JPH1068924A - Projection type display device - Google Patents

Projection type display device

Info

Publication number
JPH1068924A
JPH1068924A JP9151396A JP15139697A JPH1068924A JP H1068924 A JPH1068924 A JP H1068924A JP 9151396 A JP9151396 A JP 9151396A JP 15139697 A JP15139697 A JP 15139697A JP H1068924 A JPH1068924 A JP H1068924A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
color
liquid crystal
transmission type
valve means
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
JP9151396A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2790136B2 (en
Inventor
Shinji Morozumi
伸治 両角
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.)
Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
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 Seiko Epson Corp filed Critical Seiko Epson Corp
Priority to JP9151396A priority Critical patent/JP2790136B2/en
Publication of JPH1068924A publication Critical patent/JPH1068924A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP2790136B2 publication Critical patent/JP2790136B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Liquid Crystal (AREA)
  • Projection Apparatus (AREA)
  • Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a projection type display device which has high picture quality and is easy-to-handle and whose system is compact by making color light transmitted through 1st to 3rd transmission type light valve means incident on a synthesis means, and making the length of optical paths from three transmission type liquid crystal panels to a projection optical means the same. SOLUTION: Polarizing plates 36 to 38 and 39 to 41 and monochrome color filters 42 to 44 are arranged to put the liquid crystal panels 33 to 35 in between. Semitransmitting prisms 30a and 30b are used as a color synthesis means, and the light synthesized in terms of an optical axis by the prisms 30a and 30b is projected to a screen 32 by a lens 31. The center axes of the respective optical paths from the panels 33 to 35 to the lens 31 are on the same plane and the length of the optical paths from the panels 33 to 35 to the lens 31 is made equal. For example, the light from a light source 45 is transmitted through the color filter 42, turned into the red light and made incident on the prism 30a functioning as the color synthesis means through the polarizing plate 41, the panel 33 and the polarizing plate 37.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は投写式表示装置、
特にその光学系の構造に関するものである。
The present invention relates to a projection display device,
In particular, it relates to the structure of the optical system.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、投写式の表示装置としては映画や
スライド、或いはCRTによるプロジェクションテレビ
があった。映画やスライドはフィルム上に焼き付けられ
た像を投写するものであり、フィルムを媒体として投写
するという制約があるため、入力信号に対してオンライ
ン的に画像を見ることができなかった。
2. Description of the Related Art Heretofore, as a projection type display device, there has been a movie, a slide, or a CRT projection television. Movies and slides project an image printed on film, and because of the restriction of projecting using film as a medium, images cannot be viewed online with respect to an input signal.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】一方、CRTによるプ
ロジェクションテレビは、CRT(ブラウン管)そのも
のが26インチ以上の大画面を構成することが物理的に
制約が大きいことから誕生した方式であり、CRTの発
射光をそのまま投映するため、CRTの明るさがかなり
必要となり、そのため特殊なCRTを大電力で用い、ク
ーリングして用いるという非常に大きなシステムであ
り、家庭用として使用することが難しいという問題点が
あった。
On the other hand, a projection television using a CRT is a system born from the fact that a CRT (CRT) itself constitutes a large screen of 26 inches or more, which is physically restricted, and the CRT is a projection television. Since the emitted light is projected as it is, the brightness of the CRT is considerably required. Therefore, it is a very large system in which a special CRT is used with a large amount of electric power and used after cooling, and it is difficult to use it for home use. was there.

【0004】また、CRTによるプロジェクションテレ
ビは、光量が不十分で、スクリーン上の明るさが不十分
なことと、3管の光をスクリーン上で合成するため、ス
クリーン位置とシステム位置を微妙に調整してもスクリ
ーン上で色ずれを起こし易く、全体として非常に画質が
低下しており、かなり見にくい画面になるという問題点
があった。
[0004] In addition, a projection television using a CRT has insufficient light intensity and insufficient brightness on a screen, and the position of the screen and the system are delicately adjusted because light from three tubes is synthesized on the screen. However, there is a problem that a color shift easily occurs on the screen, the image quality is extremely reduced as a whole, and the screen becomes considerably hard to see.

【0005】更に、システムが特殊で大形なCRTや、
特殊の電源、調整系を備えており、コスト的にかなり高
いものになるという問題点があった。
[0005] Further, the system has a special and large CRT,
There is a problem in that a special power supply and adjustment system are provided, and the cost is considerably high.

【0006】従来の投写式の表示装置には上述の問題点
があり、大画面テレビ又は投写式テレビの利点を生かし
きれずに、その普及が遅れている。
[0006] The conventional projection type display device has the above-mentioned problems, and its use has been delayed because the advantages of the large screen television or the projection type television cannot be fully utilized.

【0007】この発明は、このような問題点を解決する
ためになされたものであり、高画質で、扱い易く、シス
テムもコンパクトな投写式表示装置を提供することを目
的とするものである。
The present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to provide a projection type display device which has high image quality, is easy to handle, and has a compact system.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明に係る投写式表示
装置は、第1の色光を変調する第1の透過型ライトバル
ブ手段と、第2の色光を変調する第2の透過型ライトバ
ルブ手段と、第3の色光を変調する第3の透過型ライト
バルブ手段と、前記第1の透過型ライトバルブ手段、前
記第2の透過型ライトバルブ手段及び前記第3の透過型
ライトバルブ手段によりそれぞれ変調された各色光を合
成する合成手段と、前記色合成手段により合成された光
を投写する投写光学手段とを備え、前記第1の透過型ラ
イトバルブ手段、前記第2の透過型ライトバルブ手段及
び前記第3の透過型ライトバルブ手段は、前記色光を入
射する入射側偏光手段と、前記入射側偏光手段を透過し
た色光を入射する透過型液晶パネルと、前記透過型液晶
パネルを透過した色光の内特定の偏光方向の色光を透過
させる出射側偏光手段とをそれぞれ有し、前記第1の透
過型ライトバルブ手段、前記第2の透過型ライトバルブ
手段及び前記第3の透過型ライトバルブ手段のそれぞれ
の前記出射側偏光手段を透過した色光が前記合成手段に
入射してなり、前記3つの透過型液晶パネルはマトリッ
クス状に配置された複数の画素を有し、前記3つの透過
型液晶パネルから前記投写光学手段までの光路長を互い
に同一となるように構成することを特徴とする。
According to the present invention, there is provided a projection display apparatus comprising: a first transmission type light valve for modulating a first color light; and a second transmission type light valve for modulating a second color light. Means, third transmissive light valve means for modulating third color light, said first transmissive light valve means, said second transmissive light valve means, and said third transmissive light valve means. A first transmitting light valve, a second transmitting light valve, and a combining unit for combining the respective modulated color lights, and a projection optical unit for projecting the light combined by the color combining unit. Means and the third transmission type light valve means, an incident side polarization means for entering the color light, a transmission type liquid crystal panel for entering the color light transmitted through the incidence side polarization means, and a transmission type liquid crystal panel transmitted through the transmission type liquid crystal panel. An emission-side polarization unit that transmits color light having a specific polarization direction among the light, the first transmission-type light valve unit, the second transmission-type light valve unit, and the third transmission-type light valve. Color light transmitted through each of the emission-side polarizing means of the means is incident on the synthesizing means, and the three transmissive liquid crystal panels have a plurality of pixels arranged in a matrix, and the three transmissive liquid crystal panels The optical path length from the panel to the projection optical means is configured to be the same as each other.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】図1はこの発明の一実施例に係る
投写式液晶表示装置の光学系の構成図である。この実施
例においては、液晶パネル33〜35を挟むように偏光
板36〜38、39〜41と単色のカラーフィルタ42
〜44が配置してある。色合成手段として半透過プリズ
ム30a,30bが用いられ、半透過プリズム30a,
30bにて光軸合成が行われた光はレンズ31によりス
クリーン32に投写される。そして、液晶パネル33〜
35からレンズ31までの各光路の中心軸は同一平面上
にあり、また、液晶パネル33〜35からレンズ31ま
での各光路長が等しくなるように配置されている。
FIG. 1 is a block diagram of an optical system of a projection type liquid crystal display according to an embodiment of the present invention. In this embodiment, the polarizing plates 36 to 38 and 39 to 41 and the monochromatic color filter 42 are sandwiched between the liquid crystal panels 33 to 35.
To 44 are arranged. The transflective prisms 30a and 30b are used as color combining means.
The light having undergone the optical axis synthesis in 30 b is projected on a screen 32 by a lens 31. And the liquid crystal panels 33-
The central axis of each optical path from 35 to the lens 31 is on the same plane, and the optical paths are arranged so that the optical path lengths from the liquid crystal panels 33 to 35 to the lens 31 are equal.

【0010】例えば光源45からの光は単色のカラーフ
ィルタ42を透過することにより赤の光になり偏光板4
1を介して液晶パネル33に入射し、その後偏光板37
を介して半透過プリズム30aに入射する。同様にし
て、光源46,47からの光は単色のカラーフィルタ4
4,45を透過することにより緑,青の光になり、偏光
板40,39を介して液晶パネル35,34に入射し、
その後偏光板36,38を介して半透過プリズム30b
に入射する。半透過プリズム30bに入射した緑の光は
半透過膜47によりそのまま透過し、青の光は反射して
半透過プリズム30aに入射する。半透過プリズム30
aに入射した赤の光は半透過膜48により反射し、緑及
び青の光はそのまま透過して、赤、緑及び青の光がレン
ズ31の光軸に合成されてレンズ31に向けられる。
For example, the light from the light source 45 passes through the monochromatic color filter 42 to become red light and becomes a red light.
1, the light enters the liquid crystal panel 33, and then the polarizing plate 37
And enters the semi-transmissive prism 30a. Similarly, light from the light sources 46 and 47 is applied to the monochromatic color filter 4.
4 and 45, the light becomes green and blue light, and enters the liquid crystal panels 35 and 34 via the polarizing plates 40 and 39.
Then, the semi-transmissive prism 30b is passed through the polarizing plates 36 and 38.
Incident on. The green light incident on the semi-transmissive prism 30b is transmitted through the semi-transmissive film 47 as it is, and the blue light is reflected and incident on the semi-transmissive prism 30a. Transflective prism 30
The red light incident on a is reflected by the semi-transmissive film 48, the green and blue lights are transmitted as they are, and the red, green and blue lights are combined with the optical axis of the lens 31 and directed to the lens 31.

