JPH0664271B2 - 投射型カラー表示装置 - Google Patents
投射型カラー表示装置Info
- Publication number
- JPH0664271B2 JPH0664271B2 JP1237633A JP23763389A JPH0664271B2 JP H0664271 B2 JPH0664271 B2 JP H0664271B2 JP 1237633 A JP1237633 A JP 1237633A JP 23763389 A JP23763389 A JP 23763389A JP H0664271 B2 JPH0664271 B2 JP H0664271B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- color
- light
- projection type
- display device
- synthesizing
- 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 - Lifetime
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- Liquid Crystal (AREA)
- Projection Apparatus (AREA)
- Video Image Reproduction Devices For Color Tv Systems (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は複数枚の像形成用ライトバルブを用いた投射型
カラー表示装置に関する。
カラー表示装置に関する。
従来の投射型カラー表示装置は、特開昭５８−１５０９
３７号公報に開示されているように、３個の反射型ライ
トバルブで形成される画像を偏光ビームスプリッタ及び
ダイクロイックミラーによって合成し、スクリーン上に
投射するものであった。
３７号公報に開示されているように、３個の反射型ライ
トバルブで形成される画像を偏光ビームスプリッタ及び
ダイクロイックミラーによって合成し、スクリーン上に
投射するものであった。
また、実願昭５７−１７２４０５号（実開昭５８−１１
１５８０号）の願書に最初に添付した明細書及び図面の
内容を撮影したマイクロフィルムに開示されているよう
に、レーザー光で画像情報が書き込まれた３個のスメク
チック型液晶パネルをライトバルブとして用い、その画
像を２枚のダイクロイックミラーで合成し、スクリーン
上に投射するものであった。
１５８０号）の願書に最初に添付した明細書及び図面の
内容を撮影したマイクロフィルムに開示されているよう
に、レーザー光で画像情報が書き込まれた３個のスメク
チック型液晶パネルをライトバルブとして用い、その画
像を２枚のダイクロイックミラーで合成し、スクリーン
上に投射するものであった。
しかし、前者に開示されているものは、ライトバルブが
反射型であるために、第１にライトバルブ表面における
非変調光の反射がコントラストの低下を招き、第２に入
射光と出射光の分離のため偏光ビームスプリッタが必要
不可欠であり、光学系が複雑であった。また、ライトバ
ルブが陰極線管（ＣＲＴ）の光によって制御されるため
に大がかりな装置であった。
反射型であるために、第１にライトバルブ表面における
非変調光の反射がコントラストの低下を招き、第２に入
射光と出射光の分離のため偏光ビームスプリッタが必要
不可欠であり、光学系が複雑であった。また、ライトバ
ルブが陰極線管（ＣＲＴ）の光によって制御されるため
に大がかりな装置であった。
また、後者に開示されているものは、第１に、ライトバ
ルブがレーザー書き込み型のものであるために、高精細
ではあるが応答性の面で問題があり、動画を表示するこ
とができなかった。第２に、ライトバルブが光散乱型の
スメクチック型液晶パネルであるために、非変調光もラ
イトバルブを透過してしまい、コントラストの低下を招
いていた。第３に、３つの原色画像を得るために、白色
光のうち画像に寄与しない色成分の光はカラーフィルタ
でカットしていたために、光の利用効率が悪く、光源が
大がかりでエネルギー消費も多く、小型にすることも困
難であった。
ルブがレーザー書き込み型のものであるために、高精細
ではあるが応答性の面で問題があり、動画を表示するこ
とができなかった。第２に、ライトバルブが光散乱型の
スメクチック型液晶パネルであるために、非変調光もラ
イトバルブを透過してしまい、コントラストの低下を招
いていた。第３に、３つの原色画像を得るために、白色
光のうち画像に寄与しない色成分の光はカラーフィルタ
でカットしていたために、光の利用効率が悪く、光源が
大がかりでエネルギー消費も多く、小型にすることも困
難であった。
そこで、本発明はこのような問題点を解決するもので、
その目的とするところは、コントラストの高い動画表示
が可能であり、コンパクトで低消費電力の投射型カラー
表示装置を提供することにある。また、別の目的は、ス
クリーン上での色再現性が高く、製品間での色再現性の
機差の少ない投射型カラー表示装置を提供することにあ
る。
その目的とするところは、コントラストの高い動画表示
が可能であり、コンパクトで低消費電力の投射型カラー
表示装置を提供することにある。また、別の目的は、ス
クリーン上での色再現性が高く、製品間での色再現性の
機差の少ない投射型カラー表示装置を提供することにあ
る。
本発明の投射型カラー表示装置は、単一光源からの光を
三原色に分離してなる色分離手段と、前記色分離手段で
色分離された各原色光を変調する３つのライトバルブ
と、前記各ライトバルブで変調された各原色光を色合成
する色合成手段と、前記色合成手段で色合成された光を
投射する投射光学手段を有し、前記色分離手段と前記色
合成手段は各々異なる波長選択特性を有する２種類のダ
イクロイック光学要素からなり、前記ライトバルブはね
じれネマチック型液晶パネル及び偏光手段により構成さ
れてなる投射型カラー表示装置において、 ホワイトバランス調整を、前記偏光手段の偏光軸の方向
を各原色毎に調整することによって行うことを特徴とす
る。
三原色に分離してなる色分離手段と、前記色分離手段で
色分離された各原色光を変調する３つのライトバルブ
と、前記各ライトバルブで変調された各原色光を色合成
する色合成手段と、前記色合成手段で色合成された光を
投射する投射光学手段を有し、前記色分離手段と前記色
合成手段は各々異なる波長選択特性を有する２種類のダ
イクロイック光学要素からなり、前記ライトバルブはね
じれネマチック型液晶パネル及び偏光手段により構成さ
れてなる投射型カラー表示装置において、 ホワイトバランス調整を、前記偏光手段の偏光軸の方向
を各原色毎に調整することによって行うことを特徴とす
る。
本発明の作用を述べる。光源光は第１のダイクロイック
ミラー群で複数の色光に分離される。次に、色光に対応
した透過型ライトバルブによって画像形成が行われ、色
光は変調を受ける。透過型ライトバルブを用いた結果、
投射光からライトバルブ表面の反射光の影響を除くこと
ができ、投射画像のコントラストが向上する。また、液
晶の電気光学効果を用いた画像表示パネルを採用し、動
画表示が可能となる。他にもＰＬＺＴのような電気光学
結晶を用いることができるが、いずれにしろＣＲＴ光書
き込み型の反射型ライトバルブに比べ、光の透過を制御
する薄板状のコンパクトな形状であり、装置全体をコン
パクトに構成できる。
ミラー群で複数の色光に分離される。次に、色光に対応
した透過型ライトバルブによって画像形成が行われ、色
光は変調を受ける。透過型ライトバルブを用いた結果、
投射光からライトバルブ表面の反射光の影響を除くこと
ができ、投射画像のコントラストが向上する。また、液
晶の電気光学効果を用いた画像表示パネルを採用し、動
画表示が可能となる。他にもＰＬＺＴのような電気光学
結晶を用いることができるが、いずれにしろＣＲＴ光書
き込み型の反射型ライトバルブに比べ、光の透過を制御
する薄板状のコンパクトな形状であり、装置全体をコン
パクトに構成できる。
次に、色光は第２のダイクロイックミラー群によって合
成される。このとき第２のダイクロイックミラー群は、
第１のダイクロイックミラー群の波長選択特性とほぼ等
しい性能を有し、分離された色光を可逆的に合成する。
例えば、赤、緑、青に白色光を分離する第１のダイクロ
イックミラー群に対し、第２のダイクロイックミラー群
は、第１のダイクロイックミラー群とほぼ同等の赤、
緑、青の色光分離特性を有し、可逆的に赤、緑、青の画
像色光を合成し、ライトバルブが透過であれば合成後白
色とするものである。ダイクロイックミラーの機能とし
ては、色光の分離だけで十分であり、前記従来技術で必
要であった偏光成分を限定する性能は不要である。
成される。このとき第２のダイクロイックミラー群は、
第１のダイクロイックミラー群の波長選択特性とほぼ等
しい性能を有し、分離された色光を可逆的に合成する。
例えば、赤、緑、青に白色光を分離する第１のダイクロ
イックミラー群に対し、第２のダイクロイックミラー群
は、第１のダイクロイックミラー群とほぼ同等の赤、
緑、青の色光分離特性を有し、可逆的に赤、緑、青の画
像色光を合成し、ライトバルブが透過であれば合成後白
色とするものである。ダイクロイックミラーの機能とし
ては、色光の分離だけで十分であり、前記従来技術で必
要であった偏光成分を限定する性能は不要である。
このように光源光を色光に分離し、変調、合成すること
から、各色光に対応した光源は不要であり、単一光源で
済む。
から、各色光に対応した光源は不要であり、単一光源で
済む。
次に合成された色光は、投射レンズによりスクリーンに
結像する。
結像する。
第１図は、本発明による投射型カラー表示装置の照明構
造を示すものである。青光を反射するダイクロイックミ
ラー（Ｂミラー）２と赤光を反射するダイクロイックミ
ラー（Ｒミラー）１をクロス状に組み合わせ、入射光束
の分離と合成を行っている。３は光束の方向を曲げるた
めのミラーである。４は赤、緑、青に対応した画像を形
成する透過型ライトバルブである。ここではアクティブ
マトリクス（薄膜トランジスタマトリクス等）駆動によ
る液晶パネルを用いた。
造を示すものである。青光を反射するダイクロイックミ
ラー（Ｂミラー）２と赤光を反射するダイクロイックミ
ラー（Ｒミラー）１をクロス状に組み合わせ、入射光束
の分離と合成を行っている。３は光束の方向を曲げるた
めのミラーである。４は赤、緑、青に対応した画像を形
成する透過型ライトバルブである。ここではアクティブ
マトリクス（薄膜トランジスタマトリクス等）駆動によ
る液晶パネルを用いた。
第２図は、投射光学系を含む全体の構成図である。簡単
のため緑色だけを描いてある。また照明系、結像系は厳
密な記述ではない。照明系としては、ケーラー照明、ク
リティカル照明などを採用することができる。５はコン
デンサーレンズ。６は投射レンズ。７は光源。９はスク
リーンである。
のため緑色だけを描いてある。また照明系、結像系は厳
密な記述ではない。照明系としては、ケーラー照明、ク
リティカル照明などを採用することができる。５はコン
デンサーレンズ。６は投射レンズ。７は光源。９はスク
リーンである。
次に、作用を説明する。第１図及び第２図に示すように
光源７は白色光（例えばハロゲンランプ）を発し、コン
デンサーレンズ５により集光される。ダイクロイックミ
ラー１、２に入射した白色光８はダイクロイックミラー
により赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）光に分解される。
分離された色光は、ミラー３によって方向を曲げられ、
透過型ライトバルブ４に入射する。ライトバルブはスク
リーン９に投射レンズ６によって結像する位置に置かれ
ている。ライトバルブは各色光に対応した画像を形成す
る。この場合は赤、緑、青のビデオ信号を各液晶パネル
に供給し、単色の動画像を形成した。駆動及び液晶パネ
ルの詳細は日経エレクトロニクスNO.３５１（１９８
４）ｐ．２１１に記載したものに準じている。
光源７は白色光（例えばハロゲンランプ）を発し、コン
デンサーレンズ５により集光される。ダイクロイックミ
ラー１、２に入射した白色光８はダイクロイックミラー
により赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）光に分解される。
分離された色光は、ミラー３によって方向を曲げられ、
透過型ライトバルブ４に入射する。ライトバルブはスク
リーン９に投射レンズ６によって結像する位置に置かれ
ている。ライトバルブは各色光に対応した画像を形成す
る。この場合は赤、緑、青のビデオ信号を各液晶パネル
に供給し、単色の動画像を形成した。駆動及び液晶パネ
ルの詳細は日経エレクトロニクスNO.３５１（１９８
４）ｐ．２１１に記載したものに準じている。
また、各色の液晶パネルは表示画像がスクリーン上で合
致するように、位置合わせがされている。このため、第
１図では、Ｇパネル像に対してＲパネル像とＢパネル像
は左右鏡像関係にある。
致するように、位置合わせがされている。このため、第
１図では、Ｇパネル像に対してＲパネル像とＢパネル像
は左右鏡像関係にある。
ダイクロイックミラーは色光の分離合成機能があればよ
いが、誘電体膜の反射には必ず偏光作用が生じる。つま
り、第１図では赤光、青光は垂直作用方向の偏光成分が
多く、緑光は水平方向の偏光成分が多い。このため、偏
光板を使用する電気光学効果モードでは偏光板の方向を
適宜調整する必要がある場合がある。例えばＴＮ（９０
°ツイストしたネマチック液晶）液晶表示モードを使用
した場合、最も有効に光束を利用するためには、第１図
でＲパネルとＢパネルの入射側偏光板の透過軸を垂直
に、Ｇパネルの透過軸は水平にするとよい。
いが、誘電体膜の反射には必ず偏光作用が生じる。つま
り、第１図では赤光、青光は垂直作用方向の偏光成分が
多く、緑光は水平方向の偏光成分が多い。このため、偏
光板を使用する電気光学効果モードでは偏光板の方向を
適宜調整する必要がある場合がある。例えばＴＮ（９０
°ツイストしたネマチック液晶）液晶表示モードを使用
した場合、最も有効に光束を利用するためには、第１図
でＲパネルとＢパネルの入射側偏光板の透過軸を垂直
に、Ｇパネルの透過軸は水平にするとよい。
また、ホワイトバランス調整、つまり各色の強度調整を
偏光板の方位設定で行うこともできる。
偏光板の方位設定で行うこともできる。
こうして、透過型ライトバルブによって画像変調された
色光は、再びダイクロイックミラー群に入射する。第１
図に示すように可逆的に赤、緑、青光は合成され、投射
レンズ６によってスクリーン９上に投射、結像する。
色光は、再びダイクロイックミラー群に入射する。第１
図に示すように可逆的に赤、緑、青光は合成され、投射
レンズ６によってスクリーン９上に投射、結像する。
ダイクロイックミラーは第１図以外の配置も用いること
ができる。第３図はその構成例である。この場合も第２
図と同様、ライトバルブ４は各色共、投射レンズ６に対
し光学的に等距離な結像位置になければならない。
ができる。第３図はその構成例である。この場合も第２
図と同様、ライトバルブ４は各色共、投射レンズ６に対
し光学的に等距離な結像位置になければならない。
また、第２図、第３図に示すように投射レンズが１つで
済み、投射倍率や投射距離を変える場合に、各色画像間
のコンバーゼンス調整が不要である利点もある。
済み、投射倍率や投射距離を変える場合に、各色画像間
のコンバーゼンス調整が不要である利点もある。
以上は透過型ライトバルブとして液晶パネルを用いた
が、電気光学効果を用いたライトバルブであれば、ＰＬ
ＺＴ等の透光性セラミックなども用いることができる。
さらにここでは、赤、緑、青の３色分離合成の例を挙げ
たが、２色もしくはさらに多色であっても有効である。
が、電気光学効果を用いたライトバルブであれば、ＰＬ
ＺＴ等の透光性セラミックなども用いることができる。
さらにここでは、赤、緑、青の３色分離合成の例を挙げ
たが、２色もしくはさらに多色であっても有効である。
以上の如く、本発明の投射型カラー表示装置は、単一光
源からの光を三原色に分離してなる色分離手段と、前記
色分離手段で色分離された各原色光を変調する３つのラ
イトバルブと、前記各ライトバルブで変調された各原色
光を色合成する色合成手段と、前記色合成手段で色合成
された光を投射する投射光学手段を有し、前記色分離手
段と前記色合成手段は各々異なる波長選択特性を有する
２種類のダイクロイック光学要素からなり、前記ライト
バルブはねじれネマチック型液晶パネル及び偏光手段に
より構成されてなる投射型カラー表示装置において、 ホワイトバランス調整を、前記偏光手段の偏光軸の方向
を各原色毎に調整することによって行うことを特徴とす
るから、以下のような効果を有する。
源からの光を三原色に分離してなる色分離手段と、前記
色分離手段で色分離された各原色光を変調する３つのラ
イトバルブと、前記各ライトバルブで変調された各原色
光を色合成する色合成手段と、前記色合成手段で色合成
された光を投射する投射光学手段を有し、前記色分離手
段と前記色合成手段は各々異なる波長選択特性を有する
２種類のダイクロイック光学要素からなり、前記ライト
バルブはねじれネマチック型液晶パネル及び偏光手段に
より構成されてなる投射型カラー表示装置において、 ホワイトバランス調整を、前記偏光手段の偏光軸の方向
を各原色毎に調整することによって行うことを特徴とす
るから、以下のような効果を有する。
ア）コントラストの高い動画表示が可能であり、かつ、
コンパクトで消費電力が低い。
コンパクトで消費電力が低い。
イ）スクリーンの反射特性や外部の照明環境によってス
クリーン上に再現される色バランスが変化しても、投射
光の色バランスを調整することで、スクリーン上で再現
される色バランスを簡単に適正にすることができ、色再
現性を高くすることができる。
クリーン上に再現される色バランスが変化しても、投射
光の色バランスを調整することで、スクリーン上で再現
される色バランスを簡単に適正にすることができ、色再
現性を高くすることができる。
ウ）製品間に生ずる光学系のばらつきのために３原色の
色バランスが異なっても、その色バランスを簡単に補償
でき、そのため製品間における色再現性の機差を小さく
することができる。
色バランスが異なっても、その色バランスを簡単に補償
でき、そのため製品間における色再現性の機差を小さく
することができる。
第１図は本発明による投射型カラー表示装置の照明構造
を示す図である。 第２図は第１図の照明構造を用いた投射型カラー表示装
置の構成図である。 第３図は本発明による構成の別な例を示す図である。 １…赤反射ダイクロイックミラー ２…青反射ダイクロイックミラー ３…ミラー ４…透過型ライトバルブ ５…コンデンサーレンズ ６…投射レンズ ７…光源 ８…スクリーン
を示す図である。 第２図は第１図の照明構造を用いた投射型カラー表示装
置の構成図である。 第３図は本発明による構成の別な例を示す図である。 １…赤反射ダイクロイックミラー ２…青反射ダイクロイックミラー ３…ミラー ４…透過型ライトバルブ ５…コンデンサーレンズ ６…投射レンズ ７…光源 ８…スクリーン
Claims (1)
- 【請求項１】単一光源からの光を三原色に分離してなる
色分離手段と、前記色分離手段で色分離された各原色光
を変調する３つのライトバルブと、前記各ライトバルブ
で変調された各原色光を色合成する色合成手段と、前記
色合成手段で色合成された光を投射する投射光学手段を
有し、前記色分離手段と前記色合成手段は各々異なる波
長選択特性を有する２種類のダイクロイック光学要素か
らなり、前記ライトバルブはねじれネマチック型液晶パ
ネル及び偏光手段により構成されてなる投射型カラー表
示装置において、 ホワイトバランス調整を、前記偏光手段の偏光軸の方向
を各原色毎に調整することによって行うことを特徴とす
る投射型カラー表示装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1237633A JPH0664271B2 (ja) | 1989-09-13 | 1989-09-13 | 投射型カラー表示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1237633A JPH0664271B2 (ja) | 1989-09-13 | 1989-09-13 | 投射型カラー表示装置 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59221556A Division JPS6199118A (ja) | 1984-10-22 | 1984-10-22 | 投射型表示装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02132431A JPH02132431A (ja) | 1990-05-21 |
| JPH0664271B2 true JPH0664271B2 (ja) | 1994-08-22 |
Family
ID=17018218
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1237633A Expired - Lifetime JPH0664271B2 (ja) | 1989-09-13 | 1989-09-13 | 投射型カラー表示装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0664271B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4511893B2 (ja) * | 2004-07-27 | 2010-07-28 | オリンパス株式会社 | 光ビーム照射装置 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2284237A1 (fr) * | 1974-09-06 | 1976-04-02 | Thomson Csf | Dispositif de teleprojection et de telereprographie d'images en couleurs |
| JPS60179723A (ja) * | 1984-02-27 | 1985-09-13 | Sharp Corp | 液晶プロジエクシヨン装置 |
| JPS6199118A (ja) * | 1984-10-22 | 1986-05-17 | Seiko Epson Corp | 投射型表示装置 |
-
1989
- 1989-09-13 JP JP1237633A patent/JPH0664271B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02132431A (ja) | 1990-05-21 |
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