JPH07128651A - Image display device - Google Patents

Image display device

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JPH07128651A
JPH07128651A JP5277935A JP27793593A JPH07128651A JP H07128651 A JPH07128651 A JP H07128651A JP 5277935 A JP5277935 A JP 5277935A JP 27793593 A JP27793593 A JP 27793593A JP H07128651 A JPH07128651 A JP H07128651A
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JP
Japan
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light
liquid crystal
optical
color
incident
Prior art date
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Pending
Application number
JP5277935A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yasunori Kuratomi
靖規 藏富
Akio Takimoto
昭雄 滝本
Yukio Tanaka
幸生 田中
Kuni Ogawa
久仁 小川
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.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP5277935A priority Critical patent/JPH07128651A/en
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  • Liquid Crystal (AREA)
  • Projection Apparatus (AREA)

Abstract

PURPOSE:To provide an image display device capable of displaying a uniform image without color slippage and with high contrast. CONSTITUTION:The image display device 1 is constituted of a read light source 2, a polarizing beam splitter 3 converting a beam of light from the read light source 2 to a linearly polarized light beam, a dichroic mirror 4 as a color separation means, a rotation means 5 rotating a polarization direction defined as the vibration direction of the electric field vector of the beam of light of the linearly polarized light beam, a reflection type liquid crystal spatial optical modulation element 6, a writing transmission type liquid crystal spatial optical modulation element 7, a write light source 8, an image forming lens 9, a projection lens 10 and a screen 11. By the rotation meams 5, at least either one side polarization direction of an incident beam on the reflection type liquid crystal spatial optical modulation element 6 and an outgoing beam from the reflection type liquid crystal spatial optical modulation element 6 is rotated.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、大画面テレビジョンな
どに用いられる画像表示装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image display device used in a large screen television or the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】大画面、高密度画素からなる高品位テレ
ビが様々な方式で開発され実用化されている。中でも、
従来のブラウン管(CRT)方式に代えて液晶技術を使
った投射型画像表示装置の開発が盛んである。
2. Description of the Related Art High-definition televisions having large screens and high-density pixels have been developed and put into practical use in various systems. Above all,
Development of a projection-type image display device using liquid crystal technology instead of the conventional cathode ray tube (CRT) system is active.

【0003】近年、開口率を改善し明るい画像を得るた
めに、反射型液晶空間光変調素子を用いた投射型画像表
示装置が注目されている。液晶の駆動方式としては、ト
ランジスタ駆動方式と光駆動方式とが開発されている。
いずれも、透過型空間光変調素子を用いた投射型画像表
示装置に比べて投射光学系はやや複雑であるが、光増幅
度が大きく、明るい画像を得ることができる。トランジ
スタ駆動方式においては、電極を兼ねた反射層の裏面に
トランジスタを形成し、電気信号によって各画素の液晶
を制御し、読み出し光を変調する。一方、液晶を光導電
層と組み合わせた光駆動方式の反射型液晶空間光変調素
子においては、光導電層側から画像を書き込み、その書
き込み光の空間強度分布に応じて液晶の状態を変化さ
せ、読み出し光を変調して反射する。尚、光駆動方式の
反射型液晶空間光変調素子への書き込み手段としては、
透過型液晶空間光変調素子やCRTが用いられる。ま
た、液晶材料としては、視角特性に優れた強誘電性液晶
が注目されている。
In recent years, in order to improve the aperture ratio and obtain a bright image, a projection type image display device using a reflection type liquid crystal spatial light modulator has been attracting attention. As a liquid crystal driving method, a transistor driving method and a light driving method have been developed.
In both cases, the projection optical system is slightly complicated as compared with the projection type image display device using the transmissive spatial light modulator, but the light amplification degree is large and a bright image can be obtained. In the transistor driving method, a transistor is formed on the back surface of a reflective layer that also serves as an electrode, and the liquid crystal of each pixel is controlled by an electric signal to modulate the reading light. On the other hand, in a light-driving reflective liquid crystal spatial light modulator that combines a liquid crystal with a photoconductive layer, an image is written from the photoconductive layer side, and the state of the liquid crystal is changed according to the spatial intensity distribution of the writing light. The read light is modulated and reflected. In addition, as a writing means to the reflection type liquid crystal spatial light modulator of the light driving system,
A transmissive liquid crystal spatial light modulator or CRT is used. Further, as a liquid crystal material, a ferroelectric liquid crystal having an excellent viewing angle characteristic has been attracting attention.

【0004】光駆動方式の反射型液晶空間光変調素子の
アイデアは、ZnS(光導電層)+ツイストネマチック
(TN)液晶を用いたものとしてヒューズによって初め
て提案された[アプライド・フィジックス・レター、1
7巻(1970年)51ページ(Appl.Phys.
Lett.17(1970)51)]。次に、CdS
(光導電層)+TN液晶(光変調層)を用いたものが、
アプライド・フィジックス・レター、22巻(1973
年)90ページ(Appl.Phys.Lett.22
(1973)90)で発表された。その後、単結晶シリ
コン+TN液晶を用いたものが、米国特許第49135
31号明細書、特開平3−192332号公報、ジャー
ナル・オブ・アプライド・フィジックス、5巻(198
5年)1356ページ(J.Appl.Phys.5
(1985)1356)で発表された。
The idea of an optically driven reflective liquid crystal spatial light modulator was first proposed by Hughes as using ZnS (photoconductive layer) + twisted nematic (TN) liquid crystal [Applied Physics Letter, 1
Volume 7 (1970) 51 pages (Appl. Phys.
Lett. 17 (1970) 51)]. Next, CdS
(Photoconductive layer) + TN liquid crystal (light modulation layer)
Applied Physics Letters, Volume 22 (1973)
Year) 90 pages (Appl. Phys. Lett. 22)
(1973) 90). After that, the one using single crystal silicon + TN liquid crystal is disclosed in US Pat.
31, No. 31, JP-A-3-192332, Journal of Applied Physics, 5 volumes (198
5 years) 1356 pages (J. Appl. Phys. 5)
(1985) 1356).

【0005】近年では、高感度なアモルファスシリコン
受光層を光導電層とした空間光変調素子により、100
インチ以上の大画面で動画像を映し出すことが可能とな
った。解像度を改善するためにアモルファスシリコン
(a−Si)とTN液晶とからなる空間光変調素子(S
LM)を使うことを初めて示したのは、アシェイ(As
hey)等の米国特許第4693561号明細書、アプ
ライド・オプティックス26巻(1987年)241ペ
ージ(Appl.Opt.26(1987)241)及
び米国特許第4538884号明細書である。また、a
−SiとCdTeの二重層からなる光導電層を使った空
間光変調素子は、米国特許第4799773号明細書と
エス・アイ・ディ・インターナショナル・シンポジウム
・1990・ダイジェスト・オブ・テクニカル・ペイパ
ーズ 17A.2 p327(SID′90 17
A.2 p327)で発表されている。
In recent years, a spatial light modulator using a highly sensitive amorphous silicon light-receiving layer as a photoconductive layer has been developed to 100
It has become possible to display moving images on a large screen of inches or more. A spatial light modulator (S) including amorphous silicon (a-Si) and TN liquid crystal in order to improve resolution.
It was the first time I showed how to use LM.
U.S. Pat. No. 4,693,561 to Applied Optics, Vol. 26 (1987), page 241 (Appl. Opt. 26 (1987) 241) and U.S. Pat. No. 4,538,884. Also, a
A spatial light modulator using a photoconductive layer composed of a double layer of Si and CdTe is disclosed in US Pat. No. 4,799,773 and SID International Symposium 1990 Digest of Technical Papers 17A. 2 p327 (SID'90 17
A. 2 p327).

【0006】また、液晶材料として高速応答可能な強誘
電性液晶(FLC)を用いることによって、より高速・
高解像度の空間光変調素子を実現することが可能となっ
た。ダイオード構造a−Si+FLCの液晶ライトバル
ブは、アプライド・フィジックス・レター、51巻(1
987年)1232ページ(Appl.Phys.Le
tt.51(1987)1232)で初めて発表された
ものであるが、アイデア自体はSPIE 754(19
87)207に記載されていた。他に、アプライド・フ
ィジックス・レター、55巻(1989年)537ペー
ジ(Appl.Phys.Lett.55(1989)
537)と米国特許第4941735号明細書がある。
テレビ画像の書き込み投射システムは、エス・アイ・デ
ィ・インターナショナル・シンポジウム・1991・ダ
イジェスト・オブ・テクニカル・ペイパーズ 13.3
p254(SID′91 13.3、p254)で発
表されている。
Further, by using a ferroelectric liquid crystal (FLC) capable of high-speed response as a liquid crystal material, higher speed
It has become possible to realize a high-resolution spatial light modulator. The liquid crystal light valve of diode structure a-Si + FLC is applied physics letter, 51 volumes (1
987) page 1232 (Appl. Phys. Le.
tt. 51 (1987) 1232), the idea itself was SPIE 754 (19).
87) 207. Also, Applied Physics Letter, Volume 55 (1989), page 537 (Appl. Phys. Lett. 55 (1989).
537) and U.S. Pat. No. 4,941,735.
Television image writing and projection system is based on SID International Symposium 1991 Digest of Technical Papers 13.3
p254 (SID'91 13.3, p254).

【0007】ここで、光駆動方式の反射型液晶空間光変
調素子の代表的な構成を図5、図6に示す。図5に示す
反射型液晶空間光変調素子は、透明導電性電極13、1
3’を有するガラス基板12、12’によって光導電層
14、反射層24、液晶層25を挟み込んだ構成となっ
ている。反射層24としては誘電体反射膜が用いられて
おり、画素構造は有していない。従って、素子の解像度
によって制限されるものの、書き込まれた画像そのもの
を表示する。このため、画像入力手段として例えば開口
率の低い透過型液晶空間光変調素子を用いると、画像が
暗くなってしまうという欠点がある。
Here, a typical structure of the reflection type liquid crystal spatial light modulator of the optical driving system is shown in FIGS. The reflective liquid crystal spatial light modulator shown in FIG. 5 has transparent conductive electrodes 13, 1
The configuration is such that the photoconductive layer 14, the reflective layer 24, and the liquid crystal layer 25 are sandwiched by the glass substrates 12 and 12 ′ having 3 ′. A dielectric reflecting film is used as the reflecting layer 24 and does not have a pixel structure. Therefore, although limited by the resolution of the element, the written image itself is displayed. Therefore, when a transmissive liquid crystal spatial light modulator having a low aperture ratio is used as the image input means, there is a drawback that the image becomes dark.

【0008】一方、図6に示す反射型液晶空間光変調素
子は、Al、Ag等の反射率が高く、かつ、分離された
導電性電極15によって読み出し光を反射するようにし
たものである。このため、画像入力手段として例えば開
口率の低い透過型液晶空間光変調素子を用いても、透過
型空間光変調素子の1画素と導電性電極15のピッチを
等しくして1対1に対応させることにより、明るい画像
を得ることができる。
On the other hand, the reflective liquid crystal spatial light modulator shown in FIG. 6 has a high reflectance of Al, Ag, etc., and the read light is reflected by the separated conductive electrode 15. For this reason, even if a transmissive liquid crystal spatial light modulator having a low aperture ratio is used as the image input means, one pixel of the transmissive spatial light modulator and the conductive electrode 15 have the same pitch and have a one-to-one correspondence. As a result, a bright image can be obtained.

【0009】次に、このような光駆動方式の反射型液晶
空間光変調素子を用いてフルカラーの画像を表示する画
像表示装置の一例を図7に示す。この画像表示装置は、
表示したい画像のR(赤)G(緑)B(青)3色の各色
成分の強度を、RGBに対応した各反射型液晶空間光変
調素子6に書き込み光として入力し、RGBの3色に分
離した読み出し光によって書き込まれた画像を読み出
し、投射レンズ10によってスクリーン11上に結像さ
せることにより色を合成し、フルカラーの画像を表示す
るものである。
Next, FIG. 7 shows an example of an image display device which displays a full-color image by using such a reflection type liquid crystal spatial light modulator of the optical driving system. This image display device
The intensities of the R (red), G (green), and B (blue) three color components of the image to be displayed are input to each reflective liquid crystal spatial light modulation element 6 corresponding to RGB as writing light, and the three RGB colors are displayed. An image written by the separated reading light is read out, and an image is formed on the screen 11 by the projection lens 10 to combine the colors to display a full-color image.

【0010】以下、各素子の働きを詳細に説明する。読
み出し光源2からの読み出し光は、偏光ビームスプリッ
タ3によってs偏光とp偏光とに分離された後、s偏光
の読み出し光のみがダイクロイックミラー4に導かれる
ことによってRGBの3色に分離され、各反射型液晶空
間光変調素子6に入力する。読み出し光は、画像の各色
成分を表す書き込み光の強度に応じて光変調層により変
調され、反射層で反射した後、再度光変調層を通過し、
ダイクロイックミラー4を介して偏光ビームスプリッタ
3へ導かれる。特に、各色成分のピーク信号が書き込ま
れた場合には、読み出し光は偏光ビームスプリッタ3に
対してp偏光の直線偏光となるように変調される。偏光
ビームスプリッタは、s偏光成分の光を反射し、p偏光
成分の光を透過させるため、変調を受けた度合に応じて
偏光ビームスプリッタ3に対する読み出し光の透過率が
変化する。RGBに対応した各反射型液晶空間光変調素
子6の読み出し光を投射レンズ10によってスクリーン
11上に結像させることにより、色合成を行ってフルカ
ラーの画像を表示することができる。尚、図7中、7は
書き込み用透過型液晶空間光変調素子、8は書き込み光
源、9は結像レンズである。
The function of each element will be described in detail below. The read light from the read light source 2 is separated into s-polarized light and p-polarized light by the polarization beam splitter 3, and then only the s-polarized read light is guided to the dichroic mirror 4 to be separated into three colors of RGB. The light is input to the reflective liquid crystal spatial light modulator 6. The reading light is modulated by the light modulation layer according to the intensity of the writing light representing each color component of the image, reflected by the reflection layer, and then passes through the light modulation layer again.
It is guided to the polarization beam splitter 3 via the dichroic mirror 4. In particular, when the peak signal of each color component is written, the read light is modulated by the polarization beam splitter 3 so as to be p-polarized linearly polarized light. Since the polarization beam splitter reflects the light of the s-polarized component and transmits the light of the p-polarized component, the transmittance of the readout light with respect to the polarization beam splitter 3 changes according to the degree of the modulation. By image-forming the read light of each reflective liquid crystal spatial light modulation element 6 corresponding to RGB on the screen 11 by the projection lens 10, color combination can be performed and a full-color image can be displayed. In FIG. 7, 7 is a transmissive liquid crystal spatial light modulator for writing, 8 is a writing light source, and 9 is an imaging lens.

【0011】次に、空間光変調素子の光変調の原理を、
光変調層に強誘電性液晶を用いた空間光変調素子を例に
挙げて説明する。図8は、図6に示した反射型液晶空間
光変調素子を法線方向(z軸)から眺めた平面図であ
る。図中x軸がs偏光の電界ベクトルの方向と一致する
と仮定する。カイラル・スメクチックC(Sc* )相を
有する液晶は、その対称性より強誘電性を示すことから
強誘電性液晶(FLC)と呼ばれる。このSc* 相で
は、螺旋構造を有するが、液晶層を挟む基板間の距離を
短くすると、螺旋構造が消失してスメクチックC(S
c)相になる。Sc相では、FLCは双安定となる。す
なわち、基板の法線方向に外部電界を印加すると、電界
方向に自発分極を有するように二つの安定状態の中のい
ずれか一つの状態に全てのFLC分子が配向する。この
二つの安定状態における長軸のなす角度をチルト角2θ
と定義する。一般に、θ=22.5°である。例えば、
x軸から角度−θ方向に配向処理を行うと、外部電界の
極性に応じて、双安定状態では、x軸と、−2θ方向の
いずれか一方に全FLC分子が配向する。
Next, the principle of light modulation of the spatial light modulator will be described as follows.
A spatial light modulation element using a ferroelectric liquid crystal for the light modulation layer will be described as an example. FIG. 8 is a plan view of the reflective liquid crystal spatial light modulator shown in FIG. 6 as viewed from the normal direction (z axis). It is assumed that the x-axis in the figure coincides with the direction of the s-polarized electric field vector. A liquid crystal having a chiral smectic C (Sc * ) phase is called a ferroelectric liquid crystal (FLC) because it exhibits ferroelectricity due to its symmetry. The Sc * phase has a spiral structure, but when the distance between the substrates sandwiching the liquid crystal layer is shortened, the spiral structure disappears and smectic C (S
c) Become a phase. In the Sc phase, FLC is bistable. That is, when an external electric field is applied in the normal direction of the substrate, all FLC molecules are oriented in one of the two stable states so as to have spontaneous polarization in the electric field direction. The angle formed by the long axes in these two stable states is the tilt angle 2θ.
It is defined as Generally, θ = 22.5 °. For example,
When the orientation treatment is performed in the angle −θ direction from the x axis, all FLC molecules are oriented in either the x axis or −2θ direction in the bistable state depending on the polarity of the external electric field.

【0012】配向したFLCは、配向方向を光学軸とす
る一軸性の正の光学結晶とみなすことができる。例え
ば、外部電界によってx軸方向に配向したFLCに、下
記(数2)で表記されるようなz軸方向に伝搬するs偏
光の光が入射する場合を考える。
The oriented FLC can be regarded as a uniaxial positive optical crystal having the orientation direction as an optical axis. For example, consider a case where s-polarized light propagating in the z-axis direction as represented by the following (Equation 2) enters the FLC oriented in the x-axis direction by an external electric field.

【0013】[0013]

【数2】 [Equation 2]

【0014】ここで、Eは入射光の電界ベクトル、λは
波長、ex はx軸方向の単位ベクトルである。入射面を
原点とし、FLCの光学的実効厚さをne dとすれば、
出射光の電界ベクトルE’は下記(数3)で表記される
s偏光となる。
Here, E is an electric field vector of incident light, λ is a wavelength, and e x is a unit vector in the x-axis direction. Letting the incident surface be the origin and the optical effective thickness of the FLC is n ed ,
The electric field vector E ′ of the emitted light is s-polarized light represented by the following (Equation 3).

【0015】[0015]

【数3】 [Equation 3]

【0016】すなわち、s偏光で入射した光がs偏光の
光として出力されることになる。この空間光変調素子は
反射型であるから、FLC層の厚さをd’とすれば、d
=2d’となる。偏光ビームスプリッタは、p偏光成
分、すなわちEy 成分しか透過しないので、出射光強度
Iはゼロとなる。
That is, the light incident on the s-polarized light is output as the s-polarized light. Since this spatial light modulator is a reflection type, if the thickness of the FLC layer is d ', then d'
= 2d '. Since the polarization beam splitter transmits only the p-polarized component, that is, the E y component, the emission light intensity I becomes zero.

【0017】一方、FLCが、−2θ=−45°方向に
配向している場合には、光学軸が−45°だけ傾いたも
のとみなせるため、出射光の電界ベクトルのEy 成分E
y ’は下記(数4)で表記される。
On the other hand, when the FLC is oriented in the −2θ = −45 ° direction, it can be considered that the optical axis is tilted by −45 °, so that the E y component E of the electric field vector of the emitted light is obtained.
y'is expressed by the following (Equation 4).

【0018】[0018]

【数4】 [Equation 4]

【0019】従って、偏光ビームスプリッタを通過する
出力光強度Iは、下記(数5)で定義される位相差δが
下記(数6)を満たす場合に最大となる。
Therefore, the output light intensity I passing through the polarization beam splitter becomes maximum when the phase difference δ defined by the following (Equation 5) satisfies the following (Equation 6).

【0020】[0020]

【数5】 [Equation 5]

【0021】[0021]

【数6】 [Equation 6]

【0022】但し、mは整数である。従って、FLCの
厚さd’を下記(数7)を満たすように設定すれば、出
射光をp偏光(直線偏光)とすることができ、このとき
出力光強度Iは最大となる。
However, m is an integer. Therefore, if the thickness d ′ of the FLC is set to satisfy the following (Equation 7), the emitted light can be p-polarized (linearly polarized), and the output light intensity I becomes maximum at this time.

【0023】[0023]

【数7】 [Equation 7]

【0024】以上の原理により、FLCを光変調層とし
て用いた反射型液晶空間光変調素子においては、外部電
界によって出力光強度Iを変化させることができる。図
6に示した空間光変調素子では、書き込み光量に応じて
FLCの印加電圧を変化させて光変調を行う。
According to the above principle, the output light intensity I can be changed by the external electric field in the reflection type liquid crystal spatial light modulation element using FLC as the light modulation layer. In the spatial light modulator shown in FIG. 6, the applied voltage of FLC is changed according to the write light quantity to perform light modulation.

【0025】高コントラストな画像を得るためには、黒
表示を行う際の空間光変調素子は、s偏光の直線偏光と
して入射してくる読み出し光をs偏光の直線偏光として
出力する必要がある。そして、このためには、FLCの
双安定状態の一つの配向方向をs偏光の偏光方向と正確
に一致させる必要がある。仮に、s偏光の偏光方向がF
LCの双安定状態のいずれの配向方向にも一致しない場
合には、出射光は楕円偏光となり、p偏光成分を含むた
めに、出力光強度Iがゼロにはならないからである。従
って、FLCの配向軸がx軸に対して正確に−22.5
°となるように配向処理を行う必要がある。しかし、現
状では、配向軸を正確に所望の方向に向けることが困難
であるため、基板法線(z軸)を回転軸として、空間光
変調素子を回転させることにより、配向軸をs偏光の電
界ベクトルの振動方向に正確に一致させている。尚、理
想的−22.5°からの配向軸のずれは、空間光変調素
子ごとに異なるため、空間光変調素子の回転角も素子ご
とに異なる。
In order to obtain a high-contrast image, the spatial light modulation element for displaying black must output the read-out light that is incident as s-polarized linearly polarized light as s-polarized linearly polarized light. For this purpose, one orientation direction of the bistable state of FLC must be exactly matched with the polarization direction of s-polarized light. If the polarization direction of s-polarized light is F,
This is because the output light intensity I does not become zero because the emitted light becomes elliptically polarized light and contains the p-polarized light component when it does not match any of the orientation directions of the LC bistable state. Therefore, the alignment axis of FLC is exactly -22.5 with respect to the x-axis.
It is necessary to perform the alignment treatment so that the angle becomes °. However, under the present circumstances, it is difficult to accurately orient the alignment axis in a desired direction. Therefore, by rotating the spatial light modulator with the substrate normal (z axis) as the rotation axis, the alignment axis of the s-polarized light is changed. The vibration direction of the electric field vector is exactly matched. Since the deviation of the alignment axis from the ideal −22.5 ° differs for each spatial light modulator, the rotation angle of the spatial light modulator also differs for each device.

【0026】一方、トランジスタ駆動方式の透過型液晶
空間光変調素子を用いた投射型画像表示装置は、開口率
が大きくならず、画像が暗いものの、投射光学系が比較
的簡単であるという特徴を有する。一般的に、透過型液
晶空間光変調素子を用いた投射型画像表示装置において
は、光源からの読み出し光を偏光子によって直線偏光と
し、空間光変調素子に入射させる。空間光変調素子は、
液晶層に印加される電圧に応じて入射光を直線偏光から
楕円偏光へと変調し、検光子を通過させることによって
光強度を調整する。
On the other hand, the projection type image display apparatus using the transmissive liquid crystal spatial light modulator of the transistor driving type has a feature that the aperture ratio does not increase and the image is dark, but the projection optical system is relatively simple. Have. Generally, in a projection type image display device using a transmissive liquid crystal spatial light modulation element, the readout light from a light source is made into linearly polarized light by a polarizer and made incident on the spatial light modulation element. The spatial light modulator is
The incident light is modulated from linearly polarized light to elliptically polarized light according to the voltage applied to the liquid crystal layer, and the light intensity is adjusted by passing through the analyzer.

【0027】一般に、液晶材料としてはTN液晶が用い
られる。TN液晶分子は、光学的には一軸性の光学的異
方性を有し、その光学軸は、液晶分子の長軸と一致す
る。図9にTN液晶層を模式的に示す。TN液晶分子2
6は、電界無印加時に90゜だけ捩じれるように配向処
理がなされる。偏光子27の偏光軸が、入射側TN液晶
の配向方向と一致していれば、TN液晶層を出射した光
線は、偏光方向が90゜だけ捩じれた直線偏光となる。
従って、検光子28の偏光軸を偏光子27の偏光軸の方
向と一致させておくことにより、黒表示を行わせること
ができる。
Generally, TN liquid crystal is used as the liquid crystal material. The TN liquid crystal molecule has optical uniaxial optical anisotropy, and its optical axis coincides with the long axis of the liquid crystal molecule. FIG. 9 schematically shows the TN liquid crystal layer. TN liquid crystal molecule 2
No. 6 is oriented so that it is twisted by 90 ° when no electric field is applied. If the polarization axis of the polarizer 27 coincides with the alignment direction of the TN liquid crystal on the incident side, the light beam emitted from the TN liquid crystal layer becomes linearly polarized light in which the polarization direction is twisted by 90 °.
Therefore, black display can be performed by matching the polarization axis of the analyzer 28 with the direction of the polarization axis of the polarizer 27.

【0028】一方、TN液晶分子26の長軸方向は、印
加電圧に応じて基板の法線方向を向く。従って、入射光
線は、印加電圧に応じて楕円偏光となり出射する。図9
に示すように、印加電圧がある値を超えると、基板29
付近の液晶分子を除く全ての液晶分子が基板の法線方向
に配列するため、出射光線の偏光方向は変化せず、その
結果、白表示が行われる。
On the other hand, the major axis direction of the TN liquid crystal molecules 26 is oriented in the normal direction of the substrate according to the applied voltage. Therefore, the incident light becomes elliptically polarized light according to the applied voltage and is emitted. Figure 9
When the applied voltage exceeds a certain value as shown in FIG.
Since all the liquid crystal molecules except the liquid crystal molecules in the vicinity are aligned in the normal direction of the substrate, the polarization direction of the emitted light beam does not change, and as a result, white display is performed.

【0029】図10に従来の透過型液晶空間光変調素子
30を用いた投射型画像装置の一例を示す。フルカラー
の画像を表示するために、読み出し光をダイクロイック
ミラー等の色分離手段によって各色成分に分離し、各色
に対応する空間光変調素子によって各色成分光を変調
し、ダイクロイックプリズム等の色合成手段によって3
枚の空間光変調素子の出力画像を合成する。
FIG. 10 shows an example of a projection type image device using a conventional transmission type liquid crystal spatial light modulator 30. In order to display a full-color image, the readout light is separated into each color component by a color separation means such as a dichroic mirror, and each color component light is modulated by a spatial light modulation element corresponding to each color, and by a color combining means such as a dichroic prism. Three
The output images of the spatial light modulator elements are combined.

【0030】以下、図10を用いて詳細に説明する。読
み出し光源2からの読み出し光は、ダイクロイックミラ
ー31によってRGBの3色に分離され、各偏光子27
に入射する。各偏光子27は、読み出し光を、偏光方向
が液晶の配向方向と一致した直線偏光に変換する。その
後、読み出し光は透過型液晶空間光変調素子30に入射
して変調される。検光子28の偏光軸は、偏光子27の
偏光軸と同じ方向に調整しておく。検光子28を通過し
た画像が、各色成分の画像である。この各色成分の画像
はダイクロイックプリズム32を介して投射レンズ10
に導かれ、スクリーン11上に結像されてフルカラーの
画像となる。
The details will be described below with reference to FIG. The readout light from the readout light source 2 is separated into three colors of RGB by the dichroic mirror 31, and each of the polarizers 27
Incident on. Each of the polarizers 27 converts the readout light into linearly polarized light whose polarization direction matches the alignment direction of the liquid crystal. Thereafter, the read light is incident on the transmissive liquid crystal spatial light modulator 30 and modulated. The polarization axis of the analyzer 28 is adjusted in the same direction as the polarization axis of the polarizer 27. The image that has passed through the analyzer 28 is an image of each color component. The image of each color component is projected onto the projection lens 10 via the dichroic prism 32.
To form a full-color image on the screen 11.

【0031】ダイクロイックプリズム32は、G成分の
光のみを透過し、B及びR成分の光を反射する。高精度
な色合成を実現するためには、白を表示する際のG成分
は、B及びR反射面に対しp偏光とし、B及びR成分の
光はs偏光とする必要がある。このため、G成分の空間
光変調素子においては、入射側基板の液晶の配向方向を
p偏光の光線の偏光方向と一致させ、B及びR成分の空
間光変調素子においては、s偏光の光線の偏光方向と一
致させている。
The dichroic prism 32 transmits only the G component light and reflects the B and R component light. In order to realize highly accurate color composition, it is necessary that the G component when displaying white is p-polarized with respect to the B and R reflection surfaces, and the light of the B and R components is s-polarized. Therefore, in the spatial light modulator of the G component, the alignment direction of the liquid crystal of the incident side substrate is made to coincide with the polarization direction of the p-polarized light beam, and in the spatial light modulators of the B and R components, the s-polarized light beam It matches the polarization direction.

【0032】[0032]

【発明が解決しようとする課題】ところで、図6に示し
たような画素構造を有する光駆動方式の反射型液晶空間
光変調素子の出力を、スクリーン上で合成することによ
りフルカラーの画像を表示する場合には、スクリーン上
で各空間光変調素子の対応する画素を正確に一致させる
必要がある。しかし、高コントラストな画像を得るため
に、各空間光変調素子を各々異なる最適な角度に回転す
ると、スクリーン上で各画素が正確に一致しないために
色ずれが生じてしまう。逆に、各空間光変調素子を回転
させることなくスクリーン上で画素を一致させると、各
空間光変調素子の配向軸が−22.5°からずれている
ために高コントラストな画像を表示することはできな
い。すなわち、FLCの配向方向を正確に制御すること
ができないため、色ずれを抑えることと、高コントラス
トな画像を表示することとを両立させることは不可能で
あった。尚、上記現象は、トランジスタ駆動方式の反射
型液晶空間光変調素子においても同様である。
By the way, a full-color image is displayed by synthesizing the output of the reflection type liquid crystal spatial light modulator of the optical driving system having the pixel structure as shown in FIG. 6 on the screen. In some cases, it is necessary to exactly match the corresponding pixels of each spatial light modulator on the screen. However, when the spatial light modulators are rotated at different optimum angles in order to obtain a high-contrast image, the pixels are not exactly aligned on the screen, resulting in color misregistration. On the contrary, if the pixels are aligned on the screen without rotating each spatial light modulator, a high-contrast image is displayed because the alignment axis of each spatial light modulator is deviated from -22.5 °. I can't. That is, since the alignment direction of the FLC cannot be accurately controlled, it has been impossible to both suppress color misregistration and display a high-contrast image. The above phenomenon is the same in the case of a transistor-driven reflective liquid crystal spatial light modulator.

【0033】また、光駆動方式の反射型液晶空間光変調
素子の書き込み手段として開口率の小さい透過型液晶空
間光変調素子を用いる場合には、透過型液晶空間光変調
素子の各画素を反射型液晶空間光変調素子の各画素と1
対1に対応させることにより、明るい画像を得ることが
できる。しかし、コントラストを向上させるために、反
射型液晶空間光変調素子を回転させる必要がある場合に
は、書き込み用の透過型液晶空間光変調素子をも同様に
回転させる必要がある。このため、画像が斜めに傾むこ
ととなるので、画像表示装置全体を傾けて設置する必要
があり、その結果、構成が複雑になると共に、調整も困
難である。
When a transmissive liquid crystal spatial light modulating element having a small aperture ratio is used as a writing means of the reflective liquid crystal spatial light modulating element of the optical driving system, each pixel of the transmissive liquid crystal spatial light modulating element is a reflective type. Each pixel of liquid crystal spatial light modulator and 1
A bright image can be obtained by making the pair 1 correspond. However, when it is necessary to rotate the reflective liquid crystal spatial light modulator in order to improve the contrast, it is necessary to rotate the transmissive liquid crystal spatial light modulator for writing as well. For this reason, the image is tilted obliquely, so that it is necessary to tilt and install the entire image display device. As a result, the configuration becomes complicated and adjustment is difficult.

【0034】透過型液晶空間光変調素子を用いた投射型
画像表示装置の場合には、偏光子の偏光軸を回転させる
ことにより、偏光軸を液晶の配向方向と一致させてコン
トラストを向上させることができる。しかし、色合成の
ためのダイクロイックプリズムは、G成分の光に対して
はp偏光、B及びR成分の光に対してはs偏光で入射し
た場合に合成精度が最も良好となるように設計されてい
る。このため、液晶の配向方向がp偏光若しくはs偏光
からずれている場合には、空間光変調素子からの出射光
はp偏光若しくはs偏光からずれてしまうので、ダイク
ロイックプリズムによる合成精度が悪くなり、表示色が
不均一になる。
In the case of a projection type image display device using a transmissive liquid crystal spatial light modulator, the polarization axis of the polarizer is rotated so that the polarization axis coincides with the alignment direction of the liquid crystal to improve the contrast. You can However, the dichroic prism for color composition is designed so that the composition accuracy is best when the light of G component is p-polarized and the light of B and R components is s-polarized. ing. Therefore, when the alignment direction of the liquid crystal is deviated from the p-polarized light or the s-polarized light, the light emitted from the spatial light modulator is deviated from the p-polarized light or the s-polarized light, and the combining accuracy of the dichroic prism is deteriorated. Display color is not uniform.

【0035】本発明は、前記従来技術の課題を解決する
ため、色ずれがなく、高コントラストで均一な画像表示
が可能な画像表示装置を提供することを目的とする。
In order to solve the above-mentioned problems of the prior art, it is an object of the present invention to provide an image display device capable of displaying a uniform image with high contrast without color shift.

【0036】[0036]

【課題を解決するための手段】前記目的を解決するた
め、本発明に係る画像処理装置の第1の構成は、光源
と、前記光源からの光線を直線偏光に変換する偏光手段
と、光学的異方性を有する光学素子と、直線偏光の光線
の電界ベクトルの振動方向として定義される偏光方向を
回転させる旋光手段とを少なくとも備え、前記旋光手段
が、前記光学素子への入射光と前記光学素子からの出射
光の少なくともいずれか一方の偏光方向を回転させるこ
とを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problems, a first configuration of an image processing apparatus according to the present invention comprises a light source, a polarizing means for converting a light beam from the light source into a linearly polarized light, and an optical means. An optical element having anisotropy and at least optical rotation means for rotating a polarization direction defined as a vibration direction of an electric field vector of a linearly polarized light beam, wherein the optical rotation means includes incident light to the optical element and the optical element. The polarization direction of at least one of the light emitted from the element is rotated.

【0037】また、前記第1の構成においては、偏光手
段が、入射光線を偏光方向が互いに直交する直線偏光に
分離する偏光ビームスプリッタであり、光学素子が、複
数の画素を有する強誘電性液晶を用いた反射型液晶空間
光変調素子であり、光源からの光線が、前記偏光ビーム
スプリッタを介して前記旋光手段に入射し、前記旋光手
段を通過した読み出し光の偏光方向が、双安定状態にお
ける強誘電性液晶分子の長軸方向として定義される二つ
の安定配向方向のいずれかと一致するのが好ましい。
In the first configuration, the polarization means is a polarization beam splitter that splits the incident light into linearly polarized light whose polarization directions are orthogonal to each other, and the optical element is a ferroelectric liquid crystal having a plurality of pixels. Is a reflection type liquid crystal spatial light modulator using a light source, a light beam from a light source is incident on the optical rotation means through the polarization beam splitter, and the polarization direction of the read light passing through the optical rotation means is in a bistable state. It is preferably coincident with either of the two stable alignment directions defined as the long axis direction of the ferroelectric liquid crystal molecule.

【0038】また、本発明に係る画像処理装置の第2の
構成は、光源と、入射光線を偏光方向が互いに直交する
直線偏光に分離する偏光ビームスプリッタと、入射光線
を複数の色成分に分離する色分離手段と、偏光方向を回
転させる複数の旋光手段と、光学的異方性を有する光学
素子として複数の画素を有する強誘電性液晶を用いた複
数の反射型液晶空間光変調素子とを少なくとも備え、前
記光源からの読み出し光が前記偏光ビームスプリッタを
介して前記色分離手段に入射し、前記色分離手段によっ
て複数の色成分に分離された後、各色成分ごとに前記旋
光手段に入射し、前記旋光手段を通過した読み出し光の
電界ベクトルの振動方向が、双安定状態における強誘電
性液晶分子の長軸方向として定義される二つの安定配向
方向のいずれかと一致することを特徴とする。
A second configuration of the image processing apparatus according to the present invention is such that a light source, a polarization beam splitter for separating an incident light into linearly polarized light whose polarization directions are orthogonal to each other, and an incident light into a plurality of color components. Color separation means, a plurality of optical rotation means for rotating the polarization direction, and a plurality of reflective liquid crystal spatial light modulators using a ferroelectric liquid crystal having a plurality of pixels as optical elements having optical anisotropy. At least the read light from the light source is incident on the color separation means via the polarization beam splitter, is separated into a plurality of color components by the color separation means, and then is incident on the optical rotation means for each color component. The oscillation direction of the electric field vector of the readout light that has passed through the optical rotation means is one of two stable orientation directions defined as the major axis direction of the ferroelectric liquid crystal molecules in the bistable state. And wherein the match.

【0039】また、前記構成においては、反射型液晶空
間光変調素子が、少なくとも、整流性を有する光導電層
と、強誘電性液晶層とを、透明導電性電極を有する平行
平板透光性基板によって挟み込んだ構造であり、前記光
導電層と前記強誘電性液晶層との間に、島状に分離され
た複数の反射層を有するのが好ましい。
In the above structure, the reflective liquid crystal spatial light modulator has at least a rectifying photoconductive layer and a ferroelectric liquid crystal layer, and a parallel plate translucent substrate having a transparent conductive electrode. It is preferable that a plurality of reflective layers separated in an island shape are provided between the photoconductive layer and the ferroelectric liquid crystal layer.

【0040】また、前記構成においては、旋光手段が光
学的活性体であり、前記光学活性体の厚さlが、入射光
線の主波長λ、入射光線の偏光方向と前記強誘電性液晶
の二つの安定方向のいずれかがなす角度Δθ、前記光学
活性体の右円偏光に対する屈折率n+ 、前記光学活性体
の左円偏光に対する屈折率n- と前記(数1)の関係を
満たすのが好ましい。
Further, in the above construction, the optical rotation means is an optically active body, and the thickness l of the optically active body is such that the principal wavelength λ of the incident light beam, the polarization direction of the incident light beam and the ferroelectric liquid crystal are two. one of either the angle Δθ stable direction, the refractive index n with respect to right-handed circularly polarized light of the optical active substance +, the refractive index n for the left circularly polarized light of the optically active substance - to satisfy the relationship between the equation (1) preferable.

【0041】また、前記構成においては、旋光手段が半
波長板であり、前記半波長板の光学軸が、入射光線の偏
光方向と強誘電性液晶の二つの安定配向方向のいずれか
とのなす鋭角を2分するのが好ましい。
Further, in the above structure, the optical rotation means is a half-wave plate, and the optical axis of the half-wave plate is an acute angle formed by the polarization direction of the incident light beam and either of the two stable alignment directions of the ferroelectric liquid crystal. Is preferably divided into 2 minutes.

【0042】また、本発明に係る画像表示装置の第3の
構成は、光源と、色分離手段と、複数の透過型液晶空間
光変調素子と、複数の旋光手段と、色合成手段とを少な
くとも備え、前記光源からの光線が、前記色分離手段に
よって複数の色成分に分離され、各色成分ごとに対応す
る前記透過型液晶空間光変調素子に入射し、前記透過型
液晶空間光変調素子からの出射光が、対応する前記旋光
手段によって偏光方向を回転された後、前記色合成手段
に入射することを特徴とする。
Further, the third structure of the image display device according to the present invention comprises at least a light source, a color separation means, a plurality of transmissive liquid crystal spatial light modulators, a plurality of optical rotation means, and a color synthesizing means. A light beam from the light source is separated into a plurality of color components by the color separation means, enters the corresponding transmissive liquid crystal spatial light modulation element for each color component, and is transmitted from the transmissive liquid crystal spatial light modulation element. The emitted light is incident on the color combining means after the polarization direction is rotated by the corresponding optical rotation means.

【0043】[0043]

【作用】旋光性を有する物質は、直線偏光の偏光方向
(電界ベクトルの振動方向)を回転させることが可能で
ある。いま、旋光性物質を通過することにより、直線偏
光の偏光方向が光線の進行方向に向かってΦだけ回転す
ると仮定する。前述したように、s偏光の偏光方向とF
LCの双安定状態における一つの安定配向方向とを正確
に一致させるためには、FLCの配向軸がx軸に対して
−22.5°だけ傾くように正確に制御する必要があ
る。しかし、現実には、FLCの配向軸は必ず所望の角
度からΔθだけずれてしまう。そこで、下記(数8)を
満たすようにΦを設定すれば、読み出し光の偏光方向を
FLCの双安定状態の中の一つの安定配向方向と一致さ
せることができる。
The substance having optical activity can rotate the polarization direction of linearly polarized light (the vibration direction of the electric field vector). Now, it is assumed that the polarization direction of the linearly polarized light rotates by Φ toward the traveling direction of the light ray by passing through the optical rotatory substance. As described above, the polarization direction of s-polarized light and F
In order to exactly match one stable orientation direction in the bistable state of LC, it is necessary to precisely control the orientation axis of FLC to be tilted by −22.5 ° with respect to the x axis. However, in reality, the alignment axis of the FLC always deviates from the desired angle by Δθ. Therefore, if Φ is set so as to satisfy the following (Equation 8), the polarization direction of the readout light can be made to coincide with one stable orientation direction in the bistable state of FLC.

【0044】[0044]

【数8】 [Equation 8]

【0045】従って、前記本発明の構成によれば、光学
的異方性を有する光学素子(例えば、空間光変調素子)
を回転させることなく、高コントラストな出力画像を得
ることができ、その結果、同時に3個の空間光変調素子
の対応する画素をスクリーン上で正確に一致させること
が可能となるので、色ずれのない鮮明な画像を表示する
ことができる。
Therefore, according to the structure of the present invention, an optical element having optical anisotropy (for example, a spatial light modulator).
A high-contrast output image can be obtained without rotating, and as a result, the corresponding pixels of the three spatial light modulation elements can be accurately matched on the screen at the same time, so that the color shift can be prevented. It can display a clear image.

【0046】また、前記本発明の第3の構成によれば、
透過型液晶空間光変調素子からの出射光がp偏光若しく
はs偏光の偏光方向と一致するように、旋光性物質のΦ
を設定することにより、色合成手段への光線を色合成精
度の高い偏光に変換することができるので、向色ムラの
ない均一な色表示が可能な画像表示装置を実現すること
ができる。
According to the third aspect of the present invention,
The Φ of the optically active substance is adjusted so that the light emitted from the transmissive liquid crystal spatial light modulator matches the polarization direction of p-polarized light or s-polarized light.
By setting, it is possible to convert light rays to the color synthesizing means into polarized light with high color synthesizing accuracy, so that it is possible to realize an image display device capable of uniform color display without color unevenness.

【0047】[0047]

【実施例】以下、実施例を用いて本発明をさらに具体的
に説明する。 (実施例1)図1は本発明に係る画像表示装置の一実施
例を示す構成図である。本実施例1の画像表示装置1
は、読み出し光源2、偏光ビームスプリッタ3、色分離
手段としてのダイクロイックミラー4、旋光手段5、反
射型液晶空間光変調素子6、書き込み用透過型液晶空間
光変調素子7、書き込み光源8、結像レンズ9、投射レ
ンズ10、スクリーン11により構成されている。
EXAMPLES The present invention will be described in more detail below with reference to examples. (Embodiment 1) FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of an image display device according to the present invention. Image display device 1 of the first embodiment
Is a reading light source 2, a polarization beam splitter 3, a dichroic mirror 4 as a color separation means, an optical rotation means 5, a reflective liquid crystal spatial light modulation element 6, a writing transmissive liquid crystal spatial light modulation element 7, a writing light source 8, an image formation. It includes a lens 9, a projection lens 10, and a screen 11.

【0048】次に、以上のような構成を有する画像表示
装置1の動作原理について説明する。読み出し光源2か
らの読み出し光は、偏光ビームスプリッタ3に入力し、
s偏光成分の直線偏光だけがダイクロイックミラー4に
導かれる。読み出し光はダイクロイックミラー4によっ
てRGBの3色に分離され、旋光手段5を介して各反射
型液晶空間光変調素子6に入力する。表示する画像の各
色成分は、書き込み用透過型液晶空間光変調素子7に表
示され、書き込み光源8からの書き込み光を変調する。
結像レンズ9は、各色成分の画像を反射型液晶空間光変
調素子6の光導電層に結像する。各反射型液晶空間光変
調素子6は、書き込み光の空間光強度分布に応じて強誘
電性液晶を駆動することにより読み出し光を変調し、導
電性電極によって反射する。反射光は、再び旋光手段5
を通過した後、ダイクロイックミラー4を介して偏光ビ
ームスプリッタ3へ導かれ、p偏光成分だけが偏光ビー
ムスプリッタ3を透過し、投射レンズ10によってスク
リーン11上に結像される。そして、各反射型液晶空間
光変調素子6の対応する画素を一致させれば、色合成を
行って画像を表示する。
Next, the operation principle of the image display device 1 having the above-mentioned structure will be described. The readout light from the readout light source 2 is input to the polarization beam splitter 3,
Only linearly polarized light of the s-polarized component is guided to the dichroic mirror 4. The read light is separated into three colors of RGB by the dichroic mirror 4, and is input to each reflective liquid crystal spatial light modulator 6 via the optical rotation means 5. Each color component of the image to be displayed is displayed on the transmissive liquid crystal spatial light modulator for writing 7, and modulates the writing light from the writing light source 8.
The imaging lens 9 forms an image of each color component on the photoconductive layer of the reflective liquid crystal spatial light modulation element 6. Each reflective liquid crystal spatial light modulator 6 modulates the read light by driving the ferroelectric liquid crystal according to the spatial light intensity distribution of the write light, and reflects the read light by the conductive electrode. The reflected light is again the optical rotation means 5
After passing through, the beam is guided to the polarization beam splitter 3 via the dichroic mirror 4, and only the p-polarized component passes through the polarization beam splitter 3 and is imaged on the screen 11 by the projection lens 10. Then, if the corresponding pixels of the reflective liquid crystal spatial light modulators 6 are made to coincide with each other, color combination is performed and an image is displayed.

【0049】次に、反射型液晶空間光変調素子について
詳細に説明する。図6に本実施例1で用いた反射型液晶
空間光変調素子を示す。図6に示すように、透明絶縁性
基板12(例えば、ガラス)の上には、透明導電性電極
13(例えば、ITO(インジウム−スズ酸化物)、Z
nO、SnO2 など)と、整流性を有する光導電層14
(ダイオード構造を有する非晶質シリコン層;p層1
8、i層19、n層20)とが順次積層されている。ま
た、n層20の上には、画素に相当する分離した微小形
状の金属反射膜15(例えば、Al、Ti、Cr、Ag
などの金属、あるいは2種以上の金属を積層したもの)
と、液晶層17を配向する配向膜16(例えば、ポリイ
ミド等の高分子薄膜)とが順に配置されている。また、
この画素間には、読み出し光に対する出力遮光膜21が
設けられている。また、対向側の透明導電性電極13’
(例えば、ITO、ZnO、SnO2 など)の上にも配
向膜16’(例えば、ポリイミド等の高分子薄膜)が一
様に成膜されている。尚、図6中、12’は透明絶縁性
基板(例えば、ガラス)である。
Next, the reflective liquid crystal spatial light modulator will be described in detail. FIG. 6 shows the reflective liquid crystal spatial light modulator used in the first embodiment. As shown in FIG. 6, on the transparent insulating substrate 12 (for example, glass), the transparent conductive electrode 13 (for example, ITO (indium-tin oxide), Z) is formed.
nO, SnO 2, etc.) and a photoconductive layer 14 having a rectifying property.
(Amorphous silicon layer having diode structure; p layer 1
8, i layer 19, and n layer 20) are sequentially stacked. Further, on the n-layer 20, a separated minute metal reflection film 15 (for example, Al, Ti, Cr, Ag) corresponding to a pixel is formed.
Such as metal, or a stack of two or more metals)
And an alignment film 16 (for example, a polymer thin film such as polyimide) that aligns the liquid crystal layer 17 are sequentially arranged. Also,
An output light shielding film 21 for reading light is provided between the pixels. In addition, the transparent conductive electrode 13 'on the opposite side
An alignment film 16 ′ (for example, a polymer thin film such as polyimide) is uniformly formed on (for example, ITO, ZnO, SnO 2 etc.). In FIG. 6, reference numeral 12 'is a transparent insulating substrate (eg, glass).

【0050】光導電層14に使用する材料としては、例
えば、CdS、CdTe、CdSe、ZnS、ZnS
e、GaAs、GaN、GaP、GaAlAs、InP
等の化合物半導体、Se、SeTe、AsSe等の非晶
質半導体、Si、Ge、Si1- x X 、Si1-x
x 、Ge1-x X (0<x<1)等の多結晶又は非晶
質半導体、また、(1)フタロシアニン顔料(Pcと略
す)、例えば、無金属Pc、XPc(X=Cu、Ni、
Co、TiO、Mg、Si(OH)2 など)、AlCl
PcCl、TiOClPcCl、InClPcCl、I
nClPc、InBrPcBrなど、(2)モノアゾ色
素、ジスアゾ色素などのアゾ系色素、(3)ペニレン酸
無水化物及びペニレン酸イミドなどのペニレン系顔料、
(4)インジゴイド染料、(5)キナクリドン顔料、
(6)アントラキノン類、ピレンキノン類などの多環キ
ノン類、(7)シアニン色素、(8)キサンテン染料、
(9)PVK/TNFなどの電荷移動錯体、(10)ビ
リリウム塩染料とポリカーボネイト樹脂から形成される
共晶錯体、(11)アズレニウム塩化合物など有機半導
体等がある。
The material used for the photoconductive layer 14 is, for example, CdS, CdTe, CdSe, ZnS, ZnS.
e, GaAs, GaN, GaP, GaAlAs, InP
Compound semiconductors such as Si, SeTe, amorphous semiconductors such as AsSe, Si, Ge, Si 1- x C X , Si 1-x G
polycrystalline or amorphous semiconductors such as e x , Ge 1-x C x (0 <x <1), and (1) phthalocyanine pigment (abbreviated as Pc), for example, metal-free Pc, XPc (X = Cu , Ni,
Co, TiO, Mg, Si (OH) 2, etc.), AlCl
PcCl, TiOClPcCl, InClPcCl, I
nClPc, InBrPcBr, etc., (2) azo dyes such as monoazo dyes and disazo dyes, (3) penylene pigments such as penylene anhydride and penylene acid imide,
(4) indigoid dye, (5) quinacridone pigment,
(6) Polycyclic quinones such as anthraquinones and pyrenequinones, (7) cyanine dyes, (8) xanthene dyes,
(9) Charge transfer complexes such as PVK / TNF, (10) eutectic complexes formed from pyrylium salt dye and polycarbonate resin, (11) azurenium salt compounds and other organic semiconductors.

【0051】また、非晶質のSi、Ge、Si
1-x x 、Si1-x Gex 、Ge1-x x (以下、a−
Si、a−Ge、a−Si1-x x 、a−Si1-x Ge
x 、a−Ge 1-x x のように略す)を光導電層14に
使用する場合には、水素又はハロゲン元素を含めてもよ
く、誘電率を小さくしたり抵抗率を増加させるために酸
素又は窒素を含めてもよい。また、抵抗率を制御するた
めに、p型不純物であるB、Al、Gaなどの元素、又
はn型不純物であるP、As、Sbなどの元素を添加し
てもよい。このように不純物を添加した非晶質材料を積
層してp/n型、p/i型、i/n型、p/i/n型な
どの接合を形成し、光導電層14内に空乏層を形成して
誘電率及び暗抵抗又は動作電圧極性を制御することもで
きる。また、このような非晶質材料だけではなく、上記
の材料を2種類以上積層してヘテロ接合を形成し、光導
電層14内に空乏層を形成してもよい。尚、光導電層1
4の膜厚は0.1〜10μmの範囲にあるのが好まし
い。
Amorphous Si, Ge, Si
1-xCx, Si1-xGex, Ge1-xCx(Hereinafter, a-
Si, a-Ge, a-Si1-xCx, A-Si1-xGe
x, A-Ge 1-xCxAbbreviated as) to the photoconductive layer 14
If used, it may contain hydrogen or halogen elements.
Acid to reduce the dielectric constant and increase the resistivity.
Elemental or nitrogen may be included. It also controls the resistivity.
For this purpose, elements such as p-type impurities such as B, Al and Ga, or
Is an n-type impurity such as P, As or Sb.
May be. In this way, the amorphous material doped with impurities is
P / n type, p / i type, i / n type, p / i / n type
Which junction to form and the depletion layer to form in the photoconductive layer 14
It is also possible to control the dielectric constant and dark resistance or operating voltage polarity.
Wear. In addition to such amorphous materials,
Two or more of the above materials are stacked to form a heterojunction,
A depletion layer may be formed in the electric layer 14. The photoconductive layer 1
The film thickness of 4 is preferably in the range of 0.1 to 10 μm.
Yes.

【0052】次に、上記構成を有する反射型液晶空間光
変調素子の作製方法について説明する。まず、50mm
×50mm×1.0mmのガラス基板12上に、スパッ
タ蒸着法によってITO等の透明電極材料を1000オ
ングストロームの膜厚で成膜し、透明導電性電極13を
形成する。次いで、プラズマCVD法によってp/i/
n構造の水素化アモルファスシリコン(以下、a−S
i:Hと略す)膜を2μmの膜厚で成膜し、光導電層1
4を形成する。ここで、p層18にはB(ホウ素)が4
00ppmだけドーピングされており、n層20にはP
(燐)が40ppmだけドーピングされている。また、
p層18の膜厚は1000オングストローム、i層19
の膜厚は17000オングストローム、n層20の膜厚
は2000オングストロームである。次いで、光導電層
14の面上に、真空蒸着法によってCrを成膜し、フォ
トリソグラフィーによって微小形状に分割することによ
り、大きさを28μm×28μm、ピッチを2μmとし
て、1000×1000画素の金属反射膜15を形成す
る。次いで、隣合う金属反射膜15の間の光導電層14
のn層20の全部とi層19の一部をエッチングによっ
て除去し、溝を設ける。これにより、隣合う金属反射膜
15、15間が低抵抗なn層によってつながることはな
いので、電気的に分離され解像度が向上する。さらに、
溝の底に例えばAl、Cr、Ti、Agなどの金属から
なる出力遮光膜21を形成する。これにより、読み出し
出力光が光導電層14へ回り込むことによるスイッチン
グ誤動作がなくなり、読み出し光強度を大きくすること
ができる。次いで、溝の部分に有機出力遮光膜22を充
填する。これにより、読み出し光に対する遮光度をさら
に向上させることができる。
Next, a method for manufacturing the reflective liquid crystal spatial light modulator having the above structure will be described. First, 50 mm
A transparent electrode material such as ITO is formed into a film having a thickness of 1000 Å on a glass substrate 12 having a size of 50 mm × 1.0 mm by a sputter deposition method to form a transparent conductive electrode 13. Then, p / i /
Hydrogenated amorphous silicon of n structure (hereinafter a-S
i: abbreviated as H) film having a film thickness of 2 μm, and the photoconductive layer 1
4 is formed. Here, B (boron) is 4 in the p-layer 18.
The n layer 20 is P-doped with only 00 ppm.
(Phosphorus) is doped by 40 ppm. Also,
The p-layer 18 has a film thickness of 1000 angstroms, and the i-layer 19 has
Has a film thickness of 17,000 angstroms, and the n layer 20 has a film thickness of 2000 angstroms. Then, a Cr film is formed on the surface of the photoconductive layer 14 by a vacuum vapor deposition method and divided into fine shapes by photolithography to form a metal of 1000 × 1000 pixels with a size of 28 μm × 28 μm and a pitch of 2 μm. The reflective film 15 is formed. Then, the photoconductive layer 14 between the adjacent metal reflection films 15 is formed.
All of the n layer 20 and part of the i layer 19 are removed by etching to form a groove. As a result, the metal reflection films 15 and 15 adjacent to each other are not connected by the n layer having a low resistance, and are electrically separated from each other to improve the resolution. further,
An output light shielding film 21 made of a metal such as Al, Cr, Ti, or Ag is formed on the bottom of the groove. As a result, the malfunction of switching due to the read output light sneaking into the photoconductive layer 14 is eliminated, and the read light intensity can be increased. Then, the organic output light-shielding film 22 is filled in the groove portion. As a result, the degree of blocking the read light can be further improved.

【0053】次いで、この上からスピンコート法によっ
てポリアミック酸を塗布し、熱硬化を施してポリイミド
配向膜16を形成する。このときのポリイミド配向膜1
6の膜厚は100オングストロームである。配向処理
(ラビング処理)はナイロン布で表面を一定方向に擦る
ことによって行う。
Then, a polyamic acid is applied from above by spin coating and heat curing is performed to form a polyimide alignment film 16. Polyimide alignment film 1 at this time
The film thickness of 6 is 100 angstrom. The orientation treatment (rubbing treatment) is performed by rubbing the surface in a certain direction with a nylon cloth.

【0054】他方のガラス基板12’の上にも、同様に
してITOからなる透明導電性電極13’と、ポリイミ
ド配向膜16’とを順に形成し、配向処理を行う。次い
で、他方のガラス基板12’上に直径1μmのビーズを
分布させ、一方のガラス基板12を張り合わせて両基板
間に1μmの間隙を形成する。そして、この間隙部分に
強誘電性液晶を注入して熱処理を施すことにより、両基
板間に1μm厚の液晶層17を形成する。
Similarly, a transparent conductive electrode 13 'made of ITO and a polyimide alignment film 16' are sequentially formed on the other glass substrate 12 ', and an alignment treatment is performed. Then, beads having a diameter of 1 μm are distributed on the other glass substrate 12 ′, and one glass substrate 12 is bonded to form a gap of 1 μm between the two substrates. Then, by injecting a ferroelectric liquid crystal into this gap and performing a heat treatment, a liquid crystal layer 17 having a thickness of 1 μm is formed between both substrates.

【0055】以上により、図5(b)の構造を有する反
射型液晶空間光変調素子が得られる。強誘電性液晶の配
向処理は、x軸から、−22.5゜だけ傾けた方向に行
った。しかし、実際には、各反射型液晶空間光変調素子
6の配向方向は、図2に示すように、−22.5゜から
Δθだけ傾いていた。そこで、本実施例1の画像処理装
置1においては、読み出し光の偏光方向をΔθだけ回転
させるために、α水晶などの光学的活性体からなる旋光
手段5を設けた。旋光手段5の厚さlは、前記(数1)
によって決定される。ここで、n- 、n+ は旋光手段5
の左円偏光、右円偏光に対する屈折率である。すなわ
ち、各反射型液晶空間光変調素子6のΔθに応じて旋光
手段5の厚さを最適化することにより、反射型液晶空間
光変調素子6に入射する読み出し光の偏光方向を強誘電
性液晶の双安定状態の中の一つの配向方向と一致させる
ことができる。従って、本実施例1の画像表示装置1に
おいては、反射型液晶空間光変調素子6を回転させるこ
となく300:1以上の高コントラストな出力画像を得
ることができ、その結果、同時に3個の反射型液晶空間
光変調素子6の対応する画素をスクリーン11上で正確
に一致させることが可能となるので、色ずれのない鮮明
な画像を表示することができる。
As described above, the reflective liquid crystal spatial light modulator having the structure of FIG. 5B is obtained. The alignment treatment of the ferroelectric liquid crystal was performed in a direction tilted by −22.5 ° from the x axis. However, in reality, the alignment direction of each reflective liquid crystal spatial light modulator 6 was tilted from -22.5 ° by Δθ as shown in FIG. Therefore, in the image processing apparatus 1 according to the first embodiment, the optical rotation means 5 made of an optically active substance such as α crystal is provided in order to rotate the polarization direction of the readout light by Δθ. The thickness 1 of the optical rotation means 5 is the same as the above (Equation 1).
Determined by Here, n and n + are the optical rotation means 5
Is the refractive index for left-handed circularly polarized light and right-handed circularly polarized light. That is, by optimizing the thickness of the optical rotation means 5 according to Δθ of each reflective liquid crystal spatial light modulation element 6, the polarization direction of the read light incident on the reflective liquid crystal spatial light modulation element 6 is changed to the ferroelectric liquid crystal. Can be aligned with one of the orientation directions in the bistable state of. Therefore, in the image display device 1 of the first embodiment, it is possible to obtain a high-contrast output image of 300: 1 or more without rotating the reflective liquid crystal spatial light modulation element 6, and as a result, three simultaneous output images are obtained. Since the corresponding pixels of the reflective liquid crystal spatial light modulation element 6 can be accurately matched on the screen 11, a clear image without color shift can be displayed.

【0056】(実施例2)図3は本発明に係る画像表示
装置の他の実施例を示す構成図である。基本的な構成は
図1に示した画像表示装置1と同様であるが、画像入力
手段としてCRT23を用いている。本実施例2におい
ても、上記実施例1と同様に、反射型液晶空間光変調素
子6の配向方向は、所望の−22.5゜から±1゜程度
ずれていた。このため、旋光手段5によって読み出し光
の偏光方向を強誘電性液晶の双安定状態の中の一つの配
向方向と一致させた。
(Embodiment 2) FIG. 3 is a block diagram showing another embodiment of the image display apparatus according to the present invention. The basic structure is the same as that of the image display device 1 shown in FIG. 1, but a CRT 23 is used as an image input means. In the second embodiment, as in the first embodiment, the alignment direction of the reflective liquid crystal spatial light modulator 6 is deviated from the desired −22.5 ° by ± 1 °. Therefore, the polarization direction of the readout light is made to coincide with one of the orientation directions in the bistable state of the ferroelectric liquid crystal by the optical rotation means 5.

【0057】本実施例2においては、旋光手段5として
半波長板を用いた。半波長板は、一軸性の光学結晶から
なり、その光学軸が入射光線の偏光方向となす角度をΦ
とすれば、半波長板の出射光線の偏光方向は−Φとな
る。従って、光学軸が、入射光線の偏光方向と強誘電性
液晶の双安定状態の中の一つの配向方向とのなす鋭角を
2分するように半波長板を回転させて配置することによ
り、反射型液晶空間光変調素子6への入射光線の偏光方
向と強誘電性液晶の安定配向方向とを一致させることが
できる。その結果、本実施例2の画像表示装置1’にお
いても、反射型液晶空間光変調素子6を回転させること
なく300:1以上の高コントラストな出力画像を得る
ことができる。
In the second embodiment, a half-wave plate is used as the optical rotation means 5. The half-wave plate is made of a uniaxial optical crystal, and the angle formed by the optical axis with the polarization direction of the incident light is Φ.
Then, the polarization direction of the light beam emitted from the half-wave plate is −Φ. Therefore, by rotating the half-wave plate so that the optical axis bisects an acute angle formed by the polarization direction of the incident light beam and one orientation direction in the bistable state of the ferroelectric liquid crystal, It is possible to match the polarization direction of the light beam incident on the type liquid crystal spatial light modulation element 6 with the stable alignment direction of the ferroelectric liquid crystal. As a result, also in the image display device 1'of the second embodiment, a high-contrast output image of 300: 1 or more can be obtained without rotating the reflective liquid crystal spatial light modulation element 6.

【0058】(実施例3)図4は本発明に係る画像表示
装置のさらに他の実施例を示す構成図である。本実施例
3においては、反射型液晶空間光変調素子6の代わりに
透過型液晶空間光変調素子30を用いている。基本的な
動作は従来例と同様であるが、検光子28とダイクロイ
ックプリズム32との間に旋光手段5として半波長板を
配置している。ダイクロイックプリズム32の色合成特
性は、G成分光についてはp偏光、B成分光及びR成分
光についてはs偏光の光線に対して精度が最も良好とな
るように設計されている。しかし、各透過型液晶空間光
変調素子30の液晶の配向方向は、p偏光若しくはs偏
光の偏光方向からずれていた。しかも、そのずれは各空
間光変調素子ごとに異なっていた。因みに、本実施例3
で用いた透過型液晶空間光変調素子30においては、G
成分が−1゜、B成分が0.5゜、R成分が1.2゜だ
け各々p偏光、s偏光の偏光方向からずれていた。
(Embodiment 3) FIG. 4 is a constitutional view showing still another embodiment of the image display device according to the present invention. In the third embodiment, the transmissive liquid crystal spatial light modulator 30 is used instead of the reflective liquid crystal spatial light modulator 6. The basic operation is the same as that of the conventional example, but a half-wave plate is arranged as the optical rotation means 5 between the analyzer 28 and the dichroic prism 32. The color combination characteristics of the dichroic prism 32 are designed so that the accuracy is best for p-polarized light for G component light and for s-polarized light for B component light and R component light. However, the alignment direction of the liquid crystal of each transmissive liquid crystal spatial light modulator 30 is deviated from the polarization direction of p-polarized light or s-polarized light. In addition, the deviation was different for each spatial light modulator. Incidentally, this Example 3
In the transmissive liquid crystal spatial light modulator 30 used in
The components were deviated from the polarization directions of p-polarized light and s-polarized light by -1 °, B component by 0.5 °, and R component by 1.2 °, respectively.

【0059】画像のコントラストを向上させるために、
偏光子27及び検光子28の偏光軸を液晶の配向方向と
一致させたところ、透過型液晶空間光変調素子30から
の出射光は、p偏光若しくはs偏光の偏光方向から上記
角度だけずれていた。そこで、旋光手段5としての半波
長板の光学軸を、G成分に対しては−0.5゜、B成分
に対しては0.25゜、R成分に対しては0.6゜だけ
各々p偏光、s偏光の偏光方向からずらした。その結
果、ダイクロイックプリズム32への光線を最も色合成
精度の高い偏光に変換することができ、色ムラのない均
一な色表示が可能な画像表示装置を構成することができ
た。
In order to improve the contrast of the image,
When the polarization axes of the polarizer 27 and the analyzer 28 were aligned with the alignment direction of the liquid crystal, the outgoing light from the transmissive liquid crystal spatial light modulator 30 was deviated by the above angle from the polarization direction of p-polarized light or s-polarized light. . Therefore, the optical axis of the half-wave plate as the optical rotation means 5 is -0.5 ° for the G component, 0.25 ° for the B component, and 0.6 ° for the R component. It was deviated from the polarization directions of p-polarized light and s-polarized light. As a result, the light beam to the dichroic prism 32 can be converted into the polarized light with the highest color combining accuracy, and an image display device capable of uniform color display without color unevenness can be configured.

【0060】[0060]

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る画像
表示装置によれば、光学的異方性を有する光学素子(例
えば、空間光変調素子)を回転させることなく、高コン
トラストな出力画像を得ることができ、その結果、同時
に3個の空間光変調素子の対応する画素をスクリーン上
で正確に一致させることが可能となるので、色ずれのな
い鮮明な画像を表示することができる。
As described above, according to the image display device of the present invention, a high-contrast output image can be obtained without rotating an optical element having optical anisotropy (for example, a spatial light modulator). As a result, the corresponding pixels of the three spatial light modulators can be accurately matched on the screen at the same time, so that a clear image without color shift can be displayed.

【0061】また特に、本発明に係る画像表示装置の第
3の構成によれば、透過型液晶空間光変調素子からの出
射光がp偏光若しくはs偏光の偏光方向と一致するよう
に、旋光性物質のΦを設定することにより、色合成手段
への光線を色合成精度の高い偏光に変換することができ
るので、向色ムラのない均一な色表示が可能な画像表示
装置を実現することができる。
Further, in particular, according to the third structure of the image display device of the present invention, the optical rotatory power is adjusted so that the light emitted from the transmissive liquid crystal spatial light modulator matches the polarization direction of p-polarized light or s-polarized light. By setting Φ of the substance, the light beam to the color synthesizing means can be converted into polarized light with high color synthesizing accuracy, so that it is possible to realize an image display device capable of uniform color display without uneven color orientation. it can.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明に係る画像表示装置の一実施例を示す構
成図である。
FIG. 1 is a configuration diagram showing an embodiment of an image display device according to the present invention.

【図2】本発明に係る画像表示装置の一実施例における
旋光手段の原理を説明する平面図である。
FIG. 2 is a plan view illustrating the principle of optical rotation means in an embodiment of the image display device according to the present invention.

【図3】本発明に係る画像表示装置の他の実施例を示す
構成図である。
FIG. 3 is a configuration diagram showing another embodiment of the image display device according to the present invention.

【図4】本発明に係る画像表示装置のさらに他の実施例
を示す構成図である。
FIG. 4 is a configuration diagram showing still another embodiment of the image display device according to the present invention.

【図5】画素構造を有しない反射型液晶空間光変調素子
の断面図である。
FIG. 5 is a cross-sectional view of a reflective liquid crystal spatial light modulator that does not have a pixel structure.

【図6】画素構造を有する反射型液晶空間光変調素子の
断面図である。
FIG. 6 is a cross-sectional view of a reflective liquid crystal spatial light modulator having a pixel structure.

【図7】従来の画像表示装置を示す構成図である。FIG. 7 is a configuration diagram showing a conventional image display device.

【図8】強誘電性液晶の配向を説明するための平面図で
ある。
FIG. 8 is a plan view for explaining the alignment of the ferroelectric liquid crystal.

【図9】TN液晶層の模式図である。FIG. 9 is a schematic view of a TN liquid crystal layer.

【図10】従来の画像表示装置を示す構成図である。FIG. 10 is a configuration diagram showing a conventional image display device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 画像表示装置 2 読み出し光源 3 偏光ビームスプリッタ 4 ダイクロイックミラー 5 旋光手段 6 反射型液晶空間光変調素子 7 透過型液晶空間光変調素子 8 書き込み光源 9 結像レンズ 10 投射レンズ 11 スクリーン DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Image display device 2 Reading light source 3 Polarization beam splitter 4 Dichroic mirror 5 Optical rotation means 6 Reflective liquid crystal spatial light modulator 7 Transmissive liquid crystal spatial light modulator 8 Writing light source 9 Imaging lens 10 Projection lens 11 Screen

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小川 久仁 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Kunihito Ogawa 1006 Kadoma, Kadoma-shi, Osaka Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 光源と、前記光源からの光線を直線偏光
に変換する偏光手段と、光学的異方性を有する光学素子
と、直線偏光の光線の電界ベクトルの振動方向として定
義される偏光方向を回転させる旋光手段とを少なくとも
備え、前記旋光手段が、前記光学素子への入射光と前記
光学素子からの出射光の少なくともいずれか一方の偏光
方向を回転させることを特徴とする画像表示装置。
1. A light source, a polarizing means for converting a light beam from the light source into linearly polarized light, an optical element having optical anisotropy, and a polarization direction defined as a vibration direction of an electric field vector of the linearly polarized light beam. An image display device, comprising at least an optical rotation means for rotating the optical element, wherein the optical rotation means rotates the polarization direction of at least one of the light incident on the optical element and the light emitted from the optical element.
【請求項2】 偏光手段が、入射光線を偏光方向が互い
に直交する直線偏光に分離する偏光ビームスプリッタで
あり、光学素子が、複数の画素を有する強誘電性液晶を
用いた反射型液晶空間光変調素子であり、光源からの光
線が、前記偏光ビームスプリッタを介して前記旋光手段
に入射し、前記旋光手段を通過した読み出し光の偏光方
向が、双安定状態における強誘電性液晶分子の長軸方向
として定義される二つの安定配向方向のいずれかと一致
する請求項1に記載の画像表示装置。
2. The polarizing means is a polarizing beam splitter for separating an incident light into linearly polarized light whose polarization directions are orthogonal to each other, and the optical element is a reflection type liquid crystal spatial light using a ferroelectric liquid crystal having a plurality of pixels. A light beam from a light source, which is a modulator, is incident on the optical rotation means via the polarization beam splitter, and the polarization direction of the readout light passing through the optical rotation means is the long axis of the ferroelectric liquid crystal molecule in a bistable state. The image display device according to claim 1, which coincides with one of two stable orientation directions defined as a direction.
【請求項3】 光源と、入射光線を偏光方向が互いに直
交する直線偏光に分離する偏光ビームスプリッタと、入
射光線を複数の色成分に分離する色分離手段と、偏光方
向を回転させる複数の旋光手段と、光学的異方性を有す
る光学素子として複数の画素を有する強誘電性液晶を用
いた複数の反射型液晶空間光変調素子とを少なくとも備
え、前記光源からの読み出し光が前記偏光ビームスプリ
ッタを介して前記色分離手段に入射し、前記色分離手段
によって複数の色成分に分離された後、各色成分ごとに
前記旋光手段に入射し、前記旋光手段を通過した読み出
し光の電界ベクトルの振動方向が、双安定状態における
強誘電性液晶分子の長軸方向として定義される二つの安
定配向方向のいずれかと一致することを特徴とする画像
表示装置。
3. A light source, a polarization beam splitter for separating an incident light into linearly polarized light whose polarization directions are orthogonal to each other, a color separation means for separating the incident light into a plurality of color components, and a plurality of optical rotations for rotating the polarization directions. Means and a plurality of reflective liquid crystal spatial light modulators using a ferroelectric liquid crystal having a plurality of pixels as optical elements having optical anisotropy, and the reading light from the light source is the polarization beam splitter. After being incident on the color separation means through the color separation means and separated into a plurality of color components by the color separation means, each color component enters the optical rotation means and vibrates the electric field vector of the read light passing through the optical rotation means. An image display device characterized in that the direction thereof coincides with one of two stable alignment directions defined as the long axis direction of ferroelectric liquid crystal molecules in a bistable state.
【請求項4】 反射型液晶空間光変調素子が、少なくと
も、整流性を有する光導電層と、強誘電性液晶層とを、
透明導電性電極を有する平行平板透光性基板によって挟
み込んだ構造であり、前記光導電層と前記強誘電性液晶
層との間に、島状に分離された複数の反射層を有する請
求項2又は3に記載の画像表示装置。
4. A reflective liquid crystal spatial light modulator comprising at least a rectifying photoconductive layer and a ferroelectric liquid crystal layer.
3. A structure sandwiched by parallel plate translucent substrates having transparent conductive electrodes, wherein a plurality of island-shaped reflective layers are provided between the photoconductive layer and the ferroelectric liquid crystal layer. Or the image display device according to item 3.
【請求項5】 旋光手段が光学的活性体であり、前記光
学活性体の厚さlが、入射光線の主波長λ、入射光線の
偏光方向と前記強誘電性液晶の二つの安定方向のいずれ
かがなす角度Δθ、前記光学活性体の右円偏光に対する
屈折率n+ 、前記光学活性体の左円偏光に対する屈折率
- と下記(数1)の関係を満たす請求項1、2又は3
に記載の画像処理装置。 【数1】
5. The optical rotatory means is an optically active substance, and the thickness l of the optically active substance is one of a dominant wavelength λ of an incident light beam, a polarization direction of the incident light beam, and two stable directions of the ferroelectric liquid crystal. angle Δθ either forms, the refractive index n + for the right circularly polarized light of the optical active substance, the refractive index n for the left circularly polarized light of the optical active substance - and claims 1, 2 or 3 satisfies the following equation (1)
The image processing device according to item 1. [Equation 1]
【請求項6】 旋光手段が半波長板であり、前記半波長
板の光学軸が、入射光線の偏光方向と強誘電性液晶の二
つの安定配向方向のいずれかとのなす鋭角を2分する請
求項2又は3に記載の画像処理装置。
6. The optical rotation means is a half-wave plate, and the optical axis of the half-wave plate bisects an acute angle between the polarization direction of the incident light beam and one of two stable alignment directions of the ferroelectric liquid crystal. The image processing device according to item 2 or 3.
【請求項7】 光源と、色分離手段と、複数の透過型液
晶空間光変調素子と、複数の旋光手段と、色合成手段と
を少なくとも備え、前記光源からの光線が、前記色分離
手段によって複数の色成分に分離され、各色成分ごとに
対応する前記透過型液晶空間光変調素子に入射し、前記
透過型液晶空間光変調素子からの出射光が、対応する前
記旋光手段によって偏光方向を回転された後、前記色合
成手段に入射することを特徴とする画像表示装置。
7. A light source, a color separation means, a plurality of transmissive liquid crystal spatial light modulators, a plurality of optical rotation means, and a color synthesizing means are provided at least, and a light beam from the light source is generated by the color separation means. The polarized light is separated into a plurality of color components, enters the transmissive liquid crystal spatial light modulation element corresponding to each color component, and the outgoing light from the transmissive liquid crystal spatial light modulation element rotates the polarization direction by the corresponding optical rotation means. The image display device is characterized in that the light is incident on the color synthesizing means after being processed.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR19980020617A (en) * 1996-09-10 1998-06-25 김광호 Laser image projection device
KR100408504B1 (en) * 1996-09-10 2004-01-24 삼성전자주식회사 Laser image projection system and the method thereof

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