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JPH0980371A - Projection type color liquid crystal display device - Google Patents

Projection type color liquid crystal display device

Info

Publication number
JPH0980371A
JPH0980371A JP7230417A JP23041795A JPH0980371A JP H0980371 A JPH0980371 A JP H0980371A JP 7230417 A JP7230417 A JP 7230417A JP 23041795 A JP23041795 A JP 23041795A JP H0980371 A JPH0980371 A JP H0980371A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
liquid crystal
crystal display
display element
incident
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP7230417A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takahiro Miyake
隆浩 三宅
Kazuhiko Ueda
和彦 上田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sharp Corp filed Critical Sharp Corp
Priority to JP7230417A priority Critical patent/JPH0980371A/en
Priority to US08/702,343 priority patent/US5852479A/en
Publication of JPH0980371A publication Critical patent/JPH0980371A/en
Pending legal-status Critical Current

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Landscapes

  • Liquid Crystal (AREA)
  • Projection Apparatus (AREA)
  • Video Image Reproduction Devices For Color Tv Systems (AREA)
  • Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To make a brighter display without increasing the luminance of a light source, reducing the light source for the improvement of parallelism, or increasing the diameter of a spot incident on each pixel of a liquid crystal display element. SOLUTION: For each of pieces of luminous flux which has a different wavelength range and is made incident at an angle of incidence prescribed in a 1st plane corresponding to the wavelength, a liquid crystal display element 12 which performs optical modulation processing for every luminous flux is provided, and 1st and 2nd luminous flux groups for projection are generated by a rotary elliptic surface mirror 2, a polarization beam splitter 13, etc., from the light of a white light source 1, and the 1st and 2nd luminous flux groups for projection are made incident on the liquid crystal display element 12 so that the optical axes of two pieces of luminous flux in each group having the same wavelength range are at a constant angle in a 2nd plane different from the 1st plane and the angles of incidence of pieces of luminous flux with respective wavelengths on the liquid crystal display element 12 are mutually different angles of incidence prescribed in the 1st plane.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は投影型カラー液晶表
示装置に関し、特に単板式の液晶表示装置において投影
用光として用いる光源光の有効利用に関するものであ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a projection type color liquid crystal display device, and more particularly to effective use of light from a light source used as projection light in a single plate type liquid crystal display device.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来のブラウン管に表示された画像をス
クリーンに投影する方式の画像表示装置に代わるものと
して、液晶表示素子を用いた投影型テレビの開発が行わ
れてきた。このような液晶表示素子を用いた投影型カラ
ー画像表示装置として、特開平4−60538号公報に
開示のように、液晶表示素子を1枚用いる単板式のもの
があり、これは、光学系が簡単で小型のシステムに適し
たものとして知られている。
2. Description of the Related Art A projection type television using a liquid crystal display element has been developed as an alternative to an image display device of the type which projects an image displayed on a cathode ray tube on a screen. As a projection type color image display device using such a liquid crystal display element, there is a single plate type using one liquid crystal display element as disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 60538/1992, which has an optical system. It is known to be suitable for simple and compact systems.

【0003】図7は、このような画像表示装置の一例で
あるカラー液晶表示装置の構成を示す図である。図にお
いて、200は、透過型の液晶表示素子12及びその白
色光源1を有するカラー液晶表示装置で、白色光源1か
らでた光は、その第1焦点が光源の位置と一致するよう
配置された回転楕円面鏡2で反射して、該回転楕円面鏡
の第2焦点に集光するようになっている。
FIG. 7 is a diagram showing a configuration of a color liquid crystal display device which is an example of such an image display device. In the figure, reference numeral 200 denotes a color liquid crystal display device having a transmissive liquid crystal display element 12 and its white light source 1, and the light emitted from the white light source 1 is arranged so that its first focus coincides with the position of the light source. The light is reflected by the spheroidal mirror 2 and focused on the second focal point of the spheroidal mirror.

【0004】この第2焦点に集光した光は、該第2焦点
付近に配置されているインテグレーター11により光の
角度分布が均一化されて発散した光となり、これがコン
デンサーレンズ3で平行化される。この平行化された光
は、それぞれ赤,緑,青の光を選択的に反射するダイク
ロイックミラー4R,4G,4Bにより、赤,緑,青の
3原色に分離され、3方向から液晶表示素子12内のそ
れぞれの色に対応する各絵素に入射する。
The light focused on the second focal point is made into a divergent light by making the angular distribution of the light uniform by the integrator 11 arranged near the second focal point, and the light is collimated by the condenser lens 3. . The collimated light is separated into three primary colors of red, green, and blue by dichroic mirrors 4R, 4G, and 4B that selectively reflect red, green, and blue light, respectively. It is incident on each picture element corresponding to each color inside.

【0005】ここで各液晶表示素子12は、入射光を表
示信号に基づいて変調する液晶表示パネル20と、その
光入射側に配置され、各色の入射光を液晶パネル20の
対応する絵素上に集光させるマイクロレンズアレイ10
と、さらに該マイクロレンズアレイ10の光入射側に配
置された入射側偏光板8と、上記液晶表示パネル20の
光出射側に配置された出射側偏光板9とから構成されて
いる。
Here, each liquid crystal display element 12 is arranged on a liquid crystal display panel 20 that modulates incident light based on a display signal, and is arranged on the light incident side, and the incident light of each color is displayed on the corresponding picture element of the liquid crystal panel 20. Microlens array 10 for focusing light on
And an incident side polarization plate 8 arranged on the light incidence side of the microlens array 10 and an emission side polarization plate 9 arranged on the light emission side of the liquid crystal display panel 20.

【0006】図8は、該液晶表示パネル20の詳細な構
成を示す断面模式図である。
FIG. 8 is a schematic sectional view showing the detailed structure of the liquid crystal display panel 20.

【0007】該液晶表示パネル20は、対向するよう配
置された一対の基板33,26に液晶層30を挟持して
なる構造となっている。上記両基板の一方の基板(以
下、アクティブマトリクス基板という。)33の表面に
は、複数の絵素電極21がマトリクス状に配置されてい
る。また、該基板33上には、該絵素電極の各列(ある
いは各行)に対応させて信号ライン24が設けられ、該
絵素電極の各行(あるいは各列)に対応させてゲートラ
インが設けられている。さらに上記基板33上には、各
絵素電極21毎にこれを駆動する薄膜トランジスタ(T
FT)22及び補助容量23が設けられており、該各T
FT22のゲート25は対応するゲートラインに接続さ
れ、そのソースは対応する信号ライン24に接続されて
いる。また、該TFTのドレインは、対応する絵素電極
21、及び対応する補助容量23の一方の電極に接続さ
れている。この補助容量23の他方の電極には、後述す
る対向電極と同じレベルの電位が印加されるようになっ
ている。なお、22aは上記TFT22を構成する半導
体層、22bはゲート絶縁膜である。
The liquid crystal display panel 20 has a structure in which a liquid crystal layer 30 is sandwiched between a pair of substrates 33 and 26 arranged so as to face each other. A plurality of picture element electrodes 21 are arranged in a matrix on the surface of one of the two substrates (hereinafter referred to as an active matrix substrate) 33. Further, on the substrate 33, a signal line 24 is provided corresponding to each column (or each row) of the picture element electrodes, and a gate line is provided corresponding to each row (or each column) of the picture element electrodes. Has been. Further, on the substrate 33, a thin film transistor (T) for driving each pixel electrode 21 is provided.
FT) 22 and an auxiliary capacitor 23 are provided, and each T
The gate 25 of the FT 22 is connected to the corresponding gate line and its source is connected to the corresponding signal line 24. The drain of the TFT is connected to the corresponding pixel electrode 21 and one electrode of the corresponding auxiliary capacitor 23. A potential at the same level as that of a counter electrode described later is applied to the other electrode of the auxiliary capacitance 23. Incidentally, 22a is a semiconductor layer which constitutes the TFT 22, and 22b is a gate insulating film.

【0008】また、このアクティブマトリクス基板33
と液晶層30を介して対向する対向基板26の内面に
は、対向電極27及び遮光膜28が順に形成され、遮光
膜28には絵素電極21と対向する位置に開口部(絵素
開口部)32が形成されている。ここで、上記両基板3
3、26の間に封入されている液晶層30としては、例
えばツイステッドネマティック配向された液晶層が用い
られている。また、ここで、1つの絵素は、絵素電極2
1と、TFT22と、補助容量23等から構成されてい
る。
Further, this active matrix substrate 33
A counter electrode 27 and a light-shielding film 28 are sequentially formed on the inner surface of the counter substrate 26 facing each other via the liquid crystal layer 30, and the light-shielding film 28 has an opening (a pixel opening) at a position facing the pixel electrode 21. ) 32 is formed. Here, the both substrates 3
As the liquid crystal layer 30 enclosed between 3 and 26, for example, a twisted nematic aligned liquid crystal layer is used. Further, here, one picture element is the picture element electrode 2
1, a TFT 22, a storage capacitor 23 and the like.

【0009】図9は、上記液晶表示素子12を構成する
液晶表示パネル20とマイクロレンズアレイ10との断
面構造を示す模式図である。図9に示すように、マイク
ロレンズアレイ10は複数のマイクロレンズ10aから
構成されている。また、上記各マイクロレンズ10aに
対する各色の入射角は、各色の光束の集光スポットがそ
れぞれ対応する色の絵素開口部32上にのみ形成される
よう設定されている。ここで、マイクロレンズアレイ1
0は、イオン交換法を用いて、球面レンズの外周部が相
互に融合した6角形形状をしたマイクロレンズ10aを
複数作製してなるものであり、マイクロレンズ10aの
配列と絵素配列との相対的な位置関係は図10に示すよ
うになっている。
FIG. 9 is a schematic view showing a cross-sectional structure of the liquid crystal display panel 20 and the microlens array 10 which constitute the liquid crystal display element 12. As shown in FIG. 9, the microlens array 10 is composed of a plurality of microlenses 10a. The incident angles of the respective colors with respect to the respective microlenses 10a are set so that the condensed spots of the light fluxes of the respective colors are formed only on the picture element openings 32 of the corresponding colors. Here, the microlens array 1
Reference numeral 0 indicates that a plurality of hexagonal microlenses 10a in which the outer peripheral portions of the spherical lenses are fused with each other are produced by using the ion exchange method, and the relative arrangement between the microlenses 10a and the pixel array is shown. The physical relationship is shown in FIG.

