JPH10111472A

JPH10111472A - 投写型表示装置

Info

Publication number: JPH10111472A
Application number: JP8264952A
Authority: JP
Inventors: Yoshitaka Ito; 嘉高伊藤
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1996-10-04
Filing date: 1996-10-04
Publication date: 1998-04-28
Anticipated expiration: 2016-10-04
Also published as: JP3692653B2

Abstract

(57)【要約】【課題】液晶装置の画素開口部を通過する光量を増加
させることで、光利用効率を大幅に向上させ、明るく、
明るさムラのない投写画像が得られる投写型表示装置を
実現すること。【解決手段】光源部１０からの光を第１の光学要素２
００により複数の中間光束２０２に分離し、２次光源像
として第２の光学要素３００に伝達する。第２の光学要
素３００は、これを一種類の偏光光束からなる２次光源
像に変換して液晶装置部４０に伝達する。液晶装置部４
０のマイクロレンズアレイ板４０２はこれを液晶装置４
０１の画素開口部に３次光源像として伝達する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶装置に形成さ
れた画像をスクリーン上に拡大表示する投写型表示装置
の構成に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】投写型表示装置の光学系として、解決す
べき重要課題に光利用効率の向上と照明光の照度分布の
均一化が挙げられる。光利用効率を向上させることによ
り、より明るい表示状態を、また、照度分布を均一化す
ることにより明るさのムラがない表示状態を実現するこ
とができるからである。

【０００３】ここで、照明光の均一性を高める技術とし
ては、その代表的な例として、特開平３−１１１８０６
号公報に記載されたように、光源からの光を複数の中間
光束に分割する光学系（インテグレータ光学系）を用い
たものが知られている。

【０００４】一方、液晶装置のような画素を有する素子
において、画素密度の向上に従って光が通過する画素開
口部が占める画素あたりの面積割合（開口率）が低下す
るため、マイクロレンズを用いて実質的な開口率を向上
させるという技術が知られている。すなわち、画素開口
部に対応して配置された各マイクロレンズで照明光束を
分割すると共に分割した光束をそれぞれ集光し、光束径
を細くした状態で、画素開口部を通過させることによ
り、素子における光透過率（すなわち光利用効率）を向
上させるのである。その結果、光利用効率を高め、明る
い画像を得ることができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うにマイクロレンズが配置された変調素子をインテグレ
ータ光学系を採用した投写型表示装置に単純に採用して
も、インテグレータ光学系を構成するレンズ板により形
成される光源像と変調素子の画素の配列が一致しないた
め、結果的に投写画像は不均一となってしまい、また、
明るい画像を得ることもできない。

【０００６】そこで、本発明は、変調素子が必要とする
光の性質に着目することにより、光源から出射された光
を変調素子の画素開口部へ効果的に導いて光利用効率を
大幅に向上させて、明るくかつムラのない投写画像が得
られる投写型表示装置を提案することを課題とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の第１の投写型表示装置は、光源と、前記光
源から出射された光から略同一平面上に複数の第１の２
次光源像を形成する第１の２次光源像形成手段と、略同
一平面上に、前記第１の２次光源像形成手段により形成
された複数の第１の２次光源像を２倍に増やした第２の
２次光源像を形成する第２の２次光源像形成手段と、略
同一平面上に、前記第２の２次光源像形成手段により形
成された前記第２の２次光源像から３次光源像を形成す
る３次光源像形成手段と、前記３次光源像形成手段から
出射された光を画素により変調する変調手段とを有し、
前記３次光源像の縦方向の配列ピッチと横方向の配列ピ
ッチとの比が、前記画素の縦方向の配列ピッチと横方向
の配列ピッチとの比と略同一となるように前記第１の２
次光源像形成手段または３次光源像形成手段の光学特性
が決定されていることを特徴とする。

