JP2003344946A - Projection type display device - Google Patents

Projection type display device

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JP2003344946A
JP2003344946A JP2002147549A JP2002147549A JP2003344946A JP 2003344946 A JP2003344946 A JP 2003344946A JP 2002147549 A JP2002147549 A JP 2002147549A JP 2002147549 A JP2002147549 A JP 2002147549A JP 2003344946 A JP2003344946 A JP 2003344946A
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JP
Japan
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light
diffraction grating
incident
wavelength
electric field
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Application number
JP2002147549A
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Japanese (ja)
Inventor
Hidetaka Nakamura
英貴 中村
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Casio Computer Co Ltd
Original Assignee
Casio Computer Co Ltd
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Filing date
Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a projection type display device which is small-sized and can project a color image of sufficient lightness. <P>SOLUTION: White light W from a light source 1 is made incident on a diffraction grating laminate 4 formed by laminating diffraction grating elements 5R, 5G, and 5B which have diffraction grating effect of reflecting wavelength light of one of red, blue, and green and transmitting other wavelength light in the absence of an electric field and lose the effect when applied with an electric field to transmit light beams of all the wavelength. Light beams of red, green, and blue emitted in order from the diffraction grating laminate 4 are split by a polarization beam splitter 13 into S-polarized components and P-polarized components, which are made incident on 1st and 2nd reflection type display bodies 17a and 17b. Then monochromatic image light beams whose planes of polarization are rotated by 90° from the incident light beams are projected from those reflection type display bodies 17a and 17b, both monochromatic image light beams from the display bodies are put one over the other by the polarization beam splitter 14 and projected on a projection system 29, thereby displaying a color image through time-difference composition of the monochromatic color image light beams of red, green, and blue. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

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】この発明は、カラー画像を投
影する投影型表示装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a projection display device that projects a color image.

【0002】[0002]

【従来の技術】フルカラー画像等の多色カラー画像を投
影する投影型表示装置には、複数の色のカラーフィルタ
を備えたカラー画像表示体を用い、この表示体から出射
するカラー画像光を投影系により投影するものと、入射
光の波長帯域の色の単色画像を表示する複数の表示体を
用い、これらの表示体にそれぞれ互いに異なる波長帯域
の着色光を入射させ、前記複数の表示体からそれぞれ出
射する複数の色の単色画像光を投影系により1つのカラ
ー画像光に合成して投影するものとがある。
2. Description of the Related Art A projection display device for projecting a multicolor image such as a full-color image uses a color image display having color filters of a plurality of colors and projects color image light emitted from the display. What is projected by the system, using a plurality of display bodies that display a monochromatic image of the color of the wavelength band of the incident light, the colored light of different wavelength bands are respectively incident on these display bodies, and from the plurality of display bodies There is one in which a plurality of monochromatic image lights of respective colors respectively emitted are combined into one color image light by a projection system and projected.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかし、前記カラーフ
ィルタを備えたカラー画像表示体は、カラーフィルタに
よる光の吸収が大きいため、入射光の強度に対して出射
光の強度が極端に低く、したがって、この表示体を用い
た投影型表示装置は、投影画像が暗いという問題をもっ
ている。
However, since the color image display provided with the color filter has a large absorption of the light by the color filter, the intensity of the emitted light is extremely low with respect to the intensity of the incident light. The projection display device using this display body has a problem that the projected image is dark.

【0004】一方、入射光の波長帯域の色の単色画像を
表示する表示体は、カラーフィルタによる光の吸収が無
いため、入射光の強度に対する出射光の強度低下がほと
んど無く、したがって、この表示体を用いた投影型表示
装置は、充分な明るさのカラー画像を投影することがで
きる。
On the other hand, the display body for displaying a monochromatic image of the color of the wavelength band of the incident light does not absorb the light by the color filter, so that there is almost no decrease in the intensity of the emitted light with respect to the intensity of the incident light. A projection display device using a body can project a color image with sufficient brightness.

【0005】しかしながら、この投影型表示装置は、複
数の表示体にそれぞれ互いに異なる波長帯域の色の光を
入射させる光源系を配置する必要があり、そのために、
装置全体が大型化し、またコスト高となるという問題を
もっている。
However, in this projection type display device, it is necessary to dispose a light source system for making light beams of different wavelength bands respectively incident on a plurality of display bodies.
There are problems that the entire device becomes large and the cost becomes high.

【0006】この発明は、小型で、しかも充分な明るさ
のカラー画像を投影することができる投影型表示装置を
提供することを目的としたものである。
It is an object of the present invention to provide a projection type display device which is small in size and can project a color image of sufficient brightness.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】この発明の投影型表示装
置は、白色光を出射する光源と、前記光源の光を複数の
波長帯域に時分割で抽出する光抽出手段と、入射光から
画像光を生成する第1と第2の反射型表示体と、前記光
抽出手段で抽出した光をさらに2つの光束に分離して前
記第1と第2の反射型表示体に入射させ、前記第1と第
2の反射型表示体が生成した画像光を合成するビームス
プリッタと、前記ビームスプリッタによって合成された
画像光を投影する投影系とを備え、時分割でカラー表示
を行なうことを特徴とするものである。
A projection type display device of the present invention comprises a light source for emitting white light, a light extraction means for extracting the light of the light source into a plurality of wavelength bands in a time division manner, and an image from the incident light. The first and second reflective display bodies that generate light, and the light extracted by the light extraction means are further separated into two luminous fluxes, which are made incident on the first and second reflective display bodies. A beam splitter for synthesizing the image light generated by the first and second reflection type display bodies, and a projection system for projecting the image light synthesized by the beam splitter, and color display is performed in a time division manner. To do.

【0008】この投影型表示装置は、光源の光を光抽出
手段により複数の波長帯域に時分割で抽出し、その抽出
された波長帯域の光をビームスプリッタにより分離して
第1と第2の反射型表示体に入射させることにより、こ
れらの反射型表示体に前記複数の波長帯域の色の画像光
を生成させ、前記第1と第2の反射型表示体が生成した
画像光を前記ビームスプリッタにより合成し、その合成
された画像光を投影系により投影することにより、時分
割でカラー表示を行なうものであるため、小型で、しか
も充分な明るさのカラー画像を投影することができる。
In this projection type display device, the light of the light source is time-divided into a plurality of wavelength bands by the light extraction means, and the light of the extracted wavelength bands is separated by the beam splitter to produce the first and second light beams. When the reflection type display bodies are made to enter, the reflection type display bodies are caused to generate image light of colors of the plurality of wavelength bands, and the image light generated by the first and second reflection type display bodies is made to be the beam. Since color display is performed in a time-division manner by combining with a splitter and projecting the combined image light with a projection system, it is possible to project a small-sized and sufficiently bright color image.

【0009】また、この発明の投影型表示装置は、白色
光を出射する光源と、無電界時は可視光帯域のうちの特
定の波長帯域と他の波長帯域との一方の波長帯域の波長
光を反射し、他方の波長帯域の波長光を透過させる回折
格子効果をもち、電界の印加により前記回折格子効果を
失って前記可視光帯域の全ての波長帯域の波長光を透過
させる複数の回折格子素子を積層してなり、且つ前記複
数の回折格子素子の無電界時の反射/透過波長帯域を互
いに異ならせた回折格子積層体と、入射面と第1と第2
の入出射面と出射面とを有し、前記入射面から入射した
光の互いに直交する2つの偏光成分のうち、一方の偏光
成分の光を前記第1の入出射面から出射し、他方の偏光
成分の光を前記第2の入出射面から出射するとともに、
前記第1の入出射面から入射した前記他方の偏光成分の
光と前記第2の入出射面から入射した前記一方の偏光成
分の光とを前記出射面から出射する偏光ビームスプリッ
タと、前側からの入射光を反射し、その反射光を前側に
出射して前記入射光の波長帯域の色の単色画像を表示す
るとともに、前記入射光に対して偏光面が実質的に90
°回転した偏光状態の光を前側に出射する第1と第2の
反射型表示体と、前記第1と第2の反射型表示体からの
出射光を投影する投影系とを備え、前記光源の出射側に
前記回折格子積層体が配置され、前記回折格子積層体の
反射光と透過光のいずれか一方の出射側に前記偏光ビー
ムスプリッタがその入射面を前記回折格子積層体に対向
させて配置され、前記偏光ビームスプリッタの第1と第
2の入出射面にそれぞれ対向させて前記第1と第2の反
射型表示体が配置されるとともに、前記偏光ビームスプ
リッタの出射面に対向させて前記投影系が配置されてい
ることを特徴とするものである。
Further, the projection display device of the present invention includes a light source that emits white light, and a wavelength light in one wavelength band of a specific wavelength band of the visible light band and another wavelength band when there is no electric field. A plurality of diffraction gratings that have a diffraction grating effect that reflects light of the other wavelength band and that transmits the wavelength light of all wavelength bands of the visible light band by losing the diffraction grating effect by the application of an electric field. A diffraction grating laminated body in which elements are laminated and the reflection / transmission wavelength bands of the plurality of diffraction grating elements are different from each other when there is no electric field;
Of the two polarization components of the light incident from the incident surface, which are orthogonal to each other, and emit the light of one polarization component from the first input / output surface and the other of the two. The light of the polarization component is emitted from the second entrance / exit surface, and
A polarization beam splitter that emits the light of the other polarization component that has entered from the first entrance / exit surface and the light of the one polarization component that entered from the second entrance / exit surface from the exit surface, and from the front side. Incident light is reflected, and the reflected light is emitted to the front side to display a monochromatic image of a color in the wavelength band of the incident light, and the polarization plane is substantially 90 degrees with respect to the incident light.
The first and second reflection type display bodies that emit the light of the polarization state rotated by ° to the front side, and the projection system that projects the emission light from the first and second reflection type display bodies, and the light source The diffraction grating laminated body is disposed on the emission side of, and the polarization beam splitter has its incident surface facing the diffraction grating laminated body on the emission side of either the reflected light or the transmitted light of the diffraction grating laminated body. The first and second reflective display bodies are arranged so as to face the first and second entrance / exit surfaces of the polarization beam splitter, respectively, and face the exit surface of the polarization beam splitter. The projection system is arranged.

【0010】すなわち、この投影型表示装置は、光源か
らの白色光を、無電界時は可視光帯域のうちの特定の波
長帯域と他の波長帯域との一方の波長帯域の波長光を反
射し、他方の波長帯域の波長光を透過させる回折格子効
果をもち、電界の印加により前記回折格子効果を失って
前記可視光帯域の全ての波長帯域の波長光を透過させる
複数の回折格子素子を積層してなる前記回折格子積層体
に入射させてこの回折格子積層体から複数の色の着色光
を順次出射させ、その着色光を前記偏光ビームスプリッ
タにより一方の偏光成分の光と他方の偏光成分の光とに
分離して前記第1の反射型表示体と第2の反射型表示体
とに入射させるとともに、これらの反射型表示体からそ
れぞれ、その前側からの入射光に対して偏光面が実質的
に90°回転した偏光状態の単色画像光を前側に出射さ
せ、その両方の単色画像光を前記偏光ビームスプリッタ
により重畳させて投影系により投影することにより、前
記第1と第2の反射型表示体から順次出射して前記投影
系により投影された複数の色の単色画像光の時間差合成
によるカラー画像をスクリーン等の投影面上に表示する
ものである。
That is, this projection type display device reflects white light from a light source and, when there is no electric field, reflects wavelength light in one wavelength band of a specific wavelength band of the visible light band and another wavelength band. , A plurality of diffraction grating elements which have a diffraction grating effect of transmitting wavelength light of the other wavelength band, lose the diffraction grating effect by application of an electric field, and transmit wavelength light of all wavelength bands of the visible light band The colored light beams of a plurality of colors are sequentially emitted from the diffractive grating layered product, and the colored light beams of one polarized component and the other polarized component are output by the polarizing beam splitter. The light is separated into light and is incident on the first reflective display body and the second reflective display body, and each of these reflective display bodies has a polarization plane substantially with respect to the incident light from the front side thereof. Rotated 90 ° The monochromatic image light in the light state is emitted to the front side, and both of the monochromatic image lights are superposed by the polarization beam splitter and projected by the projection system, whereby the monochromatic image lights are sequentially emitted from the first and second reflective display bodies. A color image obtained by time-difference synthesis of monochromatic image lights of a plurality of colors projected by the projection system is displayed on a projection surface such as a screen.

【0011】この投影型表示装置によれば、光源が1つ
で良いため、装置全体を小型化することができ、しか
も、前記回折格子積層体から複数の色の着色光を順次出
射させ、同じ色の着色光を前記偏光ビームスプリッタに
より一方の偏光成分の光と他方の偏光成分の光とに分離
して前記第1と第2の反射型表示体に入射させるととも
に、これらの反射型表示体からそれぞれ、その前側から
の入射光に対して偏光面が実質的に90°回転した偏光
状態の単色画像光を前側に出射させ、その両方の単色画
像光を前記偏光ビームスプリッタにより重畳させて投影
するようにしているため、前記回折格子積層体から順次
出射する複数の色の着色光をほとんど無駄にすること無
く高い効率で利用して、1つの反射型表示体の表示の明
るさの略2倍の単色画像光を投影し、複数の色の単色画
像光の時間差合成による充分な明るさのカラー画像を投
影面上に表示することができる。
According to this projection type display device, since only one light source is required, it is possible to reduce the size of the entire device, and moreover, the colored light beams of a plurality of colors are sequentially emitted from the diffraction grating laminate, and the same light source is produced. The colored beam of light is separated into light of one polarization component and light of the other polarization component by the polarization beam splitter, and is made incident on the first and second reflection type display bodies, and these reflection type display bodies are also provided. Respectively, the monochromatic image light in the polarization state in which the polarization plane is rotated substantially 90 ° with respect to the incident light from the front side is emitted to the front side, and both the monochromatic image lights are projected by being superimposed by the polarization beam splitter. Therefore, the colored lights of a plurality of colors sequentially emitted from the diffraction grating laminated body are used with high efficiency with almost no waste, and the display brightness of one reflection type display body is about 2 or less. Double monochromatic Projecting the image light, it is possible to display a color image of sufficient brightness by the time difference synthesis of monochromatic image light of a plurality of colors on a projection plane.

【0012】この投影型表示装置において、前記第1と
第2の反射型表示体はそれぞれ、前側からの入射光を反
射し、その反射光を前側に出射して前記入射光の波長帯
域の色の単色画像を表示する反射型表示素子と、その前
側に配置された位相差板とにより構成するのが望まし
い。
In this projection type display device, each of the first and second reflection type display bodies reflects the incident light from the front side, emits the reflected light to the front side, and colors in the wavelength band of the incident light. It is desirable that the reflective display element for displaying the single color image and the retardation plate disposed on the front side of the reflective display element.

【0013】その場合は、前記反射型表示素子を、黒色
系二色性染料が混入された液晶層を有し、無電界時に前
側から入射した光を吸収し、電界印加時に前側から入射
した光をその偏光状態のまま反射して前側に出射する反
射型液晶表示素子とし、前記、位相差板を、透過光の常
光と異常光との間に1/4波長の位相差を与えるλ/4
位相差板とするのが好ましい。
In this case, the reflective display element has a liquid crystal layer in which a black dichroic dye is mixed, absorbs light incident from the front side when no electric field is applied, and absorbs light incident from the front side when an electric field is applied. Is a reflection type liquid crystal display device that reflects the light in its polarized state and emits it to the front side, and the retardation plate gives a phase difference of ¼ wavelength between the ordinary light of the transmitted light and the extraordinary light.
A retardation plate is preferable.

【0014】また、前記回折格子積層体は、無電界時に
赤の波長帯域の波長光を反射または透過させる回折格子
素子と、無電界時に緑の波長帯域の波長光を反射または
透過させる回折格子素子と、無電界時に青の波長帯域の
波長光を反射または透過させる回折格子素子との積層体
が望ましい。
The diffraction grating laminate has a diffraction grating element that reflects or transmits wavelength light in the red wavelength band when there is no electric field and a diffraction grating element that reflects or transmits wavelength light in the green wavelength band when there is no electric field. And a diffraction grating element that reflects or transmits wavelength light in the blue wavelength band when there is no electric field is desirable.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】図1〜図5はこの発明の第1の実
施例を示しており、図1は投影型表示装置の平面図であ
る。
1 to 5 show a first embodiment of the present invention, and FIG. 1 is a plan view of a projection type display device.

【0016】この実施例の投影型表示装置は、図1に示
したように、光源1と、前記光源1の光を複数の波長帯
域に時分割で抽出する光抽出手段として設けられた回折
格子積層体4と、光の分離と合成のためのビームスプリ
ッタ14と、入射光から画像光を生成する第1と第2の
反射型表示体17a,17bと、投影系29とを備えて
いる。
As shown in FIG. 1, the projection type display apparatus of this embodiment has a light source 1 and a diffraction grating provided as a light extracting means for extracting the light of the light source 1 into a plurality of wavelength bands in a time division manner. The laminated body 4, a beam splitter 14 for separating and combining light, first and second reflective display bodies 17a and 17b for generating image light from incident light, and a projection system 29 are provided.

【0017】前記光源1は、高輝度の白色光を出射する
白色光源であり、その出射側に、前記光源1からの出射
光を均一な強度分布の光にするための導光ロッド2が配
置され、さらにその出射側に、前記導光ロッド2からの
出射光を平行光にするためのコンデンサレンズ3が配置
されている。
The light source 1 is a white light source that emits white light of high brightness, and a light guide rod 2 for arranging the light emitted from the light source 1 into light having a uniform intensity distribution is arranged on the light emitting side. A condenser lens 3 for collimating the light emitted from the light guide rod 2 into parallel light is arranged on the light emitting side.

【0018】なお、前記導光ロッド2は、例えば角棒状
の透明ロッドであり、その一端面から入射した光を、図
に破線で示したようにロッド側面と外気である空気層と
の界面で全反射しながら導いて、均一な強度分布の光を
他端から出射する。
The light guiding rod 2 is, for example, a rectangular rod-shaped transparent rod, and the light incident from one end surface of the light guiding rod 2 is at the interface between the rod side surface and the air layer as the outside air as shown by the broken line in the figure. The light is guided while being totally reflected, and the light having a uniform intensity distribution is emitted from the other end.

【0019】前記光抽出手段として設けられた回折格子
積層体4は、無電界時は可視光帯域のうちの特定の波長
帯域と他の波長帯域との一方の波長帯域の波長光を反射
し、他方の波長帯域の波長光を透過させる回折格子効果
をもち、電界の印加により前記回折格子効果を失って前
記可視光帯域の全ての波長光を透過させる複数の回折格
子素子を積層し、且つ前記複数の回折格子素子の無電界
時の反射/透過波長帯域を互いに異ならせたものであ
る。
The diffraction grating laminated body 4 provided as the light extraction means reflects the wavelength light in one wavelength band of the specific wavelength band and the other wavelength band of the visible light band when there is no electric field, Having a diffraction grating effect of transmitting wavelength light of the other wavelength band, a plurality of diffraction grating elements that lose the diffraction grating effect by application of an electric field and transmit all wavelength light of the visible light band are stacked, and A plurality of diffraction grating elements have different reflection / transmission wavelength bands when no electric field is applied.

【0020】この実施例で用いた回折格子積層体4は、
無電界時に赤の波長帯域の波長光Rを透過させ、他の波
長帯域の波長光を反射する回折格子効果をもち、電界の
印加により前記回折格子効果を失って可視光帯域の全て
の波長光を透過させる第1の回折格子素子5Rと、無電
界時に緑の波長帯域の波長光Gを透過させ、他の波長帯
域の波長光を反射する回折格子効果をもち、電界の印加
により前記回折格子効果を失って可視光帯域の全ての波
長光を反射する第2の回折格子素子5Gと、無電界時に
青の波長帯域の波長光Bを透過させ、他の波長帯域の波
長光を反射する回折格子効果をもち、電界の印加により
前記回折格子効果を失って可視光帯域の全ての波長光を
透過させる第3の回折格子素子5Bとの積層体からなっ
ている。
The diffraction grating laminate 4 used in this embodiment is
Has a diffraction grating effect of transmitting wavelength light R in the red wavelength band and reflecting wavelength lights of other wavelength bands when there is no electric field, and loses the diffraction grating effect due to the application of an electric field, and all wavelength light in the visible light band. Has a diffraction grating effect of transmitting wavelength light G in the green wavelength band when there is no electric field and reflecting wavelength light in other wavelength bands when there is no electric field. The second diffraction grating element 5G that loses its effect and reflects all wavelength light in the visible light band, and the diffraction that transmits the wavelength light B in the blue wavelength band when there is no electric field and reflects the wavelength light in other wavelength bands. It is composed of a laminated body with a third diffraction grating element 5B which has a grating effect and loses the diffraction grating effect by application of an electric field and transmits light of all wavelengths in the visible light band.

【0021】図2は前記回折格子積層体4を構成する第
1〜第3の回折格子素子5R,5G,5Bのうちの第1
の回折格子素子5Rの一部分の断面図、図3および図4
は前記第1の回折格子素子5Rの無電界時および電界印
加時の拡大断面図である。
FIG. 2 shows the first of the first to third diffraction grating elements 5R, 5G and 5B constituting the diffraction grating laminate 4.
Sectional views of a part of the diffraction grating element 5R of FIG.
FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view of the first diffraction grating element 5R when there is no electric field and when an electric field is applied.

【0022】この回折格子素子5Rは、対向配置された
一対の透明基板6,7の内面にそれぞれ一枚膜状の透明
電極8,9が形成され、前記一対の基板6,7間に、高
分子層11と前記高分子層11中に分散された複数の液
晶層12とからなる高分子/液晶複合層10が設けられ
たものであり、前記一対の基板6,7は、その周縁部に
おいて図示しない枠状のシール材を介して接合されてお
り、前記高分子/液晶複合層10は、前記一対の基板
6,7間の前記シール材により囲まれた領域に設けられ
ている。
In this diffraction grating element 5R, single film-like transparent electrodes 8 and 9 are formed on the inner surfaces of a pair of transparent substrates 6 and 7 which face each other. A polymer / liquid crystal composite layer 10 including a molecular layer 11 and a plurality of liquid crystal layers 12 dispersed in the polymer layer 11 is provided, and the pair of substrates 6 and 7 are provided at their peripheral portions. The polymer / liquid crystal composite layer 10 is bonded via a frame-shaped seal material (not shown), and is provided in a region surrounded by the seal material between the pair of substrates 6 and 7.

【0023】この第1の回折格子素子5Rの高分子/液
晶複合層10の複数の液晶層12は、正の誘電異方性を
もち、液晶分子12aが図3のようにランダムな方向に
向いた無電界時に、可視光帯域のうちの赤の波長帯域の
波長光に対して前記高分子層11と実質的に等しい屈折
率を示し、他の波長帯域の波長光に対して前記高分子層
11とは異なる屈折率を示すとともに、前記電極8,9
間への電界の印加により前記液晶分子12aが図4のよ
うに基板6,7面に対して実質的に垂直な方向に分子長
軸を揃えて配列したときに、可視光帯域の全ての波長光
に対して前記高分子層11と実質的に等しい屈折率を示
す屈折率の波長依存性をもったネマティック液晶からな
っている。
The plurality of liquid crystal layers 12 of the polymer / liquid crystal composite layer 10 of the first diffraction grating element 5R have positive dielectric anisotropy, and the liquid crystal molecules 12a are oriented in random directions as shown in FIG. In the absence of an electric field, the polymer layer 11 exhibits a refractive index substantially equal to that of the polymer layer 11 with respect to the wavelength light in the red wavelength band of the visible light band, and the polymer layer with respect to the wavelength light in other wavelength bands. 11 has a refractive index different from that of the above-mentioned electrodes 8 and 9 and
When the liquid crystal molecules 12a are aligned with their long axes aligned in a direction substantially perpendicular to the surfaces of the substrates 6 and 7 by applying an electric field between them, all wavelengths in the visible light band are It is made of a nematic liquid crystal having a wavelength dependence of the refractive index which shows a refractive index substantially equal to that of the polymer layer 11 with respect to light.

【0024】そして、前記高分子/液晶複合層10は、
図2〜図4に示したように、前記複数の液晶層12が実
質的に、一対の基板6,7の横軸に沿った方向(図にお
いて紙面に垂直な方向)と平行で、且つ基板面の垂線に
対して一方の方向に30°〜60°程度の傾斜角で傾い
た複数の傾斜面の長さ方向及び幅方向(高分子/液晶複
合層10の厚さ方向)に沿って並んだ構造となってい
る。
The polymer / liquid crystal composite layer 10 is
As shown in FIGS. 2 to 4, the plurality of liquid crystal layers 12 are substantially parallel to the direction along the horizontal axis of the pair of substrates 6 and 7 (the direction perpendicular to the plane of the drawing) and the substrates. Arranged along the length direction and the width direction (thickness direction of the polymer / liquid crystal composite layer 10) of a plurality of inclined surfaces inclined at an inclination angle of about 30 ° to 60 ° in one direction with respect to the vertical line of the surface. It has a structure.

【0025】なお、図2〜図4では便宜上、前記高分子
/液晶複合層10の複数の液晶層12を整然と並んでい
るように示しているが、前記複数の液晶層12の並び状
態は、実際には整然とした並び状態ではなく、実質的に
前記複数の傾斜面に沿って並んだ状態である。
2 to 4, the plurality of liquid crystal layers 12 of the polymer / liquid crystal composite layer 10 are shown to be arranged in order, but the arrangement state of the plurality of liquid crystal layers 12 is as follows. Actually, it is not in an orderly arranged state, but in a state substantially arranged along the plurality of inclined surfaces.

【0026】また、図2〜図4では、前記複数の傾斜面
に沿って並んだ各液晶層群の間隔を大きく誇張して示し
ているが、これらの液晶層群の間隔は、数μm〜数十μ
m程度である。
2 to 4, the intervals between the liquid crystal layer groups arranged along the plurality of inclined surfaces are greatly exaggerated, but the intervals between these liquid crystal layer groups are several .mu.m. Tens of μ
It is about m.

【0027】この第1の回折格子素子5Rは、前記電極
8,9間に電界が印加されない無電界時、つまり高分子
/液晶複合層10の液晶層12の液晶分子12aがラン
ダムな方向に向いた状態にあり、前記液晶層12が赤の
波長帯域の波長光に対して前記高分子層11と実質的に
等しい屈折率を示し、他の波長帯域の波長光に対して前
記高分子層11とは異なる屈折率を示すときに、図3の
ように、一方の面から入射した白色光Wのうちの赤の波
長帯域の波長光Rを透過させ、他の波長帯域である緑と
青の波長帯域の波長光G,Bを、前記高分子層11と液
晶層12との界面で前記液晶層12の並び面(傾斜面)
に対する入射角に応じた反射角で反射するとともに、前
記電極8,9間に前記高分子/液晶複合層10の液晶層
12の液晶分子12aが基板6,7面に対して実質的に
垂直に配向する電界を印加したときに、図4のように、
一方の面から入射した白色光Wをそのまま透過させる。
In this first diffraction grating element 5R, when no electric field is applied between the electrodes 8 and 9, that is, when the liquid crystal molecules 12a of the liquid crystal layer 12 of the polymer / liquid crystal composite layer 10 are oriented in random directions. In this state, the liquid crystal layer 12 exhibits a refractive index substantially equal to that of the polymer layer 11 with respect to the wavelength light in the red wavelength band, and the polymer layer 11 with respect to the wavelength light in the other wavelength band. 3 shows a refractive index different from that of FIG. 3, it transmits the wavelength light R of the red wavelength band of the white light W incident from one surface and transmits the other wavelength bands of green and blue. The wavelength lights G and B in the wavelength band are arranged on the interface between the polymer layer 11 and the liquid crystal layer 12, and the alignment surface (tilted surface) of the liquid crystal layer 12 is formed.
And the liquid crystal molecules 12a of the liquid crystal layer 12 of the polymer / liquid crystal composite layer 10 are substantially perpendicular to the surfaces of the substrates 6 and 7 between the electrodes 8 and 9. When an aligning electric field is applied, as shown in FIG.
The white light W incident from one surface is transmitted as it is.

【0028】なお、前記第2と第3の回折格子素子5
G,5Bは、図示しないが、前記第1の回折格子素子5
Rと同様な構成のものであり、第2の回折格子素子5G
の高分子/液晶複合層の複数の液晶層は、液晶分子がラ
ンダムな方向に向いた無電界時に、可視光帯域のうちの
緑の波長帯域の波長光Gに対して高分子層と実質的に等
しい屈折率を示し、他の波長帯域の波長光に対して高分
子層とは異なる屈折率を示すとともに、前記液晶分子が
基板面に対して実質的に垂直に配列したときに、可視光
帯域の全ての波長光に対して前記高分子層と実質的に等
しい屈折率を示す屈折率の波長依存性をもっている。
The second and third diffraction grating elements 5 are
Although not shown, G and 5B are the first diffraction grating element 5
The second diffraction grating element 5G has the same configuration as R.
The plurality of liquid crystal layers of the polymer / liquid crystal composite layer are substantially as polymer layers with respect to the wavelength light G in the green wavelength band of the visible light band when the liquid crystal molecules are oriented in random directions and no electric field is applied. And a refractive index different from that of the polymer layer for light in other wavelength bands, and when the liquid crystal molecules are aligned substantially perpendicular to the substrate surface, visible light The wavelength dependence of the refractive index is substantially the same as that of the polymer layer for all wavelength light in the band.

【0029】また、第3の回折格子素子5Bの高分子/
液晶複合層の複数の液晶層は、液晶分子がランダムな方
向に向いた無電界時に、可視光帯域のうちの青の波長帯
域の波長光Bに対して高分子層と実質的に等しい屈折率
を示し、他の波長帯域の波長光に対して高分子層とは異
なる屈折率を示すとともに、前記液晶分子が基板面に対
して実質的に垂直に配列したときに、可視光帯域の全て
の波長光に対して前記高分子層と実質的に等しい屈折率
を示す屈折率の波長依存性をもっている。
Further, the polymer of the third diffraction grating element 5B /
The plurality of liquid crystal layers of the liquid crystal composite layer have a refractive index substantially equal to that of the polymer layer with respect to the wavelength light B in the blue wavelength band of the visible light band when the liquid crystal molecules are oriented in random directions and no electric field is applied. Shows a refractive index different from that of the polymer layer for light of wavelengths in other wavelength bands, and when the liquid crystal molecules are aligned substantially perpendicular to the substrate surface, all visible light bands are shown. The wavelength dependence of the refractive index is substantially the same as that of the polymer layer with respect to wavelength light.

【0030】すなわち、前記第2の回折格子素子5G
は、無電界時に一方の面から入射した白色光Wのうちの
緑の波長帯域の波長光Gを透過させ、他の波長帯域であ
る赤と青の波長帯域の波長光R,Bを反射するととも
に、電界印加時に一方の面から入射した白色光Wをその
まま透過させ、前記第3の回折格子素子5Bは、無電界
時に一方の面から入射した白色光Wのうちの青の波長帯
域の波長光Bを透過させ、他の波長帯域である赤と緑の
波長帯域の波長光R,Gを反射するとともに、電界印加
時に一方の面から入射した白色光Wをそのまま透過させ
る。
That is, the second diffraction grating element 5G
Transmits the wavelength light G in the green wavelength band of the white light W incident from one surface when there is no electric field and reflects the wavelength lights R and B in the other wavelength bands of red and blue. At the same time, the white light W incident from one surface when an electric field is applied is transmitted as it is, and the third diffraction grating element 5B has a wavelength in the blue wavelength band of the white light W incident from one surface when no electric field is applied. The light B is transmitted, the wavelength lights R and G in the other wavelength bands of red and green are reflected, and the white light W incident from one surface when an electric field is applied is transmitted as it is.

【0031】そして、前記第1〜第3の回折格子素子5
R,5G,5Bは、それぞれの高分子/液晶複合層10
の液晶層12の並び面(傾斜面)を互いに平行にして積
層されている。
The first to third diffraction grating elements 5 are
R, 5G and 5B are the respective polymer / liquid crystal composite layers 10
The liquid crystal layers 12 are laminated such that the aligned surfaces (tilted surfaces) thereof are parallel to each other.

【0032】なお、図1に示した回折格子積層体4は、
前記第1〜第3の回折格子素子5R,5G,5Bを、第
1の回折格子素子5R、第2の回折格子素子5G、第3
の回折格子素子5Bの順で積層したものであるが、前記
回折格子素子5R,5G,5Bの積層順は任意でよい。
The diffraction grating laminate 4 shown in FIG.
The first to third diffraction grating elements 5R, 5G, and 5B are replaced by a first diffraction grating element 5R, a second diffraction grating element 5G, and a third diffraction grating element 5G.
The diffraction grating elements 5B are laminated in this order, but the diffraction grating elements 5R, 5G, 5B may be laminated in any order.

【0033】前記回折格子積層体4は、図1に示したよ
うに、前記光源1の出射側(コンデンサレンズ3の出射
側)に、その入射面を前記光源1からの光の入射方向に
対して略垂直にして配置されている。
As shown in FIG. 1, the diffraction grating laminate 4 has an incident surface on the emission side of the light source 1 (emission side of the condenser lens 3) with respect to the incident direction of the light from the light source 1. Are arranged almost vertically.

【0034】そして、この回折格子積層体4の各回折格
子素子5R,5G,5Bには、これらの回折格子素子5
R,5G,5Bを、一定周期、例えば20msec〜30
msecの周期で順次選択してその回折格子素子を無電界
状態とし、他の回折格子素子に電界を印加する回折格子
駆動回路13が接続されている。
The diffraction grating elements 5R, 5G and 5B of the diffraction grating laminate 4 are provided with the diffraction grating elements 5
R, 5G, 5B are set to a constant cycle, for example, 20 msec to 30
A diffraction grating drive circuit 13 is connected to sequentially select the diffraction grating elements in a cycle of msec to put them in a non-electric field state and apply an electric field to other diffraction grating elements.

【0035】また、前記ビームスプリッタ14は、前記
回折格子積層体4からなる光抽出手段で抽出した光をさ
らに2つの光束に分離して前記第1と第2の反射型表示
体17a,17bに入射させ、前記第1と第2の反射型
表示体17a,17bが生成した画像光を合成するため
に設けられている。
Further, the beam splitter 14 further separates the light extracted by the light extracting means composed of the diffraction grating laminated body 4 into two light fluxes to be divided into the first and second reflection type display bodies 17a and 17b. It is provided so as to be incident and to combine the image lights generated by the first and second reflective display bodies 17a and 17b.

【0036】前記ビームスプリッタ14は、断面形状が
直角二等辺三角形状の2つの棒状プリズム15a,15
bを、それぞれの傾斜面を互いに対向させるとともに、
その間に、入射光の互いに直交する2つの偏光成分のう
ち、一方の偏光成分(以下、S偏光成分という)の光を
反射し、他方の偏光成分(以下、P偏光成分という)の
光を透過させる反射偏光層16を挟んで貼り合わせてな
る偏光ビームスプリッタであり、その外周面のうち、1
つの面が入射面14aとされ、この入射面14aに対し
て垂直な2つの面の一方が第1の入出射面14bとさ
れ、前記入射面14aとは反対側の面が第2の入出射面
14b,14cとされ、前記入射面14aに対して垂直
な2つの面の他方が出射面14dとされている。
The beam splitter 14 has two rod-shaped prisms 15a, 15 having a cross-section of an isosceles right triangle.
b, while making the respective inclined surfaces face each other,
In the meantime, of the two polarized light components of the incident light which are orthogonal to each other, one polarized light component (hereinafter referred to as S polarized light component) is reflected and the other polarized light component (hereinafter referred to as P polarized light component) is transmitted. A polarizing beam splitter is formed by laminating the reflective polarizing layer 16 with the reflective polarizing layer 16 interposed therebetween, and
One surface is an entrance surface 14a, one of two surfaces perpendicular to the entrance surface 14a is a first entrance / exit surface 14b, and a surface opposite to the entrance surface 14a is a second entrance / exit surface. Surfaces 14b and 14c, and the other of the two surfaces perpendicular to the entrance surface 14a is the exit surface 14d.

【0037】この偏光ビームスプリッタ14は、前記入
射面14aから入射した光の互いに直交する2つの偏光
成分のうち、一方の偏光成分であるS偏光成分の光を、
前記反射偏光層16により反射して前記第1の入出射面
14bから出射し、他方の偏光成分であるP偏光成分の
光を、前記反射偏光層16を透過させて前記第2の入出
射面14cから出射するとともに、前記第1の入出射面
14bから入射した前記P偏光成分の光を、前記反射偏
光層16を透過させて前記出射面14dから出射し、前
記第2の入出射面14cから入射した前記S偏光成分の
光を、前記反射偏光層16により反射して前記出射面1
4dから出射する。
The polarization beam splitter 14 converts the light of the S polarization component, which is one of the two polarization components of the light incident from the incident surface 14a, which are orthogonal to each other,
The light of the P-polarized light component which is reflected by the reflective polarization layer 16 and is emitted from the first incident / emission surface 14b, and the other polarized light component is transmitted through the reflective polarization layer 16 to be the second incident / emission surface. The light of the P-polarized component that is emitted from the first incident / emission surface 14b is transmitted through the reflective polarization layer 16 and emitted from the emission surface 14d, and the second incident / emission surface 14c is emitted. The light of the S-polarized component that has entered from is reflected by the reflective polarization layer 16 and is emitted from the exit surface 1
Emit from 4d.

【0038】そして、この偏光ビームスプリッタ14
は、前記回折格子積層体4の透過光の出射側に、その入
射面14aを前記回折格子積層体4の透過光出射面と略
平行にして、前記回折格子積層体4から出射した前記透
過光を前記入射面14aに略垂直に入射させるように配
置されている。
Then, this polarization beam splitter 14
Is the transmitted light emitted from the diffraction grating laminate 4 with the incident surface 14a thereof being substantially parallel to the transmitted light emission surface of the diffraction grating laminated body 4 on the emission side of the transmitted light of the diffraction grating laminated body 4. Are arranged so as to be incident on the incident surface 14a substantially vertically.

【0039】前記第1と第2の反射型表示体17a,1
7bは、いずれも、前側からの入射光を反射し、その反
射光を前側に出射して前記入射光の波長帯域の色の単色
画像を表示するとともに、前記入射光に対して偏光面が
実質的に90°回転した偏光状態の光を前側に出射する
ものである。
The first and second reflection type display bodies 17a, 1
Each of 7b reflects incident light from the front side, emits the reflected light to the front side, displays a monochromatic image of a color in the wavelength band of the incident light, and has a polarization plane substantially to the incident light. The light in the polarization state that is rotated by 90 ° is emitted to the front side.

【0040】図5は前記第1と第2の反射型表示体17
a,17bのうちの第1の反射型表示体17aの一部分
の断面図であり、この反射型表示体17aは、前側から
の入射光を反射し、その反射光を前側に出射して前記入
射光の波長帯域の色の単色画像を表示する反射型表示素
子18aと、この反射型表示素子18aの前側に配置さ
れた位相差板27aとからなっている。
FIG. 5 shows the first and second reflective display bodies 17 described above.
2A is a cross-sectional view of a part of a first reflective display body 17a of a and 17b, which reflects incident light from the front side and emits the reflected light to the front side to input the light. The reflective display element 18a displays a monochromatic image of a color in the wavelength band of the emitted light, and the retardation plate 27a arranged in front of the reflective display element 18a.

【0041】前記反射型表示素子18aは、例えばGH
(ゲストホスト)効果型の反射型液晶表示素子であり、
光の入出射側である前側の透明基板19と、この前側基
板19に対向する後側の透明基板20との内面にそれぞ
れ行方向および列方向にマトリックス状に配列する画素
を形成する透明電極21,22と、前記電極21,22
を覆って形成された配向膜23,24が設けられ、これ
らの基板19,20間に、黒色系の二色性染料が混入さ
れたネマティック液晶層25が設けられるとともに、後
側基板20の外面または内面(図では外面)に、反射膜
26が設けられた構成となっている。
The reflective display element 18a is, for example, GH.
(Guest host) An effect type reflective liquid crystal display device,
Transparent electrodes 21 that form pixels arranged in a matrix in the row direction and the column direction on the inner surfaces of the front transparent substrate 19 that is the light input / output side and the rear transparent substrate 20 that faces the front substrate 19. , 22 and the electrodes 21, 22
Alignment films 23 and 24 are formed so as to cover the substrate, a nematic liquid crystal layer 25 in which a black dichroic dye is mixed is provided between the substrates 19 and 20, and the outer surface of the rear substrate 20 is provided. Alternatively, the reflective film 26 is provided on the inner surface (the outer surface in the figure).

【0042】この液晶表示素子17aは、TFT(薄膜
トランジスタ)を能動素子とするアクティブマトリック
ス液晶表示素子であり、一方の基板、例えば後側基板2
0の内面に設けられた電極22は、行方向および列方向
にマトリックス状に配列する複数の画素電極、他方の前
側基板19の内面に設けられた電極21は、前記複数の
画素電極22に対向する一枚膜状の対向電極である。
The liquid crystal display element 17a is an active matrix liquid crystal display element having a TFT (thin film transistor) as an active element, and is one substrate, for example, the rear substrate 2
The electrode 22 provided on the inner surface of 0 is a plurality of pixel electrodes arranged in a matrix in the row direction and the column direction, and the electrode 21 provided on the inner surface of the other front substrate 19 is opposed to the plurality of pixel electrodes 22. This is a single film-shaped counter electrode.

【0043】なお、図5では省略しているが、前記後側
基板20の内面には、前記複数の画素電極22にそれぞ
れ接続された複数のTFTと、各行のTFTにそれぞれ
ゲート信号を供給する複数のゲート配線と、各列のTF
Tにそれぞれデータ信号を供給する複数のデータ配線が
設けられている。
Although not shown in FIG. 5, on the inner surface of the rear substrate 20, a plurality of TFTs respectively connected to the plurality of pixel electrodes 22 and a gate signal are supplied to the TFTs in each row. Multiple gate lines and TF in each column
A plurality of data lines for supplying data signals to T are respectively provided.

【0044】また、前記一対の基板19,20は、その
周縁部において図示しない枠状のシール材を介して接合
されており、前記液晶層25は、前記一対の基板19,
20間の前記シール材により囲まれた領域に設けられて
いる。
The pair of substrates 19 and 20 are bonded to each other at their peripheral portions via a frame-shaped sealing material (not shown), and the liquid crystal layer 25 is connected to the pair of substrates 19 and 20.
It is provided in a region surrounded by the sealing material between 20.

【0045】そして、前記液晶層25の液晶分子25a
と染料分子25bは、一対の基板19,20の内面に設
けられた配向膜23,24によりそれぞれの基板19,
20の近傍における配向方向を規制され、これらの基板
19,20間において所定のツイスト角、例えば90°
のツイスト角でツイスト配向している。
Liquid crystal molecules 25a of the liquid crystal layer 25
The dye molecules 25b and the dye molecules 25b are formed on the inner surfaces of the pair of substrates 19 and 20 by the alignment films 23 and 24, respectively.
The orientation direction in the vicinity of 20 is regulated, and a predetermined twist angle, for example, 90 ° is provided between these substrates 19 and 20.
The twist orientation is at the twist angle of.

【0046】この液晶表示素子17aは、その各画素の
電極21,22間への電界の印加により前記液晶層25
の液晶分子25aと染料分子25bの配向状態を制御さ
れて画像を表示するものであり、前記電極21,22間
に電界が印加されない無電界時、つまり前記液晶層25
の液晶分子25aと染料分子25bがツイスト配向状態
にあるときは、前側から入射した光が染料分子25bに
より吸収され、その画素の表示が黒の暗表示になる。
In the liquid crystal display element 17a, the liquid crystal layer 25 is formed by applying an electric field between the electrodes 21 and 22 of each pixel.
Of the liquid crystal molecules 25a and the dye molecules 25b are controlled to display an image, and no electric field is applied between the electrodes 21 and 22, that is, the liquid crystal layer 25.
When the liquid crystal molecules 25a and the dye molecules 25b are in the twist alignment state, the light incident from the front side is absorbed by the dye molecules 25b, and the display of the pixel becomes black dark display.

【0047】また、前記電極21,22間に液晶分子2
5aを基板19,20面に対して実質的に垂直に立上が
り配向させる電界を印加すると、染料分子25bが前記
液晶分子25aとともに立上がり配向し、前側から入射
した光が染料分子25bにより吸収されることなく液晶
層25を透過して前記反射膜26により反射され、その
反射光が前記液晶層25を再び透過して前側に出射し、
その画素の表示が明表示になる。
The liquid crystal molecule 2 is provided between the electrodes 21 and 22.
When an electric field is applied to vertically orient 5a substantially perpendicularly to the surfaces of the substrates 19 and 20, the dye molecules 25b are vertically aligned with the liquid crystal molecules 25a, and the light incident from the front side is absorbed by the dye molecules 25b. Without passing through the liquid crystal layer 25 and reflected by the reflection film 26, the reflected light passes through the liquid crystal layer 25 again and is emitted to the front side,
The display of that pixel becomes a bright display.

【0048】一方、前記位相差板27aは、透過光の常
光と異常光との間に1/4波長の位相差を与えるλ/4
位相差板であり、その遅相軸を所定の方向に向けて前記
反射型液晶表示素子18aの前側基板19の外面に貼り
付けられている。
On the other hand, the retardation plate 27a gives a λ / 4 phase difference of ¼ wavelength between the ordinary ray of the transmitted light and the extraordinary ray.
The retardation plate is attached to the outer surface of the front substrate 19 of the reflective liquid crystal display element 18a with its slow axis directed in a predetermined direction.

【0049】なお、図5には第1の反射型表示体17a
を示したが、第2の反射型表示体17bも、前記第1の
反射型表示体17aと同じ構成のものであり、例えばG
H効果型の反射型アクティブマトリックス液晶表示素子
18bと、その前側に配置されたλ/4位相差板27b
とからなっている。
Incidentally, FIG. 5 shows the first reflection type display 17a.
However, the second reflective display body 17b also has the same configuration as the first reflective display body 17a, for example, G
H-effect reflection type active matrix liquid crystal display element 18b and λ / 4 retardation plate 27b arranged in front of it
It consists of

【0050】そして、図1に示したように、前記第1の
反射型表示体17aは、その入出射面である前記λ/4
位相差板27aの外面を前記偏光ビームスプリッタ14
の第1の入出射面14bに対向させて配置され、前記第
2の反射型表示体17bは、その入出射面である前記λ
/4位相差板27bの外面を前記偏光ビームスプリッタ
14の第2の入出射面14cに対向させて配置されてい
る。
Then, as shown in FIG. 1, the first reflection type display 17a has the λ / 4 which is the entrance / exit surface thereof.
The outer surface of the phase difference plate 27a is attached to the polarization beam splitter 14
Of the second reflection type display body 17b, which is disposed so as to face the first entrance / exit surface 14b of the λ.
The outer surface of the / 4 phase plate 27b is arranged so as to face the second incident / emission surface 14c of the polarization beam splitter 14.

【0051】なお、前記第1の反射型表示体17aと第
2の反射型表示体17bの反射型液晶表示素子18a,
18bは同じ画素数および画素ピッチのものであり、こ
の第1の反射型表示体17aと第2の反射型表示体17
bはそれぞれ、その反射型液晶表示素子18a,18b
の画面の中心を、前記偏光ビームスプリッタ14の反射
偏光層16の中心に対向させて配置されている。
The reflection type liquid crystal display elements 18a of the first reflection type display body 17a and the second reflection type display body 17b,
18b has the same number of pixels and the same pixel pitch, and the first reflection type display 17a and the second reflection type display 17
b are the reflection type liquid crystal display elements 18a and 18b, respectively.
The center of the screen is arranged so as to face the center of the reflective polarization layer 16 of the polarization beam splitter 14.

【0052】また、前記第1の反射型表示体17aのλ
/4位相差板27は、その遅相軸を、前記偏光ビームス
プリッタ14の入射面14aから入射して第1の入出射
面14bから出射する前記S偏光成分の光の偏光面に対
して実質的に45°の角度で交差させて配置され、前記
第2の反射型表示体17bのλ/4位相差板27は、そ
の遅相軸を、前記偏光ビームスプリッタ14の入射面1
4aから入射して第2の入出射面14cから出射する前
記P偏光成分の光の偏光面に対して実質的に45°の角
度で交差させて配置されている。
Further, λ of the first reflective display body 17a is
The / 4 retardation plate 27 has its slow axis substantially with respect to the polarization plane of the light of the S-polarized component that enters from the entrance surface 14a of the polarization beam splitter 14 and exits from the first entrance / exit surface 14b. And the λ / 4 retardation plate 27 of the second reflective display body 17b has its slow axis at the incidence plane 1 of the polarization beam splitter 14.
4a and the light exiting from the second entrance / exit surface 14c are arranged so as to intersect the polarization plane of the light of the P-polarized component at an angle of substantially 45 °.

【0053】さらに、前記第1の反射型表示体17aと
第2の反射型表示体17bの反射型液晶表示素子18
a,18bには、これらの液晶表示素子18a,18b
に同じ画像を同期させて表示させる表示素子駆動回路2
8が接続されている。
Further, the reflective liquid crystal display elements 18 of the first reflective display body 17a and the second reflective display body 17b.
a and 18b are liquid crystal display elements 18a and 18b.
Display element drive circuit 2 for synchronizing and displaying the same image on the display
8 is connected.

【0054】この表示素子駆動回路28は、前記反射型
液晶表示素子18a,18bの複数の画素行を順次選択
してその画素行のゲート配線に順次ゲート信号を出力す
るとともに、各画素行の選択タイミングで前記液晶表示
素子18a,18bの複数のデータ配線に画像データに
応じたデータ信号を出力するものであり、前記第1と第
2の反射型液晶表示体17a,17bの反射型液晶表示
素子18a,18bはそれぞれ、前記表示素子駆動回路
28により駆動され、前記回折格子積層体から順次出射
する複数の色の着色光の出射に同期させて、その着色光
の色の単色画像データを順次書込まれる。
The display element drive circuit 28 sequentially selects a plurality of pixel rows of the reflective liquid crystal display elements 18a and 18b, sequentially outputs a gate signal to the gate wiring of the pixel rows, and selects each pixel row. A data signal corresponding to image data is output to a plurality of data lines of the liquid crystal display elements 18a and 18b at a timing, and the reflection type liquid crystal display elements of the first and second reflection type liquid crystal display bodies 17a and 17b. 18a and 18b are driven by the display element drive circuit 28, respectively, in synchronization with the emission of colored lights of a plurality of colors sequentially emitted from the diffraction grating laminate, and sequentially write the monochromatic image data of the colors of the colored lights. Get caught.

【0055】また、前記投影系29は、複数枚のレンズ
を組合わせて構成された投影レンズ30からなってお
り、前記偏光ビームスプリッタの出射面14dに対向さ
せて配置されている。
The projection system 29 is composed of a projection lens 30 constructed by combining a plurality of lenses, and is arranged so as to face the exit surface 14d of the polarization beam splitter.

【0056】この投影型表示装置は、前記光源1から白
色光Wを出射させ、前記回折格子積層体4の第1〜第3
の回折格子素子5R,5G,5Bを順次選択してその回
折格子素子を無電界状態とし、他の回折格子素子に電界
を印加するとともに、前記第1と第2の反射型表示体1
7a,17bの反射型液晶表示素子18a,18bにそ
れぞれ、前記回折格子積層体4の第1と第2の入出射面
14b、14cから順次出射する前記複数の色の着色光
の出射に同期させて、その着色光の色の単色画像データ
を順次書込むことにより駆動される。
In this projection display device, white light W is emitted from the light source 1, and the first to third diffraction grating laminated bodies 4 are arranged.
The diffraction grating elements 5R, 5G, and 5B are sequentially selected to bring the diffraction grating elements into a non-electric field state, an electric field is applied to the other diffraction grating elements, and the first and second reflection type display bodies 1 are provided.
The reflection type liquid crystal display elements 18a and 18b of 7a and 17b are respectively synchronized with the emission of the colored lights of the plurality of colors sequentially emitted from the first and second entrance / exit surfaces 14b and 14c of the diffraction grating laminate 4. It is driven by sequentially writing monochromatic image data of the color of the colored light.

【0057】すなわち、前記回折格子積層体4は、その
第1〜第3の回折格子素子5R,5G,5Bを一定周期
(20msec〜30msecの周期)で順次選択してその回
折格子素子を無電界状態とし、他の回折格子素子に電界
を印加する回折格子駆動回路13により駆動され、前記
光源1からの白色光Wを、選択された回折格子素子の反
射/透過波長帯域の色の着色光とし、前記複数の回折格
子素子5R,5G,5Bの反射/透過波長帯域に応じた
複数の色、つまり赤、緑、青の着色光R,G,Bを順次
出射する。
That is, in the diffraction grating laminate 4, the first to third diffraction grating elements 5R, 5G and 5B are sequentially selected at a constant cycle (cycle of 20 msec to 30 msec) and the diffraction grating elements are subjected to no electric field. In this state, the white light W from the light source 1 is driven by the diffraction grating drive circuit 13 that applies an electric field to the other diffraction grating elements, and the white light W from the light source 1 is changed to colored light in the reflection / transmission wavelength band of the selected diffraction grating element. , The plurality of colored lights R, G and B corresponding to the reflection / transmission wavelength bands of the plurality of diffraction grating elements 5R, 5G and 5B, that is, red, green and blue, are sequentially emitted.

【0058】この実施例では、図1に示したように、第
1〜第3の回折格子素子5R,5G,5Bを第1の回折
格子素子5R、第2の回折格子素子5G、第3の回折格
子素子5Bの順で積層した前記回折格子積層体4を、第
1の回折格子素子5Rを光源1側に向けて配置している
ため、第1の回折格子素子5Rを無電界状態とし、第2
と第3の回折格子素子5G,5Bに電界を印加したとき
に、前記光源1からの白色光Wのうちの緑と青の波長帯
域の光G,Bが、第1の回折格子素子5Rにより反射さ
れ、赤の波長帯域の光Rが、第1、第2、第3の回折格
子素子5R,5G,5Bを透過して出射する。
In this embodiment, as shown in FIG. 1, the first to third diffraction grating elements 5R, 5G and 5B are replaced by the first diffraction grating element 5R, the second diffraction grating element 5G and the third diffraction grating element 5G. Since the first diffraction grating element 5R is arranged toward the light source 1 side in the diffraction grating laminated body 4 in which the diffraction grating element 5B is laminated in this order, the first diffraction grating element 5R is set to the non-electric field state, Second
When an electric field is applied to the third diffraction grating elements 5G and 5B, the lights G and B in the green and blue wavelength bands of the white light W from the light source 1 are generated by the first diffraction grating element 5R. The light R in the red wavelength band that is reflected is transmitted through the first, second, and third diffraction grating elements 5R, 5G, and 5B and emitted.

【0059】また、第2の回折格子素子5Gを無電界状
態とし、第1と第3の回折格子素子5R,5Bに電界を
印加したときは、前記光源1からの白色光Wが第1の回
折格子素子5Rを透過して第2の回折格子素子5Gに入
射し、その白色光Wのうちの赤と青の波長帯域の光R,
Bが、この第2の回折格子素子5Gにより反射され、緑
の波長帯域の光Gが、前記第2と第3の回折格子素子5
G,5Bを透過して出射する。
Further, when the second diffraction grating element 5G is in the non-electric field state and the electric field is applied to the first and third diffraction grating elements 5R and 5B, the white light W from the light source 1 is the first. After passing through the diffraction grating element 5R and entering the second diffraction grating element 5G, light R in the red and blue wavelength bands of the white light W,
B is reflected by the second diffraction grating element 5G, and the light G in the green wavelength band is reflected by the second and third diffraction grating elements 5G.
G and 5B are transmitted and emitted.

【0060】さらに、第3の回折格子素子5Bを無電界
状態とし、第1と第2の回折格子素子5R,5Gに電界
を印加したときは、前記光源1からの白色光Wが第1と
第2の回折格子素子5R,5Gを透過して第3の回折格
子素子5Bに入射し、その白色光Wのうちの赤と緑の波
長帯域の光R,Gが、この第3の回折格子素子5Bによ
り反射され、青の波長帯域の光Bが、この第3の回折格
子素子5Bを透過して出射する。
Further, when the third diffraction grating element 5B is placed in the non-electric field state and an electric field is applied to the first and second diffraction grating elements 5R and 5G, the white light W from the light source 1 becomes first. The light R and G in the red and green wavelength bands of the white light W that has passed through the second diffraction grating elements 5R and 5G and enters the third diffraction grating element 5B is the third diffraction grating. The light B in the blue wavelength band reflected by the element 5B passes through the third diffraction grating element 5B and is emitted.

【0061】前記回折格子積層体4から出射した着色光
は、前記偏光ビームスプリッタ14にその入射面14a
から入射し、その光の互いに直交する2つの偏光成分の
うち、一方の偏光成分であるS偏光成分の光が、この偏
光ビームスプリッタ14の反射偏光層16により反射さ
れて、図1に実線で示したように第1の入出射面14b
から出射し、他方の偏光成分であるP偏光成分の光が、
前記反射偏光層16を透過して、図1に破線で示したよ
うに第2の入出射面14cから出射する。
The colored light emitted from the diffraction grating laminate 4 is incident on the polarization beam splitter 14 through its incident surface 14a.
The light of the S polarization component, which is one polarization component of the two polarization components of the light that are orthogonal to each other, is reflected by the reflective polarization layer 16 of the polarization beam splitter 14, and is indicated by a solid line in FIG. As shown, the first entrance / exit surface 14b
Of the P-polarized light component, which is the other polarized light component,
The light passes through the reflective polarizing layer 16 and is emitted from the second incident / emission surface 14c as shown by the broken line in FIG.

【0062】そして、前記偏光ビームスプリッタ14の
第1の入出射面14bから出射したS偏光成分の直線偏
光光は、前記第1の反射型表示体17aに入射し、前記
偏光ビームスプリッタ14の第2の入出射面14cから
出射したP偏光成分の直線偏光光は、前記第2の反射型
表示体17bに入射する。
Then, the linearly polarized light of the S-polarized light component emitted from the first entrance / exit surface 14b of the polarization beam splitter 14 enters the first reflection type display 17a, and the linear polarization light of the polarization beam splitter 14 The linearly polarized light of the P-polarized component emitted from the second entrance / exit surface 14c enters the second reflective display body 17b.

【0063】なお、図1は、前記回折格子積層体4の第
1の回折格子素子5Rを無電界状態とし、第2と第3の
回折格子素子5G,5Bに電界を印加したときの状態を
示しており、このときに前記回折格子積層体4から出射
する光は赤の着色光Rであるため、前記偏光ビームスプ
リッタ14の第1の入出射面14bから出射して第1の
反射型表示体17aに入射する光は、赤のS偏光成分の
直線偏光光Rsであり、前記偏光ビームスプリッタ14
の第2の入出射面14cから出射して第2の反射型表示
体17bに入射する光は、赤のP偏光成分の直線偏光光
Psである。
It should be noted that FIG. 1 shows a state in which the first diffraction grating element 5R of the diffraction grating laminate 4 is in an electric field-free state and an electric field is applied to the second and third diffraction grating elements 5G and 5B. Since the light emitted from the diffraction grating laminate 4 at this time is the red colored light R, it is emitted from the first entrance / exit surface 14b of the polarization beam splitter 14 and the first reflection type display. The light incident on the body 17a is the linearly polarized light Rs of the red S-polarized component, and the polarized beam splitter 14
The light emitted from the second incident / emission surface 14c and incident on the second reflective display body 17b is the linearly polarized light Ps of the red P-polarized component.

【0064】前記第1の反射型表示体17aに入射した
S偏光成分の直線偏光光は、この反射型表示体17aの
前側のλ/4位相差板27aにより常光と異常光との間
に1/4波長の位相差を与えられ、円偏光光となって反
射型液晶表示素子18aに入射し、前記第2の反射型表
示体17bに入射したP偏光成分の直線偏光光は、この
反射型表示体17bの前側のλ/4位相差板27bによ
り常光と異常光との間に1/4波長の位相差を与えら
れ、円偏光光となって反射型液晶表示素子18bに入射
する。
The linearly polarized light of the S-polarized light component incident on the first reflective display body 17a is set between the ordinary light and the extraordinary light by the λ / 4 retardation plate 27a on the front side of the reflective display body 17a. The linearly polarized light of the P-polarized light component, which has been given a phase difference of / 4 wavelength, becomes circularly polarized light, enters the reflective liquid crystal display element 18a, and enters the second reflective display body 17b. The λ / 4 retardation plate 27b on the front side of the display body 17b gives a quarter wavelength phase difference between the ordinary light and the extraordinary light, and becomes circularly polarized light and enters the reflective liquid crystal display element 18b.

【0065】一方、前記第1の反射型表示体17aと第
2の反射型表示体17bの反射型液晶表示素子18a,
18bは、前記表示素子駆動回路28により駆動され、
前記前記回折格子積層体4からの赤、緑、青の着色光
R,G,Bの出射にそれぞれ同期させて、その着色光の
色の単色画像データを順次書込まれる。
On the other hand, the reflective liquid crystal display elements 18a of the first reflective display body 17a and the second reflective display body 17b,
18b is driven by the display element drive circuit 28,
Synchronous with the emission of the red, green, and blue colored lights R, G, and B from the diffraction grating laminate 4, the monochromatic image data of the colors of the colored lights are sequentially written.

【0066】すなわち、図1のように前記回折格子積層
体4から赤の着色光Rを出射させるときは、前記反射型
液晶表示素子18a,18bに赤の単色画像データが書
込まれ、前記回折格子積層体4から緑の着色光Gを出射
させるときは、前記反射型液晶表示素子18a,18b
に緑の単色画像データが書込まれ、前記回折格子積層体
4から青の着色光Rを出射させるときは、前記反射型液
晶表示素子18a,18bに赤の単色画像データが書込
まれる。
That is, as shown in FIG. 1, when the red colored light R is emitted from the diffraction grating laminate 4, red monochromatic image data is written in the reflective liquid crystal display elements 18a and 18b, and the When the green colored light G is emitted from the lattice laminated body 4, the reflective liquid crystal display elements 18a and 18b are used.
When the green monochromatic image data is written in the, and the blue colored light R is emitted from the diffraction grating laminate 4, the red monochromatic image data is written in the reflective liquid crystal display elements 18a and 18b.

【0067】そして、反射型液晶表示素子18a,18
bはそれぞれ、上述したように、液晶層25の液晶分子
25aと染料分子25bがツイスト配向状態にある無電
界画素に入射した光を前記染料分子25bにより吸収
し、前記液晶分子25aと染料分子25bが基板19,
20面に対して実質的に垂直に立上がり配向した電界印
加画素に入射した光を反射膜26により反射し、その反
射光を前側に出射して、入射光の色で、且つ書込まれた
単色画像データに応じた単色画像を表示する。
Then, the reflective liquid crystal display elements 18a, 18
As described above, the liquid crystal molecules 25a and the dye molecules 25b of the liquid crystal layer 25 absorb the light incident on the non-electric field pixels in the twist alignment state by the dye molecules 25b, respectively. Is the substrate 19,
The light incident on the electric field application pixel that is vertically oriented substantially vertically to the 20th surface is reflected by the reflection film 26, and the reflected light is emitted to the front side, and is the color of the incident light and the written single color. A monochromatic image corresponding to the image data is displayed.

【0068】これらの反射型液晶表示素子18a,18
bの電界印加画素からの出射光は、前記第1および第2
の反射型表示体17a,17bにその前側から入射し、
前記λ/4位相差板27bにより円偏光光とされて前記
反射型液晶表示素子18a,18bに入射した光の反射
光であり、この出射光(円偏光光)は、前記λ/4位相
差板27a,27bを再び透過して常光と異常光との間
に1/4波長の位相差を与えられ、前記第1および第2
の反射型表示体17a,17bにその前側から入射した
前記S偏光成分およびP偏光成分の直線偏光光に対して
偏光面が実質的に90°回転した偏光状態の直線偏光光
となって前記第1および第2の反射型表示体17a,1
7bの前側に出射する。
These reflection type liquid crystal display elements 18a, 18
The light emitted from the electric field application pixel of FIG.
Incident on the reflection type display bodies 17a, 17b from the front side,
This is the reflected light of the light that has been circularly polarized by the λ / 4 phase difference plate 27b and has entered the reflective liquid crystal display elements 18a and 18b, and this emitted light (circularly polarized light) is the λ / 4 phase difference. After passing through the plates 27a and 27b again, a phase difference of ¼ wavelength is given between the ordinary light and the extraordinary light, and the first and second
The linearly polarized light in the polarization state in which the polarization plane is substantially rotated by 90 ° with respect to the linearly polarized light of the S-polarized component and the P-polarized component incident on the reflection type display bodies 17a and 17b from the front side thereof becomes the first linearly polarized light. First and second reflective display bodies 17a, 1
It is emitted to the front side of 7b.

【0069】すなわち、上述したように、前記偏光ビー
ムスプリッタ14の第1の入出射面14bから出射して
前記第1の反射型表示体17aに入射した光はS偏光成
分の直線偏光光であり、前記偏光ビームスプリッタ14
の第2の入出射面14cから出射して前記第2の反射型
表示体17bに入射した光はP偏光成分の直線偏光光で
あるため、前記第1の反射型表示体17aからの出射光
はP偏光成分の直線偏光光であり、前記第2の反射型表
示体17bからの出射光はS偏光成分の直線偏光光であ
る。
That is, as described above, the light emitted from the first incident / emission surface 14b of the polarization beam splitter 14 and incident on the first reflective display body 17a is the linearly polarized light of the S polarization component. The polarization beam splitter 14
The light emitted from the second entrance / exit surface 14c and incident on the second reflective display body 17b is a linearly polarized light of the P-polarized component, and thus the light emitted from the first reflective display body 17a. Is the linearly polarized light of the P-polarized component, and the light emitted from the second reflective display body 17b is the linearly polarized light of the S-polarized component.

【0070】そして、前記第1の反射型表示体17aか
ら出射したP偏光成分の直線偏光光は、前記偏光ビーム
スプリッタ14に前記第1の入出射面14bから再び入
射し、前記反射偏光層16を透過して、この偏光ビーム
スプリッタ14の出射面14dから出射する。
The linearly polarized light of the P-polarized component emitted from the first reflection type display 17a again enters the polarization beam splitter 14 from the first incident / emission surface 14b, and the reflection polarization layer 16 Through the exit surface 14d of the polarization beam splitter 14.

【0071】また、前記第2の反射型表示体17bから
出射したS偏光成分の直線偏光光は、前記偏光ビームス
プリッタ14に前記第2の入出射面14cから再び入射
し、前記反射偏光層16により反射されて、この偏光ビ
ームスプリッタ14の出射面14dから出射する。
Further, the linearly polarized light of the S-polarized light component emitted from the second reflection type display 17b again enters the polarization beam splitter 14 from the second incident / emission surface 14c, and the reflection polarization layer 16 is formed. And is emitted from the emission surface 14d of the polarization beam splitter 14.

【0072】この偏光ビームスプリッタ14の出射面1
4dから出射する光は、前記第1の反射型表示体17a
から出射したP偏光成分の直線偏光光からなる単色画像
光と、前記第2の反射型表示体17bから出射したS偏
光成分の直線偏光光からなる単色画像光とが重畳した単
色画像光であり、その単色画像光が前記投影系29によ
り拡大されて図示しないスクリーン等の投影面に投影さ
れる。
The exit surface 1 of this polarization beam splitter 14
The light emitted from 4d is the first reflection type display body 17a.
Monochromatic image light composed of linearly polarized light of P-polarized component emitted from the above and monochromatic image light composed of linearly polarized light of S-polarized component emitted from the second reflective display body 17b. The monochromatic image light is enlarged by the projection system 29 and projected on a projection surface such as a screen (not shown).

【0073】そして、前記第1と第2の反射型表示体1
7a,17bはそれぞれ、前記回折格子積層体4から一
定周期(20msec〜30msecの周期)で順次出射し、
前記偏光ビームスプリッタ14を介してこれらの反射型
表示体17a,17bに順次入射する赤、緑、青の着色
光R,G,Bを反射して前記赤、緑、青の単色画像を順
次表示するため、前記第1と第2の反射型表示体17
a,17bから順次出射して前記投影系29により投影
された赤、緑、青の単色画像光が時間差をもって合成さ
れ、フルカラー画像となる。
Then, the first and second reflection type display bodies 1
7a and 17b are sequentially emitted from the diffraction grating laminate 4 at a constant cycle (cycle of 20 msec to 30 msec),
The red, green and blue monochromatic images are sequentially displayed by reflecting the red, green and blue colored lights R, G and B which are sequentially incident on the reflection type display bodies 17a and 17b through the polarization beam splitter 14. Therefore, the first and second reflective display bodies 17 are provided.
The red, green, and blue monochromatic image lights that are sequentially emitted from a and 17b and projected by the projection system 29 are combined with a time difference to form a full-color image.

【0074】このように、この投影型表示装置は、白色
光Wを出射する光源1と、回折格子積層体4からなり、
前記光源1の光を複数の波長帯域に時分割で抽出する光
抽出手段と、入射光から画像光を生成する第1と第2の
反射型表示体17a,17bと、前記光抽出手段で抽出
した光をさらに2つの光束に分離して前記第1と第2の
反射型表示体17a,17bに入射させ、前記第1と第
2の反射型表示体17a,17bが生成した画像光を合
成する偏光ビームスプリッタ14と、前記偏光ビームス
プリッタ14によって合成された画像光を投影する投影
系29とを備え、時分割でカラー表示を行なうものであ
る。
As described above, this projection display device comprises the light source 1 for emitting the white light W and the diffraction grating laminate 4.
Light extraction means for extracting the light of the light source 1 into a plurality of wavelength bands in a time division manner, first and second reflective display bodies 17a and 17b for generating image light from incident light, and extraction by the light extraction means. The separated light is further divided into two light fluxes and made incident on the first and second reflection type display bodies 17a and 17b, and the image light generated by the first and second reflection type display bodies 17a and 17b is combined. The polarization beam splitter 14 and the projection system 29 for projecting the image light combined by the polarization beam splitter 14 are provided, and color display is performed in a time division manner.

【0075】この投影型表示装置は、光源1の光を光抽
出手段により複数の波長帯域に時分割で抽出し、その抽
出された波長帯域の光を偏光ビームスプリッタ14によ
り分離して第1と第2の反射型表示体17a,17bに
入射させることにより、これらの反射型表示体17a,
17bに前記複数の波長帯域の色の画像光を生成させ、
前記第1と第2の反射型表示体17a,17bが生成し
た画像光を前記偏光ビームスプリッタ14により合成
し、その合成された画像光を投影系29により投影する
ことにより、時分割でカラー表示を行なうものであるた
め、小型で、しかも充分な明るさのカラー画像を投影す
ることができる。
In this projection type display device, the light of the light source 1 is extracted by a light extracting means into a plurality of wavelength bands in a time division manner, and the lights of the extracted wavelength bands are separated by a polarization beam splitter 14 to obtain a first light beam. By making the light incident on the second reflective display bodies 17a and 17b,
17b to generate image light of colors of the plurality of wavelength bands,
The image light generated by the first and second reflective display bodies 17a and 17b is combined by the polarization beam splitter 14, and the combined image light is projected by the projection system 29, thereby performing time-division color display. Therefore, it is possible to project a small-sized color image with sufficient brightness.

【0076】すなわち、この投影型表示装置は、光源1
からの白色光Wを前記回折格子積層体4に入射させてこ
の回折格子積層体4から複数の色の着色光を順次出射さ
せ、その着色光を前記偏光ビームスプリッタ14により
一方の偏光成分(S偏光成分)の光と他方の偏光成分
(P偏光成分)の光とに分離して前記第1の反射型表示
体17aと第2の反射型表示体17bとに入射させると
ともに、これらの反射型表示体17a,17bからそれ
ぞれ、その前側からの入射光に対して偏光面が実質的に
90°回転した偏光状態の単色画像光を前側に出射さ
せ、その両方の単色画像光を前記偏光ビームスプリッタ
14により重畳させて投影系29により投影することに
より、前記第1と第2の反射型表示体17a,17bか
ら順次出射して前記投影系29により投影された複数の
色の単色画像光の時間差合成によるカラー画像をスクリ
ーン等の投影面上に表示するようにしたものである。
That is, this projection type display device has the light source 1
The white light W from the incident light is made incident on the diffraction grating laminated body 4 to sequentially emit colored light of a plurality of colors from the diffraction grating laminated body 4, and the colored light is polarized by the polarization beam splitter 14 into one polarization component (S The light of the polarization component) and the light of the other polarization component (P polarization component) are separated and made incident on the first reflection type display body 17a and the second reflection type display body 17b, and the reflection type Each of the display bodies 17a and 17b emits monochromatic image light in a polarization state in which the polarization plane is rotated substantially 90 ° with respect to the incident light from the front side, to the front side, and both of the monochromatic image lights are emitted from the polarization beam splitter. The time of the monochromatic image light of a plurality of colors that are sequentially emitted from the first and second reflective display bodies 17a and 17b and projected by the projection system 29 by being superimposed by 14 and projected by the projection system 29. A color image by synthesizing is obtained so as to display on the projection surface such as a screen.

【0077】この投影型表示装置によれば、光源1が1
つで良いため、装置全体を小型化することができ、しか
も、前記回折格子積層体4から複数の色の着色光を順次
出射させ、同じ色の着色光を前記偏光ビームスプリッタ
14により一方の偏光成分の光と他方の偏光成分の光と
に分離して前記第1と第2の反射型表示体17a,17
bに入射させるとともに、これらの反射型表示体17
a,17bからそれぞれ、その前側からの入射光に対し
て偏光面が実質的に90°回転した偏光状態の単色画像
光を前側に出射させ、その両方の単色画像光を前記偏光
ビームスプリッタ14により重畳させて投影するように
しているため、前記回折格子積層体4から順次出射する
複数の色の着色光をほとんど無駄にすること無く高い効
率で利用して、1つの反射型表示体の表示の明るさの略
2倍の充分な明るさの単色画像光を投影し、複数の色の
単色画像光の時間差合成による充分な明るさのカラー画
像を投影面上に表示することができる。
According to this projection type display device, the light source 1 is
Therefore, the entire device can be downsized, and colored lights of a plurality of colors are sequentially emitted from the diffraction grating laminate 4, and the colored lights of the same color are polarized by the polarization beam splitter 14. The first and second reflection type display bodies 17a and 17 are separated into the component light and the other polarized component light.
b of the reflection type display 17
Each of a and 17b emits monochromatic image light in a polarization state in which the polarization plane is substantially 90 ° rotated with respect to incident light from the front side to the front side, and both of the monochromatic image lights are output by the polarization beam splitter 14. Since the projections are made to overlap each other, the colored lights of a plurality of colors sequentially emitted from the diffraction grating laminate 4 are utilized with high efficiency with almost no waste, and the display of one reflection type display can be performed. It is possible to project a monochromatic image light having a sufficient brightness, which is approximately twice the brightness, and display a color image having a sufficient brightness on the projection surface by the time difference composition of the monochromatic image lights of a plurality of colors.

【0078】この投影型表示装置において、前記第1と
第2の反射型表示体17a,17bはそれぞれ、上述し
たように、前側からの入射光を反射し、その反射光を前
側に出射して前記入射光の波長帯域の色の単色画像を表
示する反射型表示素子18a,18bと、その前側に配
置された位相差板27a,27bとにより構成するのが
望ましく、前記第1と第2の反射型表示体17a,17
bをこのような構成とすることにより、これらの反射型
表示体17a,17bからそれぞれ、その前側からの入
射光に対して偏光面が実質的に90°回転した偏光状態
の単色画像光を前側に出射させることができる。
In this projection type display device, each of the first and second reflection type display bodies 17a and 17b reflects the incident light from the front side and emits the reflected light to the front side as described above. It is desirable that the reflection type display elements 18a and 18b for displaying a monochromatic image of the color of the wavelength band of the incident light and the phase difference plates 27a and 27b arranged on the front side of the reflection type display elements 18a and 27b are provided. Reflective display 17a, 17
By configuring b as described above, the monochromatic image light in the polarization state in which the polarization plane is substantially rotated by 90 ° with respect to the incident light from the front side of each of these reflection type display bodies 17a and 17b is supplied to the front side. Can be emitted.

【0079】上記実施例では、前記第1と第2の反射型
表示体17a,17bの反射型表示素子18a,18b
を、無電界時は前側から入射した光を吸収し、電界印加
時に前側から入射した光をその偏光状態のまま反射して
前側に出射するGH型の反射型液晶表示素子とし、前記
位相差板27a,27bを、透過光の常光と異常光との
間に1/4波長の位相差を与えるλ/4位相差板として
いるため、前記反射型表示体17a,17bにその前側
から入射した光のうち、無電界画素に入射した光のほと
んどを吸収し、電界印加画素に入射した光を高い反射率
で反射して前側に出射させるとともに、その反射光のほ
とんどを、前側からの入射光に対して偏光面が実質的に
90°回転した偏光状態の光として出射することがで
き、したがって、前記第1と第2の反射型表示体17
a,17bから順次出射して前記投影系29により投影
された複数の色の単色画像光の時間差合成によるカラー
画像を、より明るく、しかもコントラストの良いカラー
画像とすることができる。
In the above embodiment, the reflective display elements 18a and 18b of the first and second reflective display bodies 17a and 17b are used.
Is a GH type reflective liquid crystal display element that absorbs light incident from the front side when no electric field is applied, reflects the light incident from the front side when an electric field is applied, and outputs the light to the front side in the polarized state. Since 27a and 27b are λ / 4 phase difference plates that give a phase difference of ¼ wavelength between the ordinary ray of the transmitted light and the extraordinary ray, the light incident on the reflection type display bodies 17a and 17b from the front side thereof. Among them, most of the light incident on the non-electric field pixel is absorbed, and the light incident on the electric field applying pixel is reflected with a high reflectance and emitted to the front side, and most of the reflected light is changed to incident light from the front side. On the other hand, the light can be emitted as light having a polarization state in which the plane of polarization is substantially rotated by 90 °, and therefore, the first and second reflection type display bodies 17 are provided.
It is possible to make a color image which is brighter and has a good contrast by the time difference composition of the monochromatic image lights of a plurality of colors which are sequentially emitted from a and 17b and projected by the projection system 29.

【0080】また、上記実施例では、前記回折格子積層
体4は、無電界時に赤の波長帯域の波長光を反射または
透過させる第1の回折格子素子5Rと、無電界時に緑の
波長帯域の波長光を反射または透過させる第2の回折格
子素子5Gと、無電界時に青の波長帯域の波長光を反射
または透過させる第3の回折格子素子5Bとの積層体と
しているため、前記回折格子積層体4から赤、緑、青の
着色光R,G,Bを順次出射させ、前記第1と第2の反
射型表示体17a,17bに赤、緑、青の単色画像を順
次表示させて、これらの単色画像光の時間差合成により
フルカラー画像を表示することができる。
Further, in the above-mentioned embodiment, the diffraction grating laminate 4 has the first diffraction grating element 5R which reflects or transmits the wavelength light in the red wavelength band when there is no electric field, and the green wavelength band which has the green wavelength band when there is no electric field. Since the second diffraction grating element 5G that reflects or transmits the wavelength light and the third diffraction grating element 5B that reflects or transmits the wavelength light in the blue wavelength band when there is no electric field are formed as a laminated body, the diffraction grating lamination Red, green, and blue colored lights R, G, and B are sequentially emitted from the body 4, and red, green, and blue single color images are sequentially displayed on the first and second reflective display bodies 17a and 17b, A full-color image can be displayed by time-difference synthesis of these monochromatic image lights.

【0081】なお、上記実施例の投影型表示装置は、無
電界時に赤の波長帯域の波長光を透過させる回折格子素
子5Rと、無電界時に緑の波長帯域の波長光を透過させ
る回折格子素子5Gと、無電界時に青の波長帯域の波長
光を透過させる回折格子素子5Bとを積層した回折格子
積層体4を備えたものであるが、回折格子積層体は、無
電界時に赤の波長帯域の波長光を反射する回折格子素子
と、無電界時に緑の波長帯域の波長光を反射する回折格
子素子と、無電界時に青の波長帯域の波長光を反射する
回折格子素子との積層体からなるものでもよく、その場
合は、前記回折格子素子の反射光の出射側に偏光ビーム
スプリッタを配置すればよい。
The projection type display device of the above-described embodiment has the diffraction grating element 5R which transmits the wavelength light of the red wavelength band when there is no electric field and the diffraction grating element 5R which transmits the wavelength light of the green wavelength band when there is no electric field. 5G and a diffraction grating element 4 in which a diffraction grating element 5B that transmits wavelength light in the blue wavelength band when there is no electric field is laminated are provided, and the diffraction grating laminate has a red wavelength band when there is no electric field. From a laminated body of a diffraction grating element that reflects light of the wavelength, a diffraction grating element that reflects light of the green wavelength band when there is no electric field, and a diffraction grating element that reflects light of the wavelength band of blue when there is no electric field In that case, a polarization beam splitter may be arranged on the emission side of the diffraction light of the diffraction grating element.

【0082】図6はこの発明の第2の実施例を示す投影
型表示装置の平面図である。なお、この実施例におい
て、上記第1の実施例の投影型表示装置と同じものにつ
いては、図に同符号を付してその説明を省略する。
FIG. 6 is a plan view of a projection type display device showing a second embodiment of the present invention. In this embodiment, the same components as those of the projection type display device of the first embodiment are designated by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.

【0083】この実施例の投影型表示装置は、無電界時
に赤の波長帯域の波長光Rを反射し、他の波長帯域の波
長光を透過させる回折格子効果をもち、電界の印加によ
り前記回折格子効果を失って可視光帯域の全ての波長光
を反射する第1の回折格子素子32Rと、無電界時に緑
の波長帯域の波長光Gを反射し、他の波長帯域の波長光
を透過させる回折格子効果をもち、電界の印加により前
記回折格子効果を失って可視光帯域の全ての波長光を透
過させる第2の回折格子素子32Gと、無電界時に青の
波長帯域の波長光を反射し、他の波長帯域の波長光を透
過させる回折格子効果をもち、電界の印加により前記回
折格子効果を失って可視光帯域の全ての波長光を透過さ
せる第3の回折格子素子32Bとの積層体からなる回折
格子積層体31を備えている。
The projection type display apparatus of this embodiment has a diffraction grating effect of reflecting the wavelength light R in the red wavelength band and transmitting the wavelength light in the other wavelength band when there is no electric field, and the diffraction by the application of an electric field. The first diffraction grating element 32R that loses the grating effect and reflects all wavelength light in the visible light band, and the wavelength light G in the green wavelength band when there is no electric field and reflects the wavelength light in other wavelength bands. The second diffraction grating element 32G, which has a diffraction grating effect, loses the diffraction grating effect by the application of an electric field and transmits all wavelength light in the visible light band, and reflects the wavelength light in the blue wavelength band when there is no electric field. A laminate with a third diffraction grating element 32B which has a diffraction grating effect of transmitting light of wavelengths in other wavelength bands, loses the diffraction grating effect by application of an electric field, and transmits light of all wavelengths in the visible light band A diffraction grating laminate 31 composed of Eteiru.

【0084】なお、図6は、前記回折格子積層体31の
第1の回折格子素子32Rを無電界状態とし、第2と第
3の回折格子素子32G,32Bに電界を印加したとき
の状態を示しており、このときに前記回折格子積層体3
1から出射する光は赤の着色光Rであるため、前記偏光
ビームスプリッタ14の第1の入出射面14bから出射
して第1の反射型表示体17aに入射する光は、赤のS
偏光成分の直線偏光光Rsであり、前記偏光ビームスプ
リッタ14の第2の入出射面14cから出射して第2の
反射型表示体17bに入射する光は、赤のP偏光成分の
直線偏光光Psである。
Incidentally, FIG. 6 shows a state in which the first diffraction grating element 32R of the diffraction grating laminated body 31 is in an electric field-free state and an electric field is applied to the second and third diffraction grating elements 32G and 32B. The diffraction grating laminate 3 is shown at this time.
Since the light emitted from No. 1 is the red colored light R, the light emitted from the first incident / emission surface 14b of the polarization beam splitter 14 and incident on the first reflective display body 17a is red S.
The linearly polarized light Rs of the polarization component, which is emitted from the second entrance / exit surface 14c of the polarization beam splitter 14 and enters the second reflective display body 17b, is the linearly polarized light of the red P polarization component. Ps.

【0085】そして、この実施例では、前記回折格子積
層体31を、光源1の出射側(コンデンサレンズ3の出
射側)に、その入射面を前記光源1からの光の入射方向
に対して略45°の角度で斜めに傾けて配置し、偏光ビ
ームスプリッタ14を、前記回折格子積層体31の反射
光の出射側に、その入射面14aを前記回折格子積層体
31の反射光出射面に対して略45°の角度で斜めに傾
けて、前記回折格子積層体31から出射した前記反射光
を前記入射面14aに略垂直に入射させるように配置さ
れている。
In this embodiment, the diffraction grating laminated body 31 is disposed on the emission side of the light source 1 (the emission side of the condenser lens 3), and the incident surface thereof is substantially in the incident direction of the light from the light source 1. The polarization beam splitter 14 is arranged at an angle of 45 °, and the polarization beam splitter 14 is provided on the reflection light emitting side of the diffraction grating laminated body 31 and the incident surface 14a thereof is with respect to the reflection light emitting surface of the diffraction grating laminated body 31. It is arranged so that the reflected light emitted from the diffraction grating laminate 31 is incident on the incident surface 14a substantially perpendicularly by being inclined at an angle of about 45 °.

【0086】この実施例の投影型表示装置も、光源1か
らの白色光Wを前記回折格子積層体31に入射させてこ
の回折格子積層体31から赤、緑、青の着色光R,G,
Bを順次出射させ、その着色光を前記偏光ビームスプリ
ッタ14により一方の偏光成分(S偏光成分)の光と他
方の偏光成分(P偏光成分)の光とに分離して前記第1
の反射型表示体17aと第2の反射型表示体17bとに
入射させるとともに、これらの反射型表示体17a,1
7bからそれぞれ、その前側からの入射光に対して偏光
面が実質的に90°回転した偏光状態の単色画像光を前
側に出射させ、その両方の単色画像光を前記偏光ビーム
スプリッタ14により重畳させて投影系29により投影
することにより、前記第1と第2の反射型表示体17
a,17bから順次出射して前記投影系29により投影
された複数の色の単色画像光の時間差合成によるカラー
画像をスクリーン等の投影面上に表示するようにしたも
のであり、したがって、光源1を1つとし、装置全体を
小型化することができるとともに、前記回折格子積層体
31から順次出射する赤、緑、青の着色光R,G,Bを
ほとんど無駄にすること無く高い効率で利用して、1つ
の反射型表示体の表示の明るさの略2倍の充分な明るさ
の単色画像光を投影し、赤、緑、青の単色画像光の時間
差合成による充分な明るさのフルカラー画像を投影面上
に表示することができる。
Also in the projection display apparatus of this embodiment, the white light W from the light source 1 is made incident on the diffraction grating laminated body 31, and the red, green and blue colored lights R, G, and
B is sequentially emitted, and the colored light is separated by the polarization beam splitter 14 into light of one polarization component (S polarization component) and light of the other polarization component (P polarization component), and
Of the reflection type display bodies 17a, 1 and the second reflection type display body 17b.
7b respectively emits monochromatic image light in a polarization state in which the polarization plane is rotated substantially 90 ° with respect to the incident light from the front side to the front side, and both of the monochromatic image lights are superposed by the polarization beam splitter 14. The projection system 29 projects the first and second reflection type display bodies 17
a, 17b, which are sequentially emitted and projected by the projection system 29 to display color images by time-difference synthesis of a plurality of monochromatic image lights of different colors on a projection surface such as a screen. In this case, the entire device can be downsized, and the red, green, and blue colored lights R, G, and B sequentially emitted from the diffraction grating laminate 31 can be used with high efficiency without being wasted. Then, by projecting a monochromatic image light having a sufficient brightness which is approximately twice the display brightness of one reflection type display body, a full color having a sufficient brightness is obtained by the time difference composition of the red, green and blue monochromatic image lights. The image can be displayed on the projection surface.

【0087】なお、上記第1および第2の実施例では、
第1と第2の反射型表示体17a,17bの反射型表示
素子18a,18bを、ツイスト配向のGH型の反射型
液晶表示素子としたが、この反射型表示素子は、例え
ば、電極が設けられた前後一対の基板間に、高分子層中
に黒色系二色性染料が混入された複数の液晶層を分散さ
せた高分子/液晶複合層を設けるとともに、後側の基板
の外面または内面に反射膜が設けられた反射型高分子分
散液晶表示素子でもよい。
In the first and second embodiments described above,
The reflection type display elements 18a and 18b of the first and second reflection type display bodies 17a and 17b are GH type reflection type liquid crystal display elements of twist orientation, and the reflection type display elements are provided with electrodes, for example. The polymer / liquid crystal composite layer in which a plurality of liquid crystal layers in which the black dichroic dye is mixed is dispersed in the polymer layer is provided between the pair of front and rear substrates, and the outer or inner surface of the rear substrate is provided. It may be a reflective polymer dispersed liquid crystal display device having a reflective film provided on the inside thereof.

【0088】この反射型高分子分散液晶表示素子は、前
記高分子/液晶複合層の液晶層の液晶分子および染料分
子がランダムな方向を向く無電界時に、前側から入射し
た光を吸収し、前記液晶分子および染料分子が基板面に
対して実質的に垂直に配向する電界印加時に、前側から
入射した光をその偏光状態のまま反射して前側に出射す
るため、その前側にλ/4位相差板を配置して反射型表
示体を構成することにより、この反射型表示体にその前
側から入射した光のうち、無電界画素に入射した光のほ
とんどを吸収し、電界印加画素に入射した光を高い反射
率で反射して前側に出射させるとともに、その反射光の
ほとんどを、前側からの入射光に対して偏光面が実質的
に90°回転した偏光状態の光として出射し、前記第1
と第2の反射型表示体から順次出射して前記投影系によ
り投影された複数の色の単色画像光の時間差合成による
カラー画像を、より明るく、しかもコントラストの良い
カラー画像とすることができる。
This reflective polymer dispersed liquid crystal display device absorbs light incident from the front side when the liquid crystal molecules and the dye molecules of the liquid crystal layer of the polymer / liquid crystal composite layer are oriented in random directions and no electric field is applied. When an electric field is applied in which liquid crystal molecules and dye molecules are oriented substantially perpendicular to the substrate surface, light incident from the front side is reflected in its polarized state and emitted to the front side, so a λ / 4 phase difference is applied to the front side. By arranging the plates to form a reflective display, most of the light that enters the electroless pixel out of the light that enters the reflective display from its front side is absorbed by the electric field application pixel. Is reflected at a high reflectance to be emitted to the front side, and most of the reflected light is emitted as light in a polarization state in which the polarization plane is substantially 90 ° rotated with respect to the incident light from the front side, and
The color image obtained by the time difference composition of the monochromatic image lights of a plurality of colors which are sequentially emitted from the second reflective display body and projected by the projection system can be made a brighter color image with good contrast.

【0089】また、前記第1と第2の反射型表示体17
a,17bの反射型表示素子は、反射型の液晶表示素子
に限らず、例えば、一方の方向と他方の方向とに傾き動
作する複数のマイクロミラーをマトリックス状に配列し
たマイクロミラー表示素子(Digital Micromirror Devi
ce)でもよく、このマイクロミラー表示素子の前側にλ
/4位相差板を配置して反射型表示体を構成することに
より、反射光のほとんどを、前側からの入射光に対して
偏光面が実質的に90°回転した偏光状態の光として出
射することができる。
Further, the first and second reflection type display bodies 17
The reflection type display elements a and 17b are not limited to the reflection type liquid crystal display element, and for example, a micromirror display element (Digital Mirror) in which a plurality of micromirrors tilting in one direction and the other direction are arranged in a matrix. Micromirror Devi
ce) may be used.
By arranging the / 4 phase difference plate to form the reflection type display body, most of the reflected light is emitted as light in a polarization state in which the polarization plane is rotated substantially 90 ° with respect to the incident light from the front side. be able to.

【0090】[0090]

【発明の効果】この発明の投影型表示装置は、白色光を
出射する光源と、前記光源の光を複数の波長帯域に時分
割で抽出する光抽出手段と、入射光から画像光を生成す
る第1と第2の反射型表示体と、前記光抽出手段で抽出
した光をさらに2つの光束に分離して前記第1と第2の
反射型表示体に入射させ、前記第1と第2の反射型表示
体が生成した画像光を合成するビームスプリッタと、前
記ビームスプリッタによって合成された画像光を投影す
る投影系とを備え、時分割でカラー表示を行なうもので
あるため、小型で、しかも充分な明るさのカラー画像を
投影することができる。
According to the projection display apparatus of the present invention, a light source that emits white light, a light extraction unit that extracts the light of the light source into a plurality of wavelength bands in a time division manner, and an image light is generated from the incident light. The first and second reflection type display bodies, and the light extracted by the light extraction means is further divided into two light fluxes, which are made incident on the first and second reflection type display bodies. The beam splitter for synthesizing the image light generated by the reflection type display body, and the projection system for projecting the image light synthesized by the beam splitter are provided to perform color display in a time-division manner, and thus are small in size. Moreover, a color image with sufficient brightness can be projected.

【0091】また、この発明の投影型表示装置は、光源
からの白色光を、無電界時は可視光帯域のうちの特定の
波長帯域と他の波長帯域との一方の波長帯域の波長光を
反射し、他方の波長帯域の波長光を透過させる回折格子
効果をもち、電界の印加により前記回折格子効果を失っ
て前記可視光帯域の全ての波長帯域の波長光を透過させ
る複数の回折格子素子を積層してなる回折格子積層体に
入射させてこの回折格子積層体から複数の色の着色光を
順次出射させ、その着色光を偏光ビームスプリッタによ
り一方の偏光成分の光と他方の偏光成分の光とに分離し
て第1の反射型表示体と第2の反射型表示体とに入射さ
せるとともに、これらの反射型表示体からそれぞれ、そ
の前側からの入射光に対して偏光面が実質的に90°回
転した偏光状態の単色画像光を前側に出射させ、その両
方の単色画像光を前記偏光ビームスプリッタにより重畳
させて投影系により投影することにより、前記第1と第
2の反射型表示体から順次出射して前記投影系により投
影された複数の色の単色画像光の時間差合成によるカラ
ー画像をスクリーン等の投影面上に表示するものであ
り、この投影型表示装置によれば、光源が1つで良いた
め、装置全体を小型化することができ、しかも、前記回
折格子積層体から順次出射する複数の色の着色光をほと
んど無駄にすること無く高い効率で利用して、1つの反
射型表示体の表示の明るさの略2倍の単色画像光を投影
し、複数の色の単色画像光の時間差合成による充分な明
るさのカラー画像を投影面上に表示することができる。
Further, the projection type display device of the present invention emits white light from the light source and light of a wavelength in one wavelength band of the specific wavelength band of the visible light band and the other wavelength band when there is no electric field. A plurality of diffraction grating elements that have a diffraction grating effect of reflecting and transmitting wavelength light of the other wavelength band, losing the diffraction grating effect by application of an electric field and transmitting wavelength light of all wavelength bands of the visible light band The colored light beams of a plurality of colors are sequentially emitted from the diffractive grating layered product formed by stacking the colored light beams, and the colored light beams of one polarization component and the other polarized light component are output by the polarization beam splitter. The light is separated into light and made incident on the first reflective display body and the second reflective display body, and each of these reflective display bodies has a polarization plane substantially with respect to incident light from the front side thereof. Of the polarization state rotated 90 ° to Color image light is emitted to the front side, and both of the monochromatic image lights are overlapped by the polarization beam splitter and projected by a projection system, so that they are sequentially emitted from the first and second reflective display bodies and the projection is performed. The present invention is intended to display a color image by time-difference synthesis of monochromatic image lights of a plurality of colors projected by a system on a projection surface such as a screen. According to this projection display device, only one light source is required. It is possible to reduce the size of the whole, and moreover, use the colored lights of a plurality of colors sequentially emitted from the diffraction grating laminate with high efficiency with almost no waste, and display brightness of one reflective display body. It is possible to display a color image of sufficient brightness by projecting monochromatic image light of approximately twice the size and combining the monochromatic image lights of a plurality of colors with a time difference.

【0092】この発明の投影型表示装置において、前記
第1と第2の反射型表示体はそれぞれ、前側からの入射
光を反射し、その反射光を前側に出射して前記入射光の
波長帯域の色の単色画像を表示する反射型表示素子と、
その前側に配置された位相差板とにより構成するのが望
ましく、前記第1と第2の反射型表示体をこのような構
成とすることにより、これらの反射型表示体からそれぞ
れ、その前側からの入射光に対して偏光面が実質的に9
0°回転した偏光状態の単色画像光を前側に出射させる
ことができる。
In the projection type display device of the present invention, each of the first and second reflection type display bodies reflects the incident light from the front side, emits the reflected light to the front side, and outputs the wavelength band of the incident light. A reflective display element for displaying a monochrome image of the color
It is preferable that the reflective type display device is configured by a retardation plate disposed on the front side of the reflective type display device. The polarization plane is substantially 9 with respect to the incident light.
The monochromatic image light in the polarization state rotated by 0 ° can be emitted to the front side.

【0093】その場合は、前記反射型表示素子を、黒色
系二色性染料が混入された液晶層を有し、無電界時に前
側から入射した光を吸収し、電界印加時に前側から入射
した光をその偏光状態のまま反射して前側に出射する反
射型液晶表示素子とし、前記、位相差板を、透過光の常
光と異常光との間に1/4波長の位相差を与えるλ/4
位相差板とするのが好ましく、このようにすることによ
り、前記反射型表示体にその前側から入射した光のう
ち、無電界画素に入射した光のほとんどを吸収し、電界
印加画素に入射した光を高い反射率で反射して前側に出
射させるとともに、その反射光のほとんどを、前側から
の入射光に対して偏光面が実質的に90°回転した偏光
状態の光として出射し、前記第1と第2の反射型表示体
から順次出射して前記投影系により投影された複数の色
の単色画像光の時間差合成によるカラー画像を、より明
るく、しかもコントラストの良いカラー画像とすること
ができる。
In this case, the reflective display element has a liquid crystal layer in which a black dichroic dye is mixed, absorbs light incident from the front side when no electric field is applied, and absorbs light incident from the front side when an electric field is applied. Is a reflection type liquid crystal display device that reflects the light in its polarized state and emits it to the front side, and the retardation plate gives a phase difference of ¼ wavelength between the ordinary light of the transmitted light and the extraordinary light.
It is preferable to use a retardation plate, and by doing so, most of the light that enters the electroless pixel among the lights that enter the reflective display member from its front side are absorbed and enter the electric field application pixel. The light is reflected with a high reflectance and is emitted to the front side, and most of the reflected light is emitted as light in a polarization state in which the polarization plane is substantially 90 ° rotated with respect to the incident light from the front side, and It is possible to make a color image that is brighter and has a good contrast by a time difference composition of monochromatic image lights of a plurality of colors that are sequentially emitted from the first and second reflective display bodies and projected by the projection system. .

【0094】また、前記回折格子積層体は、無電界時に
赤の波長帯域の波長光を反射または透過させる回折格子
素子と、無電界時に緑の波長帯域の波長光を反射または
透過させる回折格子素子と、無電界時に青の波長帯域の
波長光を反射または透過させる回折格子素子との積層体
が望ましく、このようにすることにより、前記回折格子
積層体から赤、緑、青の着色光を順次出射させ、前記第
1と第2の反射型表示体に赤、緑、青の単色画像を順次
表示させて、これらの単色画像光の時間差合成によりフ
ルカラー画像を表示することができる。
The diffraction grating laminate is a diffraction grating element that reflects or transmits wavelength light in the red wavelength band when there is no electric field, and a diffraction grating element that reflects or transmits wavelength light in the green wavelength band when there is no electric field. And a diffraction grating element that reflects or transmits wavelength light in the blue wavelength band when there is no electric field is desirable, and by doing so, red, green, and blue colored lights are sequentially output from the diffraction grating lamination. A full-color image can be displayed by causing the first and second reflection-type display bodies to emit a single color image in sequence and sequentially displaying red, green, and blue single color images, and combining these single color image lights with a time difference.

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

【図1】この発明の第1の実施例を示す投影型表示装置
の平面図図。
FIG. 1 is a plan view of a projection type display device showing a first embodiment of the present invention.

【図2】回折格子積層体を構成する回折格子素子の一部
分の断面図。
FIG. 2 is a cross-sectional view of a part of a diffraction grating element that constitutes a diffraction grating stack.

【図3】前記回折格子素子の無電界時の拡大断面図。FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of the diffraction grating element when no electric field is applied.

【図4】前記回折格子素子の電界印加時の拡大断面図。FIG. 4 is an enlarged sectional view of the diffraction grating element when an electric field is applied.

【図5】反射型表示体の一部分の断面図。FIG. 5 is a sectional view of a part of a reflective display body.

【図6】この発明の第2の実施例を示す投影型表示装置
の平面図。
FIG. 6 is a plan view of a projection type display device showing a second embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…光源 4,31…回折格子積層体 5R,5G,5B,32R,32G,32B…回折格子
素子 14…偏光ビームスプリッタ 14a…入射面 14b,14c…入出射面 14d…出射面 17a,17b…反射型表示体 18a,18b…反射型液晶表示素子 19,20…基板19 21,22…電極 23,24…配向膜 25…二色性染料が混入されたネマティック液晶層 26…反射膜 27a,27b…λ/4位相差板 29…投影系
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Light source 4, 31 ... Diffraction grating laminated body 5R, 5G, 5B, 32R, 32G, 32B ... Diffraction grating element 14 ... Polarization beam splitter 14a ... Incident surface 14b, 14c ... Incident / exit surface 14d ... Reflective display bodies 18a, 18b ... Reflective liquid crystal display elements 19, 20 ... Substrates 19 21, 22 ... Electrodes 23, 24 ... Alignment film 25 ... Nematic liquid crystal layer 26 mixed with dichroic dye ... Reflective films 27a, 27b ... λ / 4 retardation plate 29 ... projection system

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) 2H049 AA43 AA50 AA60 AA65 BA05 BA07 BB03 BC22 2H088 EA14 EA16 GA13 HA10 HA15 HA17 HA20 HA21 MA02 MA05 2H091 FA10X FA11X FA14X FA14Z FA19X FA41X FD06 LA11 LA15 LA17 MA07 2K103 AA01 AA05 AB04 BC01 BC15 BC20 5C060 GA01 HC14 HC21 JA17 Front page continuation (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) H04N 9/31 H04N 9/31 CF term (reference) 2H049 AA43 AA50 AA60 AA65 BA05 BA07 BB03 BC22 2H088 EA14 EA16 GA13 HA10 HA15 HA17 HA20 HA21 MA02 MA05 2H091 FA10X FA11X FA14X FA14Z FA19X FA41X FD06 LA11 LA15 LA17 MA07 2K103 AA01 AA05 AB04 BC01 BC15 BC20 5C060 GA01 HC14 HC21 JA17

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】白色光を出射する光源と、 前記光源の光を複数の波長帯域に時分割で抽出する光抽
出手段と、 入射光から画像光を生成する第1と第2の反射型表示体
と、 前記光抽出手段で抽出した光をさらに2つの光束に分離
して前記第1と第2の反射型表示体に入射させ、前記第
1と第2の反射型表示体が生成した画像光を合成するビ
ームスプリッタと、 前記ビームスプリッタによって合成された画像光を投影
する投影系とを備え、 時分割でカラー表示を行なうことを特徴とする投影型表
示装置。
1. A light source that emits white light, a light extraction means that extracts the light of the light source into a plurality of wavelength bands in a time division manner, and first and second reflective displays that generate image light from incident light. An image generated by the first and second reflection type display bodies by further separating the body and the light extracted by the light extraction means into two luminous fluxes and making them enter the first and second reflection type display bodies. A projection display device comprising a beam splitter for combining light and a projection system for projecting the image light combined by the beam splitter, and performing color display in a time division manner.
【請求項2】白色光を出射する光源と、 無電界時は可視光帯域のうちの特定の波長帯域と他の波
長帯域との一方の波長帯域の波長光を反射し、他方の波
長帯域の波長光を透過させる回折格子効果をもち、電界
の印加により前記回折格子効果を失って前記可視光帯域
の全ての波長光を透過させる複数の回折格子素子を積層
してなり、且つ前記複数の回折格子素子の無電界時の反
射/透過波長帯域を互いに異ならせた回折格子積層体
と、 入射面と第1と第2の入出射面と出射面とを有し、前記
入射面から入射した光の互いに直交する2つの偏光成分
のうち、一方の偏光成分の光を前記第1の入出射面から
出射し、他方の偏光成分の光を前記第2の入出射面から
出射するとともに、前記第1の入出射面から入射した前
記他方の偏光成分の光と前記第2の入出射面から入射し
た前記一方の偏光成分の光とを前記出射面から出射する
偏光ビームスプリッタと、 前側からの入射光を反射し、その反射光を前側に出射し
て前記入射光の波長帯域の色の単色画像を表示するとと
もに、前記入射光に対して偏光面が実質的に90°回転
した偏光状態の光を前側に出射する第1と第2の反射型
表示体と、 前記第1と第2の反射型表示体からの出射光を投影する
投影系とを備え、 前記光源の出射側に前記回折格子積層体が配置され、前
記回折格子積層体の反射光と透過光のいずれか一方の出
射側に前記偏光ビームスプリッタがその入射面を前記回
折格子積層体に対向させて配置され、前記偏光ビームス
プリッタの第1と第2の入出射面にそれぞれ対向させて
前記第1と第2の反射型表示体が配置されるとともに、
前記偏光ビームスプリッタの出射面に対向させて前記投
影系が配置されていることを特徴とする投影型表示装
置。
2. A light source that emits white light, and reflects a wavelength light in one wavelength band of a specific wavelength band and another wavelength band in the visible light band when there is no electric field, and reflects the wavelength light in the other wavelength band. A plurality of diffraction grating elements having a diffraction grating effect of transmitting wavelength light, losing the diffraction grating effect by application of an electric field and transmitting all wavelength light in the visible light band, and Diffraction grating laminates having different reflection / transmission wavelength bands when no electric field is applied to the grating element, and an incident surface, first and second incident / exit surfaces, and an exit surface, and light incident from the incident surface. Of the two polarization components orthogonal to each other, the light of one polarization component is emitted from the first input / output surface, the light of the other polarization component is output from the second input / output surface, and The light of the other polarization component incident from the input / output surface of 1 The polarization beam splitter that emits the light of the one polarization component that has entered from the input / output surface of 2 from the output surface and the incident light from the front side, and outputs the reflected light to the front side to First and second reflective display bodies that display a monochromatic image of a color in a wavelength band and emit light in a polarization state in which a polarization plane is substantially 90 ° rotated with respect to the incident light to the front side, A projection system for projecting light emitted from the first and second reflective display bodies, wherein the diffraction grating laminate is arranged on the emission side of the light source, and the reflection light and the transmitted light of the diffraction grating laminate are arranged. The polarization beam splitter is disposed on one of the exit sides with its entrance surface facing the diffraction grating stack, and the first and second polarization beam splitters are facing the first and second entrance / exit surfaces of the polarization beam splitter, respectively. And the second reflective display is placed Moni,
The projection type display device, wherein the projection system is arranged so as to face the emission surface of the polarization beam splitter.
【請求項3】第1と第2の反射型表示体はそれぞれ、前
側からの入射光を反射し、その反射光を前側に出射して
前記入射光の波長帯域の色の単色画像を表示する反射型
表示素子と、その前側に配置された位相差板とからなっ
ていることを特徴とする請求項2に記載の投影型表示装
置。
3. The first and second reflective display bodies each reflect incident light from the front side and emit the reflected light to the front side to display a monochromatic image of a color in the wavelength band of the incident light. The projection display device according to claim 2, comprising a reflective display element and a retardation plate disposed in front of the reflective display element.
【請求項4】反射型表示素子は、黒色系二色性染料が混
入された液晶層を有し、無電界時に前側から入射した光
を吸収し、電界印加時に前側から入射した光をその偏光
状態のまま反射して前側に出射する反射型液晶表示素子
であり、その前側に配置された位相差板は、透過光の常
光と異常光との間に1/4波長の位相差を与えるλ/4
位相差板であることを特徴とする請求項3に記載の投影
型表示装置。
4. A reflective display element has a liquid crystal layer mixed with a black dichroic dye, absorbs light incident from the front side when no electric field is applied, and polarizes light incident from the front side when an electric field is applied. It is a reflective liquid crystal display element that reflects the light as it is and emits it to the front side. / 4
The projection display device according to claim 3, wherein the projection display device is a retardation plate.
【請求項5】回折格子積層体は、無電界時に赤の波長帯
域の波長光を反射または透過させる回折格子素子と、無
電界時に緑の波長帯域の波長光を反射または透過させる
回折格子素子と、無電界時に青の波長帯域の波長光を反
射または透過させる回折格子素子との積層体からなって
いることを特徴とする請求項2〜4のいずれかに記載の
投影型表示装置。
5. A diffraction grating laminate comprising a diffraction grating element that reflects or transmits wavelength light in a red wavelength band when there is no electric field, and a diffraction grating element that reflects or transmits wavelength light in a green wavelength band when there is no electric field. The projection display device according to any one of claims 2 to 4, wherein the projection display device comprises a laminate with a diffraction grating element that reflects or transmits wavelength light in the blue wavelength band when there is no electric field.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2007140708A1 (en) * 2006-05-29 2007-12-13 Kinoptics Technologies Inc. Projection device and portable electronic apparatus using the same

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