JP2795618B2 - 投射型表示装置 - Google Patents
投射型表示装置Info
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は複数枚の像形成用ライト
バルブを用いた投射型カラー表示装置に関する。 【０００２】 【従来の技術】従来のライトバルブ方式の投射図カラー
表示装置は、特開昭５８−１５０９３７号（ＵＳ特許番
号３３４６８０，３３４６８２）に開示されているよう
に、反射型ライトバルブとダイクロイックミラーによっ
て単色の画像を合成投射するもの、ＳＩＤ′７５タイジ
ェスト，Ｐ．２４、ＳＩＤ’７２ダイジェスト，Ｐ．６
２，オプトロニクス（１９８５）ＮＯ．４，Ｐ．７３に
記載の油膜ライトバルブ方式などがある。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】前者の反射型ライトバ
ルブ方式は、第１にＣＲＴ書き込み型の反射型ライトバ
ルブであるために表面での反射光によるコントラストの
低下を招く。第２にライトバルブが陰極線管（ＣＲＴ）
の光によってアドレスされるため、大がかりな装置とな
る。第３にダイクロイックミラーは色分離特性の他に入
射光と出射光を分離するための優れた偏光分離特性を要
求されていた。 【０００４】後者の油膜ライトバルブ方式は、装置が大
がかりで、高価であり、寿命や光の利用効率の点で充分
とはいえなかつた。 【０００５】そこで本発明はこのような問題点を解決す
るもので、その目的とするところは、コントラストに優
れ、光源光の利用効率の高いコンパクトな投射型力ラー
表示装置を提供することにある。 【０００６】 【課題を解決するための手段】本発明の投射型表示装置
は、光源と、該光源からの光を３つの色光に分離する色
光分離手段と、該色分離手段により分離された各色光を
それぞれ変調する３つの液晶ライトバルブと、該各液晶
ライトバルブにより変調された各色光を合成する色光合
成手段と、該色光合成手段により合成された光を投射す
る投射光学手段とを有する投射型表示装置において、前
記３つの液晶ライトバルブは複屈折モードの液晶パネル
により構成され、３つの前記の液晶パネルにより変調さ
れた各色光を合成してなる画像のコントラストが向上す
るように、前記各液晶パネルが入射して変調する色光の
主波長に対して当該液晶パネルの透過率の波長依存性を
合わせ、前記各液晶パネルの透過率の波長依存性を決定
するパラメータの値を、入射する色光に応じて前記３つ
の液晶ライトバルブ同士で異ならせてなることを特徴と
する。 【０００７】 【実施例】図１は本発明によるフルカラー投射型表示装
置の照明構造を示すものである。青光を反射するダイク
ロイックミラー（Ｂミラー）１を赤光を反射するダイク
ロイックミラ−（Ｒミラー）２をクロス状に組み合わ
せ、入射光束の分離と合成を行なっている。３は光束の
方向を曲げるためのミラーである。４は赤、緑、青に対
応した画像を形成する透過型ライトバルブである。ここ
ではアクティブマトリクス（薄膜トランジスタマトリク
ス等）駆動による液晶パネルを用いた。 【０００８】図２は投射光学系を含む全体の構成図であ
る。簡単のため緑色だけを描いてある。照明系として
は、ケーラー照明、クリティ力ル照明、テレセントリツ
ク照明などを採用することができる。５はコンデンサー
レンズ、６は投射レンズ、７は光源、９はスクリーンで
ある。 【０００９】次に作用を説明する。図２に示すように光
源７は白色光（例えばハロゲンランプ）を発し、コンデ
ンサーレンズ５により集光される。ダイクロイックミラ
−１，２に入射した白色光８は、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、
青（Ｂ）光に分解される。分離された色光は、ミラー３
によって方向を曲げられ、透過型ライトバルブ４に入射
する。ライトバルブ面は入射光を有効に透過させるため
に、減反射コーティングを施されている。ライトバルブ
はスクリーン９に投射レンズ６によって結像する位置に
置かれている。ライトバルプは各色光に対応した画像を
形成する。この場合は赤、緑、青のビデオ信号１８を各
液晶パネルに供給し、単色の図画像を形成した。 【００１０】 【表１】【００１１】液晶パネルはツイステッドネマチック（以
下ＴＮと称する）液晶モードを用いている。表１に示す
波長依存性から、△ｎ＝１．５のネマテック液晶を用い
て、２番目のピークに合わせると、赤ライトバルブの液
晶層厚は８．４μｍ、緑ライトバルブの液晶層厚は７．
１μｍ、青ライトバルブの液晶層厚は５．８μｍに設定
した。なお投射光が照射された後の定常温度を考慮して
各液晶層厚は決められている。 【００１２】またＴＮ液晶モードは消光比の入射光角度
依存性があるために、図３に示すように入射光をライト
バルブ面に対し法線より傾けて配置するとさらに有効で
ある。しかしこの場合、投射レンズの光軸から外れるた
めに、結像位置が光軸から外れたり、台形に結像する。
投射レンズの特性、結像範囲を考慮してライトバルブの
傾き角は決められるが、我々がここで用いたＴＮ液晶モ
ードの場合、０〜３０゜の範囲が実用的であった。 【００１３】ここで図６を参照しながらＴＦＴ液晶パネ
ルの駆動を簡単に説明する。液晶パネルは交流駆動が必
要なため、ビデオ信号１８は１フィールド（１Ｆ）ごと
に極性反転回路１０により反転を行なっている。同期制
御回路はＶＣＯ１１、ループフィルター１２、位相比較
器１３、分周器１４から成り、Ｘ・Ｙのクロック、デー
タ、及び１Ｆ信号を発生する。液晶パネル４にはＸ側シ
フトレジスター１５それによってビデオ信号を各画素に
分配するトランスミッションゲート１７、Ｙ側シフトレ
ジスター１６が結線されている。 【００１４】Ｘ側シフトレジスターはＴＦＴの列方向、
Ｙ側シフトレジスターは行方向のアドレスを行なう。 【００１５】これによりビデオ信号に対応した画素電圧
がＴＦＴ液晶画素に与えられ、画素表示を行なうことが
できる。駆動及び液晶パネルの詳細は日経エレクトロニ
クス，Ｎｏ．３５１（１９８４）Ｐ．２１１やＳＩＤ’
８３ ＤＩＧＥＳＴ，Ｐ．１５６に記載したものに準じ
ている。 【００１６】また各色の液晶パネルは表示画像がスクリ
ーン上で合致するように、位置合せがされている。 【００１７】Ｒ，Ｇ，Ｂの３原色を合成し、フルカラー
表示を行なう場合等は、ミスコンバーゼンスが生じると
色ずれや、カラーゴーストとして表示されてしまう。特
にマトリクスパネルを用いる場合は、画素ピッチ以下で
の位置合せが望まれる。また、各色の画素ピッチが等し
い場合には、半画素程度を規則正しく変位させることに
よって、単色パネル以上に高解像変化をすることができ
る。 【００１８】図１からも明らかなように、Ｇパネル像に
対し、Ｒパネル像、Ｂパネル像は左右鏡像関係にある。 【００１９】本発明のダイクロイックミラーは色光の分
離合成機能があればよいが、誘電体薄膜の反射には必ず
偏光作用が生じる。つまり図１では赤光、青光は垂直方
向の偏光成分が多く、緑光は水平方向の偏光成分が多
い。このため偏光板を使用する電気光学効果モードでは
偏光板の方向を適宜調整する必要がある場合がある。例
えばＴＮ（９０゜ツイストしたネマチック液晶）液晶表
示モードを使用した場合、最も有効に光束を利用するた
めには、図１でＲパネルとＢパネルの入射側偏光板の透
過軸を垂直に、Ｇパネルの透過軸は水平にするとよい。 【００２０】また、本発明では、ホワイトバランス調
整、つまり各色の強度調整を偏光板の方位設定で行なっ
ている。 【００２１】こうして透過型ライトバルブによって画像
変調された色光は、再びダイクロイックミラ−群に入射
する。図１に示すように可逆的に赤、緑、青光は合成さ
れ、投射レンズ６によってスクリーン９上に投射、結像
する。 【００２２】ダイクロイックミラーは図１以外の配置も
用いることができる。図４、図５はその構成例である。
図４、図５の場合は同一平面上にダイクロイックミラ
−、ライトバルブ、投射光学系を配置している。このた
め図１の例に比べ薄型のシステムを構成できる。 【００２３】図４のダイクロイックミラー１、２は十字
状に構成する必要がない簡便なシステムとなっている。
また色光を折り曲げるためのミラー３も、ダイクロイッ
クミラーと同一の平面上に配置されている。図１の場合
と同様、５はコンデンサーレンズ、４はライトバルブ、
６は投射レンズである。 【００２４】図５は図１の場合に用いた十字状のダイク
ロイックミラーを平面的に配置したものである。図５の
システムの特徴はライトバルブ４と光源７、コンデンサ
ーレンズ５との間の光路長が、赤光と緑光．青光と緑光
で異なっていることである。また、ダイクロイックミラ
ー１、２で反射される赤光、青光は、紙面に対し垂直な
偏光成分が多いため、光線方向変更のためのミラー３で
の反射効率を高めることができる。 【００２５】また各色光に対するライトバルブ４の位置
は、図４、図５の場合も図１と同様、各色共、投射レン
ズ６に対し光学的に等距離な結像位置になければならな
い。 【００２６】また図２，図３，図４，図５に示すように
本システムは投射レンズが１つで済み、投射倍率や投射
距離を変える場合に、各色画像間のコンバーゼンス調整
が不要である利点もある。 【００２７】次に本実施例に於ける効果を述べる。光源
光は第１のダイクロイックミラー群で複数の色光に分離
される。次に、色光に対応した透過型ライトバルブによ
って画像形成が行なわれ、色光は画像変調を受ける。透
過型ライトバルブを用いた結果、従来のＣＲＴ書き込み
型反射型ライトバルブでは避けられないライトバルブ表
面の反射光の影響を投射光から除くことができ、投射画
像のコントラストが向上する。また、電気光学効果を用
いた画像表示パネルを採用することによって動画表示が
可能となる。ライトバルブとして、液晶やＰＬＺＴのよ
うな電気光学材料を用いることができる。いずれにしろ
ＣＲＴ光書き込み型の反射型ライトバルブや油膜型ライ
トバルブに比べ、薄板状のコンパクトな形状であり、装
置全体の構成自由度が増し、コンパクトにシステムを構
成できる。 【００２８】次に画像変調された色光は第２のダイクロ
イックミラー群によって合成される。このとき第２のダ
イクロイックミラー群は、第１のダイクロイックミラー
群の波長分特性能とほぼ等しい性能を有し、分離された
色光を可逆的に合成する。例えば、赤、緑、青に白色光
を分明する第１のダイクロイックミラー群に対し、第２
のダイクロイックミラー群は、第１のダイクロイックミ
ラー群とほぼ同等の赤、緑、青の色光分離特性を有し、
可逆的に赤、緑、青の画像色光を合成する。すべてのラ
イトバルブが透過であれば合成光は光線色となる。本発
明のダイクロイックミラーの機能としては、色光の分離
だけで十分であり、前記従来技術で必要であった偏光成
分を分離する性能は不要である。 【００２９】このように光源光を色光に分離し、変調、
合成することから、各色光に対応した複数の光源は不要
であり、単一光源で済む。 【００３０】このようにして合成されたカラー画像光
は、投射レンズによりスクリーンに結像する。 【００３１】複数の色光が合成されるため、各色に対応
した画像は正確に配置されている。例えば、赤、緑、青
の３原色光を用いてフルカラー表示を行なう場合、各原
色画像は互いにコンバーゼンスがとられて合成される。 【００３２】また、第１のダイクロイックミラー、第２
のダイクロイックミラーは、異なる色光分離特性を有す
る２枚を十字状に組み合わせることによって、光線から
ライトバルブ、ライトバルブから投射光学系との間の光
路長を短くとることが可能となった。さらにこれらのダ
イクロイックミラ−を平面上に配置することによって、
薄型でコンパクトなシステムを構成できる。 【００３３】透過型ライトバルブは、透過する色光に対
し、消光比の波長依存性を色光の主波長に一致させ、こ
れらを合成投射した画像のコントラストを向上させてい
る。例えば、ツイステッドネマチック液晶モードのリタ
ーダンスによる波長−透過率曲線のピークを各色光の主
波長に一致させる。ゲスト−ホスト液晶モードの二色性
色素の二色性比ピークは各色光の主波長に一致させる。
等がある。 【００３４】表１は主要モードと波長依存性についてま
とめたものである。つまり本発明のライトバルブは各色
光の主波長が表１の波長依存特性に合うように、厚さ、
使用色素というライトバルブ構成上のパラメータを変化
させている。 【００３５】また透過型ライトバルブは、透過する色光
の光線透過方向が、ライトバルブ面の法線に対し０〜４
５゜傾いている。つまり、透過型ライトバルブの消光比
の入射光角度依存性に対し、より大きな消光比を得るた
めにライトバルブ面を傾けることを意味している。入射
光角依存性のあるライトバルブモードとしては、例えば
表１のＴＮ液晶モードやゲスト−ホストモード、被屈折
モード等がある。 【００３６】以上は透過型ライトバルブとしてＴＮ液晶
パネルを用いたが、表１に示したライトバルブのモード
はもちろん用いることが可能である。また表１以外のラ
イトバルブモード、例えば散乱状態−透明状態のスイッ
チング現象、（液晶の動的散乱モード等）や、液晶の記
憶型表水モードも用いることができる。さらに液晶に限
定されることなく、透過型ラィトバルブであれば問題な
