JP3522591B2 - Image display device - Google Patents
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Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は例えば液晶プロジェ
クタのような、光源から画像表示素子を経た光を投影レ
ンズによりスクリーンに拡大投影する画像表示装置に関
する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image display device, such as a liquid crystal projector, which magnifies and projects light from a light source, which has passed through an image display element, onto a screen by a projection lens.
【0002】[0002]
【従来の技術】液晶表示素子は、マトリクス状に規則的
に配列された画素電極に画像信号に対応した駆動電圧を
それぞれ印加することによって液晶の光学特性を変化さ
せ、画像や文字などを表示するように構成されている。
上述した画素電極に独立した駆動電圧を印加する方式と
しては、単純マトリクス方式と、非線形2端子素子や3
端子素子を液晶表示素子に設けた場合のアクティブマト
リクス方式とがある。後者のアクティブマトリクス方式
の場合には、MIM(金属−絶縁体−金属)素子やTF
T(薄膜トランジスタ)素子等のスイッチング素子と、
画素電極に駆動電圧を供給するための配線電極とを設け
る必要がある。2. Description of the Related Art A liquid crystal display element changes the optical characteristics of a liquid crystal by applying a driving voltage corresponding to an image signal to pixel electrodes arranged regularly in a matrix to display an image or characters. Is configured.
As a method of applying an independent drive voltage to the pixel electrode, a simple matrix method, a non-linear two-terminal element or a three-element method is used.
There is an active matrix method in which a terminal element is provided in a liquid crystal display element. In the case of the latter active matrix method, MIM (metal-insulator-metal) element or TF
A switching element such as a T (thin film transistor) element,
It is necessary to provide a wiring electrode for supplying a driving voltage to the pixel electrode.
【0003】このスイッチング素子に強い光が入射する
と、OFF状態における素子抵抗が下がり、電圧印加時
に充電した電荷が放電されるだけでなく、前記スイッチ
ング素子や配線電極が形成された領域に存在する液晶部
分には、正規の駆動電圧が印加されず、本来の表示動作
が実行されないため、黒状態でも光が漏れてコントラス
ト比が低下するという難点がある。When strong light is incident on this switching element, the element resistance in the OFF state is lowered, and not only the electric charge charged when a voltage is applied is discharged, but also the liquid crystal existing in the area where the switching element and the wiring electrode are formed. Since the regular drive voltage is not applied to the portion and the original display operation is not executed, there is a drawback that light leaks even in the black state and the contrast ratio is lowered.
【0004】したがって、液晶表示素子が透過型である
場合には、図18に示すように、TFT1501などの
スイッチング素子および画素電極が設けられたTFT基
板とは液晶層を挟んで対向する対向基板にブラックマト
リクス1502と称される遮光手段を設けて、上述した
光入射領域に入射する光を遮断する必要がある。よっ
て、透過型の液晶表示素子の場合には、各々遮光性のあ
るTFT1501、ゲートバスライン1503およびソ
ースバスライン1504に加えて、ブラックマトリクス
1502によっても遮光されるため、画素の区画中に占
める有効な画素開口部の面積、即ち開口率が小さくな
る。Therefore, when the liquid crystal display element is a transmissive type, as shown in FIG. 18, a TFT substrate provided with a switching element such as a TFT 1501 and a pixel electrode is provided on an opposite substrate which faces the liquid crystal layer. It is necessary to provide a light blocking means called a black matrix 1502 to block the light entering the above-described light entrance region. Therefore, in the case of a transmissive liquid crystal display element, light is blocked by the black matrix 1502 in addition to the TFT 1501, the gate bus line 1503, and the source bus line 1504 each having a light blocking property, so that the pixel area is effectively occupied. The area of the pixel opening, that is, the aperture ratio is reduced.
【0005】さらに、これらスイッチング素子や配線電
極は、その電気的性能や製造技術等の制約から、ある程
度以下の大きさで形成することは困難である。よって、
液晶表示素子の高精細化、小型化に伴って、画素電極の
ピッチが小さくなるほど開口率がさらに低下する。Furthermore, it is difficult to form these switching elements and wiring electrodes in a certain size or smaller due to restrictions on their electrical performance and manufacturing technology. Therefore,
Along with the higher definition and smaller size of the liquid crystal display element, the smaller the pitch of the pixel electrodes, the lower the aperture ratio.
【0006】そこで、このような問題を解決するため
に、反射型の液晶表示素子が開発されている。反射型液
晶表示素子は、図19に示すようにスイッチング素子と
してのTFT1501の上に反射型の画素電極1601
を形成することができるため、同じ液晶表示サイズで
は、前記透過型液晶表示素子よりも開口率を大きくとる
ことができ、投影型液晶表示装置における明るさの向上
には非常に効果的である。このような反射型液晶表示素
子を投影型画像表示装置に適用した方式が電子ディスプ
レイフォーラム97(頁3−27乃至3−32)や特開
平5−158012に提案されている。Therefore, in order to solve such a problem, a reflective liquid crystal display element has been developed. As shown in FIG. 19, the reflective liquid crystal display element has a reflective pixel electrode 1601 on a TFT 1501 as a switching element.
With the same liquid crystal display size, the aperture ratio can be made larger than that of the transmissive liquid crystal display element, which is very effective in improving the brightness in the projection liquid crystal display device. A method in which such a reflection type liquid crystal display element is applied to a projection type image display device is proposed in Electronic Display Forum 97 (pages 3-27 to 3-32) and Japanese Patent Laid-Open No. 5-158012.
【0007】電子ディスプレイフォーラム97では、図
20に示すように、光源1701から出射された光をダ
イクロイックミラーで、赤、緑、青(以下順にR、G、
Bと呼ぶ)の3原色の光に分離し、それぞれの光を対応
する偏光ビームスプリッタ(PBS)1702に入射さ
せる。偏光ビームスプリッタ1702では、入射光を互
いに直交する2方向の直線偏光成分に分離し、1方の光
が対応する反射型液晶表示素子1704に入射する。反
射型液晶表示素子1704で反射され、偏光方向が変調
されたR、G、Bの光は、再度PBS1702に入射
し、クロスダイクロイックミラー1703で合成された
後、投影レンズ1705でスクリーンに投影される。こ
の方式は、3板式液晶プロジェクションと呼ばれ、光源
からのR、G、Bの光を効率良く利用できるため、非常
に明るい画像が実現できる。In the electronic display forum 97, as shown in FIG. 20, the light emitted from the light source 1701 is reflected by the dichroic mirrors in the order of red, green and blue (hereinafter R, G,
(Referred to as “B”), and the respective lights are made incident on the corresponding polarization beam splitter (PBS) 1702. The polarization beam splitter 1702 splits the incident light into linearly polarized light components in two directions orthogonal to each other, and one light is incident on the corresponding reflection type liquid crystal display element 1704. The R, G, and B lights reflected by the reflective liquid crystal display element 1704 and having their polarization directions modulated enter the PBS 1702 again, are combined by the cross dichroic mirror 1703, and then are projected on the screen by the projection lens 1705. . This system is called a three-plate liquid crystal projection, and R, G, and B lights from a light source can be efficiently used, so that a very bright image can be realized.
【0008】特開平5−158012では、光源からの
R、G、Bの光を時分割で順次選択した後、PBSに入
射させる。PBSでは入射光をP偏光成分とS偏光成分
に分離し、一方を画像表示素子に入射させる。(この例
ではS偏光成分を入射させている)。画像表示素子には
入射される色に同期させて信号が入力され、R、G、B
を一つの区切り(1フレーム)として表示する。この方
式は、タイムシーケンシャル方式又は、フィールドシー
ケンシャル方式などと呼ばれる。In Japanese Patent Laid-Open No. 5-158012, R, G, and B lights from a light source are sequentially selected in a time-division manner and then made incident on a PBS. In PBS, incident light is separated into a P-polarized component and an S-polarized component, and one of them is incident on the image display element. (In this example, the S-polarized component is made incident). Signals are input to the image display element in synchronization with the incident color, and R, G, B
Is displayed as one segment (one frame). This method is called a time sequential method or a field sequential method.
【0009】この例では、R、G、Bの光を時分割する
ために、光源からの白色光をR、G、Bの光に分離する
ダイクロイックミラーとそれぞれの光を透過、遮断する
シャッターを組み合わせて構成しているが、図21に示
すようなR、G、Bの透過域を有する回転カラーフィル
ターを用いる方法もある。この方式では、反射型画像表
示素子とPBSは1つでよく、また、色分離、色合成用
の光学系が不要なため、低価格でコンパクトなシステム
が実現できる。In this example, in order to time-divide the R, G, B lights, a dichroic mirror for separating the white light from the light source into the R, G, B lights and a shutter for transmitting and blocking the respective lights are provided. Although configured in combination, there is also a method of using a rotating color filter having R, G, and B transmission regions as shown in FIG. In this system, only one reflective image display element and PBS are required, and an optical system for color separation and color synthesis is not required, so a low-cost and compact system can be realized.
【0010】[0010]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、反射型
液晶表示装置を用いた以上のような投影型画像表示装置
は、次に説明するような問題がある。電子ディスプレイ
フォーラム97に提案されている方法では、R、G、B
の各色に対応した反射型画像表示素子及びPBSがそれ
ぞれ3つ必要であり、また、色分離用の光学系と色合成
用クロスダイクロイックプリズムも必要となるため、シ
ステムのコストが非常に高くなるだけでなく、システム
サイズが非常に大きくなるという欠点を有する。However, the above-mentioned projection type image display device using the reflection type liquid crystal display device has the following problems. The method proposed in the Electronic Display Forum 97 uses R, G, B
Since three reflective image display elements and PBSs corresponding to each color are required, and an optical system for color separation and a cross dichroic prism for color combination are also required, the system cost is very high. However, it has the disadvantage that the system size becomes very large.
【0011】特開平5−158012では、上記3板式
での課題は解決されるものの光源からのR、G、Bの光
を時分割で反射型画像表示素子に入射させているため、
例えばRの光が選択されている時は、G、Bは実質上利
用できなくなり、明るさが原理的に1/3に低下してし
まう。In Japanese Patent Laid-Open No. 158012/1993, although the problem of the three-plate type can be solved, R, G, B lights from the light source are incident on the reflection type image display element in a time division manner.
For example, when R light is selected, G and B are practically unavailable, and the brightness decreases to 1/3 in principle.
【0012】さらに、この方式では、例えば、1/60
秒を1フレームとして、画像表示する場合、R、G、B
それぞれに割り当てられた表示時間は、5msec程度で
あり、この時間内に表示を行わなければならないため、
非常に応答速度が速い素子が必要となる。これはCRT
などと異なり、応答速度が比較的遅い液晶を用いた場合
には、大きな問題である。Further, in this system, for example, 1/60
When displaying an image with one second as one frame, R, G, B
The display time assigned to each is about 5 msec, and the display must be performed within this time.
A device with a very high response speed is required. This is a CRT
This is a big problem when a liquid crystal having a relatively slow response speed is used.
【0013】また、この方式では、R、G、Bの3原色
が時分割で表示されるため、動画などを表示した場合や
視線が移動した場合、それぞれの原色が分離して見える
現象(以降、色ブレーキングと呼ぶ)が発生し、画質を
低下させる。この色ブレーキング現象を低減するため
に、駆動周波数を上げて表示を行う方法があるが、素子
の応答速度をさらに高速化する必要があり、液晶を用い
た場合は非常に不利である。Further, in this method, the three primary colors of R, G, and B are displayed in a time-division manner. Therefore, when a moving image is displayed or the line of sight is moved, the primary colors appear to be separated (hereinafter , Called color breaking), which deteriorates the image quality. In order to reduce this color breaking phenomenon, there is a method of increasing the driving frequency for displaying, but it is necessary to further increase the response speed of the element, which is extremely disadvantageous when liquid crystal is used.
【0014】本発明は、上記の問題点を解決するために
なされたものであり、その目的は、小型、軽量かつ明る
い反射型液晶表示素子を用いた画像表示装置を提供する
ことである。The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide an image display device using a reflective liquid crystal display element which is small, lightweight and bright.
【0015】[0015]
【課題を解決するための手段】本発明の第1の構成の画
像表示装置は、光源と、該光源からの赤、緑、青の3原
色の光を2つの色光のグループに分け、該2つのグルー
プの色光を時分割で順次切り替えると共に、該光源から
の赤、緑、青の3原色の光のうち、2色を他の1色と偏
光方向を異ならせて照射する機能を有する照明手段と、
該光源からの光を偏光方向によって分離する光分離手段
と、該光分離手段で分離された光を変調する複数枚の反
射型画像表示素子と、該反射型画像表示素子で変調され
た光を投影する投影手段とを備えたことを特徴とする。The image display device of the first constitution of the present invention divides the light source and the light of the three primary colors of red, green and blue from the light source into two groups of colored light, and Illumination means having a function of sequentially switching the color light of one group in a time-division manner and irradiating two colors of light of the three primary colors of red, green, and blue from the light source with different polarization directions from the other one. When,
A light separating unit that separates the light from the light source according to the polarization direction, a plurality of reflective image display elements that modulate the light separated by the light separating unit, and a light that is modulated by the reflective image display element are provided. And a projection means for projecting.
【0016】本発明の第2の構成の画像表示装置は、光
源と、該光源に含まれる赤、緑、青の3原色の光のうち
の2色を含む異なる2つのグループの色光を順次切り替
えて選択する機能を有する、回転カラーフィルタからな
る色切替手段、及び該異なる2つのグループの色光に共
通する色、又は、それ以外の2色の光の偏光方向を変換
させる機能を有する第1の偏光制御手段を備えることに
よって、該光源からの赤、緑、青の3原色の光を2つの
色光のグループに分け、該2つのグループの色光を時分
割で順次切り替えると共に、該光源からの赤、緑、青の
3原色の光のうち、2色を他の1色と偏光方向を異なら
せて照射する機能を有する照明手段と、該光源からの光
を偏光方向によって分離する光分離手段と、該光分離手
段で分離された光を変調する複数枚の反射型画像表示素
子と、該反射型画像表示素子で変調された光を投影する
投影手段とを備えたことを特徴とする。The image display device of the second structure of the present invention is an optical display device.
Having a source, red included in the light source, green, a function of selecting sequentially switching the color light of the two different groups, including two colors of the three primary colors of light blue, it from rotating color filter
That the color switching means, and said different two groups of colors that are common to the color light, or, in providing the first polarization control unit having a function of converting the polarization direction of the other two colors of light
Therefore, the light of the three primary colors of red, green, and blue from the light source is
Divide the colored lights into groups and divide the colored lights of the two groups into hours and minutes.
In addition to switching sequentially, the red, green and blue from the light source
If two of the three primary colors have different polarization directions from the other one
Illumination means having a function of irradiating the light and light from the light source
And a light separating means for separating the
Multiple reflective image display elements that modulate light separated by steps
And the light modulated by the reflective image display device is projected.
And a projection means .
【0017】本発明の第3の構成の画像表示装置は、第
1の構成の画像表示装置において、前記照明手段が、前
記光源に含まれる赤、緑、青の3原色の光のうちの2色
を含む色光のグループと残りの1色のグループを順次切
り替えて選択する機能を有する色切替手段と、該2色を
含む色光のグループの中の一方の色、又は、他方のグル
ープの光の偏光方向を変換させる機能を有する第2の偏
光制御手段を含んでいることを特徴とする。An image display device having a third structure according to the present invention is the image display device having the first structure, wherein the illumination means includes two of the three primary color lights of red, green and blue included in the light source. A color switching unit having a function of sequentially switching and selecting a color light group including a color and the remaining one color group, and one color of the color light group including the two colors or the light of the other group. It is characterized by including a second polarization control means having a function of converting the polarization direction.
【0018】本発明の第4の構成の画像表示装置は、第
2の構成の画像表示装置において、前記光分離手段の前
記投影手段側に前記第1の偏光制御手段と同様の機能を
有する第3の偏光制御手段が配置されていることを特徴
とする。An image display device having a fourth structure according to the present invention is the image display device having the second structure, wherein the light separating means has a function similar to that of the first polarization control means on the projection means side. The polarization control means No. 3 is arranged.
【0019】本発明の第5の構成の画像表示装置は、第
3の構成の画像表示装置において、前記光分離手段の前
記投影手段側に前記第2の偏光制御手段と同様の機能を
有する第4の偏光制御手段が配置されていることを特徴
とする。According to a fifth aspect of the present invention, there is provided the image display apparatus according to the third aspect, which has the same function as the second polarization control means on the projection means side of the light separating means. The polarization control means 4 is arranged.
【0020】本発明の第6の構成の画像表示装置は、第
2又は第4の構成の画像表示装置において、前記第1の
偏光制御手段の光入射側の光路上に1方向の偏光方向の
みを透過する偏光選択素子が配置されていることを特徴
とする。The image display device of the sixth structure of the present invention is the image display device of the second or fourth structure, wherein only one polarization direction is present on the light path on the light incident side of the first polarization control means. A polarization selection element that transmits light is arranged.
【0021】本発明の第7の構成の画像表示装置は、第
3又は第5の構成の画像表示装置において、前記第2の
偏光制御手段の光入射側の光路上に1方向の偏光方向の
みを透過する偏光選択素子が配置されていることを特徴
とする。An image display device having a seventh structure according to the present invention is the image display device having the third or fifth structure, wherein only one polarization direction is present on the light incident side optical path of the second polarization control means. A polarization selection element that transmits light is arranged.
【0022】本発明の第8の構成の画像表示装置は、第
4又は第6の構成の画像表示装置において、前記第3の
偏光制御手段の光出射側の光路上に1方向の偏光方向の
みを透過する偏光選択素子が配置されていることを特徴
とする。An image display device having an eighth structure according to the present invention is the image display device having the fourth or sixth structure, wherein only one polarization direction is present on the optical path on the light exit side of the third polarization control means. A polarization selection element that transmits light is arranged.
【0023】本発明の第9の構成の画像表示装置は、第
5又は第7の構成の画像表示装置において、前記第4の
偏光制御手段の光出射側の光路上に1方向の偏光方向の
みを透過する偏光選択素子が配置されていることを特徴
とする。The image display device of the ninth structure of the present invention is the image display device of the fifth or seventh structure, wherein only one polarization direction is present on the light path on the light exit side of the fourth polarization control means. A polarization selection element that transmits light is arranged.
【0024】本発明の第10の構成の画像表示装置は、
第1乃至第9のいずれかの構成の画像表示装置におい
て、前記反射型画像表示素子が2枚配置されており、一
方が前記3原色の光のうちの1色に対応しており、他方
が残りの2色に対応していることを特徴とする。An image display device having a tenth structure of the present invention is
In the image display device having any one of the first to ninth configurations, the two reflective image display elements are arranged, one of which corresponds to one of the lights of the three primary colors, and the other of which is It is characterized by being compatible with the remaining two colors.
【0025】本発明の第11の画像表示装置は、第2、
第4、第6、第8、第10のいずれかの構成の画像表示
装置において、前記色切替手段で選択される前記異なる
2つの色光に共通する色以外の2色の光のうち、光源の
スペクトル強度の弱い方の光を含む色光の選択時間を他
方の色光の選択時間より長くすることを特徴とする。The eleventh image display device of the present invention is the second,
In the image display device having any one of the fourth, sixth, eighth, and tenth configurations, of the light of two colors other than the color common to the two different color lights selected by the color switching unit, It is characterized in that the selection time of the color light including the light of the weaker spectral intensity is set longer than the selection time of the other color light.
【0026】本発明の第12の構成の画像表示装置は、
第2、第4、第6、第8、第10のいずれかの構成の画
像表示装置において、前記色切替手段で選択される前記
異なる2つの色光のうちの一方にのみ緑の成分が含まれ
ており、緑が含まれる色光の選択時間を他方の色光の選
択時間より長くしたことを特徴とする。An image display device having a twelfth structure of the present invention is
In the image display device having any one of the second, fourth, sixth, eighth, and tenth configurations, only one of the two different color lights selected by the color switching unit includes a green component. The selection time of the color light containing green is set longer than the selection time of the other color light.
【0027】本発明の第13の構成の画像表示装置は、
第3、第5、第7、第9、第10のいずれかの構成の画
像表示装置において、前記色切替手段で選択される色光
のうち、光源のスペクトル強度の弱い方の光を含む色光
の選択時間を他方の色光の選択時間より長くしたことを
特徴とする。An image display device having a thirteenth structure of the present invention is
In the image display device having any one of the third, fifth, seventh, ninth, and tenth configurations, among the color lights selected by the color switching unit, the color light including the light with the weaker spectral intensity of the light source is selected. The selection time is made longer than the selection time of the other color light.
