JP2002318368A - 投写型映像表示装置 - Google Patents

投写型映像表示装置

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JP2002318368A JP2001122192A JP2001122192A JP2002318368A JP 2002318368 A JP2002318368 A JP 2002318368A JP 2001122192 A JP2001122192 A JP 2001122192A JP 2001122192 A JP2001122192 A JP 2001122192A JP 2002318368 A JP2002318368 A JP 2002318368A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 単板の時分割カラー方式で高輝度化が図れる
投写型映像表示装置を提供する。 【構成】 時分割カラーフィルタ装置7は、光源1から
出射された白色光を赤色光と緑色光と青色光とに分離す
ると共に、所定のタイミングで赤色光と緑色光と青色光
との出射箇所を順次的に切り換える。リレーレンズ1
3,14,16等は、時分割カラーフィルタ装置7の3
つの光出射箇所からの各光を液晶表示パネル17の三分
割された各領域に導く。映像信号供給部18及び制御部
19は、液晶表示パネル17の三分割された各領域に各
色用の画素駆動信号を順次切り換えて供給すると共に、
この切換タイミングに応じて時分割カラーフィルタ装置
7へ切換信号を供給する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、液晶プロジェクタな
どの投写型映像表示装置に関する。
【0002】
【従来の技術】図3は従来の単板式液晶プロジェクタの
光学系を示した模式図である。光源50から出射された
白色光(R,G,Bの3原色を含む)は、時分割カラー
フィルタ56に入射される。時分割カラーフィルタ56
は、入射側偏光板51と、赤色セル52と、緑色セル5
3と、青色セル54と、出射側偏光板(入射側に対して
透過軸は交差させてある)55とから成り、入射した白
色光を赤色光と緑色光と青色光に順次時分割で分離して
透過させる。具体的には、赤色セル52と、緑色セル5
3と、青色セル54への通電制御によって一色の偏光が
90°回転し、これが出射側偏光板55を通過できるこ
とにより、一色だけが出射され、この一色出射処理が順
次切り換えられて行われることで、赤色と緑色と青色が
時分割で順次出力されることになる。そして、白黒の液
晶表示パネル57では、赤色光が出射されるときに、赤
色用映像信号にて画素が駆動され、緑色光が出射される
ときに、緑色用映像信号にて画素が駆動され、青色光が
出射されるときに、青色用映像信号にて画素が駆動され
る。これにより、カラー映像光が液晶表示パネル57か
ら出力されることになる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の投写型映像表示装置では、選択された一色を出力し
ているときには、他の二色は取り除かれることになり、
光利用効率が悪く、高輝度化が困難であるという欠点を
有していた。
【0004】この発明は、上記の事情に鑑み、単板の時
分割カラー方式で高輝度化が図れる投写型映像表示装置
を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】この発明の投写型映像表
示装置は、上記の課題を解決するために、光源から出射
された光をライトバルブにて光変調して映像投写する投
写型映像表示装置において、光源から出射された白色光
を赤色光と緑色光と青色光とに分離すると共に、所定の
タイミングで赤色光と緑色光と青色光との出射箇所を順
次的に切り換える時分割色分離切換手段と、光源から出
射した光を前記時分割色分離手段の3つの光出射箇所を
経由させて各光を前記ライトバルブの三分割された各領
域に導く導光手段と、前記ライトバルブの三分割された
各領域に各色用の画素駆動信号を順次切り換えて供給す
ると共に、この切換タイミングに応じて前記時分割色分
