JPH08190092A - Liquid crystal projection display device using hologram color filter - Google Patents

Liquid crystal projection display device using hologram color filter

Info

Publication number
JPH08190092A
JPH08190092A JP305095A JP305095A JPH08190092A JP H08190092 A JPH08190092 A JP H08190092A JP 305095 A JP305095 A JP 305095A JP 305095 A JP305095 A JP 305095A JP H08190092 A JPH08190092 A JP H08190092A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
liquid crystal
hologram
display device
color
color filter
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.)
Granted
Application number
JP305095A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP3666674B2 (en
Inventor
Nobuhiko Ichikawa
市川信彦
Takeshi Hotta
豪 堀田
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.)
Dai Nippon Printing Co Ltd
Original Assignee
Dai Nippon Printing 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 Dai Nippon Printing Co Ltd filed Critical Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority to JP305095A priority Critical patent/JP3666674B2/en
Priority to US08/500,757 priority patent/US5737040A/en
Priority to EP95110821A priority patent/EP0692730A3/en
Publication of JPH08190092A publication Critical patent/JPH08190092A/en
Priority to US08/965,047 priority patent/US6473144B1/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3666674B2 publication Critical patent/JP3666674B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Abstract

PURPOSE: To provide a liquid crystal projection display device using a hologram color filter where the utilization efficiency of illuminating light is drastically improved, which is excellent in color reproducibility without irregular color and which can faithfully display a color video. CONSTITUTION: This color liquid crystal display device 11 is constituted of a hologram 5 emitting the light of a different wavelength region in a specified spatial cycle by diffracting and spectrally splitting incident light as a color filter and a liquid crystal display element 6. The device 11 is illuminated by white parallel back light 3 from an illuminator 14 constituted by combining a lamp 15 and a parabolic mirror 16, and a displayed image modulated by the device 11 is enlarged and formed on a screen 19 by a projection lens 18 through a field lens 17 arranged in the vicinity so as to display the bright projected image without the irregular color.

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、ホログラムカラーフィ
ルターを用いた液晶投影表示装置に関し、特に、照明光
の利用効率を大幅に向上させ、色ムラ等がなく色再現性
が良く、忠実にカラー映像を表示できる液晶投影表示装
置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquid crystal projection display device using a holographic color filter, and in particular, it greatly improves the utilization efficiency of illumination light, has good color reproducibility without color unevenness, and faithfully reproduces colors. The present invention relates to a liquid crystal projection display device capable of displaying an image.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、顔料、染料等による吸収カラ
ーフィルターを用いたカラー液晶表示装置においては、
表示のためにバックライトは必要不可欠なものである。
しかしながら、カラー液晶表示装置の背後から白色光を
そのまま照射しただけでは、その利用効率は非常に低
い。その原因として、主に下記に示す理由があげられ
る。
2. Description of the Related Art Conventionally, in a color liquid crystal display device using an absorption color filter made of pigment, dye, etc.,
A backlight is essential for display.
However, if the white light is directly emitted from the back of the color liquid crystal display device, its utilization efficiency is very low. The main reasons are listed below.

【0003】各色のセル以外のブラック・マトリック
スが占める面積が広く、そこに当たった光は無駄にな
る。 各画素へ入射する白色光の中、R(赤)、G(緑)、
B(青)のカラーフィルターを透過する色成分が制限さ
れてしまうので、その他の補色成分は無駄となってしま
う。 カラーフィルターでの吸収による損失が伴う。
The black matrix other than the cells of each color occupies a large area, and the light impinging on it is wasted. Of the white light incident on each pixel, R (red), G (green),
Since the color components that pass through the B (blue) color filter are limited, other complementary color components are wasted. There is a loss due to absorption in the color filter.

【0004】このような問題を解決すべく、図8に示す
ように、例えばマイクロレンズアレー2をカラーフィル
ター1の前面に設置し、白色光のバックライト3をそれ
ぞれカラーフィルターセルR、G、Bへ集光させるよう
にすることにより、バックライト3の利用効率を上げる
方法が従来より知られている。なお、図8において、符
号4はカラーフィルターセルR、G、B間に設けられた
ブラック・マトリックスを示す。
In order to solve such a problem, as shown in FIG. 8, for example, a microlens array 2 is installed in front of the color filter 1, and a white light backlight 3 is provided in each of the color filter cells R, G, B. Conventionally, a method of increasing the utilization efficiency of the backlight 3 by collecting the light is known. In FIG. 8, reference numeral 4 indicates a black matrix provided between the color filter cells R, G and B.

【0005】しかしながら、この方法でも、白色光3を
各カラーフィルターセルR、G、Bへ分光して照射する
ことはできないために、上記に示す問題の解決はでき
ない。
However, even with this method, the white light 3 cannot be spectrally applied to each of the color filter cells R, G, B, and therefore the above-mentioned problem cannot be solved.

【0006】さらに、このようなカラーフィルターを用
いずに、ダイクロイックミラー3枚とマイクロレンズア
レーを用いて、光の利用効率を向上させた液晶プロジェ
クターが特開平4−60538号において提案されてい
る。この場合、上記のような顔料、染料等による吸収カ
ラーフィルターが不要になり、上記の〜の問題が解
決され、カラー映像の輝度は向上するが、3枚のダイク
ロイックミラーを必要とするため、光学系・装置が大き
くなり嵩張ってしまう。また、コストも高いものになっ
てしまう問題がある。
Further, Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-60538 proposes a liquid crystal projector which improves the light utilization efficiency by using three dichroic mirrors and a microlens array without using such a color filter. In this case, the absorption color filter due to the above-mentioned pigments, dyes, etc. is not necessary, the above-mentioned problems (1) to (3) are solved, and the brightness of the color image is improved, but since three dichroic mirrors are required, the optical The system / device becomes large and bulky. There is also a problem that the cost becomes high.

【0007】このような状況に鑑み、本出願人は、特願
平5−12170号等において、液晶表示用バックライ
ト等の利用効率を大幅に向上させるために、ホログラム
を利用したカラーフィルターを用いた液晶表示装置を提
案した。
In view of such a situation, the applicant of the present invention has used a color filter using a hologram in Japanese Patent Application No. 5-12170, etc. in order to significantly improve the utilization efficiency of a backlight for liquid crystal display and the like. The liquid crystal display device was proposed.

【0008】さらに、このようなホログラムカラーフィ
ルターを用いた液晶表示装置を投影型に変更して、スク
リーン上で明るいカラー映像を表示する液晶投影表示装
置も、特願平5−242292号等において提案した。
Further, a liquid crystal projection display device which changes the liquid crystal display device using such a hologram color filter to a projection type and displays a bright color image on a screen is proposed in Japanese Patent Application No. 5-242292. did.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ようなホログラムカラーフィルターを用いた液晶表示装
置を投影装置用として用いた場合、ホログラムカラーフ
ィルターで回折された光の一部が、対応する色を表示す
る液晶セルでなく、それに隣接する別の色を表示すべき
液晶セルに入射してしまい、液晶表示装置に表示される
カラー映像が忠実に色再現されて投影されないおそれが
あることが発見された。
However, when the liquid crystal display device using the hologram color filter as described above is used for a projection device, a part of the light diffracted by the hologram color filter has a corresponding color. It has been discovered that the color image displayed on the liquid crystal display device may not be faithfully reproduced and projected because the color image displayed on the liquid crystal display device may enter the liquid crystal cell adjacent to it, which is not the liquid crystal cell to be displayed. It was

【0010】また、ホログラムカラーフィルターで回折
分光された光は、波長毎に異なる角度で液晶表示装置に
入射し、異なる角度で液晶表示装置から射出するため、
これを単に投影レンズで投影すると、スクリーン上で左
右の周辺部に異なった色が付いてしまう問題も発生する
ことが見出された。
Further, the light diffracted and dispersed by the hologram color filter enters the liquid crystal display device at different angles for each wavelength and exits from the liquid crystal display device at different angles.
It has been found that when this is simply projected by a projection lens, different colors are attached to the left and right peripheral portions on the screen.

