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JP2003021830A - Projection type liquid crystal display device - Google Patents

Projection type liquid crystal display device

Info

Publication number
JP2003021830A
JP2003021830A JP2001207179A JP2001207179A JP2003021830A JP 2003021830 A JP2003021830 A JP 2003021830A JP 2001207179 A JP2001207179 A JP 2001207179A JP 2001207179 A JP2001207179 A JP 2001207179A JP 2003021830 A JP2003021830 A JP 2003021830A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
liquid crystal
color
crystal display
display device
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
JP2001207179A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoji Kubota
洋治 久保田
Seiji Kasuga
誠司 春日
Toshio Matsui
俊雄 松井
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.)
NAGANO KOGAKU KENKYUSHO KK
Nagano Optics Laboratory Corp
Original Assignee
NAGANO KOGAKU KENKYUSHO KK
Nagano Optics Laboratory 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 NAGANO KOGAKU KENKYUSHO KK, Nagano Optics Laboratory Corp filed Critical NAGANO KOGAKU KENKYUSHO KK
Priority to JP2001207179A priority Critical patent/JP2003021830A/en
Publication of JP2003021830A publication Critical patent/JP2003021830A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Liquid Crystal (AREA)
  • Projection Apparatus (AREA)
  • Video Image Reproduction Devices For Color Tv Systems (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a projection type liquid crystal display device which is small-sized and inexpensive, has a high light utilization rate and can enhance the luminance. SOLUTION: In a projection type liquid crystal display device A, white light from a white light source 1 is separated into two P-polarized light and S-polarized light having the directions of polarization orthogonal to each other by using a polarizing beam splitter 9. The S-polarized light is made to pass a rotary two-color color filter 7 which allows two colors R and B to alternately pass through, and then luminance modulation is performed with a first liquid crystal light valve 12 to obtain optical modulation signals of two colors R and B. The P-polarized light is converted to S- polarized light by passing through a phase difference plate 10, and then only color G is allowed to pass through a G filter 16 by using a second liquid crystal light valve 15 to obtain an optical modulation signal of the color G. These optical modulation signals are optically combined by a dichroic prism 13 to form a color image, which is magnified and projected through a projection lens 18. This projection type liquid crystal display device is constituted in a smaller size at a lower cost in comparison with a three CCD type device and improves the light utilization efficiency and the luminance in comparison with a single-plate type.

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、液晶表示パネルを
ライトバルブとして用いて、光源からの光に画像情報に
対応した変調を施した後に投射レンズによりスクリーン
上に投射画像を形成する投射型液晶表示装置に関するも
のである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a projection type liquid crystal which uses a liquid crystal display panel as a light valve to modulate light from a light source in accordance with image information and then forms a projection image on a screen by a projection lens. The present invention relates to a display device.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の一般的な投射型液晶表示装置とし
ては、液晶表示パネルを一枚用いてフルカラーを実現す
る構成の単板式のものと、白色光を光の三原色それぞれ
に分離し、この三色に対応したそれぞれ三枚のモノクロ
の液晶表示パネルにより輝度信号を変調した後、これら
の光変調信号を合成して得たカラー画像を投射レンズに
よりスクリーンに投影する構成の三板式のものがある。
2. Description of the Related Art A conventional general projection type liquid crystal display device is a single plate type device which realizes full color by using one liquid crystal display panel, and white light is separated into three primary colors of light. There is a three-plate system in which the luminance signal is modulated by three monochrome liquid crystal display panels corresponding to three colors, and then the color image obtained by combining these light modulation signals is projected on the screen by the projection lens. is there.

【0003】図6は、従来のカラーフィルタ付きの液晶
表示パネルを用いた単板式の投射型液晶表示装置の構成
図である。図7は、図6の単板式に用いられるカラーフ
ィルタの色の配列を示す模式図である。
FIG. 6 is a block diagram of a single-panel projection type liquid crystal display device using a conventional liquid crystal display panel with a color filter. FIG. 7 is a schematic diagram showing an array of colors of a color filter used in the single plate type of FIG.

【0004】従来のカラーフィルタ付きの液晶表示パネ
ルを用いた単板式の投射型液晶表示装置では、図6に示
すように、白色光源102で発光された白色光が集光ミ
ラー101で集光された後、コールドミラー103およ
びUVIRカットフィルタ104により不要な紫外光お
よび赤外光が除去される。次に、コンデンサレンズ11
1により集光され、カラーフィルタ119が実装された
液晶表示パネル118に入射して、画像情報に対応した
光変調が施され、投射レンズ117を介して、スクリー
ン(図示せず)上に投射される。これにより、スクリー
ン上にフルカラーの投射画像が形成される。
In a conventional single-panel projection type liquid crystal display device using a liquid crystal display panel with a color filter, as shown in FIG. 6, white light emitted from a white light source 102 is condensed by a condenser mirror 101. After that, the cold mirror 103 and the UVIR cut filter 104 remove unnecessary ultraviolet light and infrared light. Next, the condenser lens 11
The light is condensed by 1 and enters the liquid crystal display panel 118 on which the color filter 119 is mounted, is subjected to light modulation corresponding to image information, and is projected on a screen (not shown) via the projection lens 117. It As a result, a full-color projection image is formed on the screen.

