
表示装置１００の光学系において、第１の絞り１７の近
傍と第２の絞り１８の近傍にそれぞれ本発明の第１のフ
ィルタ１、第２のフィルタ２をさらに設置してもよい。Further, in the optical system of the projection type display apparatus 100 of FIG. 22 shown as a conventional example, the first filter 1 and the first filter 1 of the present invention are provided near the first diaphragm 17 and near the second diaphragm 18, respectively. Two filters 2 may be further installed.

【０１２７】このように、三枚の同一構造の透過散乱型
表示素子を用いたシステム構成にフィルタを組み合わせ
て用いることにより、従来例に比べて明るさが向上する
とともに、単板型モザイクカラーフィルタのパネルに比
して表示素子の精細度が高く維持された投射型カラー表
示装置が実現できる。As described above, by using the filter in combination with the system configuration using three transmission / scattering type display elements having the same structure, the brightness is improved as compared with the conventional example, and the single plate type mosaic color filter is used. It is possible to realize a projection type color display device in which the definition of the display element is kept higher than that of the panel.

【０１２８】また、同一構造の透過散乱型表示素子を用
いても、ＲＧＢの色の相違にともなうコントラスト比の
相違が低減されるため、波長毎に表示素子を作り分ける
必要がなくなる。この場合、単一製品の大量生産が可能
となり有利なシステム構成といえる。Even if the transmission-scattering type display elements having the same structure are used, the difference in the contrast ratio due to the difference in the colors of RGB is reduced, so that it is not necessary to form the display elements for each wavelength. In this case, mass production of a single product is possible, which is an advantageous system configuration.

【０１２９】本実施例では、通常色分離合成系として用
いられる４５°入射角のダイクロイックミラーの代わり
に、色純度を低減することなく、光利用効率を向上する
ために入射角が約３０°になるようにダイクロイックミ
ラーを配置したが、従来通り４５°入射角のダイクロイ
ックミラー配置でも構わない。In this embodiment, instead of the dichroic mirror with an incident angle of 45 ° which is usually used as a color separation / synthesis system, the incident angle is set to about 30 ° in order to improve the light utilization efficiency without reducing the color purity. Although the dichroic mirrors are arranged as described above, the dichroic mirrors having an incident angle of 45 ° may be arranged as in the conventional case.

【０１３０】また、少なくとも第１のフィルタとして図
７または図１５に示すような分光特性を有するものを用
いることにより、光源光のＲＧＢの波長域の色純度が規
定され得るため、色分離合成光学系に用いられるダイク
ロイックミラーの色分離合成波長精度は緩和される。特
に、ＧおよびＲの色純度を劣化させる原因となる５７０
〜５９０ｎｍの波長域の黄色光を第１のフィルタで除去
しておくことにより、Ｇ・Ｒの高い色純度が達成され
る。Further, by using at least a first filter having a spectral characteristic as shown in FIG. 7 or FIG. 15, the color purity in the RGB wavelength range of the light source light can be regulated, so that the color separation / synthesis optical system can be defined. The color separation / synthesis wavelength accuracy of the dichroic mirror used in the system is relaxed. In particular, 570 which causes deterioration of color purity of G and R
By removing the yellow light in the wavelength range of ˜590 nm with the first filter, a high color purity of G · R is achieved.

【０１３１】（実施例３）実施例１において、透過散乱
型の液晶表示素子の光入射側と反対側に光反射層を形成
することにより、反射型の液晶表示素子とする。具体的
には、画素毎に形成されたＩＴＯ透明電極を反射電極と
して、対向電極側から光を入射する構成とする。反射電
極はアルミニウム、銀等の金属膜でもよいし、屈折率の
異なる透光性誘電体膜を光波長オーダの膜厚で、屈折率
を変化せしめ（屈折率大／屈折率小）て交互に積層した
構成である誘電体多層膜ミラーでも構わない。Example 3 A reflective liquid crystal display element is obtained by forming a light reflection layer on the side opposite to the light incident side of the transmission / scattering type liquid crystal display element in Example 1. Specifically, the ITO transparent electrode formed for each pixel is used as a reflective electrode, and light is incident from the counter electrode side. The reflective electrode may be a metal film of aluminum, silver, or the like, or a translucent dielectric film having a different refractive index is alternately changed by changing the refractive index (large refractive index / small refractive index) depending on the thickness of the light wavelength order. A dielectric multilayer mirror having a laminated structure may be used.

