JP2004138670A - Optical unit and display apparatus - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a liquid crystal display element and a display apparatus in which transmissivity is improved while efficiently utilizing light from a light source and luminance can be improved. <P>SOLUTION: An optical unit is provided with a light source 22 for emitting light, color separating means 27a, 27b for separating light from the light source 22 to each color, liquid crystal display elements 6a, 6b, 6c having constitution in which micro lens arrays 24a, 24b where microlenses for converging light separated to each color are provided and a plurality of rectangular pixels corresponding to primary colors for color displaying are regularly arranged and having modulation elements for modulating light separated to each color corresponding to the reproduced image, a compositing means 5 for compositing light beams modulated corresponding to the reproduced image and a projection lens 32 for displaying the reproduced image on a screen 61 by projecting composited modulated light beams. The micro lens has constitution for converging light beams to an elliptical shape fitting to a shape of the rectangular pixel. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スクリーンに対して再生画像を表示するための投射光を投射する光学ブロック及び表示装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、液晶表示素子をライトバルブに用いたプロジェクタの開発が盛んである。この液晶表示素子において最も重要な性能は輝度（明るさ）であり、従来より、液晶表示素子には、輝度向上のためにマイクロレンズアレイが用いられている。
【０００３】
この液晶表示素子は、液晶層を二枚のガラスで挟んだ構造を取っている。そして、その一方のガラスには、駆動素子である薄膜トランジスタ（以下、ＴＦＴ：Ｔｈｉｎ　Ｆｉｌｍ　Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）及び開口部を形成し、その対向側のガラスには、マイクロレンズとなる曲面が複数配列するように形成されている。
【０００４】
複数のマイクロレンズを有するマイクロレンズアレイは、対向基板内にＴＦＴと一対一で対応するように配置されている。この液晶表示素子は、マイクロレンズアレイを搭載することにより各マイクロレンズで入射光を集束させ、光を効率よく透過させることができる。
【０００５】
一般的に、ＴＦＴの画素各は正方格子のものが多い。それに伴い、図１０に示すように従来のマイクロレンズ１４２は、ＴＦＴの画素１５１の表面に対して垂直方向を対称軸とした回転対称形状である。このような形状の従来のマイクロレンズ１４２によれば、円あるいは正方形の画素の開口部に対しては、集光状態が円形であることから、光を最適に集束することができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来の液晶表示素子では、図１１に示すように画素１５１において、光が透過するＴＦＴ開口部１４３の形状は矩形であることが多い。これは、ＴＦＴ形成の際に、ＣＳ（蓄積容量）、遮光部１７１、コンタクト開口等を形成する必要があり、矩形の長辺の近傍にこれらを配置しているためである。つまり、画素１５１の開口部１４３が正方形になるようにこれらＣＳ等を配置することは、現実的には困難である。現状では、図１０に示すように矩形の開口部１４３には、光軸を中心として回転対称な形状のマイクロレンズ１４２が配置しているため、図１１に示すように集光状態１５５が開口部１４３の内部に収まらず遮光部１７１によって光が遮光されてしまい、集光効率に損失が生じている。
【０００７】
そして、今後、画素１５１の高精細化が進むと、更に画素１５１のピッチを小さくしなければならないが、それに従って画素１５１の開口部１４３の形状を相似的に縮小することはできないため、画素１５１の開口部１４３の形状の対称性は悪くなる傾向にある。近年、特に高精細化による画素１５１のピッチ縮小化の要請がある。これに対して、ＴＦＴの光遮光膜あるいは液晶のリバースチルドドメインのための遮光部１７１は、一定以上の面積が実質的に必要となるため、画素１５１のピッチ縮小化に伴い、開口部１４３の形状の縦横比がより一対一（正方形状）からずれてくる傾向となっている。従って、今後ＴＦＴの画素１５１の高精細化が進むと開口部１４３の形状の縦横比が大きくなり、従来の液晶表示素子におけるマイクロレンズでは、図１１に示す集光状態１５５のように遮光部１７１によって遮光される光がより多くなり、さらにレンズ効率が落ちてしまう。
【０００８】
そこで本発明は上記課題を解決し、光源からの光を効率良く利用しつつ透過率を改善し、輝度を向上することができる液晶表示素子及び表示装置を提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、請求項１の発明にあっては、スクリーンに再生画像を表示させる光学ブロックであって、光を放射する光源と、前記光源からの光を色毎に分離する色分離手段と、前記色毎に分離された光を集束するマイクロレンズが設けられたマイクロレンズアレイ及び、カラー表示用の原色に対応する複数の矩形の画素が規則的に配列した構成であって分離された色毎の光を再生画像に応じて変調する変調素子を、有する液晶表示素子と、前記再生画像に応じて変調された変調光を合成する合成手段と、合成された前記変調光を投射して前記再生画像を前記スクリーンに表示させる投射レンズとを備え、前記マイクロレンズは、前記矩形の画素の形状に合わせて前記光を楕円形状に集束する構成としたことを特徴とする光学ユニットにより、達成される。
