JP4928909B2 - Projection display - Google Patents

Projection display Download PDF

Info

Publication number
JP4928909B2
JP4928909B2 JP2006295234A JP2006295234A JP4928909B2 JP 4928909 B2 JP4928909 B2 JP 4928909B2 JP 2006295234 A JP2006295234 A JP 2006295234A JP 2006295234 A JP2006295234 A JP 2006295234A JP 4928909 B2 JP4928909 B2 JP 4928909B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
color
colors
projection display
color separation
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
JP2006295234A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2008112009A (en
Inventor
正一 吉居
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.)
Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co 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 Sanyo Electric Co Ltd filed Critical Sanyo Electric Co Ltd
Priority to JP2006295234A priority Critical patent/JP4928909B2/en
Publication of JP2008112009A publication Critical patent/JP2008112009A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4928909B2 publication Critical patent/JP4928909B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Liquid Crystal (AREA)
  • Projection Apparatus (AREA)

Description

この発明は、カラー画像を表示する投写型表示装置に関する。   The present invention relates to a projection display device that displays a color image.

カラー表示が可能な投写型表示装置の典型的な構成としては、赤(R)、緑(G)、青(B)の3原色を用いたものが知られている。図3は、従来の投写型表示装置としての、ダイクロイックプリズム方式の3板式液晶パネル(3LCD)投写型表示装置を示す模式図である。   As a typical configuration of a projection display device capable of color display, one using three primary colors of red (R), green (G), and blue (B) is known. FIG. 3 is a schematic diagram showing a dichroic prism type three-plate liquid crystal panel (3LCD) projection display device as a conventional projection display device.

ダイクロイックプリズム方式の3LCD投写型表示装置について、図3に従い説明する。3LCD投写型表示装置100の光源101は、高圧水銀ランプ101aとこのランプ101aから射出された白色光をほぼ平行光束化するパラボラ形状のリフレクタ101bで構成される。そして、光源100から出射された光は、図示しないUVIRフィルタにて、UVIR成分を除去し、後段光学部材への熱負荷を低減している。   A dichroic prism type 3LCD projection display device will be described with reference to FIG. The light source 101 of the 3LCD projection display apparatus 100 includes a high-pressure mercury lamp 101a and a parabolic reflector 101b that converts the white light emitted from the lamp 101a into a substantially parallel light flux. The light emitted from the light source 100 is removed by a UVIR filter (not shown) to reduce the thermal load on the subsequent optical member.

パラボラ形状のリフレクタ100bにて平行光として出射された光は、凸レンズ群で構成された第1、第2のフライアイレンズ103、104からなるいわゆるフライアイインテグレータにて光束分割される。それぞれの光束は収束して偏光変換素子105に入射し、偏光方向が揃えられて出射される。   The light emitted as parallel light by the parabolic reflector 100b is split into light beams by a so-called fly eye integrator including first and second fly eye lenses 103 and 104 formed of a convex lens group. The respective light beams converge and enter the polarization conversion element 105, and are emitted with the polarization directions aligned.

そして、偏光方向が揃えられた光はコンデンサーレンズ106等を通過した後、ダイクロイックミラー107によって赤から緑色帯域の光は透過し、青色帯域光は反射される。   Then, the light whose polarization directions are aligned passes through the condenser lens 106 and the like, and then the red to green band light is transmitted by the dichroic mirror 107 and the blue band light is reflected.

ダイクロイックミラー107によって反射され、光路を90度変えた青色帯域光は全反射ミラー108によって光路を90度変え、フィールドレンズ109Bを介して青色帯域光成分画像を表示する青色用液晶表示素子120Bに入射し、ここで入力信号に応じて光変調される。   The blue band light reflected by the dichroic mirror 107 and whose optical path is changed by 90 degrees is changed by the total reflection mirror 108 and the optical path is changed by 90 degrees and is incident on the blue liquid crystal display element 120B for displaying the blue band light component image via the field lens 109B. Here, the light is modulated according to the input signal.

光変調された光は、ダイクロイックプリズム121に入射し、ダイクロイックプリズム121内で光路を90度変えて投写レンズ130に入射し、拡大投影されスクリーン(図示しない)上に結像される。   The light modulated light enters the dichroic prism 121, enters the projection lens 130 with the optical path changed by 90 degrees in the dichroic prism 121, is enlarged and projected, and is imaged on a screen (not shown).

一方、ダイクロイックミラー107を透過した赤〜緑色帯域光はダイクロイックミラー112に入射する。ダイクロイックミラー112は緑色帯域光を反射する特性を有しているため、ここで緑色帯域光は反射され、その光路を90度変え、フィールドレンズ119Gを介して緑色帯域光成分画像を表示する緑色用液晶表示素子120Gに入射し、ここで入力信号に応じて光変調される。光変調された緑色帯域光はダイクロイックプリズム121、投写レンズ130の順に入射し、拡大投影されスクリーン上に結像される。   On the other hand, the red to green band light transmitted through the dichroic mirror 107 enters the dichroic mirror 112. Since the dichroic mirror 112 has a characteristic of reflecting the green band light, the green band light is reflected here, the optical path is changed by 90 degrees, and the green band light component image is displayed via the field lens 119G. The light enters the liquid crystal display element 120G and is optically modulated according to the input signal. The light-modulated green band light enters the dichroic prism 121 and the projection lens 130 in this order, and is enlarged and projected to form an image on the screen.

ダイクロイックミラー112を透過した赤色帯域光は、レンズ123〜124や全反射ミラー126、127を経てフィールドレンズ129Rから赤色帯域光成分画像を表示する赤色用液晶表示素子120Rに入射し、ここで入力信号に応じて光変調される。光変調された赤色帯域光は、ダイクロイックプリズム121に入射し、ダイクロイックプリズム121で光路を90度変えて投写レンズ130に入射し拡大投影されスクリーン上に結像される。   The red band light transmitted through the dichroic mirror 112 is incident on the red liquid crystal display element 120R for displaying the red band light component image from the field lens 129R via the lenses 123 to 124 and the total reflection mirrors 126 and 127, where the input signal The light is modulated in response to. The light-modulated red band light is incident on the dichroic prism 121, is incident on the projection lens 130 with the optical path changed by 90 degrees by the dichroic prism 121, is enlarged and projected, and is imaged on the screen.

なお、液晶表示素子120B、120G、120Rの各々は、入射側偏光板PI、液晶LCおよび出射側偏光板POからなる。液晶表示素子には、入射側偏光板PI、出射側偏光板POが設けられている。   Each of the liquid crystal display elements 120B, 120G, and 120R includes an incident side polarizing plate PI, a liquid crystal LC, and an output side polarizing plate PO. The liquid crystal display element is provided with an incident side polarizing plate PI and an output side polarizing plate PO.

上記した3LCD投写型表示装置においては、ダイクロイックプリズムにより3原色の合成を行うため、1原色の光路長が他の2原色の光路長と異なる。上記した例においては、G光の光路長が他の2原色の光路長と異なり、リレー光学系を必要となる。また、色再現範囲も3原色色度座標により規定される色三角形の内部に限定され、x−y色度図の再現範囲より大幅に狭いのが現状である。図2にx−y色度図(CIE色度図)の模式図を示す。この図において、黒四角で従来の色分解によるR、G、B原色の色度を示している。   In the 3LCD projection display device described above, since the three primary colors are synthesized by the dichroic prism, the optical path length of one primary color is different from the optical path lengths of the other two primary colors. In the example described above, the optical path length of G light is different from the optical path lengths of the other two primary colors, and a relay optical system is required. In addition, the color reproduction range is also limited to the inside of the color triangle defined by the three primary color chromaticity coordinates, and is currently much narrower than the reproduction range of the xy chromaticity diagram. FIG. 2 shows a schematic diagram of an xy chromaticity diagram (CIE chromaticity diagram). In this figure, black squares indicate the chromaticities of R, G, and B primary colors by conventional color separation.

上記のように、3色に色分解する従来の投写型表示装置においては、色再現性が良好ではない。この問題点を解決するために、青、エメラルド、緑、赤の4色に色分解した投写型表示装置が提案されている(特許文献1参照)。
特開2005−241904号公報
As described above, in the conventional projection display apparatus that separates colors into three colors, the color reproducibility is not good. In order to solve this problem, there has been proposed a projection display device that is color-separated into four colors of blue, emerald, green, and red (see Patent Document 1).
JP-A-2005-241904

上記した投写型表示装置においては、青、エメラルド、緑、赤の4色を用いているので、色再現範囲が3原色の色度範囲より広くなり、色再現性が良好になる。しかしながら、上記した投写装置においては、1つの光源からの光を色分解系で4つの色に分解している。このため、4つの原色の色範囲をそれぞれ適した色強度に規定するのが困難である。さらに、2色原色の光路長が他の2色原色の光路長とは相違し、色強度にムラが生じるおそれがある。   In the projection display device described above, since four colors of blue, emerald, green, and red are used, the color reproduction range becomes wider than the chromaticity range of the three primary colors, and the color reproducibility is improved. However, in the projection apparatus described above, light from one light source is separated into four colors by a color separation system. For this reason, it is difficult to define the color ranges of the four primary colors to appropriate color intensities. Further, the optical path lengths of the two primary colors are different from the optical path lengths of the other two primary colors, and there is a possibility that the color intensity may be uneven.

この発明は、上記した従来の問題点に鑑みなされたものにして、色再現範囲を広くするとともに、色強度にムラが無い投写型表示装置を提供することを課題とする。   The present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and an object thereof is to provide a projection display device that widens the color reproduction range and has no unevenness in color intensity.

この発明は、第1の光源と、この第1の光源からの白色光を第1色、第2色の2色に分解する第1の色分解光学系と、第1の色分解光学系で分解されたそれぞれの色を色信号に対応して変調する第1、第2の光変調素子と、第2の光源と、この第2の光源からの白色光を第3色、第4色の2色に分解する第2の色分解光学系と、第2の色分解光学系で分解されたそれぞれの色を色信号に対応して変調する第3、第4の光変調素子と、前記第1ないし第4の光変調素子で変調された変調光を合成する色合成手段と、この色合成手段からの合成光を拡大投写する投写手段と、を備えることを特徴とする。   The present invention includes a first light source, a first color separation optical system that separates white light from the first light source into two colors of a first color and a second color, and a first color separation optical system. First and second light modulation elements that modulate each of the separated colors in response to a color signal, a second light source, and white light from the second light source for the third and fourth colors. A second color separation optical system that separates into two colors, a third and a fourth light modulation element that modulates each color separated by the second color separation optical system in accordance with a color signal, and A color combining unit configured to combine the modulated light modulated by the first to fourth light modulation elements; and a projection unit configured to enlarge and project the combined light from the color combining unit.

前記第1の色分解系は、白色光を赤とシアンの2色に分解し、前記第2の色分解系は青と緑または黄の2色に分解するように構成することができる。   The first color separation system can be configured to separate white light into two colors, red and cyan, and the second color separation system can be separated into two colors, blue, green, and yellow.

また、前記第1、第2の色分解系はそれぞれカットオフ周波数の異なる2つのダイクロイックミラーで構成することができる。   The first and second color separation systems can be composed of two dichroic mirrors having different cutoff frequencies.

また、前記色合成手段は、赤の帯域光を反射しシアンの帯域光を透過する特性を有する
第1のダイクロイックプリズムと、緑または黄の帯域光を反射し青の帯域光を透過する特性を有する第2のダイクロイックプリズムと、第1、第2のダイクロイックプリズムからの光を入射する偏光ビームスプリッタと、で構成することができる。
The color composition means has a first dichroic prism having a characteristic of reflecting red band light and transmitting cyan band light, and a characteristic of reflecting green or yellow band light and transmitting blue band light. The second dichroic prism can have a polarization beam splitter that receives light from the first and second dichroic prisms.

さらに、この発明は、前記第1のダイクロイックプリズムと偏光ビームスプリッタとの間に設けられる赤色からシアンまでの波長域の偏光面を回転させる第1のカラーローテータと、前記第2のダイクロイックプリズムと偏光ビームスプリッタとの間に設けられる青色から黄色までの波長域の偏光面を回転させる第2のカラーローテータと、を備えたことを特徴とする。   Furthermore, the present invention provides a first color rotator that is provided between the first dichroic prism and the polarization beam splitter and rotates a polarization plane in a wavelength range from red to cyan, the second dichroic prism, and the polarization. And a second color rotator for rotating a polarization plane in a wavelength range from blue to yellow provided between the beam splitter and the beam splitter.

この発明は、2つの光源を用い、各光源から2色ずつに色分解光学系で分割した後、映像変調素子で、各色の色信号で変調し、変調された光を色合成手段で合成するので、1灯に対する光量比を約1.5から約1.8倍程度に向上させることができる。また、2つの光源で、各光源で2つの色に分解するので、光路長を等しくて、光強度のムラを無くすことができる。   In the present invention, two light sources are used, and each light source is divided into two colors by a color separation optical system, then modulated by a color signal of each color by a video modulation element, and the modulated light is synthesized by a color synthesizing unit. Therefore, the light quantity ratio for one lamp can be improved from about 1.5 to about 1.8 times. Also, since the two light sources are separated into two colors by each light source, the optical path lengths can be made equal, and unevenness in light intensity can be eliminated.

また、4つの色の色度を選択することにより、色再現範囲の大幅な拡大が可能となり、3色の構成では再現不可であった中間色の再現が可能となるとともに、2つの光源を用いているので、希望する色再現範囲の選択が容易になる。   In addition, by selecting the chromaticity of the four colors, the color reproduction range can be greatly expanded, and intermediate colors that could not be reproduced with the three-color configuration can be reproduced, and two light sources can be used. Therefore, it is easy to select a desired color reproduction range.

この発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。図1は、この発明の第1の実施形態に係る投写型表示装置の構成を示す模式図である。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付し、説明の重複を避けるためにその説明は繰返さない。   Embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of a projection display apparatus according to the first embodiment of the present invention. In the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will not be repeated in order to avoid duplication of description.

この発明は、図1に示すように、2つの光源10、50を有し、第1の光源10の光は色分解光学系で赤(R)とシアン(Cy)の2色に分解し、それぞれの光を光変調素子に与えて、各色の色信号で変調した後、色合成手段に与える。また、第2の光源50は色分解光学系で青(B)と緑(G)の2色に分解し、それぞれの光を光変調素子に与えて、各色の色信号で変調した後、色合成手段に与える。光合成手段にて、4色の映像光を合成して、投射レンズ70からスクリーンに投影するものである。即ち、この実施形態においては、2つの光源10、50を用い、各光源から2色ずつに色分解光学系で分割した後、映像変調素子で、各色の色信号で変調するものである。   As shown in FIG. 1, the present invention has two light sources 10 and 50, and the light of the first light source 10 is separated into two colors of red (R) and cyan (Cy) by a color separation optical system, Each light is given to the light modulation element, modulated by the color signal of each color, and then given to the color synthesis means. The second light source 50 is separated into two colors of blue (B) and green (G) by a color separation optical system, and each light is supplied to a light modulation element and modulated by a color signal of each color. Give to the synthesis means. The light combining means combines the four colors of image light and projects them from the projection lens 70 onto the screen. That is, in this embodiment, the two light sources 10 and 50 are used, and each light source is divided into two colors by the color separation optical system, and then modulated by the color signal of each color by the video modulation element.

この発明のように、2つの光源10、50を用いることにより、1灯に対する光量比が約1.8倍程度になる。また、分解する色を緑(G)を黄色(Y)側にシフトすると色再現範囲を広げることができるが、この場合には、1灯に対する光量比が約1.5倍程度になる。そして、2つの光源を用いているので、希望する色再現範囲の選択が容易になる。   By using the two light sources 10 and 50 as in the present invention, the light quantity ratio to one lamp becomes about 1.8 times. Further, if the color to be decomposed is shifted from green (G) to yellow (Y), the color reproduction range can be expanded. In this case, the light quantity ratio for one lamp is about 1.5 times. Since two light sources are used, it is easy to select a desired color reproduction range.

上記のことから、光量を優先するか色再現範囲を優先するかにより、色分解する4色を選択すればよい。以下、この発明の具体的実施形態につき、図1に従い更に説明する。   From the above, it is only necessary to select four colors for color separation depending on whether priority is given to the amount of light or the color reproduction range. Hereinafter, a specific embodiment of the present invention will be further described with reference to FIG.

第1の光源10は、高圧水銀ランプまたはキセノンランプで構成されるランプ10aとこのランプ10aから射出された白色光をほぼ平行光束化するパラボラ形状の金属製リフレクタ10bで構成される。リフレクタとして金属リフレクタ10bを用いているので、破損が防止され、またリフレクタ10bの冷却特性が向上し、ランプ10aの再点灯可能な時間を短縮化できる。なお、金属製リフレクタ10bは、可視光以外のUVIR成分も全て前方へ反射させることになる。このため、図示はしないが、UVIR成分を除去するフィルタやコールドミラーなどを設け、UVIR成分を光路外に放出し、後段光学部材への熱負荷を低減するように構成している。   The first light source 10 includes a lamp 10a formed of a high-pressure mercury lamp or a xenon lamp and a parabolic metal reflector 10b that converts white light emitted from the lamp 10a into a substantially parallel light flux. Since the metal reflector 10b is used as the reflector, breakage is prevented, the cooling characteristics of the reflector 10b are improved, and the time during which the lamp 10a can be lit again can be shortened. The metal reflector 10b reflects all UVIR components other than visible light forward. For this reason, although not shown in the figure, a filter, a cold mirror, and the like for removing the UVIR component are provided to emit the UVIR component to the outside of the optical path and reduce the thermal load on the subsequent optical member.

パラボラ形状のリフレクタ10bにて平行光として出射された光は、凸レンズ群で構成された第1、第2のフライアイレンズ11、12からなるいわゆるフライアイインテグレータにて光束分割される。   The light emitted as parallel light by the parabolic reflector 10b is split into light beams by a so-called fly eye integrator including first and second fly eye lenses 11 and 12 composed of convex lens groups.

第1のフライアイレンズ11は、矩形状の輪郭を有する微小な小レンズが、縦方向にM行、横方向にN列のマトリクス状に配列されたものである。透過型液晶パネル80aおよび80bの形状とほぼ相似形をなすように設定されている。   The first fly-eye lens 11 is a lens in which minute lenslets having a rectangular outline are arranged in a matrix of M rows in the vertical direction and N columns in the horizontal direction. It is set so as to be almost similar to the shape of the transmissive liquid crystal panels 80a and 80b.

第1のフライアイレンズ11によって分割された部分光束は、第2のフライアイレンズ12の複数のレンズによって、それぞれの光束は収束して偏光変換素子13に入射し、偏光方向が揃えられて出射される。   The partial light beams divided by the first fly-eye lens 11 are converged by the plurality of lenses of the second fly-eye lens 12 to be incident on the polarization conversion element 13 and emitted with their polarization directions aligned. Is done.

偏光変換素子13は、偏光ビームスプリッタアレイと、偏光ビームスプリッタアレイの光射出面の一部に選択的に配置されたλ/2位相差板と、を備えて構成されている。偏光ビームスプリッタアレイは、それぞれ断面が平行四辺形の柱状の複数の透光性部材が、順次貼り合わされた形状を有している。透光性部材の界面には、偏光分離膜と反射膜とが交互に形成されている。λ/2位相差板は、偏光分離膜による透過光あるいは反射膜による反射光の射出面に選択的に貼り付けられる。   The polarization conversion element 13 includes a polarization beam splitter array and a λ / 2 phase difference plate that is selectively disposed on a part of the light exit surface of the polarization beam splitter array. The polarization beam splitter array has a shape in which a plurality of columnar translucent members each having a parallelogram in cross section are sequentially bonded. Polarization separation films and reflection films are alternately formed on the interface of the translucent member. The λ / 2 phase difference plate is selectively attached to the outgoing surface of the transmitted light by the polarization separation film or the reflected light by the reflective film.

この入射光は、偏光分離膜によってS偏光とP偏光とに分離される。S偏光は、偏光分離膜によってほぼ垂直に反射され、反射膜によってさらに反射されて射出される。一方、P偏光は、偏光分離膜をそのまま透過する。偏光分離膜を透過したP偏光が射出される射出面には、λ/2位相差板が配置されており、偏光分離膜を透過したP偏光は、λ/2位相差板によってS偏光に変換されて射出される。したがって、偏光変換素子13を通過した光は、そのほとんどがS偏光となって射出される。また、偏光変換素子13から射出される光をP偏光としたい場合は、λ/2位相差板を、反射膜によって反射されたS偏光が射出される射出面に配置すればよい。   This incident light is separated into S-polarized light and P-polarized light by the polarization separation film. S-polarized light is reflected substantially perpendicularly by the polarization separation film, and is further reflected by the reflection film and emitted. On the other hand, the P-polarized light passes through the polarization separation film as it is. A λ / 2 phase difference plate is arranged on the exit surface from which the P-polarized light transmitted through the polarization separation film is emitted, and the P-polarized light transmitted through the polarization separation film is converted into S-polarized light by the λ / 2 phase difference plate. Is injected. Therefore, most of the light that has passed through the polarization conversion element 13 is emitted as S-polarized light. If the light emitted from the polarization conversion element 13 is to be P-polarized light, a λ / 2 phase difference plate may be disposed on the exit surface from which S-polarized light reflected by the reflective film is emitted.

そして、偏光方向が揃えられた光はコンデンサーレンズ14等を通過した後、第1のダイクロイックミラー15に与えられる。この第1のダイクロイックミラー15は、この実施形態においては、カットオフ周波数が560nmのものを用いている。このため、黄から赤色(R)帯域の光は反射し、緑から紫色帯域の光は透過する。   Then, the light whose polarization directions are aligned passes through the condenser lens 14 and the like, and is then given to the first dichroic mirror 15. In the present embodiment, the first dichroic mirror 15 having a cutoff frequency of 560 nm is used. Therefore, light in the yellow to red (R) band is reflected, and light in the green to purple band is transmitted.

ダイクロイックミラー15によって反射され、光路を90度変えた赤色帯域光を含む光は全反射ミラー16によって光路を90度変え、R光路コンデンサレンズ17aを介して赤色帯域光成分画像を表示する赤色用液晶表示素子80aに入射し、ここで入力信号に応じて光変調される。なお、R光路コンデンサレンズ17aには、カットオフ周波数605nmのRフィルタが成膜されており、赤色用液晶表示素子80aには、赤色帯域光成分が与えられる。   Light including red band light reflected by the dichroic mirror 15 and whose optical path is changed by 90 degrees is changed by 90 degrees by the total reflection mirror 16, and a red liquid crystal for displaying a red band light component image via the R optical path condenser lens 17a. The light enters the display element 80a and is optically modulated according to the input signal. An R filter having a cutoff frequency of 605 nm is formed on the R optical path condenser lens 17a, and a red band light component is applied to the red liquid crystal display element 80a.

光変調された光は、ダイクロイックプリズム61に入射する。このダイクロイックプリズム61は、この実施形態においては、カットオフ周波数が580nmのものを用いている。このため、ダイクロイックプリズム61に入射された赤色光は反射され、光路を90度代えて、R−Cyカラーローテータ62を経て偏光ビームスプリッタ63に与えられる。この偏光ビームスプリッタ63は、この実施形態においては、P偏光は透過し、S偏光は反射する特性を有している。カラーローテータは、入射光の所定波長域の偏光面のみを90度回転させる板状の光学要素である。この所定波長域は自由に設定することができる。、R−Cyカラーローテータ62は、赤色からシアンまでの所定波長域の偏光面のみを90度回転させる板状の光学要素である。   The light modulated light is incident on the dichroic prism 61. In this embodiment, the dichroic prism 61 having a cutoff frequency of 580 nm is used. For this reason, the red light incident on the dichroic prism 61 is reflected and is given to the polarization beam splitter 63 via the R-Cy color rotator 62 by changing the optical path by 90 degrees. In this embodiment, the polarization beam splitter 63 has a characteristic of transmitting P-polarized light and reflecting S-polarized light. The color rotator is a plate-like optical element that rotates only the polarization plane of incident light in a predetermined wavelength range by 90 degrees. This predetermined wavelength range can be freely set. The R-Cy color rotator 62 is a plate-like optical element that rotates only the polarization plane of a predetermined wavelength region from red to cyan by 90 degrees.

このR−Cyカラーローテータ62を経た赤色光はP偏光となり、偏光ビームスプリッタ63を透過し、投写レンズ70に入射し、拡大投影されスクリーン(図示しない)上に結像される。   The red light that has passed through the R-Cy color rotator 62 becomes P-polarized light, passes through the polarizing beam splitter 63, enters the projection lens 70, is enlarged and projected, and is imaged on a screen (not shown).

一方、第1のダイクロイックミラー15を透過した緑から紫色帯域の光は第2のダイクロイックミラー18に入射する。第2のダイクロイックミラー18は、この実施形態においては、カットオフ周波数が470nmのものを用いている。このため、シアン色の帯域光は反射し、青色帯域の光は透過する。ここでシアン色帯域光は反射され、その光路を90度変え、コンデンサレンズ17bを介してシアン色帯域光成分画像を表示するシアン色用液晶表示素子80bに入射し、ここで入力信号に応じて光変調される。光変調されたシアン色帯域光はダイクロイックプリズム61に入射する。このダイクロイックプリズム61をシアン色帯域光が透過し、R−Cyカラーローテータ62を経て偏光ビームスプリッタ63に与えられる。このR−Cyカラーローテータ62を経たシアン色光はP偏光となり、偏光ビームスプリッタ63を透過し、投写レンズ70に入射し、拡大投影されスクリーン上に結像される。   On the other hand, the light in the green to purple band that has passed through the first dichroic mirror 15 enters the second dichroic mirror 18. In this embodiment, the second dichroic mirror 18 having a cutoff frequency of 470 nm is used. Therefore, cyan band light is reflected and blue band light is transmitted. Here, the cyan band light is reflected, its optical path is changed by 90 degrees, and incident on the cyan liquid crystal display element 80b for displaying the cyan band light component image via the condenser lens 17b. Light modulated. The light-modulated cyan band light enters the dichroic prism 61. Cyan band light is transmitted through the dichroic prism 61 and is applied to the polarization beam splitter 63 via the R-Cy color rotator 62. The cyan light that has passed through the R-Cy color rotator 62 becomes P-polarized light, passes through the polarization beam splitter 63, enters the projection lens 70, is enlarged and projected, and is imaged on the screen.

上記した赤色(R)、シアン色(Cy)の2原色の色度は、R(685,315)、Cy(201,557)である。この赤色(R)とシアン色(Cy)を図に示す色度図上に黒丸で表示している。この2色の合成色度は、(302,522)となる。   The chromaticities of the two primary colors of red (R) and cyan (Cy) are R (685, 315) and Cy (201, 557). The red color (R) and cyan color (Cy) are displayed as black circles on the chromaticity diagram shown in the figure. The combined chromaticity of these two colors is (302, 522).

次に、第2の光源50は、第1の光源10と同様に、高圧水銀ランプまたはキセンノンランプで構成されるランプ50aとこのランプ50aから射出された白色光をほぼ平行光束化するパラボラ形状の金属製リフレクタ50bで構成される。この第2の光源50部分にも図示はしないが、UVIR成分を除去するフィルタやコールドミラーなどを設け、UVIR成分を光路外に放出し、後段光学部材への熱負荷を低減するように構成している。   Next, as with the first light source 10, the second light source 50 is a parabolic shape that makes a lamp 50a formed of a high-pressure mercury lamp or a xenon lamp and white light emitted from the lamp 50a into a substantially parallel light flux. The metal reflector 50b. Although not shown in the figure, the second light source 50 is also provided with a filter, a cold mirror, etc. for removing the UVIR component so that the UVIR component is emitted out of the optical path and the thermal load on the subsequent optical member is reduced. ing.

パラボラ形状のリフレクタ50bにて平行光として出射された光は、第1の光源10の照明系と同様に、凸レンズ群で構成された第1、第2のフライアイレンズ51、52からなるいわゆるフライアイインテグレータにて光束分割される。   Similar to the illumination system of the first light source 10, the light emitted as parallel light by the parabolic reflector 50 b is a so-called fly comprising first and second fly-eye lenses 51 and 52 composed of convex lens groups. The light is split by an eye integrator.

第1のフライアイレンズ51は、透過型液晶パネル80cおよび80dの形状とほぼ相似形をなすように設定されている。   The first fly-eye lens 51 is set so as to be substantially similar to the shapes of the transmissive liquid crystal panels 80c and 80d.

第1のフライアイレンズ51によって分割された部分光束は、第2のフライアイレンズ52の複数のレンズによって、それぞれの光束は収束して偏光変換素子53に入射し、偏光方向が揃えられて出射される。   The partial light beams divided by the first fly-eye lens 51 are converged by the plurality of lenses of the second fly-eye lens 52, enter the polarization conversion element 53, and exit with the polarization directions aligned. Is done.

そして、偏光方向が揃えられた光はコンデンサーレンズ54等を通過した後、第3のダイクロイックミラー55に与えられる。この第3のダイクロイックミラー55は、この実施形態においては、カットオフ周波数が520nmのものを用いている。このため、緑(G)から赤色(R)帯域の光は透過し、青から紫色帯域の光は反射する。   Then, the light whose polarization direction is aligned passes through the condenser lens 54 and the like, and is given to the third dichroic mirror 55. In this embodiment, the third dichroic mirror 55 has a cutoff frequency of 520 nm. For this reason, light in the green (G) to red (R) band is transmitted, and light in the blue to purple band is reflected.

ダイクロイックミラー55によって反射され、光路を90度変えた青色帯域光を含む光は全反射ミラー56によって光路を90度変え、B光路コンデンサレンズ57cを介して青色帯域光成分画像を表示す青緑色用液晶表示素子80cに入射し、ここで入力信号に応じて光変調される。   The light that is reflected by the dichroic mirror 55 and includes blue band light whose optical path is changed by 90 degrees is changed by 90 degrees by the total reflection mirror 56, and a blue band light component image is displayed via the B optical path condenser lens 57c. The light enters the liquid crystal display element 80c and is optically modulated according to the input signal.

光変調された光は、ダイクロイックプリズム64に入射する。このダイクロイックプリズム64は、この実施形態においては、カットオフ周波数が500nmのものを用いている。このため、ダイクロイックプリズム64に入射された青色光は透過し、B−Yeカラーローテータ65を経て偏光ビームスプリッタ63に与えられる。B−Yeカラーローテータ65は、青色から黄色までの所定波長域の偏光面のみを90度回転させる板状の光学要素である。   The light-modulated light enters the dichroic prism 64. In this embodiment, the dichroic prism 64 having a cutoff frequency of 500 nm is used. For this reason, the blue light incident on the dichroic prism 64 is transmitted and provided to the polarization beam splitter 63 via the B-Ye color rotator 65. The B-Ye color rotator 65 is a plate-like optical element that rotates only a polarization plane in a predetermined wavelength range from blue to yellow by 90 degrees.

このB−Yeカラーローテータ65を経た赤色光はS偏光となり、偏光ビームスプリッタ63で反射され,光路を90度変えて、投写レンズ70に入射し、拡大投影されスクリーン(図示しない)上に結像される。   The red light that has passed through the B-Ye color rotator 65 becomes S-polarized light, is reflected by the polarization beam splitter 63, changes its optical path by 90 degrees, enters the projection lens 70, is enlarged and projected, and forms an image on a screen (not shown). Is done.

一方、第3のダイクロイックミラー55を透過した緑(G)から赤色(R)帯域の光は第4のダイクロイックミラー58に入射する。第4のダイクロイックミラー58は、この実施形態においては、カットオフ周波数が585nmのものを用いている。このため、緑色の帯域光は反射し、赤色帯域の光は透過する。ここで緑色帯域光は反射され、その光路を90度変え、コンデンサレンズ57dを介して緑色帯域光成分画像を表示する緑色用液晶表示素子80dに入射し、ここで入力信号に応じて光変調される。光変調された緑色帯域光はダイクロイックプリズム64に入射する。このダイクロイックプリズム64で緑色帯域光が反射し、B−Yeカラーローテータ65を経て偏光ビームスプリッタ63に与えられる。このB−Yeカラーローテータ65を経た緑色光はS偏光となり、偏光ビームスプリッタ63で反射し、投写レンズ70に入射し、拡大投影されスクリーン上に結像される。   On the other hand, light in the green (G) to red (R) band that has passed through the third dichroic mirror 55 is incident on the fourth dichroic mirror 58. In this embodiment, a fourth dichroic mirror 58 having a cutoff frequency of 585 nm is used. Therefore, the green band light is reflected and the red band light is transmitted. Here, the green band light is reflected, changes its optical path by 90 degrees, and enters the green liquid crystal display element 80d for displaying the green band light component image via the condenser lens 57d, where it is optically modulated according to the input signal. The The light-modulated green band light enters the dichroic prism 64. Green band light is reflected by the dichroic prism 64 and is applied to the polarization beam splitter 63 via the B-Ye color rotator 65. The green light that has passed through the B-Ye color rotator 65 becomes S-polarized light, is reflected by the polarization beam splitter 63, enters the projection lens 70, is enlarged and projected, and is imaged on the screen.