【０１３２】このような反射型表示素子を用い、図１７
と図１８に示すような投射型表示装置３０を作製する。
反射型液晶表示素子の反射面の垂線に対して入射光は２
〜１０°（あおり角）程度傾斜させて入射することによ
り、光源光学系から出射された光は光軸ａｘに沿って進
み集光レンズ１３により反射型の液晶表示素子１５に集
光される。この入射光が液晶表示素子１５の反射面で正
規反射され（その入射角をτとする）、再び集光レンズ
１３を通過して光源光学系の第１の開口絞り１７と共役
な像が第１の開口絞り１７と重ならない位置に結像され
る。この共役像位置に第２の絞り１８が配置される。Using such a reflective display element, as shown in FIG.
A projection type display device 30 as shown in FIG. 18 is manufactured.
The incident light is 2 with respect to the vertical line of the reflective surface of the reflective liquid crystal display
The light emitted from the optical system of the light source advances along the optical axis ax by being incident with an inclination of about 10 ° (tilt angle), and is condensed by the condenser lens 13 on the reflective liquid crystal display element 15. This incident light is normally reflected by the reflecting surface of the liquid crystal display element 15 (its incident angle is τ), passes through the condenser lens 13 again, and an image conjugate with the first aperture stop 17 of the light source optical system is formed. An image is formed at a position that does not overlap the first aperture stop 17. The second diaphragm 18 is arranged at this conjugate image position.

【０１３３】ここで、第１の開口絞り１７および第２の
開口絞り１８の近傍に配置されるフィルタは実施例１と
同様であり、種々の形態が用いられ得る。また、不要な
界面反射の投射像への重畳を回避するため、対向基板の
ＩＴＯ電極面に反射防止膜や微細な凹凸を形成する、さ
らに集光レンズを対向基板に接合して界面をなくす等に
より界面反射を低減することが好ましい。Here, the filters arranged in the vicinity of the first aperture stop 17 and the second aperture stop 18 are the same as in the first embodiment, and various forms can be used. In addition, in order to avoid unnecessary superimposition of interface reflection on the projected image, an antireflection film or fine irregularities are formed on the ITO electrode surface of the counter substrate, and a condenser lens is bonded to the counter substrate to eliminate the interface. It is preferable to reduce interface reflection.

【０１３４】透過散乱型の液晶表示素子１５を反射型で
用いることにより、ＬＣＰＣ層を光が往復するため、散
乱能が透過型に比べて飛躍的に向上し、その結果、投射
画像のコントラスト比が向上する。By using the transmissive / scattering type liquid crystal display element 15 of the reflective type, light reciprocates through the LCPC layer, so that the scattering ability is dramatically improved as compared with the transmissive type, and as a result, the contrast ratio of the projected image is increased. Is improved.

【０１３５】実施例１と同様に、画素毎にモザイク状の
ＲＧＢカラーフィルタが形成されたカラー表示素子を用
いることにより、単一の透過散乱型の液晶表示素子を用
いたフルカラーの投射型表示装置３０が実現できる。As in the first embodiment, a full color projection display device using a single transmission / scattering liquid crystal display element is used by using a color display element in which a mosaic RGB color filter is formed for each pixel. 30 can be realized.

【０１３６】（実施例４）実施例３の光学系において、
単一の反射型構成の透過散乱型表示素子の代わりに、同
じ構成の三枚の反射型の透過散乱型の液晶表示素子をＲ
ＧＢの各色毎に用いた。その投射型表示素子４０の全体
構成を図１９に示す。Example 4 In the optical system of Example 3,
Instead of a single reflection-type transmission / scattering type display element, three reflection-type transmission / scattering type liquid crystal display elements having the same configuration are used.
Used for each color of GB. The overall structure of the projection type display element 40 is shown in FIG.

【０１３７】光源光学系を出射した光は色分離合成系と
して用いられる二種のダイクロイックミラー１４４、１
４５によってＲ・Ｇ・Ｂの三色に色分離された後、集光
用レンズ１３Ｂ、１３Ｇ、１３Ｒにそれぞれ入射し、ほ
ぼ平行光となる。The light emitted from the light source optical system is used as two types of dichroic mirrors 144 and 1 used as a color separation / synthesis system.
After being color-separated into three colors of R, G, and B by 45, they are incident on the condenser lenses 13B, 13G, and 13R, respectively, and become substantially parallel light.

【０１３８】反射層を裏面に備え、透過散乱型の動作モ
ードを有する液晶表示素子１５Ｂ、１５Ｇ、１５Ｒを反
射・往復して通過した非散乱光は、集光レンズ１３Ｂ、
１３Ｇ、１３Ｒにより投射レンズ１９の位置に集光され
図示されていない投射光学系レンズにより同じく図示さ
れていないスクリーンに投射されるが、散乱光は第２の
絞り１８により除去されスクリーンには投影されない。The non-scattered light which passes through the liquid crystal display elements 15B, 15G and 15R having the reflective layer on the back surface and having the transmission / scattering type operation mode after being reflected and reciprocated through the condenser lens 13B,
13G and 13R collect the light at the position of the projection lens 19 and project it on a screen (not shown) by a projection optical system lens (not shown), but scattered light is removed by the second diaphragm 18 and is not projected on the screen. .

