JPH0672987B2 - 投写型カラ−表示装置 - Google Patents

投写型カラ−表示装置

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JPH0672987B2
JPH0672987B2 JP60199938A JP19993885A JPH0672987B2 JP H0672987 B2 JPH0672987 B2 JP H0672987B2 JP 60199938 A JP60199938 A JP 60199938A JP 19993885 A JP19993885 A JP 19993885A JP H0672987 B2 JPH0672987 B2 JP H0672987B2
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light
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dichroic
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light valve
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富雄 曽根原
武志 小野
旬一 中村
修二 有賀
章隆 矢島
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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N9/00Details of colour television systems
    • H04N9/12Picture reproducers
    • H04N9/31Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM]
    • H04N9/3102Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM] using two-dimensional electronic spatial light modulators
    • H04N9/3105Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM] using two-dimensional electronic spatial light modulators for displaying all colours simultaneously, e.g. by using two or more electronic spatial light modulators
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    • H04N9/3167Modulator illumination systems for polarizing the light beam

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、複数枚の像形成用のライトバルブを用いた投
写型カラー表示装置に関する。
[従来の技術] 従来の投写型カラー表示装置は、特開昭58−150937号公
報及び特開昭58−117534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、スクリーン上に投写していた。また、特開昭57−
115538号公報に開示されているように、3個の映像管で
形成される画像をダイクロイックミラーによって合成
し、スクリーン上に投写していた。
[発明が解決しようとする問題点] しかし、従来の投写型カラー表示装置では次の問題点が
ある。
特開昭58−150937号公報及び特開昭58−117534号公報に
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、
光学系が複雑になる。また、ライトバルブが陰極線管の
光によって制御されるため大がかりな装置となる。
また、特開昭57−115538号公報に開示されているもの
は、映像管を用いるために、地磁気の影響があり、コン
バーゼンス調整が必要であり、重量が重く、高圧回路が
必要で、消費電力も大きい。
[問題点を解決するための手段] 本発明に係る投写型カラー表示装置は、3つの色光をそ
れぞれ変調する3枚の透過型の像形成用ライトブルブ
と、ライトバルブの出射側にそれぞれ設けられ特定の偏
光軸の光を透過させる透過軸を有する偏光手段と、変調
された3つの色光を受けてそれらを合成するダイクロイ
ック光学要素群と、合成された色光を投写する投写光学
手段とを有する。そして、ダイクロイック光学要素群に
含まれる複数のダイクロイック光学要素の全てを透過す
る色光を変調するライトバルブの出射側に設けられた偏
光手段の透過軸は、ダイクロイック光学要素群に入射す
る3つの色光の光軸により規定される平面に対してほぼ
水平になるように配置され(P偏光)、ダイクロイック
光学要素群に含まれる複数のダイクロイック光学要素で
少なくとも1回は反射される色光を変調するライトバル
ブの出射側に設けられた偏光手段の透過軸は、前記平面
に対してほぼ垂直となるように配置される(S偏光)。
[作用] 本発明においては、第1に、像形成用ライトバルブが透
過型であるから、投写光からライトバルブ表面における
非変調光の反射の影響を除去することができ、画像のコ
ントラストが高い。この点で、特開昭58−117534号公報
及び58−150937号公報ではライトバルブが反射型である
からコントラストを高くすることは困難である。
第2に、光の3原色の色光に対応した3枚の透過型の像
形成用ライトバルブによって形成された画像を合成する
から、フルカラー表示が可能となる。この点特開昭58−
117534号公報ではライトバルブが2枚しかないのでフル
カラー表示は不可能である。
第3に、透過型の像形成用ライトバルブで形成された画
像を2つのダイクロイック面を有するダイクロイックプ
リズムにより合成するから、偏光ビームスプリッタが不
要であり、光学が簡単で、装置もコンパクトにできる。
特に、3枚のライトバルブを用いてフルカラー表示を実
現する際には、特開昭58−150937号公報のように反射型
ライトバルブを3枚用いる構成では、光学系が非常に複
雑になる。
第4に、前記ライトバルブで変調された色光のうち、ダ
イクロイック面をすべて透過する色光はダイクロイック
面に対しP偏光で入射し、ダイクロイック面で反射され
る色光はダイクロイック面に対しS偏光で入射するため
に、反射すべき波長域ではフラットで高い反射率が得ら
れ、透過すべき波長域ではフラットで高い透過率が得ら
れる。更に、入射光の平行度が悪くとも色選択波長特性
の劣化が少なく、良好な色合成を行うことができる。従
って、色合成の性能がよく、色再現性も高く、光の利用
効率も高く、画面も明るい。この構成は特開昭58−1175
34号公報、58−150937号公報及び特開昭57−115538号公
報には全く開示されていない。
第5に、ライトバルブに液晶パネル、特に電気的にアド
レスされるアクティブマトリクス液晶パネルを用いた場
合には、地磁気の影響を受けず、コンバーゼンス調整が
不要であり、画素合わせも簡単で、しかもコントラスト
が高く、応答速度が優れている。この構成は特開昭58−
117534号公報、特開昭58−150937号公報及び特開昭57−
115538号公報には全く開示されていない。
[実施例] 第1図は、本発明の実施例における投写型表示装置の原
理図を示したものである。光源1から発散した光はコン
デンサレンズ2によりコリメートされ、ライトバルブ3
に光を照射し、投写レンズ4により拡大投写し、スクリ
ーン5上に画像を結像する。
第2図は、本発明の光源についての詳細図であり、
(a)が照明系の構成図で、(b)がリフレクタの分光
特性を示すグラフである。ランプ10は、ハロゲンランプ
もしくは、メタルハライドランプ,キセノンランプ等の
高演色性ランプで、楕円ミラー11は、点発光部12を第1
焦点F1に重なるように合せ、第2の焦点下2に集光さ
せ、コンデンサレンズ13により光束14はコリメートされ
る。楕円ミラー11は、コールドミラーで作られ、グラフ
(b)に示す如く、赤外光線を透過させるために、照明
系の前面には、熱が伝わりにくく構成してある。
第3図は、本発明の実施例における、チューブプリズム
の構成図で、(a)が、直角プリズムの斜視図、(b)
が、チューブプリズムの組立方法表わした図である。直
角プリズム20は、直角を挟む2辺にそれぞれダイクロイ
ックミラーの赤反射,青反射の層を蒸着、もしくはスパ
ッタで作成し、4個のプリズムを(b)のように組み合
わせ、それぞれのプリズムの接着には、パルサム及び合
成接着剤の屈折率がn=1.52〜1.54程度の接着剤によ
り、光学的接着を行ない、キューブプリズムを組立て
る。
第4図は、本発明の実施例におけるキューブプリズムの
色分離を示す図である。キューブプリズム30に白色光31
をプリズム面にほぼ垂直に入射させると、それぞれの選
択反射膜により、赤,青,緑の3原色に色分離が行なわ
れる。
第5図は、本発明の実施例におけるキューブプリズムの
色分離のランダム光入射における分光特性を示した図で
あり、(a)はランダム偏光の入射光に対する青色反射
の分光特性を、(b)はランダム偏光の入射光に対する
赤色反射の分光特性を示すグラフである。キューブプリ
ズム30に入射する入射光を、赤反射面32に対し、±6゜
光軸がシフトした場合バンド巾のシフト量が中心値で、
50nm位シフトする。青色反射面33も、入射光が±6゜光
軸がシフトすると中心値で100nm位シフトする。
第6図は、本発明の実施例におけるキューブプリズムの
色分離のS偏光入射における分光特性を示した図であ
り、(a)はS偏光入射の時の赤色反射の分光特性を、
(b)はS偏光入射の時の青色反射の分光特性を示すグ
ラフである。入射光をS偏光成分に限定すると、入射光
が±6゜光軸がシフトしても、バンド巾は、25nm以下で
あった。
第7図は、本発明の投写型カラー表示装置の全体の構成
図を表わしたものである。光源40から出射した白色光
は、コンデンサレンズ41によりコリメートされ、ミラー
42により反射され、赤色フィルタ43、緑色フィルタ44、
青色フィルタ45により光3原色に分離される。それぞれ
の色光は、赤色ライトバルブ46、緑色ライトバルブ47、
青色ライトバルブ48にほぼ垂直に入射し、それぞれのラ
イトバルブは、偏光軸を赤色、青色のライトバルブは紙
面に対し垂直となる方向とし緑色のライトバルブは紙面
と水平となる偏光軸に合せてある。キュープリズム49
は、選択反射面の赤選択と青選択の反射面に対し、ほぼ
45゜の入射角により、画像データに変調された光が入射
し緑色は、透過光によりそれぞれの加法混色で色合成さ
れ、投写レンズ50により拡大投射される。ライトバルブ
の駆動方式は、日経エレクトロニクスNo.351(1984)P2
11に記載したものに準じている。
[発明の効果] 以上のように本発明によれば、3つの色光をそれぞれ変
調する3枚の透過型の像形成用ライトブルブと、ライト
バルブの出射側にそれぞれ設けられ特定の偏光軸の光を
透過させる透過軸を有する偏光手段と、変調された3つ
の色光を受けてそれらを合成するダイクロイック光学要
素群と、前記合成された色光を投写する投写光学手段と
を備えているので、次のa)〜c)に掲げる効果を有す
る。
a)投写光からライトバルブ表面における非変調光の反
射の影響を除去することができ、画像のコントラストが
高い。
b)フルカラー表示が可能となる。
c)変更ビームスプリッタが不要であり、光学系が簡単
で、装置もコンパクトにできる。
更に、本発明の投写型カラー液晶表示装置は、像形成用
ライトバルブで変調された色光のうち、ダイクロイック
面をすべて透過する色光はダイクロイック面に対しP偏
光で入射し、ダイクロイック面で反射される色光はダイ
クロイック面に対しS偏光で入射するから、以下のd)
〜f)に掲げる効果を有する。
d)反射すべき波長域ではフラットで高い反射率が得ら
れ、透過すべき波長域ではフラットで高い透過率が得ら
れる。
e)入射光の平行度が悪くとも色選択波長特性の劣化が
少なく、良好な色合成を行なうことができる。
f)従って、色合成の性能がよく、色再現性も高く、光
の利用効率も高く、画面も明るい。
更に、本願発明の投写型カラー液晶装置は、ライトバル
ブに液晶パネル、特にアクティブマトリクス液晶パネル
を用いた場合には、以下のg)〜h)に掲げる効果を有
する。
g)地磁気の影響を受けず、コンバーゼンス調整が不要
である。
h)画素合わせも簡単で、しかもコントラストが高く、
応答速度も優れている。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による投写型表示装置の原理図である。 第2図(a)は本発明の光源についての構成図である。 第2図(b)は本発明のリフレクタの分光特性図であ
る。 第3図は本発明のキューブプリズムの構成を示し、同図
(a)は斜視図、(b)は組立方法を示した図である。 第4図は本発明のキューブプリズムの色分離の概念図で
ある。 第5図(a),(b)は本発明のキューブプリズムのラ
ンダム光入射における分光特性図である。 第6図(a),(b)は本発明のキューブプリズムの色
分離のS偏光入射における分光特性図である。 第7図は本発明の投写型カラー表示装置の全体の構成図
である。 1……光源 2……コンデンサレンズ 3……ライトバルブ 4……投写レンズ 5……スクリーン
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中村 旬一 長野県諏訪市大和3丁目3番5号 株式会 社諏訪精工舎内 (72)発明者 有賀 修二 長野県諏訪市大和3丁目3番5号 株式会 社諏訪精工舎内 (72)発明者 矢島 章隆 長野県諏訪市大和3丁目3番5号 株式会 社諏訪精工舎内 (56)参考文献 特開 昭58−117534(JP,A) 特開 昭57−115538(JP,A) 特開 昭60−2916(JP,A) 特開 昭47−26928(JP,A) 特公 平5−14249(JP,B2)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】3つの色光をそれぞれ変調する3枚の透過
    型の像形成用ライトバルブと、該ライトバルブの出射側
    にそれぞれ設けられ特定の偏光軸の光を透過させる透過
    軸を有する偏光手段と、前記変調された3つの色光を受
    けてそれらを合成するダイクロイック光学要素群と、前
    記合成された色光を投写する投写光学手段とを有し、 前記ダイクロイック光学要素群に含まれる複数のダイク
    ロイック光学要素の全てを透過する色光を変調する前記
    ライトバルブの出射側に設けられた前記偏光手段の透過
    軸は、前記ダイクロイック光学要素群に入射する3つの
    色光の光軸により規定される平面に対してほぼ水平にな
    るように配置され、 前記ダイクロイック光学要素群に含まれる複数のダイク
    ロイック光学要素で少なくとも1回は反射される色光を
    変調する前記ライトバルブの出射側に設けられた前記偏
    光手段の透過軸は、前記平面に対してほぼ垂直となるよ
    うに配置されてなることを特徴とする投写型カラー表示
    装置。
JP60199938A 1985-09-10 1985-09-10 投写型カラ−表示装置 Expired - Lifetime JPH0672987B2 (ja)

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