【0010】具体的に言うと、液晶表示パネル20で
は、各色に対応する絵素は、表示画面の1水平ライン毎
に、赤,緑,青の順に繰り返し配列されており、各絵素
に対応する表示領域は、遮光膜28の開口部(絵素開口
部)32内の領域となっている。そして、絵素開口部3
2の配列は、正方形のブロックを縦横に、横一列毎に横
方向にその幅寸法の半分だけずらして並べたような配列
となっており、6角形の個々のマイクロレンズは、その
レンズ光軸中心が緑絵素の中心と一致するように配列さ
れている。
Specifically, in the liquid crystal display panel 20, the picture elements corresponding to each color are repeatedly arranged in the order of red, green, and blue for each horizontal line of the display screen, corresponding to each picture element. The display area to be turned is an area inside the opening portion (picture element opening portion) 32 of the light shielding film 28. And the picture element opening 3
The array of 2 is an array in which square blocks are arranged vertically and horizontally and laterally shifted by half each of the widthwise dimensions, and each hexagonal microlens has its optical axis. The center is aligned with the center of the green picture element.

【0011】上記ダイクロイックミラーにより赤,緑,
青の各色毎に所定の角度で反射された赤,緑,青の入射
光のうちP偏光光のみがP偏光透過型偏光板8を透過
し、該入射光のうちの例えばS偏光光は該偏光板8に吸
収される。
With the above dichroic mirror, red, green,
Of the incident light of red, green, and blue reflected at a predetermined angle for each color of blue, only P-polarized light is transmitted through the P-polarized transmissive polarizing plate 8, and, for example, S-polarized light of the incident light is It is absorbed by the polarizing plate 8.

【0012】そして、緑のP偏光光はマイクロレンズア
レイ10に対し垂直に入射し、緑のG絵素32内に集光
スポットを形成し、赤及び青のP偏光光は、緑のP偏光
光に対してそれぞれ左右(図9の紙面の上下)にθ傾い
た方向からマイクロレンズアレイ10に入射し、緑の絵
素の左右に配置されている赤のR絵素32,青のB絵素
32内にスポットを形成する。
Then, the green P-polarized light is incident perpendicularly on the microlens array 10 to form a focused spot in the green G pixel 32, and the red and blue P-polarized lights are the green P-polarized light. The red R picture element 32 and the blue B picture, which are incident on the microlens array 10 from the directions tilted to the left and right with respect to the light (up and down on the paper surface of FIG. 9) and are arranged on the left and right of the green picture element, respectively. A spot is formed in the element 32.

【0013】このように上記従来の液晶表示装置では、
1枚の液晶表示素子12における赤、緑、青の各絵素に
それぞれの色の光束が集光され、さらに、各絵素を透過
した光が偏光板9、フィールドレンズ5、投影レンズ6
を介してスクリーン7に投影されて、カラー画像表示が
行われる。
As described above, in the above conventional liquid crystal display device,
The light flux of each color is condensed on each of the red, green, and blue picture elements in one liquid crystal display element 12, and the light transmitted through each picture element is the polarizing plate 9, the field lens 5, and the projection lens 6.
A color image is displayed by being projected on the screen 7 via.

【0014】[0014]

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来方
式の投影型カラー液晶表示装置では、照明光の平行度が
悪い場合や想定されている方向とは異なる方向から光が
液晶表示素子に入射する場合、表示のコントラストの低
下や色純度の低下を引き起こす可能性がある。
However, in the above-mentioned conventional projection type color liquid crystal display device, light is incident on the liquid crystal display element when the illumination light has poor parallelism or in a direction different from the expected direction. In this case, the contrast of display and the color purity may be lowered.

【0015】また、マイクロレンズアレイ10で集光し
た光のうち絵素開口部32の大きさからはみ出す平行度
の悪い光は液晶表示素子12を透過しない。そのため照
明光の平行度はできるだけ良くする必要がある。
Further, of the light condensed by the microlens array 10, the light having a poor parallelism which protrudes from the size of the pixel aperture 32 does not pass through the liquid crystal display element 12. Therefore, it is necessary to improve the parallelism of the illumination light as much as possible.

【0016】例えば、絵素ピッチを縦横とも100μ
m、絵素開口部32の大きさを縦50μm,横70μ
m、絵素数を縦450個,横600個とした3インチパ
ネルの場合、マイクロレンズアレイ10の焦点距離を、
対向基板26の厚さ1.1mm(n=1.53)に相当
する距離(空気中換算距離=1.1mm/1.53=
0.72mm)とすると、緑の絵素の開口部に入射する
光の平行度の許容量は、絵素の縦方向=±tan-1(2
5/720)=±2.0°、横方向=±tan-1(35
/720)=±2.8゜となる。また、赤あるいは青の
絵素の開口部に入射する光はその平行光束の主光線の方
向が緑のそれに対して±tan-1(100/720)=
±8゜傾き、光の平行度の許容量は同じく絵素の縦方向
=±2.0゜、横方向=±2.8゜程度となる。
For example, the pixel pitch is 100 μm both vertically and horizontally.
m, the size of the pixel opening 32 is 50 μm in the vertical direction and 70 μ in the horizontal direction.
In the case of a 3-inch panel having m, the number of picture elements is 450 vertically and 600 horizontally, the focal length of the microlens array 10 is
A distance corresponding to a thickness of 1.1 mm (n = 1.53) of the counter substrate 26 (distance in air = 1.1 mm / 1.53 =
0.72 mm), the permissible amount of parallelism of the light incident on the opening of the green picture element is ± tan -1 (2) in the vertical direction of the picture element.
5/720) = ± 2.0 °, lateral direction = ± tan −1 (35
/720)=±2.8°. In addition, the light incident on the opening of the red or blue picture element has a direction of the principal ray of the parallel light flux of ± tan -1 (100/720) =
The inclination of ± 8 ° and the allowable degree of parallelism of light are the same as the vertical direction of the picture element = ± 2.0 ° and the horizontal direction = ± 2.8 °.

【0017】これに対し光源として250W、アーク長
3.0mmのメタルハライドランプを用い、第1焦点距
離22mm、第2焦点距離110mm、有効径φ80m
mの楕円ミラーを用いて、液晶表示素子に対して有効径
φ80mmの平行光を照射した場合、その光の平行度は
±10゜max程度となった。
On the other hand, a metal halide lamp having a light source of 250 W and an arc length of 3.0 mm was used as the light source, and the first focal length was 22 mm, the second focal length was 110 mm, and the effective diameter was 80 m.
When a liquid crystal display element was irradiated with parallel light having an effective diameter of φ80 mm by using an elliptic mirror of m, the parallelism of the light was about ± 10 ° max.

【0018】つまり、従来方式の液晶表示装置では、有
効に利用できる光源光は平行度が±10゜max程度の
照射光のうちたかだかその平行度が絵素の縦方向±2.
0゜、絵素の横方向±2.8゜までの光のみとなり、そ
れより平行度が悪い光は利用することができなかった。
That is, in the conventional type liquid crystal display device, the light source light that can be effectively used is such that the parallelism of irradiation light having a parallelism of about ± 10 ° max is at most ± 2.
Only the light up to 0 ° and ± 2.8 ° in the horizontal direction of the picture element was available, and the light with poorer parallelism could not be used.

【0019】そのため、従来方式の液晶表示装置では、
より明るい装置を実現するには光源の輝度を上げるかあ
るいは光の平行度を良くする必要がある。
Therefore, in the conventional liquid crystal display device,
To realize a brighter device, it is necessary to increase the brightness of the light source or improve the parallelism of light.

【0020】例えば、より明るい液晶表示装置を実現す
るため、明るい光源を採用しようとした場合、アークの
大きさは大きくなる。したがってその光の平行度は悪く
なり有効に利用できる光が少なくなる。また、光の平行
度を良くして有効に利用できる光量を増加させるため、
光源のアークの大きさを小さくしたりあるいは液晶表示
素子に入射する照明光の大きさを大きくしたりした場
合、前者では光源の絶対光量が減少し、後者では液晶表
示素子からはみ出す光が増加する。つまり従来の方式に
おいてさらに明るい液晶表示装置を実現することは困難
であり、またこれまでに、上記のような課題を解決した
投影型カラー液晶表示装置はなかった。
For example, when a bright light source is used to realize a brighter liquid crystal display device, the magnitude of the arc becomes large. Therefore, the parallelism of the light deteriorates, and the light that can be effectively used decreases. In addition, in order to improve the parallelism of light and increase the amount of light that can be effectively used,
When the size of the arc of the light source is reduced or the size of the illumination light incident on the liquid crystal display element is increased, the absolute light amount of the light source decreases in the former case and the light protruding from the liquid crystal display element increases in the latter case. . In other words, it is difficult to realize a brighter liquid crystal display device in the conventional method, and up to now, there has been no projection type color liquid crystal display device that solves the above problems.

【0021】本発明はこのような従来の問題点を解決す
るためになされたもので、光源の明るさを増大させた
り、光源の縮小や液晶表示素子の各絵素への入射スポッ
トの径の増大により平行度を向上させたりすることな
く、より明るい表示を実現することができる投影型カラ
ー液晶表示装置を得ることを目的とする。
The present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems, and increases the brightness of the light source, reduces the size of the light source, and reduces the diameter of the incident spot on each picture element of the liquid crystal display element. An object of the present invention is to obtain a projection type color liquid crystal display device capable of realizing brighter display without increasing parallelism due to increase.