く応用することができる。例えばＰＬＺＴ等の透光性セ
ラミックの電気光学効果やエレクトロクロミック、エレ
クトロフオレテイックなども用いることができる。さら
にここでは、赤、緑、青の３色分離合成の実施例を挙げ
たが、２色もしくはさらに多色であっても有効である。 【００３７】 【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、投射
型表示装置において光源光を分離した３つの色光を変調
する３つの液晶ライトバルブは複屈折モードの液晶パネ
ルにより構成され、その液晶パネルの透過率の波長依存
特性を決定するパラメータの値は、その液晶パネルが入
射する色光の主波長に対して透過率のピークが得られる
ように、３つの液晶ライトバルブ同士で異ならせてなる
ので、各液晶ライトバルブからは色光の主波長に適した
透過率の出射がなされる。それにより、各液晶ライトバ
ルブにおいて変調された各色光の透過率が高くなり、そ
れを合成して得られたカラー画像においても非常に明る
くなる。従って、コントラストに優れ、光源光の利用効
率の高いコンパクトな投射型力ラー表示装置を提供する
ことができる。
バルブを用いた投射型カラー表示装置に関する。 【０００２】 【従来の技術】従来のライトバルブ方式の投射図カラー
表示装置は、特開昭５８−１５０９３７号（ＵＳ特許番
号３３４６８０，３３４６８２）に開示されているよう
に、反射型ライトバルブとダイクロイックミラーによっ
て単色の画像を合成投射するもの、ＳＩＤ′７５タイジ
ェスト，Ｐ．２４、ＳＩＤ’７２ダイジェスト，Ｐ．６
２，オプトロニクス（１９８５）ＮＯ．４，Ｐ．７３に
記載の油膜ライトバルブ方式などがある。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】前者の反射型ライトバ
ルブ方式は、第１にＣＲＴ書き込み型の反射型ライトバ
ルブであるために表面での反射光によるコントラストの
低下を招く。第２にライトバルブが陰極線管（ＣＲＴ）
の光によってアドレスされるため、大がかりな装置とな
る。第３にダイクロイックミラーは色分離特性の他に入
射光と出射光を分離するための優れた偏光分離特性を要
求されていた。 【０００４】後者の油膜ライトバルブ方式は、装置が大
がかりで、高価であり、寿命や光の利用効率の点で充分
とはいえなかつた。 【０００５】そこで本発明はこのような問題点を解決す
るもので、その目的とするところは、コントラストに優
れ、光源光の利用効率の高いコンパクトな投射型力ラー
表示装置を提供することにある。 【０００６】 【課題を解決するための手段】本発明の投射型表示装置
は、光源と、該光源からの光を３つの色光に分離する色
光分離手段と、該色分離手段により分離された各色光を
それぞれ変調する３つの液晶ライトバルブと、該各液晶
ライトバルブにより変調された各色光を合成する色光合
成手段と、該色光合成手段により合成された光を投射す
る投射光学手段とを有する投射型表示装置において、前
記３つの液晶ライトバルブは複屈折モードの液晶パネル
により構成され、３つの前記の液晶パネルにより変調さ
れた各色光を合成してなる画像のコントラストが向上す
るように、前記各液晶パネルが入射して変調する色光の
主波長に対して当該液晶パネルの透過率の波長依存性を
合わせ、前記各液晶パネルの透過率の波長依存性を決定
するパラメータの値を、入射する色光に応じて前記３つ
の液晶ライトバルブ同士で異ならせてなることを特徴と
する。 【０００７】 【実施例】図１は本発明によるフルカラー投射型表示装
置の照明構造を示すものである。青光を反射するダイク
ロイックミラー（Ｂミラー）１を赤光を反射するダイク
ロイックミラ−（Ｒミラー）２をクロス状に組み合わ
せ、入射光束の分離と合成を行なっている。３は光束の
方向を曲げるためのミラーである。４は赤、緑、青に対
応した画像を形成する透過型ライトバルブである。ここ
ではアクティブマトリクス（薄膜トランジスタマトリク
ス等）駆動による液晶パネルを用いた。 【０００８】図２は投射光学系を含む全体の構成図であ
る。簡単のため緑色だけを描いてある。照明系として
は、ケーラー照明、クリティ力ル照明、テレセントリツ
ク照明などを採用することができる。５はコンデンサー
レンズ、６は投射レンズ、７は光源、９はスクリーンで
ある。 【０００９】次に作用を説明する。図２に示すように光
源７は白色光（例えばハロゲンランプ）を発し、コンデ
ンサーレンズ５により集光される。ダイクロイックミラ
−１，２に入射した白色光８は、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、
青（Ｂ）光に分解される。分離された色光は、ミラー３
によって方向を曲げられ、透過型ライトバルブ４に入射
する。ライトバルブ面は入射光を有効に透過させるため
に、減反射コーティングを施されている。ライトバルブ
はスクリーン９に投射レンズ６によって結像する位置に
置かれている。ライトバルプは各色光に対応した画像を
形成する。この場合は赤、緑、青のビデオ信号１８を各
液晶パネルに供給し、単色の図画像を形成した。 【００１０】 【表１】【００１１】液晶パネルはツイステッドネマチック（以
下ＴＮと称する）液晶モードを用いている。表１に示す
波長依存性から、△ｎ＝１．５のネマテック液晶を用い
て、２番目のピークに合わせると、赤ライトバルブの液
晶層厚は８．４μｍ、緑ライトバルブの液晶層厚は７．
１μｍ、青ライトバルブの液晶層厚は５．８μｍに設定
した。なお投射光が照射された後の定常温度を考慮して
各液晶層厚は決められている。 【００１２】またＴＮ液晶モードは消光比の入射光角度
依存性があるために、図３に示すように入射光をライト
バルブ面に対し法線より傾けて配置するとさらに有効で
ある。しかしこの場合、投射レンズの光軸から外れるた
めに、結像位置が光軸から外れたり、台形に結像する。
投射レンズの特性、結像範囲を考慮してライトバルブの
傾き角は決められるが、我々がここで用いたＴＮ液晶モ
ードの場合、０〜３０゜の範囲が実用的であった。 【００１３】ここで図６を参照しながらＴＦＴ液晶パネ
ルの駆動を簡単に説明する。液晶パネルは交流駆動が必
要なため、ビデオ信号１８は１フィールド（１Ｆ）ごと
に極性反転回路１０により反転を行なっている。同期制
御回路はＶＣＯ１１、ループフィルター１２、位相比較
器１３、分周器１４から成り、Ｘ・Ｙのクロック、デー
タ、及び１Ｆ信号を発生する。液晶パネル４にはＸ側シ
フトレジスター１５それによってビデオ信号を各画素に
分配するトランスミッションゲート１７、Ｙ側シフトレ
ジスター１６が結線されている。 【００１４】Ｘ側シフトレジスターはＴＦＴの列方向、
Ｙ側シフトレジスターは行方向のアドレスを行なう。 【００１５】これによりビデオ信号に対応した画素電圧
がＴＦＴ液晶画素に与えられ、画素表示を行なうことが
できる。駆動及び液晶パネルの詳細は日経エレクトロニ
クス，Ｎｏ．３５１（１９８４）Ｐ．２１１やＳＩＤ’
８３ ＤＩＧＥＳＴ，Ｐ．１５６に記載したものに準じ
ている。 【００１６】また各色の液晶パネルは表示画像がスクリ
ーン上で合致するように、位置合せがされている。 【００１７】Ｒ，Ｇ，Ｂの３原色を合成し、フルカラー
表示を行なう場合等は、ミスコンバーゼンスが生じると
色ずれや、カラーゴーストとして表示されてしまう。特
にマトリクスパネルを用いる場合は、画素ピッチ以下で
の位置合せが望まれる。また、各色の画素ピッチが等し
い場合には、半画素程度を規則正しく変位させることに
よって、単色パネル以上に高解像変化をすることができ
る。 【００１８】図１からも明らかなように、Ｇパネル像に
対し、Ｒパネル像、Ｂパネル像は左右鏡像関係にある。 【００１９】本発明のダイクロイックミラーは色光の分
離合成機能があればよいが、誘電体薄膜の反射には必ず
偏光作用が生じる。つまり図１では赤光、青光は垂直方
向の偏光成分が多く、緑光は水平方向の偏光成分が多
い。このため偏光板を使用する電気光学効果モードでは
偏光板の方向を適宜調整する必要がある場合がある。例
えばＴＮ（９０゜ツイストしたネマチック液晶）液晶表
示モードを使用した場合、最も有効に光束を利用するた
めには、図１でＲパネルとＢパネルの入射側偏光板の透
過軸を垂直に、Ｇパネルの透過軸は水平にするとよい。 【００２０】また、本発明では、ホワイトバランス調
整、つまり各色の強度調整を偏光板の方位設定で行なっ
ている。 【００２１】こうして透過型ライトバルブによって画像
変調された色光は、再びダイクロイックミラ−群に入射
する。図１に示すように可逆的に赤、緑、青光は合成さ
れ、投射レンズ６によってスクリーン９上に投射、結像
する。 【００２２】ダイクロイックミラーは図１以外の配置も
用いることができる。図４、図５はその構成例である。
図４、図５の場合は同一平面上にダイクロイックミラ
−、ライトバルブ、投射光学系を配置している。このた
め図１の例に比べ薄型のシステムを構成できる。 【００２３】図４のダイクロイックミラー１、２は十字
状に構成する必要がない簡便なシステムとなっている。
また色光を折り曲げるためのミラー３も、ダイクロイッ
クミラーと同一の平面上に配置されている。図１の場合
と同様、５はコンデンサーレンズ、４はライトバルブ、
６は投射レンズである。 【００２４】図５は図１の場合に用いた十字状のダイク
ロイックミラーを平面的に配置したものである。図５の
システムの特徴はライトバルブ４と光源７、コンデンサ
ーレンズ５との間の光路長が、赤光と緑光．青光と緑光
で異なっていることである。また、ダイクロイックミラ
ー１、２で反射される赤光、青光は、紙面に対し垂直な
偏光成分が多いため、光線方向変更のためのミラー３で
の反射効率を高めることができる。 【００２５】また各色光に対するライトバルブ４の位置
は、図４、図５の場合も図１と同様、各色共、投射レン
ズ６に対し光学的に等距離な結像位置になければならな
い。 【００２６】また図２，図３，図４，図５に示すように
本システムは投射レンズが１つで済み、投射倍率や投射
距離を変える場合に、各色画像間のコンバーゼンス調整
が不要である利点もある。 【００２７】次に本実施例に於ける効果を述べる。光源
光は第１のダイクロイックミラー群で複数の色光に分離
される。次に、色光に対応した透過型ライトバルブによ
って画像形成が行なわれ、色光は画像変調を受ける。透
過型ライトバルブを用いた結果、従来のＣＲＴ書き込み
型反射型ライトバルブでは避けられないライトバルブ表
面の反射光の影響を投射光から除くことができ、投射画
像のコントラストが向上する。また、電気光学効果を用
いた画像表示パネルを採用することによって動画表示が
可能となる。ライトバルブとして、液晶やＰＬＺＴのよ
うな電気光学材料を用いることができる。いずれにしろ
ＣＲＴ光書き込み型の反射型ライトバルブや油膜型ライ
トバルブに比べ、薄板状のコンパクトな形状であり、装
置全体の構成自由度が増し、コンパクトにシステムを構
成できる。 【００２８】次に画像変調された色光は第２のダイクロ
イックミラー群によって合成される。このとき第２のダ
イクロイックミラー群は、第１のダイクロイックミラー
群の波長分特性能とほぼ等しい性能を有し、分離された
色光を可逆的に合成する。例えば、赤、緑、青に白色光
を分明する第１のダイクロイックミラー群に対し、第２
のダイクロイックミラー群は、第１のダイクロイックミ
ラー群とほぼ同等の赤、緑、青の色光分離特性を有し、
可逆的に赤、緑、青の画像色光を合成する。すべてのラ
イトバルブが透過であれば合成光は光線色となる。本発
明のダイクロイックミラーの機能としては、色光の分離
だけで十分であり、前記従来技術で必要であった偏光成
分を分離する性能は不要である。 【００２９】このように光源光を色光に分離し、変調、
合成することから、各色光に対応した複数の光源は不要
であり、単一光源で済む。 【００３０】このようにして合成されたカラー画像光
は、投射レンズによりスクリーンに結像する。 【００３１】複数の色光が合成されるため、各色に対応
した画像は正確に配置されている。例えば、赤、緑、青
の３原色光を用いてフルカラー表示を行なう場合、各原
色画像は互いにコンバーゼンスがとられて合成される。 【００３２】また、第１のダイクロイックミラー、第２
のダイクロイックミラーは、異なる色光分離特性を有す
る２枚を十字状に組み合わせることによって、光線から
ライトバルブ、ライトバルブから投射光学系との間の光
路長を短くとることが可能となった。さらにこれらのダ
イクロイックミラ−を平面上に配置することによって、
薄型でコンパクトなシステムを構成できる。 【００３３】透過型ライトバルブは、透過する色光に対
し、消光比の波長依存性を色光の主波長に一致させ、こ
れらを合成投射した画像のコントラストを向上させてい
る。例えば、ツイステッドネマチック液晶モードのリタ
ーダンスによる波長−透過率曲線のピークを各色光の主
波長に一致させる。ゲスト−ホスト液晶モードの二色性
色素の二色性比ピークは各色光の主波長に一致させる。
等がある。 【００３４】表１は主要モードと波長依存性についてま
とめたものである。つまり本発明のライトバルブは各色
光の主波長が表１の波長依存特性に合うように、厚さ、
使用色素というライトバルブ構成上のパラメータを変化
させている。 【００３５】また透過型ライトバルブは、透過する色光
の光線透過方向が、ライトバルブ面の法線に対し０〜４
５゜傾いている。つまり、透過型ライトバルブの消光比
の入射光角度依存性に対し、より大きな消光比を得るた
めにライトバルブ面を傾けることを意味している。入射
光角依存性のあるライトバルブモードとしては、例えば
表１のＴＮ液晶モードやゲスト−ホストモード、被屈折
モード等がある。 【００３６】以上は透過型ライトバルブとしてＴＮ液晶
パネルを用いたが、表１に示したライトバルブのモード
はもちろん用いることが可能である。また表１以外のラ
イトバルブモード、例えば散乱状態−透明状態のスイッ
チング現象、（液晶の動的散乱モード等）や、液晶の記
憶型表水モードも用いることができる。さらに液晶に限
定されることなく、透過型ラィトバルブであれば問題な
く応用することができる。例えばＰＬＺＴ等の透光性セ
ラミックの電気光学効果やエレクトロクロミック、エレ
クトロフオレテイックなども用いることができる。さら
にここでは、赤、緑、青の３色分離合成の実施例を挙げ
たが、２色もしくはさらに多色であっても有効である。 【００３７】 【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、投射
型表示装置において光源光を分離した３つの色光を変調
する３つの液晶ライトバルブは複屈折モードの液晶パネ
ルにより構成され、その液晶パネルの透過率の波長依存
特性を決定するパラメータの値は、その液晶パネルが入
射する色光の主波長に対して透過率のピークが得られる
ように、３つの液晶ライトバルブ同士で異ならせてなる
ので、各液晶ライトバルブからは色光の主波長に適した
透過率の出射がなされる。それにより、各液晶ライトバ
ルブにおいて変調された各色光の透過率が高くなり、そ
れを合成して得られたカラー画像においても非常に明る
くなる。従って、コントラストに優れ、光源光の利用効
率の高いコンパクトな投射型力ラー表示装置を提供する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるフルカラー投射型表示装置の１例
を示す照明構造図。 【図２】図１の照明構造を用いた投射型表示装置の構成
図である。 【図３】傾斜型ライトバルブを用いた投射型表示装置の
構成図である。 【図４】本発明による平面配置型構成図である。 【図５】本発明による十字型ダイクロイックミラー、平
面配置型構成図である。 【図６】実施例で用いたライトバルブの駆動を説明する
回路図。 【符号の説明】 １・・・赤反射ダイクロイックミラー ２・・・青反射ダイクロイツクミラー ３・・・ミラ一 ４・・・透過型ライトバルブ ５・・・コンデンサーレンズ ６・・・投射レンズ ７・・・光源 ９・・・スクリーン
を示す照明構造図。 【図２】図１の照明構造を用いた投射型表示装置の構成
図である。 【図３】傾斜型ライトバルブを用いた投射型表示装置の
構成図である。 【図４】本発明による平面配置型構成図である。 【図５】本発明による十字型ダイクロイックミラー、平
面配置型構成図である。 【図６】実施例で用いたライトバルブの駆動を説明する
回路図。 【符号の説明】 １・・・赤反射ダイクロイックミラー ２・・・青反射ダイクロイツクミラー ３・・・ミラ一 ４・・・透過型ライトバルブ ５・・・コンデンサーレンズ ６・・・投射レンズ ７・・・光源 ９・・・スクリーン
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(56)参考文献 特開 昭60−2916（ＪＰ，Ａ)
特開 昭49−55347（ＪＰ，Ａ)
特開 昭50−121177（ＪＰ，Ａ)
特開 昭49−5060（ＪＰ，Ａ)
特開 昭58−97983（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 １．光源と、該光源からの光を３つの色光に分離する色
光分離手段と、該色分離手段により分離された各色光を
それぞれ変調する３つの液晶ライトバルブと、該各液晶
ライトバルブにより変調された各色光を合成する色光合
成手段と、該色光合成手段により合成された光を投射す
る投射光学手段とを有する投射型表示装置において、 前記３つの液晶ライトバルブは複屈折モードの液晶パネ
ルにより構成され、 ３つの前記の液晶パネルにより変調された各色光を合成
してなる画像のコントラストが向上するように、前記各
液晶パネルが入射して変調する色光の主波長に対して当
該液晶パネルの透過率の波長依存性を合わせ、前記各液
晶パネルの透過率の波長依存性を決定するパラメータの
値を、入射する色光に応じて前記３つの液晶ライトバル
ブ同士で異ならせてなることを特徴とする投射型表示装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6163813A JP2795618B2 (ja) | 1994-07-15 | 1994-07-15 | 投射型表示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6163813A JP2795618B2 (ja) | 1994-07-15 | 1994-07-15 | 投射型表示装置 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60169442A Division JPH0769567B2 (ja) | 1984-10-22 | 1985-07-31 | 投射型表示装置 |
Related Child Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8343579A Division JPH09185014A (ja) | 1996-12-24 | 1996-12-24 | 投射型表示装置 |
| JP8343578A Division JP2842419B2 (ja) | 1996-12-24 | 1996-12-24 | 投射型表示装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07152026A JPH07152026A (ja) | 1995-06-16 |
| JP2795618B2 true JP2795618B2 (ja) | 1998-09-10 |
Family
ID=15781209
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6163813A Expired - Lifetime JP2795618B2 (ja) | 1994-07-15 | 1994-07-15 | 投射型表示装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2795618B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4155275B2 (ja) | 2005-03-25 | 2008-09-24 | セイコーエプソン株式会社 | 画像表示装置 |
| JP2021192071A (ja) * | 2018-09-10 | 2021-12-16 | ソニーグループ株式会社 | 投射型液晶表示装置及び電子機器 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4955347A (ja) * | 1972-09-27 | 1974-05-29 | ||
| JPS50121177A (ja) * | 1974-03-11 | 1975-09-22 | ||
| JPS5897983A (ja) * | 1981-12-07 | 1983-06-10 | Sony Corp | 投写形デイスプレイ装置 |
| JPS5920275U (ja) * | 1982-07-30 | 1984-02-07 | 日産自動車株式会社 | 透過型液晶表示装置 |
| JPH0723936B2 (ja) * | 1983-06-21 | 1995-03-15 | セイコーエプソン株式会社 | 投写式表示装置 |
| JPS6090429U (ja) * | 1983-11-28 | 1985-06-20 | チッソ株式会社 | カラ−画像表示用投影装置 |
-
1994
- 1994-07-15 JP JP6163813A patent/JP2795618B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07152026A (ja) | 1995-06-16 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |