JP2004170549A - 単板式画像表示装置及び単板式投写型画像表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】単一の画像表示素子上を各色の矩形照明領域が走査するカラー画像表示装置において、光の利用効率が良好で、低価格で、実現性の高い画像表示装置を提供する。
【解決手段】光源から白色光を色分解光学系で赤緑青の各色光に分解し、回転多面鏡で反射させた後、色合成光学系で合成して画像表示素子上に各色光による矩形状の照明領域を形成する。回転多面鏡の回転により各矩形照明領域を走査させ、画像表示素子の各画素をその画素に入射する光の色に応じた信号で駆動する。色分解光学系及び色合成光学系はそれぞれ２枚のダイクロイックミラーからなり、これら４枚のダイクロイックミラーはおよそ平行に配置されている。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は光変調手段であるライトバルブ１枚でカラー表示を行う単板式画像表示装置及び単板式投写型画像表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在、大型映像市場の主力であるプロジェクターとは、画像表示素子（ライトバルブ）の画像を光源ランプと集光レンズと投写レンズと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。
【０００３】
前者の３板式プロジェクターでは、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枚のモノクロ表示を行う画像表示素子により変調し、３原色の画像をそれぞれ形成する。その後、これらの画像を色合成光学系で合成して、１つの投写レンズでスクリーン上に投写する。この方式は光源からの白色光の全スペクトルを利用できるため光利用率は高いが、３枚の画像表示素子、色分解光学系、色合成光学系、及び各画像表示素子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。
【０００４】
これに対し、従来の単板式プロジェクターとしては、モザイク状のカラーフィルター付き画像表示素子上に形成した画像を単純にスクリーンに拡大投写するものと、光源からの白色光の光路上に回動するカラーホイールを配置して時間的に切り替わる赤、緑、青の各色光で画像表示素子を照明しながら、画像表示素子を入射する色光に応じた映像信号で駆動することでカラー表示を行うものとに大別できる。このような単板式プロジェクターは、コスト的には有利であるが、光の利用効率は３板式に比べて概略１／３程度に低下するという課題があった。
【０００５】
この課題を解決するために、特許文献１には、単一の画像表示素子を赤、緑、青のカラーバンド（矩形照明領域）で照明し、このカラーバンドを走査することでカラー表示を行う単板式画像表示装置が提案されている。この構成によれば単板式でありながら光の利用効率を大幅に改善できる。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００１−３３７２８６号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記特許文献１では、カラーバンドを走査するために、回転多面鏡を１つ使用する構成と、３つ使用する構成とが開示されている。
【０００８】
前者は装置を小型化できるが、光利用効率を向上させるためには小さな発光部を備えた光源、即ち比較的短アークの光源が必要となり実現性において制限がある。
【０００９】
一方、後者に関しては、上記特許文献１に具体的に開示された構成例では、色合成光学系及び色分解光学系を構成する２つのダイクロイックミラーが交差しており、加工が困難であるという課題があった。また、回転多面鏡に対する入射光と反射光とが回転多面鏡の回転軸に直交する平面に対して平行でないために、広がりを有する入射光と反射光とが入射角依存性を有するダイクロイックミラーに異なる位置に入射することになる。その結果、光線高に応じてダイクロイックミラーでの反射・透過の特性が異なり、色分解・色合成の実現性に課題があった。
【００１０】
本発明は、単一の画像表示素子が各色光のカラーバンドで走査されるカラー画像表示装置において、光の利用効率が良好で、低価格で、実現性の高い画像表示装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明の第１の単板式画像表示装置は、白色光を発する放電管と前記放電管からの白色光を一方向に反射するリフレクタとからなる光源部と、前記光源部からの白色光を３つの色光に分解する色分解光学系と、分解された３つの前記色光をそれぞれ矩形形状に規制する３つの矩形発光面と、３つの前記色光をそれぞれ集光する３つの第１のリレー光学系と、３つの前記第１のリレー光学系の各集光位置にその反射面をおよそ一致させて配置された３つの回転多面鏡と、３つの前記回転多面鏡で反射した色光が入射し、前記入射した色光をその入射角に応じた光線高にて照明位置に導く第２のリレー光学系と、３つの前記回転多面鏡で反射した３つの前記色光を合成する色合成光学系と、前記照明位置に配置され、入射光を変調する多数の画素を備え、前記各画素がその画素に入射する光の色に応じた信号で駆動される画像表示素子とを備え、前記色分解光学系及び前記色合成光学系はそれぞれ２枚のダイクロイックミラーからなり、これら４枚のダイクロイックミラーはおよそ相互に平行に配置されていることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の第２の単板式画像表示装置は、白色光を矩形の開口から一方向に発する光源部と、前記光源部からの白色光を３つの色光に分解する色分解光学系と、分解された３つの前記色光をそれぞれ矩形形状に規制する３つの矩形発光面と、３つの前記色光をそれぞれ集光する３つの第１のリレー光学系と、３つの前記第１のリレー光学系の各集光位置にその反射面をおよそ一致させて配置された３つの回転多面鏡と、３つの前記回転多面鏡で反射した色光が入射し、前記入射した色光をその入射角に応じた光線高にて照明位置に導く第２のリレー光学系と、３つの前記回転多面鏡で反射した３つの前記色光を合成する色合成光学系と、前記照明位置に配置され、入射光を変調する多数の画素を備え、前記各画素がその画素に入射する光の色に応じた信号で駆動される画像表示素子とを備え、前記色分解光学系及び前記色合成光学系はそれぞれ２枚のダイクロイックミラーからなり、これら４枚のダイクロイックミラーはおよそ相互に平行に配置されていることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の第３の単板式画像表示装置は、白色光を発する放電管と前記放電管からの白色光を一方向に反射するリフレクタとからなる光源部と、前記光源部からの白色光を３つの色光に分解する色分解光学系と、分解された３つの前記色光をそれぞれ矩形形状に規制する３つの矩形発光面と、３つの前記色光をそれぞれ集光する３つの第１のリレー光学系と、３つの前記第１のリレー光学系の各集光位置にその反射面をおよそ一致させて配置された３つのガルバノミラーと、３つの前記ガルバノミラーで反射した色光が入射し、前記入射した色光をその入射角に応じた光線高にて照明位置に導く第２のリレー光学系と、３つの前記ガルバノミラーで反射した３つの前記色光を合成する色合成光学系と、前記照明位置に配置され、入射光を変調する多数の画素を備え、前記各画素がその画素に入射する光の色に応じた信号で駆動される画像表示素子とを備え、前記色分解光学系及び前記色合成光学系はそれぞれ２枚のダイクロイックミラーからなり、これら４枚のダイクロイックミラーはおよそ相互に平行に配置されていることを特徴とする。
【００１４】
本発明の第４の単板式画像表示装置は、白色光を矩形の開口から一方向に発する光源部と、前記光源部からの白色光を３つの色光に分解する色分解光学系と、分解された３つの前記色光をそれぞれ矩形形状に規制する３つの矩形発光面と、３つの前記色光をそれぞれ集光する３つの第１のリレー光学系と、３つの前記第１のリレー光学系の各集光位置にその反射面をおよそ一致させて配置された３つのガルバノミラーと、３つの前記ガルバノミラーで反射した色光が入射し、前記入射した色光をその入射角に応じた光線高にて照明位置に導く第２のリレー光学系と、３つの前記ガルバノミラーで反射した３つの前記色光を合成する色合成光学系と、前記照明位置に配置され、入射光を変調する多数の画素を備え、前記各画素がその画素に入射する光の色に応じた信号で駆動される画像表示素子とを備え、前記色分解光学系及び前記色合成光学系はそれぞれ２枚のダイクロイックミラーからなり、これら４枚のダイクロイックミラーはおよそ相互に平行に配置されていることを特徴とする。
【００１５】
本発明の第５の単板式画像表示装置は、相互に異なる色光を矩形の開口から一方向に発する３つの光源部と、３つの前記色光をそれぞれ矩形形状に規制する３つの矩形発光面と、３つの前記色光をそれぞれ集光する３つの第１のリレー光学系と、３つの前記第１のリレー光学系の各集光位置にその反射面をおよそ一致させて配置された３つのガルバノミラーと、３つの前記ガルバノミラーで反射した色光が入射し、前記入射した色光をその入射角に応じた光線高にて照明位置に導く第２のリレー光学系と、３つの前記ガルバノミラーで反射した３つの前記色光を合成する色合成光学系と、前記照明位置に配置され、入射光を変調する多数の画素を備え、前記各画素がその画素に入射する光の色に応じた信号で駆動される画像表示素子とを備えることを特徴とする。
【００１６】
また、本発明の単板式投写型画像表示装置は、上記第１〜第５のいずれかの単板式画像表示装置と、前記画像表示素子上の画像を拡大投写する投写レンズとを備える。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明の第１〜第５の単板式画像表示装置では、画像表示素子を各色の矩形照明領域で順に走査し、画像表示素子の各画素をその画素に入射する光の色に応じた信号で駆動する。これにより、カラーフィルターを備えず、各色光専用の画素を持たない画像表示素子を用いてカラー表示を行うことが可能となる。従って、高解像度表示を可能にするだけでなく、白色光源を用いた場合には常に赤、緑、青の色光を表示していることから光源からの光利用の高効率化を実現することが出来る。しかも、画像表示素子は単板であることから装置の小型化を図ることが出来る。
【００１８】
また、本発明の第１〜第４の単板式画像表示装置では、白色光を発する光源部からの光を各色光に分解する色分解光学系と、各色光を合成する色合成光学系とが、それぞれ２枚のダイクロイックミラーからなり、これら４枚のダイクロイックミラーがおよそ相互に平行に配置されている。これにより、従来のように、ダイクロイックミラーを交差させないので、製造が容易で、且つ色分解・色合成の特性が改善される。
【００１９】
また、本発明の第５の単板式画像表示装置では、各色光ごとの光源部を備えるので、色分解光学系が不要となる。これにより、従来のように、ダイクロイックミラーを交差させて配置する必要がなくなるので、製造が容易で、且つ色合成の特性が改善される。
【００２０】
本発明の上記第５の単板式画像表示装置において、前記色合成光学系はおよそ相互に平行に配置された２枚のダイクロイックミラーからなることが好ましい。
これにより、一般的なダイクロイックミラーを使用することができる。
【００２１】
本発明の上記第１〜第２の単板式画像表示装置において、３つの前記回転多面鏡が同一平面上に配置されていることが好ましい。これにより、回転中心軸方向の装置の寸法を小さくでき、また、光学部品の配置が容易になり、光学系の設計が簡単になる。
【００２２】
また、本発明の上記第３〜第５の単板式画像表示装置において、３つの前記ガルバノミラーが同一平面上に配置されていることが好ましい。これにより、揺動中心軸方向の装置の寸法を小さくでき、また、光学部品の配置が容易になり、光学系の設計が簡単になる。
【００２３】
本発明の上記第１〜第２の単板式画像表示装置において、３つの前記回転多面鏡は、回転中心軸に対して１つの反射面が回転方向においてなす角αの１／３づつ相互に位相がずれて回転することが好ましい。これにより、画像表示パネルに入射する赤緑青の各色光の主光線間には走査方向に相互に一定の間隔が維持される。その結果、混色なく、良好なカラー表示が実現できる。
【００２４】
また、本発明の上記第３〜第５の単板式画像表示装置において、３つの前記ガルバノミラーは、反射光の有効走査角βの１／３づつ相互に位相がずれて揺動することが好ましい。これにより、画像表示パネルに入射する赤緑青の各色光の主光線間には走査方向に相互に一定の間隔が維持される。その結果、混色なく、良好なカラー表示が実現できる。
【００２５】
本発明の上記第１〜第５の単板式画像表示装置において、前記光源部の発光位置から３つの前記矩形発光面までの距離は、３つの前記色光についておよそ等しいことが好ましい。これにより、光学部品の共用化又は仕様の共通化を図ることができる。
【００２６】
また、本発明の上記第１〜第５の単板式画像表示装置において、３つの前記矩形発光面から前記画像表示素子までの距離は、３つの前記色光についておよそ等しいことが好ましい。これにより、光学部品の共用化又は仕様の共通化を図ることができる。
【００２７】
本発明の上記第１〜第５の単板式画像表示装置において、前記画像表示素子は、検光子と偏光子を兼ねる偏光ビームスプリッターと反射型液晶素子とから構成されていても良い。あるいは、偏光子である入射側偏光板と、透過型液晶素子と、検光子である出射側偏光板とから構成されていても良い。あるいは、デジタルミラーデバイスで構成されていても良い。
【００２８】
本発明の上記第３〜第５の単板式画像表示装置において、前記ガルバノミラーの回帰動作中に前記ガルバノミラーで反射された色光が前記画像表示素子に至らないように、光遮断手段を更に備えることが好ましい。これにより、混色がない良好なカラー画像を表示できる。
【００２９】
本発明の上記第１〜第５の単板式画像表示装置において、前記画像表示素子上に一方向に走査される３つの前記矩形発光面の像が形成され、前記走査方向における３つの前記像の寸法は、前記画像表示素子の有効表示領域の前記走査方向における寸法のおよそ１／３であることが好ましい。これにより、画像表示パネルの有効表示領域のほぼ全てを常に照明することができ、高輝度の画像を表示できる。
【００３０】
本発明の上記第１〜第５の単板式画像表示装置において、前記画像表示素子上に一方向に走査される３つの前記矩形発光面の像が形成され、前記走査方向において隣り合う前記像はその一部において相互に重畳することが好ましい。これにより、高輝度の画像を表示できる。
【００３１】
本発明の単板式投写型画像表示装置は、本発明の上記第１〜第５のいずれかの単板式画像表示装置と、前記画像表示素子上の画像を拡大投写する投写レンズとを備える。これにより、単板式でありながら効率よく光源部からの光を利用できることから、低コストで明るい画像を得ることが出来る。
【００３２】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１に係る単板式画像表示装置の概略構成図である。
本実施の形態の画像表示装置は、光源部１０１、色分解光学系１０２、第１の光学系（第１のリレー光学系）１０３、回転多面鏡１０４、第２の光学系（第２のリレー光学系）１０５、色合成光学系１０６、画像表示パネル（画像表示素子）１０７、図示しない画像表示パネル駆動回路からなっている。
【００３３】
光源部１０１は、電極間に放電を行って白色光を生じる放電管１０９と、放電管１０９からの光を一方向に出射するリフレクター１１０と、リフレクター１１０の出射面側に配置された第１のマイクロレンズアレイ１１１及び第２のマイクロレンズアレイ１１２とからなっている。第１のマイクロレンズアレイ１１１は矩形の開口を持つマイクロレンズの集合体であり、第２のマイクロレンズアレイ１１２は前記第１のマイクロレンズアレイ１１１のマイクロレンズに１対１に対応するマイクロレンズの集合体である。
【００３４】
光源部１０１から出射された白色光は色分解光学系１０２に入射する。色分解光学系１０２は、第１のダイクロイックミラー１１３と、前記第１のダイクロイックミラー１１３と平行に配置された第２のダイクロイックミラー１１４とからなっている。ここで、第一のダイクロイックミラー１１３は赤透過の波長選択性を有していることから、第一のダイクロイックミラー１１３に入射した白色光のうち青緑の波長の光は反射され、赤の波長の光は透過される。
【００３５】
透過された赤色光は第１の光学系１０３の第１の集光レンズ１１５Ｒを経て矩形形状の開口を有する絞り（矩形発光面）１１６Ｒ、第１の光学系１０３の第２の集光レンズ１１７Ｒを透過して回転多面鏡１１８Ｒに入射する。
【００３６】
回転多面鏡１１８Ｒで反射せしめられた赤色光（光線１１９として示している）は、第２の光学系１０５の第１の走査レンズ１２０Ｒ、第２の走査レンズ１２１Ｒ、第３の走査レンズ１２２Ｒを透過後、色合成光学系１０６の第１のダイクロイックミラー１２３に入射する。前記第１のダイクロイックミラー１２３は赤反射の波長選択性を有しているため、ここで反射される（光線１２４として示している）。
【００３７】
また、色分解光学系１０２の第１のダイクロイックミラー１１３で反射された青緑の波長の光は、更に色分解光学系１０２の第２のダイクロイックミラー１１４に入射する。第２のダイクロイックミラー１１４は青反射の特性を有していることから、青色光は第２のダイクロイックミラー１１４で反射せしめられ、第１の光学系１０３の第１の集光レンズ１１５Ｂを経て矩形形状の開口を有する絞り（矩形発光面）１１６Ｂ、第１の光学系１０３の第２の集光レンズ１１７Ｂを透過して回転多面鏡１１８Ｂに入射する。
【００３８】
回転多面鏡１１８Ｂで反射せしめられた青色光（光線１２５として示している）は、第２の光学系１０５の第１の走査レンズ１２０Ｂ、第２の走査レンズ１２１Ｂを透過後、色合成光学系１０６の第２のダイクロイックミラー１２６に入射する。第２のダイクロイックミラー１２６は青反射の特性を有していることからここで反射され（光線１２７として示している）、第２の光学系１０５の第３の走査レンズ１２２ＢＧを透過後、色合成光学系１０６の第１のダイクロイックミラー１２３に入射する。第１のダイクロイックミラー１２３は赤反射の波長選択性を有しているため、ここを透過する。
【００３９】
更に、色分解光学系１０２の第２のダイクロイックミラー１１４を透過した緑色光は、第１の光学系１０３の第１の集光レンズ１１５Ｇを経て矩形形状の開口を有する絞り（矩形発光面）１１６Ｇ、第１の光学系１０３の第２の集光レンズ１１７Ｇを透過して回転多面鏡１１８Ｇに入射する。
【００４０】
回転多面鏡１１８Ｇで反射せしめられた緑色光（光線１２８として示している。図ではシステム光軸と一致している。）は、第２の光学系１０５の第１の走査レンズ１２０Ｇ、第２の走査レンズ１２１Ｇを透過後、色合成光学系１０６の第２のダイクロイックミラー１２６に入射する。第２のダイクロイックミラー１２６は青反射の特性を有していることからここを透過し、第３の走査レンズ１２２ＢＧを透過後、色合成光学系１０６の第１のダイクロイックミラー１２３に入射する。第１のダイクロイックミラー１２３は赤反射の波長選択性を有しているため、ここを透過する。
【００４１】
その後、赤緑青の各色光は第２の光学系１０５の第４の走査レンズ１２９、第５の走査レンズ１３０を経て画像表示パネル１０７に至る。画像表示パネル１０７は、入射側の偏光板１３１と、出射側の検光子１３３と、これらの間の液晶パネル１３２とからなる。液晶パネル１３２は二次元平面に配列された多数の画素を備える。液晶パネル１３２の各画素は、図示しない画像表示パネル駆動回路により独立して駆動されて、各画素への入射光の偏光方向を変調して出射する。画像表示パネル１０７を透過した光は観察者１３４に至る。
【００４２】
上記の構成において、前記第１のマイクロレンズアレイ１１１は図２のように短辺／長辺の長さ比率がおよそ１／４の矩形の開口を持つマイクロレンズの集合体である。この矩形形状の像が、第２のマイクロレンズアレイ１１２上のマイクロレンズ、及び第１の光学系１０３の第１の集光レンズ１１５Ｒ、１１５Ｂ、１１５Ｇにより矩形形状の開口を持つ絞り１１６Ｒ、１１６Ｂ、１１６Ｇ上に形成される。絞り１１６Ｒ、１１６Ｂ、１１６Ｇの開口形状は第１のマイクロレンズアレイ１１１のマイクロレンズの開口形状とおよそ相似形である。絞り１１６Ｒ、１１６Ｂ、１１６Ｇにて不要光は除かれる。絞り１１６Ｒ、１１６Ｂ、１１６Ｇの開口形状の像は、第１の光学系１０３の第２の集光レンズ１１７Ｒ、１１７Ｂ、１１７Ｇ、回転多面鏡１１８Ｒ、１１８Ｂ、１１８Ｇ、第２の光学系１０５により画像表示パネル１０７上に形成される。
【００４３】
回転多面鏡１１８Ｒ、１１８Ｂ、１１８Ｇは同一形状を有し、その１つの反射面の回転方向における幅が回転中心軸に対してなす角度（中心角）をαとしたとき、回転多面鏡１１８Ｒ、１１８Ｂ、１１８Ｇは、それぞれへの入射光に対して常にα／３の回転位相差を相互に維持しながら回転する。したがって、回転多面鏡１１８Ｒ、１１８Ｂ、１１８Ｇで反射された各色光の主光線は、対応する第２の光学系１０５に、第２の光学系１０５の光軸に対して互いに異なる角度で入射する。第２の光学系１０５は入射光の入射角度に比例して画像表示パネル１０７上に形成される像の高さが決まるＦシーターレンズの機能を有している。従って、各色光は、画像表示パネル１０７上の異なる位置に、絞り１１６Ｒ、１１６Ｂ、１１６Ｇの開口形状の像（矩形状の照明領域）を形成する。回転多面鏡１１８Ｒ、１１８Ｂ、１１８Ｇが同方向に同速度で回転するので、各色光の矩形照明領域は画像表示パネル１０７上を同方向に移動（走査）する。
【００４４】
回転多面鏡１１８Ｒ、１１８Ｂ、１１８Ｇの回転による反射光の変化の様子、及び画像表示パネル１０７上の各色光による矩形照明領域が走査される様子について図３（Ａ）〜図３（Ｆ）を用いて説明する。
【００４５】
図３（Ａ）〜図３（Ｆ）は、回転多面鏡１１８Ｒ、１１８Ｂ、１１８Ｇの回転と、これに伴う画像表示パネル１０７の各色光による照明状態の変化とを一定時間間隔おきに示したものである。それぞれにおいて、最も上に画像表示パネル１０７の照明状態を示しており、図中Ｒ、Ｇ、Ｂはそれぞれ赤色光による照明領域、緑色光による照明領域、及び青色光による照明領域を示している。また、その下に、上から順に、回転多面鏡１１８Ｒ、１１８Ｂ、１１８Ｇにおける各色光の反射状態を示しており、図中Ｒ、Ｇ、Ｂはそれぞれ赤色光主光線、緑色光主光線、青色光主光線を示し、これに付された矢印は光の進行方向を示している。また、矢印１１８Ｒ’、１１８Ｂ’、１１８Ｇ’は、それぞれ回転多面鏡１１８Ｒ、１１８Ｂ、１１８Ｇの回転方向を示す。
【００４６】
時間Ｔ＝ｔ１においては（図３（Ａ））、赤色光は回転多面鏡１１８Ｒの反射面１１８Ｒａに入射し、緑色光は回転多面鏡１１８Ｇの反射面１１８Ｇａに入射し、青色光は回転多面鏡１１８Ｂの反射面１１８Ｂａに入射する。ここで、反射面１１８Ｒａ、反射面１１８Ｇａ、及び反射面１１８Ｂａは、この順に位相がずれている。従って、青色光が最も大きな反射角で反射し、緑色光は青色光よりもやや小さい反射角で反射し、赤色光は緑色光よりも更に小さな反射角で反射する。従って、各色光の主光線は第２の光学系１０５の光軸に対して互いに異なる角度で、それぞれの第２の光学系１０５に入射する。第２の光学系１０５は、走査方向においては、入射する光の入射角度に応じて照明位置（画像表示パネル１０７）での光線高が決まる光学系である。従って、各色光は画像表示パネル１０７上の異なる位置に絞り１１６Ｒ、１１６Ｂ、１１６Ｇの矩形開口の像（照明領域）を図示したように形成する。即ち、画像表示パネル１０７上には、上から順に青色光照明領域、緑色光照明領域、赤色光照明領域が形成される。
【００４７】
時間Ｔ＝ｔ１から回転多面鏡１１８Ｒ、１１８Ｂ、１１８Ｇが所定角度だけ回転した時間Ｔ＝ｔ２においては（図３（Ｂ））、赤色光及び緑色光は時間Ｔ＝ｔ１と同じ反射面１１８Ｒａ、反射面１１８Ｇａにそれぞれ入射するが、青色光は回転してきた新たな反射面１１８Ｂｂに入射する。このとき特に青色光は反射面１１８Ｂｂへの入射角が最も小さくなることから反射角も最も小さくなる。よって、緑色光が最も大きな反射角で反射し、赤色光は緑色光よりもやや小さい反射角で反射し、青色光は赤色光よりもさらに小さな反射角で反射する。従って、各色光は画像表示パネル１０７上の異なる位置に絞り１１６Ｒ、１１６Ｂ、１１６Ｇの矩形開口の像（照明領域）を図示したように形成する。即ち、画像表示パネル１０７上には、上から順に緑色光照明領域、赤色光照明領域、青色光照明領域が形成される。
【００４８】
時間Ｔ＝ｔ２から回転多面鏡１１８Ｒ、１１８Ｂ、１１８Ｇが更に所定角度だけ回転した時間Ｔ＝ｔ３においては（図３（Ｃ））、赤色光のみが時間Ｔ＝ｔ１，ｔ２と同じ反射面１１８Ｒａに入射し、緑色光は回転してきた新たな反射面１１８Ｇｂに入射し、青色光は時間Ｔ＝ｔ２と同じ反射面１１８Ｂｂに入射する。
このとき特に緑色光は反射面１１８Ｇｂへの入射角が最も小さくなることから反射角も最も小さくなる。よって、赤色光が最も大きな反射角で反射し、青色光は赤色光よりもやや小さい反射角で反射し、緑色光は青色光よりもさらに小さな反射角で反射する。従って、各色光は画像表示パネル１０７上の異なる位置に絞り１１６Ｒ、１１６Ｂ、１１６Ｇの矩形開口の像（照明領域）を図示したように形成する。即ち、画像表示パネル１０７上には、上から順に赤色光照明領域、青色光照明領域、緑色光照明領域が形成される。
【００４９】
時間Ｔ＝ｔ３から回転多面鏡１１８Ｒ、１１８Ｂ、１１８Ｇが更に所定角度だけ回転した時間Ｔ＝ｔ４においては（図３（Ｄ））、赤色光は回転してきた新たな反射面１１８Ｒｂに入射し、緑色光及び青色光は時間Ｔ＝ｔ３と同じ反射面１１８Ｇｂ、反射面１１８Ｂｂにそれぞれ入射する。これは上記時間Ｔ＝ｔ１（図３（Ａ））と同じ位置関係となり、画像表示パネル１０７の各色光による照明状態も同じとなる。
【００５０】
さらに、回転多面鏡１１８Ｒ、１１８Ｂ、１１８Ｇが所定角度だけ回転した時間Ｔ＝ｔ５においては（図３（Ｅ））、赤色光及び緑色光は時間Ｔ＝ｔ４と同じ反射面１１８Ｒｂ、反射面１１８Ｇｂにそれぞれ入射するが、青色光は回転してきた新たな反射面１１８Ｂｃに入射する。これは上記時間Ｔ＝ｔ２（図３（Ｂ））と同じ位置関係となり、画像表示パネル１０７の各色光による照明状態も同じとなる。
【００５１】
さらに、回転多面鏡１１８Ｒ、１１８Ｂ、１１８Ｇが所定角度だけ回転した時間Ｔ＝ｔ６においては（図３（Ｆ））、赤色光は時間Ｔ＝ｔ５と同じ反射面１１８Ｒｂに入射し、緑色光は回転してきた新たな反射面１１８Ｇｃに入射し、青色光は時間Ｔ＝ｔ５と同じ反射面１１８Ｂｃに入射する。これは上記時間Ｔ＝ｔ３（図３（Ｃ））と同じ位置関係となり、画像表示パネル１０７の各色光による照明状態も同じとなる。
【００５２】
以上のように、画像表示パネル１０７に形成される、赤緑青の各色光による矩形照明領域は、走査方向１０７ａの向きに順に移動する。図３（Ａ）〜図３（Ｆ）では特定の期間（時間Ｔ＝ｔ１〜ｔ６）のみを示したが、回転多面鏡１１８Ｒ、１１８Ｂ、１１８Ｇは連続回転していることから、各色光の照明領域は画像表示パネル１０７上を下から上に（走査方向１０７ａの向きに）連続的に移動し（走査され）、上端に到達した色光の照明領域は下端に戻って再度左から右への移動を行う。上記の時間ｔ１〜ｔ６の切り替えを同じ時間間隔で連続的に行なうことにより、色ムラ、輝度ムラ、フリッカーが抑えられた照明を行なうことができる。
【００５３】
このとき、液晶パネル１３２の各画素を、その画素に入射する光の色に対応した映像信号で駆動して、各画素毎に変調を行なうことで、単色の画像が形成される。画像表示パネル１０７を透過した光は観察者に至る。図３（Ａ）〜図３（Ｆ）に示した各色光の走査は高速で行なわれるから（１フィールド時間内に図３（Ａ）〜図３（Ｆ）からなる１単位が少なくとも１回以上行なわれることが好ましい）、観察者の網膜上には各色ごとの画像が合成されて、色分離のないカラー画像として認識される。
【００５４】
また、３つの回転多面鏡１１８Ｒ、１１８Ｂ、１１８Ｇが相互にα／３の位相を維持しながら回転するので、画像表示パネル１０７に入射する赤緑青の各色光の主光線間には走査方向１０７ａに相互に一定の間隔が維持される。その結果、混色なく、良好なカラー表示が実現できる。
【００５５】
また、画像表示パネル１０７に形成される、赤緑青の各色光による矩形照明領域の走査方向１０７ａにおける寸法は、画像表示パネル１０７の有効表示領域の走査方向１０７ａにおける寸法の約１／３である。この結果、画像表示パネル１０７の有効表示領域のほぼ全てを常に照明することができ、高輝度の画像を表示できる。
【００５６】
また、画像表示パネル１０７上において、走査方向１０７ａに隣り合う赤緑青の各色光による矩形照明領域は、離間していても良いが、相互に一部が重畳していることが好ましい。隣り合う照明領域が離間しているとその離間部分は黒表示となるが、重畳部分を例えば白表示することにより、高輝度の画像を表示できる。
【００５７】
以上の様に構成することで、高価な画像表示パネル１０７を１枚のみ用いて低コストでカラー表示が可能となる。しかも、画像表示パネル１０７の個々の画素が赤緑青の３色分の画素として機能するので、画像表示パネル１０７の画素数と得られる表示画像の画素数とが一致する。従って、表示画像の所望する解像度以上に画像表示パネル１０７を高解像度化する必要がなく、また、表示画像を拡大しても赤緑青の各色に色分離して見えることもない。さらに、光源部１０１からの白色光は色分解及び色合成されて常に有効に画像表示パネル１０７へ導かれることから光利用率が高く高輝度の画像表示を実現できる。
【００５８】
本実施の形態では、色分解光学系１０２を構成する第１のダイクロイックミラー１１３と第２のダイクロイックミラー１１４と、色合成光学系１０６を構成する第１のダイクロイックミラー１２３と第２のダイクロイックミラー１２６とは、互いに略平行に配置されている。４枚のダイクロイックミラー１１３，１１４，１２３，１２６を互いに略平行に配置することにより、各色光に対応する光学部品の光学的位置関係を色光間で同一にすることができる（但し、時間的には回転多面鏡において色光間で位相のずれが設けられているが）。即ち、ダイクロイックミラーに対する入射角が色光間で同一になる。従って、ダイクロイックミラー１１３，１１４，１２３，１２６の反射膜は従来の一般的な方法で形成されたものでよく、低コスト化に貢献する。また、従来のようにダイクロイックミラーを交差させる必要がないので製造が容易である。
【００５９】
上記において、回転多面鏡１１８Ｒ、１１８Ｂ、１１８Ｇは、その回転中心軸を相互に平行とし、且つ、同一平面上に配置されている。これにより、回転中心軸方向の装置の寸法を小さくでき、また、光学部品の配置が容易になり、光学系の設計が簡単になる。
【００６０】
また、光源部１０１の放電管１０９の発光位置から絞り（矩形発光面）１１６Ｒ、１１６Ｂ、１１６Ｇまでの距離は、赤青緑の各色光について同一である。これにより、第１のマイクロレンズアレイ１１１及び第２のマイクロレンズアレイ１１２からなるインテグレータ光学系を共通化できる。また、これら以外の光学部品についても仕様を共通化できる。
【００６１】
同様に、絞り（矩形発光面）１１６Ｒ、１１６Ｂ、１１６Ｇから画像表示パネル１０７までの距離は、赤青緑の各色光について同一である。これにより、第２の光学系１０５の第４，第５の走査レンズ１２９，１３０を共通化できる。また、これら以外の光学部品についても仕様を共通化できる。
【００６２】
なお、図１に示した光学系では回転多面鏡１１８Ｒ、１１８Ｂ、１１８Ｇの基準入射角は４５度となっているが、ダイクロイックミラー１１３，１１４，１２３，１２６の傾きを変えて構成することでこの基準入射角は任意に設定でき、４５度に限定されるものではない。
【００６３】
上記の実施の形態では光源部１０１に２枚のレンズアレイによるインテグレータ光学系を採用したが、これに凸レンズを加えた構成でもよく、あるいは後述のロッドタイプのインテグレータ光学系（図６参照）を用いた構成であってもよい。
【００６４】
また、図１の色配置は一例であり、色分解光学系及び色合成光学系の特性を変更することで任意に変えることが出来ることは言うまでもない。
【００６５】
さらに、図１の例では画像表示パネル１０７として透過型液晶パネルを用いたが、照明光を変調して画像表示出来るライトバルブあれば構成可能であり、反射型液晶パネルやデジタルミラーデバイス（ＤＭＤ）でも応用可能である。ここで、デジタルミラーデバイスとは、２次元的に配列された多数の画素のそれぞれが微小なミラーから構成されており、各画素ごとに微小ミラーの直下に配置されたメモリー素子の静電界作用によって微小ミラーの傾きを制御し、反射光の反射角度を変化させることによってＯＮ／ＯＦＦ状態をつくる反射型画像表示素子である。
【００６６】
また、図１のレンズ配置は一案であり、目的が達成されるので有ればレンズ枚数や位置を変更することができる。
【００６７】
図４は、図１に示した画像表示装置を応用して構成された投写型画像表示装置の概略構成図である。図４の投写型画像表示装置では、色分解光学系及び色合成光学系のミラー配置を図１の画像表示装置と変更したが、その変更内容は図１及び図４を対比すれば容易に理解できるので、ここでは光路に関する詳細な説明は割愛する。図１の画像表示装置に対する図４の投写型画像表示装置の特徴は、第２の光学系１０５の第５の走査レンズ１３０より後段の光学系の構成にある。
【００６８】
即ち、第５の走査レンズ１３０を出射した各色光は、検光子と偏光子を兼ねる偏光ビームスプリッター２００を通過した後、画像表示素子である反射型液晶パネル２０１上に、図１の場合と同様に絞り１１６Ｒ、１１６Ｂ、１１６Ｇの開口形状の像（矩形状の照明領域）を形成する。反射型液晶パネル２０１で反射された表示されるべき光は偏光方向を変えられることで前記偏光ビームスプリッター２００を通過し、投写レンズ２０２により図示しないスクリーンに至る。投写レンズ２０２は反射型液晶パネル２０１の有効部の画素構造を拡大投写出来るように設けられていることから、スクリーン上に前記各色光の矩形照明領域が表示される。反射型液晶パネル２０１は、二次元平面に配列された多数の画素を備え、各画素は、図示しない画像表示パネル駆動回路により独立して駆動されて、各画素への入射光の偏光方向を変調する。図１の場合と同様に、各画素をその画素に入射する光の色に対応した映像信号で駆動することにより、スクリーン上にカラー拡大画像を得ることができる。
【００６９】
この投写型画像表示装置では、第２の光学系１０５の出射光が画像表示素子を経て投写レンズ２０２の入射瞳に入射されるように構成されているので、効率よく光を利用することができる。
【００７０】
図４では画像表示素子として反射型液晶パネル２０１を用いたが、本発明の投写型画像表示装置はこれに限定されず、前述の透過型液晶パネルや微小ミラーの集合体であるＤＭＤ（デジタルミラーデバイス）のようなライトバルブでも構成可能なことは言うまでもない。液晶パネルを用いる場合は光源装置に自然光を一方向の偏光光に変換出来る偏光変換素子を導入することで光利用率を高めることが可能であることは言うまでもない。
【００７１】
図５は画像表示素子としてＤＭＤ（デジタルミラーデバイス）を用いた投写型画像表示装置の概略構成図である。図４の投写型画像表示装置との相違点は以下の通りである。第１に、各色光がＤＭＤ３００上に矩形照明領域を形成後、投写レンズ３０１の入射瞳位置（この場合は後玉付近）に集光するように、第２の光学系１０５が変更されている。第２に、光源部３０２の構成が変更されている。
即ち、放電管３０４からの光は、反射面形状が楕円形状のリフレクタ３０３によりロッドインテグレータ３０５の入射面３０６上に集光される。ロッドインテグレータ３０５の出射面３０７からの光は、集光レンズ３０８により前方の絞り１１６Ｒ、１１６Ｂ、１１６Ｇ上に出射面３０７の像として導かれる。ここで、ロッドインテグレータ３０５は、図６に示すように、四角柱形状のプリズムからなり、その入射面３０６及び出射面３０７の形状は、絞り１１６Ｒ、１１６Ｂ、１１６Ｇの開口形状と相似形であることが望ましい。
【００７２】
上記の投写型画像表示装置は、図１の画像表示装置と同様に、単板式でありながら効率よく光源部からの光を利用できることから、低コストで明るい画像を得ることが出来る。
【００７３】
（実施の形態２）
図７は本発明の実施の形態２に係る単板式画像表示装置の概略構成図である。
図７の単板式画像表示装置が実施の形態１の図１に示した単板式画像表示装置と異なるのは光源部４０１の構成のみである。図７では、図１と同一の機能を有する要素には同一の符号を付しており、それらについての詳細な説明を省略する。
【００７４】
光源部４０１は、開口部４０９から白色光を前方に射出する無電極光源４１０と、無電極光源４１０からの光を集光する集光レンズ４１１，４１２とからなっている。無電極光源４１０は、例えばＳＩＤ９９でフュージョンライティング社が発表しているような白色光を開口部からのみ射出する光源である。厳密には図示した管球部を励起する装置が更に必要であるが、ここでは図示を省略している。
【００７５】
光源部４０１から出射された白色光は、図１の場合と同様に色分解光学系１０２に入射した後、画像表示パネル１０７上にカラー画像を形成する。
【００７６】
無電極光源４１０は図８のように短辺／長辺の長さ比率がおよそ１／４の矩形の開口４０９を有する。この矩形形状の像が、集光レンズ４１１，４１２、及び第１の光学系１０３の第１の集光レンズ１１５Ｒ、１１５Ｂ、１１５Ｇにより矩形形状の開口を持つ絞り１１６Ｒ、１１６Ｂ、１１６Ｇ上に形成される。絞り１１６Ｒ、１１６Ｂ、１１６Ｇの開口形状は無電極光源４１０の開口４０９の形状とおよそ相似形である。絞り１１６Ｒ、１１６Ｂ、１１６Ｇにて不要光は除かれる。絞り１１６Ｒ、１１６Ｂ、１１６Ｇの開口形状の像は、第１の光学系１０３の第２の集光レンズ１１７Ｒ、１１７Ｂ、１１７Ｇ、回転多面鏡１１８Ｒ、１１８Ｂ、１１８Ｇ、第２の光学系１０５により画像表示パネル１０７上に形成される。
【００７７】
なお、図７に示した光学系では回転多面鏡１１８Ｒ、１１８Ｂ、１１８Ｇの基準入射角は４５度となっているが、ダイクロイックミラー１１３，１１４，１２３，１２６の傾きを変えて構成することでこの基準入射角は任意に設定でき、４５度に限定されるものではない。
【００７８】
また、図７の色配置は一例であり、色分解光学系及び色合成光学系の特性を変更することで任意に変えることが出来ることは言うまでもない。
【００７９】
さらに、図７の例では画像表示パネル１０７として透過型液晶パネルを用いたが、照明光を変調して画像表示出来るライトバルブあれば構成可能であり、反射型液晶パネルやデジタルミラーデバイス（ＤＭＤ）でも応用可能である。
【００８０】
また、図７のレンズ配置は一案であり、目的が達成されるので有ればレンズ枚数や位置を変更することができる。
【００８１】
上記に説明した本実施の形態２の画像表示装置を、実施の形態１で説明したのと同様に投写型画像表示装置へ応用することができることは言うまでもない。投写型画像表示装置への応用においては、画像表示素子として、反射型・透過型液晶パネルの他にＤＭＤ（デジタルミラーデバイス）のようなライトバルブでも構成可能なことは言うまでもない。液晶パネルを用いる場合は光源装置に自然光を一方向の偏光光に変換出来る偏光変換素子を導入することで光利用率を高めることが可能であることは言うまでもない。
【００８２】
なお、上記の例では光源部４０１の光源として無電極光源４１０を使用したが、これに限定されず、矩形の開口部４０９から略均一な白色光を発する光源であればよく、例えば、半導体レーザ又はＬＥＤの集合体や、高輝度のＥＬ（エレクトロルミネッセンス）素子等で構成しても良い。
【００８３】
本実施の形態２によれば、実施の形態１と同様に単板式でありながら効率よく光源部からの光を利用できることから、低コストで明るい画像を得ることが出来る。
【００８４】
更に、光源部に長寿命な無電極光源を使用できることから、装置価格は実施の形態１よりも上昇するが、管理メンテナンスやランニングコストの削減が可能になる。
【００８５】
（実施の形態３）
図９は本発明の実施の形態３に係る単板式画像表示装置の概略構成図である。
図９の単板式画像表示装置が実施の形態１の図１に示した単板式画像表示装置と異なるのは、各色光を反射時に走査させるために、回転多面鏡１１８Ｒ、１１８Ｂ、１１８Ｇに代えて、それぞれガルバノミラー５１８Ｒ，５１８Ｂ，５１８Ｇを用いている点のみである。図９では、図１と同一の機能を有する要素には同一の符号を付しており、それらについての詳細な説明を省略する。
【００８６】
ガルバノミラー５１８Ｒ，５１８Ｂ，５１８Ｇは、その反射面が一定角度範囲内において揺動することにより、反射面に入射する光の反射方向を一定角度範囲内で走査させる。
【００８７】
図１０にガルバノミラーの走査角と時間との関係を示した。ここで、走査角とは、ガルバノミラーからの反射光の主光線が光軸に対してなす角度を意味する。
図１０に示したように、走査角は、有効走査時間内においてほぼ直線状に変化する。この有効走査時間に対応する走査角を有効走査角βとすると、赤、青、緑の各色光に対応するガルバノミラー５１８Ｒ，５１８Ｂ，５１８Ｇは、常にβ／３の角度位相差を相互に維持しながら揺動する。したがって、ガルバノミラー５１８Ｒ，５１８Ｂ，５１８Ｇで反射された各色光の主光線は、対応する第２の光学系１０５に、第２の光学系１０５の光軸に対して互いに異なる角度で入射する。
従って、実施の形態１と同様に、各色光は、画像表示パネル１０７上の異なる位置に、絞り１１６Ｒ、１１６Ｂ、１１６Ｇの開口形状の像（矩形状の照明領域）を形成する。ガルバノミラー５１８Ｒ，５１８Ｂ，５１８Ｇが同一の走査周期で相互にβ／３の角度位相差を維持しながら揺動するので、各色光の矩形照明領域は画像表示パネル１０７上を同方向に移動（走査）する。
【００８８】
なお、図１０に示した帰還時間内の反射光は画像表示のために有効に使用できない。しかしながら、帰還時間は有効走査時間に比べて短く、従って、帰還時間内の反射光は高速で画像表示素子上を走査することになるので、実際には混色しても実用上問題にならない。但し、画質に厳しい用途においては帰還時間内には反射光が画像表示素子上に到達しないように一時的に遮光できる機構を備えることが望ましい。この遮光機構としては、例えば液晶素子を利用した光学シャッタを用いることができる。
【００８９】
ガルバノミラー５１８Ｒ，５１８Ｂ，５１８Ｇの揺動による反射光の変化の様子、及び画像表示パネル１０７上の各色光による矩形照明領域が走査される様子について図１１（Ａ）〜図１１（Ｆ）を用いて説明する。
【００９０】
図１１（Ａ）〜図１１（Ｆ）は、ガルバノミラー５１８Ｒ，５１８Ｂ，５１８Ｇの揺動と、これに伴う画像表示パネル１０７の各色光による照明状態の変化とを一定時間間隔おきに示したものである。それぞれにおいて、最も上に画像表示パネル１０７の照明状態を示しており、図中Ｒ、Ｇ、Ｂはそれぞれ赤色光による照明領域、緑色光による照明領域、及び青色光による照明領域を示している。また、その下に、上から順に、ガルバノミラー５１８Ｒ，５１８Ｂ，５１８Ｇにおける各色光の反射状態を示しており、図中Ｒ、Ｇ、Ｂはそれぞれ赤色光主光線、緑色光主光線、青色光主光線を示し、これに付された矢印は光の進行方向を示している。
【００９１】
時間Ｔ＝ｔ１においては（図１１（Ａ））、ガルバノミラー５１８Ｒ，５１８Ｂ，５１８Ｇはそれぞれ図示しように傾斜しており、これらに入射する色光の入射角は、大きい方から順に、青、緑、赤である。よって、各色光の反射角も、大きい方から順に、青、緑、赤となる。従って、各色光の主光線は第２の光学系１０５の光軸に対して互いに異なる角度で、それぞれの第２の光学系１０５に入射する。第２の光学系１０５は、走査方向においては、入射する光の入射角度に応じて照明位置（画像表示パネル１０７）での光線高が決まる光学系である。従って、各色光は画像表示パネル１０７上の異なる位置に絞り１１６Ｒ、１１６Ｂ、１１６Ｇの矩形開口の像（照明領域）を図示したように形成する。即ち、画像表示パネル１０７上には、上から順に青色光照明領域、緑色光照明領域、赤色光照明領域が形成される。
【００９２】
時間Ｔ＝ｔ１からガルバノミラー５１８Ｒ，５１８Ｂ，５１８Ｇがそれぞれ所定角度だけ揺動した時間Ｔ＝ｔ２においては（図１１（Ｂ））、ガルバノミラー５１８Ｒ，５１８Ｂ，５１８Ｇはそれぞれ図示しように傾斜しており、これらに入射する色光の入射角は、大きい方から順に、緑、赤、青である。よって、各色光の反射角も、大きい方から順に、緑、赤、青となる。従って、各色光は画像表示パネル１０７上の異なる位置に絞り１１６Ｒ、１１６Ｂ、１１６Ｇの矩形開口の像（照明領域）を図示したように形成する。即ち、画像表示パネル１０７上には、上から順に緑色光照明領域、赤色光照明領域、青色光照明領域が形成される。
【００９３】
時間Ｔ＝ｔ２からガルバノミラー５１８Ｒ，５１８Ｂ，５１８Ｇがそれぞれ更に所定角度だけ揺動した時間Ｔ＝ｔ３においては（図１１（Ｃ））、ガルバノミラー５１８Ｒ，５１８Ｂ，５１８Ｇはそれぞれ図示しように傾斜しており、これらに入射する色光の入射角は、大きい方から順に、赤、青、緑である。よって、各色光の反射角も、大きい方から順に、赤、青、緑となる。従って、各色光は画像表示パネル１０７上の異なる位置に絞り１１６Ｒ、１１６Ｂ、１１６Ｇの矩形開口の像（照明領域）を図示したように形成する。即ち、画像表示パネル１０７上には、上から順に赤色光照明領域、青色光照明領域、緑色光照明領域が形成される。
【００９４】
時間Ｔ＝ｔ３からガルバノミラー５１８Ｒ，５１８Ｂ，５１８Ｇがそれぞれ更に所定角度だけ揺動した時間Ｔ＝ｔ４においては（図１１（Ｄ））、ガルバノミラー５１８Ｒ，５１８Ｂ，５１８Ｇの傾斜角度は上記時間Ｔ＝ｔ１（図１１（Ａ））と同じとなる。従って、画像表示パネル１０７の各色光による照明状態も時間Ｔ＝ｔ１と同じとなる。
【００９５】
さらに、ガルバノミラー５１８Ｒ，５１８Ｂ，５１８Ｇがそれぞれ更に所定角度だけ揺動した時間Ｔ＝ｔ５においては（図１１（Ｅ））、ガルバノミラー５１８Ｒ，５１８Ｂ，５１８Ｇの傾斜角度は上記時間Ｔ＝ｔ２（図１１（Ｂ））と同じとなる。従って、画像表示パネル１０７の各色光による照明状態も時間Ｔ＝ｔ２と同じとなる。
【００９６】
さらに、ガルバノミラー５１８Ｒ，５１８Ｂ，５１８Ｇがそれぞれ更に所定角度だけ揺動した時間Ｔ＝ｔ６においては（図１１（Ｆ））、ガルバノミラー５１８Ｒ，５１８Ｂ，５１８Ｇの傾斜角度は上記時間Ｔ＝ｔ３（図１１（Ｃ））と同じとなる。従って、画像表示パネル１０７の各色光による照明状態も時間Ｔ＝ｔ３と同じとなる。
【００９７】
以上のように、画像表示パネル１０７に形成される、赤緑青の各色光による矩形照明領域は、走査方向１０７ａの向きに順に移動する。図１１（Ａ）〜図１１（Ｆ）では特定の期間（時間Ｔ＝ｔ１〜ｔ６）のみを示したが、ガルバノミラー５１８Ｒ，５１８Ｂ，５１８Ｇは一定周期で揺動を繰り返すことから、各色光の照明領域は画像表示パネル１０７上を下から上に（走査方向１０７ａの向きに）連続的に移動し（走査され）、上端に到達した色光の照明領域は下端に戻って再度下から上への移動を行う。上記の時間ｔ１〜ｔ６の切り替えを同じ時間間隔で連続的に行なうことにより、色ムラ、輝度ムラ、フリッカーが抑えられた照明を行なうことができる。
【００９８】
従って、実施の形態１と同様に、液晶パネル１３２の各画素を、その画素に入射する光の色に対応した映像信号で駆動することにより、カラー画像を形成することができる。
【００９９】
また、３つのガルバノミラー５１８Ｒ，５１８Ｂ，５１８Ｇが相互にβ／３の位相を維持しながら揺動するので、画像表示パネル１０７に入射する赤緑青の各色光の主光線間には走査方向１０７ａに相互に一定の間隔が維持される。その結果、混色なく、良好なカラー表示が実現できる。
【０１００】
上記において、ガルバノミラー５１８Ｒ，５１８Ｂ，５１８Ｇは、その揺動中心軸を相互に平行とし、且つ、同一平面上に配置されている。これにより、揺動中心軸方向の装置の寸法を小さくでき、また、光学部品の配置が容易になり、光学系の設計が簡単になる。
【０１０１】
なお、図９に示した光学系ではガルバノミラー５１８Ｒ，５１８Ｂ，５１８Ｇの基準入射角は４５度となっているが、ダイクロイックミラー１１３，１１４，１２３，１２６の傾きを変えて構成することでこの基準入射角は任意に設定でき、４５度に限定されるものではない。
【０１０２】
上記の実施の形態では光源部１０１に２枚のレンズアレイによるインテグレータ光学系を採用したが、これに凸レンズを加えた構成でもよく、あるいはロッドタイプのインテグレータ光学系（図６参照）を用いた構成であってもよい。
【０１０３】
また、図９の色配置は一例であり、色分解光学系及び色合成光学系の特性を変更することで任意に変えることが出来ることは言うまでもない。
【０１０４】
さらに、図９の例では画像表示パネル１０７として透過型液晶パネルを用いたが、照明光を変調して画像表示出来るライトバルブあれば構成可能であり、反射型液晶パネルやデジタルミラーデバイス（ＤＭＤ）でも応用可能である。
【０１０５】
また、図９のレンズ配置は一案であり、目的が達成されるので有ればレンズ枚数や位置を変更することができる。
【０１０６】
上記に説明した本実施の形態３の画像表示装置を、実施の形態１で説明したのと同様に投写型画像表示装置へ応用することができることは言うまでもない。投写型画像表示装置への応用においては、画像表示素子として、反射型・透過型液晶パネルの他にＤＭＤ（デジタルミラーデバイス）のようなライトバルブでも構成可能なことは言うまでもない。液晶パネルを用いる場合は光源装置に自然光を一方向の偏光光に変換出来る偏光変換素子を導入することで光利用率を高めることが可能であることは言うまでもない。
【０１０７】
本実施の形態３によれば、実施の形態１と同様に単板式でありながら効率よく光源部からの光を利用できることから、低コストで明るい画像を得ることが出来る。
【０１０８】
更に、回転多面鏡を用いる構成に比べて小型で済むことから、装置全体を小型化することが可能になる。
【０１０９】
（実施の形態４）
図１２は本発明の実施の形態４に係る単板式画像表示装置の概略構成図である。図１２の単板式画像表示装置が実施の形態２の図７に示した単板式画像表示装置と異なるのは、各色光を反射時に走査させるために、回転多面鏡１１８Ｒ、１１８Ｂ、１１８Ｇに代えて、それぞれガルバノミラー５１８Ｒ，５１８Ｂ，５１８Ｇを用いている点のみである。また、図１２の単板式画像表示装置が実施の形態３の図９に示した単板式画像表示装置と異なるのは、光源部として放電管１０９を備えた光源部１０１に代えて、実施の形態２と同じ無電極光源４１０を備えた光源部４０１を用いている点のみである。図１２では、図１，図７，図９と同一の機能を有する要素には同一の符号を付しており、それらについての詳細な説明を省略する。
【０１１０】
図１２に示す本実施の形態の単板式画像表示装置においては、実施の形態２と同様の光源部４０１から出射された白色光が、色分解光学系１０２に入射して赤青緑の各色光に分解された後、実施の形態３と同様にガルバノミラー５１８Ｒ，５１８Ｂ，５１８Ｇにより走査されて、絞り１１６Ｒ、１１６Ｂ、１１６Ｇの開口形状の像が画像表示パネル１０７に形成される。実施の形態１〜３と同様に、液晶パネル１３２の各画素を、その画素に入射する光の色に対応した映像信号で駆動することにより、カラー画像を形成することができる。
【０１１１】
なお、図１２に示した光学系ではガルバノミラー５１８Ｒ，５１８Ｂ，５１８Ｇの基準入射角は４５度となっているが、ダイクロイックミラー１１３，１１４，１２３，１２６の傾きを変えて構成することでこの基準入射角は任意に設定でき、４５度に限定されるものではない。
【０１１２】
また、図１２の色配置は一例であり、色分解光学系及び色合成光学系の特性を変更することで任意に変えることが出来ることは言うまでもない。
【０１１３】
さらに、図１２の例では画像表示パネル１０７として透過型液晶パネルを用いたが、照明光を変調して画像表示出来るライトバルブあれば構成可能であり、反射型液晶パネルやデジタルミラーデバイス（ＤＭＤ）でも応用可能である。
【０１１４】
また、図１２のレンズ配置は一案であり、目的が達成されるので有ればレンズ枚数や位置を変更することができる。
【０１１５】
上記に説明した本実施の形態４の画像表示装置を、実施の形態１で説明したのと同様に投写型画像表示装置へ応用することができることは言うまでもない。投写型画像表示装置への応用においては、画像表示素子として、反射型・透過型液晶パネルの他にＤＭＤ（デジタルミラーデバイス）のようなライトバルブでも構成可能なことは言うまでもない。液晶パネルを用いる場合は光源装置に自然光を一方向の偏光光に変換出来る偏光変換素子を導入することで光利用率を高めることが可能であることは言うまでもない。
【０１１６】
なお、上記の例では光源部４０１の光源として無電極光源４１０を使用したが、これに限定されず、矩形の開口部４０９から略均一な白色光を発する光源であればよく、例えば、半導体レーザ又はＬＥＤの集合体や、高輝度のＥＬ（エレクトロルミネッセンス）素子等で構成しても良い。
【０１１７】
本実施の形態４によれば、実施の形態１と同様に単板式でありながら効率よく光源部からの光を利用できることから、低コストで明るい画像を得ることが出来る。
【０１１８】
また、実施の形態２と同様に、光源部に長寿命な無電極光源を使用できることから、装置価格は実施の形態１よりも上昇するが、管理メンテナンスやランニングコストの削減が可能になる。
【０１１９】
更に、回転多面鏡を用いる構成に比べて小型で済むことから、実施の形態３と同様に、装置全体を小型化することが可能になる。
【０１２０】
（実施の形態５）
図１３は本発明の実施の形態５に係る単板式画像表示装置の概略構成図である。図１３の単板式画像表示装置が実施の形態３の図９に示した単板式画像表示装置と異なるのは、光源部からガルバノミラー５１８Ｒ，５１８Ｂ，５１８Ｇに至るまでの光学系のみである。図９では、図１と同一の機能を有する要素には同一の符号を付しており、それらについての詳細な説明を省略する。
【０１２１】
本実施の形態では、光源部として、赤、青、緑の各色光を出射する各色光源部７０１Ｒ、７０１Ｂ、７０１Ｇを用いる。従って、実施の形態３で用いた色分解光学系１０２が不要である。各色光源部７０１Ｒ、７０１Ｂ、７０１Ｇからの各色光は、各色光に対応する第１の光学系１０３を通過した後、ガルバノミラー５１８Ｒ，５１８Ｂ，５１８Ｇに入射する。以下、これを説明する。
【０１２２】
光源部７０１Ｒは、赤色光を開口部７０８Ｒから前方に射出するＥＬ（エレクトロルミネッセンス）７０９Ｒと、前記ＥＬ７０９Ｒからの光を集光する集光レンズ７１０Ｒ，７１１Ｒからなる。光源部７０１Ｒから出射された赤色光は第１の光学系１０３の第１の集光レンズ１１５Ｒを経て矩形形状の開口を持つ絞り１１６Ｒ、第１の光学系１０３の第２の集光レンズ１１７Ｒを透過してガルバノミラー５１８Ｒに入射する。
【０１２３】
光源部７０１Ｂは、青色光を開口部７０８Ｂから前方に射出するＥＬ（エレクトロルミネッセンス）７０９Ｂと、前記ＥＬ７０９Ｂからの光を集光する集光レンズ７１０Ｂ，７１１Ｂからなる。光源部７０１Ｂから出射された青色光は第１の光学系１０３の第１の集光レンズ１１５Ｂを経て矩形形状の開口を持つ絞り１１６Ｂ、第１の光学系１０３の第２の集光レンズ１１７Ｂを透過してガルバノミラー５１８Ｂに入射する。
【０１２４】
光源部７０１Ｇは、緑色光を開口部７０８Ｇから前方に射出するＥＬ（エレクトロルミネッセンス）７０９Ｇと、前記ＥＬ７０９Ｇからの光を集光する集光レンズ７１０Ｇ，７１１Ｇからなる。光源部７０１Ｇから出射された緑色光は第１の光学系１０３の第１の集光レンズ１１５Ｇを経て矩形形状の開口を持つ絞り１１６Ｇ、第１の光学系１０３の第２の集光レンズ１１７Ｇを透過してガルバノミラー５１８Ｇに入射する。
【０１２５】
ガルバノミラー５１８Ｒ，５１８Ｂ，５１８Ｇから画像表示パネル１０７に至る光学系は実施の形態３と同様である。なお、図１３では、ガルバノミラー５１８Ｇの入射光の向きが実施の形態３の図９と異なるが、その機能は同一である。
【０１２６】
光源部７０１Ｒ、７０１Ｂ、７０１ＧのＥＬ７０９Ｒ、７０９Ｂ、７０９Ｇの出射面に設けられた開口部７０８Ｒ、７０８Ｂ、７０８Ｇの開口形状は、短辺／長辺の長さ比率がおよそ１／４の矩形である。この矩形形状の像が、集光レンズ７１０Ｒ、７１０Ｂ、７１０Ｇ、及び７１１Ｒ、７１１Ｂ、７１１Ｇ、第１の光学系１０３の第１の集光レンズ１１５Ｒ、１１５Ｂ、１１５Ｇにより矩形形状の開口を持つ絞り１１６Ｒ、１１６Ｂ、１１６Ｇ上に転写される。絞り１１６Ｒ、１１６Ｂ、１１６Ｇの開口形状は光源部７０１Ｒ、７０１Ｂ、７０１Ｇの開口部７０８Ｒ、７０８Ｂ、７０８Ｇの形状とおよそ相似形である。絞り１１６Ｒ、１１６Ｂ、１１６Ｇにて不要光は除かれる。絞り１１６Ｒ、１１６Ｂ、１１６Ｇの開口形状の像は、第１の光学系１０３の第２の集光レンズ１１７Ｒ、１１７Ｂ、１１７Ｇ、ガルバノミラー５１８Ｒ，５１８Ｂ，５１８Ｇ、第２の光学系１０５により画像表示パネル１０７上に形成される。
【０１２７】
実施の形態３と同様に、ガルバノミラー５１８Ｒ，５１８Ｂ，５１８Ｇが同一の走査周期で相互にβ／３の角度位相差を維持しながら揺動するので、各色光による絞り１１６Ｒ、１１６Ｂ、１１６Ｇの開口形状の像（矩形状の照明領域）は画像表示パネル１０７上を同方向に移動（走査）する。
【０１２８】
従って、実施の形態１と同様に、液晶パネル１３２の各画素を、その画素に入射する光の色に対応した映像信号で駆動することにより、カラー画像を形成することができる。
【０１２９】
本実施の形態において、各色光源部のＥＬ７０９Ｒ、７０９Ｂ、７０９Ｇから絞り（矩形発光面）１１６Ｒ、１１６Ｂ、１１６Ｇまでの距離は、赤青緑の各色光について同一である。これにより、各色に用いる光学部品の仕様を共通化でき、光学系の設計が容易になる。
【０１３０】
なお、図１３に示した光学系ではガルバノミラー５１８Ｒ，５１８Ｂ，５１８Ｇの基準入射角は４５度となっているが、ダイクロイックミラー１２３，１２６の傾きを変えて構成することでこの基準入射角は任意に設定でき、４５度に限定されるものではない。
【０１３１】
また、図１３の色配置は一例であり、色合成光学系の特性を変更することで任意に変えることが出来ることは言うまでもない。
【０１３２】
さらに、図１３の例では画像表示パネル１０７として透過型液晶パネルを用いたが、照明光を変調して画像表示出来るライトバルブあれば構成可能であり、反射型液晶パネルやデジタルミラーデバイス（ＤＭＤ）でも応用可能である。
【０１３３】
また、図１３のレンズ配置は一案であり、目的が達成されるので有ればレンズ枚数や位置を変更することができる。
【０１３４】
上記に説明した本実施の形態５の画像表示装置を、実施の形態１で説明したのと同様に投写型画像表示装置へ応用することができることは言うまでもない。投写型画像表示装置への応用においては、画像表示素子として、反射型・透過型液晶パネルの他にＤＭＤ（デジタルミラーデバイス）のようなライトバルブでも構成可能なことは言うまでもない。液晶パネルを用いる場合は光源装置に自然光を一方向の偏光光に変換出来る偏光変換素子を導入することで光利用率を高めることが可能であることは言うまでもない。
【０１３５】
なお、上記の例では光源部７０１Ｒ、７０１Ｂ、７０１Ｇの光源としてＥＬを使用したが、これに限定されず、矩形の略均一な色光を発する光源であればよく、例えば、高輝度のレーザ又はＬＥＤの集合体等で構成しても良い。
【０１３６】
本実施の形態５によれば、実施の形態１と同様に単板式でありながら効率よく光源部からの色光を常に画像表示に利用できることから、低コストで明るい画像を得ることが出来る。
【０１３７】
また、回転多面鏡を用いる構成に比べて小型で済むことから、実施の形態３と同様に、装置全体を小型化することが可能になる。
【０１３８】
更に、光源部に小型なＥＬを使用していることから、実施の形態１〜４に比べて装置全体を小型に形成することが出来る。
【０１３９】
【発明の効果】
以上のように、本発明の第１〜第５の単板式画像表示装置では、画像表示素子を各色の矩形照明領域で順に走査し、画像表示素子の各画素をその画素に入射する光の色に応じた信号で駆動する。これにより、カラーフィルターを備えず、各色光専用の画素を持たない画像表示素子を用いてカラー表示を行うことが可能となる。従って、高解像度表示を可能にするだけでなく、白色光源を用いた場合には常に赤、緑、青の色光を表示していることから光源からの光利用の高効率化を実現することが出来る。しかも、画像表示素子は単板であることから装置の小型化を図ることが出来る。
【０１４０】
また、本発明の第１〜第４の単板式画像表示装置では、白色光を発する光源部からの光を各色光に分解する色分解光学系と、各色光を合成する色合成光学系とが、それぞれ２枚のダイクロイックミラーからなり、これら４枚のダイクロイックミラーがおよそ相互に平行に配置されている。これにより、従来のように、ダイクロイックミラーを交差させないので、製造が容易で、且つ色分解・色合成の特性が改善される。
【０１４１】
また、本発明の第５の単板式画像表示装置では、各色光ごとの光源部を備えるので、色分解光学系が不要となる。これにより、従来のように、ダイクロイックミラーを交差させて配置する必要がなくなるので、製造が容易で、且つ色合成の特性が改善される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に係る単板式画像表示装置の概略構成図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る単板式画像表示装置に使用される第１のマイクロレンズアレイの正面図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係る単板式画像表示装置において、回転多面鏡による各色光の反射、及び画像表示パネル上の各色光による矩形照明領域の走査を説明するための図である。
【図４】本発明の実施の形態１に係る単板式投写型画像表示装置の概略構成図である。
【図５】本発明の実施の形態１に係る別の単板式投写型画像表示装置の概略構成図である。
【図６】図５の単板式投写型画像表示装置に用いられるロッドインテグレータ光学系の外観斜視図である。
【図７】本発明の実施の形態２に係る単板式画像表示装置の概略構成図である。
【図８】図８の単板式画像表示装置に用いられる無電極光源の開口を示した正面図である。
【図９】本発明の実施の形態３に係る単板式画像表示装置の概略構成図である。
【図１０】図８の単板式画像表示装置に用いられるガルバノミラーの動作説明図である。
【図１１】本発明の実施の形態３に係る単板式画像表示装置において、ガルバノミラーによる各色光の反射、及び画像表示パネル上の各色光による矩形照明領域の走査を説明するための図である。
【図１２】本発明の実施の形態４に係る単板式画像表示装置の概略構成図である。
【図１３】本発明の実施の形態５に係る単板式画像表示装置の概略構成図である。
【符号の説明】
１０１、３０２、４０１ 光源部
１０２ 色分解光学系
１０３ 第１の光学系
１０４、１１８Ｒ、１１８Ｂ、１１８Ｇ 回転多面鏡
１０５ 第２の光学系
１０６ 色合成光学系
１０７ 画像表示パネル
１０９、３０４ 放電管
１１０、３０３ リフレクター
１１１ 第１のマイクロレンズアレイ
１１２ 第２のマイクロレンズアレイ
１１３ 色分解光学系の第１のダイクロイックミラー
１１４ 色分解光学系の第２のダイクロイックミラー
１１５Ｒ、１１５Ｂ、１１５Ｇ 第１の集光レンズ
１１６Ｒ、１１６Ｂ、１１６Ｇ 絞り
１１７Ｒ、１１７Ｂ、１１７Ｇ 第２の集光レンズ
１１９、１２４、１２５、１２７、１２８ 光線
１２０Ｒ、１２０Ｂ、１２０Ｇ 第１の走査レンズ
１２１Ｒ、１２１Ｂ、１２１Ｇ 第２の走査レンズ
１２２Ｒ、１２２ＢＧ 第３の走査レンズ
１２３ 色合成光学系の第１のダイクロイックミ ラー
１２６ 色合成光学系の第２のダイクロイックミ ラー
１２９ 第４の走査レンズ
１３０ 第５の走査レンズ
１３１ 偏光板
１３２ 液晶パネル
１３３ 検光子
１３４ 観察者
２００ 偏光ビームスプリッター
２０１ 反射型液晶パネル
２０２ 投写レンズ
３００ ＤＭＤ
３０５ ロッドインテグレータ
３０６ ロッドインテグレータの入射面
３０７ ロッドインテグレータの出射面
３０８、４１１，４１２、７１０Ｒ、７１０Ｇ、７１０Ｂ、７１１Ｒ、７１１Ｇ、７１１Ｂ 集光レンズ
４０９、７０８Ｒ、７０８Ｇ、７０８Ｂ 光源開口部
４１０ 無電極光源
５１８Ｒ、５１８Ｂ、５１８Ｇ ガルバノミラー
７０１Ｒ、７０１Ｂ、７０１Ｇ各色光源部
７０９Ｒ、７０９Ｇ、７０９Ｂ ＥＬ

Claims (19)

1. 白色光を発する放電管と前記放電管からの白色光を一方向に反射するリフレクタとからなる光源部と、
   前記光源部からの白色光を３つの色光に分解する色分解光学系と、
   分解された３つの前記色光をそれぞれ矩形形状に規制する３つの矩形発光面と、
   ３つの前記色光をそれぞれ集光する３つの第１のリレー光学系と、
   ３つの前記第１のリレー光学系の各集光位置にその反射面をおよそ一致させて配置された３つの回転多面鏡と、
   ３つの前記回転多面鏡で反射した色光が入射し、前記入射した色光をその入射角に応じた光線高にて照明位置に導く第２のリレー光学系と、
   ３つの前記回転多面鏡で反射した３つの前記色光を合成する色合成光学系と、前記照明位置に配置され、入射光を変調する多数の画素を備え、前記各画素がその画素に入射する光の色に応じた信号で駆動される画像表示素子と
   を備え、
   前記色分解光学系及び前記色合成光学系はそれぞれ２枚のダイクロイックミラーからなり、これら４枚のダイクロイックミラーはおよそ相互に平行に配置されていることを特徴とする単板式画像表示装置。
2. 白色光を矩形の開口から一方向に発する光源部と、
   前記光源部からの白色光を３つの色光に分解する色分解光学系と、
   分解された３つの前記色光をそれぞれ矩形形状に規制する３つの矩形発光面と、
   ３つの前記色光をそれぞれ集光する３つの第１のリレー光学系と、
   ３つの前記第１のリレー光学系の各集光位置にその反射面をおよそ一致させて配置された３つの回転多面鏡と、
   ３つの前記回転多面鏡で反射した色光が入射し、前記入射した色光をその入射角に応じた光線高にて照明位置に導く第２のリレー光学系と、
   ３つの前記回転多面鏡で反射した３つの前記色光を合成する色合成光学系と、前記照明位置に配置され、入射光を変調する多数の画素を備え、前記各画素がその画素に入射する光の色に応じた信号で駆動される画像表示素子と
   を備え、
   前記色分解光学系及び前記色合成光学系はそれぞれ２枚のダイクロイックミラーからなり、これら４枚のダイクロイックミラーはおよそ相互に平行に配置されていることを特徴とする単板式画像表示装置。
3. 白色光を発する放電管と前記放電管からの白色光を一方向に反射するリフレクタとからなる光源部と、
   前記光源部からの白色光を３つの色光に分解する色分解光学系と、
   分解された３つの前記色光をそれぞれ矩形形状に規制する３つの矩形発光面と、
   ３つの前記色光をそれぞれ集光する３つの第１のリレー光学系と、
   ３つの前記第１のリレー光学系の各集光位置にその反射面をおよそ一致させて配置された３つのガルバノミラーと、
   ３つの前記ガルバノミラーで反射した色光が入射し、前記入射した色光をその入射角に応じた光線高にて照明位置に導く第２のリレー光学系と、
   ３つの前記ガルバノミラーで反射した３つの前記色光を合成する色合成光学系と、
   前記照明位置に配置され、入射光を変調する多数の画素を備え、前記各画素がその画素に入射する光の色に応じた信号で駆動される画像表示素子と
   を備え、
   前記色分解光学系及び前記色合成光学系はそれぞれ２枚のダイクロイックミラーからなり、これら４枚のダイクロイックミラーはおよそ相互に平行に配置されていることを特徴とする単板式画像表示装置。
4. 白色光を矩形の開口から一方向に発する光源部と、
   前記光源部からの白色光を３つの色光に分解する色分解光学系と、
   分解された３つの前記色光をそれぞれ矩形形状に規制する３つの矩形発光面と、
   ３つの前記色光をそれぞれ集光する３つの第１のリレー光学系と、
   ３つの前記第１のリレー光学系の各集光位置にその反射面をおよそ一致させて配置された３つのガルバノミラーと、
   ３つの前記ガルバノミラーで反射した色光が入射し、前記入射した色光をその入射角に応じた光線高にて照明位置に導く第２のリレー光学系と、
   ３つの前記ガルバノミラーで反射した３つの前記色光を合成する色合成光学系と、
   前記照明位置に配置され、入射光を変調する多数の画素を備え、前記各画素がその画素に入射する光の色に応じた信号で駆動される画像表示素子と
   を備え、
   前記色分解光学系及び前記色合成光学系はそれぞれ２枚のダイクロイックミラーからなり、これら４枚のダイクロイックミラーはおよそ相互に平行に配置されていることを特徴とする単板式画像表示装置。
5. 相互に異なる色光を矩形の開口から一方向に発する３つの光源部と、
   ３つの前記色光をそれぞれ矩形形状に規制する３つの矩形発光面と、
   ３つの前記色光をそれぞれ集光する３つの第１のリレー光学系と、
   ３つの前記第１のリレー光学系の各集光位置にその反射面をおよそ一致させて配置された３つのガルバノミラーと、
   ３つの前記ガルバノミラーで反射した色光が入射し、前記入射した色光をその入射角に応じた光線高にて照明位置に導く第２のリレー光学系と、
   ３つの前記ガルバノミラーで反射した３つの前記色光を合成する色合成光学系と、
   前記照明位置に配置され、入射光を変調する多数の画素を備え、前記各画素がその画素に入射する光の色に応じた信号で駆動される画像表示素子と
   を備えることを特徴とする単板式画像表示装置。
6. 前記色合成光学系はおよそ相互に平行に配置された２枚のダイクロイックミラーからなる請求項５に記載の単板式画像表示装置。
7. ３つの前記回転多面鏡が同一平面上に配置されている請求項１又は２に記載の単板式画像表示装置。
8. ３つの前記ガルバノミラーが同一平面上に配置されている請求項３〜５のいずれかに記載の単板式画像表示装置。
9. ３つの前記回転多面鏡は、回転中心軸に対して１つの反射面が回転方向においてなす角αの１／３づつ相互に位相がずれて回転する請求項１又は２に記載の単板式画像表示装置。
10. ３つの前記ガルバノミラーは、反射光の有効走査角βの１／３づつ相互に位相がずれて揺動する請求項３〜５のいずれかに記載の単板式画像表示装置。
11. 前記光源部の発光位置から３つの前記矩形発光面までの距離は、３つの前記色光についておよそ等しい請求項１〜５のいずれかに記載の単板式画像表示装置。
12. ３つの前記矩形発光面から前記画像表示素子までの距離は、３つの前記色光についておよそ等しい請求項１〜５のいずれかに記載の単板式画像表示装置。
13. 前記画像表示素子は、検光子と偏光子を兼ねる偏光ビームスプリッターと反射型液晶素子とからなる請求項１〜５のいずれかに記載の単板式画像表示装置。
14. 前記画像表示素子は、偏光子である入射側偏光板と、透過型液晶素子と、検光子である出射側偏光板とからなる請求項１〜５のいずれかに記載の単板式画像表示装置。
15. 前記画像表示素子は、デジタルミラーデバイスである請求項１〜５のいずれかに記載の単板式画像表示装置。
16. 前記ガルバノミラーの回帰動作中に前記ガルバノミラーで反射された色光が前記画像表示素子に至らないように、光遮断手段を更に備える請求項３〜５のいずれかに記載の単板式画像表示装置。
17. 前記画像表示素子上に一方向に走査される３つの前記矩形発光面の像が形成され、
    前記走査方向における３つの前記像の寸法は、前記画像表示素子の有効表示領域の前記走査方向における寸法のおよそ１／３である請求項１〜５のいずれかに記載の単板式画像表示装置。
18. 前記画像表示素子上に一方向に走査される３つの前記矩形発光面の像が形成され、
    前記走査方向において隣り合う前記像はその一部において相互に重畳する請求項１〜５のいずれかに記載の単板式画像表示装置。
19. 請求項１〜１８のいずれかに記載の単板式画像表示装置と、前記画像表示素子上の画像を拡大投写する投写レンズとを備える単板式投写型画像表示装置。

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