JPH11167163A - Projection type picture display device - Google Patents
Projection type picture display deviceInfo
- Publication number
- JPH11167163A JPH11167163A JP9335343A JP33534397A JPH11167163A JP H11167163 A JPH11167163 A JP H11167163A JP 9335343 A JP9335343 A JP 9335343A JP 33534397 A JP33534397 A JP 33534397A JP H11167163 A JPH11167163 A JP H11167163A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- liquid crystal
- color
- color light
- projection lens
- 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.)
- Pending
Links
Landscapes
- Liquid Crystal (AREA)
- Video Image Reproduction Devices For Color Tv Systems (AREA)
- Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)
- Projection Apparatus (AREA)
- Transforming Electric Information Into Light Information (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、ドットマトリクス
型の液晶ライトバルブを使用し、その画像を投射レンズ
を介してスクリーン上に拡大投射する投射型画像表示装
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 projection type image display apparatus which uses a dot matrix type liquid crystal light valve and enlarges and projects the image on a screen via a projection lens.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年、小型テレビ、ラップトップ型OA
機器など液晶パネルを表示デバイスとした機器の商品化
が著しい中で、大画面表示装置として注目されるものに
液晶プロジェクタがある。液晶プロジェクタは、従来の
CRTプロジェクタに対して、小型、軽量化が可能であ
り、かつ地磁気の影響を受けない、またコンバーゼンス
精度が表示全面で均一に確保できる等の長所を持つ。一
方、液晶プロジェクタは映像をスクリーンに拡大投射す
るため画素の粗さが目立ち直視型の液晶表示装置に比較
して高画素数の液晶パネルが必要であり、同時に投射光
学系の小型化から小型の液晶パネルが必要である。2. Description of the Related Art In recent years, small televisions, laptop OA
With the remarkable commercialization of devices using a liquid crystal panel as a display device, such as devices, a liquid crystal projector has attracted attention as a large-screen display device. The liquid crystal projector has advantages over a conventional CRT projector in that it can be reduced in size and weight, is not affected by geomagnetism, and can ensure convergence accuracy uniformly over the entire display. On the other hand, liquid crystal projectors require a liquid crystal panel with a large number of pixels compared to a direct-view type liquid crystal display device, because the roughness of pixels is noticeable because the image is enlarged and projected on the screen. A liquid crystal panel is required.
【0003】図4は従来の投射型表示装置の基本的な構
成を示す概念図である。この投射型画像表示装置は、光
源ランプ1、凹面反射鏡2、インテグレータレンズ3、
フィールドレンズ4、液晶ライトバルブ5、投射レンズ
8、スクリーン(図示せず)が順次直列に配列されてい
る。光源ランプ1からの光は凹面反射鏡2で集光され、
2枚のレンズアレーからなる照明光学系用のインテグレ
ータレンズ3とフィールドレンズ4を介して液晶ライト
バルブ5を照明する。前記液晶ライトバルブ5は、映像
信号に応じて画素の透過率を制御し、その画像は投射レ
ンズ8を介してスクリーンに拡大投射される。FIG. 4 is a conceptual diagram showing a basic configuration of a conventional projection display device. This projection type image display device includes a light source lamp 1, a concave reflecting mirror 2, an integrator lens 3,
A field lens 4, a liquid crystal light valve 5, a projection lens 8, and a screen (not shown) are sequentially arranged in series. The light from the light source lamp 1 is collected by the concave reflecting mirror 2,
A liquid crystal light valve 5 is illuminated via an illumination optical system integrator lens 3 composed of two lens arrays and a field lens 4. The liquid crystal light valve 5 controls the transmittance of the pixel according to a video signal, and the image is enlarged and projected on a screen via a projection lens 8.
【0004】液晶パネルを液晶ライトバルブとする投射
型画像表示装置で現在主流となっているのはドットマト
リクス型で、TFTを用いたアクティブマトリクス方式
のものが多く用いられている。TFTアクティブマトリ
クス方式の液晶パネルでは、各画素の表示電極以外の液
晶層では、透過率の制御が出来ない。また、TFTのチ
ャネル部に光が当たると光励起電流によりTFTがオフ
時の漏れ電流が大きくなりオフ時の電圧保持率が不十分
となる。特に、ノーマリーホワイトモードの液晶パネル
では、表示電極以外の部分は光透過状態となるので十分
に遮光を行わないとコントラストを低下させることにな
る。従って、十分なコントラストを得るためにはTFT
の対極基板上にブラックマトリクスを形成し、TFTへ
の光の回り込みや表示電極以外からの光漏れの遮光を行
っている。[0004] Among the projection type image display devices using a liquid crystal panel as a liquid crystal light valve, the mainstream at present is a dot matrix type, and an active matrix type using a TFT is often used. In a TFT active matrix type liquid crystal panel, transmittance cannot be controlled in a liquid crystal layer other than a display electrode of each pixel. Further, when light is applied to the channel portion of the TFT, a leakage current when the TFT is off increases due to a photoexcitation current, and the voltage holding ratio when the TFT is off becomes insufficient. In particular, in a normally white mode liquid crystal panel, portions other than the display electrodes are in a light transmitting state, so that the contrast is reduced unless the light is sufficiently shielded. Therefore, in order to obtain sufficient contrast, the TFT
A black matrix is formed on the counter electrode substrate to shield light from sneaking into the TFT and light leakage from other than the display electrode.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うにドットマトリクス型の液晶パネルを液晶ライトバル
ブとする投射型画像表示装置では、液晶パネルの画素で
構成される画像を投射レンズでスクリーンに拡大投射す
るために、画素数が少なく、ブラックマトリクスの幅が
比較的広い場合、あるいは拡大倍率が大きい程、画素構
造そのものがモザイクのようにはっきり見え、画像を見
たときの印象が悪くなる。However, in such a projection type image display apparatus using a dot matrix type liquid crystal panel as a liquid crystal light valve, an image composed of pixels of the liquid crystal panel is enlarged and projected on a screen by a projection lens. Therefore, when the number of pixels is small and the width of the black matrix is relatively wide, or as the magnification is increased, the pixel structure itself looks like a mosaic, and the impression when an image is viewed deteriorates.
【0006】さらに、装置自体の小型軽量化のために液
晶パネルは小型化への方向にあり、光の透過する開口部
とブラックマトリクスとの比率を示す開口率は少なくな
る。そのため、画素構造そのものがモザイクのようには
っきり見え、画像を見たときの印象が悪くなる。Further, the size of the liquid crystal panel has been reduced in order to reduce the size and weight of the device itself, and the aperture ratio indicating the ratio of the aperture through which light is transmitted to the black matrix decreases. Therefore, the pixel structure itself looks clearly like a mosaic, and the impression when the image is viewed deteriorates.
【0007】画素構造を目立たなくする簡単な方法とし
ては、投射レンズのフォーカスをブラックマトリクスが
目立たなくなるようにデフォーカスして投射することが
考えられるが、投射画像自体もぼけた印象となる。さら
に、通常、投射レンズは、光学軸の軸上と軸外に対して
MTFのデフォーカス特性が異なるために画面全体で一
様にブラックマトリクスを目立たなくすることは困難で
ある。例えば周辺はブラックマトリクスが見えにくくな
っていても軸上付近ははっきりと見えている場合もあ
る。あるいは、軸上付近のブラックマトリクスは見えに
くくなっているが軸外では画像自体がぼけすぎて視認で
きない場合がある。As a simple method of making the pixel structure inconspicuous, it is conceivable to project the image by defocusing the projection lens so that the black matrix becomes inconspicuous, but the projected image itself becomes blurred. Furthermore, in a projection lens, since the defocus characteristics of the MTF are different between on-axis and off-axis of the optical axis, it is difficult to make the black matrix uniformly inconspicuous over the entire screen. For example, there may be a case where the black matrix is hardly seen in the periphery but the vicinity on the axis is clearly seen. Alternatively, the black matrix near the on-axis is difficult to see, but off-axis, the image itself may be too blurry to see.
【0008】また、回折格子を投射レンズと液晶パネル
との間に設け、回折光によりブラックマトリクスをぼか
す方法もあるが、MTF特性を落とすことになり、結
果、画像の鮮鋭度を落としてしまい、ぼけた画像になり
印象が悪くなる。There is also a method in which a diffraction grating is provided between the projection lens and the liquid crystal panel, and the black matrix is blurred by diffracted light. However, the MTF characteristic is reduced, and as a result, the sharpness of the image is reduced. The image becomes blurred and the impression worsens.
【0009】その他、特開平4−113308及び特開
平5−289044に、旋光制御液晶パネルと複屈折光
学素子を用いて画素を疑似的に増やし、ブラックマトリ
クス上に疑似画素を重ねて投射することで、ブラックマ
トリクスが見えにくくなり、かつ高解像の投射画像を得
る方法も紹介されている。前記紹介された方法は、図5
に示すように図4の構成に加えて、液晶ライトバルブ5
と投射レンズ8の間に旋光制御液晶パネル6、複屈折性
光学素子7が一連の順番に並ぶ構成になっており、か
つ、各素子が2枚以上の場合は前記の構成を繰り返すと
明記されていることから、単板でカラー表示する投射型
画像表示装置では有用であるけれども、特に赤、青、緑
の3枚の液晶パネルを使用し、光学的に色分解、色合成
する構成で、単板カラー表示の3倍の画素密度を有する
投射型画像表示装置において、色合成手段にダイクロイ
ックプリズムを用いた場合には、偏光光の選択透過性、
選択反射性の物理的な問題が発生し、また、ダイクロイ
ックミラーを用いた場合には、互いに直角に交わる偏光
面をもつ常光線と異常光線とで波長依存性の物理的な問
題が発生する。従って、各色に前記一連の順番に並べる
構成での使用は困難である。In addition, JP-A-4-113308 and JP-A-5-289044 disclose a method of artificially increasing the number of pixels by using an optical rotation control liquid crystal panel and a birefringent optical element, and projecting pseudo pixels on a black matrix. In addition, a method of making a black matrix less visible and obtaining a high-resolution projected image is also introduced. The introduced method is shown in FIG.
As shown in FIG. 4, in addition to the configuration of FIG.
The optical rotation control liquid crystal panel 6 and the birefringent optical element 7 are arranged in a series in a sequence between the liquid crystal panel and the projection lens 8, and when two or more elements are provided, it is specified that the above configuration is repeated. Therefore, although it is useful in a projection type image display device that performs color display on a single plate, in particular, a configuration in which three liquid crystal panels of red, blue, and green are used, and color separation and color synthesis are performed optically, When a dichroic prism is used as a color synthesizing unit in a projection type image display device having a pixel density three times that of a single-panel color display, selective transmission of polarized light,
If a dichroic mirror is used, a physical problem of selective reflection occurs, and a wavelength-dependent physical problem occurs between an ordinary ray and an extraordinary ray having polarization planes perpendicular to each other. Therefore, it is difficult to use the arrangement in which the colors are arranged in the above-described sequence.
【0010】[0010]
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、第1の手段として本発明の投射型画像表示装置は、
白色の光を一方向に射出する光源部と、前記光源部から
の光を赤、青、緑の3つの色光に分離する色光分離手段
と、この色光分離手段からの光束に含まれる偏光光を変
調して入力信号に応じて画像表示を行う液晶ライトバル
ブを備えた変調手段と、前記変調手段によって変調され
た後の変調光束を合成する色光合成手段と、変調された
偏光光束をスクリーン上に拡大投写する投射レンズとを
備え、かつ前記色光合成手段と投射レンズとの間の色光
合成手段側には映像信号の1/2フィールド周期で非旋
光、90度旋光を制御する旋光制御液晶パネルと、投射
レンズ側には無偏光の入射光線を互いに直角に交わる偏
光面をもつ常光線と異常光線に分岐させる複屈折性光学
素子とを備えている。According to a first aspect of the present invention, a projection type image display apparatus is provided.
A light source unit that emits white light in one direction; a color light separation unit that separates the light from the light source unit into three color lights of red, blue, and green; and a polarized light included in a light beam from the color light separation unit. A modulating means having a liquid crystal light valve for modulating and displaying an image according to an input signal; a color light synthesizing means for synthesizing a modulated light flux modulated by the modulating means; and a modulated polarized light flux on a screen. An optical rotation control liquid crystal panel comprising a projection lens for enlarging and projecting, and a non-rotational optical rotation and a 90-degree rotation in a half field cycle of a video signal on the side of the color light combining means between the color light combining means and the projection lens; On the side of the projection lens, a birefringent optical element for splitting an unpolarized incident light beam into an ordinary light beam having a polarization plane crossing at right angles to an extraordinary light beam is provided.
【0011】また、前記第1の手段において、色光合成
手段にダイクロイックプリズムを使用し、かつ前記ダイ
クロイックプリズムから旋光制御液晶パネルに向かう色
光の偏光方向が赤、青、緑とも同じ方向になるように規
制して配置されることもある。In the first means, a dichroic prism is used for the color light synthesizing means, and the polarization direction of the color light traveling from the dichroic prism to the optical rotation control liquid crystal panel is the same in red, blue and green. They may be regulated and placed.
【0012】第2の手段として本発明の投射型画像表示
装置は、白色の光を一方向に射出する光源部と、前記光
源部からの光を赤、青、緑の3つの色光に分離する色光
分離手段と、この色光分離手段からの光束に含まれる偏
光光を変調して入力信号に応じて画像表示を行う液晶ラ
イトバルブを備えた変調手段と、前記変調手段によって
変調された後の変調光束を合成する色光合成手段と、変
調された光束をスクリーン上に拡大投写する投射レンズ
とを備え、かつ前記色光合成手段と投射レンズとの間の
色光合成手段側には映像信号のフィールド周期で非旋
光、90度旋光を制御する旋光制御液晶パネルと、投射
レンズ側には無偏光の入射光線を互いに直角に交わる偏
光面をもつ常光線と異常光線に分岐させる複屈折性光学
素子とを備えている。As a second means, a projection type image display apparatus according to the present invention separates light from the light source into three color lights of red, blue and green, and emits white light in one direction. A color light separating unit; a modulating unit including a liquid crystal light valve for modulating polarized light included in a light beam from the color light separating unit to display an image according to an input signal; and a modulation after being modulated by the modulating unit. A color light synthesizing means for synthesizing the light flux; and a projection lens for enlarging and projecting the modulated light flux on a screen, and the color light synthesizing means between the color light synthesizing means and the projection lens has a field cycle of a video signal. A rotation control liquid crystal panel that controls non-rotation and 90-degree rotation, and a birefringent optical element on the projection lens side that splits unpolarized incident light into ordinary and extraordinary rays having polarization planes that cross each other at right angles. ing
【0013】また、前記第2の手段において、色光合成
手段にダイクロイックプリズムを使用し、かつ前記ダイ
クロイックプリズムから旋光制御液晶パネルに向かう色
光の偏光方向が赤、青、緑とも同じ方向になるように規
制して配置されることもある。In the second means, a dichroic prism is used for the color light synthesizing means, and the polarization directions of the color light traveling from the dichroic prism to the optical rotation control liquid crystal panel are the same in red, blue and green. They may be regulated and placed.
【0014】[0014]
【発明の実施の形態】次に本発明による第1の投射型画
像表示装置は、白色の光を一方向に射出する光源部と、
前記光源部からの光を赤、青、緑の3つの色光に分離す
る色光分離手段と、この色光分離手段からの光束に含ま
れる偏光光を変調して入力信号に応じて画像表示を行う
液晶ライトバルブを備えた変調手段と、前記変調手段に
よって変調された後の変調光束を合成する色光合成手段
と、変調された偏光光束をスクリーン上に拡大投写する
投射レンズとを備え、かつ前記色光合成手段と投射レン
ズとの間の色光合成手段側には映像信号の1/2フィー
ルド周期で非旋光、90度旋光を制御する旋光制御液晶
パネルと、投射レンズ側には無偏光の入射光線を互いに
直角に交わる偏光面をもつ常光線と異常光線に分岐させ
る複屈折性光学素子とを備えていることにより、前記旋
光制御液晶パネルでそのまま透過する非旋光光と偏光方
向が90度旋光した旋光光は、前記複屈折光学素子によ
り非旋光光は常光線として、また旋光光は異常光線とし
て、投射レンズを介してスクリーンに投射されるが、異
常光線は常光線より垂直方向か、水平方向か、または斜
め方向かにずれた位置に投射される。つまり、常光線の
投射位置から規制した方向にずれた位置に異常光線は投
射され、常光線により投射された画像のブラックマトリ
クス上に異常光線が重なるため、ブラックマトリクスが
目立たなくなり、スクリーンに投射される画像の印象が
格段に良くなる。但し、垂直方向か、水平方向か、また
は斜め方向かは複屈折光学素子の光学軸の方向と前記複
屈折光学素子に入射させる光の偏光方向の角度により規
制する。また、液晶ライトバルブ5からの出射光は直線
偏光光であることはいうまでもない。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Next, a first projection type image display device according to the present invention comprises: a light source unit for emitting white light in one direction;
Color light separating means for separating light from the light source into three color lights of red, blue and green, and a liquid crystal for modulating polarized light contained in a light beam from the color light separating means to display an image according to an input signal A modulating means having a light valve, a color light synthesizing means for synthesizing a modulated light flux modulated by the modulating means, and a projection lens for enlarging and projecting the modulated polarized light beam on a screen; and An optical rotation control liquid crystal panel that controls non-rotation and 90-degree rotation with a half field period of a video signal on the side of the color light combining means between the means and the projection lens, and an unpolarized incident light beam on the projection lens side. By providing a birefringent optical element that splits an ordinary ray having a plane of polarization that intersects at right angles and an extraordinary ray, the non-rotated light transmitted through the optical rotation control liquid crystal panel and the polarization direction are rotated by 90 degrees. The rotatory light is projected by the birefringent optical element as a non-rotating light as an ordinary ray, and the rotatory light is projected as an extraordinary ray on a screen through a projection lens. Or, it is projected at a position shifted in an oblique direction. In other words, the extraordinary ray is projected at a position shifted in the direction regulated from the projection position of the ordinary ray, and the extraordinary ray overlaps the black matrix of the image projected by the ordinary ray, so that the black matrix becomes inconspicuous and is projected on the screen. The impression of the image is much better. However, whether the direction is vertical, horizontal, or oblique is regulated by the angle between the direction of the optical axis of the birefringent optical element and the polarization direction of light incident on the birefringent optical element. Needless to say, the light emitted from the liquid crystal light valve 5 is linearly polarized light.
【0015】また、本発明による第2の投射型画像表示
装置は、白色の光を一方向に射出する光源部と、前記光
源部からの光を赤、青、緑の3つの色光に分離する色光
分離手段と、この色光分離手段からの光束に含まれる偏
光光を変調して入力信号に応じて画像表示を行う液晶ラ
イトバルブを備えた変調手段と、前記変調手段によって
変調された後の変調光束を合成する色光合成手段と、変
調された光束をスクリーン上に拡大投写する投射レンズ
とを備え、かつ前記色光合成手段と投射レンズとの間の
色光合成手段側には映像信号のフィールド周期で非旋
光、90度旋光を制御する旋光制御液晶パネルと、投射
レンズ側には無偏光の入射光線を互いに直角に交わる偏
光面をもつ常光線と異常光線に分岐させる複屈折性光学
素子とを備えていることにより、前記旋光制御液晶パネ
ルでそのまま透過する非旋光光と偏光方向が90度旋光
した旋光光は、前記複屈折光学素子により非旋光光は常
光線として、また旋光光は異常光線として、投射レンズ
を介してスクリーンに投射されるが、異常光線は常光線
より垂直方向か、水平方向か、または斜め方向かにずれ
た位置に投射される。つまり、常光線の投射位置から規
制した方向にずれた位置に異常光線は投射され、常光線
により投射された画像のブラックマトリクス上に異常光
線が重なるため、ブラックマトリクスが目立たなくな
り、スクリーンに投射される画像の印象が格段に良くな
る。但し、垂直方向か、水平方向か、または斜め方向か
は複屈折光学素子の光学軸の方向と前記複屈折光学素子
に入射させる光の偏光方向の角度により規制する。ま
た、液晶ライトバルブ5からの出射光は直線偏光光であ
ることはいうまでもない。In a second projection type image display apparatus according to the present invention, a light source for emitting white light in one direction and light from the light source are separated into three color lights of red, blue and green. A color light separating unit; a modulating unit including a liquid crystal light valve for modulating polarized light included in a light beam from the color light separating unit to display an image according to an input signal; and a modulation after being modulated by the modulating unit. A color light synthesizing means for synthesizing the light flux; and a projection lens for enlarging and projecting the modulated light flux on a screen, and the color light synthesizing means between the color light synthesizing means and the projection lens has a field cycle of a video signal. A rotation control liquid crystal panel that controls non-rotation and 90-degree rotation, and a birefringent optical element on the projection lens side that splits unpolarized incident light into ordinary and extraordinary rays having polarization planes that cross each other at right angles. ing Thus, the non-rotational light transmitted through the optical rotation control liquid crystal panel as it is and the rotation light whose polarization direction is rotated by 90 degrees are projected by the birefringent optical element as the non-rotational light as an ordinary ray and the optical rotation light as an extraordinary ray. The extraordinary ray is projected onto the screen via the lens, and is projected at a position shifted from the ordinary ray in the vertical, horizontal, or oblique direction. In other words, the extraordinary ray is projected at a position shifted in the direction regulated from the projection position of the ordinary ray, and the extraordinary ray overlaps the black matrix of the image projected by the ordinary ray, so that the black matrix becomes inconspicuous and is projected on the screen. The impression of the image is much better. However, whether the direction is vertical, horizontal, or oblique is regulated by the angle between the direction of the optical axis of the birefringent optical element and the polarization direction of light incident on the birefringent optical element. Needless to say, the light emitted from the liquid crystal light valve 5 is linearly polarized light.
【0016】以下、実施の形態について図を用いて説明
を進めるが、光源から変調手段に到るまでの構成につい
ては、なんら限定するものではないので、実施の形態
1、実施の形態2とも従来例と同様の構成から成っても
良いし、また異なる構成から成っても良い。Hereinafter, the embodiment will be described with reference to the drawings. However, since the structure from the light source to the modulation means is not limited at all, both the first and second embodiments are conventional. It may have the same configuration as the example, or may have a different configuration.
【0017】(実施の形態1)図1は実施の形態1の概
略構成図であり、従来例で示した図4上の光源ランプ1
から液晶ライトバルブ5までの光路は従来例と同様であ
るが、照明用光学系として2枚のレンズアレーからなる
インテグレータレンズ3のレンズアレー間に全反射ミラ
ー9と、インテグレータ3と液晶ライトバルブ5との間
に色分解手段としてダイクロイックミラー10と、液晶
ライトバルブ5と投射レンズ8との間に色合成手段とし
てダイクロイックプリズム11と、インテグレータレン
ズ3からフィールドレンズ4までの光路長が1つだけ異
なる光路にリレーレンズ12と、各液晶ライトバルブ5
に各色に分解された光が導かれるように全反射ミラー9
が必要に応じ、備えられている。(Embodiment 1) FIG. 1 is a schematic structural view of Embodiment 1 and shows a light source lamp 1 shown in FIG.
The optical path from to the liquid crystal light valve 5 is the same as that of the conventional example, except that a total reflection mirror 9, the integrator 3 and the liquid crystal light valve 5 are provided between the lens arrays of an integrator lens 3 composed of two lens arrays as an illumination optical system. A dichroic mirror 10 as a color separating means, a dichroic prism 11 as a color synthesizing means between the liquid crystal light valve 5 and the projection lens 8, and an optical path length from the integrator lens 3 to the field lens 4 which differs by one. In the optical path, a relay lens 12 and each liquid crystal light valve 5
Total reflection mirror 9 so that the light separated into each color is guided to
Are provided as needed.
【0018】また、変調手段の液晶ライトバルブ5と投
射レンズ8との間にあって、色光合成手段側には映像信
号の1/2フィールド周期で非旋光、90度旋光を制御
する旋光制御液晶パネル6と、投射レンズ8側には無偏
光の入射光線を互いに直角に交わる偏光面をもつ常光線
と異常光線に分岐させる複屈折性光学素子7とを備えて
いる。An optical rotation control liquid crystal panel 6 which is located between the liquid crystal light valve 5 of the modulation means and the projection lens 8 and controls the non-rotation and the 90-degree rotation with a half field period of the video signal is provided on the color light combining means side. And a birefringent optical element 7 for splitting an unpolarized incident light beam into an ordinary light beam and an extraordinary light beam having polarization planes orthogonal to each other on the projection lens 8 side.
【0019】前記の構成の理由として、ダイクロイック
プリズム11の有する光学特性において、反射されて合
成される赤、青の光の偏光方向が1方向だけに限定され
てしまうため、色合成手段に用いたダイクロイックプリ
ズム11と液晶ライトバルブ5との間に各色ごとに旋光
制御液晶パネル6と複屈折性光学素子7を一連の順番で
備える構成は使用できない。つまり、分岐することで得
られた異常光を使用してブラックマトリクス13上に投
射画像を重ねる構成がとれないことが上げられる。ま
た、ダイクロイックミラーを用いた場合にも、波長依存
性の問題が発生し、色の純度の異なった異常光をブラッ
クマトリクス上に重ねることになり、スクリーン上で色
ムラになる。The reason for the above-mentioned configuration is that the optical characteristics of the dichroic prism 11 limit the polarization directions of the red and blue lights reflected and combined to only one direction. A configuration in which the optical rotation control liquid crystal panel 6 and the birefringent optical element 7 are provided in a series order between the dichroic prism 11 and the liquid crystal light valve 5 for each color cannot be used. In other words, a configuration in which a projection image is superimposed on the black matrix 13 using the extraordinary light obtained by branching cannot be taken. Also, when a dichroic mirror is used, a problem of wavelength dependence occurs, and extraordinary lights having different color purities are superimposed on a black matrix, resulting in color unevenness on a screen.
【0020】さらに、透過光として色合成される緑光だ
けは両方の偏光方向を使用できるが、緑光の異常光線だ
けがスクリーン上に投射合成されたブラックマトリクス
上に重なり、結果としてブラックマトリクスが緑色に色
づいて見え、投射画像の印象が悪くなる。Furthermore, although only green light which is color-combined as transmitted light can use both polarization directions, only extraordinary rays of green light are superimposed on the black matrix projected and synthesized on the screen, and as a result, the black matrix becomes green. The image looks colored, and the impression of the projected image deteriorates.
【0021】従って、赤、青、緑の3枚の液晶ライトバ
ルブ5を使用し、色分解色合成手段を備えた構成による
実施の形態1では色合成手段から旋光制御液晶パネル6
に向かう直線偏光光は同じ方向に限定された構成とな
る。Therefore, in the first embodiment which uses three liquid crystal light valves 5 of red, blue and green and has a color separation color synthesizing means, the color synthesizing means changes the rotation control liquid crystal panel 6
Has a configuration limited to the same direction.
【0022】図中、基本的には従来例で示した図4と同
様の光路をとり、光源ランプ1からの光は凹面反射鏡2
で集光され、2枚のレンズアレーからなる照明光学系用
のインテグレータレンズ3とフィールドレンズ4を介し
て液晶ライトバルブ5を照明する。In the figure, the light path basically takes the same optical path as that of the conventional example shown in FIG.
And illuminates the liquid crystal light valve 5 via an integrator lens 3 and a field lens 4 for an illumination optical system composed of two lens arrays.
【0023】液晶ライトバルブ5により変調され射出し
た直線偏光光は、前記旋光制御液晶パネル6により映像
信号の1/2のフィールド周期で、非旋光でそのままの
偏光方向で透過する偏光光と90度旋光された偏光光と
に変換され、複屈折性光学素子7に入射する。入射した
光線は、複屈折性光学素子7の有する互いに直角に交わ
る偏光面をもつ常光線と異常光線に分岐させる機能によ
り、非旋光光は常光線として、また旋光光は異常光線と
して、異なった光路に分岐されてスクリーンに投射され
る。The linearly polarized light that has been modulated and emitted by the liquid crystal light valve 5 is non-rotated and transmitted by the polarization control liquid crystal panel 6 in the same polarization direction as the non-rotated light at a field period of 1/2 of the video signal and 90 degrees. The light is converted into an optically polarized light and enters the birefringent optical element 7. The incident light beam is split into an ordinary ray and an extraordinary ray having a polarization plane that intersects at right angles with each other, and the birefringent optical element 7 is different from the ordinary ray for the non-rotational light and the extraordinary ray for the optical rotation light. The light is branched into an optical path and projected on a screen.
【0024】さらに、複屈折性光学素子7は例えばカル
サイトのような複屈折性結晶からなり、無偏光の入射光
線を互いに交わる偏光面を持つ2つの光線に分岐させる
性質を有する。この分岐された2つの光線は、通常互い
に異なる方向に伝搬し、かつ異なる伝搬速度を持ってい
る。複屈折性結晶が一軸結晶か2軸結晶かに従って、光
線が同じ伝搬速度を持続し、かつ同一線上を伝搬する結
晶面に沿った1つまたは2つの光軸が存在する。Further, the birefringent optical element 7 is made of a birefringent crystal such as calcite, for example, and has the property of splitting an unpolarized incident light beam into two light beams having polarization planes crossing each other. The two split light beams normally propagate in mutually different directions and have different propagation speeds. Depending on whether the birefringent crystal is uniaxial or biaxial, there will be one or two optical axes along the crystal plane where the light beam continues the same propagation velocity and propagates on the same line.
【0025】もし、本実施例のように複屈折性結晶の両
表面が平行で、光線の入射方向と光軸の方向とが一致し
ないと、結晶から射出される光線は偏光面が互いに直交
する2つの偏光光に分岐する。If both surfaces of the birefringent crystal are parallel as in this embodiment and the incident direction of the light beam does not coincide with the direction of the optical axis, the light beams emitted from the crystal have their polarization planes orthogonal to each other. It splits into two polarized lights.
【0026】つまり、常光線は、従来投射された偏光光
と同様にスクリーン(図示せず)上に投射されるが、異
常光線の画素開口部は、常光線のブラックマトリクス上
に重なるように垂直方向か、水平方向か、または斜め方
向かにずれた位置に投射される。但し、その方向は複屈
折性光学素子の光学軸の方向により規制し、かつずらす
量については前記複屈折性光学素子の厚みで規制する。That is, the ordinary ray is projected on a screen (not shown) similarly to the conventionally projected polarized light, but the pixel opening of the extraordinary ray is vertically overlapped on the black matrix of the ordinary ray. It is projected at a position shifted in the horizontal, horizontal, or oblique direction. However, the direction is regulated by the direction of the optical axis of the birefringent optical element, and the amount of displacement is regulated by the thickness of the birefringent optical element.
【0027】その結果、図2の(a)に示す常光線の投
射画像であるブラックマトリクス13が、異常光線と重
なった時には(b)に示すような投射画像のイメージ図
になり、かつ(c)に示すようなスクリーン輝度のイメ
ージ図になる。本実施の形態1では、図2の(b)、
(c)に示すように垂直方向にずれるように規制した。As a result, when the black matrix 13, which is an ordinary ray projected image shown in FIG. 2A, overlaps with an extraordinary ray, an image of the projected image shown in FIG. 2B is obtained, and FIG. The image of the screen brightness is as shown in FIG. In the first embodiment, (b) of FIG.
As shown in (c), it was regulated so as to shift in the vertical direction.
【0028】つまり、はっきりとモザイク状に見えてい
るブラックマトリクス13上に、異常光線の画素開口部
が重なって投射されるために、垂直方向のブラックマト
リクス13が目立たなくなり、画質の印象が格段に良好
となる。また、異常光線の投射画像のブラックマトリク
スが隣接する常光線の画素開口部と重なることになる
が、基本に光がない部分であるから、問題は起こらな
い。 (実施の形態2)実施の形態2は実施の形態1の概略構
成と同様の構成であるが、旋光制御液晶パネル6はフィ
ールド周期で非旋光、90度旋光を行っており、かつ液
晶ライトバルブ5と同期して駆動されている。但し、本
実施の形態2については旋光制御液晶パネル6と、複屈
折性光学素子7の光軸は垂直方向にずれるように規制
し、かつずらす量については複屈折性光学素子7の厚み
で規制した。That is, since the pixel openings of the extraordinary rays are projected on the black matrix 13 which looks clearly mosaic, the black matrix 13 in the vertical direction becomes inconspicuous, and the impression of image quality is markedly improved. It will be good. In addition, although the black matrix of the projection image of the extraordinary ray overlaps with the pixel opening of the adjacent ordinary ray, no problem occurs because it is basically a portion without light. (Embodiment 2) Embodiment 2 has the same configuration as the schematic configuration of Embodiment 1, but the optical rotation control liquid crystal panel 6 performs non-rotation and 90-degree rotation in the field period, and the liquid crystal light valve. 5 and is driven in synchronization with it. However, in the second embodiment, the optical axes of the optical rotation control liquid crystal panel 6 and the birefringent optical element 7 are regulated so as to be shifted in the vertical direction, and the amount of shift is regulated by the thickness of the birefringent optical element 7. did.
【0029】その結果、図3に示すように常光線に奇数
フィールドの映像信号を、異常光線に偶数フィールドの
映像信号を制御することで、ブラックマトリクスが目立
たなくなるだけでなく、画素密度が2倍の高精細な画像
を得ることが可能となる。As a result, as shown in FIG. 3, by controlling the video signal of the odd field for the ordinary ray and the video signal of the even field for the extraordinary ray, not only the black matrix becomes inconspicuous, but also the pixel density is doubled. It is possible to obtain a high-definition image.
【0030】従って、本実施の形態2では、スクリーン
上に実施の形態1の2倍の画素密度を有する投射画像が
得ることができ、画質の印象が格段に良好となる。但
し、本実施の形態2については旋光制御液晶パネル6
と、複屈折性光学素子7の光軸は垂直方向にずれるよう
に規制した。また、原理上、異常光線のブラックマトリ
クスが隣接する常光線の画素開口部と重なることがある
が、基本的に光がない部分であるから、問題は起こらな
い。Therefore, in the second embodiment, a projected image having twice the pixel density as in the first embodiment can be obtained on the screen, and the impression of the image quality is significantly improved. However, in the second embodiment, the optical rotation control liquid crystal panel 6
The optical axis of the birefringent optical element 7 is regulated so as to be shifted in the vertical direction. Further, in principle, the black matrix of the extraordinary ray sometimes overlaps with the pixel opening of the adjacent ordinary ray. However, since there is basically no light, no problem occurs.
【0031】[0031]
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、はっき
りとモザイク状に見えているブラックマトリクスがほと
んど見えなくなり、画質の印象が格段に良好となる投射
型画像表示装置を提供することができる。さらに画素数
の少ない安価な液晶パネルを使用して、ブラックマトリ
クスが見えにくく、かつ画素密度が2倍の高精細な画像
を得ることのできる投射型画像表示装置を提供すること
もできる。As described above, according to the present invention, it is possible to provide a projection type image display apparatus in which a black matrix which clearly looks like a mosaic is almost invisible and the image quality is significantly improved. it can. Further, it is possible to provide a projection-type image display device that uses a low-cost liquid crystal panel with a small number of pixels, makes it difficult to see the black matrix, and can obtain a high-definition image with twice the pixel density.
【図1】実施の形態1の構成図FIG. 1 is a configuration diagram of a first embodiment.
【図2】実施の形態1のブラックマトリクスのスクリー
ンイメージ図FIG. 2 is a screen image diagram of a black matrix according to the first embodiment.
【図3】実施の形態1のスクリーンイメージ図FIG. 3 is a screen image diagram of the first embodiment.
【図4】従来の投射型表示装置の基本的な構成を示す概
念図FIG. 4 is a conceptual diagram showing a basic configuration of a conventional projection display device.
【図5】既に提案されている投射型表示装置の基本的な
構成を示す概念図FIG. 5 is a conceptual diagram showing a basic configuration of a projection type display device already proposed.
1 光源ランプ 2 凹面反射鏡 3 インテグラータレンズ 4 フィールドレンズ 5 液晶ライトバルブ 6 旋光制御液晶パネル 7 複屈折性光学素子 8 投射レンズ 9 全反射ミラー 10 ダイクロイックミラー 11 ダイクロイックプリズム 12 リレーレンズ 13 ブラックマトリクス DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Light source lamp 2 Concave reflector 3 Integrator lens 4 Field lens 5 Liquid crystal light valve 6 Optical rotation control liquid crystal panel 7 Birefringent optical element 8 Projection lens 9 Total reflection mirror 10 Dichroic mirror 11 Dichroic prism 12 Relay lens 13 Black matrix
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI H04N 5/74 H04N 5/74 K 9/31 9/31 C ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code FI H04N 5/74 H04N 5/74 K 9/31 9/31 C
Claims (4)
前記光源部からの光を赤、青、緑の3つの色光に分離す
る色光分離手段と、この色光分離手段からの光束に含ま
れる偏光光を変調して入力信号に応じて画像表示を行う
液晶ライトバルブを備えた変調手段と、前記変調手段に
よって変調された後の変調光束を合成する色光合成手段
と、変調された偏光光束をスクリーン上に拡大投写する
投射レンズとを備え、かつ前記色光合成手段と投射レン
ズとの間の色光合成手段側には映像信号の1/2フィー
ルド周期で非旋光、90度旋光を制御する旋光制御液晶
パネルと、投射レンズ側には無偏光の入射光線を互いに
直角に交わる偏光面をもつ常光線と異常光線に分岐させ
る複屈折性光学素子とを備えていることを特徴とする投
写型画像表示装置。A light source unit that emits white light in one direction;
Color light separating means for separating light from the light source into three color lights of red, blue and green, and a liquid crystal for modulating polarized light contained in a light beam from the color light separating means to display an image according to an input signal A modulating means having a light valve, a color light synthesizing means for synthesizing a modulated light flux modulated by the modulating means, and a projection lens for enlarging and projecting the modulated polarized light beam on a screen; and An optical rotation control liquid crystal panel that controls non-rotation and 90-degree rotation with a half field period of a video signal on the side of the color light combining means between the means and the projection lens, and an unpolarized incident light beam on the projection lens side. A projection-type image display device comprising: a birefringent optical element that splits an ordinary ray having a polarization plane intersecting at right angles and an extraordinary ray.
を使用し、かつ前記ダイクロイックプリズムから旋光制
御液晶パネルに向かう色光の偏光方向が赤、青、緑とも
同じ方向になるように規制して配置された請求項1記載
の投写型画像表示装置。2. A method according to claim 1, wherein a dichroic prism is used for the color light synthesizing means, and the polarization direction of the color light from the dichroic prism to the optical rotation control liquid crystal panel is regulated so as to be the same in red, blue and green. Item 2. The projection type image display device according to Item 1.
前記光源部からの光を赤、青、緑の3つの色光に分離す
る色光分離手段と、この色光分離手段からの光束に含ま
れる偏光光を変調して入力信号に応じて画像表示を行う
液晶ライトバルブを備えた変調手段と、前記変調手段に
よって変調された後の変調光束を合成する色光合成手段
と、変調された光束をスクリーン上に拡大投写する投射
レンズとを備え、かつ前記色光合成手段と投射レンズと
の間の色光合成手段側には映像信号のフィールド周期で
非旋光、90度旋光を制御する旋光制御液晶パネルと、
投射レンズ側には無偏光の入射光線を互いに直角に交わ
る偏光面をもつ常光線と異常光線に分岐させる複屈折性
光学素子とを備えていることを特徴とする投写型画像表
示装置。3. A light source unit for emitting white light in one direction;
Color light separating means for separating light from the light source into three color lights of red, blue and green, and a liquid crystal for modulating polarized light contained in a light beam from the color light separating means to display an image according to an input signal A modulating means having a light valve, a color light synthesizing means for synthesizing a modulated light beam modulated by the modulating means, a projection lens for enlarging and projecting the modulated light beam onto a screen, and the color light synthesizing means A rotation control liquid crystal panel for controlling non-rotation and 90-degree rotation in the field cycle of the video signal on the color light combining means side between the projector and the projection lens;
A projection-type image display device, comprising: a birefringent optical element for splitting an unpolarized incident light into an ordinary light having a polarization plane crossing at right angles to an ordinary light and an extraordinary light on the projection lens side.
を使用し、かつ前記ダイクロイックプリズムから旋光制
御液晶パネルに向かう色光の偏光方向が赤、青、緑とも
同じ方向になるように規制して配置された請求項3記載
の投写型画像表示装置。4. A method according to claim 1, wherein a dichroic prism is used as the color light synthesizing means, and the polarization direction of the color light traveling from the dichroic prism to the optical rotation control liquid crystal panel is regulated so as to be the same in red, blue and green. Item 4. A projection type image display device according to item 3.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9335343A JPH11167163A (en) | 1997-12-05 | 1997-12-05 | Projection type picture display device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9335343A JPH11167163A (en) | 1997-12-05 | 1997-12-05 | Projection type picture display device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11167163A true JPH11167163A (en) | 1999-06-22 |
Family
ID=18287467
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9335343A Pending JPH11167163A (en) | 1997-12-05 | 1997-12-05 | Projection type picture display device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH11167163A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002031782A (en) * | 2000-07-18 | 2002-01-31 | Seiko Epson Corp | Projector |
JPWO2005008332A1 (en) * | 2003-07-22 | 2006-09-07 | セイコーエプソン株式会社 | projector |
-
1997
- 1997-12-05 JP JP9335343A patent/JPH11167163A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002031782A (en) * | 2000-07-18 | 2002-01-31 | Seiko Epson Corp | Projector |
JPWO2005008332A1 (en) * | 2003-07-22 | 2006-09-07 | セイコーエプソン株式会社 | projector |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3170356B2 (en) | Image projector with optimized luminous efficiency | |
US6563551B1 (en) | High contrast polarizing optics for a color electro-optic display device | |
JP2505758B2 (en) | Video projection equipment | |
JP3297191B2 (en) | Projection display device | |
JPH0514249B2 (en) | ||
JP3385915B2 (en) | Projection image display | |
JP3890926B2 (en) | Projection type liquid crystal display device | |
JP2003322854A (en) | Liquid crystal projector | |
JP2966782B2 (en) | 3D image display device | |
JPS61174898A (en) | Projection-type stereoscopic television receiver | |
JPS62194788A (en) | Projector | |
JPH01209480A (en) | Liquid crystal panel and image projecting device using it | |
JP2002016934A (en) | Projector | |
JPH11167163A (en) | Projection type picture display device | |
JPH06225247A (en) | Liquid crystal projector | |
JPH07318884A (en) | Stereoscopic video display device | |
JPH11167105A (en) | Projection type image display device | |
JP2796653B2 (en) | Projection type liquid crystal display | |
JP2563892B2 (en) | Projection display device | |
JPH09146044A (en) | Stereoscopic video display device | |
JP2678957B2 (en) | Projection type liquid crystal display | |
KR0156177B1 (en) | Optical system structure of lcd projector | |
JP5630045B2 (en) | Image display device | |
KR200256910Y1 (en) | White Balance Unit of LCD Projector | |
JP3615869B2 (en) | Liquid crystal projector and projection display system using the same |