【0005】この方式では、カラーフィルタ119が、
図7に示すように配列されたR、G、B各色のカラーフ
ィルタから構成されており、当該カラーフィルタ119
の透過率が低いため高輝度が得にくいという問題があ
る。また、カラー化するのに3画素を必要としているの
で、高解像度の投射画像は期待できないとう問題があ
る。
In this system, the color filter 119 is
The color filters 119 are composed of color filters of R, G, and B arranged as shown in FIG.
However, there is a problem that it is difficult to obtain high brightness because of low transmittance. Further, since 3 pixels are required for colorization, there is a problem that a high-resolution projected image cannot be expected.

【0006】次に、図8は、従来における反射型液晶表
示パネルを用いた単板式の投射型液晶表示装置の構成図
であり、図9は、図8の単板式に用いられるカラーフィ
ルタの色の配列を示す模式図である。また、図10は、
図8の単板式で得られるR、G、B各色の輝度応答特性
図である。
Next, FIG. 8 is a configuration diagram of a conventional single-panel projection type liquid crystal display device using a reflection-type liquid crystal display panel, and FIG. 9 is a diagram showing the colors of the color filters used in the single-plate type of FIG. It is a schematic diagram which shows the arrangement | sequence of. In addition, FIG.
FIG. 9 is a luminance response characteristic diagram of each of R, G, and B colors obtained by the single plate type of FIG. 8.

【0007】これらの図に示す単板式の投射型液晶表示
装置は、一枚のライトバルブの前面に回転板を設け、こ
の回転板にRGBの三原色フィルタを配置したことによ
りカラー化する方式を採用している。かかる方式は、既
にDMD(ディジタルマイクロミラーデバイス)社によ
って実現されている。
The single-plate projection type liquid crystal display device shown in these figures adopts a system in which a rotating plate is provided in front of one light valve and RGB three primary color filters are arranged on this rotating plate for colorization. is doing. This system has already been realized by DMD (Digital Micromirror Device).

【0008】この回転板を従来の反射型液晶表示パネル
による単板式の投射型液晶表示装置に用いた場合は、図
8に示すように、白色光源102で発光された白色光は
集光ミラー101で集光された後、コールドミラー10
3およびUVIRカットフィルタ104により不要な紫
外光および赤外光が除去される。次に、白色光から三原
色を経時的に作り出すカラーフィルタ120に通された
後に、コンデンサレンズ111により集光され、偏光ビ
ームスプリッタ123により折り返されて反射型液晶表
示パネル122に入射され、画像情報に対応した変調が
施された反射光が投射レンズ117に導びかれる。
When this rotating plate is used in a single-panel projection type liquid crystal display device using a conventional reflection type liquid crystal display panel, as shown in FIG. After being collected at, cold mirror 10
3 and UVIR cut filter 104 removes unnecessary ultraviolet light and infrared light. Next, after passing through a color filter 120 that produces three primary colors from white light over time, it is condensed by a condenser lens 111, folded back by a polarization beam splitter 123, and made incident on a reflection type liquid crystal display panel 122. The reflected light subjected to the corresponding modulation is guided to the projection lens 117.

【0009】カラーフィルタ120の配列は、図9に示
すように、R、G、Bのカラーフィルタを同心円上に配
置した構成となっており、駆動モータ121の回転周波
数を反射型液晶表示パネル122の垂直駆動周波数と同
じ周波数にして、カラーフィルタ120を回転させるこ
とによりカラー画像を得ている。
As shown in FIG. 9, the color filters 120 are arranged such that R, G, and B color filters are arranged concentrically, and the rotation frequency of the drive motor 121 is changed to a reflection type liquid crystal display panel 122. A color image is obtained by rotating the color filter 120 at the same frequency as the vertical driving frequency of.

【0010】従って、カラーフィルタ120の回転速度
及び反射型液晶表示パネル122の垂直駆動周波数は、
投影すべき映像の垂直駆動周波数に対して3倍の周波数
が必要となり、高速で動作させる必要がある。このた
め、反射型液晶表示パネル122からの反射光として得
られるR、G、B各色の輝度応答特性は、図10に示す
ように、3角波状の特性となり、これらの色を混合して
得たカラー画像には色むらが発生しかつ高輝度を得にく
いという問題がある。
Therefore, the rotational speed of the color filter 120 and the vertical driving frequency of the reflective liquid crystal display panel 122 are
A frequency three times as high as the vertical drive frequency of the image to be projected is required, and it is necessary to operate at high speed. Therefore, the luminance response characteristics of each color of R, G, and B obtained as the reflected light from the reflection type liquid crystal display panel 122 becomes a triangular wave characteristic as shown in FIG. 10, which is obtained by mixing these colors. In addition, there is a problem that color images have color unevenness and it is difficult to obtain high brightness.

【0011】一方、図11に示すように、従来の三板式
の投射型液晶表示パネルでは、白色光源102で発光さ
れた白色光が集光ミラー101で集光された後、コール
ドミラー103およびUVIRカットフィルタ104に
より不要な紫外光および赤外光が除去され、ダイクロイ
ックミラー105、106、107によりRGBの三色
に分離され、反射ミラー108、109により反射され
た後、それぞれの光に対応した三枚の液晶表示パネル1
10、112、113により光変調が施され、しかる後
に色合成プリズム115により光学的に合成され、フル
カラーの画像が生成されるようになっている。
On the other hand, as shown in FIG. 11, in the conventional three-panel projection type liquid crystal display panel, after the white light emitted from the white light source 102 is condensed by the condenser mirror 101, the cold mirror 103 and the UVIR. Unnecessary ultraviolet light and infrared light are removed by the cut filter 104, separated into three RGB colors by the dichroic mirrors 105, 106 and 107, reflected by the reflection mirrors 108 and 109, and then separated into three lights corresponding to the respective lights. LCD display panel 1
Light modulation is performed by 10, 112, and 113, and thereafter, the light is optically combined by the color combining prism 115 to generate a full-color image.

【0012】上述の三板式では、単板式に比べて同一条
件では約3倍の明るさが得られ、高精細化も容易であ
る。しかしながら、部品点数が多くなり、光の合成方法
も複雑となるため、コスト高になってしまうという問題
がある。
In the above-mentioned three-plate type, approximately three times as much brightness can be obtained under the same conditions as in the single-plate type, and high definition can be easily achieved. However, there is a problem that the number of parts increases and the light synthesizing method becomes complicated, resulting in high cost.

【0013】[0013]

【発明が解決しようとする課題】以上述べたように、従
来の投射型液晶表示装置において、透過型の単板式では
カラーフィルタが照射光を吸収・反射してしまうため、
高輝度化が困難であると同時に解像度が悪いという問題
がある。また、反射型液晶表示パネルを用いた単板式で
は、カラーフィルタの回転周波数および反射型液晶表示
パネルの垂直駆動周波数を高くする必要があるので、十
分な輝度応答特性が得られず、色の不均一が発生しかつ
高輝度化が困難であるという問題がある。さらに、三板
式では部品点数が多くなり光の合成手段も複雑になるた
め、コスト高で装置も大きくなるという問題がある。
As described above, in the projection type liquid crystal display device of the related art, in the transmission type single plate type, the color filter absorbs and reflects the irradiation light.
There is a problem that it is difficult to increase the brightness and the resolution is poor at the same time. Further, in the single plate type using the reflection type liquid crystal display panel, it is necessary to increase the rotation frequency of the color filter and the vertical drive frequency of the reflection type liquid crystal display panel. There is a problem that uniformity occurs and it is difficult to increase the brightness. Further, in the three-plate type, the number of parts is increased and the light synthesizing means is complicated, so that there is a problem that the cost is high and the device is large.

【0014】従って、本発明の目的は、上述の問題を解
決し、小型で低価格化を実現でき、同時に光利用率が高
く、高輝度化が可能な投射型液晶表示装置を提供するこ
とである。
Therefore, an object of the present invention is to solve the above problems, to provide a projection type liquid crystal display device which can realize a small size and a low price, and at the same time have a high light utilization rate and a high brightness. is there.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明は、光源からの光に、液晶ライトバルブに
より画像情報に対応した変調を施して投射レンズにより
投射する投射型液晶表示装置において、前記光源からの
光を互いに偏波方向が直交する2つの直線偏光光に分離
する偏光分離手段と、前記偏光分離手段によって分離さ
れた一方の直線偏光光から、光の三原色のうちの二色成
分の光束を経時的に作り出す回転式2色カラーフィルタ
と、前記回転式2色カラーフィルタを通過した光束を輝
度信号に応じて透過または反射させる第1の液晶ライト
バルブと、前記偏光分離手段によって分離された他方の
直線偏光光から、光の三原色のうちの残りの一色成分の
光束を分離する単色カラーフィルタと、この単色カラー
フィルタによって分離された光を輝度信号に応じて透過
または反射させる第2の液晶ライトバルブと、前記第1
および第2の液晶ライトバルブからそれぞれ出力される
二色画像及び単色画像を合成しカラー画像を得る画像合
成手段と、この画像合成手段で合成された画像を拡大投
射する投射手段とを有していることを特徴としている。
In order to solve the above problems, the present invention provides a projection type liquid crystal display in which light from a light source is modulated by a liquid crystal light valve in accordance with image information and projected by a projection lens. In the device, a polarization splitting unit that splits the light from the light source into two linearly polarized lights whose polarization directions are orthogonal to each other, and one of the linearly polarized lights split by the polarization splitting unit A rotary two-color color filter that produces a light flux of two-color components over time, a first liquid crystal light valve that transmits or reflects the light flux that has passed through the rotary two-color color filter according to a luminance signal, and the polarization separation. A monochromatic color filter for separating the light flux of the remaining one color component of the three primary colors of light from the other linearly polarized light separated by the means, and this monochromatic color filter A second liquid crystal light valve for the separated light is transmitted or reflected according to the luminance signal, the first
And an image synthesizing unit for synthesizing the two-color image and the single-color image respectively output from the second liquid crystal light valve to obtain a color image, and a projecting unit for enlarging and projecting the image synthesized by the image synthesizing unit. It is characterized by being.

【0016】ここで、分離された直線偏光光の偏波方向
を揃えるためには、前記第1の液晶ライトバルブまたは
前記第2の液晶ライトバルブの入射側に、π/2位相差
板を配置すればよい。
Here, in order to align the polarization directions of the separated linearly polarized light, a π / 2 phase difference plate is arranged on the incident side of the first liquid crystal light valve or the second liquid crystal light valve. do it.

【0017】次に、本発明は、反射型の液晶ライトバル
ブを用いた投射液晶表示装置において、前記光源からの
光を、偏波方向が均一となる直線偏光光にする直線偏光
光生成手段と、この直線偏光光生成手段により生成され
た直線偏光光を、光の三原色のうちの二色成分と、残り
の一色成分とに分離する色分離手段と、前記色分離手段
によって分離された前記2色成分の光束から、光の三原
色のうちの二色成分の光束を経時的に作り出す回転式2
色カラーフィルタと、この回転式2色カラーフィルタを
通過した光束を輝度信号に応じて反射させる第1の液晶
ライトバルブと、前記色分離手段によって分離された残
りの一色成分の光束を輝度信号に応じて反射させる第2
の液晶ライトバルブと、前記第1および第2の液晶ライ
トバルブからそれぞれ出力される二色画像及び単色画像
を合成しカラー画像を得る画像合成手段と、この画像合
成手段で合成された画像を拡大投射する投射手段とを有
していることを特徴としている。
Next, according to the present invention, in a projection liquid crystal display device using a reflection type liquid crystal light valve, linearly polarized light generating means for converting light from the light source into linearly polarized light having a uniform polarization direction. A color separating unit that separates the linearly polarized light generated by the linearly polarized light generating unit into two color components of the three primary colors of light and the remaining one color component; Rotation type 2 that creates a light flux of two color components of the three primary colors of light from a light flux of color components over time
A color color filter, a first liquid crystal light valve that reflects the light flux that has passed through the rotary two-color color filter according to a luminance signal, and a light flux of the remaining one color component separated by the color separation means as a luminance signal. The second to reflect accordingly
The liquid crystal light valve, the image synthesizing means for synthesizing the two-color image and the single-color image respectively output from the first and second liquid crystal light valves to obtain a color image, and the image synthesized by the image synthesizing means is enlarged. It has a projection means for projecting.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】以下に、図面を参照して、本発明
を適用した投射型液晶表示装置を説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A projection type liquid crystal display device to which the present invention is applied will be described below with reference to the drawings.

【0019】(第1の実施例)図1は、本発明の第1の
実施例にかかる投射型液晶表示装置の光学系を示す概略
構成図である。図2はそのカラーフィルタの構成を示す
模式図であり、図3はその輝度応答特性図である。
(First Embodiment) FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an optical system of a projection type liquid crystal display device according to a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a schematic diagram showing the configuration of the color filter, and FIG. 3 is a luminance response characteristic diagram thereof.

【0020】まず、図1を参照して説明すると、本例の
投射型液晶表示装置Aでは、白色光源2からの白色光を
偏光ビームスプリッタ9により互いに偏光方向が直交す
る2つの直線偏光光であるP偏光光およびS偏光光に分
離して、RとBの二色を交互に通過させる回転フィルタ
7に一方の光束、例えばS偏光光を通過させた後、第1
の液晶ライトバルブ12により輝度変調を行いR、B二
色の光変調信号を得る。他方の直線偏光光であるP偏光
光は、π/2位相差板10を通過してP偏光光とされた
後に、Gフィルタ16によりG色光のみが通過する。G
色光は、第2の液晶ライトバルブ15によりG色の光変
調信号とされる。R、B色及びG色の光変調信号は、ダ
イクロイックプリズム13により光合成されてカラー画
像となり、投射レンズ18を通して不図示のスクリーン
上に投影される。
First, referring to FIG. 1, in the projection type liquid crystal display device A of this example, white light from the white light source 2 is converted into two linearly polarized lights whose polarization directions are orthogonal to each other by the polarization beam splitter 9. After passing one light beam, for example, S-polarized light, through a rotary filter 7 that separates it into certain P-polarized light and S-polarized light and alternately passes two colors of R and B,
Brightness modulation is performed by the liquid crystal light valve 12 to obtain R and B two-color light modulation signals. The other P-polarized light, which is the other linearly-polarized light, passes through the π / 2 phase difference plate 10 to be P-polarized light, and then only the G-color light passes through the G filter 16. G
The color light is converted into a G-color light modulation signal by the second liquid crystal light valve 15. The R, B, and G light modulation signals are photosynthesized by the dichroic prism 13 to form a color image, which is projected through a projection lens 18 onto a screen (not shown).

【0021】さらに詳しく説明すると、白色光源2から
の白色光は集光ミラー1により前方に集められ、コンデ
ンサレンズ3で集光された後、コールドミラー4および
UVIRカットフィルタ5で不要な紫外光や赤外光が除
去されて可視光のみとなり、偏光ビームスプリッタ9に
より互いに偏光方向が直交する2つの直線偏光光P、S
に分離される。
More specifically, the white light from the white light source 2 is collected forward by the condenser mirror 1, condensed by the condenser lens 3, and then collected by the cold mirror 4 and the UVIR cut filter 5. The infrared light is removed to become only visible light, and two linearly polarized lights P and S whose polarization directions are orthogonal to each other by the polarization beam splitter 9.
Is separated into

【0022】偏光ビームスプリッタ9により分離したS
波成分は反射ミラー8により反射された後、図2に示す
構成のR色とB色のフィルタが交互に配置された回転フ
ィルタ7を通過しコンデンサレンズ11により集光し、
第1の液晶ライトバルブ12に加えられる。回転フィル
タ7は駆動モータ6の回転速度を制御することによりR
色とB色を交互に通過させるフィルタである。
S separated by the polarization beam splitter 9
After the wave component is reflected by the reflection mirror 8, the wave component passes through the rotary filter 7 in which the R and B filters of the configuration shown in FIG. 2 are alternately arranged, and is condensed by the condenser lens 11.
It is added to the first liquid crystal light valve 12. The rotary filter 7 controls the rotation speed of the drive motor 6 so that R
It is a filter that alternately passes the colors B and B.

【0023】一方、偏光ビームスプリッタ9からのP波
成分は、位相差板10によりP波からS波に変換された
後、反射ミラー17により反射されてG色フィルタ16
によりG色のみが通過してコンデンサレンズ14により
集光された後、第2の液晶ライトバルブ15に加えられ
る。
On the other hand, the P-wave component from the polarization beam splitter 9 is converted from P-wave to S-wave by the phase difference plate 10, and then reflected by the reflection mirror 17 to be reflected by the G-color filter 16.
Then, only the G color passes and is condensed by the condenser lens 14 and then added to the second liquid crystal light valve 15.

【0024】ダイクロイックプリズム13はRおよびB
を通過し、Gを反射させる特性を持ち、上記第1の液晶
ライトバルブ12の出射光と第2の液晶ライトバルブ1
5の出射光をこのダイクロイックプリズム13により合
成して、投射レンズ18で拡大投射する。
The dichroic prism 13 has R and B
The second liquid crystal light valve 1 and the light emitted from the first liquid crystal light valve 12 have a characteristic of passing G and reflecting G.
The emitted lights of No. 5 are combined by the dichroic prism 13 and enlarged and projected by the projection lens 18.

【0025】このとき、第1の液晶ライトバルブ12の
垂直駆動周波数を、第2の液晶ライトバルブ15の垂直
駆動周波数の2倍とすることにより、RGB三色の変調
信号の同期をとったフルカラー映像を得ることができ
る。
At this time, the vertical drive frequency of the first liquid crystal light valve 12 is set to be twice the vertical drive frequency of the second liquid crystal light valve 15 to synchronize the full-color RGB three-color modulation signals. You can get a video.

【0026】図3はこの時に第二の液晶表示パネル15
で得られるRとBの輝度特性を示したものであり、回転
フィルタ7の回転周波数および第2の液晶ライトバルブ
の垂直駆動周波数を低く抑えられることから良好な輝度
応答特性が得られることが分かる。
FIG. 3 shows the second liquid crystal display panel 15 at this time.
It shows that the luminance characteristics of R and B obtained in step 1 are obtained. Since the rotation frequency of the rotary filter 7 and the vertical drive frequency of the second liquid crystal light valve can be suppressed low, good luminance response characteristics can be obtained. .

【0027】図4は、図1の投射型液晶表示装置Aの変
形例を示してあり、ここに示す投射型液晶表示装置Bは
図1における位相差板10の位置をR、Bの二色フィル
タを備えた回転板7の側に配置した構成としたものであ
り、第1の実施の形態による投射型液晶表示装置Aと同
様の効果が得られる。
FIG. 4 shows a modification of the projection type liquid crystal display device A shown in FIG. 1. In the projection type liquid crystal display device B shown here, the phase difference plate 10 in FIG. It is arranged on the side of the rotary plate 7 having a filter, and the same effect as the projection type liquid crystal display device A according to the first embodiment can be obtained.

【0028】なお、上記の各例では、S波成分を第1の
液晶ライトバルブ12に導き、P波成分を第2の液晶ラ
イトバルブ15に導くようにしているが、この逆となる
ように偏光分離を行ってもよい。
In each of the above examples, the S-wave component is guided to the first liquid crystal light valve 12 and the P-wave component is guided to the second liquid crystal light valve 15, but the reverse is true. Polarization separation may be performed.

【0029】(第2の実施例)次に、以上の説明では透
過型の液晶ライトバルブを用いた実施例に基づき本発明
を説明したが、反射型の液晶ライトバルブを使用した場
合にも同様の構成にて同様の効果が得られる。
(Second Embodiment) The present invention has been described above based on an embodiment using a transmissive liquid crystal light valve, but the same applies to the case where a reflective liquid crystal light valve is used. With the above configuration, the same effect can be obtained.

【0030】図5は、本発明を適用した反射型の液晶ラ
イトバルブを用いた投射型液晶表示装置の光学系の一例
を示す概略構成図である。この図に示すように、投射型
液晶表示装置Cは、白色光源2から射出し集光ミラー1
で反射されてコンデンサレンズ3を介して得られる光
を、偏波方向が均一となる直線偏光光に変換する直線偏
光光生成部21を有している。例えば、この直線偏光光
生成部21によってP偏光光が得られる。P偏光光は、
コールドミラー4によって反射されてカラーフィルタ2
2に導かれる。このカラーフィルタ22は、P偏光光
を、光の三原色のうちの二色成分R、Bと、残りの一色
成分Gとに分離する色分離手段である。
FIG. 5 is a schematic configuration diagram showing an example of an optical system of a projection type liquid crystal display device using a reflection type liquid crystal light valve to which the present invention is applied. As shown in this figure, the projection type liquid crystal display device C emits light from a white light source 2 and a condenser mirror 1
It has a linearly polarized light generation unit 21 for converting the light reflected by and obtained through the condenser lens 3 into linearly polarized light having a uniform polarization direction. For example, P-polarized light is obtained by the linearly-polarized light generation unit 21. P-polarized light is
Color filter 2 reflected by cold mirror 4
Guided to 2. The color filter 22 is a color separation unit that separates the P-polarized light into two color components R and B of the three primary colors of light and the remaining one color component G.

【0031】カラーフィルタ22によって分離された2
色成分R、Bの光束から、回転式2色カラーフィルタ7
によって、二色成分R、Bそれぞれの光束が経時的に作
り出される。R、Bそれぞれの光束は、偏光分離手段と
してのダイクロイックミラー23を通って反射型の第1
の液晶ライトバルブ24に入射し、ここで画像情報に対
応した変調をそれぞれ受けると共に偏光方向が90度回
転した状態で反射され、再びダイクロイックミラー23
に入射して、画像合成手段であるダイクロイックプリズ
ム13に入射する。
2 separated by color filter 22
From the light fluxes of the color components R and B, the rotary two-color filter 7
Thus, the light fluxes of the two color components R and B are produced with time. Each of the R and B luminous fluxes passes through a dichroic mirror 23, which serves as a polarized light separating means, and is reflected first
Incident on the liquid crystal light valve 24, is subjected to the modulation corresponding to the image information, and is reflected in a state in which the polarization direction is rotated by 90 degrees, and is again reflected by the dichroic mirror 23.
To the dichroic prism 13, which is an image synthesizing means.

【0032】これに対して、カラーフィルタ22で分離
された残りの一色成分Gの光束は、反射ミラー25を介
して、第2の液晶ライトバルブ26に入射して、画像情
報に対応した変調を受けると共に偏光方向が90度回転
した状態で反射され、再びダイクロイックプリズム13
に入射する。
On the other hand, the light flux of the remaining one-color component G separated by the color filter 22 enters the second liquid crystal light valve 26 through the reflection mirror 25 and undergoes the modulation corresponding to the image information. The dichroic prism 13 receives the light and reflects it while rotating the polarization direction by 90 degrees.
Incident on.

【0033】ダイクロイックプリズム13において各色
の変調光が合成されてカラー画像が合成され、これが、
投射レンズ18を介してスクリーン上に拡大投射され
る。
In the dichroic prism 13, the modulated lights of the respective colors are combined to form a color image.
It is enlarged and projected on the screen through the projection lens 18.

【0034】[0034]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の投射型液
晶表示装置によれば、二枚の液晶ライトバルブによりフ
ルカラー画像が得られるので、三枚の液晶ライトバルブ
を使用している従来の三板式のものよりも、構成を簡単
にでき、また廉価に製造できる。
As described above, according to the projection type liquid crystal display device of the present invention, a full-color image can be obtained with two liquid crystal light valves, so that the conventional three liquid crystal light valves are used. Compared to the three-plate type, the structure is simpler and the manufacturing cost is lower.

【0035】また、2つの直線偏光光(P波、S波)を
全て利用するので、光利用率が非常に高く、高輝度な投
射画像を実現できる。
Further, since all the two linearly polarized lights (P wave and S wave) are used, the light utilization rate is very high and a projected image with high brightness can be realized.

【0036】さらに、従来の単板式のものに比べて、液
晶ライトバルブの垂直駆動周波数を低く抑えることがで
きるので、液晶ライトバルブの輝度応答特性を改善でき
る。よって、色純度の良いカラー画像が得られ、高輝度
が実現できる。
Further, since the vertical driving frequency of the liquid crystal light valve can be suppressed lower than that of the conventional single plate type, the luminance response characteristic of the liquid crystal light valve can be improved. Therefore, a color image with good color purity can be obtained and high brightness can be realized.

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

【図1】本発明に係る投射型液晶表示装置の第1の実施
例の光学系を示す概略構成図である。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an optical system of a first embodiment of a projection type liquid crystal display device according to the present invention.

【図2】図1の回転式2色フィルタの構成を示す模式図
である。
FIG. 2 is a schematic diagram showing a configuration of a rotary two-color filter shown in FIG.

【図3】図1の投射型液晶表示装置で得られる輝度特性
図である。
FIG. 3 is a luminance characteristic diagram obtained by the projection type liquid crystal display device of FIG.

【図4】図1の投射型液晶表示装置の変形例の光学系を
示す概略構成図である。
FIG. 4 is a schematic configuration diagram showing an optical system of a modified example of the projection type liquid crystal display device of FIG.

【図5】本発明による第2の実施例にかかる投射型液晶
表示装置の光学系を示す概略構成図である。
FIG. 5 is a schematic configuration diagram showing an optical system of a projection type liquid crystal display device according to a second example of the present invention.

【図6】従来のカラーフィルタを用いた一般的な単板方
式の投射型液晶表示装置の構成を示す構成図である。
FIG. 6 is a configuration diagram showing a configuration of a general single-panel type projection type liquid crystal display device using a conventional color filter.

【図7】図6のカラーフィルタの配列例を示す模式図で
ある。
FIG. 7 is a schematic diagram showing an arrangement example of the color filters of FIG.

【図8】反射型液晶表示パネルを用いた単板方式の投射
型液晶表示装置の構成を示す構成図である。
FIG. 8 is a configuration diagram showing a configuration of a single plate type projection type liquid crystal display device using a reflection type liquid crystal display panel.

【図9】図8の投射型液晶表示装置に用いられるカラー
フィルタの配列を示す模式図である。
9 is a schematic diagram showing an arrangement of color filters used in the projection type liquid crystal display device of FIG.

【図10】図8の投射型液晶表示装置で得られる輝度特
性図である。
10 is a luminance characteristic diagram obtained by the projection type liquid crystal display device of FIG.

【図11】従来の一般的な三板方式の投射型液晶表示装
置の構成を示す構成図である。
FIG. 11 is a configuration diagram showing a configuration of a conventional general three-plate type projection type liquid crystal display device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

A、B、C 投射型液晶表示装置 1 集光ミラー 2 白色光源 3、11、14 コンデンサレンズ 4 コールドミラー 5 UVIRカットフィルタ 6 駆動モータ 7 回転式2色カラーフィルタ 8、17 反射ミラー 9 偏光ビームスプリッタ 10 π/2位相差板 12、15 液晶ライトバルブ 13 ダイクロイックプリズム 16 カラーフィルタ 18 投射レンズ 21 直線偏光光生成部 22 カラーフィルタ 23 ダイクロイックミラー 24 反射型の第1の液晶ライトバルブ 25 反射ミラー 26 反射型の第2の液晶ライトバルブ A, B, C projection type liquid crystal display device 1 Focusing mirror 2 White light source 3, 11, 14 condenser lens 4 cold mirror 5 UVIR cut filter 6 drive motor 7 Rotating 2-color filter 8,17 Reflective mirror 9 Polarizing beam splitter 10 π / 2 retardation plate 12, 15 Liquid crystal light valve 13 Dichroic prism 16 color filters 18 Projection lens 21 Linearly polarized light generation unit 22 Color filter 23 Dichroic mirror 24 First reflective liquid crystal light valve 25 reflective mirror 26 Second reflective liquid crystal light valve

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) G03B 33/12 G03B 33/12 H04N 9/31 H04N 9/31 C Fターム(参考) 2H088 EA15 HA12 HA13 HA16 HA20 MA06 2H091 FA02Z FA05X FA10Z FA11Z FD26 LA11 LA15 LA17 5C060 BC03 HC16 HC17 HC22 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) G03B 33/12 G03B 33/12 H04N 9/31 H04N 9/31 C F term (reference) 2H088 EA15 HA12 HA13 HA16 HA20 MA06 2H091 FA02Z FA05X FA10Z FA11Z FD26 LA11 LA15 LA17 5C060 BC03 HC16 HC17 HC22

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 光源からの光に、液晶ライトバルブによ
り画像情報に対応した変調を施して投射レンズにより投
射する投射型液晶表示装置において、 前記光源からの光を互いに偏波方向が直交する2つの直
線偏光光に分離する偏光分離手段と、 この偏光分離手段によって分離された一方の直線偏光光
から、光の三原色のうちの二色成分の光束を経時的に作
り出す回転式2色カラーフィルタと、 前記回転式2色カラーフィルタを通過した光束を輝度信
号に応じて透過または反射させる第1の液晶ライトバル
ブと、 前記偏光分離手段によって分離された他方の直線偏光光
から、光の三原色のうちの残りの一色成分の光束を分離
する単色カラーフィルタと、 この単色カラーフィルタによって分離された光を輝度信
号に応じて透過または反射させる第2の液晶ライトバル
ブと、 前記第1および第2の液晶ライトバルブからそれぞれ出
力される二色画像及び単色画像を合成しカラー画像を得
る画像合成手段と、 この画像合成手段で合成された画像を拡大投射する投射
手段とを有していることを特徴とする投射型液晶表示装
置。
1. A projection type liquid crystal display device in which light from a light source is modulated by a liquid crystal light valve in accordance with image information and projected by a projection lens, wherein light from the light source has polarization directions orthogonal to each other. A polarized light splitting means for splitting the light into two linearly polarized light, and a rotary two-color color filter for temporally producing a light flux of two color components of the three primary colors of the light from one linearly polarized light split by this polarized light splitting means Of the three primary colors of light, a first liquid crystal light valve that transmits or reflects the light flux that has passed through the rotary two-color filter according to a luminance signal, and the other linearly polarized light that is separated by the polarization separating unit. , A monochromatic color filter that separates the remaining light flux of one color component, and the light separated by this monochromatic color filter is transmitted or reflected according to the luminance signal. A second liquid crystal light valve, an image synthesizing unit for synthesizing a two-color image and a single-color image respectively output from the first and second liquid crystal light valves to obtain a color image, and an image synthesized by the image synthesizing unit. A projection type liquid crystal display device, comprising: a projection means for enlarging and projecting.
【請求項2】 請求項1において、 前記第1の液晶ライトバルブまたは前記第2の液晶ライ
トバルブの入射側に、π/2位相差板を配置することを
特徴とする投射型液晶表示装置。
2. The projection type liquid crystal display device according to claim 1, wherein a π / 2 retardation plate is arranged on an incident side of the first liquid crystal light valve or the second liquid crystal light valve.
【請求項3】 光源からの光に、液晶ライトバルブによ
り画像情報に対応した変調を施して投射レンズにより投
射する投射型液晶表示装置において、 前記光源からの光を、偏波方向が均一となる直線偏光光
にする直線偏光光生成手段と、 この直線偏光光生成手段により生成された直線偏光光
を、光の三原色のうちの二色成分と、残りの一色成分と
に分離する色分離手段と、 前記色分離手段によって分離された前記2色成分の光束
から、光の三原色のうちの二色成分の光束を経時的に作
り出す回転式2色カラーフィルタと、 この回転式2色カラーフィルタを通過した光束を輝度信
号に応じて反射させる第1の液晶ライトバルブと、 前記色分離手段によって分離された残りの一色成分の光
束を輝度信号に応じて反射させる第2の液晶ライトバル
ブと、 前記第1および第2の液晶ライトバルブからそれぞれ出
力される二色画像及び単色画像を合成しカラー画像を得
る画像合成手段と、 この画像合成手段で合成された画像を拡大投射する投射
手段とを有していることを特徴とする投射型液晶表示装
置。
3. A projection type liquid crystal display device in which light from a light source is modulated by a liquid crystal light valve in accordance with image information and projected by a projection lens, wherein the light from the light source has a uniform polarization direction. Linearly polarized light generating means for converting the linearly polarized light, and color separation means for separating the linearly polarized light generated by the linearly polarized light generating means into two color components of the three primary colors of light and the remaining one color component A rotary two-color color filter that produces a light flux of two color components of the three primary colors of light from the light flux of the two color components separated by the color separation means with time; A first liquid crystal light valve that reflects the generated light flux according to a luminance signal, and a second liquid crystal light valve that reflects the remaining light flux of one color component separated by the color separation means according to the luminance signal. An image synthesizing means for synthesizing a two-color image and a single-color image respectively output from the first and second liquid crystal light valves to obtain a color image, and a projection means for enlarging and projecting the image synthesized by the image synthesizing means. And a projection type liquid crystal display device.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2006030421A (en) * 2004-07-14 2006-02-02 Nikon Corp Projection type display device
US7364305B2 (en) 2004-05-07 2008-04-29 Seiko Epson Corporation Projector
CN102436068A (en) * 2010-09-29 2012-05-02 北京中视中科光电技术有限公司 Projection display device
CN105573033A (en) * 2015-12-21 2016-05-11 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 Projection optical system improving light utilization rate and projection brightness

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