請求項１の構成によれば、マイクロレンズが画素の形状に合わせて光を楕円形状に集束するので、各画素の矩形部分に光が遮光されることなく、各矩形の画素のほぼ全面に光が効率良く集束することで光の透過率を改善し、輝度を向上することができる。
【００１０】
請求項２の発明は、請求項１の構成において、前記マイクロレンズは、前記楕円形状の集光状態の長辺が前記矩形の画素における長辺に、前記楕円形状の集光状態の短辺が前記矩形の画素における短辺にほぼ一致するように前記光を集束する構成であることを特徴とする。
請求項２の構成によれば、マイクロレンズが矩形の画素の長辺及び短辺に合わせて光を楕円形状に集束するので、各画素の矩形部分に光が遮光されることなく、各矩形の画素のほぼ全面に光が効率良く集束することで光の透過率を改善し、輝度を向上することができる。
【００１１】
請求項３の発明は、請求項１の構成において、前記複数の画素には、それぞれ透過する前記光を遮光する矩形の遮光膜が形成されていることを特徴とする。
請求項３の構成によれば、マイクロレンズが矩形の遮光膜の形状に合わせて光を楕円形状に集束するので、各画素の矩形部分に光が遮光されることなく、各矩形の画素のほぼ全面に光が効率良く集束することで光の透過率を改善し、輝度を向上することができる。
【００１２】
上記目的は、請求項４の発明にあっては、再生画像に応じて変調した変調光を投射する光学ブロックと、前記光学ブロックによって投射された前記変調光が投射されることで再生画像が表示されるスクリーンとを備える表示装置であって、前記光学ユニットが、光を放射する光源と、前記光源からの光を色毎に分離する色分離手段と、前記色毎に分離された光を集束するマイクロレンズを有するマイクロレンズアレイ及び、カラー表示用の原色に対応する複数の矩形の画素が規則的に配列した構成であって分離された色毎の光を再生画像に応じて変調する変調素子を、有する液晶表示素子と、前記再生画像に応じて変調された変調光を合成する合成手段と、合成された前記変調光を投射して前記再生画像を表示させる投射レンズとを備え、前記マイクロレンズは、前記複数の矩形の画素の長辺及び短辺に合わせるように、前記光を楕円形状に集束するように構成されていることを特徴とする表示装置により、達成される。
請求項４の構成によれば、マイクロレンズが画素の形状に合わせて光を楕円形状に集束するので、各画素の矩形部分に光が遮光されることなく、各矩形の画素のほぼ全面に光が効率良く集束することで光の透過率を改善し、輝度を向上することができる。
【００１３】
請求項５の発明は、請求項４の構成において、前記マイクロレンズは、前記楕円形状の集光状態の長辺が前記矩形の画素における長辺に、前記楕円形状の集光状態の短辺が前記矩形の画素における短辺にほぼ一致するように前記光を集束する構成であることを特徴とする。
請求項５の構成によれば、マイクロレンズが矩形の画素の長辺及び短辺に合わせて光を楕円形状に集束するので、各画素の矩形部分に光が遮光されることなく、各矩形の画素のほぼ全面に光が効率良く集束することで光の透過率を改善し、輝度を向上することができる。
【００１４】
請求項６の発明は、請求項４の構成において、前記複数の画素には、それぞれ透過する前記光を遮光する矩形の遮光膜が形成されていることを特徴とする。
【００１５】
請求項６の構成によれば、マイクロレンズが矩形の遮光膜の形状に合わせて光を楕円形状に集束するので、各画素の矩形部分に光が遮光されることなく、各矩形の画素のほぼ全面に光が効率良く集束することで光の透過率を改善し、輝度を向上することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。
尚、以下に述べる実施の形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの形態に限られるものではない。
【００１７】
図１は、本発明の好ましい実施形態としての表示装置が適用されたプロジェクタ装置１００の外観の一例を示す斜視図である。
プロジェクタ装置１００は、光学ユニット１０４及びミラー６２を筐体１０１内に内蔵している。光学ユニット１０４は筐体１０１の下部１０３に設けられており、ミラー６２は、筐体１０１の中央部から上部１０２にかけてスクリーン６１に対して傾斜するように設けられている。筐体１０１の前面部１１０には、スクリーン６１が設けられている。このスクリーン６１には、ミラー６２で反射された光が投射される構成となっている。
【００１８】
このプロジェクタ装置１００は、光学ユニット１０４に、例えば三枚の液晶ライトバルブを用いたいわゆる三板式の液晶プロジェクタ装置である。このような構成のプロジェクタ装置１００は、再生画像に応じて光学ユニット１０４から照射された光がミラー６２によって反射され、スクリーン６１に再生画像が表示されるようになっている。このスクリーン６１に再生された再生画像は、人間によって視認することができる。
【００１９】
図２は、図１に示す光学ユニット１０４の構成例を示す図である。尚、図２においては、図面の簡素化のため各光学部材を支持する支持部材を省略している。光学ユニット１０４は、図示のような光学部品を有している。ランプ２２側には、マイクロレンズアレイ２４ａ，２４ｂがミラー３３を介して配置されている。また、ランプ２２及びマイクロレンズアレイ２４ａの間にはＵＶ／ＩＲカットフィルタ２３が設けられている。このＵＶ／ＩＲカットフィルタ２３は、紫外線（ＵＶ：Ｕｌｔｒａ　Ｖｉｏｌｅｔ　ｒａｙｓ）や赤外線（ＩＲ：ＩｎｆｒａＲｅｄ）をカットするためのフィルタである。マイクロレンズアレイ２４ａ，２４ｂについては後述する。
ミラー３３はマイクロレンズアレイ２４ａからの光をマイクロレンズアレイ２４ｂに反射するためのミラーである。ＰＳ合成素子７３は、入射光を、例えば２種類の偏光光に分離する機能を有する。そして、ランプ２２からの光を赤、緑、青（Ｒ、Ｇ、Ｂ）の三色の光に偏光して液晶ライトバルブ６ａ，６ｂ，６ｃにそれぞれ導くためのダイクロイックミラー２７ａ，２７ｂ、ミラー２８ｂ及び、反射ミラー２８ａ，２８ｂ，２８ｃが光軸ＯＬに沿って配置されている。
【００２０】
ダイクロイックミラー２７ａ，２７ｂは、それぞれランプ２２からの光の分離光学手段である。分光された三色の光が通過する経路には、それぞれ集光レンズ２９ａ，２９ｂ，２９ｃ、偏光板３０ａ，３０ｂ，３０ｃ、液晶ライトバルブ６ａ，６ｂ，６ｃが配置されている。これら液晶ライトバルブ６ａ，６ｂ，６ｃは、それぞれ合成プリズムとしてのクロスプリズム５に対して各色の光を入射させる構成となっている。このクロスプリズム５では、各色の光が合成プリズムの各面から入射される構成となっている。
そしてこの合成プリズムは各色毎の光を合成し投射レンズ３２に入射させるように構成されている。投射レンズ３２は、クロスプリズム５から入射された光を拡大し投射する機能を有する。ここで、ダイクロイックミラー２７ｂを通過した光は、カラートリミングコートが施されたリレーレンズ３１ａ，３１ｂによって青色（Ｂ）以外の色の光が除去されている。
【００２１】
ここで、この光学ユニット１０４の動作例について説明する。
メタルハライドランプ等のランプ２２からの照射光は、紫外線（ＵＶ）及び赤外線（ＩＲ）がＵＶ／ＩＲカットフィルタ２３によって遮断され、マイクロレンズアレイ２４ａを通過してミラー３３によってマイクロレンズアレイ２４ｂに照射される。そして、マイクロレンズアレイ２４ｂを透過した光が、ＰＳ合成素子７３及びコンデンサレンズ３４を通過してダイクロイックミラー２７ａに照射される。このダイクロイックミラー２７ａでは、赤色光Ｒが分離反射され、分離された赤色光Ｒは反射ミラー２８ａで反射され、集光レンズ２９ａ及び偏光板３０ａを透過し、赤色用の液晶ライトバルブ６ａを通過する。
【００２２】
また、ダイクロイックミラー２７ａを透過した光、すなわち緑色光Ｇ及び青色光Ｂは、それぞれダイクロイックミラー２７ｂにおいて緑色光Ｇが分離反射され、分離した緑色光Ｇは、集光レンズ２９ｂ及び偏光板３０ｂを透過し、緑色用の液晶ライトバルブ６ｂを透過する。一方、ダイクロイックミラー２７ｂを透過した青色光Ｂは、リレーレンズ３１ａを通過し、反射ミラー２８ｂで反射してリレーレンズ３１ｂを透過する。リレーレンズ３１ｂを透過した青色光Ｂは、反射ミラー２８ｃで反射し、集光レンズ２９ｃ及び偏光板３０ｃを透過し、青色用の液晶ライトバルブ６ｃを透過する。
【００２３】
これら本実施形態において特徴的な液晶ライトバルブ６ａ，６ｂ，６ｃは、それぞれ再生映像に基づく赤色、緑色、青色の映像信号により駆動回路の動作により駆動される。このようにして液晶ライトバルブ６ａ，６ｂ，６ｃは、それぞれ赤色光、緑色光、青色光を各々光変調する構成となっている。その後、三色の液晶ライトバルブ６ａ，６ｂ，６ｃを透過した光は、クロスプリズム５で色合成されて、投射レンズ３２によって図１のスクリーン６１に拡大して投射される。
【００２４】
図３は、図２に示す液晶ライトバルブ６ａ、６ｂ、６ｃの構成例を示す斜視図であり、図４は、図３に示す液晶ライトバルブ６ａ、６ｂ、６ｃのＡ−Ａ’断面の構成例を示す断面図である。尚、液晶ライトバルブ６ｂ、６ｃは、それぞれ液晶ライトバルブ６ａとほぼ同様の構成であるので、以下の説明では液晶ライトバルブ６ａについてのみ触れる。また、図４は、視認しやすいように縦方向（入射光の方向）に引き延ばして図示している。
【００２５】
図３に示すように液晶ライトバルブ６ａは、基部４７ａの上層に液晶層４５が形成されており液晶層４５の上層には、マイクロレンズアレイ４１が形成されている。このマイクロレンズアレイ４１は、各画素５１がマトリックス状に配列されている。また、マイクロレンズアレイ４１では、レンズ面４９を有するマイクロレンズが各画素５１に対面するようにマトリックス状に配列されている。
【００２６】
これらマイクロレンズ４２と画素５１は、それぞれ対面するように構成されている。つまり、マイクロレンズ４２で集束された光は画素５１の開口部４３に集束される。この画素５１は、遮光部によって画素が矩形となるように開口部４３が形成されている。このように開口部４３が正方形ではなく矩形に構成されているのは、この矩形の開口部４３の長辺部分の遮光部にＣＳ（蓄積容量）等が設けられているためである。つまりこのようなＣＳが開口部４３のそばに設けられていることにより、開口部４３が正方形ではなく矩形の形状であるのである。
【００２７】
そして、図４に示すマイクロレンズ４２によって集束された光は画素５１の開口部４３に集束され、画素５１の液晶層４５によって光変調される。液晶層４５によって光変調された光は、基部４７を透過する。ここで、以下の説明では、画素における長辺方向をＸ方向とし、短辺方向をＹ方向とし、垂直方向をＺ方向とする。
【００２８】
図５は、マイクロレンズ４２によって集束された光の状態の一例を示す斜視図であり、図６は、図５に示す集光状態の一例を示すイメージ図である。尚、図５において曲率Ｒｘはマイクロレンズ４２のレンズ面４９のＸ方向における曲率を示しており、曲率ＲｙはＹ方向における曲率を示している。
画素５１の開口部４３には、マイクロレンズ４２によって集束された光による集光状態５５が表されている。ここで、曲率Ｒｘは曲率Ｒｙと等しくなく、曲率Ｒｘは曲率Ｒｙよりも大きいのが望ましい。
【００２９】
つまり、このマイクロレンズ４２によって集束された光の状態である集光状態５５は、図示のようにＸ方向に長い楕円形状となる。ここで、画素５１の開口部４３は図示のように矩形であるので、集光状態５５が楕円形状であると、集光状態５５が矩形の開口部４３に効率よく配置される。
つまりマイクロレンズ４２は、画素５１の開口部４３に効率よく光を集束することができる。このような構成であると、マイクロレンズ４２は、画素５１に対する光の透過率を向上させることができる。また、このマイクロレンズ４２は、光の透過率を向上させることができることから、輝度を向上させることができる。
【００３０】
画素５１には矩形の遮光部７１が設けられている。図６のようにこの画素５１には、開口部４３に効率よく光が集束されており、光が遮光部７１によって遮光されることが少ない構成となっている。従って、上述のようにマイクロレンズ４２は効率よく光を集束し、開口部４３を透過する光の量を従来より多くすることができる。
【００３１】
次に図５に示すマイクロレンズ４２の形状の具体例について説明する。
マイクロレンズ４２の形状は、曲率半径（Ｒｘ，Ｒｙ）により決定される。尚、マイクロレンズ４２の形状が曲率半径のみならず非球面定数ｋによって決定されてもよいことは言うまでもない。また、マイクロレンズの焦点距離は次の式（１）によって表される。
【００３２】
ｆ＝Ｒ／△ｎ・・・（１）
ここで、ｆは焦点距離を表しており、Ｒは曲率半径を表しており、Δｎはレンズ界面の屈折率差を表している。
【００３３】
通常のマイクロレンズ４２の設計では、例えば曲率半径Ｒを設計変更することで光の収束状態の最適化が行われる。そして、本実施形態において特徴的なことは、マイクロレンズ４２が、複数の矩形の画素５１の形状に合わせて、光を楕円に集束するように構成されていることである。
【００３４】
つまり、マイクロレンズ４２は、楕円形状の集光状態５５の長辺が矩形の画素５１における長辺に、楕円形状の集光状態５５の短辺が矩形の画素５１における短辺にほぼ一致するように光を集束する構成となっている。より具体的に示すと、開口部４３の長辺方向（以下Ｘ方向とする）の曲率半径Ｒｘと開口部４３の短辺方向（以下Ｙ方向とする）の曲率半径Ｒｙをそれぞれ独立に開口部４３に対して最適化させることにより、楕円形状に光を集束するレンズを実現させている。
【００３５】
図７は、図３等に示す液晶ライトバルブ６ａ等を利用して行ったシミュレーションの光学系の構成例を示す図である。尚、図７においては各光学部品を支持する各支持部材を省略している。
このシミュレーションでは、例えば１８μｍピッチの画素に、例えば短辺８．５μｍ、長辺１７μｍの開口部４３が形成されたＬＣＤ７９（ＴＦＴ）に、曲率半径Ｒｘ：曲率半径Ｒｙの比が約２：１になるようなマイクロレンズアレイ２４ａを搭載した液晶表示素子を一例として挙げる。尚、マイクロレンズ２４ｂでもほぼ同様の特性を有することはいうまでもない。
【００３６】
まず、ランプ２２から発生した光は、第１フライアイレンズ７５、第２フライアイレンズ７７、コンデンサーレンズ３４、フィールドレンズ２９ａ等の光学系を通り、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ　Ｃｒｙｓｔａｌ　Ｄｉｓｐｌａｙ）７９を透過して投射レンズ３２に入射する。
【００３７】
図８は、図７のシミュレーション条件及びその結果の一例を示す図であり、図９は、図８のシミュレーション結果をグラフ化した一例を示す図である。
このシミュレーションでは、シミュレーション条件である開口部４３の縦横比として、短辺と長辺の比が例えば１：１である正方形、１：１．５である矩形、１：２である同じく矩形が例示されている。そして、このシミュレーション結果では、上段に本実施形態におけるマイクロレンズ４２による明るさが表されており、下段に従来のマイクロレンズによる明るさが示されている。
【００３８】
このシミュレーション結果によれば、従来のマイクロレンズでは、開口部４３の縦横比が１：１から１：２になるにつれて、つまり極端な矩形となった場合において、明るさが急激に落ちていることがわかる。一方、本実施形態におけるマイクロレンズ４２では、縦横比が１：２になった場合においても明るさが従来のマイクロレンズほど落ちないことがわかる。
【００３９】
このような差が生じたのは、本実施形態におけるマイクロレンズ４２が、開口部４３の形状に合わせて光を楕円に集束し、開口部４３の形状の中に集光状態５５が収まるように構成されているためである。具体的には、本実施形態におけるマイクロレンズ４２は、従来のマイクロレンズと比べて、その透過率が約５％向上していることがわかる。
【００４０】
このシミュレーション結果によれば、次のことがわかる。
１．本実施形態におけるマイクロレンズ及び従来のマイクロレンズにおいて、それぞれ開口部の縦横比が大きくなるほど暗くなる（輝度が低下する）。
２．本実施形態におけるマイクロレンズ４２の方が、従来のマイクロレンズよりも縦横比が変わった場合にも下がり方が少ない、つまり縦横比が変わった場合においても明るいままとなる。
３．本実施形態におけるマイクロレンズ４２は、開口部４３の縦横比が大きくなるほどその効果を増すことができる。
４．本実施形態におけるマイクロレンズ４２を開口部４３に最適化させた時、その曲率半径比Ｒｘ：Ｒｙは概ね開口部４３の縦横比に等しい。
【００４１】
本実施形態によれば、光源としてのランプ２２からの光を効率よく利用しつつ透過率を改善し、輝度を向上することができる。また、このような液晶ライトバルブ６ａ等が設けられた図１の光学ユニット１０４を備えるプロジェクタ装置１００は、スクリーン６１に再生画像を表示した場合においてコントラストを向上することができる。
【００４２】
図３に示す液晶ライトバルブ６ａは、画素５１における開口部４３が正方形の場合であっても矩形（長方形）の場合であっても、輝度の減少が少なくなる。このため、液晶層４５（ＴＦＴ）を製造する場合において液晶層４５の形状を正確に正方形状とする必要がないため、プロセスのマージンが増加する。また、同様に液晶層４５のプロセスマージンが増加すことで、ＴＦＴを設計する際においてもマージンを増すことができる。
【００４３】
ところで本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。例えば上記実施形態の各構成は、その一部を省略したり、上記とは異なるように任意に組み合わせることができる。
【００４４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、光源からの光を効率良く利用しつつ透過率を改善し、輝度を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の好ましい実施形態としての表示装置が適用されたプロジェクタ装置の構成例を示す斜視図。
【図２】図１の光学ユニットの構成例を示す図。
【図３】図２の液晶ライトバルブの構成例を示す斜視図。
【図４】図３の液晶ライトバルブのＡ−Ａ’断面の構成例を示す断面図。
【図５】マイクロレンズのレンズ面及び集光状態の一例を示す斜視図。
【図６】マイクロレンズによる集光状態の一例を示すイメージ図。
【図７】本実施形態における液晶ライトバルブを利用したシミュレーションの光学系の一例を示す図。
【図８】シミュレーション条件及びその結果の一例を示す図。
【図９】シミュレーション条件及びその結果の一例を示す図。
【図１０】従来のマイクロレンズによる光の集光状態の一例を示す図。
【図１１】従来のマイクロレンズによる光の集光状態の一例を示す図。
【符号の説明】
５・・・クロスプリズム（合成手段）、６ａ，６ｂ，６ｃ・・・液晶ライトバルブ（液晶表示素子）、２２・・・ランプ（光源）、２４ａ，２４ｂ・・・マイクロレンズアレイ、２７ａ，２７ｂ・・・ダイクロイックミラー（色分離手段）、３２・・・投射レンズ、５１・・・画素、６１・・・スクリーン、１００・・・プロジェクタ装置（表示装置）、１０４・・・光学ユニット[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an optical block that projects projection light for displaying a reproduced image on a screen, and a display device.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art In recent years, projectors using liquid crystal display elements for light valves have been actively developed. The most important performance of this liquid crystal display element is luminance (brightness). Conventionally, a microlens array has been used in a liquid crystal display element for improving luminance.
[0003]
This liquid crystal display element has a structure in which a liquid crystal layer is sandwiched between two sheets of glass. A thin film transistor (hereinafter, referred to as a TFT) as a driving element and an opening are formed on one of the glasses, and a plurality of curved surfaces serving as microlenses are formed on the glass on the opposite side. Have been.
[0004]
A microlens array having a plurality of microlenses is arranged in the opposite substrate so as to correspond one-to-one with the TFT. In this liquid crystal display device, by mounting a microlens array, incident light can be focused by each microlens and light can be transmitted efficiently.
[0005]
Generally, each pixel of a TFT has a square lattice in many cases. Accordingly, as shown in FIG. 10, the conventional microlens 142 has a rotationally symmetric shape with a symmetric axis in a direction perpendicular to the surface of the pixel 151 of the TFT. According to the conventional microlens 142 having such a shape, light can be optimally focused on the circular or square pixel opening since the light-collecting state is circular.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, in a conventional liquid crystal display element, the shape of the TFT opening 143 through which light passes in the pixel 151 is often rectangular as shown in FIG. This is because it is necessary to form a CS (storage capacitor), a light shielding portion 171, a contact opening, and the like when forming the TFT, and these are arranged near the long side of the rectangle. That is, it is practically difficult to arrange these CSs and the like such that the openings 143 of the pixels 151 are square. At present, a microlens 142 having a rotationally symmetric shape with respect to the optical axis is arranged in the rectangular opening 143 as shown in FIG. The light does not fit inside 143 and is blocked by the light blocking unit 171, resulting in a loss in light collection efficiency.
[0007]
In the future, as the resolution of the pixel 151 increases, the pitch of the pixel 151 must be further reduced. However, the shape of the opening 143 of the pixel 151 cannot be reduced in a similar manner. There is a tendency that the symmetry of the shape of the opening 143 becomes worse. In recent years, there has been a demand for a reduction in the pitch of the pixels 151, particularly due to higher definition. On the other hand, the light-shielding portion 171 for the light-shielding film of the TFT or the reverse chilled domain of the liquid crystal substantially requires a certain area or more. The aspect ratio of the shape tends to shift from one to one (square shape). Therefore, as the definition of the pixel 151 of the TFT advances in the future, the aspect ratio of the shape of the opening 143 increases, and in the microlens in the conventional liquid crystal display element, the light shielding portion 171 as shown in the condensing state 155 shown in FIG. As a result, more light is blocked, and the lens efficiency is further reduced.
[0008]
Accordingly, it is an object of the present invention to solve the above problems and to provide a liquid crystal display element and a display device that can improve transmittance and improve luminance while efficiently using light from a light source.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The object is, in the invention of claim 1, an optical block that displays a reproduced image on a screen, a light source that emits light, and a color separation unit that separates light from the light source for each color, A microlens array provided with a microlens for converging the light separated for each color, and a configuration in which a plurality of rectangular pixels corresponding to the primary colors for color display are regularly arranged; A liquid crystal display element having a modulation element that modulates the light according to the reproduced image, a synthesizing unit that synthesizes the modulated light that is modulated according to the reproduced image, and projecting the synthesized modulated light to perform the reproduction. And a projection lens for displaying an image on the screen, wherein the microlens is an optical unit, which is configured to focus the light into an elliptical shape according to the shape of the rectangular pixel. It is made.
According to the configuration of the first aspect, the microlens focuses the light into an elliptical shape according to the shape of the pixel, so that the light is not blocked by the rectangular portion of each pixel, and almost all over the rectangular pixel. By efficiently converging light, the light transmittance can be improved and the luminance can be improved.
[0010]
According to a second aspect of the present invention, in the configuration of the first aspect, the microlens has a long side of the elliptical condensed state on a long side of the rectangular pixel, and a short side of the elliptical condensed state on the rectangular pixel. The light is focused so as to substantially coincide with the short side of the rectangular pixel.
According to the configuration of claim 2, since the microlens converges the light in an elliptical shape according to the long side and the short side of the rectangular pixel, the light is not blocked by the rectangular portion of each pixel, and the light of each rectangular is By efficiently converging light on substantially the entire surface of the pixel, light transmittance can be improved and luminance can be improved.
[0011]
According to a third aspect of the present invention, in the configuration of the first aspect, the plurality of pixels are formed with a rectangular light-shielding film that shields the transmitted light.
According to the configuration of the third aspect, the microlens focuses the light in an elliptical shape according to the shape of the rectangular light-shielding film. By efficiently converging light over the entire surface, light transmittance can be improved and luminance can be improved.
[0012]
An object of the present invention is to provide an optical block for projecting modulated light modulated according to a reproduced image, and displaying the reproduced image by projecting the modulated light projected by the optical block. A display device comprising: a light source that emits light; a color separation unit that separates light from the light source for each color; and a light source that focuses the light separated for each color. Microlens array having a microlens to be formed, and a modulation element configured to regularly arrange a plurality of rectangular pixels corresponding to primary colors for color display and modulating light of each separated color in accordance with a reproduced image A liquid crystal display element, a synthesizing means for synthesizing modulated light modulated according to the reproduced image, and a projection lens for projecting the synthesized modulated light to display the reproduced image, Microlenses, to match the long and short sides of the plurality of rectangular pixels, the display device characterized by being configured to focus the light into an elliptical shape, is achieved.
According to the configuration of claim 4, since the microlens focuses the light in an elliptical shape according to the shape of the pixel, the light is not substantially blocked by the rectangular portion of each pixel, and almost all over the rectangular pixel. By efficiently converging light, the light transmittance can be improved and the luminance can be improved.
[0013]
According to a fifth aspect of the present invention, in the configuration of the fourth aspect, the microlens is such that a long side of the elliptical condensing state is a long side of the rectangular pixel and a short side of the elliptical condensing state is a short side. The light is focused so as to substantially coincide with the short side of the rectangular pixel.
According to the configuration of claim 5, since the microlens converges the light into an elliptical shape according to the long side and the short side of the rectangular pixel, the light is not blocked by the rectangular portion of each pixel, and each rectangular pixel is By efficiently converging light on substantially the entire surface of the pixel, light transmittance can be improved and luminance can be improved.
[0014]
According to a sixth aspect of the present invention, in the configuration of the fourth aspect, the plurality of pixels are formed with a rectangular light-shielding film that shields the transmitted light.
[0015]
According to the configuration of claim 6, since the microlens focuses the light in an elliptical shape according to the shape of the rectangular light-shielding film, the light is not blocked by the rectangular portion of each pixel, and almost all of the rectangular pixels By efficiently converging light over the entire surface, light transmittance can be improved and luminance can be improved.
[0016]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
Note that the embodiments described below are preferred specific examples of the present invention, and therefore, various technically preferable limitations are given. However, the scope of the present invention particularly limits the present invention in the following description. It is not limited to these forms unless otherwise stated.
[0017]
FIG. 1 is a perspective view showing an example of an appearance of a projector device 100 to which a display device as a preferred embodiment of the invention is applied.
The projector device 100 has the optical unit 104 and the mirror 62 built in the housing 101. The optical unit 104 is provided at a lower portion 103 of the housing 101, and the mirror 62 is provided so as to be inclined with respect to the screen 61 from the center to the upper portion 102 of the housing 101. The screen 61 is provided on the front surface 110 of the housing 101. The screen 61 is configured to project the light reflected by the mirror 62.
[0018]
The projector device 100 is a so-called three-panel type liquid crystal projector device using, for example, three liquid crystal light valves in the optical unit 104. In the projector device 100 having such a configuration, the light emitted from the optical unit 104 is reflected by the mirror 62 in accordance with the reproduced image, and the reproduced image is displayed on the screen 61. The reproduced image reproduced on the screen 61 can be visually recognized by a human.
[0019]
FIG. 2 is a diagram showing a configuration example of the optical unit 104 shown in FIG. In FIG. 2, a support member that supports each optical member is omitted for simplification of the drawing. The optical unit 104 has optical components as shown. Microlens arrays 24 a and 24 b are arranged on the lamp 22 side via a mirror 33. Further, a UV / IR cut filter 23 is provided between the lamp 22 and the microlens array 24a. The UV / IR cut filter 23 is a filter for cutting ultraviolet rays (UV: Ultra Violet rays) and infrared rays (IR: InfraRed). The micro lens arrays 24a and 24b will be described later.
The mirror 33 is a mirror for reflecting light from the micro lens array 24a to the micro lens array 24b. The PS combining element 73 has a function of separating incident light into, for example, two types of polarized light. Then, dichroic mirrors 27a, 27b and mirror 28b for polarizing the light from the lamp 22 into light of three colors of red, green, and blue (R, G, B) and guiding them to the liquid crystal light valves 6a, 6b, 6c, respectively. Further, the reflection mirrors 28a, 28b, 28c are arranged along the optical axis OL.
[0020]
The dichroic mirrors 27a and 27b are optical separation means for separating light from the lamp 22, respectively. Condensing lenses 29a, 29b, and 29c, polarizing plates 30a, 30b, and 30c, and liquid crystal light valves 6a, 6b, and 6c are arranged on the paths through which the split light of three colors passes. Each of the liquid crystal light valves 6a, 6b, 6c has a configuration in which light of each color is made incident on the cross prism 5 as a synthetic prism. The cross prism 5 has a configuration in which light of each color is incident from each surface of the synthesis prism.
The combining prism is configured to combine the light of each color and make the light enter the projection lens 32. The projection lens 32 has a function of enlarging and projecting light incident from the cross prism 5. Here, the light that has passed through the dichroic mirror 27b has light of colors other than blue (B) removed by the relay lenses 31a and 31b that have been subjected to color trimming coating.
[0021]
Here, an operation example of the optical unit 104 will be described.
Irradiation light from a lamp 22 such as a metal halide lamp is blocked by a UV / IR cut filter 23 for ultraviolet (UV) and infrared (IR), passes through a microlens array 24a, and is irradiated to a microlens array 24b by a mirror 33. You. Then, the light transmitted through the microlens array 24b passes through the PS synthesizing element 73 and the condenser lens 34 and is irradiated on the dichroic mirror 27a. In the dichroic mirror 27a, the red light R is separated and reflected, and the separated red light R is reflected by the reflection mirror 28a, passes through the condenser lens 29a and the polarizing plate 30a, and passes through the liquid crystal light valve 6a for red. .
[0022]
The light transmitted through the dichroic mirror 27a, that is, the green light G and the blue light B are separated and reflected by the dichroic mirror 27b, and the separated green light G is transmitted through the condenser lens 29b and the polarizing plate 30b. Then, the light passes through the liquid crystal light valve 6b for green. On the other hand, the blue light B transmitted through the dichroic mirror 27b passes through the relay lens 31a, is reflected by the reflection mirror 28b, and transmits through the relay lens 31b. The blue light B transmitted through the relay lens 31b is reflected by the reflection mirror 28c, transmitted through the condenser lens 29c and the polarizing plate 30c, and transmitted through the liquid crystal light valve 6c for blue.
[0023]
The liquid crystal light valves 6a, 6b and 6c which are characteristic in the present embodiment are driven by the operation of the drive circuit by red, green and blue video signals based on the reproduced video, respectively. In this way, the liquid crystal light valves 6a, 6b, 6c are configured to respectively modulate red light, green light, and blue light. After that, the lights transmitted through the liquid crystal light valves 6a, 6b, 6c of three colors are combined in color by the cross prism 5, and are enlarged and projected on the screen 61 in FIG.
[0024]
FIG. 3 is a perspective view showing a configuration example of the liquid crystal light valves 6a, 6b, 6c shown in FIG. 2, and FIG. 4 is a cross-sectional configuration of the liquid crystal light valves 6a, 6b, 6c shown in FIG. It is sectional drawing which shows an example. Since the liquid crystal light valves 6b and 6c have substantially the same configuration as the liquid crystal light valve 6a, only the liquid crystal light valve 6a will be described below. FIG. 4 is drawn in a longitudinal direction (direction of incident light) so as to be easily visible.
[0025]
As shown in FIG. 3, the liquid crystal light valve 6a has a liquid crystal layer 45 formed on a base 47a and a microlens array 41 formed on the liquid crystal layer 45. In the micro lens array 41, the pixels 51 are arranged in a matrix. In the microlens array 41, microlenses having a lens surface 49 are arranged in a matrix so as to face each pixel 51.
[0026]
The micro lens 42 and the pixel 51 are configured to face each other. That is, the light focused by the microlens 42 is focused on the opening 43 of the pixel 51. In the pixel 51, an opening 43 is formed so that the pixel becomes rectangular by the light shielding portion. The reason why the opening 43 is formed in a rectangular shape instead of a square is that the light shielding portion on the long side of the rectangular opening 43 is provided with a CS (storage capacitor) or the like. That is, since such CS is provided near the opening 43, the opening 43 has a rectangular shape instead of a square shape.
[0027]
Then, the light converged by the microlens 42 shown in FIG. 4 is converged on the opening 43 of the pixel 51 and is modulated by the liquid crystal layer 45 of the pixel 51. The light modulated by the liquid crystal layer 45 passes through the base 47. Here, in the following description, the long side direction of the pixel is defined as the X direction, the short side direction is defined as the Y direction, and the vertical direction is defined as the Z direction.
[0028]
FIG. 5 is a perspective view showing an example of a state of light converged by the microlens 42, and FIG. 6 is an image diagram showing an example of a light condensing state shown in FIG. In FIG. 5, the curvature Rx indicates the curvature of the lens surface 49 of the microlens 42 in the X direction, and the curvature Ry indicates the curvature in the Y direction.
In the opening 43 of the pixel 51, a light condensing state 55 by the light focused by the micro lens 42 is shown. Here, the curvature Rx is not equal to the curvature Ry, and the curvature Rx is preferably larger than the curvature Ry.
[0029]
That is, the light condensing state 55, which is a state of light converged by the microlenses 42, has an elliptical shape that is long in the X direction as illustrated. Here, since the aperture 43 of the pixel 51 is rectangular as shown in the figure, if the light condensing state 55 is elliptical, the light condensing state 55 is efficiently arranged in the rectangular opening 43.
That is, the microlens 42 can efficiently focus light on the opening 43 of the pixel 51. With such a configuration, the microlenses 42 can improve the transmittance of light to the pixels 51. Further, since the microlenses 42 can improve the light transmittance, the luminance can be improved.
[0030]
The pixel 51 is provided with a rectangular light shielding portion 71. As shown in FIG. 6, the pixel 51 has a configuration in which light is efficiently converged in the opening 43 and the light is hardly blocked by the light blocking unit 71. Therefore, as described above, the micro lens 42 efficiently converges light, and the amount of light transmitted through the opening 43 can be made larger than before.
[0031]
Next, a specific example of the shape of the microlens 42 shown in FIG. 5 will be described.
The shape of the micro lens 42 is determined by the radius of curvature (Rx, Ry). Needless to say, the shape of the micro lens 42 may be determined not only by the radius of curvature but also by the aspheric constant k. Further, the focal length of the micro lens is represented by the following equation (1).
[0032]
f = R / △ n (1)
Here, f represents the focal length, R represents the radius of curvature, and Δn represents the refractive index difference at the lens interface.
[0033]
In the ordinary design of the microlens 42, for example, the design of the radius of curvature R is changed to optimize the light convergence state. What is characteristic in the present embodiment is that the microlens 42 is configured to focus light into an ellipse according to the shape of the plurality of rectangular pixels 51.
[0034]
In other words, the micro lens 42 is configured such that the long side of the elliptical condensing state 55 substantially matches the long side of the rectangular pixel 51 and the short side of the elliptical condensing state 55 substantially matches the short side of the rectangular pixel 51. The light is converged on the light source. More specifically, the radius of curvature Rx in the long side direction (hereinafter referred to as the X direction) of the opening 43 and the radius of curvature Ry in the short side direction (hereinafter referred to as the Y direction) of the opening 43 are independently determined by the opening. By optimizing 43, a lens that focuses light in an elliptical shape is realized.
[0035]
FIG. 7 is a diagram showing a configuration example of an optical system of a simulation performed using the liquid crystal light valve 6a and the like shown in FIG. 3 and the like. In FIG. 7, each support member for supporting each optical component is omitted.
In this simulation, the ratio of the radius of curvature Rx to the radius of curvature Ry is about 2: 1 in an LCD 79 (TFT) in which, for example, an opening 43 having a short side of 8.5 μm and a long side of 17 μm is formed in a pixel of 18 μm pitch. A liquid crystal display device equipped with such a microlens array 24a will be described as an example. Needless to say, the microlenses 24b have substantially the same characteristics.
[0036]
First, the light generated from the lamp 22 passes through an optical system such as a first fly-eye lens 75, a second fly-eye lens 77, a condenser lens 34, a field lens 29a, and the like, passes through an LCD (Liquid Crystal Display) 79, and is projected. The light enters the lens 32.
[0037]
FIG. 8 is a diagram illustrating an example of the simulation conditions and the results thereof of FIG. 7, and FIG. 9 is a diagram illustrating an example of a graph of the simulation results of FIG.
In this simulation, the aspect ratio of the opening 43 as the simulation conditions is, for example, a square in which the ratio of the short side to the long side is 1: 1, a rectangle in which the ratio is 1: 1.5, and a rectangle in which the ratio is 1: 2. Have been. In the simulation results, the upper row shows the brightness by the microlens 42 in the present embodiment, and the lower row shows the brightness by the conventional microlens.
[0038]
According to this simulation result, in the conventional microlens, the brightness sharply drops as the aspect ratio of the opening 43 changes from 1: 1 to 1: 2, that is, when it becomes an extremely rectangular shape. I understand. On the other hand, it can be seen that the brightness of the microlens 42 according to the present embodiment does not decrease as much as the conventional microlens even when the aspect ratio is 1: 2.
[0039]
The reason for such a difference is that the microlens 42 in the present embodiment focuses light into an ellipse according to the shape of the opening 43 so that the condensed state 55 falls within the shape of the opening 43. This is because it is configured. Specifically, it can be seen that the transmittance of the microlens 42 in the present embodiment is improved by about 5% as compared with the conventional microlens.
[0040]
According to this simulation result, the following can be understood.
1. In the microlens according to the present embodiment and the conventional microlens, as the aspect ratio of the opening increases, the brightness becomes lower (the brightness decreases).
2. The microlens 42 in the present embodiment has a smaller decrease when the aspect ratio changes than the conventional microlens, that is, remains bright even when the aspect ratio changes.
3. The effect of the microlens 42 in the present embodiment can be enhanced as the aspect ratio of the opening 43 increases.
4. When the microlens 42 in the present embodiment is optimized for the opening 43, the curvature radius ratio Rx: Ry is substantially equal to the aspect ratio of the opening 43.
[0041]
According to the present embodiment, it is possible to improve the transmittance and the luminance while efficiently using the light from the lamp 22 as the light source. Further, the projector apparatus 100 including the optical unit 104 of FIG. 1 provided with such a liquid crystal light valve 6a and the like can improve the contrast when a reproduced image is displayed on the screen 61.
[0042]
In the liquid crystal light valve 6a shown in FIG. 3, the reduction in luminance is small regardless of whether the opening 43 in the pixel 51 is square or rectangular (rectangular). For this reason, when manufacturing the liquid crystal layer 45 (TFT), the shape of the liquid crystal layer 45 does not need to be accurately square, so that the process margin increases. Similarly, by increasing the process margin of the liquid crystal layer 45, the margin can be increased when designing a TFT.
[0043]
Incidentally, the present invention is not limited to the above-described embodiment. For example, each configuration of the above embodiment can be partially omitted or arbitrarily combined so as to be different from the above.
[0044]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to improve the transmittance and the luminance while efficiently using the light from the light source.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing a configuration example of a projector device to which a display device as a preferred embodiment of the invention is applied.
FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration example of an optical unit in FIG. 1;
FIG. 3 is a perspective view showing a configuration example of the liquid crystal light valve of FIG. 2;
4 is a cross-sectional view showing a configuration example of a cross section taken along the line AA ′ of the liquid crystal light valve of FIG. 3;
FIG. 5 is a perspective view showing an example of a lens surface of a microlens and a focusing state.
FIG. 6 is an image diagram showing an example of a light condensing state by a micro lens.
FIG. 7 is a view showing an example of a simulation optical system using a liquid crystal light valve according to the embodiment.
FIG. 8 is a diagram showing an example of simulation conditions and the results thereof.
FIG. 9 is a diagram showing an example of simulation conditions and results thereof.
FIG. 10 is a diagram showing an example of a light condensing state by a conventional microlens.
FIG. 11 is a diagram showing an example of a light focusing state by a conventional microlens.
[Explanation of symbols]
5 Cross prism (synthesizing means), 6a, 6b, 6c Liquid crystal light valve (liquid crystal display element), 22 Lamp (light source), 24a, 24b Microlens array, 27a, 27b ... dichroic mirror (color separation means), 32 ... projection lens, 51 ... pixel, 61 ... screen, 100 ... projector device (display device), 104 ... optical unit

Claims (6)

スクリーンに再生画像を表示させる光学ブロックであって、
光を放射する光源と、
前記光源からの光を色毎に分離する色分離手段と、
前記色毎に分離された光を集束するマイクロレンズが設けられたマイクロレンズアレイ及び、カラー表示用の原色に対応する複数の矩形の画素が規則的に配列した構成であって分離された色毎の光を再生画像に応じて変調する変調素子を、有する液晶表示素子と、
前記再生画像に応じて変調された変調光を合成する合成手段と、
合成された前記変調光を投射して前記再生画像を前記スクリーンに表示させる投射レンズとを備え、
前記マイクロレンズは、前記矩形の画素の形状に合わせて前記光を楕円形状に集束する構成とした
ことを特徴とする光学ユニット。An optical block for displaying a reproduced image on a screen,
A light source that emits light,
Color separation means for separating light from the light source for each color,
A microlens array provided with a microlens for converging the light separated for each color, and a configuration in which a plurality of rectangular pixels corresponding to the primary colors for color display are regularly arranged; A liquid crystal display element having a modulation element that modulates the light according to the reproduced image,
Synthesizing means for synthesizing modulated light modulated according to the reproduced image,
A projection lens that projects the synthesized modulated light to display the reproduced image on the screen,
The optical unit, wherein the microlens is configured to focus the light into an elliptical shape according to the shape of the rectangular pixel. 前記マイクロレンズは、前記楕円形状の集光状態の長辺が前記矩形の画素における長辺に、前記楕円形状の集光状態の短辺が前記矩形の画素における短辺にほぼ一致するように前記光を集束する構成であることを特徴とする請求項１に記載の光学ユニット。The microlens is such that a long side of the elliptical condensed state substantially coincides with a long side of the rectangular pixel, and a short side of the elliptical condensed state substantially coincides with a short side of the rectangular pixel. The optical unit according to claim 1, wherein the optical unit is configured to focus light. 前記複数の画素には、それぞれ透過する前記光を遮光する矩形の遮光膜が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の光学ユニット。The optical unit according to claim 1, wherein a rectangular light-shielding film that shields the transmitted light is formed in each of the plurality of pixels. 再生画像に応じて変調した変調光を投射する光学ブロックと、
前記光学ブロックによって投射された前記変調光が投射されることで再生画像が表示されるスクリーンと
を備える表示装置であって、
前記光学ユニットが、
光を放射する光源と、
前記光源からの光を色毎に分離する色分離手段と、
前記色毎に分離された光を集束するマイクロレンズを有するマイクロレンズアレイ及び、カラー表示用の原色に対応する複数の矩形の画素が規則的に配列した構成であって分離された色毎の光を再生画像に応じて変調する変調素子を、有する液晶表示素子と、
前記再生画像に応じて変調された変調光を合成する合成手段と、
合成された前記変調光を投射して前記再生画像を表示させる投射レンズとを備え、
前記マイクロレンズは、前記複数の矩形の画素の長辺及び短辺に合わせるように、前記光を楕円形状に集束するように構成されている
ことを特徴とする表示装置。An optical block that projects modulated light modulated according to the reproduced image,
A screen on which a reproduced image is displayed by projecting the modulated light projected by the optical block,
The optical unit,
A light source that emits light,
Color separation means for separating light from the light source for each color,
A microlens array having a microlens for converging the light separated for each color, and a plurality of rectangular pixels corresponding to primary colors for color display arranged regularly to form a light for each separated color. A liquid crystal display element having a modulation element that modulates according to a reproduced image,
Synthesizing means for synthesizing modulated light modulated according to the reproduced image,
A projection lens that projects the synthesized modulated light to display the reproduced image,
The display device, wherein the microlens is configured to focus the light into an elliptical shape so as to match the long side and the short side of the plurality of rectangular pixels. 前記マイクロレンズは、前記楕円形状の集光状態の長辺が前記矩形の画素における長辺に、前記楕円形状の集光状態の短辺が前記矩形の画素における短辺にほぼ一致するように前記光を集束する構成であることを特徴とする請求項４に記載の表示装置。The microlens is such that a long side of the elliptical condensed state substantially coincides with a long side of the rectangular pixel, and a short side of the elliptical condensed state substantially coincides with a short side of the rectangular pixel. The display device according to claim 4, wherein the display device is configured to focus light. 前記複数の画素には、それぞれ透過する前記光を遮光する矩形の遮光膜が形成されていることを特徴とする請求項４に記載の表示装置。The display device according to claim 4, wherein a rectangular light-shielding film that shields the transmitted light is formed in each of the plurality of pixels.

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