JP2001174775A - Projector device - Google Patents

Projector device

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JP2001174775A
JP2001174775A JP36123999A JP36123999A JP2001174775A JP 2001174775 A JP2001174775 A JP 2001174775A JP 36123999 A JP36123999 A JP 36123999A JP 36123999 A JP36123999 A JP 36123999A JP 2001174775 A JP2001174775 A JP 2001174775A
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JP
Japan
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light
liquid crystal
image
reflective liquid
crystal panel
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP36123999A
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Japanese (ja)
Inventor
Yoshihisa Sato
能久 佐藤
Yoshio Suzuki
芳男 鈴木
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a device which can sufficiently display an image of medium gradation with high luminance while decreasing the number of parts. SOLUTION: The light of three colors resolved (divided) by a color wheel 24 enters a polarizing beam splitter 25 and exits in the two directions as polarized light. The light emitted in the two directions is modulated by two reflection type liquid crystal panels 26, 27 into the image light divided into a plurality of gradations, and then the light is synthesized in the polarization beam splitter 25 and projected. When the two reflection type liquid crystal panels 26, 27 have the maximum gradations n, m respectively, the maximum gradation in the projected image is n+m-1.

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、カラーホイールを
用いる反射型液晶プロジェクタ装置に適用するのに最適
なプロジェクタ装置であって、特に、空間光変調素子と
して反射型液晶パネルを用いたプロジェクタ装置の技術
分野に属するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a projector suitable for use in a reflection type liquid crystal projector using a color wheel, and more particularly to a projector using a reflection type liquid crystal panel as a spatial light modulator. It belongs to the technical field.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来から、画像表示装置の一例として、
投射レンズを用いるプロジェクタ装置(投射型画像表示
装置とも称される)がある。このプロジェクタ装置は画
像(映像)を表示する発光部を直接観察するものではな
く、強度変調(印加される画像信号によって光が変調さ
れること)された画像光を投射レンズによってスクリー
ン等の画面上へ投射することによって、その画面上に画
像を表示して観察するものであり、画面を任意の大きさ
に拡大することができ、大画面化に適している。
2. Description of the Related Art Conventionally, as an example of an image display device,
There is a projector device (also referred to as a projection type image display device) using a projection lens. This projector device does not directly observe a light emitting unit that displays an image (video), but uses intensity-modulated (light is modulated by an applied image signal) image light on a screen such as a screen by a projection lens. By projecting the image on the screen, an image is displayed and observed on the screen, and the screen can be enlarged to an arbitrary size, which is suitable for enlargement of the screen.

【0003】そこで、図7によって、このプロジェクタ
装置の原理を説明すると、白色光L1を発光する光源1
と、それ自体では発光機能がない空間光変調素子2とを
用いるものである。そして、光源1から発光された白色
光L1で空間光変調素子2を照明する一方、後述するよ
うに、その空間光変調素子2に画像信号を印加して、そ
の空間光変調素子2で白色光L1を印加される画像信号
に従い画像光L2に強度変調し、その位相変調された画
像光L2を投射レンズ3によってスクリーン等の画面4
上に投射して画像を表示するようにしたものである。
The principle of this projector apparatus will be described with reference to FIG.
And a spatial light modulator 2 having no light emitting function by itself. Then, while illuminating the spatial light modulator 2 with the white light L1 emitted from the light source 1, an image signal is applied to the spatial light modulator 2 and the white light L1 is intensity-modulated into image light L2 in accordance with an applied image signal, and the phase-modulated image light L2 is projected onto a screen 4 such as a screen by the projection lens 3.
The image is displayed by projecting the image upward.

【0004】そして、このプロジェクタ装置に使用され
る空間光変調素子2の強度変調方法にはさまざまな方法
があり、例えば、液晶パネル(液晶ライトバルブとも称
される)を用いて光の偏光を制御するものや、可動式の
微細なミラーを用いて、画素毎に画像光の出射方向を制
御するもの等がある。なお、液晶パネルの液晶材料とし
ては、一般的に、ツイストネマティック(以下、TNと
記載する)と称される液晶材料が使用されることが多
い。
There are various methods for modulating the intensity of the spatial light modulator 2 used in the projector device. For example, the polarization of light is controlled using a liquid crystal panel (also referred to as a liquid crystal light valve). And a device that controls the emission direction of image light for each pixel by using a movable fine mirror. In general, a liquid crystal material called twisted nematic (hereinafter, referred to as TN) is often used as a liquid crystal material of a liquid crystal panel.

【0005】そして、この液晶パネルは入出力の方向の
観点から透過型と反射型との2つに分類することがで
き、図8に示す透過型液晶パネル6は、入射面6aに入
射された白色光L1が印加される画像信号によって画像
光L2に位相変調されて、入射面6aとは反対側の出射
面6bから入射方向と同じ方向へ出射されるものであ
る。また、図9に示す反射型液晶パネル7は内部に反射
層7bが設けられていて、入射面7aに入射された白色
光L1が印加される画像信号によって画像光L2に位相
変調された後、内部の反射層7bで反射されて、入射面
7aから入射方向の反対方向へ出射されるものである。
This liquid crystal panel can be classified into two types, a transmission type and a reflection type, from the viewpoint of input and output directions. The transmission type liquid crystal panel 6 shown in FIG. The white light L1 is phase-modulated into image light L2 by an image signal applied, and is emitted from the emission surface 6b opposite to the incidence surface 6a in the same direction as the incident direction. The reflection type liquid crystal panel 7 shown in FIG. 9 has a reflection layer 7b provided inside, and after white light L1 incident on the incident surface 7a is phase-modulated into image light L2 by an image signal applied thereto, The light is reflected by the internal reflection layer 7b and emitted from the incident surface 7a in the direction opposite to the incident direction.

【0006】そして、この図9に示す反射型液晶パネル
は、図8に示した透過型液晶パネル6に比べて、次のよ
うな利点を有している。即ち、透過型液晶パネル6は、
内部に配線されている各画素の配線部分で画像光L2が
遮断されるため、画素数が増大する程、或いはその透過
型液晶パネル6のサイズが小さくなる程、画像光L2の
透過面積が減少することになり、利用できる映像光L2
の利用率が減少してしまう。これに対して、反射型液晶
パネル7は、画像光L2を反射層7bで反射して入射面
7aから出射する関係で、各画素の配線部分を反射層7
bの入射面7aとは反対側である背面7c側に配置する
ことができる。従って、この反射型液晶パネル7は配線
部分によって画像光L2が遮断されることがなく、配線
部分の面積が増大しても、画像光L2の光利用率が減少
することがなく、高輝度なプロジェクタ装置を実現する
ことができる。
The reflection type liquid crystal panel shown in FIG. 9 has the following advantages as compared with the transmission type liquid crystal panel 6 shown in FIG. That is, the transmissive liquid crystal panel 6
Since the image light L2 is blocked at the wiring portion of each pixel wired inside, the transmission area of the image light L2 decreases as the number of pixels increases or as the size of the transmissive liquid crystal panel 6 decreases. And the available image light L2
Utilization rate decreases. On the other hand, the reflection type liquid crystal panel 7 reflects the image light L2 on the reflection layer 7b and emits the image light L2 from the incident surface 7a.
b can be arranged on the back surface 7c side opposite to the incident surface 7a. Therefore, in the reflective liquid crystal panel 7, the image light L2 is not blocked by the wiring portion, and even if the area of the wiring portion increases, the light utilization rate of the image light L2 does not decrease, and the reflective liquid crystal panel 7 has high brightness. A projector device can be realized.

【0007】ここで、フルカラーの画像を投射するプロ
ジェクタ装置では、光の3原色である赤色光(以下Rと
記載する)、緑色光(以下Gと記載する)、青色光(以
下Bと記載する)を対応する画像信号で位相変調してス
クリーン等の画面上で合成するようにして、フルカラー
の画像を表示している。そして、反射型液晶パネルを用
いたフルカラープロジェクタ装置には、R、G、B用の
3枚の液晶パネルを使用して、R、G、Bの3色の画像
光の位相変調をそれぞれの液晶パネルで独立して行うよ
うにした3板方式と、1枚の液晶パネルを使用してR、
G、Bの3色の画像光の位相変調を順次行う単板方式の
2方式がある。
Here, in a projector device that projects a full-color image, three primary colors of light, red light (hereinafter referred to as R), green light (hereinafter referred to as G), and blue light (hereinafter referred to as B). ) Is phase-modulated with a corresponding image signal and synthesized on a screen such as a screen to display a full-color image. In a full-color projector device using a reflection type liquid crystal panel, three liquid crystal panels for R, G, and B are used, and phase modulation of image light of three colors of R, G, and B is performed for each liquid crystal. The three-panel system, which is performed independently on the panel, and the R,
There are two single-panel systems that sequentially perform phase modulation of the three colors of G and B image light.

【0008】一方、光源としては、発光効率が高い放電
ランプを使用して白色光を発光させることが多い。この
ために、3板方式のフルカラープロジェクタ装置では、
放電ランプから発光された白色光を光分解手段(光分割
手段)によって時間的に周波数帯域が異なるR、G、B
の3色光に分解(分割)して、これらR、G、Bの3色
光を3枚の液晶パネルにそれぞれ入射し、この3枚の液
晶パネルにそれぞれ印加されるR、G、Bの3色の画像
信号によってR、G、Bの3色の画像光に空間変調す
る。そして、その空間変調されたR、G、Bの3色の画
像光を合成してスクリーンの画面上に投射している。従
って、このフルカラーのプロジェクタ装置は光学系が大
型化し、部品点数も多くなると言う問題がある。
On the other hand, a discharge lamp having high luminous efficiency is often used as a light source to emit white light. For this reason, in a three-plate system full-color projector device,
The white light emitted from the discharge lamp is divided into R, G, and B temporally different frequency bands by a photodecomposer (light splitter).
The three color lights of R, G, and B are respectively incident on three liquid crystal panels, and the three colors of R, G, and B applied to the three liquid crystal panels, respectively. Is spatially modulated into three colors of image light of R, G, and B by the image signal. Then, the spatially modulated R, G, and B color image lights are combined and projected on a screen. Therefore, this full-color projector apparatus has a problem that the optical system becomes large and the number of parts increases.

【0009】これに対して、単板方式のフルカラープロ
ジェクタ装置では、放電ランプから発光された白色光を
光分解手段(光分割手段)によって時間的に周波数帯域
が異なるR、G、Bの3色光に分解(分割)して、これ
らR、G、Bの3色光を1枚の液晶パネルに順次入射
し、その1枚の液晶パネルにR、G、Bの3色の画像信
号を入射光の入射に同期させて順次印加することによっ
て、その1枚の液晶パネルでR、G、Bの3色の画像光
に順次変調する。そして、その変調されたR、G、Bの
3色の画像光をスクリーン等に順次投射するが、これら
3色の画像光の光分解及び変調を高速度で行うことによ
って、R、G、Bの3色の画像光が人間の目には重ね合
わされたように積分されて見える(残像現象)ことにな
り、フルカラーの画像を表示することができるように構
成されている。
On the other hand, in a single-panel type full-color projector device, white light emitted from a discharge lamp is divided into three color lights of R, G, and B having different frequency bands in time by a photo-decomposing means (light dividing means). The three color lights of R, G, and B are sequentially incident on one liquid crystal panel, and the image signals of the three colors of R, G, and B are incident on the single liquid crystal panel. By sequentially applying the light in synchronization with the incidence, the one liquid crystal panel sequentially modulates the image light into three colors of R, G, and B. Then, the modulated R, G, and B image lights are sequentially projected onto a screen or the like, and the R, G, and B image lights are subjected to photolysis and modulation at a high speed. The three colors of image light appear to be integrated as if they were superimposed on human eyes (afterimage phenomenon), so that a full-color image can be displayed.

【0010】なお、白色光を時間的に周波数帯域が異な
るR、G、Bの3色光に高速で分解する手段としては、
例えば、透過型のカラーホイールが最も一般的であり、
図10に示すように、カラーホイール9は回転軸10の
外周にR、G、Bの3色の色フィルタRF(赤色フィル
タ)、GF(緑色フィルタ)、BF(青色フィルタ)が
形成されている。そこで、回転軸10を駆動するモータ
(図示せず)によってこのカラーホイール9を高速回転
させた状態で、R、G、Bの3色の色フィルタRF、G
F、BFの回転領域の1箇所に白色光を入射して、透過
させることによって、その白色光が時間的に周波数帯域
が異なるR、G、Bの3色光に分解されて液晶パネルに
入射されるように構成されている。
Means for rapidly decomposing white light into three color lights of R, G, and B having different temporal frequency bands include:
For example, transmissive color wheels are the most common,
As shown in FIG. 10, the color wheel 9 has three color filters RF (red filter), GF (green filter), and BF (blue filter) formed on the outer periphery of the rotating shaft 10. . Therefore, in a state where the color wheel 9 is rotated at a high speed by a motor (not shown) for driving the rotating shaft 10, three color filters RF, G of R, G, B are provided.
By injecting and transmitting white light into one of the rotation regions of F and BF, the white light is decomposed into three color lights of R, G, and B having different frequency bands in time, and is incident on the liquid crystal panel. It is configured to:

【0011】ここで、図11によって、従来の単板方式
の反射型液晶パネルを用いるフルカラープロジェクタ装
置を説明すると、放電ランプ12から出射された白色光
L11が集光レンズ13によってスポット光に集光され
てカラーホイール14に入射され、このカラーホイール
14の3色の色フィルタを透過することによって時間的
に周波数帯域が異なるR、G、Bの3色光L12に分解
される。そして、その分解されたR、G、Bの3色光L
12が偏光ビームスプリッタ15に入射され、その3色
光L12中のそれぞれのP偏光が偏光分離面15aを透
過して1枚の反射型液晶パネル16に順次入射され、S
偏光は偏光分離面15aで反射されて不要光として捨て
られる。そして、その反射型液晶パネル16へ順次入射
される3色光L12のP偏光に同期してR、G、Bの3
色の画像信号が順次印加されて、位相変調(画像信号に
従いP偏光の偏光方向がS偏光に変調されること)され
る。そして、その位相変調されてS偏光となったR、
G、Bの3色の画像光L13が反射型液晶パネル16内
の反射層で反射されて偏光ビームスプリッタ15に再び
入射されるが、この時、R、G、Bの3色の画像光L1
3は既に偏光方向がS偏光に変調されていることから、
この3色の画像光L13は偏光分離面15aで反射され
て投射レンズ17に入射されてスクリーン等の画面上に
投射される。ここで、偏光ビームスプリッタ15は検光
素子の機能を有していて、反射型液晶パネル16で位相
変調されたS偏光だけを選択して投射レンズ17へ入射
することになる。なお、図11では、偏光ビームスプリ
ッタ15の偏光分離面15aから見てR、G、Bの3色
光L12のP偏光が反射型液晶パネル16に入射される
ように構成したものであるが、図12に示すように、偏
光ビームスプリッタ15に対する反射型液晶パネル16
の配置を90°変更することによって、偏光分離面15
aから見て、R、G、Bの3色光L12のS偏光が反射
型液晶パネル16に入射されるようにしたものである。
A conventional full-color projector using a single-panel reflective liquid crystal panel will be described with reference to FIG. 11. White light L11 emitted from a discharge lamp 12 is condensed into a spot light by a condenser lens 13. The light is then incident on the color wheel 14 and passes through the three color filters of the color wheel 14 to be decomposed into three-color light L12 of R, G, and B having different temporal frequency bands. Then, the decomposed three-color light L of R, G, and B
12 enter the polarization beam splitter 15, and the respective P-polarized lights in the three-color light L12 pass through the polarization separation surface 15a and sequentially enter one reflection type liquid crystal panel 16, and S
The polarized light is reflected by the polarization splitting surface 15a and is discarded as unnecessary light. Then, in synchronism with the P-polarized light of the three-color light L12 sequentially incident on the reflective liquid crystal panel 16, R, G, and B
Color image signals are sequentially applied and phase-modulated (the polarization direction of P-polarized light is modulated to S-polarized light according to the image signal). Then, the phase-modulated R becomes S-polarized light,
The image light L13 of three colors of G and B is reflected by the reflection layer in the reflection type liquid crystal panel 16 and reenters the polarization beam splitter 15. At this time, the image light L1 of three colors of R, G and B is obtained.
3, since the polarization direction is already modulated to S-polarization,
The three colors of image light L13 are reflected by the polarization separation surface 15a, are incident on the projection lens 17, and are projected on a screen such as a screen. Here, the polarizing beam splitter 15 has a function of an analyzing element, and selects only the S-polarized light phase-modulated by the reflective liquid crystal panel 16 to enter the projection lens 17. In FIG. 11, the P-polarized light of the three-color light L12 of R, G, and B as viewed from the polarization splitting surface 15a of the polarization beam splitter 15 is configured to be incident on the reflective liquid crystal panel 16. As shown in FIG. 12, the reflective liquid crystal panel 16 with respect to the polarizing beam splitter 15
Of the polarization splitting surface 15 by changing the arrangement of
As viewed from a, the S-polarized light of the three-color light L12 of R, G, and B is incident on the reflective liquid crystal panel 16.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】このように、カラーホ
イール14と1枚の反射型液晶パネルを用いる単板方式
のフルカラープロジェクタ装置は、3枚の液晶パネルを
用いる3板方式のフルカラープロジェクタ装置に比べ
て、部品点数を少なくすることができるが、その反面、
次のような問題もあった。即ち、液晶材料にTNを使用
している反射型液晶パネル16は応答速度が遅く、高速
光変調には向かない。一方、カラーホイール14で分解
されたR、G、Bの3色光L12を1枚の反射型液晶パ
ネル12でR、G、Bの3色の画像光L13に順次変調
する時、反射型液晶パネルには速い変調が要求される。
As described above, the single-panel type full-color projector using the color wheel 14 and one reflective liquid crystal panel is replaced with a three-panel full-color projector using three liquid crystal panels. The number of parts can be reduced in comparison with this, but on the other hand,
There were also the following problems. That is, the reflective liquid crystal panel 16 using TN as the liquid crystal material has a low response speed, and is not suitable for high-speed light modulation. On the other hand, when the three color lights L12 of R, G, and B decomposed by the color wheel 14 are sequentially modulated by the single reflective liquid crystal panel 12 into the image lights L13 of three colors of R, G, and B, the reflective liquid crystal panel Requires fast modulation.

【0013】つまり、3板方式のフルカラープロジェク
タ装置ならば、R、G、Bの3色の画像光の位相変調を
3枚の液晶パネルでそれぞれ分担して行うことができる
ので、各液晶パネルの単位時間当りの位相変調は1回で
済むことになる。しかし、単板方式のフルカラープロジ
ェクタ装置では、画像の切り替り単位時間をR、G、B
に3分割して、それぞれの位相変調を順次行わなければ
ならないので、3板方式のフルカラープロジェクタ装置
に比べて反射型液晶パネル16の3倍の変調速度が要求
されることになる。さらに、その変調速度が遅ければ、
R、G、Bの3色の画像光の投射間隔時間が遅くなり、
人間の目の積分時間(残像時間)との関係から、スクリ
ーン等の画面上では、白色に映るのではなく、R、G、
Bの3色の画像光L13が時間的にずれて見えてしま
い、いわゆる画面のちらつき現象を発生してしまう、。
このため、カラーホイールの回転速度を上げて、R、
G、Bの3色光の切り替え時間を速くし、かつ、反射型
液晶パネルのR、G、Bの3色の画像光の位相変調速度
を上げる必要がある。
That is, in the case of a three-panel type full-color projector device, the phase modulation of the image light of three colors R, G, and B can be separately performed by the three liquid crystal panels. Only one phase modulation per unit time is required. However, in a single-panel type full-color projector device, the unit time for image switching is R, G, B.
And the phase modulation must be performed sequentially. Therefore, a modulation speed three times faster than that of the reflective liquid crystal panel 16 is required as compared with a three-panel type full color projector. Furthermore, if the modulation speed is slow,
The projection interval time of the image light of three colors of R, G, and B becomes slow,
From the relationship with the integration time (afterimage time) of the human eye, on a screen such as a screen, R, G,
The three colors B of image light L13 appear to be shifted in time, causing a so-called screen flicker phenomenon.
Therefore, by increasing the rotation speed of the color wheel, R,
It is necessary to shorten the switching time of the three color lights of G and B, and to increase the phase modulation speed of the image light of three colors of R, G and B of the reflective liquid crystal panel.

【0014】しかし、液晶材料にTNを使用している反
射型液晶パネルでは、このような高速の位相変調を実現
することができない。そこで、反射型液晶パネルの液晶
材料に、高速の位相変調が可能な強誘電体液晶材料(以
下、FLCと記載する)を使用することが考えられる。
しかし、このFLCを使用した反射型液晶パネルでは、
画像光の中間階調を表示し難いと言う、新たな問題が発
生する。
However, a reflection type liquid crystal panel using TN as a liquid crystal material cannot realize such high-speed phase modulation. Therefore, it is conceivable to use a ferroelectric liquid crystal material (hereinafter, referred to as FLC) capable of high-speed phase modulation as a liquid crystal material of the reflective liquid crystal panel.
However, in a reflection type liquid crystal panel using this FLC,
A new problem arises in that it is difficult to display intermediate gradations of image light.

【0015】即ち、液晶材料としてTN等の一般的な材
料を用いた反射型液晶パネルであれば、位相変調速度は
遅いものの、図13に示すように、中間電圧をアナログ
的に印加して、光出力をアナログ的に容易に変調するこ
とができて、中間階調を簡単に表示することができる。
これに対して、液晶材料にFLCを使用している反射型
液晶パネルでは、「0」か「1」の変調しかできない関
係で、画像信号をデジタル信号としていて、図14に示
すように、印加信号電圧に対する光出力の応答が急峻で
あり、アナログ的に変調することができず、変調速度は
速いものの、中間電圧を印加することができないので、
単純な電圧印加方法では中間階調を表示することができ
ないと言う問題がある。
That is, in the case of a reflection type liquid crystal panel using a general material such as TN as a liquid crystal material, although the phase modulation speed is low, as shown in FIG. The light output can be easily modulated in an analog manner, and the intermediate gradation can be easily displayed.
On the other hand, in the reflection type liquid crystal panel using FLC as the liquid crystal material, the image signal is a digital signal because only the modulation of “0” or “1” can be performed. Since the response of the optical output to the signal voltage is steep and cannot be modulated in an analog manner, and the modulation speed is high, the intermediate voltage cannot be applied.
There is a problem that a halftone cannot be displayed by a simple voltage application method.

【0016】一方、液晶材料としてFLCを使用した反
射型液晶パネルでR、G、Bの3色の画像光の中間階調
を表示するためのスイッチング方法としてパルス幅変調
(pulse Width Modulation)が
考えられる。このスイッチング方法は、1枚の反射型液
晶パネルに印加する位相変調用デジタル信号による単位
画像表示時間を希望する階調数に分割して、その階調数
に対応したスイッチングを行う方法であり、例えば、8
階調(レベル0〜7)に分割した場合であれば、単位画
像表示時間を7分割して、7度のスイッチングを行い、
レベル0ならば7回ともOFFし、レベル8ならば全て
ONするようにし、中間階調はその階調分だけONする
ことによって表示可能になる。
On the other hand, pulse width modulation is considered as a switching method for displaying intermediate gradations of R, G and B image light in a reflection type liquid crystal panel using FLC as a liquid crystal material. Can be This switching method is a method of dividing a unit image display time by a digital signal for phase modulation applied to one reflection type liquid crystal panel into a desired number of gradations, and performing switching corresponding to the number of gradations. For example, 8
If the image is divided into gradations (levels 0 to 7), the unit image display time is divided into seven, and switching is performed seven times.
When the level is 0, it is turned off seven times, and when the level is 8, it is all turned on.

【0017】そこで、カラーホイールを用いる単板方式
のフルカラープロジェクタ装置で、液晶材料にFLCを
使用した反射型液晶パネルを使用する場合の中間階調を
表示するためのスイッチング方法を図15によって説明
すると、まず、1枚の反射型液晶パネルの単位画像表示
時間をR、G、Bに3分割して、カラーホイールによっ
てこの1枚の反射型液晶パネルにR、G、Bの3色光を
順次入射する。そして、その1枚の反射型液晶パネルの
R、G、Bに3分割された各単位画像表示時間内で画像
信号を希望する階調数に分割してスイッチング動作を行
う。
A switching method for displaying an intermediate gradation in the case of using a reflection type liquid crystal panel using FLC as a liquid crystal material in a single-panel type full color projector device using a color wheel will be described with reference to FIG. First, the unit image display time of one reflective liquid crystal panel is divided into R, G, and B, and three color lights of R, G, and B are sequentially incident on the single reflective liquid crystal panel by a color wheel. I do. Then, the switching operation is performed by dividing the image signal into a desired number of tones within each unit image display time of the one reflective liquid crystal panel divided into R, G, and B.

【0018】ここで、この図15では、3分割された各
単位画像表示時間内での画像信号の階調数を3分割にし
て、4階調表示を可能にしたものであり、2回の単位画
像表示時間内での画像信号のスイッチング動作の様子を
表示したものであり、1回目のスイッチング動作を表わ
している図15の左側では、全階調がON(R:3/
3、G:3/3、B:3/3)となっていて、R、G、
Bの3色の画像光の光出力が全て最大輝度となっている
様子を示している。そして、2回目のスイッチング動作
を表している図15の右側では画像光の光出力がRが1
/3、Gが2/3、Bが3/3の明るさになっている。
Here, in FIG. 15, the number of gradations of the image signal in each unit image display time divided into three is divided into three to enable four gradation display. The image signal switching operation within the unit image display time is displayed. On the left side of FIG. 15 showing the first switching operation, all gradations are ON (R: 3 /
3, G: 3/3, B: 3/3), and R, G,
This shows a state in which the light outputs of the three color B image lights all have the maximum luminance. On the right side of FIG. 15 showing the second switching operation, the light output of the image light is R = 1.
/ 3, G is /, and B is /.

【0019】ここで、求められる画像が高品質である場
合には、画像信号の単位画像表示時間内をより多くの階
調数に細かく分割する必要があるが、高速変調が可能な
FLC材料の反射型液晶パネルでも、ある階調数以上に
は分割することが困難になる。具体例を挙げて説明する
と、一般的なFLCの応答速度(光変調速度)は約35
μsであり、画像信号の単位画像表示時間は33.3m
s秒(1秒間に30枚)である。従って、33.3ms
/35μs=951となり、RG、Bに3分割する場合
に各映像光は約300階調とれることになる。しかし、
前述した画面のちらつき現象を回避するため、単位画像
表示時間の2倍以上のカラーホイールの回転速度が求め
られる場合があり、そのカラーホイールの回転速度を単
位画像表示時間の2倍にした場合には、R、G、Bの各
映像光の階調は半分の約150階調となり、高品質な画
質は得られなくなる。
If the required image is of high quality, it is necessary to finely divide the unit image display time of the image signal into more gradations. Even with a reflective liquid crystal panel, it becomes difficult to divide the liquid crystal panel beyond a certain number of gradations. Explaining with a specific example, the response speed (light modulation speed) of a general FLC is about 35.
μs, and the unit image display time of the image signal is 33.3 m.
This is s seconds (30 sheets per second). Therefore, 33.3 ms
/ 35 μs = 951, and each image light can have about 300 gradations when divided into RG and B. But,
In order to avoid the above-described screen flicker phenomenon, there is a case where a rotation speed of the color wheel that is twice or more the unit image display time is required, and when the rotation speed of the color wheel is set to twice the unit image display time, In this case, the gradation of each of the R, G, and B image lights is reduced to about 150 gradations, and high-quality image cannot be obtained.

【0020】また、カラーホイールを用いる単板方式の
フルカラープロジェクタ装置では、図16に示すよう
に、カラーホイール14のR、G、Bの3色の色フィル
タRF(赤色フィルタ)、GF(緑色フィルタ)、BF
(青色フィルタ)の3つの境目RGP、GBP、BRP
に跨がるように白色光のスポット光が入射されるタイミ
ングでは、画面上での色の混合を防ぐために、反射型液
晶パネルを動作させないように画像信号を調整しなくて
はならない。このために、実際の位相変調が可能な時間
は、上記した単位画像表示時間よりも短くなり、R、
G、Bの3色の画像光の階調が更に減少してしまうこと
になる。
In a single-panel type full-color projector using a color wheel, as shown in FIG. 16, three color filters RF (red filter), GF (green filter) of R, G, and B of the color wheel 14 are provided. ), BF
(Blue filter) three borders RGP, GBP, BRP
At the timing when the spotlight of white light is incident so as to straddle the image signal, it is necessary to adjust the image signal so as not to operate the reflective liquid crystal panel in order to prevent mixing of colors on the screen. For this reason, the time during which the actual phase modulation can be performed is shorter than the above-described unit image display time.
The gradation of the image light of the three colors G and B is further reduced.

【0021】以上のことから、従来のカラーホイールを
用いる単板方式のフルカラープロジェクタ装置では、液
晶材料にTNを用いる反射型液晶パネルでは、位相変調
速度が遅く、変調が間に合わない。また、液晶材料にF
LCを用いる反射型液晶パネルでは、階調を十分にとる
ことができず、高品質の画像を得ることができないと言
う問題があった。
As described above, in the conventional single-panel type full-color projector device using a color wheel, the phase modulation speed is slow in a reflection type liquid crystal panel using TN as a liquid crystal material, and the modulation cannot be performed in time. In addition, F
In a reflective liquid crystal panel using LC, there is a problem that a sufficient gradation cannot be obtained and a high-quality image cannot be obtained.

【0022】本発明は、上記した問題を解決するために
なされたものであって、部品点数が少ないにも拘らず、
高輝度で、かつ、中間階調をも十分に表示することがで
きる高品質の画像を得ることができるプロジェクタ装置
を提供することを目的としている。
The present invention has been made in order to solve the above-described problem, and has a small number of parts.
It is an object of the present invention to provide a projector device that can obtain a high-quality image with high luminance and sufficient display of intermediate gradations.

【0023】[0023]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの本発明のプロジェクタ装置は、光源手段から出射さ
れる光を偏光ビームスプリッタで2方向に偏光して出射
し、その2方向に出射された出射光を2枚の反射型液晶
パネルに入射して印加される画像信号によって複数の階
調に分割された画像光に変調して2方向に反射し、その
2方向に反射された画像光の階調を上記偏光ビームスプ
リッタで合成して投射レンズによって画面上に投射する
ように構成したものである。
In order to achieve the above object, a projector apparatus according to the present invention is characterized in that light emitted from a light source is polarized in two directions by a polarizing beam splitter and emitted, and emitted in the two directions. The emitted light is incident on two reflective liquid crystal panels and is modulated into image light divided into a plurality of gradations by an image signal applied thereto, reflected in two directions, and reflected in the two directions. The tone of light is synthesized by the polarizing beam splitter and projected on a screen by a projection lens.

【0024】上記のように構成された本発明のプロジェ
クタ装置は、偏光ビームスプリッタから2方向に出射さ
れた出射光を2枚の反射型液晶パネルにそれぞれ入射し
て、これら2枚の反射型液晶パネルでそれぞれ複数の階
調に分割された画像光に変調し、その変調された画像光
の階調を上記偏光ビームスプリッタで合成して投射レン
ズによって画面上に投射するように構成したので、2枚
の反射型液晶パネルによる画像光の階調を合成した画面
が得られる。
In the projector device of the present invention configured as described above, the light emitted in two directions from the polarizing beam splitter is incident on two reflective liquid crystal panels, respectively, and these two reflective liquid crystal panels are used. The image light is divided into a plurality of gradations by a panel, and the modulated gradations of the image light are combined by the polarization beam splitter and projected on a screen by a projection lens. An image obtained by synthesizing the gradations of the image light by the reflective liquid crystal panels can be obtained.

【0025】[0025]

【発明の実施の形態】以下、本発明を適用したカラーホ
イールを用いる反射型液晶プロジェクタ装置の実施の形
態を図1〜図7を参照して説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of a reflection type liquid crystal projector using a color wheel to which the present invention is applied will be described below with reference to FIGS.

【0026】まず、図1によって、2枚の反射型液晶パ
ネルを用いる2板方式の反射型液晶プロジェクタ装置の
基本構成及び動作原理について説明すると、光源手段2
1によって時間的に異なる波長帯域の光であるR、G、
Bの3色光を出射し、その3色光を偏光ビームスプリッ
タ25に入射する。そして、その3色光中のそれぞれの
S偏光を偏光ビームスプリッタ25の偏光分離面25a
で反射して、第1の反射型液晶パネル26に第1の方向
から入射する一方、3色光中のそれぞれのP偏光は偏光
分離面25aをそのまま透過して第2の反射型液晶パネ
ル27に第2の方向から入射する。そして、これら2方
向から出射された入射光を第1、第2の反射型液晶パネ
ル26、27でそれぞれR、G、Bの画像光に位相変調
して内部の反射層で反射する。そして、これらの画像光
をこれら第1、第2の反射型液晶パネル26、27の入
射面26a、27aと同じ面から出射して、再び偏光ビ
ームスプリッタ25に2方向から入射する。
First, the basic structure and operating principle of a two-panel reflective liquid crystal projector using two reflective liquid crystal panels will be described with reference to FIG.
1, R, G,
The three-color light B is emitted, and the three-color light enters the polarization beam splitter 25. Then, each S-polarized light in the three color lights is converted into a polarization splitting surface 25a of the polarization beam splitter 25.
And is incident on the first reflective liquid crystal panel 26 from the first direction, while the respective P-polarized light in the three-color light is transmitted through the polarization splitting surface 25a as it is to the second reflective liquid crystal panel 27. Light is incident from the second direction. Then, the incident light emitted from these two directions is phase-modulated into R, G, and B image lights by the first and second reflective liquid crystal panels 26 and 27, respectively, and reflected by the internal reflection layer. Then, these image lights are emitted from the same surfaces as the incident surfaces 26a and 27a of the first and second reflective liquid crystal panels 26 and 27, and are incident on the polarization beam splitter 25 again in two directions.

【0027】この際、第1の反射型液晶パネル26で位
相変調されて反射された画像光はP偏光成分を含み、偏
光ビームスプリッタ25の偏光分離面25aをそのまま
透過する。一方、第2の反射型液晶パネル27で位相変
調されて反射された画像光はS偏光成分を含み、偏光ビ
ームスプリッタ25の偏光分離面25aで反射されて、
第1の反射型液晶パネル26で反射されて偏光ビームス
プリッタ25の偏光分離面25aを透過されたP偏光成
分と合成される。そして、その合成された画像光が偏光
ビームスプリッタ25から出射されて投射レンズ28に
入射されて、その投射レンズ28によってスクリーン等
の画面上に投射される。
At this time, the image light phase-modulated and reflected by the first reflective liquid crystal panel 26 contains a P-polarized component, and passes through the polarization splitting surface 25 a of the polarization beam splitter 25 as it is. On the other hand, the image light that is phase-modulated and reflected by the second reflective liquid crystal panel 27 contains an S-polarized component, is reflected by the polarization splitting surface 25a of the polarization beam splitter 25, and
The light is combined with the P-polarized light component reflected by the first reflective liquid crystal panel 26 and transmitted through the polarization splitting surface 25 a of the polarization beam splitter 25. Then, the combined image light is emitted from the polarizing beam splitter 25 and is incident on the projection lens 28, and is projected on a screen such as a screen by the projection lens 28.

【0028】ここで、第1、第2の反射型液晶パネル2
6、27に入射される入射光に同期して位相変調する全
体の画像信号(入力映像信号)Aからスイッチング手段
29によって第1、第2の反射型液晶パネル26、27
にそれぞれ独立して印加する2つの画像信号(分割され
た映像信号)BとCを分割して作成する。この際、全体
の画像信号Aの階調をn+m−1とし、これから第1の
反射型液晶パネル26に印加する画像信号Bの階調をn
と、第2の反射型液晶パネル24に印加する画像信号C
の階調をmとを分割し、これら分割した画像信号B、C
の階調nとmを合成して画面上に投射することによっ
て、画面上に投射される画像光のP偏光とS偏光が合成
された画面の階調は最大n+m−1階調となる。
Here, the first and second reflective liquid crystal panels 2
The first and second reflection type liquid crystal panels 26 and 27 are switched by the switching means 29 from the entire image signal (input video signal) A, which is phase-modulated in synchronization with the incident light incident on the light receiving panels 6 and 27.
Are divided into two image signals (divided video signals) B and C to be applied independently. At this time, the gradation of the entire image signal A is set to n + m−1, and the gradation of the image signal B applied to the first reflective liquid crystal panel 26 is set to n.
And the image signal C applied to the second reflective liquid crystal panel 24
Is divided into m and the divided image signals B and C
Are synthesized and projected on the screen, the maximum gray scale of the screen in which the P-polarized light and the S-polarized light of the image light projected on the screen are synthesized is n + m−1.

【0029】即ち、図11及び図12で説明した従来の
単板方式の反射型液晶プロジェクタ装置では、カラーホ
イール14で分解されて偏光ビームスプリッタ15に入
射されたR、G、Bの3色光中のP偏光又はS偏光の何
れか一方のみを画像光に位相変調して投射レンズ17に
入射して、スクリーン等の画面上に投射するようにし、
そのR、G、Bの3色光中のS偏光又はP偏光の何れか
一方は不要光として捨てていたために、光利用効率が低
く、低輝度であり、画面表示が低階調であって、十分に
中間階調を表示できなかった。しかし、図1で説明した
本発明の2板方式の反射型液晶プロジェクタ装置によれ
ば、光源手段21から出射されて偏光ビームスプリッタ
25に入射されたR、G、Bの3色中のP偏光及びS偏
光の両方を2枚の反射型液晶パネル26、27でそれぞ
れ画像光に位相変調して、これら画像光のP偏光及びS
偏光を偏光ビームスプリッタ22で合成して投射レンズ
25に入射して、スクリーン等の画面上に投射すること
ができるので、P偏光及びS偏光の光利用効率が著しく
高くなり、高輝度で、かつ、多階調の画面表示が可能と
なることから、十分な中間階調を表示できる。
That is, in the conventional single-panel reflective liquid crystal projector described with reference to FIGS. 11 and 12, the three-color light of R, G, and B split by the color wheel 14 and incident on the polarizing beam splitter 15 is used. Only one of the P-polarized light and the S-polarized light is phase-modulated into image light and is incident on the projection lens 17 so as to be projected on a screen such as a screen.
One of the S-polarized light or the P-polarized light in the three color lights of R, G, and B was discarded as unnecessary light, so the light use efficiency was low, the luminance was low, and the screen display was low in gradation, The intermediate gradation could not be displayed sufficiently. However, according to the two-panel reflective liquid crystal projector of the present invention described with reference to FIG. 1, the P-polarized light in the three colors of R, G, and B emitted from the light source means 21 and entered the polarization beam splitter 25. , And S-polarized light are phase-modulated into image light by the two reflective liquid crystal panels 26 and 27, respectively.
Since the polarized light is synthesized by the polarization beam splitter 22 and can be incident on the projection lens 25 and projected on a screen such as a screen, the light use efficiency of the P-polarized light and the S-polarized light is significantly increased, and the brightness is high. Since a multi-gradation screen can be displayed, a sufficient intermediate gradation can be displayed.

【0030】次に、図2〜図5によって、本発明のカラ
ーホイールを用いた2板方式の反射型液晶プロジェクタ
装置の具体的な構成について説明すると、まず、図1に
示すように、光源手段21中の光分解手段(光分割手
段)としてカラーホイール24が使用されていて、液晶
材料にFLCが使用された2枚の反射型液晶パネルであ
る第1、第2の反射型液晶パネル26、27が偏光ビー
ムスプリッタ25の2つの出射方向に直角状に配置され
ている。
Next, the specific structure of a two-panel reflective liquid crystal projector using the color wheel of the present invention will be described with reference to FIGS. 2 to 5. First, as shown in FIG. The first and second reflective liquid crystal panels 26, which are two reflective liquid crystal panels in which a color wheel 24 is used as a light decomposing means (light dividing means) in 21 and a liquid crystal material is FLC, 27 are arranged at right angles to the two emission directions of the polarization beam splitter 25.

【0031】そして、光源手段21の放電ランプ22か
ら発光された白色光L11は最初の集光レンズ23Aに
よって集光されてその白色光L11のスポット光が高速
回転されているカラーホイール24に入射されて、その
カラーホイール24によって時間的に周波数帯域が異な
るR、G、Bの3色光L12に分解(分割)されて出射
される。そして、その出射された3色光L12は次の集
光レンズ23Bによって集光されて偏光ビームスプリッ
タ25に入射される。ここで、偏光ビームスプリッタ2
5に入射されるR、G、Bの3色光L12は非偏光(又
は一部変更された光線)であって、その3色光L12中
のそれぞれのS偏光は偏光ビームスプリッタ25の偏光
分離面25aで反射されて第1の方向から出射されて第
1の反射型液晶パネル26にその第1の方向から入射さ
れる。そして、3色光L12中のそれぞれのP偏光は偏
光ビームスプリッタ25の偏光分離面25aをそのまま
透過して第2の方向から出射されて第2の反射型液晶パ
ネル27にその第2の方向から入射される。そして、第
1の反射型液晶パネル26に入射されたS偏光は、この
第1の反射型液晶パネル26に印加される画像信号によ
って偏光が回転されてP偏光となり、内部の反射層で反
射されてその第1の反射型液晶パネル26の入射面26
aから入射方向の反対方向に出射される。また、第2の
反射型液晶パネル27に入射されたP偏光は、この第2
の反射型液晶パネル27に印加される画像信号によって
偏光が回転されてS偏光となり、内部の反射層で反射さ
れて、その第2の反射型液晶パネル27の入射面27a
から入射方向の反対方向に出射される。
Then, the white light L11 emitted from the discharge lamp 22 of the light source means 21 is condensed by the first condenser lens 23A, and the spot light of the white light L11 is incident on the color wheel 24 which is rotating at high speed. The color wheel 24 separates (divides) the light into three color lights L12 of R, G, and B having different frequency bands with respect to time and emits the light. Then, the emitted three-color light L12 is condensed by the next condensing lens 23B, and is incident on the polarization beam splitter 25. Here, the polarization beam splitter 2
5, the R, G, B three-color light L12 is non-polarized light (or a partially modified light beam), and each S-polarized light in the three-color light L12 is a polarization splitting surface 25a of the polarization beam splitter 25. And is emitted from a first direction and enters the first reflective liquid crystal panel 26 from the first direction. Then, each P-polarized light in the three-color light L12 passes through the polarization splitting surface 25a of the polarization beam splitter 25 as it is, is emitted from the second direction, and enters the second reflective liquid crystal panel 27 from the second direction. Is done. Then, the S-polarized light incident on the first reflective liquid crystal panel 26 is rotated by the image signal applied to the first reflective liquid crystal panel 26 to become P-polarized light, and is reflected by the internal reflective layer. The incident surface 26 of the first reflective liquid crystal panel 26
a is emitted in the direction opposite to the incident direction. Further, the P-polarized light incident on the second reflective liquid crystal panel 27
The polarization is rotated by the image signal applied to the reflection type liquid crystal panel 27 to become s-polarized light, reflected by the internal reflection layer, and the incident surface 27 a of the second reflection type liquid crystal panel 27.
Is emitted in the direction opposite to the incident direction.

【0032】つまり、第1の反射型液晶パネル26で位
相変調されたR、G、Bの画像光のP偏光と、第2の反
射型液晶パネル27で位相変調されたR、G、Bの画像
光のS偏光とが偏光ビームスプリッタ25に再び2方向
から入射される。そして、その入射されたP偏光は偏光
分離面25aをそのまま透過して投射レンズ28へ出射
され、S偏光は偏光分離面25aで反射されて投射レン
ズ28へ出射されることになり、この偏光ビームスプリ
ッタ25の偏光分離面25aが上記P偏光とS偏光の合
成面となって、この偏光分離面25aでR、G、Bの画
像光のP偏光とS偏光が合成されて投射レンズ28へ出
射されることになる。そして、投射レンズ28はP偏光
とS偏光が合成されたR、G、Bの画像光L13をスク
リーン等の画面上へ投射してフルカラーの画像を表示す
ることになる。
That is, the P-polarized light of the R, G, and B image light phase-modulated by the first reflective liquid crystal panel 26 and the R, G, and B of the R, G, and B phase modulated by the second reflective liquid crystal panel 27. The S-polarized light of the image light is again incident on the polarization beam splitter 25 from two directions. Then, the incident P-polarized light passes through the polarization splitting surface 25a as it is and is emitted to the projection lens 28, and the S-polarized light is reflected by the polarization splitting surface 25a and is emitted to the projection lens 28. The polarization splitting surface 25a of the splitter 25 is a combined surface of the P-polarized light and the S-polarized light, and the P-polarized light and the S-polarized light of the R, G, and B image lights are combined on the polarized light separating surface 25a and output to the projection lens 28. Will be done. Then, the projection lens 28 projects the R, G, and B image light L13 in which the P-polarized light and the S-polarized light are combined onto a screen such as a screen to display a full-color image.

【0033】ここで、前述したように、第1、第2の反
射型液晶パネル26、27全体に印加するn+m−1の
階調の画像信号(入力映像信号)Aからスイッチング手
段29によって第1の反射型液晶パネル26に印加する
n階調の画像信号Bと第2の反射型液晶パネル27に印
加するm階調の画像信号Cとを分割して作り、これらn
階調の画像信号Bとm階調の画像信号Cを第1、第2の
反射型液晶パネル26、27にそれぞれ印加することに
よって、投射レンズ28によってスクリーン等の画面上
に投射されて表示される画面の階調を最大n+m−1階
調まで表現することができる。従って、高輝度であり、
かつ、階調数が多い、いわゆる多階調の画面を表示する
ことができて、中間階調を十分に表示可能な高品質の画
面を得ることができる。
Here, as described above, the switching means 29 converts the image signal (input video signal) A of n + m-1 gradation applied to the entire first and second reflective liquid crystal panels 26 and 27 into the first signal. The n-gradation image signal B applied to the reflective liquid crystal panel 26 and the m-gradation image signal C applied to the second reflective liquid crystal panel 27 are divided and produced.
By applying the gradation image signal B and the m gradation image signal C to the first and second reflective liquid crystal panels 26 and 27, respectively, they are projected and displayed on a screen such as a screen by a projection lens. Can be expressed to a maximum of n + m-1 tones. Therefore, the brightness is high,
In addition, a so-called multi-gradation screen having a large number of gradations can be displayed, and a high-quality screen capable of sufficiently displaying intermediate gradations can be obtained.

【0034】そこで、図3によって、第1及び第2の反
射型液晶パネル26、27に印画する画像信号の分割の
様子を説明すると、まず、カラーホイール24によって
時間的に周波数帯域が異なる3色に分解(分割)された
R、G、Bの3色光が第1及び第2の反射型液晶パネル
26、27の両方に入射される。そこで、デジタル信号
である画像信号の単位画像表示時間の階調を例えば9分
割して、これら第1及び第2の反射型液晶パネル26、
27に印加する。この時、液晶材料にFLCが使用され
ている第1及び第2の反射型液晶パネル26、27は位
相変調動作を100%行うか又は行わないかのON、O
FFのデジタル動作を行うことになる。そして、第1及
び第2の反射型液晶パネル26、27の画像信号の単位
画像表示時間の階調を9分割したことで、これら第1及
び第2の反射型液晶パネル26、27はそれぞれ0〜9
の10階調までの階調を表示できることになり、偏光ビ
ームスプリッタ25でこれら第1及び第2の反射型液晶
パネル26、27の画像光の階調を合成することで、0
〜18の19階調までの多階調を表示することが可能に
なる。
A description will now be given, with reference to FIG. 3, of the manner in which the image signals to be printed on the first and second reflective liquid crystal panels 26 and 27 are divided. The three color lights of R, G, and B separated (divided) into the first and second reflective liquid crystal panels 26 and 27. Therefore, the gradation of the unit image display time of the image signal which is a digital signal is divided into, for example, nine, and the first and second reflective liquid crystal panels 26,
27. At this time, the first and second reflective liquid crystal panels 26 and 27 using FLC as a liquid crystal material are ON and O of whether or not to perform 100% of the phase modulation operation.
The digital operation of the FF will be performed. By dividing the gradation of the unit image display time of the image signal of the first and second reflection type liquid crystal panels 26 and 27 into nine, the first and second reflection type liquid crystal panels 26 and 27 become 0 respectively. ~ 9
Can be displayed up to 10 gradations. By combining the gradations of the image light of the first and second reflective liquid crystal panels 26 and 27 with the polarizing beam splitter 25, 0 gradations can be displayed.
It is possible to display multiple gradations from 19 to 18 gradations.

【0035】なお、図3では、カラーホイール24によ
って分解(分割)されるR、G、Bの画像光の単位画像
表示時間の階調を例えば6分割して、0〜6の7階調ま
での階調を表示できるようにしたものであり、最終的な
画像光の光出力の階調はR:5/6、G:4/6、B:
1/6となっている。
In FIG. 3, the gradation of the unit image display time of the R, G, and B image light separated (divided) by the color wheel 24 is divided into, for example, six, and is divided into seven gradations from 0 to 6. , And the final gradation of the light output of the image light is R: 5/6, G: 4/6, B:
It is 1/6.

【0036】次に、図4によって、第1及び第2の反射
型液晶パネル26、27全体へ印加する画像信号を第1
の反射型液晶パネル26と第2の反射型液晶パネル27
に振り分けるためのスイッチング手段(回路)29の構
成及び動作について説明すると、まず、図4のブロック
図に示すように、画像信号入力回路31からA/Dコン
バータ32に入力された全体の画像信号はデジタル変換
されて全体の画像階調sinとなり、ディストリビュー
タ33によって2つの階調SaとSbに分割される。そ
して、これら2つの階調SaとSbがそれぞれドライブ
回路34、35によって第1及び第2の反射型液晶パネ
ル26、27に印加され、偏光ビームスプリッタ25で
合成されて投射レンズ28でスクリーン等の画面上に投
射されるように構成されている。
Next, referring to FIG. 4, an image signal to be applied to the entire first and second reflective liquid crystal panels 26 and 27 is applied to the first liquid crystal panel 26, 27.
Reflective liquid crystal panel 26 and second reflective liquid crystal panel 27
First, as shown in the block diagram of FIG. 4, the entire image signal input from the image signal input circuit 31 to the A / D converter 32 will be described. The image is digitally converted into an entire image gradation sin, and is divided by the distributor 33 into two gradations Sa and Sb. Then, these two gradations Sa and Sb are applied to the first and second reflective liquid crystal panels 26 and 27 by drive circuits 34 and 35, respectively, are synthesized by the polarization beam splitter 25, and are projected by the projection lens 28 to a screen or the like. It is configured to be projected on the screen.

【0037】ここで、図4のGrayscale an
d ON time durationに示すように、
全体の階調sinを0〜8階調とした場合の各階調S
a、Sbの分割動作として、例えば、sin=0ではS
a=0、Sb=0(Alloff)とし、sin=1で
はSa=0、Sb=1とし、sin=2ではSa=1、
Sb=1(Botbl)とし、sin=3ではSa=
1、Sb=1+2とし、sin=4ではSa=2、Sb
=2(Both2)とし、sin=5ではSa=2、S
b=1+2とし、sin=6ではSa=1+2、Sb=
1+2とし、sin=7ではSa=1+2、Sb=4と
し、sin=8ではSa=4、Sb=4とすることがで
きる。
Here, Grayscale an in FIG.
As shown in d ON time duration,
Each gradation S when the entire gradation sin is set to 0 to 8 gradations
As a dividing operation of a and Sb, for example, when sin = 0, S
a = 0, Sb = 0 (Alloff), Sa = 0 and Sb = 1 when sin = 1, Sa = 1 when sin = 2,
Sb = 1 (Botbl), and when sin = 3, Sa =
1, Sb = 1 + 2, and sin = 4, Sa = 2, Sb
= 2 (Both2), and when sin = 5, Sa = 2, S
b = 1 + 2, and when sin = 6, Sa = 1 + 2 and Sb =
1 + 2, when sin = 7, Sa = 1 + 2, Sb = 4, and when sin = 8, Sa = 4, Sb = 4.

【0038】なお、図5は画像信号(映像信号)を振り
分けるアルゴリズム(algorism)を示したもの
であって、入力画像信号(入力映像信号)のうち、ある
画素の信号の信号レベルである階調をsinとした場
合、sinが奇数の場合にはSa=(sin−1)/
2、Sb=(sin−1)/2+1が成立し、sinが
偶数の場合にはSa=sin/2、Sb=sin/2で
成立する。そして、この奇数及び偶数の階調Sa、Sb
を2つの反射型液晶パネル26、27に印加する画素の
画像信号(映像信号)とすることによって、図4に示し
たsinが0〜8の各々の階調に対応する分割された階
調Sa、Sbの0〜4の階調を得ることができる。
FIG. 5 shows an algorithm (algorism) for distributing an image signal (video signal). In the input image signal (input video signal), a gradation which is a signal level of a signal of a certain pixel is shown. Is sin, and when sin is an odd number, Sa = (sin−1) /
2, Sb = (sin-1) / 2 + 1 holds, and when sin is an even number, Sa = sin / 2 and Sb = sin / 2 hold. Then, the odd and even gradations Sa, Sb
Is an image signal (video signal) of a pixel to be applied to the two reflective liquid crystal panels 26 and 27, so that the divided gray scale Sa corresponding to each of the gray levels of 0 to 8 shown in FIG. , Sb from 0 to 4 can be obtained.

【0039】なお、図6は変形例を示したものであっ
て、カラーホイール24の色フィルタに白色フィルタで
あるWFを加えて、そのカラーホイール24の色フィル
タをRF(赤色フィルタ)、GF(緑色フィルタ)、B
F(青色フィルタ)及びWF(白色フィルタ)の4分割
にすることにより、投射される画面のより一層の輝度の
向上を図ることができるようにしたものである。
FIG. 6 shows a modification, in which WF, which is a white filter, is added to the color filters of the color wheel 24, and the color filters of the color wheel 24 are RF (red filter), GF ( Green filter), B
By dividing into F (blue filter) and WF (white filter), the brightness of the projected screen can be further improved.

【0040】以上、本発明の実施の形態について説明し
たが、本発明は上記した実施の形態に限定されることな
く、本発明の技術的思想に基づいて各種の変更が可能で
ある。
Although the embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made based on the technical concept of the present invention.

【0041】[0041]

【発明の効果】以上のように構成された本発明のプロジ
ェクタ装置は、次のような効果を奏する。即ち、偏光ビ
ームスプリッタから2方向に出射された出射光を2枚の
反射型液晶パネルにそれぞれ入射して、これら2枚の反
射型液晶パネルでそれぞれ複数の階調に分割された画像
光に変調し、その変調された画像光の階調を上記偏光ビ
ームスプリッタで合成して投射レンズによって画面上に
投射するようにして、2枚の反射型液晶パネルによる画
像光の階調を合成した画面が得られるようにしたので、
従来の3板方式のプロジェクタ装置に比べて、部品点数
が少なく、小型、軽量、安価なものでありながら、高輝
度のフルカラープロジェクタ装置を実現できる。また、
第1、第2の反射型液晶パネル全体へ印加するn+m−
1階調の画像信号からn階調とm階調の画像信号を作
り、これらn階調とm階調の画像信号を第1、第2の反
射型液晶パネルに印加することで、最大n+m−1の多
階調の画像を表示することができることから、中間階調
をも十分に表示可能な高品質の画面を得ることができ
る。また、液晶材料に強誘電体液晶を用いた場合には、
高速変調が可能であり、中間階調を十分に表示しなが
ら、画面のちらつき等を防ぐことができる。特に、カラ
ーホイールと組み合わせることで、フルカラープロジェ
クタ装置を実現できる。
The projector device of the present invention configured as described above has the following effects. That is, the light emitted in two directions from the polarizing beam splitter is incident on two reflective liquid crystal panels, respectively, and is modulated into image light divided into a plurality of gradations by the two reflective liquid crystal panels. Then, the modulated image light gradation is synthesized by the polarizing beam splitter and projected onto the screen by the projection lens, so that the screen obtained by synthesizing the image light gradation by the two reflective liquid crystal panels is formed. So that you can get
Compared with a conventional three-plate type projector device, a small-sized, light-weight, inexpensive yet high-brightness full-color projector device can be realized. Also,
N + m− applied to the entire first and second reflective liquid crystal panels
By generating image signals of n and m gradations from an image signal of one gradation and applying these image signals of n and m gradations to the first and second reflective liquid crystal panels, a maximum of n + m Since a multi-tone image of -1 can be displayed, a high-quality screen capable of sufficiently displaying intermediate tones can be obtained. When a ferroelectric liquid crystal is used as the liquid crystal material,
High-speed modulation is possible, and it is possible to prevent flickering of the screen while sufficiently displaying the intermediate gradation. In particular, by combining with a color wheel, a full-color projector device can be realized.

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

【図1】本発明を適用した2板方式の反射型液晶プロジ
ェクタ装置の基本構成及び動作原理を説明する模式図で
ある。
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating the basic configuration and operation principle of a two-panel reflective liquid crystal projector device to which the present invention is applied.

【図2】本発明を適用したカラーホイールを用いる2板
方式の反射型液晶プロジェクタ装置の具体的な構成を説
明する模式図である。
FIG. 2 is a schematic diagram illustrating a specific configuration of a two-panel reflective liquid crystal projector using a color wheel to which the present invention is applied.

【図3】本発明の反射型液晶プロジェクタ装置のカラー
ホイールとFLC液晶パネルの動作を説明する図面であ
る。
FIG. 3 is a diagram illustrating the operation of the color wheel and the FLC liquid crystal panel of the reflection type liquid crystal projector of the present invention.

【図4】図3の2枚の反射型液晶パネルに印加する画像
信号の階調を作るスイッチング手段(回路)を説明する
ブロック図とその階調の組み合わせを説明する図面であ
る。
FIG. 4 is a block diagram illustrating a switching unit (circuit) for generating a gradation of an image signal applied to two reflective liquid crystal panels in FIG. 3 and a drawing illustrating a combination of the gradation.

【図5】図5の2枚の反射型液晶パネルに印加する画像
信号の階調の振り分け方式を説明するアルゴリズムであ
る。
FIG. 5 is an algorithm for explaining a method of distributing gradations of image signals applied to the two reflective liquid crystal panels of FIG. 5;

【図6】本発明の2板方式の反射型液晶プロジェクタ装
置に使用するカラーホイールの変形例であるR、G、
B、Wの4分割カラーホイーを示した図面である。
FIG. 6 shows R, G, and R which are modifications of the color wheel used in the two-panel reflective liquid crystal projector of the present invention.
It is the drawing which showed the B and W four-part color wheel.

【図7】空間光変調素子を用いる一般的なプロジェクタ
装置の構成を説明する模式図である。
FIG. 7 is a schematic diagram illustrating a configuration of a general projector device using a spatial light modulator.

【図8】透過型液晶パネルを説明する図面である。FIG. 8 is a diagram illustrating a transmission type liquid crystal panel.

【図9】反射型液晶パネルを説明する図面である。FIG. 9 is a diagram illustrating a reflective liquid crystal panel.

【図10】R、G、Bの3分割カラーホイールを示した
図面である。
FIG. 10 is a drawing showing three color wheels of R, G and B.

【図11】従来の単板方式の反射型液晶プロジェクタ装
置の一例を説明する模式図である。
FIG. 11 is a schematic diagram illustrating an example of a conventional single-panel reflective liquid crystal projector device.

【図12】従来の単板方式の反射型液晶プロジェクタ装
置の他の例を説明する模式図である。
FIG. 12 is a schematic diagram illustrating another example of a conventional single-panel reflective liquid crystal projector device.

【図13】液晶材料にTNを用いた反射型液晶パネルの
特性を説明する図面である。
FIG. 13 is a diagram illustrating characteristics of a reflective liquid crystal panel using TN as a liquid crystal material.

【図14】液晶材料にFLCを用いた反射型液晶パネル
の特性を説明する図面である。
FIG. 14 is a diagram illustrating characteristics of a reflective liquid crystal panel using FLC as a liquid crystal material.

【図15】従来の単板方式の反射型液晶プロジェクタ装
置のカラーホイールとFLC液晶パネルの動作を説明す
る図面である。
FIG. 15 is a diagram illustrating the operation of a color wheel and an FLC liquid crystal panel of a conventional single-panel reflective liquid crystal projector device.

【図16】カラーホイールの色フィルタの境界に光が入
射する様子を示した図面である。
FIG. 16 is a diagram illustrating a state in which light is incident on a boundary of a color filter of a color wheel.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

21は光源、22は放電ランプ、23A、23Bは集光
レンズ、24は光分解手段であるカラーホイール、R
F、GF、BF、WFはカラーホイールの色フィルタ、
25は偏光ビームスプリッタ、25aは偏光分離面、2
6は第1の反射型液晶パネル、27は第2の反射型液晶
パネル、26a、27aは入射面、28は投射レンズ、
29はスイッチング手段である。
21 is a light source, 22 is a discharge lamp, 23A and 23B are condenser lenses, 24 is a color wheel as a photo-decomposing means, R
F, GF, BF, WF are color filters of the color wheel,
25 is a polarization beam splitter, 25a is a polarization separation surface, 2
6 is a first reflective liquid crystal panel, 27 is a second reflective liquid crystal panel, 26a and 27a are incident surfaces, 28 is a projection lens,
29 is a switching means.

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Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】光源手段と、 上記光源手段から出射される光を偏光して2方向に出射
する偏光ビームスプリッタと、 内部に反射層がそれぞれ形成されていて、上記偏光ビー
ムスプリッタから2方向に出射された出射光を、印加さ
れる画像信号によって複数の階調に分割された画像光に
変調して上記反射層でそれぞれ反射して上記偏光ビーム
スプリッタに2方向から入射することによって、これら
2方向からの画像光の階調をその偏光ビームスプリッタ
で合成する第1、第2の2枚の反射型液晶パネルと、 上記偏光ビームスプリッタで階調が合成された2方向か
らの画像光を画面上に投射する投射レンズとを備えたこ
とを特徴とするプロジェクタ装置。
1. A light source means, a polarizing beam splitter which polarizes light emitted from the light source means and emits the light in two directions, and a reflection layer is formed inside the light source means. The emitted light is modulated into image light divided into a plurality of gradations by an applied image signal, reflected by the reflection layer, and incident on the polarizing beam splitter from two directions. First and second two reflective liquid crystal panels that combine the gradations of image light from different directions with the polarizing beam splitter, and display image light from the two directions combined with the gradations by the polarizing beam splitter on the screen. A projector device, comprising: a projection lens for projecting upward.
【請求項2】上記第1、第2の反射型液晶パネル全体へ
印加する画像信号の最大階調数をA、上記第1の反射型
液晶パネルへ分割して印加する画像信号の最大階調数を
B、上記第2の反射型液晶パネルへ分割して印加する画
像信号の最大階調数をCとした時に、 A≦B+C−1 としたことを特徴とする請求項1に記載のプロジェクタ
装置。
2. The maximum gradation number of an image signal applied to the entire first and second reflection type liquid crystal panels is A, and the maximum gradation number of an image signal divided and applied to the first reflection type liquid crystal panel. 2. The projector according to claim 1, wherein A ≦ B + C−1, where B is a number, and C is a maximum number of gradations of an image signal to be applied to the second reflective liquid crystal panel by dividing the number. apparatus.
【請求項3】上記光源手段は、時間的に波長帯域が異な
る光を発生させる手段を備えていることを特徴とする請
求項1又は請求項2に記載のプロジェクタ装置。
3. The projector device according to claim 1, wherein said light source means includes means for generating light having a temporally different wavelength band.
【請求項4】上記第1及び第2の反射型液晶パネルの階
調を時分割で制御する手段を備えたことを特徴とする請
求項2に記載のプロジェクタ装置。
4. The projector device according to claim 2, further comprising means for controlling the gradation of said first and second reflective liquid crystal panels in a time-division manner.
【請求項5】上記第1及び第2の反射型液晶パネルが強
誘電体液晶材料で構成されていることを特徴とする請求
項2に記載のプロジェクタ装置。
5. The projector according to claim 2, wherein said first and second reflective liquid crystal panels are made of a ferroelectric liquid crystal material.
【請求項6】上記光源手段は、時間的に波長帯域が異な
る赤色光、緑色光、青色光を発生させる手段を備えてい
ることを特徴とする請求項3に記載のプロジェクタ装
置。
6. The projector apparatus according to claim 3, wherein said light source means includes means for generating red light, green light, and blue light having different wavelength bands in time.
【請求項7】上記光源手段は、時間的に波長帯域が異な
る赤色光、緑色光、青色光、白色光を発生させる手段を
備えていることを特徴とする請求項3に記載のプロジェ
クタ装置。
7. The projector apparatus according to claim 3, wherein said light source means includes means for generating red light, green light, blue light, and white light having different wavelength bands in time.
【請求項8】上記光源手段は、 放電ランプと、 上記放電ランプからの入射光を時間的に波長帯域が異な
る光に選択して出射するカラーホイールとを備えている
ことを特徴とする請求項3又は請求項6又は請求項7に
記載のプロジェクタ装置。
8. The light source means comprises a discharge lamp, and a color wheel for selecting incident light from the discharge lamp into light having a temporally different wavelength band and emitting the light. The projector device according to claim 3 or claim 6.
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