離切換手段へ切換信号を供給する制御手段と、を備えた
ことを特徴とする。
【0006】上記の構成であれば、光源から出射された
白色光は赤色光と緑色光と青色光とに分離され、その全
てが同タイミングでライトバルブの三分割された各領域
に導かれて利用されるため、光利用効率が高く、画面の
高輝度化が図れる。
【0007】導光手段は光源からの光を予めライトバル
ブの1/3領域に対応する光束に調整して時分割色分離
切換手段に導き、この時分割色分離切換手段の3つの光
出射箇所からの各光を前記ライトバルブの三分割された
各領域に導くようになっていてもよい。かかる構成で
は、導光手段はインテグレータレンズを備えて成ること
ができる。
【0008】或いは、導光手段は時分割色分離切換手段
の3つの光出射箇所からの各光をライトバルブの1/3
領域に対応する光束に調整して前記ライトバルブの三分
割された各領域に導くようになっていてもよい。かかる
構成では、導光手段はアナモフィックレンズを備えて成
ることができる。
【0009】時分割色分離切換手段は、第1の偏光方向
を有する赤色光と緑色光と青色光のうちの一色を順次選
択して偏光方向を第2の偏光方向に変換する第1の光学
手段と、この第1の光学手段を経た光のうち第2の偏光
方向を有する光のみ光路を変更する第2の光学手段と、
第2の光学手段を経た第1の偏光方向を有する赤色光、
緑色光、または青色光のうちの一色を順次選択して偏光
方向を第2の偏光方向に変換する第3の光学手段と、こ
の第3の光学手段を経た光のうち第2の偏光方向を有す
る光のみ光路を変更する第4の光学手段と、備えて成る
のがよい。
【0010】また、上記構成において、第2の光学手段
及び/又は第4の光学手段は偏光ビームスプリッタから
成っていてもよい。また、ライトバルブは液晶表示パネ
ルから成り、当該液晶表示パネルに導かれる光は第1の
偏光方向の光又は第2の偏光方向の光に統一されていて
もよい。また、ライトバルブは液晶表示パネルから成
り、当該液晶表示パネルの三分割領域の各々に導かれる
光は第1の偏光方向の光又は第2の偏光方向の光に統一
されている構成としてもよい。また、ライトバルブは偏
光板を備えない透過型又は反射型のパネルから成ってい
てもよい。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施形態の液晶
プロジェクタを図1及び図2に基づいて説明する。
【0012】図1はこの実施形態の単板式液晶プロジェ
クタの光学系を示した図である。光源1の発光部2は、
超高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、キセノンラ
ンプ等から成り、その照射光はパラボラリフレクタ3に
よって平行光となって出射され、インテグレータレンズ
4へと導かれる。
【0013】インテグレータレンズ4は一対のレンズ群
4a,4bにて構成されており、一般的には、個々のレ
ンズ対が光源1から出射された光を後述する液晶表示パ
ネル17の全面へ導くようになっているが、この実施形
態では、液晶表示パネル17の縦方向に3分割した領域
(横ストライプ状に3領域)の中央1/3領域に導くよ
うになっている。インテグレータレンズ4を経た光は、
偏光変換装置5へと導かれる。
【0014】偏光変換装置5は、偏光ビームスプリッタ
アレイ(以下、PBSアレイと称する)によって構成さ
れている。PBSアレイは、偏光分離膜と位相差板(1
/2λ板)とを備える。PBSアレイの各偏光分離膜
は、インテグレータレンズ3からの光のうち例えばp偏
光を通過させ、s偏光を90°光路変更する。光路偏光
されたs偏光は隣接の偏光分離膜にて反射され、前側
(光出射側)に設けてある前記位相差板によってp偏光
に変換されて出射される。一方、偏光分離膜を透過した
p偏光はそのまま出射される。すなわち、ほぼ全ての光
はp偏光に変換されるようになっている。偏光変換装置
5を経た光は集光レンズ6を経て時分割カラーフィルタ
装置7に導かれる。
【0015】時分割カラーフィルタ装置7は、第1の一
色偏光回転部8と、第1の偏光ビームスプリッタ9と、
第2の一色偏光回転部10と、第2の偏光ビームスプリ
ッタ11と、位相差板12と、を備えて成る。
【0016】第1の一色偏光回転部8は、入射側偏光板
8aと、赤色セル8bと、緑色セル8cと、青色セル8
dとから成る。なお、前述のごとく、偏光変換装置5を
備える構成では、入射側偏光板8aは必ずしも必要では
ない。入射側偏光板8aはp偏光を透過させる。赤色セ
ル8b、緑色セル8c、青色セル8dは、そのなかの一
つが選択されて赤色光、緑色光、青色光のいずれか一色
の偏光を90°回転させ、s偏光に変換する。上記赤色
セル8b、緑色セル8c、青色セル8d自体について
は、SID(SOCIETY FOR INFORMATION DISPLAY INTERNATI
ONAL SYMPOSIOM DIGEST OF TECHNICAL PAPERS)VOLUME X
XXI P.96-P.99(9.4:High Throughput Color Switch For
Sequential Color Projection)に開示されており、公
知のものである。
【0017】第1の偏光ビームスプリッタ9は、p偏光
は透過し、s偏光を90°光路変更してリレーレンズ1
3に導く。
【0018】第2の一色偏光回転部10は、入射側偏光
板10aと、赤色セル10bと、緑色セル10cと、青
色セル10dとから成る。なお、入射側偏光板10aは
必ずしも必要ではない。入射側偏光板10aはp偏光を
透過させる。赤色セル10b、緑色セル10c、青色セ
ル10dは、そのなかの一つが選択されて一色の偏光を
90°回転させ、s偏光に変換する。
【0019】第2の偏光ビームスプリッタ11は、p偏
光は透過し、s偏光を90°光路変更してリレーレンズ
14に導く。
【0020】位相差板12は、第2の偏光ビームスプリ
ッタ11を経たp偏光をs偏光に変換して全反射ミラー
15に導く。全反射ミラー15は、第2の偏光ビームス
プリッタ11を経たs偏光をリレーレンズ16に導く。
【0021】リレーレンズ13及び反射ミラー21から
成る光学系は、第1の偏光ビームスプリッタ9から出射
されるs偏光を液晶表示パネル17の上部側1/3領域
に集光する。リレーレンズ14は、第2の偏光ビームス
プリッタ11から出射されるs偏光を液晶表示パネル1
7の中央部側1/3領域に集光する。リレーレンズ16
は及び反射ミラー21から成る光学系は、全反射ミラー
15から出射されるs偏光を液晶表示パネル17の下部
側1/3領域に集光する。なお、リレーレンズ及び反射
ミラーから成る光学系は各光学要素における配置や個数
が図に示すものに限られるものではない。また、反射ミ
ラーに限らず、プリズムなどの光学要素を用いてもよ
い。
【0022】液晶表示パネル17は、入射側偏光板と、
一対のガラス基板(画素電極や配向膜を形成してある)
間に液晶を封入して成るパネル部と、出射側偏光板とを
備えて成る。前記入射側偏光板はこの実施形態ではs偏
光について透過である。
【0023】映像信号供給部18は、i.液晶表示パネ
ル17の上部側1/3画素群に赤色画素用映像を供給し
(このときには、第1の一色偏光回転部8の赤色セル8
bが選択され、赤色s偏光がリレーレンズ13等によっ
て液晶表示パネル17の上部側1/3画素群に導かれ
る)、液晶表示パネル17の中部側1/3画素群に緑色
画素用映像を供給し(第2の一色偏光回転部10の緑色
セル10cが選択され、緑色s偏光がリレーレンズ14
等によって液晶表示パネル17の中央部側1/3画素群
に導かれる)、液晶表示パネル17の下部側1/3画素
群に青色画素用映像を供給(青色s偏光がリレーレンズ
16等によって液晶表示パネル17の下部側1/3画素
群に導かれる)する第1の状態と、ii.液晶表示パネル
17の上部側1/3画素群に緑色画素用映像を供給し
(このときには、第1の一色偏光回転部8の緑色セル8
cが選択され、緑色s偏光がリレーレンズ13等によっ
て液晶表示パネル17の上部側1/3画素群に導かれ
る)、液晶表示パネル17の中部側1/3画素群に青色
画素用映像を供給し(第2の一色偏光回転部10の青色
セル10dが選択され、青色s偏光がリレーレンズ14
等によって液晶表示パネル17の中央部側1/3画素群
に導かれる)、液晶表示パネル17の下部側1/3画素
群に赤色画素用映像を供給(赤色s偏光がリレーレンズ
16等によって液晶表示パネル17の下部側1/3画素
群に導かれる)する第2の状態と、iii .液晶表示パネ
ル17の上部側1/3画素群に青色画素用映像を供給し
(このときには、第1の一色偏光回転部8の青色セル8
dが選択され、青色s偏光がリレーレンズ13等によっ
て液晶表示パネル17の上部側1/3画素群に導かれ
る)、液晶表示パネル17の中部側1/3画素群に赤色
画素用映像を供給し(第2の一色偏光回転部10の赤色
セル10bが選択され、赤色s偏光がリレーレンズ14
等によって液晶表示パネル17の中央部側1/3画素群
に導かれる)、液晶表示パネル17の下部側1/3画素
群に緑色画素用映像を供給(緑色s偏光がリレーレンズ
16等によって液晶表示パネル17の下部側1/3画素
群に導かれる)する第3の状態と、を繰り返し形成する
ようになっている。なお、図2は、各タイミング(t
1,t2,t3)における図1のの光路との光路と
の光路での色光の切り替わりの様子を示した説明図で
ある。
【0024】制御部19は、上述した液晶表示パネル1
7への映像信号切換供給制御を行うとともに、第1の一
色偏光回転部8及び第2の一色偏光回転部10のセル選
択制御を行う。
【0025】投写レンズ20は、液晶表示パネル17に
て変調された光(カラー映像光)を図示しないスクリー
ンに投射する。
【0026】上記の構成であれば、光源1から出射され
た白色光は赤色光と緑色光と青色光とに分離され、その
全てが同タイミングで液晶表示パネル17の三分割され
た各領域に導かれて利用されるため、光利用効率が高
く、画面の高輝度化が図れることになる。
【0027】なお、この実施形態では、光源1からの光
をインテグレータレンズ4によって予め液晶表示パネル
17の1/3領域に対応する光束に調整して時分割カラ
ーフィルタ装置7に導き、この時分割カラーフィルタ装
置7の3つの光出射箇所からの各光を前記液晶表示パネ
ル17の三分割された各領域に導いたが、これに限ら
ず、時分割カラーフィルタ装置7の3つの光出射箇所か
らの各光を液晶表示パネル17の1/3領域に対応する
光束に調整して前記液晶表示パネル17の三分割された
各領域に導くようにしてもよい。この構成においては、
アナモフィックレンズを備えればよい。また、ライトバ
ルブとして液晶表示パネル17を用いたが、これに限る
ものではなく、例えば、画素に相当する微小ミラーを多
数配置してその角度を個々に変更できる光学素子等を用
いてもよいものである。
【0028】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、単板式で時分割色分離によってカラー映像を生成す
る投写型映像表示装置において、光利用効率を高め、画
面の高輝度化を図ことができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施形態の液晶プロジェクタの説明
図である。
【図2】各タイミングでの色光の導かれたかを示した説
明図である。
【図3】従来の液晶プロジェクタの縦断側面図である。
【符号の説明】
1 光源 4 インテグレータレンズ 5 偏光変換装置 8 第1の一色偏光回転部 9 第1の偏光ビームスプリッタ 10 第2の一色偏光回転部 11 第2の偏光ビームスプリッタ 17 液晶表示パネル
【手続補正書】
【提出日】平成14年1月31日(2002.1.3
1)
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項9
【補正方法】変更
【補正内容】
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図2
【補正方法】変更
【補正内容】
【図2】各タイミングでの色光の導かれ方を示した説明
図である。
───────────────────────────────────────────────────── 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) H04N 9/31 H04N 9/31 C Fターム(参考) 2H042 CA08 CA14 CA17 2H049 BA05 BA06 BA18 BB03 BB05 BC22 2H088 EA15 HA20 HA24 HA27 MA06 2H099 AA12 BA09 CA08 CA11 5C060 GA01 GA02 GB06 HC01 HC10 HC16 HC19 JA00 JA17 JB06

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 光源から出射された白色光をライトバル
    ブにて光変調して映像投写する投写型映像表示装置にお
    いて、光源から出射された光を赤色光と緑色光と青色光
    とに分離すると共に、所定のタイミングで赤色光と緑色
    光と青色光との出射箇所を順次的に切り換える時分割色
    分離切換手段と、光源から出射した光を前記時分割色分
    離手段の3つの光出射箇所を経由させて各光を前記ライ
    トバルブの三分割された各領域に導く導光手段と、前記
    ライトバルブの三分割された各領域に各色用の画素駆動
    信号を順次切り換えて供給すると共に、この切換タイミ
    ングに応じて前記時分割色分離切換手段へ切換信号を供
    給する制御手段と、を備えたことを特徴とする投写型映
    像表示装置。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の投写型映像表示装置に
    おいて、導光手段は光源からの光を予めライトバルブの
    1/3領域に対応する光束に調整して時分割色分離切換
    手段に導き、この時分割色分離切換手段の3つの光出射
    箇所からの各光を前記ライトバルブの三分割された各領
    域に導くことを特徴とする投写型映像表示装置。
  3. 【請求項3】 請求項2に記載の投写型映像表示装置に
    おいて、導光手段はインテグレータレンズを備えて成る
    ことを特徴とする投写型映像表示装置。
  4. 【請求項4】 請求項1に記載の投写型映像表示装置に
    おいて、導光手段は時分割色分離切換手段の3つの光出
    射箇所からの各光をライトバルブの1/3領域に対応す
    る光束に調整して前記ライトバルブの三分割された各領
    域に導くことを特徴とする投写型映像表示装置。
  5. 【請求項5】 請求項4に記載の投写型映像表示装置に
    おいて、導光手段はアナモフィックレンズを備えて成る
    ことを特徴とする投写型映像表示装置。
  6. 【請求項6】 請求項1乃至請求項5のいずれかに記載
    の投写型映像表示装置において、時分割色分離切換手段
    は、第1の偏光方向を有する赤色光と緑色光と青色光の
    うちの一色を順次選択して偏光方向を第2の偏光方向に
    変換する第1の光学手段と、この第1の光学手段を経た
    光のうち第2の偏光方向を有する光のみ光路を変更する
    第2の光学手段と、第2の光学手段を経た第1の偏光方
    向を有する赤色光、緑色光、または青色光のうちの一色
    を順次選択して偏光方向を第2の偏光方向に変換する第
    3の光学手段と、この第3の光学手段を経た光のうち第
    2の偏光方向を有する光のみ光路を変更する第4の光学
    手段と、備えて成ることを特徴とする投写型映像表示装
    置。
  7. 【請求項7】 請求項6に記載の投写型映像表示装置に
    おいて、第2の光学手段及び/又は第4の光学手段は偏
    光ビームスプリッタから成ることを特徴とする投写型映
    像表示装置。
  8. 【請求項8】 請求項1乃至請求項7のいずれかに記載
    の投写型映像表示装置において、ライトバルブは液晶表
    示パネルから成り、当該液晶表示パネルの三分割領域の
    各々に導かれる光は第1の偏光方向の光又は第2の偏光
    方向の光に統一されていることを特徴とする投写型映像
    表示装置。
  9. 【請求項9】 請求項1乃至請求項7のいずれかに記載
    の投写型映像表示装置において、ライトバルブは偏光板
    を備えない透過型又は反射型のパネルからることを特徴
    とする投写型映像表示装置。
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