JPH11295652A - 画像表示装置とそれを用いた投写型画像表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ライトバルブ１枚で画像表示する単板型画像
表示装置において集光効率を改善し、低コストと明るい
高画質映像の両立を実現する。 【解決手段】 光源部と、マイクロレンズを入射側に備
えたライトバルブからなり、光源部発光面形状をライト
バルブ上の画素開口形状と略相似形に構成する光路分割
光学系を備える、ライトバルブ上の画素開口形状と光源
部発光面形状とが略相似形になるよう複数のマイクロレ
ンズにより画素開口上で光源部発光面形状像を合成する
よう構成することにより集光効率を改善する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はライトバルブを用い
た画像表示の分野、中でも赤、緑、青の各色に対応した
入力信号に応じて独立して入射光量を変調できる一つの
ライトバルブを用いた画像表示装置、更には前記画像表
示装置で再生された画像をスクリーン上に拡大投写出来
る投写型画像表示装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】これまでの映像機器は直視型や投写型の
ＣＲＴを使用して大画面・高精細・高画質化を実現して
きたが、新たな大画面表示機器として薄型、軽量化が可
能な液晶パネルをライトバルブとして用いた液晶プロジ
ェクターが注目されている。特に携帯性や設置性を実現
したことからプレゼンテーションの用途について既に大
きな市場を創出している。

【０００３】液晶プロジェクターとは液晶パネル（ライ
トバルブ）の画像を光源ランプと集光・投写レンズを用
いてスクリーン上に拡大、結像させるものである。現在
実用化されている方式は３板式と単板式の大きく２つに
分けることが出来る。

【０００４】前者の３板式液晶プロジェクターは白色光
源からの光を色分解光学系により赤緑青の３原色の色光
に分光した後、それらの光を３枚のモノクロ液晶パネル
により変調し、３原色の画像を形成する。これらの画像
は色合成光学系で合成されて１つの投写レンズでスクリ
ーン上に投写される。この方式はランプの全スペクトル
を利用できるため光利用率は高いが３枚の液晶パネル、
色分解色合成光学系、液晶パネル間のコンバージェンス
調整機構を必要とするため比較的高価である。

【０００５】これに対し従来の単板式液晶プロジェクタ
ーはモザイク状のカラーフィルター付き液晶パネルを単
純にスクリーンに拡大投写するだけなのでコンパクトで
低価格である。しかしながらこの方式では光源からの白
色光のうち、不要な成分をカラーフィルターにより吸収
することによって所望の色を得ているため液晶パネルに
入射した白色光は１／３しか透過せず光利用率が低い。
光源を明るくすることは明るさを向上させる１つの方法
であるがカラーフィルターの光吸収による発熱及び耐光
性に対する問題が残されており、高輝度化を図る上で大
きな障害となっている。

【０００６】近年この単板式においてカラーフィルター
による光ロスをなくす手段としてカラーフィルターの代
わりにダイクロイックミラーとマイクロレンズアレイに
よって光利用率を高めた新しい構成が提案され、商品化
もなされている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ここで市場の動向を見
ると先に述べたプレゼンテーション市場が液晶プロジェ
クターの主になっていること、また一般のテレビにおい
てもマルチメディア化の進行等によりコンピュータへの
対応が求められていることは明らかである。

【０００８】コンピューター画面の表示を液晶パネルで
考えると画面の縦横比、縦横のデータ数の規格によりこ
れを表示する１データ領域は正方形となる。このとき先
に述べた３板方式の液晶プロジェクターにおいてはその
パネル上の画素形状は正方形となるが、単板式において
はこの１データ領域を３つの色光に合わせて３つに分割
する必要があり、１つの色についてみれば開口が小さく
なり、形状も縦横比の大きい長方形になってしまう。

【０００９】開口が小さくなることについてはそのまま
では光透過率が落ちてしまうが、マイクロレンズを液晶
パネルに内蔵するなどの方策により改善出来る。しか
し、開口形状の縦横比の問題はこのマイクロレンズとの
併用を考えたときに大きな集光ロスを生じせしめる要因
となる。

【００１０】マイクロレンズは光源からの光を所望の開
口部に集光するが、このときのパネル開口部、マイクロ
レンズ、光源開口部の関係は光源開口部の像がマイクロ
レンズによりパネル開口部の中に形成されるような配置
にあることが望ましい。これは一般のレンズ設計上の知
識として周知の事実である。（ただし実際は収差の影響
や、光源の光量分布により少し最適位置は異なることも
あるがおおよそこの考え方が基本になると考えて問題は
ない。） このことから言えることはパネル開口形状が縦横比の大
きい長方形になってしまうことから光源開口部形状も縦
横比の大きい長方形となっていることがマイクロレンズ
で集光する際に望ましいということである。もちろんマ
イクロレンズによる光源開口部像が十分に集光せしめら
れ余裕を持ってパネル開口部内に収まれば問題はない
が、実際光源開口部像はパネル上に効率よく光源からの
光を集光するためにはある大きさを持たざるを得ない。
しかもこの大きさは光源発光部の大きさ、照明部面積に
より決まるが今現在量産されている範囲においては、マ
イクロレンズが光源開口部像をパネル開口部内に作るに
は困難なものである。

【００１１】一方、光源は基本的にランプと放物面ある
いは楕円形上の反射形状を持つ反射傘からなっているこ
とから、光の射出方向への光軸を反射傘の回転中心軸と
する円形が光源開口部形状の基本である。

【００１２】以上から明らかなように単板式液晶プロジ
ェクターにおいて光源からの光を有効にマイクロレンズ
を用いて集光できないという点においてはダイクロイッ
クミラーとマイクロレンズアレイによって光利用率を高
めた新しい構成においても、３板式のそれよりも、１つ
の画素形状が円形から乖離した縦横比の大きい長方形で
あることから光利用効率を向上せしめることが困難であ
った。

【００１３】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
の第１の発明による画像表示装置は白色の光を一方向に
射出する光源手段と、光源手段からの白色の光を赤、
緑、青の色光に分解する色分解手段と、１つの素子で
赤、緑、青の各色光に対する入力信号に対しそれぞれ独
立して入射光を変調できる多数の画素からなるライトバ
ルブ手段と、前記ライトバルブ手段の入射側に備えられ
た多数のマイクロレンズを２次元的に配置してなるマイ
クロレンズアレイからなり、しかも光源手段からの光は
前記光源手段と色分解手段との間に設けられた複数の反
射ミラーからなる光路分割手段により複数の光路に分割
されていることを特徴とする。

【００１４】このときライトバルブ手段の赤、緑、青の
各色光に対する各画素の有効部の形状は長方形であるこ
とが望ましい。

【００１５】また、光源装置をライトバルブ側から見た
ときの発光部のうち、光路分割手段で分割される境界の
部分には光の通らない無効域が設けられている光源装置
を備えたことで光路を分割する際の光損失を最小限に抑
えることが出来ることから望ましい。

【００１６】さらには、光路分割手段を経た光を分割さ
れたうちの一つの光束について見ると、分割前の光が形
成する前記光源装置をライトバルブ側から見たときの発
光部の形状よりも縦横比が大きくなるよう光源装置から
の光が分割されることにより被照明部であるライトバル
ブ上の画素有効部への集光効率を改善できる。

【００１７】そのとき光路分割手段により前記光源装置
をライトバルブ側から見たときの発光部は２分割されて
いることによる構成が装置全体の大きさを考えても現実
的である。

【００１８】また、前記光路分割手段を介して前記光源
装置をライトバルブ側から見たときの発光部の形状は、
前記ライトバルブ手段上の任意の単色光に対応する画素
について見たときの画素形状、画素ピッチに略相似形で
あることで構成できる。

【００１９】前記課題を解決するための第２の発明によ
る画像表示装置は白色の光を一方向に射出する光源手段
と、光源手段からの白色の光を赤、緑、青の色光に分解
する色分解手段と、１つの素子で赤、緑、青の各色光に
対する入力信号に対しそれぞれ独立して入射光を変調で
きる多数の画素からなるライトバルブ手段と、前記ライ
トバルブ手段の入射側に備えられた多数のマイクロレン
ズを２次元的に配置してなるマイクロレンズアレイから
なり、しかも前記ライトバルブ手段上の画素有効部分の
形状は長方形であり、かつ前記マイクロレンズアレイ上
のマイクロレンズは、前記ライトバルブ手段上の画素有
効部分の長手方向に曲率中心の異なる複数の更に微小な
マイクロレンズからなっていることを特徴として構成さ
れる。

【００２０】また、マイクロレンズアレイ上のマイクロ
レンズは、前記ライトバルブ手段上の赤、緑、青の各色
光に対する隣り合う各１画素を１組にしたこの組数と同
数設けられていることを特徴として構成できる。

【００２１】また、前記光源装置をライトバルブ側から
見たときの発光部の形状は、前記ライトバルブ手段上の
画素を前記マイクロレンズ１つを形成する微小なマイク
ロレンズの数で縦横比が小さくなる方向に分割した画素
形状に略相似形であることを特徴とする。

【００２２】前記課題を解決するための第３の発明によ
る画像表示装置は白色の光を一方向に射出する光源手段
と、光源手段からの白色の光を赤、緑、青の色光に分解
する色分解手段と、１つの素子で赤、緑、青の各色光に
対する入力信号に対しそれぞれ独立して入射光を変調で
きる多数の画素からなるライトバルブ手段と、前記ライ
トバルブ手段の入射側に備えられた多数のマイクロレン
ズを２次元的に配置してなるマイクロレンズアレイから
なり、しかも前記ライトバルブ手段上の画素有効部分の
形状は長方形であり、かつ前記マイクロレンズアレイ上
のマイクロレンズは、前記ライトバルブ手段上の画素有
効部分の長手方向に曲率中心の異なるなる複数の更に微
小なマイクロレンズからなっており、更に、光源手段か
らの光は前記光源手段と色分解手段との間に設けられた
複数の反射ミラーからなる光路分割手段により複数の光
路に分割されていることを特徴として構成される。

