JP4465071B2 - Color generation apparatus and projection display apparatus - Google Patents

Color generation apparatus and projection display apparatus Download PDF

Info

Publication number
JP4465071B2
JP4465071B2 JP34530699A JP34530699A JP4465071B2 JP 4465071 B2 JP4465071 B2 JP 4465071B2 JP 34530699 A JP34530699 A JP 34530699A JP 34530699 A JP34530699 A JP 34530699A JP 4465071 B2 JP4465071 B2 JP 4465071B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
polarization plane
wavelength
liquid crystal
voltage
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP34530699A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2001166273A (en
Inventor
順二 富田
智司 前田
敬和 有竹
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
Priority to JP34530699A priority Critical patent/JP4465071B2/en
Publication of JP2001166273A publication Critical patent/JP2001166273A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4465071B2 publication Critical patent/JP4465071B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、色生成装置及び投影表示装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
液晶プロジェクタのような投影表示装置に使用される色生成素子としては、赤、緑、青を表示する3枚のLCDパネルと3枚のダイクロイックミラーと複数枚の鏡を用いる3板方式が一般的である。しかし、3板方式は部品点数が多く、組立調整も困難であり、高価な装置となっている。
【0003】
また、時分割方式の色生成素子として、赤、青、緑の3つの領域を円盤に設け、それら3つの領域に白色光を順次透過させて赤の光束、青の光束、緑の光束に変換する機構のものが特開平8−51633号公報に記載されている。そのような色生成装置から照射された光束は、DMD(digital micromirror device)アレイに照射され、これによりシーケンシャル・カラー画像が表示される。
【0004】
DMDアレーは、例えばXGAの場合に17mm×13mmの長方形の中に約80万個の微細なミラーを並べ、一枚のパネルにしたものである。そのような微細なミラーは、シリコン基板の上に反射角度を一つ一つ変えて形成され、光源からの光をON、OFFするしくみになっている。そして、ON、OFFというデジタルにより色諧調を制御して、カラー画像を得るようにしている。
【0005】
そのシーケンシャル・カラー画像装置の光学系は、例えば図1(a) に示すような構造を有している。
図1(a) において、光源101 から放射された光はリフレクタ102 により反射された後に、色生成素子103 、レンズ104 を通してDMDアレー105 に照射され、DMDアレー105 により反射された光を投影レンズ106 を通してスクリーン(不図示)に投影するようになっている。
【0006】
その色生成素子103 は、図1(b) に示すように、赤(R)、緑(G)、青(B)のカラーフィルタ103R, 103G, 103B、若しくはそれらにダイクロイックミラーを組み合わせた回転円盤から構成されていて、DMDアレー105 の表示と同期して回転される。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、時分割方式の色生成素子103 は、機械的に駆動して照明光を順次変化させ、しかもサイズが大きいために、光学系の小型化に支障をきたす。
本発明の目的は、小型化が図れる色生成装置とこの色生成装置を有する投影表示装置を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記した課題は、光入射方向に積層された、第1の波長帯域の光を反射する第1の波長選択反射素子、第2の波長帯域の光を反射する第2の波長選択反射素子、及び第3の波長帯域を反射する第3の波長選択反射素子と、前記第1の波長選択反射素子の光入射側に配置され、電圧制御によって位相差が変化する第1の偏光面回転素子と、前記第1の波長選択反射素子と前記第2の波長選択反射素子との間に前記第1の偏光面回転素子の配向方向を90°傾けて配置され、電圧制御によって位相差が変化する第2の偏光面回転素子と、前記第2の波長選択反射素子と前記第3の波長選択反射素子との間に前記第2の偏光面回転素子の配向方向を90°傾けて配置され、電圧制御によって位相差が変化する第3の偏光面回転素子、前記第1の偏光面回転素子の前記光入射側及び光出射側に配置され、且つ特定の偏光面の光を抽出する偏光素子と、前記第1の波長選択反射素子によって反射される前記第1の波長帯域の光の位相差がλ/4(λ;前記第1の波長帯域の波長)となる第1の電圧、前記第2の波長選択反射素子によって反射される前記第2の波長帯域の光の位相差がλ/4(λ;前記第2の波長帯域の波長)となる第2の電圧、前記第3の波長選択反射素子によって反射される前記第3の波長帯域の光の位相差がλ/4(λ;前記第3の波長帯域の波長)となる第3の電圧、及び前記第1の波長帯域、前記第2の波長帯域、及び前記第3の波長帯域のそれぞれの光の位相差が十分に無くなる第4の電圧のいずれかを、前記第1の偏光面回転素子、前記第2の偏光面回転素子、及び第3の偏光面回転素子に別々に与える電圧制御部とを有し、前記電圧制御部は、前記第1の偏光面回転素子及び前記第2の偏光面回転素子に前記第1の電圧を印加するとともに、前記第3の偏光面回転素子に前記第4の電圧を印加する第1の電圧印加パターン、前記第1の偏光面回転素子に前記第4の電圧を印加するとともに、前記第2の偏光面回転素子及び前記第3の偏光面回転素子に前記第2の電圧を印加する第2の電圧印加パターン、及び、前記第1の偏光面回転素子及び前記第2の偏光面回転素子に前記第4の電圧を印加するとともに、前記第3の偏光面回転素子に前記第3の電圧を印加する第3の電圧印加パターンのうちのいずれかを選択して、前記第1の偏光面回転素子、前記第2の偏光面回転素子、及び前記第3の偏光面回転素子に電圧を印加することを特徴とする色生成装置によって解決される。
【0009】
上記した色生成装置において、前記第1の偏光面回転素子は、前記第1の電圧を印加されたときに前記第1の波長帯域の光の位相差をλ/4(λ;前記第1の波長帯域の波長)変化させ、前記第2の偏光面回転素子は、前記第2の電圧を印加されたときに前記第2の波長帯域の光の位相差をλ/4(λ;前記第2の波長帯域の波長)変化させ、前記第3の偏光面回転素子は、前記第3の電圧を印加されたときに前記第3の波長帯域の光の位相差をλ/4(λ;前記第3の波長帯域の波長)変化させるものであってもよい。
上記した色生成装置において、前記第1の偏光面回転素子、前記第2の偏光面回転素子、及び前記第3の偏光面回転素子は、ホモジニアス配向したネマティック液晶が封入されてるようにしてもよい。
【0011】
次に、本発明の作用について説明する。
本発明によれば、3種類の波長帯域を反射する少なくとも3種類の波長選択反射素子と、波長選択反射素子のそれぞれの光入射側(光源に近い側)に配置された複数の偏光面回転素子とを組み合わせて色生成装置を構成している。
この場合、各偏光面回転素子の偏光状態をそれぞれ調整し、波長選択反射素子によって赤、青、緑の光束を選択して反射する。
【0012】
したがって、色生成装置を回転させるような機械的な機構が不要となり、装置の小型化が図れる。
そのような色生成装置として、例えば複屈折性のある液晶パネルがあり、その液晶パネルでの光の通過前後で位相差λ/4をもつ円偏光状態にしたり、位相差を生じさせない状態にしたりと、変化させることにより、特定の波長帯の光の偏光面を他の光の偏光面と異ならせることができる。
【0013】
また、本発明の投影表示装置によれば、波長帯の異なる色の光を順次選択出力する反射型且つ静止型の色生成素子を使用して、その光の波長変化に連動してカラー画像を生成する画像表示体を使用し、選択された光を画像表示体に反射又は透過させてさらに投射レンズに透過させる構造を採用しているので、投影表示装置の小型化が図れる。
【0014】
この場合、光の光路を偏光する素子として、偏光ビームスプリッタを使用すると、光路の偏光が容易になって表示素子に垂直入射、垂直反射させることができ、光学系の小型化が実現できる。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
(第1の実施の形態)
図2は、本発明の第1の実施形態に係る色生成装置(色生成素子)の基本構成を示す断面図である。
【0016】
図2において、第1〜第3の液晶パネル(偏光面回転素子)1,2,3は光進行方向に順に平行に配置され、それらのうちの第1及び第2の液晶パネルの1、2の間には第1のダイクロイックミラー4rが挟まれ、また、第2及び第3の液晶パネル2、3の間には第2のダイクロイックミラー4bが挟まれ、さらに第3の液晶パネル3のうちの第2の液晶パネル2配置位置と反対側には第3のダイクロイックミラー4gが配置されている。
【0017】
第1〜第3の液晶パネル1,2,3は、それぞれ、一対の透明電極1a,2a,3aに挟まれた液晶層1b,2b,3bをさらに一対の透明基板1c,2c,3cで挟む構造を有し、しかも、透過光にλ/4(λ;波長)程度の位相差が生じるように作製されている。
第1の液晶表示パネル1の一対の透明電極1aには制御信号V1 が接続され、また、第2、第3の液晶表示パネル2,3の各一対の透明電極2a,3aにはそれぞれ制御信号V2 ,V3 が接続される。
【0018】
第1〜第3の液晶パネル1,2,3は、それぞれ、透明電極1a,2a,3aに高レベル電圧が印加された時には、光を偏光させずに透過させる一方で、透明電極1a,2a,3aに低レベル電圧が印加された時には、光の偏光面を90゜回転させるように構成されている。また、第1〜第3の液晶パネル1,2,3は、それぞれ、一方向から入射した光の偏光面を正方向に回転させ、また、反対方向から入射した光の偏光面を逆方向に回転させるように構成されている。さらに、第2の液晶パネル2は、同じ方向に進む光の偏光面を第1、第3の液晶パネル1,3とは逆回転で回転するように構成されている。
【0019】
液晶層1b,2b,3bの材料としては、例えば、ホモジニアス配向のネマティック液晶、強誘電性の液晶、VA液晶、あるいは、45゜配向方向を変えた45゜ツイステッドネマテック液晶等を用いる。以下の説明では、ホモジニアス配向のネマティック液晶を採用する。この液晶は、λ/4位相差板のように、光が透過すると円偏光となり、その光がダイクロイックミラーで反射されて再度透過するとλ/2位相差板のように偏光面が90゜回転するものである。
【0020】
なお、それらの液晶層1b,2b,3bは、特に図示しないが、液晶層1b,2b,3bと透明電極1a、2a、3aの間には配向膜が介在されている。
第1のダイクロイックミラー4rは、赤(R)の波長を反射させてそれ以外の波長の色を透過させるミラーであり、また、第2のダイクロイックミラー4bは、青(B)の波長を反射させてそれ以外の波長の色を透過させるミラーであり、さらに、第3のダイクロイックミラー4gは、緑(G)の波長を反射させてそれ以外の波長の色を透過させるミラーである。
【0021】
第1〜第3のダイクロイックミラー4r、4b、4gは、例えばガラス基板の上に形成された誘電体の多層膜から構成されている。そのような多層膜が形成されるガラス基板として、図3に示すように、第1〜第3の液晶パネル1,2,3を構成する光反射側のガラス基板1c,2c,3cを利用してもよいし、図4に示すように、液晶パネル1,2,3とは別のガラス基板5を用いてもよい。液晶パネル1,2,3のガラス基板1c,2c,3cの上にダイクロイックミラー4r、4b、4gを形成することは部品点数の軽減に有効である。また、ダイクロイックミラー4r、4b、4gの露出を防止するためには別のガラス基板5を利用することが有効である。
【0022】
ダイクロイックミラー4r、4b、4gを構成する多層膜の形成面は、図5に示すようにガラス基板1c,2c,3cの液晶層1b,2b,3b側であってもよい。この構造によれば、作製中にダイクロイックミラー4r、4b、4gが損傷を受けることはない。
なお、ガラス基板1c,2c,3c,5同士、又は、ガラス基板1c,2c,3cとダイクロイックミラー4r、4b、4gを接着する場合には、ガラスの屈折率に近い透明な接着剤を用いることにより、界面反射の少ない色生成装置が構成される。
【0023】
ところで、図6に示すように、4枚のガラス基板6の間に液晶層1b,2b,3bを挟み、さらにその液晶層1b,2b,3bの反射側の面にダイクロイックミラー(多層膜)4r、4b、4gを形成すると、ガラス基板同士を接着する接着層が不要となり、光の吸収量を少なくし、薄型の素子が実現される。
なお、第3のダイクロイックミラー4gは、可視光の全領域を反射する一般的な金属膜、例えばアルミニウム膜であってもよい。
【0024】
なお、ダイクロイックミラーは波長選択反射素子の一例であって、ダイクロイックミラーの変わりに他の素子を使用してもよい。
上記した第1〜第3のダイクロイックミラー4r,4b,4gの配置は、上記した順に限られるものではなく、透過光の光損失を考慮すると光源の光スペクトル分布に合わせることが望ましい。即ち、光生成装置において、その光スペクトルの赤、青、緑のうち強度が最も高い色を反射するダイクロイックミラーを光入射方向に対して後方に配置し、強度が最も低い色を反射するダイクロイックミラーを光入射方向に対して前方に配置することが好ましい。
【0025】
例えば、光源が超高圧水銀灯であれば、緑、青、赤の順に光強度が高い(G>B>R)ので、上記したように光源から遠ざかる方向で赤反射用、青反射用、緑反射用の順にダイクロイックミラーを配置する。また、光源が、メタルハライドランプやハロゲンランプの場合には、緑、赤、青の順に光強度が高い(G>R>B)ので、光源から遠ざかる方向で青反射用、赤反射用、緑反射用の順でダイクロイックミラーを配置する。
【0026】
色生成法
以上のような構成を有する色生成装置によって赤と青と緑の光を色生成する方法を次に説明する。
色生成装置において、第1〜第3の液晶パネル1,2,3のそれぞれの透明電極1a,2a,3aには、電源V1 ,V2 ,V3 から例えば、図7に示す交流のパルス電圧Vr ,Vb ,Vg を印加する。
【0027】
パルス電圧Vr ,Vb ,Vg が、ある一定電圧(一般的には5V程度)以上になると、各液晶層1b,2b,3bは等方的になり、偏光面を回転する作用は消失する。したがって、電圧値を調整することによりダイクロイックミラーで反射した光束の偏光面を回転させることが可能になる。印加させる液晶層を順次変化させることによって、必要な波長帯域の光を順次、第1の液晶パネル1から出すことが可能になる。
【0028】
第1〜第3の液晶パネル1,2,3の液晶層1b,2b,3bでλ/4の位相差を生じさせるために、λ/2の位相差を生じさせる一般的な液晶パネルの液晶層よりも層の厚さが薄く、高速駆動が可能になる。超高速駆動が実現できる強誘電性液晶を使用してもよい。また、ネマティック液晶で垂直配向が可能なVA液晶でも実現できる。なお、λ/4位相差板相当の液晶及び配向を実現できれば、この色生成素子に応用することが可能である。
【0029】
そのパルス電圧Vr ,Vb ,Vg は、例えば60Hzとなっている。また、一般的な液晶駆動と同様に交流電流を印加することが望ましい。
次に、0〜1/3周期目と1/3〜2/3周期目と2/3〜3/3周期目のそれぞれについて説明する。
(i) 0〜1/3周期
まず、図7に示すようにパルス電圧Vr ,Vb ,Vg の始めの1/3周期においては、図8(a) に示すような光反射と偏光がなされる。
【0030】
即ち、図8(a) に示すように、第1及び第2の液晶パネル1,2のそれぞれの一対の透明電極1a,2aへの電圧印加をoffとする一方で、第3の液晶パネル3の一対の電極間3aへの電圧印加をonにする。
この期間では、白色光は後述する偏光素子によって直線偏光化されて第1の液晶パネル1の一面に向けて照射される。
【0031】
白色光に含まれる赤い光束(R)は、図8(a) に示すように、第1の液晶パネル1によって正回転で円偏光化されてλ/4の位相差で透過して第1のダイクロイックミラー4rに照射される。そして、第1のダイクロイックミラー4rでは、赤い光束の円偏光が反射且つ反転される。反射された赤い光束は、再び第1の液晶パネル1を透過して逆回転されて直線偏光化される。これによって第1の液晶パネル2の一面から戻された赤い光束は、入射する赤い光束に対して90゜回転し、これにより例えば紙面に垂直な偏光面の光となっている。従って、紙面に垂直な偏光面の光を透過させる偏光素子によって赤い光束を選択的に取り出すことができる。
【0032】
また、白色光に含まれる青の光束(B)は、図8(a) に示すように、第1の液晶パネル1を透過して正回転で円偏光化されて透過し、そのままの状態で第1のダイクロイックミラー4rを透過する。さらに、第1のダイクロイックミラー4rを透過した青の光束は、第2の液晶パネル2を透過して逆回転されて当初の直線偏光に戻され、そのままの状態で第2のダイクロイックミラー4bに照射される。第2のダイクロイックミラー4bにより反射された青の光束は、第2の液晶パネル2、第1のダイクロイックミラー4r、第1の液晶パネル1の順に透過する。第2の液晶パネル2と第1の液晶パネル1では互いに逆回転で円偏光化及び直線偏光化されるために、第1の液晶パネル1の一面から出た青色の光は、その一面から入射したと同じ角度の直線偏光になる。
【0033】
さらに、白色光に含まれる緑の光束(G)は、図8(a) に示すように、青い光束と同様な状態で第1、第2の液晶パネル1,2及び第一のダイクロイックミラー4rを透過して第2のダイクロイックミラー4bに照射される。第2のダイクロイックミラー4bを透過した緑の光束は、第3の液晶パネル3を偏光されずに透過して第3のダイクロイックミラー4gによって反射される。反射された緑の光束は、そのままの状態で第3の液晶パネル3、第2のダイクロイックミラー4bを透過した後に、青い光束と同じように、第2の液晶パネル2、第1のダイクロイックミラー4r、第1の液晶パネル1を順に透過する。第1の液晶パネル1の一面から出た緑の光束は、第2の液晶パネル2と第1の液晶パネル1では互いに逆回転で円偏光化及び直線偏光化されるために、第一の液晶パネル1に入射した時と同じ偏光面を有する。
【0034】
以上のようなことから、第1の液晶パネル1から出た赤の光束は、青と緑の光束とは偏光面が90゜異なる光となるので、白色光を偏光したものとは別の偏光素子によって選別することができることになる。
なお、赤、青、緑の光束以外の光は第1〜第3の液晶パネルと第1〜第3のダイクロイックミラー4e,4b,4gを透過するので、図8(a) に示したように第1の液晶パネル1の一面側に戻ることはない。
【0035】
(ii)1/3〜2/3周期
まず、図7に示したパルス電圧Vr ,Vb ,Vg の1/3〜2/3周期においては、図8(b) に示すような光反射と偏光がなされる。
即ち、図8(b) では、第2及び第3の液晶パネル2,3のそれぞれの一対の透明電極2a,3aへの電圧印加をoffとする一方で、第1の液晶パネル1の一対の透明電極1aへの電圧印加をonにする。この場合、白色光は第1の直線偏光板によって直線偏光されて第1の液晶パネル1の一面に向けて照射される。その直線偏光された光は、紙面に対して例えば平行な偏光面上を伝搬する。
【0036】
白色光に含まれる赤い光束(R)は、図8(b) に示すように、偏光面が回転されずに第1の液晶パネル1を透過した後に第1のダイクロイックミラー4rに照射され、第1のダイクロイックミラー4rでは赤い光束がそのままの状態で反射され、さらに反射された赤い光束は再び第1の液晶パネル1でその偏光面が回転されずに透過する。これによって第1の液晶パネル1の一面から出た赤い光束は、その一面に入射する赤い光束と同じ偏光面となる。従って、赤い光束は、紙面に垂直な直線偏光の光だけを透過させる偏光素子によって進行が妨げられる。
【0037】
また、白色に含まれる青の光束(B)は、図8(b) に示すように、第1の液晶パネル1、第1のダイクロイックミラー4r、第2の液晶パネル2を透過して第2のダイクロイックミラー4bによって反射される。青の光束は、第2の液晶パネル2を通過することによって逆回転で円偏光化され、さらに、第2のダイクロイックミラー4bで反射且つ反転される。そして、反射された青の光束は、第2の液晶パネル2を通過して正回転で円偏光化され、これにより第1の液晶パネル1に入射した状態に対して90゜回転した直線偏光となり、さらにそのままの状態で第1のダイクロイックミラー4r、第1の液晶パネル1を透過して第1の液晶パネル1の一面側に出射されることになる。
【0038】
さらに、白色に含まれる緑の光束(G)は、図8(b) に示すように、第1の液晶パネル1、第1のダイクロイックミラー4r、第2の液晶パネル2、第2のダイクロイックミラー4b、第3の液晶パネル3を透過し、第3のダイクロイックミラー4gによって反射される。この場合、緑の光束は、第2液晶パネル2によって逆回転で円偏光化されるが、第3の液晶パネル3によって正回転で元の直線偏光に戻されるために第3のダイクロイックミラー4gでは直線偏光の状態で反射される。さらに、第3のダイクロイックミラー4gによって反射された緑の光束は、第1の液晶パネル1に向けて進行するが、第2及び第3の液晶パネル2,3を通過する際に逆回転と正回転で円偏光化及び直線偏光化されて結果的に元の状態に戻されて第1の液晶パネル1の一面側から出ることになる。
【0039】
以上のようなことから、第1の液晶パネル1から出た青の光束は、赤と緑の光束とは90゜異なる直線偏光となるので、選択的に取り出すことができる。
なお、赤、青、緑の光束以外の光は第1〜第3の液晶パネル1,2,3と第1〜第3のダイクロイックミラー4r,4b,4gを透過するので、図8(b) に示したように、第1の液晶パネル1の一面側に戻ることはない。
【0040】
(iii) 2/3〜3/3周期
まず、図7に示すようにパルス電圧Vr ,Vb ,Vg の2/3〜3/3周期においては、図8(c) に示すような光反射と偏光がなされる。
即ち、図8(c) に示すように、第1及び第2の液晶パネル1,2のそれぞれの一対の透明電極1a,2aへの電圧印加をonとする一方で、第3の液晶パネル3の一対の透明電極3aへの電圧印加をoffにする。この場合、白色光は第1の直線偏光板によって直線偏光されて第1の液晶パネル1の一面に向けて照射される。その直線偏光面は、例えば、紙面に平行とする。
【0041】
白色光に含まれる赤い光束(R)は、図8(c) に示すように、その偏光面が回転されずに第1の液晶パネル1を透過した後に第1のダイクロイックミラー4rにより照射される。そして、第1のダイクロイックミラーでは赤い光束がそのままの状態で反射され、さらに反射された赤い光束はその偏光面が回転されずに再び第1の液晶パネル1を透過する。これによって第1の液晶パネル1の一面から出射された赤い光束は、入射する赤い光束と同じ偏光面上を伝搬される。
【0042】
また、白色光に含まれる青の光束(B)は、図8(c) に示すように、その偏光面が回転されずに第1の液晶パネル1、第1のダイクロイックミラー4r、第2の液晶パネル2を透過して第2のダイクロイックミラー4bによって反射され、反射された青の光束は逆方向に進行して第1の液晶パネル1の一面から出射される。
【0043】
さらに、白色光に含まれる緑の光束(G)は、図8(c) に示すように、第1の液晶パネル1、第1のダイクロイックミラー4r、第2の液晶パネル2、第2のダイクロイックミラー4b、第3の液晶パネル3を透過し、第3のダイクロイックミラー4gによって反射される。この場合、緑の光束は、第3液晶パネル3によって正回転で円偏光化されるが、第3のダイクロイックミラー4gによって反射且つ反転された後に、第3のダイクロイックミラー4gを透過する際に逆回転で直線偏光化されて直線偏光となる。この青の光束の偏光面は、第1の液晶パネル1に入射する緑の光束の偏光面に対して90゜回転した状態となっている。そして、直線偏光状態の緑の光束は、その後その偏光面はさらに回転されずに第1の液晶パネル1の一面側から出射される。
【0044】
以上のようなことから、第1の液晶パネル1から出た緑の光束は、赤と青の光束とは90゜異なる直線偏光となるので、選択的に取り出すことが可能である。
なお、赤、青、緑の光束以外の光は第1〜第3の液晶パネル1,2,3と第1〜第3のダイクロイックミラー4r,4b,4gを透過するので、図8(c) に示したように、第1の液晶パネル1の一面側に戻ることはない。
【0045】
以上のような色生成装置によれば、気化器的な回転機構などの大がかりな構造を必要とせずに、図9に示すように赤、青、緑の光を周期的に出射することが可能になる。 なお、第一の液晶パネル1に入射する光の直線偏光面は、上記したように紙面に平行に限られるものではない。
液晶パネルの配置
上記した第1〜第3の液晶パネル1,2,3は、次のように配置される。
【0046】
第1、第3の液晶パネル1,3の間に配置される第2の液晶パネル2は、第1、第3の液晶パネル1,3が偏光面を回転させる作用と逆の作用を生じるように配置されている。即ち、第1、第3の液晶パネル1,3が直線偏光を円偏光に変える場合には、第2の液晶パネル2は円偏光を直線偏光に変えるように配置され、又は、第1、第3の液晶パネル1,3が円偏光を直線偏光に変える場合には、第2の液晶パネル2は直線偏光を円偏光に変えるように配置される。
【0047】
例えば、それらの液晶パネル1,2,3がネマティック液晶ホモジニアス配向を有している場合には、図10に示すように、第1の液晶パネル1の液晶層1bを角度θ(例えば45゜)傾けた配向方向とし、第2の液晶パネル2の液晶層2bをθ+90゜又は90゜−θ(例えば135゜)、第3の液晶パネル3の液晶層3bをθ(例えば45゜)傾けた配向方向とする。それらの配向方向は、液晶層を挟む配向膜のラビング方向を調整することによって決まる。
【0048】
ところで、一般的な液晶の波長と屈折率分散の関係から、液晶層の波長と位相差は図11のような関係になる。例えば、緑(G)の波長でλ/4(π/2)の位相差となる液晶層を作製すると、その液晶層では赤(R)の波長では位相差はλ/4よりも小さく、逆に青(B)の波長では位相差はλ/4よりも大きくなっている。そのような液晶層によれば、液晶層を透過した光線は各波長間で偏光の回転量が異なり、複数の液晶層を透過した各波長の偏光量のバラツキはさらに増加する。
【0049】
例えば、第1〜第3の液晶パネル1,2,3の配向方向を全て同一に揃えたり、それらの液晶パネル1,2,3の偏光量を1つの波長に合わせると、ダイクロイックミラーを反射した光束は、偏光の回転量が波長毎に異なり、特定の波長の光だけを選択的に分離抽出することが困難になる。
そこで、図10,図12に示すように、配向方向を互い違いにすることによって、2枚の液晶パネルによって直線偏光を円偏光し、さらに直線偏光に戻すときに、各波長の位相差のバラツキが全てキャンセルされる。この結果、理想的な偏光回転量を各波長において、付加することが可能になる。つまり、全波長に対して、直線偏光を円偏光に変換した光束をその後に完全に直線偏光に戻すことが可能になり、偏光素子によって特定波長の光を分離抽出することが容易になる。
【0050】
液晶パネルの電圧への印加電圧値
上記した第1〜第3の液晶パネルは、作製プロセスの簡略化から、同じものを使用することが望ましい。即ち、全ての液晶材料及び液晶ギャップが同じであることが低コスト化に有利となる。
そこで、第1〜第3の液晶パネルにおいて全て同じネマティック液晶を用いた場合に、赤い光束、青い光束、緑の光束の全てに対してλ/4(π/2)の位相差を生じさせる手法を以下に説明する。
【0051】
まず、最も長波長である赤の光束をλ/4だけ位相差を生じさせる液晶パネルを3枚作製する。
そして、第1〜第3の液晶パネル内で液晶層を挟む一対の電極に、それぞれ、赤、青、緑の色に応じた基準電圧を印加してλ/4の位相差で円偏光させる。即ち、ネマティック液晶を封入した同じ構造の液晶パネルにおいて、赤と青と緑の各光束についての印加電圧値と位相差の関係は図11に示すようになり、印加電圧を異ならせることによって赤と青と緑の各光束の位相差をそれぞれλ/4とすることが可能になる。また、十分に位相差を無くすための電圧は色の違いによらずVm となっている。
【0052】
ここで、赤の光束にλ/4の位相差を生じさせる基準電圧をVr0とし、青の光束にλ/4の位相差を生じさせる基準電圧をVb0とし、緑の光束にλ/4の位相差を生じさせる基準電圧をVg0とする。
したがって、同じ構造の液晶パネルを3枚使用して図2に示した色生成装置を構成する場合には、図7で示した電圧を、図14に示すように変えるとともに、赤、青、緑のいずれかの光束を選択する場合には、第1〜第3の液晶パネルの電極に印加する電圧の値は図15に示すような組み合わせとなり、これにより図8(a) 〜図8(c) に示したと同じような偏光を行うことができる。
【0053】
また、液晶パネルが光照射によって温度が上昇すると、液晶層による位相差を減少させることになる。そこで、液晶パネルの液晶層の厚さ、即ち透明基板1c(2c,3c)間のギャップを多少厚めにして位相差を十分に確保し、各液晶パネルに印加する基準電圧を最適化して位相調整を行う。温度変化が大きい場合には、センサ等のモニタ部データをフィードバックさせる回路系の改良により、温度変化に合わせて最適な電圧調整を行うことができる。
【0054】
さらに、液晶パネルの液晶層1b,23b,3bの応答速度が遅い場合には、図16に示すように、電圧の印加のタイミングを少し進めることによって、色生成装置で反射されて偏光面が90゜回転された各色の光束を図17に示すようにDMDアレイのような表示素子の表示に同期させることができる。
図2に示した第1〜第3の液晶パネル1,2,3の透明電極1a,2a,3aに、図7に示す電圧を印加する場合には、例えば、図18に示すように、第1の液晶パネル1の一面側に偏光子としてプリズム形状の偏光ビームスプリッタ(PBS)7を配置する。これにより、偏光ビームスプリッタ7の正面に向けて白色光線を入射すると、光生成装置10により発生した赤、青、緑の光束を偏光ビームスプリッタ7の側方に順に抽出することができる。
【0055】
そのような偏光ビームスプリッタ7と色生成装置10を用いて、投影表示装置を構成する場合には、図19に示すような構成を採用する。
図19において、偏光ビームスプリッタ7は、例えば2つの直角プリズムの底面同士を接着したものであり、それらの底面同士の境界には、紙面に対して平行な直線偏光の光を透過するとともに、それ以外の光を反射する偏光膜7aが形成されている。
【0056】
偏光ビームスプリッタ7のうち色生成装置10と反対側には白色光源11が配置されている。その白色光用の光源11の周囲にはリフレクタ12が配置されていて、光源11から出た光をリフレクタ12によって平行光に変換して偏光ビームスプリッタ7を通して色生成装置10に向けて照射するようになっている。
また、偏光ビームスプリッタ7のうち、偏光膜7aにより反射された光源11からの光の進行方向には直線偏光の光束を透過する偏光子13が配置されている。その偏光子13は、例えば紙面に平行な偏光面の光束のみを透過し、それ以外の光を吸収するような構造となっている。その偏光子13の光進行方向に対して前方には投射レンズ14が配置されている。
【0057】
さらに、偏光ビームスプリッタ7のうち偏光素子13と反対側にはDMDアレーのような表示素子15が配置されている。その表示素子15は、入射した光束を90゜回転させて反射するような構造となっている。
なお、偏光ビームスプリッタ7のうち、光源11に対向する側の面を第1面とし、偏光子13に対向する側の面を第2面とし、色生成装置10に対向する側の面を第3面とし、表示素子15に対向する側の面を第4面とする。
【0058】
そのような投影表示装置は、次のようにしてカラー表示を得る。
まず、白色光用の光源11から出た光は、偏光ビームスプリッタ7の第1面を通って偏光膜7aに照射される。偏光膜7aに照射された白色光のうち、紙面に平行な光は偏光膜7aを透過して色生成装置10に照射される一方、その他の光は反射されて偏光子13で吸収される。
【0059】
色生成装置10に照射された白色光は、上記した液晶パネル1,2,3、ダイクロイックミラー4r,4b,4gによって赤、青、緑の光束を選択且つ反射して偏光膜7aに戻す。色生成装置10で反射された赤、青、緑のうちの2つの光束は、例えば紙面に対して平行な偏光面となり、残り1つの光束は紙面に対して垂直に偏光される。
【0060】
色生成装置10で生成された赤、青、緑の光束のうち紙面に垂直な偏光面の光束は、偏光膜7aで反射されて表示装置15に照射され、さらに、紙面に平行な偏光面の光は偏光膜7aを透過して光源11へ再帰する。表示素子15に照射された光束は、表示素子15によって90゜回転されて反射され、さらに偏光膜7a、偏光子13、投射レンズ14を通ってスクリーンSへ直進する。
【0061】
周期的に順次表示される表示素子の変化と同期させて、偏光膜7aを反射させる波長帯域(色)が順次切り換わり、必要な波長帯域(色)の光束を順次、表示素子15に照射させる。これにより、スクリーン等にカラー画像が表示される。
なお、偏光ビームスプリッタ7を構成するプリズムは体積が大きく、高価なので、プリズムを使用したくない場合には、図20に示すように、上記した色生成装置10の前面に平行で一方向のみに透過軸を有する偏光子16をその前方に配置し、さらに、図21、図22に示すような電圧Vr ,Vb ,Vg を第1〜第3の液晶パネル1,2,3の透明電極1a,2a,3aに印加することによって、選択したい色の光を偏光させずに第1の液晶パネルから出射させ、選択したくない色の光を90゜回転させて偏光子16に吸収させるようにする。
【0062】
これによれば、図20に示すように、白色光を入射する際に直線偏光させるための偏光子を、色選択のための偏光子として兼用できることになり、色生成装置の構成を簡素且つ安価にすることができる。
なお、色生成装置は、概念として、偏光子を含めたものであってもよいし、含めないものであってもよい。
(第2の実施の形態)
第1の実施形態では、色生成装置によって時分割して3色の色を抽出しているために、1/3の光束が使用されて他の波長の光は損失となっている。
【0063】
しかし、プロジェクタ等の表示装置においては、白黒(モノラル)表示をすることもある。そこで、白黒表示の際に光束を有効に使用する方法を以下に説明する。
図19に示した偏光ビームスプリッタ7を備えた投影表示装置では、RGBの光束が全て90゜回転した線偏光となれば、RGBの全ての光束が投射レンズ14に照射されることになって光損失は少なくなる。
【0064】
そこで、図23に示すように、第1の液晶パネル1の透明電極1aに印加する電圧をVg0とし、第2、第3の液晶パネル2,3の透明電極2a,3aに印加する電圧をVm として全ての光を90゜回転させて偏光ビームスプリッタ7から出射させることができる。
この場合、第1の液晶パネル1の透明電極1aに電圧Vr0ではなくて電圧Vg0を印加したのは、中間的な電圧Vg0によってRGBの波長の相違による回転量の差を少なくするためである。
【0065】
なお、図20に示すように直線偏光のための偏光子16を第1の液晶パネル1の前方に配置する場合には、図24に示すように、第1〜第3の液晶パネル1,2,3の各透明電極1a,2a,3aに全て同じ電圧Vm を印加すると、RGBの全ての光束は偏光子16を透過して色生成装置10に入射された後に、そのまま第1〜第3のダイクロイックミラー4r,4b,,4gに反射されて偏光子16から出射されることになる。この場合、液晶パネル1,2,3による偏光はないので、光損失は少なくなる。
【0066】
なお、第1実施形態で説明したカラー表示と本実施形態のモノクロ表示の中間をとることは可能である。電圧印加の組み合わせで調整が可能である。
(第3の実施の形態)
第1、第2実施形態で説明した色生成装置をカラープロジェクタのようなカラー表示装置に用いるためには、180Hzで色変化を実現しなければならない。人間の目は、残像効果で60Hz程度まで映像は自然に見える。そのために、60Hzの間にカラーを実現させるためには3倍の180Hz(5.5ms)の高速な色切換速度が必要となる。液晶の応答速度は、液晶ギャップの二乗に反比例することが知られている。
【0067】
一般に使用されているネマティック液晶は、電極1a(2a,3a)間距離が5μmギャップで20ms程度の応答速度であり、180Hzを実現するためには、5μm/√(20ms/5.5ms)≒2.6μm以下の電極間ギャップで実現可能となる。
したがって、応答速度180Hzで色を変化させるためには、電極間ギャップ、即ち液晶層の厚さを2.6μm以下にする必要がある。
(第4の実施の形態)
本実施形態では光学特性を向上させる手法を示す。
【0068】
偏光の回転が適切でなく、直線偏光が楕円偏光状態であると、偏光子による色の分離抽出時にノイズが含まれたり、必要な光束をカットしたりしてしまう。そこで、上記した実施形態の手法において、液晶層による位相差を零にするための電圧印加(Vm )時には、液晶層による位相差を完全に消去させたい。
しかし、図25に示すように、液晶層1bと配向膜8との界面で頑丈に配向されている液晶分子が存在し、ある程度の電圧印加では位相差を完全に消去することが困難である。図13にもその特性が現れている。
【0069】
印加電圧Vm を高くすることにより、液晶層による位相差は縮小するが、液晶駆動回路に負担がかかるために現実的ではない。そこで、改善可能な方法を図26に示す。
図26(a) には、液晶パネル1の電極1aに高レベルの電圧Vm を印加しても直線偏光が、位相差零で透過せずに、残存する位相差により楕円偏光になった状態を示す。
【0070】
そこで、図26(b) に示すように、残存する位相差を少しの位相差で逆回転を与える位相差フィルム9を液晶パネル1(2,3)に配置し、残位相差をキャンセルする。
位相差フィルム9は、ポリマーを延伸して作製することができる。図26(b) の位相差フィルム9上の矢印の向きは延伸方向又は延伸垂直方向を示している。矢印の配置角度は、位相差量によって最適角度がある。
【0071】
位相差フィルム9の位相差が大きい場合には、その矢印を入射偏光の向きに対して平行か垂直かに近づけることによって最適配置角度となる。
その逆に、位相差が小さければ入射偏光に対して45゜付近に矢印を傾けて配置すると残位相差量を最適にキャンセルすることが可能になる。
位相差フィルム9の配置で重要なのは、残位相差による直線偏光の回転の向きを逆回転させてキャンセルさせる配置にすることである。正回転で直線偏光を作り出すことも可能であるが、大きな偏光の回転量は波長によって差が生じてしまう。逆回転を与える配置は、例えば図26(a) に示している液晶パネル1(2,3)の配向膜のラビング方向の矢印の向きが高屈折率方向であって、図26(b) の位相差フィルム9の矢印方向が高屈折率方向だと仮定すると、入射する偏光方向に対して、それらの高屈折率方向を左右逆向きに配置することにより実現できる。この補正用の位相差フィルム9は、複屈折率の結晶板を薄くスライスしたものでも代用できる。また、補正液晶パネルを配置することも考えられるが、吸収損失が大きく、コストが高いので現実的ではない。
【0072】
第1〜第3の液晶パネル1,2,3の全てに補正用の位相差フィルム9a〜9cを配置した概略図を示すと、図27のようになる。
図27の左側が入射面である。
なお、第2又は第3の液晶パネル2,3の残位相差は、第1又は第2の液晶パネル1,2の残位相差とキャンセルする方向なので、この場合には省略してもよい。
【0073】
上記実施形態で示した駆動法においては、第2の液晶パネル2に残位相差があるときには第1の液晶パネル1にも残位相差があるので、キャンセルされるため、補正用位相差フィルム9を省略することができる。
第3の液晶パネル3は、第1及び第2の液晶パネル1,2への印加電圧の微調整で補正することも可能なので、補正用位相差フィルムを省略してもよい。しかし、第1の液晶パネル1は、光入射側に他の液晶パネルが存在しないので、補正手段が無く、少なくともこの液晶パネル1の光入射側には位相差フィルムが配置されていることが好ましい。
(第5の実施の形態)
第1の実施の形態では、図19に示すように、表示装置15と偏光子13を偏光ビームスプリッタ7を挟んで配置している。このような構成においては、偏光ビームスプリッタ7を3度通過した光束が投影レンズ14に照射されるために、偏光ビームスプリッタ7による光損失を減らしたい。この場合には図28に示すような構成を採用することが好ましい。
【0074】
図28において、第1実施形態で用いた偏光ビームスプリッタ7を構成する2つの直角プリズムの底面は互いに貼り合わされ、それら底面同士の境界(貼り合わせ面)7bは、紙面に平行な偏光面の光を透過するとともにそれ以外の光を反射する偏光面7bとなっている。
光源11は、偏光ビームスプリッタ7を介して色生成装置10に対向して配置されている。色生成装置10から出射されて偏光面7bに反射される光の進行方向には、表示装置15と偏光子13と投射レンズ14が順に配置されている。
【0075】
色生成装置10は、第1実施形態と同じ構造を有している。また、表示装置15としては、DMDアレイは適用されず、液晶表示装置のような透過型が使用される。
そのような配置によれば、光源11から出た白色光は、偏光ビームスプリッタ7を透過し且つ紙面に平行な偏光面の光束に偏光されて色生成装置10に照射される。そして、その色生成装置10では、第1実施形態で説明したように、その白色光のうち赤、青、緑の光束を反射して偏光ビームスプリッタ7に戻す。色生成装置10から反射された赤、青、緑の光は、それぞれ順に、紙面に対して垂直面に直線偏光されるので、偏光ビームスプリッタ7の偏光面7bでは、色生成装置10により偏光面が90゜偏光された色の光束が反射されて表示装置15、偏光素子13、投射レンズ14を透過することになる。
【0076】
したがって、光源11から出た光は、偏光ビームスプリッタ7を2度透過して投射レンズ14に達するために、第1実施形態に比べて光損失が少なくなる。
(第6の実施の形態)
第1実施形態における偏光ビームスプリッタ7の特性は、光束が平行光であることが最も好ましい。
【0077】
発散又は収束する光束が偏光ビームスプリッタ7に入射する場合には、入射角度が一様でなくために、偏光ビームスプリッタ7の偏光分離特性が悪くなる。そこで、光源11の周囲に配置されるリフレクタ12は、光源11からの光を平行光に変換するとして想定されている。
しかし、表示素子15は、光源11及びリフレクタ12に比べて小さいことがある。そのために、平行な光束を用いると、表示素子15に効率良く光束を照射することができなくなる。
【0078】
そこで、偏光ビームスプリッタ7の特性の良い方向と相反する収束光を用いることによって、光束を効率良く表示素子に照射することができるようになる。
偏光ビームスプリッタ7の特性は、±10゜程度の入射角の変化であれば、90%程度の偏光特性を確保することができる。収束光でも入射角変化を±10゜以内とすれば特性に問題は無く、光の利用効率を高くすることができる。
【0079】
そのような収束光をリフレクタ12から放出した場合の光の進行状態を図29に示す。図29において、リフレクタ12による収束光の集光点を、偏光ビームスプリッタ7等を通して表示素子15の近傍に設定すれば、色生成装置10よりも小さな表示装置15にも対応できる。
そのような収束光を使用する場合には、図30に示すように、投射レンズ14近傍に絞り(アパーチャ)17を設けることにより、投射レンズ14にノイズ光が入射することが抑制できる。即ち、絞り17の中またはその付近に焦点を設定すると、偏光ビームスプリッタ7内で多重反射する光束等の不要な光が投射レンズ14に入ることが抑制される。これにより、画像のコントラストを向上させて、良質な画像を得ることができる。
【0080】
ところで、そのような不要な光(ノイズ光)は、例えば図31の破線で示すような光束である。即ち、偏光ビームスプリッタ7による偏光分離特性は、100%完全ではない。光源11から偏光ビームスプリッタ7に入射した光束、例えば紙面に対して垂直な偏光面の光束は、数%程度、偏光ビームスプリッタ7の偏光面7bで反射されて偏光子13に照射され、ここで吸収される。しかし、その反射された光束の数%は、偏光素子13を透過してしまう。
【0081】
そこで、図31に示すように、偏光ビームスプリッタ7を中心から少し回転させた状態で配置する。これによれば、偏光ビームスプリッタ7で反射した不要光と表示素子15を反射した表示用の光束とは方向が変わることになる。
プロジェクタの投射レンズ14は、一般的に、取り込める光線の角度は数度である。非現実的な大口径のサイズの投射レンズを用いない限り、光の入射角が±10゜以上では、投射できない。そこで、入射角が±10゜以上の場合には、小さい口径サイズの投影レンズや投射レンズの絞りを利用することによって、取り込み角をもっと小さくすることができる。
【0082】
最も小型な光学系は、第1実施形態で示したように、光束の軸を表示素子15に垂直に入射するものであり、不要光が少なければそのような構成を採用することが好ましい。
しかし、偏光子13に入射する不要光を少なくする場合には、図31に示したように、表示素子15への入射角を10゜以内、即ち数度とするように偏光ビームスプリッタ7を傾けることが好ましい。
【0083】
表示素子への入射角度を±10゜以内にする場合には、図32に示すように、偏光ビームスプリッタ7の内部の偏光面(反射面)7bを色生成装置10の入射面に対して45゜傾斜させるとともに、表示素子15への光束の入射角に対して、表示素子15、偏光子13及び投射レンズ14の光軸を数度、傾斜させるようにしてもよい。
【0084】
そのような構造を採用すると、光源11からの光束が、偏光ビームスプリッタの7入射面に対して垂直方向となるので、図31に比べて小さな偏光ビームスプリッタを使用することができ、小型の光学系となる。
(第7の実施の形態)
上記した実施形態の光学系では、直角プリズムを利用した偏光ビームスプリッタを使用しているために、偏光分離特性が良く、高画質、高輝度を実現することが可能であるが、その反面、高価になる。
【0085】
そこで、図33に示すように、直角プリズムではなく、平板の偏光ビームスプリッタ18を使用することもできる。平板状の偏光ビームスプリッタ18としては、例えばガラス基板上に多層構造の偏光膜を形成したものや、或いは、フィルム状の偏光分離素子を使用する。偏光分離素子として、例えば3M社製の商品名D−BEFがある。
【0086】
図33においては、平板の偏光ビームスプリッタ18の一面を、リフレクタ12から出射された光束の進行方向に対して45゜傾斜した状態で、偏光ビームスプリッタ18を第1実施形態の偏光ビームスプリッタの偏光面17aの位置に配置する。
そのよう平板の偏光ビームスプリッタ18は安価であるために、光学系全体のコストを低下させることが可能になる。
(第8の実施の形態)
従来の液晶プロジェクタは、偏光子が2枚構成か、又は反射を利用する往復透過の1枚構成であった。偏光子は、必要な偏光面の光束を10%程度吸収するので、その枚数が少ない方が透過率が良く、高輝度化が可能である。しかし、出力の高い光源を使用すると、1枚の偏光子により不要な全ての光束を吸収させることになるので、その耐久性が問題となる。
【0087】
そこで、耐久性を高めたい場合には、例えば図34に示すように、偏光ビームスプリッタ7と光源11の間に偏光生成素子19を介在させて、偏光生成素子19によって紙面に平行な偏光面の光を選択的に偏光ビームスプリッタ7に照射する。偏光生成素子15としては、偏光子、フィルム状偏光分離素子等を使用する。
【0088】
これによれば、偏光生成素子19は、不要な偏光面の光束を吸収し、反射するので、投影レンズ14側の偏光素子13は、表示素子15から反射された光束だけが入射する。したがって、その偏光素子15の耐久性が向上する。
なお、上記した各実施形態において、紙面に水平な偏光面を垂直な偏光面として、垂直な偏光面を水平面としてもよい。
{付 記}
(1) 平行に配置され且つ3種類の波長帯域を反射する少なくとも3種類の波長選択反射素子と、前記波長選択反射素子のそれぞれの光入射側に配置された複数の偏光面回転素子とを有することを特徴とする色生成装置。
(2) 複数の前記偏光面回転素子のうち隣り合う前記偏光面回転素子は、偏光面回転作用が相反する方向となる構造を有していることを特徴とする(1) に記載の色生成装置。
(3) 複数の前記偏光面回転素子は、ホモジニアス配向したネマティック液晶が封入されて、隣り合う前記偏光面回転素子の配向方向を90゜傾けて配置されることを特徴とする(1) 又は(2) に記載の色生成装置。
(4) 複数の前記偏光回転素子は、複屈折性の機能を有し、位相差がλ/4(λ;波長)以上であることを特徴とする(1) 又は(2) に記載の色生成装置。
(5) 複数の前記偏光面回転素子は、電圧制御によって位相差が変化する機能を有し、前記波長選択反射素子による反射の前記波長帯域における位相差がλ/4(λ;波長)近傍となる電圧とその位相差が十分小さくなる電圧のいずれかを複数の前記偏光面回転素子に別々に与える電圧制御部とを有することを特徴とする(1) に記載の色生成装置。
(6) 前記偏光面回転素子は、液晶パネルであって、前記電圧制御部による位相差切り換え速度を180Hzまたはそれ以上とすることを特徴とする(5) に記載の色生成装置。
(7) 前記偏光面回転素子は、ネマティックの液晶が封入され、液晶のギャップが2.6μm以下であることを特徴とする(3) 又は(7) に記載の色生成装置。
(8) 複数の前記偏光面回転素子は、白黒表示又は白黒表示に近づける機能を有することを特徴とする(1) に記載の色生成装置。
(9) 前記偏光面回転素子の光入射又は出射部分に位相差フィルム又は複屈折性結晶板のいずれかを配置したことを特徴とする(1) 〜(8) のいずれかに記載の色生成装置。
(10)前記位相差フィルム又は前記複屈折結晶板は、その偏光面回転作用が前記偏光面回転素子による偏光面回転作用と相反する方向であることを特徴とする請求項10に記載の色生成装置。
(11)3つの前記ダイクロイックミラーの1つは金属膜反射板であることを特徴とする(1) に記載の色生成装置。
(12)複数の前記偏光面回転素子は一対の透明板に挟まれた液晶からなり、前記ダイクロイックミラーは反射膜を透明基板の上に形成した構造を有し、前記偏光面回転素子と前記ダイクロイックミラーは、間に接着層を介して接着されていることを特徴とする(1) に記載の色生成装置。
(13)複数の前記偏光面回転素子は一対の透明板に挟まれた液晶層からなり、前記ダイクロイックミラーは、複数の前記偏光面回転素子のそれぞれの前記透明板の一方の面に形成された反射膜から構成され、前記偏光面回転素子同士は、前記ダイクロイックミラーと接着層を挟んで一体となっていることを特徴とする(1) に記載の色生成装置。
(14)複数の前記偏光面回転素子は一対の透明板に挟まれた液晶層からなり、前記ダイクロイックミラーは、前記偏光面回転素子の前記液晶層と前記透明板の一方の間にはさまれた反射膜から構成され、前記偏光面回転素子同士は、接着層を介して接着されることを特徴とする(1) に記載の色生成装置。
(15)複数の前記偏光面回転素子は、複数の透明基板の各間隙に液晶層を挟んで一体的に構成され、前記ダイクロイックミラーは、前記液晶層と前記透明板の間に形成されていることを特徴とする(1) に記載の色生成装置。
(16)光照射部からの光を反射して複数の波長帯域の光を順次生成する反射型の色生成素子と、前記色生成素子から照射された前記複数の波長帯域の前記光が順次照射され、前記複数の波長帯の光の変化に連動してカラー画像を生成する画像表示体と、前記画像表示体を反射又は透過した前記光を拡大する投射レンズとを有する投影表示装置。
(17)前記色生成素子は、前記複数の波長帯域の前記光の偏光面を個々に変調する機能を備え、前記色生成素子から出力された前記光の偏光面を変調することによって特定の波長帯域の光を前記画像表示体に照射する偏光ビームスプリッタをさらに有することを特徴とする(16)に記載の投影表示装置。
(18)前記画像表示体に入射する前記光の軸が、前記画像表示体の表示面に対して垂直方向から10゜以内の角度に設定されていることを特徴とする(16)に記載の投影表示装置。
(19)前記画像表示体から前記投影レンズまでの前記光の経路中には偏光子が配置されていることを特徴とする(16)に記載の投影表示装置。
(20)前記光照射部と前記偏光ビームスプリッタとの間に、偏光生成素子が配置されていることを特徴する(17)に記載の投影表示装置。
(21)前記光照射部から出射された前記光を少なくとも2度透過し、少なくとも1度反射する偏光ビームスプリッタをさらに有することを特徴とする(16)に記載の投影表示装置。
(22)前記光照射部から出射された前記光を少なくとも1度透過し、少なくとも1度反射する前記偏光ビームスプリッタをさらに有することを特徴とする(16)に記載の投影表示装置。
(23)前記色生成素子は、(1) 〜(10)のいずれかに記載された色生成装置であることを特徴とする(16)又は(17)に記載の投影表示装置。
【0089】
【発明の効果】
以上述べたように本発明によれば、3種類の波長帯域を反射する少なくとも3種類の波長選択反射素子と、前記波長選択反射素子のそれぞれの光入射側に配置された複数の偏光面回転素子とを組み合わせて色生成装置を構成しているので、色生成装置を回転させるような機械的な機構が不要となり、装置の小型化が図れる。
【0090】
また、本発明の投影表示装置によれば、波長帯の異なる色を順次出力する反射型且つ静止型の色生成素子を使用して、その光の変化に連動してカラー画像を生成する画像表示体にその光を反射又は透過させてさらに投射レンズに透過させるようにしているので、投影表示装置の小型化が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1(a) は、従来技術の投影表示装置の構成図、図1(b) は、色生成装置を示す図である。
【図2】図2は、本発明の第1実施形態の原理的な色生成装置の構成図である。
【図3】図3は、本発明の第1実施形態の色生成装置の第1の分解図である。
【図4】図4は、本発明の第1実施形態の色生成装置の第2の分解図である。
【図5】図5は、本発明の第1実施形態の色生成装置の第3の分解図である。
【図6】図6は、本発明の第1実施形態の色生成装置の第4の分解図である。
【図7】図7は、本発明の第1実施形態の色生成装置に印加する第1の電圧波形図である。
【図8】図8(a) 〜(c) は、本発明の第1実施形態の色生成装置において、赤、青、緑を選択的に偏光する動作を示す図である。
【図9】図9は、本発明の第1実施形態の色生成装置から反射される光のうち偏光面が異なる光の色の出力状態を示す波形図である。
【図10】図10は、本発明の第1実施形態の色生成装置を構成する液晶パネルの配向方向と配置の関係を示す図である。
【図11】図11は、本発明の第1実施形態の色生成装置を構成する液晶パネルにおける位相差と波長との関係を示す図である。
【図12】図12は、本発明の第1実施形態の色生成装置を構成する液晶パネルによる光の偏光動作を示す図である。
【図13】図13は、本発明の第1実施形態の色生成装置を構成する液晶パネルへの印加電圧と位相差の関係を示す図である。
【図14】図14は、本発明の第1実施形態の色生成装置に印加する第2の電圧波形図である。
【図15】図15は、本発明の第1実施形態の色生成装置を構成する複数の液晶パネルに印加する電圧と偏光させる色の関係を示す図表である。
【図16】図16は、本発明の第1実施形態の色生成装置に印加する第3の電圧波形図である。
【図17】図17は、図16に示した電圧波形によって出力される光のうち偏光子を透過する光の出力の色の変化を示す図である。
【図18】図18は、本発明の第1実施形態の色生成装置の入射光と出射光の光路を偏光する偏光ビームスプリッタと色生成装置の配置を示す図である。
【図19】図19は、本発明の第1実施形態の投影表示装置の光学系の構成図である。
【図20】図20は、本発明の第1実施形態の投影表示装置において、入射光の直線偏光と出射光の色選択を兼用する偏光子の配置を示す斜視図である。
【図21】図21は、図20に示した偏光子を使用する場合の色生成装置に印加する電圧と偏光を回転させない色との関係を示す図表である。
【図22】図22は、図20に示した偏光子を使用する場合の色生成装置に印加する電圧波形図である。
【図23】図23は、本発明の第2実施形態に係る白黒表示用のの色生成装置に印加する電圧波形図の第1例である。
【図24】図24は、本発明の第2実施形態に係る白黒表示用のの色生成装置に印加する電圧波形図の第2例である。
【図25】図25は、本発明の第4実施形態に係る色生成装置を構成する液晶パネルに電圧を印加した場合の液晶分子の向きを示す図である。
【図26】図26(a) は、本発明の第4実施形態に係る色生成装置を構成する液晶パネルの楕円偏光状態を示す斜視図、図26(b) は、その楕円偏光を補正する位相差フィルムを液晶パネルの一方の面に配置した斜視図である。
【図27】図27は、本発明の第4実施形態に係る色生成装置を構成する液晶パネルとダイクロイックミラーと位相差フィルムとの配置関係を示す分解図である。
【図28】図28は、本発明の第5実施形態に係る投影表示装置の構成図である。
【図29】図29は、本発明の第6実施形態に係る投影表示装置の第1例を示す構成図である。
【図30】図30は、本発明の第6実施形態に係る投影表示装置の第2例を示す構成図である。
【図31】図31は、本発明の第6実施形態に係る投影表示装置の第3例を示す構成図である。
【図32】図32は、本発明の第6実施形態に係る投影表示装置の第4例を示す構成図である。
【図33】図33は、本発明の第7実施形態に係る投影表示装置のを示す構成図である。
【図34】図34は、本発明の第8実施形態に係る投影表示装置を示す構成図である。
【符号の説明】
1,2,3…液晶パネル、4r,4b,4g…ダイクロイックミラー、5,6…ガラス板、7…偏光ビームスプリッタ、9…位相差フィルム、10…色生成装置(色生成素子)、11…発光源、12…リフレクタ、13…偏光子、14…投射レンズ、15…表示装置、16…偏光子、17…アパーチャ、18…平板状偏光ビームスプリッタ、19…偏光生成素子。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a color generation device and a projection display device.
[0002]
[Prior art]
As a color generation element used in a projection display device such as a liquid crystal projector, a three-plate method using three LCD panels, three dichroic mirrors, and a plurality of mirrors for displaying red, green, and blue is generally used. It is. However, the three-plate method has a large number of parts, is difficult to adjust and is an expensive device.
[0003]
In addition, as a time-division color generation element, three areas of red, blue, and green are provided in the disk, and white light is sequentially transmitted through these three areas to convert them into red, blue, and green luminous fluxes. A mechanism for this is described in JP-A-8-51633. A light beam emitted from such a color generation device is applied to a DMD (digital micromirror device) array, thereby displaying a sequential color image.
[0004]
In the case of XGA, for example, the DMD array is a panel in which about 800,000 fine mirrors are arranged in a 17 mm × 13 mm rectangle. Such a fine mirror is formed on the silicon substrate by changing the reflection angle one by one, and is configured to turn on and off the light from the light source. Then, the color tone is controlled by digital ON / OFF to obtain a color image.
[0005]
The optical system of the sequential color image device has a structure as shown in FIG.
In FIG. 1A, light emitted from a light source 101 is reflected by a reflector 102 and then irradiated to a DMD array 105 through a color generation element 103 and a lens 104, and the light reflected by the DMD array 105 is projected onto a projection lens 106. Through the screen (not shown).
[0006]
As shown in FIG. 1 (b), the color generation element 103 is a rotating disk in which red (R), green (G), and blue (B) color filters 103R, 103G, and 103B or a dichroic mirror are combined with them. And is rotated in synchronization with the display of the DMD array 105.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, the time-division color generation element 103 is mechanically driven to sequentially change the illumination light and has a large size, which hinders miniaturization of the optical system.
An object of the present invention is to provide a color generation device that can be miniaturized and a projection display device having the color generation device.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
  The above issues areA first wavelength selective reflection element that reflects light in the first wavelength band, a second wavelength selective reflection element that reflects light in the second wavelength band, and a third wavelength band that are stacked in the light incident direction. The third to reflectA wavelength selective reflection element;A first polarization plane rotating element that is disposed on the light incident side of the first wavelength selective reflection element and that changes a phase difference by voltage control; the first wavelength selective reflection element; and the second wavelength selective reflection element; Between the first polarization plane rotation element and the second polarization plane rotation element whose phase difference is changed by voltage control, the second wavelength selective reflection element, and the first A third polarization plane rotating element that is arranged with the orientation direction of the second polarization plane rotating element tilted by 90 ° between the third wavelength selective reflecting element and the phase difference is changed by voltage control.WhenA polarizing element that is disposed on the light incident side and the light emitting side of the first polarization plane rotating element and that extracts light of a specific polarization plane; and the first wavelength selective reflection element that is reflected by the first wavelength selective reflection element A first voltage at which a phase difference of light in one wavelength band is λ / 4 (λ: wavelength in the first wavelength band), and the second wavelength band reflected by the second wavelength selective reflection element. The second voltage at which the phase difference of the light becomes λ / 4 (λ: the wavelength in the second wavelength band), the level of the light in the third wavelength band reflected by the third wavelength selective reflection element A third voltage with a phase difference of λ / 4 (λ: wavelength of the third wavelength band), and light of each of the first wavelength band, the second wavelength band, and the third wavelength band Any one of the fourth voltages at which the phase difference of the first polarization plane rotation element and the second polarization polarization is sufficiently eliminated. A rotating element, and a voltage control unit providing separately a third polarization plane rotating elementHaveThe voltage controller applies the first voltage to the first polarization plane rotation element and the second polarization plane rotation element, and also applies the fourth voltage to the third polarization plane rotation element. A first voltage application pattern for applying a voltage, applying the fourth voltage to the first polarization plane rotation element, and applying the second voltage to the second polarization plane rotation element and the third polarization plane rotation element A second voltage application pattern for applying a voltage of, and applying the fourth voltage to the first polarization plane rotation element and the second polarization plane rotation element, and the third polarization plane rotation element Any one of the third voltage application patterns for applying the third voltage to the first polarization plane rotation element, the second polarization plane rotation element, and the third polarization plane is selected. Apply voltage to rotating elementThis is solved by a color generation device characterized by the above.
[0009]
  In the color generation apparatus described above,The first polarization plane rotating element changes a phase difference of light in the first wavelength band by λ / 4 (λ: wavelength in the first wavelength band) when the first voltage is applied. The second polarization plane rotating element changes the phase difference of light in the second wavelength band by λ / 4 (λ: wavelength in the second wavelength band) when the second voltage is applied. When the third voltage is applied, the third polarization plane rotating element sets the phase difference of the light in the third wavelength band to λ / 4 (λ: wavelength in the third wavelength band). ChangeIt may be a thing.
  In the color generation apparatus described above,The first polarization plane rotation element, the second polarization plane rotation element, and the third polarization plane rotation element;The polarization plane rotation element contains a homogeneously aligned nematic liquid crystal.NoYou may make it do.
[0011]
Next, the operation of the present invention will be described.
According to the present invention, at least three types of wavelength selective reflection elements that reflect three types of wavelength bands, and a plurality of polarization plane rotation elements arranged on the light incident side (side closer to the light source) of each wavelength selective reflection element Are combined to form a color generation apparatus.
In this case, the polarization state of each polarization plane rotating element is adjusted, and red, blue, and green light beams are selected and reflected by the wavelength selective reflection element.
[0012]
This eliminates the need for a mechanical mechanism that rotates the color generation device, thereby reducing the size of the device.
As such a color generation device, for example, there is a liquid crystal panel having birefringence, and a circularly polarized state having a phase difference λ / 4 before and after the passage of light through the liquid crystal panel, or a state in which a phase difference is not generated. Thus, the polarization plane of light in a specific wavelength band can be made different from the polarization plane of other light.
[0013]
Further, according to the projection display device of the present invention, a color image can be displayed in conjunction with a change in the wavelength of the light by using a reflective and stationary color generation element that sequentially selects and outputs light of different wavelengths. Since the image display body to be generated is used and the selected light is reflected or transmitted through the image display body and further transmitted through the projection lens, the projection display apparatus can be reduced in size.
[0014]
In this case, when a polarizing beam splitter is used as an element for polarizing the optical path of light, the optical path can be easily polarized, and can be vertically incident on and reflected from the display element, and the optical system can be miniaturized.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
(First embodiment)
FIG. 2 is a cross-sectional view showing the basic configuration of the color generation apparatus (color generation element) according to the first embodiment of the present invention.
[0016]
In FIG. 2, first to third liquid crystal panels (polarization plane rotating elements) 1, 2, 3 are arranged in parallel in the light traveling direction in order, and 1, 2 of the first and second liquid crystal panels among them. The first dichroic mirror 4 r is sandwiched between the second and third liquid crystal panels 2 and 3, and the second dichroic mirror 4 b is sandwiched between the second and third liquid crystal panels 2 and 3. A third dichroic mirror 4g is disposed on the side opposite to the position where the second liquid crystal panel 2 is disposed.
[0017]
In the first to third liquid crystal panels 1, 2, and 3, the liquid crystal layers 1b, 2b, and 3b sandwiched between the pair of transparent electrodes 1a, 2a, and 3a are further sandwiched between the pair of transparent substrates 1c, 2c, and 3c, respectively. It has a structure and is produced so that a phase difference of about λ / 4 (λ: wavelength) is generated in transmitted light.
A control signal V is applied to the pair of transparent electrodes 1 a of the first liquid crystal display panel 1.1Are connected to the pair of transparent electrodes 2a and 3a of the second and third liquid crystal display panels 2 and 3, respectively.2, VThreeIs connected.
[0018]
The first to third liquid crystal panels 1, 2, 3 transmit light without polarization when the high level voltage is applied to the transparent electrodes 1 a, 2 a, 3 a, respectively, while the transparent electrodes 1 a, 2 a , 3a when the low level voltage is applied, the polarization plane of the light is rotated by 90 °. Each of the first to third liquid crystal panels 1, 2 and 3 rotates the polarization plane of light incident from one direction in the forward direction, and reverses the polarization plane of light incident from the opposite direction. It is configured to rotate. Further, the second liquid crystal panel 2 is configured to rotate the polarization plane of the light traveling in the same direction in the reverse direction to the first and third liquid crystal panels 1 and 3.
[0019]
As the material of the liquid crystal layers 1b, 2b, 3b, for example, homogeneously aligned nematic liquid crystal, ferroelectric liquid crystal, VA liquid crystal, 45 ° twisted nematic liquid crystal having a 45 ° orientation direction changed, or the like is used. In the following description, a homogeneously aligned nematic liquid crystal is employed. This liquid crystal, like a λ / 4 phase difference plate, becomes circularly polarized light when transmitted, and when the light is reflected by the dichroic mirror and transmitted again, the plane of polarization rotates 90 ° like the λ / 2 phase difference plate. Is.
[0020]
The liquid crystal layers 1b, 2b, 3b are not particularly shown, but an alignment film is interposed between the liquid crystal layers 1b, 2b, 3b and the transparent electrodes 1a, 2a, 3a.
The first dichroic mirror 4r is a mirror that reflects the red (R) wavelength and transmits the other wavelengths, and the second dichroic mirror 4b reflects the blue (B) wavelength. The third dichroic mirror 4g is a mirror that reflects the green (G) wavelength and transmits the other wavelengths.
[0021]
The first to third dichroic mirrors 4r, 4b, 4g are composed of, for example, a dielectric multilayer film formed on a glass substrate. As a glass substrate on which such a multilayer film is formed, as shown in FIG. 3, glass substrates 1c, 2c, 3c on the light reflection side constituting the first to third liquid crystal panels 1, 2, 3 are used. Alternatively, as shown in FIG. 4, a glass substrate 5 different from the liquid crystal panels 1, 2, 3 may be used. Forming the dichroic mirrors 4r, 4b, 4g on the glass substrates 1c, 2c, 3c of the liquid crystal panels 1, 2, 3 is effective in reducing the number of parts. In order to prevent exposure of the dichroic mirrors 4r, 4b, 4g, it is effective to use another glass substrate 5.
[0022]
The formation surface of the multilayer film constituting the dichroic mirrors 4r, 4b, 4g may be on the liquid crystal layers 1b, 2b, 3b side of the glass substrates 1c, 2c, 3c as shown in FIG. According to this structure, the dichroic mirrors 4r, 4b, and 4g are not damaged during fabrication.
When the glass substrates 1c, 2c, 3c, 5 or between the glass substrates 1c, 2c, 3c and the dichroic mirrors 4r, 4b, 4g are bonded, a transparent adhesive close to the refractive index of the glass is used. As a result, a color generation apparatus with less interface reflection is configured.
[0023]
Incidentally, as shown in FIG. 6, liquid crystal layers 1b, 2b, 3b are sandwiched between four glass substrates 6, and a dichroic mirror (multilayer film) 4r is formed on the reflection side surface of the liquid crystal layers 1b, 2b, 3b. If 4b and 4g are formed, the adhesive layer which adhere | attaches glass substrates will become unnecessary, the amount of light absorption will be decreased, and a thin element will be implement | achieved.
The third dichroic mirror 4g may be a general metal film that reflects the entire visible light region, such as an aluminum film.
[0024]
The dichroic mirror is an example of a wavelength selective reflection element, and other elements may be used instead of the dichroic mirror.
The arrangement of the first to third dichroic mirrors 4r, 4b, and 4g is not limited to the order described above, and it is desirable to match the light spectrum distribution of the light source in consideration of the light loss of transmitted light. That is, in the light generation device, a dichroic mirror that reflects the color with the highest intensity among red, blue, and green in the light spectrum is disposed behind the light incident direction, and the dichroic mirror that reflects the color with the lowest intensity. Is preferably disposed in front of the light incident direction.
[0025]
For example, if the light source is an ultra-high pressure mercury lamp, the light intensity is high in the order of green, blue, and red (G> B> R). Therefore, as described above, for red reflection, blue reflection, and green reflection in the direction away from the light source. Dichroic mirrors are arranged in the order for. When the light source is a metal halide lamp or halogen lamp, the light intensity is high in the order of green, red, and blue (G> R> B). Therefore, for blue reflection, red reflection, and green reflection in the direction away from the light source. Place dichroic mirrors in the order for.
[0026]
Color generation method
Next, a method for generating red, blue and green light by the color generating apparatus having the above configuration will be described.
In the color generation device, the transparent electrodes 1a, 2a, 3a of the first to third liquid crystal panels 1, 2, 3 are provided with a power source V1, V2, VThreeFor example, AC pulse voltages Vr, Vb and Vg shown in FIG. 7 are applied.
[0027]
When the pulse voltages Vr, Vb, Vg are equal to or higher than a certain voltage (generally about 5V), the liquid crystal layers 1b, 2b, 3b become isotropic, and the action of rotating the polarization plane disappears. Accordingly, it is possible to rotate the polarization plane of the light beam reflected by the dichroic mirror by adjusting the voltage value. By sequentially changing the liquid crystal layer to be applied, it becomes possible to sequentially emit light in a necessary wavelength band from the first liquid crystal panel 1.
[0028]
A liquid crystal of a general liquid crystal panel that generates a phase difference of λ / 2 in order to generate a phase difference of λ / 4 in the liquid crystal layers 1b, 2b, 3b of the first to third liquid crystal panels 1, 2, 3 The layer is thinner than the layer, and high-speed driving is possible. A ferroelectric liquid crystal capable of realizing ultra-high speed driving may be used. It can also be realized by nematic liquid crystal and VA liquid crystal capable of vertical alignment. If a liquid crystal and an orientation equivalent to a λ / 4 retardation plate can be realized, it can be applied to this color generation element.
[0029]
The pulse voltages Vr, Vb, Vg are, for example, 60 Hz. Further, it is desirable to apply an alternating current as in the case of general liquid crystal driving.
Next, each of the 0th to 1/3 period, the 1/3 to 2/3 period, and the 2/3 to 3/3 period will be described.
(i) 0 to 1/3 period
First, as shown in FIG. 7, light reflection and polarization as shown in FIG. 8 (a) are performed in the first 1/3 period of the pulse voltages Vr, Vb, Vg.
[0030]
That is, as shown in FIG. 8A, while the voltage application to the pair of transparent electrodes 1a and 2a of the first and second liquid crystal panels 1 and 2 is turned off, the third liquid crystal panel 3 The voltage application between the pair of electrodes 3a is turned on.
In this period, the white light is linearly polarized by a polarizing element to be described later and is irradiated toward one surface of the first liquid crystal panel 1.
[0031]
As shown in FIG. 8 (a), the red light beam (R) included in the white light is circularly polarized by the first liquid crystal panel 1 in the forward rotation and transmitted with a phase difference of λ / 4. Irradiated to the dichroic mirror 4r. In the first dichroic mirror 4r, the circularly polarized light of the red light beam is reflected and inverted. The reflected red light beam is again transmitted through the first liquid crystal panel 1 and reversely rotated to be linearly polarized. As a result, the red light beam returned from the one surface of the first liquid crystal panel 2 is rotated by 90 ° with respect to the incident red light beam, thereby becoming light having a polarization plane perpendicular to the paper surface, for example. Therefore, a red light beam can be selectively extracted by a polarizing element that transmits light having a polarization plane perpendicular to the paper surface.
[0032]
Further, as shown in FIG. 8 (a), the blue luminous flux (B) contained in the white light is transmitted through the first liquid crystal panel 1, circularly polarized by the forward rotation, and transmitted as it is. The light passes through the first dichroic mirror 4r. Further, the blue light beam transmitted through the first dichroic mirror 4r is transmitted through the second liquid crystal panel 2 and reversely rotated to return to the original linearly polarized light, and is irradiated to the second dichroic mirror 4b as it is. Is done. The blue light beam reflected by the second dichroic mirror 4b is transmitted in the order of the second liquid crystal panel 2, the first dichroic mirror 4r, and the first liquid crystal panel 1. Since the second liquid crystal panel 2 and the first liquid crystal panel 1 are circularly and linearly polarized by reverse rotation, blue light emitted from one surface of the first liquid crystal panel 1 is incident from the one surface. It becomes linearly polarized light at the same angle.
[0033]
Further, as shown in FIG. 8A, the green light beam (G) included in the white light is in the same state as the blue light beam, and the first and second liquid crystal panels 1 and 2 and the first dichroic mirror 4r. Is transmitted to the second dichroic mirror 4b. The green light beam transmitted through the second dichroic mirror 4b is transmitted through the third liquid crystal panel 3 without being polarized, and is reflected by the third dichroic mirror 4g. The reflected green luminous flux passes through the third liquid crystal panel 3 and the second dichroic mirror 4b as it is, and then, similarly to the blue luminous flux, the second liquid crystal panel 2 and the first dichroic mirror 4r. The first liquid crystal panel 1 is sequentially transmitted. Since the green light beam emitted from one surface of the first liquid crystal panel 1 is circularly and linearly polarized by the reverse rotation in the second liquid crystal panel 2 and the first liquid crystal panel 1, It has the same plane of polarization as that incident on the panel 1.
[0034]
As described above, the red light beam emitted from the first liquid crystal panel 1 is light having a polarization plane different from that of the blue and green light beams by 90 °. It is possible to sort by element.
Since light other than red, blue, and green light beams passes through the first to third liquid crystal panels and the first to third dichroic mirrors 4e, 4b, and 4g, as shown in FIG. 8 (a). There is no return to the one surface side of the first liquid crystal panel 1.
[0035]
(Ii) 1/3 to 2/3 cycle
First, in the 1/3 to 2/3 period of the pulse voltages Vr, Vb, and Vg shown in FIG. 7, light reflection and polarization as shown in FIG. 8B are performed.
That is, in FIG. 8B, the voltage application to the pair of transparent electrodes 2a and 3a of the second and third liquid crystal panels 2 and 3 is turned off, while the pair of the first liquid crystal panel 1 is paired. The voltage application to the transparent electrode 1a is turned on. In this case, the white light is linearly polarized by the first linear polarizing plate and irradiated toward one surface of the first liquid crystal panel 1. The linearly polarized light propagates on a plane of polarization parallel to the paper surface, for example.
[0036]
As shown in FIG. 8 (b), the red light beam (R) contained in the white light is irradiated on the first dichroic mirror 4r after passing through the first liquid crystal panel 1 without rotating the polarization plane, The first dichroic mirror 4r reflects the red light beam as it is, and the reflected red light beam is again transmitted through the first liquid crystal panel 1 without rotating its polarization plane. As a result, the red light beam emitted from one surface of the first liquid crystal panel 1 has the same polarization plane as the red light beam incident on the one surface. Accordingly, the red light beam is prevented from traveling by a polarizing element that transmits only linearly polarized light perpendicular to the paper surface.
[0037]
Further, as shown in FIG. 8B, the blue light beam (B) contained in white is transmitted through the first liquid crystal panel 1, the first dichroic mirror 4r, and the second liquid crystal panel 2 to be second. Is reflected by the dichroic mirror 4b. The blue light beam passes through the second liquid crystal panel 2 and is circularly polarized by reverse rotation, and is further reflected and inverted by the second dichroic mirror 4b. The reflected blue light beam passes through the second liquid crystal panel 2 and is circularly polarized by forward rotation, thereby becoming linearly polarized light rotated by 90 ° with respect to the state incident on the first liquid crystal panel 1. In this state, the light passes through the first dichroic mirror 4r and the first liquid crystal panel 1 and is emitted to one surface side of the first liquid crystal panel 1.
[0038]
Further, as shown in FIG. 8 (b), the green luminous flux (G) contained in white is converted into the first liquid crystal panel 1, the first dichroic mirror 4r, the second liquid crystal panel 2, and the second dichroic mirror. 4b passes through the third liquid crystal panel 3 and is reflected by the third dichroic mirror 4g. In this case, the green light beam is circularly polarized by reverse rotation by the second liquid crystal panel 2, but is returned to the original linearly polarized light by forward rotation by the third liquid crystal panel 3, so that the third dichroic mirror 4g Reflected in the state of linear polarization. Further, the green light beam reflected by the third dichroic mirror 4 g travels toward the first liquid crystal panel 1, but when passing through the second and third liquid crystal panels 2 and 3, The circularly polarized light and the linearly polarized light are rotated to return to the original state and come out from one surface side of the first liquid crystal panel 1.
[0039]
As described above, the blue luminous flux emitted from the first liquid crystal panel 1 is linearly polarized light that differs by 90 ° from the red luminous flux and the green luminous flux, and therefore can be selectively extracted.
Since light other than the red, blue, and green light beams passes through the first to third liquid crystal panels 1, 2, and 3 and the first to third dichroic mirrors 4r, 4b, and 4g, FIG. As shown in FIG. 2, the first liquid crystal panel 1 does not return to the one surface side.
[0040]
(iii) 2/3 to 3/3 cycle
First, as shown in FIG. 7, light reflection and polarization as shown in FIG. 8 (c) are performed in the 2/3 to 3/3 period of the pulse voltages Vr, Vb, Vg.
That is, as shown in FIG. 8C, while the voltage application to the pair of transparent electrodes 1a and 2a of the first and second liquid crystal panels 1 and 2 is turned on, the third liquid crystal panel 3 The voltage application to the pair of transparent electrodes 3a is turned off. In this case, the white light is linearly polarized by the first linear polarizing plate and irradiated toward one surface of the first liquid crystal panel 1. The linear polarization plane is, for example, parallel to the paper surface.
[0041]
As shown in FIG. 8 (c), the red light beam (R) contained in the white light is irradiated by the first dichroic mirror 4r after passing through the first liquid crystal panel 1 without rotating its polarization plane. . The first dichroic mirror reflects the red light beam as it is, and the reflected red light beam passes through the first liquid crystal panel 1 again without rotating its polarization plane. As a result, the red light beam emitted from one surface of the first liquid crystal panel 1 is propagated on the same polarization plane as the incident red light beam.
[0042]
Further, as shown in FIG. 8 (c), the blue luminous flux (B) contained in the white light is not rotated and the first liquid crystal panel 1, the first dichroic mirror 4r, the second The blue light beam transmitted through the liquid crystal panel 2 and reflected by the second dichroic mirror 4b travels in the opposite direction and is emitted from one surface of the first liquid crystal panel 1.
[0043]
Further, as shown in FIG. 8C, the green light beam (G) contained in the white light is converted into the first liquid crystal panel 1, the first dichroic mirror 4r, the second liquid crystal panel 2, and the second dichroic. The light passes through the mirror 4b and the third liquid crystal panel 3, and is reflected by the third dichroic mirror 4g. In this case, the green light beam is circularly polarized by forward rotation by the third liquid crystal panel 3, but reversely reflected when being reflected and inverted by the third dichroic mirror 4g and then transmitted through the third dichroic mirror 4g. The light is linearly polarized by rotation to become linearly polarized light. The polarization plane of the blue luminous flux is rotated by 90 ° with respect to the polarization plane of the green luminous flux incident on the first liquid crystal panel 1. The green light beam in the linearly polarized state is then emitted from the one surface side of the first liquid crystal panel 1 without further rotating the polarization plane.
[0044]
As described above, the green light beam emitted from the first liquid crystal panel 1 is linearly polarized light that is 90 ° different from the red and blue light beams, and can be selectively extracted.
Since light other than the red, blue, and green light beams passes through the first to third liquid crystal panels 1, 2, 3 and the first to third dichroic mirrors 4r, 4b, 4g, FIG. 8 (c). As shown in FIG. 2, the first liquid crystal panel 1 does not return to the one surface side.
[0045]
According to the color generation apparatus as described above, red, blue, and green light can be periodically emitted as shown in FIG. 9 without requiring a large-scale structure such as a vaporizer-like rotation mechanism. become. The linear polarization plane of light incident on the first liquid crystal panel 1 is not limited to being parallel to the paper surface as described above.
LCD panel layout
The first to third liquid crystal panels 1, 2, 3 are arranged as follows.
[0046]
The second liquid crystal panel 2 disposed between the first and third liquid crystal panels 1 and 3 seems to produce an action opposite to the action of the first and third liquid crystal panels 1 and 3 rotating the polarization plane. Is arranged. That is, when the first and third liquid crystal panels 1 and 3 change the linearly polarized light into the circularly polarized light, the second liquid crystal panel 2 is arranged to change the circularly polarized light into the linearly polarized light, or When the three liquid crystal panels 1 and 3 change the circularly polarized light into the linearly polarized light, the second liquid crystal panel 2 is arranged to change the linearly polarized light into the circularly polarized light.
[0047]
For example, when the liquid crystal panels 1, 2 and 3 have nematic liquid crystal homogeneous alignment, as shown in FIG. 10, the liquid crystal layer 1b of the first liquid crystal panel 1 has an angle θ (for example, 45 °). The tilted orientation direction is adopted, the liquid crystal layer 2b of the second liquid crystal panel 2 is tilted by θ + 90 ° or 90 ° -θ (for example, 135 °), and the liquid crystal layer 3b of the third liquid crystal panel 3 is tilted by θ (for example, 45 °). The direction. These alignment directions are determined by adjusting the rubbing direction of the alignment film sandwiching the liquid crystal layer.
[0048]
By the way, from the relationship between the wavelength of the general liquid crystal and the refractive index dispersion, the wavelength and the phase difference of the liquid crystal layer are as shown in FIG. For example, when a liquid crystal layer having a phase difference of λ / 4 (π / 2) at a wavelength of green (G) is produced, the phase difference is smaller than λ / 4 at the wavelength of red (R) in the liquid crystal layer, and vice versa. In addition, the phase difference is larger than λ / 4 at the wavelength of blue (B). According to such a liquid crystal layer, the amount of polarization rotation of the light beam transmitted through the liquid crystal layer differs between the wavelengths, and the variation in the polarization amount of each wavelength transmitted through the plurality of liquid crystal layers further increases.
[0049]
For example, when the alignment directions of the first to third liquid crystal panels 1, 2, 3 are all made the same, or when the polarization amount of the liquid crystal panels 1, 2, 3 is adjusted to one wavelength, the dichroic mirror is reflected. The amount of rotation of the light beam varies from wavelength to wavelength, making it difficult to selectively separate and extract only light of a specific wavelength.
Therefore, as shown in FIGS. 10 and 12, when the alignment directions are staggered, when the linearly polarized light is circularly polarized by two liquid crystal panels and then returned to the linearly polarized light, there is a variation in the phase difference of each wavelength. All are canceled. As a result, an ideal amount of polarization rotation can be added at each wavelength. That is, for all wavelengths, the light beam obtained by converting linearly polarized light into circularly polarized light can be completely returned to linearly polarized light after that, and it becomes easy to separate and extract light of a specific wavelength by the polarizing element.
[0050]
Voltage applied to the liquid crystal panel voltage
It is desirable to use the same first to third liquid crystal panels in order to simplify the manufacturing process. That is, it is advantageous for cost reduction that all liquid crystal materials and liquid crystal gaps are the same.
Therefore, when all the same nematic liquid crystals are used in the first to third liquid crystal panels, a method of generating a phase difference of λ / 4 (π / 2) for all of the red light beam, the blue light beam, and the green light beam. Is described below.
[0051]
First, three liquid crystal panels that produce a phase difference by λ / 4 of the red light beam having the longest wavelength are manufactured.
Then, a reference voltage corresponding to the colors of red, blue, and green is applied to a pair of electrodes that sandwich the liquid crystal layer in the first to third liquid crystal panels, respectively, and circularly polarized with a phase difference of λ / 4. That is, in a liquid crystal panel having the same structure in which nematic liquid crystal is sealed, the relationship between the applied voltage value and the phase difference for each of the red, blue, and green light fluxes is as shown in FIG. The phase difference between the blue and green light beams can be set to λ / 4. The voltage for sufficiently eliminating the phase difference is Vm regardless of the color difference.
[0052]
Here, a reference voltage that causes a phase difference of λ / 4 to occur in the red luminous flux is Vr0And a reference voltage that causes a phase difference of λ / 4 in the blue luminous flux is Vb0And a reference voltage for generating a phase difference of λ / 4 in the green luminous flux is Vg0And
Therefore, when the color generating device shown in FIG. 2 is configured using three liquid crystal panels having the same structure, the voltage shown in FIG. 7 is changed as shown in FIG. 14, and red, blue, green When one of the luminous fluxes is selected, the voltage values applied to the electrodes of the first to third liquid crystal panels are combined as shown in FIG. 15, and as a result, FIG. 8 (a) to FIG. 8 (c). The same polarization as shown in) can be performed.
[0053]
Further, when the temperature of the liquid crystal panel rises due to light irradiation, the phase difference due to the liquid crystal layer is reduced. Therefore, the thickness of the liquid crystal panel of the liquid crystal panel, that is, the gap between the transparent substrates 1c (2c, 3c) is slightly thickened to ensure a sufficient phase difference, and the reference voltage applied to each liquid crystal panel is optimized to adjust the phase. I do. When the temperature change is large, an optimum voltage adjustment can be performed in accordance with the temperature change by improving the circuit system that feeds back monitor data such as a sensor.
[0054]
Further, when the response speed of the liquid crystal layers 1b, 23b, and 3b of the liquid crystal panel is slow, as shown in FIG. The luminous flux of each color rotated by .degree. Can be synchronized with the display of a display element such as a DMD array as shown in FIG.
When the voltage shown in FIG. 7 is applied to the transparent electrodes 1a, 2a, 3a of the first to third liquid crystal panels 1, 2, 3 shown in FIG. 2, for example, as shown in FIG. A prism-shaped polarizing beam splitter (PBS) 7 is arranged as a polarizer on one surface side of one liquid crystal panel 1. Thus, when white light is incident on the front surface of the polarizing beam splitter 7, red, blue, and green light beams generated by the light generation device 10 can be sequentially extracted to the side of the polarizing beam splitter 7.
[0055]
When a projection display device is configured using such a polarizing beam splitter 7 and the color generation device 10, a configuration as shown in FIG. 19 is adopted.
In FIG. 19, a polarizing beam splitter 7 is formed by bonding the bottom surfaces of two right-angle prisms, for example, and transmits linearly polarized light parallel to the paper surface to the boundary between the bottom surfaces. A polarizing film 7a that reflects light other than the above is formed.
[0056]
A white light source 11 is arranged on the opposite side of the polarization beam splitter 7 from the color generation device 10. A reflector 12 is disposed around the light source 11 for white light, and the light emitted from the light source 11 is converted into parallel light by the reflector 12 and irradiated to the color generation device 10 through the polarization beam splitter 7. It has become.
In the polarizing beam splitter 7, a polarizer 13 that transmits a linearly polarized light beam is disposed in the traveling direction of light from the light source 11 reflected by the polarizing film 7a. The polarizer 13 has a structure that transmits, for example, only a light beam having a polarization plane parallel to the paper surface and absorbs other light. A projection lens 14 is disposed in front of the light traveling direction of the polarizer 13.
[0057]
Further, a display element 15 such as a DMD array is disposed on the opposite side of the polarizing beam splitter 7 from the polarizing element 13. The display element 15 is structured to reflect an incident light beam by rotating it by 90 °.
Of the polarization beam splitter 7, the surface facing the light source 11 is the first surface, the surface facing the polarizer 13 is the second surface, and the surface facing the color generation device 10 is the first surface. The third surface is the fourth surface.
[0058]
Such a projection display device obtains a color display as follows.
First, the light emitted from the light source 11 for white light passes through the first surface of the polarizing beam splitter 7 and is applied to the polarizing film 7a. Of the white light irradiated to the polarizing film 7 a, light parallel to the paper surface is transmitted through the polarizing film 7 a and irradiated to the color generation device 10, while the other light is reflected and absorbed by the polarizer 13.
[0059]
The white light irradiated to the color generation device 10 selects and reflects red, blue and green light fluxes by the liquid crystal panels 1, 2, 3 and the dichroic mirrors 4r, 4b, 4g and returns them to the polarizing film 7a. Two light fluxes of red, blue, and green reflected by the color generation device 10 become, for example, a polarization plane parallel to the paper surface, and the remaining one light beam is polarized perpendicular to the paper surface.
[0060]
Of the red, blue, and green light fluxes generated by the color generation device 10, the light flux having a polarization plane perpendicular to the paper surface is reflected by the polarizing film 7a and applied to the display device 15, and further the polarization plane parallel to the paper surface. The light passes through the polarizing film 7a and returns to the light source 11. The light beam applied to the display element 15 is reflected by being rotated by 90 ° by the display element 15, and further travels straight to the screen S through the polarizing film 7 a, the polarizer 13, and the projection lens 14.
[0061]
