JP2001117087A - Liquid crystal display device and liquid crystal projector - Google Patents
Liquid crystal display device and liquid crystal projectorInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示装置とそ
れを用いた液晶プロジェクター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 display and a liquid crystal projector using the same.
【0002】[0002]
【従来の技術】図5に、TN(Twisted Nematic)型液晶
を用いた液晶表示装置を示す。この装置の主要な構成要
素は、透過軸(TX,偏光軸)が直交する2枚の偏光板(P1,P
2)と、その間に配置された透過型の液晶パネル(LP)であ
る。液晶パネル(LP)は一対のガラス基板(G1,G2)の間に
液晶(L)を封入したものであり、各ガラス基板(G1,G2)の
内面には液晶(L)に電圧を印加するための透明電極(不図
示)が設けられている。液晶分子(M)の配向状態や光路中
の各位置での偏光状態は、電圧OFF時には図5(A)に示す
ようになり、電圧ON時には図5(B)に示すようになる。2. Description of the Related Art FIG. 5 shows a liquid crystal display device using a TN (Twisted Nematic) type liquid crystal. The main components of this device are two polarizers (P1, P1) whose transmission axes (TX, polarization axes) are orthogonal.
2) and a transmissive liquid crystal panel (LP) disposed therebetween. The liquid crystal panel (LP) has liquid crystal (L) sealed between a pair of glass substrates (G1, G2), and applies a voltage to the liquid crystal (L) on the inner surface of each glass substrate (G1, G2). Transparent electrodes (not shown) are provided. The orientation state of the liquid crystal molecules (M) and the polarization state at each position in the optical path are as shown in FIG. 5A when the voltage is off, and as shown in FIG. 5B when the voltage is on.
【0003】図5(A)に示すように、すべての液晶分子
(M)の長軸方向はガラス基板(G1,G2)に対して平行になっ
ているが、一方のガラス基板(G1)近傍の液晶分子(M)と
他方のガラス基板(G2)近傍の液晶分子(M)とでは、その
長軸方向が互いに直交している。つまり液晶パネル(LP)
に電圧がかかっていないときには、2枚のガラス基板(G
1,G2)の間で液晶分子(M)がねじれた配置をとることにな
る。入射側偏光板(P1)を透過した直線偏光は、液晶パネ
ル(LP)内で液晶分子(M)のねじれと同様に偏光方向を90
°回転させて、液晶パネル(LP)を出射する。液晶パネル
(LP)を出射した直線偏光は出射側偏光板(P2)を透過する
ことが可能なので、その透過光により白が表示されるこ
とになる(ノーマリーホワイト型)。[0003] As shown in FIG.
Although the major axis direction of (M) is parallel to the glass substrates (G1, G2), the liquid crystal molecules (M) near one glass substrate (G1) and the liquid crystal molecules near the other glass substrate (G2) In the molecule (M), the major axis directions are orthogonal to each other. That is, liquid crystal panel (LP)
When no voltage is applied to the two glass substrates (G
1, G2), the liquid crystal molecules (M) take a twisted arrangement. The linearly polarized light transmitted through the entrance-side polarizing plate (P1) has a polarization direction of 90 degrees in the liquid crystal panel (LP), similar to the twist of the liquid crystal molecules (M).
Rotate the liquid crystal panel (LP). LCD panel
The linearly polarized light that has exited (LP) can pass through the exit-side polarizing plate (P2), so that white light is displayed by the transmitted light (normally white type).
【0004】液晶パネル(LP)に電圧をかけていくと、液
晶分子(M)がガラス基板(G1,G2)に対して垂直に配向して
いく。その結果、複屈折性(つまり位相差)に変化が生じ
て、液晶パネル(LP)からの出射光が直線偏光から楕円偏
光へと変化していく。それにともない、出射側偏光板(P
2)に対する光の透過率が低下して、表示が黒に変わって
いく。電圧と透過率との関係を図4中の実線で示す。図
4から分かるように、印加電圧が大きいほど液晶パネル
(LP)の透過率は低くなる。液晶パネル(LP)に十分大きな
電圧をかけると、ほぼすべての液晶分子(M)がガラス基
板(G1,G2)に対して垂直に配向するため、液晶分子(M)は
等方性を示し、出射側偏光板(P2)でほぼすべての光が吸
収される。When a voltage is applied to the liquid crystal panel (LP), the liquid crystal molecules (M) are oriented vertically to the glass substrates (G1, G2). As a result, a change occurs in birefringence (that is, phase difference), and light emitted from the liquid crystal panel (LP) changes from linearly polarized light to elliptically polarized light. Accordingly, the output side polarizing plate (P
The light transmittance for 2) decreases, and the display turns black. The relationship between the voltage and the transmittance is shown by the solid line in FIG. As can be seen from FIG. 4, the larger the applied voltage, the more the liquid crystal panel
(LP) has a low transmittance. When a sufficiently large voltage is applied to the liquid crystal panel (LP), almost all of the liquid crystal molecules (M) are oriented perpendicular to the glass substrates (G1, G2), so that the liquid crystal molecules (M) show isotropic properties, Almost all light is absorbed by the exit-side polarizing plate (P2).
【0005】しかしながら、印加電圧を十分に大きくす
ることは、それに対応する駆動回路との関係から実際に
は不可能である。また、十分に大きな電圧を液晶パネル
(LP)にかけたとしても、ガラス基板(G1,G2)の界面では
液晶分子(M)がガラス基板(G1,G2)に対して垂直に配向す
ることができないため、図5(B)に示すように液晶パネ
ル(LP)からの出射光はわずかながら楕円偏光になる。出
射側偏光板(P2)は楕円偏光を完全にカットすることがで
きないため、図4中の実線で示すように透過率は0にな
らず、黒浮きが生じてしまう。However, it is actually impossible to sufficiently increase the applied voltage because of the relationship with the corresponding drive circuit. In addition, a sufficiently large voltage is applied to the LCD panel.
Even when subjected to (LP), the liquid crystal molecules (M) cannot be oriented perpendicularly to the glass substrates (G1, G2) at the interface of the glass substrates (G1, G2), so that they are shown in FIG. Thus, the light emitted from the liquid crystal panel (LP) is slightly elliptically polarized light. Since the exit-side polarizing plate (P2) cannot completely cut the elliptically polarized light, the transmittance does not become zero as shown by the solid line in FIG. 4, and black floating occurs.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】液晶プロジェクターの
明るさが近年飛躍的に向上してきているが、それにとも
ない画面に黒を表示した時の上記黒浮きが問題になって
きている。白と黒との照度比(コントラスト比)が従来と
同じならば、照度が上がるにつれて黒の照度も上がり、
黒が黒と認識できなくなってしまう。コントラスト比を
上げる手法の一つとして、入射側偏光板又は出射側偏光
板の透過軸の傾き角度を調整して、最も暗くなるように
する方法が、特開平5−188344号公報で提案され
ている。しかし、液晶パネル(LP)からは楕円偏光が出射
するため、前述したように完全には消光することができ
ない。The brightness of a liquid crystal projector has been dramatically improved in recent years, but the black floating when displaying black on a screen has become a problem. If the illuminance ratio between white and black (contrast ratio) is the same as before, the illuminance of black increases as the illuminance increases,
Black cannot be recognized as black. As one method of increasing the contrast ratio, a method of adjusting the inclination angle of the transmission axis of the incident side polarizing plate or the exit side polarizing plate so as to make the darkest is proposed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-188344. I have. However, since elliptically polarized light is emitted from the liquid crystal panel (LP), it cannot be completely extinguished as described above.
【0007】また特開平5−323311号公報におい
て、偏光板と液晶パネルとの間に、入射光に対する液晶
の光学異方性を補正するような位相差補正板を備えた液
晶表示装置が提案されている。しかしながら、この装置
では、補正するための位相差が既知でなければならず、
また液晶パネルのバラツキにも対応することができな
い。さらに、位相差補正板と液晶パネル又は偏光板との
相対的な角度が正確でなければ効果を十分に発揮するこ
とができない。Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 5-323331 proposes a liquid crystal display device provided with a phase difference correction plate between a polarizing plate and a liquid crystal panel for correcting the optical anisotropy of liquid crystal with respect to incident light. ing. However, in this device, the phase difference to be corrected must be known,
Further, it cannot cope with variations in liquid crystal panels. Further, if the relative angle between the phase difference correction plate and the liquid crystal panel or the polarizing plate is not accurate, the effect cannot be sufficiently exhibited.
【0008】本発明はこのような状況に鑑みてなされた
ものであって、簡単な構成で良好な黒表示を実現するこ
とにより、高いコントラスト比の画像を表示することが
できる液晶表示装置とそれを用いた液晶プロジェクター
を提供することを目的とする。The present invention has been made in view of such circumstances, and a liquid crystal display device capable of displaying an image with a high contrast ratio by realizing good black display with a simple configuration and a liquid crystal display device having the same. An object of the present invention is to provide a liquid crystal projector using the same.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、第1の発明の液晶表示装置は、光路順に、入射側偏
光板と、透過型の液晶パネルと、1/4波長板と、出射
側偏光板と、を少なくとも備えた液晶表示装置であっ
て、前記1/4波長板と前記出射側偏光板が、それぞれ
入射面又は出射面の垂線を中心に回転可能に構成されて
いることを特徴とする。In order to achieve the above object, a liquid crystal display device according to a first aspect of the present invention comprises, in order of an optical path, an incident side polarizing plate, a transmission type liquid crystal panel, a quarter wavelength plate, A light-emitting side polarizing plate, wherein the 1 / wavelength plate and the light-emitting side polarizing plate are configured to be rotatable about a perpendicular to an incident surface or a light emitting surface, respectively. It is characterized by.
【0010】第2の発明の液晶プロジェクターは、上記
第1の発明の液晶表示装置と、前記入射側偏光板に入射
させる光を発する光源と、前記出射側偏光板を出射した
光で画像投影を行う投写レンズと、を有することを特徴
とする。A liquid crystal projector according to a second aspect of the present invention provides a liquid crystal display device according to the first aspect of the present invention, a light source for emitting light incident on the incident side polarizing plate, and an image projection using the light emitted from the exit side polarizing plate. And a projection lens for performing the operation.
【0011】第3の発明の液晶プロジェクターは、上記
第2の発明の構成において、さらに、前記光源と前記入
射側偏光板との間の光路中に、入射光を3原色RGBの
3つの色光に色分解する色分解系を有し、前記出射側偏
光板と前記投写レンズとの間の光路中に、3原色RGB
の3つの色光を色合成する色合成系を有することを特徴
とする。A liquid crystal projector according to a third aspect of the present invention is the liquid crystal projector according to the second aspect of the present invention, further comprising an optical path between the light source and the incident side polarizing plate, the incident light being converted into three color lights of three primary colors RGB. A color separation system for performing color separation, wherein three primary colors RGB are provided in an optical path between the emission-side polarizing plate and the projection lens;
A color combining system for combining the three color lights.
【0012】[0012]
【発明の実施の形態】以下、本発明を実施した液晶表示
装置と液晶プロジェクターを、図面を参照しつつ説明す
る。なお、前述した従来例(図5)や実施の形態の相互
で、同一の部分や相当する部分には同一の符号を付して
重複説明を適宜省略する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a liquid crystal display device and a liquid crystal projector embodying the present invention will be described with reference to the drawings. In the above-described conventional example (FIG. 5) and the embodiments, the same portions or corresponding portions are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be appropriately omitted.
【0013】図1に、本発明に係る液晶表示装置の一実
施の形態を示す。この液晶表示装置は、光路順に、入射
側偏光板(P1)と、透過型の液晶パネル(LP)と、1/4波
長板(WP)と、出射側偏光板(P2)と、を備えている。1/
4波長板(WP)と出射側偏光板(P2)は、それぞれ光軸(AX)
を中心に回転可能に構成されている。ここでは投写型の
液晶表示装置を想定しているので、回転の中心となる光
軸(AX)は投写レンズ等から成る光学系の光軸に相当す
る。ただし、直視型の液晶表示装置としての使用も可能
であるため、上記回転の中心は1/4波長板(WP)や出射
側偏光板(P2)の入射面又は出射面の垂線であればよい。FIG. 1 shows an embodiment of the liquid crystal display device according to the present invention. This liquid crystal display device includes, in the order of optical paths, an incident-side polarizing plate (P1), a transmission-type liquid crystal panel (LP), a quarter-wave plate (WP), and an output-side polarizing plate (P2). I have. 1 /
The four-wavelength plate (WP) and the outgoing side polarizing plate (P2) have the optical axis (AX)
It is configured to be rotatable around. Since a projection type liquid crystal display device is assumed here, the optical axis (AX) serving as the center of rotation corresponds to the optical axis of an optical system including a projection lens and the like. However, since it can be used as a direct-view type liquid crystal display device, the center of rotation may be a perpendicular line to the entrance surface or exit surface of the quarter-wave plate (WP) or the exit-side polarizing plate (P2). .
【0014】光軸(AX)を中心とした水平軸(HX)と垂直軸
(VX)を、図1に示すように設定する。入射側偏光板(P1)
の透過軸(TX)は水平軸(HX)に対して平行になっているの
で、入射側偏光板(P1)を透過した光は、水平方向の直線
偏光として液晶パネル(LP)に入射する。液晶パネル(LP)
への印加電圧が0の場合には、液晶パネル(LP)を透過し
た光は垂直軸(VX)に平行な直線偏光となる。液晶パネル
(LP)への印加電圧を増大させるにしたがって、液晶パネ
ル(LP)からの出射光は、垂直方向の直線偏光から楕円偏
光へと変化し、その楕円偏光は更に水平方向の直線偏光
へと近づいていく。しかしながら図1に示すように、そ
の楕円偏光は完全な直線偏光にはならない。Horizontal axis (HX) and vertical axis centered on optical axis (AX)
(VX) is set as shown in FIG. Incident side polarizing plate (P1)
Since the transmission axis (TX) is parallel to the horizontal axis (HX), the light transmitted through the incident-side polarizing plate (P1) enters the liquid crystal panel (LP) as horizontal linearly polarized light. Liquid crystal panel (LP)
When the voltage applied to the liquid crystal panel is 0, the light transmitted through the liquid crystal panel (LP) becomes linearly polarized light parallel to the vertical axis (VX). LCD panel
As the voltage applied to the (LP) increases, the light emitted from the liquid crystal panel (LP) changes from vertical linear polarization to elliptically polarized light, and the elliptically polarized light further approaches horizontal linearly polarized light. To go. However, as shown in FIG. 1, the elliptically polarized light is not completely linearly polarized light.
【0015】図2に、液晶パネル(LP)の出射面側から見
た上記楕円偏光を示す。この楕円偏光の長軸(C1)と水平
軸(HX)とがなす角をψとし、楕円偏光の楕円率角をχと
する。1/4波長板(WP)は、その進相軸が楕円偏光の長
軸(C1)に一致するように{言い換えれば遅相軸(LX,図
1)が楕円偏光の短軸(C2)に一致するように}、回転調整
されている。このように回転調整された1/4波長板(W
P)は、水平軸(HX)に対して反時計方向にψ+χだけ偏光
方向(PX)が傾いた直線偏光に上記楕円偏光を変換する。
また出射側偏光板(P2)は、その透過軸(TX)が水平軸(HX)
から反時計方向へ90°+ψ+χの角度位置にくるように
回転調整されている。このように回転調整された出射側
偏光板(P2)は、1/4波長板(WP)を出射した直線偏光を
完全にカットする。したがって、出射側偏光板(P2)を透
過する光は0となり、完全な黒表示が実現される。FIG. 2 shows the elliptically polarized light as viewed from the exit surface side of the liquid crystal panel (LP). The angle between the major axis (C1) of the elliptically polarized light and the horizontal axis (HX) is ψ, and the ellipticity angle of the elliptically polarized light is χ. The quarter-wave plate (WP) has its fast axis coincident with the long axis (C1) of the elliptically polarized light (in other words, the slow axis (LX, FIG. 1) is aligned with the short axis (C2) of the elliptically polarized light. The rotation has been adjusted to match}. The quarter-wave plate (W
P) converts the elliptically polarized light into linearly polarized light whose polarization direction (PX) is tilted by ψ + χ counterclockwise with respect to the horizontal axis (HX).
The transmission axis (TX) of the output side polarizing plate (P2) has a horizontal axis (HX).
The rotation is adjusted so that it is at an angle of 90 ° + ψ + 反 counterclockwise from. The output-side polarizing plate (P2) rotated and adjusted in this way completely cuts the linearly polarized light output from the quarter-wave plate (WP). Therefore, the light transmitted through the exit-side polarizing plate (P2) becomes 0, and a complete black display is realized.
【0016】本実施の形態における電圧と透過率との関
係を図4中の破線で示す。図4から分かるように、印加
電圧4.3Vで透過率は0%になる。したがって、電圧ON
時に4.3V以上となるように印加電圧を制御すれば、良
好な黒表示を実現することが可能である。また、印加電
圧0Vのときに液晶パネル(LP)から出射される直線偏光
も、回転調整された1/4波長板(WP)や出射側偏光板(P
2)の影響を受けることになるが、従来の透過率に対する
低下割合はごくわずかである。したがって、電圧OFF時
(例えば印加電圧0〜2V)の白表示も良好になるため、コ
ントラスト比の高い美しい画像を表示することができ
る。しかも、楕円偏光から直線偏光への変換を1/4波
長板(WP)の回転調整により行い、直線偏光の完全な消光
を出射側偏光板(P2)の回転調整により行うという簡単な
構成で済むため、装置の低コスト化及び軽量・小型化を
達成する上でも有効である。The relationship between the voltage and the transmittance in the present embodiment is shown by a broken line in FIG. As can be seen from FIG. 4, the transmittance becomes 0% at an applied voltage of 4.3 V. Therefore, voltage ON
If the applied voltage is sometimes controlled to be 4.3 V or more, it is possible to realize good black display. Further, the linearly polarized light emitted from the liquid crystal panel (LP) when the applied voltage is 0 V is also used for the rotation-adjusted quarter-wave plate (WP) and the emission-side polarizing plate (P).
Although it is affected by 2), the rate of decrease in transmittance relative to the conventional transmittance is negligible. Therefore, when the voltage is OFF
Since white display (for example, an applied voltage of 0 to 2 V) is also good, a beautiful image with a high contrast ratio can be displayed. In addition, the conversion from the elliptically polarized light to the linearly polarized light is performed by adjusting the rotation of the quarter-wave plate (WP), and the complete extinction of the linearly polarized light is performed by adjusting the rotation of the output side polarizing plate (P2). Therefore, it is also effective in achieving a reduction in cost, weight, and size of the device.
【0017】上記のように回転可能な1/4波長板(WP)
と出射側偏光板(P2)を用いれば、任意の楕円偏光(つま
り任意のψとχ)に対する遮光(すなわち黒表示)が可能
となる。このことは、任意の電圧で黒表示(透過率0%)
が実現可能であることを意味する。例えば、図4に示す
電圧−透過率特性の液晶パネル(LP)に対し、3.5Vの電
圧をかけただけでも、1/4波長板(WP)と出射側偏光板
(P2)の回転調整により黒表示が可能となる。この特徴的
な構成は画像表示装置だけでなく、光情報処理や光通信
に用いられる光シャッターにも応用可能である。光シャ
ッターに応用すれば、低電圧駆動で従来よりも高い消光
比を実現することができる。1/4 wavelength plate (WP) rotatable as described above
When the light-emitting side polarizing plate (P2) is used, light shielding (that is, black display) for arbitrary elliptically polarized light (that is, arbitrary ψ and χ) can be performed. This means that black display (transmittance 0%) at an arbitrary voltage
Is feasible. For example, when a voltage of 3.5 V is applied only to the liquid crystal panel (LP) having the voltage-transmittance characteristics shown in FIG.
Black display is possible by the rotation adjustment of (P2). This characteristic configuration is applicable not only to an image display device but also to an optical shutter used for optical information processing and optical communication. If applied to an optical shutter, a higher extinction ratio than before can be realized with low voltage driving.
【0018】次に、前記液晶表示装置(図1)を用いた液
晶プロジェクターを、図3に基づいて説明する。一般に
液晶ディスプレイの表示方式には直視型と投写型がある
が、ここで説明する液晶ディスプレイは投写型の液晶表
示装置、すなわち液晶プロジェクターである。この液晶
プロジェクターの主要な構成要素は、光源ランプ(1);
リフレクター(2);第1,第2レンズアレイ(4,5)と重畳
レンズ(6)とから成るインテグレータ光学系;RGB色
分解用のダイクロイックミラー(8,10);前記入射側偏光
板(P1)に相当する3枚の入射側偏光板(16R,16G,16B);
前記液晶パネル(LP)に相当する3枚の液晶パネル(17R,1
7G,17B);前記1/4波長板(WP)に相当する3枚の回転
可能な1/4波長板(18R,18G,18B);前記出射側偏光板
(P2)に相当する3枚の回転可能な出射側偏光板(19R,19
G,19B);クロスダイクロイックプリズム(20);及び投写
レンズ(21)である。Next, a liquid crystal projector using the liquid crystal display device (FIG. 1) will be described with reference to FIG. In general, there are a direct-view type and a projection type as a display method of a liquid crystal display. The liquid crystal display described here is a projection type liquid crystal display device, that is, a liquid crystal projector. The main components of this LCD projector are the light source lamp (1);
A reflector (2); an integrator optical system comprising first and second lens arrays (4, 5) and a superimposing lens (6); a dichroic mirror (8, 10) for RGB color separation; ), Three incident-side polarizers (16R, 16G, 16B);
Three liquid crystal panels (17R, 1R) corresponding to the liquid crystal panel (LP)
7G, 17B); three rotatable quarter-wave plates (18R, 18G, 18B) corresponding to the quarter-wave plate (WP);
(P2), three rotatable exit-side polarizing plates (19R, 19R)
G, 19B); a cross dichroic prism (20); and a projection lens (21).
【0019】光源ランプ(1)は、例えば超高圧水銀ラン
プやメタルハライドランプであり、その発光点は、反射
面が回転放物面であるリフレクター(2)の焦点位置にあ
る。光源ランプ(1)から放射された光は、リフレクター
(2)によって略平行光となり、UV-IRカットフィルター
(3)で不用な光が取り除かれた後、第1,第2レンズア
レイ(4,5)及び重畳レンズ(6)から成るインテグレータ光
学系に入射する。第1レンズアレイ(4)は、液晶パネル
(17R,17G,17B)と略相似な矩形のレンズセルを2次元の
アレイ状に配列して成るものである。第2レンズアレイ
(5)は、第1レンズアレイ(4)のセルと同数のセルをアレ
イ状に配列して成るものである。第2レンズアレイ(5)
のセルと重畳レンズ(6)により、第1レンズアレイ(4)の
セルが液晶パネル(17R,17G,17B)上に重ね合わせて結像
される。これにより液晶パネル(17R,17G,17B)は均一に
照明される。The light source lamp (1) is, for example, an ultra-high pressure mercury lamp or a metal halide lamp, and its light emission point is located at the focal position of the reflector (2) whose reflecting surface is a paraboloid of revolution. The light emitted from the light source lamp (1) is
(2) becomes almost parallel light, UV-IR cut filter
After unnecessary light is removed in (3), the light enters the integrator optical system including the first and second lens arrays (4, 5) and the superimposing lens (6). The first lens array (4) is a liquid crystal panel
(17R, 17G, 17B) is formed by arranging rectangular lens cells substantially similar to each other in a two-dimensional array. Second lens array
In (5), the same number of cells as the cells of the first lens array (4) are arranged in an array. Second lens array (5)
The cells of the first lens array (4) are superimposed and formed on the liquid crystal panels (17R, 17G, 17B) by the cells of (1) and the superimposing lens (6). Thereby, the liquid crystal panels (17R, 17G, 17B) are uniformly illuminated.
【0020】インテグレータ光学系を出射した光は、全
反射ミラー(7)で光路を折り曲げられた後、ダイクロイ
ックミラー(8,10)によって色分解される。ダイクロイッ
クミラー(8,10)は、入射光を3原色RGBの3つの色光
に色分解する色分解系である。つまり色分解は、ダイク
ロイックミラー(8)がR光を透過させるとともにBG光
を反射し、ダイクロイックミラー(10)がB光を透過させ
るとともにG光を反射することにより行われる。G光は
ダイクロイックミラー(10)で反射された後、フィールド
レンズ(15G)に入射するが、R光はミラー(9)で反射され
た後、B光はミラー(12,14)で反射された後、各フィー
ルドレンズ(15R,15B)に入射する。色光Bは色光RGと
光路長が異なるため、その補正が第1,第2リレーレン
ズ(11,13)で行われる。The light emitted from the integrator optical system has its optical path bent by a total reflection mirror (7), and is then subjected to color separation by dichroic mirrors (8, 10). The dichroic mirror (8, 10) is a color separation system that separates incident light into three color lights of three primary colors RGB. That is, the color separation is performed by the dichroic mirror (8) transmitting the R light and reflecting the BG light, and the dichroic mirror (10) transmitting the B light and reflecting the G light. The G light is reflected by the dichroic mirror (10) and then enters the field lens (15G), while the R light is reflected by the mirror (9) and the B light is reflected by the mirrors (12 and 14). Thereafter, the light enters each of the field lenses (15R, 15B). Since the color light B has a different optical path length from the color light RG, the correction is performed by the first and second relay lenses (11, 13).
【0021】RGBの各色の入射側偏光板(16R,16G,16
B)の直前に配置されている各フィールドレンズ(15R,15
G,15B)は、液晶パネル(17R,17G,17B)全域に均一な角度
で照明光が当たるように、また投写レンズ(21)に効率よ
く光を導くことができるように、パワーが決められてい
る。RGB各色の1/4波長板(18R,18G,18B)と出射側
偏光板(19R,19G,19B)は、それぞれ光軸(AX)を中心に回
転可能になっている。つまり前述したように、液晶パネ
ル(LP)に電圧を印加したときに透過率が0となるよう
に、1/4波長板(18R,18G,18B)と出射側偏光板(19R,19
G,19B)は、それぞれ回転調整可能に構成されているので
ある。当然のことながら、RGB各色の光に対して対応
する波長の1/4波長板(18R,18G,18B)が用いられる。
さらに、入射側偏光板(16R,16G,16B)も、透過軸(TX,図
1)が液晶分子(M,図5)の配向方向と一致するように、
光軸(AX)に対して回転可能に構成してもよい。The incident-side polarizing plates (16R, 16G, 16
B) Each field lens (15R, 15R
(G, 15B) has a power determined so that the illumination light illuminates the entire area of the liquid crystal panel (17R, 17G, 17B) at a uniform angle, and can efficiently guide the light to the projection lens (21). ing. The 1/4 wavelength plates (18R, 18G, 18B) and the output side polarizing plates (19R, 19G, 19B) of each of the RGB colors are rotatable about the optical axis (AX). That is, as described above, the 波長 wavelength plate (18R, 18G, 18B) and the output side polarizing plate (19R, 19R) are set so that the transmittance becomes 0 when a voltage is applied to the liquid crystal panel (LP).
G, 19B) are each configured to be rotationally adjustable. As a matter of course, quarter-wave plates (18R, 18G, 18B) having a wavelength corresponding to the light of each color of RGB are used.
Furthermore, the incident side polarizing plates (16R, 16G, 16B) are also adjusted so that the transmission axis (TX, FIG. 1) matches the orientation direction of the liquid crystal molecules (M, FIG. 5).
You may comprise so that rotation is possible with respect to an optical axis (AX).
【0022】RGB各色の液晶パネル(17R,17G,17B)で
変調された光は、クロスダイクロイックプリズム(20)に
よって3色が同一光軸(AX)で揃うように色合成される。
クロスダイクロイックプリズム(20)は、4個の直角プリ
ズムを接合したものであり、3原色RGBの3つの色光
を色合成する色合成系である。反射面(20R)には、R光
を反射しG光を透過するダイクロイック膜がコートされ
ている。反射面(20B)には、B光を反射しG光を透過す
るダイクロイック膜がコートされている。このようにし
て3色の光が色合成されて、投写レンズ(21)によりカラ
ー画像がスクリーン(不図示)上に投影表示される。The light modulated by the liquid crystal panels (17R, 17G, 17B) of each color of RGB is combined by the cross dichroic prism (20) so that the three colors are aligned on the same optical axis (AX).
The cross dichroic prism (20) is formed by joining four right-angle prisms, and is a color combining system for combining three primary colors of RGB light. The reflecting surface (20R) is coated with a dichroic film that reflects R light and transmits G light. The reflecting surface (20B) is coated with a dichroic film that reflects B light and transmits G light. Thus, the three colors of light are combined, and a color image is projected and displayed on a screen (not shown) by the projection lens (21).
【0023】[0023]
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、簡
単な構成で従来よりも沈んだ良好な黒表示が実現される
ため、高いコントラスト比の画像を表示することができ
る。As described above, according to the present invention, an excellent black display is realized with a simple structure, which is lower than that of the prior art, so that an image with a high contrast ratio can be displayed.
【図1】液晶表示装置の一実施の形態を模式的に示す斜
視図。FIG. 1 is a perspective view schematically showing one embodiment of a liquid crystal display device.
【図2】図1の液晶表示装置の光路中に形成される楕円
偏光を説明するための図。FIG. 2 is a view for explaining elliptically polarized light formed in an optical path of the liquid crystal display device of FIG.
【図3】図1の液晶表示装置を用いて成る液晶プロジェ
クターの光学構成を示す平面図。FIG. 3 is a plan view showing an optical configuration of a liquid crystal projector using the liquid crystal display device of FIG.
【図4】図1の実施の形態及び図5の従来例における電
圧−透過率特性を示すグラフ。4 is a graph showing voltage-transmittance characteristics in the embodiment of FIG. 1 and the conventional example of FIG. 5;
【図5】従来の液晶表示装置の動作原理を模式的に示す
斜視図。FIG. 5 is a perspective view schematically showing the operation principle of a conventional liquid crystal display device.
LP …液晶パネル P1 …入射側偏光板 P2 …出射側偏光板 WP …1/4波長板 AX …光軸 HX …水平軸 VX …垂直軸 LX …遅相軸 C1 …長軸(進相軸) C2 …短軸 PX …偏光方向 TX …透過軸 1 …光源ランプ(光源) 2 …リフレクター 3 …UV-IRカットフィルター 4 …第1レンズアレイ 5 …第2レンズアレイ 6 …重畳レンズ 7 …全反射ミラー 8 …R透過用のダイクロイックミラー(色分解系) 9 …R反射用のミラー 10 …B透過用のダイクロイックミラー(色分解系) 11 …第1リレーレンズ 12 …B反射用のミラー 13 …第2リレーレンズ 14 …B反射用のミラー 15R…R用のフィールドレンズ 16R…R用の入射側偏光板 17R…R用の液晶パネル 18R…R用の1/4波長板 19R…R用の出射側偏光板 15G…G用のフィールドレンズ 16G…G用の入射側偏光板 17G…G用の液晶パネル 18G…G用の1/4波長板 19G…G用の出射側偏光板 15B…B用のフィールドレンズ 16B…B用の入射側偏光板 17B…B用の液晶パネル 18B…B用の1/4波長板 19B…B用の出射側偏光板 20 …クロスダイクロイックプリズム(色合成系) 20R…R用の反射面 20B…B用の反射面 21 …投写レンズ LP… Liquid crystal panel P1… Incoming side polarizing plate P2… Outgoing side polarizing plate WP… 1/4 wavelength plate AX… Optical axis HX… Horizontal axis VX… Vertical axis LX… Slow axis C1… Long axis (fast axis) C2 … Short axis PX… Polarization direction TX… Transmission axis 1… Light source lamp (light source) 2… Reflector 3… UV-IR cut filter 4… First lens array 5… Second lens array 6… Superimposed lens 7… Total reflection mirror 8 … A dichroic mirror for R transmission (color separation system) 9… a mirror for R reflection 10… a dichroic mirror for B transmission (color separation system) 11… first relay lens 12… mirror for B reflection 13… second relay Lens 14: Mirror for B reflection 15R: Field lens for R 16R: Incident-side polarizing plate for R 17R: Liquid crystal panel for R 18R: 1/4 wavelength plate for R 19R: Exit-side polarizing plate for R 15G… Field lens for G 16G… Incoming side polarizing plate for G 17G… Liquid crystal panel for G 18G… G 1/4 wavelength plate 19G ... Emission side polarizing plate for G 15B ... Field lens for B 16B ... Incoming side polarizing plate for B 17B ... Liquid crystal panel for B 18B ... 1/4 wavelength plate for B 19B ... B Outgoing side polarizing plate 20… Cross dichroic prism (color combining system) 20R… Reflecting surface for R 20B… Reflecting surface for B 21… Projection lens
Claims (3)
晶パネルと、1/4波長板と、出射側偏光板と、を少な
くとも備えた液晶表示装置であって、 前記1/4波長板と前記出射側偏光板が、それぞれ入射
面又は出射面の垂線を中心に回転可能に構成されている
ことを特徴とする液晶表示装置。1. A liquid crystal display device comprising at least an incident side polarizing plate, a transmission type liquid crystal panel, a 波長 wavelength plate, and an emission side polarizing plate in the order of optical paths, wherein the 波長 wavelength A liquid crystal display device, wherein the plate and the emission-side polarizing plate are configured to be rotatable about a perpendicular line of an incidence surface or an emission surface, respectively.
射側偏光板に入射させる光を発する光源と、前記出射側
偏光板を出射した光で画像投影を行う投写レンズと、を
有することを特徴とする液晶プロジェクター。2. The liquid crystal display device according to claim 1, further comprising: a light source for emitting light to be incident on the incident-side polarizing plate; and a projection lens for projecting an image with the light emitted from the emitting-side polarizing plate. A liquid crystal projector characterized by the following.
の間の光路中に、入射光を3原色RGBの3つの色光に
色分解する色分解系を有し、前記出射側偏光板と前記投
写レンズとの間の光路中に、3原色RGBの3つの色光
を色合成する色合成系を有することを特徴とする請求項
2記載の液晶プロジェクター。3. An optical path between the light source and the incident-side polarizing plate, further comprising a color separation system that separates incident light into three color lights of three primary colors RGB. 3. The liquid crystal projector according to claim 2, further comprising a color synthesizing system for synthesizing three color lights of three primary colors RGB in an optical path between the projection lens and the projection lens.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29611899A JP2001117087A (en) | 1999-10-19 | 1999-10-19 | Liquid crystal display device and liquid crystal projector |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29611899A JP2001117087A (en) | 1999-10-19 | 1999-10-19 | Liquid crystal display device and liquid crystal projector |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001117087A true JP2001117087A (en) | 2001-04-27 |
Family
ID=17829379
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29611899A Pending JP2001117087A (en) | 1999-10-19 | 1999-10-19 | Liquid crystal display device and liquid crystal projector |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001117087A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7086745B2 (en) | 2003-10-16 | 2006-08-08 | Seiko Epson Corporation | Optical component casing, optical device and projector |
| US8023050B2 (en) | 2007-09-12 | 2011-09-20 | Seiko Epson Corporation | Optical device and projector |
-
1999
- 1999-10-19 JP JP29611899A patent/JP2001117087A/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7086745B2 (en) | 2003-10-16 | 2006-08-08 | Seiko Epson Corporation | Optical component casing, optical device and projector |
| US8023050B2 (en) | 2007-09-12 | 2011-09-20 | Seiko Epson Corporation | Optical device and projector |
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