JPS63184784A - カラー表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は複数枚の像形成用ライトバルブを用いた投射型
カラー表示装置に関する。

〔従来の技術〕

従来の投射型カラー表示装置は、特開昭５８−１５０９
３７に開示されているように、反射型ライトバルブとグ
イクロイックミラーによって単色の画像を合成するもの
であった。

〔発明が解決しよとする問題点〕

しかし、従来技術では以下の問題点を有する。

第１に反射型のライトバルブであり、ライトバルブ表面
の反射がコントラストの低下を招く。第２にライトバル
ブが陰極線管（ＣＲＴ）の光によって制御されるため、
大がかりな装置となる。第３にグイクロイックミラーは
優れた偏光分離性能を持たなくてはならなかった。

そこで本発明はこのような問題点を解決するもので、そ
の目的とするところは、コントラストに優れ、光源光の
利用効率の高いコンパクトな投射型カラー表示装置を提
供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の投射型表示装置は、光源光を波長により透過と
反射により分離する第１のダイクロイックミラー、さら
に分離された光束を変調する像形成用の透過型ライトバ
ルブ、ライトバルブ通過後の光束を合成する第２のダイ
クロイックミラー、合成後の光束を投射する投射光学系
からなることを特徴とする。また、第１のダイクロイッ
クミラーによって分離された光束は第２のダイクロイッ
クミラーで合成されるように、ダイクロイックミラーは
ほぼ同一の波長選択性を有するものを採用している。さ
らに、第１、第２のダイクロイックミラーは、複数枚で
群を形成し、赤、青、緑の３原色の分離、合成を行なう
ことを特徴とする場合もある。

〔作用〕

本発明の作用を述べる。光源光は第１のダイクロイック
ミラ一群で複数の色光に分離される。次に、色光に対応
した透過型ライトバルブによって画像形成が行なわれ、
色光は変調を受ける。透過型ライトバルブを用いた結果
、投射光からライトバルブ表面の反射光の影響を除くこ
とができ、投射画像のコントラストが向上する。また、
液晶の電気光学効果を用いた画像表示パネルを採用し、
動画表示が可能となる。他にもＰＬＺＴのような電気光
学結晶を用いることができるが、いずれにしろＣＲＴ光
書き込み型の反射型ライトバルブに比べ、光の透過を制
御する薄板状のコンパクトな形伏であり、装置全体をコ
ンパクトに構成できる。

次に色光は第２のダイクロイックミラ一群によって合成
される。このとき第２のダイクロイックミラ一群は、第
１のダイクロイックミラ一群の波長分離性能とほぼ等し
い性能を有し、分離された色光を可逆的に合成する。例
えば、赤、緑、青に白色光を分離する第１のダイクロイ
、ツクミラ一群に対し、第２のダイクロイックミラ一群
は、第１のダイクロイックミラ一群とほぼ同等の赤、緑
、青の色光分離特性を有し、可逆的に赤、緑、青の画像
色光を合成し、ライトバルブが透過であれば合成後白色
とするものである。ダイクロイックミラーの機能として
は、色光の分離だけで十分てあり、前記従来技術で必要
であった偏光成分を限定する性能は不要である。

このように光源光を色光に分離し、変調、合成すること
から、各色光に対応した光源は不要であり、−一光源で
済む。

次に合成された色光は、投射レンズによりスクリーンに
結像する。

〔実施例〕

第１図は本発明によるフルカラー投射型表示装置の照明
構造を示すものである。青光を反射するダイクロイック
ミラー（Ｂミラー）１と赤光を反射するダイクロイック
ミラー（Ｒミラー）２をクロス状に組み合わせ、入射光
束の分離と合成を行っている。３は光束の方向を曲げる
ためのミラーである。４は赤、緑、青に対応した画像を
形成する透過型ライトバルブである。ここではアクティ
ブマトリクス（薄膜トランジスタマトリクス等）駆動に
よる液晶パネルを用％ｓた。

第２図は投射光学系を含む全体の構成図である。

簡単のため緑色だけを描いである。また照明系、結像系
は厳密な記述ではない。照明系としては、ケーラー照明
、クリティカル照明などを採用することができる。５は
コンデンサーレンズ、６は投射レンズ、７は光源、９は
スクリーンである。

次に作用を説明する。第１図に示すように光源７は白色
光（例えばハロゲンランプ）を発し、コ・ンデンサーレ
ンズ５により集光される。ダイクロイックミラー１．２
に入射した白色光８は、ダイクロイックミラーにより赤
（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）光に分解される。分離され
た色光は、ミラー３によって方向を曲げられ、透過形ラ
イトバルブ４に入射する。ライトバルブはスクリーン９
に投射レンズ６によって結像する位置に置かれている。

ライトバルブは各色光に対応した画像を形成する。この
場合は赤、緑、青のビデオ信号を各液晶パネルに供給し
、単色の動画像を形成した。駆動及び液晶パネルの詳細
は日経エレクトロニクスＮα３５１　（１９８４）Ｐ、
２１１に記載したものに準じている。

また各色の液晶パネルは表示画像がスクリーン上で合致
するように、位置合せかされている。このため第１図で
は、Ｇパネル像に対しＲパネル像と、Ｂパネル像は左右
鏡像関係にある。

ダイクロイックミラーは色光の分離合成機能があればよ
いが、誘電体薄膜の反射には必ず偏光作用が生じる′。

つまり第１図では赤光、青光は垂直方向の偏光成分が多
く、緑光は水平方向の偏光成分が多い。このため偏光板
を使用する電気光学効果モードでは偏光板の方向を適宜
調整する必要がある場合がある。例えばＴＮ（９０’ツ
イストしたネマチック液晶）液晶表示モードを使用した
場合、最も有効に光束を利用するためには、第１図でＲ
パネルとＢパネルの入射側偏光板の透過軸を垂直に、Ｇ
パネルの透過軸は水平にするとよ、い。

また、ホワイトバランス調整、つまり各色の強度調整を
偏光板の方位設定で行うこともできる。

こうして透過型ライトバルブによって画像変調された色
光は、再びグイクロイックミラ一群に入射する。第１図
に示すように可逆的に赤、緑、青光は合成され、投射レ
ンズ６によってスクリーン９上に投射、結像する。

ダイクロイックミラーは第１図以外の配置も用いること
ができる。第３図はその構成例である。

この場合も第２図と同様、ライトバルブ４は各色共、投
射レンズ６に対し光学的に等距離な結像位置になければ
ならない。

また第２図、第３図に示すように投射レンズが１つで済
み、投射倍率や投射距離を変える場合に、各色画像間の
コンバーゼンス調整が不要である利点もある。

以上は透過型ライトバルブとして液晶パネルを用いたが
、電気光学効果を用いたライトバルブであれば、ＰＬＺ
Ｔ等の透光性セラミックなども用いることができる。さ
らにここでは、赤、緑、青の３色分離合成の例を挙げた
が、２色もしくはざらに多色であっても有効である。

〔発明の効果〕

上述の如く本発明は、単一光源からの入射光を三原色に
分離してなる色分離手段、該色分離手段からの各原色に
対応して配置されてなる三個のライトバルブ、該各ライ
トバルブからの入射光を色合成する色合成手段を有して
なるカラー表示装置において、該色分離手段は、入射光
を垂直方向偏光成分光及び水平方向偏光成分光に分離し
てなり、該ライトバルブは、該垂直偏光成分光に適合し
た偏光軸を有するライトバルブ及び該水平成分光に適合
した偏光軸を有するライトバルブから構成されてなるよ
うにしたから、ライトバルブに形成される画像をより鮮
明に表現することができ、三原色ともに好しい色再現性
を実現することができる。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明によるフルカラー投射型表示装置の照明
構造を示す図である。 第２図は第１図の照明構造を用いた投射型表示装置の構
成図である。 第３図は本発明による構成の別な例を示す図である。 １・・・・・・赤反射グイクロイックミラー２・・・・
・・青反射ダイクロイックミラー３・・・・・・ミラー ４・・・・・・透過型ライトバルブ ５・・・・・・コンデンサーレンズ ６・・・・・・投射レンズ ７・・・・・・光源 ９・・・・・・スクリーン 以上 出願人　セイコーエプソン株式会社 Ｊ 第１図 第２因 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 単一光源からの入射光を三原色に分離してなる色分離手
   段、該色分離手段からの各原色に対応して配置されてな
   る三個のライトバルブ、該各ライトバルブからの入射光
   を色合成する色合成手段を有してなるカラー表示装置に
   おいて、該色分離手段は、入射光を垂直方向偏光成分光
   及び水平方向偏光成分光に分離してなり、該ライトバル
   ブは、該垂直偏光成分光に適合した偏光軸を有するライ
   トバルブ及び該水平成分光に適合した偏光軸を有するラ
   イトバルブから構成されてなるようにしたことを特徴と
   するカラー表示装置。