【００２３】このときライトバルブ手段の赤、緑、青の
各色光に対する各画素の有効部の形状は長方形であるこ
とが望ましい。

【００２４】また、前記光源装置をライトバルブ側から
見たときの発光部のうち、光路分割手段で分割される境
界の部分には光の通らない無効域が設けられている光源
装置を備えたことを特徴とすることで光路分割の際の損
失を抑えられる。

【００２５】さらに、前記光路分割手段を経た光を分割
されたうちの一つの光束について見ると、分割前の光が
形成する前記光源装置をライトバルブ側から見たときの
発光部の形状よりも縦横比が大きくなるよう光源装置か
らの光が分割されることを特徴とする。特に実用上、前
記光路分割手段により前記光源装置をライトバルブ側か
ら見たときの発光部は２分割されて構成されているのが
装置全体の大きさなどを考慮すると最も望ましい。

【００２６】さらには前記光路分割手段を介して前記光
源装置をライトバルブ側から見たときの発光部の形状
は、前記ライトバルブ手段上の任意の単色光に対応する
画素について見たときの画素形状、画素ピッチを前記マ
イクロレンズ１つを形成する微小なマイクロレンズの数
で縦横比が小さくなる方向に分割した形状に略相似形で
あることを特徴とする。

【００２７】前記課題を解決するための第４の発明によ
る画像表示装置は白色の光を一方向に射出する光源手段
と、１つの素子で赤、緑、青の各色光に対する入力信号
に対しそれぞれ独立して入射光を変調できる多数の画素
からなるライトバルブ手段と、前記ライトバルブ上、あ
るいはその入射側に備えられ、ライトバルブ手段の各色
光に応じた入力信号で駆動される各画素毎に入力信号に
合った任意の色光だけを選択できるカラーフィルター
と、前記カラーフィルターの入射側に備えられた多数の
マイクロレンズを２次元的に配置してなるマイクロレン
ズアレイからなり、しかも光源手段からの光は前記光源
手段とマイクロレンズアレイとの間に設けられた複数の
反射ミラーからなる光路分割手段により複数の光路に分
割されていることを特徴とする。

【００２８】このとき前記ライトバルブ手段の赤、緑、
青の各色光に対する各画素の有効部の形状は長方形であ
ることを特徴とする。また、前記光源装置をライトバル
ブ側から見たときの発光部のうち、光路分割手段で分割
される境界の部分には光の通らない無効域が設けられて
いる方が望ましい。

【００２９】更に前記光路分割手段を経た光を分割され
たうちの一つの光束について見ると、分割前の光が形成
する前記光源装置をライトバルブ側から見たときの発光
部の形状よりも縦横比が大きくなるよう光源装置からの
光が分割されることを特徴とする。このとき前記光路分
割手段により前記光源装置をライトバルブ側から見たと
きの発光部は２分割されていることが最もセットサイズ
等を考慮したとき望ましい。

【００３０】前記課題を解決するための第５の発明によ
る画像表示装置は白色の光を一方向に射出する光源手段
と、１つの素子で赤、緑、青の各色光に対する入力信号
に対しそれぞれ独立して入射光を変調できる多数の画素
からなるライトバルブ手段と、前記ライトバルブ上、あ
るいはその入射側に備えられ、ライトバルブ手段の各色
光に応じた入力信号で駆動される各画素毎に入力信号に
合った任意の色光だけを選択できるカラーフィルター
と、前記カラーフィルターの入射側に備えられた多数の
マイクロレンズを２次元的に配置してなるマイクロレン
ズアレイからなり、しかも前記ライトバルブ手段上の画
素有効部分の形状は長方形であり、かつ前記マイクロレ
ンズアレイ上のマイクロレンズは、前記ライトバルブ手
段上の画素有効部分の長手方向に曲率中心の異なる複数
の更に微小なマイクロレンズからなっていることを特徴
とする。

【００３１】また、前記光源装置をライトバルブ側から
見たときの発光部の形状は、前記ライトバルブ手段上の
画素を前記マイクロレンズ１つを形成する微小なマイク
ロレンズの数で縦横比が小さくなる方向に分割した画素
形状に略相似形であることを特徴とする。

【００３２】前記課題を解決するための第６の発明によ
る画像表示装置は白色の光を一方向に射出する光源手段
と、１つの素子で赤、緑、青の各色光に対する入力信号
に対しそれぞれ独立して入射光を変調できる多数の画素
からなるライトバルブ手段と、前記ライトバルブ上、あ
るいはその入射側に備えられ、ライトバルブ手段の各色
光に応じた入力信号で駆動される各画素毎に入力信号に
合った任意の色光だけを選択できるカラーフィルター
と、前記カラーフィルターの入射側に備えられた多数の
マイクロレンズを２次元的に配置してなるマイクロレン
ズアレイからなり、しかも前記ライトバルブ手段上の画
素有効部分の形状は長方形であり、かつ前記マイクロレ
ンズアレイ上のマイクロレンズは、前記ライトバルブ手
段上の画素有効部分の長手方向に曲率中心の異なる複数
の更に微小なマイクロレンズからなっており、更に、光
源手段からの光は前記光源手段とマイクロレンズアレイ
との間に設けられた複数の反射ミラーからなる光路分割
手段により複数の光路に分割されていることを特徴とす
る。

【００３３】ここで前記光源装置をライトバルブ側から
見たときの発光部のうち、光路分割手段で分割される境
界の部分には光の通らない無効域が設けられている光源
装置を備えたことを特徴としても有用である。

【００３４】さらに前記光路分割手段を経た光を分割さ
れたうちの一つの光束について見ると、分割前の光が形
成する前記光源装置をライトバルブ側から見たときの発
光部の形状よりも縦横比が大きくなるよう光源装置から
の光が分割されることを特徴とする。このとき前記光路
分割手段により前記光源装置をライトバルブ側から見た
ときの発光部は２分割されていることを特徴とすること
が最も実用的である。

【００３５】また、前記光路分割手段を介して前記光源
装置をライトバルブ側から見たときの発光部の形状は、
前記ライトバルブ手段上の複数の画素形状、隣り合う画
素との配列ピッチを前記マイクロレンズ１つを形成する
微小なマイクロレンズの数で縦横比が小さくなる方向に
分割した形状に略相似形であることを特徴としても構成
できる。

【００３６】前記課題を解決する以上にあげた６つの発
明いずれにおいても前記光源装置は放電ランプと反射傘
から構成されていること、前記光源装置は放電ランプと
反射傘とインテグレータ光学系から構成されていること
で構成できる。

【００３７】さらに前記光源装置からの光をライトバル
ブ手段上に集光する集光レンズが備えられていることを
特徴として構成できる。また、６つの発明いずれにおい
ても前記ライトバルブ手段上の画像を拡大投写可能に投
写レンズを備えられていることで投写型画像表示装置を
構成することもできる。

【００３８】

【発明の実施の形態】本発明によればライトバルブ側か
ら見た光源部発光面形状をライトバルブ上の画素開口形
状と略相似形に構成する、ライトバルブ上の画素開口形
状とライトバルブ側から見た光源部発光面形状とが略相
似形になるよう複数のマイクロレンズにより画素開口上
で光源部発光面形状像を合成するよう構成することによ
り高効率な投写型画像表示装置を提供することが出来
る。

【００３９】（実施の形態１）図１は実施の形態１の概
略構成図である。本例の投写型画像表示装置１００はシ
ステム光軸に沿って光源部１０１、光路分割光学系１０
２、色分解光学系１０３、ライトバルブ手段である液晶
パネルユニット１０４、投写レンズ１０５からなる。

【００４０】光源部１０１の光源１０６から生じた白色
光は放物、あるいは楕円の形状の反射面をもつリフレク
ター１０７によりその開口側に射出される。この光はイ
ンテグレーター光学系１０８の第１レンズアレイ１０９
に入射し、第１レンズアレイ１０９上の矩形レンズによ
り第２レンズアレイ１１０上に集光される。この集光位
置には第１レンズアレイ１０９上の矩形レンズ像をおよ
そ液晶パネル１１１までの距離の位置に液晶パネル１１
１の有効部形状に近い大きさで投影できるよう設計され
た小型レンズが配置されている。

【００４１】またこの各小型レンズから射出される光束
の主光線は平行になるよう小型レンズ軸は設定されてい
る。これらレンズにより形成される第２レンズアレイ１
１０の出射面形状を図２に示す。リフレクター１０７の
開口形状が基本的に円形であることから決まる部分もあ
るが、第１レンズアレイ１０９が矩形レンズの集合体で
あること、支持機構の都合等により略正方形を形成して
いる。（これが円形でも問題ない。基本的にはシステム
光軸１１２に対して対称形に近く形成されるのが望まし
い） 第２レンズアレイ１１０から出射された光は光路分割光
学系１０２に入射する。ここに入射した光は長方形形状
の分割反射ミラー１１３、１１４によって２つの光路に
分割される。ここで分割されることで見かけの発光面は
前記第２レンズアレイ１１０の出射面形状を２分割した
長方形とする事が出来る。分割反射ミラー１１３で反射
された光は折り返しミラー１１５を経て青反射ダイクロ
イックミラー１１６に入射することで青の光はこれを透
過し、赤、緑の光は反射せしめられる。

【００４２】反射された光のうち緑成分の光は緑反射ダ
イクロイックミラー１１７で反射され、赤の光はここを
透過した後、反射ミラー１１８で反射される。一方分割
反射ミラー１１４で反射された光は折り返しミラー１１
９を経て青反射ダイクロイックミラー１２０に入射する
ことで青の光はこれを透過し、赤、緑の光は反射せしめ
られる。反射された光のうち緑成分の光は緑反射ダイク
ロイックミラー１２１で反射され、赤の光はここを透過
した後、反射ミラー１２２で反射される。

【００４３】このようにして光路分割光学系のミラーを
透過あるいは反射されてきた各色光はフレネル集光レン
ズ１２３により各色光の主光線は液晶パネル１１１の有
効部中心に集光される。フレネル集光レンズ１２３から
出射された光は液晶パネル１１１の有効部中心を通るシ
ステム軸１２４上のフレネル集光レンズ１２３部からの
光を平行光にして射出されるよう設定されたコリメータ
ーレンズ１２５に入射することでテレセントリック光学
系を構成している。

【００４４】コリメーターレンズ１２５と液晶パネル１
１１間には平行平面板１２６に貼り付けられた入射側偏
光板１２７が配置されている。これは入射する光のうち
一方向の偏光方向の光だけを透過する。

【００４５】図３は液晶パネル１１１の有効部（有効表
示領域）であり、３原色に対応した入力信号にそれぞれ
対応するカラー画素１２８を２次元状に配列した空間光
変調素子の画素構造に相当する。カラー画素１２８の１
単位は青の画素領域と緑の画素領域と赤の画素領域とか
らなり、１２９Ｂは青の画素開口を１２９Ｇは緑の画素
開口を１２９Ｒは赤の画素開口をそれぞれ表す。同様に
隣接するカラー画素１３０も同様に１３１Ｂは青の画素
開口を１３１Ｇは緑の画素開口を１３１Ｒは赤の画素開
口をそれぞれ表す。

【００４６】有効部（有効表示領域）の画素開口１２９
Ｂ、１２９Ｇ、１２９Ｒ、１３１Ｂ、１３１Ｇ、１３１
Ｒ以外の領域はブラックマトリックスと呼ばれる領域で
あり、薄膜トランジスタや信号用の配線に光が当たらな
いように遮光層が形成されている。図３は構成を明示す
るために一つの画素単位を拡大したもので、実際の画素
の大きさや個数を反映したものではない。また、破線は
カラー画素１２８の１単位を明確にするために便宜上附
記する仮想線であり、Ｂ、Ｇ、Ｒの記号は各開口の対応
する色を示すために附記する。青の画素とは青の光学像
に対応した映像信号が選択的に供給される画素で有り、
開口部に青色フィルターを備える必要はない。緑、赤に
ついても同じことが言える。

【００４７】図４は液晶パネル１１１をシステム軸に沿
った方向で見た断面を示す図である。入射側にはマイク
ロレンズアレイ１３２を備え、これを形成する各マイク
ロレンズの出射側焦点はおよそ前述の画素開口面近傍に
あるよう構成されている。すなわちフレネル集光レンズ
１２３から出射されコリメーターレンズ１２５を経て液
晶パネル１１１に入射した光は画素開口近傍に集光され
る。

【００４８】このようにして液晶パネル１１１の画素開
口１２９Ｂ、１２９Ｇ、１２９Ｒ、１３１Ｂ、１３１
Ｇ、１３１Ｒに入射した光は外部信号に応じてその偏光
方向が各画素毎に変化せしめられ、液晶パネル１１１の
出射面に設けられた入射側偏光板１２７と透過軸を直交
する方向に設定された出射側偏光板１３３に入射するこ
とで透過率を各画素毎に変調し、画像表示を行う。

【００４９】出射側偏光板１３３を透過した光は投写レ
ンズ１０５に入射する。これにより前記液晶パネル１１
１上に形成された画像は図にはないスクリーン１３４上
に拡大投写され、大画面映像を実現する。

【００５０】ただし上記構成によればマイクロレンズア
レイ１３２、コリメーターレンズ１２５、フレネル集光
レンズ１２３は第２レンズアレイ１１０の出射面と液晶
パネル１１１の画素開口面を共役の関係とする。そこで
第２レンズアレイ１１０の出射面を光路分割光学系、色
分解光学系を介した見かけの大きさと配列を画素開口１
２９Ｂ、１２９Ｇ、１２９Ｒ、１３１Ｂ、１３１Ｇ、１
３１Ｒに相似形状とし、その間の光学系の倍率を最適に
定めれば、分割反射ミラー１１３を介した見かけの青の
発光面から出射される青の光は青の画素開口１２９Ｂ
に、見かけの緑の発光面から出射される緑の光は緑の画
素開口１２９Ｇに、見かけの赤の発光面から出射される
赤の光は赤の画素開口１２９Ｒに、また分割反射ミラー
１１４を介した見かけの青の発光面から出射される青の
光は青の画素開口１３１Ｂに、見かけの緑の発光面から
出射される緑の光は緑の画素開口１３１Ｇに、見かけの
赤の発光面から出射される赤の光は赤の画素開口１３１
Ｒにそれぞれ選択的に到達せしめることが出来る。

【００５１】このように構成することで光源部発光面に
相当する第２レンズアレイ１１０の有効部形状を円形あ
るいは正方形に近いものとしても画素開口上に形成する
光源像（第２レンズアレイ１１０の像）の形を画素開口
形状と略相似形とすることが出来ることから、光利用効
率を向上せしめることが出来る。

【００５２】ここでマイクロレンズアレイ１３２を構成
する各マイクロレンズは１つのカラー画素毎に配置され
ていることから常に一つの画素に２つのマイクロレンズ
からの光が入射する。このようにすることで光源が持つ
明るさの不均一性やフリッカーが生じても投写画像に影
響が出にくく構成する事が出来る。ただし図５にあるよ
うにマイクロレンズアレイ１３２を構成する各マイクロ
レンズは２つのカラー画素毎に１つ配置されていても所
望の照明効率は得ることが出来る。

【００５３】このときはマイクロレンズが前記のように
１つのカラー画素毎に配置されている場合よりもマイク
ロレンズを大きく構成できることからマイクロレンズ間
のエッジ部分のダレ等マイクロレンズの出来による性能
への影響を抑えることが出来る。

【００５４】更に厳密には各色により第２レンズアレイ
１１０から液晶パネル１１１までの距離が異なることか
ら各画素開口に到達する各発光面の像の大きさが異な
る。この倍率の差が大きい場合には第２レンズアレイ１
１０から液晶パネル１１１までの距離の最も近い光路を
ホワイトバランスを取る際に不足しがちな色（本実施の
形態では青）の光路とする事が望ましいことは言うまで
もない。

【００５５】このように本実施の形態によれば光源部出
射面である発光面が円、あるいは正方形に近い矩形形状
であっても光路分割を行うことで発光面形状を液晶パネ
ル画素開口部形状に略相似形の長方形に見かけの発光面
を形成することが出来るので、前記ブラックマトリック
スでのけられを抑え、効率よく光源からの光を利用する
ことが出来る。

【００５６】図１では光路分割光学系１０２、色分解光
学系１０３が明確に分かれた構成を取っていたが図６の
ように光路分割光学系１０２と色分解光学系１０３が部
分的に融合された構成でも同様な効果を得ることが出来
る。またこのほかにも色分解光学系等についてはダイク
ロイックミラーを直交させて配置して構成する等様々な
応用が可能である。

【００５７】（実施の形態２）図７は実施の形態２の概
略構成図である。本例の投写型画像表示装置２００はシ
ステム光軸に沿って光源部１０１、色分解光学系２０
１、ライトバルブ手段である液晶パネルユニット２０
２、投写レンズ１０５からなる。

【００５８】光源部１０１の光源１０６から生じた白色
光は放物、あるいは楕円の形状の反射面をもつリフレク
ター１０７によりその開口側に射出される。この光はイ
ンテグレーター光学系１０８の第１レンズアレイ１０９
に入射し、第１レンズアレイ１０９上の矩形レンズによ
り第２レンズアレイ１１０上に集光される。この集光位
置には第１レンズアレイ１０９上の矩形レンズ像をおよ
そ液晶パネル２０３までの距離の位置に液晶パネル２０
３の有効部形状に近い大きさで投影できるよう設計され
た小型レンズが配置されている。

【００５９】またこの各小型レンズから射出される光束
の主光線は平行になるよう小型レンズ軸は設定されてい
る。これらレンズにより形成される第２レンズアレイ１
１０の出射面形状を図２に示す。リフレクター１０７の
開口形状が基本的に円形であることから決まる部分もあ
るが、第１レンズアレイ１０９が矩形レンズの集合体で
あること、支持機構の都合等により略正方形を形成して
いる。（これが円形でも問題ない。基本的にはシステム
光軸１１２に対して対称形に近く形成されるのが望まし
い） 第２レンズアレイ１１０から出射された光は色分解光学
系２０１に入射する。ここに入射した光は青反射ダイク
ロイックミラー２０４に入射することで青の光はこれを
透過し、赤、緑の光は反射せしめられる。反射された光
のうち緑成分の光は緑反射ダイクロイックミラー２０５
で反射され、赤の光はここを透過した後、反射ミラー２
０６で反射される。

【００６０】このようにして色分解光学系で分割された
各色光はフレネル集光レンズ２０７により各色光の主光
線は液晶パネル２０３の有効部中心に集光される。フレ
ネル集光レンズ２０７から出射された光は液晶パネル２
０３の有効部中心を通るシステム軸２０８上のフレネル
集光レンズ２０７部からの光を平行光にして射出される
よう設定されたコリメーターレンズ２０９に入射するこ
とでテレセントリック光学系を構成している。

【００６１】コリメーターレンズ２０９と液晶パネル２
０３間には平行平面板１２６に貼り付けられた入射側偏
光板１２７が配置されている。これは入射する光のうち
一方向の偏光方向の光だけを透過する。

【００６２】図８は液晶パネル２０３の有効部（有効表
示領域）であり、３原色に対応した入力信号にそれぞれ
対応するカラー画素２１０を２次元状に配列した空間光
変調素子の画素構造に相当する。カラー画素２１０の１
単位は青の画素領域と緑の画素領域と赤の画素領域とか
らなり、２１１Ｂは青の画素開口を２１１Ｇは緑の画素
開口を２１１Ｒは赤の画素開口をそれぞれ表す。有効部
（有効表示領域）の画素開口２１１Ｂ、２１１Ｇ、２１
１Ｒ以外の領域はブラックマトリックスと呼ばれる領域
であり、薄膜トランジスタや信号用の配線に光が当たら
ないように遮光層が形成されている。図８は構成を明示
するために一つの画素単位を拡大したもので、実際の画
素の大きさや個数を反映したものではない。

【００６３】また、破線はカラー画素２１０の１単位を
明確にするために便宜上附記する仮想線であり、Ｂ、
Ｇ、Ｒの記号は各開口の対応する色を示すために附記す
る。青の画素とは青の光学像に対応した映像信号が選択
的に供給される画素で有り、開口部に青色フィルターを
備える必要はない。緑、赤についても同じことが言え
る。

【００６４】図９は液晶パネル２０３をシステム軸に沿
った方向で見た断面を示す図である。入射側にはマイク
ロレンズアレイ２１２を備え、これを形成する各マイク
ロレンズの出射側焦点はおよそ前述の画素開口面近傍に
あるよう構成されている。すなわちフレネル集光レンズ
２０７から出射されコリメーターレンズ２０９を経て液
晶パネル２０２に入射した光は画素開口近傍に集光され
る。

【００６５】このようにして液晶パネル２０３の画素開
口２１１Ｂ、２１１Ｇ、２１１Ｒに入射した光は外部信
号に応じてその偏光方向が各画素毎に変化せしめられ、
液晶パネル２０３の出射面に設けられた入射側偏光板１
２７と透過軸を直交する方向に設定された出射側偏光板
１３３に入射することで透過率を各画素毎に変調し、画
像表示を行う。

【００６６】出射側偏光板１３３を透過した光は投写レ
ンズ１０５に入射する。これにより前記液晶パネル２０
２上に形成された画像は図にはないスクリーン１３４上
に拡大投写され、大画面映像を実現する。

【００６７】ここでマイクロレンズアレイ２１２を構成
する各マイクロレンズは図８にあるように１つのカラー
画素に対し画素開口形状の長手方向で分割された２つが
配置されており、このマイクロレンズはマイクロレンズ
開口部に対し曲率中心が画素開口中心側にシフトした構
成になっており、２つのマイクロレンズは画素開口中心
に対し対称に配置されている。

【００６８】従って上記構成によればマイクロレンズア
レイ２１２、コリメーターレンズ２０９、フレネル集光
レンズ２０７は第２レンズアレイ１１０の出射面と液晶
パネル２０３の画素開口面を共役の関係とする。そこで
第２レンズアレイ１１０の出射面を色分解光学系を介し
た見かけの大きさと配列を画素開口２１１Ｂ、２１１
Ｇ、２１１Ｒの長手方向寸法を２分割した形状と相似形
状とし、その間の光学系の倍率を最適に定めれば、見か
けの青の発光面から出射される青の光は青の画素開口２
１１Ｂに、見かけの緑の発光面から出射される緑の光は
緑の画素開口２１１Ｇに、見かけの赤の発光面から出射
される赤の光は赤の画素開口２１１Ｒにそれぞれ選択的
に透過せしめることが出来る。

【００６９】ここで厳密には各色により第２レンズアレ
イ１１０から液晶パネル２０３までの距離が異なること
から各画素開口に到達する各発光面の像の大きさが異な
る。この倍率の差が大きい場合には第２レンズアレイ１
１０から液晶パネル２０３までの距離の最も近い光路を
ホワイトバランスを取る際に不足しがちな色（本実施の
形態では青）の光路とする事が望ましいことは言うまで
もない。

【００７０】このように本実施の形態によれば光源部出
射面である発光面が円、あるいは正方形に近い矩形形状
であっても長方形である液晶パネル画素開口部形状の長
手方向寸法を２分割した形状に略相似形の見かけの発光
面を形成すれば良いことから、たとえば画素開口部形状
の縦横比が２対１の場合は見かけの発光面である第２レ
ンズアレイ１１０の有効部形状は正方形で良いと言える
ので、前記ブラックマトリックスでのけられを抑え、効
率よく光源からの光を利用することが出来る。

【００７１】図７での構成はダイクロイックミラーを平
行に配置して色分解光学系を構成したがダイクロイック
ミラーを直交させて配置して構成する等様々な応用が可
能であることは言うまでもない。また画素開口に対する
マイクロレンズは前記説明では２つを対応させたが、必
要であれば同じ考え方でこれ以上多い数のマイクロレン
ズがこれにあたっても良い。

【００７２】（実施の形態３）実施の形態３の概略構成
は図１０をもって以下説明する。本例の投写型画像表示
装置３００はシステム光軸に沿って光源部１０１、光路
分割光学系１０２、色分解光学系１０３、ライトバルブ
手段である液晶パネルユニット３０１、投写レンズ１０
５からなる。

【００７３】光源部１０１の光源１０６から生じた白色
光は放物、あるいは楕円の形状の反射面をもつリフレク
ター１０７によりその開口側に射出される。この光はイ
ンテグレーター光学系１０８の第１レンズアレイ１０９
に入射し、第１レンズアレイ１０９上の矩形レンズによ
り第２レンズアレイ１１０上に集光される。この集光位
置には第１レンズアレイ１０９上の矩形レンズ像をおよ
そ液晶パネル３０２までに距離の位置に液晶パネル３０
２の有効部形状に近い大きさで投影できるよう設計され
た小型レンズが配置されている。

【００７４】またこの各小型レンズから射出される光束
の主光線は平行になるよう小型レンズ軸は設定されてい
る。これらレンズにより形成される第２レンズアレイ１
１０の出射面形状を図２に示す。リフレクター１０７の
開口形状が基本的に円形であることから決まる部分もあ
るが、第１レンズアレイ１０９が矩形レンズの集合体で
あること、支持機構の都合等により略正方形を形成して
いる。（これが円形でも問題ない。基本的にはシステム
光軸１１２に対して対称形に近く形成されるのが望まし
い） 第２レンズアレイ１１０から出射された光は光路分割光
学系１０２に入射する。ここに入射した光は長方形形状
の分割反射ミラー１１３、１１４によって２つの光路に
分割される。ここで分割されることで見かけの発光面は
前記第２レンズアレイ１１０の出射面形状を２分割した
長方形とする事が出来る。分割反射ミラー１１３で反射
された光は折り返しミラー１１５を経て青反射ダイクロ
イックミラー１１６に入射することで青の光はこれを透
過し、赤、緑の光は反射せしめられる。反射された光の
うち緑成分の光は緑反射ダイクロイックミラー１１７で
反射され、赤の光はここを透過した後、反射ミラー１１
８で反射される。

【００７５】一方分割反射ミラー１１４で反射された光
は折り返しミラー１１９を経て青反射ダイクロイックミ
ラー１２０に入射することで青の光はこれを透過し、
赤、緑の光は反射せしめられる。反射された光のうち緑
成分の光は緑反射ダイクロイックミラー１２１で反射さ
れ、赤の光はここを透過した後、反射ミラー１２２で反
射される。

【００７６】このようにして光路分割光学系のミラーを
透過あるいは反射されてきた各色光はフレネル集光レン
ズ１２３により各色光の主光線は液晶パネル３０１の有
効部中心に集光される。フレネル集光レンズ１２３から
出射された光は液晶パネル３０２の有効部中心を通るシ
ステム軸３０３上のフレネル集光レンズ３０４部からの
光を平行光にして射出されるよう設定されたコリメータ
ーレンズ３０５に入射することでテレセントリック光学
系を構成している。

【００７７】コリメーターレンズ３０５と液晶パネル３
０２間には平行平面板１２６に貼り付けられた入射側偏
光板１２７が配置されている。これは入射する光のうち
一方向の偏光方向の光だけを透過する。

【００７８】液晶パネル３０２の有効部（有効表示領
域）は図１１をもって以下説明する。有効部（有効表示
領域）は３原色に対応した入力信号にそれぞれ対応する
カラー画素３０６を２次元状に配列した空間光変調素子
の画素構造に相当する。カラー画素３０６の１単位は青
の画素領域と緑の画素領域と赤の画素領域とからなり、
３０７Ｂは青の画素開口を、３０７Ｇは緑の画素開口
を、３０７Ｒは赤の画素開口をそれぞれ表す。

【００７９】同様に隣接するカラー画素３０８も同様に
３０９Ｂは青の画素開口を３０９Ｇは緑の画素開口を３
０９Ｒは赤の画素開口をそれぞれ表す。有効部（有効表
示領域）の画素開口３０７Ｂ、３０７Ｇ、３０７Ｒ、３
０９Ｂ、３０９Ｇ、３０９Ｒ以外の領域はブラックマト
リックスと呼ばれる領域であり、薄膜トランジスタや信
号用の配線に光が当たらないように遮光層が形成されて
いる。

【００８０】図１０は構成を明示するために一つの画素
単位を拡大したもので、実際の画素の大きさや個数を反
映したものではない。また、破線はカラー画素３０６，
３０８の１単位を明確にするために便宜上附記する仮想
線であり、Ｂ、Ｇ、Ｒの記号は各開口の対応する色を示
すために附記する。青の画素とは青の光学像に対応した
映像信号が選択的に供給される画素で有り、開口部に青
色フィルターを備える必要はない。緑、赤についても同
じことが言える。

【００８１】液晶パネル３０２をシステム軸に沿った方
向で見た断面は図４をもって説明する。入射側にはマイ
クロレンズアレイ３１０を備え、これを形成する各マイ
クロレンズの出射側焦点はおよそ前述の画素開口面近傍
にあるよう構成されている。すなわちフレネル集光レン
ズ３０４から出射されコリメーターレンズ３０５を経て
液晶パネル３０２に入射した光は画素開口近傍に集光さ
れる。

【００８２】このようにして液晶パネル３０２の画素開
口３０７Ｂ、３０７Ｇ、３０７Ｒ、３０９Ｂ、３０９
Ｇ、３０９Ｒに入射した光は外部信号に応じてその偏光
方向が各画素毎に変化せしめられ、液晶パネル３０２の
出射面に設けられた入射側偏光板１２７と透過軸を直交
する方向に設定された出射側偏光板１３３に入射するこ
とで透過率を各画素毎に変調し、画像表示を行う。

【００８３】出射側偏光板１３３を透過した光は投写レ
ンズ１０５に入射する。これにより前記液晶パネル３０
２上に形成された画像は図にはないスクリーン１３４上
に拡大投写され、大画面映像を実現する。

【００８４】ここでマイクロレンズアレイ３１０を構成
する各マイクロレンズは図１１にあるように１つのカラ
ー画素に対し画素開口形状の長手方向で分割された２つ
が配置されており、このマイクロレンズはマイクロレン
ズ開口部に対し曲率中心が画素開口中心側にシフトした
構成になっており、２つのマイクロレンズは画素開口中
心に対し対称に配置されている。

【００８５】従って上記構成によればマイクロレンズア
レイ３１０、コリメーターレンズ３０５、フレネル集光
レンズ３０４は第２レンズアレイ１１０の出射面と液晶
パネル３０２の画素開口面を共役の関係とする。そこで
第２レンズアレイ１１０の出射面を色分解光学系を介し
た見かけの大きさと配列を画素開口３０７Ｂ、３０７
Ｇ、３０７Ｒ、３０９Ｂ、３０９Ｇ、３０９Ｒの長手方
向寸法を２分割した形状と相似形状とし、その間の光学
系の倍率を最適に定めれば、分割反射ミラー１１３を介
した見かけの青の発光面から出射される青の光は青の画
素開口３０７Ｂに、見かけの緑の発光面から出射される
緑の光は緑の画素開口３０７Ｇに、見かけの赤の発光面
から出射される赤の光は赤の画素開口３０７Ｒに、また
分割反射ミラー１１４を介した見かけの青の発光面から
出射される青の光は青の画素開口３０９Ｂに、見かけの
緑の発光面から出射される緑の光は緑の画素開口３０９
Ｇに、見かけの赤の発光面から出射される赤の光は赤の
画素開口３０９Ｒにそれぞれ選択的に到達せしめること
が出来る。

【００８６】ここでマイクロレンズアレイ３１０を構成
する各マイクロレンズは１つのカラー画素毎に配置され
ていることから常に一つの画素に２つのマイクロレンズ
からの光が入射する。このようにすることで光源が持つ
明るさの不均一性やフリッカーが生じても投写画像に影
響が出にくく構成する事が出来る。ただし図１２にある
ようにマイクロレンズアレイ３１０を構成する各マイク
ロレンズは２つのカラー画素毎に１つ配置されていても
所望の照明効率は得ることが出来る。このときはマイク
ロレンズが前記のように１つのカラー画素毎に配置され
ている場合よりもマイクロレンズを大きく構成できるこ
とからマイクロレンズ間のエッジ部分のダレ等マイクロ
レンズの出来による性能への影響を抑えることが出来
る。

【００８７】更に厳密には各色により第２レンズアレイ
１１０から液晶パネル３０２までの距離が異なることか
ら各画素開口に到達する各発光面の像の大きさが異な
る。この倍率の差が大きい場合には第２レンズアレイ１
１０から液晶パネル３０２までの距離の最も近い光路を
ホワイトバランスを取る際に不足しがちな色（本実施の
形態では青）の光路とする事が望ましいことは言うまで
もない。

【００８８】このように本実施の形態によれば光源部出
射面である発光面が円、あるいは正方形に近い矩形形状
であっても光路分割を行うことで発光面形状を液晶パネ
ル画素開口部形状に略相似形の長方形に見かけの発光面
を形成することが出来る上に、これを長方形である液晶
パネル画素開口部形状の長手方向寸法を２分割した形状
に略相似形に形成すれば良いことから、たとえば画素開
口部形状の縦横比が４対１の場合は見かけの発光面であ
る第２レンズアレイ１１０の有効部形状は正方形で良い
と言えるので、前記ブラックマトリックスでのけられを
抑え、効率よく光源からの光を利用することが出来る。

【００８９】図１では光路分割光学系１０２、色分解光
学系１０３が明確に分かれた構成を取っていたが図６の
ように光路分割光学系１０２と色分解光学系１０３が部
分的に融合された構成でも同様な効果を得ることが出来
る。またこのほかにも色分解光学系等についてはダイク
ロイックミラーを直交させて配置して構成する等様々な
応用が可能であることは明らかである。

【００９０】（実施の形態４）図１３は実施の形態１の
概略構成図である。本例の投写型画像表示装置４００は
システム光軸に沿って光源部１０１、光路分割光学系４
０１、ライトバルブ手段である液晶パネルユニット４０
２、投写レンズ１０５からなる。

【００９１】光源部１０１の光源１０６から生じた白色
光は放物、あるいは楕円の形状の反射面をもつリフレク
ター１０７によりその開口側に射出される。この光はイ
ンテグレーター光学系１０８の第１レンズアレイ１０９
に入射し、第１レンズアレイ１０９上の矩形レンズによ
り第２レンズアレイ１１０上に集光される。この集光位
置には第１レンズアレイ１０９上の矩形レンズ像をおよ
そ液晶パネル４０３までに距離の位置に液晶パネル４０
３の有効部形状に近い大きさで投影できるよう設計され
た小型レンズが配置されている。

【００９２】またこの各小型レンズから射出される光束
の主光線は平行になるよう小型レンズ軸は設定されてい
る。これらレンズにより形成される第２レンズアレイ１
１０の出射面形状を図２に示す。リフレクター１０７の
開口形状が基本的に円形であることから決まる部分もあ
るが、第１レンズアレイ１０９が矩形レンズの集合体で
あること、支持機構の都合等により略正方形を形成して
いる。（これが円形でも問題ない。基本的にはシステム
光軸１１２に対して対称形に近く形成されるのが望まし
い） 第２レンズアレイ１１０から出射された光は光路分割光
学系４０１に入射する。ここに入射した光は長方形形状
の分割反射ミラー４０４、４０５によって２つの光路に
分割される。ここで分割されることで見かけの発光面は
前記第２レンズアレイ１１０の出射面形状を２分割した
長方形とする事が出来る。分割反射ミラー４０４で反射
された光は折り返しミラー４０６で反射される。一方分
割反射ミラー４０５で反射された光は折り返しミラー４
０７で反射される。

【００９３】このようにして光路分割光学系のミラーで
反射されてきた各光はフレネル集光レンズ４０８により
各色光の主光線は液晶パネル４０３の有効部中心に集光
される。フレネル集光レンズ４０８から出射された光は
液晶パネル４０３の有効部中心を通るシステム軸４０９
上のフレネル集光レンズ４０８部からの光を平行光にし
て射出されるよう設定されたコリメーターレンズ４１０
に入射することでテレセントリック光学系を構成してい
る。

【００９４】コリメーターレンズ４１０と液晶パネル４
０３間には平行平面板１２６に貼り付けられた入射側偏
光板１２７が配置されている。これは入射する光のうち
一方向の偏光方向の光だけを透過する。

【００９５】図１４は液晶パネル４０３の有効部（有効
表示領域）であり、３原色に対応した入力信号にそれぞ
れ対応するカラー画素４１１を２次元状に配列した空間
光変調素子の画素構造に相当する。カラー画素４１１の
１単位は青の画素領域と緑の画素領域と赤の画素領域と
からなり、４１２Ｂは青の画素開口を４１２Ｇは緑の画
素開口を４１２Ｒは赤の画素開口をそれぞれ表す。

【００９６】有効部（有効表示領域）の画素開口４１２
Ｂ、４１２Ｇ、４１２Ｒ以外の領域はブラックマトリッ
クスと呼ばれる領域であり、薄膜トランジスタや信号用
の配線に光が当たらないように遮光層が形成されてい
る。図１４は構成を明示するために一つの画素単位を拡
大したもので、実際の画素の大きさや個数を反映したも
のではない。

【００９７】また、破線はカラー画素４１１の１単位を
明確にするために便宜上附記する仮想線であり、Ｂ、
Ｇ、Ｒの記号は各開口の対応する色を示すために附記す
る。青の画素とは青の光学像に対応した映像信号が選択
的に供給される画素で有り、開口部に青色フィルターを
備えており、入射光から青光を選択透過する。緑、赤に
ついても同様に開口部に緑色フィルター、赤フィルター
が備えられている。

【００９８】システム軸に沿った方向で見た液晶パネル
４０３の断面を図１５を用いて示す。入射側にはマイク
ロレンズアレイ４１３を備え、これを形成する各マイク
ロレンズの出射側焦点はおよそ前述の画素開口面近傍に
あるよう構成されている。すなわちフレネル集光レンズ
４０８から出射されコリメーターレンズ４１０を経て液
晶パネル４０３に入射した光は画素開口近傍に集光され
る。

【００９９】このようにして液晶パネル４０３の画素開
口４１２Ｂ、４１２Ｇ、４１２Ｒに入射した光は外部信
号に応じてその偏光方向が各画素毎に変化せしめられ、
液晶パネル４０３の出射面に設けられた入射側偏光板１
２７と透過軸を直交する方向に設定された出射側偏光板
１３３に入射することで透過率を各画素毎に変調し、画
像表示を行う。

【０１００】出射側偏光板１３３を透過した光は投写レ
ンズ１０５に入射する。これにより前記液晶パネル４０
３上に形成された画像は図にはないスクリーン１３４上
に拡大投写され、大画面映像を実現する。

【０１０１】ただし上記構成によればマイクロレンズア
レイ４１３、コリメーターレンズ４１０、フレネル集光
レンズ４０８は第２レンズアレイ１１０の出射面と液晶
パネル４０３の画素開口面を共役の関係とする。そこで
第２レンズアレイ１１０の出射面を光路分割光学系を介
した見かけの大きさと配列を画素開口４１２Ｂ、４１２
Ｇ、４１２Ｒのうち２つを組にした形状、配列に相似形
状とし、その間の光学系の倍率を最適に定めれば、分割
反射ミラー４０３、４０４を介した見かけの発光面から
出射される光は各画素開口４１２Ｂ、４１２Ｇ、４１２
Ｒにそれぞれ選択的に到達せしめることが出来る。

【０１０２】図１４においてはマイクロレンズアレイ４
１３を構成する各マイクロレンズは１つのカラー画素毎
に１．５個（単色の画素開口２つに対して１つ）のマイ
クロレンズが対応して配置されているが、前記各マイク
ロレンズは１つのカラー画素毎に０．５個（単色の画素
開口１つに対して１つ）のマイクロレンズが対応して配
置されて構成可能である。前者はマイクロレンズが大き
く作れるので周辺部のダレ等加工上の問題を性能に影響
しにくく出来、後者は１つの画素開口に２つのマイクロ
レンズから光が入射するので光源の明るさムラやフリッ
カーなどの問題を改善できる特徴がある。

【０１０３】このように本実施の形態によれば色分解光
学系を持たない液晶パネル１枚構成の単板式投写型画像
表示装置において光源部出射面である発光面が円、ある
いは正方形に近い矩形形状であっても光路分割を行うこ
とで発光面形状を液晶パネル画素開口部形状に略相似形
の長方形に見かけの発光面を形成することが出来るの
で、前記ブラックマトリックスでのけられを抑え、効率
よく光源からの光を利用することが出来る。

【０１０４】（実施の形態５）図１６は実施の形態５の
概略構成図である。本例の投写型画像表示装置５００は
システム光軸に沿って光源部１０１、ライトバルブ手段
である液晶パネルユニット１５０１、投写レンズ１０５
からなる。

【０１０５】光源部１０１の光源１０６から生じた白色
光は放物、あるいは楕円の形状の反射面をもつリフレク
ター１０７によりその開口側に射出される。この光はイ
ンテグレーター光学系１０８の第１レンズアレイ１０９
に入射し、第１レンズアレイ１０９上の矩形レンズによ
り第２レンズアレイ１１０上に集光される。この集光位
置には第１レンズアレイ１０９上の矩形レンズ像をおよ
そ液晶パネル５０２までの距離の位置に液晶パネル５０
２の有効部形状に近い大きさで投影できるよう設計され
た小型レンズが配置されている。

【０１０６】またこの各小型レンズから射出される光束
の主光線は平行になるよう小型レンズ軸は設定されてい
る。これらレンズにより形成される第２レンズアレイ１
１０の出射面形状を図２に示す。リフレクター１０７の
開口形状が基本的に円形であることから決まる部分もあ
るが、第１レンズアレイ１０９が矩形レンズの集合体で
あること、支持機構の都合等により略正方形を形成して
いる。（これが円形でも問題ない。基本的にはシステム
光軸１１２に対して対称形に近く形成されるのが望まし
い） 第２レンズアレイ１１０から出射された光はフレネル集
光レンズ２０６により各小型レンズの主光線は液晶パネ
ル５０２の有効部中心に集光される。フレネル集光レン
ズ５０３から出射された光は液晶パネル５０２の有効部
中心を通るシステム軸５０４上のフレネル集光レンズ５
０３部からの光を平行光にして射出されるよう設定され
たコリメーターレンズ５０５に入射することでテレセン
トリック光学系を構成している。

【０１０７】コリメーターレンズ５０５と液晶パネル５
０２間には平行平面板１２６に貼り付けられた入射側偏
光板１２７が配置されている。これは入射する光のうち
一方向の偏光方向の光だけを透過する。

【０１０８】図１７は液晶パネル５０２の有効部（有効
表示領域）であり、３原色に対応した入力信号にそれぞ
れ対応するカラー画素５０６を２次元状に配列した空間
光変調素子の画素構造に相当する。カラー画素５０６の
１単位は青の画素領域と緑の画素領域と赤の画素領域と
からなり、５０７Ｂは青の画素開口を５０７Ｇは緑の画
素開口を５０７Ｒは赤の画素開口をそれぞれ表す。有効
部（有効表示領域）の画素開口５０７Ｂ、５０７Ｇ、５
０７Ｒ以外の領域はブラックマトリックスと呼ばれる領
域であり、薄膜トランジスタや信号用の配線に光が当た
らないように遮光層が形成されている。

【０１０９】図１６は構成を明示するために一つの画素
単位を拡大したもので、実際の画素の大きさや個数を反
映したものではない。また、破線はカラー画素５０６の
１単位を明確にするために便宜上附記する仮想線であ
り、Ｂ、Ｇ、Ｒの記号は各開口の対応する色を示すため
に附記する。青の画素とは青の光学像に対応した映像信
号が選択的に供給される画素で有り、開口部に青色フィ
ルターを備えて透過光を選択する。緑、赤についても同
様に開口部に緑色フィルター、赤色フィルターを備えて
いる。

【０１１０】図１８は液晶パネル５０２をシステム軸に
沿った方向で見た断面を示す図である。入射側にはマイ
クロレンズアレイ５０８を備え、これを形成する各マイ
クロレンズの出射側焦点はおよそ前述の画素開口面近傍
にあるよう構成されている。すなわちフレネル集光レン
ズ５０３から出射されコリメーターレンズ５０５を経て
液晶パネル５０２に入射した光は画素開口近傍に集光さ
れる。

【０１１１】このようにして液晶パネル５０２の画素開
口５０７Ｂ、５０７Ｇ、５０７Ｒに入射した光は外部信
号に応じてその偏光方向が各画素毎に変化せしめられ、
液晶パネル５０２の出射面に設けられた入射側偏光板１
２７と透過軸を直交する方向に設定された出射側偏光板
１３３に入射することで透過率を各画素毎に変調し、画
像表示を行う。

【０１１２】出射側偏光板１３３を透過した光は投写レ
ンズ１０５に入射する。これにより前記液晶パネル５０
２上に形成された画像は図にはないスクリーン１３４上
に拡大投写され、大画面映像を実現する。

【０１１３】ここでマイクロレンズアレイ５０８を構成
する各マイクロレンズは図１７にあるように１つの画素
に対し画素開口形状の長手方向で分割された２つが配置
されており、このマイクロレンズはマイクロレンズ開口
部に対し曲率中心が画素開口中心側にシフトした構成に
なっており、２つのマイクロレンズは画素開口中心に対
し対称に配置されている。

【０１１４】従って上記構成によればマイクロレンズア
レイ５０８、コリメーターレンズ５０５、フレネル集光
レンズ５０３は第２レンズアレイ１１０の出射面と液晶
パネル５０２の画素開口面を共役の関係とする。そこで
第２レンズアレイ１１０の出射面の見かけの形状を画素
開口５０７Ｂあるいは５０７Ｇあるいは５０７Ｒの長手
方向を２分割した形状と相似形状とし、その間の光学系
の倍率を最適に定めれば、見かけの発光面から出射され
る光は各画素開口５０７Ｂあるいは５０７Ｇあるいは５
０７Ｒを長手方向に２分割した各領域に透過せしめるこ
とが出来る。

【０１１５】このように本実施の形態によれば光源部出
射面である発光面が円、あるいは正方形に近い矩形形状
であっても長方形である液晶パネル画素開口部形状の長
手方向寸法を２分割した形状に略相似形の見かけの発光
面を形成すれば良いことから、たとえば画素開口部形状
の縦横比が２対１の場合は見かけの発光面である第２レ
ンズアレイ１１０の有効部形状は正方形で良いと言える
ので、前記ブラックマトリックスでのけられを抑え、効
率よく光源からの光を利用することが出来る。

【０１１６】また画素開口に対するマイクロレンズは前
記説明では２つを対応させたが、必要であれば同じ考え
方でこれ以上多い数のマイクロレンズがこれにあたって
も良い。

【０１１７】（実施の形態６）実施の形態６の概略構成
は図１９をもって以下説明する。本例の投写型画像表示
装置６００はシステム光軸に沿って光源部１０１、光路
分割光学系６０１、色分解光学系１０３、ライトバルブ
手段である液晶パネルユニット６０２、投写レンズ１０
５からなる。

【０１１８】光源部１０１の光源１０６から生じた白色
光は放物、あるいは楕円の形状の反射面をもつリフレク
ター１０７によりその開口側に射出される。この光はイ
ンテグレーター光学系１０８の第１レンズアレイ１０９
に入射し、第１レンズアレイ１０９上の矩形レンズによ
り第２レンズアレイ１１０上に集光される。この集光位
置には第１レンズアレイ１０９上の矩形レンズ像をおよ
そ液晶パネル６０３までに距離の位置に液晶パネル６０
３の有効部形状に近い大きさで投影できるよう設計され
た小型レンズが配置されている。

【０１１９】またこの各小型レンズから射出される光束
の主光線は平行になるよう小型レンズ軸は設定されてい
る。これらレンズにより形成される第２レンズアレイ１
１０の出射面形状を図２に示す。リフレクター１０７の
開口形状が基本的に円形であることから決まる部分もあ
るが、第１レンズアレイ１０９が矩形レンズの集合体で
あること、支持機構の都合等により略正方形を形成して
いる。（これが円形でも問題ない。基本的にはシステム
光軸１１２に対して対称形に近く形成されるのが望まし
い） 第２レンズアレイ１１０から出射された光は光路分割光
学系６０１に入射する。ここに入射した光は長方形形状
の分割反射ミラー６０４、６０５によって２つの光路に
分割される。ここで分割されることで見かけの発光面は
前記第２レンズアレイ１１０の出射面形状を２分割した
長方形とする事が出来る。分割反射ミラー６０４で反射
された光は折り返しミラー６０６で反射される。一方分
割反射ミラー６０５で反射された光は折り返しミラー６
０７で反射される。

【０１２０】このようにして光路分割光学系のミラーで
反射されてきた各光はフレネル集光レンズ６０８により
各色光の主光線は液晶パネル６０３の有効部中心に集光
される。フレネル集光レンズ６０８から出射された光は
液晶パネル６０３の有効部中心を通るシステム軸６０９
上のフレネル集光レンズ６０８部からの光を平行光にし
て射出されるよう設定されたコリメーターレンズ６１０
に入射することでテレセントリック光学系を構成してい
る。

【０１２１】コリメーターレンズ６１０と液晶パネル６
０３間には平行平面板１２６に貼り付けられた入射側偏
光板１２７が配置されている。これは入射する光のうち
一方向の偏光方向の光だけを透過する。

【０１２２】液晶パネル６０３の有効部（有効表示領
域）は図２０をもって以下説明する。有効部（有効表示
領域）は３原色に対応した入力信号にそれぞれ対応する
カラー画素６１１を２次元状に配列した空間光変調素子
の画素構造に相当する。カラー画素６１１の１単位は青
の画素領域と緑の画素領域と赤の画素領域とからなり、
６１２Ｂは青の画素開口を、６１２Ｇは緑の画素開口
を、６１２Ｒは赤の画素開口をそれぞれ表す。有効部
（有効表示領域）の画素開口６１２Ｂ、６１２Ｇ、６１
２Ｒ以外の領域はブラックマトリックスと呼ばれる領域
であり、薄膜トランジスタや信号用の配線に光が当たら
ないように遮光層が形成されている。

【０１２３】図２０は構成を明示するために一つの画素
単位を拡大したもので、実際の画素の大きさや個数を反
映したものではない。また、破線はカラー画素６１１の
１単位を明確にするために便宜上附記する仮想線であ
り、Ｂ、Ｇ、Ｒの記号は各開口の対応する色を示すため
に附記する。青の画素とは青の光学像に対応した映像信
号が選択的に供給される画素で有り、開口部に青色フィ
ルターを備える必要はない。緑、赤についても同じこと
が言える。

【０１２４】液晶パネル６０３をシステム軸に沿った方
向で見た断面は図１５をもって説明する。入射側にはマ
イクロレンズアレイ６１３を備え、これを形成する各マ
イクロレンズの出射側焦点はおよそ前述の画素開口面近
傍にあるよう構成されている。すなわちフレネル集光レ
ンズ６０８から出射されコリメーターレンズ６１０を経
て液晶パネル６０３に入射した光は画素開口近傍に集光
される。

【０１２５】このようにして液晶パネル６０３の画素開
口６１２Ｂ、６１２Ｇ、６１２Ｒに入射した光は外部信
号に応じてその偏光方向が各画素毎に変化せしめられ、
液晶パネル６０３の出射面に設けられた入射側偏光板１
２７と透過軸を直交する方向に設定された出射側偏光板
１３３に入射することで透過率を各画素毎に変調し、画
像表示を行う。

【０１２６】出射側偏光板１３３を透過した光は投写レ
ンズ１０５に入射する。これにより前記液晶パネル６０
３上に形成された画像は図にはないスクリーン１３４上
に拡大投写され、大画面映像を実現する。

【０１２７】ここでマイクロレンズアレイ６１３を構成
する各マイクロレンズは図１１にあるように１つのカラ
ー画素に対し画素開口形状の長手方向で分割された２つ
が配置されており、このマイクロレンズはマイクロレン
ズ開口部に対し曲率中心が画素開口中心側にシフトした
構成になっており、２つのマイクロレンズは画素開口中
心に対し対称に配置されている。

【０１２８】従って上記構成によればマイクロレンズア
レイ６１３、コリメーターレンズ６１０、フレネル集光
レンズ６０８は第２レンズアレイ１１０の出射面と液晶
パネル３０１の画素開口面を共役の関係とする。そこで
第２レンズアレイ１１０の出射面の見かけの形状と配列
を画素開口６１２Ｂ、６１２Ｇ、６１２Ｒのうち隣り合
う２つの画素開口を組とし、この組の長手方向寸法を２
分割した形状と相似形状とし、その間の光学系の倍率を
最適に定めれば、たとえば分割反射ミラー６０４を介し
た見かけの発光面から出射される光は画素開口６１２Ｂ
の長手方向を２分割した領域に、また分割反射ミラー６
０５を介した見かけの発光面から出射される光は画素開
口６１２Ｇの長手方向を２分割した領域の４つの領域に
それぞれ選択的に到達せしめることが出来る。

【０１２９】図１８でマイクロレンズアレイ６１３を構
成する各マイクロレンズは単色の画素開口２つに対して
長手方向に１つづつ計２つのマイクロレンズが対応して
配置されているが、前記各マイクロレンズは単色の画素
開口１つに対して長手方向に１つづつ計２つのマイクロ
レンズが対応して配置されても構成可能である。前者は
マイクロレンズが大きく作れるので周辺部のダレ等加工
上の問題を性能に影響しにくく出来、後者は１つの画素
開口に２つのマイクロレンズから光が入射するので光源
の明るさムラやフリッカーなどの問題を改善できる特徴
がある。

【０１３０】このように本実施の形態によれば光源部出
射面である発光面が円、あるいは正方形に近い矩形形状
であっても光路分割を行うことで発光面形状を液晶パネ
ル画素開口部形状に略相似形の長方形に見かけの発光面
を形成することが出来る上に、これを長方形である液晶
パネル画素開口部形状の長手方向寸法を２分割した形状
に略相似形に形成すれば良いことから、たとえば画素開
口部形状の縦横比が４対１の場合は見かけの発光面であ
る第２レンズアレイ１１０の有効部形状は正方形で良い
と言えるので、前記ブラックマトリックスでのけられを
抑え、効率よく光源からの光を利用することが出来る。

【０１３１】以上６つの実施の形態において光源部につ
いて言えば必ずしもインテグレータ光学系を用いる必要
が無く、このときは第２レンズアレイの有効面（見かけ
の発光面）をリフレクター出射面として取り扱えば問題
はない。またインテグレータ手段でも各レンズアレイを
構成する小型レンズを偏心させても構成することが出来
る。

【０１３２】また、光路分割光学系を用いる場合には光
路を分割される境界部分が光路分割ミラーの端面にあた
り有効に光が取り込めない可能性がある。このときは前
述のインテグレータ手段で各レンズアレイを構成する小
型レンズを偏心させて第２レンズアレイの有効面（見か
けの発光面）に光が導かれない領域を前記光路分割ミラ
ーの端面に相当する部分に作れば解決できる。

【０１３３】光路分割光学系を用いる場合に第２レンズ
アレイの有効面（見かけの発光面）を２分割した構成で
説明してきたが、必要があればこれ以上の分割数にして
も応用可能である。また集光レンズについては上記実施
の形態においてフレネルレンズとしたが必ずしもこの必
要性はなく、球面レンズでも構成可能なことは言うまで
もない。液晶パネル入射側のマイクロレンズアレイは実
際に球面の形状をしたマイクロレンズの集合体であって
も、屈折率を部分的に変えた形であっても、屈折率の違
う材料を組み合わせた構成であってもレンズとして機能
すれば問題ない。

【０１３４】画像表示装置としてノーマリーホワイト
（無信号時に白表示）モードの透過型ＴＮ（ツイストネ
マティック）液晶を用いて説明したがこれに限定される
ものではなく、入射光を多数の画素開口毎に入力信号に
応じて調光できれば良いわけであるからノーマリーブラ
ックでも、垂直配光でも、分散型等でも応用可能なこと
は言うまでもない。

【０１３５】また前記実施の形態においては液晶パネル
上の画像を投写レンズで拡大投写する投写型画像表示装
置として説明してきたが投写レンズを用いず、直接液晶
パネル上の画像を見る画像表示装置と出来ることは言う
までもない。

【０１３６】

【発明の効果】以上のように、本発明によればライトバ
ルブ側から見た光源部発光面形状をライトバルブ上の画
素開口形状と略相似形に構成する、ライトバルブ上の画
素開口形状とライトバルブ側から見た光源部発光面形状
とが略相似形になるよう複数のマイクロレンズにより画
素開口上で光源部発光面形状像を合成するよう構成する
ことにより集光効率を改善できることから１枚の液晶パ
ネルで構成する単板方式で高効率な投写型画像表示装置
を提供することが出来る。従って市場に比較的安価で、
明るい画像を得られる商品を提供することが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施の形態１の全体構成図

【図２】実施の形態１の第２レンズアレイ外観図

【図３】実施の形態１の液晶パネル画素構造説明図

【図４】実施の形態１の液晶パネルとマイクロレンズア
レイの構成説明図（１）

【図５】実施の形態１の液晶パネルとマイクロレンズア
レイの構成説明図（２）

【図６】実施の形態１の別の全体構成図

【図７】実施の形態２の全体構成図

【図８】実施の形態２の液晶パネル画素構造説明図

【図９】実施の形態２の液晶パネルとマイクロレンズア
レイの構成説明図

【図１０】実施の形態３の全体構成図

【図１１】実施の形態３の液晶パネル画素構造説明図

【図１２】実施の形態３の液晶パネルとマイクロレンズ
アレイの構成説明図

【図１３】実施の形態４の全体構成図

【図１４】実施の形態４の液晶パネル画素構造説明図

【図１５】実施の形態４の液晶パネルとマイクロレンズ
アレイの構成説明図

【図１６】実施の形態５の全体構成図

【図１７】実施の形態５の液晶パネル画素構造説明図

【図１８】実施の形態５の液晶パネルとマイクロレンズ
アレイの構成説明図

【図１９】実施の形態６の全体構成図

【図２０】実施の形態６の液晶パネル画素構造説明図

【符号の説明】

１００、２００、３００、４００、５００、６００
投写型画像表示装置 １０１ 光源部 １０２、４０１、６０１ 光路分割光学系 １０３、２０１ 色分解光学系 １０４、２０２、３０１、４０２、５０１、６０２ 液
晶パネルユニット １０５ 投写レンズ １０６ 光源 １０７ リフレクター １０８ インテグレーター光学系 １０９ 第１レンズアレイ １１０ 第２レンズアレイ １１１、２０３、３０２、４０３、５０２、６０３ 液
晶パネル １１２、１２４、２０８、３０３、４０９、５０４、６
０９ システム光軸 １１３、１１４、４０４、４０５、６０４、６０５ 分
割反射ミラー １１５、１１９、１２２、２０６、４０６、４０７、６
０６、６０７ 折り返しミラー １１６、１２０、２０４ 青透過ダイクロイックミラー １１７、１２１、２０５ 緑反射ダイクロイックミラー １１８ 反射ミラー １２３、２０７、３０４、４０８、５０３、６０８ フ
レネル集光レンズ １２５、２０９、３０５、４１０、５０５、６１０ コ
リメーターレンズ １２６ 平行平面板 １２７ 入射側偏光板 １２８、１３０、２１０、３０６、３０８、４１１、５
０６、６１１カラー画素 １２９Ｂ、１３１Ｂ、２１１Ｂ、３０７Ｂ、３０９Ｂ、
４１２Ｂ、５０７Ｂ、６１２Ｂ 青の画素開口 １２９Ｇ、１３１Ｇ、２１１Ｇ、３０７Ｇ、３０９Ｇ、
４１２Ｇ、５０７Ｇ、６１２Ｇ 緑の画素開口 １２９Ｒ、１３１Ｒ、２１１Ｒ、３０７Ｒ、３０９Ｒ、
４１２Ｒ、５０７Ｒ、６１２Ｒ 赤の画素開口 １３２、２１２、３１０、４１３、５０８、６１３ マ
イクロレンズアレイ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｈ０４Ｎ 9/31 Ｈ０４Ｎ 9/31 Ｃ

Claims (18)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 白色の光を一方向に射出する光源手段
   と、光源手段からの白色の光を赤、緑、青の色光に分解
   する色分解手段と、１つの素子で赤、緑、青の各色光に
   対する入力信号に対しそれぞれ独立して入射光を変調で
   きる多数の画素からなるライトバルブ手段と、前記ライ
   トバルブ手段の入射側に備えられた多数のマイクロレン
   ズを２次元的に配置してなるマイクロレンズアレイから
   なり、しかも光源手段からの光は前記光源手段と色分解
   手段との間に設けられた複数の反射ミラーからなる光路
   分割手段により複数の光路に分割されていることを特徴
   とする画像表示装置。
2. 【請求項２】 白色の光を一方向に射出する光源手段
   と、光源手段からの白色の光を赤、緑、青の色光に分解
   する色分解手段と、１つの素子で赤、緑、青の各色光に
   対する入力信号に対しそれぞれ独立して入射光を変調で
   きる多数の画素からなるライトバルブ手段と、前記ライ
   トバルブ手段の入射側に備えられた多数のマイクロレン
   ズを２次元的に配置してなるマイクロレンズアレイから
   なり、しかも前記ライトバルブ手段上の画素有効部分の
   形状は長方形であり、かつ前記マイクロレンズアレイ上
   のマイクロレンズは、前記ライトバルブ手段上の画素有
   効部分の長手方向に曲率中心の異なる複数の更に微小な
   マイクロレンズからなっていることを特徴とする画像表
   示装置
3. 【請求項３】 白色の光を一方向に射出する光源手段
   と、光源手段からの白色の光を赤、緑、青の色光に分解
   する色分解手段と、１つの素子で赤、緑、青の各色光に
   対する入力信号に対しそれぞれ独立して入射光を変調で
   きる多数の画素からなるライトバルブ手段と、前記ライ
   トバルブ手段の入射側に備えられた多数のマイクロレン
   ズを２次元的に配置してなるマイクロレンズアレイから
   なり、しかも前記ライトバルブ手段上の画素有効部分の
   形状は長方形であり、かつ前記マイクロレンズアレイ上
   のマイクロレンズは、前記ライトバルブ手段上の画素有
   効部分の長手方向に曲率中心の異なる複数の更に微小な
   マイクロレンズからなっており、更に、光源手段からの
   光は前記光源手段と色分解手段との間に設けられた複数
   の反射ミラーからなる光路分割手段により複数の光路に
   分割されていることを特徴とする画像表示装置。
4. 【請求項４】 白色の光を一方向に射出する光源手段
   と、１つの素子で赤、緑、青の各色光に対する入力信号
   に対しそれぞれ独立して入射光を変調できる多数の画素
   からなるライトバルブ手段と、前記ライトバルブ上、あ
   るいはその入射側に備えられ、ライトバルブ手段の各色
   光に応じた入力信号で駆動される各画素毎に入力信号に
   合った任意の色光だけを選択できるカラーフィルター
   と、前記カラーフィルターの入射側に備えられた多数の
   マイクロレンズを２次元的に配置してなるマイクロレン
   ズアレイからなり、しかも光源手段からの光は前記光源
   手段とマイクロレンズアレイとの間に設けられた複数の
   反射ミラーからなる光路分割手段により複数の光路に分
   割されていることを特徴とする画像表示装置。
5. 【請求項５】 白色の光を一方向に射出する光源手段
   と、１つの素子で赤、緑、青の各色光に対する入力信号
   に対しそれぞれ独立して入射光を変調できる多数の画素
   からなるライトバルブ手段と、前記ライトバルブ上、あ
   るいはその入射側に備えられ、ライトバルブ手段の各色
   光に応じた入力信号で駆動される各画素毎に入力信号に
   合った任意の色光だけを選択できるカラーフィルター
   と、前記カラーフィルターの入射側に備えられた多数の
   マイクロレンズを２次元的に配置してなるマイクロレン
   ズアレイからなり、しかも前記ライトバルブ手段上の画
   素有効部分の形状は長方形であり、かつ前記マイクロレ
   ンズアレイ上のマイクロレンズは、前記ライトバルブ手
   段上の画素有効部分の長手方向に曲率中心の異なる複数
   の更に微小なマイクロレンズからなっていることを特徴
   とする画像表示装置
6. 【請求項６】 白色の光を一方向に射出する光源手段
   と、１つの素子で赤、緑、青の各色光に対する入力信号
   に対しそれぞれ独立して入射光を変調できる多数の画素
   からなるライトバルブ手段と、前記ライトバルブ上、あ
   るいはその入射側に備えられ、ライトバルブ手段の各色
   光に応じた入力信号で駆動される各画素毎に入力信号に
   合った任意の色光だけを選択できるカラーフィルター
   と、前記カラーフィルターの入射側に備えられた多数の
   マイクロレンズを２次元的に配置してなるマイクロレン
   ズアレイからなり、しかも前記ライトバルブ手段上の画
   素有効部分の形状は長方形であり、かつ前記マイクロレ
   ンズアレイ上のマイクロレンズは、前記ライトバルブ手
   段上の画素有効部分の長手方向に曲率中心の異なる複数
   の更に微小なマイクロレンズからなっており、更に、光
   源手段からの光は前記光源手段とマイクロレンズアレイ
   との間に設けられた複数の反射ミラーからなる光路分割
   手段により複数の光路に分割されていることを特徴とす
   る画像表示装置。
7. 【請求項７】 前記光源装置は放電ランプと反射傘から
   構成されていることを特徴とする請求項１〜６記載の画
   像表示装置。
8. 【請求項８】 前記光源装置は放電ランプと反射傘とイ
   ンテグレータ光学系から構成されていることを特徴とす
   る請求項１〜６記載の画像表示装置。
9. 【請求項９】 前記光源装置からの光をライトバルブ手
   段上に集光する集光レンズが備えられていることを特徴
   とする請求項１〜６記載の画像表示装置。
10. 【請求項１０】 前記光源装置をライトバルブ側から見
    たときの発光部のうち、光路分割手段で分割される境界
    の部分には光の通らない無効域が設けられている光源装
    置を備えたことを特徴とする請求項１、３、４、６記載
    の画像表示装置。
11. 【請求項１１】 前記光路分割手段を経た光を分割され
    たうちの一つの光束について見ると、分割前の光が形成
    する前記光源装置をライトバルブ側から見たときの発光
    部の形状よりも縦横比が大きくなるよう光源装置からの
    光が分割されることを特徴とする請求項１、３、４、６
    記載の画像表示装置。
12. 【請求項１２】 前記光路分割手段により前記光源装置
    をライトバルブ側から見たときの発光部は２分割されて
    いることを特徴とする請求項１、３、４、６記載の画像
    表示装置。
13. 【請求項１３】 前記光路分割手段を介して前記光源装
    置をライトバルブ側から見たときの発光部の形状は、前
    記ライトバルブ手段上の任意の単色光に対応する画素に
    ついて見たときの画素形状、画素ピッチに略相似形であ
    ることを特徴とする請求項１記載の画像表示装置
14. 【請求項１４】 前記光源装置をライトバルブ側から見
    たときの発光部の形状は、前記ライトバルブ手段上の画
    素を前記マイクロレンズ１つを形成する微小なマイクロ
    レンズの数で縦横比が小さくなる方向に分割した画素形
    状に略相似形であることを特徴とする請求項２、５記載
    の画像表示装置
15. 【請求項１５】 前記光路分割手段を介して前記光源装
    置をライトバルブ側から見たときの発光部の形状は、前
    記ライトバルブ手段上の任意の単色光に対応する画素に
    ついて見たときの画素形状、画素ピッチを前記マイクロ
    レンズ１つを形成する微小なマイクロレンズの数で縦横
    比が小さくなる方向に分割した形状に略相似形であるこ
    とを特徴とする請求項３記載の画像表示装置。
16. 【請求項１６】 前記光路分割手段を介して前記光源装
    置をライトバルブ側から見たときの発光部の形状は、前
    記ライトバルブ手段上の複数の画素形状、隣り合う画素
    との配列ピッチに対して略相似形であることを特徴とす
    る請求項４記載の画像表示装置。
17. 【請求項１７】 前記光路分割手段を介して前記光源装
    置をライトバルブ側から見たときの発光部の形状は、前
    記ライトバルブ手段上の複数の画素形状、隣り合う画素
    との配列ピッチを前記マイクロレンズ１つを形成する微
    小なマイクロレンズの数で縦横比が小さくなる方向に分
    割した形状に略相似形であることを特徴とする請求項６
    記載の画像表示装置。
18. 【請求項１８】 前記請求項１〜６記載の画像表示装置
    において前記ライトバルブ手段上の画像を拡大投写可能
    に投写レンズが備えられていることを特徴とする投写型
    画像表示装置。