なお、図示はしていないが、上記した液晶表示素子には、入射側偏光板、液晶層、出射側偏光板が設けられている。   Although not shown, the liquid crystal display element described above is provided with an incident side polarizing plate, a liquid crystal layer, and an outgoing side polarizing plate.

上記した緑色(G)、青色(B)の2原色の色度は、G(362,621)、青(142,053)である。この緑色(G)と青色(B)を図2に示す色度図上に黒丸で表示している。この2色の合成色度は、(256,346)となる。   The chromaticities of the two primary colors, green (G) and blue (B), are G (362, 621) and blue (142, 053). The green (G) and blue (B) are displayed as black circles on the chromaticity diagram shown in FIG. The combined chromaticity of these two colors is (256, 346).

この実施形態における4原色の合成色度(272,405)の状態では、1灯に対する光量比は約1.8倍となる。y色度を0.35近傍まで低下させた状態では、1灯に対する光量比は約1.5倍となる。   In the state of the combined chromaticity (272, 405) of the four primary colors in this embodiment, the light quantity ratio for one lamp is about 1.8 times. In a state where the y chromaticity is lowered to near 0.35, the light quantity ratio for one lamp is about 1.5 times.

光量を優先するか色再現範囲を優先するかにより、色分解する色度を選択すれば、用途、好みにあった投写型表示装置が提供できる。   If the chromaticity for color separation is selected depending on whether priority is given to the amount of light or the color reproduction range, a projection display device suitable for the application and preference can be provided.

上記した実施形態においては、高圧水銀ランプのスペクトルに準拠して、4原色の色度等を算出したが、第1の光源10の色分解光学系、第2の光源50の色分解光学系に対して,最適化した分光特性のランプ或いは発光ダイオードアレイ、レーザアレイ等の固体光源を用いると緑(G)及びシアン(Cy)色度座標を更に外側に設定することが可能となり、色再現範囲の大幅な拡大が可能となる。   In the above-described embodiment, the chromaticity of the four primary colors is calculated based on the spectrum of the high-pressure mercury lamp, but the color separation optical system of the first light source 10 and the color separation optical system of the second light source 50 are calculated. On the other hand, if a solid-state light source such as a lamp having an optimized spectral characteristic or a light-emitting diode array or a laser array is used, the green (G) and cyan (Cy) chromaticity coordinates can be set further outside, and the color reproduction range. Can be greatly expanded.

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。   The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is shown not by the above description of the embodiments but by the scope of claims for patent, and is intended to include meanings equivalent to the scope of claims for patent and all modifications within the scope.

この発明は、プロジェクタ、リアプロジェクタなどの投写型表示装置に利用できる。   The present invention can be used for projection display devices such as projectors and rear projectors.

この発明の第1の実施形態に係る照明光学系をU字型配置にした投写型表示装置の構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure of the projection display apparatus which made the illumination optical system which concerns on 1st Embodiment of this invention the U-shaped arrangement | positioning. x−y色度図(CIE色度図)の模式図である。It is a schematic diagram of an xy chromaticity diagram (CIE chromaticity diagram). 従来のダイクロイックプリズム方式の3LCD投写型表示装置の構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure of the 3LCD projection type display apparatus of the conventional dichroic prism system.

符号の説明Explanation of symbols

10 第1の光源、11、12 フライアイレンズ、13 偏向変換素子、15 第1のダイクロイックミラー、18 第2のダイクロイックミラー、50 第2の光源、51、52 フライアイレンズ、53 偏向変換素子、55 第3のダイクロイックミラー、58 第4のダイクロイックミラー、61 第1のダイクロイックプリズム、64 第2のダイクロイックプリズム、62、65 カラーローテータ、63 偏向ビープスプリッタ、80a、80b、80c、80d 液晶表示素子、70 投写レンズ。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 1st light source, 11 and 12 fly eye lens, 13 deflection | deviation conversion element, 15 1st dichroic mirror, 18 2nd dichroic mirror, 50 2nd light source, 51 and 52 fly eye lens, 53 deflection | deviation conversion element, 55 Third dichroic mirror, 58 Fourth dichroic mirror, 61 First dichroic prism, 64 Second dichroic prism, 62, 65 Color rotator, 63 Deflection beep splitter, 80a, 80b, 80c, 80d Liquid crystal display element, 70 Projection lens.

Claims (5)

第1の光源と、この第1の光源からの白色光を第1色、第2色の2色に分解する第1の色分解光学系と、第1の色分解光学系で分解されたそれぞれの色を色信号に対応して変調する第1、第2の光変調素子と、第2の光源と、この第2の光源からの白色光を第3色、第4色の2色に分解する第2の色分解光学系と、第2の色分解光学系で分解されたそれぞれの色を色信号に対応して変調する第3、第4の光変調素子と、前記第1ないし第4の光変調素子で変調された変調光を合成する色合成手段と、この色合成手段からの合成光を拡大投写する投写手段と、を備えることを特徴とする投写型表示装置。 A first light source, a first color separation optical system that separates the white light from the first light source into two colors of a first color and a second color, and a first color separation optical system that is separated by the first color separation optical system. The first and second light modulation elements that modulate the color of the light in response to the color signal, the second light source, and the white light from the second light source is separated into two colors of the third color and the fourth color. The second color separation optical system, the third and fourth light modulation elements for modulating the respective colors separated by the second color separation optical system in accordance with the color signal, and the first to fourth A projection display device comprising: color combining means for combining modulated light modulated by the light modulating elements; and projection means for enlarging and projecting the combined light from the color combining means. 前記第1の色分解系は、白色光を赤とシアンの2色に分解し、前記第2の色分解系は青と緑または黄の2色に分解することを特徴とする請求項1に記載の投写型表示装置。 The first color separation system decomposes white light into two colors of red and cyan, and the second color separation system decomposes into two colors of blue, green, and yellow. The projection display device described. 前記第1、第2の色分解系はそれぞれカットオフ周波数の異なる2つのダイクロイックミラーで構成したことを特徴とする請求項2に記載の投写型表示装置。 3. The projection display device according to claim 2, wherein each of the first and second color separation systems includes two dichroic mirrors having different cutoff frequencies. 前記色合成手段は、赤の帯域光を反射しシアンの帯域光を透過する特性を有する第1のダイクロイックプリズムと、緑または黄の帯域光を反射し青の帯域光を透過する特性を有する第2のダイクロイックプリズムと、第1、第2のダイクロイックプリズムからの光を入射する偏光ビームスプリッタと、で構成したことを特徴とする請求項2または3に記載の投写型表示装置。 The color synthesizing means has a first dichroic prism having a characteristic of reflecting red band light and transmitting cyan band light, and a characteristic of reflecting green or yellow band light and transmitting blue band light. 4. The projection display device according to claim 2, comprising: two dichroic prisms; and a polarization beam splitter that receives light from the first and second dichroic prisms. 5. 前記第1のダイクロイックプリズムと偏光ビームスプリッタとの間に設けられる赤色からシアンまでの波長域の偏光面を回転させる第1のカラーローテータと、前記第2のダイクロイックプリズムと偏光ビームスプリッタとの間に設けられる青色から黄色までの波長域の偏光面を回転させる第2のカラーローテータと、を備えたことを特徴とする請求項4に記載の投写型表示装置。 Between the first dichroic prism and the polarizing beam splitter, the first color rotator that is provided between the first dichroic prism and the polarizing beam splitter and rotates the polarization plane in the wavelength region from red to cyan, and the second dichroic prism and the polarizing beam splitter. The projection display device according to claim 4, further comprising: a second color rotator that rotates a polarization plane in a wavelength range from blue to yellow.
JP2006295234A 2006-10-31 2006-10-31 Projection display Expired - Fee Related JP4928909B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006295234A JP4928909B2 (en) 2006-10-31 2006-10-31 Projection display

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006295234A JP4928909B2 (en) 2006-10-31 2006-10-31 Projection display

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2008112009A JP2008112009A (en) 2008-05-15
JP4928909B2 true JP4928909B2 (en) 2012-05-09

Family

ID=39444546

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2006295234A Expired - Fee Related JP4928909B2 (en) 2006-10-31 2006-10-31 Projection display

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4928909B2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102705782A (en) * 2012-05-04 2012-10-03 北京理工大学 Continuous color matching device for large color gamut

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3015201B2 (en) * 1992-05-06 2000-03-06 キヤノン株式会社 Image forming apparatus, projection display apparatus, and light modulation apparatus
JPH05346567A (en) * 1992-06-15 1993-12-27 Chinon Ind Inc Projection type display device
JP3076678B2 (en) * 1992-08-21 2000-08-14 松下電器産業株式会社 Projection image display device
JP3858548B2 (en) * 1999-07-28 2006-12-13 株式会社日立製作所 Optical engine and liquid crystal projector using the same
JP2002287247A (en) * 2001-03-28 2002-10-03 Seiko Epson Corp Color separating/synthesizing optical system and projector
JP2005241904A (en) * 2004-02-26 2005-09-08 Nikon Corp Projection type display device

Also Published As

Publication number Publication date
JP2008112009A (en) 2008-05-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8979272B2 (en) Multi-primary color display
JP4052282B2 (en) projector
US7417799B2 (en) Multi-primary color display
JPH03217814A (en) Liquid crystal projector
JP2009265120A (en) Projection type display device
JPH04341089A (en) Liquid crystal projector
US6607276B1 (en) Illuminating optical system and projector
JP2002182307A (en) Projection type display device
JP2009237565A (en) Projection type image display device
JP2003241146A (en) Projection device and projection type image display device using the same
JP3327153B2 (en) Projection display device
JP4380030B2 (en) Illumination optical system and projector equipped with the same
JP2008185992A (en) Projection type video display device and illumination device
JP4928909B2 (en) Projection display
JP2003241304A (en) Projector
JP2008275909A (en) Projection display device
JP4069694B2 (en) projector
JPH06242463A (en) Liquid crystal projector
JP2013200374A (en) Image display apparatus
KR100698752B1 (en) Optical system of projection display
JP4731744B2 (en) Polarization-type optical path separation element, color separation / synthesis element, color separation method, color synthesis method, color video light synthesis apparatus, color video light synthesis method, and projection apparatus
JP2005221980A (en) Projector
JP2009175421A (en) Liquid crystal projector
JP2003066367A (en) Projection type display device
JP2007206141A (en) Projector

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20091009

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20110701

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20110712

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20111108

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20111118

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: 20120117

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: 20120213

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150217

Year of fee payment: 3

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150217

Year of fee payment: 3

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees