JPH08340545A - 投写型画像表示装置 - Google Patents

投写型画像表示装置

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JPH08340545A
JPH08340545A JP7146011A JP14601195A JPH08340545A JP H08340545 A JPH08340545 A JP H08340545A JP 7146011 A JP7146011 A JP 7146011A JP 14601195 A JP14601195 A JP 14601195A JP H08340545 A JPH08340545 A JP H08340545A
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JP
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light
display device
image display
filter
pixel
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JP7146011A
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Narumasa Yamagishi
成多 山岸
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 液晶パネル１枚からなる単板投写型画像表示
装置において装置形状の小型、軽量の特徴は維持しなが
らも高輝度化を実現できる。 【構成】 画像表示装置と、第一の色信号に応じて駆動
される画素の入射側に備えられた第一の波長の光のみを
透過するダイクロイックコートからなる第一のフィルタ
７と、第２の色信号に応じて駆動される画素の入射側に
備えられた第２の波長の光のみを透過するダイクロイッ
クコートからなる第２のフィルタ１２と、画像表示装置
の画素の３倍の大きさからなるマイクロレンズ４を備え
たマイクロレンズアレイ３とマイクロレンズ４からの光
が透過する部分以外の部分において少なくとも第２、第
３の波長の光を反射する特性を備えた反射層と、照明手
段と、投写光学系からなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は光源からの光を制御する
ことにより投写画像を得るライトバルブ方式の投写型画
像表示装置において、特に一つの画像表示装置で青、
緑、赤の三色の投写画像を制御することでカラー画像を
得られる画像表示装置の構成に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来からのＣＲＴによる投写型画像表示
装置に代わり、小型、軽量、設置性、価格の面から液晶
パネルを用いた投写型画像表示装置が市場に受け入れら
れつつある。この液晶パネルを用いた投写型画像表示装
置は大きく２種に大別できる。一方は１つの液晶パネル
に一つ一つの画素に対応したカラーフィルタを用いて波
長選択を行うことでカラー画像を得る単板式。もう一方
は光源からの光をダイクロイックミラーであらかじめ
青、緑、赤の波長選択を行い、それぞれの色に応じた画
像を表示する液晶パネルにその光を透過せしめることで
カラー画像を得る３板式である。
【０００３】図８は単板式の構成図である。光源１００
から生じた白色光は反射鏡１０１により反射鏡の開口側
に出射される。出射された光は入射側偏光板１０２、液
晶パネル１０３、出射側偏光板１０４からなる液晶パネ
ルユニット１０５に入射する。
【０００４】入射側偏光板１０２に入射した光の内、偏
光板の透過軸方向の偏光方向の光を透過し、吸収軸方向
の偏光方向の光を吸収する。入射側偏光板１０２を透過
して液晶パネル１０３に入射した光は各画素毎に配置さ
れたカラーフィルタ１０６に入射する。ここで赤の波長
にあった信号により駆動される画素には入射してくる白
い光の内、赤だけを透過して他の色の波長は吸収するカ
ラーフィルタ、緑の波長にあった信号により駆動される
画素には入射してくる白い光の内、緑だけを透過して他
の色の波長は吸収するカラーフィルタ、青の波長にあっ
た信号により駆動される画素には入射してくる白い光の
内、青だけを透過して他の色の波長は吸収するカラーフ
ィルタが設けられている。
【０００５】このカラーフィルタを透過した光は画素が
オン状態である時は偏光方向はそのまま変わらずに液晶
パネル１０３を抜けて出射側偏光板１０４に入射するが
この出射側偏光板１０４の透過軸の設定は入射側偏光板
１０２のそれと９０度捻れた方向にあるためここで吸収
されてしまい投写画像上では黒表示となる。また前記カ
ラーフィルタを透過した光は画素がオフ状態である時は
偏光方向は９０度捻られた後に液晶パネル１０３を抜け
て出射側偏光板１０４に入射する。従って出射側偏光板
１０４の透過軸と入射した光の偏光方向が一致すること
により出射側偏光板１０４を透過して投写レンズ１０５
により液晶パネル１０３のオフ状態の画素部分で構成さ
れた画像が拡大投写される。
【０００６】図９は３板式の構成図である。光源１００
から生じた白色光は反射鏡１０１により反射鏡の開口側
に出射される。出射された光は第１のダイクロイックミ
ラー１０７に入射するがここで第１の色のみが反射され
第１の平面鏡１０８に入射する。更にここで反射された
光は入射側偏光板１０２に入射する。このうち偏光板の
透過軸方向の偏光方向の光を透過し、吸収軸方向の偏光
方向の光を吸収する。入射側偏光板１０２を透過して液
晶パネル１０９に入射した光はそれぞれ独立して外部信
号により駆動できる各画素に入射する。ここでは単板式
のようにカラーフィルタは配置されていない。
【０００７】各画素を透過した光は画素がオン状態であ
る時は偏光方向はそのまま変わらずに液晶パネル１０９
を抜けて出射側偏光板１０４に入射するがこの出射側偏
光板１０４の透過軸の設定は入射側偏光板１０２のそれ
と９０度捻れた方向にあるためここで吸収されてしまい
投写画像上では第１の色については黒表示となる。また
前記画素がオフ状態である時は偏光方向は９０度捻られ
た後に液晶パネル１０９を抜けて出射側偏光板１０４に
入射する。従って出射側偏光板１０４の透過軸と入射し
た光の偏光方向が一致することにより出射側偏光板１０
４を透過した後、第２のダイクロイックミラー１１０、
第３のダイクロイックミラー１１１を透過して投写レン
ズ１０５により液晶パネル１０９のオフ状態の画素部分
で構成された画像が拡大投写される。
【０００８】また第１のダイクロイックミラー１０６を
透過した第２、第３の色が第４のダイクロイックミラー
１１２に入射することで第２の色のみが反射され、入射
側偏光板１０２に入射する。ここに入射した光は第１の
色と同様の構成により液晶パネル１０９の画素がオフ状
態である時は出射側偏光板１０４を透過した後、第２の
ダイクロイックミラー１１０により反射されて第１の色
の画像と合成された後に、第３のダイクロイックミラー
１１１を透過して投写レンズ１０５により液晶パネル１
０９のオフ状態の画素部分で構成された画像が拡大投写
される。
【０００９】また、第４のダイクロイックミラー１１２
を透過した第３の色の光が入射側偏光板１０２に入射
し、第１、第２の色と同様の構成により液晶パネル１０
９の画素がオフ状態である時は出射側偏光板１０４を透
過した後、第２の平面鏡１１３、第３のダイクロイック
ミラー１１１により反射されて第１、第２の色の画像と
合成された後に投写レンズ１０５により液晶パネル１０
９のオフ状態の画素部分で構成された画像が拡大投写さ
れる。この様にして３板式は３つの画像を光学的に合成
することでカラー表示をしている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】前者は安価で小型化な
商品を提供できることから現在市場では台数ではこの方
式が優位にある。しかしカラーフィルタで波長選択を行
う際に光利用率が悪く、後者に比べて３分の１から４分
の１である。またカラーフィルタは熱吸収が大きく液晶
パネルに悪影響を与えることから高輝度化が困難であ
る。更に同じ液晶パネルを後者と同じものとしたときに
は解像度は３分の１になってしまうことから業務用など
の高性能を要求される用途には不向きである。
【００１１】後者はダイクロイックミラーによる色分解
により光利用効率はよく、解像度も先に述べたように高
く実現することが可能であることから高画質化が要求さ
れる用途に用いられている。しかし装置の構造が複雑に
なる、前者に比べ大きく、高価になることから家庭用に
は用いられにくい。
【００１２】本発明は前者において装置の大きさは小型
のまま光利用率を後者並に改善し、高画質化を実現する
画像表示装置ｗｏ提供することを目的とするものであ
る。
【００１３】
【課題を解決するための手段】以下に示す本発明の４つ
の手段で前記課題を解決できる。
【００１４】（第１の手段）外部からの信号により独立
して制御可能な多数の画素を備えた透過型画像表示装置
と、前記透過型画像表示装置の第１の色信号に応じて駆
動される画素の入射側に平行に備えられており、画素の
大きさにおよそ等しい幅からなり第１の波長の光のみを
透過し他を反射するダイクロイックコートが配列されて
なる第１のフィルタと、前記透過型画像表示装置の第２
の色信号に応じて駆動される画素の入射側に平行に備え
られており、画素の大きさにおよそ等しい幅からなり第
３の波長の光を反射するダイクロイックコートが配列さ
れてなる第２のフィルタと、前記第１、第２のフィルタ
の入射側には前記透過型画像表示装置の画素のおよそ３
倍の大きさからなるマイクロレンズを備えたマイクロレ
ンズアレイと前記第１、第２のフィルタとマイクロレン
ズアレイの間にはマイクロレンズからの光が透過する部
分以外の部分において少なくとも第２、第３の波長の光
を反射する特性を備えた反射層と、前記マイクロレンズ
アレイに対して斜め方向から入射するよう第１、第２、
第３の波長を含む光を生じる光源からの光を制御する照
明手段と、前記透過型画像表示装置の画像を拡大投写可
能に配置された投写光学系からなり、前記照明手段から
の光は前記マイクロレンズアレイに入射した後、第１の
フィルタに入射し、反射された光は前記反射層により反
射され第２のフィルタに入射。更に反射された光は再度
反射層により反射された後、前記透過型画像表示装置の
第３の色信号に応じて駆動される画素に入射する位置関
係により構成。
【００１５】（第２の手段）外部からの信号により独立
して制御可能な多数の画素を備えた透過型画像表示装置
と、前記透過型画像表示装置の第１の色信号に応じて駆
動される画素の入射側に、画素の大きさにおよそ等しい
幅からなり第１の波長の光のみを透過し他を反射するダ
イクロイックコートが個々の画素に対応する幅で傾いて
なる第１のフィルタと、前記透過型画像表示装置の第２
の色信号に応じて駆動される画素の入射側に、画素の大
きさにおよそ等しい幅からなり第３の波長の光を反射す
るダイクロイックコートが個々の画素に対応する幅で傾
いてなる第２のフィルタと前記第１、第２のフィルタの
入射側には前記透過型画像表示装置の画素のおよそ３倍
の大きさからなり前記第１、第２のフィルタとの間に前
記第１、第２のフィルタの傾きと平行にマイクロレンズ
からの光が透過する部分以外において少なくとも第２、
第３の波長の光を反射する特性を備えた反射面を備えた
マイクロミラーアレイと前記マイクロレンズアレイに入
射するよう第１、第２、第３の波長を含む光を生じる光
源からの光を制御する照明手段と、前記透過型画像表示
装置の画像を拡大投写可能に配置された投写光学系から
なり前記照明手段からの光は前記マイクロレンズアレイ
に入射した後、第１のミラーに入射し、反射された光は
前記マイクロミラーアレイの反射層により反射され第２
のミラーに入射。更に反射された光は再度反射層により
反射された後、前記透過型画像表示装置の第３の色信号
に応じて駆動される画素に入射する位置関係を持って構
成される。
【００１６】（第３の手段）外部からの信号により独立
して制御可能な多数の画素を備えた反射型画像表示装置
と、前記反射型画像表示装置の前面に配置され前記反射
型画像表示装置の画素のおよそ３倍の大きさからなるマ
イクロレンズを備えたマイクロレンズアレイと前記マイ
クロレンズアレイに対して斜め方向から入射するよう第
１、第２、第３の波長を含む光を生じる光源からの光を
制御する照明手段と、前記反射型画像表示装置の第１の
色信号に応じて駆動される画素の入射側に平行に備えら
れており、画素の大きさにおよそ等しい幅からなり第１
の波長の光のみを透過し他を反射するダイクロイックコ
ートが配列されてなる第１のフィルタと、前記反射型画
像表示装置の第１の色信号に応じて駆動される画素によ
り反射された光の光路と前記第１のフィルタにより反射
された光の光路とを含む位置に備えられ、第２、第３の
波長の光を反射する特性を備えた第１のミラーと、前記
反射型画像表示装置の第２の色信号に応じて駆動される
画素の入射側に平行に、画素の大きさにおよそ等しい幅
からなり第３の波長の光のみを反射するダイクロイック
コートが配列されてなる第２のフィルタと、前記反射型
画像表示装置の第２の色信号に応じて駆動される画素に
より反射された光の光路と前記第２のフィルタにより反
射された光の光路とを含む位置に備えられ第３の波長の
光を反射する特性を備えた第２のミラーと、前記反射型
画像表示装置の画像を拡大投写可能に配置された投写光
学系からなる。
【００１７】前記照明手段からの光は前記マイクロレン
ズアレイに入射した後、第１のフィルタに入射し、第１
のフィルタで反射された光と、第１のフィルタを透過し
た後反射型画像表示装置の画素に備えられた反射面によ
り反射され再度第１のフィルタを透過した光は、前記第
１のミラーにより反射され第２のフィルタに入射。第２
のフィルタで反射された光と、第２のフィルタを透過し
た後反射型画像表示装置の画素に備えられた反射面によ
り反射され再度第２のフィルタを透過した光は、前記第
２のミラーにより反射された後、前記反射型画像表示装
置の第３の色信号に応じて駆動される画素に入射する位
置関係により構成。
【００１８】（第４の手段）外部からの信号により独立
して制御可能な多数の画素を備えた透過型画像表示装置
と、前記透過型画像表示装置の第１の色信号に応じて駆
動される画素の入射側に平行に備えられており、画素の
大きさに等しい幅からなり第１の波長の光のみを透過し
他を反射するダイクロイックコートが配列されてなる第
１のフィルタと、前記透過型画像表示装置の第２の色信
号に応じて駆動される画素の入射側に平行に備えられて
おり、画素の大きさに等しい幅からなり第２の波長の光
のみを透過し他を反射するダイクロイックコートが配列
されてなる第２のフィルタと、前記第１、第２のフィル
タの入射側には前記透過型画像表示装置の画素の６倍の
大きさからなるマイクロレンズを備えたマイクロレンズ
アレイと前記第１、第２のフィルタとマイクロレンズア
レイの間にはマイクロレンズからの光が透過する部分以
外の部分において少なくとも第２、第３の波長の光を反
射する特性を備えた反射層と、前記マイクロレンズアレ
イに対して入射角Ａを持って入射する第１の光路と、同
様に入射角−Ａを持って入射する第２の光路とにより第
１、第２、第３の波長を含む光を生じる光源からの光を
前記マイクロレンズアレイに入射するよう制御する照明
手段と、前記透過型画像表示装置の画像を拡大投写可能
に配置された投写光学系からなり、前記第１の光路より
入射した光は前記マイクロレンズアレイ上のマイクロレ
ンズに入射し集光された光がマイクロレンズの中心線の
反対側に設けられた第１のフィルタに入射し第１のフィ
ルタで反射された光の光路上に反射層が、前記反射層に
より反射された光は第２のフィルタに入射し、再度反射
された光の光路上に反射層が来るよう前記第１、第２の
フィルタ、反射層が配置されており、この配置は前記マ
イクロレンズアレイ上のマイクロレンズの中心線に対し
対称に構成されている。
【００１９】
【作用】
（第１の手段）照明手段からの第１、第２、第３の波長
を含む光はマイクロレンズアレイ上のマイクロレンズに
入射し集光された後、第１のフィルタに入射することで
第１の波長の光のみを透過し他を反射する。透過した第
１の波長の光は透過型画像表示装置の第１の色信号に応
じて駆動される画素に入射し透過して投写レンズにより
スクリーン上に拡大投写される。一方第１のフィルタで
反射された第２、第３の波長光は反射層により反射され
第２のフィルタに入射する。ここでも第１のフィルタ同
様に第２の波長の光のみを透過し他を反射する。透過し
た第２の波長の光は透過型画像表示装置の第２の色信号
に応じて駆動される画素に入射し透過して投写レンズに
よりスクリーン上に拡大投写される。第２のフィルタで
反射された第３の波長光は再度反射層により反射され、
透過型画像表示装置の第３の色信号に応じて駆動される
画素に入射しここを透過して投写レンズによりスクリー
ン上に拡大投写される。
【００２０】このようにしてスクリーン上に第１、第
２、第３の波長の光による拡大投写画像を得られる。
【００２１】本発明によれば透過型画像表示装置が１枚
だけの構成であっても、従来の吸収型のカラーフィルタ
を用いずにダイクロイックコートで色分解を行うことが
可能となり、カラーの画像を従来単板方式の装置に比べ
て約３倍以上の光利用効率を図れることから高輝度化を
実現できる。
【００２２】（第２の手段）照明手段からの第１、第
２、第３の波長を含む光はマイクロレンズアレイ上のマ
イクロレンズに入射し集光された後、第１のミラーに入
射することで第１の波長の光のみを透過し他を反射す
る。透過した第１の波長の光は透過型画像表示装置の第
１の色信号に応じて駆動される画素に入射し透過して投
写レンズによりスクリーン上に拡大投写される。一方第
１のミラーで反射された第２、第３の波長光はマイクロ
ミラーアレイの反射面により反射され第２のミラーに入
射する。ここでも第１のミラー同様に第２の波長の光の
みを透過し他を反射する。透過した第２の波長の光は透
過型画像表示装置の第２の色信号に応じて駆動される画
素に入射し透過して投写レンズによりスクリーン上に拡
大投写される。第２のミラーで反射された第３の波長光
はマイクロミラーアレイの反射面により再度反射され、
透過型画像表示装置の第３の色信号に応じて駆動される
画素に入射しここを透過して投写レンズによりスクリー
ン上に拡大投写される。
【００２３】このようにしてスクリーン上に第１、第
２、第３の波長の光による拡大投写画像を得られる。
【００２４】本発明によれば第１の手段と同様に透過型
画像表示装置が１枚だけの構成であっても、従来の吸収
型のカラーフィルタを用いずにダイクロイックコートで
色分解を行うことが可能となり、カラーの画像を従来単
板方式の装置に比べて約３倍以上の光利用効率を図れる
ことから高輝度化を実現でき、同時に小型の装置を提供
できる。ここで第１の手段と異なるのは第１の手段にお
いては透過型画像表示装置に対し斜めに照明手段からの
光が入射することから投写像の位置は透過型画像表示装
置の中心とずれた位置に軸ずらしを行った形となるが、
第２の手段においては透過型画像表示装置の中心と投写
画像の中心のあった正面投写となる。
【００２５】（第３の手段）照明手段からの第１、第
２、第３の波長を含む光はマイクロレンズアレイ上のマ
イクロレンズに入射し集光された後、第１のフィルタに
入射することで第１の波長の光のみを透過し他を反射す
る。透過した第１の波長の光は反射型画像表示装置の第
１の色信号に応じて駆動される画素に入射し、反射面に
より反射される。反射された第１の波長の光は再度第１
のフィルタを透過する。この第１の波長の光と第１のフ
ィルタにより反射された第２、第３の波長の光は第２、
第３の波長の光を反射する第１のミラーに入射すること
により第１の波長の光は第１のミラー、マイクロレンズ
アレイ上のマイクロレンズを透過して投写レンズにより
スクリーン上に拡大投写される。
【００２６】一方，第１のミラーで反射された光は第２
のフィルタに入射する。ここでも同様にして第２のフィ
ルタに入射することで第２の波長の光のみを透過し他を
反射する。透過した第２の波長の光は反射型画像表示装
置の第２の色信号に応じて駆動される画素に入射し、反
射面により反射される。反射された第２の波長の光は再
度第２のフィルタを透過する。この第２の波長の光と第
２のフィルタにより反射された第３の波長の光は第３の
波長の光を反射する第２のミラーに入射することにより
第２の波長の光は第２のミラー、マイクロレンズアレイ
上のマイクロレンズを透過して投写レンズによりスクリ
ーン上に拡大投写される。さらに第２のミラーで反射さ
れた光は反射型画像表示装置の第３の色信号に応じて駆
動される画素に入射し、反射面により反射される。反射
された第３の波長の光はマイクロレンズアレイ上のマイ
クロレンズを透過して投写レンズによりスクリーン上に
拡大投写される。
【００２７】このようにしてスクリーン上に第１、第
２、第３の波長の光による拡大投写画像を得られる。
【００２８】本発明によれば反射型画像表示装置が１枚
だけの構成であっても、従来の吸収型のカラーフィルタ
を用いずにダイクロイックコートで色分解を行うことが
可能となり、カラーの画像を光利用効率良く得られるこ
とから高輝度化を実現できる。
【００２９】（第４の手段）照明手段から第１の光路よ
りマイクロレンズアレイ上のマイクロレンズに斜めに入
射した光はここで集光され、マイクロレンズの中心線の
反対側に設けられた第１のフィルタに入射する。ここを
透過した第１の波長の光は透過型画像表示装置の第１の
色信号に応じて駆動される画素に入射し透過して投写レ
ンズによりスクリーン上に拡大投写される。
【００３０】一方，第１のフィルタで反射された第２、
第３の波長光は反射層により反射され第２のフィルタに
入射する。ここでも第１のフィルタ同様に第２の波長の
光のみを透過し他を反射する。透過した第２の波長の光
は透過型画像表示装置の第２の色信号に応じて駆動され
る画素に入射し透過して投写レンズによりスクリーン上
に拡大投写される。第２のフィルタで反射された第３の
波長光は再度反射層により反射され、透過型画像表示装
置の第３の色信号に応じて駆動される画素に入射しここ
を透過して投写レンズによりスクリーン上に拡大投写さ
れる。照明手段から第２の光路よりマイクロレンズアレ
イ上のマイクロレンズに斜めに入射した光も第１の光路
より入射した光に対しマイクロレンズの光軸を挟んで略
対称な形で同様に、透過型画像表示装置の上の画像を投
写レンズによりスクリーン上に拡大投写できる。
【００３１】本発明によれば透過型画像表示装置が１枚
だけの構成であっても、第１、第２の手段と同様に従来
の吸収型のカラーフィルタを用いずにダイクロイックコ
ートで色分解を行うことが可能となり、カラーの画像を
従来単板方式の装置に比べて約３倍以上の光利用効率を
図れることから高輝度化を実現でき、同時に小型の装置
を提供できる。また、正面投写は第２の手段を採ること
で実現可能となるが、第１、第２のミラー、マイクロミ
ラーアレイの加工が容易では無いことから第４の手段に
よれば多少第２の手段に比べて装置全体は大きくなるが
実現が容易。
【００３２】
【実施例】以下に実施例をもって本発明について説明す
る。
【００３３】（実施例１）図１は実施例１の構成図であ
る。１は光源であり、ここから射出された光は反射鏡２
により一方向に制御されている。この光はマイクロレン
ズアレイ３上のマイクロレンズ４の光軸５に対し斜めに
入射し集光された後、液晶パネル６の入射側ガラス上に
設けられた第１のフィルタ７に入射する。図１にあるよ
うに、第１のフィルタ７は液晶パネル６の第１の色信号
に応じて駆動されて光軸５と光源１からの光軸に対し斜
めに入射する光軸とを含む平面上について画素ピッチの
３倍の周期で配置された画素８ａの入射側に平行に備え
られており、画素の大きさにほぼ等しい幅からなり第１
の波長の光のみを透過し他を反射する特性を有するダイ
クロイックコートからなる。
【００３４】第１のフィルタ７を透過した第１の波長の
光は画素８ａに入射しこれを透過して投写レンズ９によ
りスクリーン１０上に拡大投写される。一方第１のフィ
ルタ７で反射された第２、第３の波長光はマイクロレン
ズアレイ３の裏面に設けられた反射層１１により反射さ
れ第２のフィルタ１２に入射する。反射層１１はマイク
ロレンズ４で集光された光がけられ無いように第１のフ
ィルタ７に集光する部分だけ開口部を設けられている。
第２のフィルタ１２は第１のフィルタ７同様に液晶パネ
ル６の第２の色信号に応じて駆動されて光軸５と光源１
からの光軸に対し斜めに入射する光軸とを含む平面上に
ついて画素ピッチの３倍の周期で配置された画素８ｂの
入射側に平行に備えられており、画素の大きさにほぼ等
しい幅からなり第３の波長の光反射する特性を有するダ
イクロイックコートからなる。
【００３５】第２のフィルタ１２を透過した第１の波長
の光は画素８ｂに入射しこれを透過して投写レンズ９に
よりスクリーン１０上に拡大投写される。第２のフィル
タ１２で反射された第３の波長の光はマイクロレンズア
レイ３の裏面に設けられた反射層１１により反射され、
液晶パネル６の第３の色信号に応じて駆動されて光軸５
と光源１からの光軸に対し斜めに入射する光軸とを含む
平面上について画素ピッチの３倍の周期で配置された画
素８ｃに入射する。画素８ｃを透過した光は投写レンズ
９によりスクリーン１０上に拡大投写される。
【００３６】このように本実施例によれば単板による投
写型画像表示装置において色分解光学系が極めて小型で
あることから単板型の特徴である装置全体の大きさはそ
のままに、従来のカラーフィルタを用いた物に比べてお
よそ３倍程度の高輝度化が可能となる。
【００３７】上記実施例において反射層１１をフィルタ
にする事で、投写画像の色純度を調整することが可能で
ある。またマイクロレンズアレイ３上のマイクロレンズ
４を屈折率分布型レンズとしても対応できる。また本実
施例では第１、第２のフィルタは液晶パネル６入射面、
反射層はマイクロレンズアレイ面に構成されているが、
第１、第２のフィルタを出射側に反射層１１を備えた平
行平面板を液晶パネルとマイクロレンズアレイ間に配置
することでも対応できる。
【００３８】また図２にあるように反射層１１の形状を
平面でなく集光効果をもたせることで光の集光効果の向
上と共に入射角、液晶パネル６と反射層１１との距離な
ど設定の自由度を増すことが出来る。
【００３９】さらに図３に本実施例の応用例の液晶パネ
ル周辺の構成を示す。入射した光はマイクロレンズアレ
イ３上のマイクロレンズ４の光軸５に対し斜めに入射し
集光された後、液晶パネル６の入射側ガラス上に設けら
れた第１のフィルタ７に入射する。第１のフィルタ７で
反射された第２、第３の波長光はマイクロレンズアレイ
３の裏面に接して設けられた平行平面板１３上に備えら
れた、第２の波長の光は反射し第３の波長の光を透過す
る特性のダイクロイックコートからなる第３のフィルタ
１４に入射する。これにより第２の波長の光は液晶パネ
ル６の第２の色信号に応じて駆動される画素８ｂに導か
れる。一方，第３の波長の光は第３のフィルタ１４を透
過した後反射層１５に入射するが、ここで反射されるこ
とで第３の波長の光は液晶パネル６の第３の色信号に応
じて駆動される画素８ｃに導かれる。このようにして先
の実施例と同様の効果を得ることもできる。
【００４０】（実施例２）図４は実施例２の構成図であ
る。１は光源であり、ここから射出された光は反射鏡２
により一方向に制御されている。この光はマイクロレン
ズアレイ３上のマイクロレンズ４の光軸５上に入射し集
光された後、フィルタアレイ１６の入射側の面を透過
し、出射面側に設けられた第１のフィルタ１７に入射す
る。図１にあるように、第１のフィルタ１７は液晶パネ
ル６の第１の色信号に応じて駆動される画素８ａの入射
側に光軸５に対し傾いて備えられており、その大きさは
液晶パネル６上に投影寸法で画素の大きさにほぼ等しい
幅からなり第１の波長の光のみを透過し他を反射する特
性を有するダイクロイックコートからなる。ここで前記
の画素８ａは光軸５と第１のフィルタ１７により反射さ
れた光軸１８とを含む平面上について画素ピッチの３倍
の周期で配置されている。この第１のフィルタ１７を透
過した第１の波長の光は画素８ａに入射しこれを透過し
て投写レンズ９によりスクリーン１０上に拡大投写され
る。
【００４１】一方第１のフィルタ１７で反射された第
２、第３の波長光は光軸１８に沿ってフィルタアレイ１
６の入射面側に設けられ、第１のフィルタ１７と平行に
設けられた反射層１９により反射され同じく第１のフィ
ルタ１７と平行に設けられた第２のフィルタ２０に入射
する。第２のフィルタ２０は液晶パネル６の第２の色信
号に応じて駆動される画素８ｂの入射側に光軸５に対し
傾いて備えられており、その大きさは液晶パネル６上に
投影寸法で画素の大きさにほぼ等しい幅からなり第２の
波長の光のみを透過し他を反射する特性を有するダイク
ロイックコートからなる。ここで前記の画素８ｂは前記
の画素８ａと平行に配置されている。この第２のフィル
タ２０を透過した第１の波長の光は画素８ｂに入射し、
これを透過して投写レンズ９によりスクリーン１０上に
拡大投写される。
【００４２】また第２のフィルタ２０で反射された第３
の波長光は、光軸２１に沿ってフィルタアレイ１６の入
射面側に反射層１９と平行に設けられた反射層２２に入
射し、反射され、液晶パネル６の第３の色信号に応じて
駆動される画素８ｃに入射し、これを透過して投写レン
ズ９によりスクリーン１０上に拡大投写される。
【００４３】このように本実施例によれば実施例１同様
に単板による投写型画像表示装置において色分解光学系
が極めて小型であることから単板型の特徴である装置全
体の大きさはそのままに、従来のカラーフィルタを用い
た物に比べておよそ３倍程度の高輝度化が可能となる。
但し実施例１においては光源からの光は液晶パネルに対
し斜めに入射することとなり斜め投写した画像を得るこ
とになるが、本実施例によれば正面から液晶パネルに光
を入射させることから正面投写となる。
【００４４】本実施例において第１のフィルタ１７、第
２のフィルタ２０、反射層１９、２２はフィルタアレイ
１６上に設けたが第１のフィルタ１７、第２のフィルタ
２０を液晶パネル６側に、反射層１９、２２をマイクロ
レンズアレイ３上に設けることでも構成できる。更に実
施例１と同様に反射層１９、２２をダイクロイックコー
トにする事で画質向上も可能である。
【００４５】（実施例３）図５は実施例３の構成図であ
る。１は光源であり、ここから射出された光は反射鏡２
により一方向に制御されている。この光はマイクロレン
ズアレイ３上のマイクロレンズ４の光軸５に対し斜めに
入射し集光された後、反射型液晶パネル２３の入射側ガ
ラス上に設けられた第１のフィルタ７に入射する。図５
にあるように、第１のフィルタ７は反射型液晶パネル２
３の第１の色信号に応じて駆動されて光軸５と光源１か
らの光軸に対し斜めに入射する光軸とを含む平面上につ
いて画素ピッチの３倍の周期で配置された画素２４ａの
入射側に平行に備えられており、画素の大きさにほぼ等
しい幅からなり第１の波長の光のみを透過し他を反射す
る特性を有するダイクロイックコートからなる。
【００４６】第１のフィルタ７を透過した第１の波長の
光は画素２４ａに入射しこれを透過して裏面に設けられ
た反射層２５により反射され、再度パネルを透過して第
１のフィルタ７により反射された第２、第３の波長光と
共にマイクロレンズアレイ３の裏面に設けられたダイク
ロイックミラー２６に入射する。ダイクロイックミラー
２６は第１の波長の光は透過し、第２、第３の波長の光
を透過する特性を備えていることから反射型液晶パネル
２３によって変調され反射された第１の波長の光はここ
を透過して、マイクロレンズアレイ３を透過して投写レ
ンズ９によりスクリーン１０上に拡大投写される。ダイ
クロイックミラー２６により反射された第２、第３の波
長の光は第２のフィルタ１２に入射する。第２のフィル
タ１２は第１のフィルタ７同様に反射型液晶パネル２３
の第２の色信号に応じて駆動されて光軸５と光源１から
の光軸に対し斜めに入射する光軸とを含む平面上につい
て画素ピッチの３倍の周期で配置された画素２４ｂの入
射側に平行に備えられており、画素の大きさにほぼ等し
い幅からなり第２の波長の光のみを透過し他を反射する
特性を有するダイクロイックコートからなる。
【００４７】第２のフィルタ１２を透過した第２の波長
の光は画素２４ｂに入射しこれを透過して裏面に設けら
れた反射層２５により反射され、再度パネルを透過して
第２のフィルタ７により反射された第３の波長光と共に
マイクロレンズアレイ３の裏面に設けられたダイクロイ
ックミラー２７に入射する。ダイクロイックミラー２７
は第２の波長の光は透過し、第３の波長の光を反射する
特性を備えていることから反射型液晶パネル２３によっ
て変調され反射された第２の波長の光はここを透過し
て、マイクロレンズアレイ３を透過して投写レンズ９に
よりスクリーン１０上に拡大投写される。ダイクロイッ
クミラー２７により反射された第３の波長の光は第３の
色信号に応じて駆動されて光軸５と光源１からの光軸に
対し斜めに入射する光軸とを含む平面上について画素ピ
ッチの３倍の周期で配置された画素２４ｃに入射する。
これを透過して裏面に設けられた反射層２５により反射
され、再度パネルを透過してマイクロレンズアレイ３を
透過して投写レンズ９によりスクリーン１０上に拡大投
写される。
【００４８】但し、前記ダイクロイックミラー２６、２
７はマイクロレンズ４で集光された光がけられ無いよう
に第１のフィルタ７に集光する部分にかからないよう設
けられている。
【００４９】このように本実施例によれば反射型の液晶
パネルを用いた場合においても実施例１、２同様に単板
による投写型画像表示装置において色分解光学系が極め
て小型であることから単板型の特徴である装置全体の大
きさはそのままに、従来のカラーフィルタを用いた物に
比べておよそ３倍程度の高輝度化が可能となる。
【００５０】（実施例４）図６は実施例４の構成図であ
る。２８ａは光源であり、ここから射出された光は反射
鏡２９ａにより一方向に制御されている。この光はマイ
クロレンズアレイ３上のマイクロレンズ４の光軸５に対
し入射角Ａをもって斜めに入射し集光された後、液晶パ
ネル６の入射側ガラス上に設けられた第１のフィルタ７
に入射する。これ以後は実施例１同様に、第１のフィル
タ７を透過した第１の波長の光は画素８ａに入射しこれ
を透過して投写レンズ９によりスクリーン１０上に拡大
投写される。
【００５１】一方、第１のフィルタ７で反射された第
２、第３の波長光はマイクロレンズアレイ３の裏面に設
けられた反射層１１により反射され第２のフィルタ１２
に入射する。第２のフィルタ１２を透過した第１の波長
の光は画素８ｂに入射しこれを透過して投写レンズ９に
よりスクリーン１０上に拡大投写される。 第２のフィ
ルタ１２で反射された第３の波長の光はマイクロレンズ
アレイ３の裏面に設けられた反射層１１により反射さ
れ、液晶パネル６の画素８ｃに入射する。画素８ｃを透
過した光は投写レンズ９によりスクリーン１０上に拡大
投写される。
【００５２】更に２８ｂは光源であり、ここから射出さ
れた光は反射鏡２９ｂにより一方向に制御されている。
この光はマイクロレンズアレイ３上のマイクロレンズ４
の光軸５に対し入射角−Ａをもって斜めに入射し集光さ
れた後、液晶パネル６の入射側ガラス上に設けられた第
３のフィルタ３０に入射する。これ以後は前述の実施例
と同様に、第３のフィルタ３０は液晶パネル６の第３の
色信号に応じて駆動されて光軸３１と光源２９ｂからの
光軸に対し斜めに入射する光軸とを含む平面上について
画素ピッチの３倍の周期で配置された画素８ｃの入射側
に平行に備えられており、画素の大きさにほぼ等しい幅
からなり第３の波長の光のみを透過し他を反射する特性
を有するダイクロイックコートからなる。
【００５３】第３のフィルタ３０を透過した第３の波長
の光は画素８ｃに入射しこれを透過して投写レンズ９に
よりスクリーン１０上に拡大投写される。一方第３のフ
ィルタ３０で反射された第１、第２の波長光はマイクロ
レンズアレイ３の裏面に設けられた反射層１１により反
射され第２のフィルタ１２に入射する。反射層１１はマ
イクロレンズ４で集光された光がけられ無いように第１
のフィルタ７、第３のフィルタ３０に集光する部分だけ
開口部を設けられている。
【００５４】第２のフィルタ１２を透過した第１の波長
の光は画素８ｂに入射しこれを透過して投写レンズ９に
よりスクリーン１０上に拡大投写される。第２のフィル
タ１２で反射された第１の波長の光はマイクロレンズア
レイ３の裏面に設けられた反射層１１により反射され、
液晶パネル６の第１の色信号に応じて駆動されて光軸３
１と光源２９ｂからの光軸に対し斜めに入射する光軸と
を含む平面上について画素ピッチの３倍の周期で配置さ
れた画素８ａに入射する。画素８ａを透過した光は投写
レンズ９によりスクリーン１０上に拡大投写される。
【００５５】このように本実施例によれば前記実施例同
様に単板による投写型画像表示装置において装置全体の
大きさはそのままに、従来のカラーフィルタを用いた物
に比べておよそ３倍程度の高輝度化が可能となるだけで
なく同じ光源を用いれば明るさを更に２倍にする事が出
来る。
【００５６】また、図７にあるように前記実施例の２つ
の照明手段を光源１からの光を反射鏡２９ａにより一方
向に制御した後、偏光ビームスプリッター３２により光
軸３１に沿って液晶パネル６に有用な偏光方向の光が反
射される。前記偏光ビームスプリッター３２を透過した
前記偏光方向の光と直交する方向の偏光方向の光は平面
鏡３３により反射される。この光路上には位相差板３４
が入射してきた光の偏光方向を液晶パネル６に有用な偏
光方向に変換するように設けられて構成される照明手段
に置き換えることで従来光源からの光の偏光方向のうち
片方の偏光方向の光だけしか利用できなかったが、この
ように照明手段を構成することで光利用率をおよそ２倍
に向上することが出来る。
【００５７】上記第１から第４までの実施例においては
従来例の単板式、３板式ように入射側偏光板、出射側偏
光板を設けることを図示していないが必要があればこれ
を併せて構成されることは言うまでもない。
【００５８】
【発明の効果】以上のように本実施例によれば液晶パネ
ルを１枚で構成される単板による投写型画像表示装置に
おいて３板式に比べ構造が簡単に構成できることから可
能となる装置の小型、軽量という特徴はそのままに、従
来の単板による投写型画像表示装置においてカラーフィ
ルタを用いた物に比べておよそ３倍程度の光利用率向上
から高輝度化が可能となる。同時に装置内での光吸収が
大幅に減少することから耐熱性が向上することで光源の
出力向上にも対応でき、更なる高輝度化が出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施例による画像表示装置の構成図
【図２】第１の実施例による画像表示装置の応用例の第
１の構成図
【図３】第１の実施例による画像表示装置の応用例の第
２の構成図
【図４】第２の実施例による画像表示装置の構成図
【図５】第３の実施例による画像表示装置の構成図
【図６】第４の実施例による画像表示装置の構成図
【図７】第４の実施例による画像表示装置の応用例の構
成図
【図８】従来の単板式による画像表示装置の構成図
【図９】従来の３板式による画像表示装置の構成図
【符号の説明】
１、２８ａ、２８ｂ、１００ 光源 ２、２９ａ、２９ｂ、１０１ 反射鏡 ３ マイクロレンズアレイ ４ マイクロレンズ ５、１８、２１、３１ 光軸 ６、１０３、１０９ 液晶パネル ７、１７ 第１のフィルタ ８ａ、２４ａ 第１の色信号に応じて駆動される画素 ８ｂ、２４ｂ 第２の色信号に応じて駆動される画素 ８ｃ、２４ｃ 第３の色信号に応じて駆動される画素 ９、１０５ 投写レンズ １０ スクリーン １１、１５、１９、２２、２５ 反射層 １２、２０ 第２のフィルタ １３ 平行平面板 １４ 第３のフィルタ １６ フィルタアレイ ２３ 反射型液晶パネル ２６、２７、１０７、１１０、１１１、１１２ ダイク
ロイックミラー ３０ 第３のフィルタ ３２ 偏光ビームスプリッター ３３ 平面鏡 ３４ 位相差板 １０２ 入射側偏光板 １０４ 出射側偏光板 １０６ カラーフィルタ １０８、１１３ 平面鏡

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 外部からの信号により独立して制御可能
    な多数の画素を備えた透過型画像表示装置と、前記透過
    型画像表示装置の第１の色信号に応じて駆動される画素
    の入射側に平行に備えられており、画素の大きさにおよ
    そ等しい幅からなり第１の波長の光のみを透過し他を反
    射するダイクロイックコートが配列されてなる第１のフ
    ィルタと、前記透過型画像表示装置の第２の色信号に応
    じて駆動される画素の入射側に平行に備えられており、
    画素の大きさにおよそ等しい幅からなり第３の波長の光
    を反射するダイクロイックコートが配列されてなる第２
    のフィルタと、前記第１、第２のフィルタの入射側にマ
    イクロレンズを備えたマイクロレンズアレイと前記第
    １、第２のフィルタとマイクロレンズアレイの間にはマ
    イクロレンズからの光が透過する部分以外の部分におい
    て少なくとも第２、第３の波長の光を反射する特性を備
    えた反射層と、前記マイクロレンズアレイに対して斜め
    方向から入射するよう第１、第２、第３の波長を含む光
    を生じる光源からの光を制御する照明手段と、前記透過
    型画像表示装置の画像を拡大投写可能に配置された投写
    光学系からなる投写型画像表示装置。
  2. 【請求項２】 外部からの信号により独立して制御可能
    な多数の画素を備えた透過型画像表示装置と、前記透過
    型画像表示装置の第１の色信号に応じて駆動される画素
    の入射側に、画素の大きさにおよそ等しい幅からなり第
    １の波長の光のみを透過し他を反射するダイクロイック
    コートが個々の画素に対応する幅で傾いてなる第１のフ
    ィルタと、前記透過型画像表示装置の第２の色信号に応
    じて駆動される画素の入射側に、画素の大きさにおよそ
    等しい幅からなり第３の波長の光を反射するダイクロイ
    ックコートが個々の画素に対応する幅で傾いてなる第２
    のフィルタと前記第１、第２のフィルタの入射側には前
    記第１、第２のフィルタとの間に前記第１、第２のフィ
    ルタの傾きと平行にマイクロレンズからの光が透過する
    部分以外において少なくとも第２、第３の波長の光を反
    射する特性を備えた反射面を備えたマイクロミラーアレ
    イと前記マイクロレンズアレイに入射するよう第１、第
    ２、第３の波長を含む光を生じる光源からの光を制御す
    る照明手段と、 前記透過型画像表示装置の画像を拡大投写可能に配置さ
    れた投写光学系からなる投写型画像表示装置。
  3. 【請求項３】 外部からの信号により独立して制御可能
    な多数の画素を備えた反射型画像表示装置と、前記反射
    型画像表示装置の前面に配置され前記反射型画像表示装
    置の画素のおよそ３倍の大きさからなるマイクロレンズ
    を備えたマイクロレンズアレイと前記マイクロレンズア
    レイに対して斜め方向から入射するよう第１、第２、第
    ３の波長を含む光を生じる光源からの光を制御する照明
    手段と、 前記反射型画像表示装置の第１の色信号に応じて駆動さ
    れる画素の入射側に平行に備えられており、画素の大き
    さにおよそ等しい幅からなり第１の波長の光のみを透過
    し他を反射するダイクロイックコートが配列されてなる
    第１のフィルタと、前記反射型画像表示装置の第１の色
    信号に応じて駆動される画素により反射された光の光路
    と前記第１のフィルタにより反射された光の光路とを含
    む位置に備えられ、第２、第３の波長の光を反射する特
    性を備えた第１のミラーと、前記反射型画像表示装置の
    第２の色信号に応じて駆動される画素の入射側に平行
    に、第３の波長の光のみを反射するダイクロイックコー
    トが配列されてなる第２のフィルタと、 前記反射型画像表示装置の第２の色信号に応じて駆動さ
    れる画素により反射された光の光路と前記第２のフィル
    タにより反射された光の光路とを含む位置に備えられ第
    ３の波長の光を反射する特性を備えた第２のミラーと、 前記反射型画像表示装置の画像を拡大投写可能に配置さ
    れた投写光学系からなる投写型画像表示装置。
  4. 【請求項４】 外部からの信号により独立して制御可能
    な多数の画素を備えた透過型画像表示装置と、 前記透過型画像表示装置の第１の色信号に応じて駆動さ
    れる画素の入射側に平行に備えられており、第１の波長
    の光のみを透過し他を反射するダイクロイックコートが
    配列されてなる第１のフィルタと、 前記透過型画像表示装置の第２の色信号に応じて駆動さ
    れる画素の入射側に平行に備えられており、第３の波長
    の光を反射するダイクロイックコートが配列されてなる
    第２のフィルタと、 前記第１、第２のフィルタの入射側にはマイクロレンズ
    を備えたマイクロレンズアレイと 前記第１、第２のフィルタとマイクロレンズアレイの間
    にはマイクロレンズからの光が透過する部分以外の部分
    において少なくとも第２、第３の波長の光を反射する特
    性を備えた反射層と、 前記マイクロレンズアレイに対して入射角Ａを持って入
    射する第１の光路と、同様に入射角−Ａを持って入射す
    る第２の光路とにより第１、第２、第３の波長を含む光
    を生じる光源からの光を前記マイクロレンズアレイに入
    射するよう制御する照明手段と、 前記マイクロレンズの光軸に対し前記第１のフィルタと
    対称の位置に前記透過型画像表示装置の第３の色信号に
    応じて駆動される画素の入射側に平行に備えられてお
    り、第３の波長の光を透過し他を反射するダイクロイッ
    クコートが配列されてなる第３のフィルタと、 前記マイクロレンズの光軸に対し前記第２のフィルタと
    対称の位置に前記透過型画像表示装置の第２の色信号に
    応じて駆動される画素の入射側に平行に備えられてお
    り、第２の波長の光を透過し他を反射するダイクロイッ
    クコートが配列されてなる第４のフィルタと前記透過型
    画像表示装置の画像を拡大投写可能に配置された投写光
    学系からなる投写型画像表示装置。
  5. 【請求項５】 前記照明手段は光源の光は偏光方向によ
    り２種に分離された後、片方の光は入射角Ａを持って前
    記マイクロレンズアレイ上のマイクロレンズに入射する
    第１の光路を取り、他方の光は偏光変換手段により偏光
    方向を９０度変換された後に第１の光路と同様に入射角
    −Ａを持って入射する第２の光路とするよう構成されて
    いることを特徴とする請求項４記載の投写型画像表示装
    置。
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