CN1831592A - 图像显示装置及投影机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种可以提高光利用效率，得到清晰的图像的图像显示装置及投影机。该图像显示装置根据显示图像数据对发自光源的光进行调制而显示图像，其特征在于，具有：对从光源射出的光进行调制的第1光调制元件(60B、60G、60R)；和在光路上与第1光调制元件(60B、60G、60R)串联配置的、对从第1光调制元件(60B、60G、60R)出射的光进行调制的第2光调制元件(100)，第1光调制元件(60B、60G、60R)的单位像素(61)的开口部(61b)的形状和第2光调制元件(100)的单位像素(101)的开口部(101b)的形状相似。

Description

图像显示装置及投影机

技术领域

本发明涉及经多个光调整元件对从光源发出的光进行调制而显示图像的装置，特别是涉及适用于实现亮度动态范围及灰度等级数的扩大的图像显示装置及投影机。

背景技术

近年，LCD(液晶显示器)、EL(电致发光)显示器、等离子显示器、CRT(阴极射线管)、投影机等电子显示装置的画质改善显著，正在实现具有分辨率、色域与人的视觉特性几乎可以匹敌的性能的装置。然而，就亮度动态范围考虑时，其再现范围为1～10²[nit]左右的范围，并且灰度等级数一般为8位。另一方面，人的视觉，一次可以感觉的亮度动态范围为10^-2～10⁴[nit]左右，并且亮度分辨能力为0.2[nit]，将其换算为灰度等级数时可以说相当于12位。通过这种视觉特性来观看现在的显示装置的显示图像时，由于亮度动态范围狭窄明显，加上阴影部分、高亮部分的灰度等级不足，就显示图像的真实感及感染力而言不能令人感到十分满意。

另外，在电影及游戏等使用的CG(计算机绘图)中，使显示数据(以下称其为HDR(高动态范围)显示数据)具有接近人的视觉的亮度动态范围及灰度等级特性而追求描绘的真实感的倾向正在成为主流。然而，由于对其进行显示的显示装置的性能不足，一直存在不能充分发挥CG内容本来具有的表现力的问题。

此外，在下一代的OS(操作***)中，预定采用16位色空间，与现在的8位色空间比较，动态范围及灰度等级数的增加有一个飞跃。因此，可以预料对可以利用16位色空间的高动态范围、高灰度等级的电子显示装置的实现的要求会日益提高。

在显示装置中，液晶投影机及称为DLP(数字光处理，商标)投影机的投影型显示装置(投影机)，也可以进行大画面显示，是在再现显示图像的真实感及感染力方面有效果的显示装置。在这一领域中，为了解决上述问题，存在以下所述的提案。

作为高动态范围的显示装置，比如，有在专利文献1中公开的技术，该显示装置的构成包括：光源、对光的全波长区域的亮度进行调制的第2光调制元件及对光的波长区域中的RGB三原色的各波长区域，调制该波长区域的亮度的第1光调制元件；其中，由第2光调制元件对来自光源的光进行调制而形成预期的亮度分布，使该光学像在第1光调制元件的显示面上成像而进行色调制，并将经过2次调制后的光进行投影。第2光调制元件及第1光调制元件的各像素，根据由HDR显示数据确定的第1控制值及第2控制值分别单独地进行控制。作为光调制元件，采用具有可以独立控制透射率的像素结构或分段(segment)结构、可以控制二维透射率分布的透射型调制元件。作为其代表例，可以举出的有液晶光阀。另外，也可以采用反射型调制元件代替透射型调制元件，作为其代表例，可以举出的有DMD(数字微镜器件)元件。

现在，考虑使用暗显示的透射率为0.2％，亮显示的透射率为60％的光调制元件的场合。在光调制元件单体中，亮度动态范围为60/0.2＝300。因为上述显示装置，相当于将亮度动态范围为300的光调制元件以光学方式串联配置，所以可以实现300×300＝90000的亮度动态范围。另外，关于灰度等级数，与此同等的考虑也成立，通过将8位灰度等级的光调制元件以光学方式串联配置，可以得到超过8位的灰度等级数。