【0011】さらに、このようなホログラムカラーフィ
ルターを用いた液晶投影表示装置に色再現性良くカラー
表示するために求められるバックライトの平行度の条
件、画像を明瞭で忠実に再現するためのホログラムカラ
ーフィルターと液晶表示装置の偏光板との配置関係、さ
らには、バックライト利用効率のより高い一様な干渉縞
からなるホログラムの構造等についての検討も行われる
べきである。
Further, the condition of the parallelism of the backlight required for color display with good color reproducibility in the liquid crystal projection display device using such a hologram color filter, and the hologram color for reproducing the image clearly and faithfully. It is also necessary to study the positional relationship between the filter and the polarizing plate of the liquid crystal display device, as well as the structure of a hologram composed of uniform interference fringes with higher backlight utilization efficiency.

【0012】本発明は従来技術のこのような状況に鑑み
てなされたものであり、その目的は、照明光の利用効率
を大幅に向上させ、色ムラ等がなく色再現性が良く、忠
実にカラー映像を表示できるホログラムカラーフィルタ
ーを用いた液晶投影表示装置を提供することである。
The present invention has been made in view of such a situation of the prior art, and an object thereof is to significantly improve the utilization efficiency of illumination light, to obtain good color reproducibility without color unevenness, and faithfully. A liquid crystal projection display device using a hologram color filter capable of displaying a color image.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明のホログラムカラーフィルターを用いた液晶投影表示
装置は、カラー液晶表示装置に表示した画像を投影光学
系によりスクリーン上に拡大投影して表示する液晶投影
表示装置において、前記カラー液晶表示装置のカラーフ
ィルターとして入射光を回折分光して所定の空間的な周
期で異なる波長域の光を射出するホログラムを用い、か
つ、前記カラー液晶表示装置の出射側近傍にフィールド
レンズを配置したことを特徴とするものである。
A liquid crystal projection display device using a hologram color filter of the present invention that achieves the above object displays an image displayed on a color liquid crystal display device by enlarging and projecting it on a screen by a projection optical system. In the liquid crystal projection display device, a hologram is used as a color filter of the color liquid crystal display device for diffracting and splitting incident light to emit light of different wavelength bands in a predetermined spatial cycle, and It is characterized in that a field lens is arranged near the emission side.

【0014】この場合、ホログラムの分散角が±15°
以下であることが望ましい。
In this case, the hologram dispersion angle is ± 15 °.
The following is desirable.

【0015】また、上記ホログラムは、分光機能と集光
機能を有するもの、あるいは、分光機能を有するもので
あり、後者の場合、カラー液晶表示装置はホログラムに
組み合わせて集光光学素子を備えているものである。さ
らに、この後者の場合、この分光機能を有するホログラ
ムは、ブレーズド・ホログラフィック回折格子から構成
することができる。
The hologram has a spectral function and a light condensing function, or has a spectral function. In the latter case, the color liquid crystal display device is provided with a condensing optical element in combination with the hologram. It is a thing. Furthermore, in this latter case, the hologram having this spectral function can consist of a blazed holographic diffraction grating.

【0016】また、フィールドレンズは、フレネルレン
ズからなることが望ましい。
The field lens is preferably a Fresnel lens.

【0017】さらに、光源からスクリーンに至る光路中
に、所望の波長域の透過率が5%以下のカットフィルタ
ーを配置することが望ましい。具体的には、430nm
以下の波長の透過率が5%以下の短波長カットフィルタ
ー、660nm以上の波長の透過率が5%以下の長波長
カットフィルター、波長490nm〜510nmの間の
波長の透過率が5%以下の帯域カットフィルター、ある
いは、波長570nm〜590nmの間の波長の透過率
が5%以下の帯域カットフィルターの何れかを配置する
ことが望ましい。なお、帯域カットフィルターとして
は、ホログラム型の反射フィルターを用いることができ
る。
Further, it is desirable to dispose a cut filter having a transmittance of 5% or less in a desired wavelength region in the optical path from the light source to the screen. Specifically, 430 nm
Short wavelength cut filter having a transmittance of 5% or less for the following wavelengths, long wavelength cut filter having a transmittance of 660 nm or more for a wavelength of 5% or less, and a band having a transmittance of 5% or less for a wavelength between 490 nm and 510 nm. It is desirable to dispose either a cut filter or a band cut filter having a transmittance of 5% or less at a wavelength between 570 nm and 590 nm. A hologram reflection filter can be used as the band cut filter.

【0018】また、ホログラムをカラー液晶表示装置の
入射側の偏光板より光源側に配置することが望ましい。
Further, it is desirable that the hologram is arranged closer to the light source than the incident side polarizing plate of the color liquid crystal display device.

【0019】さらに、ホログラムの照明光の平行度は、
その進行方向に対して±6°以内の成分が80%以上で
あることが望ましい。
Furthermore, the parallelism of the illumination light of the hologram is
It is desirable that the component within ± 6 ° with respect to the traveling direction is 80% or more.

【0020】[0020]

【作用】本発明においては、カラー液晶表示装置のカラ
ーフィルターとして入射光を回折分光して所定の空間的
な周期で異なる波長域の光を射出するホログラムを用
い、かつ、カラー液晶表示装置の出射側近傍にフィール
ドレンズを配置したので、投影装置の照明光の利用効率
を大幅に向上させ、色ムラ等がなく色再現性が良く、忠
実にカラー映像を投影表示することができる。
In the present invention, a hologram is used as a color filter of a color liquid crystal display device for diffracting and splitting incident light to emit light of different wavelength regions in a predetermined spatial cycle, and the hologram of the color liquid crystal display device is emitted. Since the field lens is arranged in the vicinity of the side, the utilization efficiency of the illumination light of the projection device is greatly improved, color reproducibility is good without color unevenness, and a faithful color image can be projected and displayed.

【0021】[0021]

【実施例】以下、本発明のホログラムカラーフィルター
を用いた液晶投影表示装置を実施例に基づいて説明す
る。まず、図1の断面図を参照にして本発明において用
いる第1の液晶表示装置について説明する。同図におい
て、規則的に液晶セル6′(画素)に区切られた液晶表
示素子6のバックライト3入射側に第1の形態のカラー
フィルターを構成するホログラムアレー5が離間して配
置される。液晶表示素子6背面には、各液晶セル6′の
間に設けられたブラック・マトリックス4が配置され
る。以上の他、図示しない偏光板が液晶表示素子6の両
側に配置される。
EXAMPLES A liquid crystal projection display device using the hologram color filter of the present invention will be described below based on examples. First, a first liquid crystal display device used in the present invention will be described with reference to the sectional view of FIG. In the figure, a hologram array 5 constituting the color filter of the first embodiment is arranged at a distance on the side of the liquid crystal display element 6 on which the liquid crystal display element 6 is incident, which is regularly divided into liquid crystal cells 6 '(pixels). On the rear surface of the liquid crystal display element 6, the black matrix 4 provided between the liquid crystal cells 6'is arranged. In addition to the above, polarizing plates (not shown) are arranged on both sides of the liquid crystal display element 6.

【0022】ホログラムアレー5は、R、G、Bの分色
画素の繰り返し周期、すなわち、液晶表示素子6の紙面
内の方向に隣接する3つの液晶セル6′の組各々に対応
して、その繰り返しピッチと同じピッチでアレー状に配
置された微小ホログラム5′からなり、微小ホログラム
5′は液晶表示素子6の紙面内の方向に隣接する3つの
液晶セル6′各組に整列して各々1個ずつ配置されてお
り、各微小ホログラム5′は、ホログラムアレー5の法
線に対して角度θをなして入射するバックライト3の中
の緑色の成分の光を、その微小ホログラム5′に対応す
る3つの分色画素R、G、Bの中心の液晶セルG上に集
光するようにフレネルゾーンプレート状に形成されてい
るものである。そして、微小ホログラム5′は、回折効
率の波長依存性がないかもしくは少ない、レリーフ型、
位相型、振幅型等の透過型ホログラムからなる。ここ
で、回折効率の波長依存性がないかもしくは少ないと
は、リップマンホログラムのように、特定の波長だけを
回折し、他の波長は回折しないタイプのものではなく、
1つの回折格子で何れの波長も回折するものを意味し、
この回折効率の波長依存性が少ない回折格子は、波長に
応じて異なる回折角で回折する。
The hologram array 5 corresponds to a repeating period of R, G, and B color-separating pixels, that is, a set of three liquid crystal cells 6'adjacent to each other in the direction of the liquid crystal display element 6 in the plane of the drawing. It is composed of minute holograms 5'arranged in an array at the same pitch as the repeating pitch, and the minute holograms 5'are aligned in groups of three liquid crystal cells 6'adjacent to each other in the direction of the paper surface of the liquid crystal display element 6 to form one group. The micro holograms 5'are arranged one by one, and each micro hologram 5'corresponds to the micro hologram 5'the light of the green component in the backlight 3 which is incident at an angle θ with respect to the normal line of the hologram array 5. It is formed in a Fresnel zone plate shape so as to collect light on the liquid crystal cell G at the center of the three color-dividing pixels R, G, and B. The minute hologram 5'is a relief type which has little or no wavelength dependence of diffraction efficiency,
It consists of transmission holograms such as phase type and amplitude type. Here, the fact that the diffraction efficiency has no or little wavelength dependence does not mean that it does not diffract only a specific wavelength and does not diffract other wavelengths like a Lippmann hologram.
It means a single diffraction grating that diffracts any wavelength,
The diffraction grating whose diffraction efficiency has little wavelength dependence diffracts at different diffraction angles depending on the wavelength.

【0023】このような構成であるので、ホログラムア
レー5の液晶表示素子6と反対側の面からその法線に対
して角度θをなして入射する白色のバックライト3を入
射させると、波長に依存して微小ホログラム5′による
回折角は異なり、各波長に対する集光位置はホログラム
アレー5面に平行な方向に分散される。その中の、赤の
波長成分は赤を表示する液晶セルRの位置に、緑の成分
は緑を表示する液晶セルGの位置に、青の成分は青を表
示する液晶セルBの位置にそれぞれ回折集光するよう
に、ホログラムアレー5を構成配置することにより、そ
れぞれの色成分はブラック・マトリックス4でほとんど
減衰されずに各液晶セル6′を通過し、対応する位置の
液晶セル6′の状態に応じた色表示を行うことができ
る。なお、ホログラムアレー5へのバックライト3の入
射角度θは、ホログラム記録条件、ホログラムアレー5
の厚み、ホログラムアレー5と液晶表示素子6との距離
等の種々の条件により定まるものである。
With such a structure, when the white backlight 3 which is incident at an angle θ with respect to the normal line from the surface of the hologram array 5 on the side opposite to the liquid crystal display element 6 is incident, the wavelength is changed. The diffraction angles of the minute holograms 5'are different depending on the wavelengths, and the focusing positions for each wavelength are dispersed in the direction parallel to the surface of the hologram array 5. Among them, the red wavelength component is located at the position of the liquid crystal cell R displaying red, the green component is located at the position of the liquid crystal cell G displaying green, and the blue component is located at the position of the liquid crystal cell B displaying blue. By arranging the hologram array 5 so as to diffract and collect light, each color component passes through each liquid crystal cell 6 ′ with almost no attenuation in the black matrix 4 and the liquid crystal cell 6 ′ at the corresponding position. Color display can be performed according to the state. The angle of incidence θ of the backlight 3 on the hologram array 5 depends on the hologram recording conditions, the hologram array 5
And the distance between the hologram array 5 and the liquid crystal display element 6 and the like.

【0024】このように、ホログラムアレー5をカラー
フィルターとして用いることにより、従来のカラーフィ
ルター用バックライトの各波長成分を無駄なく吸収なく
各液晶セル6′へ入射させることができるため、その利
用効率を大幅に向上させることができる。
As described above, by using the hologram array 5 as a color filter, each wavelength component of the conventional color filter backlight can be made incident to each liquid crystal cell 6'without being absorbed, and its utilization efficiency is improved. Can be significantly improved.

【0025】次に、図2の同様の断面図を参照にして本
発明において用いる第2の液晶表示装置について説明す
る。同図において、規則的に液晶セル6′(画素)に区
切られた液晶表示素子6のバックライト3入射側に第2
の形態のカラーフィルター10が離間して配置される。
液晶表示素子6背面には、各液晶セル6′の間に設けら
れたブラック・マトリックス4が配置される。以上の
他、図示しない偏光板が液晶表示素子6の両側に配置さ
れる。
Next, the second liquid crystal display device used in the present invention will be described with reference to the same sectional view of FIG. In the figure, a second liquid crystal display device 6 is regularly divided into liquid crystal cells 6 ′ (pixels) and a second liquid crystal display device 6 is provided on the light incident side of the backlight 3.
The color filters 10 in the form of are separated from each other.
On the rear surface of the liquid crystal display element 6, the black matrix 4 provided between the liquid crystal cells 6'is arranged. In addition to the above, polarizing plates (not shown) are arranged on both sides of the liquid crystal display element 6.

【0026】第2形態のカラーフィルター10は、ホロ
グラム7とマイクロレンズアレー8とからなり、マイク
ロレンズアレー8を構成するマイクロレンズ8′は、
R、G、Bの分色画素の繰り返し周期、すなわち、液晶
表示素子6の紙面内の方向に隣接する3つの液晶セル
6′の組各々に対応して、その繰り返しピッチと同じピ
ッチでアレー状に配置されている。また、ホログラム7
は、回折格子の作用をする一様な干渉縞からなり、回折
効率の波長依存性がないかもしくは少ない、レリーフ
型、位相型、振幅型等の透過型ホログラムからなる。
The color filter 10 of the second embodiment comprises a hologram 7 and a microlens array 8, and the microlens 8'constituting the microlens array 8 is
The R-, G-, and B-color-separated pixels have a repeating period, that is, each of the sets of three liquid crystal cells 6'adjacent to each other in the direction of the paper surface of the liquid crystal display element 6 has the same pitch as the repeating pattern. It is located in. Also, hologram 7
Is a transmission hologram of relief type, phase type, amplitude type or the like, which is composed of uniform interference fringes acting as a diffraction grating and has little or no wavelength dependence of diffraction efficiency.

【0027】このような構成であるので、ホログラム7
の液晶表示素子6と反対側の面からその法線に対して角
度θをなしてバックライト3を入射させると、波長に依
存して異なる角度で回折され、ホログラム7の射出側に
分散される。ホログラム7の入射側又は出射側に配置さ
れたマイクロレンズ8′により、この分散された光は、
その焦点面に波長毎に分離されて集光する。その中の、
赤の波長成分は赤を表示する液晶セルRの位置に、緑の
成分は緑を表示する液晶セルGの位置に、青の成分は青
を表示する液晶セルBの位置にそれぞれ回折集光するよ
うに、カラーフィルター10を構成配置することによ
り、それぞれの色成分はブラック・マトリックス4でほ
とんど減衰されずに各液晶セル6′を通過し、対応する
位置の液晶セル6′の状態に応じた色表示を行うことが
できる。なお、ホログラム7へのバックライト3の入射
角度θは、ホログラム記録条件、ホログラム7の厚み、
ホログラム7と液晶表示素子6との距離等の種々の条件
により定まるものである。
Due to this structure, the hologram 7
When the backlight 3 is incident on the surface of the liquid crystal display element 6 opposite to the normal to the liquid crystal display element 6, the light is diffracted at different angles depending on the wavelength and is dispersed on the exit side of the hologram 7. . Due to the microlens 8 ′ arranged on the entrance side or the exit side of the hologram 7, this dispersed light is
The light is separated and condensed for each wavelength on the focal plane. Among them,
The red wavelength component is diffracted and focused on the position of the liquid crystal cell R displaying red, the green component is focused on the position of the liquid crystal cell G displaying green, and the blue component is focused on the position of the liquid crystal cell B displaying blue. By arranging the color filters 10 as described above, the respective color components pass through the respective liquid crystal cells 6 ′ with little attenuation in the black matrix 4 and correspond to the state of the liquid crystal cells 6 ′ at the corresponding positions. Color display can be performed. The angle of incidence θ of the backlight 3 on the hologram 7 depends on the hologram recording conditions, the thickness of the hologram 7,
It is determined by various conditions such as the distance between the hologram 7 and the liquid crystal display element 6.

【0028】このような配置において、ホログラム7と
して、集光性でなく一様な干渉縞からなる回折効率の波
長依存性が少ない透過型ホログラムを用いることができ
るため、ホログラム7をマイクロレンズアレー8の各マ
イクロレンズ8′と位置合わせする必要がない点、及
び、マイクロレンズアレー8のピッチが図8の従来の場
合の3倍になり、作りやすくかつ整列しやすい点に特長
がある。
In such an arrangement, as the hologram 7, it is possible to use a transmissive hologram having uniform interference fringes, which does not have a light-collecting property and has a small wavelength dependence of the diffraction efficiency. 1 is not required to be aligned with each microlens 8 ', and the pitch of the microlens array 8 is three times that of the conventional case shown in FIG.

【0029】さて、本発明においては、図1又は図2に
示したような構成のホログラムカラーフィルターを用い
た液晶表示装置を、投影表示用の空間光変調素子として
利用する。図3は、本発明に基づき、この空間光変調素
子として図1の構成のカラー液晶表示装置11を用いて
液晶投影表示装置を構成する場合の断面図であり、図2
の液晶表示装置を用いる場合も同様に構成できる。な
お、この図においては、液晶表示素子6の両側に近接し
て配置される液晶表示装置用の偏光板12、13が図示
されており、その入射側の偏光板12は、ホログラムア
レー5と液晶表示素子6との間に配置されている。そし
て、このカラー液晶表示装置11は、例えばメタルハラ
イドランプ15と放物面鏡16の組み合わせからなる照
明装置14からの白色の平行なバックライト3によって
照明され、カラー液晶表示装置11で変調された表示像
は、液晶表示装置11の近傍に配置されたフィールドレ
ンズ17を経て、投影レンズ18により拡大されてスク
リーン19上に拡大結像され、明るい投影像を得ること
ができる。
In the present invention, the liquid crystal display device using the hologram color filter having the structure shown in FIG. 1 or 2 is used as a spatial light modulator for projection display. 3 is a cross-sectional view of a liquid crystal projection display device using the color liquid crystal display device 11 having the structure shown in FIG. 1 as the spatial light modulator according to the present invention.
The same configuration can be applied when the above liquid crystal display device is used. In addition, in this figure, polarizing plates 12 and 13 for a liquid crystal display device, which are arranged close to both sides of the liquid crystal display element 6, are shown. The polarizing plate 12 on the incident side is a hologram array 5 and a liquid crystal. It is arranged between the display element 6 and the display element 6. The color liquid crystal display device 11 is illuminated by a white parallel backlight 3 from a lighting device 14 including, for example, a combination of a metal halide lamp 15 and a parabolic mirror 16, and a display modulated by the color liquid crystal display device 11 is displayed. The image passes through a field lens 17 arranged in the vicinity of the liquid crystal display device 11, is enlarged by a projection lens 18 and is enlarged and focused on a screen 19, so that a bright projected image can be obtained.

【0030】ここで、液晶表示装置用の入射側の偏光板
12は、理論的にはホログラムアレー5の入射側に配置
してもよいが、実際には、ホログラムアレー5にはその
材料(フォトポリマー等)に起因する複屈折性があるた
め、偏光板12、ホログラムアレー5を順に経た照明光
は、直線偏光でなく楕円偏光になってしまうため、ツイ
ストネマチック液晶等を透明電極で挟んでなる液晶表示
素子6を透過して偏光板13を透過した後の状態におい
て、所望の変調を与えることができなくなるおそれがあ
る。したがって、図3のように、偏光板12は、ホログ
ラムアレー5と液晶表示素子6の間に配置するのが望ま
しい。
Here, the incident side polarizing plate 12 for the liquid crystal display device may theoretically be arranged on the incident side of the hologram array 5, but in reality, the hologram array 5 is made of the material (photo). Since there is birefringence due to (polymer etc.), the illumination light that has passed through the polarizing plate 12 and the hologram array 5 sequentially becomes elliptically polarized light instead of linearly polarized light, and therefore twisted nematic liquid crystal or the like is sandwiched between transparent electrodes. After passing through the liquid crystal display element 6 and the polarizing plate 13, there is a possibility that desired modulation cannot be applied. Therefore, as shown in FIG. 3, the polarizing plate 12 is preferably arranged between the hologram array 5 and the liquid crystal display element 6.

【0031】また、フィールドレンズ17を液晶表示装
置11出射側近傍に配置するのは、次のような理由によ
る。すなわち、ホログラムアレー5で分光され、液晶表
示素子6を透過したR、G、Bの光は、図3に破線で示
すような方向に出射する。ホログラムアレー5により回
折分光される光の分散角(図1のα)は±15°以下程
度であるので、図から明らかなように、フィールドレン
ズ17を配置しない場合、液晶表示素子6の上端近傍か
ら出たBの光は投影レンズ18に入射せず、液晶表示装
置11の表示像のスクリーン19上での結像に寄与しな
い。一方、液晶表示素子6の下端近傍から出たRの光も
投影レンズ18に入射せず、同様に液晶表示装置11の
表示像の結像に寄与しない。したがって、スクリーン1
9の上端近傍での投影像は青味をおび、スクリーン19
の下端近傍での投影像は赤味をおびることになってしま
い、色ムラにより忠実なカラー映像の再現ができないお
それが生じる。これに対して、図3に示すように、フィ
ールドレンズ17を液晶表示装置11出射側直後に配置
すると、図3に破線で示す方向に出射したR、G、Bの
光はそれぞれ実線で示したようにフィールドレンズ17
で光軸方向に曲げられ、液晶表示素子6の上端近傍から
出たBの光、その下端近傍から出たRの光も全て投影レ
ンズ18に入射して投影像の結像に寄与するようになる
ため、スクリーン19の上下端近傍でも投影像が青味、
赤味をおびることはなくなり、色ムラは生じない。ま
た、フィールドレンズ17を配置したことにより、投影
像の結像に寄与する光量も増加するので、照明光の利用
効率がさらに向上する。
The field lens 17 is arranged near the exit side of the liquid crystal display device 11 for the following reason. That is, the R, G, and B lights that have been separated by the hologram array 5 and have passed through the liquid crystal display element 6 are emitted in the directions shown by the broken lines in FIG. Since the dispersion angle (α in FIG. 1) of the light diffracted and dispersed by the hologram array 5 is about ± 15 ° or less, as is clear from the figure, when the field lens 17 is not arranged, the vicinity of the upper end of the liquid crystal display element 6 is The light of B emitted from the above does not enter the projection lens 18 and does not contribute to the image formation of the display image of the liquid crystal display device 11 on the screen 19. On the other hand, the R light emitted from the vicinity of the lower end of the liquid crystal display element 6 does not enter the projection lens 18 and similarly does not contribute to the formation of the display image of the liquid crystal display device 11. Therefore, screen 1
The projected image near the upper end of 9 is bluish and the screen 19
The projected image near the lower end of the image becomes reddish, and there is a possibility that a faithful color image cannot be reproduced due to color unevenness. On the other hand, as shown in FIG. 3, when the field lens 17 is arranged immediately after the exit side of the liquid crystal display device 11, the R, G, and B lights emitted in the directions shown by the broken lines in FIG. 3 are shown by solid lines. Field lens 17
The B light emitted from the vicinity of the upper end of the liquid crystal display element 6 and the R light emitted from the vicinity of the lower end thereof are all incident on the projection lens 18 and contribute to the formation of a projected image. Therefore, the projected image is bluish near the upper and lower ends of the screen 19,
It does not become reddish, and color unevenness does not occur. Further, by disposing the field lens 17, the amount of light that contributes to the formation of a projected image also increases, so that the utilization efficiency of illumination light is further improved.

【0032】なお、フィールドレンズ17としては、少
なくともホログラムアレー5による回折方向すなわち図
3の紙面内に正屈折力を有するシリンドリカルレンズ、
図3の紙面内の正屈折力が紙面に垂直方向の正屈折力よ
り大きいトーリックレンズ、軸対称正レンズ、これらの
何れかの機能を有するフレネルレンズの何れを用いても
よい。また、ホログラムアレー5により回折分光される
光の分散角αが±15°程度以上であると、その分散さ
れた光を全て投影レンズ18に入射させるようにするに
は、過大に大きな開口数のフィールドレンズ17が必要
になるため、現実的ではない。したがって、ホログラム
アレー5の分散角を±15°以下に設定することが重要
である。なお、図3の液晶表示装置11として図2に示
すカラー液晶表示装置を用いてもよいことはもちろんで
ある。
The field lens 17 is a cylindrical lens having a positive refracting power at least in the diffraction direction of the hologram array 5, that is, in the plane of the paper of FIG.
Any of a toric lens, an axially symmetric positive lens, and a Fresnel lens having any of these functions may be used, in which the positive refracting power in the paper surface of FIG. 3 is larger than the positive refracting power in the direction perpendicular to the paper surface. If the dispersion angle α of the light diffracted and dispersed by the hologram array 5 is about ± 15 ° or more, in order to make all the dispersed light enter the projection lens 18, an excessively large numerical aperture is required. It is not realistic because the field lens 17 is required. Therefore, it is important to set the dispersion angle of the hologram array 5 to ± 15 ° or less. Of course, the color liquid crystal display device shown in FIG. 2 may be used as the liquid crystal display device 11 of FIG.

【0033】ところで、図1の液晶表示素子6を背面側
から見ると画素の並びは図4のようになっている。ただ
し、図4は1列の画素の並びのみを示してある。画素開
口20は、例えば縦65μm、横240μmの寸法を有
し、縦方向に35μm、横方向に60μmのブラック・
マトリックス4を挟んで縦横方向に例えば碁盤目状に規
則的に並んでいる。それらの画素開口20は、図示のよ
うに、分光方向に赤を表示すべき分色画素R、緑を表示
すべき分色画素G、青を表示すべき分色画素Bの順で繰
り返し規則的に並んでいる。そして、ホログラムアレー
5により分光されたRの光21、Gの光22、Bの光2
3もそれぞれ対応する色の分色画素R、G、Bの画素開
口20上の縦長領域に集光するが、図のように、例えば
Bの光23が、青を表示すべき分色画素Bのみでなく、
隣接する赤を表示すべき分色画素Rの画素開口20に達
する場合がある。これは、ホログラムアレー5の分光特
性自身に原因がある場合と、バックライト3の平行度に
原因がある場合とがある。すなわち、ホログラムアレー
5の分光特性から、分光光21〜23の分布が必然的に
図4のようになる場合と、バックライト3の平行度が悪
く、分光光21〜23の分布が理論値より広がり、隣接
する対応しない色の分色画素に入射してしまう場合とで
ある。何れにしてもこのような表示色のクロストークが
あると、表示色が濁ってしまい、忠実なカラー映像表示
ができない。
By the way, when the liquid crystal display element 6 of FIG. 1 is viewed from the back side, the arrangement of pixels is as shown in FIG. However, FIG. 4 shows only the arrangement of pixels in one column. The pixel opening 20 has a size of, for example, 65 μm in length and 240 μm in width, and is 35 μm in the vertical direction and 60 μm in the horizontal direction.
For example, they are regularly arranged in the vertical and horizontal directions across the matrix 4 in a grid pattern. As shown in the figure, these pixel openings 20 are regularly repeated in the order of a color separation pixel R for displaying red, a color separation pixel G for displaying green, and a color separation pixel B for displaying blue in the spectral direction. Are lined up. Then, the R light 21, the G light 22, and the B light 2 split by the hologram array 5
3 is also condensed in a vertically long area on the pixel openings 20 of the color-dividing pixels R, G, and B of the corresponding colors, but as shown in the drawing, for example, the light 23 of B is the color-dividing pixel B for displaying blue. Not only
In some cases, the pixel opening 20 of the color separation pixel R for displaying the adjacent red may be reached. This may be caused by the spectral characteristics of the hologram array 5 itself or by the parallelism of the backlight 3. That is, according to the spectral characteristics of the hologram array 5, the distribution of the spectral lights 21 to 23 inevitably becomes as shown in FIG. 4, the parallelism of the backlight 3 is poor, and the distribution of the spectral lights 21 to 23 is more than the theoretical value. This is the case where it spreads and enters adjacent color separation pixels of uncorresponding colors. In any case, if there is such crosstalk of the display colors, the display colors become muddy, and a faithful color image cannot be displayed.

