JP3890926B2

JP3890926B2 - Projection type liquid crystal display device

Info

Publication number: JP3890926B2
Application number: JP2001216515A
Authority: JP
Inventors: 昇平吉田
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2001-07-17
Filing date: 2001-07-17
Publication date: 2007-03-07
Anticipated expiration: 2021-07-17
Also published as: JP2003029238A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、投射型液晶表示装置に関し、特に、動画表示用として好適な投射型液晶表示装置の構成に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、情報機器の発達はめざましく、解像度が高く、低消費電力でかつ薄型の表示装置の要求が高まり、研究開発が進められている。中でも液晶表示装置は液晶分子の配列を電気的に制御して、光学的特性を変化させることができ、上記のニーズに対応できる表示装置として期待され、大型画面を持った液晶表示装置も開発されている。このような液晶表示装置の一形態として、液晶パネルを用いた光学系からなる映像源から出射される画像を、投射レンズを通してスクリーンに拡大投射する投射型液晶表示装置が知られている。
【０００３】
図１３は、投射型液晶表示装置の一例を示す概略構成図である。図中、符号１１０は光源、１１３，１１４はダイクロイックミラー、１１５，１１６，１１７は反射ミラー、１２２，１２３，１２４は液晶ライトバルブ（光変調装置）、１２５はクロスダイクロイックプリズム、１２６は投射レンズを示している。光源１１０はメタルハライド等のランプ１１１とランプの光を反射するリフレクタ１１２とからなる。青色光・緑色光反射のダイクロイックミラー１１３は、光源１１０からの光束のうちの赤色光Ｌ_Rを透過させるとともに、青色光Ｌ_Bと緑色光Ｌ_Gとを反射させる。透過した赤色光Ｌ_Rは反射ミラー１１５で反射されて、赤色光用液晶ライトバルブ１２２に入射する。一方、ダイクロイックミラー１１３で反射した色光のうち、緑色光Ｌ_Gは緑色光反射用のダイクロイックミラー１１４によって反射し、緑色光用液晶ライトバルブ１２３に入射する。一方、青色光Ｌ_Bは第２のダイクロイックミラー１１４も透過して、青色光用液晶ライトバルブ１２４に入射する。
【０００４】
各液晶ライトバルブ１２２，１２３，１２４によって変調された３つの色光は、クロスダイクロイックプリズム１２５に入射する。このプリズムは４つの直角プリズムが貼り合わされ、その内面に赤色光を反射する誘電体多層膜と青色光を反射する誘電体多層膜とが十字状に形成されている。これらの誘電体多層膜によって３つの色光が合成されてカラー画像を表す光が形成される。合成された光は投射光学系である投射レンズ１２６により投射スクリーン１２７上に投射され、拡大された画像が表示される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
一般に、液晶表示装置においては静止画像は鮮明に表示されるものの、動画表示ではボケ妨害が知覚されると言われており、動画を表示したときに動きが滑らかに見えないという欠点がある。液晶表示装置の動画像表示は、一定の期間毎に複数の画像それぞれに対応する電気信号を与えて表示装置に表示させている。この表示期間のことをフィールドと呼び、通常は１／６０秒の間隔に設定されている。逆に１秒間に現れるフィールドの数のことをフィールド周波数と呼んでいる。したがって、１フィールドが１／６０秒の時にはフィールド周波数は６０Ｈｚである。フィールド周波数は、画面全体のフリッカ（ちらつき）と動きの描写能力（動きが滑らかに感じられるかどうか等）に関係している。なお、１フィールドは、人間の視覚がフィールド間の画像の変化を推定する能力などを考慮して、１／６０秒が採用されたということである。
【０００６】
液晶表示装置では、表示光は、図１４（ａ）に示すように、１フィールド間にわたってある一定の画像が表示し続けられる。理想的には、図１４（ａ）に実線Ａで示すように、表示光の輝度が階段状に変化するはずである。ところが、１フィールドにわたって表示されると、人間の視線の動きと一致しなくなるので、輪郭ぼけが見える。これに対して、陰極線管（Cathode Ray Tube, ＣＲＴ）では、図１４（ｂ）に示すように表示光はパルス的に一瞬現れ、その後は消滅する。その結果、各フィールド間で表示画像が滑らかに変化していくように見えるので、鮮明で滑らかな動画として認識されることになる。この表示方式の違いが、ＣＲＴに比べて液晶表示装置の動画像の画質が劣る原因となっている。
【０００７】
しかも、液晶表示装置では、電圧を印加してから液晶が配向するまでのデバイスの応答時間が存在するので、表示光は、実際には図１４（ａ）に破線Ｂで示すように、電圧印加からある時間遅れて目的の透過光量（輝度）に到達する。このため、図１４（ａ）に示すように、各フィールドの前半では立ち上がり期間（Ｍ）や残像時間（Ｎ）があり、輝度が不足して画像が不鮮明になったり、前のフィールドの影響が尾を引いて画像が不鮮明になったりするといった問題が生じている。特に動画の場合はフィールド毎に信号レベルを激しく変化させる必要があるため、立ち上がり期間（Ｍ）や残像期間（Ｎ）の影響が一層顕著になり、鮮明な画像が得られないという欠点があった。
【０００８】
従来、液晶表示装置の画質の改善は、液晶の応答速度の向上による立ち上がり期間、残像期間の短縮やコントラストの向上に重きがおかれ、動画を滑らかに表示するための試みはあまりなされていないのが実状であった。近年、スペースファクターの良さや高解像度、低消費電力の観点から液晶表示装置が注目されている。家庭用の大型モニタや投射型の表示装置では画面が大型になるとともに、動きの速い動画を処理する必要に迫られてきた。そこで、投射型液晶表示装置においても、動画を処理するようになると、滑らかな表示という描写性能の向上が求められるようになってきた。
【０００９】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、動画像の表示品位に優れた投射型液晶表示装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明の投射型液晶表示装置は、光源と、該光源からの光を変調する液晶ライトバルブからなる光変調手段と、該光変調手段によって変調された光を投射する投射手段とを備えた投射型液晶表示装置であり、前記光変調手段は、複数の光変調領域を有し、前記光源と前記光変調手段との間には、前記光変調手段の信号印加期間を所定の分割数に分割してなる１フィールド毎に、前記複数の光変調領域のうちの異なる光変調領域に光を導く光路分離手段が設けられ、前記複数の光変調領域は、前記１フィールド毎に、前記信号印加期間の逆数である前記光変調手段の駆動周波数の前記分割数倍のフィールド周波数に対応する画像信号であって互いに前記１フィールドずつタイミングがずれた画像信号によって入射光を変調し、前記光路分離手段によって前記入射光が供給された際に、互いに前記１フィールドずつタイミングがずれた前記画像信号に応じた画像を表示し、前記異なる光変調領域によって変調された各々の光を光合成手段によって合成することを特徴とする。
【００１１】
液晶表示装置の動画表示におけるボケの改善方法として、シャッタ等を用いて表示光を間欠的な光にする間欠表示法と、動き補償を行った倍速表示により表示光をできるだけ画像の動きに沿った画面位置に配置する倍速表示法とがあることは既に知られている（例えば「液晶ディスプレイの表示方式と動画表示の画質」、栗田泰市郎、2000.9.20、セミナー「液晶テレビにおける動画表示技術」）。本発明者は、前者の間欠表示法を投射型液晶表示装置に適用した構成を既に出願している（特願２０００−３４６８９１）。これに対して、本発明は、より良い改善策として後者の倍速表示法を投射型液晶表示装置に適用した構成を提案するものである。
【００１２】
すなわち、本発明の投射型液晶表示装置は、光変調手段を構成する複数の光変調領域に対して光変調手段への入力信号の複数倍のフィールド周波数を持つ画像信号を供給し、１フィールド毎に各光変調領域が変調（表示）を分担して、画像を形成するものである。［発明が解決しようとする課題］の項でも説明したように、「フィールド周波数」とは１秒間に現れるフィールドの数であり、前述の具体例で１フィールドが１／６０秒の時にはフィールド周波数は６０Ｈｚである。
【００１３】
よって、本発明の投射型液晶表示装置において、信号印加期間を１／６０秒、１フィールドを１／１２０秒とした場合を考えると、複数の光変調領域のうち、例えばある一つの光変調領域が、１２０Ｈｚのフィールド周波数を持つ画像信号により変調を行ったとすると、他の一つの光変調領域が、次のフィールドで１２０Ｈｚのフィールド周波数を持つ画像信号により変調を行うというように、複数の光変調領域が信号印加期間内をずれたタイミングで分担する。この時、各光変調領域の駆動は１／６０秒単位で行うようにして、液晶ライトバルブの応答は現状と変わらない速度で支障なく行われるようにしておき、１フィールドに対応する画像信号としては１２０Ｈｚ対応の画像信号、または６０Ｈｚ用の画像の１コマ、１コマの間を補間した１２０Ｈｚの画像に対応する画像信号を用いるようにすれば、２倍速の表示が可能となる。
【００１４】
このように、本発明の投射型液晶表示装置によれば、複数の光変調領域を１フィールド毎に切り換えながら複数倍速の画像信号を用いて変調を行うことにより、動画の表示が滑らかに視認されるようになる。本発明者が先に出願した発明は前述の間欠表示法を応用したものであり、光路上に配置したシャッタによって光変調手段を通過する光を一定期間遮断するというものである。この場合は、光を一部遮断することで表示輝度が下がり、暗い表示となるとともに、明滅により見にくい表示となるという欠点を持っている。その点、本発明の場合は、偏光状態により複数の光変調領域を時間的に分けて使用するものであり、光を遮断するわけではないので、表示が暗くなったり、明滅による不具合が生じたりすることがない。
【００１５】
また、各光変調領域の分担の一例としては、例えば光源から出射される光に含まれる様々な偏光軸の光を偏光軸の向きによって分離し、その偏光軸の向きに応じて光路を分け、各光変調領域に振り分けるようにする。そして、最終的には各光変調領域によって変調された光を合成した上で一つの投射面（例えばスクリーンなど）上に投射する。そのための構成としては、本発明の投射型液晶表示装置は、偏光切り換え手段と、光路分離手段と、偏光合成手段とを備えている。偏光切り換え手段は、光源の後段に配置され、光源からの光が入射されるとその光を１フィールド毎に異なる偏光軸の光に変換する。換言すると、光源から出射される光に含まれる様々な偏光軸の光から１フィールド毎に異なる一偏光軸の光のみを分離して取り出す機能を持つものである。そして、光路分離手段は、偏光切り換え手段から１フィールド毎に順次出射される異なる偏光軸の光をその偏光軸の向きに応じて光路を分け、異なる光変調領域に導くものである。最後に、偏光合成手段は、異なる光変調領域によって変調された各々の光を合成するものである。
【００１６】
上記の構成によれば、本発明の投射型液晶表示装置の特徴的な構成を効率的に実現することができる。ただし、必ずしも偏光軸の向きによって分けるものに限ることはなく、例えばハーフミラーなどを用いて光の一部を分離、合成するものであってもよい。
【００１７】
光変調手段が有する複数の光変調領域は、光変調領域の個数と同数の複数の液晶ライトバルブから構成することができる。
【００１８】
この構成によれば、個々の液晶ライトバルブが複数倍速の画像信号を取り扱えるものでありさえすれば、構成的には従来一般の液晶ライトバルブを用いることができ、液晶ライトバルブ自体の構成を複雑にすることなく、本発明の構成を実現することができる。
【００１９】
本発明の投射型液晶表示装置の構成は、光源からの光を異なる偏光軸の向きの光を選ぶ選択数、複数の光変調領域の個数、画像信号の倍速の数などについては特に制限がなく、任意に設定が可能である。例えば、光源からの光を異なる２つの偏光軸の向きの光に分離し、３個の光変調領域に対して振り分け、３倍速の画像信号を用いて変調を行うことなども考えられる。しかしながら、現実的には、上記の各数を全て２に設定するのが構成しやすく、最も簡単な構成となる。
【００２０】
すなわち、複数の光変調領域が２個の液晶ライトバルブからなり、偏光切り換え手段は、光源からの光を、互いに直交する偏光軸の向きを持つ直線偏光に１フィールド毎に交互に変換するものであり、光路分離手段は、偏光切り換え手段から１フィールド毎に順次出射される直線偏光の各々をその偏光軸の向きに応じて光路を分け、２個の液晶ライトバルブのいずれか一方に向けて出射させるという構成である。
【００２１】
この構成によれば、例えばｓ偏光とｐ偏光とを選択する通常の偏光軸回転装置を用いて前記偏光切り換え手段を構成することができ、液晶ライトバルブを含めた装置の全体構成をそれ程複雑にすることなく、本発明の構成を実現することができる。しかも通常１フィールドには１／６０秒が採用されるが、１フィールドを２倍速、すなわち１フィールドを１／１２０秒とし、１２０Ｈｚの画像信号を用いるようにすれば、目で見たときに充分に滑らかな動画表示を得ることができる。
【００２２】
本発明の投射型液晶表示装置では、上述したように、例えば各光変調領域の駆動は１／６０秒単位で行うが、１／１２０秒に対応する画像信号には２倍速の画像信号を用い、その画像信号が供給されたフィールド期間のタイミングで光が入射される構成とする必要がある。そのタイミングはどのフィールド期間であってもよいが、２倍速の場合であれば、各液晶ライトバルブに、入力信号印加期間の後半の期間内に一偏光軸の向きの直線偏光が入射される構成とするのが望ましい。
【００２３】
この構成によれば、液晶の応答特性の立ち上がり期間が含まれる入力信号印加期間の前半では実際に表示が行われず、応答特性がある程度飽和した後の入力信号印加期間の後半で光が入射されて表示が行われるので、よりコントラスト比の高い鮮明な画像を得ることができる。
【００２４】
本発明の投射型液晶表示装置は単色表示にもカラー表示にも適用可能である。特にカラー表示に適用する場合の構成としては、次の４つの形態が考えられる。第１の形態は、異なる偏光方向の光が入射される各液晶ライトバルブに、カラーフィルターを設ける構成である。
【００２５】
この構成によれば、液晶ライトバルブ毎にカラーフィルターを設ける必要はあるものの、投射型液晶表示装置全体の構成は最も小型にすることができる。
【００２６】
第２の形態は、出射色の異なる複数の本装置による構成である。
この構成によれば、光路毎にカラーフィルターを設ける必要はあるものの、投射型液晶表示装置全体の構成は最も簡単にすることができる。
【００２７】
第３の形態は、前記偏光切り換え手段の出射側に、偏光切り換え手段から出射された異なる偏光軸の向きの光の各々を複数の色光に分離する色分離手段を設け、色分離手段によって分離された各色光の光路上には、偏光切り換え手段から１フィールド毎に順次出射される、異なる偏光軸の向きの光をその偏光軸の向きに応じて光路を分け、複数の液晶ライトバルブに導く光路分離手段と、複数の液晶ライトバルブと、複数の液晶ライトバルブによって変調された各々の光を合成する偏光合成手段とからなる光学系をそれぞれ設け、前記光学系の各々から出射された色光を合成する色合成手段を設ける構成である。
【００２８】
この構成によれば、偏光切り換え手段を出射した光は、先に色分離が行われ、各色光毎に光路の分離が行われた後、各液晶ライトバルブに導かれて変調が行われ、偏光合成が行われ、最後に色合成が行われるため、色分離手段や色合成手段は光路毎に備える必要はなく、これらの構成を簡単化することができる。
【００２９】
この構成を採る場合、前記液晶ライトバルブと前記偏光合成手段との間に、必要に応じて光の偏光軸の向きを回転させる偏光軸回転手段を備えるとよい。もしくは、前記偏光合成手段と前記色合成手段との間に、必要に応じて光の偏光軸の向きを回転させる偏光軸回転手段を備えるとよい。
【００３０】
偏光合成手段や色合成手段は一般に合成プリズムなどによって構成されるが、合成プリズムは偏光依存性を持っており、プリズムの所定の入射面に対していずれの偏光軸の光を入射させるかはその合成プリズムによって決まっている。したがって、光を偏光合成手段や色合成手段に入射させる時点で偏光軸の向きが合致していない場合には、偏光軸回転手段を用いて偏光合成手段や色合成手段に合わせて光の偏光軸の向きを回転させた後、入射させればよい。
【００３１】
第４の形態は、前記偏光切り換え手段の出射側に、偏光切り換え手段から１フィールド毎に順次出射される異なる偏光軸の光をその偏光軸の向きに応じて光路を分ける光路分離手段を設け、光路分離手段によって光路が分離された偏光軸の向きが異なる光の各々の光路上に、前記光の各々を複数の色光に分離し、各色光の表示に対応する複数の液晶ライトバルブにそれぞれ導く色分離手段と、複数の液晶ライトバルブと、複数の液晶ライトバルブによって変調された色光を合成する色合成手段とからなる光学系をそれぞれ設け、前記光学系の各々から出射された異なる偏光軸の向きの光を合成する偏光合成手段を設ける構成である。
【００３２】
この構成によれば、偏光切り換え手段を出射した光は、先に光路の分離が行われ、偏光軸の向きが異なる光毎に色分離が行われた後、各液晶ライトバルブに導かれて変調が行われ、色合成が行われ、最後に偏光合成が行われるため、光路分離手段や偏光合成手段を光路毎に備える必要がなく、これらの構成を簡単化することができる。
【００３３】
第４の形態においても、色合成手段は合成プリズムなどによって構成されるため、光を色合成手段に入射させる時点で偏光軸の向きが合致していない場合には、偏光軸回転手段によって光の偏光軸を回転させた後、色合成手段に入射させるようにする。
【００３４】
さらに第４の形態において、各光学系から出射された偏光軸の向きの異なる光を合成する偏光合成手段には、一つの入射面に対して入射する光であっても色によって異なる偏光軸の光が入射される場合があるので、その場合、色合成手段と偏光合成手段との間に、波長選択型偏光回転手段を設ける構成とすれば、偏光合成手段の持つ偏光依存性に合わせることができる。「波長選択型偏光回転手段」とは、入射光の波長（色）に応じて偏光軸を回転させたり、回転させなかったりする機能を有するものである。
【００３５】
前記光路分離手段としては、偏光ビームスプリッタを用いることができる。
この構成によれば、異なる偏光軸を持つ光の光路が確実に分離され、光路分離手段の構成を簡単にすることができる。
【００３６】
以上、異なる偏光軸の光を変調する複数の光変調領域が別々の液晶ライトバルブである構成について説明したが、この構成に代えて、前記複数の光変調領域は、１個の液晶ライトバルブの中で各々が液晶を独立して駆動し得る複数の領域からなる構成であってもよい。
【００３７】
この構成によれば、個々の液晶ライトバルブの構成はやや複雑になるものの、装置全体で使用する液晶ライトバルブの数を削減することができる。
【００３８】
この構成の場合には１つの液晶ライトバルブの中で光路を若干変更すればよいだけであるから、前記光路分離手段および前記偏光合成手段としては、一般の偏光ビームスプリッタや合成プリズム等を用いる必要はなく、任意の複屈折性材料を用いればよい。
【００３９】
この構成によれば、異なる偏光軸の光路が液晶ライトバルブ上で確実に分離もしくは合成され、光路分離手段および偏光合成手段の構成を簡単にすることができる。
【００４０】
より具体的な構成としては、複数の光変調領域は１個の液晶ライトバルブ上に各々が櫛歯状の２つの光変調領域が組み合わされたものであり、偏光切り換え手段は、光源からの光を互いに直交する偏光軸の直線偏光に１フィールド毎に交互に変換するものであり、光路分離手段は、偏光切り換え手段から１フィールド毎に順次出射される直線偏光をその偏光軸の向きに応じて光路を分け、２つの光変調領域の各々に導くものである。
【００４１】
この構成によれば、例えばｓ偏光とｐ偏光とを選択する通常の偏光軸回転装置を用いて偏光切り換え手段を構成することができ、液晶ライトバルブを含めた全体構成をそれ程複雑にすることなく、本発明の構成を実現することができる。しかも通常１フィールドには１／６０秒が採用されるが、１フィールドを２倍速、すなわち１フィールドを１／１２０秒とし、１２０Ｈｚの画像信号を用いるようにすれば、目で見たときに充分に滑らかな動画表示を得ることができる。
【００４２】
この構成においても、液晶ライトバルブに対して、入力信号印加期間の後半の期間に一偏光軸の直線偏光が入射される構成とするのが望ましい。
【００４３】
この構成によれば、液晶の応答特性の立ち上がり期間を含む信号印加期間の前半では実際に表示が行われず、応答特性がある程度飽和した後の信号印加期間の後半で光が入射されて表示が行われるので、よりコントラスト比の高い鮮明な画像を得ることができる。
【００４４】
前記液晶ライトバルブにはカラーフィルターを設けるようにしてもよい。
この構成によれば、カラー表示の投射型液晶表示装置を簡単に実現することができる。
【００４５】
本発明の投射型液晶表示装置において、前記偏光切り換え手段は、光源からの光を一定の偏光軸を持つ直線偏光に変換する偏光変換手段と、偏光変換手段から出射された直線偏光の偏光軸の向きを１フィールド毎に異なる方向に回転させる偏光軸回転手段の２つの手段を用いて構成することができる。
【００４６】
この構成によれば、例えばツイステッドネマティック（Twisted Nematic,以下、ＴＮと略記する）液晶を用いた液晶セルのように偏光軸を回転できる光学素子や、垂直配向ネマティック、強誘電性液晶を用いた液晶セルや回転可能な位相差板、あるいは光弾性体などの位相差を制御できる光学素子によって偏光軸回転手段を構成できるので、本発明の投射型液晶表示装置の構成を容易に実現することができる。
【００４７】
【発明の実施の形態】
［第１の実施の形態］
以下、本発明の第１の実施の形態を、図１〜図７を参照して説明する。
本実施の形態の投射型液晶表示装置は、本発明の最も基本的な構成を示す投射型液晶表示装置であって、２倍速表示を可能にした投射型液晶表示装置の例である。本実施の形態を用いて本発明の投射型液晶表示装置の動作および作用、効果について詳しく説明する。
【００４８】
図１は投射型液晶表示装置１の全体構成を示す概略図であって、図中符号２は光源、３は偏光変換装置（偏光変換手段、偏光切り換え手段）、４は偏光軸回転装置（偏光軸回転手段、偏光切り換え手段）、５は光路分離偏光ビームスプリッタ（以下、光路分離ＰＢＳと略記する、光路分離手段）、６，７は反射ミラー、８，９は液晶ライトバルブ（光変調手段）、１０は偏光合成プリズム（偏光合成手段）、である。
【００４９】
本実施の形態の投射型液晶表示装置１は、図１に示すように、光源２、偏光変換装置３、偏光軸回転装置４、光路分離偏光ＰＢＳ５、光路分離偏光ＰＢＳ５の作用により分岐した光路上にそれぞれ配置された反射ミラー６，７、液晶ライトバルブ８，９、各光路上の光を合成する偏光合成プリズム１０、複数の投射レンズからなる投射光学系１１で概略構成されている。光源２は、メタルハライド等のランプ１２とランプ１２の光を反射するリフレクタ１３とから構成されている。
【００５０】
光源２から出射された光が、偏光変換装置３と偏光軸回転装置４とからなる偏光切り換え手段に入射され、１フィールド毎に偏光軸の向きが切り換えられて出射されるようになっている。なお、本実施の形態においては、信号印加期間を１／６０秒とし、１フィールドを１／１２０秒とする。
【００５１】
偏光変換装置３は、例えば複数の偏光ビームスプリッタが組み合わされたものであって、光源２からの光に含まれるｐ偏光、ｓ偏光（直線偏光）のうちの一方を偏光変換して他方の偏光に揃えるものである。偏光軸回転装置４は、例えばＴＮ液晶を用いた液晶セル、あるいは回転可能に設置された１／２波長板（位相差板）などから構成されたものであり、偏光変換装置３によって一方向に偏光軸の向きが揃った光を１フィールド毎にその偏光軸を９０°回転させるものである。
【００５２】
すなわち、仮に偏光変換装置３が光源２からの光を全てｐ偏光（図１においては紙面に平行な振動面を示す光をｐ偏光（紙面に平行な矢印で表す）、紙面に垂直な振動面を示す光をｓ偏光（円で表す）とする）に揃えるものであったとすると、次段の偏光軸回転装置４は、ｐ偏光の光が入射されたときにある１フィールドではｐ偏光のまま出射し、次の１フィールドではｐ偏光をｓ偏光に変換して出射し、さらに次の１フィールドでは再びｐ偏光のまま出射するという動作を繰り返す。よって、偏光軸回転装置４をＴＮ液晶を用いた液晶セルで構成する場合には１フィールド毎にオン、オフが切り換え可能なものであって、液晶自体の応答速度が充分速いものが要求される。また、偏光軸回転装置４を１／２波長板で構成する場合には１フィールド毎に４５°回転させることが必要となる。
【００５３】
１フィールド毎に偏光軸の向きが切り換わりながら偏光軸回転装置４を出射した光は光路分離ＰＢＳ５に入射され、偏光軸の向きに応じて光路が分かれて出射される。図１においては、ｐ偏光Ｌ_pが光路分離ＰＢＳ５をそのまま透過し、ｓ偏光Ｌ_sが光路分離ＰＢＳ５の内部反射面で反射される。ｐ偏光Ｌ_p、ｓ偏光Ｌ_sそれぞれの光路上には反射ミラー６，７が設置され、ｐ偏光Ｌ_p、ｓ偏光Ｌ_sの各々がここで反射した後、ｐ偏光変調用、ｓ偏光変調用に分担された各液晶ライトバルブ８，９に入射される。
【００５４】
各液晶ライトバルブ８，９には、画素スイッチング用素子として薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor, 以下、ＴＦＴと略記する）を用いたＴＮモードのアクティブマトリクス方式の透過型液晶セルを採用している。よって、ｓ偏光変調用の液晶ライトバルブ９においては、オフ状態では液晶ライトバルブ９に入射されたｓ偏光Ｌ_sがｐ偏光Ｌ_pに変換されて出射される一方、オン状態では光が遮断される。ｐ偏光変調用の液晶ライトバルブ８においては、オフ状態では液晶ライトバルブ８に入射されたｐ偏光Ｌ_pがｓ偏光Ｌ_sに変換されて出射される一方、オン状態では光が遮断される。
【００５５】
液晶ライトバルブ８，９の構成は、図４および図５に示すように、ＴＦＴアレイ基板１５の上に、シール材１６が対向基板１７の縁に沿うように設けられており、その内側に並行して額縁としての遮光膜１８（周辺見切り）が設けられている。シール材１６の外側の領域には、データ線駆動回路１９および外部回路接続端子２０がＴＦＴアレイ基板１５の一辺に沿って設けられており、走査線駆動回路２１がこの一辺に隣接する２辺に沿って設けられている。
【００５６】
さらに、ＴＦＴアレイ基板１５の残る一辺には、画像表示領域の両側に設けられた走査線駆動回路２１間を接続するための複数の配線２２が設けられている。また、対向基板１７のコーナー部の少なくとも１箇所においては、ＴＦＴアレイ基板１５と対向基板１７との間で電気的導通をとるための導通材２３が設けられている。そして、図５に示すように、図４に示したシール材１６とほぼ同じ輪郭を持つ対向基板１７がシール材１６によりＴＦＴアレイ基板１５に固着されており、ＴＦＴアレイ基板１５と対向基板１７との間にＴＮ液晶２４が封入されている。また、図４に示すシール材１６に設けられた開口部は液晶注入口１６ａであり、封止材２５によって封止されている。
【００５７】
図１に示すように、ｐ偏光変調用の液晶ライトバルブ８によって変調されたｓ偏光Ｌ_s、ｓ偏光変調用の液晶ライトバルブ９によって変調されたｐ偏光Ｌ_pの各々は偏光合成プリズム１０に入射されると、ｐ偏光Ｌ_pは偏光合成プリズム１０をそのまま透過し、ｓ偏光Ｌ_sが偏光合成プリズム１０の内部反射面で反射されることにより各偏光が合成される。そして、異なる偏光軸の光が合成された後、投射光学系１１によってスクリーン上に投射され、画像が拡大されて表示される。
【００５８】
ここで、上記構成の投射型液晶表示装置１における各液晶ライトバルブ８，９の動作のタイミングについて図２および図３を用いて説明する。
信号印加期間を１／６０秒、１フィールドを１／１２０秒とした本実施の形態において、図２に示すように、２つの液晶ライトバルブ８，９のうち、例えばｐ偏光変調用液晶ライトバルブ８が先の１フィールドで画像表示を行い、ｓ偏光変調用液晶ライトバルブ９が次の１フィールドで画像表示を行うようにする。この動作を繰り返すことによりスクリーン上で動画像を得る。ただし、個々の液晶ライトバルブ８，９は６０Ｈｚの駆動信号で駆動しており、ｐ偏光変調用液晶ライトバルブ８とｓ偏光変調用液晶ライトバルブ９とでは１フィールド分（１／１２０秒）ずれたタイミングで駆動している。
【００５９】
より具体的には、図３に模式的に示したように、１２０Ｈｚの映像信号として（１），（２），（３），…の信号がある場合、信号印加期間１／６０秒のうち、後半の１／１２０秒で偏光軸回転装置４によりｐ偏光Ｌ_p、ｓ偏光Ｌ_sが切り換えられ、ｐ偏光変調用、ｓ偏光変調用の各液晶ライトバルブ８，９により表示が行われる。例えばｐ偏光変調用液晶ライトバルブ８が（１），（３），（５），…の映像信号を信号印加期間１／６０秒の後半の１／１２０秒で変調する一方、ｓ偏光変調用液晶ライトバルブ９が（２），（４），（６），…の映像信号を、ｐ偏光変調用液晶ライトバルブ８の信号印加期間とは１／１２０秒ずれたタイミングの信号印加期間１／６０秒の後半の１／１２０秒で変調する。
【００６０】
駆動のタイミングが１フィールド分ずれているため、個々の液晶ライトバルブ８，９の中で入力信号の印加期間に着目すると、いずれの液晶ライトバルブ８，９も信号印加期間の後半側の１フィールドで表示が行われるようになっている。すなわち、偏光軸回転装置４における偏光軸の向きの切り換え動作と各液晶ライトバルブ８，９の駆動とが同期して行われることによって、各液晶ライトバルブ８，９への入力信号の印加期間の後半の期間にその液晶ライトバルブ８，９が変調すべきｓ偏光Ｌ_s、ｐ偏光Ｌ_pのいずれかの光が入射されて表示が行われ、前半の期間では光が入射されずに表示が行われない構成となっている。
【００６１】
各液晶ライトバルブ８，９の駆動は従来通りの６０Ｈｚの駆動であり、液晶の応答は通常と変わらない速度で行われ、図２に示す液晶の応答特性は、［発明が解決しようとする課題］の項で図１４（ａ）を参照して説明したのと同様、立ち上がり期間（Ｍ）や残像期間（Ｎ）を有している。ところが、ｓ偏光Ｌ_s、ｐ偏光Ｌ_pのいずれかの光が入射されて実際に表示が行われるのは液晶が応答し終わった後からフィールドの最後までの間である。また、各液晶ライトバルブ８，９における１フィールドに対応する画像信号としては１２０Ｈｚ用の画像信号、または、元々の６０Ｈｚ用の画像信号に対して画像の１コマ、１コマの間を補間した２倍速画像に対応する画像信号が用いられる。このような動作により、本実施の形態の投射型液晶表示装置１では２倍速の表示が行われる。
【００６２】
本実施の形態の投射型液晶表示装置１は、画像信号の処理に関して図６または図７に示すような回路を有している。元来有している画像信号が１２０Ｈｚである場合には、図６に示すように、分配回路８０と、各液晶ライトバルブ８，９にフレームメモリ８１ｐ，８１ｓ、ＬＣＤコントローラ８２ｐ，８２ｓを有している。分配回路８０に入力された同期信号および画像信号は、ｐ偏光変調用液晶ライトバルブ８側とｓ偏光変調用液晶ライトバルブ９側とに分配される。分配回路８０によりｐ偏光側とｓ偏光側とに分配された同期信号および画像信号は、各フレームメモリ８１ｐ，８１ｓにより１／６０秒間画像が保持された後、各ＬＣＤコントローラ８２ｐ，８２ｓを経て各液晶ライトバルブ８，９に供給される。
【００６３】
また、元来有している画像信号が６０Ｈｚであり、画像補間を行うことで１２０Ｈｚ相当の画像信号を生成する場合には、図７に示すように、補間画像およびタイミング生成回路８３と、分配回路８０と、各液晶ライトバルブ８，９にフレームメモリ８１ｐ，８１ｓ、ＬＣＤコントローラ８２ｐ，８２ｓを有している。６０Ｈｚの同期信号および画像信号は、補間画像およびタイミング生成回路８３により１２０Ｈｚの同期信号および画像信号に変換される。これら同期信号および画像信号は分配回路８０に入力され、ｐ偏光変調用液晶ライトバルブ８側とｓ偏光変調用液晶ライトバルブ９側とに分配される。分配回路８０によりｐ偏光側とｓ偏光側とに分配された同期信号および画像信号は、各フレームメモリ８１ｐ，８１ｓにより１／６０秒間画像が保持された後、各ＬＣＤコントローラ８２ｐ，８２ｓを経て各液晶ライトバルブ８，９に供給される。
【００６４】
本実施の形態の投射型液晶表示装置１によれば、２つの液晶ライトバルブ８，９を１フィールド内の１フィールド毎に切り換えながら２倍速対応の画像信号を用いて変調を行う構成のため、動画の表示が滑らかに視認される投射型液晶表示装置を提供することができる。光を一定時間遮断する間欠表示法の場合は、表示輝度が下がり暗い表示となるとともに、明滅により表示が見にくくなるという欠点がある。それに対して、本実施の形態の場合は、入射光がｐ偏光Ｌ_pであるか、ｓ偏光Ｌ_sであるかによって２つの液晶ライトバルブ８，９を時間的に切り換えて使用するものであって、光を遮断するものではないので、表示が暗くなったり、明滅による不具合が生じたりすることがない。
【００６５】
本実施の形態の場合、個々の液晶ライトバルブ８，９としては２倍速の画像信号を取り扱えるものでありさえすれば、構成的には従来一般の液晶ライトバルブを用いることができるため、液晶ライトバルブ自体の構成を複雑にすることなく、装置全体の構成を実現することができる。さらに、光源２からの光をｐ偏光Ｌ_p、ｓ偏光Ｌ_sのいずれかに変換して各液晶ライトバルブ８，９に導く構成としたため、偏光ビームスプリッタ、液晶セルまたは位相差板、合成プリズムなどの一般の光学部品を組み合わせて偏光切り換え手段や偏光合成手段を構成することができ、全体構成をそれ程複雑にすることなく、本発明特有の投射型液晶表示装置の構成を実現することができる。
【００６６】
また、各液晶ライトバルブ８，９が表示を行うタイミングは、信号印加期間の前半側のフィールドであっても一応の効果は得られるが、本実施の形態の場合、各液晶ライトバルブ８，９においては液晶が応答した後である信号印加期間の後半側のフィールド期間でｓ偏光Ｌ_s、ｐ偏光Ｌ_pが入射され、表示を行っているので、より輝度が高く鮮明な画像を得ることができる。
【００６７】
本実施の形態の構成は本発明の最も基本的な構成であって、単色の表示を行う投射型液晶表示装置と考えてもよいが、全体構成を変えることなく、各液晶ライトバルブにカラーフィルターを備え付けるのみで動画表示が滑らかなカラー表示の投射型液晶表示装置を提供することができる。また、出射色の異なる複数の本装置によるカラー表示も可能である。
【００６８】
［第２の実施の形態］
以下、本発明の第２の実施の形態を、図８を参照して説明する。
本実施の形態の投射型液晶表示装置は、カラー表示対応の投射型液晶表示装置の例であり、その基本構成は、光源光を色分離した各色光毎に第１の実施の形態の投射型液晶表示装置のセットを備えた形態のものである。
【００６９】
図８は投射型液晶表示装置３１の全体構成を示す概略図であって、図中符号２は光源、３は偏光変換装置（偏光変換手段、偏光切り換え手段）、４は偏光軸回転装置（偏光軸回転手段、偏光切り換え手段）、３２，３３はダイクロイックミラー（色分離手段）、５ｒ，５ｇ，５ｂは光路分離ＰＢＳ（光路分離手段）、３４〜４０は反射ミラー、８ｒ，９ｒ，８ｇ，９ｇ，８ｂ，９ｂは液晶ライトバルブ（光変調手段）、１０ｒ，１０ｇ，１０ｂは偏光合成プリズム（偏光合成手段）、４１は色合成プリズム（色合成手段）である。なお、図８において図１と共通の構成要素には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
【００７０】
本実施の形態の投射型液晶表示装置３１は、図８に示すように、光源２、偏光変換装置３、偏光軸回転装置４、光源２からの光をＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各色光に分離するダイクロイックミラー３２，３３、各色光に分岐された光路上にそれぞれ配置された光路分離ＰＢＳ５ｒ，５ｇ，５ｂ、反射ミラー３４〜４０、２つの液晶ライトバルブ８ｒ，９ｒ，８ｇ，９ｇ，８ｂ，９ｂ、偏光合成プリズム１０ｒ，１０ｇ，１０ｂからなる光学系、３つの色光を合成する色合成プリズム４１、複数のレンズからなる投射光学系１１で概略構成されている。
【００７１】
光源２から出射された光が、偏光変換装置３と偏光軸回転装置４とからなる偏光切り換え手段に入射され、１／６０秒を等間隔に２分割して１／１２０秒毎にｐ偏光、ｓ偏光、ｐ偏光、…と偏光軸の向きが切り換えられて出射されるようになっている。偏光変換装置３や偏光軸回転装置４の構成は第１の実施の形態と同様である。
【００７２】
１フィールド毎に偏光軸の向きが切り換わりながら偏光軸回転装置４を出射した光は、まず、青色光反射のダイクロイックミラー３２に入射され、光源２からの白色光のうちの青色光Ｌ_bが反射するとともに、赤色光Ｌ_rと緑色光Ｌ_gとが透過する。反射した青色光Ｌ_bは反射ミラー４０で反射し、青色光用光路分離ＰＢＳ５ｂに入射する。ここで、青色光Ｌｂのうちのｐ偏光Ｌ_bp、ｓ偏光Ｌ_bsの光路が分離されて出射されるが、ｐ偏光Ｌ_bp、ｓ偏光Ｌ_bsそれぞれの光路上には反射ミラー３８，３９が設置されており、各光がここで反射した後、ｐ偏光変調用、ｓ偏光変調用の各液晶ライトバルブ８ｂ，９ｂに入射される。なお、本実施の形態の場合は色分離、色合成でカラー表示を行うものであり、各液晶ライトバルブは単色光を取り扱うため、カラーフィルターを備える必要はない。
【００７３】
一方、ダイクロイックミラー３２を透過した色光のうち、緑色光Ｌ_gは、緑色光反射のダイクロイックミラー３３によって反射され、青色光Ｌ_bと同様、緑色光用光路分離ＰＢＳ５ｇでｐ偏光Ｌ_gp、ｓ偏光Ｌ_gsの光路が分離された後、反射ミラー３６，３７を経てｐ偏光変調用、ｓ偏光変調用の各液晶ライトバルブ８ｇ、９ｇに入射される。また、赤色光Ｌ_rは、緑色光反射のダイクロイックミラー３３も透過し、青色光Ｌ_b、緑色光Ｌ_gと同様、赤色光用光路分離ＰＢＳ５ｒでｐ偏光Ｌ_rp、ｓ偏光Ｌ_rsの光路が分離された後、反射ミラー３４，３５を経てｐ偏光変調用、ｓ偏光変調用の各液晶ライトバルブ８ｒ，９ｒに入射される。各液晶ライトバルブにおける本発明特有の変調の動作、すなわちｐ偏光変調用液晶ライトバルブ８ｒ，８ｇ，８ｂとｓ偏光変調用液晶ライトバルブ９ｒ，９ｇ，９ｂとが１フィールド毎に切り替わりながら１フィールド分タイミングがずれた２倍速の画像を表示する動作については、第１の実施の形態で説明した通りである。
【００７４】
各色光毎にｐ偏光変調用、ｓ偏光変調用の各液晶ライトバルブ８ｒ，９ｒ，８ｇ，９ｇ，８ｂ，９ｂによって変調されたｓ偏光およびｐ偏光は、１／２波長板４２によってｓ偏光はｐ偏光に、ｐ偏光はｓ偏光にそれぞれ変換された後、偏光合成プリズム１０ｒ，１０ｇ，１０ｂに入射され、ｐ偏光とｓ偏光とが合成される。１／２波長板４２は、各液晶ライトバルブ８ｒ，９ｒ，８ｇ，９ｇ，８ｂ，９ｂを出射した各偏光を偏光合成プリズム１０ｒ，１０ｇ，１０ｂに入射させる際に入射光の偏光軸の向きをその偏光合成プリズム１０ｒ，１０ｇ，１０ｂに合致した方向に合わせるためのものである。
【００７５】
各光路上の偏光合成プリズム１０ｒ，１０ｇ，１０ｂによって各色光毎にｐ偏光とｓ偏光とが合成された後、光は偏光軸回転装置４３に入射され、１フィールド毎に切り替わりながら入射されるｐ偏光とｓ偏光とがいずれか一方の偏光に揃った状態で出射される。本実施の形態では、図８に示すように、赤色光Ｌ_rと青色光Ｌ_bがｓ偏光に揃えられ、緑色光Ｌ_gがｐ偏光に揃えられる。この偏光軸回転装置４３は、一般に色合成プリズムが偏光依存性を持っており、各偏光合成プリズム１０ｒ，１０ｇ，１０ｂを出射した各偏光を次段の色合成プリズム４１に入射させる際に入射光の偏光軸の向きをその色合成プリズム４１に合致した方向に合わせるためのものである。また、ここで用いる偏光軸回転装置４３は、光源２の後段の偏光切り換え手段における偏光軸回転装置４と同様、液晶セルや回転１／２波長板などで構成することができ、偏光切り換え手段における偏光軸回転装置４の入射側と出射側を逆に使えばよい。
【００７６】
偏光軸回転装置４３から出射した３つの色光は、色合成プリズム４１（クロスダイクロイックプリズム）に入射する。このクロスダイクロイックプリズムは４つの直角プリズムが貼り合わされ、その内面に赤色光を反射する誘電体多層膜と青色光を反射する誘電体多層膜とが十字状に形成されたものである。これらの誘電体多層膜によって３つの色光が合成されて、カラー画像を表す光が形成される。合成された光は、投射光学系１１によってスクリーン上に投射され、画像が拡大されて表示される。
【００７７】
本実施の形態の投射型液晶表示装置３１の場合も、各色光毎に２つずつの液晶ライトバルブ８ｒ，９ｒ，８ｇ，９ｇ，８ｂ，９ｂを１フィールド毎に切り換えながら１２０Ｈｚの画像信号を用いて変調を行う構成のため、動画の表示が滑らかに視認される投射型液晶表示装置を提供でき、しかも間欠表示法の場合に比べて表示が暗くなったり、明滅が生じたりすることがない、といった第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００７８】
また本実施の形態の場合、偏光変換装置３と偏光軸回転装置４とからなる偏光切り換え手段を出射した光は、２つのダイクロイックミラー３２，３３によって先に色分離が行われ、分離された各色光Ｌ_r，Ｌ_g，Ｌ_b毎に偏光軸の向きによる光路の分離が行われた後、ｐ偏光変調用、ｓ偏光変調用の各液晶ライトバルブ８ｒ，９ｒ，８ｇ，９ｇ，８ｂ，９ｂに導かれて変調が行われ、偏光合成が行われ、最後に色合成が行われる構成である。そのため、色分離手段（ダイクロイックミラー３２，３３）や色合成手段（色合成プリズム４１）の数が少なくて済み、これらの構成を簡単にすることができる。
【００７９】
［第３の実施の形態］
以下、本発明の第３の実施の形態を、図９を参照して説明する。
本実施の形態の投射型液晶表示装置もカラー表示対応の投射型液晶表示装置の例であり、液晶ライトバルブにカラーフィルターを備えていない点では第２の実施の形態と同様である。第２の実施の形態と異なる点は、偏光分離を行った後に偏光毎に色分離を行う点である。
【００８０】
図９は投射型液晶表示装置４６の全体構成を示す概略図であって、図中符号２は光源、３は偏光変換装置（偏光変換手段）、４は偏光軸回転装置（偏光軸回転手段）、５は光路分離ＰＢＳ（光路分離手段）、４７〜５０はダイクロイックミラー（色分離手段）、５１〜５６は反射ミラー、８ｒ，９ｒ，８ｇ，９ｇ，８ｂ，９ｂは液晶ライトバルブ（光変調手段）、４１ｐ，４１ｓは色合成プリズム（色合成手段）、１０は偏光合成プリズム（偏光合成手段）である。なお、図９において図１、図８と共通の構成要素には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
【００８１】
本実施の形態の投射型液晶表示装置４６は、図９に示すように、光源２、偏光変換装置３、偏光軸回転装置４、光路分離ＰＢＳ５、分離されたｐ偏光Ｌ_p、ｓ偏光Ｌ_sの各光路上に配置された色分離用のダイクロイックミラー４７〜５０、反射ミラー５１〜５６、３つずつの液晶ライトバルブ８ｒ，９ｒ，８ｇ，９ｇ，８ｂ，９ｂ、色合成プリズム４１ｐ，４１ｓからなる光学系、ｐ偏光とｓ偏光とを合成する偏光合成プリズム１０、複数の投射レンズからなる投射光学系１１で概略構成されている。
【００８２】
光源２から出射された光が、偏光変換装置３と偏光軸回転装置４とからなる偏光切り換え手段に入射され、１／６０秒を等間隔に２分割した１フィールド（１／１２０秒）毎にｐ偏光、ｓ偏光、ｐ偏光、…と偏光軸の向きが切り換えられて出射されるようになっている。これら偏光変換装置３や偏光軸回転装置４の構成は第１、第２の実施の形態と同様である。
【００８３】
１フィールド毎に偏光軸の向きが切り換わりながら偏光軸回転装置４を出射した光は、光路分離ＰＢＳ５に入射され、ｐ偏光Ｌ_p、ｓ偏光Ｌ_sのいずれかによって光路が分かれて出射される。ｐ偏光Ｌ_pは、赤色光反射のダイクロイックミラー４７に入射され、光源２からの白色光のうちの赤色光Ｌ_rpが反射するとともに、緑色光Ｌ_gpと青色光Ｌ_bpとが透過する。反射した赤色光Ｌ_rpは反射ミラー５１で反射し、赤色光のｐ偏光変調用の液晶ライトバルブ８ｒに入射する。一方、ダイクロイックミラー４７を透過した色光のうち、緑色光Ｌ_gpは、緑色光反射のダイクロイックミラー４８によって反射し、緑色光のｐ偏光変調用の液晶ライトバルブ８ｇに入射する。また、青色光Ｌ_bpは、緑色光反射のダイクロイックミラー４８も透過し、２つの反射ミラー５２，５３により光路を変えた後、青色光のｐ偏光変調用の液晶ライトバルブ８ｂに入射する。
【００８４】
以上、ｐ偏光Ｌ_pの光路について説明したが、ｓ偏光Ｌ_sの光路についても全く同様の構成となっている。また、各液晶ライトバルブ８ｒ，９ｒ，８ｇ，９ｇ，８ｂ，９ｂにおける変調の動作については第１の実施の形態と同様である。
【００８５】
各偏光毎に赤色光、緑色光、青色光用の３つの液晶ライトバルブ８ｒ，９ｒ，８ｇ，９ｇ，８ｂ，９ｂによって変調された光は色合成プリズム４１ｐ，４１ｓに入射し、３つの色光が合成されて出射される。ただし、ｐ偏光側の光路に着目すると、赤色光Ｌ_rp、青色光Ｌ_bpは液晶ライトバルブ８ｒ，８ｂを出射した光がそのまま色合成プリズム４１ｐに入射されるが、緑色光Ｌ_gpだけは、液晶ライトバルブ８ｇを出射した光がそのまま色合成プリズム４１ｐに入射されるのではなく、１／２波長板４２（偏光回転手段）を経て色合成プリズム４１ｐに入射されるように構成されている。
【００８６】
その理由は、色合成プリズム４１ｐが偏光依存性を持っており、入射光の偏光軸の向きをその色合成プリズム４１ｐに合致した偏光軸に合わせる必要があるからである。つまり、色合成プリズム４１ｐには３方向から各色光が入射されるが、ここで用いた色合成プリズム４１ｐの偏光依存性は、ｐ偏光は透過させ、ｓ偏光は内部反射面で反射させるというものである。そのため、本実施の形態の構成では、色合成プリズム４１ｐに入射する時点で赤色光Ｌ_rp、青色光Ｌ_bpはｓ偏光、緑色光Ｌ_gpはｐ偏光となっている必要がある。一方、３つの液晶ライトバルブ８ｒ，８ｇ，８ｂともに、液晶ライトバルブを出射した時点ではｐ偏光の偏光面が９０°回転したｓ偏光となっているので、緑色光Ｌ_gpだけは１／２波長板４２を用いて偏光軸を９０°回転させ、ｐ偏光に変換しなければならないからである。
【００８７】
一方、ｓ偏光Ｌ_sの光路に関しても、色合成プリズム４１ｓの偏光依存性に合わせるという上記と同様の理由により、緑色光Ｌ_gsだけは液晶ライトバルブ９ｇを出射した光がそのまま色合成プリズム４１ｓに入射されるが、赤色光Ｌ_rsと青色光Ｌ_bsは、液晶ライトバルブ９ｒ，９ｂを出射した光がそのまま色合成プリズム４１ｓに入射されるのではなく、１／２波長板４２を経て色合成プリズム４１ｓに入射されるように構成されている。
【００８８】
次に、各光路上の色合成プリズム４１ｐ，４１ｓから出射された光が偏光合成プリズム１０に入射され、偏光合成が行われる。この際、各入射光は波長選択型１／２波長板５７ａ，５７ｂ（波長選択型偏光回転手段）を経て偏光合成プリズム１０に入射される。これは、各色合成プリズム４１ｐ，４１ｓから光が出射された時点では色によって偏光軸が揃っていないためである。本実施の形態の構成においては、偏光合成プリズム１０においてｐ偏光をそのまま透過させ、ｓ偏光を内部反射面で反射させる必要があることから、各偏光の光路に対応して２つの波長選択型１／２波長板５７ａ，５７ｂが用いられているが、各々で選択する波長が異なっている。すなわち、ｐ偏光側の光路上の色合成プリズム４１ｐからの偏光合成プリズム１０の入射面の前段に配置された波長選択型１／２波長板５７ａは緑色光のみの偏光面（ｐ偏光）を９０°回転させる機能を持っており、ｓ偏光側の光路上の色合成プリズム４１ｓからの偏光合成プリズム１０の入射面の前段に配置された波長選択型１／２波長板５７ｂは赤色光と青色光の偏光面（ｓ偏光）を９０°回転させる機能を持っている。
【００８９】
偏光合成プリズム１０によって偏光合成された光は、投射光学系１１によってスクリーン上に投射され、画像が拡大されて表示される。
【００９０】
本実施の形態の投射型液晶表示装置４６の場合も、各色光毎に２つずつの液晶ライトバルブ８ｒ，９ｒ，８ｇ，９ｇ，８ｂ，９ｂを１フィールド毎に切り換えながら１２０Ｈｚの画像信号を用いて変調を行う構成のため、動画の表示が滑らかに視認される投射型液晶表示装置を提供でき、しかも間欠表示法の場合に比べて表示が暗くなったり、明滅が生じたりすることがない、といった第１、第２の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００９１】
また本実施の形態の場合、偏光変換装置３と偏光軸回転装置４とからなる偏光切り換え手段を出射した光は、光路分離ＰＢＳ５において先にｐ偏光Ｌ_p、ｓ偏光Ｌ_sによる光路の分離が行われ、各偏光毎に色分離が行われた後、各液晶ライトバルブ８ｒ，９ｒ，８ｇ，９ｇ，８ｂ，９ｂに導かれて変調が行われ、色合成が行われ、最後に偏光合成が行われる構成である。そのため、光路分離手段（光路分離ＰＢＳ５）や偏光合成手段（偏光合成プリズム１０）の数が少なくて済み、これらの構成を簡単化することができる。
【００９２】
［第４の実施の形態］
以下、本発明の第４の実施の形態を、図１０〜図１２を参照して説明する。
本実施の形態の投射型液晶表示装置も第１〜第３の実施の形態と同様、カラー表示に対応したものであるが、第１〜第３の実施の形態が入射光の偏光軸の向き、すなわちｐ偏光、ｓ偏光のいずれかによって異なる液晶ライトバルブで変調を行っていたのに対し、本実施の形態の投射型液晶表示装置はｐ偏光、ｓ偏光のいずれかによって１つの液晶ライトバルブ内を２分割した異なる光変調領域に各偏光を振り分けて変調を行うものである。
【００９３】
図１０は投射型液晶表示装置６１の全体構成を示す概略図であって、図中符号２は光源、３は偏光変換装置（偏光変換手段）、４は偏光軸回転装置（偏光軸回転手段）、６２，６３はダイクロイックミラー（色分離手段）、６４〜６６は反射ミラー、６７は複屈折性材料（光路分離手段）、６８ｒ，６８ｇ，６８ｂは液晶ライトバルブ（光変調手段）、６９は複屈折性材料（偏光合成手段）、４１は色合成プリズム（色合成手段）である。なお、図１０において図１、図８、図９と共通の構成要素には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
【００９４】
本実施の形態の投射型液晶表示装置６１は、図１０に示すように、光源２、偏光変換装置３、偏光軸回転装置４、光源２からの光をＲ、Ｇ、Ｂの各色光に分離するダイクロイックミラー６２，６３、各色光に分岐された光路上にそれぞれ配置された液晶ライトバルブ６８ｒ，６８ｇ，６８ｂ、液晶ライトバルブの入射側、出射側にそれぞれ配置された複屈折性材料６７，６９からなる光学系、３つの色光を合成する色合成プリズム４１、複数のレンズからなる投射光学系１１で概略構成されている。
【００９５】
光源２から出射された光が、偏光変換装置３と偏光軸回転装置４とからなる偏光切り換え手段に入射され、１／６０秒を等間隔に２分割して１／１２０秒毎にｐ偏光、ｓ偏光、ｐ偏光、…と偏光軸の向きが切り換えられて出射されるようになっている。これら偏光変換装置３や偏光軸回転装置４の構成は第１〜第３の実施の形態と同様である。
【００９６】
１フィールド毎に偏光面が切り換わりながら偏光軸回転装置４を出射した光は、まず、緑色光・青色光反射のダイクロイックミラー６２に入射され、光源２からの白色光のうちの緑色光Ｌ_g、青色光Ｌ_bが反射するとともに、赤色光Ｌ_rが透過する。透過した赤色光Ｌ_rは反射ミラー６４で反射し、複屈折性材料６７に入射される。一方、ダイクロイックミラー６２で反射した色光のうち、緑色光Ｌ_gは、緑色光反射のダイクロイックミラー６３で反射し、赤色光Ｌ_rと同様、複屈折性材料６７に入射される。また、青色光Ｌ_bは、緑色光反射のダイクロイックミラー６３も透過し、赤色光Ｌ_r、緑色光Ｌ_gと同様、複屈折性材料６７に入射される。
【００９７】
図１１は、液晶ライトバルブ６８ｒ，６８ｇ，６８ｂとこれを挟んで配置された複屈折性材料６７，６９からなる光学系の部分を拡大したものである。複屈折性材料は、入射光の偏光軸の向きによって光の屈折方向が変わる光学材料である。図１１に示すように、偏光軸回転装置４を出射したｐ偏光またはｓ偏光は、第１の複屈折性材料６７によってその光路が分離され、液晶ライトバルブ６８ｒ，６８ｇ，６８ｂの異なる光変調領域７０ａ，７０ｂ（画素）に入射され、ｐ偏光Ｌ_pはｓ偏光Ｌ_sに、ｓ偏光Ｌ_sはｐ偏光Ｌ_pに変換される。液晶ライトバルブ６８ｒ，６８ｇ，６８ｂを出射した偏光変換された光は、第２の複屈折性材料６９によって再度その光路が合成され、次段の偏光面回転装置７１に入射される。
【００９８】
図１２は、液晶ライトバルブ６８ｒ，６８ｇ，６８ｂの光変調領域を表す模式図である。この図に示すように、各々が櫛歯状に形成された２つの光変調領域７０ａ，７０ｂが組み合わされ、光変調領域が構成されている。これら２つの光変調領域７０ａ，７０ｂは、各々が液晶を独立に駆動し得るものであり、各変調領域７０ａ，７０ｂ毎に別系統の信号線７１ａ，７１ｂが櫛歯状に配置されている。第１〜第３の実施の形態においては、２つの液晶ライトバルブが１フィールド毎に切り替わりながら２倍速の画像を表示していたが、本実施の形態の場合は、上記の構成により、１つの液晶ライトバルブ６８ｒ，６８ｇ，６８ｂの中の２つの光変調領域７０ａ，７０ｂが１フィールド毎に切り替わりながら１フィールドずつずれたタイミングで１２０Ｈｚ対応（２倍速）の画像を６０Ｈｚのライトバルブ駆動信号を用いて表示している。
【００９９】
各色光毎に各液晶ライトバルブ６８ｒ，６８ｇ，６８ｂ内のｐ偏光用、ｓ偏光用の光変調領域７０ａ，７０ｂによってそれぞれ変調されたｓ偏光およびｐ偏光は、出射側に配置された第２の複屈折性材料６９によって各色光毎にｐ偏光とｓ偏光の光路が合成される。合成された光は偏光軸回転装置４３に入射され、１フィールド毎に切り替わりながら入射されるｐ偏光とｓ偏光とがいずれか一方の偏光に揃った状態で出射される。本実施の形態では、図１０に示すように、赤色光Ｌ_rと青色光Ｌ_bがｓ偏光に揃えられ、緑色光Ｌ_gがｐ偏光に揃えられる。この偏光軸回転装置４３は、次段の色合成プリズム４１に光を入射させる際に入射光の偏光軸の向きをその色合成プリズム４１の偏光依存性に合致した方向に合わせるためのものである。この部分の構成は第２の実施の形態と同様である。
【０１００】
偏光軸回転装置４３から出射した３つの色光は、色合成プリズム４１（クロスダイクロイックプリズム）に入射し、３つの色光が合成されて、カラー画像を表す光が形成される。合成された光は、投射光学系１１によってスクリーン上に投射され、画像が拡大されて表示される。
【０１０１】
本実施の形態の投射型液晶表示装置６１の場合も、各色光毎に１つの液晶ライトバルブ６８ｒ，６８ｇ，６８ｂ内の２つの光変調領域７０ａ，７０ｂを１フィールド毎に切り換えながら２倍速の画像信号を用いて変調を行う構成のため、動画の表示が滑らかに視認される投射型液晶表示装置を提供でき、しかも間欠表示法の場合に比べて表示が暗くなったり、明滅が生じたりすることがない、といった第１〜第３の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【０１０２】
また本実施の形態の場合、各液晶ライトバルブ６８ｒ，６８ｇ，６８ｂ内に櫛歯状の光変調領域７０ａ，７０ｂや信号線７１ａ，７１ｂを形成する必要があり、ライトバルブの構成は若干複雑になるものの、装置全体で使用する液晶ライトバルブの数を削減することができる。
【０１０３】
なお、本発明の技術範囲は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。例えば上記実施の形態では光源光を異なる２つの偏光であるｐ偏光、ｓ偏光に分離し、２つの光変調領域に対して２倍速の画像信号を用いて変調を行う例を示したが、装置構成が複雑になるものの、例えば光源光をｓ偏光、ｐ偏光に分離し、１フィールドを３分割した１フィールド毎に３つの光変調領域を切り換えながら３倍速の画像信号を用いて変調を行うことなども考えられる。また、偏光切り換え手段、光路分離手段、偏光合成手段、色分離手段、色合成手段、偏光回転手段等に用いることのできる光学部品としては一般的な例を挙げたが、上述の機能を備えたものでありさえすれば、上記実施の形態で挙げたものの他に適宜選択して構わない。その他、上記実施の形態では偏光軸の向きによって光変調領域を分ける例を挙げたが、本発明は偏光軸の向きで分けるものに限定されることはなく、例えば光路分離手段、光合成手段としてハーフミラーなどを用い、光の一部を分離、合成するものであってもよい。
【０１０４】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明の投射型液晶表示装置によれば、複数の光変調領域を１フィールド毎に切り換えながら複数倍速の画像信号を用いて変調を行うことにより、動画の表示が滑らかに視認されるようになる。特に本発明は、偏光状態により複数の光変調領域を時間的に分けて使用するものであり、光を遮断する構成ではないので、表示が暗くなったり、明滅による不具合が生じたりすることがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態の投射型液晶表示装置を示す概略構成図である。
【図２】同、投射型液晶表示装置を構成する２つの液晶ライトバルブの動作のタイミングを説明するための図である。
【図３】図２の説明図をより具体的に示す図である。
【図４】同、液晶ライトバルブの構成を示す平面図である。
【図５】図３のＨ−Ｈ’線に沿う断面図である。
【図６】同、液晶ライトバルブにおける画像信号の処理回路の一例を示すブロック図である。
【図７】同、画像信号の処理回路の他の例を示すブロック図である。
【図８】本発明の第２の実施の形態の投射型液晶表示装置を示す概略構成図である。
【図９】本発明の第３の実施の形態の投射型液晶表示装置を示す概略構成図である。
【図１０】本発明の第４の実施の形態の投射型液晶表示装置を示す概略構成図である。
【図１１】同、投射型液晶表示装置の液晶ライトバルブと複屈折性材料からなる光学系の部分を拡大した図である。
【図１２】同、液晶ライトバルブの光変調領域を表す模式図である。
【図１３】従来の投射型液晶表示装置の一例を示す概略構成図である。
【図１４】１画素におけるディスプレイ表示光の時間応答を比較して示す図であり、（ａ）液晶表示装置の場合、（ｂ）ＣＲＴ表示装置の場合をそれぞれ示す。
【符号の説明】
１，３１，４６，６１投射型液晶表示装置
２光源
３偏光変換装置（偏光変換手段、偏光切り換え手段）
４偏光軸回転装置（偏光軸回転手段、偏光切り換え手段）
５，５ｒ，５ｇ，５ｂ光路分離ＰＢＳ（光路分離手段）
８，８ｒ，８ｇ，８ｂ，９，９ｒ，９ｇ，９ｂ，６８ｒ，６８ｇ，６８ｂ液晶ライトバルブ（光変調手段）
１０，１０ｒ，１０ｇ，１０ｂ偏光合成プリズム（偏光合成手段）
１１投射光学系
３２，３３，４７〜５０，６２，６３ダイクロイックミラー（色分離手段）
４１色合成プリズム（色合成手段）
４２１／２波長板
４３偏光軸回転装置
５７ａ，５７ｂ波長選択型１／２波長板（波長選択型偏光回転手段）
６７複屈折性材料（光路分離手段）
６９複屈折性材料（偏光合成手段）
７０ａ，７０ｂ光変調領域[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a projection type liquid crystal display device, and more particularly to a configuration of a projection type liquid crystal display device suitable for displaying moving images.
[0002]
[Prior art]
In recent years, the development of information devices has been remarkable, and the demand for high-resolution, low power consumption and thin display devices has been increasing, and research and development have been promoted. In particular, liquid crystal display devices are expected to be capable of meeting the above needs by electrically controlling the arrangement of liquid crystal molecules and changing their optical characteristics, and liquid crystal display devices with large screens have also been developed. ing. As one form of such a liquid crystal display device, there is known a projection type liquid crystal display device that enlarges and projects an image emitted from a video source including an optical system using a liquid crystal panel onto a screen through a projection lens.
[0003]
FIG. 13 is a schematic configuration diagram illustrating an example of a projection-type liquid crystal display device. In the figure, reference numeral 110 is a light source, 113 and 114 are dichroic mirrors, 115, 116 and 117 are reflection mirrors, 122, 123 and 124 are liquid crystal light valves (light modulation devices), 125 is a cross dichroic prism, and 126 is a projection lens. Show. The light source 110 includes a lamp 111 such as a metal halide and a reflector 112 that reflects the light of the lamp. The dichroic mirror 113 for reflecting blue light and green light is a red light L out of the light flux from the light source 110. _R And transmits blue light L _B And green light L _G And reflect. Transmitted red light L _R Is reflected by the reflecting mirror 115 and enters the liquid crystal light valve 122 for red light. On the other hand, among the color lights reflected by the dichroic mirror 113, the green light L _G Is reflected by the dichroic mirror 114 for reflecting green light and enters the liquid crystal light valve 123 for green light. On the other hand, blue light L _B Passes through the second dichroic mirror 114 and enters the liquid crystal light valve 124 for blue light.
[0004]
The three color lights modulated by the liquid crystal light valves 122, 123, and 124 enter the cross dichroic prism 125. In this prism, four right-angle prisms are bonded, and a dielectric multilayer film that reflects red light and a dielectric multilayer film that reflects blue light are formed in a cross shape on the inner surface. These dielectric multilayer films combine the three color lights to form light representing a color image. The synthesized light is projected on the projection screen 127 by the projection lens 126 which is a projection optical system, and an enlarged image is displayed.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
In general, in a liquid crystal display device, a still image is clearly displayed, but it is said that blur disturbance is perceived in moving image display, and there is a drawback in that the movement does not look smooth when the moving image is displayed. In the moving image display of the liquid crystal display device, an electric signal corresponding to each of a plurality of images is given every predetermined period and displayed on the display device. This display period is called a field, and is usually set at an interval of 1/60 seconds. Conversely, the number of fields that appear in one second is called the field frequency. Therefore, when one field is 1/60 second, the field frequency is 60 Hz. The field frequency is related to the flicker (flicker) of the entire screen and the ability to depict motion (whether the motion feels smooth, etc.). One field means that 1/60 second is adopted in consideration of the ability of human vision to estimate a change in an image between fields.
[0006]
In the liquid crystal display device, the display light continues to display a certain image over one field as shown in FIG. Ideally, as indicated by a solid line A in FIG. 14A, the luminance of the display light should change stepwise. However, when it is displayed over one field, it does not coincide with the movement of the human line of sight, so the outline blur is visible. On the other hand, in a cathode ray tube (CRT), the display light appears momentarily in pulses as shown in FIG. 14B and then disappears. As a result, since the display image appears to change smoothly between the fields, it is recognized as a clear and smooth moving image. This difference in display method is a cause of inferior image quality of the moving image of the liquid crystal display device as compared with the CRT.
[0007]
In addition, in the liquid crystal display device, since there is a response time of the device from when the voltage is applied until the liquid crystal is aligned, the display light is actually applied with the voltage as shown by the broken line B in FIG. The target transmitted light amount (luminance) is reached after a certain delay. For this reason, as shown in FIG. 14A, the first half of each field has a rising period (M) and an afterimage time (N), and the image becomes unclear due to insufficient luminance, and the influence of the previous field is present. There is a problem that the image is blurred by pulling the tail. In particular, in the case of a moving image, it is necessary to change the signal level violently for each field. Therefore, the influence of the rising period (M) and the afterimage period (N) becomes more remarkable, and a clear image cannot be obtained. .
[0008]
Conventionally, improvement in image quality of liquid crystal display devices has been focused on shortening the rise period, afterimage period and improving contrast by improving the response speed of the liquid crystal, and there have not been many attempts to smoothly display moving images. Was real. In recent years, liquid crystal display devices have attracted attention from the viewpoint of good space factor, high resolution, and low power consumption. Large screens for home use and projection type display devices have a large screen and need to process fast moving videos. Therefore, even in a projection type liquid crystal display device, when a moving image is processed, an improvement in rendering performance such as smooth display has been demanded.
[0009]
SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is that it provides a projection type liquid crystal display device that is excellent in moving image display quality.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a projection-type liquid crystal display device according to the present invention includes a light source, a light modulation unit including a liquid crystal light valve that modulates light from the light source, and light modulated by the light modulation unit. A projection-type liquid crystal display device including a projection unit for projecting, the light modulation unit Has a plurality of light modulation areas, and each of the plurality of light modulation areas is divided between the light source and the light modulation means by dividing the signal application period of the light modulation means into a predetermined number of divisions. An optical path separating means for guiding light to different light modulation regions among the light modulation regions is provided, and the plurality of light modulation regions are For each field, The reciprocal of the signal application period An image signal corresponding to a field frequency that is the number of divisions times the drive frequency of the light modulation means, Said each other The incident light is modulated by the image signal whose timing is shifted by one field. When the incident light is supplied by the optical path separating unit, an image corresponding to the image signal whose timing is shifted by one field from each other is displayed. Each light modulated by the different light modulation regions Synthesize by photosynthesis means It is characterized by that.
[0011]
As a method for improving the blur in the moving image display of the liquid crystal display device, the display light is aligned with the motion of the image as much as possible by the intermittent display method in which the display light is intermittent light using a shutter or the like and the double speed display with motion compensation. It is already known that there is a double-speed display method to be placed at the screen position (for example, “LCD display method and video display quality”, Yashiro Kurita, 2000.9.20, Seminar “Video display technology on LCD TV” ). The present inventor has already applied for a configuration in which the former intermittent display method is applied to a projection type liquid crystal display device (Japanese Patent Application No. 2000-346891). On the other hand, the present invention proposes a configuration in which the latter double speed display method is applied to a projection type liquid crystal display device as a better improvement measure.
[0012]
That is, the projection type liquid crystal display device of the present invention supplies an image signal having a field frequency multiple times the input signal to the light modulation means to a plurality of light modulation areas constituting the light modulation means. Each light modulation area shares the modulation (display) to form an image. As described in the section “Problems to be Solved by the Invention”, the “field frequency” is the number of fields appearing in one second. In the above-described specific example, when one field is 1/60 second, the field frequency is 60 Hz.
[0013]
Therefore, in the projection-type liquid crystal display device of the present invention, considering the case where the signal application period is 1/60 seconds and one field is 1/120 seconds, for example, one light modulation region among a plurality of light modulation regions. However, if modulation is performed with an image signal having a field frequency of 120 Hz, the other optical modulation area is modulated with an image signal having a field frequency of 120 Hz in the next field. The area is shared at the timing when the signal shifts within the signal application period. At this time, each light modulation area is driven in units of 1/60 seconds, and the response of the liquid crystal light valve is performed without any trouble at the same speed as the current state, and as an image signal corresponding to one field. If the image signal corresponding to 120 Hz or the image signal corresponding to a 120 Hz image obtained by interpolating between one frame and one frame of a 60 Hz image is used, double-speed display becomes possible.
[0014]
As described above, according to the projection type liquid crystal display device of the present invention, the display of a moving image is smoothly visually recognized by performing modulation using a plurality of times-speed image signals while switching a plurality of light modulation areas for each field. Become so. The invention previously filed by the present inventor is an application of the intermittent display method described above, in which light passing through the light modulation means is blocked for a certain period by a shutter disposed on the optical path. In this case, there is a disadvantage that the display brightness is lowered by partially blocking light, resulting in a dark display and a display that is difficult to see due to blinking. On the other hand, in the case of the present invention, a plurality of light modulation regions are used in a time-dependent manner depending on the polarization state, and the light is not blocked, so the display becomes dark or a problem due to blinking occurs. There is nothing to do.
[0015]
In addition, as an example of the sharing of each light modulation region, for example, the light of various polarization axes included in the light emitted from the light source is separated according to the direction of the polarization axis, and the optical path is divided according to the direction of the polarization axis, Allocate to each light modulation area. Finally, the lights modulated by the respective light modulation areas are combined and then projected onto one projection surface (for example, a screen). As a configuration for that purpose, the projection type liquid crystal display device of the present invention includes polarization switching means, optical path separation means, and polarization composition means. The polarization switching means is arranged at the subsequent stage of the light source, and converts light into light having a different polarization axis for each field when light from the light source is incident. In other words, it has a function of separating and extracting only light of one polarization axis different for each field from light of various polarization axes included in light emitted from the light source. The optical path separation means divides the optical path of the light having different polarization axes sequentially emitted from the polarization switching means for each field in accordance with the direction of the polarization axis, and guides the light to different light modulation regions. Finally, the polarization combining means combines each light modulated by different light modulation regions.
[0016]
According to said structure, the characteristic structure of the projection type liquid crystal display device of this invention can be implement | achieved efficiently. However, it is not necessarily limited to those that are divided according to the direction of the polarization axis. For example, a part of light may be separated and synthesized using a half mirror or the like.
[0017]
The plurality of light modulation regions included in the light modulation means can be composed of the same number of liquid crystal light valves as the number of light modulation regions.
[0018]
According to this configuration, as long as each liquid crystal light valve can handle an image signal of multiple times speed, a conventional liquid crystal light valve can be used structurally, and the configuration of the liquid crystal light valve itself is complicated. The configuration of the present invention can be realized without doing so.
[0019]
The configuration of the projection-type liquid crystal display device of the present invention is not particularly limited with respect to the number of selections for selecting light with different polarization axis directions from the light source, the number of light modulation regions, the number of double speeds of image signals, and the like. Any setting is possible. For example, the light from the light source may be separated into two light beams having different directions of polarization axes, distributed to three light modulation regions, and modulated using a 3 × speed image signal. However, in reality, it is easy to configure to set all the above numbers to 2, which is the simplest configuration.
[0020]
That is, a plurality of light modulation areas are composed of two liquid crystal light valves, and the polarization switching means alternately converts light from the light source into linearly polarized light having directions of polarization axes orthogonal to each other for each field. The optical path separation means divides the optical path of each linearly polarized light sequentially emitted from the polarization switching means for each field in accordance with the direction of the polarization axis and emits the light toward one of the two liquid crystal light valves. It is the composition of letting.
[0021]
According to this configuration, the polarization switching means can be configured using, for example, a normal polarization axis rotation device that selects s-polarized light and p-polarized light, and the overall configuration of the device including the liquid crystal light valve is so complicated. The configuration of the present invention can be realized without doing so. Moreover, 1/60 second is normally used for one field, but if one field is set to double speed, that is, one field is 1/120 second and an image signal of 120 Hz is used, it is sufficient when viewed visually. A smooth video display can be obtained.
[0022]
In the projection type liquid crystal display device of the present invention, as described above, for example, each light modulation area is driven in units of 1/60 second, but a double-speed image signal is used for an image signal corresponding to 1/120 second. It is necessary to adopt a configuration in which light is incident at the timing of the field period in which the image signal is supplied. The timing may be any field period, but in the case of double speed, linearly polarized light with one polarization axis is incident on each liquid crystal light valve in the latter half of the input signal application period. Is desirable.
[0023]
According to this configuration, display is not actually performed in the first half of the input signal application period including the rising period of the response characteristic of the liquid crystal, and light is incident in the second half of the input signal application period after the response characteristic is saturated to some extent. Since the display is performed, a clear image with a higher contrast ratio can be obtained.
[0024]
The projection type liquid crystal display device of the present invention can be applied to both monochromatic display and color display. In particular, the following four forms are conceivable as a configuration when applied to color display. The first form is a configuration in which a color filter is provided in each liquid crystal light valve into which light having different polarization directions is incident.
[0025]
According to this configuration, although it is necessary to provide a color filter for each liquid crystal light valve, the overall configuration of the projection type liquid crystal display device can be minimized.
[0026]
The second form is a configuration of a plurality of the present apparatuses having different emission colors.
According to this configuration, although it is necessary to provide a color filter for each optical path, the configuration of the entire projection type liquid crystal display device can be simplified.
[0027]
In the third embodiment, color separation means for separating each of the light beams having different polarization axis directions emitted from the polarization switching means into a plurality of color lights is provided on the emission side of the polarization switching means, and is separated by the color separation means. On the optical path of each color light, an optical path that is sequentially emitted from the polarization switching means for each field, splits the optical path according to the direction of the polarization axis, and guides the light to a plurality of liquid crystal light valves. An optical system comprising a separating unit, a plurality of liquid crystal light valves, and a polarization combining unit that combines the light modulated by the plurality of liquid crystal light valves is provided, and the color light emitted from each of the optical systems is combined. The color synthesizing means is provided.
[0028]
According to this configuration, the light emitted from the polarization switching means is color-separated first, and after the optical path is separated for each color light, it is guided to each liquid crystal light valve to be modulated and polarized. Since the synthesis is performed and finally the color synthesis is performed, the color separation unit and the color synthesis unit do not need to be provided for each optical path, and the configuration thereof can be simplified.
[0029]
In the case of adopting this configuration, it is preferable that a polarization axis rotating unit that rotates the direction of the polarization axis of light is provided between the liquid crystal light valve and the polarization combining unit as necessary. Alternatively, a polarization axis rotating means for rotating the direction of the polarization axis of light may be provided between the polarization synthesizing means and the color synthesizing means as necessary.
[0030]
The polarization combining means and the color combining means are generally composed of a combining prism or the like, but the combining prism has polarization dependency, and it is determined which polarization axis light is incident on a predetermined incident surface of the prism. It is determined by the composite prism. Therefore, if the direction of the polarization axis does not match when the light is incident on the polarization synthesis unit or the color synthesis unit, the polarization axis of the light is adjusted in accordance with the polarization synthesis unit or the color synthesis unit using the polarization axis rotation unit. It is only necessary to make the light incident after rotating the direction.
[0031]
In the fourth mode, on the emission side of the polarization switching unit, there is provided an optical path separation unit that divides an optical path according to the direction of the polarization axis of light having different polarization axes sequentially emitted from the polarization switching unit for each field, Each of the light beams is separated into a plurality of color lights on the light paths of the light beams whose directions of polarization are separated by the light path separation means and led to a plurality of liquid crystal light valves corresponding to the display of each color light. An optical system comprising color separation means, a plurality of liquid crystal light valves, and a color composition means for synthesizing the color lights modulated by the plurality of liquid crystal light valves is provided, respectively, with different polarization axes emitted from each of the optical systems. In this configuration, polarization combining means for combining light in directions is provided.
[0032]
According to this configuration, the light emitted from the polarization switching means is first subjected to optical path separation, color separation is performed for each light having a different polarization axis direction, and then guided to each liquid crystal light valve to be modulated. Since color synthesis is performed, and finally polarization synthesis is performed, it is not necessary to provide an optical path separation unit and a polarization synthesis unit for each optical path, and these configurations can be simplified.
[0033]
Also in the fourth embodiment, since the color synthesizing means is constituted by a synthesizing prism or the like, if the direction of the polarization axis does not match when the light is incident on the color synthesizing means, the polarization axis rotating means After the polarization axis is rotated, it is made incident on the color composition means.
[0034]
Further, in the fourth embodiment, the polarization combining unit that combines the light beams with different polarization axes emitted from the optical systems has different polarization axes depending on the color even if the light is incident on one incident surface. In some cases, light may be incident. In this case, if the wavelength selective polarization rotating unit is provided between the color combining unit and the polarization combining unit, the polarization dependency of the polarization combining unit can be adjusted. it can. The “wavelength selective polarization rotating means” has a function of rotating or not rotating the polarization axis according to the wavelength (color) of incident light.
[0035]
A polarizing beam splitter can be used as the optical path separating means.
According to this configuration, the optical paths of light having different polarization axes are reliably separated, and the configuration of the optical path separating means can be simplified.
[0036]
As described above, the configuration in which the plurality of light modulation regions that modulate light of different polarization axes are separate liquid crystal light valves has been described, but instead of this configuration, the plurality of light modulation regions are formed of one liquid crystal light valve. Among them, a configuration including a plurality of regions each capable of independently driving the liquid crystal may be used.
[0037]
According to this configuration, although the configuration of individual liquid crystal light valves is somewhat complicated, the number of liquid crystal light valves used in the entire apparatus can be reduced.
[0038]
In the case of this configuration, it is only necessary to slightly change the optical path in one liquid crystal light valve. Therefore, it is necessary to use a general polarizing beam splitter, a combining prism or the like as the optical path separating unit and the polarization combining unit. Any birefringent material may be used.
[0039]
According to this configuration, the optical paths having different polarization axes are reliably separated or combined on the liquid crystal light valve, and the configuration of the optical path separating unit and the polarization combining unit can be simplified.
[0040]
As a more specific configuration, the plurality of light modulation regions are a combination of two light modulation regions each having a comb shape on a single liquid crystal light valve. Are alternately converted into linearly polarized light with polarization axes orthogonal to each other for each field, and the optical path separation means converts linearly polarized light sequentially emitted from the polarization switching means for each field according to the direction of the polarization axis. The optical path is divided and led to each of the two light modulation regions.
[0041]
According to this configuration, for example, the polarization switching means can be configured using a normal polarization axis rotating device that selects s-polarized light and p-polarized light, and the overall configuration including the liquid crystal light valve is not so complicated. The configuration of the present invention can be realized. Moreover, 1/60 second is normally used for one field, but if one field is set to double speed, that is, one field is 1/120 second and an image signal of 120 Hz is used, it is sufficient when viewed visually. A smooth video display can be obtained.
[0042]
Also in this configuration, it is desirable that linearly polarized light having one polarization axis is incident on the liquid crystal light valve in the latter half of the input signal application period.
[0043]
According to this configuration, display is not actually performed in the first half of the signal application period including the rising period of the response characteristic of the liquid crystal, and light is incident and displayed in the second half of the signal application period after the response characteristic is saturated to some extent. Therefore, a clear image with a higher contrast ratio can be obtained.
[0044]
The liquid crystal light valve may be provided with a color filter.
According to this configuration, it is possible to easily realize a color display projection type liquid crystal display device.
[0045]
In the projection-type liquid crystal display device of the present invention, the polarization switching unit includes a polarization conversion unit that converts light from the light source into linearly polarized light having a fixed polarization axis, and a polarization axis of the linearly polarized light emitted from the polarization conversion unit. It can be configured by using two means of polarization axis rotating means for rotating the direction in different directions for each field.
[0046]
According to this configuration, for example, an optical element capable of rotating the polarization axis, such as a liquid crystal cell using twisted nematic (hereinafter abbreviated as TN) liquid crystal, a liquid crystal using vertical alignment nematic, and ferroelectric liquid crystal. Since the polarization axis rotating means can be constituted by an optical element capable of controlling the phase difference, such as a cell, a rotatable phase difference plate, or a photoelastic body, the configuration of the projection type liquid crystal display device of the present invention can be easily realized. .
[0047]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
[First Embodiment]
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
The projection type liquid crystal display device according to the present embodiment is a projection type liquid crystal display device having the most basic configuration of the present invention, and is an example of a projection type liquid crystal display device that enables double-speed display. The operation, action, and effect of the projection type liquid crystal display device of the present invention will be described in detail using this embodiment.
[0048]
FIG. 1 is a schematic diagram showing the overall configuration of a projection type liquid crystal display device 1. In the figure, reference numeral 2 denotes a light source, 3 denotes a polarization conversion device (polarization conversion means, polarization switching means), and 4 denotes a polarization axis rotation device (polarization). Axis rotating means, polarization switching means), 5 is an optical path separation polarization beam splitter (hereinafter abbreviated as optical path separation PBS, optical path separation means), 6, 7 are reflection mirrors, and 8 and 9 are liquid crystal light valves (light modulation means). Reference numeral 10 denotes a polarization combining prism (polarization combining means).
[0049]
As shown in FIG. 1, the projection-type liquid crystal display device 1 of the present embodiment is on an optical path branched by the action of a light source 2, a polarization conversion device 3, a polarization axis rotation device 4, an optical path separation polarization PBS 5, and an optical path separation polarization PBS 5. , The reflecting mirrors 6 and 7, the liquid crystal light valves 8 and 9, the polarization combining prism 10 that combines the light on each optical path, and the projection optical system 11 including a plurality of projection lenses. The light source 2 includes a lamp 12 such as a metal halide and a reflector 13 that reflects light from the lamp 12.
[0050]
The light emitted from the light source 2 is incident on the polarization switching means comprising the polarization conversion device 3 and the polarization axis rotation device 4, and is emitted with the direction of the polarization axis being switched for each field. In this embodiment, the signal application period is 1/60 seconds and one field is 1/120 seconds.
[0051]
The polarization conversion device 3 is a combination of, for example, a plurality of polarization beam splitters, and converts one of p-polarized light and s-polarized light (linearly polarized light) included in the light from the light source 2 to convert the other polarized light. It is something to align. The polarization axis rotation device 4 is composed of, for example, a liquid crystal cell using TN liquid crystal or a half-wave plate (retardation plate) that is rotatably installed. Light whose polarization axes are aligned is rotated by 90 ° for each field.
[0052]
That is, suppose that the polarization conversion device 3 converts all light from the light source 2 into p-polarized light (in FIG. 1, light indicating a vibration plane parallel to the paper surface is p-polarized light (represented by an arrow parallel to the paper surface), and a vibration surface perpendicular to the paper surface. Is aligned with s-polarized light (represented by a circle), the polarization axis rotation device 4 in the next stage remains p-polarized in one field when p-polarized light is incident. In the next one field, the p-polarized light is converted into s-polarized light and emitted, and in the next one field, the p-polarized light is emitted again. Therefore, when the polarization axis rotating device 4 is constituted by a liquid crystal cell using TN liquid crystal, it is required to be able to switch on and off for each field and to have a sufficiently fast response speed of the liquid crystal itself. . Further, when the polarization axis rotation device 4 is composed of a half-wave plate, it is necessary to rotate 45 ° for each field.
[0053]
The light emitted from the polarization axis rotating device 4 while the direction of the polarization axis is switched for each field is incident on the optical path separation PBS 5, and the light path is divided and emitted according to the direction of the polarization axis. In FIG. 1, p-polarized light L _p Passes through the optical path separating PBS 5 as it is, and s-polarized light L _s Is reflected by the internal reflection surface of the optical path separation PBS 5. p-polarized light L _p , S-polarized light L _s Reflective mirrors 6 and 7 are installed on each optical path, and p-polarized light L _p , S-polarized light L _s After being reflected here, the light is incident on the liquid crystal light valves 8 and 9 assigned for p-polarization modulation and s-polarization modulation.
[0054]
Each of the liquid crystal light valves 8 and 9 employs a TN mode active matrix transmissive liquid crystal cell using a thin film transistor (hereinafter abbreviated as TFT) as a pixel switching element. Therefore, in the liquid crystal light valve 9 for s-polarization modulation, the s-polarized light L incident on the liquid crystal light valve 9 in the off state. _s Is p-polarized light L _p On the other hand, the light is blocked in the ON state. In the liquid crystal light valve 8 for p-polarization modulation, the p-polarized light L incident on the liquid crystal light valve 8 in the off state. _p Is s-polarized light L _s On the other hand, the light is blocked in the ON state.
[0055]
As shown in FIGS. 4 and 5, the liquid crystal light valves 8 and 9 are configured such that a sealing material 16 is provided on the TFT array substrate 15 along the edge of the counter substrate 17, and parallel to the inside thereof. Thus, a light shielding film 18 (peripheral parting) is provided as a frame. A data line driving circuit 19 and an external circuit connection terminal 20 are provided along one side of the TFT array substrate 15 in a region outside the sealing material 16, and the scanning line driving circuit 21 is provided on two sides adjacent to the one side. It is provided along.
[0056]
Furthermore, a plurality of wirings 22 for connecting the scanning line driving circuits 21 provided on both sides of the image display area are provided on the remaining side of the TFT array substrate 15. In addition, at least one corner of the counter substrate 17 is provided with a conductive material 23 for establishing electrical continuity between the TFT array substrate 15 and the counter substrate 17. As shown in FIG. 5, a counter substrate 17 having substantially the same contour as the sealing material 16 shown in FIG. 4 is fixed to the TFT array substrate 15 by the sealing material 16, and the TFT array substrate 15 and the counter substrate 17 are TN liquid crystal 24 is sealed between the two. Further, the opening provided in the sealing material 16 shown in FIG. 4 is a liquid crystal injection port 16 a and is sealed by the sealing material 25.
[0057]
As shown in FIG. 1, the s-polarized light L modulated by the liquid crystal light valve 8 for p-polarized light modulation. _s , P-polarized light L modulated by the liquid crystal light valve 9 for modulating s-polarized light _p Are incident on the polarization combining prism 10, the p-polarized light L _p Passes through the polarization combining prism 10 as it is, and s-polarized light L _s Are reflected by the internal reflection surface of the polarization combining prism 10 to combine the polarized lights. Then, after the lights having different polarization axes are combined, the light is projected on the screen by the projection optical system 11, and the image is enlarged and displayed.
[0058]
Here, the operation timing of each of the liquid crystal light valves 8 and 9 in the projection type liquid crystal display device 1 having the above configuration will be described with reference to FIGS.
In the present embodiment in which the signal application period is 1/60 seconds and the field is 1/120 seconds, as shown in FIG. 2, for example, a liquid crystal light valve for p-polarization modulation among the two liquid crystal light valves 8 and 9. 8 displays images in the previous one field, and the s-polarization modulation liquid crystal light valve 9 displays images in the next one field. A moving image is obtained on the screen by repeating this operation. However, the individual liquid crystal light valves 8 and 9 are driven by a drive signal of 60 Hz, and the p-polarization modulation liquid crystal light valve 8 and the s-polarization modulation liquid crystal light valve 9 are shifted by one field (1/120 seconds). It is driven at the timing.
[0059]
More specifically, as schematically shown in FIG. 3, when there are signals (1), (2), (3),... In the latter half of 1/120 seconds, the polarization axis rotation device 4 causes the p-polarized light L _p , S-polarized light L _s Are switched and display is performed by the liquid crystal light valves 8 and 9 for p-polarization modulation and s-polarization modulation. For example, the liquid crystal light valve 8 for p-polarization modulation modulates the video signals (1), (3), (5),... In 1/120 seconds, the second half of the signal application period 1/60 seconds, while for the s-polarization modulation. The liquid crystal light valve 9 changes the video signal of (2), (4), (6),... To a signal application period 1 / at a timing shifted by 1/120 seconds from the signal application period of the liquid crystal light valve 8 for p-polarization modulation. Modulation is performed in 1/120 second of the second half of 60 seconds.
[0060]
Since the drive timing is shifted by one field, when attention is paid to the application period of the input signal among the individual liquid crystal light valves 8, 9, each liquid crystal light valve 8, 9 has one field on the latter half of the signal application period. Is displayed. That is, the switching operation of the direction of the polarization axis in the polarization axis rotation device 4 and the driving of the liquid crystal light valves 8 and 9 are performed in synchronization, so that the application period of the input signal to the liquid crystal light valves 8 and 9 is reduced. The s-polarized light L to be modulated by the liquid crystal light valves 8 and 9 in the latter half of the period _s , P-polarized light L _p Display is performed by entering any one of the above light, and no display is performed without light being incident during the first half period.
[0061]
The liquid crystal light valves 8 and 9 are driven at 60 Hz as usual, and the response of the liquid crystal is performed at the same speed as usual. The response characteristics of the liquid crystal shown in FIG. ] Has a rising period (M) and an afterimage period (N) as described with reference to FIG. However, s-polarized light L _s , P-polarized light L _p Any of the above light is incident and display is actually performed from the end of the response of the liquid crystal to the end of the field. Further, as an image signal corresponding to one field in each of the liquid crystal light valves 8 and 9, an image signal for 120 Hz, or an image signal for one frame of the original 60 Hz is interpolated between 2 frames. An image signal corresponding to a double speed image is used. By such an operation, the projection type liquid crystal display device 1 of the present embodiment performs double speed display.
[0062]
The projection type liquid crystal display device 1 of the present embodiment has a circuit as shown in FIG. 6 or FIG. When the original image signal is 120 Hz, as shown in FIG. 6, the distribution circuit 80 and the liquid crystal light valves 8 and 9 have frame memories 81p and 81s and LCD controllers 82p and 82s. ing. The synchronization signal and the image signal input to the distribution circuit 80 are distributed to the p-polarization modulation liquid crystal light valve 8 side and the s-polarization modulation liquid crystal light valve 9 side. The synchronization signal and the image signal distributed to the p-polarization side and the s-polarization side by the distribution circuit 80 are held for 1/60 seconds by the frame memories 81p and 81s, and then passed through the LCD controllers 82p and 82s. Supplied to the liquid crystal light valves 8 and 9.
[0063]
In addition, when the image signal originally possessed is 60 Hz and an image signal corresponding to 120 Hz is generated by performing image interpolation, as shown in FIG. The circuit 80 and the liquid crystal light valves 8, 9 have frame memories 81p, 81s and LCD controllers 82p, 82s. The 60 Hz synchronization signal and image signal are converted into a 120 Hz synchronization signal and image signal by the interpolated image and timing generation circuit 83. These synchronization signals and image signals are input to the distribution circuit 80 and distributed to the p-polarization modulation liquid crystal light valve 8 side and the s-polarization modulation liquid crystal light valve 9 side. The synchronization signal and the image signal distributed to the p-polarization side and the s-polarization side by the distribution circuit 80 are held for 1/60 seconds by the frame memories 81p and 81s, and then passed through the LCD controllers 82p and 82s. Supplied to the liquid crystal light valves 8 and 9.
[0064]
According to the projection type liquid crystal display device 1 of the present embodiment, since the two liquid crystal light valves 8 and 9 are switched for each field within one field, modulation is performed using an image signal corresponding to double speed. It is possible to provide a projection type liquid crystal display device in which a moving image can be smoothly viewed. In the intermittent display method in which the light is blocked for a certain period of time, the display brightness decreases and the display becomes dark, and the display is difficult to see due to blinking. On the other hand, in this embodiment, the incident light is p-polarized light L. _p Or s-polarized light L _s The two liquid crystal light valves 8 and 9 are used by switching over time depending on whether or not the light is not blocked, so that the display does not darken or cause trouble due to blinking. .
[0065]
In the case of the present embodiment, as long as the individual liquid crystal light valves 8 and 9 can handle double-speed image signals, conventional liquid crystal light valves can be used structurally. The configuration of the entire apparatus can be realized without complicating the configuration of the valve itself. Further, the light from the light source 2 is converted into p-polarized light L _p , S-polarized light L _s Therefore, the polarization switching means and the polarization synthesizing means are combined by combining ordinary optical components such as a polarizing beam splitter, a liquid crystal cell or a phase difference plate, and a synthesizing prism. The projection type liquid crystal display device unique to the present invention can be realized without complicating the overall configuration.
[0066]
In addition, although the liquid crystal light valves 8 and 9 perform the display even if they are in the first half of the signal application period, a certain effect can be obtained. In s-polarized light L in the field period on the second half side of the signal application period after the liquid crystal responds _s , P-polarized light L _p Is incident and display is performed, so that a brighter and clearer image can be obtained.
[0067]
The configuration of the present embodiment is the most basic configuration of the present invention, and may be considered as a projection-type liquid crystal display device that performs monochromatic display, but without changing the overall configuration, each liquid crystal light valve has a color filter. It is possible to provide a projection-type liquid crystal display device with a color display that can smoothly display a moving image simply by providing the screen. In addition, color display by a plurality of the apparatuses having different emission colors is also possible.
[0068]
[Second Embodiment]
Hereinafter, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
The projection type liquid crystal display device of the present embodiment is an example of a projection type liquid crystal display device compatible with color display, and the basic configuration thereof is the projection type of the first embodiment for each color light obtained by color separation of the light source light. The liquid crystal display device is provided with a set.
[0069]
FIG. 8 is a schematic diagram showing the overall configuration of the projection-type liquid crystal display device 31. In the figure, reference numeral 2 denotes a light source, 3 denotes a polarization conversion device (polarization conversion means, polarization switching means), and 4 denotes a polarization axis rotation device (polarization). Axis rotation means, polarization switching means), 32, 33 are dichroic mirrors (color separation means), 5r, 5g, 5b are optical path separation PBSs (optical path separation means), 34-40 are reflection mirrors, 8r, 9r, 8g, 9g. , 8b, 9b are liquid crystal light valves (light modulation means), 10r, 10g, 10b are polarization combining prisms (polarization combining means), and 41 is a color combining prism (color combining means). In FIG. 8, the same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
[0070]
As shown in FIG. 8, the projection type liquid crystal display device 31 of the present embodiment converts light from the light source 2, the polarization conversion device 3, the polarization axis rotation device 4, and the light source 2 to R (red), G (green), Dichroic mirrors 32 and 33 for separating each color light of B (blue), optical path separation PBSs 5r, 5g and 5b, reflection mirrors 34 to 40, two liquid crystal light valves 8r respectively disposed on the optical paths branched to the respective color lights The optical system includes 9r, 8g, 9g, 8b, and 9b, the polarization combining prisms 10r, 10g, and 10b, the color combining prism 41 that combines the three color lights, and the projection optical system 11 that includes a plurality of lenses.
[0071]
The light emitted from the light source 2 is incident on the polarization switching means composed of the polarization conversion device 3 and the polarization axis rotation device 4, and is divided into 1/60 seconds at equal intervals and divided into p-polarized light every 1/120 seconds. The direction of the polarization axis is switched between s-polarized light, p-polarized light,... and emitted. The configurations of the polarization conversion device 3 and the polarization axis rotation device 4 are the same as those in the first embodiment.
[0072]
The light emitted from the polarization axis rotating device 4 while the direction of the polarization axis is switched for each field is first incident on the dichroic mirror 32 that reflects blue light, and the blue light L out of the white light from the light source 2. _b Is reflected and red light L _r And green light L _g And is transparent. Reflected blue light L _b Is reflected by the reflection mirror 40 and enters the optical path separation PBS 5b for blue light. Here, the p-polarized light L of the blue light Lb _bp , S-polarized light L _bs Are separated and emitted, but p-polarized light L _bp , S-polarized light L _bs Reflecting mirrors 38 and 39 are installed on the respective optical paths, and each light is reflected here and then incident on the liquid crystal light valves 8b and 9b for p-polarization modulation and s-polarization modulation. In the case of the present embodiment, color display is performed by color separation and color synthesis, and each liquid crystal light valve handles monochromatic light, so there is no need to provide a color filter.
[0073]
On the other hand, among the colored lights transmitted through the dichroic mirror 32, the green light L _g Is reflected by the dichroic mirror 33 reflecting green light, and the blue light L _b Same as above, p-polarized light with 5g light path separation PBS for green light _gp , S-polarized light L _gs Are separated and then incident on the liquid crystal light valves 8g and 9g for p-polarization modulation and s-polarization modulation via the reflecting mirrors 36 and 37, respectively. Also, red light L _r Passes through the dichroic mirror 33 reflecting green light, and the blue light L _b , Green light L _g Same as above, p-polarized light L with the optical path separation PBS5r for red light _rp , S-polarized light L _rs Are separated and then incident on the liquid crystal light valves 8r and 9r for p-polarization modulation and s-polarization modulation via the reflecting mirrors 34 and 35, respectively. The modulation operation unique to the present invention in each liquid crystal light valve, that is, p-polarization modulation liquid crystal light valves 8r, 8g, 8b and s-polarization modulation liquid crystal light valves 9r, 9g, 9b are switched for each field. The operation for displaying the double-speed image with a shifted timing is the same as that described in the first embodiment.
[0074]
The s-polarized light and p-polarized light modulated by the liquid crystal light valves 8r, 9r, 8g, 9g, 8b, and 9b for p-polarization modulation and s-polarization modulation for each color light are converted into s-polarized light by the half-wave plate 42. The p-polarized light and the p-polarized light are converted into s-polarized light and then incident on the polarization combining prisms 10r, 10g, and 10b, and the p-polarized light and the s-polarized light are combined. The half-wave plate 42 changes the direction of the polarization axis of the incident light when the polarized light emitted from the liquid crystal light valves 8r, 9r, 8g, 9g, 8b, and 9b is incident on the polarization combining prisms 10r, 10g, and 10b. This is for adjusting the direction in accordance with the polarization combining prisms 10r, 10g, and 10b.
[0075]
After the p-polarized light and the s-polarized light are combined for each color light by the polarization combining prisms 10r, 10g, and 10b on each optical path, the light is incident on the polarization axis rotation device 43 and is incident while switching for each field. The polarized light and the s-polarized light are emitted in a state in which either polarized light is aligned. In the present embodiment, as shown in FIG. _r And blue light L _b Are aligned with s-polarized light and green light L _g Are aligned with p-polarized light. In this polarization axis rotation device 43, the color synthesis prism generally has a polarization dependency, and the incident light is incident when each polarized light emitted from each polarization synthesis prism 10r, 10g, 10b enters the color synthesis prism 41 in the next stage. The direction of the polarization axis is adjusted to the direction matching the color composition prism 41. Also, the polarization axis rotation device 43 used here can be constituted by a liquid crystal cell, a rotation half-wave plate, or the like, similar to the polarization axis rotation device 4 in the polarization switching means at the subsequent stage of the light source 2, and in the polarization switching means. What is necessary is just to use the entrance side and exit side of the polarization axis rotation device 4 in reverse.
[0076]
The three color lights emitted from the polarization axis rotating device 43 enter the color synthesis prism 41 (cross dichroic prism). In this cross dichroic prism, four right-angle prisms are bonded together, and a dielectric multilayer film that reflects red light and a dielectric multilayer film that reflects blue light are formed in a cross shape on the inner surface. These dielectric multilayer films combine the three color lights to form light representing a color image. The synthesized light is projected on the screen by the projection optical system 11, and the image is enlarged and displayed.
[0077]
Also in the case of the projection type liquid crystal display device 31 of the present embodiment, an image signal of 120 Hz is used while switching two liquid crystal light valves 8r, 9r, 8g, 9g, 8b, 9b for each color light for each field. Because of the configuration that performs modulation, it is possible to provide a projection-type liquid crystal display device in which the display of moving images is smoothly viewed, and the display does not become darker or flicker than in the case of the intermittent display method. The same effects as those of the first embodiment can be obtained.
[0078]
In the case of the present embodiment, the light emitted from the polarization switching means composed of the polarization conversion device 3 and the polarization axis rotation device 4 is first color-separated by the two dichroic mirrors 32 and 33, and the separated colors. Light L _r , L _g , L _b After the optical path is separated according to the direction of the polarization axis every time, the light is guided to the liquid crystal light valves 8r, 9r, 8g, 9g, 8b, and 9b for p-polarization modulation and s-polarization modulation, and modulation is performed. In this configuration, polarization synthesis is performed, and finally color synthesis is performed. Therefore, the number of color separation means (dichroic mirrors 32 and 33) and color composition means (color composition prism 41) can be reduced, and these configurations can be simplified.
[0079]
[Third Embodiment]
The third embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG.
The projection type liquid crystal display device of the present embodiment is also an example of a projection type liquid crystal display device compatible with color display, and is the same as the second embodiment in that the liquid crystal light valve is not provided with a color filter. The difference from the second embodiment is that color separation is performed for each polarization after polarization separation.
[0080]
FIG. 9 is a schematic diagram showing the overall configuration of the projection-type liquid crystal display device 46, in which 2 is a light source, 3 is a polarization conversion device (polarization conversion means), and 4 is a polarization axis rotation device (polarization axis rotation means). 5 is an optical path separating PBS (optical path separating means), 47 to 50 are dichroic mirrors (color separating means), 51 to 56 are reflecting mirrors, 8r, 9r, 8g, 9g, 8b and 9b are liquid crystal light valves (light modulating means). , 41p and 41s are color synthesis prisms (color synthesis means), and 10 is a polarization synthesis prism (polarization synthesis means). In FIG. 9, the same components as those in FIGS. 1 and 8 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
[0081]
As shown in FIG. 9, the projection-type liquid crystal display device 46 of this embodiment includes a light source 2, a polarization conversion device 3, a polarization axis rotation device 4, an optical path separation PBS 5, and a separated p-polarized light L. _p , S-polarized light L _s Color separation dichroic mirrors 47 to 50, reflection mirrors 51 to 56, three liquid crystal light valves 8r, 9r, 8g, 9g, 8b and 9b, and color combining prisms 41p and 41s arranged on the respective optical paths. An optical system, a polarization combining prism 10 that combines p-polarized light and s-polarized light, and a projection optical system 11 including a plurality of projection lenses.
[0082]
The light emitted from the light source 2 is incident on the polarization switching means comprising the polarization conversion device 3 and the polarization axis rotation device 4, and is divided every 1 field (1/120 seconds) divided into 1/60 seconds at equal intervals. The direction of the polarization axis is switched between p-polarized light, s-polarized light, p-polarized light,... The configurations of the polarization conversion device 3 and the polarization axis rotation device 4 are the same as those in the first and second embodiments.
[0083]
The light emitted from the polarization axis rotating device 4 while the direction of the polarization axis is switched for each field is incident on the optical path separation PBS 5, and the p-polarized light L _p , S-polarized light L _s The optical path is divided and emitted by either of the above. p-polarized light L _p Is incident on the dichroic mirror 47 reflecting red light, and the red light L out of the white light from the light source 2. _rp Is reflected and green light L _gp And blue light L _bp And is transparent. Reflected red light L _rp Is reflected by the reflecting mirror 51 and enters the liquid crystal light valve 8r for p-polarization modulation of red light. On the other hand, among the colored lights transmitted through the dichroic mirror 47, the green light L _gp Is reflected by the dichroic mirror 48 that reflects green light and enters the liquid crystal light valve 8g for p-polarization modulation of green light. Blue light L _bp Passes through the dichroic mirror 48 reflecting green light, and after changing the optical path by the two reflecting mirrors 52 and 53, enters the liquid crystal light valve 8b for p-polarization modulation of blue light.
[0084]
P-polarized light L _p The optical path of s-polarized light L _s The optical path is completely the same. The modulation operation in each of the liquid crystal light valves 8r, 9r, 8g, 9g, 8b, and 9b is the same as that in the first embodiment.
[0085]
For each polarized light, the light modulated by the three liquid crystal light valves 8r, 9r, 8g, 9g, 8b, and 9b for red light, green light, and blue light is incident on the color synthesis prisms 41p and 41s, and the three color lights are emitted. Combined and emitted. However, focusing on the optical path on the p-polarization side, the red light L _rp , Blue light L _bp The light emitted from the liquid crystal light valves 8r and 8b enters the color synthesis prism 41p as it is, but the green light L _gp However, the light emitted from the liquid crystal light valve 8g is not directly incident on the color combining prism 41p, but is incident on the color combining prism 41p via the half-wave plate 42 (polarization rotating means). ing.
[0086]
The reason is that the color synthesis prism 41p has polarization dependency, and the direction of the polarization axis of the incident light needs to be matched with the polarization axis that matches the color synthesis prism 41p. That is, each color light is incident on the color combining prism 41p from three directions, but the polarization dependency of the color combining prism 41p used here is that the p-polarized light is transmitted and the s-polarized light is reflected by the internal reflection surface. It is. For this reason, in the configuration of the present embodiment, the red light L at the point of incidence on the color synthesis prism 41p. _rp , Blue light L _bp Is s-polarized light, green light L _gp Needs to be p-polarized light. On the other hand, since all of the three liquid crystal light valves 8r, 8g, and 8b are s-polarized light whose p-polarization plane is rotated by 90 ° at the time of exiting the liquid crystal light valve, the green light L _gp This is because the polarization axis must be rotated 90 ° using the half-wave plate 42 and converted to p-polarized light.
[0087]
On the other hand, s-polarized light L _s With respect to the optical path of the green light L as well, for the same reason as described above, it is matched with the polarization dependency of the color synthesis prism 41s. _gs Only the light emitted from the liquid crystal light valve 9g is directly incident on the color synthesis prism 41s, but the red light L _rs And blue light L _bs Is configured such that light emitted from the liquid crystal light valves 9r and 9b is not incident on the color combining prism 41s as it is, but is incident on the color combining prism 41s through the half-wave plate 42.
[0088]
Next, the light emitted from the color synthesis prisms 41p and 41s on each optical path is incident on the polarization synthesis prism 10, and polarization synthesis is performed. At this time, each incident light is incident on the polarization combining prism 10 through the wavelength selection type ½ wavelength plates 57a and 57b (wavelength selection type polarization rotation means). This is because the polarization axes are not aligned depending on the colors when light is emitted from the color combining prisms 41p and 41s. In the configuration of the present embodiment, it is necessary to transmit the p-polarized light as it is in the polarization combining prism 10 and to reflect the s-polarized light by the internal reflection surface. Therefore, two wavelength selection types 1 corresponding to the optical paths of the respective polarizations are used. / 2 wavelength plates 57a and 57b are used, but the wavelength to be selected is different. That is, the wavelength-selective half-wave plate 57a arranged in front of the incident surface of the polarization combining prism 10 from the color combining prism 41p on the optical path on the p-polarization side has a polarization plane (p-polarization) of only green light 90 A wavelength-selective half-wave plate 57b that has a function of rotating and is arranged in front of the entrance surface of the polarization beam combining prism 10 from the color beam combining prism 41s on the optical path on the s-polarized light side is red light and blue light. Has a function of rotating the polarization plane (s-polarized light) by 90 °.
[0089]
The light combined by the polarization combining prism 10 is projected on the screen by the projection optical system 11, and the image is enlarged and displayed.
[0090]
Also in the case of the projection type liquid crystal display device 46 of the present embodiment, an image signal of 120 Hz is used while switching two liquid crystal light valves 8r, 9r, 8g, 9g, 8b, 9b for each color light for each field. Because of the configuration that performs modulation, it is possible to provide a projection-type liquid crystal display device in which the display of moving images is smoothly viewed, and the display does not become darker or flicker than in the case of the intermittent display method. The same effects as those of the first and second embodiments can be obtained.
[0091]
In the case of the present embodiment, the light emitted from the polarization switching means composed of the polarization conversion device 3 and the polarization axis rotation device 4 is first subjected to the p-polarization L in the optical path separation PBS 5. _p , S-polarized light L _s After the optical path is separated by the above, color separation is performed for each polarized light, and then the light is guided to the liquid crystal light valves 8r, 9r, 8g, 9g, 8b, and 9b to be modulated, and color synthesis is performed. Finally, polarization composition is performed. Therefore, the number of optical path separating means (optical path separating PBS 5) and polarization synthesizing means (polarization synthesizing prism 10) can be reduced, and these configurations can be simplified.
[0092]
[Fourth Embodiment]
Hereinafter, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
Similarly to the first to third embodiments, the projection type liquid crystal display device of the present embodiment is also compatible with color display, but the first to third embodiments are directed to the direction of the polarization axis of incident light. In other words, while the modulation is performed by the liquid crystal light valve that is different depending on either the p-polarized light or the s-polarized light, the projection type liquid crystal display device of the present embodiment has one liquid crystal light valve depending on either the p-polarized light or the s-polarized light. Each polarized light is distributed to different light modulation regions divided into two to perform modulation.
[0093]
FIG. 10 is a schematic diagram showing the overall configuration of the projection-type liquid crystal display device 61. In the figure, reference numeral 2 denotes a light source, 3 denotes a polarization conversion device (polarization conversion means), and 4 denotes a polarization axis rotation device (polarization axis rotation means). , 62 and 63 are dichroic mirrors (color separation means), 64 to 66 are reflection mirrors, 67 is a birefringent material (light path separation means), 68r, 68g and 68b are liquid crystal light valves (light modulation means), and 69 is a compound mirror. A refractive material (polarized light combining means) 41 is a color combining prism (color combining means). In FIG. 10, the same components as those in FIGS. 1, 8, and 9 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
[0094]
As shown in FIG. 10, the projection-type liquid crystal display device 61 of this embodiment separates light from the light source 2, the polarization conversion device 3, the polarization axis rotation device 4, and the light source 2 into R, G, and B color lights. Dichroic mirrors 62 and 63, liquid crystal light valves 68r, 68g, and 68b arranged on the optical paths branched to the respective color lights, and birefringent materials 67 and 69 arranged on the incident side and the emission side of the liquid crystal light valve, respectively. The optical system is composed of a color synthesizing prism 41 for synthesizing three color lights, and a projection optical system 11 composed of a plurality of lenses.
[0095]
The light emitted from the light source 2 is incident on the polarization switching means composed of the polarization conversion device 3 and the polarization axis rotation device 4, and is divided into 1/60 seconds at equal intervals and divided into p-polarized light every 1/120 seconds. The direction of the polarization axis is switched between s-polarized light, p-polarized light,... and emitted. The configurations of the polarization conversion device 3 and the polarization axis rotation device 4 are the same as those in the first to third embodiments.
[0096]
The light emitted from the polarization axis rotation device 4 while switching the polarization plane for each field is first incident on the dichroic mirror 62 for reflecting green light and blue light, and the green light L of the white light from the light source 2 is emitted. _g , Blue light L _b Is reflected and red light L _r Is transparent. Transmitted red light L _r Is reflected by the reflecting mirror 64 and is incident on the birefringent material 67. On the other hand, among the colored lights reflected by the dichroic mirror 62, the green light L _g Is reflected by the dichroic mirror 63 reflecting green light, and red light L _r In the same manner, the light is incident on the birefringent material 67. Blue light L _b Passes through the dichroic mirror 63 reflecting green light, and the red light L _r , Green light L _g In the same manner, the light is incident on the birefringent material 67.
[0097]
FIG. 11 is an enlarged view of a portion of the optical system composed of the liquid crystal light valves 68r, 68g, and 68b and the birefringent materials 67 and 69 disposed therebetween. A birefringent material is an optical material in which the direction of refraction of light changes depending on the direction of the polarization axis of incident light. As shown in FIG. 11, the optical path of p-polarized light or s-polarized light emitted from the polarization axis rotating device 4 is separated by the first birefringent material 67, and different light modulation regions of the liquid crystal light valves 68r, 68g, 68b. 70a and 70b (pixels), and p-polarized light L _p Is s-polarized light L _s And s-polarized light L _s Is p-polarized light L _p Is converted to The polarization-converted light emitted from the liquid crystal light valves 68r, 68g, and 68b has its optical path synthesized again by the second birefringent material 69 and is incident on the polarization plane rotating device 71 at the next stage.
[0098]
FIG. 12 is a schematic diagram showing the light modulation areas of the liquid crystal light valves 68r, 68g, and 68b. As shown in this figure, two light modulation regions 70a and 70b, each formed in a comb shape, are combined to form a light modulation region. Each of these two light modulation areas 70a and 70b can drive the liquid crystal independently, and separate signal lines 71a and 71b are arranged in a comb shape for each of the modulation areas 70a and 70b. In the first to third embodiments, the two liquid crystal light valves display a double-speed image while switching every field. However, in the case of the present embodiment, one liquid crystal light valve displays one image. The two light modulation areas 70a, 70b in the liquid crystal light valves 68r, 68g, 68b are switched for each field, and a 120 Hz compatible (double speed) image is used at a timing shifted by one field using a 60 Hz light valve drive signal. Is displayed.
[0099]
The s-polarized light and p-polarized light modulated by the light modulation regions 70a and 70b for p-polarized light and s-polarized light in the liquid crystal light valves 68r, 68g, and 68b for each color light are respectively arranged on the output side. The birefringent material 69 synthesizes p-polarized light and s-polarized light paths for each color light. The combined light is incident on the polarization axis rotation device 43 and is emitted in a state where the p-polarized light and the s-polarized light that are incident while switching for each field are aligned with one of the polarized light. In the present embodiment, as shown in FIG. _r And blue light L _b Are aligned with s-polarized light and green light L _g Are aligned with p-polarized light. This polarization axis rotation device 43 is for adjusting the direction of the polarization axis of incident light to the direction matching the polarization dependency of the color synthesis prism 41 when light is incident on the color synthesis prism 41 in the next stage. . The configuration of this part is the same as that of the second embodiment.
[0100]
The three color lights emitted from the polarization axis rotating device 43 enter the color synthesis prism 41 (cross dichroic prism), and the three color lights are synthesized to form light representing a color image. The synthesized light is projected on the screen by the projection optical system 11, and the image is enlarged and displayed.
[0101]
Also in the case of the projection type liquid crystal display device 61 of the present embodiment, a double speed image is switched while switching the two light modulation areas 70a, 70b in one liquid crystal light valve 68r, 68g, 68b for each color light for each field. Because of the configuration that modulates using a signal, it can provide a projection-type liquid crystal display device that allows smooth display of moving images, and the display may be darker or blinking compared to the intermittent display method. The same effect as the first to third embodiments can be obtained.
[0102]
In the case of the present embodiment, it is necessary to form comb-like light modulation regions 70a, 70b and signal lines 71a, 71b in the respective liquid crystal light valves 68r, 68g, 68b, and the configuration of the light valve is slightly complicated. However, the number of liquid crystal light valves used in the entire apparatus can be reduced.
[0103]
The technical scope of the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. For example, in the above-described embodiment, the light source light is separated into two different polarized lights, p-polarized light and s-polarized light, and the two light modulation regions are modulated using the double-speed image signal. Although the configuration is complicated, for example, light source light is separated into s-polarized light and p-polarized light, and modulation is performed using a 3 × speed image signal while switching three light modulation regions for each field obtained by dividing one field into three. Etc. are also conceivable. Moreover, although general examples have been given as optical components that can be used for polarization switching means, optical path separation means, polarization synthesis means, color separation means, color synthesis means, polarization rotation means, etc., they have the above-mentioned functions. As long as it is a thing, you may select suitably other than the thing quoted in the said embodiment. In addition, although an example in which the light modulation area is divided according to the direction of the polarization axis has been described in the above embodiment, the present invention is not limited to the case where the light modulation area is divided according to the direction of the polarization axis. A part of light may be separated and combined using a mirror or the like.
[0104]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the projection-type liquid crystal display device of the present invention, by performing modulation using a plurality of times-speed image signals while switching a plurality of light modulation areas for each field, a moving image display is performed. Can be seen smoothly. In particular, the present invention uses a plurality of light modulation regions in a time-divided manner depending on the polarization state, and is not configured to block light, so that the display is not darkened or a problem due to blinking does not occur. .
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a projection type liquid crystal display device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram for explaining operation timings of two liquid crystal light valves constituting the projection type liquid crystal display device.
FIG. 3 is a diagram more specifically showing the explanatory diagram of FIG. 2;
FIG. 4 is a plan view showing the configuration of the liquid crystal light valve.
FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line HH ′ of FIG.
FIG. 6 is a block diagram showing an example of an image signal processing circuit in the liquid crystal light valve.
FIG. 7 is a block diagram showing another example of the image signal processing circuit.
FIG. 8 is a schematic configuration diagram showing a projection type liquid crystal display device according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a schematic configuration diagram showing a projection type liquid crystal display device according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a schematic configuration diagram showing a projection type liquid crystal display device according to a fourth embodiment of the invention.
FIG. 11 is an enlarged view of a portion of an optical system composed of a liquid crystal light valve and a birefringent material of the projection type liquid crystal display device.
FIG. 12 is a schematic diagram showing a light modulation region of the liquid crystal light valve.
FIG. 13 is a schematic configuration diagram showing an example of a conventional projection type liquid crystal display device.
FIGS. 14A and 14B are diagrams showing a comparison of time responses of display display light in one pixel, showing (a) a liquid crystal display device and (b) a CRT display device, respectively.
[Explanation of symbols]
1, 31, 46, 61 Projection type liquid crystal display device
2 Light source
3 Polarization conversion device (polarization conversion means, polarization switching means)
4 Polarization axis rotation device (polarization axis rotation means, polarization switching means)
5, 5r, 5g, 5b Optical path separation PBS (optical path separation means)
8, 8r, 8g, 8b, 9, 9r, 9g, 9b, 68r, 68g, 68b Liquid crystal light valve (light modulation means)
10, 10r, 10g, 10b Polarization combining prism (polarization combining means)
11 Projection optical system
32, 33, 47 to 50, 62, 63 Dichroic mirror (color separation means)
41 color synthesis prism (color synthesis means)
42 1/2 wave plate
43 Polarization axis rotation device
57a, 57b Wavelength selection type half wave plate (wavelength selection type polarization rotation means)
67 Birefringent material (optical path separation means)
69 Birefringent material (polarization synthesis means)
70a, 70b Light modulation area

Claims

A projection-type liquid crystal display device comprising: a light source; a light modulation unit including a liquid crystal light valve that modulates light from the light source; and a projection unit that projects light modulated by the light modulation unit.
The light modulation means has a plurality of light modulation regions,
Between the light source and the light modulation means, a different light modulation area of the plurality of light modulation areas is provided for each field obtained by dividing the signal application period of the light modulation means into a predetermined number of divisions. An optical path separating means for guiding light is provided;
Wherein the plurality of optical modulation region, wherein in each field, one by the one field from each other an image signal corresponding to the division number times the field frequency of the driving frequency of the light modulating means is the inverse of the signal application period The incident light is modulated by the image signal shifted in timing, and when the incident light is supplied by the optical path separating unit, an image corresponding to the image signal shifted in timing by one field is displayed.
A projection type liquid crystal display device characterized in that light modulated by the different light modulation regions is combined by light combining means .

Polarization switching means for converting light from the light source into light having a different polarization axis for each field, and light of the different polarization axes sequentially emitted from the polarization switching means for each field. An optical path separating unit that divides the optical path in accordance with the light modulation unit and guides it to a different one of the plurality of light modulation regions of the light modulation unit, and a polarization combining unit that combines each light modulated by the different light modulation region The projection type liquid crystal display device according to claim 1, further comprising:

3. The projection type liquid crystal display device according to claim 1, wherein the plurality of light modulation areas includes a plurality of liquid crystal light valves of the same number as the light modulation areas.

The plurality of light modulation areas are composed of two liquid crystal light valves, and the polarization switching means alternately converts light from the light source into linearly polarized light having mutually orthogonal polarization axes for each field. The optical path separating means divides the optical path of each of the linearly polarized light sequentially emitted from the polarization switching means for each field according to the direction of the polarization axis, and either one of the two liquid crystal light valves. The projection type liquid crystal display device according to claim 3, wherein the projection type liquid crystal display device emits light toward the screen.

5. The projection type liquid crystal display according to claim 4, wherein linearly polarized light having a direction of one polarization axis is incident on each liquid crystal light valve during a second half of an input signal application period to each liquid crystal light valve. apparatus.

On the exit side of the polarization switching means, color separation means for separating each of the light beams of different polarization axes emitted from the polarization switching means into a plurality of color lights is provided, and each color light separated by the color separation means On the optical path, the optical path separation that guides the light of the different polarization axes sequentially emitted from the polarization switching means for each field according to the direction of the polarization axis and guides the light to the plurality of liquid crystal light valves. And an optical system comprising the plurality of liquid crystal light valves, and the polarization combining means for combining the light modulated by the plurality of liquid crystal light valves, respectively, and emitted from each of the optical systems 6. The projection type liquid crystal display device according to claim 3, further comprising color composition means for synthesizing the color lights.

7. The projection type liquid crystal display device according to claim 6, further comprising a polarization rotating unit that rotates a polarization axis of the light between the liquid crystal light valve and the polarization combining unit.

8. The projection type liquid crystal display device according to claim 6, further comprising a polarization rotation unit that rotates a polarization axis of the light between the polarization synthesis unit and the color synthesis unit.

The exit side of the polarization switching means is provided with the optical path separation means for separating the light paths of the different polarization axes sequentially emitted from the polarization switching means for each field according to the direction of the polarization axis, On the respective optical paths of light of different polarization axes whose optical paths are separated by the optical path separating means, the respective colors are separated into a plurality of color lights, and are respectively guided to a plurality of liquid crystal light valves corresponding to the display of each color light. Optical systems each comprising a separating unit, the plurality of liquid crystal light valves, and a color combining unit that combines the color lights modulated by the plurality of liquid crystal light valves are provided, and the different light emitted from each of the optical systems is provided. 6. The projection-type liquid crystal display device according to claim 3, further comprising a polarization synthesis unit that synthesizes light having a polarization axis.

10. The projection type liquid crystal display device according to claim 9, further comprising a polarization rotation unit that rotates a polarization axis of the light between the liquid crystal light valve and the color synthesis unit.

10. A wavelength-selective polarization rotating unit that rotates a direction of a polarization axis of incident light according to a wavelength of incident light is provided between the color combining unit and the polarization combining unit. Or a projection type liquid crystal display device according to 10;

The projection type liquid crystal display device according to claim 2, wherein the optical path separating unit is a polarization beam splitter.

3. The projection type liquid crystal display device according to claim 1, wherein each of the plurality of light modulation regions includes a plurality of regions in which a single liquid crystal light valve can independently drive a liquid crystal. 4.

14. The projection type liquid crystal display device according to claim 13, wherein the optical path separating unit and the polarization combining unit are made of a birefringent material.

The plurality of light modulation regions are formed by combining two light modulation regions each having a comb shape on a single liquid crystal light valve, and the polarization switching unit is configured to polarize light from the light source at right angles to each other. The optical path separation means converts the linearly polarized light sequentially emitted from the polarization switching means for each field in accordance with the direction of the polarization axis. 15. The projection type liquid crystal display device according to claim 13, wherein an optical path is divided and led to each of the two light modulation regions.

16. The projection type liquid crystal display device according to claim 15, wherein linearly polarized light having one polarization axis is incident on each of the light modulation regions during the latter half of the input signal application period to each of the light modulation regions.

The polarization switching means converts the light from the light source into linearly polarized light having a constant polarization axis direction, and changes the direction of the polarization axis of the linearly polarized light emitted from the polarization conversion means for each field. The projection type liquid crystal display device according to any one of claims 2 to 16, further comprising: a polarization axis rotating means for rotating in a different direction.