【０１３９】また、反射型の液晶表示素子１５の表示部
の対角長は２サイズ（インチ）で、集光鏡として楕円鏡
１２ａ（第１焦点距離ｆ１＝２０ｍｍ、第２焦点距離ｆ
２＝１００ｍｍ、奥行全長Ｈ＝２５ｍｍ）と球面鏡１２
ｂ（曲率半径Ｒ＝４５ｍｍ、表示素子側開口径ＤＱ＝４
５ｍｍ）からなる複合集光鏡を用い、球面鏡の曲率中心
を楕円鏡の第１焦点に一致するように配置する。Further, the diagonal length of the display portion of the reflection type liquid crystal display element 15 is two sizes (inch), and the elliptic mirror 12a (first focal length f1 = 20 mm, second focal length f
2 = 100 mm, total depth H = 25 mm) and spherical mirror 12
b (curvature radius R = 45 mm, display element side opening diameter DQ = 4
5 mm) is used, and it is arranged so that the center of curvature of the spherical mirror coincides with the first focus of the elliptical mirror.

【０１４０】また、凸型錐体状プリズム３（頂角１３０
゜、底面断面直径４０ｍｍ、高さ１２ｍｍ、ただし錐体
状プリズム３の傾斜面の高さは９. ３３ｍｍ）と、その
出射面側の錐面に第１のフィルタ１を設ける。また、第
２のフィルタ２を第２の絞り１８の後に配置する。他の
構成は、実施例３とほぼ同様とする。The convex cone-shaped prism 3 (vertical angle 130
°, bottom cross-section diameter 40 mm, height 12 mm, but the height of the inclined surface of the conical prism 3 is 9.33 mm), and the first filter 1 is provided on the conical surface on the exit surface side. Further, the second filter 2 is arranged after the second diaphragm 18. Other configurations are substantially the same as those in the third embodiment.

【０１４１】このような三枚の同一構造の透過散乱型表
示素子を用いた構成とすることにより、実施例３に比べ
て明るさが向上するとともに表示素子の精細度が高く維
持される。By adopting the structure using the three transmission / scattering type display elements having the same structure, the brightness is improved and the definition of the display element is kept high as compared with the third embodiment.

【０１４２】特に、光源光学系において、集光鏡を楕円
鏡と球面鏡の複合鏡とすることにより、さらにシステム
全体として集光効率が向上し投射画像の明るさが増す。In particular, in the light source optical system, if the condenser mirror is a compound mirror of an elliptic mirror and a spherical mirror, the condenser efficiency is further improved and the brightness of the projected image is increased as the whole system.

【０１４３】本実施例では、通常色分離合成系として用
いられる４５°入射角のダイクロイックミラー、４５°
入射ダイクロイックプリズムの代わりに、色純度を低減
することなく、光利用効率を向上するために入射角が約
３０°になるようにダイクロイックミラーを配置した
が、従来通り４５°入射角のダイクロイックミラー、ダ
イクロイックプリズム等を用いた構成でもよい。In this embodiment, a dichroic mirror with an incident angle of 45 °, which is usually used as a color separation / combination system, is used.
Instead of the incident dichroic prism, the dichroic mirror is arranged so that the incident angle is about 30 ° in order to improve the light utilization efficiency without reducing the color purity. A configuration using a dichroic prism or the like may be used.

【０１４４】（実施例５）実施例１の光学系において、
アクティブマトリクス基板の代わりにＩＴＯ透明電極が
全面に形成された基板を二枚用いてセルを作製し、透過
散乱型シャッターとする。そして、投射レンズの代わり
に光ファイバーを束ねてバンドル・ファイバーとしたも
のを第２の絞り１８の直後に配置する。他の構成は実施
例１と同じである。Example 5 In the optical system of Example 1,
Instead of the active matrix substrate, two substrates each having an ITO transparent electrode formed on the entire surface are used to fabricate a cell to obtain a transmission / scattering shutter. Then, instead of the projection lens, a bundle of fibers formed by bundling optical fibers is arranged immediately after the second diaphragm 18. Other configurations are the same as those of the first embodiment.

【０１４５】また、本発明では上述した投射型表示装置
に用いることのできる各種のフィルタを提供する。その
各波長域に応じた領域の面積およびパターニング配置を
変更することで種々のＬＣＳＭ−ＬＣＤや、その他の透
過散乱型表示素子に適用することができる。The present invention also provides various filters that can be used in the above-mentioned projection type display device. It can be applied to various LCSM-LCDs and other transmission / scattering type display elements by changing the area and patterning arrangement of the region corresponding to each wavelength region.

【０１４６】また、本発明の投射型表示装置を一つの光
学装置として照明装置に用いることにより、色温度変化
の少ない高速調光装置が得られる。また、実施例３と同
様に反射型の透過散乱型シャッターを用いて照明装置と
してもよい。Further, by using the projection type display device of the present invention as one optical device for an illumination device, a high-speed light control device with little change in color temperature can be obtained. Further, as in the third embodiment, a reflection type transmission / scattering type shutter may be used to provide an illumination device.

【０１４７】[0147]

【発明の効果】本発明の投射型表示装置では、同じ素子
構成である単一または複数の透過散乱型の液晶表示素子
を用いているにもかかわらず、投射画像のコントラスト
比における波長依存性が低減され、高い色再現性が達成
される。In the projection type display device of the present invention, the wavelength dependence of the contrast ratio of the projected image is reduced even though the single or plural transmission / scattering type liquid crystal display elements having the same element structure are used. It is reduced and high color reproducibility is achieved.