【0034】例えば、図5は図4の場合に、赤を表示す
べき分色画素R、緑を表示すべき分色画素G、青を表示
すべき分色画素Bにそれぞれ入射する光R、G、Bの波
長分布を示したものである。図から明らかなように、赤
を表示すべき分色画素Rに入射する光Rの波長分布は、
赤の波長のみならず、青の波長帯に小さなピークを有す
る。このピークは分光されたBの光23がこの分色画素
Rに入射したことによる。そこで、この例の場合、図6
に示すように、430nm以下の波長の透過率が5%以
下の短波長カットフィルターを、図3のランプ15から
スクリーン19に至る光路の何れかの位置に挿入するこ
とにより、このような本来青を表示すべき分色画素Bに
入射すべき光が隣接する分色画素Rに入射することによ
り起こる色のクロストークを防止し、忠実なカラー映像
表示が可能になる。
For example, FIG. 5 shows, in the case of FIG. 4, light R incident on the color-separating pixel R for displaying red, the color-separating pixel G for displaying green, and the light-separating pixel B for displaying blue, respectively. It shows the wavelength distribution of G and B. As is clear from the figure, the wavelength distribution of the light R incident on the color separation pixel R for displaying red is
It has a small peak in the blue wavelength band as well as the red wavelength. This peak is due to the fact that the separated B light 23 is incident on the color separation pixel R. Therefore, in the case of this example, FIG.
As shown in Fig. 3, by inserting a short wavelength cut filter having a transmittance of 5% or less at a wavelength of 430 nm or less at any position in the optical path from the lamp 15 to the screen 19 in FIG. It is possible to prevent color crosstalk caused by the light that should enter the color-separating pixel B to be displayed on the adjacent color-separating pixel R, and display a faithful color image.

【0035】なお、以上は、青を表示すべき分色画素B
に入射すべき光が隣接する分色画素Rに入射することに
より起こる青色と赤色のクロストーク防止のために、4
30nm以下の波長の透過率が5%以下の短波長カット
フィルターを用いたが、同様の理由で、赤を表示すべき
分色画素Rに入射すべき光が隣接する分色画素Bに入射
することにより、青色と赤色のクロストークが起こり得
る。このクロストークを防止するためには、660nm
以上の波長の透過率が5%以下の長波長カットフィルタ
ーを図3のランプ15からスクリーン19に至る光路の
何れかの位置に挿入するようにすればよい。
In the above, the color separation pixel B for displaying blue
In order to prevent blue and red crosstalk caused by the light which should be incident on the adjacent color separation pixel R, 4
Although a short wavelength cut filter having a transmittance of 5% or less for a wavelength of 30 nm or less was used, for the same reason, the light to be incident on the color separation pixel R for displaying red is incident on the adjacent color separation pixel B. This can cause blue and red crosstalk. To prevent this crosstalk, 660 nm
A long wavelength cut filter having a transmittance of 5% or less for the above wavelengths may be inserted at any position in the optical path from the lamp 15 to the screen 19 in FIG.

【0036】さらに、図4の場合、同様の理由で、分色
画素BとGの間、GとRの間で相互の色のクロストーク
が起こる可能性もある。BとGのクロストークを防止す
るには、波長490nm〜510nmの間の光をカット
する帯域カットフィルターを図3のランプ15からスク
リーン19に至る光路の何れかの位置に挿入するように
すればよく、また、GとRのクロストークを防止するに
は、波長570nm〜590nmの間の光をカットする
帯域カットフィルターを図3のランプ15からスクリー
ン19に至る光路の何れかの位置に挿入するようにすれ
ばよい。なお、このような所望の帯域の光をカットする
フィルターとしては、例えば、リップマンホログラム
(体積ホログラム)によるホログラム型の反射フィルタ
ーを用いることができる。このフィルターは、フォトポ
リマー等の体積型ホログラム記録媒体中に反対方向から
可干渉光を入射させて一定間隔のブラグ格子を記録して
なるもので、その格子間隔で決まる所定波長の光のみを
反射して入射光からその波長の光を取り除くものであ
る。
Further, in the case of FIG. 4, for the same reason, mutual color crosstalk may occur between the color separation pixels B and G, and between G and R. In order to prevent crosstalk between B and G, a band cut filter that cuts light in the wavelength range of 490 nm to 510 nm should be inserted in any position of the optical path from the lamp 15 to the screen 19 in FIG. Well, in order to prevent crosstalk between G and R, a band cut filter that cuts light in the wavelength range of 570 nm to 590 nm is inserted at any position in the optical path from the lamp 15 to the screen 19 in FIG. You can do it like this. As a filter that cuts light in such a desired band, for example, a hologram-type reflection filter using a Lippmann hologram (volume hologram) can be used. This filter records coherent light from the opposite direction into a volume hologram recording medium such as photopolymer to record Bragg gratings at regular intervals, and only reflects light of a predetermined wavelength determined by the lattice interval. Then, the light of that wavelength is removed from the incident light.

【0037】また、以上の短波長カットフィルター、長
波長カットフィルター、帯域カットフィルターの2つ以
上を組み合わせて用いると、さらに色再現性が良くな
る。
When two or more of the above short wavelength cut filter, long wavelength cut filter and band cut filter are used in combination, color reproducibility is further improved.

【0038】なお、以上のような各種フィルターを用い
る場合でも、バックライト3の平行度が悪化してその進
行方向に対して±6°以内の成分が80%以下になる
と、ホログラムアレー5で回折された光の方向が大きく
乱れ、色のクロストークをこれらフィルターで十分に防
止できなくなる。したがって、バックライト3の平行度
としては、その進行方向に対して±6°以内の成分が8
0%以上あることが必要である。
Even when the above various filters are used, when the parallelism of the backlight 3 is deteriorated and the component within ± 6 ° with respect to the traveling direction becomes 80% or less, the hologram array 5 diffracts the light. The direction of the emitted light is greatly disturbed, and color crosstalk cannot be sufficiently prevented by these filters. Therefore, as the parallelism of the backlight 3, a component within ± 6 ° with respect to the traveling direction is 8
It should be 0% or more.

【0039】さて、カラー液晶表示装置11に用いるカ
ラーフィルターとして、図2のような一様な干渉縞から
なり回折効率の波長依存性がないかもしくは少ない透過
型ホログラム7とマイクロレンズアレー8とからなるカ
ラーフィルター10を用いる場合、ホログラム7とし
て、図7に示すように、ブレーズド・ホログラフィック
回折格子7′に構成されたレリーフ型ホログラムを用い
ると、特定の次数、例えば+1次にのみ回折光を集中さ
せることができるので、より明るいカラー投影像を形成
することができる。
As a color filter used in the color liquid crystal display device 11, the transmission hologram 7 and the microlens array 8 which have uniform interference fringes as shown in FIG. 2 and have little or no wavelength dependence of diffraction efficiency are used. In the case of using the color filter 10 as described above, if the relief type hologram constituted by the blazed holographic diffraction grating 7'as shown in FIG. 7 is used as the hologram 7, diffracted light is emitted only in a specific order, for example, the + 1st order. Since they can be concentrated, a brighter color projection image can be formed.

【0040】なお、このようなブレーズド・ホログラフ
ィック回折格子7′を作成するには、例えば特公昭55
−40846号に記載の方法により、ホログラフィック
にフォトレジスト表面にレリーフ回折格子を形成し、そ
の格子に垂直で回折格子面に斜めの方向からイオンビー
ムを入射させ、反応性イオンビームエッチングによりレ
リーフ格子の畝の片面を平らにカットすることによりマ
スターを作成し、それを射出成形等により複製して製作
すればよい。
In order to prepare such a blazed holographic diffraction grating 7 ', for example, Japanese Patent Publication No.
No. 40846, a relief diffraction grating is holographically formed on the photoresist surface, an ion beam is made incident on the diffraction grating surface from a diagonal direction perpendicular to the grating, and a relief grating is formed by reactive ion beam etching. The master may be prepared by cutting one side of the ridge to be flat, and the master may be reproduced by injection molding or the like.

【0041】以上、本発明のホログラムカラーフィルタ
ーを用いた液晶投影表示装置を実施例に基づいて説明し
てきたが、本発明はこれら実施例に限定されず種々の変
形が可能である。
The liquid crystal projection display device using the hologram color filter of the present invention has been described above based on the embodiments, but the present invention is not limited to these embodiments and various modifications can be made.

【0042】[0042]

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
のホログラムカラーフィルターを用いた液晶投影表示装
置によると、カラー液晶表示装置のカラーフィルターと
して入射光を回折分光して所定の空間的な周期で異なる
波長域の光を射出するホログラムを用い、かつ、カラー
液晶表示装置の出射側近傍にフィールドレンズを配置し
たので、投影装置の照明光の利用効率を大幅に向上さ
せ、色ムラ等がなく色再現性が良く、忠実にカラー映像
を投影表示することができる。
As is apparent from the above description, according to the liquid crystal projection display device using the hologram color filter of the present invention, the incident light is diffracted into a predetermined spatial light as a color filter of the color liquid crystal display device. A hologram that emits light of different wavelength bands in a cycle is used, and a field lens is arranged near the emission side of the color liquid crystal display device, so that the utilization efficiency of the illumination light of the projection device is significantly improved, and color unevenness is prevented. It has good color reproducibility and can faithfully display and display color images.

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

【図1】第1形態のホログラムカラーフィルターを組み
込んだ液晶表示装置の断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view of a liquid crystal display device incorporating a hologram color filter of a first embodiment.

【図2】第2形態のホログラムカラーフィルターを組み
込んだ液晶表示装置の断面図である。
FIG. 2 is a sectional view of a liquid crystal display device incorporating a hologram color filter of a second embodiment.

【図3】本発明による液晶投影表示装置の構成を示す断
面図である。
FIG. 3 is a sectional view showing a configuration of a liquid crystal projection display device according to the present invention.

【図4】画素の並びを示すために図1の液晶表示素子を
背面側から見た図である。
FIG. 4 is a view of the liquid crystal display element of FIG. 1 seen from the back side to show the arrangement of pixels.

【図5】各分色画素に入射する光の波長分布の一例を示
す図である。
FIG. 5 is a diagram showing an example of a wavelength distribution of light incident on each color separation pixel.

【図6】短波長カットフィルターの透過率特性の一例を
示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing an example of transmittance characteristics of a short wavelength cut filter.

【図7】図2のホログラムとしてブレーズド・ホログラ
フィック回折格子を用いたもの要部断面図である。
7 is a cross-sectional view of a main part of a hologram using a blazed holographic diffraction grating as the hologram of FIG.

【図8】従来の液晶表示装置の照明方法を説明するため
の図である。
FIG. 8 is a diagram for explaining a conventional illumination method for a liquid crystal display device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

3…バックライト 4…ブラック・マトリックス 5…ホログラムアレー(カラーフィルター) 5′…微小ホログラム 6…液晶表示素子 6′…液晶セル(画素) 7…ホログラム 7′…ブレーズド・ホログラフィック回折格子 8…マイクロレンズアレー 8′…マイクロレンズ 10…カラーフィルター 11…カラー液晶表示装置 12、13…偏光板 14…照明装置 15…メタルハライドランプ 16…放物面鏡 17…フィールドレンズ 18…投影レンズ 19…スクリーン 20…画素開口 21…Rの光 22…Gの光 23…Bの光 3 ... Backlight 4 ... Black matrix 5 ... Hologram array (color filter) 5 '... Micro hologram 6 ... Liquid crystal display element 6' ... Liquid crystal cell (pixel) 7 ... Hologram 7 '... Blazed holographic diffraction grating 8 ... Micro Lens array 8 '... Micro lens 10 ... Color filter 11 ... Color liquid crystal display device 12, 13 ... Polarizing plate 14 ... Illumination device 15 ... Metal halide lamp 16 ... Parabolic mirror 17 ... Field lens 18 ... Projection lens 19 ... Screen 20 ... Pixel aperture 21 ... R light 22 ... G light 23 ... B light

Claims (14)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 カラー液晶表示装置に表示した画像を投
影光学系によりスクリーン上に拡大投影して表示する液
晶投影表示装置において、前記カラー液晶表示装置のカ
ラーフィルターとして入射光を回折分光して所定の空間
的な周期で異なる波長域の光を射出するホログラムを用
い、かつ、前記カラー液晶表示装置の出射側近傍にフィ
ールドレンズを配置したことを特徴とするホログラムカ
ラーフィルターを用いた液晶投影表示装置。
1. A liquid crystal projection display device for enlarging and projecting an image displayed on a color liquid crystal display device onto a screen by a projection optical system and displaying the incident light as a color filter of the color liquid crystal display device by diffracting and splitting incident light. Liquid crystal projection display device using a hologram color filter characterized by using a hologram that emits light of different wavelength bands in the spatial cycle of the above, and arranging a field lens near the emission side of the color liquid crystal display device. .
【請求項2】 前記ホログラムの分散角が±15°以下
であることを特徴とする請求項1記載のホログラムカラ
ーフィルターを用いた液晶投影表示装置。
2. A liquid crystal projection display device using a hologram color filter according to claim 1, wherein the hologram has a dispersion angle of ± 15 ° or less.
【請求項3】 前記ホログラムが、分光機能と集光機能
を有するものであることを特徴とする請求項1又は2記
載のホログラムカラーフィルターを用いた液晶投影表示
装置。
3. The liquid crystal projection display device using a hologram color filter according to claim 1, wherein the hologram has a spectral function and a light condensing function.
【請求項4】 前記ホログラムが、分光機能を有するも
のであり、前記カラー液晶表示装置は該ホログラムに組
み合わせて集光光学素子を備えていることを特徴とする
請求項1又は2記載のホログラムカラーフィルターを用
いた液晶投影表示装置。
4. The hologram color according to claim 1, wherein the hologram has a spectral function, and the color liquid crystal display device is provided with a condensing optical element in combination with the hologram. Liquid crystal projection display device using a filter.
【請求項5】 前記の分光機能を有するホログラムが、
ブレーズド・ホログラフィック回折格子からなることを
特徴とする請求項4記載のホログラムカラーフィルター
を用いた液晶投影表示装置。
5. The hologram having the spectral function described above,
5. A liquid crystal projection display device using a hologram color filter according to claim 4, which comprises a blazed holographic diffraction grating.
【請求項6】 前記フィールドレンズが、フレネルレン
ズからなることを特徴とする請求項1から5の何れか1
項記載のホログラムカラーフィルターを用いた液晶投影
表示装置。
6. The field lens according to claim 1, wherein the field lens is a Fresnel lens.
A liquid crystal projection display device using the hologram color filter according to the item.
【請求項7】 光源からスクリーンに至る光路中に、所
望の波長域の透過率が5%以下のカットフィルターを配
置したことを特徴とする請求項1から6の何れか1項記
載のホログラムカラーフィルターを用いた液晶投影表示
装置。
7. The hologram color according to claim 1, wherein a cut filter having a transmittance of 5% or less in a desired wavelength region is arranged in an optical path from the light source to the screen. Liquid crystal projection display device using a filter.
【請求項8】 光源からスクリーンに至る光路中に、4
30nm以下の波長の透過率が5%以下の短波長カット
フィルターを配置したことを特徴とする請求項7記載の
ホログラムカラーフィルターを用いた液晶投影表示装
置。
8. The optical path from the light source to the screen has 4
8. A liquid crystal projection display device using a hologram color filter according to claim 7, further comprising a short wavelength cut filter having a transmittance of 5% or less at a wavelength of 30 nm or less.
【請求項9】 光源からスクリーンに至る光路中に、6
60nm以上の波長の透過率が5%以下の長波長カット
フィルターを配置したことを特徴とする請求項7又は8
記載のホログラムカラーフィルターを用いた液晶投影表
示装置。
9. In the optical path from the light source to the screen, 6
9. A long wavelength cut filter having a transmittance of 5% or less at a wavelength of 60 nm or more is arranged.
A liquid crystal projection display device using the hologram color filter described.
【請求項10】 光源からスクリーンに至る光路中に、
波長490nm〜510nmの間の波長の透過率が5%
以下の帯域カットフィルターを配置したことを特徴とす
る請求項7、8又は9記載のホログラムカラーフィルタ
ーを用いた液晶投影表示装置。
10. In the optical path from the light source to the screen,
5% transmittance at wavelengths between 490 nm and 510 nm
The liquid crystal projection display device using a hologram color filter according to claim 7, wherein the following band cut filter is arranged.
【請求項11】 光源からスクリーンに至る光路中に、
波長570nm〜590nmの間の波長の透過率が5%
以下の帯域カットフィルターを配置したことを特徴とす
る請求項7から10の何れか1項記載のホログラムカラ
ーフィルターを用いた液晶投影表示装置。
11. In the optical path from the light source to the screen,
5% transmittance for wavelengths between 570 nm and 590 nm
A liquid crystal projection display device using the hologram color filter according to claim 7, wherein the following band cut filters are arranged.
【請求項12】 前記帯域カットフィルターが、ホログ
ラム型の反射フィルターであることを特徴とする請求項
10又は11記載のホログラムカラーフィルターを用い
た液晶投影表示装置。
12. The liquid crystal projection display device using a hologram color filter according to claim 10, wherein the band cut filter is a hologram type reflection filter.
【請求項13】 前記ホログラムを前記カラー液晶表示
装置の入射側の偏光板より光源側に配置したことを特徴
とする請求項1から12の何れか1項記載のホログラム
カラーフィルターを用いた液晶投影表示装置。
13. The liquid crystal projection using the hologram color filter according to claim 1, wherein the hologram is arranged on the light source side of a polarizing plate on the incident side of the color liquid crystal display device. Display device.
【請求項14】 前記ホログラムの照明光の平行度が、
その進行方向に対して±6°以内の成分が80%以上で
あることを特徴とする請求項1から13の何れか1項記
載のホログラムカラーフィルターを用いた液晶投影表示
装置。
14. The parallelism of the illumination light of the hologram is
A liquid crystal projection display device using a hologram color filter according to any one of claims 1 to 13, wherein a component within ± 6 ° with respect to the traveling direction is 80% or more.
JP305095A 1994-07-12 1995-01-12 Liquid crystal projection display device using hologram color filter Expired - Fee Related JP3666674B2 (en)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP305095A JP3666674B2 (en) 1995-01-12 1995-01-12 Liquid crystal projection display device using hologram color filter
US08/500,757 US5737040A (en) 1994-07-12 1995-07-11 Liquid crystal display apparatus and liquid crystal projection display apparatus which employ hologram color filter
EP95110821A EP0692730A3 (en) 1994-07-12 1995-07-11 Liquid crystal display apparatus and liquid crystal projection display apparatus which employ hologram color filter
US08/965,047 US6473144B1 (en) 1994-07-12 1997-11-05 Liquid crystal display apparatus and liquid crystal projection display apparatus which employ hologram color filter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP305095A JP3666674B2 (en) 1995-01-12 1995-01-12 Liquid crystal projection display device using hologram color filter

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH08190092A true JPH08190092A (en) 1996-07-23
JP3666674B2 JP3666674B2 (en) 2005-06-29

Family

ID=11546500

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP305095A Expired - Fee Related JP3666674B2 (en) 1994-07-12 1995-01-12 Liquid crystal projection display device using hologram color filter

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3666674B2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100463528B1 (en) * 2002-09-19 2004-12-29 엘지전자 주식회사 optical system with double Color Recapturing Integrator
WO2012073604A1 (en) * 2010-12-01 2012-06-07 Panasonic Corporation Fresnel-fly's eye microlens arrays for concentrating solar cell

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100463528B1 (en) * 2002-09-19 2004-12-29 엘지전자 주식회사 optical system with double Color Recapturing Integrator
WO2012073604A1 (en) * 2010-12-01 2012-06-07 Panasonic Corporation Fresnel-fly's eye microlens arrays for concentrating solar cell

Also Published As

Publication number Publication date
JP3666674B2 (en) 2005-06-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6359719B1 (en) Optical modulator and projector
JPH0792566B2 (en) Color display device
JP3370133B2 (en) Color filter using hologram
JP2777989B2 (en) Color display
JP3958807B2 (en) Reflective direct-view color display device using hologram color filter
JP3669637B2 (en) Liquid crystal projection display device using hologram color filter
JP3666674B2 (en) Liquid crystal projection display device using hologram color filter
JP3666675B2 (en) Liquid crystal display device using hologram color filter and liquid crystal projection display device
JP3649360B2 (en) Hologram color filter system
JP3685417B2 (en) Prism sheet assembly for hologram illumination
JP3206534B2 (en) Color image forming equipment
JP3608756B2 (en) Liquid crystal display
JP3528992B2 (en) Liquid crystal display using hologram color filter
JP3859261B2 (en) Color filter using volumetric diffraction grating
JP3302267B2 (en) Optical modulation device and color image display device using the same
JP3200335B2 (en) Optical modulation device and color image display device using the same
JP3514341B2 (en) Liquid crystal display using hologram color filter
JPH09230320A (en) Liquid crystal display device formed by using hologram color filter
JP3722300B2 (en) Hologram color filter
JP3608757B2 (en) Liquid crystal display device using hologram color filter
JP3575647B2 (en) Liquid crystal display using hologram color filter
JP3200334B2 (en) Optical modulation device and color image display device using the same
JPH09166781A (en) Hologram color filter system
JP3365101B2 (en) Liquid crystal display
JPH1048422A (en) Hologram color filter, and liquid crystal display device using the same

Legal Events

Date Code Title Description
A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20050331

R150 Certificate of patent (=grant) or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090415

Year of fee payment: 4

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090415

Year of fee payment: 4

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100415

Year of fee payment: 5

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110415

Year of fee payment: 6

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110415

Year of fee payment: 6

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120415

Year of fee payment: 7

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

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130415

Year of fee payment: 8

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees