CN1189039C

CN1189039C - 彩色图像显示装置

Info

Publication number: CN1189039C
Application number: CN 01801591
Authority: CN
Inventors: 山岸成多; 宫井宏; 野田均; 畑山淳
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2000-04-05
Filing date: 2001-03-29
Publication date: 2005-02-09
Anticipated expiration: 2021-03-29
Also published as: CN1383496A; WO2001077737A1; EP1193531A4; EP1193531A1

Abstract

来自光源部(201)的红、绿、蓝各色光经由第一光学系统(202)互不重合地、而且沿旋转多面镜的旋转方向以互不相同的角度入射到旋转多面镜(212)的反射面上。旋转多面镜(212)反射各色光时使各色光扫描。进行扫描的各色光以互不相同的角度入射到第二光学系统(203)上，被导向到图像显示面板(204)的不同位置。各色光在图像显示面板(204)上形成互相大致平行的带状的照明区域，通过上述扫描，使照明区域连续地移动。用对应于入射到该像素上的光的颜色的信号，驱动图像显示面板上的各像素，进行彩色显示。如果采用这样的彩色图像显示装置，则不使用滤色片，而使用没有各色光专用的像素的图像显示面板，也能进行彩色显示。因此，光的利用效率高，能进行高分辨率的显示。另外，由于用旋转多面镜构成扫描光学系统，所以能提供小型、低成本的图像显示装置。

Description

彩色图像显示装置

技术领域

本发明涉及用一个作为光调制装置的光阀进行彩色显示的彩色图像显示装置。另外，本发明涉及包括这样的彩色图像显示装置的投影型图像显示装置。

背景技术

现在，作为大型影像市场的主力的投影机是利用光源灯、会聚透镜和投影透镜，将液晶面板(光阀)的图像放大、使之在屏幕上成像的装置。现在实用化的方式能分成三板式和单板式两大类。

在前一种三板式液晶投影机中，利用分色光学系统将来自白色光源的光分解成红绿蓝三原色的光后，利用3个单色液晶面板对这些光进行调制，分别形成三原色图像。然后，用调色光学系统对这些图像进行合成，用一个投影透镜投影到屏幕上。该方式由于能利用来自光源的白色光的全部光谱，所以光的利用率高，但由于需要3个液晶面板、分色光学系统、调色光学系统、以及液晶面板之间的会聚调整机构，所以价格比较高。

与此不同，在现有的单板式液晶投影机中，由于只是简单地将在带有镶嵌状的滤色片的液晶面板上形成的图像放大投影在屏幕上，所以紧凑、价格低。可是，在该方式中，由于利用作为色选择装置的滤色片吸收来自光源的白色光中不需要的颜色的光，获得所需要的颜色的光，所以入射到液晶面板上的白色光只有1/3以下的光透过(或反射)，光的利用率低，难以获得高亮度的图像。如果使光源明亮，虽然能提高显示图像的亮度，但存在滤色片由于光吸收而发热及耐光性的问题，在谋求高亮度化方面存在很大障碍。

近年来，在该单板式中作为消除与滤色片有关的光损失的方法，设计出了一种利用分色镜和微透镜阵列代替滤色片，来提高光的利用率的新的结构，已经达到了商品化程度。

现对利用分色镜和微透镜阵列谋求高效率化的现有的单板式投影型图像显示装置加以说明。图30是其简略结构图，图31是表示图30中的投影型图像显示装置的光阀的细部的剖面图。

投影型图像显示装置900有：光源部901、照明装置903、分色光学系统907、透射型光阀902、以及投影透镜908。来自光源部901的白色光利用照明装置903照射在光阀902的有效区上。分色光学系统907由倾斜地配置着的红反射分色镜904、绿反射分色镜905、以及全反射分色镜906构成。通过了照明装置903的白色光入射到分色光学系统907并沿着水平方向被分解成红、绿、蓝三原色后，入射到光阀902中。在透射型光阀902中，在一个元件内沿水平方向排列着各色用的像素，这些各色用的像素能分别独立地调制按照对应于红、绿、蓝各色光的输入信号入射的各色光。

从光源部901射出的白色光被照明装置903导向分色光学系统907。入射到这里的光中的红色光被相对于入射光倾斜设置的红反射分色镜904反射后沿光轴909传播。在透过了红反射分色镜904的光中，绿色光被相对于入射光倾斜设置的绿反射分色镜905反射后沿光轴910传播。透过了绿反射分色镜905的蓝色光入射到反射镜906而被反射后沿光轴911传播。光轴909上的红色光、光轴910上的绿色光、光轴911上的蓝色光透过会聚透镜912后，到达透射型光阀902。

如图31所示，在透射型光阀902的入射面一侧设有作为起偏镜的入射侧偏振片913，入射光中只有任意偏振方向的光透过这里。透射光入射到将上下方向作为纵向的微透镜917的集合体即微透镜阵列918上。微透镜917沿水平方向的宽度相当于红色用像素开口914、绿色用像素开口915、蓝色用像素开口916沿水平方向的宽度之和。沿光轴909传播、入射角为θ1、倾斜地入射到微透镜917上的红色光被会聚在红色用像素开口914中，沿光轴910传播、主光线垂直地入射到上述微透镜917上的绿色光被会聚在绿色用像素开口915中，沿光轴911传播、从与红色光相反的方向以入射角θ1倾斜地入射到微透镜917上的蓝色光被会聚在蓝色用像素开口916中。通过了各色用像素开口的各色光入射到设置在透射型光阀902的出射面上的出射侧偏振片919上。出射侧偏振片919的偏振轴与入射侧偏振片913的偏振轴正交地配置。入射到应进行白显示的像素开口中的色光，在液晶层中其偏振方向大约偏转90度后射出，所以透过出射侧偏振片919后到达投影透镜908上。入射到应进行黑显示的像素开口中的色光，在液晶层中其偏振方向不偏转地射出，所以被出射侧偏振片919吸收而不到达投影透镜908上。透射型光阀902按照像素单元进行入射光的偏振方向的偏转，进行图像显示。

这样能在提高了光利用率的新结构的单板式投影型图像显示装置中，实现使来自光源的光无浪费地接近于三板方式的高的光利用效率。

可是，在这样的结构中，假设从微透镜917到像素开口的光阑角的半角为θ2，红光或蓝光的主光线入射到像素开口的入射角为θ3，则作为投影透镜908要求F数小于1/(2sin(θ2+θ3))的明亮的透镜(实际上F数为1.0～F1.5)。

因此，实际情况是即使采用单板式作成一个显示装置，也未明确相对于投影透镜大型化、高成本化的三板式的优越性。

另外，为了将来自光源的色光导向到对应于各色光的像素上，如要实现高分辨率，则图像显示面板(透射型光阀902)就要求必要的分辨率的3倍的分辨率。因此，图像显示面板高成本化，另外，在用透射型光阀作为图像显示面板的情况下，透射率下降。此外，在图像显示面板的分辨率低的情况下、或者在将图像放大得很大的情况下，会看到红绿蓝各色分离，导致会聚偏移的图像品质的变坏。

在特开平4-316296号公报中提出了针对这样的问题的图像显示装置。在图32中示出了该图像显示装置的简略结构。

从光源部920发出的白色光被导入分色光学系统921。如图33所示，分色光学系统921由分色镜921a、921b和两个反射镜921c、921d构成。分色镜921a反射蓝色光，使绿色光和红色光透过。另外，分色镜921b反射红色光，使绿色光和蓝色光透过。交替地设置这些分色镜921a和分色镜921b。来自光源部920的白色光931中的蓝色光932被分色镜921a反射后再被反射镜921d反射，通过照明部922的开口922b。另外，红色光933被分色镜921b反射后再被反射镜921反射，通过照明部922的开口922r。另外，绿色光934透过分色镜921a、921b两者后，再通过照明部922的开口922g。照明部922的开口922r、922g、922b呈带状(矩形)，红、绿、蓝各色光从这些开口相邻地射出。

从照明部922射出的呈带状的各色光通过扫描光学系统924后，分别呈带状地照亮单一的透射型光阀(显示面板)923的不同区域。利用构成扫描光学系统924的旋转棱镜924a的作用，呈带状的红、绿、蓝各色光在光阀923上自下至上进行扫描。某色光的带状照明区域一旦越过光阀923的有效区域的最上端，该色光的带状照明区域就再次在光阀923的有效区域的最下端出现。这样一来，红、绿、蓝各色光就能遍及光阀923的全部有效区域连续地扫描。照亮光阀923上的各行的色光时刻在变化，光阀驱动装置(图中未示出)利用对应于进行照明的色光的信息，驱动各像素。这意味着光阀923的各行在应显示的视频信号的每一场被驱动三次。分别输入个别的行的驱动信号是应显示的图像信号中对应于照亮该行的色光的色信号。用光阀923调制的各色光被投射透镜925放大并投影到屏幕(图中未示出)上。

如果这样构成，则由于将来自白色光源的光分解成三原色，所以几乎没有损失地使用来自光源的光，能提高光的利用效率。另外，由于光阀上的各像素分别依次进行红绿蓝显示，所以也没有前面所述的三板式中成问题的色偏移，能提供高品质的影像。

可是，在以上所示的结构中，来自照明部922的各色光透过上述旋转棱镜924a时，光束不被会聚。旋转棱镜924a的大小(旋转半径)必须成为与从照明部922射出的光的照明区域相一致的大小，旋转棱镜924a变得又大又重。因此成为使装置小型化、轻量化的障碍。

另外，由于需要使旋转棱镜924a旋转的大功率的电动机，所以导致装置的大型化、高价化。

发明内容

本发明的目的在于解决上述现有的图像显示装置的问题，提供一种备有利用各色光对被照明部(光阀)依次进行扫描的色光扫描光学系统、光的利用效率高、价格适宜、装置能小型化的彩色图像显示装置。

为了达到上述目的，本发明有如下结构。

本发明的第一种彩色图像显示装置有：分别射出红、绿、蓝各色光的光源部；来自上述光源部的上述各色光入射的第一光学系统；从上述第一光学系统出射的上述各色光入射并反射时，使上述各色光进行扫描的旋转多面镜；将来自上述旋转多面镜的上述各色光导向照明位置的第二光学系统；配置在上述照明位置上、备有根据红、绿、蓝各色信号调制入射光的多个像素的图像显示面板；以及用入射到该像素上的光的颜色所对应的信号驱动上述图像显示面板的上述各像素的图像显示面板驱动电路，在上述图像显示面板上互相大致平行地形成上述各色光的带状照明区域，通过上述扫描使上述照明区域连续地移动进行彩色显示，该彩色图像显示装置的特征在于：上述各色光的主光线在上述旋转多面镜的反射面上互相不重合，而且对上述旋转多面镜的上述反射面以互不相同的角度入射到上述旋转多面镜上，被上述旋转多面镜反射的上述各色光的主光线以互不相同的角度入射到上述第二光学系统后，入射到上述图像显示面板的不同位置。

另外，本发明的第二种彩色图像显示装置有：分别射出红、绿、蓝各色光的光源部；来自上述光源部的上述各色光入射的第一光学系统；从上述第一光学系统出射的上述各色光分别入射并反射时，使上述各色光进行扫描的三个旋转多面镜；将来自上述旋转多面镜的上述各色光导向照明位置的第二光学系统；配置在上述照明位置上、备有根据红、绿、蓝各色信号调制入射光的多个像素的图像显示面板；以及用入射到该像素上的光的颜色所对应的信号驱动上述图像显示面板的上述各像素的图像显示面板驱动电路，在上述图像显示面板上互相大致平行地形成上述各色光的带状照明区域，通过上述扫描使上述照明区域连续地移动进行彩色显示，该彩色图像显示装置的特征在于：上述三个旋转多面镜在使旋转轴一致、而且使旋转方向的相位互相错开后被一体化，被上述三个旋转多面镜分别反射的上述各色光的主光线以互不相同的角度入射到上述第二光学系统后，入射到上述图像显示面板的不同位置。

另外，本发明的第三种彩色图像显示装置有：分别射出红、绿、蓝各色光的光源部；来自上述光源部的上述各色光入射的第一光学系统；从上述第一光学系统出射的上述各色光分别入射并反射时，使上述各色光进行扫描的三个旋转多面镜；将来自上述旋转多面镜的上述各色光导向照明位置的第二光学系统；配置在上述照明位置上、备有根据红、绿、蓝各色信号调制入射光的多个像素的图像显示面板；以及用入射到该像素上的光的颜色所对应的信号驱动上述图像显示面板的上述各像素的图像显示面板驱动电路，在上述图像显示面板上互相大致平行地形成上述各色光的带状照明区域，通过上述扫描使上述照明区域连续地移动进行彩色显示，该彩色图像显示装置的特征在于：上述三个旋转多面镜分别绕不同的旋转轴旋转，分别在上述三个旋转多面镜上反射的上述各色光的主光线以互不相同的角度入射到上述第二光学系统后，入射到上述图像显示面板的不同位置。

如果采用上述第一至第三彩色图像显示装置，则不使用滤色片，而用没有各色光专用的像素的光阀，就能进行彩色显示。因此，光的利用效率高，能进行分辨率高的显示。另外，由于用旋转多面镜构成扫描光学系统，所以能提供小型、低成本的图像显示装置。

在上述第一至第三彩色图像显示装置中，上述第二光学系统最好是上述照明位置的光线高度与入射光的入射角呈正比地变化的光学系统。因此，能容易地使图像显示面板上的照明区域移动(扫描)。

另外，在上述第一至第三彩色图像显示装置中，在使上述旋转多面镜的一个反射面相对于旋转轴的夹角为θ_p(θ_p＝2π/n，式中，n是旋转多面镜备有的反射面的个数)时，以入射角θ_p入射到上述第二光学系统中的光线最好会聚在上述图像显示面板上的上述扫描方向上光线高度为最高的位置。因此，能提高光的利用效率。

另外，在上述第一彩色图像显示装置中，在使入射到上述旋转多面镜上的各色光的主光线按照上述旋转多面镜的旋转方向的顺序依次为第一主光线、第二主光线、第三主光线时，上述第一主光线在上述旋转多面镜的反射面上的入射位置和上述第二主光线在上述旋转多面镜的反射面上的入射位置相对于旋转轴的夹角、以及上述第第二主光线在上述旋转多面镜的反射面上的入射位置和上述第三主光线在上述旋转多面镜的反射面上的入射位置相对于旋转轴的夹角最好都约为θp/3。因此，各色光的主光线以同一时间间隔迎来旋转多面镜的反射面之间的边界，能显示抑制了色斑、光斑、闪烁的图像。

另外，在上述第一彩色图像显示装置中，在使上述第一主光线和上述第二主光线的夹角为θ_c1，上述第二主光线和上述第三主光线的夹角为θ_c2时，最好满足以下关系。

(θ_c1+θ_c2)×3/2≤2×θ_p

因此，能减少浪费而将来自光源部的光用于图像显示面板的照明。

另外，上述角度θ_c1及上述角度θ_c2最好都大致为2×θ_p/3。

其次，本发明的第四种彩色图像显示装置的特征在于：各色光的上述带状的各照明区域的面积大约等于上述图像显示面板的有效区域的1/3，上述第二光学系统是上述照明位置的光线高度与入射光的入射角呈正比地变化的光学系统，在使上述旋转多面镜的一个反射面相对于旋转轴的夹角为θ_p时，以入射角θ_p入射到上述第二光学系统中的光线最好会聚在上述图像显示面板上的上述扫描方向上光线高度为最高的位置。

如果采用上述第四彩色图像显示装置，则不使用滤色片，而用没有各色光专用的像素的光阀，就能进行彩色显示。因此，光的利用效率高，能进行分辨率高的显示。另外，由于用旋转多面镜构成扫描光学系统，所以能提供小型、低成本的图像显示装置。

在上述第一至第四彩色图像显示装置中，上述光源部也可以备有射出包含红、绿、蓝各色光的白色光的光源；以及将上述白色光分解成红、绿、蓝各色光的分色光学系统。由于使用白色光源、用分色光学系统获得红、绿、蓝各色光，所以能实现来自光源的光的利用的高效率化。

在此情况下，从上述分色光学系统的入射部到出射部的光学距离最好对各色光大致相等。因此，能减少在旋转多面镜的反射面上形成的各色光的光点大小的不同，使各色光的聚光效率维持在高水平上。

另外，在上述第一至第四彩色图像显示装置中，上述第二光学系统最好包含Fθ透镜。因此，能容易地使图像显示面板上的照明区域移动(扫描)。

另外，在上述第一至第四彩色图像显示装置中，上述图像显示面板最好是透射型光阀。或者，也可以是反射型光阀。

另外，在上述第一至第四彩色图像显示装置中，从上述第一光学系统至上述图像显示面板的光学系统中的上述扫描方向的照明F数最好比与其正交方向的照明F数小。由于使扫描方向的照明F数相对地减小，所以在图像显示面板上照明区域沿扫描方向的轮廓不明显，能防止色纯度下降。另外，由于使与扫描方向正交的方向的照明F数相对地增大，所以装置能小型化。

另外，在上述第一至第四彩色图像显示装置中，上述第一光学系统最好备有带有矩形开口的光阑。因此，在各色光的光路长度不同的情况下，也能使在旋转多面镜的反射面上形成的光点的大小大体一致。

另外，在上述第一至第四彩色图像显示装置中，上述光源部最好备有积分仪光学系统。因此，能确保与图像显示面板的扫描方向正交的方向上的照明的均匀性。

上述积分仪光学系统有第一透镜阵列和第二透镜阵列，上述第一光学系统有第一透镜和第二透镜，上述第一透镜阵列是有形状相同的矩形开口的微透镜集合体，上述第二透镜阵列是与上述第一透镜阵列的上述微透镜一一对应的微透镜集合体，上述第一透镜阵列的各微透镜的入射光会聚在与上述第二透镜阵列对应的上述微透镜上，上述第一透镜阵列的各微透镜的开口形状重叠在上述第一透镜上，重叠在上述第一透镜上的上述第一透镜阵列的微透镜的开口形状的像经过上述第二光学系统后在上述图像显示面板上形成，形成上述带状的照明区域。

上述第一透镜最好使上述第二透镜阵列的像通过上述第二透镜，在上述旋转多面镜的反射面上形成。因此，能使反射面减小，使旋转多面镜小型化，从而有助于装置总体的小型化。

另外，上述第二透镜阵列的微透镜的集合体的总体形状最好呈这样一种形状，即在上述旋转多面镜的反射面上形成其像时，其像对应于旋转方向的尺寸小于垂直于该方向的方向上的尺寸。因此，能使反射面在旋转方向上的尺寸减小，使旋转多面镜小型化，从而有助于装置总体的小型化。

另外，上述第一透镜阵列最好备有使曲率中心相对于开口心中不同而形成的多个微透镜，以便入射到上述第一透镜阵列的各微透镜上的入射光会聚在上述第二透镜阵列的对应的上述微透镜上。因此，能自由地设定第二透镜阵列的微透镜的配置，例如能使在上述旋转多面镜的反射面上形成的像的形状最佳化。

另外，上述第二透镜阵列的上述微透镜的开口的大小最好对应于由上述第一透镜阵列形成的像的大小进行设定。因此，既能防止光的利用效率下降，又能使第二透镜阵列的大小最小化。

另外，上述光源部还备有射出包含红、绿、蓝各色光的白色光的光源；以及将上述白色光分解成红、绿、蓝各色光的分色光学系统，上述积分仪光学系统最好配置在上述光源和上述分色光学系统之间。由于使用白色光源、利用分色光学系统能获得红、绿、蓝各色光，所以能实现来自光源的光的利用的高效率化。另外，在使用放电管作为光源的情况下，也能确保与图像显示面板的扫描方向正交的方向上的照明的均匀性。

在此情况下，从上述分色光学系统的入射部到出射部的光学距离对于各色光来说最好大致相等。因此，能减少在旋转多面镜的反射面上形成的各色光的光点大小的不同，使各色光的聚光效率维持在高水平上。

另外，本发明的投影型图像显示装置备有上述第一至第四种中的任意一种彩色图像显示装置；以及将在上述图像显示面板上形成的图像放大投射的投影光学系统。由于使用本发明的上述第一至第四种中的任意一种彩色图像显示装置，所以光的利用效率高，能进行分辨率高的显示，提供小型、低成本的投影型图像显示装置。

附图的简单说明

图1是本发明的实施形态1-(1)的彩色图像显示装置的简略结构图。

图2是表示图1中的彩色图像显示装置的图像显示面板的照明状态的正视图。

图3是表示在图1中的彩色图像显示装置的旋转多面镜上形成了红、绿、蓝光的集合体的状态的侧视图。

图4A～图4F是表示在图1所示的彩色图像显示装置中来自旋转多面镜的反射光的变化的形态、以及照亮图像显示面板的各色光进行扫描的形态的图。

图5是表示图1所示的彩色图像显示装置中使用的透射型图像显示面板的结构的分解斜视图。

图6A是表示本发明的实施形态1-(2)的彩色图像显示装置的简略结构的平面图，图6B是其侧视图。

图7A～图7F是表示在图6A、图6B所示的彩色图像显示装置中来自旋转多面镜的反射光的变化的形态、以及照亮图像显示面板的各色光进行扫描的形态的图。

图8A是表示从本发明的实施形态1-(3)的彩色图像显示装置的旋转多面镜到图像显示面板的结构的侧视图，图8B是表示从其光源到旋转多面镜的结构的侧视图，图8C是表示其总体结构的平面图。

图9是表示本发明的实施形态1-(4)的投影型图像显示装置的简略结构图。

图10是表示在图9中的投影型图像显示装置的旋转多面镜上形成红、绿、蓝光的集合体的状态的侧视图。

图11是表示图9所示的投影型图像显示装置中使用的反射型图像显示面板的结构的斜视图。

图12A是表示从本发明的实施形态2的彩色图像显示装置的光源到图像显示面板的结构的平面图，图12B是表示从其光源到旋转多面镜的结构的侧视图，图12C是表示从其旋转多面镜到图像显示面板的结构的侧视图。

图13是表示在图12A～图12C中的彩色图像显示装置的旋转多面镜上形成红、绿、蓝光的集合体的状态的侧视图。

图14A～图14F是表示图12A～图12C所示的彩色图像显示装置中来自旋转多面镜的反射光的变化形态、以及照亮图像显示面板的各色光扫描的形态的图。

图15A是表示从本发明的实施形态3的彩色图像显示装置的旋转多面镜到图像显示面板的结构的平面图，图15B是表示从其光源到旋转多面镜的结构的平面图，图15C是沿着其中央的绿色光路看到的侧视图。

图16是表示本发明的实施形态4的彩色图像显示装置的简略结构的平面图。

图17是表示图16中的彩色图像显示装置的图像显示面板的照明状态的正视图。

图18是说明图16中的彩色图像显示装置的扫描光学系统的图。

图19是表示在图16中的彩色图像显示装置的旋转多面镜上形成红、绿、蓝光的集合体的状态的侧视图。

图20A～图20F是表示图16所示的彩色图像显示装置中来自旋转多面镜的反射光的变化形态、以及照亮图像显示面板的各色光进行扫描的形态的图。

图21是表示从本发明的实施形态5的彩色图像显示装置的光源到旋转多面镜的结构的平面图。

图22是表示从本发明的实施形态5的彩色图像显示装置的旋转多面镜到图像显示面板的结构的平面图。

图23是从与来自本发明的实施形态5的彩色图像显示装置的光源的出射光相向的方向看到的侧视图。

图24A～图24F是表示图21～图23所示的彩色图像显示装置中来自旋转多面镜的反射光的变化形态、以及照亮图像显示面板的各色光进行扫描的形态的图。

图25是使用图21～图23中的彩色图像显示装置的投影型图像显示装置的简略结构图。

图26是表示从本发明的实施形态6的投影型图像显示装置的光源到旋转多面镜的结构的平面图。

图27是表示从本发明的实施形态6的投影型图像显示装置的旋转多面镜到投射透镜的结构的平面图。

图28是本发明的实施形态6的投影型图像显示装置的侧视图。

图29是图26～图28所示的投影型图像显示装置中使用的第二透镜阵列的正视图。

图30是使用分色镜和微透镜阵列的现有的单板式投影型图像显示装置的简略结构图。

图31是表示图30所示的图像显示装置中使用的光阀的细部的剖面图。

图32是使用扫描光学系统的现有的单板式投影型图像显示装置的简略结构图。

图33是表示图32所示的图像显示装置中使用的分色光学系统的细部的剖面图。

实施发明用的优选形态

(实施形态1-(1))

图1是本发明的实施形态1-(1)的彩色图像显示装置的简略结构图。本实施形态的彩色图像显示装置由光源部201、会聚装置(第一光学系统)202、旋转多面镜212、扫描光学系统(第二光学系统)203、图像显示面板204、图像显示面板驱动电路205构成。

光源部201有射出红绿蓝各色光的红色光用光源部207、绿色光用光源部208、以及蓝色光用光源部209，分别在光出射侧备有呈矩形的光出射部206R、206G、206B。从光出射部206R、206G、206B射出的各色光入射到会聚装置202的不同色光的第一会聚透镜210R、210G、210B上。各入射光分别从第一会聚透镜210R、210G、210B射出，通过不同色光的第二会聚透镜211R、211G、211B后，被旋转多面镜212的外缘上的反射面213反射，经由扫描光学系统203的扫描透镜214，到达图像显示面板204。

图2中示出了图像显示面板204的照明状态的一例。从红色光用光源部207、绿色光用光源部208、以及蓝色光用光源部209射出的各色光分别照亮将图像显示面板204的有效像素区域沿扫描方向204a大约3等分获得的3个长条(带状)区域。即，如图2所示，红绿蓝各色光在图像显示面板204上形成蓝色光照明区域(图2中用“B”表示)、绿色光照明区域(图2中用“G”表示)、以及红色光照明区域(图2中用“R”表示)。

如图3所示，在捕捉旋转多面镜212旋转过程中的某一瞬间时，在一个反射面213上红、绿、蓝光的集合体(光点)101R、101G、101B各主光线互不重合地沿旋转方向212a形成一列。

而且，旋转多面镜212以旋转轴215为中心，利用图中未示出的电动机沿旋转方向212a的方向转动。

用图4A～图4F说明旋转多面镜212旋转时反射面213上的反射光的变化的形态、以及照亮图像显示面板204的各色光扫描的形态。

图4A～图4F是每隔一定的时间间隔示出了旋转多面镜212的旋转、以及与之相伴随的图像显示面板204被各色光照亮的状态的变化情况的图。在这些状态中，在上侧所示的图像显示面板204的照明状态中，与图2相同，分别用R、G、B表示红色光的照明区域、绿色光的照明区域、以及蓝色光的照明区域。另外，在示出了下侧的旋转多面镜212的旋转和各色光的反射状态的图中，103R、103G、103B分别表示红色光主光线、绿色光主光线、蓝色光主光线，箭头表示光的传播方向。

在时刻T＝t1时(图4A)，红绿蓝各色光入射到旋转多面镜212上的共同的反射面213a上，如图所示，蓝色光沿旋转方向212a以最大的角度反射，绿色光以比蓝色光稍小的角度反射，红色光以比绿色光更小的角度反射。因此，各色光以不同的角度入射到扫描光学系统203的扫描透镜214上。扫描光学系统203是根据入射光的入射角度来确定照明位置(图像显示面板204)处的光线高度的光学系统。因此，如图所示，各色光在图像显示面板204上的不同位置形成不同色光的第一会聚透镜210R、210G、210B的像。即，在图像显示面板204上从上开始依次形成蓝色光照明区域、绿色光照明区域、红色光照明区域。

从时刻T＝t1开始，在旋转多面镜212旋转了一个规定角度的时刻T＝t2时(图4B)，红色光及绿色光入射到旋转多面镜212上的共同的反射面213a上，但蓝色光入射到旋转过来的新的反射面213b上。这时特别是蓝色光入射到反射面213b上的入射角变小，所以沿旋转方向212a的反射角变为最小。因此，绿色光沿旋转方向212a以最大的角度反射，红色光以比绿色光稍小的角度反射，蓝色光以比红色光更小的角度反射。因此，如图所示，各色光在图像显示面板204上的不同位置形成不同色光的第一会聚透镜210R、210G、210B的像。即，在图像显示面板204上从上开始依次形成绿色光照明区域、红色光照明区域、蓝色光照明区域。

从时刻T＝t2开始，在旋转多面镜212进一步旋转了一个规定角度的时刻T＝t3时(图4C)，仅红色光入射到反射面213a上，绿色光及蓝色光入射到共同的反射面213b上。这时，特别是绿色光入射到反射面213b上的入射角变小，所以沿旋转方向212a的反射角变为最小。因此，红色光沿旋转方向212a以最大的角度反射，蓝色光以比红色光稍小的角度反射，绿色光以比蓝色光更小的角度反射。因此，如图所示，各色光在图像显示面板204上的不同位置形成不同色光的第一会聚透镜210R、210G、210B的像。即，在图像显示面板204上从上开始依次形成红色光照明区域、蓝色光照明区域、绿色光照明区域。

从时刻T＝t3开始，在旋转多面镜212进一步旋转了一个规定角度的时刻T＝t4时(图4D)，红绿蓝各色光入射到共同的反射面213b上。这变成与上述时刻T＝t1(图4A)相同的位置关系，图像显示面板204上的各色光的照明状态也变得相同。

另外，在旋转多面镜212旋转了一个规定角度的时刻T＝t5时(图4E)，红色光及绿色光入射到共同的反射面213b上，蓝色光入射到新的反射面213c上。这变成与上述时刻T＝t2(图4B)相同的位置关系，图像显示面板204上的各色光的照明状态也变得相同。

另外，在旋转多面镜212旋转了一个规定角度的时刻T＝t6时(图4F)，红色光入射到反射面213b上，绿色光及蓝色光入射到共同的反射面213c上。这变成与上述时刻T＝t3(图4C)相同的位置关系，图像显示面板204上的各色光的照明状态也变得相同。

如上所述，在图像显示面板204上形成的红绿蓝各色光的带状照明区域沿着扫描方向204a的方向依次移动。在图4A～图4F中，虽然只示出了特定的期间(时刻T＝t1～t6)，但旋转多面镜212是连续旋转的，所以各色光的照明区域在图像显示面板204上从下至上(沿扫描方向204a的方向)连续地移动(扫描)，到达上端的色光的照明区域返回到下端后，再次从下向上移动。由于以相同的时间间隔连续地进行上述的时刻t1～t6的切换，所以能进行抑制了色斑、光斑、闪烁的照明。

在备有Fθ透镜功能和在图像显示面板204上形成适当的照明区域用的变焦功能的光学系统中形成扫描光学系统203。在上述的情况下在照明位置形成不同色光的第一会聚透镜210R、210G、210B的像，至少在扫描方向204a上不同色光的第一会聚透镜210R、210G、210B的像和照明位置上的带状的照明区域(色带)有共轭关系。

如图5所示，图像显示面板204由透射型液晶面板216、作为入射侧备有的起偏镜的入射侧偏振片217、以及作为出射侧备有的检偏镜的出射侧偏振片218构成。入射侧偏振片217这样设定：例如使沿着外形呈矩形的短边方向217a偏振的光透过，将沿着与之正交的方向偏振的光吸收。透过了入射侧偏振片217的光入射到液晶面板216上。在液晶面板216上排列形成多个像素，能根据外部信号在每个像素开口上改变透射光的偏振方向。这里，在不驱动像素的情况下，使入射光的偏振方向旋转90度后透过，在驱动的情况下，不改变偏振方向而使之透过。出射侧偏振片218有沿着与入射侧偏振片217正交的方向的偏振特性。即，出射侧偏振片218在外形呈矩形的长边方向218a有透射轴，使沿着该方向偏振的光透过。因此，入射到液晶面板216的未被驱动的像素上、使偏振方向改变90度透过的光由于其偏振方向与出射侧偏振片218的透射轴一致，所以能透过这里。另一方面，入射到液晶面板216的被驱动的像素上、不改变偏振方向而透过的光由于其偏振方向与出射侧偏振片218的透射轴正交，所以在这里被吸收。

如果使用这样构成的图像显示面板204，则用对应于照明光的颜色的信号驱动液晶面板216上的各像素，对各像素进行调制，形成图像。透过图像显示面板204的光到达观察者处。由于能高速地进行图4A～图4F所示的各色光的扫描(在一场时间内最好进行至少一次以上由图4A～图4F构成的一个单元)，各色图像在观察者的视网膜上进行合成，能作为没有色分离的彩色图像而被看到。

由于以如上的方式构成(即，以不同的入射角使各色光入射到旋转多面镜212上)，所以即使在使用不备有滤色片这样的色选择装置的图像显示面板的情况下，也能进行彩色显示，而且这时由于图像显示面板204上的各像素根据照亮该像素的光的颜色进行显示，所以分辨率不会下降。另外由于来自光源部201的光总是有效地被导向到图像显示面板204上，所以能实现较高的光的利用率。

在上述的特开平4-316296号公报中记载的现有的显示装置(图32)中，来自照明部的各色光透过旋转的四面棱镜924a。因此，为了使各色光进行扫描，需要棱镜924a上分离的两个面，难以使有效光束小型化，存在装置总体大型化的问题。与此不同，在本实施形态中，由于用作为多角镜的旋转多面镜212进行各色光的扫描，所以能减小入射到反射面213上的光的有效光束的大小，减小反射面213。因此，能减小旋转多面镜212，另外，使之旋转的电动机也能小型化。因此能实现装置总体的小型化、轻量化、降低成本。

在上述的实施形态中，作为图像显示面板204虽然使用了透射型液晶方式的显示装置，但如果有调制入射光、进行显示的显示装置也可以，还能使用反射型液晶方式、反射型镜面装置等。但是不言而喻，需要能快速响应的显示装置。另外，还需要与所使用的显示装置一致地使光学系统(特别是扫描光学系统203)最佳化。

另外，在本实施形态中，如图1所示，向旋转多面镜212入射的各色光的主光线中，假设红色光的主光线103R和绿色光的主光线103G的夹角为θ_c1，绿色光的主光线103G和蓝色光的主光线103B的夹角为θ_c2，旋转多面镜212的一个反射面213的旋转方向212a的宽度相对于旋转轴的夹角(中心角)为θ_p(θ_p＝2π/n，式中，n是旋转多面镜212备有的反射面213的个数)，最好以下关系成立。

(θ_c1+θ_c2)×3/2≤2×θ_p

在该关系式中，不等号的左边表示被旋转多面镜212反射的光的扩展。但，这时不考虑各色光之间的干涉(在各色光具有以主光线为中心的扩展的情况下，各色光之间重叠)。不等号的右边表示入射光在旋转多面镜212上扫描的角度范围。上述关系式表示在旋转多面镜212的扫描范围内有入射到旋转多面镜212上的各色光，意味着没有光的损失。

(实施形态1-(2))

在上述实施形态1-(1)中，来自光源部的全部色光倾斜地入射到旋转多面镜212的反射面213上，但也能如图6A、图6B所示构成光学系统。这里，图6A是平面图，图6B是侧视图。如图6A所示，从与旋转多面镜212的旋转轴大致平行的方向看时，三条色光中，使中央的色光入射到旋转多面镜212上，以便其主光线与旋转多面镜212的旋转轴交叉。另一方面，如图6B所示，在包含旋转多面镜212的旋转轴及上述中央的色光的主光线的平面内，使各色光的主光线倾斜地入射到旋转多面镜212的反射面213上(即，使各色光的主光线相对于旋转多面镜212的旋转轴以规定的角度入射)。在反射面213上反射的各色光利用反射型的扫描光学系统220而被导向到图像显示面板204上。

用图7A～图7F说明照亮图像显示面板204的各色光扫描的形态。

图7A～图7F是每隔一定的时间间隔示出了旋转多面镜212的旋转、以及与之相伴随的图像显示面板204被各色光照亮的状态的变化情况的图。在这些状态中，在右侧所示的图像显示面板204的照明状态中，分别用R、G、B表示红色光的照明区域、绿色光的照明区域、以及蓝色光的照明区域。另外，在示出了左侧的旋转多面镜212的旋转和各色光的反射状态的图中，103R、103G、103B分别表示红色光主光线、绿色光主光线、蓝色光主光线，箭头表示光的传播方向。

在时刻T＝t1时(图7A)，红绿蓝各色光入射到旋转多面镜212上的共同的反射面213a上，如图所示，蓝色光沿与旋转方向212a相反的方向反射，绿色光在扫描光学系统220的正面方向上反射，红色光在旋转方向212a上反射。因此，各色光以不同的角度入射到扫描光学系统220中。因此，如图所示，来自由矩形构成的光出射部206R、206G、206B的各色光在图像显示面板204上的不同位置形成照明区域。即，在图像显示面板204上从左开始依次形成蓝色光照明区域、绿色光照明区域、红色光照明区域。

从时刻T＝t1开始，在旋转多面镜212旋转了一个规定角度的时刻T＝t2时(图7B)，蓝色光及绿色光入射到旋转多面镜212上的共同的反射面213a上，但红色光入射到旋转过来的新的反射面213b上。这时蓝色光沿扫描光学系统220的正面方向反射，绿色光沿旋转方向212a反射，红色光沿与旋转方向212a相反的方向反射。因此，如图所示，来自由矩形构成的光出射部206R、206G、206B的各色光在图像显示面板204上的不同位置形成照明区域。即，在图像显示面板204上从左开始依次形成红色光照明区域、蓝色光照明区域、绿色光照明区域。

从时刻T＝t2开始，在旋转多面镜212进一步旋转了一个规定角度的时刻T＝t3时(图7C)，仅蓝色光入射到反射面213a上，绿色光及红色光入射到共同的反射面213b上。这时蓝色光沿旋转方向212a反射，绿色光沿与旋转方向212a相反的方向反射，红色光沿扫描光学系统220的正面方向反射。因此，如图所示，来自由矩形构成的光出射部206R、206G、206B的各色光在图像显示面板204上的不同位置形成照明区域。即，在图像显示面板204上从左开始依次形成绿色光照明区域、红色光照明区域、蓝色光照明区域。

从时刻T＝t3开始，在旋转多面镜212进一步旋转了一个规定角度的时刻T＝t4时(图7D)，红绿蓝各色光入射到共同的反射面213b上。这变成与上述时刻T＝t1(图7A)相同的位置关系，图像显示面板204上的各色光的照明状态也变得相同。

另外，在旋转多面镜212旋转了一个规定角度的时刻T＝t5时(图7E)，蓝色光及绿色光入射到共同的反射面213b上，红色光入射到新的反射面213c上。这变成与上述时刻T＝t2(图7B)相同的位置关系，图像显示面板204上的各色光的照明状态也变得相同。

另外，在旋转多面镜212旋转了一个规定角度的时刻T＝t6时(图7F)，蓝色光入射到反射面213b上，绿色光及红色光入射到共同的反射面213c上。这变成与上述时刻T＝t3(图7C)相同的位置关系，图像显示面板204上的各色光的照明状态也变得相同。

如上所述，在图像显示面板204上形成的红绿蓝各色光的带状照明区域沿着扫描方向204a的方向依次移动。在图7A～图7F中，虽然只示出了特定的期间(时刻T＝t1～t6)，但旋转多面镜212是连续旋转的，所以各色光的照明区域在图像显示面板204上从左至右(沿扫描方向204a的方向)连续地移动(扫描)，到达右端的色光的照明区域返回到左端后，再次从左向右移动。由于以相同的时间间隔连续地进行上述的时刻t1～t6的切换，所以能进行抑制了色斑、光斑、闪烁的照明。

本实施形态1-(2)的结构与实施形态1-(1)的结构相比，虽然光学系统的高度(与旋转多面镜212的旋转轴大致平行的方向的尺寸)增大，但装置总体在该方向上的投影面积变小，所以也往往有利于装置总体的小型化。在性能方面，在实施形态1-(1)中，由于每一种色光从第二会聚透镜211R、211G、211B到旋转多面镜212的反射面213的距离都不同，所以每一种色光在反射面213上形成的光点的大小也不同。另一方面，在实施形态1-(2)中，由于能将各色光的光路差抑制得较小，所以能将在反射面213上形成的光点的大小的差异抑制在最小限度，能较高地维持会聚效率。

(实施形态1-(3))

以下说明能使图像品质比上述的实施形态1-(2)更高的实施形态1-(3)。

图8A～图8C表示实施形态1-(3)的彩色图像显示装置的简略结构，图8A是表示从旋转多面镜212到图像显示面板204的结构的侧视图，图8B是表示从光源226到旋转多面镜212的结构的侧视图，图8C是表示总体结构的平面图。本实施形态的彩色图像显示装置由光源部222、各色光会聚光学系统(第一光学系统)230、旋转多面镜212、扫描光学系统(第二光学系统)223、图像显示面板204、以及图中未示出的图像显示面板驱动电路构成。

光源部222备有：通过电极间的放电而形成弧光、产生并射出白色光的光源226；以及将来自光源226的光反射到其旋转对称轴上的一个方向一侧的反射镜227。来自光源226的光依次通过积分仪光学系统228、分色光学系统229、各色光会聚光学系统230，入射到旋转多面镜212上。

积分仪光学系统228由作为形状相同的微透镜的集合体的第一透镜阵列231、与上述第一透镜阵列231形状相同的第二透镜阵列232、以及会聚透镜233构成。因此，能将第一透镜阵列231上的微透镜的像重叠在构成各色光会聚光学系统230的第一会聚透镜234上，进行均匀的照明。

但是，来自积分仪光学系统228的白色光到达第一会聚透镜234后入射到分色光学系统229中。分色光学系统229由相对于入射光倾斜配置的蓝反射分色镜235、红透射分色镜236、反射镜237构成。如图8B所示，入射到分色光学系统229中的白色光被分离成蓝、绿、红各色光后，重叠在各色光会聚光学系统230的第一会聚透镜234上。

各色光会聚光学系统230由第一会聚透镜234、第二会聚透镜238、第三会聚透镜239构成。从第一会聚透镜234射出的各色光会聚在第二会聚透镜238上的不同位置。会聚在这里的光利用第三会聚透镜239使光路曲折，以所希望的入射角入射到旋转多面镜212的反射面213上。利用图中未示出的电动机，使旋转多面镜212以旋转轴215为旋转轴进行转动。与前面所示的实施形态1-(1)、1-(2)相同，入射到旋转多面镜212上的各色光在图像显示面板204上进行扫描。因以下的说明重复而予以省略。

这样，如果采用本实施形态1-(3)，则由于备有分色光学系统229，所以能有效地将来自金属卤化物灯、高压汞灯这样的白色光源的光分解成红、绿、蓝色的光，能与实施形态1-(1)、1-(2)同样地得到利用。

另外，如果采用本发明的结构，则由于使带状的照明区域在图像显示面板204上进行扫描，所以对于扫描方向来说，总是能进行均匀性良好的照明。可是，对于与扫描方向正交的方向来说，如实施形态1-(1)、1-(2)的光学系统所示，虽然在作为光源使用中央部和周边部的亮度的均匀性好的光源的情况下不成问题，但在使用上述的金属卤化物灯、高压汞灯这样的放电管式的光源的情况下，则为中心部明亮而周边部暗淡的照明。这是因为如果使用放电管式的光源，则从反射镜227射出的光为具有中心部明亮而周边部暗淡的分布的光的缘故。如果采用本实施形态1-(3)，则由于使用积分仪光学系统228一次就形成亮度均匀的像，将其投射出去，所以即使对于与图像显示面板204的扫描方向正交的方向，也能获得周边部的亮度不致下降的良好的图像。

(实施形态1-(4))

图9是实施形态1-(4)的投影型图像显示装置的简略结构图。本实施形态的投影型图像显示装置由光源部222、各色光会聚光学系统(第一光学系统)252、旋转多面镜263、扫描光学系统(第二光学系统)244、图像显示面板245、投影光学系统247、以及图中未示出的图像显示面板驱动电路构成。

光源部222备有：通过电极间的放电而形成弧光、产生并射出白色光的光源226；以及备有椭圆形的反射面的反射镜248。反射镜248将来自光源226的光会聚在开口侧前方的反射面的旋转对称轴上的一点(焦点位置)。

光源部222还备有准直仪光学系统249、积分仪光学系统250、分色光学系统251。

准直仪光学系统249由准直仪透镜构成，该准直仪透镜将由反射镜248会聚的光变换成大致平行的光(即，具有等于到会聚位置的距离的焦距)。

经过了准直仪光学系统249的平行光入射到积分仪光学系统250中。积分仪光学系统250与实施形态1-(3)的结构相同，由作为形状相同的微透镜的集合体的第一透镜阵列254、与上述第一透镜阵列254形状相同的第二透镜阵列255、以及会聚透镜256构成。因此能将第一透镜阵列254上的微透镜的像重叠在光阑257上进行均匀的照明。

但是，来自积分仪光学系统250的白色光到达光阑257后入射到分色光学系统251中。分色光学系统251由相对于入射光倾斜、且互相交叉配置的蓝反射分色镜258及红反射分色镜259、相对于入射光倾斜配置的全反射镜260、261构成。如图9所示，入射到分色光学系统251中的白色光被分离成蓝、绿、红各色光。各色光分别以不同的角度入射到光阑257上的各不同色光的开口上后，到达各色光会聚光学系统252。

各色光会聚光学系统252由蓝色光会聚透镜262B、绿色光会聚透镜262G、红色光会聚透镜262R构成。这些会聚透镜262B、262G、262R相对于光阑257上的开口给予适当的偏心量后设置，因此从会聚透镜262B、262G、262R射出的各色光以所希望的入射角入射到旋转多面镜263的反射面264上。

这时，如图10所示，反射面264上的各色光的主光线沿扫描方向以规定的间隔互不重叠地配置，但其会聚状态(光点)101R、101G、101B与实施形态1-(1)不同，为一部分重叠。色光即使在反射面264上重叠，这里的关系也并非直接反映在照明位置(图像显示面板)上。后面所述的扫描光学系统244由入射角决定照明位置处的光线高度，所以即使各色光重叠在反射面264上，但如果向扫描光学系统244的入射角不同，则各色光也能在照明位置分离。通过使各色光的光点重叠在反射面264上，能减小反射面264，所以能使旋转多面镜263变小，有助于装置总体的小型化、轻量化。但是，离开主光线而与相邻的色光重叠的部分中的一部分光的反射角变得非常大，不能进入扫描光学系统244中，损失增大，所以希望减少这里的色光的重叠。

旋转多面镜263以旋转轴265为旋转轴，利用图中未示出的电动机进行旋转。与前面所示的实施形态1-(1)～1-(3)相同，入射到旋转多面镜263上的各色光反射后到达扫描光学系统244。

扫描光学系统244由有效地覆盖旋转多面镜263的扫描角度范围、根据入射光的入射角将入射光会聚在像的高度方向的不同位置的Fθ透镜266；以及将来自Fθ透镜266的光变换成所希望的放大率的变焦透镜267。

这样一来，利用扫描光学系统244，用旋转多面镜263进行扫描的各色光在反射型图像显示面板245上进行扫描。这时关于各色光的扫描因与实施形态1-(1)重复，所以就省略了。

如图11所示，反射型图像显示面板245由反射型液晶面板268、在入射光的光路上备有的作为起偏镜的入射侧偏振片269、以及在被反射的光的光路上备有的作为检偏镜的出射侧偏振片270构成。入射侧偏振片269这样设定：例如使沿着外形呈矩形的短边方向269a偏振的光透过，将沿着与之正交的方向偏振的光吸收。透过了入射侧偏振片269的光入射到反射型液晶面板268上。在反射型液晶面板268上排列形成多个像素，能根据外部信号在每个像素开口上改变反射光的偏振方向。这里，在不驱动像素的情况下，使入射光的偏振方向旋转90度后反射，在驱动的情况下，不改变偏振方向而使之反射。出射侧偏振片270有沿着与入射侧偏振片269正交的方向的偏振特性。即，出射侧偏振片270沿着外形呈矩形的长边方向270a有透射轴，使沿着该方向偏振的光透过。因此，入射到反射型液晶面板268的未被驱动的像素上、使偏振方向改变90度反射的光由于其偏振方向与出射侧偏振片270的透射轴一致，所以能透过这里。另一方面，入射到反射型液晶面板268的被驱动的像素上、不改变偏振方向而反射的光由于其偏振方向与出射侧偏振片270的透射轴正交，所以在这里被吸收。

如果使用这样构成的反射型图像显示面板245，则用对应于照明光的颜色的信号驱动反射型液晶面板268上的各像素，通过对各像素进行调制，能形成图像。

透过出射侧偏振片270的光入射到构成图9所示的投影光学系统247的投影透镜上，反射型液晶面板268上的图像被放大投影到图中未示出的屏幕上。这时由于能高速地进行与图4A～图4F同样的各色光在反射型液晶面板268上的扫描(在一场时间内最好进行至少一次以上由图4A～图4F构成的一个单元)，各色图像在观察者的视网膜上进行合成，能作为没有色分离的彩色图像而被看到。

在上述的实施形态中，作为图像显示面板245虽然使用了反射型液晶方式的显示装置，但如果有调制入射光、进行显示的显示装置也可以，还能使用透射型液晶方式、反射型镜面装置等。但是不言而喻，需要能快速响应的显示装置。另外，还需要与所使用的显示装置一致地使光学系统(特别是扫描光学系统244)最佳化。

(实施形态2)

图12A～图12C是实施形态2的彩色图像显示装置的简略结构图。图12A是表示从光源到图像显示面板的结构的平面图，图12B是表示从光源到旋转多面镜的结构的侧视图，图12C是表示从旋转多面镜到图像显示面板的结构的侧视图。本实施形态的彩色图像显示装置由光源部301、会聚装置(第一光学系统)302、旋转多面镜311、扫描光学系统(第二光学系统)303、图像显示面板304、以及图中未示出的图像显示面板驱动电路构成。

光源部301有射出红绿蓝各色光的红色光用光源部307、绿色光用光源部308、以及蓝色光用光源部309，分别在光出射侧备有呈矩形的光出射部306R、306G、306B。从光出射部306R、306G、306B射出的各色光入射到会聚装置302的不同色光的会聚透镜310R、310G、310B上。该入射光从不同色光的会聚透镜310R、310G、310B射出后，入射到旋转多面镜311上。

本实施形态2的旋转多面镜311是将形状相同的三个旋转多面镜311R、3101、311B使其旋转轴一致地结合成一体构成的。这时，假设各个旋转多面镜311R、3101、311B的一个反射面的旋转方向311a的宽度相对于旋转轴的夹角(中心角)为θ_p(θ_p＝2π/n，式中，n是旋转多面镜备有的反射面的个数)，则三个旋转多面镜311R、3101、311B围绕旋转中心轴各偏移θ_p/3的相位结合起来。而且，构成一体的旋转多面镜311利用图中未示出的电动机进行旋转。

从会聚透镜310R、310G、310B射出的红绿蓝各色光分别入射到旋转多面镜311的旋转多面镜311R、3101、311B的各反射面上。在捕捉旋转多面镜311旋转过程中的某一瞬间的情况下，如图13所示，在旋转多面镜311R、311G、311B的各反射面312R、312G、312B上红、绿、蓝光的集合体(光点)101R、101G、101B互不重合地沿着与旋转轴平行的方向排列形成一列。

在旋转多面镜311R、311G、311B上的反射面312R、312G、312B上反射的各色光通过构成扫描光学系统303的扫描透镜后，到达图像显示面板304上。如图12C所示，扫描光学系统303在与扫描方向垂直的方向上具有会聚作用，在与扫描方向垂直的面内，使以不同的高度入射的各色光重叠在图像显示面板304上。

用图14A～图14F说明旋转多面镜311旋转时反射光的变化的形态、以及照亮图像显示面板304的各色光扫描的形态。

图14A～图14F表示是每隔一定的时间间隔旋转多面镜311的旋转、以及与之相伴随的图像显示面板304被各色光照亮的状态的变化情况的图。在这些状态中，在最上侧所示的图像显示面板304的照明状态中，分别用R、G、B表示红色光的照明区域、绿色光的照明区域、以及蓝色光的照明区域。另外，实际上各色光的带状的照明区域的纵向变成上下方向，但为了容易理解使之旋转90度描绘出扫描状态。另外，在其下面，从上方开始依次示出了旋转多面镜311R、311G、311B上的各色光的反射状态，103R、103G、103B分别表示红色光主光线、绿色光主光线、蓝色光主光线，箭头表示光的传播方向。

在时刻T＝t1时(图14A)，红色光入射到旋转多面镜311R的反射面312Ra上，绿色光入射到旋转多面镜311G的反射面312Ga上，蓝色光入射到旋转多面镜311B的反射面312Ba上。这里，反射面312Ra、反射面312Ga、以及反射面312Ba的相位按照该顺序偏移。因此，蓝色光沿旋转方向311a以最大的角度反射，绿色光以比蓝色光稍小的角度反射，红色光以比绿色光更小的角度反射。因此，各色光以不同的角度入射到扫描光学系统303的扫描透镜上。扫描光学系统303是在扫描方向上根据入射光的入射角度来确定照明位置(图像显示面板304)处的光线高度的光学系统。因此，如图所示，各色光在图像显示面板304上的不同位置形成光源部301的光出射部306R、306G、306B的像。即，在图像显示面板304上从右(在图14A中为上侧)开始依次形成蓝色光照明区域、绿色光照明区域、红色光照明区域。

从时刻T＝t1开始，在旋转多面镜311旋转了一个规定角度的时刻T＝t2时(图14B)，红色光及绿色光分别入射到与时刻T＝t1相同的反射面312Ra、反射面312Ga上，但蓝色光入射到旋转过来的新的反射面312Bb上。这时，特别是蓝色光入射到反射面312Bb上的入射角变小，所以沿旋转方向311a的反射角变为最小。因此，绿色光沿旋转方向311a以最大的角度反射，红色光以比绿色光稍小的角度反射，蓝色光以比红色光更小的角度反射。因此，如图所示，各色光在图像显示面板304上的不同位置形成光源部301的光出射部306R、306G、306B的像。即，在图像显示面板304上从右开始依次形成绿色光照明区域、红色光照明区域、蓝色光照明区域。

从时刻T＝t2开始，在旋转多面镜311进一步旋转了一个规定角度的时刻T＝t3时(图14C)，仅红色光入射到与时刻T＝t1、t2相同的反射面312Ra上，绿色光入射到旋转过来的新的反射面312Gb上，蓝色光入射到与时刻T＝t2相同的反射面312Bb上。这时，特别是绿色光入射到反射面312Gb上的入射角变小，所以沿旋转方向311a的反射角变为最小。因此，红色光沿旋转方向311a以最大的角度反射，蓝色光以比红色光稍小的角度反射，绿色光以比蓝色光更小的角度反射。因此，如图所示，各色光在图像显示面板304上的不同位置形成光源部301的光出射部306R、306G、306B的像。即，在图像显示面板304上从右开始依次形成红色光照明区域、蓝色光照明区域、绿色光照明区域。

从时刻T＝t3开始，在旋转多面镜311进一步旋转了一个规定角度的时刻T＝t4时(图14D)，红色光入射到旋转过来的新的反射面312Rb上，绿色光及蓝色光分别入射到与时刻T＝t3相同的反射面312Gb、反射面312Bb上。这变成与上述时刻T＝t1(图14A)相同的位置关系，图像显示面板304上的各色光的照明状态也变得相同。另外，在旋转多面镜311旋转了一个规定角度的时刻T＝t5时(图14E)，红色光及绿色光分别入射到与时刻T＝t4相同的反射面312Rb、312Gb上，而蓝色光入射到旋转过来的新的反射面312Bc上。这变成与上述时刻T＝t2(图14B)相同的位置关系，图像显示面板304上的各色光的照明状态也变得相同。

另外，在旋转多面镜311旋转了一个规定角度的时刻T＝t6时(图14F)，红色光入射到与时刻T＝t5相同的反射面312Rb上，绿色光入射到旋转过来的新的反射面312Gc上，蓝色光入射到与时刻T＝t5相同的反射面312Bc上。这变成与上述时刻T＝t3(图14C)相同的位置关系，图像显示面板304上的各色光的照明状态也变得相同。

如上所述，在图像显示面板304上形成的红绿蓝各色光的带状照明区域沿着扫描方向304a的方向依次移动。在图14A～图14F中，虽然只示出了特定的期间(时刻T＝t1～t6)，但旋转多面镜311是连续旋转的，所以各色光的照明区域在图像显示面板304上从左至右(沿扫描方向304a的方向)连续地移动(扫描)，到达右端的色光的照明区域返回到左端后，再次从左向右移动。由于以相同的时间间隔连续地进行上述的时刻t1～t6的切换，所以能进行抑制了色斑、光斑、闪烁的照明。

图像显示面板304具有与图5所示的图像显示面板204相同的结构。即，图像显示面板304由透射型液晶面板313、在入射侧备有的作为起偏镜的入射侧偏振片314、以及在出射侧备有的作为检偏镜的出射侧偏振片315构成。图像显示面板304的工作与图5所示的图像显示面板204完全相同，所以其详细说明从略。

如果采用这样构成的图像显示面板304，则由于用对应于照明光的颜色的信号驱动液晶面板313上的各像素，所以通过对各像素进行调制，能形成图像。透过了图像显示面板304的光到达观察者处。由于能高速地进行图14A～图14F所示的各色光的扫描(在一场时间内最好进行至少一次以上由图14A～图14F构成的一个单元)，各色图像在观察者的视网膜上进行合成，能作为没有色分离的彩色图像而被看到。

在本实施形态2中，即使在使用不备有滤色片这样的色选择装置的图像显示面板的情况下，也能进行彩色显示，而且这时由于图像显示面板304上的各像素根据照亮该像素的光的颜色进行显示，所以分辨率不会下降。另外，由于来自光源部301的光总是有效地被导向到图像显示面板304上，所以能实现较高的光的利用率。

另外，与实施形态1-(1)所述的相同，即使在本实施形态2中，由于用作为多角镜的旋转多面镜311进行各色光的扫描，所以能减小入射到反射面312R、312G、312B上的光的有效光束的大小，减小反射面312R、312G、312B。因此，能减小旋转多面镜311，另外，使其旋转的电动机也能小型化。因此能实现装置总体的小型化、轻量化、降低成本。

本实施形态2与实施形态1-(1)～1-(4)相比，有以下缺点：旋转多面镜部分的厚度增大了两倍；部件个数增加等。可是，由于本实施形态2的旋转多面镜的反射面的大小能大致容纳一种色光的光点即可，所以能使反射面的大小相对于实施形态1-(1)～1-(4)最小达到1/3的面积(使反射面的旋转方向的长度减小到1/3)。因此，在使扫描角度范围相同的情况下，在本实施形态2中，由于能使旋转多面镜的大小(从与旋转轴平行的方向看到的大小)为实施形态1-(1)～1-(4)中的1/3，所以可以认为通过装置的各种结构要素的配置，本实施形态的结构是所希望的一种情况。

在本实施形态2中，作为图像显示面板304虽然使用了透射型液晶方式的显示装置，但如果有调制入射光、进行显示的显示装置也可以，还能使用反射型液晶方式、反射型镜面装置等。但是不言而喻，需要能快速响应的显示装置。另外，还需要与所使用的显示装置一致地使光学系统(特别是扫描光学系统303)最佳化。

在本实施形态2中，也与实施形态1-(4)相同，也可以将投影光学系统配置在进入从图像显示面板304射出的光的位置，因此能构成将图像显示面板304上的图像放大投影、显示大画面影像的投影型图像显示装置。

另外，在本实施形态2中，也与实施形态1-(3)、1-(4)相同，即使由射出包含红、绿、蓝各色光的白色光的光源；以及将该白色光分解成红、绿、蓝各色光的分色光学系统构成光源部，不言而喻也具有同样的功能。另外，如果使用在实施形态1-(3)、1-(4)中说明的积分仪光学系统，则如上所述，有助于提高图像品质。

(实施形态3)

图15A～图15C表示实施形态3的彩色图像显示装置的简略结构，图15A是表示从旋转多面镜到图像显示面板的结构的平面图，图15B是表示从其光源到旋转多面镜的结构的平面图，图15C是沿着中央的绿色光路看到的侧视图。

本实施形态3的彩色图像显示装置由光源部401、各色光光轴移位光学系统(第一光学系统)411R、411G、411B、旋转多面镜415R、415G、415B、扫描光学系统(第二光学系统)403、图像显示面板404、以及图中未示出的图像显示面板驱动电路构成。

光源部401备有：通过电极间的放电而形成弧光、产生并射出白色光的光源406；以及备有椭圆形的反射面的反射镜407。反射镜407将来自光源406的光会聚在开口侧前方的反射面的旋转对称轴上的一点(焦点位置)。

光源部401还备有准直仪光学系统408、积分仪光学系统409、分色合成光学系统410。

准直仪光学系统408由准直仪透镜构成，该准直仪透镜将由反射镜407会聚的光变换成大致平行的光(即，具有等于到会聚位置的距离的焦距)。

经过了准直仪光学系统408的平行光入射到积分仪光学系统409中。积分仪光学系统409由作为形状相同的微透镜的集合体的第一透镜阵列412、与上述第一透镜阵列412形状相同的第二透镜阵列413、以及会聚透镜414构成。因此，能将第一透镜阵列412上的微透镜的像重叠在对各色光设置的各色光光轴移位光学系统411R、411G、411B上进行均匀的照明。

但是，来自积分仪光学系统409的白色光到达各色光光轴移位光学系统411R、411G、411B后入射到分色合成光学系统410中。分色合成光学系统410由对入射光倾斜、且互相交叉配置的红反射分色镜416及蓝反射分色镜417构成。如图15B所示，入射到分色合成光学系统410中的白色光被分离成红、绿、蓝各色光。红、绿、蓝各色光分别在红色光光轴移位光学系统411R、绿色光光轴移位光学系统411G、蓝色光光轴移位光学系统411B中改变光轴方向，并分别会聚在旋转多面镜415R、415G、415B上。

旋转多面镜415R、415G、415B有完全相同的形状，分别以旋转轴418R、418G、418B为旋转轴，利用图中未示出的电动机进行旋转。这时，旋转多面镜415R、415G、415B分别相对于入射的色光一边互相维持角度相位的偏移，一边旋转。假设各个旋转多面镜415R、415G、415B的一个反射面的旋转方向的宽度相对于旋转轴的夹角(中心角)为θ_p(θ_p＝2π/n，式中，n是旋转多面镜备有的反射面的个数)，上述相位的偏移量为θ_p/3。

入射到旋转多面镜415R、415G、415B上的各色光被各自的反射面反射。红色光被旋转多面镜415R的反射面反射后，再次入射到分色合成光学系统410中。在这里，再次被红反射分色镜416反射后入射到扫描光学系统403中。绿色光被旋转多面镜415G的反射面反射后，再次入射到分色合成光学系统410中。在这里，再次透过红反射分色镜416及蓝反射分色镜417后入射到扫描光学系统403中。蓝色光被旋转多面镜415B的反射面反射后，再次入射到分色合成光学系统410中。在这里，再次被蓝反射分色镜417反射后入射到扫描光学系统403中。

扫描光学系统403是备有以下功能的光学系统：将被旋转多面镜415R、415G、415B扫描的各色光导向到图像显示面板404上用的Fθ透镜功能；以及使扫描角和旋转多面镜上的像的大小和图像显示面板404的有效部的大小一致用的变焦功能。

由于旋转多面镜415R、415G、415B互相之间一边有相位偏移，一边旋转，所以各色光能以不同的角度入射到扫描光学系统403中。因此，与实施形态2中用图14A～图14F说明的一样，各色光在图像显示面板404上进行扫描。

图像显示面板404具有与图5所示的图像显示面板204相同的结构。即，图像显示面板404由透射型液晶面板418、在入射侧备有的作为起偏镜的入射侧偏振片419、以及在出射侧备有的作为检偏镜的出射侧偏振片420构成。图像显示面板404的工作与图5所示的图像显示面板204完全相同，所以其详细说明从略。

如果采用这样构成的图像显示面板404，则与实施形态2相同，用对应于照明光的颜色的信号驱动液晶面板418上的各像素，通过对各像素进行调制，能形成图像。透过了图像显示面板404的光到达观察者处。由于能高速地进行与图14A～图14F所示的同样的各色光的扫描(在一场时间内最好进行至少一次以上由图14A～图14F构成的一个单元)，各色图像在观察者的视网膜上进行合成，能作为没有色分离的彩色图像而被看到。

在本实施形态3中，即使在使用不备有滤色片这样的色选择装置的图像显示面板的情况下，也能进行彩色显示，而且这时由于图像显示面板404上的各像素根据照亮该像素的光的颜色进行显示，所以分辨率不会下降。另外，由于来自光源406的光总是有效地被导向到图像显示面板404上，所以能实现较高的光的利用率。

另外，与实施形态1-(1)所述的相同，即使在本实施形态3中，由于用作为多角镜的旋转多面镜415R、415G、415B进行各色光的扫描，所以能减小入射到各自的反射面上的光的有效光束的大小，减小反射面。因此，能使旋转多面镜415R、415G、415B变小，另外，使之旋转的电动机也能小型化。因此能实现装置总体的小型化、轻量化、降低成本。

本实施形态3与实施形态1-(1)～1-(4)相比，由于备有独立的三个旋转多面镜，所以有部件个数增加的缺点，与实施形态1、2相比，有装置总体大型化的问题。可是，由于在分色合成光学系统410中使各色光的光轴一致，所以不需要使各色光的轴重合用的光学系统。另外，在与实施形态1相比的情况下，由于与在实施形态2中说明的理由相同，所以能减小旋转多面镜的反射面，其结果，有能使旋转多面镜小型化的可能性。

在本实施形态3中，作为图像显示面板404虽然使用了透射型液晶方式的显示装置，但如果有调制入射光、进行显示的显示装置也可以，还能使用反射型液晶方式、反射型镜面装置等。但是不言而喻，需要能快速响应的显示装置。另外，还需要与所使用的显示装置一致地使光学系统(特别是扫描光学系统403)最佳化。

在本实施形态中，关于各色光，假设从在旋转多面镜415R、415G、415B上形成的二次光源像入射到扫描光学系统403中的主光线和最外光线的夹角为扩展角θ_op1(设定各色光都相等)，最好与上述旋转多面镜的一个反射面的夹角θ_p之间以下关系成立。

2×θ_op1≤θ_p/3

这里，不言而喻，前提在于各色光用的旋转多面镜415R、415G、415B的旋转方向上的旋转角度相位各偏移θ_p/3。

在本实施形态3中，也与实施形态1-(4)相同，可以将投影光学系统配置在进入从图像显示面板404射出的光的位置，因此能构成将图像显示面板404上的图像放大投影、显示大画面影像的投影型图像显示装置。

(实施形态4)

图16是表示本发明的实施形态4的彩色图像显示装置的简略结构的平面图。本实施形态4的彩色图像显示装置由光源部501、会聚装置(第一光学系统)502、旋转多面镜512、扫描光学系统(第二光学系统)503、图像显示面板504、图像显示面板驱动电路505构成。

光源部501有射出红绿蓝各色光的红色光用光源部507、蓝色光用光源部508、以及绿色光用光源部509，分别在光出射侧备有呈矩形的光出射部506R、506B、506G。从光出射部506R、506G、506B射出的各色光入射到会聚装置502的不同色光的第一会聚透镜510R、510G、510B上。各入射光分别用不同色光的第一会聚透镜510R、510G、510B会聚在不同色光的第二会聚透镜511R、511G、511B上。第二会聚透镜511R、511G、511B这样构成：使呈矩形的光出射部506R、506B、506G的像通过旋转多面镜512的反射面513及扫描光学系统503后在图像显示面板504上形成。

图17表示图像显示面板504的照明状态的一例。从红色光用光源部507、蓝色光用光源部508、以及绿色光用光源部509射出的各色光分别照亮将图像显示面板504的有效像素区域沿扫描方向504a的宽度W大约3等分获得的3个宽度W/3的带状区域(用虚线包围的区域)。即，如图17所示，红绿蓝各色光在图像显示面板504上形成红色光照明区域(图17中用“R”表示)、绿色光照明区域(图17中用“G”表示)、以及蓝色光照明区域(图17中用“B”表示)。

如图18所示，扫描光学系统503至少有与被旋转多面镜512的反射面513反射的光的扫描范围对应的入射光有效部。而且，扫描光学系统503这样构成：与入射光的入射角成正比地确定成像位置的高度。更具体地说，假设旋转多面镜512的一个反射面513的旋转方向512a的宽度相对于旋转轴的夹角(中心角)为θ_p(θ_p＝2π/n，式中，n是旋转多面镜512备有的反射面513的个数)，以入射角θ_p入射到扫描光学系统503中的光会聚在位于照明位置的图像显示面板504上的有效像素区域的扫描方向的端部(光线高度最高的部分)。由于旋转多面镜的扫描角度范围为±θ_p，所以能照亮图像显示面板504沿扫描方向的全部有效像素区域。

如图18所示，这样的扫描光学系统503由多个扫描透镜构成，该多个扫描透镜例如沿扫描方向具有长的开口，沿与扫描方向正交的方向具有短的开口。这里，扫描透镜中任何一面沿扫描方向和沿与扫描方向正交的方向的曲面半径R都不相同。因此，可构成这样的光学系统：在扫描方向上根据来自旋转多面镜512的反射面513的光的入射角，确定成像位置的高度，还可构成这样的光学系统：在与扫描方向正交的方向上，将光出射部506R、506G、506B的矩形形状通过会聚装置502的第一会聚透镜510R、510G、510B及第二会聚透镜511R、511G、511B放大投射到图像显示面板504上，且大致相当于图像显示面板504的高度尺寸。

在捕捉旋转多面镜512旋转过程中的某一瞬间的情况下，如图19所示，在一个反射面513上红、绿、蓝光的集合体(光点)101R、101G、101B沿着主光线互不重合的旋转方向512a排列形成一列。从旋转多面镜512的旋转轴看各色光的主光线的入射位置时，如图16所示，红色光主光线103R的入射位置和绿色光主光线103G的入射位置的夹角、以及绿色光主光线103G的入射位置和蓝色光主光线103B的入射位置的夹角都大约为θ_p/3。利用图中未示出的电动机，以旋转轴515为中心使旋转多面镜512转动。

用图20A～图20F说明旋转多面镜512旋转时反射面513上的反射光的变化的形态、以及照亮图像显示面板504的各色光扫描的形态。

图20A～图20F是每隔一定的时间间隔示出了旋转多面镜512的旋转、以及与之相伴随的图像显示面板504被各色光照亮的状态的变化情况的图。在这些状态中，在右侧所示的图像显示面板504的照明状态中，与图17相同，分别用R、G、B表示红色光的照明区域、绿色光的照明区域、以及蓝色光的照明区域。另外，在示出了左侧的旋转多面镜512的旋转和各色光的反射状态的图中，103R、103G、103B分别表示红色光主光线、绿色光主光线、蓝色光主光线，箭头表示光的传播方向。

在时刻T＝t1时(图20A)，红绿蓝各色光入射到旋转多面镜512上的共同的反射面513a上，如图所示，红色光沿旋转方向512a以最大的角度反射，绿色光以比红色光稍小的角度反射，蓝色光以比绿色光更小的角度反射。因此，各色光以不同的角度入射到扫描光学系统503中。因此，如图所示，各色光在图像显示面板504上的不同位置形成光出射部506R、506G、506B的像。即，在图像显示面板504上从右开始依次形成红色光照明区域、绿色光照明区域、蓝色光照明区域。

从时刻T＝t1开始，在旋转多面镜512旋转了一个规定角度的时刻T＝t2时(图20B)，蓝色光及绿色光入射到旋转多面镜512上的共同的反射面513a上，但红色光入射到旋转过来的新的反射面513b上。这时，特别是红色光入射到反射面513b上的入射角变小，所以沿旋转方向512a的反射角变为最小。因此，绿色光沿旋转方向512a以最大的角度反射，蓝色光以比绿色光稍小的角度反射，红色光以比蓝色光更小的角度反射。因此，如图所示，各色光在图像显示面板504上的不同位置形成光出射部506R、506G、506B的像。即，在图像显示面板504上从右开始依次形成绿色光照明区域、蓝色光照明区域、红色光照明区域。

从时刻T＝t2开始，在旋转多面镜512进一步旋转了一个规定角度的时刻T＝t3时(图20C)，仅蓝色光入射到反射面513a上，绿色光及红色光入射到共同的反射面513b上。这时，特别是绿色光入射到反射面513b上的入射角变小，所以沿旋转方向512a的反射角变为最小。因此，蓝色光沿旋转方向512a以最大的角度反射，红色光以比蓝色光稍小的角度反射，绿色光以比红色光更小的角度反射。因此，如图所示，各色光在图像显示面板504上的不同位置形成光出射部506R、506G、506B的像。即，在图像显示面板504上从右开始依次形成蓝色光照明区域、红色光照明区域、绿色光照明区域。

从时刻T＝t3开始，在旋转多面镜512进一步旋转了一个规定角度的时刻T＝t4时(图20D)，红绿蓝各色光入射到共同的反射面513b上。这变成与上述时刻T＝t1(图20A)相同的位置关系，图像显示面板504上的各色光的照明状态也变得相同。

另外，在旋转多面镜512旋转了一个规定角度的时刻T＝t5时(图20E)，蓝色光及绿色光入射到共同的反射面513b上，红色光入射到新的反射面513c上。这变成与上述时刻T＝t2(图20B)相同的位置关系，图像显示面板504上的各色光的照明状态也变得相同。

另外，在旋转多面镜512旋转了一个规定角度的时刻T＝t6时(图20F)，蓝色光入射到反射面513b上，绿色光及红色光入射到共同的反射面513c上。这变成与上述时刻T＝t3(图20C)相同的位置关系，图像显示面板504上的各色光的照明状态也变得相同。

如上所述，在图像显示面板504上形成的红绿蓝各色光的带状照明区域沿着扫描方向504a的方向依次移动。在图20A～图20F中，虽然只示出了特定的期间(时刻T＝t1～t6)，但旋转多面镜512是连续旋转的，所以各色光的照明区域在图像显示面板504上从左至右(沿扫描方向504a的方向)连续地移动(扫描)，到达右端的色光的照明区域返回到左端后，再次从左向右移动。这时，如前面所述，相邻的色光的主光线相对于旋转多面镜512的旋转轴具有相当于大约为角度θ_p/3的间隔，入射到旋转多面镜512上，因此，各色光的主光线以同一时间间隔迎来旋转多面镜512的反射面513之间的棱线(相邻的反射面之间的边界)。因此，通过以相同的时间间隔连续地进行上述的时间t1～t6的切换，能进行抑制了色斑、光斑、闪烁的照明。

另外，在从会聚装置502入射到旋转多面镜512的反射面513上的各色光的主光线中，红色光主光线103R和绿色光主光线103G的夹角、以及绿色光主光线103G和蓝色光主光线103B的夹角均设定为约2×θ_p/3。因此，在全部上述的时间t1～t6内各色光的主光线以互不相同的角度入射到扫描光学系统503中，其入射角之差总是大约为2×θ_p/3。因此，各色光的主光线以沿扫描方向三等分的间隔入射到图像显示面板504上，照亮图像显示面板504。

图像显示面板504具有与图5所示的图像显示面板204相同的结构。即，图像显示面板504由透射型液晶面板516、在入射侧备有的作为起偏镜的入射侧偏振片517、以及在出射侧备有的作为检偏镜的出射侧偏振片518构成。图像显示面板504的工作与图5所示的图像显示面板204完全相同，所以其详细说明从略。

如果采用这样构成的图像显示面板504，则用对应于照明光的颜色的信号驱动液晶面板516上的各像素，通过对各像素进行调制，能形成图像。透过了图像显示面板504的光到达观察者处。由于能高速地进行与图20A～图20F所示的各色光的扫描(在一场时间内最好进行至少一次以上由图20A～图20F构成的一个单元)，各色图像在观察者的视网膜上进行合成，能作为没有色分离的彩色图像而被看到。

通过如上构成，即使在使用不备有滤色片这样的色选择装置的图像显示面板的情况下，也能进行彩色显示，而且，这时由于图像显示面板504上的各像素根据照亮该像素的光的颜色进行显示，所以分辨率不会下降。另外，由于来自光源部501的光总是有效地被导向到图像显示面板504上，所以能实现较高的光的利用率。

另外，与实施形态1-(1)所述的相同，即使在本实施形态4中，由于用作为多角镜的旋转多面镜512进行各色光的扫描，所以能减小入射到反射面513上的光的有效光束的大小，减小反射面513。因此，能使旋转多面镜512变小，另外，使其旋转的电动机也能小型化。因此能实现装置总体的小型化、轻量化、降低成本。

在本实施形态4中，作为图像显示面板504虽然使用了透射型液晶方式的显示装置，但如果有调制入射光、进行显示的显示装置也可以，还能使用反射型液晶方式、反射型镜面装置等。但是不言而喻，需要能快速响应的显示装置。另外，还需要与所使用的显示装置一致地使光学系统(特别是扫描光学系统503)最佳化。

在图16所示的实施形态中，虽然来自光源部501的全部色光总是倾斜地入射到旋转多面镜512的反射面513上，但也能与在实施形态1-(1)中说明的图6A、图6B相同，从光源部入射到旋转多面镜上的三条色光中，使中央的色光入射到旋转多面镜上，以便其主光线与旋转多面镜的旋转轴倾斜地交叉，也能具有与上述同样的功能。这样的结构与图16所示的结构相比，光学系统的高度(旋转多面镜沿着与旋转轴大致平行的方向的尺寸)变大，但在该方向上装置总体的投影面积变小，所以有时也有利于装置总体的小型化。在性能方面，在图16所示的结构中，由于每一种色光从第二会聚透镜511R、511G、511B到旋转多面镜512的反射面513的距离都不同，所以每一种色光在反射面513上形成的光点的大小也不同。另一方面，在实施形态1-(2)的结构中，由于能将各色光的光程差抑制得较小，所以能将在反射面513上形成的光点的大小的差异抑制在最小限度，能较高地维持会聚效率。

在本实施形态4中，也与实施形态1-(4)相同，可以将投影光学系统配置在进入从图像显示面板504射出的光的位置，因此能构成将图像显示面板504上的图像放大投影、显示大画面影像的投影型图像显示装置。

(实施形态5)

图21、图22、图23表示实施形态5的彩色图像显示装置的简略结构，图21是表示从光源到旋转多面镜的结构的平面图，图22是表示从旋转多面镜到图像显示面板的结构的平面图，图23是从与来自光源的出射光相向的方向看到的侧视图。

本实施形态5的彩色图像显示装置由光源部601、会聚装置(第一光学系统)604、旋转多面镜619、扫描光学系统(第二光学系统)605、图像显示面板606、以及图中未示出的图像显示面板驱动电路构成。

光源部601备有：通过电极间的放电而形成弧光、产生并射出白色光的光源608；以及将来自光源608的光反射到其旋转对称轴上的一个方向一侧的反射镜609。另外，光源部601还备有积分仪光学系统602、分色光学系统603。来自光源608的光依次通过积分仪光学系统602、分色光学系统603，入射到会聚装置604上。

积分仪光学系统602由备有形状相同的矩形有效开口部的作为微透镜的集合体的第一透镜阵列610、备有与上述第一透镜阵列610相同的矩形有效开口部的作为微透镜的集合体的第二透镜阵列611、以及配置在上述第二透镜阵列611的出射侧附近的作为单一凸透镜的积分仪会聚透镜612构成。积分仪会聚透镜612将第一透镜阵列610的各个微透镜的像经过分色光学系统603，重叠在会聚装置604的红光路第一会聚透镜613R、绿光路第一会聚透镜613G、蓝光路第一会聚透镜613B上，进行矩形的均匀照明。这时各色光形成的矩形像的大小由于在分色光学系统603中产生的各色光的光程差而有微妙的不同。因此，具有相同的开口形状的开口光阑614R、614G、614B被设置在红光路第一会聚透镜613R、绿光路第一会聚透镜613G、蓝光路第一会聚透镜613B的入射侧。

分色光学系统603备有相对于入射光依次倾斜地配置着的红反射分色镜615、绿反射分色镜616、全反射镜617。白色的入射光中红色波段的光被红反射分色镜615反射后被导向红光路第一会聚透镜613R上。白色的入射光中绿色波段的光透过红反射分色镜615后被绿反射分色镜616反射，再次透过红反射分色镜615，被导向绿光路第一会聚透镜613G上。白色的入射光中蓝色波段的光透过红反射分色镜615及绿反射分色镜616后被全反射镜617反射，再次透过绿反射分色镜616及红反射分色镜615，被导向蓝光路第一会聚透镜613B上。这里，虽然伴有成本的提高，但通过使用蓝反射分色镜，代替全反射镜617，能容易地除去绿红之间不需要的光。

会聚装置604的红光路第一会聚透镜613R、绿光路第一会聚透镜613G、蓝光路第一会聚透镜613B使上述第二透镜阵列611的像通过各色光用的第二会聚透镜618R、618G、618B后在旋转多面镜619的反射面620上形成。因此，能使反射面620上的光源像形成得小一些，有助于装置总体的小型化。但在不优先考虑装置的大小的情况下，也可以不在旋转多面镜619的反射面620上形成第二透镜阵列611的像，而是在各色光用的第二会聚透镜618R、618G、618B上形成。这时，如果缩小旋转多面镜619的反射面620和各色光用的第二会聚透镜618R、618G、618B之间的间隔，则即使采用该结构也能达到某种程度的小型化。

各色光用的第二会聚透镜618R、618G、618B使在会聚装置604的红光路第一会聚透镜613R、绿光路第一会聚透镜613G、蓝光路第一会聚透镜613B上形成的矩形照明像的像通过扫描光学系统(第二光学系统)605后在图像显示面板606上形成。因此，在图像显示面板606上形成各色光的矩形照明区域。该矩形照明区域与用图17说明的相同，使图像显示面板606的有效像素区域在扫描方向上呈大致三等分大小的带状。

如图22所示，扫描光学系统605至少有与被旋转多面镜619的反射面620反射的光的扫描范围对应的入射光有效部。而且，扫描光学系统605这样构成：与入射光的入射角成正比地确定成像位置的高度。更具体地说，假设旋转多面镜619的一个反射面620的旋转方向619a的宽度相对于旋转轴的夹角(中心角)为θ_p(θ_p＝2π/n，式中，n是旋转多面镜619备有的反射面620的个数)，以入射角θ_p入射到扫描光学系统605中的光会聚在位于照明位置的图像显示面板606上的有效像素区域的扫描方向的端部(光线高度最高的部分)。

在捕捉旋转多面镜619旋转过程中的某一瞬间的情况下，与图19所示的情况相同，在一个反射面620上红、绿、蓝光的集合体(光点)沿着主光线互不重合的旋转方向619a排列形成一列。从旋转多面镜619的旋转轴看各色光的主光线的入射位置时，如图21所示，红色光主光线的入射位置和绿色光主光线的入射位置的夹角、以及绿色光主光线的入射位置和蓝色光主光线的入射位置的夹角都大约为θ_p/3。利用图中未示出的电动机，以旋转轴621为中心使旋转多面镜619转动。

用图24A～图24F说明照亮图像显示面板606的各色光扫描的形态。

图24A～图24F是每隔一定的时间间隔示出了旋转多面镜619的旋转、以及与之相伴随的图像显示面板606被各色光照亮的状态的变化情况的图。在这些状态中，在右侧所示的图像显示面板606的照明状态中，分别用R、G、B表示红色光的照明区域、绿色光的照明区域、以及蓝色光的照明区域。另外，在示出了左侧的旋转多面镜619的旋转和各色光的反射状态的图中，103R、103G、103B分别表示红色光主光线、绿色光主光线、蓝色光主光线，箭头表示光的传播方向。

在时刻T＝t1时(图24A)，红绿蓝各色光入射到旋转多面镜619上的共同的反射面620a上，如图所示，蓝色光沿着与旋转方向619a相反的方向反射，绿色光沿着扫描光学系统605的正面方向反射，红色光沿着旋转方向619a反射。因此，各色光以不同的角度入射到扫描光学系统605中。因此，如图所示，在图像显示面板606上的不同位置形成在会聚装置604的红光路第一会聚透镜613R、绿光路第一会聚透镜613G、蓝光路第一会聚透镜613B上形成的矩形照明像的像。即，在图像显示面板606上从左侧开始依次形成蓝色光照明区域、绿色光照明区域、红色光照明区域。

从时刻T＝t1开始，在旋转多面镜619旋转了一个规定角度的时刻T＝t2时(图24B)，蓝色光及绿色光入射到旋转多面镜619上的共同的反射面620a上，但红色光入射到旋转过来的新的反射面620b上。这时蓝色光沿着扫描光学系统605的正面方向反射，绿色光沿着旋转方向619a反射，红色光沿着与旋转方向619a相反的方向反射。因此，如图所示，在图像显示面板606上的不同位置形成在会聚装置604的红光路第一会聚透镜613R、绿光路第一会聚透镜613G、蓝光路第一会聚透镜613B上形成的矩形照明像的像。即，在图像显示面板606上从左开始依次形成红色光照明区域、蓝色光照明区域、绿色光照明区域。

从时刻T＝t2开始，在旋转多面镜619进一步旋转了一个规定角度的时刻T＝t3时(图24C)，仅蓝色光入射到反射面620a上，绿色光及红色光入射到共同的反射面620b上。这时蓝色光沿着旋转方向619a反射，绿色光沿着与旋转方向619a相反的方向反射，红色光沿着扫描光学系统605的正面方向反射。因此，如图所示，在图像显示面板606上的不同位置形成在会聚装置604的红光路第一会聚透镜613R、绿光路第一会聚透镜613G、蓝光路第一会聚透镜613B上形成的矩形照明像的像。即，在图像显示面板606上从左开始依次形成绿色光照明区域、红色光照明区域、蓝色光照明区域。

从时刻T＝t3开始，在旋转多面镜619进一步旋转了一个规定角度的时刻T＝t4时(图24D)，红绿蓝各色光入射到共同的反射面620b上。这变成与上述时刻T＝t1(图24A)相同的位置关系，图像显示面板606上的各色光的照明状态也变得相同。

另外，在旋转多面镜619旋转了一个规定角度的时刻T＝t5时(图24E)，蓝色光及绿色光入射到共同的反射面620b上，红色光入射到新的反射面620c上。这变成与上述时刻T＝t2(图24B)相同的位置关系，图像显示面板606上的各色光的照明状态也变得相同。

另外，在旋转多面镜619旋转了一个规定角度的时刻T＝t6时(图24F)，蓝色光入射到反射面620b上，绿色光及红色光入射到共同的反射面620c上。这变成与上述时刻T＝t3(图24C)相同的位置关系，图像显示面板606上的各色光的照明状态也变得相同。

如上所述，在图像显示面板606上形成的红绿蓝各色光的带状照明区域沿着扫描方向606a的方向依次移动。在图24A～图24F中，虽然只示出了特定的期间(时刻T＝t1～t6)，但旋转多面镜619是连续旋转的，所以各色光的照明区域在图像显示面板606上从左至右(沿扫描方向606a的方向)连续地移动(扫描)，到达右端的色光的照明区域返回到左端后，再次从左向右移动。这时，如前面所述，相邻的色光的主光线相对于旋转多面镜619的旋转轴具有相当于大约为角度θ_p/3的间隔，入射到旋转多面镜619上，所以各色光的主光线以同一时间间隔迎来旋转多面镜619的反射面620之间的棱线(相邻的反射面之间的边界)。通过以相同的时间间隔连续地进行上述的时间t1～t6的切换，能进行抑制了色斑、光斑、闪烁的照明。

另外，在从会聚装置604入射到旋转多面镜619的反射面620上的各色光的主光线中，红色光主光线和绿色光主光线的夹角、以及绿色光主光线和蓝色光主光线的夹角均设定为约2×θ_p/3。因此，在全部上述的时间t1～t6内各色光的主光线以互不相同的角度入射到扫描光学系统605中，其入射角之差总是大约为2×θ_p/3。因此，各色光的主光线以沿扫描方向三等分的间隔入射到图像显示面板606上，照亮图像显示面板606。

这时，由旋转多面镜形成的扫描角度为±θ_p，通过该扫描能照亮图像显示面板606的全部有效区域。各色光的主光线将上述扫描角度(2×θ_p)三等分。这里，各色光以各主光线为中心有某种扩展，如图22所示，该各色光的扩展(设定各色都相同)为θ_c。在2×θ_c＜2×θ_p/3的情况下，相邻的色光之间生成角度方面的间隙，所以图像显示面板606上的带状照明区域之间生成间隙，所以要优先地设定没有颜色之间的干涉的色度。另外，在2×θ_c＝2×θ_p/3的情况下，相邻的色光之间没有角度方面的间隙，所以图像显示面板606上的带状照明区域之间也没有间隙。在此情况下，能将没有混色的照明区域取得最大。另外，在2×θ_c＞2×θ_p/3的情况下，相邻的色光之间有角度方面的重合，所以图像显示面板606上的带状照明区域之间产生重叠的部分。在此情况下，由于混色，所以重叠部分的色度变坏，但由于能将照明区域设定得较大，所以有利于提高照明效率。因此，能根据装置的商品性或光源、照明区域面积的状况，将以上的θ_c和θ_p的关系设定得最合适。该关系并非只适合于本实施形态5，不言而喻，在其他实施形态中也一样。

如图22所示，扫描光学系统605例如由在扫描方向具有长的开口、在与扫描方向正交的方向具有短的开口的扫描透镜623、624、625构成。这里，扫描透镜623、624、625中任何一面在扫描方向和在与扫描方向正交的方向的曲面半径R都不相同。因此，可构成这样的光学系统：在扫描方向上根据来自旋转多面镜619的反射面620的光的入射角，确定成像位置的高度，还可构成这样的光学系统：在与扫描方向正交的方向上，将在会聚装置604的红光路第一会聚透镜613R、绿光路第一会聚透镜613G、蓝光路第一会聚透镜613B上形成的矩形照明像通过各色光用的第二会聚透镜618R、618G、618B放大投射到图像显示面板606上，且大致相当于图像显示面板606的高度尺寸。

图像显示面板606具有与图5所示的图像显示面板204相同的结构。即，图像显示面板606由透射型液晶面板626、在入射侧备有的作为起偏镜的入射侧偏振片627、以及在出射侧备有的作为检偏镜的出射侧偏振片628构成。图像显示面板606的工作与图5所示的图像显示面板204完全相同，所以其详细说明从略。

由于用如上的方式构成，在使用发白色光的金属卤化物灯、高压汞灯这样的放电管式的光源的情况下，使用不备有滤色片这样的色选择装置的图像显示面板，也能进行彩色显示，而且这时由于图像显示面板606上的各像素根据照亮该像素的光的颜色进行显示，所以分辨率不会下降。另外，由于来自光源608的光经常有效地被导向到图像显示面板606上，所以能实现较高的光的利用率。

另外，在使用放电管式的光源的情况下，从反射镜射出的光为具有中心部明亮而周边部暗淡的分布的光。因此，如果将该光源用于实施形态4的光学系统，则在与图像显示面板的扫描方向正交的方向上，与中心部相比，周边部发暗。在本实施形态中，用积分仪光学系统602一次就形成亮度均匀的像，将其投射出去，所以即使沿着与图像显示面板606的扫描方向正交的方向，也能获得周边部的亮度不至下降的良好的图像。

另外，与实施形态1-(1)所述的相同，即使在本实施形态5中，由于用作为多角镜的旋转多面镜619进行各色光的扫描，所以能减小入射到反射面620上的光的有效光束的大小，减小反射面620。因此，能减小旋转多面镜619，另外，使其旋转的电动机也能小型化。因此能实现装置总体的小型化、轻量化、降低成本。

在本实施形态5中，作为图像显示面板606虽然使用了透射型液晶方式的显示装置，但如果有调制入射光、进行显示的显示装置也可以，还能使用反射型液晶方式、反射型镜面装置等。但是不言而喻，需要能快速响应的显示装置。另外，还需要与所使用的显示装置一致地使光学系统(特别是扫描光学系统605)最佳化。

在本实施形态5中，能与实施形态4的图16同样地配置旋转多面镜和入射光的关系。因此，能抑制光学系统的高度(旋转多面镜的旋转轴方向的尺寸)。但是，实施形态5的配置与图21～图23的配置相比，由于全部光相对于扫描方向倾斜地入射到旋转多面镜619上，所以各色光用的第二会聚透镜618R、618G、618B和旋转多面镜619的间隔变长，使得旋转多面镜619的反射面620大型化，导致装置总体的大型化。因此，最好考虑装置总体的形状或尺寸来构成光学系统。

在本实施形态5中，通过改变分色光学系统603的结构，能变更对白色光进行分色时的颜色配置情况，这一点是明确的。另外，不言而喻，如果有能将白色光分离成对每一种颜色的光路的结构，则分色光学系统603能变更成另一种结构。

另外，在上述例子中虽然将图像显示面板606上的照明光的扫描方向作为横向，但不言而喻，通过变更图像显示面板606和照明光学系统的配置设定，也能沿纵向扫描。这时能根据扫描方向最佳化地设计图像显示面板606的驱动方法。

另外如图25所示，将图像显示部作成本实施形态5的结构，通过设置投影透镜629，能将图像显示面板606上的图像放大投射到图中未示出的屏幕上，构成投影型图像显示装置。这时，作为图像显示面板606，不一定必须是本实施形态5中说明的透射型液晶方式，也可以作成前面所述的其他方式的显示面板，在这样的情况下，不言而喻，应用众所周知的技术对显示装置进行适当的变更，就能设定投影透镜629的特性和配置方法。

(实施形态6)

图26、图27、图28表示实施形态6的投影型图像显示装置的简略结构，图26是表示从光源到旋转多面镜的结构的平面图，图27是表示从旋转多面镜到投影透镜的结构的平面图，图28是侧视图。

本实施形态6的投影型图像显示装置由光源部701、会聚装置(第一光学系统)704、旋转多面镜721、扫描光学系统(第二光学系统)705、图像显示面板706、以及图中未示出的图像显示面板驱动电路、投影透镜708构成。

光源部701备有：通过电极间的放电而形成弧光、产生并射出白色光的光源709；以及将来自光源709的光反射到其旋转对称轴上的一个方向一侧的反射镜710。另外，光源部701还备有积分仪光学系统702、分色光学系统703。

来自光源部701的光入射到积分仪光学系统702中。积分仪光学系统702由备有形状相同的矩形有效开口部的作为微透镜的集合体的第一透镜阵列711、与上述第一透镜阵列711的各微透镜一一对应的作为微透镜的集合体的第二透镜阵列712构成。构成第二透镜阵列712的各微透镜有开口，该开口的大小与由第一透镜阵列711的各微透镜在第二透镜阵列712上形成的光源像的大小一致。另外，构成第二透镜阵列712的各微透镜的曲率中心位置这样设定：使第一透镜阵列711的各微透镜的矩形开口形状经过分色光学系统703，重叠在会聚装置704的各色用的第一会聚透镜713R、713G、713B上，以便实现矩形的均匀照明。在各光路中形成矩形像时，不能被会聚的光成为向周边漏泄的光，这成为图像品质变坏的主要原因，所以在各色用的第一会聚透镜713R、713G、713B的入射侧设置备有同一开口形状的开口光阑714R、714G、714B。

分色光学系统703由交叉的红反射分色镜715和蓝反射分色镜716构成，配置成使入射光倾斜地入射到两个分色镜715、716上。白色的入射光中红色波段的光被红反射分色镜715反射后被导向红光路第一会聚透镜713R上。白色的入射光中绿色波段的光透过红反射分色镜715及蓝反射分色镜716后，被导向绿光路第一会聚透镜713G上。白色的入射光中蓝色波段的光被蓝反射分色镜716反射后被导向蓝光路第一会聚透镜713B上。从红光路第一会聚透镜713R出射的红色光、以及从蓝光路第一会聚透镜713B出射的蓝色光被全反射镜717R、717B反射后，分别被会聚在中间中继透镜718R、718B上，都形成第二透镜阵列712的像。中间中继透镜718R、718B这样设置：在出射中继透镜719R、719B上形成红光路第一会聚透镜713R及蓝光路第一会聚透镜713B上的矩形照明像的像。

出射中继透镜719R、719B使在中间中继透镜718R、718B上形成的第二透镜阵列712的像通过各色光用的第二会聚透镜720R、720B后在旋转多面镜721的反射面722上形成。绿光路第一会聚透镜713G使第二透镜阵列712的像通过绿色光用的第二会聚透镜720G后在旋转多面镜721的反射面722上形成。因此，能使反射面720上的光源像形成得小一些，有助于装置总体的小型化。但在不优先考虑装置的大小的情况下，也可以不在旋转多面镜721的反射面722上形成第二透镜阵列712的像，而是在各色光用的第二会聚透镜720R、720G、720B上形成。这时，如果缩小旋转多面镜721的反射面722和各色光用的第二会聚透镜720R、720G、720B之间的间隔，则即使采用该结构也能达到某种程度的小型化。

各色光用的第二会聚透镜720R、720G、720B使在会聚装置704的绿色光用的第一会聚透镜713G、出射中继透镜719R、719B上形成的矩形照明像的像通过扫描光学系统(第二光学系统)705后在图像显示面板706上形成。因此，能在图像显示面板706上形成各色光的矩形照明区域。该矩形照明区域与用图17说明的相同，使图像显示面板706的有效像素区域在扫描方向上呈大致三等分大小的带状。

如图27所示，扫描光学系统705至少有与被旋转多面镜721的反射面722反射的光的扫描范围对应的入射光有效部。而且，扫描光学系统705这样构成：与入射光的入射角成正比地确定成像位置的高度。更具体地说，假设旋转多面镜721的一个反射面722的旋转方向721a的宽度相对于旋转轴的夹角(中心角)为θ_p(θ_p＝2π/n，式中，n是旋转多面镜721备有的反射面722的个数)，以入射角θ_p入射到扫描光学系统705中的光会聚在位于照明位置的图像显示面板706上的有效像素区域的扫描方向的端部(光线高度最高的部分)。

在捕捉旋转多面镜721旋转过程中的某一瞬间的情况下，与图19所示的情况相同，在一个反射面722上红、绿、蓝光的集合体(光点)沿着主光线互不重合的旋转方向721a排列形成一列。从旋转多面镜721的旋转轴看各色光的主光线的入射位置时，如图26所示，红色光主光线的入射位置和绿色光主光线的入射位置的夹角、以及绿色光主光线的入射位置和蓝色光主光线的入射位置的夹角都大约为θ_p/3。

旋转多面镜721的大小由扫描角度(2×θ_p)和一个反射面722的大小决定。其中，扫描角度大致由扫描光学系统705的设计、图像显示面板706的尺寸、以及会聚F数决定。另一方面，由于光源像排列在反射面722上，所以一个反射面722的大小由光源像(第二透镜阵列712的像)的大小决定。因此，在本实施形态6中，为了反射面722的小型化、旋转多面镜721的小型化，这样确定第二透镜阵列712上的各微透镜的配置：如图29所示，在反射面722上形成了第二透镜阵列712的像时，该像在旋转多面镜721的旋转方向721a(扫描方向)上的尺寸比与之正交的尺寸为短。当然，这时设定第一透镜阵列711的各微透镜的曲率中心位置，以便在各个微透镜开口部上形成光源像731。这样一来，在保持亮度不变的情况下，通过将第二透镜阵列712的形状做成细长，就能抑制反射面722的大小(特别是旋转方向上的尺寸)，能实现旋转多面镜721的小型化。

而且，利用图中未示出的电动机，以旋转轴723为中心使旋转多面镜721转动。旋转时出射光的形态与实施形态5中说明的图24相同，所以其详细说明从略。

如图27所示，扫描光学系统705例如由在扫描方向具有长的开口、在与扫描方向正交的方向具有短的开口的扫描透镜724、725、726构成。这里，扫描透镜724、725、726中任何一面沿扫描方向和沿与扫描方向正交的方向的曲面半径R都不同。因此，可构成这样的光学系统：在扫描方向上根据来自旋转多面镜721的反射面722的光的入射角，确定成像位置的高度，还可构成这样的光学系统：在与扫描方向正交的方向上，将在会聚装置704的绿色光用的第一会聚透镜713G、出射中继透镜719R、719B上的矩形照明像通过各色光用的第二会聚透镜720R、720G、720B放大投射到图像显示面板706上，且大致相当于图像显示面板706的高度尺寸。

本实施形态6的光学系统这样构成：扫描方向与垂直于扫描方向的方向相比，能用小的F数会聚在图像显示面板706上。从会聚效率的观点看，即使是垂直于扫描方向的方向，也有利于F数小的一方，但对于装置总体的小型化不利。在实施形态6中，由于在图像显示面板706上形成的各色光的带状照明区域中需要获得长边端部(各色光的带状照明区域相邻一侧的端部)的聚焦精度(如果该聚焦不精确，则会发生混色)，所以使扫描方向的F数变小。另一方面，通过将与之正交的方向上的F数取得比较大，也能实现装置总体的小型化。

图像显示面板706具有与图5所示的图像显示面板204相同的结构。即，图像显示面板706由透射型液晶面板727、在入射侧备有的作为起偏镜的入射侧偏振片728、以及在出射侧备有的作为检偏镜的出射侧偏振片729构成。图像显示面板706的工作与图5所示的图像显示面板204完全相同，所以其详细说明从略。

另外，还设有能将图像显示面板706上的图像放大投射到图中未示出的屏幕上的投影透镜708，能获得大型影像。该投影透镜708备有能无损失地使从图像显示面板706射出的光进入的大的光孔。

通过如上方式构成，与实施形态5相同，在使用发白色光的金属卤化物灯、高压汞灯这样的放电管式的光源的情况下，使用不备有滤色片这样的色选择装置的图像显示面板，也能进行彩色显示，而且这时由于图像显示面板706上的各像素根据照亮该像素的光的颜色进行显示，所以分辨率不会下降。另外，由于来自光源部709的光总是有效地被导向到图像显示面板706上，所以能实现较高的光的利用率。

另外，在使用放电管式的光源的情况下，从反射镜射出的光为具有中心部明亮而周边部暗淡的分布的光。因此，如果将该光源用于实施形态4的光学系统中，则在与图像显示面板的扫描方向正交的方向上，与中心部相比，周边部发暗。在本实施形态中，用积分仪光学系统702一次就形成亮度均匀的像，将其投射出去，所以即使沿着与图像显示面板706的扫描方向正交的方向，也能获得周边部的亮度不至下降的良好的图像。

另外，能实现性能几乎不变坏的旋转多面镜的小型化，提供小型的投影型图像显示装置。

在本实施形态6中，作为图像显示面板706，虽然使用了透射型液晶方式的显示装置，但如果有调制入射光、进行显示的显示装置也可以，还能使用反射型液晶方式、反射型镜面装置等。但是不言而喻，需要能快速响应的显示装置。另外，还需要与所使用的显示装置一致地使光学系统(特别是扫描光学系统705)最佳化。

在本实施形态6中，能与实施形态4的图16同样地配置旋转多面镜和入射光的关系。因此，能抑制光学系统的高度(旋转多面镜的旋转轴方向的尺寸)。但是，实施形态6的配置与图26～图28的配置相比，由于全部光相对于扫描方向倾斜地入射到旋转多面镜721上，所以各色光用的第二会聚透镜720R、720G、720B和旋转多面镜721的间隔变长，使得旋转多面镜721的反射面722大型化，导致装置总体的大型化。因此，最好考虑装置总体的形状或尺寸构成光学系统。

在本实施形态6中，通过改变分色光学系统703的结构，能变更对白色光进行分色时的颜色配置情况，这一点是明确的。另外，不言而喻，如果有能将白色光分离成对每一种颜色的光路的结构，则分色光学系统703能变更成另一种结构。

另外，在上述例子中虽然将图像显示面板706上的照明光的扫描方向作为横向，但不言而喻，通过变更图像显示面板706和照明光学系统的配置设定，也能沿纵向扫描。这时能根据扫描方向最佳化地设计图像显示面板706的驱动方法。

以上说明的实施形态只不过都是为了了解本发明的技术内容的实施形态，并非将本发明仅限定于这样的具体例子而进行解释，在本发明的精神和权利要求中记述的范围内能进行各种变更来实施本发明，应广义地解释本发明。

Claims

1.一种彩色图像显示装置，它有：分别射出红、绿、蓝各色光的光源部；

来自上述光源部的上述各色光入射的第一光学系统；

从上述第一光学系统出射的上述各色光入射后反射时，使上述各色光进行扫描的旋转多面镜；

将来自上述旋转多面镜的上述各色光导向到照明位置的第二光学系统；

配置在上述照明位置上、备有根据红、绿、蓝各色信号调制入射光的多个像素的图像显示面板；以及

用入射到该像素上的光的颜色所对应的信号驱动上述图像显示面板的上述各像素的图像显示面板驱动电路，

在上述图像显示面板上互相大致平行地形成上述各色光的带状照明区域，通过上述扫描使上述照明区域连续地移动进行彩色显示，该彩色图像显示装置的特征在于：

上述各色光的主光线在上述旋转多面镜的反射面上互相不重合，而且对上述旋转多面镜的上述反射面以互不相同的角度入射到上述旋转多面镜上，

被上述旋转多面镜反射的上述各色光的主光线以互不相同的角度入射到上述第二光学系统后，入射到上述图像显示面板的不同位置。

2.一种彩色图像显示装置，它有：分别射出红、绿、蓝各色光的光源部；

来自上述光源部的上述各色光入射的第一光学系统；

从上述第一光学系统出射的上述各色光分别入射后反射时，使上述各色光进行扫描的三个旋转多面镜；

上述三个旋转多面镜在使旋转轴一致、而且使旋转方向的相位互相错开后被一体化，

分别被上述三个旋转多面镜反射的上述各色光的主光线以互不相同的角度入射到上述第二光学系统后，入射到上述图像显示面板的不同位置。

3.一种彩色图像显示装置，它有：分别射出红、绿、蓝各色光的光源部；

来自上述光源部的上述各色光入射的第一光学系统；

上述三个旋转多面镜分别绕不同的旋转轴旋转，

4.如权利要求1至3中的任意一项所述的彩色图像显示装置，其特征在于：

上述第二光学系统是上述照明位置处的光线高度与入射光的入射角呈正比地变化的光学系统。

5.如权利要求1至3中的任意一项所述的彩色图像显示装置，其特征在于：

在使上述旋转多面镜的一个反射面相对于旋转轴的夹角为θ_p时，以入射角θ_p入射到上述第二光学系统中的光线会聚在上述图像显示面板上的上述扫描方向上光线高度为最高的位置，其中，θ_p＝2π/n，式中，n是旋转多面镜备有的反射面的个数。

6.如权利要求1所述的彩色图像显示装置，其特征在于：

在使上述旋转多面镜的一个反射面相对于旋转轴的夹角为θ_p、使入射到上述旋转多面镜上的各色光的主光线按照上述旋转多面镜的旋转方向的顺序依次为第一主光线、第二主光线、第三主光线时，上述第一主光线在上述旋转多面镜的反射面上的入射位置和上述第二主光线在上述旋转多面镜的反射面上的入射位置相对于旋转轴的夹角、以及上述第第二主光线在上述旋转多面镜的反射面上的入射位置和上述第三主光线在上述旋转多面镜的反射面上的入射位置相对于旋转轴的夹角都大约为θ_p/3，其中θ_p＝2π/n，式中，n是旋转多面镜备有的反射面的个数。

7.如权利要求1所述的彩色图像显示装置，其特征在于：

在使上述旋转多面镜的一个反射面相对于旋转轴的夹角为θ_p、使入射到上述旋转多面镜上的各色光的主光线按照上述旋转多面镜的旋转方向的顺序依次为第一主光线、第二主光线、第三主光线、使上述第一主光线和上述第二主光线的夹角为θ_c1、上述第二主光线和上述第三主光线的夹角为θ_c2时，满足以下关系。

(θ_c1+θ_c2)×3/2≤2×θ_p

其中，θ_p＝2π/n，式中，n是旋转多面镜备有的反射面的个数。

8.如权利要求1所述的彩色图像显示装置，其特征在于：

在使上述旋转多面镜的一个反射面相对于旋转轴的夹角为θ_p、使入射到上述旋转多面镜上的各色光的主光线按照上述旋转多面镜的旋转方向的顺序依次为第一主光线、第二主光线、第三主光线、使上述第一主光线和上述第二主光线的夹角为θ_c1、上述第二主光线和上述第三主光线的夹角为θ_c2时，上述角度θ_c1及上述角度θ_c2都大致为2×θ_p/3，其中θ_p＝2π/n，式中，n是旋转多面镜备有的反射面的个数。

9.如权利要求1所述的彩色图像显示装置，

其特征在于：

各色光的上述带状的各照明区域的面积大约等于上述图像显示面板的有效区域的1/3，

上述第二光学系统是上述照明位置处的光线高度与入射光的入射角呈正比地变化的光学系统，

10.如权利要求1、2或3所述的彩色图像显示装置，其特征在于：

上述光源部备有射出包含红、绿、蓝各色光的白色光的光源；以及将上述白色光分解成红、绿、蓝各色光的分色光学系统。

11.如权利要求10所述的彩色图像显示装置，其特征在于：

从上述分色光学系统的入射部到出射部的光学距离对各色光大致相等。

12.如权利要求1、2或3所述的彩色图像显示装置，其特征在于：

上述第二光学系统包含Fθ透镜。

13.如权利要求1、2或3所述的彩色图像显示装置，其特征在于：

上述图像显示面板是透射型光阀。

14.如权利要求1、2或3所述的彩色图像显示装置，其特征在于：

上述图像显示面板是反射型光阀。

15.如权利要求1、2或3所述的彩色图像显示装置，其特征在于：

从上述第一光学系统至上述图像显示面板的光学系统中的上述扫描方向的照明F数比与之正交方向的照明F数小。

16.如权利要求1、2或3所述的彩色图像显示装置，其特征在于：

上述第一光学系统配备带有矩形开口的光阑。

17.如权利要求1、2或3所述的彩色图像显示装置，其特征在于：

上述光源部备有积分仪光学系统。

18.如权利要求17所述的彩色图像显示装置，其特征在于：

上述积分仪光学系统有第一透镜阵列和第二透镜阵列，

上述第一光学系统有第一透镜和第二透镜，

上述第一透镜阵列是有形状相同的矩形开口的微透镜集合体，

上述第二透镜阵列是与上述第一透镜阵列的上述微透镜一一对应的微透镜集合体，

入射到上述第一透镜阵列的各微透镜的入射光会聚在与上述第二透镜阵列对应的上述微透镜上，

上述第一透镜阵列的各微透镜的开口形状重叠在上述第一透镜上，

重叠在上述第一透镜上的上述第一透镜阵列的微透镜的开口形状的像经过上述第二光学系统后在上述图像显示面板上形成，形成上述带状的照明区域。

19.如权利要求18所述的彩色图像显示装置，其特征在于：

上述第一透镜使上述第二透镜阵列的像通过上述第二透镜，在上述旋转多面镜的反射面上形成。

20.如权利要求19所述的彩色图像显示装置，其特征在于：

上述第二透镜阵列的微透镜的集合体的总体形状呈这样一种形状，即在上述旋转多面镜的反射面上形成其像时，其像对应于旋转方向的尺寸小于垂直于该方向的方向上的尺寸。

21.如权利要求18所述的彩色图像显示装置，其特征在于：

上述第一透镜阵列备有使曲率中心相对于开口心中不同而形成的多个微透镜，以便入射到上述第一透镜阵列的各微透镜上的入射光会聚在上述第二透镜阵列的对应的上述微透镜上，

上述第二透镜阵列的上述微透镜的开口的大小根据由上述第一透镜阵列形成的像的大小进行设定。

22.如权利要求17所述的彩色图像显示装置，其特征在于：

上述光源部还备有射出包含红、绿、蓝各色光的白色光的光源；以及将上述白色光分解成红、绿、蓝各色光的分色光学系统，

上述积分仪光学系统配置在上述光源和上述分色光学系统之间。

23.如权利要求22所述的彩色图像显示装置，其特征在于：

从上述分色光学系统的入射部到出射部的光学距离对于各色光来说大致相等。

24.一种投影型图像显示装置，其特征在于：

备有权利要求1、2或3所述的彩色图像显示装置；以及将在上述图像显示面板上形成的图像放大投射的投影光学系统。