【0028】本発明の第14の構成の画像表示装置は、
第3、第5、第7、第9、第10のいずれかの構成の画
像表示装置において、前記色切替手段で選択される色光
のうち、緑が含まれる色光の選択時間を他方の色光の選
択時間より長くしたことを特徴とする。An image display device having a fourteenth structure of the present invention is
In the image display device having any one of the third, fifth, seventh, ninth, and tenth configurations, among the color lights selected by the color switching means, the selection time of the color light containing green is set to the other color light. It is characterized in that it is longer than the selection time.
【0029】本発明の第15の構成の画像表示装置は、
第2、第4、第6、第8、第10のいずれかの構成の画
像表示装置において、前記異なる2つの色光に共通する
色が、対応する光源のスペクトル強度の最も弱い光であ
ることを特徴とする。An image display device having a fifteenth structure of the present invention is
In the image display device having any one of the second, fourth, sixth, eighth, and tenth configurations, the color common to the two different colored lights is the light having the weakest spectral intensity of the corresponding light source. Characterize.
【0030】本発明の第16の構成の画像表示装置は、
第2、第4、第6、第8、第10のいずれかの構成の画
像表示装置において、前記異なる2つの色光に共通する
色が、緑であることを特徴とする。An image display device having a sixteenth structure of the present invention is
In the image display device having any one of the second, fourth, sixth, eighth, and tenth configurations, the color common to the two different colored lights is green.
【0031】本発明の第17の構成の画像表示装置は、
第2乃至第16のいずれかの構成の画像表示装置におい
て、前記色切替手段が、赤、緑、青の3原色すべてを透
過させるエリアを有していることを特徴とする。An image display device having a seventeenth structure of the present invention is
In the image display device having any one of the second to sixteenth configurations, the color switching unit has an area for transmitting all three primary colors of red, green, and blue.
【0032】以下、本発明の作用について説明する。第
1の構成によれば、これまでR、G、Bの単色を時分割
で表示するため、明るさが3枚の画像表示素子を用いる
方式のものと比べると1/3に低下していたが、本方式
を用いることでR、G、Bのうちの2色を含む異なる2
つの色光を使用するため、常に3原色のうちの2色が使
用でき、システムサイズを大きくすることなく、明るさ
を飛躍的に向上させることができる。The operation of the present invention will be described below. According to the first configuration, since R, G, and B single colors are displayed in a time-sharing manner, the brightness is reduced to 1/3 as compared with that of a system using three image display elements. However, by using this method, two different colors including two colors of R, G, and B
Since one color light is used, two of the three primary colors can always be used, and the brightness can be dramatically improved without increasing the system size.
【0033】さらに、本方式では、上述したように異な
る2色の色光を順次切り替えて表示しているため、色光
間の色ブレーキングは発生するが、従来のように3原色
に分離して見えるのではなく、2色に分離して確認さ
れ、また、この色光にはR、G、Bのうち2色が含まれ
ているため、人間には色ブレーキング現象が大きく緩和
されて確認される。Further, in the present method, since the color lights of the two different colors are sequentially switched and displayed as described above, color braking between the color lights occurs, but they appear to be separated into three primary colors as in the conventional case. Instead, it is confirmed as being separated into two colors, and because this color light contains two colors of R, G, and B, it is confirmed that the color braking phenomenon is greatly alleviated by humans. .
【0034】第2の構成によれば、光源と、該光源から
の赤、緑、青の3原色の光を2つの色光のグループに分
け、該2つのグループの色光を時分割で順次切り替える
と共に、該光源からの赤、緑、青の3原色の光のうち、
2色を他の1色と偏光方向を異ならせて照射する機能を
有する照明手段と、該光源からの光を偏光方向によって
分離する光分離手段と、該光分離手段で分離された光を
変調する複数枚の反射型画像表示素子と、該反射型画像
表示素子で変調された光を投影する投影手段とを備えて
いるため、第1の構成と同様の作用・効果を奏する。加
えて、色切替手段により異なる2色の色光を順次選択
し、両方の色光に共通する色又はそれ以外の2色のどち
らかの偏光を第1の偏光制御手段によって回転させるこ
とにより、効率よく所定の光を対応する反射型画像表示
素子に入射させることができ、明るさを更に向上させる
ことができる。According to the second configuration, the light source and the light source
Light of the three primary colors of red, green, and blue into two colored light groups
The color lights of the two groups are sequentially switched in time division.
Together with the light of the three primary colors of red, green and blue from the light source,
The function of irradiating two colors with different polarization directions from the other one
The illuminating means that it has and the light from the light source depending on the polarization direction
The light separating means for separating and the light separated by the light separating means
Multiple reflective image display elements for modulation and the reflective image
And a projection means for projecting the light modulated by the display element.
Therefore, the same operation and effect as the first configuration are obtained. Addition
Also, the color switching means sequentially selects two different color lights, and the first polarization control means rotates the polarized light of either the color common to both color lights or the other two colors, thereby efficiently determining the predetermined color light. The light can be made incident on the corresponding reflection type image display device, and the brightness can be further improved.
【0035】また、従来の方式では、図21に示すよう
に、R、G、Bの各色が透過するエリアを3分割する必
要があったが、本方式を用いた場合、図2に示すように
異なる2つの色光のエリアで分割するため、応答速度に
対する要求が基本的に1.5倍に緩和される(明るさも
理想的には1.5倍向上する)。また、2つの色光に共
通して含まれる色は、常に反射型画像表示素子に照射さ
れるため、応答速度に対する要求は、従来の3板式方式
と同じで、3倍の明るさの向上を実現できる。Further, in the conventional method, as shown in FIG. 21, it is necessary to divide the area through which each color of R, G, and B is transmitted into three, but when this method is used, as shown in FIG. Since the area is divided into two different colored light areas, the requirement for the response speed is basically relaxed by a factor of 1.5 (brightness is also ideally improved by a factor of 1.5). In addition, since the color contained in the two color lights is always applied to the reflective image display element, the request for the response speed is the same as that of the conventional three-plate system, and the improvement in brightness is tripled. it can.
【0036】第1の偏光制御手段としては、例えばUS
P5,751,384に開示されているような素子を利用でき
る。この素子は、波長板を複数枚その軸の角度を変えて
積層し、ある特定の波長域の光のみの偏光を回転させる
機能を有するもので、例えば、Bの偏光を回転させる素
子を用いた場合、図5に示すように、白色の直線偏光が
本素子に入射すると、その出射光のうちR、Gの偏光方
向は維持され、Bの偏光方向のみ回転させることができ
る。As the first polarization control means, for example, US
Devices such as those disclosed in P5,751,384 can be used. This element has a function of rotating a polarized light of only a light in a specific wavelength range by laminating a plurality of wave plates with their axes being changed in angle, and for example, an element for rotating B polarized light was used. In this case, as shown in FIG. 5, when white linearly polarized light is incident on this element, the R and G polarization directions of the emitted light are maintained, and only the B polarization direction can be rotated.
【0037】第3の構成によれば、色切替手段にて光分
離手段に入射する色光を切り替える毎に、各反射画像表
示素子には対応する色光が、照射される時と照射されな
い時とが、繰り返される。この反射型画像表示素子に色
光が照射されない時を利用して、反射型画像表示素子に
画像信号を書き込み、色光の照射時にその画像信号に合
わせて、光の偏光方向を変調することができる。According to the third configuration, each time the color switching unit switches the color light incident on the light separating unit, the corresponding color light is emitted to each reflection image display element and the corresponding color light is not emitted. ,Repeated. By utilizing the time when the reflective image display element is not irradiated with colored light, an image signal can be written in the reflective image display element, and the polarization direction of light can be modulated in accordance with the image signal when the colored light is irradiated.
【0038】これまで、例えば液晶パネルを用いたフィ
ールドシーケンシャル方式では、液晶に電界を印加して
から、液晶分子が完全に反応するまでの間(液晶の応答
時間)は、光を利用できなかった(以下ブランキングタ
イムと呼ぶ)が、本発明では、上記したように光の非照
射時間を利用して、画像信号を書き込むためブランキン
グタイムをとる必要がなく、光利用効率を更に向上させ
ることができる。Up to now, in the field-sequential system using a liquid crystal panel, for example, light cannot be used from the time when an electric field is applied to the liquid crystal until the liquid crystal molecules completely react (response time of the liquid crystal). However, in the present invention, it is not necessary to set a blanking time for writing an image signal by using the non-irradiation time of light as described above, and the light use efficiency is further improved. You can
【0039】第4の構成によれば、第1の偏光制御手段
と同様の機能を有する第3の偏光制御手段を光分離手段
の撮影手段側に配置することで、異なる偏光方向で出射
された光の偏光方向を揃えることができ、スクリーンと
して明るい照明下でも高いコントラスト比が保てる偏光
スクリーンを用いることができる。偏光スクリーンは、
スクリーン面に偏光板が貼り付けられており、ランダム
偏光で入射した光の半分をカットする。この偏光板の透
過軸とプロジェクションから出射される光の偏光方向を
一致させておけば、プロジェクションからの入射光はほ
とんどカットされないため、外光の影響を半減でき、高
いコントラスト比を維持できる。According to the fourth structure, the third polarization control means having the same function as the first polarization control means is arranged on the photographing means side of the light separating means, so that the light is emitted in different polarization directions. It is possible to use a polarizing screen that can align the polarization directions of light and can maintain a high contrast ratio even under bright illumination. Polarizing screen
A polarizing plate is attached to the screen surface and cuts half of the incident light with random polarization. If the transmission axis of this polarizing plate and the polarization direction of the light emitted from the projection are made to coincide with each other, the incident light from the projection is hardly cut, so that the influence of external light can be halved and a high contrast ratio can be maintained.
【0040】第5の構成によれば、第2の偏光制御手段
と同様の機能を有する第4の偏光制御手段を光分離手段
の投影手段側に配置することで上記第4の構成と同様
に、異なる偏光方向で出射された光の偏光方向を揃える
ことができるため、偏光スクリーンを用いることで明る
い照明下でも高いコントラスト比を保つことができる。According to the fifth construction, the fourth polarization control means having the same function as that of the second polarization control means is arranged on the projection means side of the light separating means, similarly to the fourth construction. Since the polarization directions of lights emitted in different polarization directions can be aligned, a high contrast ratio can be maintained even under bright illumination by using a polarizing screen.
【0041】第6の構成によれば、偏光選択手段を第1
の偏光制御手段の光入射側の光路上に配置することによ
り、第1の偏光制御手段に直線偏光を入射できるため、
第1の偏光制御手段及び、光分離手段で効率よく色分
離、偏光分離を行うことができ、明るく、コントラスト
比の高い画像を実現することができる。According to the sixth structure, the polarization selecting means is the first
Since the linearly polarized light can be incident on the first polarization control means by arranging the polarization control means on the light path on the light incident side of the polarization control means,
Color separation and polarization separation can be efficiently performed by the first polarization control unit and the light separation unit, and a bright image with a high contrast ratio can be realized.
【0042】第7の構成によれば、偏光選択手段を第2
の偏光制御手段の光入射側の光路上に配置することによ
り第6の構成と同様に第2の偏光制御手段に直線偏光を
入射できるため、第2の偏光制御手段の及び光分離手段
で効率よく色分離・偏光分離を行うことができ、明るく
コントラスト比の高い画像を実現できる。According to the seventh configuration, the polarization selecting means is provided in the second
Since the linearly polarized light can be made incident on the second polarization control means by arranging the polarization control means on the optical path on the light incident side of the polarization control means, the efficiency of the second polarization control means and the light separation means can be improved. Color separation and polarization separation can be performed well, and a bright image with a high contrast ratio can be realized.
【0043】第8の構成によれば、偏光選択手段を第3
の偏光制御素子の光出射側の光路上に設けることによ
り、本来光分離素子で光源方向に返される光が、光分離
素子を通過しても、偏光選択手段でカットされるため、
コントラスト比の高い画像を実現することができる。According to the eighth structure, the polarization selecting means is provided in the third structure.
By providing on the optical path on the light emission side of the polarization control element, the light originally returned in the light source direction by the light separation element is cut by the polarization selection means even when passing through the light separation element.
An image with a high contrast ratio can be realized.
【0044】第9の構成によれば、偏光選択手段を第4
の偏光制御素子の光出射側の光路上に設けることによ
り、第8の構成と同様に本来光分離素子で光源方向に返
される光が、光分離素子を通過しても、偏光選択手段で
カットされるため、コントラスト比の高い画像を実現す
ることができる。According to the ninth structure, the polarization selecting means is provided in the fourth structure.
By providing it on the optical path on the light emission side of the polarization control element, the light originally returned in the light source direction by the light separation element is cut by the polarization selection means even if it passes through the light separation element as in the eighth configuration. Therefore, an image with a high contrast ratio can be realized.
【0045】第10の構成によれば、反射型画像表示素
子が2枚配置されており、一方の反射型画像表示素子が
R、G、Bのうちのいずれか2色、他方が残りの1色に
対応することにより、従来の方式では、R、G、Bの光
を一色ずつ表示していたが、2色の光を同時に利用でき
るため、明るさを飛躍的に向上させることができる。According to the tenth structure, two reflective image display elements are arranged, one reflective image display element is any two colors of R, G, and B, and the other is the remaining one. In the conventional method, the colors of R, G, and B are displayed one by one in order to deal with the colors, but since the lights of two colors can be used at the same time, the brightness can be dramatically improved.
【0046】第11の構成によれば、色切替手段で選択
される異なる2つの色光に共通する色以外の2色の光の
うち、光源のスペクトル強度が弱い方の光を含む色光の
選択時間を他方の色光の選択時間より長くすることによ
り、スペクトル強度にかたよりがあるランプ(例えばメ
タルハライドランプやハロゲンランプ)を用いても、ス
ペクトルの弱い光の光量を相対的に増やすことができ、
ホワイトバランスを改善することができる。According to the eleventh configuration, the selection time of the color light including the light having the weaker spectral intensity of the light source among the lights of two colors other than the color common to the two different color lights selected by the color switching means. Is longer than the selection time of the other color light, it is possible to relatively increase the light amount of light with a weak spectrum even when using a lamp having a spectral intensity bias (for example, a metal halide lamp or a halogen lamp).
The white balance can be improved.
【0047】従来、ホワイトバランスを重視するAV用
プロジェクトションに用いた場合、スペクトル分布の強
い光をカットして、ホワイトバランスの調整を行ってい
たため、明るさを大幅に低下させていたが、この方式で
は、明るさの低下は最小限に抑えられるため、AV用プ
ロジェクションには非常に有利となる。Conventionally, when used in an AV projection that emphasizes white balance, the white balance was adjusted by cutting light with a strong spectral distribution, so the brightness was greatly reduced. In this method, the decrease in brightness is minimized, which is very advantageous for AV projection.
【0048】第12の構成によれば、色切替手段で選択
される異なる2つの色光のうちの一方にのみ緑の成分が
含まれており、緑が含まれる色光の選択時間を他方の色
光の選択時間より長くすることにより、視感度が高く明
るさに大きな影響を及ぼす緑の光量を増加させることが
でき、明るさを向上させることができる。このことによ
り、ホワイトバランスのずれが発生した場合でも、デー
タプロジェクション用として用いた場合、ホワイトバラ
ンスは重視されないため、大きな問題とならない。According to the twelfth configuration, the green component is included in only one of the two different colored lights selected by the color switching means, and the selection time of the colored light containing green is set to that of the other colored light. By making it longer than the selection time, it is possible to increase the amount of green light that has high visibility and greatly affects the brightness, and thus it is possible to improve the brightness. As a result, even if the white balance is deviated, when used for data projection, the white balance is not considered important, so that it is not a big problem.
【0049】第13の構成によれば、色切替手段で選択
される色光のうち、光源のスペクトル強度が弱い方の光
を含む色光の選択時間を他方の色光の選択時間より長く
することにより、第11の構成と同様に、スペクトル強
度にかたよりがあるランプ(例えば、メタルハライドラ
ンプやハロゲンランプ)を用いても、スペクトルの弱い
光の光量を相対的に増加させることができ、ホワイトバ
ランスを改善することができる。According to the thirteenth configuration, among the color lights selected by the color switching means, the selection time of the color light including the light having the weaker spectral intensity of the light source is made longer than the selection time of the other color light. Similar to the eleventh configuration, even if a lamp having a spectral intensity bias (for example, a metal halide lamp or a halogen lamp) is used, the light amount of light with a weak spectrum can be relatively increased, and the white balance is improved. can do.
【0050】第14の構成によれば、色切替手段で選択
される色光のうち、緑が含まれる色光の選択時間を他方
の色光の選択時間より長くすることにより、第12の構
成と同様に視感度が高く明るさに大きな影響を及ぼす緑
の光量を増加させることができ、明るさを向上させるこ
とができる。According to the fourteenth structure, among the colored lights selected by the color switching means, the selection time of the colored light containing green is made longer than the selection time of the other colored light, so that the twelfth structure is achieved. It is possible to increase the amount of green light, which has high luminosity and has a great effect on brightness, and thus to improve brightness.
【0051】第15の構成によれば、異なる2つの色光
に共通する色が、対応する光源のスペクトル強度の最も
弱い光とすることにより、この光は、常に対応する反射
が画像表示装置に入射されるため、スペクトル強度にか
たよりがあるランプ(例えばメタルハライドランプやハ
ロゲンランプ)を用いても、良好なホワイトバランスを
得ることができる。According to the fifteenth configuration, the color common to the two different colored lights is the light having the weakest spectral intensity of the corresponding light source, so that the corresponding reflection of this light is always incident on the image display device. Therefore, a good white balance can be obtained even if a lamp having a spectral intensity bias is used (for example, a metal halide lamp or a halogen lamp).
【0052】従来、ホワイトバランスを重視するAV用
プロジェクションに用いた場合、スペクトル分布の強い
光をカットして、ホワイトバランスの調整を行っていた
ため、明るさを大幅に低下させていたが、この方式で
は、明るさの低下は最小限に抑えられるため、AV用プ
ロジェクションには非常に有利となる。Conventionally, when used in an AV projection in which white balance is important, the white balance is adjusted by cutting light with a strong spectral distribution, so that the brightness is greatly reduced. Then, since the decrease in brightness is suppressed to the minimum, it is very advantageous for the AV projection.
【0053】第16の構成によれば、異なる2つの色光
に共通する色を緑とすることにより、視感度が高く明る
さに大きな影響を及ぼす緑の光量を増加させることがで
き、明るさを向上させることができる。このことによ
り、ホワイトバランスのずれが発生した場合でも、デー
タプロジェクション用として用いた場合はホワイトバラ
ンスは重視されないため、大きな問題とはならない。According to the sixteenth structure, by making the color common to the two different colored lights green, it is possible to increase the amount of green light which has a high luminosity factor and has a large effect on brightness, thereby increasing the brightness. Can be improved. As a result, even if the white balance is deviated, the white balance is not considered important when used for data projection, so that it is not a big problem.
【0054】第17の構成によれば、色切替手段が透明
な領域を有することで、その領域ではR、G、Bの光が
すべて透過することになり、スクリーン上で白表示を行
う時に、明るさを向上させることができる。According to the seventeenth structure, since the color switching means has the transparent area, all the R, G, and B light is transmitted in that area, and when white display is performed on the screen, The brightness can be improved.
【0055】[0055]
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を図面
に基づいて具体的に説明する。
(実施形態1)図1は本発明の投影型カラー画像表示装
置の模式図である。本実施形態では光源101として、
120W、アーク長1.4mmのPhilips社製のUHP
ランプ(高圧水銀ランプ)を用いた。光源としてはこの
他にハロゲンランプやキセノンランプ、メタルハライド
ランプを用いることができる。光源101の背面には光
源からの光をその第2焦点に集光させるための楕円鏡1
02が配置されている。楕円鏡102の第2焦点近傍に
は、図2に示すようにシアン(B、Gの成分を含む色
光)とマゼンタ(B、Rの成分を含む色光)の光を透過
する領域を有する回転カラーフィルター103が配置さ
れており、その前方には、ガラスロッド104が配置さ
れている。このガラスロッド104は、その内部で光を
反射させて光を伝達するもので、その光出射面が後述す
る反射型液晶表示素子110に略結像するように配置さ
れている。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be specifically described below with reference to the drawings. (Embodiment 1) FIG. 1 is a schematic view of a projection type color image display device of the present invention. In this embodiment, as the light source 101,
UHP made by Philips with 120W and 1.4mm arc length
A lamp (high pressure mercury lamp) was used. In addition to this, a halogen lamp, a xenon lamp, or a metal halide lamp can be used as the light source. On the back surface of the light source 101 is an elliptical mirror 1 for focusing the light from the light source on its second focal point.
02 is arranged. In the vicinity of the second focus of the elliptic mirror 102, as shown in FIG. 2, a rotating color having a region that transmits cyan (color light containing B and G components) and magenta (color light containing B and R components) light. A filter 103 is arranged, and a glass rod 104 is arranged in front of it. The glass rod 104 reflects light inside and transmits the light, and is arranged so that its light emitting surface substantially forms an image on a reflective liquid crystal display element 110 described later.
【0056】ガラスロッド104の光出射面では、ロッ
ド内部で光が全反射を繰り返すため、照度分布がほぼ均
一になっている。これにより反射型液晶表示素子110
に入射する光の照度分布を改善することができる。ガラ
スロッド104を出射した光は、照明レンズ105とフ
ィールドレンズ106に入射し、略平行光にされた後、
偏光板107に入射する。偏光板107では、紙面に対
して垂直方向の光のみを透過し、偏光制御素子108に
入射させる。On the light emitting surface of the glass rod 104, the light is repeatedly totally reflected inside the rod, so that the illuminance distribution is substantially uniform. Accordingly, the reflective liquid crystal display device 110
The illuminance distribution of light incident on can be improved. The light emitted from the glass rod 104 enters the illumination lens 105 and the field lens 106, and after being made into substantially parallel light,
It enters the polarizing plate 107. In the polarizing plate 107, only light in the direction perpendicular to the paper surface is transmitted and is made incident on the polarization control element 108.
【0057】偏光制御素子108は、図3に示すような
特性を有しており、入射光のうちBの成分の光のみ偏光
方向を紙面に対して平行方向に回転し、PBS109に
入射させる。図3において、実線は図4に示す光学系に
おいて、PBSを反射した光の特性で、破線は、PBS
を透過した光の特性である。The polarization control element 108 has the characteristics shown in FIG. 3, and only the light of the B component of the incident light is rotated in the direction parallel to the paper surface and is incident on the PBS 109. In FIG. 3, the solid line shows the characteristics of the light reflected by the PBS in the optical system shown in FIG. 4, and the broken line shows the PBS.
Is the characteristic of the light transmitted through.
【0058】本実施形態では、偏光制御素子108とし
て、USP5,751,384に開示されているような素子を使
用した。この素子は波長板を複数枚その軸の角度を変え
て積層し、ある特定の波長域の光のみの偏光を回転させ
る機能を有するもので、例えば、本実施形態のようにB
の偏光を回転させる素子を用いた場合、図5に示すよう
に、白色の直線偏光が本素子に入射すると、その出射光
のうちR、Gの偏光方向は維持され、Bの偏光方向のみ
回転させることができる。In this embodiment, as the polarization control element 108, the element disclosed in USP 5,751,384 is used. This element has a function of rotating a polarization of only light in a certain specific wavelength range by laminating a plurality of wave plates with their axes being changed in angle, and for example, as in this embodiment, B
When an element for rotating the polarized light is used, as shown in FIG. 5, when white linearly polarized light is incident on this element, the polarization directions of R and G of the emitted light are maintained and only the polarization direction of B is rotated. Can be made.
【0059】本実施形態では、偏光制御素子108とし
て上記素子を用いたが、同様の機能を有するものであれ
ば、いかなるものでも利用でき、例えばコレステリック
液晶などを用いてもよい。偏光制御素子108を出射し
た光がPBS109に入射するとR、Gの光は、PBS
109に対してS偏光となるため反射され、Bの光はP
偏光となるために透過する。PBS109を透過・反射
した光は、それぞれ対応する反射型液晶素子110−
1、2に入射して、画像信号に合わせて変調された後、
再度PBS109に向けて反射され、偏光方向が変調さ
れた光のみが、投影レンズ111に入射し、スクリーン
に投影される。反射型液晶素子109としては、0.9
型XGAパネルで、応答速度2msec〜3msecのNem
atic液晶を用いた。液晶モードとしては、上記の他
に強誘電液晶など応答速度の比較的速いものであればい
かなるものでも使用できる。In the present embodiment, the above-mentioned element is used as the polarization control element 108, but any element having the same function can be used, for example, cholesteric liquid crystal or the like may be used. When the light emitted from the polarization control element 108 enters the PBS 109, the R and G lights are converted into PBS.
Since it is S-polarized with respect to 109, it is reflected, and the light of B is P
It transmits because it becomes polarized light. The light transmitted and reflected by the PBS 109 corresponds to the corresponding reflection type liquid crystal element 110-
After being incident on 1, 2 and modulated according to the image signal,
Only the light, which is reflected toward the PBS 109 again and whose polarization direction is modulated, enters the projection lens 111 and is projected on the screen. As the reflective liquid crystal element 109, 0.9
Type XGA panel, Nem with a response speed of 2 msec to 3 msec
An atic liquid crystal was used. In addition to the above, any liquid crystal mode such as a ferroelectric liquid crystal having a relatively high response speed can be used.
【0060】この時、シアンとマゼンタの透過域を有す
る回転カラーフィルター103は1/60秒で回転して
いるため、シアン、マゼンタそれぞれに割り当てられた
時間は、約8msec程度で、この時間毎に色が切り替わ
る。このうち、この2つの色光に共通するBに対して
は、回転カラーフィルター103の回転に関係なく常時
PBS109を透過し、反射型液晶素子110−2に入
射する。一方、シアン、マゼンタからBの光がぬけると
R、Gの光となる。このR、Gの光は、上記のスピード
で順次切り替わり反射型液晶素子110−1に入射す
る。よって、回転カラーフィルター103の一周で、
R、G、Bの光が反射型液晶素子110で変調されるこ
とになる。At this time, since the rotary color filter 103 having the cyan and magenta transmissive regions rotates at 1/60 second, the time allocated to each of cyan and magenta is about 8 msec. The color switches. Of these, B, which is common to the two color lights, is always transmitted through the PBS 109 regardless of the rotation of the rotary color filter 103 and is incident on the reflective liquid crystal element 110-2. On the other hand, when the light of B escapes from cyan and magenta, it becomes light of R and G. The R and G lights are sequentially switched at the above speed and enter the reflective liquid crystal element 110-1. Therefore, in one round of the rotary color filter 103,
The R, G, and B lights are modulated by the reflective liquid crystal element 110.
【0061】本実施形態では、回転カラーフィルター1
03を1/60秒で回転させたが、2倍速やそれ以上の
速度にしてもよい。この時、回転カラーフィルター10
3の回転速度を上げる代わりに、図6に示すように、カ
ラーフィルターの分割数を多くしても同様の効果が得ら
れる。PBS109と投影レンズ111の間には、偏光
制御素子112と偏光板113が配置されている。偏光
制御素子112は偏光制御素子108と同様の物を用
い、Bの光のみの偏光方向を回転し、R、G、Bの偏光
方向を揃える働きをもつ。偏光板113は、偏光制御素
子112からの光のうちPBS109で本来カットされ
る光の漏れ光をカットして、C.R.を向上させる。上
記構成にて、プロジェクションを構成したところ、従来
の単板式のフィールドシーケンシャル方式と比べ明るさ
を約1.5倍に向上させることができた。In this embodiment, the rotary color filter 1
Although 03 was rotated at 1/60 seconds, it may be double speed or higher speed. At this time, the rotating color filter 10
The same effect can be obtained by increasing the number of divisions of the color filter as shown in FIG. 6 instead of increasing the rotation speed of 3. A polarization control element 112 and a polarizing plate 113 are arranged between the PBS 109 and the projection lens 111. The polarization control element 112 uses the same thing as the polarization control element 108, and has the function of rotating the polarization direction of B light only and aligning the R, G, and B polarization directions. The polarizing plate 113 cuts out leakage light of the light originally cut by the PBS 109 out of the light from the polarization control element 112, so that the C.I. R. Improve. When the projection is constructed with the above-mentioned configuration, the brightness can be improved by about 1.5 times as compared with the conventional single plate type field sequential system.
【0062】本実施形態では、Bの光の偏光を回転させ
る偏光制御素子108、112を用いたが、R、Gの偏
光方向を回転させてもよく、PBS109に入射する各
色のP、S偏光が入れ替わってもよい。また、本実施形
態では白色をR、GとBに分離したが、G、BとRなど
あらゆる組み合わせが可能である。この場合、偏光制御
素子108、112で回転させる光の色を変えるだけで
よい。また、本実施形態では、PBS109の光入射側
及び出射側の両方に偏光板と偏光制御素子を配置した
が、光出射側の偏光板113と偏光制御素子112は必
ずしも必要でない。In this embodiment, the polarization control elements 108 and 112 that rotate the polarization of the B light are used, but the polarization directions of the R and G may be rotated, and the P and S polarizations of the respective colors incident on the PBS 109 may be rotated. May be replaced. Further, in the present embodiment, white is separated into R, G and B, but any combination such as G, B and R is possible. In this case, it is only necessary to change the color of light rotated by the polarization control elements 108 and 112. Further, in the present embodiment, the polarizing plate and the polarization control element are arranged on both the light incident side and the light emitting side of the PBS 109, but the polarizing plate 113 and the polarization control element 112 on the light emitting side are not necessarily required.
【0063】(実施形態2)図7は本発明の第2の実施
形態における投影型カラー画像表示装置の模式図であ
る。本実施形態では回転カラーフィルターの特性のみ実
施形態1と異なるため、実施形態1に対応する部分には
同一符号を付し詳細な説明を省略する。本実施形態は、
図8(a)(b)に示すようなマゼンタの領域をシアン
の領域より10%程度大きくした回転カラーフィルター
701−1あるいはマゼンタとイエロー(R、Gの成分
を含む光)の領域を有した回転カラーフィルター701
−2を用いたものである。但し、マゼンタとイエローの
回転カラーフィルター701−2を用いた場合は、偏光
制御素子108、112に代え、図9に示す特性を有す
るRの偏光方向のみ回転する偏光制御素子702、70
3を用いた。偏光制御素子702、703としては、こ
の他にGあるいはBのみの偏光方向を回転させるものを
用いることができる。(Second Embodiment) FIG. 7 is a schematic view of a projection type color image display device according to a second embodiment of the present invention. In this embodiment, only the characteristic of the rotating color filter is different from that of the first embodiment. Therefore, the parts corresponding to those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals and detailed description thereof will be omitted. In this embodiment,
As shown in FIGS. 8A and 8B, the rotary color filter 701-1 or the magenta and yellow (light including the R and G components) regions in which the magenta region is about 10% larger than the cyan region is included. Rotating color filter 701
-2 is used. However, when the magenta and yellow rotating color filters 701-2 are used, the polarization control elements 702 and 70 that rotate only the R polarization direction having the characteristics shown in FIG. 9 are used instead of the polarization control elements 108 and 112.
3 was used. As the polarization control elements 702 and 703, those that rotate the polarization direction of only G or B can be used.
【0064】図8(a)の回転カラーフィルター701
−1は、Rを含むマゼンタの領域が実施形態1で用いた
ものよりも大きくなるため、スペクトル強度の弱いRの
光が強くなる。図8(b)の回転カラーフィルター70
1−2を用いた場合は、Rはマゼンタやイエローに共通
して含まれているため、回転カラーフィルター701−
2の色領域や回転速度に関係なく、常に反射型液晶表示
素子110に照射されるため、図8(a)と同様にRの
光を強くすることができる。The rotating color filter 701 shown in FIG.
In the case of -1, the magenta region including R is larger than that used in the first embodiment, and thus the light of R having a weak spectrum intensity becomes strong. The rotating color filter 70 of FIG.
When 1-2 is used, since R is commonly contained in magenta and yellow, the rotary color filter 701-
Since the reflective liquid crystal display element 110 is always irradiated regardless of the second color region and the rotation speed, the R light can be intensified as in the case of FIG. 8A.
【0065】本実施形態で用いているPhilips社製のU
HPランプは、Rのスペクトルが弱く、ホワイトバラン
スが悪いため、上記特性を有する回転カラーフィルター
701を用いることにより良好なホワイトバランスを得
ることができる。本回転カラーフィルター701−1、
701−2を用いてプロジェクションを構成したとこ
ろ、実施形態1と比べ明るさを大きく低下させることな
く、AV用プロジェクションとして非常に良好なホワイ
トバランスを得ることができる。U made by Philips used in this embodiment
Since the HP lamp has a weak R spectrum and poor white balance, a good white balance can be obtained by using the rotary color filter 701 having the above characteristics. This rotating color filter 701-1,
When the projection is configured by using 701-2, it is possible to obtain a very good white balance as the AV projection without significantly lowering the brightness as compared with the first embodiment.
【0066】本実施形態では、Rのスペクトル強度の弱
いUHPランプを用いたが、R、G、Bのスペクトル強
度が異なるランプを用いた場合には、回転カラーフィル
ター701のスペクトルの弱い色の含まれている色光の
領域を大きくするか、あるいは、異なる2つの色光に共
通する色をスペクトルの弱い光にすることで、同様の効
果が得られる。例えば、ハロゲンランプを用いた場合
は、上記UHPランプとは異なり、Rの光が強く、Bの
光が弱いため、Bの含まれている色光の領域を大きくす
るか、マゼンタとシアンのようにBを異なる2つの色光
に共通に含まれる色にすればよい。In the present embodiment, a UHP lamp having a weak R spectral intensity is used, but when a lamp having different R, G, B spectral intensities is used, a weak color of the spectrum of the rotary color filter 701 is included. The same effect can be obtained by enlarging the area of the colored light that is present, or by making the color common to two different colored lights a light with a weak spectrum. For example, when a halogen lamp is used, unlike the above-mentioned UHP lamp, the R light is strong and the B light is weak. Therefore, the area of the colored light containing B should be increased or magenta and cyan should be used. B may be a color commonly included in two different colored lights.
【0067】(実施形態3)図10は本発明の第3の実
施形態における投影型カラー画像表示装置の模式図であ
る。本実施形態では回転カラーフィルターのみ実施形態
1と異なるため、実施形態1に対応する部分には同一符
号を付し、詳細な説明を省略する。本実施形態は図11
(a)(b)に示すようなシアンの領域をマゼンタより
10%程度大きくした回転カラーフィルター1001−
1あるいはシアン、イエローの領域を有した回転カラー
フィルター1001−2を用いたものである。但し、シ
アンとイエローの回転カラーフィルター1001−2を
用いた場合は、偏光制御素子108、112に代え、図
12に示す特性を有するGの偏光方向のみ回転する偏光
制御素子1002、1003を用いた。偏光制御素子1
002、1003としては、この他にR、Bのみの偏光
方向を回転させるものも用いることができる。(Embodiment 3) FIG. 10 is a schematic view of a projection type color image display device according to a third embodiment of the present invention. In this embodiment, only the rotating color filter is different from that of the first embodiment, and therefore, the portions corresponding to those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals and detailed description thereof will be omitted. This embodiment is shown in FIG.
Rotation color filter 1001-where the cyan region as shown in (a) and (b) is about 10% larger than magenta
A rotary color filter 1001-2 having a region of 1 or cyan and yellow is used. However, when the cyan and yellow rotating color filters 1001-2 are used, the polarization control elements 108 and 112 are replaced with polarization control elements 1002 and 1003 having the characteristics shown in FIG. . Polarization control element 1
Besides 002 and 1003, those that rotate the polarization directions of only R and B can be used.
【0068】その結果、図11(a)に示す回転カラー
フィルター1001−1を用いた場合は、視感度の高い
Gを含むシアンの光が強くなり、明るさを向上させるこ
とができる。また、図11(b)に示す回転カラーフィ
ルター1001−2を用いた場合は、Gはシアンとイエ
ローの両方に共通して含まれているため、回転カラーフ
ィルター1001−2の色領域や回転速度に関係なく、
常に反射型液晶表示素子110−2に照射されるため、
図11(a)と同様にGの光を強くすることができる。
上記2種類の回転カラーフィルター1001−1あるい
は1001−2を用いたところ、実施形態1と比べ、図
11(a)の回転カラーフィルター1001−1を用い
た場合では約1.2倍、図11(b)の回転カラーフィ
ルター1001−2を用いた場合では約1.5倍の明る
さを向上させることができた。Gを強くすることで、ホ
ワイトバランスが、Gよりになるもののデータプロジェ
クションとしては、十分に使用できる範囲である。As a result, when the rotary color filter 1001-1 shown in FIG. 11A is used, the cyan light containing G, which has high visibility, becomes strong, and the brightness can be improved. When the rotary color filter 1001-2 shown in FIG. 11B is used, G is commonly contained in both cyan and yellow, so that the color region and the rotation speed of the rotary color filter 1001-2 are large. regardless of,
Since the reflective liquid crystal display element 110-2 is always illuminated,
As in FIG. 11A, the G light can be intensified.
When the above-described two types of rotary color filters 1001-1 or 1001-2 are used, the rotation color filter 1001-1 of FIG. When the rotating color filter 1001-2 of (b) was used, the brightness could be improved by about 1.5 times. By making G stronger, the white balance becomes a range closer to G, but it is in a range that can be sufficiently used as a data projection.
【0069】(実施形態4)図13は本発明の第4の実
施形態における投影型カラー画像表示装置の模式図であ
る。本実施形態では回転カラーフィルターのみ実施形態
1と異なるため、実施形態1に対応する部分には同一符
号を付し、詳細な説明を省略する。本実施形態では、回
転カラーフィルター1301として、図14に示すよう
にシアン、マゼンタの透過領域に加え、透明領域を15
%追加したものを使用している。(Embodiment 4) FIG. 13 is a schematic diagram of a projection type color image display device according to a fourth embodiment of the present invention. In this embodiment, only the rotating color filter is different from that of the first embodiment, and therefore, the portions corresponding to those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals and detailed description thereof will be omitted. In the present embodiment, as the rotating color filter 1301, as shown in FIG. 14, in addition to the cyan and magenta transmissive regions, 15 transparent regions are provided.
Uses% added.
【0070】この方式では、カラー表示を行う場合は、
実施形態1と同様にシアンとマゼンタの領域を使用し、
白表示時には、さらに透明領域を通過する光を利用する
もので、透明領域ではR、G、Bすべての光が透過する
ため、明るさを向上させることができる。この回転フィ
ルター1301を用いたところ、ホワイトバランスや
R、G、Bの色純度を変化させずに実施形態1と比べ、
約1.2倍の明るさ向上を実現することができた。本実
施形態で用いた回転カラーフィルター1301に透明領
域を設ける方式は、実施形態2や実施形態3に用いた回
転カラーフィルター701、1001にも同様に使用す
ることができる。また、本実施形態では、回転カラーフ
ィルター1301にシアン、マゼンタのフィルターを用
いたが、マゼンタとイエローなどR、G、Bの3原色の
うち2色を含む異なる色光どうしの組み合わせであれば
いかなるものでもよい。In this system, when performing color display,
As in the first embodiment, the cyan and magenta areas are used,
At the time of white display, light that further passes through the transparent area is used. Since all the R, G, and B light is transmitted through the transparent area, the brightness can be improved. When this rotary filter 1301 is used, compared with the first embodiment without changing the white balance and the R, G, B color purity,
We were able to achieve a brightness improvement of about 1.2 times. The method of providing the transparent area in the rotary color filter 1301 used in this embodiment can be similarly used in the rotary color filters 701 and 1001 used in the second and third embodiments. Further, in the present embodiment, the cyan and magenta filters are used as the rotary color filter 1301, but any combination of different colored lights including two of the three primary colors of R, G and B such as magenta and yellow can be used. But it is okay.
【0071】(実施形態5)図15は本発明の第5の実
施形態における投影型カラー画像表示装置の模式図であ
る。本実施形態では実施形態1に対応する部分には同一
符号を付し、詳細な説明を省略する。本実施形態では図
16に示すようなシアンの領域とRの領域を有する回転
カラーフィルター1901を用いている。回転カラーフ
ィルターとしては、この他にマゼンタの領域とGの領
域、イエローの領域とBの領域を有するものを用いても
よい。また、これらの色光の領域の大きさは、目的に合
わせて調節してもよく、さらに、実施形態4の場合と同
様にR、G、Bのすべての光を透過する透過領域を回転
カラーフィルターに設けてもよい。(Fifth Embodiment) FIG. 15 is a schematic view of a projection type color image display device according to a fifth embodiment of the present invention. In this embodiment, parts corresponding to those in the first embodiment are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted. In this embodiment, a rotary color filter 1901 having a cyan area and an R area as shown in FIG. 16 is used. As the rotating color filter, one having a magenta region and a G region, and a yellow region and a B region may be used in addition to the above. The size of these colored light regions may be adjusted according to the purpose. Further, as in the case of the fourth embodiment, the transmission regions that transmit all the R, G, and B lights are rotated by a color filter. May be provided.
【0072】偏光板107では、紙面に対して垂直方向
の光のみを透過し、偏光制御素子108に入射させる。
偏光制御素子108は、実施形態1で用いたものと同様
の機能を有しており、入射光のうちRの成分の光のみ偏
光方向を紙面に対して平行方向に回転しPBS109に
入射させる。偏光制御素子108を出射した光がPBS
109に入射するとB、Gの光は、PBS109に対し
てS偏光となるため反射される。そして、その後ダイク
ロイックミラー1902により、Bの光は反射されて反
射型液晶素子110−1に入射し、Gの光はダイクロイ
ックミラー1902を透過して、反射型液晶素子110
−2に入射する。一方、Rの光はP偏光となるためにP
BS109を透過し、反射型液晶素子110−3に入射
する。In the polarizing plate 107, only the light perpendicular to the paper surface is transmitted and is made incident on the polarization control element 108.
The polarization control element 108 has the same function as that used in the first embodiment, and only the light of the R component of the incident light is rotated in the direction parallel to the paper surface and is incident on the PBS 109. The light emitted from the polarization control element 108 is PBS.
When incident on 109, the B and G lights are reflected by the PBS 109 because they are S-polarized. Then, after that, the B light is reflected by the dichroic mirror 1902 and is incident on the reflective liquid crystal element 110-1, and the G light is transmitted through the dichroic mirror 1902, and the reflective liquid crystal element 110 is transmitted.
Incident on -2. On the other hand, the R light is P-polarized, so P
The light passes through the BS 109 and enters the reflective liquid crystal element 110-3.
【0073】反射型液晶素子110−1、2、3にて画
像信号に合わせて変調されたR、G、Bの光は、再度P
BS109に向けて反射され、偏光方向が変調された光
のみが投影レンズ111に入射し、スクリーンに投影さ
れる。反射型液晶素子110としては、0.9型XGA
パネルで、応答速度6msecのNematic液晶を用
いた。この時、Rとシアン(BとGで構成される色光)
の光は回転カラーフィルター1901にて時分割でPB
S109に入射されるため、例えば、フィールド1(回
転カラーフィルター1901のシアン領域)では、B、
Gがそれぞれ反射型液晶素子110−1と110−2に
入射し、フィールド2(R領域)では、Rの光が反射型
液晶素子110−3に入射する。ここで、フィールド1
では、反射型液晶素子110−3にはRの光は入射して
いないので、あらかじめこの時間内に次のフィールド2
で表示する画像信号を反射型液晶素子110−3に書き
込むことができる。The R, G, and B lights modulated in accordance with the image signal by the reflective liquid crystal elements 110-1, 2, and 3 are again converted into P light.
Only the light that is reflected toward the BS 109 and whose polarization direction is modulated enters the projection lens 111 and is projected on the screen. As the reflective liquid crystal element 110, 0.9 type XGA
In the panel, Nematic liquid crystal having a response speed of 6 msec was used. At this time, R and cyan (color light composed of B and G)
Light is time-divisionally PB'd by the rotating color filter 1901.
Since it is incident on S109, for example, in the field 1 (cyan area of the rotating color filter 1901), B,
G enters the reflective liquid crystal elements 110-1 and 110-2, respectively, and in field 2 (R region), the R light enters the reflective liquid crystal element 110-3. Where field 1
Then, since the R light is not incident on the reflective liquid crystal element 110-3, the next field 2 within this time is set in advance.
The image signal displayed by can be written in the reflective liquid crystal element 110-3.
【0074】反射型液晶素子110−1、110−2に
ついても同様に、フィールド2でB、Gに対応した画像
信号を書き込むことができる。本実施形態では、回転カ
ラーフィルター1901を1/60秒で回転させたた
め、フィールド1とフィールド2に割り当てられた時間
は、約8msec程度で、この時間毎に色が切り替わる。
よって、この時間より応答スピードが速い液晶材料を用
いれば、ブランキングタイムなしで、画像表示が可能と
なるため、明るさを向上させることができる。Similarly, in the reflective liquid crystal elements 110-1 and 110-2, image signals corresponding to B and G can be written in the field 2. In this embodiment, since the rotary color filter 1901 is rotated for 1/60 seconds, the time assigned to the field 1 and the field 2 is about 8 msec, and the color is switched at each time.
Therefore, when a liquid crystal material having a response speed faster than this time is used, an image can be displayed without a blanking time, so that the brightness can be improved.
【0075】本実施形態では、回転カラーフィルター1
901を1/60秒で回転させたが、2倍速それ以上の
速度にしてもよい。この時、回転カラーフィルター10
3の回転速度を上げる代わりに、カラーフィルターの分
割数を多くしても同様の効果が得られる。また、液晶の
応答速度が、各フィールドに割り当てられた時間より遅
くても、ブランキングタイムを短くすることができるた
め、明るさ向上の効果はある。In this embodiment, the rotary color filter 1
Although the 901 is rotated for 1/60 seconds, the speed may be doubled or higher. At this time, the rotating color filter 10
The same effect can be obtained by increasing the number of divisions of the color filter instead of increasing the rotation speed of 3. Further, even if the response speed of the liquid crystal is slower than the time assigned to each field, the blanking time can be shortened, so that there is an effect of improving brightness.
【0076】本実施形態では、3枚の反射型液晶素子を
用いたが、図17に示すように2枚の反射型液晶素子を
用いてもよい。この場合、その一方が、R、G、Bのう
ち2色に対応することになるため、反射型液晶素子にカ
ラーフィルターを設置してもよい。また、応答速度が十
分に速い液晶材料を用いた場合は、2色の光を時分割で
照射する必要はなく、R、G、Bを同時に入射させるこ
ともできる。Although three reflective liquid crystal elements are used in this embodiment, two reflective liquid crystal elements may be used as shown in FIG. In this case, one of them corresponds to two colors of R, G, and B, so a color filter may be installed in the reflective liquid crystal element. When a liquid crystal material having a sufficiently high response speed is used, it is not necessary to irradiate two colors of light in a time-division manner, and R, G, and B can be made incident at the same time.
【0077】PBS109と投影レンズ111の間には
偏光制御素子112と偏光板113が配置されている。
偏光制御素子112は、偏光制御素子108と同様のも
のを用い、Rの光のみの偏光方向を回転し、R、G、B
の偏光方向を揃える働きを持つ。偏光板113は、偏光
制御素子112からの光のうちPBS109で本来カッ
トされる光の漏れ光をカットし、C.R.を向上させ
る。上記構成にて、プロジェクションを構成したとこ
ろ、従来の単板式のフィールドシーケンシャル方式と比
べ約1.5倍の明るさの向上を図ることができた。A polarization control element 112 and a polarizing plate 113 are arranged between the PBS 109 and the projection lens 111.
As the polarization control element 112, the same one as the polarization control element 108 is used, and the polarization direction of only the R light is rotated to generate R, G, B.
Has the function of aligning the polarization directions of. The polarizing plate 113 cuts out leakage light of the light originally cut by the PBS 109 out of the light from the polarization control element 112, and C.I. R. Improve. When the projection is configured with the above configuration, the brightness can be improved by about 1.5 times as compared with the conventional single plate field sequential system.
【0078】本実施形態では、Rの光の偏光を回転させ
る偏光制御素子108、112を用いたが、Bあるいは
Gの偏光方向を回転させてもよく、PBS109に入射
する各色のP、S偏光が入れ替わってもよい。また、本
実施形態では白色をB、GとRに分離したが、G、Rと
Bなどあらゆる組み合わせが可能である。この場合、偏
光制御素子108、112で回転させる光の色を変える
だけでよい。また、本実施形態では、PBS109の光
入射側及び出射側の両方に偏光板と偏光制御素子を配置
したが、光出射側の偏光板113と偏光制御素子112
は必ずしも必要でない。In this embodiment, the polarization control elements 108 and 112 for rotating the polarization of the R light are used, but the polarization direction of the B or G may be rotated and the P and S polarizations of the respective colors incident on the PBS 109 may be rotated. May be replaced. Further, in the present embodiment, white is separated into B, G and R, but any combination such as G, R and B is possible. In this case, it is only necessary to change the color of light rotated by the polarization control elements 108 and 112. Further, in the present embodiment, the polarizing plate and the polarization control element are arranged on both the light incident side and the light emitting side of the PBS 109, but the polarizing plate 113 and the polarization control element 112 on the light emitting side are arranged.
Is not always necessary.
【0079】[0079]
【発明の効果】以上のように本発明によれば、異なる色
光のカラーフィルターと特定の波長域の光の偏光方向の
み回転させる偏光制御手段を組み合わせて使用すること
により、反射型画像表示素子で、常にR、G、Bのうち
2色の光を利用できるため、従来の単板式フィールドシ
ーケンシャルを用いた方式と比べ、サイズや価格を大幅
に上昇させることなく、飛躍的に明るさを向上させるこ
とができる。As described above, according to the present invention, by using a color filter for different colored light and a polarization control means for rotating only the polarization direction of light in a specific wavelength range, a reflective image display device can be obtained. , Two colors of R, G, and B can always be used, so that the brightness is dramatically improved without significantly increasing the size or the price, compared with the conventional method using a single plate type field sequential. be able to.
【0080】また、回転カラーフィルターでの色光の選
択領域を調整することにより、他の性能を低下させるこ
となく、スクリーン入射光のホワイトバランスの調整や
明るさの向上を行うことができる。By adjusting the color light selection area of the rotary color filter, it is possible to adjust the white balance and improve the brightness of the screen incident light without degrading other performances.
【0081】さらに、回転カラーフィルターの異なる2
色の色光に共通する色を光源のスペクトル強度の弱い光
や強い光とすることで、上記色光感の調整と同様に、他
の性能を低下させることなく、スクリーン入射光のホワ
イトバランスの調整や明るさアップを行うことができ
る。さらに、回転カラーフィルターに上記2色の色光の
領域だけでなく、透明な領域を作成することで、白表示
時の明るさをさらに向上させることができる。Furthermore, two different rotary color filters are used.
By adjusting the color common to the colored lights to light with strong or weak spectral intensity of the light source, it is possible to adjust the white balance of the incident light on the screen without deteriorating other performances, similar to the adjustment of the above-mentioned feeling of colored light. Brightness can be increased. Further, by forming not only the above-mentioned two colored light regions but also a transparent region in the rotary color filter, the brightness at the time of white display can be further improved.
【図1】 本発明の実施形態1に係る投影型カラー画像
表示装置の模式図である。FIG. 1 is a schematic diagram of a projection type color image display device according to a first embodiment of the present invention.
【図2】 回転カラーフィルターの説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram of a rotary color filter.
【図3】 実施形態1で用いた偏光制御素子の分光特性
である。FIG. 3 is a spectral characteristic of the polarization control element used in the first embodiment.
【図4】 偏光制御素子の分光特性測定に用いた光学系
の説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram of an optical system used for measuring a spectral characteristic of a polarization control element.
【図5】 偏光制御素子の機能の説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram of a function of a polarization control element.
【図6】 別の回転カラーフィルターの説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram of another rotating color filter.
【図7】 本発明の実施形態2に係る投影型カラー画像
表示装置の模式図である。FIG. 7 is a schematic diagram of a projection type color image display device according to a second embodiment of the present invention.
【図8】 実施形態2で用いる回転カラーフィルターの
説明図である。FIG. 8 is an explanatory diagram of a rotating color filter used in the second embodiment.
【図9】 赤の波長域の偏光のみ回転させる偏光制御素
子の分光特性図である。FIG. 9 is a spectral characteristic diagram of a polarization control element that rotates only polarized light in the red wavelength range.
【図10】 本発明の実施形態3に係る投影型カラー画
像表示装置の模式図である。FIG. 10 is a schematic diagram of a projection type color image display device according to a third embodiment of the invention.
【図11】 実施形態3で用いる回転カラーフィルター
の説明図である。FIG. 11 is an explanatory diagram of a rotating color filter used in the third embodiment.
【図12】 緑の波長域の偏光のみ回転させる偏光制御
素子の分光特性図である。FIG. 12 is a spectral characteristic diagram of a polarization control element that rotates only polarized light in a green wavelength range.
【図13】 本発明の実施形態4に係る投影型カラー画
像表示装置の模式図である。FIG. 13 is a schematic diagram of a projection type color image display device according to a fourth embodiment of the present invention.
【図14】 実施形態4で用いる回転カラーフィルター
の説明図である。FIG. 14 is an explanatory diagram of a rotating color filter used in the fourth embodiment.
【図15】 本発明の実施形態5に係る投影型カラー画
像表示装置の模式図である。FIG. 15 is a schematic diagram of a projection type color image display device according to a fifth embodiment of the present invention.
【図16】 実施形態5で用いる回転カラーフィルター
の説明図である。FIG. 16 is an explanatory diagram of a rotating color filter used in the fifth embodiment.
【図17】 実施形態5に係る別の投影型カラー画像表
示装置の模式図である。FIG. 17 is a schematic diagram of another projection type color image display device according to the fifth embodiment.
【図18】 透過型液晶表示素子の画素部の説明図であ
る。FIG. 18 is an explanatory diagram of a pixel portion of a transmissive liquid crystal display element.
【図19】 反射型液晶表示素子の説明図である。FIG. 19 is an explanatory diagram of a reflective liquid crystal display element.
【図20】 従来の反射型液晶表示素子を用いた3板式
液晶プロジェクションの説明図である。FIG. 20 is an explanatory diagram of a three-plate type liquid crystal projection using a conventional reflective liquid crystal display element.
【図21】 従来の回転カラーフィルターの説明図であ
る。FIG. 21 is an explanatory diagram of a conventional rotary color filter.
101 光源
102 楕円鏡
103 回転カラーフィルター
104 ガラスロッド
105 照明レンズ
106 フィールドレンズ
107 偏光板
108 偏光制御素子
109 PBS
110−1、110−2、110−3 反射型液晶素
子
111 投影レンズ
112 偏光制御素子
113 偏光板
701−1、701−2 回転カラーフィルター
702 偏光制御素子
703 偏光制御素子
1001−1、1001−2 回転カラーフィルター
1002 偏光制御素子
1003 偏光制御素子
1301 回転カラーフィルター
1501 TFT
1502 ブラックマトリクス
1503 ゲートバスライン
1504 ソースバスライン
1601 反射電極
1901 回転カラーフィルター
1902 ダイクロイックミラー101 light source 102 elliptical mirror 103 rotating color filter 104 glass rod 105 illumination lens 106 field lens 107 polarizing plate 108 polarization control element 109 PBS 110-1, 110-2, 110-3 reflective liquid crystal element 111 projection lens 112 polarization control element 113 Polarizing plates 701-1 and 701-2 Rotation color filter 702 Polarization control element 703 Polarization control elements 1001-1 and 1001-2 Rotation color filter 1002 Polarization control element 1003 Polarization control element 1301 Rotation color filter 1501 TFT 1502 Black matrix 1503 Gate bus Line 1504 Source bus line 1601 Reflecting electrode 1901 Rotating color filter 1902 Dichroic mirror
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G03B 33/12 G03B 21/00 - 21/30 G02F 1/13 G02F 1/1335 - 1/13363 G02B 27/18 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued Front Page (58) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) G03B 33/12 G03B 21/00-21/30 G02F 1/13 G02F 1/1335-1/13363 G02B 27 / 18
Claims (10)
を含む異なる2つのグループの色光を順次切り替えて選
択する機能を有する、回転カラーフィルタからなる色切
替手段、及び該異なる2つのグループの色光に共通する
色、又は、それ以外の2色の光の偏光方向を変換させる
機能を有する第1の偏光制御手段を備えることによっ
て、 該光源からの赤、緑、青の3原色の光を2つの色光
のグループに分け、該2つのグループの色光を時分割で
順次切り替えると共に、該光源からの赤、緑、青の3原
色の光のうち、2色を他の1色と偏光方向を異ならせて
照射する機能を有する照明手段と、 該光源からの光を偏光方向によって分離する光分離手段
と、 該光分離手段で分離された光を変調する複数枚の反射型
画像表示素子と、 該反射型画像表示素子で変調された光を投影する投影手
段と、 を備えたことを特徴とする画像表示装置。1. A light source and two colors of light of three primary colors of red, green and blue contained in the light source.
The color lights of two different groups including
Color separation consisting of a rotating color filter with the function of selecting
Common to the replacement means and the colored lights of the two different groups
Converts the polarization direction of light of color or other two colors
By providing the first polarization control means having a function,
Te, red from the light source, green, divided light of the three primary colors of blue to a group of two color lights, with sequentially switched by time division color light of the two groups, the red from the light source, green, 3 blue Of the primary color light, an illuminating means having a function of irradiating two colors with different polarization directions from the other one color, a light separating means for separating the light from the light source according to the polarization direction, and the light separating means An image display device comprising: a plurality of reflective image display elements that modulate the separated light; and a projection unit that projects the light modulated by the reflective image display element.
第1の偏光制御手段と同様の機能を有する第2の偏光制
御手段が配置されていることを特徴とする請求項1記載
の画像表示装置。2. An image according to claim 1, wherein the second polarization control unit having the same function as the first polarization control unit to the projection unit side of said light separating means is arranged Display device.
路上に1方向の偏光方向のみを透過する偏光選択素子が
配置されていることを特徴とする請求項1又は2記載の
画像表示装置。Wherein the first according to claim 1, wherein the image polarization selecting device is characterized in that it is arranged to transmit only one direction of polarization directions on the optical path of the light incident side of the polarization control means Display device.
路上に1方向の偏光方向のみを透過する偏光選択素子が
配置されていることを特徴とする請求項2又は3記載の
画像表示装置。4. The image according to claim 2 or 3, wherein a polarization selection element that transmits only one polarization direction is arranged on the optical path on the light exit side of the second polarization control means. Display device.
ており、一方が前記3原色の光のうちの1色に対応して
おり、他方が残りの2色に対応していることを特徴とす
る請求項1乃至4のいずれかに記載の画像表示装置。5. The two reflective image display elements are arranged, one corresponding to one color of the light of the three primary colors, and the other corresponding to the remaining two colors. the image display apparatus according to any one of claims 1 to 4, characterized.
2つの色光に共通する色以外の2色の光のうち、光源の
スペクトル強度の弱い方の光を含む色光の選択時間を他
方の色光の選択時間より長くすることを特徴とする請求
項1乃至5のいずれかに記載の画像表示装置。6. The selection time of the color light including the light having the weaker spectral intensity of the light source among the lights of the two colors other than the color common to the two different color lights selected by the color switching means is the other color light. 6. The image display device according to claim 1 , wherein the image display device is longer than the selection time.
2つの色光のうちの一方にのみ緑の成分が含まれてお
り、緑が含まれる色光の選択時間を他方の色光の選択時
間より長くしたことを特徴とする請求項1乃至5のいず
れかに記載の画像表示装置。7. The green component is included in only one of the two different colored lights selected by the color switching means, and the selection time of the colored light containing green is longer than the selection time of the other colored light. The image display device according to claim 1 , wherein the image display device is provided.
対応する光源のスペクトル強度の最も弱い光であること
を特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載の画像表
示装置。8. The color common to the two different colored lights is:
The image display device according to any one of claims 1 to 5 , wherein the corresponding light source is light having the weakest spectral intensity.
緑であることを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに
記載の画像表示装置。9. The color common to the two different colored lights is
The image display device according to claim 1 , wherein the image display device is green.
色すべてを透過させるエリアを有していることを特徴と
する請求項1乃至9のいずれかに記載の画像表示装置。Wherein said color switching means, the red, green, image display apparatus according to any one of claims 1 to 9, characterized in that it has an area that transmits all three primary colors of blue.
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