The wavelength band (color) that reflects the polarizing film 7a is sequentially switched in synchronization with the change of the display elements that are sequentially displayed sequentially, and the display element 15 is sequentially irradiated with the light flux of the necessary wavelength band (color). . Thereby, a color image is displayed on a screen or the like.
Since the prism constituting the polarizing beam splitter 7 has a large volume and is expensive, when it is not desired to use the prism, as shown in FIG. 20, it is parallel to the front surface of the color generation apparatus 10 and is only in one direction. A polarizer 16 having a transmission axis is disposed in front of it, and the voltages Vr, Vb, Vg as shown in FIGS. 21 and 22 are applied to the transparent electrodes 1a, 1a, 3b of the first to third liquid crystal panels 1, 2, 3. By applying the light to 2a and 3a, the light of the color to be selected is emitted from the first liquid crystal panel without being polarized, and the light of the color not to be selected is rotated by 90 ° and absorbed by the polarizer 16. .
[0062]
According to this, as shown in FIG. 20, a polarizer for linearly polarizing when white light is incident can be used as a polarizer for color selection, and the configuration of the color generation device is simple and inexpensive. Can be.
The color generation device may include a polarizer as a concept or may not include a polarizer.
(Second Embodiment)
In the first embodiment, since three colors are extracted in a time-division manner by the color generation device, 1/3 light flux is used and light of other wavelengths is lost.
[0063]
However, in a display device such as a projector, monochrome (monaural) display may be performed. Therefore, a method for effectively using the luminous flux in monochrome display will be described below.
In the projection display device provided with the polarization beam splitter 7 shown in FIG. 19, if all the RGB luminous fluxes are linearly polarized light rotated by 90 °, all the RGB luminous fluxes are irradiated onto the projection lens 14 and light. Loss is reduced.
[0064]
Therefore, as shown in FIG. 23, the voltage applied to the transparent electrode 1a of the first liquid crystal panel 1 is Vg0Then, with the voltage applied to the transparent electrodes 2a and 3a of the second and third liquid crystal panels 2 and 3 as Vm, all the light can be rotated by 90 ° and emitted from the polarization beam splitter 7.
In this case, the voltage V is applied to the transparent electrode 1a of the first liquid crystal panel 1.r0Not the voltage Vg0Is applied to the intermediate voltage Vg0This is to reduce the difference in rotation amount due to the difference in RGB wavelength.
[0065]
When the polarizer 16 for linearly polarized light is arranged in front of the first liquid crystal panel 1 as shown in FIG. 20, the first to third liquid crystal panels 1 and 2 are used as shown in FIG. , 3 when the same voltage Vm is applied to each of the transparent electrodes 1a, 2a, 3a, all the RGB luminous fluxes pass through the polarizer 16 and enter the color generating apparatus 10, and then the first to third as they are. The light is reflected by the dichroic mirrors 4r, 4b, 4g and emitted from the polarizer 16. In this case, since there is no polarization by the liquid crystal panels 1, 2, 3, light loss is reduced.
[0066]
Note that it is possible to take intermediate between the color display described in the first embodiment and the monochrome display of the present embodiment. Adjustment is possible by a combination of voltage application.
(Third embodiment)
In order to use the color generation apparatus described in the first and second embodiments for a color display apparatus such as a color projector, color change must be realized at 180 Hz. The human eye can see the image naturally up to about 60 Hz due to the afterimage effect. Therefore, in order to realize a color within 60 Hz, a high color switching speed of 180 Hz (5.5 ms), which is three times as high, is required. It is known that the response speed of the liquid crystal is inversely proportional to the square of the liquid crystal gap.
[0067]
Generally used nematic liquid crystal has a response speed of about 20 ms with a distance between electrodes 1a (2a, 3a) of 5 μm gap, and in order to realize 180 Hz, 5 μm / √ (20 ms / 5.5 ms) ≈2 This can be realized with an interelectrode gap of 6 μm or less.
Therefore, in order to change the color at a response speed of 180 Hz, it is necessary to set the gap between the electrodes, that is, the thickness of the liquid crystal layer to 2.6 μm or less.
(Fourth embodiment)
In this embodiment, a technique for improving optical characteristics is shown.
[0068]
If the rotation of the polarization is not appropriate and the linearly polarized light is in the elliptically polarized state, noise is included or a necessary light beam is cut when the color is separated and extracted by the polarizer. Therefore, in the method of the above-described embodiment, it is desired to completely erase the phase difference caused by the liquid crystal layer when a voltage is applied (Vm) for making the phase difference caused by the liquid crystal layer zero.
However, as shown in FIG. 25, there are liquid crystal molecules that are firmly aligned at the interface between the liquid crystal layer 1 b and the alignment film 8, and it is difficult to completely eliminate the phase difference by applying a certain voltage. This characteristic also appears in FIG.
[0069]
Applied voltage VmAlthough the phase difference due to the liquid crystal layer is reduced by increasing the ratio, it is not practical because it places a burden on the liquid crystal driving circuit. A method that can be improved is shown in FIG.
In FIG. 26 (a), a high level voltage V is applied to the electrode 1a of the liquid crystal panel 1.mEven if is applied, linearly polarized light is not transmitted with a phase difference of zero, but becomes a state of elliptically polarized light due to the remaining phase difference.
[0070]
Therefore, as shown in FIG. 26 (b), the phase difference film 9 that gives the remaining phase difference a reverse rotation with a slight phase difference is disposed on the liquid crystal panel 1 (2, 3) to cancel the residual phase difference.
The retardation film 9 can be produced by stretching a polymer. The direction of the arrow on the retardation film 9 in FIG. 26 (b) indicates the stretching direction or the stretching vertical direction. The arrangement angle of the arrow has an optimum angle depending on the phase difference amount.
[0071]
When the phase difference of the retardation film 9 is large, the optimum arrangement angle is obtained by bringing the arrow close to parallel or perpendicular to the direction of incident polarized light.
On the other hand, if the phase difference is small, the residual phase difference amount can be optimally canceled by placing the arrow in the vicinity of 45 ° with respect to the incident polarized light.
What is important in the arrangement of the phase difference film 9 is an arrangement in which the rotation direction of the linearly polarized light due to the residual phase difference is reversed and canceled. Although it is possible to produce linearly polarized light by positive rotation, a large amount of rotation of polarized light varies depending on the wavelength. For example, in the arrangement for giving the reverse rotation, the direction of the arrow in the rubbing direction of the alignment film of the liquid crystal panel 1 (2, 3) shown in FIG. Assuming that the arrow direction of the phase difference film 9 is a high refractive index direction, it can be realized by arranging the high refractive index directions in opposite directions with respect to the incident polarization direction. The retardation film 9 for correction can be substituted with a thin slice of a birefringent crystal plate. Although it is conceivable to arrange a correction liquid crystal panel, it is not practical because the absorption loss is large and the cost is high.
[0072]
FIG. 27 shows a schematic diagram in which the retardation films 9a to 9c for correction are arranged on all of the first to third liquid crystal panels 1, 2, and 3.
The left side of FIG. 27 is an incident surface.
Note that the residual phase difference of the second or third liquid crystal panel 2 or 3 is a direction to cancel with the residual phase difference of the first or second liquid crystal panel 1 or 2 and may be omitted in this case.
[0073]
In the driving method shown in the above embodiment, when the second liquid crystal panel 2 has a residual phase difference, the first liquid crystal panel 1 also has a residual phase difference and is canceled. Can be omitted.
Since the third liquid crystal panel 3 can be corrected by fine adjustment of the voltage applied to the first and second liquid crystal panels 1 and 2, the correction retardation film may be omitted. However, since the first liquid crystal panel 1 has no other liquid crystal panel on the light incident side, it is preferable that there is no correction means, and at least the light incident side of the liquid crystal panel 1 is provided with a retardation film. .
(Fifth embodiment)
In the first embodiment, as shown in FIG. 19, the display device 15 and the polarizer 13 are arranged with the polarization beam splitter 7 interposed therebetween. In such a configuration, since the projection lens 14 is irradiated with the light beam that has passed through the polarization beam splitter 7 three times, it is desired to reduce the light loss caused by the polarization beam splitter 7. In this case, it is preferable to adopt a configuration as shown in FIG.
[0074]
In FIG. 28, the bottom surfaces of the two right-angle prisms constituting the polarizing beam splitter 7 used in the first embodiment are bonded to each other, and a boundary (bonding surface) 7b between the bottom surfaces is light of a polarization plane parallel to the paper surface. And a polarization plane 7b that reflects other light.
The light source 11 is disposed so as to face the color generation device 10 via the polarization beam splitter 7. A display device 15, a polarizer 13, and a projection lens 14 are sequentially arranged in the traveling direction of light emitted from the color generation device 10 and reflected by the polarization plane 7 b.
[0075]
The color generation device 10 has the same structure as that of the first embodiment. Further, as the display device 15, a DMD array is not applied, and a transmission type such as a liquid crystal display device is used.
According to such an arrangement, the white light emitted from the light source 11 passes through the polarization beam splitter 7 and is polarized into a light beam having a polarization plane parallel to the paper surface and is irradiated to the color generation device 10. Then, in the color generation device 10, as described in the first embodiment, the red, blue, and green light beams of the white light are reflected and returned to the polarization beam splitter 7. Since the red, blue, and green light reflected from the color generation device 10 is sequentially linearly polarized in a plane perpendicular to the paper surface, the polarization plane 7b of the polarization beam splitter 7 is polarized by the color generation device 10. Is reflected through the display device 15, the polarizing element 13, and the projection lens.
[0076]
Accordingly, since the light emitted from the light source 11 passes through the polarization beam splitter 7 twice and reaches the projection lens 14, light loss is reduced as compared with the first embodiment.
(Sixth embodiment)
As for the characteristics of the polarizing beam splitter 7 in the first embodiment, the light beam is most preferably parallel light.
[0077]
When a diverging or converging light beam enters the polarizing beam splitter 7, the incident angle is not uniform, so that the polarization separation characteristic of the polarizing beam splitter 7 is deteriorated. Therefore, the reflector 12 disposed around the light source 11 is assumed to convert light from the light source 11 into parallel light.
However, the display element 15 may be smaller than the light source 11 and the reflector 12. Therefore, if a parallel light beam is used, the display element 15 cannot be efficiently irradiated with the light beam.
[0078]
Therefore, by using the convergent light that is opposite to the direction in which the polarization beam splitter 7 has good characteristics, it becomes possible to efficiently irradiate the display element with the light beam.
If the polarization beam splitter 7 has a change in incident angle of about ± 10 °, a polarization characteristic of about 90% can be secured. Even with convergent light, if the change in incident angle is within ± 10 °, there is no problem in the characteristics, and the light utilization efficiency can be increased.
[0079]
FIG. 29 shows the progress of light when such convergent light is emitted from the reflector 12. In FIG. 29, if the condensing point of the converged light by the reflector 12 is set in the vicinity of the display element 15 through the polarization beam splitter 7 or the like, the display device 15 smaller than the color generation device 10 can be handled.
When such convergent light is used, as shown in FIG. 30, noise light can be prevented from entering the projection lens 14 by providing a diaphragm (aperture) 17 in the vicinity of the projection lens 14. That is, when the focal point is set in or near the stop 17, unnecessary light such as a light beam that is multiple-reflected in the polarization beam splitter 7 is prevented from entering the projection lens 14. Thereby, the contrast of an image can be improved and a good quality image can be obtained.
[0080]
By the way, such unnecessary light (noise light) is, for example, a light beam as indicated by a broken line in FIG. That is, the polarization separation characteristic by the polarization beam splitter 7 is not 100% perfect. A light beam incident on the polarization beam splitter 7 from the light source 11, for example, a light beam having a polarization surface perpendicular to the paper surface, is reflected by the polarization surface 7 b of the polarization beam splitter 7 and irradiated to the polarizer 13. Absorbed. However, several percent of the reflected light flux is transmitted through the polarizing element 13.
[0081]
Therefore, as shown in FIG. 31, the polarizing beam splitter 7 is arranged in a state slightly rotated from the center. According to this, the direction of the unnecessary light reflected by the polarizing beam splitter 7 and the display light beam reflected by the display element 15 are changed.
In general, the projection lens 14 of a projector can capture an angle of light of several degrees. Unless an unrealistic large-diameter projection lens is used, projection is impossible when the incident angle of light is ± 10 ° or more. Therefore, when the incident angle is ± 10 ° or more, the capture angle can be further reduced by using a projection lens having a small aperture size or a projection lens aperture.
[0082]
As shown in the first embodiment, the smallest optical system is one in which the axis of the light beam is perpendicularly incident on the display element 15, and it is preferable to adopt such a configuration if there is little unnecessary light.
However, in order to reduce unnecessary light incident on the polarizer 13, as shown in FIG. 31, the polarizing beam splitter 7 is tilted so that the incident angle to the display element 15 is within 10 °, that is, several degrees. It is preferable.
[0083]
When the incident angle to the display element is within ± 10 °, the polarization plane (reflection surface) 7b inside the polarization beam splitter 7 is 45 with respect to the incidence plane of the color generation device 10 as shown in FIG. The optical axes of the display element 15, the polarizer 13, and the projection lens 14 may be tilted several degrees with respect to the incident angle of the light flux on the display element 15.
[0084]
When such a structure is adopted, the light beam from the light source 11 is perpendicular to the seven incident surfaces of the polarization beam splitter, so that a smaller polarization beam splitter can be used as compared with FIG. Become a system.
(Seventh embodiment)
In the optical system of the above-described embodiment, since a polarizing beam splitter using a right-angle prism is used, polarization separation characteristics are good, and high image quality and high brightness can be realized. become.
[0085]
Therefore, as shown in FIG. 33, a flat polarizing beam splitter 18 can be used instead of the right-angle prism. As the flat polarizing beam splitter 18, for example, a polarizing plate having a multilayer structure formed on a glass substrate, or a film-like polarization separating element is used. As a polarization separation element, for example, there is a trade name D-BEF manufactured by 3M.
[0086]
In FIG. 33, the polarization beam splitter 18 is polarized by the polarization beam splitter of the first embodiment in a state where one surface of the flat polarization beam splitter 18 is inclined by 45 ° with respect to the traveling direction of the light beam emitted from the reflector 12. It arrange | positions in the position of the surface 17a.
Since such a flat polarizing beam splitter 18 is inexpensive, the cost of the entire optical system can be reduced.
(Eighth embodiment)
Conventional liquid crystal projectors have two polarizers or one round-trip transmission using reflection. A polarizer absorbs about 10% of a light beam having a required polarization plane. Therefore, the smaller the number, the better the transmittance and the higher the brightness. However, if a light source having a high output is used, all the unnecessary light fluxes are absorbed by one polarizer, and its durability becomes a problem.
[0087]
Therefore, in order to increase the durability, for example, as shown in FIG. 34, a polarization generating element 19 is interposed between the polarization beam splitter 7 and the light source 11, and the polarization generating element 19 changes the polarization plane parallel to the paper surface. Light is selectively applied to the polarization beam splitter 7. As the polarized light generating element 15, a polarizer, a film-like polarized light separating element or the like is used.
[0088]
According to this, since the polarization generating element 19 absorbs and reflects a light beam having an unnecessary polarization plane, only the light beam reflected from the display element 15 enters the polarizing element 13 on the projection lens 14 side. Therefore, the durability of the polarizing element 15 is improved.
In each of the embodiments described above, the polarization plane horizontal to the paper surface may be a vertical polarization plane, and the vertical polarization plane may be a horizontal plane.
{Appendix}
(1) having at least three kinds of wavelength selective reflection elements arranged in parallel and reflecting three kinds of wavelength bands, and a plurality of polarization plane rotation elements arranged on the respective light incident sides of the wavelength selective reflection elements A color generation apparatus characterized by the above.
(2) The color generation according to (1), wherein the polarization plane rotation elements adjacent to each other among the plurality of polarization plane rotation elements have a structure in which the polarization plane rotation functions are in opposite directions. apparatus.
(3) A plurality of the polarization plane rotating elements, wherein nematic liquid crystal with homogeneous orientation is enclosed, and the alignment directions of the adjacent polarization plane rotating elements are inclined by 90 ° (1) or ( 2) The color generation device described in 2).
(4) The color according to (1) or (2), wherein the plurality of polarization rotation elements have a birefringence function and have a phase difference of λ / 4 (λ: wavelength) or more. Generator.
(5) The plurality of polarization plane rotation elements have a function of changing a phase difference by voltage control, and a phase difference in the wavelength band of reflection by the wavelength selective reflection element is in the vicinity of λ / 4 (λ: wavelength). And a voltage control unit that separately supplies a plurality of the polarization plane rotation elements to each of the voltage and the voltage at which the phase difference is sufficiently small, the color generation device according to (1).
(6) The color generation device according to (5), wherein the polarization plane rotation element is a liquid crystal panel, and a phase difference switching speed by the voltage control unit is 180 Hz or more.
(7) The color generation device according to (3) or (7), wherein the polarization plane rotation element is filled with nematic liquid crystal and a liquid crystal gap is 2.6 μm or less.
(8) The color generation device according to (1), wherein the plurality of polarization plane rotation elements have a function of making a monochrome display or a monochrome display close.
(9) The color generation according to any one of (1) to (8), wherein any one of a retardation film and a birefringent crystal plate is disposed at a light incident or exit portion of the polarization plane rotating element. apparatus.
(10) The color generation according to claim 10, wherein the retardation film or the birefringent crystal plate has a direction of polarization plane rotation opposite to a direction of polarization plane rotation by the polarization plane rotation element. apparatus.
(11) One of the three dichroic mirrors is a metal film reflector, and the color generating device according to (1).
(12) The plurality of polarization plane rotation elements are made of liquid crystal sandwiched between a pair of transparent plates, and the dichroic mirror has a structure in which a reflective film is formed on a transparent substrate, and the polarization plane rotation elements and the dichroic The color generation apparatus according to (1), wherein the mirror is bonded via an adhesive layer.
(13) The plurality of polarization plane rotation elements include a liquid crystal layer sandwiched between a pair of transparent plates, and the dichroic mirror is formed on one surface of each of the transparent plates of the plurality of polarization plane rotation elements. (1) The color generation apparatus according to (1), wherein the color generation device includes a reflection film, and the polarization plane rotation elements are integrated with the dichroic mirror with an adhesive layer interposed therebetween.
(14) The plurality of polarization plane rotating elements include a liquid crystal layer sandwiched between a pair of transparent plates, and the dichroic mirror is sandwiched between one of the liquid crystal layer of the polarization plane rotating elements and the transparent plate. The color generation apparatus according to (1), wherein the polarization plane rotating elements are bonded to each other through an adhesive layer.
(15) The plurality of polarization plane rotating elements are integrally configured with a liquid crystal layer sandwiched between the plurality of transparent substrates, and the dichroic mirror is formed between the liquid crystal layer and the transparent plate. The color generation device according to (1), which is characterized.
(16) A reflective color generation element that sequentially generates light of a plurality of wavelength bands by reflecting light from the light irradiation unit, and the light of the plurality of wavelength bands irradiated from the color generation element is sequentially irradiated A projection display device comprising: an image display body that generates a color image in conjunction with changes in light in the plurality of wavelength bands; and a projection lens that expands the light reflected or transmitted through the image display body.
(17) The color generation element has a function of individually modulating the polarization planes of the light in the plurality of wavelength bands, and modulates the polarization plane of the light output from the color generation element, thereby specifying a specific wavelength. The projection display device according to (16), further comprising a polarization beam splitter that irradiates the image display body with light in a band.
(18) The axis of the light incident on the image display body is set at an angle within 10 ° from the vertical direction with respect to the display surface of the image display body. Projection display device.
(19) The projection display device according to (16), wherein a polarizer is disposed in the light path from the image display body to the projection lens.
(20) The projection display device according to (17), wherein a polarization generating element is disposed between the light irradiation unit and the polarization beam splitter.
(21) The projection display device according to (16), further comprising a polarization beam splitter that transmits the light emitted from the light irradiation unit at least twice and reflects the light at least once.
(22) The projection display device according to (16), further including the polarizing beam splitter that transmits the light emitted from the light irradiation unit at least once and reflects the light at least once.
(23) The projection display device according to (16) or (17), wherein the color generation element is the color generation device according to any one of (1) to (10).
[0089]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, at least three kinds of wavelength selective reflection elements that reflect three kinds of wavelength bands, and a plurality of polarization plane rotation elements arranged on the light incident side of each of the wavelength selective reflection elements Are combined to form a color generation apparatus, a mechanical mechanism for rotating the color generation apparatus is not necessary, and the apparatus can be miniaturized.
[0090]
Further, according to the projection display device of the present invention, an image display that uses a reflective and stationary color generation element that sequentially outputs colors in different wavelength bands and generates a color image in conjunction with the change in the light. Since the light is reflected or transmitted through the body and further transmitted through the projection lens, the projection display device can be miniaturized.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1A is a configuration diagram of a conventional projection display device, and FIG. 1B is a diagram showing a color generation device.
FIG. 2 is a block diagram of a basic color generation apparatus according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a first exploded view of the color generation apparatus according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a second exploded view of the color generation apparatus according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a third exploded view of the color generation apparatus according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a fourth exploded view of the color generation apparatus according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a first voltage waveform diagram applied to the color generation apparatus according to the first embodiment of the present invention.
FIGS. 8A to 8C are diagrams illustrating an operation of selectively polarizing red, blue, and green in the color generation apparatus according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a waveform diagram illustrating an output state of light colors having different polarization planes among light reflected from the color generation apparatus according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a diagram showing the relationship between the alignment direction and arrangement of the liquid crystal panel constituting the color generation apparatus according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a diagram illustrating a relationship between a phase difference and a wavelength in a liquid crystal panel constituting the color generation apparatus according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a diagram showing a light polarization operation by the liquid crystal panel constituting the color generation apparatus of the first embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a diagram illustrating a relationship between a voltage applied to a liquid crystal panel constituting the color generation apparatus according to the first embodiment of the present invention and a phase difference.
FIG. 14 is a second voltage waveform diagram applied to the color generation apparatus according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 15 is a chart showing a relationship between voltages applied to a plurality of liquid crystal panels constituting the color generation apparatus according to the first embodiment of the present invention and colors to be polarized.
FIG. 16 is a third voltage waveform diagram applied to the color generation apparatus according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 17 is a diagram showing a change in the color of the output of light that passes through the polarizer out of the light that is output according to the voltage waveform shown in FIG. 16;
FIG. 18 is a diagram illustrating an arrangement of a polarization beam splitter that polarizes an optical path of incident light and outgoing light of the color generation apparatus according to the first embodiment of the present invention, and the color generation apparatus.
FIG. 19 is a configuration diagram of an optical system of the projection display apparatus according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 20 is a perspective view showing an arrangement of polarizers that combine linearly polarized light of incident light and color selection of emitted light in the projection display apparatus of the first embodiment of the present invention.
FIG. 21 is a chart showing the relationship between the voltage applied to the color generation device and the color that does not rotate the polarization when the polarizer shown in FIG. 20 is used.
FIG. 22 is a voltage waveform diagram applied to the color generation apparatus when the polarizer shown in FIG. 20 is used.
FIG. 23 is a first example of a waveform diagram of a voltage applied to a color generation device for monochrome display according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 24 is a second example of a voltage waveform diagram applied to the color generation device for monochrome display according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 25 is a diagram showing the orientation of liquid crystal molecules when a voltage is applied to a liquid crystal panel constituting a color generation apparatus according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 26 (a) is a perspective view showing an elliptical polarization state of a liquid crystal panel constituting a color generation apparatus according to the fourth embodiment of the present invention, and FIG. 26 (b) corrects the elliptical polarization. It is the perspective view which has arrange | positioned the phase difference film on the one surface of the liquid crystal panel.
FIG. 27 is an exploded view showing an arrangement relationship among a liquid crystal panel, a dichroic mirror, and a retardation film constituting a color generation apparatus according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 28 is a block diagram of a projection display apparatus according to a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 29 is a block diagram showing a first example of a projection display apparatus according to a sixth embodiment of the present invention.
FIG. 30 is a block diagram showing a second example of the projection display apparatus according to the sixth embodiment of the present invention.
FIG. 31 is a block diagram showing a third example of the projection display apparatus according to the sixth embodiment of the present invention.
FIG. 32 is a block diagram showing a fourth example of the projection display apparatus according to the sixth embodiment of the present invention.
FIG. 33 is a block diagram showing a projection display apparatus according to a seventh embodiment of the present invention.
FIG. 34 is a block diagram showing a projection display apparatus according to an eighth embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 2, 3 ... Liquid crystal panel, 4r, 4b, 4g ... Dichroic mirror, 5, 6 ... Glass plate, 7 ... Polarizing beam splitter, 9 ... Retardation film, 10 ... Color generation apparatus (color generation element), 11 ... Light emitting source, 12 ... reflector, 13 ... polarizer, 14 ... projection lens, 15 ... display device, 16 ... polarizer, 17 ... aperture, 18 ... flat polarizing beam splitter, 19 ... polarization generating element.

Claims (3)

光入射方向に積層された、第1の波長帯域の光を反射する第1の波長選択反射素子、第2の波長帯域の光を反射する第2の波長選択反射素子、及び第3の波長帯域を反射する第3の波長選択反射素子と、
前記第1の波長選択反射素子の光入射側に配置され、電圧制御によって位相差が変化する第1の偏光面回転素子と、
前記第1の波長選択反射素子と前記第2の波長選択反射素子との間に前記第1の偏光面回転素子の配向方向を90°傾けて配置され、電圧制御によって位相差が変化する第2の偏光面回転素子と、
前記第2の波長選択反射素子と前記第3の波長選択反射素子との間に前記第2の偏光面回転素子の配向方向を90°傾けて配置され、電圧制御によって位相差が変化する第3の偏光面回転素子
前記第1の偏光面回転素子の前記光入射側及び光出射側に配置され、且つ特定の偏光面の光を抽出する偏光素子と、
前記第1の波長選択反射素子によって反射される前記第1の波長帯域の光の位相差がλ/4(λ;前記第1の波長帯域の波長)となる第1の電圧、前記第2の波長選択反射素子によって反射される前記第2の波長帯域の光の位相差がλ/4(λ;前記第2の波長帯域の波長)となる第2の電圧、前記第3の波長選択反射素子によって反射される前記第3の波長帯域の光の位相差がλ/4(λ;前記第3の波長帯域の波長)となる第3の電圧、及び前記第1の波長帯域、前記第2の波長帯域、及び前記第3の波長帯域のそれぞれの光の位相差が十分に無くなる第4の電圧のいずれかを、前記第1の偏光面回転素子、前記第2の偏光面回転素子、及び第3の偏光面回転素子に別々に与える電圧制御部と
を有し、
前記電圧制御部は、前記第1の偏光面回転素子及び前記第2の偏光面回転素子に前記第1の電圧を印加するとともに、前記第3の偏光面回転素子に前記第4の電圧を印加する第1の電圧印加パターン、前記第1の偏光面回転素子に前記第4の電圧を印加するとともに、前記第2の偏光面回転素子及び前記第3の偏光面回転素子に前記第2の電圧を印加する第2の電圧印加パターン、及び、前記第1の偏光面回転素子及び前記第2の偏光面回転素子に前記第4の電圧を印加するとともに、前記第3の偏光面回転素子に前記第3の電圧を印加する第3の電圧印加パターンのうちのいずれかを選択して、前記第1の偏光面回転素子、前記第2の偏光面回転素子、及び前記第3の偏光面回転素子に電圧を印加することを特徴とする色生成装置。
A first wavelength selective reflection element that reflects light in the first wavelength band, a second wavelength selective reflection element that reflects light in the second wavelength band, and a third wavelength band that are stacked in the light incident direction. A third wavelength selective reflection element that reflects
A first polarization plane rotation element disposed on the light incident side of the first wavelength selective reflection element, the phase difference of which varies by voltage control;
The second wavelength selective reflection element is disposed between the first wavelength selective reflection element and the second wavelength selective reflection element so that the orientation direction of the first polarization plane rotating element is inclined by 90 °, and the phase difference is changed by voltage control. A polarization plane rotation element of
The third wavelength-selective reflecting element is disposed between the second wavelength-selective reflecting element and the third wavelength-selective reflecting element so that the orientation direction of the second polarization plane rotating element is inclined by 90 °, and the phase difference is changed by voltage control. a polarization plane rotating element,
A polarizing element that is disposed on the light incident side and the light emitting side of the first polarization plane rotating element and extracts light of a specific polarization plane;
A first voltage at which a phase difference of light in the first wavelength band reflected by the first wavelength selective reflection element is λ / 4 (λ: wavelength in the first wavelength band); A second voltage at which a phase difference of the light in the second wavelength band reflected by the wavelength selective reflection element is λ / 4 (λ: a wavelength in the second wavelength band), the third wavelength selective reflection element A third voltage at which the phase difference of the light in the third wavelength band reflected by λ / 4 (λ; the wavelength in the third wavelength band) is set, and the first wavelength band, the second wavelength Either the wavelength band or the fourth voltage at which the phase difference between the lights in the third wavelength band is sufficiently eliminated is changed to the first polarization plane rotation element, the second polarization plane rotation element, and the first voltage. voltage control unit providing separately polarization plane rotating element 3 and have a <br/>,
The voltage controller applies the first voltage to the first polarization plane rotation element and the second polarization plane rotation element, and applies the fourth voltage to the third polarization plane rotation element. And applying the fourth voltage to the first polarization plane rotation element and applying the second voltage to the second polarization plane rotation element and the third polarization plane rotation element. And applying the fourth voltage to the first polarization plane rotation element and the second polarization plane rotation element, and applying the fourth voltage to the third polarization plane rotation element The first polarization plane rotation element, the second polarization plane rotation element, and the third polarization plane rotation element are selected by selecting any one of the third voltage application patterns for applying the third voltage. A color generating apparatus , wherein a voltage is applied to.
前記第1の偏光面回転素子は、前記第1の電圧を印加されたときに前記第1の波長帯域の光の位相差をλ/4(λ;前記第1の波長帯域の波長)変化させ、
前記第2の偏光面回転素子は、前記第2の電圧を印加されたときに前記第2の波長帯域の光の位相差をλ/4(λ;前記第2の波長帯域の波長)変化させ、
前記第3の偏光面回転素子は、前記第3の電圧を印加されたときに前記第3の波長帯域の光の位相差をλ/4(λ;前記第3の波長帯域の波長)変化させることを特徴とする請求項1に記載の色生成装置。
The first polarization plane rotating element changes a phase difference of light in the first wavelength band by λ / 4 (λ: wavelength in the first wavelength band) when the first voltage is applied. ,
The second polarization plane rotation element changes a phase difference of light in the second wavelength band by λ / 4 (λ: wavelength in the second wavelength band) when the second voltage is applied. ,
The third polarization plane rotation element changes the phase difference of the light in the third wavelength band by λ / 4 (λ: wavelength in the third wavelength band) when the third voltage is applied. The color generation apparatus according to claim 1, wherein:
前記第1の偏光面回転素子、前記第2の偏光面回転素子、及び前記第3の偏光面回転素子は、ホモジニアス配向したネマティック液晶が封入されてることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の色生成装置。 Said first polarization plane rotation device, said second polarization plane rotation device, and said third polarization plane rotating element, according to claim 1 or claims nematic liquid crystal homogeneously aligned is characterized that you have been sealed Item 3. The color generation device according to Item 2.
JP34530699A 1999-12-03 1999-12-03 Color generation apparatus and projection display apparatus Expired - Fee Related JP4465071B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP34530699A JP4465071B2 (en) 1999-12-03 1999-12-03 Color generation apparatus and projection display apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP34530699A JP4465071B2 (en) 1999-12-03 1999-12-03 Color generation apparatus and projection display apparatus

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2001166273A JP2001166273A (en) 2001-06-22
JP4465071B2 true JP4465071B2 (en) 2010-05-19

Family

ID=18375712

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP34530699A Expired - Fee Related JP4465071B2 (en) 1999-12-03 1999-12-03 Color generation apparatus and projection display apparatus

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4465071B2 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
JP2001166273A (en) 2001-06-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7364305B2 (en) Projector
US6910777B2 (en) Projector
JPH1115074A (en) Projection type picture display device
JP4075284B2 (en) Illumination optics
JP2003302699A (en) Image display system and image shifter
JP2010204333A (en) Projector
TW201333535A (en) Projection apparatus
JP3610835B2 (en) Illumination device and projection display device using the same
JP2003241193A (en) Illumination device and display device
JP2001075174A (en) Picture display device
JP2000292745A (en) Illuminating device and projection type display device
JP4465071B2 (en) Color generation apparatus and projection display apparatus
JP7249861B2 (en) projection display
JP4165167B2 (en) Illumination device and projection display device
JP2000514983A (en) Image projection system
JPH11160791A (en) Illumination optical device and projection display device using the same
JPH10221673A (en) Projection type color image display device
JP2001066551A (en) Picture display device and illuminator
JP3659637B2 (en) Projection-type image display device
KR20000003888A (en) Project-type image display device
JPH0476517A (en) Transmission type liquid crystal panel, polarized light source, and color projector
JP4893264B2 (en) Light source device and image display device
KR100257608B1 (en) Optical projection system
JP4141813B2 (en) Projection display
JP2006293341A (en) Image display device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20060925

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20090304

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20090929

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20091130

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20100216

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20100222

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130226

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130226

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140226

Year of fee payment: 4

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees