JP2002207192A - 映像表示装置及び駆動回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 光源側からの光を表示素子に照射して映像形
成する映像表示装置において、光の利用率を上げ、かつ
小形化に適した構成とする。 【解決手段】 照明光学系を、光源側からの光を電子的
色別偏光制御手段により時系列的に、互いにほぼ補色関
係にある偏光面の異なる２つの色光に変換後、偏光ビー
ムスプリッタで分けて２個の表示素子に同時期に別々の
色光を照射する構成とする。さらに、低輝度部では３原
色を優先表示することによって、低輝度の広い色再現範
囲と高輝度化を両立させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光源側からの光を
分離して表示素子に照射し映像形成する投射型映像表示
技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の技術としては従来、例えば、Ga
ry D. Sharp et al. “Throughput Color Switch for S
equential Color Projection”SID 2000 DIGESTに記載
のように、光源側からの光を、３原色の色分離手段によ
り、時分割的に赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３原色
光に変換した後、偏光ビームスプリッタや偏光板により
分離して液晶パネル等の１個の表示素子に順次照射する
ようにした構成のものがある。

【０００３】また、特開平１１−２６４９５３に記載の
ように、光源からの光をカラーホイールを用いた３原色
の色分離手段により、時分割的に赤（Ｒ）とシアン
（Ｃ）、緑（Ｇ）とマゼンタ（Ｍ）、青（Ｂ）と黄
（Ｙ）に分離し、分離した原色光と補色光をそれぞれを
２個の液晶パネルに順次照射した後に合成して投射する
構成のものがある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記のような第一の従
来技術においては、１個の表示素子で赤（Ｒ）光、緑
（Ｇ）光、青（Ｂ）光それぞれの画面を順次別個に該表
示素子面上に形成して映像表示を行う構成のため、３色
光のうちの１つを照射している時は他の２つ（２色の
光）は捨ててしまうことになる。このため、光の利用率
が低く、画面も暗くなり易い。

【０００５】また、第二の従来技術においては、互いに
補色関係にある２つの色光を２個の液晶パネルに照射し
て合成することにより、第一の従来技術に比べて光の損
失を低減できる効果がある。しかし、色分離手段にカラ
ーホイールを使用しているため、振動や騒音等の対策構
造が必要で、絵作りに応じた原色信号の時間配分を自由
に変更しにくい構成であった。また、補色の光が照射さ
れている時でも、原色駆動信号で液晶パネルを駆動して
いるため、明るさにかかわらず色再現範囲が狭かった。

【０００６】本発明の目的は、（１）光の利用率を上
げ、画面の明るさを向上させること、及び（２）色の切
換えを電子化して振動や騒音対策を不要とし、（３）低
輝度部における広い色再現に適する構成とすること、で
ある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題点を解決するた
めに本発明では、 （１）光源側からの光を照明光学系により表示素子に照
射し、映像信号に応じた光学像を形成し、投射手段を介
して拡大投射する映像表示装置であって、上記照明光学
系は、上記光源側からの光を、偏光方向を揃える手段を
経て第１の電子的色別偏光制御手段により時系列的に偏
光面の異なる２つの色光に変換後、偏光ビームスプリッ
タで分けて２個の表示素子に同時期に別々の色光を照射
する構成を有し、該２つの色光は互いにほぼ補色の関係
にあり、かつ、前記２個の表示素子の出力光を合成して
得られる光学像を上記投射手段を介して拡大投射される
構成とする。 （２）上記（１）において、互いに異なる偏光面を持
つ、前記２個の表示素子の出力光を第２の電子的色別偏
光制御手段により同一の偏光面に変換される構成とす
る。 （３）上記（１）において、上記偏光面の異なる２つの
色光の境界波長領域の光を遮断する色フィルタを上記照
明光学系中に配されている構成とする。 （４）上記（１）において、上記第１の色別偏光制御手
段と偏光ビームスプリッタの間に着脱可能なカラー偏光
板を配されている構成とする。 （５）上記（１）において、上記照明光学系は、上記電
子的色別偏光制御手段により、上記表示素子上を順次移
動するようにした状態で上記偏光面の異なる２つの色光
に変換し、２個の表示素子に照射するようにした構成と
する。 （６）光源側からの光を照明光学系により表示素子に照
射し、映像信号に応じた光学像を形成し、投射手段を介
して拡大投射する映像表示装置であって、上記照明光学
系は、上記光源側からの光を、偏光方向を揃える手段を
経て電子的色分離手段により、時系列的に互いにほぼ補
色の関係となる２つの色光に変換後、２個の表示素子に
同時期に別々の色光を照射する構成を有し、再び電子的
色合成手段により、前記２個の表示素子の出力光を合成
して得られる光学像を上記投射手段を介して拡大投射さ
れる構成とする。 （７）光源側からの光を表示素子に照射し映像形成する
映像表示装置の駆動回路であって、電子的色別偏光制御
手段を駆動し、光源側からの光を偏光の異なる２つの色
光に変換して２個の表示素子に互いに異なる色または状
態で照射させる色別偏光制御回路と、制御回路を制御
し、表示素子上における照射光の表示モードの切換えま
たは光照射時間の調整を行うタイミング制御回路と、上
記２個の表示素子を駆動し、上記照射光を映像信号に基
づき変調する表示素子駆動回路と、を備え、該表示素子
駆動回路は、低輝度部では原色光照射時の信号を補色光
照射時の信号より優先して表示させる信号処理回路を具
備した構成とする。 （８）上記（７）において、上記表示素子として用いら
れた液晶パネルの駆動電圧を、上記映像信号の黒レベル
よりも高くした構成とする。 （９）上記（７）または（８）に記載の駆動回路を用い
て映像表示装置を構成するようにする。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を用いて説明する。

【０００９】図１は、本発明の第１の実施の形態を示
す。

【００１０】本第１の実施の形態は、電子的に入射光の
偏光を色別に変える電子的色別偏光制御手段として、光
透過型のものを用いた場合の構成例である。

【００１１】図１において、１は光源ユニット、２は複
数の微小な集光レンズより成り複数の２次光源像を形成
する第１のアレイレンズ、３は複数の微小な集光レンズ
より成り該第１のアレイレンズの個々のレンズ像を結像
する第２のアレイレンズ、４は該第２のアレイレンズ側
からの光をＰ偏光とＳ偏光に分離する偏光ビームスプリ
ッタ、４ａは該偏光ビームスプリッタの出射光であるＰ
偏光とＳ偏光のいずれかの偏光方向を回転するための１
／２波長位相差板、５は第１の集光レンズとしてのコリ
メータレンズ、６は第２の集光レンズとしてのコンデン
サレンズ、２２３は所定の波長領域の光を遮断する色フ
ィルタ、２２１は所定方向の偏光光を通す第１の偏光
板、７ａは電子的制御で入射光における所定の色光の偏
光面を回転させる第１の電子的色別偏光制御手段、７ｂ
は第２の電子的色別偏光制御手段、２３１は直方体型偏
光ビームスプリッタ、２３４と２３５は１／４波長位相
差板、２３２と２３３は反射型液晶パネル等の反射型表
示素子、２４８は第２の偏光板、１３は投射レンズユニ
ットである。上記第１のアレイレンズ２から直方体型偏
光ビームスプリッタ２３１及び１／４波長位相差板２３
４、２３５までの光学系は、上記２個の表示素子に対す
る照明光学系を構成する。

【００１２】上記構成において、上記光源ユニット１の
光源部１９から出た光は、楕円面または放物面または非
球面のリフレクタにて反射集光され、上記第１のアレイ
レンズ２で複数の２次光源像を形成した後、上記第２の
アレイレンズ３で該複数の２次光源像を結像し、該結像
光が、偏光ビームスプリッタ４でＰ偏光光とＳ偏光光と
に分離され、１／２波長位相差板４ａで該Ｐ偏光光と該
Ｓ偏光光のいずれかが偏光方向を回転され、コリメータ
レンズ５で集光された後、コンデンサレンズ６で再び集
光されて色フィルタ２２３に入る。色フィルタ２２３は
例えば赤と緑、青からなる３原色光の境界部分にあたる
波長の光を遮断した後、第１の偏光板２２１に入る。該
第１の偏光板２２１では所定の偏光方向の光のみ透過
し、偏光の純度を上げる。ここで、偏光の純度を上げ
て、電子的色別偏光制御手段７（７ａ、７ｂ）に入射さ
せることにより、該電子的色別偏光制御手段７からの出
射光の偏光度を上げることができる。

【００１３】該偏光板２２１から出た偏光は、第１の電
子的色別偏光制御手段７ａで電子的な制御（該色別偏光
制御手段への電圧印加・非印加）により色毎に偏光を制
御される。電子的色別偏光制御手段７ａは、例えば、緑
（Ｇ）の偏光面の回転有無を電子的に制御する緑色偏光
制御素子２４２と青（Ｂ）の偏光面の回転有無を電子的
に制御する青色偏光制御素子２４３からなり、緑（Ｇ）
と青（Ｂ）の入射偏光を独立にＳ偏光とＰ偏光を切換え
る。赤（Ｒ）の偏光は維持する。例えば、入射偏光がＰ
偏光であったとすると、Ｐ偏光の赤（Ｒ）＋Ｓ偏光の緑
（Ｇ）＋Ｐ偏光の青（Ｂ）と、Ｐ偏光の赤（Ｒ）＋Ｐ偏
光の緑（Ｇ）＋Ｓ偏光の青（Ｂ）、Ｐ偏光の赤（Ｒ）＋
Ｓ偏光の緑（Ｇ）＋Ｓ偏光の青（Ｂ）、の光が順番に抽
出される。

【００１４】次に、直方体型偏光ビームスプリッタ２３
１に入り、入射して来た光を偏光で分離して、外側部に
配した１／４波長位相差板２３４、２３５を介し２個の
反射型液晶パネル等の反射型表示素子２３２、２３３に
照射される。該２個の２３２、２３３は、表示する画素
に対応する（例えば、横１０２４画素、縦７６８画素な
ど）数の映像表示部が設けてある。そして、外部より入
力される映像信号に基づき駆動回路で駆動され、上記照
射された光を該映像信号に対応して光の偏光状態を変調
し、反射光として再び該偏光ビームスプリッタ２３１内
に出射する。光の偏光状態と偏光ビームスプリッタ２３
１の透過及び反射の偏光軸との関係で、投射レンズ１３
側へ出射する光量と光源部１９側へ出射する光量が決ま
る。このようにして、外部入力映像信号に従った画像を
投影する。反射型表示素子が黒表示を行う場合に、出射
光の偏光状態は入射光と略同一であり、そのまま、入射
光路にそって、光源側に戻される。該偏光ビームスプリ
ッタからの出射光は、反射型表示素子２３２の映像表示
光はＰ偏光、反射型表示素子２３３の映像表示光はＳ偏
光である。

【００１５】第２の電子的色別偏光制御手段７ｂは、例
えば、緑（Ｇ）の偏光面の回転有無を電子的に制御する
緑色偏光制御素子２４６と青（Ｂ）の偏光面の回転有無
を電子的に制御する青色偏光制御素子２４７からなり、
第１の電子的色別偏光制御手段７ａと同期して、緑
（Ｇ）と青（Ｂ）の入射偏光を赤（Ｒ）と同じＰ偏光に
そろえる。第２の偏光板２４８では、Ｐ偏光のみを透過
する構成である。これにより、偏光スクリーンの使用が
可能になる。また、該第３の偏光板２４８と偏光ビーム
スプリッタ２３１との相乗効果により、偏光ビームスプ
リッタ２３１からのもれ光をカットでき、スクリーンに
表示される映像のコントラストを向上できる。該投射レ
ンズユニット１３からの光は図示しないスクリーン等に
拡大投射されて映像を映し出す。上記構成において、第
１の偏光板２２１、第１の電子的色別偏光制御手段７
ａ、直方体型偏光ビームスプリッタ２３１及び２個の１
／４波長位相差板２３４、２３５と、第２の電子的色別
偏光制御手段７ｂ及び第２の偏光板２４８とは、投射型
映像表示装置の色分離合成系を形成している。

【００１６】偏光制御素子の偏光面回転量の分光特性例
を図７に示す。９３１と９３２はそれぞれ電圧無印加時
の青色偏光制御素子２４３と緑色偏光制御素子２４２の
偏光面回転量の一例を示す。それぞれ、Ｂ光とＧ光の波
長領域において、偏光面がほぼ９０度回転し、他の可視
光領域では偏光面はほぼ維持される。電圧印加時は可視
光のほぼ全領域に渡って偏光面は回転せず、入射した偏
光がほぼ維持される。この時、各原色光であるＲ光とＢ
光、Ｇ光の境界領域の波長、例えば５００ｎｍ近傍や５
８０ｎｍ近傍では、電圧無印加時の偏光制御素子の偏光
面回転量が０度〜９０度の間の中間的な値をとる。これ
は、例えばＰ偏光を入射した場合、偏光制御素子にＳ偏
光への切換え動作を期待しているにもかかわらず、Ｓ偏
光だけでなくＰ偏光も出力されることを意味する。電子
ビームスプリッタ２３１はＳ偏光とＰ偏光の差で色分離
を行うから、Ｓ偏光にＰ偏光が混じると色分離がうまく
できないことになる。これを防ぐためには図１の実施の
形態では、各原色光の境界領域において光を遮蔽する色
フィルタ２２３を配している。この色フィルタ２２３の
分光透過率特性を図８の９３３に示す。細い線は図７に
示した偏光制御素子の偏光面の回転量を示す線である。
図８の９３３の例は、各原色光の境界領域に加えて、液
晶等の表示素子を劣化させる紫外光や熱に変わる赤外光
も遮断する特性となっている。尚、この色フィルタ２２
３は可変色フィルタで形成し、高色再現性を要求される
場合は各原色光の境界領域において光を遮蔽し、高色再
現よりも明るさを要求される場合は該境界領域の光も通
過させるようにしても良い。

【００１７】かかる第１の実施の形態構成では、上記の
ように、電子的色別偏光制御手段７ａを用い、かつ２個
の表示素子２３２、２３３を用いて、互いに補色関係に
ある２つの色光をそれぞれ２個の表示素子に照射する構
成としているため、１個の表示素子にＲ光、Ｇ光、Ｂ光
を順次切換え照射する方式に比べ、単位時間あたりの光
の利用率が高い。よって、画面の明るさを向上させるこ
とができる。また、色の切換え（色分離）を機械的動作
部分の無い電子的制御で行うため、切換え速度を高めら
れ、高密度画素の方式等にも適用でき、かつ機械系に付
随する騒音や振動の対策が最低限ですむ利点がある。

【００１８】図２は、図１に示した２個の反射型表示素
子を用いる方式の実施の形態において、着脱可能なカラ
ー偏光板２２２を照明系光路からはずした場合の色分離
合成系の１例をモデル化した動作説明図である。

【００１９】図２において、（ａ）は、緑色光（以下、
Ｇ光という）を第１の表示素子２３２に、赤色光（以
下、Ｒ光という）と青色光（以下、Ｂ光という）つまり
マゼンダ光（以下、Ｍ光という）を第２の表示素子に照
射する出力する場合を示し、（ｂ）は、Ｂ光を第１の表
示素子２３２に、Ｒ光とＧ光つまり黄色（イエロー）光
（以下、Ｙ光という）を第２の表示素子に照射する出力
する場合を示し、（ｃ）は、Ｇ光とＢ光つまりシアン光
（以下、Ｃ光という）を第２の表示素子に照射する出力
する場合を示す。いずれも、第１の偏光板２２１には、
Ｐ偏光が入って来て、投射レンズユニット１３へＳ偏光
に変換されて出て行く場合の構成である。

【００２０】図中、２２１は、Ｐ偏光は通すがＳ偏光は
通さない第１の偏光板、２４８は同第２の偏光板、２４
２はＰ偏光の入射白色光（以下、Ｗ光という）の内Ｇ光
の偏光をＳ偏光／Ｐ偏光に電子的に切換える第１の緑色
偏光制御素子、２４３はＢ光の偏光をＳ偏光／Ｐ偏光に
電子的に切換える第１の青色偏光制御素子、２３１は偏
光ビームスプリッタ、２３２と２３３は２個の反射型表
示素子、２４６はＧ光の時系列的に入ってくるＳ偏光と
Ｐ偏光を全てＰ偏光に電子的に切換える第２の緑色偏光
制御素子、２４７はＢ光の時系列的に入ってくるＳ偏光
とＰ偏光を全てＰ偏光に電子的に切換える第２の青色偏
光制御素子である。各色偏光制御素子に電圧が印加され
て偏光面の回転が無い状態を白抜きで、電圧が印加され
ない状態で対応色の偏光面が回転してＳ偏光とＰ偏光が
入れ換わる場合をハッチングで示している。図１に示し
たλ／４板２３４と２３５は図示を省略している。矢印
は光線の向きを示し、破線はＳ偏光、実線はＰ偏光を示
す。

【００２１】（ａ）の場合、緑色偏光制御素子２４２は
電圧が印加されない状態とされ、Ｇ光のみの偏光を切換
え、該Ｇ光をＰ偏光からＳ偏光に変換する。Ｒ光とＧ光
つまりＭ光の偏光は変わらない。青色偏光制御素子２４
３は電圧が印加され、Ｒ光、Ｇ光、Ｂ光とも偏光は変わ
らない。Ｓ偏光に変換されたＧ光は偏光ビームスプリッ
タ２３１で反射されて反射型表示素子２３２に照射さ
れ、該表示素子２３２で偏光面の変調を受けて反射さ
れ、再び偏光ビームスプリッタ２３１に戻り、Ｓ偏光成
分は光源部側に戻される一方、Ｐ偏光成分のみが投射レ
ンズ側に出射されて映像を形成する。一方、Ｐ偏光のＲ
光とＢ光は、該偏光ビームスプリッタ２３１を通過して
反射型表示素子２３３に照射され、該表示素子２３３で
偏光面の変調を受けて反射され、再び偏光ビームスプリ
ッタ２３１に戻り、Ｐ偏光成分は光源部側に戻される一
方、Ｓ偏光成分のみが投射レンズ側に出射されて映像を
形成する。このようにして、偏光ビームスプリッタ２３
１はＰ偏光のＧ光とＳ偏光のＲ光とＢ光を合成し、Ｗ光
表示を実現する。

【００２２】さらに、青色偏光制御素子２４７は青色偏
光制御素子２４３と同様に電圧が印加され、Ｒ光、Ｇ
光、Ｂ光とも偏光面は回転しないが、緑色偏光制御素子
２４６は緑色偏光制御素子２４２と同様に電圧が印加さ
れない状態とされ、Ｇ光のみの偏光を回転させ、Ｇ光を
Ｐ偏光からＳ偏光に変換し、偏光面の回転を受けないＲ
光とＢ光と同じＳ偏光に統一される。Ｓ偏光に統一され
たＲ光とＧ光、Ｂ光つまりＷ光は第２の偏光板２４８を
通ることにより、偏光ビームスプリッタ２３１の偏光度
を補い、本来映像形成に寄与せず光源側に戻るべき光の
内投射レンズ側に漏れこむ偏光成分を取り除き、コント
ラストが高い映像表示を実現できる。

【００２３】また、（ｂ）の場合は、緑色偏光制御素子
２４２には電圧を印加し、Ｒ光、Ｇ光、Ｂ光ともに偏光
を変えない。青色偏光制御素子２４３の方を電圧非印加
の状態とし、ここでＢ光の偏光回転を制御し、該Ｂ光を
Ｐ偏光からＳ偏光に変換する。Ｓ偏光に変換されたＢ光
は偏光ビームスプリッタ２３１で反射されて反射型表示
素子２３２に照射され、該表示素子２３２で偏光面の変
調を受けて反射され、再び偏光ビームスプリッタ２３１
に戻り、Ｓ偏光成分は光源部側に戻される一方、Ｐ偏光
成分のみが投射レンズ側に出射されて映像を形成する。
一方、Ｐ偏光のＲ光とＧ光は、該偏光ビームスプリッタ
２３１を通過して反射型表示素子２３３に照射され、該
表示素子２３３で偏光面の変調を受けて反射され、再び
偏光ビームスプリッタ２３１に戻り、Ｐ偏光成分は光源
部側に戻される一方、Ｓ偏光成分のみが投射レンズ側に
出射されて映像を形成する。このようにして、偏光ビー
ムスプリッタ２３１はＰ偏光のＢ光とＳ偏光のＲ光とＧ
光を合成し、Ｗ光表示を実現する。

【００２４】さらに、青色偏光制御素子２４７は青色偏
光制御素子２４３と同様に電圧が印加されない状態とさ
れ、Ｂ光をＰ偏光からＳ偏光に変換し、偏光が維持され
るＲ光とＢ光と同じＳ偏光に統一される。緑色偏光制御
素子２４６は緑色偏光制御素子２４２と同様に電圧が印
加され、Ｒ光とＧ光、Ｂ光はいずれもＳ偏光のまま維持
される。Ｓ偏光に統一されたＲ光とＧ光、Ｂ光つまりＷ
光は第２の偏光板２４８を通ることにより、（ａ）と同
様に偏光ビームスプリッタ２３１の偏光度を補ってコン
トラストが高い映像表示を実現する。

【００２５】さらに、（ｃ）の場合は、緑色偏光制御素
子２４２、青色偏光制御素子２４３の双方に電圧が印加
されない状態とし、それぞれ入射するＰ偏光のＧ光とＢ
光つまりＣ光がＳ偏光に変換し、Ｒ光はＰ偏光のまま偏
光ビームスプリッタ２３１に入る。Ｓ偏光に変換された
Ｇ光とＢ光は偏光ビームスプリッタ２３１で反射されて
反射型表示素子２３２に照射され、該表示素子２３２で
偏光面の変調を受けて反射され、再び偏光ビームスプリ
ッタ２３１に戻り、Ｓ偏光成分は光源部側に戻される一
方、Ｐ偏光成分のみが投射レンズ側に出射されて映像を
形成する。一方、Ｐ偏光のＲ光は、該偏光ビームスプリ
ッタ２３１を通過して反射型表示素子２３３に照射さ
れ、該表示素子２３３で偏光面の変調を受けて反射さ
れ、再び偏光ビームスプリッタ２３１に戻り、Ｐ偏光成
分は光源部側に戻される一方、Ｓ偏光成分のみが投射レ
ンズ側に出射されて映像を形成する。このようにして、
偏光ビームスプリッタ２３１はＰ偏光のＧ光とＢ光、Ｓ
偏光のＲ光を合成し、Ｗ光表示を実現する。

【００２６】さらに、青色偏光制御素子２４７と緑色偏
光制御素子２４６は青色偏光制御素子２４３及び緑色偏
光制御素子２４２と同様に電圧が印加されない状態とさ
れ、Ｂ光及びＧ光をＰ偏光からＳ偏光に変換し、偏光が
維持されるＲ光と同じＳ偏光に統一される。Ｓ偏光に統
一されたＲ光とＧ光、Ｂ光つまりＷ光は第２の偏光板２
４８を通ることにより、（ａ）と同様に偏光ビームスプ
リッタ２３１の偏光度を補ってコントラストが高い映像
表示を実現する。

【００２７】このように、従来の単板等では投射レンズ
ユニットに入射しない原色光成分があるので暗くなる課
題があったが、図２の動作例では、いずれもＷ光を出力
しており、光源から来た光を無駄無く使っているので高
輝度な表示が期待できる。本方式では、いわゆる原色と
補色を組み合わせた表示のため、明るさは確保できるが
色再現範囲が劣る課題がある。この課題に対しては、後
述する駆動回路の工夫で、低輝度部は原色表示（図３
（ａ）表示素子２３２のＧ光と（ｂ）表示素子２３２の
Ｂ光、（ｃ）表示素子２３３のＲ光）を優先して光ら
せ、補色表示（図３（ａ）表示素子２３３のＭ光、
（ｂ）表示素子２３３のＹ光、（ｃ）表示素子２３２の
Ｃ光）には黒としておけば、原色表示の色再現範囲が確
保できる。高輝度部は補色成分が入って色再現範囲がや
や狭くなるが、色再現より明るさが優先するＰＣプレゼ
ンテーションでは有効である。

【００２８】先に色分離を確実に行う手段として色フィ
ルタ２２３を使う方法を説明したが、色フィルタ２２３
を使わないでも、偏光制御素子７ａと７ｂの分光特性を
ずらしておけば色分離を確実に行える場合もある。図９
は偏光制御素子の偏光面回転量の分光特性を示してい
る。例えば緑色偏光制御素子２４２と２４６の分光特性
をそれぞれやや広い９３４とやや狭い９３６、青色偏光
制御素子２４３と２４７の分光特性をそれぞれやや広い
９３３とやや狭い９３５とする。

【００２９】例えば図２（ａ）の場合、広い通過帯域を
持つ緑色偏光制御素子２４２でＳ波に変換された後、表
示素子２３２で緑表示ではＰ波に変えられて偏光ビーム
スプリッタ２３１へ入り透過した後、緑色偏光制御素子
２４６でＳ波に変換されて偏光版２４８を通過するが、
５００ｎｍ近傍と５８０ｎｍ近傍の境界領域の光は偏光
面を回転さなせないので、偏光版２４８を通過しない。
この特性を生かして色フィルタ２２３を削除して低コス
ト化を図れるメリットがある。図２（ｂ）も同様であ
る。

【００３０】上記図２の構成においては、第１の偏光板
２２１にＳ偏光光を入射させて、投射レンズ側へＰ偏光
光を出射させる構成としたが、これに限定されず、例え
ば、第１の偏光板２２１にＰ偏光光を入射させてもよ
い。また、投射レンズ側へＳ偏光光を出射させる構成と
してもよい。

【００３１】また、各色光の指定は、上記に限るもので
はなく、Ｒ光、Ｇ光、Ｂ光は相互に置き換え可能であ
る。

【００３２】図３は、図１に示した２個の反射型表示素
子を用いる方式の実施の形態において、着脱可能なカラ
ー偏光板２２２を照明系光路中に挿入した場合の色分離
合成系の１例をモデル化した動作説明図である。図３は
図２のモデルにＧ光とＢ光のＰ偏光成分を吸収又は反射
して遮断するカラー偏光板２２２が追加されている。以
下、図２の動作と対比させて説明する。

【００３３】図３（ａ）において、電圧が印加された青
色偏光制御素子２４３を偏光面の回転を受けずに透過し
たＰ偏光のＢ光がカラー偏光板２２２で遮断される。電
圧が印加されない緑色偏光制御素子２４２でＰ偏光をＳ
偏光に切換えられたＧ光や、偏光の回転を受けないＰ偏
光のＲ光カラー偏光板２２２を透過する。このため、図
２（ａ）に比較して、Ｂ光が表示素子２３２を照明しな
いので、全体として、表示素子２３２がＧ光を、表示素
子２３３がＲ光のみを変調する。

【００３４】図３（ｂ）において、電圧が印加された緑
色偏光制御素子２４２を偏光面の回転を受けずに透過し
たＰ偏光のＢ光がカラー偏光板２２２で吸収される。電
圧が印加されない青色偏光制御素子２４３でＰ偏光をＳ
偏光に切換えられたＢ光や、偏光の回転を受けないＰ偏
光のＲ光カラー偏光板２２２を透過する。このため、図
２（ｂ）に比較して、Ｇ光が表示素子２３２を照明しな
いので、全体として、表示素子２３２がＢ光を、表示素
子２３３がＲ光のみを変調する。

【００３５】図３（ｃ）において、電圧が印加されない
緑色偏光制御素子２４２と青色偏光制御素子２４３でＰ
偏光をＳ偏光に切換えられたＧ光とＢ光、偏光の回転を
受けないＰ偏光のＲ光カラー偏光板２２２を透過する。
このため、図２（ａ）と同様に、表示素子２３２がＧ光
とＢ光を、表示素子２３３がＲ光を変調する。

【００３６】従って、低輝度から高輝度にわたって色再
現範囲の広い表示を要求されるＴＶ等の自然画表示にお
いて、図３（ａ）と（ｂ）の状態を使ってフルカラー表
示すると良い。一般にプロジェクタ用の短アーク長の放
電光源はＲ光成分が弱いので、一方の表示素子２３３に
Ｒ光の照明を連続させ、他方の表示素子２３２にＧ光と
Ｂ光を交互に照明させると色バランスも改善できる利点
もある。しかしながら、Ｇ光とＢ光を完全にスイッチン
グするとＲ光成分が強すぎてしまう場合は、図３（ｃ）
の状態を追加すればよい。

【００３７】このように、着脱式カラー偏光板を追加す
ることにより、高輝度部における色再現範囲がやや狭く
なるが高輝度な図２のＰＣプレゼン向けモードと、低輝
度から高輝度にわたって色再現範囲の広い図３の自然画
表示モードを切換えることができるので、プロジェクタ
の使用シーンが広がる利点がある。

【００３８】図４は、本発明の第２の実施の形態におけ
る色分離合成系の構成例とその動作説明図である。

【００３９】本構成例は、上記図２の構成例にさらに、
２個の赤色偏光制御素子２４１と２４５を加えた構成
で、表示素子２３２と２３３にそれぞれ（ａ）はＧ光と
Ｍ光、（ｂ）はＣ光とＲ光、（ｃ）はＢ光とＹ光、
（ｄ）はＭ光とＧ光、（ｅ）はＲ光とＣ光、（ｆ）はＹ
光とＢ光を照射して映像を形成する場合を示す。いずれ
もＰ偏光のＷ光が入って来てＳ偏光のＷ偏光に変換され
て出て行く場合の構成である。

【００４０】図４（ａ）と（ｂ）、（ｃ）は赤色偏光制
御素子２４１と２４５にはいずれも電圧が印加されてお
り、各色の偏光は維持されるので、赤色偏光制御素子２
４１と２４５が無い図２と実質的に同じ構成となる。従
って、それぞれ、図２（ａ）と（ｃ）、（ｂ）と同じ動
作となる。

【００４１】図４（ｄ）と（ｅ）、（ｆ）は赤色偏光制
御素子２４１と２４５にはいずれも電圧が印加され無い
状態なので、Ｒ光はＰ偏光がＳ偏光に変換される。従っ
て、Ｒ光に関し、光源側より入射したＰ偏光が赤色偏光
制御素子２４１でＳ偏光に変換後、偏光ビームスプリッ
タ２３１で反射されて反射型表示素子２３２に照射さ
れ、該表示素子２３２で偏光面の変調を受けて反射さ
れ、再び偏光ビームスプリッタ２３１に戻り、Ｓ偏光成
分は光源部側に戻される一方、Ｐ偏光成分のみが赤色偏
光制御素子２４５で偏光面の回転を受けてＳ偏光に変換
後、偏光板２４８で偏光度を上げて、すなわち映像のコ
ントラストを上げて、投射レンズ側に出射されて映像を
形成する。図４の（ｄ）と（ｅ）、（ｆ）におけるＧ光
とＢ光の動作は図２（ｂ）と（ａ）、（ｃ）と同様であ
り、説明を省略する。

【００４２】図２の構成例では、Ｒ光は表示素子２３３
にしか照射されないので、パネル間の特性差やパネルの
色むらが出やすくなってしまうのに対して、図４の構成
例ではＲ光とＧ光、Ｂ光とも表示素子２３２と２３３に
均等に照射されるので、均質な高画質映像を得られやす
い利点がある。また、（ａ）→（ｂ）→（ｃ）→（ｄ）
→（ｅ）→（ｆ）→（ａ）→……と順番に切換えること
により、パネルに照射する光は各遷移で１色しか変化し
ないことから、色遷移時における色間の遷移時間差の影
響が少なく、タイミング設計が容易になる利点がある。

【００４３】本発明の第３の実施の形態における色分離
合成系の構成例を図５に示す。図１に示す第１の実施の
形態との違いは電子的色別偏光制御手段７ａの像を表示
素子２３２や２３３の上に結像させるためのレンズ１５
が加わったことである。これは、表示素子２３２や２３
３に、例えば画面の上から下へ順次走査（いわゆる垂直
走査）を行い、それに従って画面の上から順番に映像が
形成されるタイプの表示素子を使う場合、前面の走査が
終わらないと画面全体が同一色の画像を形成できないの
で、光の利用時間に無駄が生じる。これを防止する為
に、表示素子に同期して電子的色別偏光制御手段も画面
の上から下に向かって順次偏光面を切換えられるよう
に、横方向に短冊状の電極を配した素子を用い、順次偏
光面を切換えた照明光を表示素子に与えるためのもので
ある。この順次偏光面切換え可能な電子的色別偏光制御
手段７ａとレンズ１５による結像光学系により、順次走
査型の表示素子を、効率よく利用することができる。

【００４４】本発明の第４の実施の形態における色分離
合成系の構成例とその動作説明図を図６に示す。２６１
は回折タイプの電子的色分離手段、２６２と２６３は透
過型表示素子、２６５と２６６はミラー、２６７と２６
８はλ／２板である。色分離に至るまでの照明系は図１
と同様であり、図６ではＰ偏光のＷ光が入射されている
ものとする。

【００４５】（ａ）の場合、電子的色分離手段２６２は
Ｐ偏光のＧ光のみを反射するように電圧制御されてい
る。この時、Ｐ偏光のＧ光は電子的色分離手段２６２で
反射後、表示素子２６２に入射してＳ偏光のＧ光として
映像を形成し、ミラー２６５で反射してλ／２板２６７
に入射してＰ偏光のＧ光に変換された後、電子的色分離
手段２６２で再び反射して投射レンズユニット１３へ向
かう。一方、Ｐ偏光のＲ光とＢ光は電子的色分離手段２
６２を透過後、表示素子２６２に入射してＳ偏光のＲ光
とＢ光として映像を形成し、ミラー２６６で反射してλ
／２板２６８に入射してＰ偏光のＲ光とＢ光に変換され
た後、電子的色分離手段２６２を再び透過して前述のＧ
光と合成されて投射レンズユニット１３へ向かう。

【００４６】（ｂ）では、電子的色分離手段２６２はＰ
偏光のＢ光のみを反射するように電圧制御されている。
この時、表示素子２６２にはＢ光が、表示素子２６３に
はＲ光とＧ光が入射される。その他の動作は（ａ）と同
様である。

【００４７】（ｃ）では、電子的色分離手段２６２はＰ
偏光のＧ光とＢ光を反射するように電圧制御されてい
る。この時、表示素子２６２にはＧ光とＢ光が、表示素
子２６３にはＲ光が入射される。その他の動作は（ａ）
と同様である。

【００４８】尚、図６では表示素子で映像を形成された
光が斜めに配置された電子的色分離手段２６２を通過す
る際に、非点収差が生じてしまう。これを補正するため
に、飛点収差が直交して生じるように斜め配置したガラ
ス板を光路中に設けておくと良い。

【００４９】このように、第４の実施の形態によれば、
透過型表示素子と回折型の電子的色分離素子の組合せで
も、高輝度な原色と補色を利用した高輝度表示が実現で
きる。

【００５０】図１０は、本発明の装置の色分離合成系に
おける色表示例を示す図である。いずれも２フレームの
期間の色表示状態を示す。上段は、表示素子２３２、下
段は表示素子２３３の色表示状態を示す。また、各色光
の指定は、下記に限るものではなく、Ｒ光、Ｇ光、Ｂ光
は相互に置き換え可能である。それに伴い、Ｃ光もＹ光
及びＭ光も置き換えればよい。

【００５１】（ａ）は、ＧとＢ、Ｒを切換えて表示する
と同時に他方の表示素子でその補色を表示する場合であ
る。図２の（ａ）→（ｂ）→（ｃ）が１フレームに相当
する。

【００５２】（ｂ）は、Ｒを常時表示し、Ｇ、Ｂを切換
えて表示する場合である。図３の（ａ）→（ｂ）が１フ
レームに相当する。

【００５３】（ｃ）は、Ｒを常時表示し、Ｇ、Ｂ、及び
Ｃを表示する場合である。（ｂ）に比べて、高輝度部の
Ｇ光とＢ光の色純度が劣化するが、明るくなる。図３の
（ａ）→（ｂ）→（ｃ）が１フレームに相当する。

【００５４】（ｄ）は、（ａ）と同様にＧとＢ、Ｒを切
換えて表示すると同時に他方の表示素子でその補色を表
示する場合である。図４の（ａ）→（ｂ）→（ｃ）→
（ｄ）→（ｅ）→（ｆ）が１フレームに相当する。フレ
ーム周期は長くなるが、一方の表示素子のみでフルカラ
ー映像を実現できるので、２個の表示素子を使った２眼
立体表示への応用が考えられる。この場合、図４の青色
偏光制御素子２４７と緑色偏光制御素子２４６、偏光板
２４８を削除することにより、偏光メガネを使った立体
表示システムが容易に実現できる。

【００５５】尚、図１０は各色表示期間を均等期間とし
て表示したが、光源の分光特性や表示色温度の設定等に
応じて表示時間を設定して不均等にしてもよい。従来例
のカラーホイールを機械的に回転させる場合は、あらか
じめ色表示期間の配分を一定としておくことが望ましい
が、本発明のように電子的色別偏光制御素子を用いるこ
とにより、容易に色表示間の配分を変えることができ
る。

【００５６】次に、表示素子を照射する照明光と表示素
子の応答の関係を説明する。図１１に、本発明の第一の
実施の形態における、図２の動作説明及び図１０（ａ）
の色表示例に対応した、照明光と表示素子の応答のタイ
ミング例を示す波形図を示す。図９の（ａ）と（ｅ）は
それぞれ表示素子２３２と２３３に照射される照明光の
切換わりを示す波形例である。（ｂ）と（ｃ）、（ｄ）
は表示素子２３２の３種類の応答波形例、（ｆ）と
（ｇ）、（ｈ）は表示素子２３３の３種類の応答波形例
である。

【００５７】まず、表示素子２３２に注目し、照明光の
切換わり波形例（ａ）と表示素子の応答波形例（ｂ）を
用いて説明する。時刻ｔ_１で照明光がＧ光に切換わり始
め、ほぼＧ光に切換わった時刻ｔ_２からＧ駆動信号が表
示素子２３２に印加されてＧに応答し始める。この状態
が図２（ａ）に対応する。続いて時刻ｔ_３で黒に相当す
る駆動信号が表示素子２３２に印加され、時刻ｔ_４まで
にＧ光を遮断する。時刻ｔ_４で照明光がＧ光からＢ光に
切換わり始め、ほぼＢ光に切換わった時刻ｔ₅からＢ駆
動信号が表示素子２３２に印加されてＢに応答し始め
る。この状態が図２（ｂ）に対応する。時刻ｔ_６で黒に
相当する駆動信号が表示素子２３２に印加され、時刻ｔ
_７までにＢ光を遮断する。時刻ｔ_７で照明光がＢ光から
Ｃ光に切換わり始め、ほぼＣ光に切換わった時刻ｔ_８か
らＣ駆動信号が表示素子２３２に印加されてＣに応答し
始める。この状態が図２（ｃ）に対応する。続いて時刻
ｔ_９で黒に相当する駆動信号が表示素子２３２に印加さ
れ、時刻ｔ_１０までにＣ光を遮断する。以上が１フレー
ム動作であり、以下、順次、上記動作を繰り返す。

【００５８】表示素子２３３の照明光の切換わり波形例
（ｅ）と表示素子の応答波形例（ｆ）については、上記
Ｇ→Ｍ、Ｂ→Ｙ、Ｃ→Ｒと読みかえれば上記と同様な動
作となるので詳細説明は省略する。このように、表示素
子の応答波形例（ｂ）と（ｆ）を用いる場合は、照明光
の切換わり時に表示素子が黒表示となっているので、照
明光の混色の問題を軽減することができる利点がある。

【００５９】また、表示素子に与える黒相当の信号は、
通常の映像表示よりも過大な駆動信号を印加することに
より黒表示の応答時間（例えばｔ_３からｔ_４への期間）
を縮め、表示期間（例えばｔ_２からｔ_３への期間）を広
げて光利用効率の向上を図ることができる。本手法は、
例えば、表示素子として電圧無印加時に白表示となるい
わゆるノーマリホワイト液晶素子の応答速度改善に有効
である。

【００６０】次に、表示素子２３２に対する照明光の切
換わり波形例（ａ）と表示素子の応答波形例（ｃ）を用
いて説明する。照明光がＧ光に切換わり始める時刻ｔ_１
とほぼ同時にＧ駆動信号が表示素子２３２に印加されて
Ｇに応答し始める。この状態が図２（ａ）に対応する。
続いて照明光がＧ光からＢ光に切換わり始める時刻ｔ _４
とほぼ同時にＢ駆動信号が表示素子２３２に印加されて
Ｂに応答し始める。この状態が図２（ｂ）に対応する。
照明光がＢ光からＣ光に切換わり始める時刻ｔ _７とほぼ
同時にＣ駆動信号が表示素子２３２に印加されてＣに応
答し始める。この状態が図２（ｃ）に対応する。以上が
１フレーム動作であり、以下、順次、上記動作を繰り返
す。表示素子２３３に対する照明光の切換わり波形例
（ｅ）と表示素子の応答波形例（ｇ）についても、上記
Ｇ→Ｍ、Ｂ→Ｙ、Ｃ→Ｒと読みかえれば上記と同様な動
作となる。応答波形例（ｂ）や（ｆ）に比べてシンプル
なタイミングであり、混色がおきやすいものの、光利用
率は高くなる利点がある。

【００６１】さらに、表示素子２３２に対する照明光の
切換わり波形例（ａ）と表示素子の応答波形例（ｄ）を
用いて説明する。時刻ｔ_１で照明光がＧ光に切換わり始
め、ほぼＧ光に切換わった時刻ｔ_２からＧ駆動信号が表
示素子２３２に印加されてＧに応答し始める。この状態
が図２（ａ）に対応する。続いて時刻ｔ_３で照明光Ｇと
次のタイミングでの照明光であるＢを混ぜ合わせたＣに
相当する駆動信号が表示素子２３２に印加される。時刻
ｔ_４で照明光がＧ光からＢ光に切換わり始め、ほぼＢ光
に切換わった時刻ｔ₅からＢ駆動信号が表示素子２３２
に印加されてＢに応答し始める。この状態が図２（ｂ）
に対応する。時刻ｔ_６で次のタイミングでの照明光であ
るＣに相当する駆動信号が表示素子２３２に印加され
る。時刻ｔ _７で照明光がＢ光からＣ光に切換わり始め
る。この状態が図２（ｃ）に対応する。以上が１フレー
ム動作であり、以下、順次、上記動作を繰り返す。表示
素子２３３に対する照明光の切換わり波形例（ｅ）と表
示素子の応答波形例（ｈ）についても、上記Ｇ→Ｍ、Ｂ
→Ｙ、Ｃ→Ｒと読みかえれば上記と同様な動作となる。
応答波形例（ｃ）や（ｄ）に比べて照明光が混色する期
間での表示駆動信号は補色信号となっており、低輝度時
は原色ＲとＧ、Ｂを優先的に駆動し、原則ＲとＧ、Ｂで
は不足する高輝度が必要な場合に補色ＣとＹ、Ｍを駆動
することにより、低輝度時の色再現性を向上できる利点
がある。

【００６２】図１２に、本発明の第１の実施の形態にお
ける、図３の動作説明及び図１０（ｂ）の色表示例に対
応した、照明光と表示素子の応答のタイミング例を示す
波形図を示す。図１２の（ａ）は表示素子２３２に照射
される照明光の切換わりを示す波形例、（ｂ）と
（ｃ）、（ｄ）は表示素子２３２の３種類の応答波形例
である。図１１の説明と同様、（ｂ）は照明光切換え時
に表示素子を黒表示にして色再現性を向上した例、
（ｃ）は照明光切換え同時に駆動信号を切換えて多少の
色再現性低下よりも明るさ優先としたシンプルなタイミ
ング例、（ｄ）は照明光切換え時に低輝度時にはほぼ黒
になる補色駆動信号を用いて色再現性と高輝度の両立を
図った例であり、図１１の動作説明と同様であるので、
説明を省略する。尚、表示素子２３３へは常時Ｒ照明光
であり、表示素子２３３の駆動は常時Ｒで良いのは明ら
かであり、応答波形例及び説明は省略する。

【００６３】図１３に、本発明の第２の実施の形態にお
ける、図４の動作説明及び図１０（ｄ）の色表示例に対
応した、照明光と表示素子の応答のタイミング例を示す
波形図を示す。図１１と同様、図１３の（ａ）と（ｅ）
はそれぞれ表示素子２３２と２３３に照射される照明光
の切換わりを示す波形例である。（ｂ）と（ｃ）、
（ｄ）は表示素子２３２の３種類の応答波形例、（ｆ）
と（ｇ）、（ｈ）は表示素子２３３の３種類の応答波形
例である。本例も図１１や図１２と同様、（ｂ）と
（ｆ）は照明光切換え時に表示素子を黒表示にして色再
現性を向上した例、（ｃ）と（ｇ）は照明光切換え同時
に駆動信号を切換えて多少の色再現性低下よりも明るさ
優先としたシンプルなタイミング例、（ｄ）と（ｈ）は
照明光切換え時に低輝度時にはほぼ黒になる補色駆動信
号を用いて色再現性と高輝度の両立を図った例であり、
図１１の動作説明と同様であるので、説明を省略する。

【００６４】本発明における原色・補色信号処理回路の
第１の構成例を示すブロック図を図１２に示す。通常の
映像信号はγ＝２．２程度にγ補正された信号が一般的
である。入力された原色映像信号Ｒ_０とＧ_０、Ｂ_０を逆
γ補正処理部８１１と８１２、８１３を通してγ＝１す
なわち映像信号と表示輝度がリニアな関係の原色信号Ｒ
_１とＧ_１、Ｂ_１に変換される。γ＝１の原色信号に変換
する理由は、補色信号生成過程に必要となる輝度の加算
法則を成立させるためである。こうして得られたγ＝１
の原色信号を非線形信号処理部８２１〜８２８に入力す
る。この非線形処理は、例えば図１５に入出力特性例に
示すように、入力信号ダイナミックレンジのほぼ半分以
下ではリニアに増加し、半分を超えると最大明（白）飽
和する折れ線９１１や、入力信号のダイナミックレンジ
のほぼ半分以下では暗（黒）飽和し、半分を超えると最
大明（白）レベルの半分までリニアに増加する折れ線９
１２である。線形処理すると、低輝度部分から補色表示
が入ってくるので色再現性が劣化してくるが、低輝度部
は原色表示を優先することにより色再現範囲を確保する
狙いがある。

【００６５】表示素子を駆動する原色信号を形成するた
め、折れ線９１１の特性を持つ非線形処理部８２１と８
２３、８２５により、原色信号Ｒ_２とＧ_２、Ｂ_２を得
る。一方、表示素子を駆動する補色信号を形成するた
め、折れ線９１２の得し絵を持つ非線形処理部８２２と
８２４、８２６により、原色信号Ｒ_３とＧ_３、Ｂ_３を得
た後、それらの２つを加算回路８３１と８３２、８３３
に入れて補色信号Ｙ_２とＣ _２、Ｍ_２が得られる。これら
のγ＝１の原色信号Ｒ_２とＧ_２、Ｂ_２、補色信号Ｙ _２と
Ｃ_２、Ｍ_２を表示素子の諧調表示特性に合わせるγ補正
回路８４1〜８４６によりγ補正処理を行って、原色信
号Ｒ_２とＧ_２、Ｂ_２、補色信号Ｙ_２とＣ_２、Ｍ_２を得
る。セレクタ８５１は、これらの信号から、例えば図１
１や図１２、図１３に示されるタイミングで２個の表示
素子用の信号を順次選択して、それぞれドライバ８５２
と８５３を通して液晶などの表示素子を駆動する。セレ
クタ８５１にフレーム周波数を上げる機能を設け、カラ
ーフリッカまたはカラーブレイク現象を低減しても良
い。

【００６６】尚、表示素子として液晶等を用いる場合、
温度等の変化で印加電圧に対する表示特性が変化するこ
とがあることや明（白）飽和特性が緩やかで飽和点がは
っきりしないことから、図１５に示す折れ線状の急峻な
変化ポイントをさけ、一次微分係数が連続性を持つ例え
ば図１６の特性９２１や９２２の方が望ましい。

【００６７】図１４において、γ補正部や非線形処理部
を例えばルックアップテーブル（以降ＬＵＴと略す）と
して実現する場合、いくつかの処理ブロックを１つのＬ
ＵＴとした方が、回路を簡素化できる。例えば原色信号
演算用として、逆γ補正処理部８１１と非線形処理部８
２１、γ補正部８４１を１つのＬＵＴとして実現すれば
簡素化でき、途中演算での桁落ちも防げるので演算精度
も向上する。同様に補色信号演算用として、逆γ補正処
理と非線形処理部８２２を１つのＬＵＴとして実現して
も良い。

【００６８】本発明における原色・補色信号処理回路の
第２の構成例を示すブロック図を図１７に示す。図１４
の演算動作をセレクタも含めてＬＵＴとして実現した例
である。演算精度や演算速度を向上できる利点がある。

【００６９】図１８は、本発明の映像表示装置に用いる
駆動回路の構成例を示す。

【００７０】図１８の構成において、３１１はデジタル
入力端子、３１２はアナログ入力端子、３１３は、チュ
ーナ、ビデオテープレコーダ、カメラ等の入力端子であ
り、通常、デジタル入力端子３１１及びアナログ入力端
子３１２からはパソコンからの信号が入力され、デジタ
ル入力端子３１１からはデジタルＲＧＢ入力が、また、
アナログ入力端子３１２からはアナログＲＧＢ入力がそ
れぞれ入力される。色別偏光制御駆動回路３４３は、電
子的色別偏光制御素子３４４を駆動する。色別偏光制御
素子３４４は、上記図１０に示したようなモード切換え
を行う。特徴抽出回路３２８では、映像信号が明るいか
暗いかや、色の傾向等を抽出して最適方向にタイミング
を調整する。また、ＧＵＩ（Ｇｒａｐｈｉｃ Ｕｓｅｒ
Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）ではメニュー表示により、ユー
ザがモードを選択して入力する。光量センサ３２９は、
フィードバック制御のために光源や上記色切換えデバイ
ス３４４等の初期特性や経時変化等のばらつきを検知し
て、タイミング制御回路３３２により、図１０のモード
切換えやＲ／Ｇ／Ｂ／Ｙ／Ｃ／Ｍ照射時間の調整を行
う。かかる構成の本駆動回路は、上記いずれの実施の形
態にも適用可能である。

【００７１】なお、上記の各実施の形態においては、表
示素子として反射型のものを用いる構成としたが、本発
明はこれに限定されない。また、該各実施の形態では、
表示素子からの出射光を投射レンズユニットで拡大投射
する構成としたが、本発明は、これにも限定されず、例
えば、投射レンズユニット以外の手段を用いるものであ
ってもよい。

【００７２】

【発明の効果】本発明によれば、光の利用率を上げ、明
るい映像面の映像表示装置を提供できる。また、小形化
に適した構成も可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態を示す図である。

【図２】本発明の第１の実施の形態における色分離合成
系の動作説明図である。

【図３】本発明の第１の実施の形態におけるカラー偏光
板付色分離合成系の動作説明図である。

【図４】本発明の第２の実施の形態を示す色分離合成系
の構成例とその動作説明図である。

【図５】本発明の第３の実施の形態を示す色分離合成系
の構成図である。

【図６】本発明の第４の実施の形態を示す色分離合成系
の構成例とその動作説明図である。

【図７】偏光制御素子の偏光面回転量に関する第１の分
光特性例を示す図である。

【図８】カラーフィルタ透過率の分光特性例を示す図で
ある。

【図９】偏光制御素子の偏光面回転量に関する第２の分
光特性例を示す図である。

【図１０】本発明における色表示例を示す図である。

【図１１】本発明における、図２の動作説明に対応し
た、照明光と表示素子の応答のタイミング例を示す波形
図である。

【図１２】本発明における、図３の動作説明に対応し
た、照明光と表示素子の応答のタイミング例を示す波形
図である。

【図１３】本発明における、図４の動作説明に対応し
た、照明光と表示素子の応答のタイミング例を示す波形
図である。

【図１４】本発明における駆動回路の第１の構成例を示
すブロック図である。

【図１５】駆動回路の非線形信号処理動作の一例を示す
説明図である。

【図１６】駆動回路の非線形信号処理動作の他の例を示
す説明図である。

【図１７】本発明における駆動回路の第２の構成例を示
すブロック図である。

【図１８】本発明の映像表示装置に用いる駆動回路の構
成例を示すブロック図である。

【符号の説明】

１…光源ユニット、 ２…第１のアレイレンズ、 ３…
第２のアレイレンズ、２３１…偏光ビームスプリッタ、
５…コリメータレンズ、 ６…コンデンサレンズ、
７ａ、７ｂ…電子的色別偏光制御手段、 ２４１、２４
５…赤色偏光回転制御素子、 ２４２、２４６…緑色偏
光回転制御素子、 ２４３、２４７…青色偏光回転制御
素子、 ２２１、２４８…偏光板、 ２２２…着脱可能
なカラー偏光板、 １０…偏光ビームスプリッタ、 ２
３４、２３５…１／４波長位相差板、 ２３２、２３３
…反射型表示素子、 １３…投射レンズユニット、 ２
２３…色フィルタ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０３Ｂ 33/12 Ｇ０９Ｇ 3/20 ６４２Ｊ ５Ｃ０５８ Ｇ０９Ｇ 3/20 ６４２ ６８０Ｃ ５Ｃ０６０ ６８０ 3/34 Ｊ ５Ｃ０８０ 3/34 3/36 3/36 Ｈ０４Ｎ 5/74 Ａ Ｈ０４Ｎ 5/74 9/31 Ｃ 9/31 Ｇ０２Ｆ 1/1335 ５３０ (72)発明者 今長谷 太郎 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所デジタルメディア開発本 部内 (72)発明者 小堀 智生 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所デジタルメディア開発本 部内 Ｆターム(参考） 2H088 EA15 EA16 HA19 HA20 2H091 FA02X FA02Z FA09X FA09Z FA10X FA10Z FA11X FA11Z FA26X FA29X FA29Z FA41X FA41Z FD26 LA11 LA15 LA17 MA07 2H093 NA65 NC14 NC16 ND08 ND17 ND42 NG02 2H099 AA12 BA09 CA11 DA00 5C006 AA22 BC16 BF39 EA01 EC11 FA41 5C058 BA05 BA35 BB25 EA01 EA02 EA12 EA14 EA42 EA51 5C060 BA03 BB13 GA01 GA02 GB02 GB05 HC01 HC21 HC25 JA11 JB06 5C080 AA10 BB05 CC03 DD01 DD22 EE29 EE30 JJ02 JJ04 JJ05 JJ06

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】光源側からの光を照明光学系により表示素
   子に照射し、映像信号に応じた光学像を形成し、投射手
   段を介して拡大投射する映像表示装置であって、 上記照明光学系は、上記光源側からの光を、偏光方向を
   揃える手段を経て第１の電子的色別偏光制御手段により
   時系列的に偏光面の異なる２つの色光に変換後、偏光ビ
   ームスプリッタで分けて２個の表示素子に同時期に別々
   の色光を照射する構成を有し、 前記偏光面の異なる２つの色光は互いにほぼ補色の関係
   にあり、 前記２個の表示素子の出力光を合成して得られる光学像
   を上記投射手段を介して拡大投射されることを特徴とす
   る映像表示装置。
2. 【請求項２】互いに異なる偏光面を持つ、前記２個の表
   示素子の出力光を第２の電子的色別偏光制御手段により
   同一の偏光面に変換した後、投射手段を介して拡大投射
   することを特徴とする請求項１に記載の映像表示装置。
3. 【請求項３】前記偏光面の異なる２つの色光の境界波長
   領域の光を遮断する色フィルタを上記照明光学系中に配
   されていることを特徴とする請求項１に記載の映像表示
   装置。
4. 【請求項４】上記第１の色別偏光制御手段と偏光ビーム
   スプリッタの間に着脱可能なカラー偏光板を配されてい
   ることを特徴とする請求項１に記載の映像表示装置。
5. 【請求項５】上記照明光学系は、上記第１の電子的色別
   偏光制御手段により、上記表示素子上を順次移動するよ
   うにした状態で上記偏光面の異なる２つの色光に変換
   し、２個の表示素子に照射する構成としたことを特徴と
   する請求項１に記載の映像表示装置。
6. 【請求項６】光源側からの光を照明光学系により表示素
   子に照射し、映像信号に応じた光学像を形成し、投射手
   段を介して拡大投射する映像表示装置であって、 上記照明光学系は、上記光源側からの光を、偏光方向を
   揃える手段を経て電子的色分離手段により、時系列的に
   互いにほぼ補色の関係となる２つの色光に変換後、２個
   の表示素子に同時期に別々の色光を照射する構成を有
   し、再び電子的色合成手段により、前記２個の表示素子
   の出力光を合成して得られる光学像を上記投射手段を介
   して拡大投射されることを特徴とする映像表示装置
7. 【請求項７】光源側からの光を表示素子に照射し映像形
   成する映像表示装置の駆動回路であって、 電子的色別偏光制御手段を駆動し、光源側からの光を偏
   光の異なる２つの色光に変換して２個の表示素子に互い
   に異なる色または状態で照射させる色別偏光制御回路
   と、 制御回路を制御し、表示素子上における照射光の表示モ
   ードの切換えまたは光照射時間の調整を行うタイミング
   制御回路と、 上記２個の表示素子を駆動し、上記照射光を映像信号に
   基づき変調する表示素子駆動回路とを備え、 該表示素子駆動回路は、低輝度部では原色光照射時の信
   号を補色光照射時の信号より優先して表示させる信号処
   理回路を具備したことを特徴とする駆動回路
8. 【請求項８】上記表示素子として用いられた液晶パネル
   の駆動電圧を上記映像信号の黒レベルよりも高くした構
   成とすることを特徴とする請求項７に記載の駆動回路。
9. 【請求項９】請求項７乃至請求項８の何れかに記載の駆
   動回路を用いて映像表示装置を構成したことを特徴とす
   る映像表示装置。