JP2001264727A - Projection type display device - Google Patents

Projection type display device

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JP2001264727A
JP2001264727A JP2000072535A JP2000072535A JP2001264727A JP 2001264727 A JP2001264727 A JP 2001264727A JP 2000072535 A JP2000072535 A JP 2000072535A JP 2000072535 A JP2000072535 A JP 2000072535A JP 2001264727 A JP2001264727 A JP 2001264727A
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JP
Japan
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liquid crystal
light
crystal panel
polarized light
linearly polarized
Prior art date
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Application number
JP2000072535A
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Japanese (ja)
Inventor
Yoshihisa Sato
能久 佐藤
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Filing date
Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress the reduction in contrast due to black-floating, and also, to enhance the using efficiency of light emitted from a light source without using a complicated expensive optical element such as a polarization conversion element, in a liquid crystal projector device. SOLUTION: An illumination optical system 2 is provided with a polarizer 7 for transmitting linearly polarized light in one vibration direction among the light emitted from the light source 1 and reflecting linearly polarized light in the other vibration direction, an optical element 8 for reflecting the linearly polarized light reflected by the polarizer 7 in a direction which is nearly equal to the direction of emitting the linearly polarized light transmitted through the polarizer 7, a phase shift element 9 on which the linearly polarized light reflected by the optical element 8 is made incident, a 1st lens array 10 on which the linearly polarized light transmitted through the polarizer 7 and the linearly polarized light emitted from the phase shift element 9 are made incident, and a 2nd lens array 11 which is arranged near the focal position of the lens of the lens array 10.

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、液晶パネルを空間
光変調素子として用いた投射型表示装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a projection display device using a liquid crystal panel as a spatial light modulator.

【0002】[0002]

【従来の技術】画像をスクリーンに拡大投影することに
より大画面を実現する投射型表示装置が、屋内外用の大
画面の画像表示装置として普及している。この投射型表
示装置は、CRTの蛍光面からの出射光をスクリーンに
投射するもの(CRTプロジェクタ装置)と、光源から
の出射光を空間光変調素子で変調してスクリーンに投射
するものとに大別されるが、後者では、液晶パネルを空
間光変調素子として用いるもの(液晶プロジェクタ装
置)が主流になっている。
2. Description of the Related Art A projection display device which realizes a large screen by magnifying and projecting an image on a screen has been widely used as a large-screen image display device for indoor and outdoor use. This projection display device is mainly classified into a device that projects light emitted from a fluorescent screen of a CRT onto a screen (CRT projector device) and a device that modulates light emitted from a light source with a spatial light modulator and projects the light onto a screen. As for the latter, the mainstream of the latter uses a liquid crystal panel as a spatial light modulator (liquid crystal projector).

【0003】図13は、従来の液晶プロジェクタ装置の
光学系の構成例を示す。放電ランプを用いた光源51か
ら出射した光(非偏光)が、光源からの出射光を液晶パ
ネルに導く光学系である照明光学系52(マイクロレン
ズアレイ55,56及び集光レンズ57)を経て、TN
(ツイストネマティック)液晶を用いた透過型の液晶パ
ネル53に入射する。液晶パネル53では、この入射光
のうちの一方の振動方向の直線偏光のみが、表面の偏光
板(偏光子)を経て液晶層を通過する。この直線偏光
は、映像信号のレベルに応じて液晶パネル53に印加さ
れる駆動電圧によって変調され(振動方向が最大90゜
回転し)、液晶パネル53の反対側の表面の偏光板(検
光子)で検光される。こうして液晶パネル53を透過し
た光が、液晶パネルからの出射光をスクリーンに導く光
学系である投射光学系(図ではそのうちの投射レンズ5
4のみを示している)を経てスクリーン(図示略)に投
射される。
FIG. 13 shows a configuration example of an optical system of a conventional liquid crystal projector. Light (non-polarized light) emitted from a light source 51 using a discharge lamp passes through an illumination optical system 52 (microlens arrays 55 and 56 and a condenser lens 57) which is an optical system for guiding the emitted light from the light source to a liquid crystal panel. , TN
(Twisted nematic) Light is incident on a transmission type liquid crystal panel 53 using liquid crystal. In the liquid crystal panel 53, only linearly polarized light in one of the vibration directions of the incident light passes through the liquid crystal layer via the polarizing plate (polarizer) on the surface. The linearly polarized light is modulated by a drive voltage applied to the liquid crystal panel 53 in accordance with the level of the video signal (the vibration direction rotates at a maximum of 90 °), and a polarizing plate (analyzer) on the surface on the opposite side of the liquid crystal panel 53. It is analyzed by. The light transmitted through the liquid crystal panel 53 in this manner is a projection optical system (an optical system for guiding the light emitted from the liquid crystal panel to the screen).
4 is shown on a screen (not shown).

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】液晶プロジェクタ装置
には、CRTプロジェクタ装置と比較して、小型・軽量
な装置で大画面を実現できるという利点や、光源や照明
光学系を液晶パネルとは独立して設けるのでそれらの改
良による高輝度化が容易であるという利点がある。
The liquid crystal projector has the advantage that a large screen can be realized with a small and light device as compared with the CRT projector, and the light source and the illumination optical system are independent of the liquid crystal panel. There is an advantage that it is easy to increase the luminance by improving them.

【0005】しかし、その反面、従来の液晶プロジェク
タ装置には、黒色の浮きが発生するのでコントラストが
低いという欠点や、光源からの出射光の利用効率が悪い
という欠点があった。
[0005] On the other hand, however, the conventional liquid crystal projector apparatus has a drawback that the contrast is low due to the occurrence of black floating and a drawback that the efficiency of using the light emitted from the light source is poor.

【0006】黒色の浮きが発生する原因は、液晶パネル
の電極基板上の配向膜にもたせたプレチルト角(配向膜
と液晶分子とのなす角度)にある。液晶パネルでは、入
射した直線偏光の振動方向を液晶層内で回転させない
(または90゜回転させる)ときにも、このプレチルト
角の存在により、入射した直線偏光が楕円偏光になって
しまうことがある。低輝度部分でこの現象が起きると、
楕円偏光が部分的に検光子を通過して投射レンズに入射
してしまうので、黒色の浮きが発生してコントラストが
低下する。
The cause of the occurrence of black floating is the pretilt angle (the angle between the alignment film and the liquid crystal molecules) provided on the alignment film on the electrode substrate of the liquid crystal panel. In the liquid crystal panel, even when the vibration direction of the incident linearly polarized light is not rotated (or rotated by 90 °) in the liquid crystal layer, the incident linearly polarized light may become elliptically polarized light due to the presence of the pretilt angle. . When this phenomenon occurs in the low brightness area,
Since the elliptically polarized light partially passes through the analyzer and enters the projection lens, black floating occurs and the contrast is reduced.

【0007】そして、液晶プロジェクタ装置では、より
明るい画像を表示することを目的として、照明光学系の
Fナンバを小さくすることにより光源からの光の液晶パ
ネルへの入射角を大きくする傾向にあるが、この入射角
が大きくなるにつれて、プレチルトを原因とするコント
ラストの低下の度合いは顕著になることが知られてい
る。図14は、このコントラストの低下の度合いと液晶
パネルへの入射角との関係(「コントラスト視野角特
性」と呼ぶことにする)を例示したものである。液晶パ
ネルのパネル面に平行な方向での光の入射方向φにかか
わらず、入射角θが大きくなるほどコントラストCRが
低くなっている。ただし、同一の入射角θの値に対する
コントラストCRの値は入射方向φによって異なってお
り、全ての入射方向φに亘ってコントラストCRの値が
等しい入射角θの値を結んだ線(「等コントラスト線」
と呼ぶことにする)は、縦横比が概ね1:2程度の楕円
形や長方形に近似した形状をしている。
In the liquid crystal projector, the angle of incidence of light from the light source on the liquid crystal panel tends to increase by reducing the F number of the illumination optical system in order to display a brighter image. It is known that as the angle of incidence increases, the degree of decrease in contrast due to pretilt becomes more significant. FIG. 14 illustrates the relationship between the degree of reduction in contrast and the angle of incidence on the liquid crystal panel (referred to as “contrast viewing angle characteristics”). Regardless of the incident direction φ of light in the direction parallel to the panel surface of the liquid crystal panel, the contrast CR decreases as the incident angle θ increases. However, the value of the contrast CR for the same value of the incident angle θ differs depending on the incident direction φ, and a line connecting the values of the incident angle θ in which the values of the contrast CR are equal in all the incident directions φ (“equal contrast”) line"
Has a shape approximating an ellipse or rectangle having an aspect ratio of about 1: 2.

【0008】他方、光源からの出射光の利用効率が悪い
原因は、光源からの出射光が非偏光のまま液晶パネルに
入射するので、入射光のうちの一方の振動方向の直線偏
光のみしか液晶層を通過しないことにある。
On the other hand, the use efficiency of the light emitted from the light source is low because the light emitted from the light source is incident on the liquid crystal panel while being unpolarized. Not to pass through the layers.

【0009】これに対し、近年、非偏光を直線偏光に変
換する光学素子である偏光変換素子を用いることによ
り、光源からの出射光を、液晶パネルの表面の偏光子を
通過する直線偏光に変換することも行われるようになっ
ている。
On the other hand, recently, by using a polarization conversion element which is an optical element for converting non-polarized light into linearly polarized light, light emitted from a light source is converted into linearly polarized light passing through a polarizer on the surface of a liquid crystal panel. To be done.

【0010】図15は、図13の液晶プロジェクタ装置
の液晶パネル53の表面の偏光子が例えばP偏光を通過
させるものである場合に、照明光学系52に偏光変換素
子を設けた例を示す。
FIG. 15 shows an example in which a polarization conversion element is provided in the illumination optical system 52 when the polarizer on the surface of the liquid crystal panel 53 of the liquid crystal projector device of FIG.

【0011】この偏光変換素子61は、多数の小さなプ
リズム62をマイクロレンズアレイ56の各レンズ56
aに対応させて貼り合わせたものであり、その貼り合わ
せ面には、レンズ56aの中央部からの出射光のうちP
偏光を通過させてS偏光を反射するPBS(偏光ビーム
スプリッタ)面62aと、PBS面62aで反射された
S偏光を集光レンズ57に向けて反射する反射面62b
とが交互に形成されている。プリズム62のうち、反射
面62bで反射されたS偏光が出射する面には、1/2
波長板63が貼られている。また、プリズム62のう
ち、レンズ56aの周辺部からの出射光が入射する面に
は、遮光板64が貼られている。
The polarization conversion element 61 comprises a plurality of small prisms 62 each of which is formed by a lens 56 of a microlens array 56.
a of the light emitted from the central portion of the lens 56a.
A PBS (polarization beam splitter) surface 62a that transmits polarized light and reflects S-polarized light, and a reflective surface 62b that reflects S-polarized light reflected by the PBS surface 62a toward the condenser lens 57
Are alternately formed. Of the prism 62, the surface from which the S-polarized light reflected by the reflecting surface 62b exits has a 1/2
The wave plate 63 is stuck. A light-shielding plate 64 is attached to a surface of the prism 62 on which light emitted from a peripheral portion of the lens 56a enters.

【0012】各レンズ56aの中央部からの出射光のう
ち、P偏光はそのまま集光レンズ57に入射し、S偏光
はPBS面46a,PBS面で反射された後1/2波長
板63でP偏光にされて集光レンズ57に入射する。し
たがって、各レンズ56aの中央部からの出射光(非偏
光)が、P偏光に変換されて液晶パネル53に入射す
る。
Of the light emitted from the central portion of each lens 56a, the P-polarized light directly enters the condenser lens 57, and the S-polarized light is reflected by the PBS surface 46a and the PBS surface, and then reflected by the half-wave plate 63. The light is polarized and enters the condenser lens 57. Therefore, light (non-polarized light) emitted from the central portion of each lens 56a is converted into P-polarized light and enters the liquid crystal panel 53.

【0013】また、各レンズ56aの周辺部からの出射
光は遮光板64で遮られるので液晶パネル53に入射し
ないが、この周辺部からの出射光量はごく僅かである。
Although the light emitted from the peripheral portion of each lens 56a is blocked by the light shielding plate 64, it does not enter the liquid crystal panel 53, but the amount of light emitted from the peripheral portion is very small.

【0014】これにより、光源1から出射した非偏光の
大部分が、P偏光に変換されて液晶パネル53に入射す
るので、光源51からの出射光の利用効率が高まって、
より明るい画像がスクリーンに表示される。
As a result, most of the non-polarized light emitted from the light source 1 is converted into P-polarized light and enters the liquid crystal panel 53, so that the efficiency of use of the light emitted from the light source 51 is increased.
A brighter image is displayed on the screen.

【0015】しかし、この偏光変換素子は、多数の小さ
なプリズムをPBS面を形成して貼り合わせることによ
って製造されるものなので、構成が複雑であるとともに
高価である。したがって、偏光変換素子を用いると、液
晶プロジェクタ装置自体の光学系の複雑化とコスト高と
を招いてしまう。
However, since this polarization conversion element is manufactured by forming a large number of small prisms on a PBS surface and bonding them together, the configuration is complicated and expensive. Therefore, the use of the polarization conversion element causes an increase in the complexity and cost of the optical system of the liquid crystal projector itself.

【0016】本発明は、上述の点に鑑み、液晶プロジェ
クタ装置において、黒色の浮きの発生によるコントラス
トの低下を抑制することや、偏光変換素子のような複雑
かつ高価な光学素子を用いることなく光源からの出射光
の利用効率を高めることを課題としてなされたものであ
る。
SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above, the present invention provides a liquid crystal projector device that suppresses a decrease in contrast due to the occurrence of black floating, and that uses a light source without using a complicated and expensive optical element such as a polarization conversion element. The object of the present invention is to increase the efficiency of using the light emitted from the light source.

【0017】[0017]

【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に、本出願人は、入射光を変調して出射する液晶パネル
と、光源からの出射光をこの液晶パネルに入射させる照
明光学系と、この液晶パネルからの出射光をスクリーン
に導く投射光学系とを有する投射型表示装置(すなわち
液晶プロジェクタ装置)において、照明光学系に、光源
からの出射光のうちの一方の振動方向の直線偏光を通過
させもう一方の振動方向の直線偏光を反射する偏光子
と、この偏光子で反射された直線偏光を、この偏光子を
通過した直線偏光のこの偏光子からの出射方向と略等し
い方向に反射する光学素子と、この光学素子で反射され
た直線偏光が入射される移相子と、この偏光子を通過し
た直線偏光及びこの移相子から出射した直線偏光が入射
される、複数のレンズを有する第1のレンズアレイと、
この第1のレンズアレイのレンズの略焦点位置に配置さ
れた、複数のレンズを有する第2のレンズアレイと、前
記第2のレンズアレイからの出射光を集光する集光レン
ズとを備えたものを提案する。
In order to solve this problem, the present applicant has developed a liquid crystal panel that modulates incident light and emits the light, and an illumination optical system that causes light emitted from a light source to enter the liquid crystal panel. In a projection type display device (that is, a liquid crystal projector device) having a projection optical system for guiding the light emitted from the liquid crystal panel to a screen, the illumination optical system includes a linearly polarized light in one of the vibration directions of the light emitted from the light source. And a polarizer that reflects linearly polarized light in the other vibration direction, and converts the linearly polarized light reflected by the polarizer into a direction substantially equal to the output direction of the linearly polarized light that has passed through the polarizer from the polarizer. A reflecting optical element, a phase shifter into which linearly polarized light reflected by the optical element is incident, and a plurality of lenses into which linearly polarized light passing through the polarizer and linearly polarized light emitted from the phase shifter are incident. A first lens array having,
A second lens array having a plurality of lenses and a condensing lens for condensing light emitted from the second lens array, the second lens array being disposed at a substantially focal position of a lens of the first lens array; Suggest something.

【0018】この液晶プロジェクタ装置では、光源から
の出射光のうち、一方の振動方向の直線偏光は、偏光子
をそのまま通過する。他方、光源からの出射光のうち、
もう一方の振動方向の直線偏光は、偏光子で反射され、
偏光子を通過した直線偏光の偏光子からの出射方向と略
等しい方向に光学素子で反射された後、移相子で振動方
向を回転される(すなわち偏光子を通過した直線偏光と
同じ振動方向の直線偏光成分を含むようになる)。その
結果、光源から出射した非偏光が、一方の振動方向の直
線偏光成分を多く含む光に変換される。
In this liquid crystal projector, of the light emitted from the light source, linearly polarized light in one vibration direction passes through the polarizer as it is. On the other hand, of the light emitted from the light source,
The linearly polarized light in the other vibration direction is reflected by the polarizer,
After being reflected by the optical element in a direction substantially equal to the emission direction of the linearly polarized light that has passed through the polarizer, the vibration direction is rotated by the phase shifter (that is, the same vibration direction as the linearly polarized light that has passed through the polarizer). ). As a result, non-polarized light emitted from the light source is converted into light containing a large amount of linearly polarized light component in one vibration direction.

【0019】このように、偏光子,光を反射する光学素
子,移相子という3つの光学素子だけの組み合わせによ
り、光源からの出射光が、一方の振動方向の直線偏光成
分を多く含む光に変換される。これにより、複雑かつ高
価な光学素子である偏光変換素子を用いる場合のような
光学系の複雑化やコスト高を招くことなく、光源からの
出射光の利用効率が高まって、より明るい画像がスクリ
ーンに表示される。
As described above, the combination of only the three optical elements of the polarizer, the optical element for reflecting light, and the phase shifter allows the light emitted from the light source to be converted into light containing a large amount of linearly polarized light component in one vibration direction. Is converted. As a result, the use efficiency of the light emitted from the light source is increased, and a brighter image is displayed on the screen, without increasing the complexity and cost of the optical system as in the case of using a polarization converter, which is a complicated and expensive optical element. Will be displayed.

【0020】また、この液晶プロジェクタ装置では、偏
光子及び移相子の両方から光が出射するので、第1のレ
ンズアレイには、一方向(偏光子と移相子とが並んだ方
向)に広がった断面形状の光束が入射する。したがっ
て、第1のレンズアレイのレンズの略焦点位置に配置さ
れた第2のレンズアレイにもこの一方向に広がった断面
形状の光束が入射するので、第2のレンズアレイからも
この一方向に広がった断面形状の光束が出射する。
Further, in this liquid crystal projector, since light is emitted from both the polarizer and the phase shifter, the first lens array is provided in one direction (the direction in which the polarizer and the phase shifter are arranged). A light beam having an expanded cross-sectional shape enters. Accordingly, a light beam having a cross-sectional shape spread in one direction is also incident on the second lens array disposed at a substantially focal position of the lens of the first lens array. A light beam having an expanded cross-sectional shape is emitted.

【0021】ここで、この照明光学系のように2つのレ
ンズアレイと集光レンズとを順に配置した光学系では、
2番目のレンズアレイの位置は光学系の瞳位置の近傍に
なる(2番目のレンズアレイよりも僅かに集光レンズ寄
りの位置が瞳位置になる)。したがって、この液晶プロ
ジェクタ装置では、第2のレンズアレイは照明光学系の
瞳位置の近傍に位置している。
Here, in an optical system in which two lens arrays and a condenser lens are arranged in this order as in this illumination optical system,
The position of the second lens array is near the pupil position of the optical system (a position slightly closer to the condenser lens than the second lens array is the pupil position). Therefore, in this liquid crystal projector, the second lens array is located near the pupil position of the illumination optical system.

【0022】そして、光学系の瞳位置を通過する光束の
断面形状と、結像位置でのその光の角度分布とには、光
学系の瞳位置において任意の断面形状で光束を通過させ
ると、結像位置でのその光の角度分布がその断面形状と
相似形になるという関係がある。
The cross-sectional shape of the light beam passing through the pupil position of the optical system and the angular distribution of the light at the image-forming position include the following: There is a relationship that the angular distribution of the light at the image forming position is similar to the cross-sectional shape.

【0023】したがって、この液晶プロジェクタ装置で
は、照明光学系の瞳位置の近傍に位置する第2のレンズ
アレイから一方向に広がった断面形状の光束が出射する
ので、液晶パネルに入射(結像)する光の角度分布も、
一方向に広がった形状(すなわち、光源からの出射光そ
のままの断面形状の光束が第2のレンズアレイから出射
する場合よりも、図14に示したような液晶パネルの等
コントラスト線に近い形状)になる。
Therefore, in this liquid crystal projector, a light beam having a cross-sectional shape spread in one direction is emitted from the second lens array located near the pupil position of the illumination optical system, so that the light beam enters the liquid crystal panel (images). The angular distribution of the light
The shape spread in one direction (that is, a shape closer to the equal contrast line of the liquid crystal panel as shown in FIG. 14 than the case where a light beam having a cross-sectional shape as it is from the light source is emitted from the second lens array). become.

【0024】これにより、図14に示したような液晶パ
ネルのコントラスト視野角特性から、コントラストを低
下させる度合いの大きい光の液晶パネルへの入射量が減
少するので、黒色の浮きの発生によるコントラストの低
下が抑制される。
As a result, from the contrast viewing angle characteristic of the liquid crystal panel as shown in FIG. 14, the amount of light incident to the liquid crystal panel that has a high degree of lowering the contrast is reduced, and the contrast due to the occurrence of black floating is reduced. Reduction is suppressed.

【0025】なお、一例として、この偏光子を通過して
この偏光子から出射した直線偏光とこの移相子から出射
した直線偏光とを合わせた光束の断面の縦横比を、液晶
パネルの等コントラスト線の縦横比と略等しくするとと
もに、第1のレンズアレイの全てのレンズを合わせた形
状の縦横比と、第2のレンズアレイの全てのレンズを合
わせた形状の縦横比とを、それぞれこの等コントラスト
線の縦横比と略等しくすることが好適である。
As an example, the aspect ratio of the cross section of the light beam, which is a combination of the linearly polarized light emitted from the polarizer after passing through the polarizer and the linearly polarized light emitted from the phase shifter, is determined by the equal contrast of the liquid crystal panel. The aspect ratio of the line is made substantially equal, and the aspect ratio of the shape combining all the lenses of the first lens array and the aspect ratio of the shape combining all the lenses of the second lens array are respectively equal to each other. It is preferable that the aspect ratio be substantially equal to the aspect ratio of the contrast line.

【0026】それにより、照明光学系の瞳位置の近傍に
位置する第2のレンズアレイから、液晶パネルの等コン
トラスト線と略等しい縦横比の断面形状の光束が出射す
るので、液晶パネルに入射する光の角度分布が、この等
コントラスト線に一層よく近似した形状になる。したが
って、黒色の浮きの発生によるコントラストの低下が一
層よく抑制されるようになる。
As a result, the second lens array located near the pupil position of the illumination optical system emits a light beam having a cross-sectional shape having an aspect ratio substantially equal to the equal contrast line of the liquid crystal panel, and enters the liquid crystal panel. The angular distribution of light has a shape that more closely approximates this isocontrast line. Therefore, a decrease in contrast due to the occurrence of black floating is more effectively suppressed.

【0027】また、この移相子としては1/2波長板を
用いることが好適である。それにより、光源からの出射
光のうち偏光子,光学素子でそれぞれ反射された直線偏
光が、偏光子を通過した直線偏光と同じ振動方向の直線
偏光になるので、光源からの出射光が、全て同じ振動方
向の直線偏光に変換される。したがって、光源からの出
射光の利用効率がより一層高まって、より一層明るい画
像がスクリーンに表示されるようになる。
It is preferable to use a half-wave plate as the retarder. As a result, of the light emitted from the light source, the linearly polarized light reflected by the polarizer and the optical element becomes linearly polarized light having the same vibration direction as the linearly polarized light that has passed through the polarizer. The light is converted into linearly polarized light having the same vibration direction. Therefore, the utilization efficiency of the light emitted from the light source is further improved, and a brighter image is displayed on the screen.

【0028】[0028]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図を
用いて説明する。図1は、本発明に係る液晶プロジェク
タ装置の構成例を示す。この液晶プロジェクタ装置の光
学系は、光源1と、照明光学系2と、空間光変調素子と
しての透過型の液晶パネル3と、投射光学系(図にはそ
のうちの投射レンズ4のみを示している)とに大別され
る。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows a configuration example of a liquid crystal projector device according to the present invention. The optical system of this liquid crystal projector device includes a light source 1, an illumination optical system 2, a transmissive liquid crystal panel 3 as a spatial light modulator, and a projection optical system (only the projection lens 4 is shown in the figure). ).

【0029】光源1は、放電ランプ5と、放電ランプ5
の光(非偏光)を一定方向に指向させる反射鏡6とで構
成されている。
The light source 1 includes a discharge lamp 5 and a discharge lamp 5
And a reflecting mirror 6 for directing the light (non-polarized light) in a certain direction.

【0030】照明光学系2には、最も光源1寄りの位置
に、光源1からの出射光のうちP偏光を通過させS偏光
を反射するPBS(偏光ビームスプリッタ)7と、PB
S7で反射されたS偏光をPBS7からのP偏光の出射
方向と同じ方向に反射する反射鏡8と、反射鏡8で反射
されたS偏光が入射する1/2波長板9とが設けられて
いる。
The illumination optical system 2 includes a PBS (polarization beam splitter) 7 that transmits P-polarized light and reflects S-polarized light out of the light emitted from the light source 1 at a position closest to the light source 1, and a PB
A reflecting mirror 8 for reflecting the S-polarized light reflected by S7 in the same direction as the emission direction of the P-polarized light from the PBS 7 and a half-wave plate 9 on which the S-polarized light reflected by the reflecting mirror 8 is provided. I have.

【0031】光源1からの出射光のうちのP偏光は、P
BS7をそのまま通過する。他方、光源1からの出射光
のうちのS偏光は、PBS7で反射され、反射鏡8でP
BS7からのP偏光の出射方向と同じ方向に反射された
後、1/2波長板9でP偏光にされる。これにより、光
源1から出射した非偏光は、P偏光に変換されて、PB
S7及び1/2波長板9から同じ方向に出射する。
The P-polarized light of the light emitted from the light source 1 is P
Pass through BS7 as it is. On the other hand, the S-polarized light of the light emitted from the light source 1 is reflected by the PBS 7 and
After being reflected in the same direction as the emission direction of the P-polarized light from the BS 7, it is converted into P-polarized light by the half-wave plate 9. Thereby, the non-polarized light emitted from the light source 1 is converted into P-polarized light,
Light is emitted in the same direction from S7 and the half-wave plate 9.

【0032】PBS7に対する反射鏡8及び1/2波長
板9の配置は、図2に示すように、PBS7から出射し
たP偏光と1/2波長板9から出射したP偏光とを合わ
せた光束の断面形状が、液晶パネル3の等コントラスト
線(図15に示したような楕円形や長方形に近似した形
状)の縦横比と略等しい縦横比(約1:2とする)の楕
円形になるように決定されている。
As shown in FIG. 2, the arrangement of the reflecting mirror 8 and the half-wave plate 9 with respect to the PBS 7 is such that the P-polarized light emitted from the PBS 7 and the P-polarized light emitted from the half-wave plate 9 are combined. The cross-sectional shape becomes an ellipse having an aspect ratio (approximately 1: 2) substantially equal to the aspect ratio of the iso-contrast line (the shape approximated to an ellipse or a rectangle as shown in FIG. 15) of the liquid crystal panel 3. Has been determined.

【0033】図1に示すように、照明光学系2のうちP
BS7,反射鏡8及び1/2波長板9よりも液晶パネル
3寄りの位置には、マイクロレンズアレイ10,マイク
ロレンズアレイ11,光シャッタ12,集光レンズ13
が順に設けられている。PBS7から出射したP偏光と
1/2波長板9から出射したP偏光とは、マイクロレン
ズアレイ10に入射する。
As shown in FIG. 1, P of the illumination optical system 2
A micro lens array 10, a micro lens array 11, an optical shutter 12, a condenser lens 13 are located at positions closer to the liquid crystal panel 3 than the BS 7, the reflecting mirror 8 and the half-wave plate 9.
Are provided in order. The P-polarized light emitted from the PBS 7 and the P-polarized light emitted from the half-wave plate 9 enter the microlens array 10.

【0034】マイクロレンズアレイ10,11は、それ
ぞれ小さな(例えば直径1〜5mm程度の)レンズ10
a,11aを複数個アレイ状に配列したものである(図
では便宜上個々のレンズ10a,11aを実際よりも大
きく描いている)。
Each of the micro lens arrays 10 and 11 has a small lens (for example, a diameter of about 1 to 5 mm).
In this figure, a plurality of lenses a and 11a are arranged in an array (in the figure, the individual lenses 10a and 11a are drawn larger than actual ones for convenience).

【0035】図2に示すように、全てのレンズ10a,
11aを合わせた形状は、それぞれ縦横比約1:2(液
晶パネル3の等コントラスト線と略等しい縦横比)の長
方形になっている。マイクロレンズアレイ10,11
は、この長方形の長辺の方向を、PBS7から出射した
P偏光と1/2波長板9から出射したP偏光とを合わせ
た光束の断面である略楕円形の長辺の方向と一致させて
それぞれ配置されている。
As shown in FIG. 2, all the lenses 10a,
11a is a rectangle having an aspect ratio of about 1: 2 (an aspect ratio substantially equal to the equal contrast line of the liquid crystal panel 3). Micro lens arrays 10, 11
The direction of the long side of this rectangle is made to coincide with the direction of the long side of the substantially elliptical shape which is a cross section of the light beam obtained by combining the P-polarized light emitted from the PBS 7 and the P-polarized light emitted from the half-wave plate 9. Each is arranged.

【0036】マイクロレンズアレイ10のレンズ10a
の形状は、レンズ10aからの光が液晶パネル3のパネ
ル面上に集光されるようにするために、液晶パネル3の
パネル面と相似形の長方形になっている。
The lens 10a of the micro lens array 10
Has a rectangular shape similar to the panel surface of the liquid crystal panel 3 so that the light from the lens 10a is condensed on the panel surface of the liquid crystal panel 3.

【0037】マイクロレンズアレイ11は、マイクロレ
ンズアレイ10のレンズ10aの略焦点位置に配置され
ている。マイクロレンズアレイ11のレンズ11aの形
状は、レンズ10aと一対一に対応して、対応するレン
ズ10aからの光をできるだけ多く入射できる形状にな
っている(図2では長方形になっているが、例えば円形
であってもよい)。
The microlens array 11 is disposed at a substantially focal position of the lens 10a of the microlens array 10. The shape of the lens 11a of the microlens array 11 is one-to-one corresponding to the lens 10a, and has a shape in which light from the corresponding lens 10a can be incident as much as possible (in FIG. May be circular).

【0038】ここで、この照明光学系2のように2つの
マイクロレンズアレイと集光レンズとを順に配置した光
学系では、2番目のマイクロレンズアレイの位置は光学
系の瞳位置の近傍になる(2番目のマイクロレンズアレ
イよりも僅かに集光レンズ寄りの位置が瞳位置にな
る)。したがって、この液晶プロジェクタ装置では、マ
イクロレンズアレイ11は照明光学系2の瞳位置の近傍
に位置している。
Here, in an optical system in which two micro lens arrays and a condenser lens are arranged in this order as in the illumination optical system 2, the position of the second micro lens array is near the pupil position of the optical system. (The position slightly closer to the condenser lens than the second micro lens array is the pupil position). Therefore, in this liquid crystal projector, the microlens array 11 is located near the pupil position of the illumination optical system 2.

【0039】そして、光学系の瞳位置を通過する光束の
断面形状と、結像位置でのその光の角度分布とには、図
3に示すように、光学系の瞳位置において任意の断面形
状(例えば矩形や円形)で光束を通過させると、結像位
置でのその光の角度分布がその断面形状と相似形になる
という関係がある。
The cross-sectional shape of the light beam passing through the pupil position of the optical system and the angular distribution of the light beam at the image forming position have an arbitrary cross-sectional shape at the pupil position of the optical system as shown in FIG. When a light beam is passed through (for example, a rectangle or a circle), the angle distribution of the light at the image forming position has a relationship similar to the cross-sectional shape.

【0040】光源1からの出射光の断面形状をPBS
7,反射鏡8及び1/2波長板9により縦横比約1:2
(液晶パネル3の等コントラスト線と略等しい縦横比)
の略楕円形にし、且つ、マイクロレンズアレイ10,1
1の全てのレンズ10a,11aを合わせた形状をそれ
ぞれ縦横比約1:2の長方形にしたのは、照明光学系2
の瞳位置の近傍に位置するマイクロレンズアレイ11か
ら液晶パネル3の等コントラスト線と略等しい縦横比の
略楕円形の断面形状の光束を出射させることにより、こ
の図3の関係を利用して、液晶パネル3に入射(結像)
する光の角度分布を、液晶パネル3の等コントラスト線
に近似した形状にするためである。
The cross-sectional shape of the light emitted from the light source 1 is set to PBS.
7, an aspect ratio of about 1: 2 by the reflecting mirror 8 and the half-wave plate 9
(Aspect ratio approximately equal to the equal contrast line of the liquid crystal panel 3)
And the microlens arrays 10, 1
The shape of the combination of all the lenses 10a and 11a of 1 is a rectangle having an aspect ratio of about 1: 2.
By emitting a light beam having a substantially elliptical cross-sectional shape having an aspect ratio substantially equal to the iso-contrast line of the liquid crystal panel 3 from the microlens array 11 located near the pupil position of FIG. Incident on LCD panel 3 (image formation)
This is to make the angular distribution of the generated light approximate to the contour line of the liquid crystal panel 3.

【0041】図1に示すように、マイクロレンズアレイ
11の各レンズ11aから出射した光は、光シャッタ1
2に入射する。光シャッタ12は、照明光学系2の瞳位
置(マイクロレンズアレイ11よりも僅かに集光レンズ
13寄りの位置)に配置されている。図4は、光シャッ
タ12の構成例を示す。同図Aに示すように、光シャッ
タ12は、TN液晶を用いた透過型の液晶パネル(以下
「シャッタ用液晶パネル」と呼ぶ)21と、シャッタ用
液晶パネル21に駆動電圧を印加する液晶駆動回路22
とで構成されている。
As shown in FIG. 1, light emitted from each lens 11a of the micro lens array 11 is
2 is incident. The optical shutter 12 is disposed at a pupil position of the illumination optical system 2 (a position slightly closer to the condenser lens 13 than the microlens array 11). FIG. 4 shows a configuration example of the optical shutter 12. As shown in FIG. 1A, the optical shutter 12 includes a transmissive liquid crystal panel (hereinafter, referred to as a “shutter liquid crystal panel”) 21 using TN liquid crystal, and a liquid crystal drive for applying a driving voltage to the shutter liquid crystal panel 21. Circuit 22
It is composed of

【0042】シャッタ用液晶パネル21は、透明な固定
パターン電極群23と透明なコモン電極24とで液晶層
25を挟んだものである。シャッタ用液晶パネル21の
両側の表面には、P偏光のみを通過させる偏光板(偏光
子,検光子)(図示略)が設けられている。
The shutter liquid crystal panel 21 has a liquid crystal layer 25 interposed between a transparent fixed pattern electrode group 23 and a transparent common electrode 24. On both surfaces of the shutter liquid crystal panel 21, polarizing plates (polarizers, analyzers) (not shown) that pass only P-polarized light are provided.

【0043】固定パターン電極群23は、図4Bに示す
ように、固定パターン電極23aを中心として、リング
状の固定パターン電極23b,23c,23d,23e
を互いに接するようにして同心に配列したものである。
各固定パターン電極23a〜23eの形状は、液晶パネ
ル3の等コントラスト線と略等しい形状(縦横比が概ね
1:2程度の楕円形や長方形に近似した形状)になって
いる。この形状の長辺の方向は、マイクロレンズアレイ
10,11の長方形の長辺の方向と一致している。
As shown in FIG. 4B, the fixed pattern electrode group 23 is composed of ring-shaped fixed pattern electrodes 23b, 23c, 23d and 23e around the fixed pattern electrode 23a.
Are arranged concentrically so as to be in contact with each other.
The shape of each of the fixed pattern electrodes 23a to 23e is substantially the same as the isocontrast line of the liquid crystal panel 3 (an elliptical shape having an aspect ratio of about 1: 2 or a shape approximating a rectangle). The direction of the long side of this shape matches the direction of the long side of the rectangle of the microlens arrays 10 and 11.

【0044】シャッタ用液晶パネル21は、マイクロレ
ンズアレイ11からの出射光が、この固定パターン電極
23a〜23eの領域に入射するように配置されてい
る。全ての固定パターン電極23a〜23eを合わせた
面積は、この入射光の光束の断面積と略等しくなってい
る。また、各固定パターン電極23a〜23eの面積は
互いに略等しくなっている。パネル面上の固定パターン
電極23a〜23eの周辺の領域には、光を遮断する材
料が用いられている。
The liquid crystal panel for shutter 21 is arranged so that light emitted from the microlens array 11 enters the areas of the fixed pattern electrodes 23a to 23e. The combined area of all the fixed pattern electrodes 23a to 23e is substantially equal to the cross-sectional area of the luminous flux of the incident light. The areas of the fixed pattern electrodes 23a to 23e are substantially equal to each other. A material that blocks light is used in regions around the fixed pattern electrodes 23a to 23e on the panel surface.

【0045】液晶駆動回路22には、この液晶プロジェ
クタ装置に外部から供給される映像信号Vinに基づ
き、映像信号処理回路14(図1)から制御信号が与え
られる。図5は、この映像信号処理回路14の構成例を
示す。映像信号処理回路14は、ピークレベル検出
回路31,ゲインレベル算出回路32及び映像信号振幅
変換回路33で構成されている。ピークレベル検出回路
31では、1フレーム分の時間(例えばNTSC方式の
映像信号Vinでは1/30秒間)に入力される映像信
号Vin毎に、そのピークレベルVpが検出される。こ
のピークレベルVpは、スクリーンに投影される各フレ
ーム毎の画像の明るさの最大レベルに対応するものであ
る。
The liquid crystal drive circuit 22 is supplied with a control signal from the video signal processing circuit 14 (FIG. 1) based on a video signal Vin supplied from the outside to the liquid crystal projector. FIG. 5 shows a configuration example of the video signal processing circuit 14. The video signal processing circuit 14 detects the peak level.
It comprises a circuit 31, a gain level calculation circuit 32, and a video signal amplitude conversion circuit 33. The peak level detection circuit 31 detects the peak level Vp for each video signal Vin input during one frame time (for example, 1/30 second for an NTSC video signal Vin). This peak level Vp corresponds to the maximum level of the brightness of the image for each frame projected on the screen.

【0046】ゲインレベル算出回路32では、この1フ
レーム分の時間毎に、ピークレベル検出回路31で検出
されたピークレベルVpと、基準レベルVmaxとが比
較される。この基準レベルVmaxは、この液晶プロジ
ェクタ装置に外部から供給される映像信号の予想される
最大レベルよりも低く(例えばこの最大レベルを100
とすると80程度に)設定されている。そしてゲインレ
ベル算出回路32では、Vp≧Vmaxのとき、ゲイン
レベルGs=1に設定され、他方、Vp<Vmaxのと
き、ゲインレベルGs=Vp/Vmax(すなわち0≦
Gs<1)に設定される。したがって、映像信号Vin
のうちの高輝度部分(高輝度のフレームの部分)ではゲ
インレベルGsが1になり、他方、映像信号Vinのう
ちの低輝度部分(低輝度のフレームの部分)ではゲイン
レベルGsがVp/Vmaxになる。
The gain level calculation circuit 32 compares the peak level Vp detected by the peak level detection circuit 31 with the reference level Vmax at each time of one frame. This reference level Vmax is lower than the expected maximum level of the video signal supplied from the outside to the liquid crystal projector device (for example, if the maximum level is set to 100
Is set to about 80). Then, in the gain level calculation circuit 32, when Vp ≧ Vmax, the gain level Gs = 1 is set, and when Vp <Vmax, the gain level Gs = Vp / Vmax (that is, 0 ≦
Gs <1). Therefore, the video signal Vin
Of the video signal Vin, the gain level Gs is 1 in a high-luminance portion (high-luminance frame portion), while the gain level Gs is Vp / Vmax in a low-luminance portion (low-luminance frame portion) of the video signal Vin. become.

【0047】映像信号振幅変換回路33では、映像信号
Vinの全体のレベルを、ゲインレベル算出回路32で
設定されたゲインレベルGsの逆数である1/Gs倍に
変換した映像信号Vcが作成される。したがって、映像
信号Vinのうちの高輝度部分では、映像信号Vcは映
像信号Vinそのままのレベルとなり、他方、映像信号
Vinのうちの低輝度部分では、映像信号Vcは映像信
号Vinの全体のレベルをVmax/Vp倍に増大させ
たものとなる。この映像信号Vcは、液晶パネル3を駆
動する液晶駆動回路15(図1)に送られる。
The video signal amplitude conversion circuit 33 creates a video signal Vc obtained by converting the entire level of the video signal Vin to 1 / Gs times, which is the reciprocal of the gain level Gs set by the gain level calculation circuit 32. . Therefore, in the high luminance portion of the video signal Vin, the video signal Vc has the same level as the video signal Vin, while in the low luminance portion of the video signal Vin, the video signal Vc has the entire level of the video signal Vin. Vmax / Vp times. This video signal Vc is sent to a liquid crystal drive circuit 15 (FIG. 1) for driving the liquid crystal panel 3.

【0048】図4の液晶駆動回路22には、この映像信
号処理回路14のゲインレベル算出回路32で設定され
たゲインレベルGsを示す信号が、制御信号として与え
られる。液晶駆動回路22では、このゲインレベルGs
の値に応じて、次のような場合分けをして、シャッタ用
液晶パネル21の固定パターン電極23a〜23e及び
コモン電極24に駆動電圧を印加する。
A signal indicating the gain level Gs set by the gain level calculation circuit 32 of the video signal processing circuit 14 is given to the liquid crystal drive circuit 22 of FIG. 4 as a control signal. In the liquid crystal drive circuit 22, the gain level Gs
The drive voltage is applied to the fixed pattern electrodes 23a to 23e and the common electrode 24 of the liquid crystal panel for shutter 21 in the following cases according to the value of.

【0049】(a)Gs=1のとき、全ての固定パター
ン電極23a〜23eの部分で光を透過させるような
(すなわち光シャッタ12での光の通過率が100%に
なるような)駆動電圧を印加する。 (b)0.75≦Gs<1のとき、固定パターン電極2
3a〜23dの部分では光を透過させ、固定パターン電
極23eの部分では光を透過させないような(すなわち
光シャッタ12での光の通過率が80%になるような)
駆動電圧を印加する。 (c)0.5≦Gs<0.75のとき、固定パターン電
極23a〜23cの部分では光を透過させ、固定パター
ン電極23d及び23eの部分では光を透過させないよ
うな(すなわち光シャッタ12での光の通過率が60%
になるような)駆動電圧を印加する。 (d)0.25≦Gs<0.5のとき、固定パターン電
極23a及び23bの部分では光を透過させ、固定パタ
ーン電極23c〜23eの部分では光を透過させないよ
うな(すなわち光シャッタ12での光の通過率が40%
になるような)駆動電圧を印加する。 (e)0<Gs<0.25のとき、固定パターン電極2
3aの部分では光を透過させ、固定パターン電極23b
〜23eの部分では光を透過させないような(すなわち
光シャッタ12での光の通過率が20%になるような)
駆動電圧を印加する。 (f)Gs=0のとき、全ての固定パターン電極23a
〜23eの部分で光を透過させないような(すなわち光
シャッタ12での光の通過率が0%になるような)駆動
電圧を印加する。
(A) When Gs = 1, a drive voltage that allows light to pass through all the fixed pattern electrodes 23a to 23e (that is, a light transmittance of the optical shutter 12 becomes 100%). Is applied. (B) When 0.75 ≦ Gs <1, fixed pattern electrode 2
Light is transmitted through portions 3a to 23d and light is not transmitted through fixed pattern electrode 23e (that is, the light transmittance of optical shutter 12 is 80%).
Apply drive voltage. (C) When 0.5 ≦ Gs <0.75, light is transmitted through the portions of the fixed pattern electrodes 23a to 23c and light is not transmitted through the portions of the fixed pattern electrodes 23d and 23e (that is, the light shutter 12 does not transmit light). 60% light transmittance
Drive voltage is applied. (D) When 0.25 ≦ Gs <0.5, light is transmitted through the fixed pattern electrodes 23a and 23b and light is not transmitted through the fixed pattern electrodes 23c to 23e (that is, the optical shutter 12 does not transmit light). 40% light transmittance
Drive voltage is applied. (E) When 0 <Gs <0.25, fixed pattern electrode 2
In the portion 3a, light is transmitted, and the fixed pattern electrode 23b
No light is transmitted through the portion from 23e to 23e (that is, the light transmittance at the optical shutter 12 becomes 20%).
Apply drive voltage. (F) When Gs = 0, all fixed pattern electrodes 23a
A drive voltage that does not transmit light (that is, the light transmittance at the optical shutter 12 is 0%) is applied to the portion from 23e to 23e.

【0050】したがって、光シャッタ12では、映像信
号Vinのうちの高輝度部分では、入射光の通過率が1
00%になり(上記(a))、他方、映像信号Vinの
うちの低い輝度部分では、輝度の低さに応じて、図6に
示すように入射光が周辺部分から順に遮断されることに
より、入射光の通過率が80%,60%,40%,20
%,0%と減少する(上記(b)〜(f))。
Therefore, in the optical shutter 12, in the high luminance portion of the video signal Vin, the transmittance of the incident light is 1
On the other hand, in the low luminance portion of the video signal Vin, the incident light is blocked in order from the peripheral portion as shown in FIG. 6 according to the low luminance in the video signal Vin. , 80%, 60%, 40%, 20
% And 0% ((b) to (f) above).

【0051】そして、高輝度部分では、最も外側の固定
パターン電極23eの輪郭形状を断面形状とする光束が
光シャッタ12を通過する。また、低輝度部分では、輝
度の低さに応じて、固定パターン電極23d,23c,
23bまたは23aの輪郭形状を断面形状とする光束
(すなわち、液晶パネル3の等コントラスト線と略等し
い形状を維持しつつ、輝度の低さに応じて面積が狭くな
る光束)が光シャッタ12を通過する。
In the high-luminance portion, a light beam having a cross-sectional shape of the outermost fixed pattern electrode 23 e passes through the optical shutter 12. In the low-luminance part, the fixed pattern electrodes 23d, 23c,
A light beam having a cross-sectional shape of the contour shape of 23b or 23a (that is, a light beam whose area is reduced in accordance with low luminance while maintaining a shape substantially equal to the isocontrast line of the liquid crystal panel 3) passes through the optical shutter 12. I do.

【0052】このように、光シャッタ12を照明光学系
2の瞳位置に配置するとともに、光シャッタ12を通過
する光束の断面形状を液晶パネル3の等コントラスト線
と略等しい形状にしたのは、やはり、図3に示した瞳位
置での光束の断面形状と結像位置での光の角度分布との
関係を利用して、液晶パネル3に入射(結像)する光の
角度分布を、液晶パネル3の等コントラスト線と略等し
い形状にして、その角度分布を越える入射角では液晶パ
ネル3に光を入射させないようにするためである。
As described above, the reason why the optical shutter 12 is arranged at the pupil position of the illumination optical system 2 and the cross-sectional shape of the light beam passing through the optical shutter 12 is substantially equal to the contour line of the liquid crystal panel 3 is as follows. Similarly, by utilizing the relationship between the cross-sectional shape of the light beam at the pupil position shown in FIG. This is for preventing light from being incident on the liquid crystal panel 3 at an incident angle exceeding the angle distribution thereof so as to have a shape substantially equal to the isocontrast line of the panel 3.

【0053】また、映像信号Vinの輝度の低さに応じ
て、光シャッタ12を通過する光束を、液晶パネル3の
等コントラスト線と略等しい形状を維持しつつ面積が狭
くなるようにしたのは、輝度の低さに応じて、コントラ
ストを低下させる度合いの大きい入射角の光の順に(例
えば図15ではCR=5,10,20,…の等コントラ
スト線に対応する入射角の光の順に)液晶パネル3に入
射させないようにするためである。
The reason why the light flux passing through the optical shutter 12 is reduced in area while maintaining a shape substantially equal to the isocontrast line of the liquid crystal panel 3 in accordance with the low luminance of the video signal Vin is as follows. In the order of incident angles of light having a large degree of lowering the contrast in accordance with the low luminance (for example, in FIG. 15, the order of incident angles of light corresponding to the equal contrast lines of CR = 5, 10, 20,...). This is to prevent the light from entering the liquid crystal panel 3.

【0054】図1に示すように、光シャッタ12を通過
した光は、集光レンズ13で空間的に重畳されて、液晶
パネル3に入射する。液晶パネル3は、TN液晶を用い
たアクティブマトリクス駆動方式のものであり、図15
に示したようなコントラスト視野角特性を有している
(但し、図15では等コントラスト線(縦横比が概ね
1:2程度の楕円形や長方形に近似した形状)の長辺の
方向が液晶パネルの底辺の方向と異なっているが、ここ
ではこの2つの方向が一致しているものとする)。
As shown in FIG. 1, the light passing through the optical shutter 12 is spatially superimposed by the condenser lens 13 and enters the liquid crystal panel 3. The liquid crystal panel 3 is of an active matrix driving type using TN liquid crystal.
(However, in FIG. 15, the direction of the long side of the isocontrast line (shape approximated to an ellipse or rectangle having an aspect ratio of about 1: 2 in FIG. 15) is the liquid crystal panel. Is different from the direction of the bottom side of, but here, it is assumed that these two directions coincide.)

【0055】液晶パネル3には、映像信号処理回路14
(図5)で作成された映像信号Vcのレベルに応じた駆
動電圧が、液晶駆動回路15から印加される。したがっ
て、映像信号Vinのうちの高輝度部分では、映像信号
Vinそのままのレベルに応じた駆動電圧が液晶パネル
3に印加され、他方、映像信号Vinのうちの低輝度部
分では、映像信号Vinの全体のレベルをVmax/V
p倍に増大させたレベルに応じた駆動電圧が液晶パネル
3に印加される。
The liquid crystal panel 3 has a video signal processing circuit 14
A drive voltage corresponding to the level of the video signal Vc created in FIG. 5 is applied from the liquid crystal drive circuit 15. Therefore, in the high luminance portion of the video signal Vin, a drive voltage corresponding to the level of the video signal Vin as it is is applied to the liquid crystal panel 3, while in the low luminance portion of the video signal Vin, the entirety of the video signal Vin is Level of Vmax / V
A driving voltage corresponding to the level increased p times is applied to the liquid crystal panel 3.

【0056】液晶パネル3では、液晶パネル3への入射
光のうちのP偏光のみが、表面の偏光板(偏光子)を経
て液晶層を通過する。この直線偏光は、液晶駆動回路1
5から印加される駆動電圧によって変調され(振動方向
が最大90゜回転し)、液晶パネル3の反対側の表面の
偏光板(検光子)で検光されることにより、図14のよ
うな印加電圧−透過率特性で液晶パネル3を透過する。
In the liquid crystal panel 3, only the P-polarized light of the light incident on the liquid crystal panel 3 passes through the liquid crystal layer via the polarizing plate (polarizer) on the surface. This linearly polarized light is applied to the liquid crystal driving circuit 1
The light is modulated by the drive voltage applied from the liquid crystal panel 5 (the vibration direction rotates at a maximum of 90 °), and is analyzed by a polarizing plate (analyzer) on the surface on the opposite side of the liquid crystal panel 3, whereby the application shown in FIG. The liquid crystal panel 3 transmits through the voltage-transmittance characteristics.

【0057】図1に示すように、液晶パネル3を透過し
た光は、投射レンズ4に入射してスクリーン(図示略)
に投射される。
As shown in FIG. 1, light transmitted through the liquid crystal panel 3 is incident on a projection lens 4 and is projected on a screen (not shown).
Is projected to

【0058】次に、この液晶プロジェクタ装置の動作を
説明する。光源1から光が出射すると、その出射光が、
PBS7,反射鏡8及び1/2波長板9により、P偏光
に変換され、且つ、縦横比約1:2(液晶パネル3の等
コントラスト線と略等しい縦横比)の略楕円形の断面形
状の光束にされて、マイクロレンズアレイ10に入射す
る。
Next, the operation of the liquid crystal projector will be described. When light is emitted from the light source 1, the emitted light is
It is converted into P-polarized light by the PBS 7, the reflecting mirror 8, and the half-wave plate 9, and has a substantially elliptical cross-sectional shape with an aspect ratio of about 1: 2 (an aspect ratio substantially equal to the iso-contrast line of the liquid crystal panel 3). The light beam is made to enter the microlens array 10.

【0059】このマイクロレンズアレイ10への入射光
は、マイクロレンズアレイ10のレンズ10a(図2)
で集光されて、マイクロレンズアレイ11の対応するレ
ンズ11a(図2)に入射する。マイクロレンズアレイ
10,11の全てのレンズ10a,11aを合わせた形
状がそれぞれ縦横比約1:2の長方形になっているの
で、マイクロレンズアレイ11から出射する光束の断面
形状も縦横比約1:2の略楕円形になる。
The light incident on the microlens array 10 is transmitted to the lens 10a of the microlens array 10 (FIG. 2).
And enters the corresponding lens 11a (FIG. 2) of the microlens array 11. Since the combined shape of all the lenses 10a and 11a of the microlens arrays 10 and 11 is a rectangle having an aspect ratio of about 1: 2, the cross-sectional shape of the light beam emitted from the microlens array 11 is also about 1: 1. 2 is almost elliptical.

【0060】マイクロレンズアレイ11からの出射光
は、光シャッタ12に入射する。ここで、この液晶プロ
ジェクタ装置に外部から供給される映像信号Vinのう
ちの高輝度部分では、映像信号処理回路14(図5)に
よりゲインレベルGs=1に設定されるので、光シャッ
タ12では光が全く遮断されない。したがって、光シャ
ッタ12を通過する光束の断面形状は、シャッタ用液晶
パネル21(図4)の最も外側の固定パターン電極23
eの輪郭形状になる。
The light emitted from the microlens array 11 enters the optical shutter 12. Here, the gain level Gs = 1 is set by the video signal processing circuit 14 (FIG. 5) in the high luminance portion of the video signal Vin supplied from the outside to the liquid crystal projector device. Is not interrupted at all. Therefore, the cross-sectional shape of the light beam passing through the optical shutter 12 is determined by the outermost fixed pattern electrode 23 of the shutter liquid crystal panel 21 (FIG. 4).
e.

【0061】その結果、液晶パネル3には、図7Aに示
すように固定パターン電極23eの輪郭形状と相似形の
角度分布(すなわち液晶パネル3の等コントラスト線と
略等しい形状の角度分布)で光が入射する。
As a result, as shown in FIG. 7A, light is applied to the liquid crystal panel 3 with an angular distribution similar to the contour shape of the fixed pattern electrode 23e (ie, an angular distribution substantially equal to the isocontrast line of the liquid crystal panel 3). Is incident.

【0062】そして、この高輝度部分では、ゲインレベ
ルGs=1なので、映像信号処理回路14で、映像信号
Vinそのままのレベルの映像信号Vcが作成される。
したがって、液晶パネル3には、映像信号Vinそのま
まのレベルに応じた駆動電圧(図14のような印加電圧
−透過率特性において高い透過率に対応した駆動電圧)
が、液晶駆動回路15から印加される。
Since the gain level Gs = 1 in the high luminance portion, the video signal processing circuit 14 generates the video signal Vc at the level of the video signal Vin as it is.
Therefore, the liquid crystal panel 3 applies a drive voltage corresponding to the level of the video signal Vin as it is (a drive voltage corresponding to a high transmittance in the applied voltage-transmittance characteristic as shown in FIG. 14).
Is applied from the liquid crystal drive circuit 15.

【0063】他方、この映像信号Vinのうちの低輝度
部分では、映像信号処理回路14によりゲインレベルG
s=Vp/Vmaxに設定されるので、光シャッタ12
を通過する光束の断面形状は、輝度の低さに応じて、シ
ャッタ用液晶パネル21(図4)の固定パターン電極2
3d,23c,23bまたは23aの輪郭形状(液晶パ
ネル3の等コントラスト線と略等しい形状を維持しつ
つ、面積を狭くした形状)になる。
On the other hand, in the low luminance portion of the video signal Vin, the video signal processing circuit 14
Since s = Vp / Vmax, the optical shutter 12
The cross-sectional shape of the light beam passing through the fixed pattern electrode 2 of the shutter liquid crystal panel 21 (FIG. 4) depends on the brightness.
The contour shape of 3d, 23c, 23b or 23a (a shape in which the area is reduced while maintaining a shape substantially equal to the isocontrast line of the liquid crystal panel 3) is obtained.

【0064】その結果、液晶パネル3には、図7Bに示
すように固定パターン電極23d,23c,23bまた
は23aの輪郭形状と相似形の角度分布(すなわち、液
晶パネル3の等コントラスト線と略等しい形状の角度分
布であるとともに、コントラストを低下させる度合いの
大きい入射角の光の順に液晶パネル3に入射しなくなる
ような角度分布)で光が入射する。その結果、輝度の低
さに応じて、コントラストを低下させる度合いの大きい
入射角の光の順に、液晶パネル3に入射しなくなる(す
なわちスクリーンに投射されなくなる)。
As a result, as shown in FIG. 7B, the liquid crystal panel 3 has an angular distribution similar to the contour shape of the fixed pattern electrodes 23d, 23c, 23b or 23a (ie, substantially equal to the contour line of the liquid crystal panel 3). Light enters the liquid crystal panel 3 in the order of light having an angle distribution of the shape and an angle of incidence with a high degree of decreasing the contrast. As a result, in accordance with the low luminance, the light having an incident angle with a high degree of decreasing the contrast is not incident on the liquid crystal panel 3 (that is, is not projected on the screen).

【0065】そして、この低輝度部分では、ゲインレベ
ルGs=Vp/Vmaxなので、映像信号処理回路14
で、映像信号Vinの全体のレベルをVmax/Vp倍
に増大させた映像信号Vcが作成される。したがって、
液晶パネル3には、このVmax/Vp倍に増大させた
レベルに応じた駆動電圧(やはり図14のような印加電
圧−透過率特性において高い透過率に対応した駆動電
圧)が、液晶駆動回路15から印加される。その結果、
やはり液晶パネル3の透過率が高くなる。
In the low luminance portion, since the gain level Gs = Vp / Vmax, the video signal processing circuit 14
Thus, a video signal Vc in which the entire level of the video signal Vin is increased by a factor of Vmax / Vp is created. Therefore,
The liquid crystal panel 3 applies a drive voltage (also a drive voltage corresponding to a high transmittance in an applied voltage-transmittance characteristic as shown in FIG. 14) according to the level increased by Vmax / Vp times to the liquid crystal drive circuit 15. Is applied. as a result,
Again, the transmittance of the liquid crystal panel 3 increases.

【0066】このように、この液晶プロジェクタ装置で
は、PBS7,反射鏡8及び1/2波長板9という3つ
の光学素子だけの組み合わせにより、光源1からの出射
光がP偏光に変換される。したがって、例えば偏光変換
素子のような構成が複雑であるとともに高価な光学素子
を用いて光源1からの出射光をP偏光に変換する場合と
比較して、光学系の複雑化やコスト高を招くことなく、
光源1からの出射光の利用効率が高まって、より明るい
画像がスクリーンに表示される。
As described above, in this liquid crystal projector, the light emitted from the light source 1 is converted into P-polarized light by a combination of only the three optical elements of the PBS 7, the reflecting mirror 8, and the half-wave plate 9. Therefore, for example, as compared with a case where the configuration such as a polarization conversion element is complicated and the light emitted from the light source 1 is converted into P-polarized light using an expensive optical element, the optical system becomes complicated and the cost is increased. Without
The use efficiency of the light emitted from the light source 1 is increased, and a brighter image is displayed on the screen.

【0067】しかも、この液晶プロジェクタ装置では、
映像信号Vinのうちの低輝度部分で、コントラストを
低下させる度合いの大きい光の順に光シャッタ12で遮
断されることによりスクリーンに投射されなくなるとと
もに、液晶パネル3の透過率が高くなる。
Moreover, in this liquid crystal projector,
In the low-luminance portion of the video signal Vin, the light is blocked by the optical shutter 12 in the order of decreasing contrast, so that the light is not projected on the screen and the transmittance of the liquid crystal panel 3 is increased.

【0068】これにより、低輝度部分でも、液晶パネル
3の印加電圧−透過率特性特性のうちの印加電圧の変化
に対する透過率の変化が緩やかである範囲を利用して、
輝度を細かく調整することができるようになっている
(すなわち低輝度部分の階調表現が改善されている)。
As a result, even in the low-luminance portion, the range where the change of the transmittance with respect to the change of the applied voltage in the applied voltage-transmittance characteristic of the liquid crystal panel 3 is gradual is utilized.
The luminance can be finely adjusted (that is, the gradation expression in the low luminance portion is improved).

【0069】そして、映像信号Vinのうちの低輝度部
分では、マイクロレンズアレイ11からの出射光が、液
晶パネル3の視野角特性に応じて、コントラストを低下
させる度合いの大きい光の順に、照明光学系2の瞳位置
に位置する光シャッタ12で遮断される。
In the low-luminance portion of the video signal Vin, the light emitted from the microlens array 11 is illuminated by the illumination optics in the order of decreasing contrast according to the viewing angle characteristics of the liquid crystal panel 3. The light is blocked by the optical shutter 12 located at the pupil position of the system 2.

【0070】これにより、低輝度部分では、コントラス
トを低下させる度合いの大きい光の順に液晶パネル3に
入射されなくなる(すなわちスクリーンに投射されなく
なる)ので、黒色の浮きの発生によるコントラストの低
下が抑制されている。
As a result, in the low-brightness portion, light having a high degree of lowering the contrast is not incident on the liquid crystal panel 3 (that is, is not projected on the screen), so that a decrease in contrast due to the occurrence of black floating is suppressed. ing.

【0071】また、照明光学系2の瞳位置に光シャッタ
12を配置しているので、図4に示したように液晶パネ
ル3の等コントラスト線に略等しい断面形状の光を通過
させるように光シャッタ12を構成することにより、コ
ントラストを低下させる度合いの大きい光の順に光シャ
ッタ12で遮断することが容易になっている。
Further, since the optical shutter 12 is arranged at the pupil position of the illumination optical system 2, the light is transmitted so as to pass light having a cross section substantially equal to the isocontrast line of the liquid crystal panel 3 as shown in FIG. By configuring the shutter 12, it is easy to block the light with the optical shutter 12 in the order of decreasing contrast.

【0072】また、液晶パネル3から投射レンズ4を経
てスクリーンに投影される画像の明るさは、光シャッタ
12での光の通過率と映像信号Vinに対する映像信号
Vcのレベルの増大率との積によって決定されるが、低
輝度部分では、Vp/Vmaxの値に応じた量の光が光
シャッタ12で通過するとともに、映像信号Vcのレベ
ルが映像信号VinのレベルのVmax/Vp倍になる
ので、スクリーンに投影される画像の明るさが、光シャ
ッタ12で光を全く遮断しないとともに映像信号Vcの
レベルを映像信号Vinと同じにした場合の明るさから
ずれることが抑制されている。
The brightness of the image projected on the screen from the liquid crystal panel 3 via the projection lens 4 is the product of the light transmittance of the optical shutter 12 and the rate of increase of the level of the video signal Vc with respect to the video signal Vin. In the low-brightness portion, an amount of light corresponding to the value of Vp / Vmax passes through the optical shutter 12, and the level of the video signal Vc becomes Vmax / Vp times the level of the video signal Vin. In addition, the brightness of the image projected on the screen is suppressed from deviating from the brightness when the light shutter 12 does not block light at all and the level of the video signal Vc is the same as that of the video signal Vin.

【0073】すなわち、ゲインレベルGsの値がちょう
ど0.8,0.6,0.4,0.2になる場合には、前
述の(b)〜(e)のようにそれぞれ光シャッタの通過
率が80%,60%,40%,20%になるとともに、
映像信号Vcのレベルが映像信号Vinのレベルの映像
信号Vinのレベルのそれぞれ1/0.8,1/0.
6,1/0.4,1/0.2倍になることにより、この
通過率×レベルの増大率=1となるので、スクリーンに
投影される画像の明るさが、光シャッタ12で光を全く
遮断しないとともに映像信号Vcのレベルを映像信号V
inと同じにした場合と同じになる。また、ゲインレベ
ルGsがそれ以外の値になる場合でも、この通過率×レ
ベルの増大率が1から大きくずれることはないので、ス
クリーンに投影される画像の明るさが、光シャッタ12
で光を全く遮断しないとともに映像信号Vcのレベルを
映像信号Vinと同じにした場合の明るさからずれるこ
とが抑制されている。
That is, when the values of the gain levels Gs are exactly 0.8, 0.6, 0.4, and 0.2, the light passes through the optical shutter as shown in (b) to (e) above. The rate will be 80%, 60%, 40%, 20%,
The level of the video signal Vc is 1 / 0.8, 1/0.
By increasing the ratio by 6,1 / 0.4,1 / 0.2, the ratio of the passage rate × the increase rate of the level = 1, the brightness of the image projected on the screen is reduced by the optical shutter 12. No interruption is made and the level of the video signal Vc is
It is the same as when it is the same as in. Further, even when the gain level Gs takes any other value, the rate of increase of the “passage rate × level” does not largely deviate from 1, so that the brightness of the image projected on the screen is reduced by the optical shutter 12.
, Light is not blocked at all, and deviation from the brightness when the level of the video signal Vc is the same as that of the video signal Vin is suppressed.

【0074】また、図4に示したように液晶パネルで光
を遮断するように光シャッタ12を構成しているので、
機械的に動作する部品で光を遮断する場合よりも、光シ
ャッタ12の高速動作が可能である。したがって、映像
信号Vinのレベルの変化にすばやく応答して、光を遮
断するか否か、どの程度の量の光を遮断するかを切り換
えることができるようになっている。
Further, as shown in FIG. 4, since the optical shutter 12 is configured to block light with the liquid crystal panel,
The high-speed operation of the optical shutter 12 is possible as compared with a case where light is blocked by a mechanically operated component. Therefore, in response to a change in the level of the video signal Vin, it is possible to switch between whether or not to block light and the amount of light to be blocked.

【0075】また、このシャッタ用液晶パネルとして、
複数の同心の固定パターン電極を有する液晶パネルを用
いているので、光シャッタ12の構造や制御が簡単にな
っている。
Further, as the shutter liquid crystal panel,
Since a liquid crystal panel having a plurality of concentric fixed pattern electrodes is used, the structure and control of the optical shutter 12 are simplified.

【0076】また、この液晶プロジェクタ装置では、P
BS7から出射したP偏光と1/2波長板9から出射し
たP偏光とを合わせた光束の断面形状を縦横比1:2
(液晶パネル3の等コントラスト線と略等しい縦横比)
の略楕円形にし、且つ、マイクロレンズアレイ10,1
1の全てのレンズ10a,11aを合わせた形状を縦横
比1:2の長方形にすることにより、照明光学系2の瞳
位置の近傍に位置するマイクロレンズアレイ11から、
縦横比約1:2の略楕円形の断面形状(すなわち液晶パ
ネル3の等コントラスト線に近似した形状)の光束が出
射する。
In this liquid crystal projector, P
The cross-sectional shape of the light beam obtained by combining the P-polarized light emitted from the BS 7 and the P-polarized light emitted from the half-wave plate 9 has an aspect ratio of 1: 2.
(Aspect ratio approximately equal to the equal contrast line of the liquid crystal panel 3)
And the microlens arrays 10, 1
By combining the shape of all the lenses 10a and 11a into a rectangle having an aspect ratio of 1: 2, the microlens array 11 located near the pupil position of the illumination optical system 2 can be used.
A light beam having a substantially elliptical cross-sectional shape with an aspect ratio of about 1: 2 (that is, a shape approximating the isocontrast line of the liquid crystal panel 3) is emitted.

【0077】このように、マイクロレンズアレイ11か
らの出射光の断面形状が液晶パネル3の等コントラスト
線に近似しているとともに、光シャッタ12を通過する
光の断面形状もこの等コントラスト線と略等しくなって
いるので、光シャッタ12の全ての固定パターン電極2
3a〜23eの部分で光を透過させる場合(前述の
(a)の場合)には、マイクロレンズアレイ11からの
出射光のほとんど全てが光シャッタ12を通過する。し
たがって、この点からも、光の利用効率が高まって、明
るい画像がスクリーンに表示されるようになっている。
As described above, the cross-sectional shape of the light emitted from the microlens array 11 is close to the contour line of the liquid crystal panel 3, and the cross-sectional shape of the light passing through the optical shutter 12 is substantially the same as the contour line. Since all of the fixed pattern electrodes 2 of the optical shutter 12 are equal,
When light is transmitted through the portions 3a to 23e (in the case of (a) described above), almost all of the light emitted from the microlens array 11 passes through the optical shutter 12. Therefore, from this point as well, the light use efficiency is increased, and a bright image is displayed on the screen.

【0078】なお、以上の例では、液晶パネル3の等コ
ントラスト線の長辺の方向が、液晶パネル3の底辺の方
向と一致しているものとして説明を行った。これに対
し、この2つの方向が異なっている場合には、マイクロ
レンズアレイ10,11の形状を変更するとともに、液
晶パネル3の配置を変更する必要がある。
In the above example, the description has been made on the assumption that the direction of the long side of the isocontrast line of the liquid crystal panel 3 coincides with the direction of the bottom side of the liquid crystal panel 3. On the other hand, when the two directions are different, it is necessary to change the shape of the microlens arrays 10 and 11 and change the arrangement of the liquid crystal panel 3.

【0079】図8は、この場合のマイクロレンズアレイ
10,11の形状を示す。このマイクロレンズアレイ1
0,11では、レンズ10a,11aがマイクロレンズ
アレイ10,11の底辺10b,11bに対してそれぞ
れ斜め方向に配列されており、全てのレンズ10a,1
1aを合わせた形状が、それぞれ縦横比約1:2(液晶
パネル3の等コントラスト線と略等しい縦横比)の略長
方形になっている。底辺10b,11bの方向に対する
レンズ10a,11aの配列方向の角度は、液晶パネル
3の底辺の方向に対する液晶パネル3の等コントラスト
線の長辺の方向の角度と一致した角度になっている。
(図でも便宜上個々のレンズ10a,11aを大きく描
いているが、個々のレンズ10a,11aは実際はこれ
よりもかなり小さいので、全てのレンズ10a,11a
を合わせた形状を略長方形にすることは容易である。ま
た、この場合にも、レンズ11aの形状はやはり円形で
あってもよい。)
FIG. 8 shows the shapes of the micro lens arrays 10 and 11 in this case. This micro lens array 1
At 0 and 11, the lenses 10a and 11a are arranged obliquely with respect to the bases 10b and 11b of the microlens arrays 10 and 11, respectively.
The shape obtained by adding 1a is a substantially rectangular shape having an aspect ratio of about 1: 2 (an aspect ratio substantially equal to the equal contrast line of the liquid crystal panel 3). The angle in the arrangement direction of the lenses 10a and 11a with respect to the directions of the bases 10b and 11b is equal to the angle in the direction of the long side of the equal contrast line of the liquid crystal panel 3 with respect to the direction of the base of the liquid crystal panel 3.
(Even though the individual lenses 10a and 11a are drawn large for convenience in the drawing, since the individual lenses 10a and 11a are actually considerably smaller than this, all the lenses 10a and 11a
It is easy to make the shape obtained by combining them into a substantially rectangular shape. Also in this case, the shape of the lens 11a may be circular as well. )

【0080】図9は、この場合の液晶パネル3の配置例
を示している。液晶パネル3は、等コントラスト線の長
辺の方向を、光シャッタ12を通過する光束の断面形状
の長辺の方向と一致させるように、パネル面に平行な面
上で底辺3aを傾けて配置されている。
FIG. 9 shows an arrangement example of the liquid crystal panel 3 in this case. The liquid crystal panel 3 is arranged with the base 3a inclined on a plane parallel to the panel surface such that the direction of the long side of the isocontrast line coincides with the direction of the long side of the cross-sectional shape of the light beam passing through the optical shutter 12. Have been.

【0081】マイクロレンズアレイ10,11を図8の
ような形状にするとともに液晶パネル3を図9のように
配置することにより、液晶パネル3の等コントラスト線
の長辺の方向が液晶パネル3の底辺の方向と異なってい
る場合にも、液晶パネル3への入射光の角度分布が液晶
パネル3の等コントラスト線と略等しい形状になるとと
もに、マイクロレンズアレイ10のレンズ10aからの
光が液晶パネル3に集光されるようになる。
The microlens arrays 10 and 11 are formed as shown in FIG. 8 and the liquid crystal panel 3 is arranged as shown in FIG. Even when the direction is different from the direction of the bottom side, the angle distribution of the incident light on the liquid crystal panel 3 becomes substantially equal to the isocontrast line of the liquid crystal panel 3 and the light from the lens 10a of the microlens array 10 is The light is condensed at 3.

【0082】また、以上の例では、映像信号Vinのう
ちの低輝度部分で、液晶駆動回路15の制御により、マ
イクロレンズアレイ11からの出射光をコントラストを
低下させる度合いの大きい光の順に光シャッタ12で遮
断するとともに、液晶パネル3の透過率を高くしてい
る。しかし、別の例として、光シャッタ12及び液晶駆
動回路15を設けないようにしてもよい。
Further, in the above example, the light emitted from the microlens array 11 is controlled by the liquid crystal drive circuit 15 in the low luminance portion of the video signal Vin, and the light emitted from the microlens array 11 in the order of light having a large degree of lowering the contrast. In addition to blocking at 12, the transmittance of the liquid crystal panel 3 is increased. However, as another example, the optical shutter 12 and the liquid crystal drive circuit 15 may not be provided.

【0083】図10は、光シャッタ12及び液晶駆動回
路15を設けないようにした場合の液晶プロジェクタ装
置の構成例を示したものであり、図1と共通する部分に
は同一の符号を付している。
FIG. 10 shows an example of the configuration of a liquid crystal projector in which the optical shutter 12 and the liquid crystal drive circuit 15 are not provided. The same reference numerals are given to the parts common to FIG. ing.

【0084】この液晶プロジェクタ装置では、外部から
供給される映像信号Vinが直接液晶駆動回路15に送
られ、この映像信号Vinそのままのレベルに応じた駆
動電圧が液晶駆動回路15から液晶パネル3に印加され
る。
In this liquid crystal projector, a video signal Vin supplied from the outside is directly sent to the liquid crystal drive circuit 15, and a drive voltage corresponding to the level of the video signal Vin is applied from the liquid crystal drive circuit 15 to the liquid crystal panel 3. Is done.

【0085】また、この液晶プロジェクタ装置の照明光
学系16では、マイクロレンズアレイ11から出射され
た縦横比約1:2の略楕円形の断面形状の光束が、直接
集光レンズ13に入射する。その結果、液晶パネル3へ
の入射光の角度分布は、図7Cに示すように、液晶パネ
ル3の等コントラスト線と略等しい縦横比の略楕円形に
なる。したがって、この液晶プロジェクタでも、図14
に示したような液晶パネルのコントラスト視野角特性か
ら、やはりコントラストを低下させる度合いの大きい光
の液晶パネルへの入射量が減少するので、黒色の浮きの
発生によるコントラストの低下が抑制される。
In the illumination optical system 16 of the liquid crystal projector, a light beam having a substantially elliptical cross-sectional shape and having an aspect ratio of about 1: 2 emitted from the microlens array 11 directly enters the condenser lens 13. As a result, as shown in FIG. 7C, the angular distribution of the light incident on the liquid crystal panel 3 becomes a substantially elliptical shape having an aspect ratio substantially equal to the isocontrast line of the liquid crystal panel 3. Therefore, even in this liquid crystal projector, FIG.
Since the amount of light incident on the liquid crystal panel, which also greatly reduces the contrast, is reduced from the contrast viewing angle characteristics of the liquid crystal panel as shown in (1), the decrease in contrast due to the occurrence of black floating is suppressed.

【0086】また、以上の例では、光源1からの出射光
の断面形状をPBS7,反射鏡8及び1/2波長板9に
より縦横比約1:2(液晶パネル3の等コントラスト線
と略等しい縦横比)の略楕円形にし、且つ、マイクロレ
ンズアレイ10,11の全てのレンズ10a,11aを
合わせた形状をそれぞれ縦横比約1:2の長方形にする
ことにより、マイクロレンズアレイ11から、液晶パネ
ル3の等コントラスト線と略等しい縦横比の略楕円形の
断面形状の光束を出射させている。しかし、これに限ら
ず、光源1からの出射光の断面形状をそれほど厳密にP
BS7,反射鏡8及び1/2波長板9により液晶パネル
3の等コントラスト線と略等しい縦横比の略楕円形にし
なくてもよく、レンズ10a,11aを合わせた形状も
それほど厳密に液晶パネル3の等コントラスト線と略等
しい縦横比の長方形にしなくてもよい。
In the above example, the cross-sectional shape of the light emitted from the light source 1 is approximately 1: 2 (approximately equal to the iso-contrast line of the liquid crystal panel 3) by the PBS 7, the reflecting mirror 8 and the half-wave plate 9. By making the shape of the microlens array 11 into a substantially elliptical shape and by combining all the lenses 10a and 11a of the microlens arrays 10 and 11 into a rectangle having an aspect ratio of about 1: 2, A light beam having a substantially elliptical cross-sectional shape with an aspect ratio substantially equal to the isocontrast line of the panel 3 is emitted. However, the present invention is not limited to this.
The BS 7, the reflecting mirror 8 and the half-wave plate 9 do not need to be formed into an almost elliptical shape having an aspect ratio substantially equal to the equal contrast line of the liquid crystal panel 3, and the combined shape of the lenses 10 a and 11 a is not so strict. It is not necessary to form a rectangle having an aspect ratio substantially equal to the isocontrast line.

【0087】その場合にも、PBS7及び1/2波長板
9の両方から光が出射するので、マイクロレンズアレイ
10には、一方向(PBS7と1/2波長板9とが並ん
だ方向)に広がった断面形状の光束が入射する。したが
って、マイクロレンズアレイ10からマイクロレンズア
レイ11にもこの一方向に広がった断面形状の光束が入
射するので、マイクロレンズアレイ11からもこの一方
向に広がった断面形状の光束が出射する。その結果、液
晶パネル3に入射する光の角度分布も、一方向に広がっ
た形状(すなわち、光源1からの出射光そのままの断面
形状の光束がマイクロレンズアレイ11から出射する場
合よりも、図14に示したような液晶パネル3の等コン
トラスト線に近い形状)になる。
Also in this case, since light is emitted from both the PBS 7 and the half-wave plate 9, the micro-lens array 10 has one direction (the direction in which the PBS 7 and the half-wave plate 9 are arranged). A light beam having an expanded cross-sectional shape enters. Therefore, since the light beam having the cross-sectional shape expanded in one direction is incident from the microlens array 10 to the microlens array 11, the light beam having the cross-sectional shape expanded in one direction is also emitted from the microlens array 11. As a result, the angle distribution of the light incident on the liquid crystal panel 3 also has a shape spread in one direction (that is, a light beam having a cross-sectional shape of the light emitted from the light source 1 as it is from the microlens array 11), as shown in FIG. (A shape close to the equi-contrast line of the liquid crystal panel 3).

【0088】これにより、図14に示したような液晶パ
ネルのコントラスト視野角特性から、やはりコントラス
トを低下させる度合いの大きい光の液晶パネルへの入射
量が減少するので、黒色の浮きの発生によるコントラス
トの低下が抑制される。
Thus, from the contrast viewing angle characteristic of the liquid crystal panel as shown in FIG. 14, the amount of incident light to the liquid crystal panel, which also greatly reduces the contrast, is reduced. Is suppressed.

【0089】また、以上の例では、光源1からの出射光
をPBS7を用いてP偏光とS偏光とに分離している
が、P偏光を通過させるとともにS偏光を反射するPB
S以外の偏光子(例えば偏光板)を用いて光源1からの
出射光をP偏光とS偏光とに分離してもよい。
In the above example, the light emitted from the light source 1 is separated into P-polarized light and S-polarized light by using the PBS 7, but the PB that transmits the P-polarized light and reflects the S-polarized light is used.
The light emitted from the light source 1 may be separated into P-polarized light and S-polarized light using a polarizer other than S (for example, a polarizing plate).

【0090】また、以上の例では、PBS7,反射鏡8
で反射されたS偏光を1/2波長板9に入射させている
が、このS偏光を1/2波長板以外の移相子(すなわち
直線偏光の振動方向を90度以外の角度だけ回転させる
もの)に入射させてもよい。その場合にも、このS偏光
がこの移相子で振動方向を回転される(すなわちP偏光
成分を含むようになる)ので、光源1から出射した非偏
光が、P偏光成分を多く含む光に変換される。したがっ
て、やはり光源からの出射光の利用効率が高まって、よ
り明るい画像がスクリーンに表示される。
In the above example, the PBS 7 and the reflecting mirror 8 are used.
Is incident on the half-wave plate 9, but the S-polarized light is rotated by an angle other than 90 degrees in the phase shifter other than the half-wave plate (that is, the oscillation direction of the linearly polarized light is rotated by an angle other than 90 degrees). ). Also in this case, the s-polarized light is rotated in the oscillation direction by the phase shifter (that is, the s-polarized light includes the p-polarized component). Is converted. Therefore, the utilization efficiency of the light emitted from the light source is also increased, and a brighter image is displayed on the screen.

【0091】また、以上の例では、映像信号処理回路1
4により、液晶プロジェクタ装置に外部から供給される
映像信号Vinのピークレベルを検出し、このピークレ
ベルが基準レベルよりも小さい場合に、光シャッタ12
で光を遮断させるとともに、映像信号のレベルVinを
増大させて液晶パネル3を駆動させている。しかし、別
の例として、図11に示すように、液晶プロジェクタ装
置の輝度調整用釦41で輝度を下げる操作が行われたこ
とに基づき、その操作量に応じてゲインレベルGs(0
≦Gs≦1)を設定するゲインレベル算出回路42を設
け、このゲインレベルGsの値に応じて前述の(a)〜
(f)のように光シャッタ12で光を遮断するようにし
てもよい。
In the above example, the video signal processing circuit 1
4, the peak level of the video signal Vin supplied from the outside to the liquid crystal projector is detected, and when this peak level is smaller than the reference level, the optical shutter 12
And the liquid crystal panel 3 is driven by increasing the level Vin of the video signal. However, as another example, as shown in FIG. 11, based on the operation of lowering the luminance with the luminance adjustment button 41 of the liquid crystal projector device, the gain level Gs (0
.Ltoreq.Gs.ltoreq.1), and a gain level calculating circuit 42 is provided according to the value of the gain level Gs.
Light may be blocked by the optical shutter 12 as shown in FIG.

【0092】それにより、輝度を下げるように輝度調整
用釦41を操作した場合に、従来のように液晶パネル3
の透過率が低くなるように印加電圧(液晶駆動回路15
から液晶パネル3に印加される駆動電圧)が変化する代
わりに、その操作量に応じて、コントラストを低下させ
る度合いの大きい光の順にスクリーンに投射されなくな
る。したがって、図14の印加電圧−透過率特性特性の
うちの印加電圧の変化に対する透過率の変化が緩やかで
ある範囲を利用して、輝度を細かく調整することができ
るようになり(すなわち階調表現が改善され)、且つ、
黒色の浮きの発生によるコントラストの低下が抑制され
る。
Thus, when the brightness adjustment button 41 is operated to lower the brightness, the liquid crystal panel
Voltage (liquid crystal driving circuit 15) so that the transmittance of
Instead of changing the driving voltage applied to the liquid crystal panel 3), the light is not projected on the screen in the order of light having a high degree of decreasing the contrast in accordance with the operation amount. Therefore, it is possible to finely adjust the luminance by using the range of the change of the transmittance with respect to the change of the applied voltage in the applied voltage-transmittance characteristic characteristic of FIG. Has been improved), and
A decrease in contrast due to the occurrence of black floating is suppressed.

【0093】また、以上の例では、シャッタ用液晶パネ
ル21の固定パターン電極の数を5つにしているが、こ
の固定パターン電極の数を例えば3つや4つにしてもよ
く、あるいは6つ以上にしてもよい。この固定パターン
電極の数を6つ以上にした場合には、スクリーンに投影
される画像の明るさが、光シャッタ12で光を全く遮断
しないとともに映像信号Vcのレベルを映像信号Vin
と同じにした場合の明るさからずれることが、一層よく
抑制されるようになる。
In the above example, the number of fixed pattern electrodes of the shutter liquid crystal panel 21 is five. However, the number of fixed pattern electrodes may be three or four, or six or more. It may be. When the number of the fixed pattern electrodes is set to six or more, the brightness of the image projected on the screen does not block light at all by the optical shutter 12 and the level of the video signal Vc is changed to the video signal Vin.
Deviation from the brightness in the case of the same as described above is further suppressed.

【0094】また、以上の例では、TN液晶を用いた液
晶パネルで光を遮断するように光シャッタ12を構成し
ているが、別の例として、高分子分散液晶(PDLC)
を用いた液晶パネルで光を遮断するように光シャッタ1
2を構成してもよい。
In the above example, the optical shutter 12 is configured to block light with a liquid crystal panel using a TN liquid crystal. As another example, a polymer dispersed liquid crystal (PDLC) is used.
Shutter 1 so as to block light with a liquid crystal panel using
2 may be configured.

【0095】高分子分散液晶は、駆動電圧の非印加時に
は白濁になっており、駆動電圧を印加すると透明に変化
するものである。駆動電圧の非印加時には、図12に示
すように、高分子分散液晶43への入射光が、高分子分
散液晶43から拡散されて出射する。したがって、高分
子分散液晶43からの出射光のうち図1の集光レンズ1
3に入射する光の割合が少なくなるので、液晶パネル3
への入射光量が減少する(すなわち光シャッタ12での
光の通過率が下がる)。他方、駆動電圧の印加時には、
高分子分散液晶43からの出射光が拡散されることがな
いので、液晶パネル3への入射光量は減少しない。
The polymer-dispersed liquid crystal is opaque when no driving voltage is applied, and changes to transparent when a driving voltage is applied. When the drive voltage is not applied, as shown in FIG. 12, the light incident on the polymer dispersed liquid crystal 43 is diffused from the polymer dispersed liquid crystal 43 and emitted. Therefore, the condensing lens 1 shown in FIG.
Since the ratio of the light incident on the liquid crystal panel 3 decreases, the liquid crystal panel 3
The amount of light incident on the optical shutter 12 decreases (that is, the light transmittance of the optical shutter 12 decreases). On the other hand, when driving voltage is applied,
Since the light emitted from the polymer dispersed liquid crystal 43 is not diffused, the amount of light incident on the liquid crystal panel 3 does not decrease.

【0096】この高分子分散液晶を用いた液晶パネル
は、TN液晶を用いた液晶パネルと異なり、偏光子や検
光子が不要である。したがって、高分子分散液晶を用い
た液晶パネルで光シャッタ12を構成すれば、偏光子や
検光子で光の吸収されることがないので、より明るい画
像がスクリーンに表示されるようになる。
The liquid crystal panel using the polymer dispersed liquid crystal does not require a polarizer or an analyzer, unlike the liquid crystal panel using a TN liquid crystal. Therefore, if the optical shutter 12 is constituted by a liquid crystal panel using a polymer dispersed liquid crystal, light is not absorbed by the polarizer or the analyzer, and a brighter image is displayed on the screen.

【0097】あるいはまた、液晶パネル以外で光を遮断
するように光シャッタ12を構成してもよい。特に、図
11の例のように輝度調整用釦41の操作に応じて光シ
ャッタ12で光を遮断する場合には、光シャッタ12に
あまり高速動作が要求されないので、機械的に動作する
部品で光を遮断するように光シャッタ12を構成しても
よい。
Alternatively, the optical shutter 12 may be configured so as to block light other than the liquid crystal panel. In particular, when light is blocked by the optical shutter 12 in response to the operation of the brightness adjustment button 41 as in the example of FIG. 11, the optical shutter 12 does not require much high-speed operation. The optical shutter 12 may be configured to block light.

【0098】また、以上の例では、照明光学系2の瞳位
置に光シャッタ12を配置しているが、照明光学系2の
瞳位置の代わりに、投射光学系の瞳位置のほうに光シャ
ッタ12を配置してもよい。そうした場合にも、液晶パ
ネル3に入射した光のうちの、光シャッタ12を通過す
る光の断面形状と略相似形の角度分布を越える入射角の
光は、液晶パネル3から出射しても光シャッタ12を通
過しなくなる(したがってスクリーンに投射されなくな
る)ので、照明光学系2の瞳位置に光シャッタ12を配
置した場合と同様に、黒色の浮きの発生によるコントラ
ストの低下が抑制される。ただし、照明光学系2の瞳位
置に光シャッタ12を配置するほうが、液晶パネル3へ
の入射光が減少するので、液晶パネル3の光による加熱
を防止することができる。
Further, in the above example, the optical shutter 12 is arranged at the pupil position of the illumination optical system 2, but instead of the pupil position of the illumination optical system 2, the optical shutter is moved toward the pupil position of the projection optical system. 12 may be arranged. Even in such a case, of the light incident on the liquid crystal panel 3, the light having an incident angle exceeding the angular distribution substantially similar to the cross-sectional shape of the light passing through the optical shutter 12 is not affected by the light emitted from the liquid crystal panel 3. Since the light does not pass through the shutter 12 (therefore, the light is not projected on the screen), similarly to the case where the optical shutter 12 is arranged at the pupil position of the illumination optical system 2, a decrease in contrast due to the occurrence of black floating is suppressed. However, arranging the optical shutter 12 at the pupil position of the illumination optical system 2 reduces the amount of light incident on the liquid crystal panel 3, so that the liquid crystal panel 3 can be prevented from being heated by light.

【0099】あるいはまた、照明光学系2や投射光学系
のうちの瞳位置以外の位置に、液晶パネル3のコントラ
スト視野角特性に応じて、コントラストを低下させる度
合いの大きい光の順に遮断する光シャッタを設けてもよ
い。
Alternatively, an optical shutter that blocks light in order of decreasing degree of contrast according to the contrast viewing angle characteristic of the liquid crystal panel 3 at a position other than the pupil position in the illumination optical system 2 or the projection optical system. May be provided.

【0100】また、以上の例では、液晶パネル3のコン
トラスト視野角特性に応じて、コントラストを低下させ
る度合いの大きい光の順に遮断する光シャッタを設けて
いるが、液晶パネルへの入射角の大きい光の順に遮断す
る光シャッタを設けてもよい。例えば光シャッタ12の
ように複数の固定パターン電極を同心に配列した液晶パ
ネルで光を遮断する光シャッタにおいて入射角の大きい
光の順に遮断するためには、固定パターン電極の形状を
円形にすればよい。そうした場合にも、この光シャッタ
で光を遮断させると、図15のようなコントラスト視野
角特性から、コントラストを低下させる度合いの大きい
光のほうが、コントラストを低下させる度合いの小さい
光よりも多く遮断されるようになる。したがって、コン
トラストを低下させる度合いの大きい光のスクリーンへ
の投射量が、コントラストを低下させる度合いの小さい
光のスクリーンへの投射量よりも多く減少するので、や
はり黒色の浮きの発生によるコントラストの低下が抑制
される。
Further, in the above example, the optical shutter that blocks light in order of decreasing contrast is provided according to the contrast viewing angle characteristic of the liquid crystal panel 3, but the incident angle to the liquid crystal panel is large. An optical shutter that blocks light in order may be provided. For example, in order to block light in order of increasing incident angle in an optical shutter that blocks light in a liquid crystal panel in which a plurality of fixed pattern electrodes are concentrically arranged like the optical shutter 12, the shape of the fixed pattern electrode may be circular. Good. Even in such a case, when the light is blocked by the optical shutter, light having a large degree of decreasing the contrast is blocked more than light having a small degree of decreasing the contrast from the contrast viewing angle characteristic as shown in FIG. Become so. Therefore, the amount of light projected on the screen with a large degree of lowering the contrast is reduced more than the amount of light projected on the screen with a small degree of lowering the contrast. Is suppressed.

【0101】また、以上の例では、1フレーム分の時間
毎に映像信号処理回路14で映像信号Vinのピークレ
ベルVpを検出して基準レベルVpと比較しているが、
1フレーム分以外の所定時間毎に映像信号処理回路14
でこの検出及び比較を行うようにしてもよい。
In the above example, the video signal processing circuit 14 detects the peak level Vp of the video signal Vin and compares it with the reference level Vp every time for one frame.
The video signal processing circuit 14 is provided at predetermined time intervals other than for one frame.
The detection and the comparison may be performed by using.

【0102】また、以上の例では、単板透過型液晶プロ
ジェクタ装置に本発明を適用しているが、3板透過型液
晶プロジェクタ装置や、単板反射型液晶プロジェクタ装
置や、3板反射型液晶プロジェクタ装置にも本発明を適
用してよい。
In the above example, the present invention is applied to a single-panel transmissive liquid crystal projector, but a three-panel transmissive liquid crystal projector, a single-panel reflective liquid crystal projector, and a three-panel reflective liquid crystal projector are used. The present invention may be applied to a projector device.

【0103】また、本発明は、以上の例に限らず、本発
明の要旨を逸脱することなく、その他様々の構成をとり
うることはもちろんである。
Further, the present invention is not limited to the above-described example, and it goes without saying that various other configurations can be adopted without departing from the gist of the present invention.

【0104】[0104]

【発明の効果】以上のように、本発明に係る投射型表示
装置によれば、偏光子,光を反射する光学素子,移相子
という3つの光学素子だけの組み合わせにより、光源か
らの出射光のうちの一方の振動方向の直線偏光が増加す
るので、複雑かつ高価な光学素子である偏光変換素子を
用いる場合のような光学系の複雑化やコスト高を招くこ
となく、光源からの出射光の利用効率を高めて、より明
るい画像をスクリーンに表示できるという効果が得られ
る。
As described above, according to the projection type display apparatus of the present invention, the light emitted from the light source is obtained by combining only three optical elements, ie, a polarizer, an optical element for reflecting light, and a phase shifter. The linearly polarized light in one of the vibration directions increases, so that the light emitted from the light source does not become complicated and costly as in the case of using a polarization conversion element which is a complicated and expensive optical element. The effect is that the use efficiency of the image can be enhanced and a brighter image can be displayed on the screen.

【0105】そして、照明光学系の瞳位置の近傍に位置
する第2のレンズアレイから一方向に広がった断面形状
の光束が出射することにより、液晶パネルに入射する光
の角度分布が液晶パネルの等コントラスト線に近い形状
になるので、黒色の浮きの発生によるコントラストの低
下を抑制できるという効果が得られる。
Then, the luminous flux having a cross-sectional shape spread in one direction is emitted from the second lens array located near the pupil position of the illumination optical system, and the angular distribution of the light entering the liquid crystal panel is reduced. Since the shape is close to the isocontrast line, the effect of suppressing a decrease in contrast due to the occurrence of black floating can be obtained.

【0106】なお、偏光子を通過して偏光子から出射し
た直線偏光と移相子から出射した直線偏光とを合わせた
光束の断面の縦横比を、液晶パネルの等コントラスト線
の縦横比と略等しくするとともに、第1のレンズアレイ
の全てのレンズを合わせた形状の縦横比と、第2のレン
ズアレイの全てのレンズを合わせた形状の縦横比とを、
それぞれこの等コントラスト線の縦横比と略等しくすれ
ば、液晶パネルに入射する光の角度分布がこの等コント
ラスト線に一層よく近似した形状になるので、黒色の浮
きの発生によるコントラストの低下を一層よく抑制でき
るという効果が得られる。
Note that the aspect ratio of the cross section of the light beam obtained by combining the linearly polarized light emitted from the polarizer after passing through the polarizer and the linearly polarized light emitted from the phase shifter is substantially equal to the aspect ratio of the isocontrast line of the liquid crystal panel. Equal, the aspect ratio of the shape combining all the lenses of the first lens array, and the aspect ratio of the shape combining all the lenses of the second lens array,
If the aspect ratio of each of the isocontrast lines is substantially equal to each other, the angular distribution of light incident on the liquid crystal panel becomes a shape that more closely approximates the isocontrast lines, so that the lowering of the contrast due to the occurrence of black floating is better. The effect of being able to suppress is obtained.

【0107】また、移相子としては1/2波長板を用い
れば、光源からの出射光が全て同じ振動方向の直線偏光
に変換されるので、光源からの出射光の利用効率をより
一層高めて、より一層明るい画像をスクリーンに表示で
きるという効果が得られる。
If a half-wave plate is used as the phase shifter, all the light emitted from the light source is converted into linearly polarized light having the same vibration direction, so that the efficiency of use of the light emitted from the light source is further improved. Thus, an effect that a brighter image can be displayed on the screen can be obtained.

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

【図1】本発明の液晶プロジェクタ装置の構成例を示す
図である。
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of a liquid crystal projector device of the present invention.

【図2】図1のPBSの透過光及び1/2波長板9の出
射光と、図1のマイクロレンズアレイの形状及び配置と
を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing transmitted light of a PBS in FIG. 1, emitted light of a half-wave plate 9, and the shape and arrangement of a microlens array in FIG.

【図3】光学系の瞳位置を通過する光束の断面形状と結
像位置でのその光の角度分布との関係を示す図である。
FIG. 3 is a diagram illustrating a relationship between a cross-sectional shape of a light beam passing through a pupil position of an optical system and an angular distribution of the light beam at an image forming position.

【図4】図1の光シャッタの構成例を示す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating a configuration example of an optical shutter in FIG. 1;

【図5】図1の映像信号処理回路の構成例を示す図であ
る。
FIG. 5 is a diagram illustrating a configuration example of a video signal processing circuit in FIG. 1;

【図6】図1の光シャッタでの入射光の遮断の様子を示
す図である。
FIG. 6 is a diagram showing how incident light is blocked by the optical shutter shown in FIG. 1;

【図7】図1の液晶パネルへの入射光の角度分布を示す
図である。
FIG. 7 is a diagram showing an angle distribution of light incident on the liquid crystal panel of FIG. 1;

【図8】図1のマイクロレンズアレイの変更例を示す図
である。
FIG. 8 is a diagram showing a modification of the microlens array of FIG. 1;

【図9】図1の液晶パネルの配置の変更例を示す図であ
る。
FIG. 9 is a diagram showing a modified example of the arrangement of the liquid crystal panel of FIG. 1;

【図10】本発明の液晶プロジェクタ装置の別の構成例
を示す図である。
FIG. 10 is a diagram showing another configuration example of the liquid crystal projector device of the present invention.

【図11】本発明の液晶プロジェクタ装置の別の構成例
を示す図である。
FIG. 11 is a diagram showing another configuration example of the liquid crystal projector device of the present invention.

【図12】高分子分散液晶から電圧の非印加時に出射す
る光を示す図である。
FIG. 12 is a diagram showing light emitted from a polymer-dispersed liquid crystal when no voltage is applied.

【図13】従来の液晶プロジェクタ装置の光学系の構成
例を示す例である。
FIG. 13 is an example showing a configuration example of an optical system of a conventional liquid crystal projector device.

【図14】液晶パネルのコントラスト視野角特性を例示
する図である。
FIG. 14 is a diagram illustrating contrast viewing angle characteristics of a liquid crystal panel.

【図15】従来の偏光変換素子の構成例を示す図であ
る。
FIG. 15 is a diagram illustrating a configuration example of a conventional polarization conversion element.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 光源、 2 照明光学系、 3 液晶パネル、 3
a 液晶パネルの底辺、 4 投射レンズ、 5 放電
ランプ、 6,8 反射鏡、 7 PBS(偏光ビーム
スプリッタ)、 9 1/2波長板、 10,11 マ
イクロレンズアレイ、 10a,11a マイクロレン
ズアレイのレンズ、 12 光シャッタ、 13 集光
レンズ、 14 映像信号処理回路、 15,22 液
晶駆動回路、 21 シャッタ用液晶パネル、 23
固定パターン電極群、 23a〜23e 固定パターン
電極、 24 コモン電極、 25 液晶層、 31
ピークレベル検出回路、 32,42 ゲインレベル算
出回路、 33 映像信号振幅変換回路、 41 輝度
調整用釦、 43 高分子分散液晶
1 light source, 2 illumination optical system, 3 liquid crystal panel, 3
a bottom of liquid crystal panel, 4 projection lens, 5 discharge lamp, 6,8 reflector, 7 PBS (polarizing beam splitter), 9 1/2 wavelength plate, 10,11 micro lens array, 10a, 11a micro lens array lens , 12 optical shutter, 13 condenser lens, 14 video signal processing circuit, 15, 22 liquid crystal drive circuit, 21 liquid crystal panel for shutter, 23
Fixed pattern electrode group, 23a to 23e fixed pattern electrode, 24 common electrode, 25 liquid crystal layer, 31
Peak level detection circuit, 32, 42 gain level calculation circuit, 33 video signal amplitude conversion circuit, 41 brightness adjustment button, 43 polymer dispersed liquid crystal

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) G09F 9/00 360 G02F 1/1335 530 Fターム(参考) 2H088 EA16 HA14 HA15 HA18 HA21 HA23 HA24 HA28 MA02 MA06 2H091 FA08X FA10X FA11X FA14Z FA21X FA26X FA29X FA34X FA41X LA15 LA17 LA18 MA07 5G435 AA00 AA03 BB12 BB15 BB17 CC09 DD04 EE25 FF03 FF05 FF07 FF12 FF15 GG02 GG23 GG28 GG46 LL15 Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI Theme coat II (Reference) G09F 9/00 360 G02F 1/1335 530 F term (Reference) 2H088 EA16 HA14 HA15 HA18 HA21 HA23 HA24 HA28 MA02 MA06 2H091 FA08X FA10X FA11X FA14Z FA21X FA26X FA29X FA34X FA41X LA15 LA17 LA18 MA07 5G435 AA00 AA03 BB12 BB15 BB17 CC09 DD04 EE25 FF03 FF05 FF07 FF12 FF15 GG02 GG23 GG28 GG46 LL15

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 入射光を変調して出射する液晶パネル
と、 光源からの出射光を前記液晶パネルに入射させる照明光
学系と、 前記液晶パネルからの出射光をスクリーンに導く投射光
学系とを有する投射型表示装置において、 前記照明光学系に、 前記光源からの出射光のうちの一方の振動方向の直線偏
光を通過させもう一方の振動方向の直線偏光を反射する
偏光子と、 前記偏光子で反射された直線偏光を、前記偏光子を通過
した直線偏光の該偏光子からの出射方向と略等しい方向
に反射する光学素子と、 前記光学素子で反射された直線偏光が入射される移相子
と、 前記偏光子を通過した直線偏光及び前記移相子から出射
した直線偏光が入射される、複数のレンズを有する第1
のレンズアレイと、 前記第1のレンズアレイのレンズの略焦点位置に配置さ
れた、複数のレンズを有する第2のレンズアレイと、 前記第2のレンズアレイからの出射光を集光する集光レ
ンズとを備えたことを特徴とする投射型表示装置。
1. A liquid crystal panel that modulates and emits incident light, an illumination optical system that causes light emitted from a light source to enter the liquid crystal panel, and a projection optical system that guides light emitted from the liquid crystal panel to a screen. A projection type display device, comprising: a polarizer that allows the illumination optical system to pass linear polarized light in one vibration direction of reflected light from the light source and reflects linear polarized light in the other vibration direction; and the polarizer. An optical element that reflects the linearly polarized light reflected by the polarizer in a direction substantially equal to the emission direction of the linearly polarized light that has passed through the polarizer from the polarizer; and a phase shift in which the linearly polarized light reflected by the optical element is incident. A first lens having a plurality of lenses into which linearly polarized light passing through the polarizer and linearly polarized light emitted from the phase shifter are incident;
A second lens array having a plurality of lenses disposed substantially at a focal position of a lens of the first lens array; and a condenser for condensing light emitted from the second lens array. A projection display device comprising a lens.
【請求項2】 請求項1に記載の投射型表示装置におい
て、 前記偏光子を通過して該偏光子から出射した直線偏光と
前記移相子から出射した直線偏光とを合わせた光束の断
面の縦横比が、前記液晶パネルの等コントラスト線の縦
横比と略等しくなっており、 前記第1のレンズアレイの全てのレンズを合わせた形状
の縦横比と、前記第2のレンズアレイの全てのレンズを
合わせた形状の縦横比とが、それぞれ前記液晶パネルの
等コントラスト線の縦横比と略等しくなっていることを
特徴とする投射型表示装置。
2. The projection display device according to claim 1, wherein a cross section of a light beam obtained by combining linearly polarized light emitted from the polarizer through the polarizer and linearly polarized light emitted from the phase shifter is formed. An aspect ratio is substantially equal to an aspect ratio of an iso-contrast line of the liquid crystal panel. An aspect ratio of a shape obtained by combining all the lenses of the first lens array, and all the lenses of the second lens array Wherein the aspect ratio of the combined shape is substantially equal to the aspect ratio of the equal contrast line of the liquid crystal panel.
【請求項3】 請求項1または2に記載の投射型表示装
置において、 前記移相子は1/2波長板であることを特徴とする投射
型表示装置。
3. The projection display device according to claim 1, wherein the retarder is a half-wave plate.
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Cited By (4)

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