【０１４８】また、従来の透過散乱型表示素子を用いた
投射型表示装置に比べて、同じコントラスト比の場合に
はより高い光利用効率が得られ、同じ光利用効率の場合
にはより高いコントラスト比が得られる。Further, as compared with the projection type display device using the conventional transmission / scattering type display element, higher light utilization efficiency can be obtained with the same contrast ratio, and higher contrast can be obtained with the same light utilization efficiency. The ratio is obtained.

【０１４９】また、フィルタの色分離フィルタのＲＧＢ
分光特性を適当に定めることにより、光源の発光スペク
トルを補正することも可能であり、色純度の改善がなし
得る。Further, the RGB of the color separation filter of the filter
By appropriately setting the spectral characteristics, it is possible to correct the emission spectrum of the light source, which can improve the color purity.

【０１５０】実施例１の効果は、特に単板パネルを用い
ているため、小型の投射型表示装置が得られる。The effect of the first embodiment is that a single-panel panel is used, so that a small projection type display device can be obtained.

【０１５１】実施例２の効果は、特に三枚パネルを用い
ているため、画像の精細度を低下しないで明るい投射型
表示装置が得られる。The effect of the second embodiment is that the bright projection type display device can be obtained without lowering the definition of the image because the three panels are used.

【０１５２】実施例３の効果は、特に単板反射型パネル
を用いているため、透過型パネルに比べて、同じ明るさ
で高いコントラスト比、あるいは同じコントラスト比で
より明るい投射型表示装置が得られる。Since the single plate reflection type panel is used, the effect of the third embodiment is higher than that of the transmission type panel, and a brighter projection type display device can be obtained with the same brightness or the same contrast ratio. To be

【０１５３】実施例４の効果は、特に三板反射型パネル
を用いているため、画像の精細度を低下させないで、明
るい投射型カラー表示装置が得られる。The effect of the fourth embodiment is that, since the three-plate reflection type panel is used, a bright projection type color display device can be obtained without lowering the definition of the image.

【０１５４】本発明は、その効果を失わない範囲で他の
種々の応用に用いることができる。例えば、液晶光学素
子を用いたレーザシャッタや光導電材料を反射型ＬＣＳ
Ｍ−ＬＣＤの画像書き込み媒体として用いた空間光変調
器（ＳＬＭ等）に用いられ得る。The present invention can be used in various other applications as long as the effect is not lost. For example, a laser shutter using a liquid crystal optical element or a photoconductive material is used as a reflective LCS.
It can be used in a spatial light modulator (SLM or the like) used as an image writing medium of an M-LCD.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図１】本発明の表示素子と集光レンズとの配置関係の
第１例を示す模式図。FIG. 1 is a schematic diagram showing a first example of a positional relationship between a display element of the present invention and a condenser lens.

【図２】本発明の表示素子と集光レンズとの配置関係の
第２例を示す模式図。FIG. 2 is a schematic diagram showing a second example of the positional relationship between the display element of the present invention and a condenser lens.

【図３】本発明の表示素子と集光レンズとの配置関係の
第３例を示す模式図。FIG. 3 is a schematic diagram showing a third example of the positional relationship between the display element of the present invention and a condenser lens.

【図４】本発明の表示素子と集光レンズとの配置関係の
第４例を示す模式図。FIG. 4 is a schematic diagram showing a fourth example of the positional relationship between the display element of the present invention and a condenser lens.

【図５】本発明の投射型表示装置の実施例１を示す模式
図。FIG. 5 is a schematic diagram showing Embodiment 1 of the projection type display device of the present invention.

【図６】本発明におけるフィルタの第１例の平面図。FIG. 6 is a plan view of a first example of a filter according to the present invention.

【図７】第１例のフィルタの分光透過率特性を示すグラ
フ。FIG. 7 is a graph showing a spectral transmittance characteristic of the filter of the first example.

【図８】本発明におけるフィルタの第２例の平面図。FIG. 8 is a plan view of a second example of the filter according to the present invention.

【図９】第２例のフィルタの分光透過率特性を示すグラ
フ。FIG. 9 is a graph showing the spectral transmittance characteristics of the filter of the second example.

【図１０】本発明におけるフィルタの第３例の平面図。FIG. 10 is a plan view of a third example of the filter according to the present invention.

【図１１】本発明におけるフィルタの第４例の平面図。FIG. 11 is a plan view of a fourth example of the filter according to the present invention.

【図１２】本発明におけるフィルタの第５例の平面図。FIG. 12 is a plan view of a fifth example of the filter according to the present invention.

【図１３】本発明におけるフィルタの第６例の平面図。FIG. 13 is a plan view of a sixth example of the filter according to the present invention.

【図１４】本発明におけるフィルタの第７例の平面図。FIG. 14 is a plan view of a seventh example of a filter according to the present invention.

【図１５】第７例のフィルタの分光透過率特性を示すグ
ラフ。FIG. 15 is a graph showing the spectral transmittance characteristics of the filter of the seventh example.

【図１６】本発明の投射型表示装置の実施例２を示す模
式図。FIG. 16 is a schematic diagram showing Embodiment 2 of the projection type display device of the present invention.

【図１７】本発明の投射型表示装置の実施例３の平面の
模式図。FIG. 17 is a schematic plan view of Example 3 of the projection type display device of the present invention.

【図１８】本発明の投射型表示装置の実施例３の側面の
模式図。FIG. 18 is a schematic side view of Example 3 of the projection type display device of the present invention.

【図１９】本発明の投射型表示装置の実施例４の模式
図。FIG. 19 is a schematic view of Example 4 of the projection type display device of the present invention.

【図２０】従来の投射型表示装置を用いた場合における
液晶固化物複合体を備えた液晶表示素子の分光特性を示
すグラフ。FIG. 20 is a graph showing the spectral characteristics of a liquid crystal display device including a liquid crystal solidified composite when a conventional projection display device is used.

【図２１】従来の投射型表示装置を用いた場合の透過散
乱型の表示素子のコントラスト比の波長依存性を示すグ
ラフ。FIG. 21 is a graph showing the wavelength dependence of the contrast ratio of a transmission / scattering type display element when a conventional projection type display device is used.

【図２２】従来例の投射型表示装置を示す模式図。FIG. 22 is a schematic view showing a projection type display device of a conventional example.

【図２３】従来の透過散乱型の投射型表示装置を用いた
場合のコントラスト比の波長依存性と集光角依存性を示
すグラフ。FIG. 23 is a graph showing the wavelength dependence and the converging angle dependence of the contrast ratio when a conventional transmission / scattering projection display device is used.

【図２４】本発明の投射型表示装置の実施例５のおける
光源光学系を示す模式図。FIG. 24 is a schematic diagram showing a light source optical system in Example 5 of the projection type display device of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１、２：フィルタ ３：錐体状プリズム ４：錐体状反射体 １０、２０、３０、４０、５０：投射型液晶表示装置 １１：光源 １２、１２Ａ：楕円鏡 １２Ｂ：球面鏡 １３：集光レンズ １５：液晶表示素子 １７：第１の絞り １８：第２の絞り １９：投射レンズ 1, 2: Filters 3: Conical prisms 4: Conical reflectors 10, 20, 30, 40, 50: Projection type liquid crystal display device 11: Light source 12, 12A: Elliptical mirror 12B: Spherical mirror 13: Condenser lens 15: Liquid crystal display element 17: First diaphragm 18: Second diaphragm 19: Projection lens

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】光源を備えた光源光学系と、透過散乱型の
液晶表示素子と、投射光学系とが設けられ、 光源光学系と液晶表示素子と投射光学系とがシュリーレ
ン光学系を構成するように配置され、 光源から発した光が液晶表示素子を通過せしめられ、そ
の後に投射光学系から投射される投射型表示装置であっ
て、 光源から液晶表示素子に至る光路中に仮想光源が設定さ
れ、 その仮想光源の位置にフィルタが配置され、 フィルタの光通過面は複数の領域を備え、 少なくとも一つの領域は光の或る波長域のみを通過せし
め、 さらに、仮想光源から投射光学系に至る光路中であっ
て、仮想光源の非結像位置に液晶表示素子が配置されて
なることを特徴とする投射型表示装置。1. A light source optical system including a light source, a transmission / scattering type liquid crystal display element, and a projection optical system are provided, and the light source optical system, the liquid crystal display element, and the projection optical system constitute a Schlieren optical system. It is a projection type display device in which the light emitted from the light source is passed through the liquid crystal display element and then projected from the projection optical system.A virtual light source is set in the optical path from the light source to the liquid crystal display element. The filter is arranged at the position of the virtual light source, the light passage surface of the filter has a plurality of regions, and at least one region allows only a certain wavelength region of light to pass. A projection type display device characterized in that a liquid crystal display element is arranged at a non-imaging position of a virtual light source in an optical path to reach. 【請求項２】光源を備えた光源光学系と、透過散乱型の
液晶表示素子と、投射光学系とが設けられ、 光源光学系と液晶表示素子と投射光学系とがシュリーレ
ン光学系を構成するように配置され、 光源から発した光が液晶表示素子を通過せしめられ、そ
の後に投射光学系から投射される投射型表示装置であっ
て、 光源から液晶表示素子に至る光路中に仮想光源が設定さ
れ、 その仮想光源の位置に第１のフィルタ（１）が配置さ
れ、 第１のフィルタ（１）の光通過面は複数の領域を備え、 少なくとも一つの領域は光の或る波長域のみを通過せし
め、 さらに、仮想光源から投射光学系に至る光路中であっ
て、仮想光源の非結像位置に液晶表示素子が配置され、 さらに、液晶表示素子の後の光路中であり、第１のフィ
ルタ（１）の結像位置に第２のフィルタ（２）が配置さ
れてなることを特徴とする投射型表示装置。2. A light source optical system including a light source, a transmission / scattering type liquid crystal display element, and a projection optical system are provided, and the light source optical system, the liquid crystal display element, and the projection optical system constitute a Schlieren optical system. It is a projection type display device in which the light emitted from the light source is passed through the liquid crystal display element and then projected from the projection optical system.A virtual light source is set in the optical path from the light source to the liquid crystal display element. The first filter (1) is arranged at the position of the virtual light source, the light passing surface of the first filter (1) has a plurality of regions, and at least one region has only a certain wavelength band of light. Further, the liquid crystal display element is arranged in the optical path from the virtual light source to the projection optical system at the non-imaging position of the virtual light source, and further in the optical path after the liquid crystal display element. At the image forming position of the filter (1) Filter (2) projection display apparatus characterized by is disposed. 【請求項３】光源光学系と、透過散乱型の液晶表示素子
（１５）と、投射光学系とが設けられ、 光源光学系から発した光源光が液晶表示素子（１５）を
通過せしめられ、その後に投射光学系から投射される投
射型表示装置であって、 光源光学系には光源（１１）と楕円鏡（１２）と第１の
絞り（１７）とが備えられ、楕円鏡（１２）の第１焦点
の位置近傍に光源（１１）、楕円鏡（１２）の第２焦点
の位置近傍に第１の絞り（１７）が配置され、 第１のフィルタ（１）が第１の絞り（１７）の近傍にさ
らに配置され、 第１のフィルタ（１）の光通過面に複数の領域ｓX （Ｘ
＝１〜ｎ、ｎ≧２）が備えられ、少なくとも一つの領域
は光の或る波長域のみを通過せしめ、 液晶表示素子（１５）の散乱能が低い波長域に対応した
第１のフィルタ（１）の領域の実効開口面積が、散乱能
が高い波長域に対応した第１のフィルタ（１）の領域の
実効開口面積よりも相対的に小さくなるように設けら
れ、 光源光学系から投射光学系に至る光路の液晶表示素子
（１５）の前または後のいずれか一方、または前後の両
方の位置に集光レンズ（１３、１３１、１３２）が設け
られ、 第１の絞り（１７）を通過した拡散光が集光レンズ（１
３、１３１、１３２）によって集光され、第１の絞り
（１７）の共役な像が投射光学系のほぼ瞳位置に結像さ
れ、 その結像面の近傍に第２の絞り（１８）が設けられ、 第２の絞り（１８）の開口形状が第１の絞り（１７）の
共役像とほぼ一致するように形成され、 さらに、第２のフィルタ（２）が第２の絞り（１８）の
近傍に設けられ、 第２のフィルタ（２）の光通過面に第１のフィルタ
（１）と同様に複数の領域ｓY （Ｙ＝１〜ｎ、ｎ≧２）
が備えられ、少なくとも一つの領域は液晶表示素子（１
５）と第２の絞り（１８）を通過する光の或る波長域の
みを通過せしめることを特徴とする投射型表示装置。3. A light source optical system, a transmission / scattering type liquid crystal display element (15) and a projection optical system are provided, and light source light emitted from the light source optical system is passed through the liquid crystal display element (15). A projection type display device that is subsequently projected from a projection optical system, wherein the light source optical system includes a light source (11), an elliptical mirror (12) and a first diaphragm (17). Of the light source (11) near the position of the first focus of the first ellipsoidal mirror (12), and the first stop (17) near the position of the second focus of the elliptical mirror (12). 17) further arranged near the light passage surface of the first filter (1) to form a plurality of regions s X (X
= 1 to n, n ≧ 2), at least one region of which allows only a certain wavelength region of light to pass therethrough, and a first filter (corresponding to a wavelength region in which the liquid crystal display element (15) has a low scattering ability ( It is provided so that the effective aperture area of the region 1) is relatively smaller than the effective aperture area of the region of the first filter (1) corresponding to the wavelength range with high scattering power. A condenser lens (13, 131, 132) is provided in front of or behind the liquid crystal display element (15) in the optical path leading to the system, or both in front of and behind the liquid crystal display element (15), and passes through the first diaphragm (17). The diffused light generated by the condenser lens (1
3, 131, 132), a conjugate image of the first diaphragm (17) is formed at almost the pupil position of the projection optical system, and the second diaphragm (18) is formed near the image plane. The second aperture (18) is provided so that the aperture shape of the second aperture (18) substantially coincides with the conjugate image of the first aperture (17), and the second filter (2) includes the second aperture (18). And a plurality of regions s Y (Y = 1 to n, n ≧ 2) provided on the light passage surface of the second filter (2) in the vicinity of
And a liquid crystal display device (1
5) and a projection type display device, which allows only a certain wavelength range of light passing through the second diaphragm (18) to pass therethrough. 【請求項４】請求項２または３の投射型表示装置におい
て、 第１のフィルタ（１）または第２のフィルタ（２）の光
通過面に、 または第１のフィルタ（１）と第２のフィルタ（２）の
両方の光通過面に、 中心波長がλA の波長域Ａのみを通過せしめる領域ｓA
と、 中心波長がλB の波長域Ｂのみを通過せしめる領域ｓB
とが形成され、 領域ｓA と領域ｓB が光通過面に占める面積をそれぞれ
ＫA とＫB とすると、 ０．５≦（ＫA ／ＫB ）0.5 ×（λA ／λB ）≦１．５ の関係を満たすように構成されてなることを特徴とする
投射型表示装置。4. The projection type display device according to claim 2 or 3, wherein the first filter (1) or the second filter (2) has a light passage surface, or the first filter (1) and the second filter (2). A region s A that allows only the wavelength region A having a center wavelength of λ A to pass through both light passage surfaces of the filter (2).
And a region s B that allows only the wavelength region B having the center wavelength λ B to pass.
And the areas occupied by the regions s A and s B on the light passage surface are K A and K B , respectively, 0.5 ≦ (K A / K B ) 0.5 × (λ A / λ B ) ≦ A projection type display device, characterized in that the structure satisfies the relationship of 1.5. 【請求項５】請求項２または３の投射型表示装置におい
て、 第１のフィルタ（１）または第２のフィルタ（２）のい
ずれか一方、 または第１のフィルタ（１）と第２のフィルタ（２）の
両方がＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の三つの波長域に
応じた領域を備え、 各領域の実効開口面積ＫR 、ＫG 、ＫB が液晶表示素子
の散乱能に応じて変化せしめられてなることを特徴とす
る投射型表示装置。5. The projection display device according to claim 2, wherein either the first filter (1) or the second filter (2), or the first filter (1) and the second filter are used. Both (2) are provided with regions corresponding to three wavelength regions of R (red), G (green), and B (blue), and the effective aperture areas K R , K G , and K B of each region are liquid crystal display elements. A projection-type display device characterized in that it is changed according to the scattering power of the. 【請求項６】請求項５の投射型表示装置において、 第２のフィルタ（２）のＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）
の三つの波長域に応じた各領域の開口形状が、 第１のフィルタ（１）のＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）
の三つの波長域に応じた各領域の開口形状の共役像とほ
ぼ一致するように設けられてなることを特徴とする投射
型表示装置。6. The projection type display device according to claim 5, wherein R (red), G (green) and B (blue) of the second filter (2).
The aperture shapes of the respective regions corresponding to the three wavelength regions of are the R (red), G (green), and B (blue) of the first filter (1).
The projection type display device is provided so as to substantially match the conjugate image of the aperture shape of each region corresponding to the three wavelength regions. 【請求項７】請求項１〜６のいずれか１項の投射型表示
装置において、 フィルタを通過する光の波長域に応じて区分された各領
域が扇形であり、かつ全体として略放射状に配置された
フィルタが用いられてなることを特徴とする投射型表示
装置。7. The projection type display device according to claim 1, wherein the regions divided according to the wavelength range of light passing through the filter are fan-shaped, and are arranged substantially radially as a whole. A projection-type display device, characterized in that the filtered filter is used. 【請求項８】請求項１〜７のいずれか１項の投射型表示
装置において、液晶表示素子は電極付き基板間に、正の
誘電異方性のネマチック液晶が固化物マトリクス中に分
散保持された液晶固化物複合体を有し、かつ固化物マト
リクスの屈折率が用いられる液晶の常光屈折率（ｎ0 ）
と一致せしめられた透過散乱型の液晶表示素子であるこ
とを特徴とする投射型表示装置。8. The projection type display device according to claim 1, wherein the liquid crystal display element has a substrate with electrodes, and nematic liquid crystal having positive dielectric anisotropy is dispersed and held in a solidified matrix. Ordinary refractive index (n 0 ) of a liquid crystal having a liquid crystal solidified substance composite and using the refractive index of the solidified substance matrix
A projection type display device, which is a transmission / scattering type liquid crystal display element matched with the above.
JP6139164A 1994-06-21 1994-06-21 Projection type display device having filter Withdrawn JPH085979A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6139164A JPH085979A (en) 1994-06-21 1994-06-21 Projection type display device having filter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6139164A JPH085979A (en) 1994-06-21 1994-06-21 Projection type display device having filter

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH085979A true JPH085979A (en) 1996-01-12

Family

ID=15239079

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP6139164A Withdrawn JPH085979A (en) 1994-06-21 1994-06-21 Projection type display device having filter

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH085979A (en)

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09275579A (en) * 1996-04-04 1997-10-21 Sanyo Electric Co Ltd Color stereoscopic image display device
JPH09274253A (en) * 1996-02-09 1997-10-21 Toshiba Corp Projection type display device and spatial optical modulation element
JP2004245886A (en) * 2003-02-10 2004-09-02 Nec Viewtechnology Ltd Time division video display method and device, and color wheel assembly
JP2005516249A (en) * 2002-01-07 2005-06-02 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー Color component aperture stop in a projection display device
WO2005103803A1 (en) * 2004-04-21 2005-11-03 Dai Nippon Printing Co., Ltd. Color filter and liquid crystal display device using the same
JP2006293336A (en) * 2005-04-13 2006-10-26 Samsung Sdi Co Ltd Plasma display module
KR100705108B1 (en) * 2004-07-09 2007-04-06 엘지전자 주식회사 Rectangular color filter system
CN100403119C (en) * 2004-10-28 2008-07-16 友达光电股份有限公司 Liquid crystal display
JP2008268271A (en) * 2007-04-16 2008-11-06 Mitsubishi Electric Corp Projection display apparatus
US7460463B2 (en) 2002-05-10 2008-12-02 Panasonic Corporation Method of and apparatus for manufacturing multi-layer optical information recording medium
JP2019124542A (en) * 2018-01-15 2019-07-25 株式会社東芝 Optical inspection device and optical inspection method
CN110764349A (en) * 2019-10-14 2020-02-07 明基智能科技（上海）有限公司 Projection system

Cited By (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09274253A (en) * 1996-02-09 1997-10-21 Toshiba Corp Projection type display device and spatial optical modulation element
JPH09275579A (en) * 1996-04-04 1997-10-21 Sanyo Electric Co Ltd Color stereoscopic image display device
JP2005516249A (en) * 2002-01-07 2005-06-02 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー Color component aperture stop in a projection display device
US8454863B2 (en) 2002-05-10 2013-06-04 Panasonic Corporation Method of and apparatus for manufacturing multi-layer optical information recording medium
US7460463B2 (en) 2002-05-10 2008-12-02 Panasonic Corporation Method of and apparatus for manufacturing multi-layer optical information recording medium
JP2004245886A (en) * 2003-02-10 2004-09-02 Nec Viewtechnology Ltd Time division video display method and device, and color wheel assembly
CN100416371C (en) * 2004-04-21 2008-09-03 大日本印刷株式会社 Color filter and liquid crystal display device provided with same
US7589804B2 (en) 2004-04-21 2009-09-15 Dai Nippon Printing Co., Ltd. Color filter and liquid crystal display comprising the same
WO2005103803A1 (en) * 2004-04-21 2005-11-03 Dai Nippon Printing Co., Ltd. Color filter and liquid crystal display device using the same
KR100705108B1 (en) * 2004-07-09 2007-04-06 엘지전자 주식회사 Rectangular color filter system
CN100403119C (en) * 2004-10-28 2008-07-16 友达光电股份有限公司 Liquid crystal display
JP2006293336A (en) * 2005-04-13 2006-10-26 Samsung Sdi Co Ltd Plasma display module
JP2008268271A (en) * 2007-04-16 2008-11-06 Mitsubishi Electric Corp Projection display apparatus
US7950808B2 (en) 2007-04-16 2011-05-31 Mitsubishi Electric Corporation Project display apparatus having diffusion element for reducing speckle
JP2019124542A (en) * 2018-01-15 2019-07-25 株式会社東芝 Optical inspection device and optical inspection method
CN110764349A (en) * 2019-10-14 2020-02-07 明基智能科技（上海）有限公司 Projection system

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5798805A (en) Projection type display apparatus
JP3925973B2 (en) Display device
US5633737A (en) Projection-type color liquid crystal display having two micro-lens arrays
US5648860A (en) Projection type color liquid crystal optical apparatus
EP1420597B1 (en) Projector
US6606135B2 (en) Optical lens system, image display apparatus, micro-lens array, liquid crystal display device, and liquid crystal display apparatus of projection-type
US6157420A (en) Projection-type image display apparatus
JPH085979A (en) Projection type display device having filter
JP3473557B2 (en) Lighting device and projector
US6746123B2 (en) Projector for preventing light loss
JP3139387B2 (en) Projection display device
JPH10227906A (en) Projection type optical device
JP2008097032A (en) Micro-lens array, liquid crystal display element, and liquid crystal display device of projection-type
JPH0990310A (en) Reflection type liquid crystal display element and its application device
JPH07152023A (en) Display panel and display device using the same
JPH10228063A (en) Projection type optical device
JP2001083604A (en) Luminous flux compressing means, optical engine and video display device using the same
JPH116999A (en) Manufacture of liquid crystal substrate, liquid crystal display element and projection type liquid crystal display device
JP3016650B2 (en) LCD projector
JPH10228064A (en) Projection type optical device
JP3525907B2 (en) Liquid crystal display panel and view finder and projection display device using the same
JPH09203897A (en) Liquid crystal display device
JPH09274252A (en) Light condensing spectroscopic device
KR100437060B1 (en) Lcd device for a high-brightness single plate-type liquid crystal projector, specifically in relation to improving contrast of a liquid crystal or increasing lightness of the liquid crystal
JP3525906B2 (en) Liquid crystal display panel and view finder and projection display device using the same

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Withdrawal of application because of no request for examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20010904