【0011】各液晶パネル33,35,34には、テレ
ビ信号であれば色復調されたビデオ信号が対応する各フ
ィルタの配置されたパネルに入力され、そこで透過率が
制御されるので、色合成されてレンズ31に向けられた
光は色調整がなされ、レンズ31により拡大されてスク
リーン32に投写される。
In each of the liquid crystal panels 33, 35, and 34, in the case of a television signal, a color-demodulated video signal is input to a panel on which a corresponding filter is arranged, and the transmittance is controlled there. The light directed to the lens 31 is subjected to color adjustment, enlarged by the lens 31 and projected on the screen 32.

【0012】この実施例では、液晶パネル33〜35か
らレンズ31までの各光路長が等しくなるように配置さ
れており、各液晶パネル33〜35の影像がスクリーン
32上で一致する。
In this embodiment, the respective optical path lengths from the liquid crystal panels 33 to 35 to the lens 31 are arranged to be equal, and the images of the liquid crystal panels 33 to 35 coincide on the screen 32.

【0013】図2は光路長が変化したときの結像位置の
説明図である。例えば、披写体Aがレンズ31によりス
クリーン32上に結像しているものとして、その位置が
変化して被写体A´の位置になればレンズ31によりス
クリーン32aに結像することになる。このように被写
体の位置が変化すると結像位置も変化するが、この実施
例では上述のように液晶パネル33〜35からレンズ3
1までの各光路長が等しくなるように配置されており、
赤、緑及び青の各色光による影像の結像位置が一致して
いるので、色ぶれなどがおきず、高画質な影像が得られ
るように配置されている。
FIG. 2 is an explanatory diagram of the image forming position when the optical path length changes. For example, assuming that the object A is imaged on the screen 32 by the lens 31, if the position of the object A changes to the position of the subject A ', an image is formed on the screen 32a by the lens 31. As described above, when the position of the subject changes, the image formation position also changes. In this embodiment, as described above, the lens 3 is moved from the liquid crystal panels 33 to 35 to the lens 3.
Are arranged so that each optical path length up to 1 is equal,
Since the image formation positions of the red, green, and blue color lights coincide with each other, the arrangement is such that a high-quality image can be obtained without color blurring or the like.

【0014】また、液晶パネル33〜35は基本的には
TN(ツイステッド・ネマチック)方式とし、液晶材料
とそれを両側から挟んだガラス板とにより構成されてお
り、液晶に電圧が印加されると、その透過率が変化し
て、液晶シャッタとして機能する。このTN方式はコン
トラスト、階調性、応答速度、透過率、寿命等において
優れ、透過型でも反射型で良く、特に透過型にした場合
には光学系が簡単になる。
The liquid crystal panels 33 to 35 are basically of a TN (Twisted Nematic) type and are composed of a liquid crystal material and a glass plate sandwiching the liquid crystal material from both sides, and when a voltage is applied to the liquid crystal. , Its transmittance changes to function as a liquid crystal shutter. The TN method is excellent in contrast, gradation, response speed, transmittance, life, and the like, and may be a reflection type or a transmission type. In particular, when the transmission type is used, the optical system is simplified.

【0015】図3は液晶パネル33〜35の構成例を示
す説明図であり、ここではアクティブマトリックス方式
について図示されている。液晶は通常では多重化が難し
く、そのため使用する走査線数が少なく解像度が落ちざ
るを得なかったが、この図に示すようなアクティブマト
リックス方式によりその欠点を解決している。走査線に
対応するタイミング線12によりトランジスタ10がオ
ンし、表示データをデータ線13を介して画素に配置さ
れている液晶駆動電極11に書き込む。その後、トラン
ジスタ10がオフしても、書き込まれた表示データはそ
のまま保持され、液晶を駆動する。ここに用いるトラン
ジスタ10は透明基板上に形成する必要があるので、多
結晶製又はアモルファスのシリコン薄膜トランジスタ
(以下TFTという)が使われる。
FIG. 3 is an explanatory diagram showing an example of the configuration of the liquid crystal panels 33 to 35. Here, the active matrix system is shown. The liquid crystal is usually difficult to multiplex, so that the number of scanning lines used is small and the resolution has to be reduced. However, the drawback is solved by the active matrix system as shown in FIG. The transistor 10 is turned on by the timing line 12 corresponding to the scanning line, and the display data is written to the liquid crystal drive electrode 11 arranged in the pixel via the data line 13. After that, even if the transistor 10 is turned off, the written display data is held as it is, and the liquid crystal is driven. Since the transistor 10 used here needs to be formed on a transparent substrate, a polycrystalline or amorphous silicon thin film transistor (hereinafter, referred to as TFT) is used.

【0016】このTFTは薄膜でありスタテック駆動さ
れるので、コントラスト、階調性、応答性に優れ、ま
た、画素数を増やせるので高解像度が高くなるという利
点がある。また、このTFTは、ガラス基板上に形成で
きること、透明度(透過率、スペクトル)、トランジス
タ特性(移動度、オン/オフ比、スイッチング速度、集
積度)、コスト、安定性等において優れている。
Since this TFT is a thin film and is driven in a static manner, it has excellent contrast, gradation, and responsiveness, and has an advantage that the number of pixels can be increased to increase the resolution. Further, this TFT is excellent in that it can be formed on a glass substrate, transparency (transmittance, spectrum), transistor characteristics (mobility, on / off ratio, switching speed, integration degree), cost, stability, and the like.

【0017】また、液晶パネル33〜35は透過型のも
のが用いられており、光学系の構成が極めて簡単になっ
ている。
The transmission type liquid crystal panels 33 to 35 are used, and the configuration of the optical system is extremely simple.

【0018】また、この実施例においては液晶パネル3
3〜35による3パネル投写方式が用いられており、液
晶パネル33〜35からの光を合成するので、もとの光
量が下げられる。また、同一分解能のパネルであるの
で、1パネル方式に比し分解能は3倍向上する。これら
の利点の他、カラーフィルタは3色が微細配置されたも
のでなくて単色のベタフィルタでよいこと、3枚の液晶
パネルの画素を投写画像においける同位置に重ねること
により画素欠陥が3枚とも同位置に生じる可能性は非常
に少ないので、固定画素欠陥を消去できる等の利点があ
る。
In this embodiment, the liquid crystal panel 3
Since a three-panel projection method using three to 35 is used, and light from the liquid crystal panels 33 to 35 is combined, the original light amount can be reduced. Further, since the panels have the same resolution, the resolution is improved three times as compared with the one-panel system. In addition to these advantages, the color filter need not be a finely arranged three color filter but may be a single color solid filter. Pixel defects due to overlapping three liquid crystal panel pixels at the same position in the projected image are eliminated. Since there is very little possibility that all three images will be generated at the same position, there is an advantage that fixed pixel defects can be erased.

【0019】また、レンズ31の一軸上に液晶パネル3
3〜35の光を合成しており、レンズからスクリーンま
での距離や、投写サイズの変更に対しても、単純にレン
ズの操作のみで焦点を合わせるという、操作が簡単化さ
れている。
The liquid crystal panel 3 is arranged on one axis of the lens 31.
Lights of 3 to 35 are combined, and the operation of simply focusing on the lens by simply operating the lens, even when the distance from the lens to the screen or the projection size is changed, is simplified.

【0020】また、液晶パネル33〜35が相互に直角
に配置され、半透過型プリズム30a,30bの反射面
が直角に配置されており、光学系の構成がコンパクトに
なり、90°ずつ角度がずれた方向からの色光を1本の
光束に合成できるので、製品にした時の光学系のレイア
ウトがすっきりする。
The liquid crystal panels 33 to 35 are arranged at right angles to each other, and the reflecting surfaces of the transflective prisms 30a and 30b are arranged at right angles. Since the color lights from the shifted directions can be combined into one light beam, the layout of the optical system when it is made into a product is neat.

【0021】ところで、この実施例においては原理的に
液晶パネル33〜35の像を拡大再生してみることにな
るので、光源45〜47は輝度の高いランプが必要とな
る。その結果、液晶パネル33〜35面での照度は非常
に高く、10万1x〜50万1xとなる。一方、TFT
は半導体であるが故に光が入射すると起電力が発生し、
トランジスタ13がオフの状態であっても、光電流によ
ってオン状態に近づいてしまい、表示画面のコントラス
トが著しく低下する。通常このコントラストの低下が起
こり始める照度は、白色光で約10万1xであり、光の
波長で言えば長波長側、即ち赤色から赤外が最も吸収す
る帯域である。
In this embodiment, since the images of the liquid crystal panels 33 to 35 are enlarged and reproduced in principle, the light sources 45 to 47 need high-intensity lamps. As a result, the illuminance on the liquid crystal panels 33 to 35 is very high and ranges from 101x to 5001,1x. On the other hand, TFT
Is a semiconductor, so when light enters, an electromotive force is generated,
Even when the transistor 13 is off, the transistor 13 approaches the on state due to the photocurrent, and the contrast of the display screen is significantly reduced. Usually, the illuminance at which the decrease in contrast starts to occur is about 101,000x for white light, which is a long wavelength side in terms of light wavelength, that is, a band where red to infrared light is most absorbed.

【0022】この光によるコントラスト低下を防ぐため
に、この実施例においてはカラーフィルタ42〜44を
液晶パネル33〜35に対して光源45〜47側に配置
している。カラーフィルタを液晶パネルに内蔵させた場
合には、カラーフィルタ層を液晶材料より光源側に配置
して、TFTを搭載したガラス基板を液晶材料の投写レ
ンズ側へ配置することで対応できる。その結果、TFT
面へは、必ずカラーフィルタ及びガラス基板を介した光
が入射されるので、青及び緑の光は等価的に1/10以
下の光量、また、赤の光でも1/5の光量に落とされ、
強烈な光入射に起因するTFTの光電流の誘起は押さえ
られ、画像のコントラストが低下し見にくくなる現像を
防ぐことができる。
In this embodiment, color filters 42 to 44 are arranged on the side of the light sources 45 to 47 with respect to the liquid crystal panels 33 to 35 in order to prevent a decrease in contrast due to the light. When a color filter is incorporated in a liquid crystal panel, this can be achieved by disposing the color filter layer on the light source side of the liquid crystal material and disposing the glass substrate on which the TFT is mounted on the projection lens side of the liquid crystal material. As a result, TFT
Since light is always incident on the surface through the color filter and the glass substrate, the amount of blue and green light is equivalently reduced to 1/10 or less, and the amount of red light is reduced to 1/5. ,
Induction of the photocurrent of the TFT due to intense light incidence is suppressed, and the development that makes the image contrast low and difficult to see can be prevented.

【0023】図4はこの発明の他の実施例に係る投写式
表示装置の光学系の構成図であり、この実施例では色合
成手段として半透過ミラー52,53を利用している。
例えば光源62からの光はカラーフィルタ59に入射し
その内赤の光が透過し、赤の光は液晶パネル56(偏光
板は省略してある)を通過した後、半透過ミラー52を
透過する。光源63からの光はカラーフィルタ60に入
射してその内緑の光が透過し、緑の光は液晶パネル57
(偏光板は省略してある)を通過した後、半透過ミラー
53を透過して、更に全反射ミラー55で反射された後
再び半透過ミラー52で反射される。光源64からの光
はカラーフィルタ61に入射してその内青の光が透過
し、青の光は液晶パネル58(偏光板は省略してある)
を通過した後、全反射ミラー54で反射した後、更に半
透過ミラー53で反射され、全反射ミラー55で反射さ
れた後再び半透過ミラー52で反射される。
FIG. 4 is a structural view of an optical system of a projection display apparatus according to another embodiment of the present invention. In this embodiment, semi-transmissive mirrors 52 and 53 are used as color synthesizing means.
For example, light from the light source 62 is incident on the color filter 59 and red light is transmitted therethrough. Red light is transmitted through the liquid crystal panel 56 (a polarizing plate is omitted) and then transmitted through the semi-transmissive mirror 52. . The light from the light source 63 is incident on the color filter 60 and green light is transmitted therethrough, and the green light is transmitted through the liquid crystal panel 57.
After passing through a polarizing plate (not shown), the light passes through the semi-transmissive mirror 53, is further reflected by the total reflection mirror 55, and is reflected again by the semi-transmissive mirror 52. Light from the light source 64 is incident on the color filter 61, and blue light is transmitted therethrough, and blue light is transmitted through the liquid crystal panel 58 (a polarizing plate is omitted).
, After being reflected by the total reflection mirror 54, further reflected by the transflective mirror 53, reflected by the total reflection mirror 55, and then reflected by the transflective mirror 52 again.

【0024】半透過ミラー52を透過した赤の光並びに
半透過ミラー52を反射した緑及び青の光は、レンズ5
0の一軸上に合成され、レンズ50により拡大されてス
クリーン51に投写される。
The red light transmitted through the semi-transmissive mirror 52 and the green and blue lights reflected from the semi-transmissive mirror 52 are
0 is synthesized on one axis, enlarged by the lens 50 and projected on the screen 51.

【0025】この実施例においても、レンズ50から各
液晶パネル56,57,58まで光路の中心軸は同一平
面上にあり、また各光路長は同一になるように構成され
ている。
Also in this embodiment, the central axes of the optical paths from the lens 50 to the liquid crystal panels 56, 57, 58 are on the same plane, and the optical path lengths are the same.

【0026】また、液晶パネル56,57,58が平行
に配置され、また、半透過ミラー52,53が平行に配
置されているので、同一方向からの色光を1本の光束に
合成でき、更に光路を内側に折り畳むことができるの
で、製品にしたときの光学系の配置がすっきりし、コン
パクトにまとめることができる。
Further, since the liquid crystal panels 56, 57, 58 are arranged in parallel and the semi-transmissive mirrors 52, 53 are arranged in parallel, color lights from the same direction can be combined into one light flux. Since the optical path can be folded inward, the arrangement of the optical system in a product can be neat and compact.

【0027】図5はこの発明の他の実施例に係る投写式
表示装置の光学系の構成図であり、この実施例は色合成
手段として半透過ミラー75,76を用いた例である。
例えば緑の光77は液晶パネル73(偏光板は省略して
ある)で変調された後、半透過ミラー75に入射する。
青の光78は液晶パネル74(偏光板は省略してある)
で変調された後、半透過ミラー75に入射する。半透過
ミラー75に入射した緑の光は透過し青の光は反射し
て、緑の光及び青の光は色合成されて半透過ミラー76
に入射する。
FIG. 5 is a structural view of an optical system of a projection display apparatus according to another embodiment of the present invention. This embodiment is an example in which semi-transmissive mirrors 75 and 76 are used as color synthesizing means.
For example, green light 77 is modulated by a liquid crystal panel 73 (a polarizing plate is omitted), and then enters a semi-transmissive mirror 75.
The blue light 78 is applied to a liquid crystal panel 74 (a polarizing plate is omitted).
After being modulated by, the light is incident on the semi-transmissive mirror 75. The green light incident on the semi-transmissive mirror 75 is transmitted and the blue light is reflected, and the green light and the blue light are color-combined to form a semi-transmissive mirror 76.
Incident on.

【0028】赤の光は液晶パネル72(偏光板は省略し
てある)で変調された後、半透過ミラー76に入射す
る。半透過ミラー76に入射した緑及び青の光は透過し
赤の光は反射して、緑、青及び赤の光は色合成されてレ
ンズ70に向けられ、レンズ70によりスクリーン71
に投写される。
The red light is modulated by a liquid crystal panel 72 (a polarizing plate is omitted) and then enters a semi-transmissive mirror 76. The green and blue lights incident on the semi-transmissive mirror 76 are transmitted, the red light is reflected, and the green, blue and red lights are color-combined and directed to the lens 70, and the screen 70
Projected on

【0029】この実施例においても、レンズ70から各
液晶パネル72,73,74まで光路の中心軸は同一平
面上にあり、また各光路長は同一になるように構成され
ている。
Also in this embodiment, the central axes of the optical paths from the lens 70 to the liquid crystal panels 72, 73, 74 are on the same plane, and the optical path lengths are the same.

【0030】以上の実施例はいずれも光路中に半透過膜
を挿入して色合成をしている(例えば図1の透過膜4
7,48、図4の半透過ミラー52,53、図5の半透
過ミラー75,76)。従って、光源の光量が十分ある
場合は問題ないが、少ない場合には半透過膜での光損失
を最少にする必要がある。この時は各3つの光束が赤,
緑,青と波長が異なるということと、或いはTN液晶の
性質上偏光していることを利用することで対応できる。
In each of the above embodiments, a semi-transmissive film is inserted in the optical path to perform color synthesis (for example, the transmissive film 4 in FIG. 1).
7, 48, semi-transmissive mirrors 52 and 53 in FIG. 4, and semi-transmissive mirrors 75 and 76 in FIG. 5). Therefore, there is no problem when the light amount of the light source is sufficient, but when it is small, it is necessary to minimize the light loss in the semi-transmissive film. At this time, each of the three light beams is red,
This can be dealt with by utilizing the fact that the wavelengths are different from those of green and blue, or that the TN liquid crystal is polarized due to its properties.

【0031】図6(イ)は光学ガラス80に干渉膜81
を形成した半透過ミラーの説明図である。同図(ロ)は
その特性図である。この干渉膜81は例えば赤色光は透
過、赤色光以外は反射する性質があり、この結果、例え
ば赤の光を透過し緑の光を反射して、赤及び緑の光を光
損失なく合成することができる。この方式においては、
波長選択反射特性を適当に選択すると透過率・反射率と
もに高めることができ、赤・緑・青の3色の色光を損失
なく合成でき、光の利用率が高められる。
FIG. 6A shows an optical glass 80 on which an interference film 81 is formed.
FIG. 4 is an explanatory view of a semi-transmissive mirror on which is formed. FIG. 2B is a characteristic diagram thereof. The interference film 81 has a property of transmitting, for example, red light and reflecting other than red light. As a result, for example, it transmits red light and reflects green light, and combines red and green light without light loss. be able to. In this scheme,
By appropriately selecting the wavelength selective reflection characteristics, both the transmittance and the reflectance can be increased, and the three color lights of red, green, and blue can be combined without loss, and the light utilization rate can be increased.

【0032】図7は偏光面を利用した半透過ミラーの説
明図である。TN液晶は画面に偏光板を用いて表示させ
ており、液晶パネルから人間の眼に入射する光は光原理
的に偏光光である。従って、例えば緑と青、赤と緑で偏
光面を90°ずらしておくと偏光面の選択的な透過、反
射が可能になる。このような原理に基づいて、光学ガラ
ス82上に透過特性のよい偏光反射面83を偏光面が水
平になるように形成する。赤の光は水平偏光させておく
とそのまま透過するが、緑の光は垂直偏光させてあるの
で反射する。この方式においても、偏光反射面及び入射
する色光の偏光軸を適当に選択すること、及び波長選択
特性を利用した色合成手段を併用することによって、透
過率・反射率ともに高めることができ、赤・緑・青の3
色の色光を損失なく合成でき、光の利用効率が高められ
る。
FIG. 7 is an explanatory view of a semi-transmissive mirror using a polarization plane. The TN liquid crystal is displayed on a screen using a polarizing plate, and light incident on a human eye from a liquid crystal panel is polarized light in principle. Therefore, for example, if the polarization planes are shifted by 90 ° between green and blue and between red and green, selective transmission and reflection of the polarization plane become possible. Based on such a principle, a polarization reflection surface 83 having good transmission characteristics is formed on the optical glass 82 so that the polarization plane is horizontal. Red light is transmitted as it is when it is horizontally polarized, while green light is reflected because it is vertically polarized. Also in this method, both the transmittance and the reflectance can be increased by appropriately selecting the polarization reflection surface and the polarization axis of the incident color light, and by using the color combining means utilizing the wavelength selection characteristics.・ Green / Blue 3
Color light of the colors can be synthesized without loss, and the light use efficiency is improved.

【0033】図8は以上のようにして液晶パネルを用い
て作製した投写型画像表示装置の外観図であり、図1、
図4又は図5の光学系を内蔵した投写本体86から出た
光束88はスクリーン87に投映される。
FIG. 8 is an external view of the projection type image display device manufactured using the liquid crystal panel as described above.
The light beam 88 emitted from the projection body 86 having the optical system shown in FIG. 4 or 5 is projected on a screen 87.

【0034】[0034]

【発明の効果】以上のように本発明によれば次のような
効果を奏することができる。
As described above, according to the present invention, the following effects can be obtained.

【0035】(a)透過型液晶パネルを用いているの
で、反射型の場合のような偏光ビームスプリッタが不要
であり、偏光光学系が簡略化され、システムがコンパク
トにまとまる。また、反射型の場合のように非変調光が
投写光に混じることがないので、そのような場合のコン
トラストの劣化がない。
(A) Since a transmission type liquid crystal panel is used, a polarizing beam splitter as in the case of the reflection type is not required, the polarizing optical system is simplified, and the system is compact. Further, since the unmodulated light does not mix with the projection light as in the case of the reflection type, there is no deterioration in contrast in such a case.

【0036】(b)また、3パネル投写方式を採用して
いるので次の利点がある。
(B) Since the three-panel projection system is adopted, the following advantages are provided.

【0037】それぞれの色光ごとに入射側偏光手段に
入射しているので、その光強度は白色光に比べておよそ
1/3になり、入射側偏光手段の温度上昇が抑えられ
る。従って、入射側偏光手段の寿命を長くすることがで
きる。さらに、入射側偏光手段での発熱による温度上昇
の影響を受けて透過型液晶パネルでのコントラストが低
下することを抑えられる。
Since each color light is incident on the incident side polarizing means, its light intensity is about 1/3 of that of white light, and the temperature rise of the incident side polarizing means is suppressed. Therefore, the life of the incident side polarizing means can be extended. Further, it is possible to suppress a decrease in contrast in the transmission type liquid crystal panel due to an influence of a temperature rise due to heat generated by the incident side polarizing means.

【0038】各透過型液晶パネルを色光が透過した後
にそれぞれ出射側偏光手段を設けて色光を偏光するの
で、合成手段のミラー等を反射・透過して偏光が乱され
る前に、また光拡散してしまう前に、それぞれの出射側
偏光手段によって、各画素での色光の強度を決定し、コ
ントラストの良い各色光の画像を形成することができる
ので、3つの色光の画像を合成して得た合成画像のコン
トラストを向上させることができる。
After the color light is transmitted through each transmission type liquid crystal panel, the output side polarizing means is provided to polarize the color light. Before performing the process, the intensity of the color light at each pixel can be determined by the respective output-side polarization means, and an image of each color light with good contrast can be formed. The contrast of the synthesized image can be improved.

【0039】(c)各透過型液晶パネルで生成された画
像を合成手段により合成し投写するので、投写光学手段
からスクリーンまでの距離や、投写サイズの変更に対し
ても、単純に投写光学手段の操作のみで焦点を合わせる
ことができ、操作が簡単化される。
(C) Since the images generated by the respective transmissive liquid crystal panels are combined and projected by the combining means, the projection optical means can be simply changed even if the distance from the projection optical means to the screen or the projection size is changed. Focusing can be performed only by the operation of, and the operation is simplified.

【0040】(d)3つの透過型液晶パネルから投写光
学手段までの光路長が同一となるように構成し、合成さ
れて投写されるので、投写光学手段の位置における各色
光の光束の大きさがほぼ同じとなるから、投写画面にお
ける画面内強度分布が各色光どうしで同一となり、また
光束の大きさが各色光でほぼ同じであるから、3つの液
晶パネルの画素を同位置に合わせ易くなる。よって、色
むらのない色再現性の良い高画質な画像が得られる。
(D) The optical path lengths from the three transmissive liquid crystal panels to the projection optical means are configured to be the same, and are synthesized and projected. Therefore, the magnitude of the luminous flux of each color light at the position of the projection optical means Are substantially the same, the in-screen intensity distribution in the projection screen is the same for each color light, and the size of the luminous flux is almost the same for each color light, so that the pixels of the three liquid crystal panels are easily aligned at the same position . Therefore, a high-quality image without color unevenness and with good color reproducibility can be obtained.

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

【図1】この発明の一実施例に係る投写式表示装置の光
学系の構成図。
FIG. 1 is a configuration diagram of an optical system of a projection display apparatus according to an embodiment of the present invention.

【図2】光路長の説明図。FIG. 2 is an explanatory diagram of an optical path length.

【図3】液晶パネルのTFTに照射される光の強度とコ
ントラストとの関係を示した特性図。
FIG. 3 is a characteristic diagram showing a relationship between the intensity of light applied to a TFT of a liquid crystal panel and contrast.

【図4】それぞれこの発明の他の実施例に係る投写式表
示装置の光学系の構成図。
FIG. 4 is a configuration diagram of an optical system of a projection display apparatus according to another embodiment of the present invention.

【図5】それぞれこの発明の他の実施例に係る投写式表
示装置の光学系の構成図。
FIG. 5 is a configuration diagram of an optical system of a projection display device according to another embodiment of the present invention.

【図6】(イ),(ロ)は上記実施例において用いられ
る干渉膜を用いた半透過ミラーの説明図。
FIGS. 6A and 6B are explanatory diagrams of a semi-transmissive mirror using an interference film used in the embodiment.

【図7】偏光面の違いを利用した半透過ミラーの説明
図。
FIG. 7 is an explanatory diagram of a semi-transmissive mirror utilizing a difference in polarization plane.

【図8】上記実施例の投写式液晶表示装置の斜視図。FIG. 8 is a perspective view of the projection type liquid crystal display device of the embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

33〜35,56〜58,72〜74・・・液晶パネル 30a,30b・・・・・・・・・・・・・半透過プリ
ズム 52,53,75,76・・・・・・・・・半透過ミラ
33-35, 56-58, 72-74 ... liquid crystal panels 30a, 30b ... transflective prisms 52, 53, 75, 76 ...・ Translucent mirror

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 第1の色光を変調する第1の透過型ライ
トバルブ手段と、第2の色光を変調する第2の透過型ラ
イトバルブ手段と、第3の色光を変調する第3の透過型
ライトバルブ手段と、前記第1の透過型ライトバルブ手
段、前記第2の透過型ライトバルブ手段及び前記第3の
透過型ライトバルブ手段によりそれぞれ変調された各色
光を合成する合成手段と、前記色合成手段により合成さ
れた光を投写する投写光学手段とを備え、 前記第1の透過型ライトバルブ手段、前記第2の透過型
ライトバルブ手段及び前記第3の透過型ライトバルブ手
段は、前記色光を入射する入射側偏光手段と、前記入射
側偏光手段を透過した色光を入射する透過型液晶パネル
と、前記透過型液晶パネルを透過した色光の内特定の偏
光方向の色光を透過させる出射側偏光手段とをそれぞれ
有し、 前記第1の透過型ライトバルブ手段、前記第2の透過型
ライトバルブ手段及び前記第3の透過型ライトバルブ手
段のそれぞれの前記出射側偏光手段を透過した色光が前
記合成手段に入射してなり、 前記3つの透過型液晶パネルはマトリックス状に配置さ
れた複数の画素を有し、 前記3つの透過型液晶パネルから前記投写光学手段まで
の光路長を互いに同一となるように構成することを特徴
とする投写式表示装置。
1. A first transmission type light valve means for modulating a first color light, a second transmission type light valve means for modulating a second color light, and a third transmission light for modulating a third color light. A type light valve means; a synthesizing means for synthesizing each color light modulated by the first transmission type light valve means, the second transmission type light valve means, and the third transmission type light valve means, respectively, Projection optical means for projecting the light synthesized by the color synthesis means, wherein the first transmission type light valve means, the second transmission type light valve means, and the third transmission type light valve means comprise: Incident-side polarization means for entering color light, a transmission-type liquid crystal panel for entering color light transmitted through the incidence-side polarization means, and emission for transmitting color light in a specific polarization direction among the color lights transmitted through the transmission-type liquid crystal panel Polarizing means, respectively, and the color light transmitted through the output side polarizing means of each of the first transmission type light valve means, the second transmission type light valve means, and the third transmission type light valve means The three transmissive liquid crystal panels have a plurality of pixels arranged in a matrix, and the optical path lengths from the three transmissive liquid crystal panels to the projection optical means are the same. A projection display device characterized in that the projection display device is configured as follows.
JP9151396A 1997-06-09 1997-06-09 Projection display device Expired - Lifetime JP2790136B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP9151396A JP2790136B2 (en) 1997-06-09 1997-06-09 Projection display device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP9151396A JP2790136B2 (en) 1997-06-09 1997-06-09 Projection display device

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP8084363A Division JP2689975B2 (en) 1996-04-08 1996-04-08 Projection display device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH1068924A true JPH1068924A (en) 1998-03-10
JP2790136B2 JP2790136B2 (en) 1998-08-27

Family

ID=15517679

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP9151396A Expired - Lifetime JP2790136B2 (en) 1997-06-09 1997-06-09 Projection display device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2790136B2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3951489A1 (en) * 2020-08-04 2022-02-09 Continental Automotive GmbH Head-up display unit adapted to high backlight intensity

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3951489A1 (en) * 2020-08-04 2022-02-09 Continental Automotive GmbH Head-up display unit adapted to high backlight intensity

Also Published As

Publication number Publication date
JP2790136B2 (en) 1998-08-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH0723936B2 (en) Projection display device
KR100481400B1 (en) Image display apparatus
US5726719A (en) Projection-type color display device
TW200528907A (en) High performance projection system with two reflective liquid crystal display panels
JP3614001B2 (en) Projection device
JP3890926B2 (en) Projection type liquid crystal display device
JP3791377B2 (en) Liquid crystal display element and display device using the same
JPS603291A (en) Projective liquid crystal display device
KR19990055242A (en) Projection type image display device
JP4707270B2 (en) Image projection device
JP2790136B2 (en) Projection display device
JP2650184B2 (en) Projection display device
JP2650183B2 (en) Projection display device
JP2689975B2 (en) Projection display device
JP2606619B2 (en) Projection display device
JP2828067B2 (en) Projection display device
JP2563892B2 (en) Projection display device
KR20000003888A (en) Project-type image display device
JP2650184C (en)
JP3535072B2 (en) Projector lighting equipment
JP2650183C (en)
JPH02290391A (en) Projecting type display device
JPH0723937B2 (en) Projection display device
JPH05323311A (en) Liquid crystal display device and liquid crystal projection type television using the same
JP2746267B2 (en) Manufacturing method of projection type color display device

Legal Events

Date Code Title Description
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 19980512