【0022】[0022]

【課題を解決するための手段】この発明(請求項1)に
係る投影型カラー液晶表示装置は、互いに異なる波長域
を有する、それぞれの波長域に対応して第1平面内で規
定される入射角で入射する複数の光束に対し、各光束毎
に光変調処理を施す液晶表示素子と、該液晶表示素子の
光出射側に設けられ、該液晶表示素子を透過した各光束
を表示画面上に投影してカラー画像を合成するための光
学系とを備えている。また、該液晶表示装置は、波長域
が互いに異なる複数の光束からなる第1の投影用光束群
を発生する第1の光束群発生手段と、該第1の投影用光
束群における各光束に対応した、該各光束の波長域と同
一の波長域を有する複数の光束からなる第2の投影用光
束群を発生する第2の光束群発生手段と、該第1及び第
2の投影用光束群を、これらの間で波長域が同一である
各組の2つの光束の光軸が該第1平面とは異なる第2平
面内で一定の角度をなし、かつ該液晶表示素子に対する
各波長域の光束の入射角が、該第1平面内で規定される
互いに異なる入射角となるよう、該液晶表示素子に入射
させる光学手段とを備えている。そのことにより上記目
的が達成される。
A projection type color liquid crystal display device according to the present invention (Claim 1) has incident wavelengths which are different from each other and are defined in a first plane corresponding to the respective wavelength ranges. A liquid crystal display element that performs light modulation processing for each light flux with respect to a plurality of light rays that enter at an angle, and each light flux that is provided on the light emission side of the liquid crystal display element and that passes through the liquid crystal display element is displayed on the display screen. And an optical system for projecting and synthesizing a color image. Further, the liquid crystal display device corresponds to a first light flux group generating means for generating a first projection light flux group including a plurality of light fluxes having different wavelength ranges, and each light flux in the first projection light flux group. And a second light flux group generating means for generating a second light flux group for projection composed of a plurality of light fluxes having the same wavelength range as that of each light flux, and the first and second light flux groups for projection. The optical axes of the two light beams of each set having the same wavelength range between them form a constant angle in the second plane different from the first plane, and the wavelength range of each wavelength range for the liquid crystal display element is And an optical unit for making the light beams incident on the liquid crystal display element such that the light beams have different incident angles defined in the first plane. Thereby, the above object is achieved.

【0023】この発明(請求項2)は、請求項1記載の
投影型カラー液晶表示装置において、前記液晶表示素子
を、前記各波長域に対応した色別に各画素に対応させて
設けられ、該色毎に独立した表示信号を受けて液晶を駆
動する複数のカラー表示電極と、前記第1及び第2の投
影用光束群の間で同一の波長域を有する各組の2つの光
束を、該波長域に対応する色のカラー表示電極で駆動さ
れる液晶部位に集光させるマイクロレンズアレイとを有
する構成としたものである。
According to a second aspect of the present invention, in the projection type color liquid crystal display device according to the first aspect, the liquid crystal display element is provided corresponding to each pixel for each color corresponding to each of the wavelength ranges. A plurality of color display electrodes for driving liquid crystals by receiving independent display signals for each color, and two light fluxes of each set having the same wavelength band between the first and second projection light flux groups, A microlens array for condensing light on a liquid crystal portion driven by a color display electrode having a color corresponding to a wavelength range is configured.

【0024】以下、本発明の作用について説明する。Hereinafter, the operation of the present invention will be described.

【0025】この発明(請求項1)においては、互いに
異なる波長域を有する、それぞれの波長域に対応して第
1平面内で規定される入射角で入射する複数の光束に対
し、各光束毎に光変調処理を施す液晶表示素子を備え、
該第1及び第2の投影用光束群を、これらの間で波長域
が同一である各組の2つの光束の光軸が該第1平面とは
異なる第2平面内で一定の角度をなし、かつ該液晶表示
素子に対する各波長域の光束の入射角が、該第1平面内
で規定される互いに異なる入射角となるよう、該液晶表
示素子に入射させるようにしたから、液晶表示素子に
は、それぞれカラー表示に必要な波長域に対応する光束
を有する2つの投影用光束群が異なる方向から入射され
ることとなる。
In the present invention (claim 1), for each of a plurality of light beams having different wavelength ranges, which are incident at an incident angle defined in the first plane corresponding to the respective wavelength ranges, Equipped with a liquid crystal display element that performs light modulation processing on
The optical axes of the first and second projection luminous flux groups of the two luminous fluxes in each set having the same wavelength range between them form a constant angle in a second plane different from the first plane. Moreover, the liquid crystal display element is made to enter the liquid crystal display element such that the incident angles of the light fluxes in the respective wavelength ranges with respect to the liquid crystal display element are different from each other defined in the first plane. Means that two projection light flux groups each having a light flux corresponding to a wavelength range required for color display are incident from different directions.

【0026】このため、光源の明るさを増大させたり、
平行度の向上のための光源の縮小や液晶表示素子の各絵
素への入射スポットの径の増大を行ったりすることな
く、各絵素に入射する各色の光の量を増大することがで
きる。
Therefore, the brightness of the light source is increased,
The amount of light of each color incident on each picture element can be increased without reducing the light source for improving the parallelism or increasing the diameter of the incident spot on each picture element of the liquid crystal display element. .

【0027】例えば、液晶表示素子の入射面側に配置さ
れた偏光板により吸収されるような光を、該偏光板を透
過する透過光とともに、該透過光の光軸とは一定の角度
をなす方向から液晶表示素子に入射させることができ
る。これにより従来無駄にしていた光を有効に使うこと
ができる。
For example, light that is absorbed by a polarizing plate disposed on the incident surface side of the liquid crystal display element is formed with the transmitted light that passes through the polarizing plate at a constant angle with the optical axis of the transmitted light. The light can be incident on the liquid crystal display element from any direction. This makes it possible to effectively use the light that was conventionally wasted.

【0028】この発明(請求項2)においては、前記第
1及び第2の投影用光束群の間で同一の波長域を有する
各組の2つの光束が、該波長域に対応する絵素上にその
集光スポットを形成するよう、マイクロレンズアレイ
と、液晶表示素子を構成する絵素との位置関係を設定し
ているので、第1及び第2の投影用光束群の光を、すべ
て、液晶表示素子の各絵素に対して割り当てることがで
き、第1及び第2の投影用光束群の光を無駄なく利用し
て、液晶表示素子を透過する光の光量を多くできる。
In the present invention (claim 2), two light fluxes of each set having the same wavelength band between the first and second projection light flux groups are formed on the picture element corresponding to the wavelength band. Since the positional relationship between the microlens array and the picture elements forming the liquid crystal display element is set so as to form the focused spot on the light source, all the light of the first and second projection light flux groups is It can be assigned to each picture element of the liquid crystal display element, and the light of the first and second projection light flux groups can be used without waste, and the amount of light transmitted through the liquid crystal display element can be increased.

【0029】[0029]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図に
基づいて説明する。なおこれらの図において、同一符号
は、同一または相当部分を示す。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In these figures, the same reference numerals indicate the same or corresponding parts.

【0030】(実施の形態1)図1及び図2は、本発明
の実施の形態1による単板式液晶表示装置を説明するた
めの図であり、図1(a)は該単板式液晶表示装置を模
式的に示す平面図、図1(b)は該装置を図1(a)の
矢印Ibの方向から見た構造を示す背面図、図2(a)
は該装置を図1(a)の矢印IIaの方向から見た構造を
示す左側面図である。
(Embodiment 1) FIGS. 1 and 2 are views for explaining a single plate type liquid crystal display device according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 1 (a) is the single plate type liquid crystal display device. 2A is a plan view schematically showing the structure, FIG. 1B is a rear view showing the structure of the apparatus viewed from the direction of the arrow Ib in FIG. 1A, and FIG.
FIG. 2 is a left side view showing the structure of the device as seen from the direction of arrow IIa in FIG.

【0031】図において、図7〜図9と同一符号は従来
の液晶表示装置200と同一のものを示し、101は本
実施の形態1による、1枚の液晶表示素子12を用いた
単板式の投影型カラー液晶表示装置で、白色光源1とし
て、250W、アーク長3.0mmのメタルハライドラ
ンプを有しており、該光源1からでた光は、その第1焦
点が光源の位置となっている回転楕円面鏡2で反射して
該回転楕円面鏡の第2焦点に集光するようになってい
る。ここで、該回転楕円面鏡2としては、第1焦点距離
が22mm、第2焦点距離がl10mm、有効径φが8
0mmのものを用いている。
In the drawings, the same reference numerals as those in FIGS. 7 to 9 designate the same parts as the conventional liquid crystal display device 200, and 101 is a single plate type using one liquid crystal display element 12 according to the first embodiment. In the projection type color liquid crystal display device, a white light source 1 has a metal halide lamp of 250 W and an arc length of 3.0 mm, and the light emitted from the light source 1 has its first focus at the position of the light source. The light is reflected by the spheroidal mirror 2 and is focused on the second focal point of the spheroidal mirror. Here, the spheroidal mirror 2 has a first focal length of 22 mm, a second focal length of 10 mm, and an effective diameter φ of 8 mm.
0 mm is used.

【0032】また、この液晶表示装置101では、コン
デンサーレンズ3とダイクロイックミラー4R,4G,
4Bとの間に、光源光のP偏光光(第1の投影用光束
群)を透過するとともに、光源光のS偏光光を反射する
偏光ビームスプリッタ13が配置されており、さらに該
偏光ビームスプリッタ13の後段には、該S偏光光を、
透過したP偏光光に対してなす角度が2φとなるよう反
射するミラー14が設けられている。また、該ミラー1
4の後段には、該ミラー14により反射されたS偏光光
をP偏光光(第2の投影用光束群)に変換するλ/2板
15が配置されている。ここでは、該λ/2板15を透
過したP偏光光、及び偏光ビームスプリッタ13を透過
したP偏光光は、それぞれ上記ダイクロイックミラー4
R,4G,4Bにて各色の光束に分離されて液晶表示装
置12に入射するようになっている。
In the liquid crystal display device 101, the condenser lens 3 and the dichroic mirrors 4R, 4G,
4B, a polarization beam splitter 13 that transmits P-polarized light of the light source light (first projection light flux group) and reflects S-polarized light of the light source light is disposed. In the subsequent stage of 13, the S polarized light,
A mirror 14 is provided that reflects the transmitted P-polarized light at an angle of 2φ. Also, the mirror 1
A λ / 2 plate 15 for converting the S-polarized light reflected by the mirror 14 into P-polarized light (second projection light flux group) is disposed in the subsequent stage of 4. Here, the P-polarized light transmitted through the λ / 2 plate 15 and the P-polarized light transmitted through the polarization beam splitter 13 are respectively dichroic mirror 4 described above.
The light beams of respective colors are separated by R, 4G, and 4B and are incident on the liquid crystal display device 12.

【0033】次に動作について説明する。Next, the operation will be described.

【0034】白色光源1からでた光は回転楕円面鏡2で
反射して該回転楕円面鏡の第2焦点に集光する。このと
き集光した光は第2焦点付近に配置しているインテグレ
ーター11で光の角度分布が均一化され、発散した光が
コンデンサーレンズ3で平行化される。この平行化され
た光のうちP偏光光は、偏光ビームスプリッター13を
透過し、該平行化された光のうちS偏光光は、鉛直面内
(該S偏光光の到来方向、及び液晶表示素子の表示面の
垂直方向を含む平面内)の所定方向に反射される。そし
て、該反射されたS偏光光は、ミラー14により上記鉛
直面内で上記P偏光光(第1のP偏光光)に対して角度
差2φをなす方向に反射され、λ/2板15を介してP
偏光光(第2のP偏光光)に変換される。
The light emitted from the white light source 1 is reflected by the spheroidal mirror 2 and condensed at the second focal point of the spheroidal mirror. At this time, the light condensed is made uniform in angular distribution by the integrator 11 arranged near the second focal point, and the diverged light is collimated by the condenser lens 3. The P-polarized light of the collimated light is transmitted through the polarization beam splitter 13, and the S-polarized light of the collimated light is in the vertical plane (the arrival direction of the S-polarized light and the liquid crystal display element). Is reflected in a predetermined direction (in a plane including the vertical direction of the display surface). Then, the reflected S-polarized light is reflected by the mirror 14 in a direction forming an angle difference 2φ with respect to the P-polarized light (first P-polarized light) within the vertical plane, and the λ / 2 plate 15 is reflected. Through P
It is converted into polarized light (second P-polarized light).

【0035】次に、これらの第1及び第2のP偏光光の
赤,緑,及び青の光は、ダイクロイックミラー4R,4
G,4Bにより、水平面内(液晶表示素子の表示面の水
平方向を含み、かつ上記鉛直面と垂直な平面内)におい
てそれぞれ所定の反射角を持つよう選択的に反射され、
赤、緑、及び青の3つの光束に分離される。
Next, the red, green and blue lights of these first and second P-polarized lights are dichroic mirrors 4R and 4R.
G, 4B are selectively reflected so that each has a predetermined reflection angle in a horizontal plane (a plane including the horizontal direction of the display surface of the liquid crystal display element and perpendicular to the vertical plane).
It is separated into three light fluxes of red, green, and blue.

【0036】これにより上記鉛直面内では同一色の光が
角度差φをもって2方向から、上記水平面内では3色の
光が角度差θをもって3方向から液晶表示素子12に入
射され、合計6本の光束がそれぞれの方向から液晶表示
素子12内の対応する色の絵素に入射する。各絵素を透
過した光は偏光板9、フィールドレンズ5、投影レンズ
6を介してスクリーン7に投影され、カラー画像表示が
行われる。
As a result, light of the same color is incident on the liquid crystal display element 12 from the two directions with an angle difference φ in the vertical plane, and light of three colors is incident on the liquid crystal display element 12 from the three directions with an angle difference θ in the horizontal plane. Light beams of the respective directions enter the picture elements of the corresponding color in the liquid crystal display element 12 from the respective directions. The light transmitted through each picture element is projected on the screen 7 through the polarizing plate 9, the field lens 5, and the projection lens 6 to display a color image.

【0037】以下詳述すると、上記回転楕円面鏡2によ
り集光された光は、該第2焦点付近に配置しているイン
テグレーター11で光の角度分布が均一化され、発散し
た光がコンデンサーレンズ3で平行化される。この平行
化された光は、偏光ビームスプリッター13によりP偏
光光とS偏光光とに分岐される。つまり、P偏光光は該
偏光ビームスプリッター13を透過し、S偏光光は該偏
光ビームスプリッター13により、図1(a)の紙面と
垂直方向に反射される(図2(a)参照)。
More specifically, the light condensed by the spheroidal mirror 2 is made uniform in the angular distribution of light by an integrator 11 arranged near the second focal point, and the diverged light is a condenser lens. Parallelized at 3. The collimated light is split by the polarization beam splitter 13 into P-polarized light and S-polarized light. That is, the P-polarized light is transmitted through the polarization beam splitter 13, and the S-polarized light is reflected by the polarization beam splitter 13 in the direction perpendicular to the paper surface of FIG. 1A (see FIG. 2A).

【0038】該偏光ビームスプリッター13により反射
されたS偏光光は、ミラー14により、上記偏光ビーム
スプリッター13を透過したP偏光光(第1のP偏光
光)に対して角度差2φをなすよう反射され、さらにλ
/2板15によりP偏光光(第2の偏光光)に変換され
る。
The S-polarized light reflected by the polarization beam splitter 13 is reflected by the mirror 14 so as to form an angle difference 2φ with respect to the P-polarized light (first P-polarized light) transmitted through the polarization beam splitter 13. And further λ
The / 2 plate 15 converts the light into P-polarized light (second polarized light).

【0039】次に、これらの第1及び第2の偏光光は、
赤、青、及び緑の光を選択的に反射するダイクロイック
ミラー4R、4G、4Bにより、赤、青、及び緑の3原
色に分離される。このとき、ダイクロイックミラーによ
る光の分離は、赤,青の光が、緑の光に対して所定の角
度θをなすよう行われる。
Next, these first and second polarized lights are
The dichroic mirrors 4R, 4G, and 4B that selectively reflect red, blue, and green light separate the three primary colors of red, blue, and green. At this time, the dichroic mirror separates the lights such that the red and blue lights form a predetermined angle θ with respect to the green light.

【0040】これにより、液晶表示素子12の各絵素に
は、図1(b)の紙面と平行な面内にて液晶表示素子の
光入射面と垂直な方向と角度差φをなす2方向から、第
1及び第2のP偏光光の同一色の光が入射する。また、
第1及び第2のP偏光光の異なる色の光は、図1(a)
の紙面と平行な面内にて液晶表示素子の光入射面と垂直
な方向と、これと角度差θをなす2方向の3方向から液
晶表示素子に入射し、対応する色の絵素に入射すること
となる。つまり、液晶表示素子12には、合計6つの方
向からの光が入射する。
As a result, in each picture element of the liquid crystal display element 12, two directions forming an angle difference φ with the direction perpendicular to the light incident surface of the liquid crystal display element are formed in a plane parallel to the paper surface of FIG. 1B. Therefore, the light of the same color of the first and second P-polarized light is incident. Also,
Light of different colors of the first and second P-polarized light is shown in FIG.
In the plane parallel to the paper surface of the liquid crystal display element, light enters the liquid crystal display element from three directions, that is, a direction perpendicular to the light incident surface of the liquid crystal display element and two directions forming an angle difference θ with the light incident surface, and then enters the corresponding color picture element. Will be done. That is, light from a total of six directions is incident on the liquid crystal display element 12.

【0041】なお、該液晶表示素子12は、従来のもの
と同一の構成となっており、マイクロレンズアレイ10
と液晶表示パネル20とから構成されており、液晶表示
パネル20は図9に示すように1つの絵素が絵素電極2
1,これを駆動する薄膜トランジスタ(TFT)22,
補助容量23等から構成されている。また、対向基板に
形成された遮光膜28には、絵素電極21に整合する開
口部(絵素開口部)32が形成されている。
The liquid crystal display element 12 has the same structure as the conventional one, and the microlens array 10 is used.
And a liquid crystal display panel 20. In the liquid crystal display panel 20, one picture element has a picture element electrode 2 as shown in FIG.
1, a thin film transistor (TFT) 22 for driving this,
The storage capacitor 23 and the like are included. Further, the light shielding film 28 formed on the counter substrate is provided with an opening portion (picture element opening portion) 32 which is aligned with the picture element electrode 21.

【0042】ここで、個々のマイクロレンズ10aに対
する各色の入射角については、水平面内では、図3
(a)に示すように赤色の光束と青色の光束が緑色の光
束に対してそれぞれθをなし、鉛直面内では図3(b)
に示すように、各色の、入射方向の異なる光束同士がそ
れぞれレンズ光軸に対して角度φをなして、各色の集光
スポットがそれぞれ別の絵素開口部に入射するように設
定されている。なお、説明の都合上、図3では光束の主
光線のみを表示しており、図3(b)では緑色の光束の
主光線のみを表示している。
Here, the incident angles of the respective colors with respect to the individual microlenses 10a are as shown in FIG.
As shown in FIG. 3A, the red light flux and the blue light flux form θ with respect to the green light flux, respectively, and FIG.
As shown in, the light fluxes of different colors having different incident directions form an angle φ with respect to the lens optical axis, and the condensed spots of the respective colors are set to be incident on different picture element openings. . For convenience of explanation, FIG. 3 shows only the principal rays of the luminous flux, and FIG. 3B shows only the principal ray of the green luminous flux.

【0043】また、マイクロレンズアレイ10は、例え
ば球面レンズの外周部が相互に融合した6角形のマイク
ロレンズ10aを複数イオン交換法により作製してなる
ものであり、その絵素配列とマイクロレンズアレイの相
対的な位置関係は図2(b)に示すようになっている。
The microlens array 10 is, for example, a hexagonal microlens 10a in which the outer peripheral portions of spherical lenses are fused with each other by a plurality of ion exchange methods. The relative positional relationship of is as shown in FIG.

【0044】具体的に言うと、液晶表示パネル20で
は、各色に対応する絵素は、表示画面の1水平ライン毎
に、赤,緑,青の順に繰り返し配列されており、各絵素
は、遮光膜28の開口部(絵素開口部)32に対向して
位置している。つまり、絵素開口部32の配列は、正方
形のブロックを縦横に、横一列毎に横方向にその幅寸法
の半分だけずらして並べたような配列となっており、6
角形の個々のマイクロレンズは、そのレンズ光軸中心が
青絵素と赤絵素の境界線中央上になるように配列されて
いる。ただし、この配置以外にレンズ光軸中心が赤絵素
と緑絵素の境界線の中央上になるようにあるいはレンズ
光軸中心が緑絵素と青絵素の境界線の中央上になるよう
にしてもよい。
Specifically, in the liquid crystal display panel 20, the picture elements corresponding to the respective colors are repeatedly arranged in the order of red, green and blue for each horizontal line of the display screen, and each picture element is It is located so as to face the opening portion (picture element opening portion) 32 of the light shielding film 28. That is, the arrangement of the picture element openings 32 is such that square blocks are arranged vertically and horizontally with each row being laterally displaced by half the width dimension thereof.
The individual prism-shaped microlenses are arranged so that the center of the lens optical axis is on the center of the boundary line between the blue and red picture elements. However, in addition to this arrangement, the lens optical axis center should be on the center of the boundary line between the red and green picture elements, or the lens optical axis center should be on the center of the boundary line between the green and blue picture elements. May be.

【0045】そして、液晶表示素子12への入射光であ
る第1,第2のP偏光光は(P偏光透過型)偏光板8を
透過し、そのうち緑の光束はマイクロレンズアレイ10
の光軸に対し鉛直面内で上下に角度φ傾いた方向から、
水平面内では傾きなしで入射して、緑の絵素内にスポッ
トを形成する。赤及び青の光束は、水平面内では緑の光
束に対してそれぞれ左右に角度θ傾いた方向から、鉛直
面内では上下に角度φ傾いた方向から、緑の絵素の左右
に配置された、赤あるいは青の絵素内に入射してスポッ
トを形成する。厳密に言うと、第1及び第2のP偏光光
の、個々のマイクロレンズ10aで集光された緑の光束
は、それぞれのマイクロレンズ10aに対応する緑の絵
素上に集光スポットを形成する。第1及び第2のP偏光
光の青,及び赤の光束についても、上記緑の光束と同様
に、各マイクロレンズ10aに対応する青,及び赤の絵
素上に集光スポットを形成する。
Then, the first and second P-polarized light that is incident light on the liquid crystal display element 12 is transmitted through the (P-polarized light transmission type) polarizing plate 8, and the green light flux thereof is included in the microlens array 10.
From the direction tilted up and down by φ in the vertical plane with respect to the optical axis of
In the horizontal plane, the light is incident without inclination and forms a spot in the green pixel. The red and blue luminous fluxes are arranged on the left and right sides of the green picture element from the direction inclined at an angle θ to the left and right with respect to the green luminous flux in the horizontal plane, and from the direction inclined at an angle φ up and down in the vertical plane, It is incident on the red or blue picture element to form a spot. Strictly speaking, the green light fluxes of the first and second P-polarized light rays condensed by the individual microlenses 10a form focused spots on the green picture elements corresponding to the respective microlenses 10a. To do. Concerning the blue and red light fluxes of the first and second P-polarized light, similarly to the green light flux, focused spots are formed on the blue and red picture elements corresponding to the respective microlenses 10a.

【0046】こうして各絵素を透過した光は偏光仮9、
フィールドレンズ5、投影レンズ6を介してスクリーン
7に投影されカラー画像表示が行われる。
The light transmitted through each picture element in this way is polarized temporary 9.
A color image is displayed by being projected on the screen 7 through the field lens 5 and the projection lens 6.

【0047】次に、角度2φ、θの設定方法について説
明する。
Next, a method of setting the angles 2φ and θ will be described.

【0048】例えば、絵素ピッチを縦横とも100μ
m、絵素開口部の大きさを縦50μm,横70μm、絵
素数を縦450,横600とした3インチパネルの場
合、マイクロレンズアレイの焦点距離を対向基板の厚さ
1.1mm(n=1.53)に相当する距離(空気中換
算距離=1.lmm/1.53=0.72mm)とする
と、マイクロレンズの光軸を含む水平面内(図3(a)
参照)において、緑の絵素の開口部に入射する光の平行
度の許容量は、±tan-1(35/720)=±2.8
゜となる。
For example, the picture element pitch is 100 μm both vertically and horizontally.
m, the size of the pixel opening is 50 μm in length, 70 μm in width, and the number of pixels is 450 in length and 600 in width, the focal length of the microlens array is 1.1 mm (n = 1.53) (distance in air = 1.1 mm / 1.53 = 0.72 mm), in the horizontal plane including the optical axis of the microlens (FIG. 3A).
), The permissible amount of parallelism of light incident on the opening of the green pixel is ± tan −1 (35/720) = ± 2.8.
It becomes ゜.

【0049】次に、赤あるいは青の絵素の開口部に入射
する光は、その平行光束の主光線の方向が、緑の絵素の
開口部に入射する光の平行光速の主光線の方向に対して
θ=±tan-1(100/720)=±8゜傾いてお
り、光の入射角許容量は ±(tan-1((l00+35)/720)〜tan-1
((100−35)/720))=±(10.6゜〜
5.2゜) となる。言い換えれば、水平面内で主光線がマイクロレ
ンズの光軸に対してθ=±8゜傾いた光束に対する光の
平行度の許容量は、±(2.6゜〜(−2.8゜))と
なる。
Next, with respect to the light incident on the opening portion of the red or blue picture element, the direction of the principal ray of the parallel light flux is the direction of the parallel light speed principal ray of the light incident on the opening portion of the green picture element. With respect to θ = ± tan −1 (100/720) = ± 8 °, the allowable incident angle of light is ± (tan −1 ((100 + 35) / 720) to tan −1.
((100-35) / 720)) = ± (10.6 ° ~
5.2 °). In other words, the allowable amount of parallelism of light with respect to a light beam in which the principal ray is inclined by θ = ± 8 ° with respect to the optical axis of the microlens in the horizontal plane is ± (2.6 ° to (-2.8 °)). Becomes

【0050】次に、マイクロレンズの光軸を含む鉛直面
内(図3(b)参照)において、該光軸に対して対称な
2方向から緑,青,あるいは赤の絵素に入射する光は、
その平行光束の主光線の方向が、上記マイクロレンズの
光軸に対してφ=±tan-1(100/720)=±8
゜傾いており、光の入射角許容量は、 ±(tan-1((l00+25)/720)〜tan-1
((100−25)/720))=±(9.8゜〜5.
9゜) となっている。言い換えれば、上記鉛直面内で、主光線
がマイクロレンズの光軸に対してφ=±8゜傾いた光束
に対する光の平行度の許容量は、±(1.8゜〜(−
2.1゜))となる。
Next, within the vertical plane including the optical axis of the microlens (see FIG. 3B), light incident on the green, blue, or red picture element from two directions symmetrical with respect to the optical axis. Is
The direction of the principal ray of the parallel luminous flux is φ = ± tan −1 (100/720) = ± 8 with respect to the optical axis of the microlens.
The angle of incidence is ± (tan -1 ((100 + 25) / 720) to tan -1 ).
((100-25) / 720)) = ± (9.8 ° -5.
9 °). In other words, the allowable amount of parallelism of light with respect to a light beam in which the principal ray is inclined by φ = ± 8 ° with respect to the optical axis of the microlens in the vertical plane is ± (1.8 ° to (-
2.1 °)).

【0051】従って、この実施の形態1では、例えば、
偏光ビームスプリッター13を透過した第1のP偏光光
が上記鉛直面内でレンズ光軸に対してφ=8゜傾いた方
向から液晶表示素子12の対応する絵素内に取り込ま
れ、更に従来ムダになっていたS偏光光も第2のP偏光
光に変換されて、上記鉛直面内でレンズ光軸に対してφ
=−8゜傾いた方向から液晶表示素子の対応する絵素内
に同じだけ取り込まれる。このため表示の明るさは従来
の約2倍に向上する。
Therefore, in the first embodiment, for example,
The first P-polarized light transmitted through the polarization beam splitter 13 is taken into the corresponding picture element of the liquid crystal display element 12 from the direction inclined by φ = 8 ° with respect to the lens optical axis within the vertical plane, and the conventional waste is further reduced. The S-polarized light, which has become, is also converted into the second P-polarized light, and is φ with respect to the lens optical axis within the vertical plane.
The same amount is taken into the corresponding picture element of the liquid crystal display element from the direction inclined by -8 °. Therefore, the brightness of the display is improved to about twice that of the conventional one.

【0052】また、従来のようにS偏光光が偏光板で遮
断、吸収されて熱にかわることもないので、偏光板が溶
けたりあるいは燃えてしまったりすることがなくなる。
Further, unlike the conventional case, since the S-polarized light is not blocked and absorbed by the polarizing plate and is not replaced with heat, the polarizing plate is not melted or burned.

【0053】(実施の形態2)図4は、本発明の実施の
形態2による単板式液晶表示装置を説明するための模式
図であり、図4(a)は該装置の平面図、図4(b)は
該装置を図4(a)の矢印IVbの方向から見た図(背面
図)、図4(c)は該装置を図4(a)の矢印IVcの方
向から見た図(左側面図)である。
(Embodiment 2) FIG. 4 is a schematic diagram for explaining a single plate type liquid crystal display device according to Embodiment 2 of the present invention. FIG. 4 (a) is a plan view of the device. 4B is a view of the apparatus viewed from the direction of arrow IVb in FIG. 4A (rear view), and FIG. 4C is a view of the apparatus viewed from the direction of arrow IVc in FIG. 4A ( (Left side view).

【0054】図において、図1〜3と同一符号は実施の
形態1のものと同一のものを示し、102は本実施の形
態2による単板式液晶表示装置で、第1,第2の2つの
白色光源1、1’を有している。ここでは該各光源とし
て、250W、アーク長3.0mmのメタルハライドラ
ンプを用いている。また、各光源1,1’に対して、焦
点が該各光源の位置と一致するよう回転放物面鏡2a、
2a’が配置されている。これらの回転放物面鏡2a、
2a’は、その焦点距離が22mm、有効径φが80m
mとなっている。
In the figure, the same reference numerals as those in FIGS. 1 to 3 designate the same elements as those in the first embodiment, and 102 is a single-plate type liquid crystal display device according to the second embodiment. It has white light sources 1, 1 '. Here, as each of the light sources, a metal halide lamp of 250 W and an arc length of 3.0 mm is used. In addition, for each light source 1, 1 ′, the paraboloidal mirror 2 a that rotates so that the focal point matches the position of each light source,
2a 'is arranged. These rotating parabolic mirrors 2a,
2a 'has a focal length of 22 mm and an effective diameter φ of 80 m.
It has become m.

【0055】上記各光源1,1’から出たそれぞれの第
1及び第2の光は、上記回転放物面鏡2a、2a’で反
射されて平行化される。このとき、平行化された各光源
の主光線は、鉛直面(到来光の方向,及び液晶表示素子
の表示面の垂直方向を含む平面)内において実施の形態
1の場合と同じ角度2φをなすようになっている。
The first and second lights emitted from the light sources 1 and 1'are reflected by the rotating parabolic mirrors 2a and 2a 'and collimated. At this time, the chief rays of the collimated light sources form the same angle 2φ as in the first embodiment in the vertical plane (the plane including the direction of the incoming light and the direction perpendicular to the display surface of the liquid crystal display element). It is like this.

【0056】これらの光は、それぞれ赤、青、緑の光を
選択的に反射するダイクロイックミラー4R、4G、4
Bにより、赤、青、及び緑の3原色に分離される。この
とき分離された赤,青の光は、水平面(液晶表示素子の
表示面の垂直方向と垂直な平面)内において、緑の光に
対して角度θをなすこととなる。
These lights are dichroic mirrors 4R, 4G and 4 which selectively reflect red, blue and green lights, respectively.
B separates the three primary colors of red, blue, and green. The red and blue lights separated at this time form an angle θ with respect to the green light in a horizontal plane (a plane perpendicular to the vertical direction of the display surface of the liquid crystal display element).

【0057】これにより、液晶表示素子12の各絵素に
は、鉛直面内にてレンズ光軸と角度差φをなす2方向か
ら、第1及び第2の光の同一色の光が入射する。また、
第1及び第2の光の異なる色の光は、水平面内における
レンズ光軸方向と、これと角度差θをなす2方向の3方
向から液晶表示素子に入射し、対応する色の絵素に入射
することとなる。つまり、合計6つの方向からの光がそ
れぞれの色に対応する液晶表示素子12内の各絵素に入
射する。
As a result, the same color of first and second light is incident on each picture element of the liquid crystal display element 12 from two directions forming an angle difference φ with the lens optical axis in the vertical plane. . Also,
Light of different colors of the first light and the second light is incident on the liquid crystal display element from three directions, that is, the lens optical axis direction in the horizontal plane and two directions forming an angle difference θ with the lens optical axis direction, and the light of the corresponding color is displayed on the picture element of the corresponding color. It will be incident. That is, light from a total of six directions is incident on each picture element in the liquid crystal display element 12 corresponding to each color.

【0058】この実施の形態2においても、各マイクロ
レンズ10aに対する各色の光の入射角は、各色の光束
の集光スポットがそれぞれ対応する色の絵素開口部にの
み入射するように設定されている。
Also in the second embodiment, the incident angle of the light of each color on each microlens 10a is set so that the condensed spot of the light flux of each color is incident only on the pixel opening of the corresponding color. There is.

【0059】また、その液晶表示素子における絵素配列
とマイクロレンズとの相対的な位置関係は、実施の形態
1と同様に図2に示すようになっている。
The relative positional relationship between the picture element array and the microlenses in the liquid crystal display element is as shown in FIG. 2 as in the first embodiment.

【0060】これにより、液晶表示素子12に到達した
入射光(第1,第2の光)のうちS偏光光は、P偏光透
過型偏光板8により吸収され、そのP偏光光のみが透過
する。この時、緑の光は、鉛直面内でレンズ光軸に対し
上下に角度φ傾いた2方向から、水平面内ではレンズ光
軸に対する傾きなしで、液晶表示パネル20に入射し、
その緑の絵素内にスポットを形成する。また、赤及び青
の光は、緑の光に対してそれぞれ水平面内ではレンズ光
軸に対して左右に角度θ傾いた方向から、鉛直面内では
それぞれレンズ光軸に対して上下に角度φ傾いた2方向
から液晶表示パネルに入射し、緑の絵素の左右に配置さ
れた、赤及び青の対応する色の絵素内にのみスポットを
形成する。
As a result, the S-polarized light of the incident light (first and second light) that has reached the liquid crystal display element 12 is absorbed by the P-polarized transmission type polarizing plate 8 and only the P-polarized light is transmitted. . At this time, the green light is incident on the liquid crystal display panel 20 from two directions which are inclined vertically by an angle φ with respect to the lens optical axis in the vertical plane and without being inclined with respect to the lens optical axis in the horizontal plane.
A spot is formed in the green picture element. Further, the red and blue lights are tilted with respect to the green light in the horizontal plane by an angle θ with respect to the lens optical axis, and in the vertical plane with respect to the lens light axis by a vertical angle φ. The light enters the liquid crystal display panel from two different directions, and spots are formed only in the picture elements of the corresponding colors of red and blue, which are arranged on the left and right of the green picture element.

【0061】こうして各絵素を透過した光は偏光板9、
フィールドレンズ5、及び投影レンズ6を介してスクリ
ーン7に投影されカラー画像表示が行われる。
The light transmitted through each pixel in this way is polarized by the polarizing plate 9,
A color image is displayed by being projected on the screen 7 via the field lens 5 and the projection lens 6.

【0062】従って、この実施の形態2では、1つの光
源1からの光束が、例えば鉛直面内でレンズ光軸に対し
て角度φ傾いた方向から液晶表示素子の対応する絵素内
に取り込まれ、更にもう1つの光源1’からの光束がレ
ンズ光軸に対して角度(−φ)傾いた方向から液晶表示
素子の対応する絵素内に同じだけ取り込まれる。このた
め表示の明るきは従来の約2倍に向上する。
Therefore, in the second embodiment, the light flux from one light source 1 is taken into the corresponding picture element of the liquid crystal display element from the direction inclined by the angle φ with respect to the lens optical axis in the vertical plane, for example. Further, the same amount of light flux from another light source 1'is taken into the corresponding picture element of the liquid crystal display element from the direction inclined by the angle (-φ) with respect to the lens optical axis. Therefore, the brightness of the display is improved to about twice that of the conventional one.

【0063】また本実施の形態では、光源が250W、
アーク長3.0mmのものを用いたが、このように2つ
の光源を使う場合には、例えば1つの光源を125W、
アーク長1.5mmのようにその出力を抑えたアーク長
の短いものを使い、例えば、回転放物面鏡2a、2a’
をその焦点距離が11mm、有効径がφ40mmといっ
たより小さいものにし、液晶光素子に入射する平行光の
平行度をそのままで、光束径を小さくすることもでき
る。これによってレンズ等の他の光学素子が小さくなり
装置が小型化されコストダウンできる。
In this embodiment, the light source is 250 W,
An arc length of 3.0 mm was used, but when using two light sources like this, for example, one light source is 125 W,
An arc having a short arc length, such as an arc length of 1.5 mm, whose output is suppressed is used. For example, the rotating parabolic mirrors 2a, 2a '
It is also possible to reduce the light beam diameter while keeping the parallelism of the parallel light incident on the liquid crystal optical element as it is by making the focal length thereof smaller than 11 mm and the effective diameter φ40 mm. As a result, other optical elements such as lenses are made smaller, the apparatus is made smaller, and the cost is reduced.

【0064】(実施の形態3)図5は本発明の実施の形
態3による単板式液晶表示装置を説明するための左側面
図である。
(Third Embodiment) FIG. 5 is a left side view for explaining a single plate type liquid crystal display device according to a third embodiment of the present invention.

【0065】図において、103は本実施の形態3の液
晶表示装置で、白色光源1として、250W、アーク長
3.0mmのメタルハライドランプを有している。該白
色光源1に対して、焦点が光源の位置と一致するよう回
転放物面鏡2aが設けられている。該回転放物面鏡2a
は、焦点距離が22mm、有効径がφ80×160mm
となっている。つまり、該回転放物面鏡2aは、長方形
の開口を有し、その縦横の有効寸法が80×160mm
となっている。また、該回転放物面鏡2aの平行光の出
射側には、ウェッジプリズム16が配置されており、該
プリズム16により、回転放物面鏡2aからの平行光
は、上記鉛直面内で光軸が角度2φをなす2つの光束
(第1,第2の光束)に変換されるようになっている。
In the figure, 103 is the liquid crystal display device of the third embodiment, which has a white light source 1 having a metal halide lamp of 250 W and an arc length of 3.0 mm. A rotary parabolic mirror 2a is provided for the white light source 1 so that the focal point coincides with the position of the light source. The rotating parabolic mirror 2a
Has a focal length of 22 mm and an effective diameter of φ80 x 160 mm.
It has become. That is, the rotary parabolic mirror 2a has a rectangular opening, and its effective length and width are 80 × 160 mm.
It has become. Further, a wedge prism 16 is arranged on the parallel light emitting side of the rotating parabolic mirror 2a, and the prism 16 allows the parallel light from the rotating parabolic mirror 2a to travel within the vertical plane. It is adapted to be converted into two light beams (first and second light beams) whose axes form an angle 2φ.

【0066】次に作用効果について説明する。Next, the function and effect will be described.

【0067】上記光源1から出た光は、該回転放物面鏡
2aで反射されて平行化される。そして、該平行化され
た光は、上記ウェッジプリズム16を通ることにより、
図5の紙面左側の放物面鏡2a1からの反射光(第1の
光束)の主光線mと、図5の紙面右側の放物面鏡2a2
からの反射光(第2の光束)の主光線m’とが、実施の
形態1におけるダイクロイックミラーに向かう2つの光
線と同じ角度差2φをもつこととなる。
The light emitted from the light source 1 is reflected by the rotating parabolic mirror 2a and collimated. Then, the collimated light passes through the wedge prism 16,
The chief ray m of the reflected light (first light flux) from the parabolic mirror 2a 1 on the left side of the paper in FIG. 5 and the parabolic mirror 2a 2 on the right side of the paper in FIG.
The principal ray m ′ of the reflected light (second light flux) from is having the same angular difference 2φ as the two rays directed to the dichroic mirror in the first embodiment.

【0068】これらの光は、水平面内においては、それ
ぞれ赤、青、緑の光を選択的に反射するダイクロイック
ミラー4R、4G、4Bにより、赤、青、及び緑の3原
色の3つの光に分離される。この光の分離は、赤及び青
の光が緑の光に対して角度θをなすよう行われる。
In the horizontal plane, these lights are converted into three lights of three primary colors of red, blue and green by dichroic mirrors 4R, 4G and 4B which selectively reflect red, blue and green lights, respectively. To be separated. This separation of the light is performed so that the red and blue lights make an angle θ with the green light.

【0069】これにより、鉛直面内では同一色の光が角
度差φをもって2方向から、水平面内では3色の光が角
度差θをもって3方向から液晶表示パネルに入射するこ
ととなり、該液晶表示パネルに入射された合計6方向か
らの光は、それぞれの色に対応する図示しない液晶表示
素子内の各絵素に入射する。
As a result, light of the same color enters the liquid crystal display panel from the two directions with an angle difference φ in the vertical plane, and light of three colors enters the liquid crystal display panel from the three directions with an angle difference θ in the horizontal plane. Light from a total of six directions that has entered the panel enters each picture element in a liquid crystal display element (not shown) corresponding to each color.

【0070】このとき、各マイクロレンズに対する各色
の入射角は、各色の光束の集光スポットが対応する色の
絵素開口部にのみ入射するように設定されている。
At this time, the incident angle of each color with respect to each microlens is set so that the condensed spot of the light flux of each color is incident only on the pixel opening of the corresponding color.

【0071】また、その液晶表示素子における絵素配列
とマイクロレンズアレイの相対的な位置関係は、実施の
形態1と同様に図2(b)に示すようになっている。
Further, the relative positional relationship between the picture element array and the microlens array in the liquid crystal display element is as shown in FIG. 2B as in the first embodiment.

【0072】これにより、液晶表示素子12に到達した
入射光のうちS偏光光は、P偏光透過型偏光板8により
吸収され、そのP偏光光のみが透過する。この時、緑の
光は、鉛直面内でレンズ光軸に対し上下に角度φ傾いた
2方向から、水平面内ではレンズ光軸に対する傾きなし
で、液晶表示素子に入射し、その緑の絵素内に集光スポ
ットを形成する。また、赤及び青の光は、緑の光に対し
てそれぞれ水平面内でレンズ光軸に対して左右に角度θ
傾いた方向から、鉛直面内ではそれぞれレンズ光軸に対
して上下に角度φ傾いた2方向から液晶パネルに入射
し、緑の絵素の左右に配置された、赤及び青の対応する
色の絵素内にのみスポットを形成する。
As a result, of the incident light that has reached the liquid crystal display element 12, the S-polarized light is absorbed by the P-polarized transmission type polarizing plate 8, and only the P-polarized light is transmitted. At this time, the green light is incident on the liquid crystal display element from two directions that are tilted up and down with respect to the lens optical axis in the vertical plane by an angle φ with respect to the lens optical axis in the horizontal plane. A focused spot is formed inside. In addition, the red light and the blue light respectively form an angle θ with respect to the lens light axis in the horizontal plane with respect to the green light.
From the tilted direction, the liquid crystal panel is incident from two directions which are tilted up and down by an angle φ with respect to the lens optical axis in the vertical plane, and the corresponding colors of red and blue are arranged on the left and right of the green picture element. Form spots only within the picture element.

【0073】こうして各絵素を透過した光は偏光板9、
フィールドレンズ5、及び投影レンズ6を介してスクリ
ーン7に投影されカラー画像表示が行われる。
The light transmitted through each picture element in this way is polarized by the polarizing plate 9,
A color image is displayed by being projected on the screen 7 via the field lens 5 and the projection lens 6.

【0074】従って、この実施の形態3においても、回
転放物面鏡2aの左側部分からの反射光束が、例えば鉛
直面内でレンズ光軸に対して角度φ傾いた方向から液晶
表示素子の対応する絵素内に取り込まれ、更に回転放物
面鏡2aの右側部分からの反射光束が、レンズ光軸に対
して角度(−φ)傾いた方向から液晶表示素子の対応す
る絵素内に上記のものと同じだけ取り込まれる。このた
め表示の明るきは従来の約2倍に向上する。
Therefore, also in the third embodiment, the reflected light beam from the left side portion of the rotary parabolic mirror 2a corresponds to the liquid crystal display element from the direction inclined by the angle φ with respect to the lens optical axis in the vertical plane, for example. The light flux reflected from the right side portion of the rotary parabolic mirror 2a is further captured in the corresponding picture element of the liquid crystal display element from a direction inclined at an angle (−φ) with respect to the lens optical axis. It is taken in as much as that of. Therefore, the brightness of the display is improved to about twice that of the conventional one.

【0075】また、本実施の形態3では他の実施の形態
1,2に比べ光学系がシンプルであり必要な光学素子も
少なくてすむため、装置の小型化、低コスト化の効果は
大きい。
Further, in the third embodiment, the optical system is simpler and the required optical elements are smaller than those in the other first and second embodiments, so that the effect of downsizing the apparatus and reducing the cost is great.

【0076】なお、上記実施の形態3では、ウェッジプ
リズムを用いて、その光軸が角度2φをなす2つの平行
光を得るようにしているが、このような2つの光線を得
る方法はこれに限るものではない。
In the third embodiment, a wedge prism is used to obtain two parallel rays whose optical axes form an angle of 2φ. However, the method of obtaining such two rays is not limited to this. It is not limited.

【0077】その他の方法としては、例えば、図5に示
す回転放物面鏡2aを光源1を中心にして一定角度時計
回りに回転したものと、その逆方向に同一角度回転した
ものとを重ね合わせた形状とし、図6のように、回転放
物面鏡2bの紙面左側半分の放物面鏡部分2b1からの
反射光の主光線mと、その紙面右側半分の放物面鏡部分
2b2からの反射光の主光線m’とが、上記角度差2φ
をなすようにしてもよい。
As another method, for example, the rotating parabolic mirror 2a shown in FIG. 5 is rotated clockwise about the light source 1 by a constant angle and the same is rotated in the opposite direction by the same angle. As shown in FIG. 6, a main ray m of the reflected light from the parabolic mirror portion 2b 1 on the left half of the rotation parabolic mirror 2b and the parabolic mirror portion 2b on the right half of the rotation parabolic mirror 2b as shown in FIG. The angle difference between the principal ray m ′ of the reflected light from 2 is 2φ.
You may make it.

【0078】図6に示すような形状の回転放物面鏡2b
を用いることにより、ウェッジプリズムなどの光学素子
を増やすことなく、その光軸が角度2φをなす2つの平
行光を得ることができ、装置のよりコストダウンを図れ
て好ましい。
A rotating parabolic mirror 2b having a shape as shown in FIG.
By using, it is possible to obtain two parallel lights whose optical axes form an angle 2φ without increasing the number of optical elements such as wedge prisms, which is preferable because the cost of the apparatus can be further reduced.

【0079】[0079]

【発明の効果】以上のように本発明(請求項1)に係る
液晶表示装置によれば、互いに異なる波長域を有する、
それぞれの波長域に対応して第1平面内で規定される入
射角で入射する複数の光束に対し、各光束毎に光変調処
理を施す液晶表示素子を備え、該第1及び第2の投影用
光束群を、これらの間で波長域が同一である各組の2つ
の光束の光軸が該第1平面とは異なる第2平面内で一定
の角度をなし、かつ該液晶表示素子に対する各波長域の
光束の入射角が、該第1平面内で規定される互いに異な
る入射角となるよう、該液晶表示素子に入射させるよう
にしたので、液晶表示素子には、それぞれカラー表示に
必要な波長域に対応する光束を有する2つの投影用光束
群が異なる方向から入射されることとなり、このため、
光源の明るさを増大させたり、平行度の向上のための光
源の縮小や液晶表示素子の各絵素への入射スポットの径
の増大を行ったりすることなく、各絵素に入射する各色
の光の量を増大することができる。
As described above, according to the liquid crystal display device of the present invention (Claim 1), the liquid crystal display devices have different wavelength ranges.
The first and second projections are provided with a liquid crystal display element that performs light modulation processing on each of a plurality of light beams that are incident at an incident angle defined in the first plane corresponding to each wavelength range. The luminous flux groups for use in the liquid crystal display element are arranged such that the optical axes of the two luminous fluxes of each set having the same wavelength range between them form a constant angle in the second plane different from the first plane. Since the light beams in the wavelength range are made incident on the liquid crystal display element so that the incident angles are different from each other defined in the first plane, the liquid crystal display elements are required to perform color display. Two projection light flux groups having light fluxes corresponding to the wavelength range are incident from different directions, and therefore,
Without increasing the brightness of the light source, reducing the light source for improving the parallelism, or increasing the diameter of the incident spot on each pixel of the liquid crystal display element, The amount of light can be increased.

【0080】例えば、液晶表示素子の入射面側に配置さ
れた偏光板により吸収されるような光を、該偏光板を透
過する透過光とともに、該透過光の光軸とは一定の角度
をなす方向から液晶表示素子に入射させることができ
る。このように本発明では、光源光を無駄なく利用でき
るため従来のものに比べ表示画像が非常に明るくなると
いう効果がある。
For example, light absorbed by a polarizing plate disposed on the incident surface side of the liquid crystal display element forms a constant angle with the optical axis of the transmitted light together with the transmitted light that passes through the polarizing plate. The light can be incident on the liquid crystal display element from any direction. As described above, according to the present invention, since the light from the light source can be used without waste, there is an effect that the display image becomes very bright as compared with the conventional one.

【0081】また、この発明(請求項2)によれば、上
記液晶表示素子において、前記第1及び第2の投影用光
束群の間で同一の波長域を有する各組の2つの光束が、
該波長域に対応する絵素上にその集光スポットを形成す
るよう、マイクロレンズアレイと、液晶表示素子を構成
する絵素との位置関係を設定しているので、第1及び第
2の投影用光束群の光を、すべて、液晶表示素子の各絵
素に対して割り当てることができ、第1及び第2の投影
用光束群の光を無駄なく利用して、液晶表示素子を透過
する光の光量を多くできる。この結果、高効率で明るい
液晶表示素子が実現できる。
According to the present invention (claim 2), in the liquid crystal display element, two light fluxes of each set having the same wavelength band between the first and second projection light flux groups are:
Since the positional relationship between the microlens array and the picture elements forming the liquid crystal display element is set so as to form the focused spot on the picture element corresponding to the wavelength range, the first and second projections are performed. All the light of the luminous flux group for light can be assigned to each picture element of the liquid crystal display element, and the light of the first and second luminous flux groups for projection can be used without waste and transmitted through the liquid crystal display element. You can increase the amount of light. As a result, a highly efficient and bright liquid crystal display device can be realized.

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

【図1】本発明の実施の形態1による投影型カラー液晶
表示装置を説明するための図であり、図1(a)は該液
晶表示装置の構成を模式的に示す平面図、図1(b)は
該装置を、図1(a)の矢印Ibの方向から見た構造を
示す背面図である。
FIG. 1 is a diagram for explaining a projection type color liquid crystal display device according to a first embodiment of the present invention, FIG. 1 (a) is a plan view schematically showing the configuration of the liquid crystal display device, and FIG. FIG. 2B is a rear view showing the structure of the device as seen from the direction of arrow Ib in FIG.

【図2】上記実施の形態1による投影型カラー液晶表示
装置を説明するための図であり、図2(a)は該液晶表
示装置を、図1(a)の矢印IIaの方向から見た構造を
示す左側面図、図2(b)は該液晶表示素子における絵
素とマイクロレンズアレイの位置関係を示す図である。
2 is a diagram for explaining the projection type color liquid crystal display device according to the first embodiment, and FIG. 2 (a) is a view of the liquid crystal display device as seen from a direction of an arrow IIa in FIG. 1 (a). FIG. 2B is a left side view showing the structure, and FIG. 2B is a view showing the positional relationship between the picture elements and the microlens array in the liquid crystal display element.

【図3】図3(a)は、上記実施の形態1の液晶表示装
置における液晶表示素子の水平面内での構造及び入射光
束の進路を示す図、図3(b)は、該液晶表示素子の鉛
直面内での構造及び入射光束の進路を示す図である。
3A is a diagram showing a structure of a liquid crystal display element in the liquid crystal display device according to the first embodiment in a horizontal plane and a path of an incident light beam, and FIG. 3B is the liquid crystal display element. It is a figure which shows the structure in the vertical plane of, and the path of an incident light beam.

【図4】本発明の実施の形態2による投影型カラー液晶
表示装置を説明するための図であり、図4(a)は該液
晶表示装置の構成を模式的に示す平面図、図4(b)は
該装置を、図4(a)の矢印IVbの方向から見た構造を
示す背面図、図4(c)の矢印IVcの方向から見た構造
を示す左側面図である。
FIG. 4 is a diagram for explaining a projection type color liquid crystal display device according to a second embodiment of the present invention, FIG. 4 (a) is a plan view schematically showing the configuration of the liquid crystal display device, and FIG. 4B is a rear view showing the structure of the device as seen from the direction of arrow IVb in FIG. 4A, and a left side view showing the structure as seen from the direction of arrow IVc of FIG. 4C.

【図5】本発明の実施の形態3による投影型カラー液晶
表示装置を説明するための左側面図である。
FIG. 5 is a left side view for explaining a projection type color liquid crystal display device according to a third embodiment of the present invention.

【図6】本発明の実施の形態3の変形例による投影型カ
ラー液晶表示装置を説明するための左側面図である。
FIG. 6 is a left side view for explaining a projection type color liquid crystal display device according to a modification of the third embodiment of the present invention.

【図7】従来の投影型カラー液晶表示装置を示す平面図
である。
FIG. 7 is a plan view showing a conventional projection type color liquid crystal display device.

【図8】従来の液晶表示装置を構成する液晶表示素子の
構造を拡大して示す断面拡大図である。
FIG. 8 is an enlarged cross-sectional view showing an enlarged structure of a liquid crystal display element that constitutes a conventional liquid crystal display device.

【図9】従来の液晶表示装置における液晶表示素子の水
平面内での構造を示す図である。
FIG. 9 is a view showing a structure of a liquid crystal display element in a conventional liquid crystal display device in a horizontal plane.

【図10】従来の液晶表示装置における液晶表示素子の
絵素とマイクロレンズアレイとの位置関係を説明するた
めの図である。
FIG. 10 is a diagram for explaining a positional relationship between a picture element of a liquid crystal display element and a microlens array in a conventional liquid crystal display device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1、1’ 光源 2 回転楕円面鏡 2a、2a’、2b 回転放物面鏡 2a1、2a2,2b1、2b2 放物面鏡部分 3 コンデンサーレンズ 4R、4G、4B ダイクロイックミラー 5 フィールドレンズ 6 投影レンズ 7 スクリーン 8、9 偏光板 10 マイクロレンズアレイ 10a マイクロレンズ 11 インテグレーター 12 液晶表示素子 13 偏光ビームスプリッター 14 全反射ミラー 15 λ/2板 16 ウェッジプリズム 20 液晶パネル 21 絵素電極 22 薄膜トランジスタ 23 補助容量 24 信号ライン 25 ゲートライン 26 対向基板 27 対向電極 28 遮光層 30 液晶層 32 絵素開口部 33 ガラス基板 101,102,103 投影型カラー液晶表示装置1, 1'Light source 2 Rotating ellipsoidal mirror 2a, 2a ', 2b Rotating parabolic mirror 2a 1 , 2a 2 , 2b 1 , 2b 2 Parabolic mirror part 3 Condenser lens 4R, 4G, 4B Dichroic mirror 5 Field lens 6 Projection Lens 7 Screen 8, 9 Polarizing Plate 10 Microlens Array 10a Microlens 11 Integrator 12 Liquid Crystal Display Device 13 Polarizing Beam Splitter 14 Total Reflection Mirror 15 λ / 2 Plate 16 Wedge Prism 20 Liquid Crystal Panel 21 Picture Element Electrode 22 Thin Film Transistor 23 Auxiliary Capacitance 24 Signal line 25 Gate line 26 Counter substrate 27 Counter electrode 28 Light shielding layer 30 Liquid crystal layer 32 Picture element opening 33 Glass substrate 101, 102, 103 Projection color liquid crystal display device

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 互いに異なる波長域を有する、それぞれ
の波長域に対応して第1平面内で規定される入射角で入
射する複数の光束に対し、各光束毎に光変調処理を施す
液晶表示素子と、 該液晶表示素子の光出射側に設けられ、該液晶表示素子
を透過した各光束を表示画面上に投影してカラー画像を
合成するための光学系と、 波長域が互いに異なる複数の光束からなる第1の投影用
光束群を発生する第1の光束群発生手段と、 該第1の投影用光束群における各光束に対応した、該各
光束の波長域と同一の波長域を有する複数の光束からな
る第2の投影用光束群を発生する第2の光束群発生手段
と、 該第1及び第2の投影用光束群を、これらの間で波長域
が同一である各組の2つの光束の光軸が該第1平面とは
異なる第2平面内で一定の角度をなし、かつ該液晶表示
素子に対する各波長域の光束の入射角が、該第1平面内
で規定される互いに異なる入射角となるよう、該液晶表
示素子に入射させる光学手段とを備えた投影型カラー液
晶表示装置。
1. A liquid crystal display for subjecting a plurality of light fluxes having different wavelength ranges, which are incident at an incident angle defined in a first plane corresponding to the respective wavelength ranges, to each light flux. An element, an optical system provided on the light emission side of the liquid crystal display element, for projecting each light flux transmitted through the liquid crystal display element onto a display screen to synthesize a color image, and a plurality of optical systems having different wavelength ranges from each other. A first light flux group generating means for generating a first projection light flux group composed of a light flux, and a wavelength range corresponding to each light flux in the first projection light flux group, and having the same wavelength range as that of each light flux. A second light flux group generating means for generating a second projection light flux group composed of a plurality of light fluxes, and a first light flux group for projection and a second light flux group for projection, each of which has a same wavelength range between them. The optical axes of the two light beams form a constant angle in a second plane different from the first plane. And a projection type optical device that makes the liquid crystal display element incident on the liquid crystal display element so that the incident angles of the light fluxes in the respective wavelength ranges with respect to each other are different from each other defined in the first plane. Color liquid crystal display device.
【請求項2】 請求項1記載の投影型カラー液晶表示装
置において、 前記液晶表示素子は、 前記各波長域に対応した色別に各画素に対応させて設け
られ、該色毎に独立した表示信号を受けて液晶を駆動す
る複数のカラー表示電極と、 前記第1及び第2の投影用光束群の間で同一の波長域を
有する各組の2つの光束を、該波長域に対応する色のカ
ラー表示電極で駆動される液晶部位に透過せしめるマイ
クロレンズアレイとを備えている投影型カラー液晶表示
装置。
2. The projection type color liquid crystal display device according to claim 1, wherein the liquid crystal display element is provided corresponding to each pixel for each color corresponding to each wavelength range, and an independent display signal for each color. And a plurality of color display electrodes for driving the liquid crystal, and two light fluxes of each set having the same wavelength band between the first and second projection light flux groups of the color corresponding to the wavelength band. A projection type color liquid crystal display device comprising: a microlens array that transmits light to a liquid crystal part driven by a color display electrode.
JP7230417A 1994-09-07 1995-09-07 Projection type color liquid crystal display device Pending JPH0980371A (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6292234B1 (en) 1997-01-23 2001-09-18 Sharp Kabushiki Kaisha Projection type color liquid crystal display device
KR100619670B1 (en) * 1998-01-21 2006-09-05 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 Lcd projector

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KR100619670B1 (en) * 1998-01-21 2006-09-05 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 Lcd projector

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