[专利文献1]特表2004-523001号公报

[专利文献2]特开2001-100689号公报

但是，一般液晶光阀的像素开口部形状不具有围绕图像显示面的中心轴的旋转对称性。因此，在上述的现有技术中，在光轴上配置有光源、第1光调制元件、成像光学单元、第2光调制元件的场合，由成像光学单元形成的第1光调制元件的光学像的单位像素的开口部形状和第2光调制元件的单位像素的开口部形状不一致。因此，因为从第1光调制元件射出的光的一部分在第2光调制元件的开口部处受到遮蔽，就发生光利用效率低的问题。

发明内容

本发明为解决上述问题而完成，其目的在于提供可以提高光利用效率，得到清晰的图像的图像显示装置及投影机。

为达到上述目的，本发明提供以下方法。

本发明的图像显示装置是一种根据显示图像数据对发自光源的光进行调制而显示图像的图像显示装置，其特征在于：具有对从上述光源射出的光进行调制的第1光调制元件；和在光路上与该第1光调制元件串联配置的，对从上述第1光调制元件出射的光进行调制的第2光调制元件，上述第1光调制元件的单位像素的开口部形状和上述第2光调制元件的单位像素的开口部形状相似。

在本发明的图像显示装置中，由于第1光调制元件的像素开口部形状和第2光调制元件的像素开口部形状相似，故入射到第2光调制元件的第1光调制元件的光学像与第2光调制元件的开口部形状大致一致，所以在第2光调制元件中受到遮蔽的光束的比例与历来相比减少。由此，由于从第1光调制元件射出的光束的基本全部通过第2光调制元件的开口部，故可以提高光利用效率。

另外，本发明的图像显示装置，优选，具有使上述第1光调制元件的光学像在上述第2光调制元件的受光面上成像的成像光学单元。

在本发明的图像显示装置中，可以可靠地获得明度、色调、对比度等的均匀化，使图像显示品质良好。

另外，利用上述结构，可以将与第2光调制元件的光轴方向的配置位置有关的容许误差范围取得比较广，可以实现设计及结构的简化及制造成本的降低。

另外，在本发明的图像显示装置中，优选，上述成像光学单元是倒立成像单元，相对于上述第1光调制元件的上述第2光调制元件的单位像素的开口部的大小，是与上述成像光学单元的倍率相应的大小，并将上述两种光调制元件配置成为围绕光轴旋转180°地对称。

在本发明的图像显示装置中，从光源射出的光，在第1光调制元件中被调制。于是，调制而成的光学像，由于成像光学单元是倒立成像单元，故在第2光调制元件的受光面中为倒立像。这样，即使从第1光调制元件射出的光学像旋转180°，由于第2光调制元件的单位像素的开口部的大小，是与成像光学单元的倍率相应的大小，并且第1光调制元件和第2光调制元件配置成为，围绕光轴旋转180°地对称，所以从第1光调制元件射出的光不会在第2光调制元件的开口部处被遮光。就是说，即使在使用倒立成像单元的场合，因为从第1光调制元件射出的光，几乎全部通过第2光调制元件的开口部，所以可以提高光利用效率。

另外，在本发明的图像显示装置中，优选，上述第1光调制元件，由对不同的色光分别进行调制的多个光调制元件构成，上述图像显示装置具备对在上述多个光调制元件中被调制后的光进行合成的分色棱镜，使射出透射该分色棱镜的光的上述光调制元件的开口部形状与上述第2光调制元件的开口部形状一致。

在本发明的图像显示装置中，由于使第2光调制元件的开口部形状和射出透射分色棱镜的光的光调制元件的开口部形状一致，可以利用简易的方法使开口部形状一致，故可以防止整个装置大型化，并削减部件数目，所以可以实现低成本化。

本发明的投影机的特征在于：具有上述的图像显示装置，和将从该图像显示装置射出的光进行投影的投影单元。

在本发明的投影机中，利用图像显示装置射出的图像，由投影单元进行投影。如上所述，图像显示装置，由于可以使从第1光调制元件射出的光无损失地从第2光调制元件的开口部通过，故可以得到动态范围高、灰度等级特性优良的显示图像。

附图说明

图1为示出本发明的实施方式1的投影机的概略图。

图2为示出图1的液晶光阀的配置及形状的立体图。

图3为示出在本发明的实施方式1的投影机中使用的显示控制装置的硬件构成的框图。

图4为示出本发明的实施方式1的投影机的液晶光阀的配置的比较例的立体图。

图5为示出本发明的实施方式1的投影机的色调制光阀及亮度调制光阀的变形例的剖面图。

图6为示出本发明的实施方式1的投影机的中继透镜的变形例的平面图。

附图标记说明

PJ1…投影机；10…光源；60B、60G、60R、300R…透射型液晶光阀(第1调制元件)；61…单位像素；61b…开口部；90…中继透镜(成像光学单元)；100、200R…透射型液晶光阀(第2调制元件)；101…单位像素；101b…开口部；110…投影透镜(投影单元)

具体实施方式

下面参照附图，对本发明的图像显示装置及投影机的实施方式进行说明。

(投影机的实施方式1)

图1为示出投影型液晶显示装置(投影机)PJ1的主要光学构成的示图。

投影机PJ1的构成包括：图像显示装置和投影透镜(投影单元)110，该图像显示装置具有：光源10；使从光源10入射的光的亮度分布均匀化的均匀照明***20；对从均匀照明***20入射的光的波长区域之中的RGB三原色的亮度分别进行调制的色调制部25(作为第1调制元件包括蓝色光用透射型液晶光阀60B、绿色光用透射型液晶光阀60G、红色光用透射型液晶光阀60R三个透射型液晶光阀)；对从色调制部25入射的光进行中继的中继透镜90；对从中继透镜90入射的光的全波长区域的亮度进行调制的作为第2调制单元的透射型液晶光阀100；该投影透镜110，将从液晶光阀100入射的光投影到屏幕120。

另外，光源10具有：由超高压水银灯、氙灯等构成的灯11，及对从灯11发出的射出光进行反射和聚光的反射器12。

另外，在以下的说明中，整个光学***的xyz正交坐标系，以透射型液晶光阀100的像素面为xy平面，以从十字分色棱镜80射出的朝向投影透镜110的光的方向为z方向。

均匀照明***20的构成包括：由蝇眼透镜等构成的第1、第2透镜阵列21、22；偏振变换元件23及聚光透镜24。于是，利用第1、第2透镜阵列21、22使从光源10射出的光的亮度分布均匀化，利用偏振变换元件23使通过第1、第2透镜阵列21、22的光变成可以入射到色调制部25的偏振方向的偏振光，利用聚光透镜24将进行偏振变换后的光进行聚光并射出到色调制部25。另外，偏振变换元件23，比如，是由PBS阵列和1/2波长片构成，是将无序偏振光变换为特定的直线偏振光的器件。

色调制部25的构成包括：作为光分离单元的两个分色镜30、35；三个反射镜(反射镜36、45、46)；五个场透镜(透镜41、中继透镜42、平行化透镜50B、50G、50R)；三个液晶光阀60B、60G、60R以及十字分色棱镜80。

分色镜30、35，是将从光源10发出的光(白色光)分离(分光)为红(R)、绿(G)、蓝(B)的RGB三原色光的器件。分色镜30是形成在玻璃板等上使B光及G光反射并使R光透射的性质的分色膜的器件；对于从光源10发出的白色光，将包含于该白色光中的B光及G光反射，使R光透射。分色镜35是形成在玻璃板等上使G光反射并使B光透射的性质的分色膜的器件；在透射分色镜30的G光及B光之中，反射G光而将其传到平行化透镜50G，并使蓝光透射而将其传递到透镜41。

因为中继透镜42是将透镜41附近的光(光强度分布)传递到平行化透镜50B附近的器件，透镜41具有使光高效率地入射到中继透镜42的功能。另外，入射到透镜41的B光，在基本保存其强度分布的状态下，并且几乎不伴随光损失地传递到在空间上分离的液晶光阀60B。

平行化透镜50B、50G、50R具有使入射到对应的液晶光阀60B、60G、60R上的各色光大致平行化，使透射液晶光阀60B、60G、60R的光高效率地入射到中继透镜90的功能。于是，由分色镜30、35分光的RGB三原色的光，经上述反射镜(反射镜36、45、46)及透镜(透镜41、中继透镜42、平行化透镜50B、50G、50R)入射到液晶光阀60B、60G、60R。

液晶光阀60B、60G、60R，是在以矩阵状形成像素电极及用来驱动像素电极的薄膜晶体管元件、薄膜二极管等开关元件的玻璃基板，和在整个面上形成共用电极的玻璃基板之间，夹入TN型液晶，并在外面配置有偏振片的有源矩阵型的液晶显示元件。

另外，液晶光阀60B、60G、60R，以在电压非施加状态下为白/亮(透射)状态、在电压施加状态下为黑/暗(非透射)状态的常白模式或与其相反的常黑模式进行驱动，与施加的控制值相应地，对明暗间的灰度等级进行模拟控制。液晶光阀60B，根据显示图像数据对入射的B光进行光调制，并射出内含光学像的调制光。液晶光阀60G，根据显示图像数据对入射的G光进行光调制，并射出内含光学像的调制光。液晶光阀60R，根据显示图像数据对入射的R光进行光调制，并射出内含光学像的调制光。

十字分色棱镜80，由四个直角棱镜粘合的结构构成，在其内部使剖面为X字形状地形成反射B光的电介质多层膜(B光反射分色膜81)及反射R光的电介质多层膜(R光反射分色膜82)。于是，使从液晶光阀60G发出的G光透射，使从液晶光阀60R发出的R光和从液晶光阀60B发出的B光弯折而将此三色的光合成而形成彩色图像。

中继透镜90，将由十字分色棱镜80合成的来自液晶光阀60B、60G、60R的光学像(光强度分布)传递到液晶光阀100的像素面(受光面)上。另外，在本实施方式中使用的中继透镜90，由于是倒立成像单元，故从液晶光阀60B、60G、60R射出的经中继透镜90而在液晶光阀100上成像的像为倒立像。另外，在本实施方式中使用的中继透镜90的倍率约为2倍。

另外，液晶光阀100，如图1所示，由与上述液晶光阀60B、60G、60R相同的结构构成，对入射光的全波长区域的亮度根据显示图像数据进行调制，将内含最终的光学像的调制光射出到投影透镜110。

透射型液晶光阀60B、60G、60R、100是液晶光阀，这些光阀的像素结构，如图2所示，将多个单位像素61、101分别以矩阵状进行配置，各单位像素，比如，由铬等金属材料所构成的格栅形状的遮光部61a、101a和矩形形状的开口部61b、101b构成。通过这些部分的构成，使入射到液晶光阀60B、60G、60R、100的光束之中的，入射到开口部61b、101b的光束直接透过，而使入射到遮光部61a、101a的光束受到遮蔽。另外，在图示例子中，单位像素61、101只示出4个。

遮光部61a、101a，除了预定宽度的带状部分周期排列的遮光图形膜(黑条带膜、黑矩阵膜等)之外，还由像素布线、TFT元件等形成。此外，在开口部61b、101b的一个角上设置遮光部61c、101c。这样，遮光部61a、101a，成为非对称形状。

此外，液晶光阀60B、60G、60R的单位像素61的开口部61b的形状和液晶光阀100的单位像素101的开口部101b的形状相似。具体言之，由于中继透镜90的倍率是2倍，液晶光阀100的开口部101b，具有大致为液晶光阀60B、60G、60R的开口部61b的2倍的大小，就是说，相似比为2倍。

另外，液晶光阀100，配置成为以液晶光阀60B、60G、60R为基准围绕光轴旋转180°地对称。就是说，液晶光阀60B、60G、60R的A方向及B方向在液晶光阀60B、60G、60R中分别朝向+y方向、+x方向配置，而在液晶光阀100中使液晶光阀60B、60G、60R围绕光轴旋转180°，以使之分别朝向-y方向、-x方向的状态配置。通过这样配置，可以使由中继透镜90成像的液晶光阀60B、60G、60R的光学像与液晶光阀100的开口部101b的形状一致。

投影透镜110，将在液晶光阀100的显示面上形成的光学像投影到屏幕120上而显示彩色图像。

其中，液晶光阀60B、60G、60R及液晶光阀100任何一个都对透射光进行强度调制，内含与该调制程度相应的光学像，在这一点上相同，但与后者的液晶光阀100对全波长区域的光(白色光)进行调制相对，前者的液晶光阀60B、60G、60R对利用作为光分离单元的分色镜30、35所分光的特定波长区域的光(R、G、B等的色光)进行调制，在这一点上两者不同。所以，为了方便起见，将利用液晶光阀60B、60G、60R进行的光强度调制称为色调制，而将利用液晶光阀100进行的光强度调制称为亮度调制，以示区别。

另外，从同样的观点出发，在以下的说明中，有时将液晶光阀60B、60G、60R称为色调制光阀，而将液晶光阀100称为亮度调制光阀，以示区别。

下面对投影机PJ1的整体光传递的流程予以说明。利用分色镜30、35对从光源10发出的白色光进行分光而使之成为红色(R)、绿色(G)及蓝色(B)三原色光，并经包括平行化透镜50B、50G、50R的透镜及反射镜，将其入射到液晶光阀60B、60G、60R。入射到液晶光阀60B、60G、60R的各种色光，根据与其各自的波长区域相应的外部数据进行色调制，并作为内含光学像的调制光射出。来自液晶光阀60B、60G、60R的各调制光，分别入射到十字分色棱镜80并在该处合成为一种光。

其后，从十字分色棱镜80射出的光线，经中继透镜90入射到液晶光阀100。此时，从十字分色棱镜80射出的光的光学像，由中继透镜90旋转180°，并放大为2倍，与液晶光阀100的开口部101b的形状大致一致。入射到液晶光阀100的合成光，根据与全波长区域相应的外部数据，进行亮度调制。此时，从十字分色棱镜80向着液晶光阀100射出的光，几乎全部通过液晶光阀100的开口部101b。随后，作为内含最终的光学像的调制光向投影透镜110射出。此外，在投影透镜110中，将来自液晶光阀100的最终的合成光投影到屏幕120上而显示预期的图像。

这样，在投影机PJ1中，采用，利用由作为第1光调制元件的液晶光阀60B、60G、60R而形成光学像(图像)的调制光，由作为第2光调制元件的液晶光阀100形成最终的显示图像的形态，经串联配置的两个光调制元件(色调制光阀及亮度调制光阀)，通过两个阶段的图像形成过程对发自光源10的光进行调制。另外，关于图像形成过程，比如，公开在“Helge Seetzen，Lorne A.Whitehead‘A High Dynamic Range Display Using Low and HighResolution Modulators’，SID Symposium 2003，pp.1450-1453(2003)”中。其结果，投影机PJ1可以实现亮度动态范围的扩大及灰度等级数的增加。

另外，投影机PJ1还具有控制投影机PJ1的显示控制装置2。

图3为示出显示控制装置200的硬件构成的框图。

显示控制装置200，如图3所示，其构成包括：根据控制程序来控制运算及整个***的CPU170；在预定区域预先存储CPU170的控制程序等的ROM172；用来存储从ROM172等读出的数据及在CPU170的运算过程中所需要的运算结果的RAM174；以及用作对外部装置的数据的输入输出媒介的I/F178；这些单元由作为用来传送数据的信号线的总线179互相连接而可以进行数据收发。

在I/F178上，连接有作为外部装置的用来驱动亮度调制光阀及色调制光阀的光阀驱动装置180，将数据及表等作为文件进行存储的存储装置182以及用来连接到外部网络199的信号线。

在存储装置182中，存储用来驱动亮度调制光阀及色调制光阀的HDR显示数据及控制值登录表。

在本实施方式中，投影机PJ1，根据来自外部的HDR图像信号及RGB，在显示控制装置200中控制液晶光阀60B、60G、60R及液晶光阀100的透射率，并在屏幕120上显示HDR图像。

其中，HDR图像数据是，可以实现在现有的sRGB(标准红绿蓝)等的图像格式中不能实现的高亮度动态范围的图像数据，针对图像的全部像素存储表示像素的亮度电平的像素值。在本实施方式中，采用的是，作为HDR显示数据，将针对一个像素的对RGB三原色每一种表示亮度电平的像素值作为浮点值进行存储的形式。例如，作为一个像素的像素值，存储(1.2，5.4，2.3)这样的值。

另外，HDR图像数据，是对高亮度动态范围的HDR图像进行拍摄并根据所拍摄的HDR图像而生成的。

另外，关于HDR图像数据的生成方法的详情，比如，公开在公开文献“P.E.Debevec，J.Malik，‘Recovering High Dynamic Range RadianceMaps from Photographs’，Proceedings of ACM SIGGRAPH97，p.367-378，1997”中。

(比较例)

此处，作为说明本发明的投影机PJ1的比较例，作为现有的结构，即作为液晶光阀60B、60G、60R及液晶光阀100，使用具有图2所示的像素结构61、101的液晶光阀，并且，如图4(a)所示，向着同一方向地配置在光轴上。

在这一结构的场合，由于中继透镜是倒立成像单元，故如图4(b)所示，在液晶光阀100的像素面上成像的液晶光阀60B、60G、60R的开口部像变成如虚线所示，由于与液晶光阀100的开口部101b的形状不一致，故入射到液晶光阀100的光束的一部分受到遮蔽。所以，从光源10射出的光的利用效率降低。

如上所述，在本实施方式的投影机PJ1中，在色调制光阀60B、60G、60R的预定的像素中进行一次调制的光，可以在亮度调制光阀100的预定区域(像素)中进行合适的二次调制。所以，与历来相比，可以可靠地获得预定的品质的图像。

另外，由于液晶光阀60B、60G、60R的开口部61b和液晶光阀100的开口部101b的形状相似，故液晶光阀60B、60G、60R的开口像和液晶光阀100的开口形状大致一致，所以由遮光部101a遮蔽的光束的比例与历来相比减少。所以，由于从液晶光阀60B、60G、60R射出的光束的几乎全部都通过液晶光阀100的开口部101b，故可以提高光利用效率。

另外，本发明的技术范围并不限定于上述实施方式，在不脱离本发明的主旨范围内可以增加各种改变。

比如，在上述实施方式中，也可以不使用中继透镜90来形成投影机PJ1。在这种构成的场合，在液晶光阀60B、60G、60R的位置，也可以代替液晶光阀60B、60G、60R、100，如图5所示，使用由将可以独立控制透射率的多个像素排列成为矩阵形状的液晶光阀(亮度调制光阀)200R、200G、200B和将可以独立控制透射率的多个像素排列成为矩阵形状的液晶光阀(色调制光阀)300R、300G、300B所构成的光调制元件组40R、40G、40B。另外，在图5中，以红色用的光调制元件组40R为例进行说明。

液晶光阀200R由偏振片201、对向基板202、对向电极203、数据布线204、密封件205、面板基板206、液晶207及微透镜阵列208构成。在面板基板206的入射侧(发自光源10的光的入射侧)，形成以与通向各像素的数据布线204保持预定间隔排列的像素电极及用来对像素电极(未图示)施加控制电压的有源元件(未图示)，并在对向基板202之上形成对向电极203。在面板基板206和对向基板202之间，填充液晶207，利用密封件205将液晶207密封。在对向基板202的入射侧粘接偏振片201。另一方面，在面板基板206的出射侧(发自光源10的光的出射侧)，以使凸方向朝向出射侧的方式，粘接微透镜阵列208。另外，微透镜阵列208，比如，可以利用在特开2000-305472号公报中公开的制造方法制造。

液晶光阀300R，由偏振片301、对向基板302、对向电极303、数据布线304、密封件305、面板基板306、液晶307及偏振片311构成。在面板基板306的入射侧，形成以与通向各像素的数据布线304保持预定间隔排列的像素电极及用来向像素电极(未图示)施加控制电压的有源元件(未图示)，并在对向基板302之上形成对向电极303。在面板基板306和对向基板302之间，填充液晶307，利用密封件305将液晶307密封。在对向基板302的入射侧粘接偏振片301。另一方面，在面板基板306的出射侧，粘接偏振片311。

从均匀照明***20射出的光，从图5的左方(进入的方向)入射，由液晶光阀200R进行一次调制，液晶光阀200R的光学像经微透镜阵列208传递到液晶光阀300R。此时，因为液晶光阀200R的光学像，由微透镜阵列208聚光而在液晶光阀300R的像素面上成像，所以可既抑制由于光的扩散等引起的亮度的减小，又将其传递到液晶光阀300R。随后，利用液晶光阀300R，对来自液晶光阀200R的光进行二次调制，将其出射到图5的右方(射出方向)而传递到十字分色棱镜80。

这样，通过形成重叠色调制光阀300R、微透镜阵列208和亮度调制光阀200R的构成，由于微透镜阵列208与中继透镜90相比为极小型，故可以将整个装置制作成为小型。此外，因为微透镜阵列208，与中继透镜90相比，构成元件少，向装置的组装的位置的误差小，所以可以使亮度调制光阀200R的光学像以比较高的精度在色调制光阀的像素面上成像。另外，因为亮度调制光阀、微透镜阵列208及色调制光阀紧密连接，可以进一步抑制由于光的扩散等引起的亮度的减小。所以，可以提高显示图像的亮度。

另外，作为液晶光阀60B、60G、60R、100，说明的是具有非对称的开口部形状的器件，但作为液晶光阀60B、60G、60R、100的开口部61b、101b的形状，也可以是对称的矩形形状。在此场合，通过使液晶光阀60B、60G、60R的开口部61b的形状和液晶光阀100的开口部101b的形状的关系，成为与中继透镜90的倍率相应的关系，而也可以使从液晶光阀60B、60G、60R射出的光不在液晶光阀100的开口部101b处受到遮蔽，故可以提高光利用效率。

另外，在上述实施方式中，使中继透镜90的倍率为2倍，但中继透镜90，如图6所示，也可以是由相对孔径光阑91大致对称配置的前级透镜组90a及后级透镜组90b构成的等倍成像透镜。在此场合，考虑到液晶的视角特性，具有两侧远心特性为优选。这种中继透镜90，使前级透镜组90a的像侧焦点位置与孔径光阑91及后级透镜组90b的物体侧焦点位置一致，并且还将液晶光阀60B、60G、60R配置在前级透镜组90a的物体侧焦点位置、将液晶光阀100配置在后级透镜组90b的像侧焦点位置。前级透镜组90a及后级透镜组90b的构成包括多个凸透镜及凹透镜。其中，透镜的形状、大小、配置间隔及个数、远心特性、倍率及其他透镜特性可以根据所要求的特性而适当改变，并不限定于图6所示的示例。

另外，也可以形成为，相应于中继透镜90的倍率，对色调制光阀60B、60G、60R和亮度调制光阀100分别进行设计，而使各液晶光阀的单位像素的开口部一致的结构。

另外，作为投影机PJ1的构成，是以从光源10侧起按照液晶光阀60B、60G、60R；中继透镜90；液晶光阀100的顺序进行调制的结构；但也可以与此相反，即使是以从光源10侧起按照液晶光阀100；中继透镜90；液晶光阀60B、60G、60R的顺序进行调制的结构，也可以得到同样的效果。

另外，在上述各实施方式中，是以3片式的投影机为例进行说明的，但本发明同样也可以适用于单片式的投影机。此单片式的投影机，以光源、均匀照明***、第1光调制元件、中继透镜***、第2光调制元件及投影透镜为主构成，在采用白色光源作为光源时，在作为第1光调制元件、第2光调制元件的液晶光阀上配设滤色器。

另外，此处是以投影型显示装置为例进行说明的，但本发明同样也可以适用于直视型显示装置。在此直视型显示装置中，直接观看在第2调制元件上所调制的图像光。直视型显示装置具有适合在明亮场所观赏的优点。

另外，此处说明的是对于以色调制光阀进行了色调制的光，以亮度调制光阀进行亮度调制的构成，但并不限定于此，也可以是对于以亮度调制光阀进行了亮度调制的光，以色调制光阀进行色调制的构成。另外，此处说明的是使用亮度调制光阀及色调制光阀对光的亮度分两个阶段进行调制的构成，但并不限定于此，也可以使用两套亮度调制光阀对光的亮度分两个阶段进行调制。

另外，在上述实施方式中，作为光源10使用的是射出白色光的单体光源，将此白色光分光为RGB三原色的光，但并不限定于此，也可以采用，使用与RGB三原色分别相对应的射出红色光的光源、射出蓝色光的光源及射出绿色光的光源的三个光源，而除去对白色光进行分光的单元的构成。

另外，在上述实施方式中，作为液晶光阀60B、60G、60R、100使用的是有源矩阵型的液晶显示元件而构成，但并不限定于此，作为液晶光阀60B、60G、60R、100也可以使用无源矩阵型的液晶显示元件及分段型液晶显示元件来构成。有源矩阵型的液晶显示，具有可以进行精密的灰度等级显示的优点，而无源矩阵型的液晶显示元件及分段型液晶显示元件则具有制造成本低的优点。

Claims (5)

1.一种图像显示装置，其根据显示图像数据，对来自光源的光进行调制而显示图像，其特征在于，具有：

对从上述光源射出的光进行调制的第1光调制元件；以及

在光路上与该第1光调制元件串联配置、对从上述第1光调制元件出射的光进行调制的第2光调制元件；

上述第1光调制元件的单位像素的开口部形状和上述第2光调制元件的单位像素的开口部形状相似。

2.如权利要求1所述的图像显示装置，其特征在于，具有：使上述第1光调制元件的光学像在上述第2光调制元件的受光面上成像的成像光学单元。

3.如权利要求2所述的图像显示装置，其特征在于：

上述成像光学单元是倒立成像光学单元；

相对于上述第1光调制元件的上述第2光调制元件的单位像素的开口部的大小，是与上述成像光学单元的倍率相应的大小，并且将上述第1光调制元件和第2光调制元件配置成为围绕光轴旋转180°地对称。

4.如权利要求1至3中任何一项所述的图像显示装置，其特征在于：

上述第1光调制元件，由对不同的色光分别进行调制的多个光调制元件构成；

具备，对在上述多个光调制元件中被调制了的光进行合成的分色棱镜；

射出透射该分色棱镜的光的上述光调制元件的开口部形状与上述第2光调制元件的开口部形状一致。

5.一种投影机，其特征在于，具有：如权利要求1至4中任何一项所述的图像显示装置，和对从该图像显示装置所射出的光进行投影的投影单元。

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