【０００８】上記の構成によれば、２つの２次光源像形
成手段を用いているため投写画像の明るさムラを大幅に
低減することが可能となる。しかも、３次光源像の縦方
向の配列ピッチと横方向の配列ピッチとの比（以下、単
に「配列ピッチの比」という）が画素の配列ピッチの比
と略同一となるように第１の２次光源像形成手段または
３次光源像形成手段の光学特性が決定されているため、
光源から出射された光を変調素子の画素開口部へ効果的
に導くことが可能となり、極めて明るい投写画像を得る
ことが可能となる。

【０００９】上記第１の投写型表示装置において、第２
の２次光源像の配列ピッチの比が、画素の配列ピッチの
比と略同一となるように、あるいは、第１の２次光源像
の縦の配列ピッチの２分の１と横の配列ピッチとの比
が、前記変調手段の前記画素の配列のピッチの比と略同
一となるように、前記第１の２次光源像形成手段の光学
特性を決定すれば、どのような３次光源像形成手段を用
いても第１の２次光源像形成手段の光学特性を変化させ
るだけで対応することが可能である。

【００１０】すなわち、３次光源像形成手段は一般的に
マイクロレンズで形成されていることが多いが、第１の
２次光源像形成手段の光学特性を変化させるようにすれ
ば、トーリック曲面を有しない一般的な球面形状を有す
るマイクロレンズを使用でき、マイクロレンズの作製が
容易となる。

【００１１】また、上記第１の投写型表示装置におい
て、第１の２次光源像形成手段として、略同一平面上に
配列された複数の矩形の光束分割レンズを備え、光束分
割レンズの縦横比が、前記変調手段の被照明領域の縦横
比と略同一であるものを採用することができる。このよ
うに、変調手段の有効画像形成領域よりも若干大きめに
設定された被照明領域の縦横比に合わせて光束分割レン
ズの縦横比を設定すると、光束分割レンズにより形成さ
れた個々の像をそれぞれ被照明領域と略同じ大きさで被
照明領域上に重畳させることができる。従って、変調手
段の被照明領域の照度分布がさらに均一となり、さらに
明るさムラの少ない投写画像を得ることが可能である。

【００１２】さらに、上記第１の投写型表示装置におい
て、前記光源から出射された光を２以上の色光に分離す
る色分離手段と、前記色光分離手段によって分離された
各色光をそれぞれ変調する複数の前記変調手段と、それ
ぞれの前記変調手段で変調された各色光を合成する色光
合成手段と、前記合成手段により合成された前記色光を
投写する投写光学系とを設けることにより、明るく、色
再現性が良く解像度の高いカラー画像を表示可能な小型
の投写型表示装置を実現することができる。

【００１３】次に、本発明第２の投写型表示装置は、光
源と、前記光源からの入射光束を複数の中間光束に分割
して複数の光源像を形成する光束分割手段と、前記複数
の中間光束のそれぞれを２種類の偏光方向を有する偏光
光束に分離する偏光分離手段、及び、前記偏光分離手段
により分離された２種類の偏光光束の偏光方向を揃える
偏光変換手段を備えた偏光発生手段と、前記偏光発生手
段側にマイクロレンズが配置された変調手段とを有し、
前記変調手段は複数の画素を備え、前記マイクロレンズ
により形成される光源像の縦方向の配列ピッチと横方向
の配列ピッチとの比が、前記画素の縦方向の配列ピッチ
と横方向の配列ピッチとの比と略同一となるように、前
記光束分割手段または前記マイクロレンズの光学特性が
決定されていることを特徴とする。

【００１４】上記の構成によれば、本発明の投写型表示
装置は、光源から出射されるランダムな偏光光束を複数
の光束に分割し、それらの光束のそれぞれをほぼ一種類
の偏光方向を有する偏光光束に変換した後、変調手段上
で重畳結合して変調手段を照明するため、偏光方向の揃
った光束により変調手段を均一に照明することができ、
さらに、変調手段に入射した偏光光束は、変調手段に併
設されたマイクロレンズにより、再度複数の光束に分割
しながら集光され、変調手段の画素上に導びかれるた
め、変調手段における光利用効率を極めて高くできると
いう効果がある。加えて、偏光光束の発生過程において
は光損失を殆ど伴わない。従って、投写型表示装置にお
ける光利用効率を極めて高いものとすることができ、明
るく、明るさムラのない投写画像を表示できる投写型表
示装置を実現できる。よって、非常に光出力の大きな光
源ランプを用いて、非常に明るい投写画像を表示可能な
投写型表示装置を実現しようとした場合でも、変調手段
の温度上昇を防止する冷却装置は小型のもので対応可能
であり、従って、騒音が静かで小型の投写型表示装置を
実現できる。

【００１５】ここで、変調手段としては透過型または反
射型の液晶装置等を使用することができる。

【００１６】また、光源部は、一般的に光源ランプとリ
フレクターによって構成されるものが多く、光源ランプ
としては、メタルハライドランプ、キセノンランプ、ハ
ロゲンランプ等が、また、リフレクターとしては放物面
リフレクター、楕円リフレクター、球面リフレクター等
が使用できる。

【００１７】上記の構成においては、偏光発生手段で形
成した光源像（２次光源像）をマイクロレンズにより変
調手段の画素上に新たな光源像（３次光源像）として伝
達する機構を採用しているため、マイクロレンズアレイ
板に形成されているマイクロレンズが変調手段の画素と
１対１で対応するように、マイクロレンズを形成する必
要は必ずしもない。すなわち、マイクロレンズアレイ板
のマイクロレンズの数と変調手段の画素の数とは一致さ
せる必要は必ずしもなく、マイクロレンズの数は変調手
段の画素の数の整数分の一であればよい。この場合に
は、一つのマイクロレンズによって複数の２次光源像を
複数の画素上に伝達することになる。

【００１８】マイクロレンズはガラス材料、透明結晶化
ガラス材料、及び樹脂材料等の表面を切削加工、プレス
成型、及び光成型することによって容易に得ることがで
きる。

【００１９】また、マイクロレンズは一旦別の基板（マ
イクロレンズアレイ板）に作製しておき、マイクロレン
ズアレイ板として変調手段に取り付けて用いてもよい
が、変調手段を構成する基板の一部に最初から一体的に
作り込んだものを用いることもでき、その場合には、変
調手段の薄型化と低コスト化をはかることができる。

【００２０】上記第２の投写型表示装置において、偏光
発生手段により形成される光源像の配列ピッチの比と画
素の配列ピッチの比とが略同一となるように、あるい
は、光束分割手段によって形成される複数の光源像の縦
の配列ピッチの２分の１と横の配列ピッチとの比が、画
素の配列ピッチの比と略同一となるように、前記光束分
割レンズの光学特性を決定したものを採用することがで
きる。

【００２１】光束分割手段の光学特性は、例えば、光束
分割手段をその一部または全部が偏心レンズで構成され
たレンズ板で構成したり、複数の同心レンズからなる第
１のレンズ板と複数のシリンドリカルレンズからなる第
２のレンズ板とを組み合わせたりすることにより、容易
に変更することができる。このようなレンズの使用によ
り、集光像（２次光源像）の形成位置を自在に制御でき
るため、集光像の配列の仕方を変調手段の画素の配列の
仕方に容易に対応させることができるからである。

【００２２】これにより、トーリック曲面を有しない一
般的な球面形状を有するマイクロレンズを使用でき、マ
イクロレンズの作製が容易となる。

【００２３】上記第２の投写型表示装置において、第１
の２次光源像形成手段として、略同一平面上に配列され
た複数の矩形の光束分割レンズを備え、光景の光束分割
レンズの縦横比が、前記変調手段の被照明領域の縦横比
と略同一であるものを採用することができる。このよう
に、変調手段の有効画像形成領域よりも若干大きめに設
定された被照明領域の縦横比に合わせて光束分割レンズ
の縦横比を設定すると、光束分割レンズにより形成され
た個々の像をそれぞれ被照明領域と略同じ大きさで被照
明領域上に重畳させることができる。従って、変調手段
の被照明領域の照度分布がさらに均一となり、さらに明
るさムラの少ない投写画像を得ることが可能である。

【００２４】一方、上記第２の投写型表示装置におい
て、光束分割レンズの光学特性を変化させない場合に
は、前記マイクロレンズの一部または全部をトーリック
形状のレンズとすれば良い。トーリック形状のレンズで
は、Ｘ軸方向とＹ軸方向とのレンズ曲率が異なるため、
２次光源像を伝達する際に、２次光源像の配列の間隔を
Ｘ軸方向とＹ軸方向とでそれぞれ独立に変化させること
ができる。従って、２次光源像の配列の仕方と変調手段
の画素の配置の仕方とが相似関係にない状態であって
も、２次光源像を変調手段の画素上に伝達できるため、
光学系の設計の自由度が向上する効果がある。また、こ
の構成では、光束分割手段である第１の光学要素と集光
レンズアレイとを同一のレンズアレイ体で兼用すること
ができるため、光学系の低コスト化を達成できる。

【００２５】上記第２の投写型表示装置において、前記
偏光分離手段が、前記複数の中間光束のそれぞれを２種
類の偏光方向を有する偏光光束に分離する偏光分離面、
及び、前記偏光分離面と平行に形成され、前記偏光分離
面により分離された２種類の偏光光束のうち一方を他方
の偏光光束の出射方向と略同一方向に出射させる反射面
を備えた偏光分離ユニットを複数有する構成とすること
ができる。

【００２６】このような偏光分離手段を採用することに
より、わずかなスペースで偏光分離を行うことが可能と
なり、投写型表示装置を小型化できる。

【００２７】なお、このような偏光分離手段を用いた構
成において、偏光発生装置から出射される光束を平行化
するための平行化レンズを、偏光発生装置と変調手段と
の間に配置した構成とすることができる。その場合に
は、マイクロレンズにおける集光性能を向上でき、従っ
て、形成される３次光源像の大きさを小さくでき、３次
光源像を偏光手段の画素上により容易に形成することが
できる。従って、変調手段における光利用効率を一層向
上できる効果がある。

【００２８】また、光束分割手段から出射される中間光
束をそれぞれ集光して偏光分離手段に導くために、光束
分割手段を構成する光束分割レンズと同数の集光レンズ
を２次元状に配列して構成した集光レンズアレイを、光
束分割手段と偏光分離手段との間に配置した構成とする
ことができる。その場合には、それぞれの中間光束をそ
れぞれの偏光分離ユニット上の特定の場所に効率よく導
くことが可能となり、偏光発生手段における光利用効率
を一層向上できる効果がある。尚、集光レンズアレイは
偏光分離手段と一体化することもでき、その場合には、
界面での光損失を低減できる効果がある。

【００２９】さらに、偏光発生手段から出射される偏光
方向が揃った偏光光束を変調手段上に重畳結合させるた
めの結合レンズを、偏光発生手段と変調手段との間に配
置した構成とすることができる。その場合には、偏光方
向が揃った偏光光束の変調手段上における重畳結合をよ
り容易にする効果がある。また、結合レンズのレンズ特
性（倍率）を変えることによって、変調手段上での照明
領域の大きさを容易に変化できる副次的な効果もある。

【００３０】さらにまた、光束分割手段から出射される
中間光束のそれぞれを、それぞれの偏光分離ユニットの
偏光分離面の部分にだけ入射させるための遮光板を、光
束分割手段と偏光分離ユニットとの間に配置した構成と
することができる。その場合には、偏光分離ユニットの
反射面に直接入射する中間光束を排除し、偏光分離面に
のみ中間光束を導くことができるため、偏光発生装置か
ら出射される偏光光束に、他の偏光方向を有する偏光光
束が混入することを防止することができる。従って、変
調手段に液晶装置を用いた場合には、液晶装置に併設さ
れる偏光板での光吸収量を低減でき、液晶装置及び偏光
板の温度上昇を防止できる効果がある。さらに、遮光板
の設置によって、平行性が悪い出射光を出射する光源を
用いることが可能となる。尚、遮光板は、集光レンズア
レイあるいは偏光分離手段と一体化することもでき、そ
の場合には、光学系を小型化できる効果がある。

【００３１】上記第２の投写型表示装置において、屈折
率分布型のマイクロレンズからなるマイクロレンズを採
用しても良い。その場合には、マイクロレンズアレイ板
の表面を平坦化することが可能であるため、マイクロレ
ンズアレイ板と変調手段とを容易に一体化でき、マイク
ロレンズアレイ板と変調手段と界面における光損失を低
減できる効果がある。

【００３２】また、最密充填されたマイクロレンズを採
用しても良い。この場合には、隙間なくレンズが配置で
きるため、マイクロレンズアレイ板における光利用効率
を一層向上できる効果がある。

【００３３】なお、マイクロレンズアレイ板は、変調手
段と一体化した構成としてもよい。その場合には、マイ
クロレンズアレイ板と変調手段との界面における光損失
を低減できるため、変調手段における光利用効率を一層
向上できる効果がある。特に、マイクロレンズアレイ板
と変調手段を構成する基板とを同一基板とすれば、変調
手段を薄型化することができる。

【００３４】さらに、上記第２の投写型表示装置におい
て、前記光源からの出射光を２以上の色光に分離する色
光分離手段と、前記色光分離手段によって分離された各
色光をそれぞれ変調する複数の前記変調手段と、それぞ
れの前記変調手段で変調された各色光を合成する色光合
成手段と、前記色合成手段により合成された各色光を投
射する投写光学系とを設ければ、明るく、色の表現性が
よく、解像度の高いカラー画像を表示可能な小型の投写
型表示装置を実現することができる。

【００３５】

【発明の実施の形態】以下に、図面を参照して本発明の
各実施例を説明する。尚、以下の各実施例においては、
便宜的に、互いに直交する３つの方向をＸ軸方向（横方
向）、Ｙ軸方向（縦方向）、Ｚ軸方向（システム光軸方
向）とする。また、各実施例においては、同じ機能を有
する部分には同じ符号を付して、説明の重複を避けてい
る。

【００３６】（実施例１）図１は、本発明を適用した投
写型表示装置の光学的な要部を平面的に示した概略構成
図である。本例の投写型表示装置１は、システム光軸Ｌ
（Ｚ軸方向）に沿って配置した光源部１０及び２次光源
像形成手段２０、変調手段としての液晶装置部４０、投
写光学系を成す投写レンズ５０から大略構成されてい
る。光源部１０から出射されたランダムな偏光光束は、
２次光源像形成手段２０により偏光方向がほぼ揃った一
種類の偏光光束に変換され、液晶装置部４０を照明し、
投写レンズ５０を経て投写面であるスクリーン６０に至
るようになっている。尚、本例の液晶装置部には透過型
の液晶装置が使用されている。

【００３７】光源部１０は、光源ランプ１０１と、放物
面リフレクター１０２から大略構成されており、光源ラ
ンプから放射された光は、放物面リフレクター１０２に
よって一方向に反射され、略平行な光束となって２次光
源像形成手段２０に入射する。ここで、光源部１０の光
源光軸Ｒがシステム光軸Ｌに対して一定の距離Ｄ（光束
分割レンズの横幅の１／４に相当する）だけＸ方向に平
行シフトした状態となるように、光源部１０は配置され
ている。

【００３８】次に、２次光源像形成手段２０は、光束分
割手段としての第１の光学要素２００と、主に偏光発生
手段として機能する第２の光学要素３００から構成され
ている。

【００３９】第１の光学要素２００は、その外観を図２
に示す様に、ＸＹ平面上で矩形状の外形（開口形状）を
有する複数の光束分割レンズ２０１が直交マトリックス
状に配列して構成されている。また、光源部１０と第１
の光学要素２００との位置関係は、光源光軸Ｒが第１の
光学要素２００の中心に来るように設定されている。第
１の光学要素２００に入射した光は、光束分割レンズ２
０１により複数の中間光束２０２に分割され、同時に光
束分割レンズの集光作用により、システム光軸Ｌと垂直
な平面内（図１ではＸＹ平面）の中間光束が収束する位
置に光束分割レンズの数と同数の集光像（２次光源像）
２０３を形成する。この集光像は光束分割レンズを通し
て形成される光源像に他ならないため、以下では２次光
源像と呼ぶ。

【００４０】尚、光束分割レンズ２０１のＸＹ平面上に
おける外形形状は、液晶装置部４０を構成する液晶装置
４０１の被照明領域の形状と相似形をなすように設定さ
れている。本例では、ＸＹ平面上でＸ方向に長い横長の
有効画像形成領域（縦：横のアスペクト比は３：４）を
有する液晶装置を想定している。被照明領域とは、液晶
装置４０１上に光源像が投影されるべき領域であり、通
常、液晶装置の有効画像形成領域に対しマージンを持た
せるため、有効画像形成領域よりも若干大きめに設定さ
れている。この被照明領域の縦横比に合わせて光束分割
レンズの縦横比を設定すると、光束分割レンズにより形
成された個々の像をそれぞれ被照明領域と略同じ大きさ
で被照明領域上に重畳させることができる。従って、変
調手段の被照明領域の照度分布がさらに均一となり、さ
らに明るさムラの少ない投写画像を得ることが可能であ
る。本例では被照明領域の縦：横のアスペクト比を３：
４としているので、光束分割レンズ２０１の縦：横のア
スペクト比もほぼ３：４としている。従って、光束分割
レンズのＸ軸方向の配列ピッチとＹ軸方向の配列ピッチ
の比は１：３／４である。

【００４１】また、光束分割レンズの配列の仕方は、図
２に示したような直交マトリックス状に限定されない。
例えば、奇数行を構成する光束分割レンズの列びに対し
て、偶数行を構成する光束分割レンズの列びが相互にＸ
軸方向にずれた、いわゆるデルタ配置であってもよい。

【００４２】第１の光学要素を構成する光束分割レンズ
２０１の一部には偏心レンズが用いられており、光束分
割レンズによって形成される２次光源像の形成位置を調
整している。図３は、それぞれの光束分割レンズにおけ
るレンズ光軸の位置を示した図であり、図３では第３行
を構成する光束分割レンズのみが一般的な同心レンズ
（レンズ中心にレンズ光軸が設定されたレンズ）であ
り、その他の第１、２、４、５行を構成する光束分割レ
ンズは、全て、レンズ光軸２１０がＹ軸方向にシフトし
た偏心レンズである。但し、同一行を構成する一連の光
束分割レンズのレンズ特性は全て同じである。その結
果、一連の２次光源像は、図４（光源部１０側から２次
光源像形成手段２０を見た場合）に示すように、直交マ
トリックス状に配列して形成される。但し、２次光源像
のＸ軸方向の配列ピッチとＹ軸方向の配列ピッチの比は
１：１／２であり、第１の光学要素における光束分割レ
ンズのＸ軸方向とＹ軸方向との配列ピッチの比（１：３
／４）とは異なっている。これは、第１の光学要素を構
成する光束分割レンズの一部にレンズ光軸がＹ軸方向に
シフトした偏心レンズを用いているためであり、その結
果、２次光源像のＹ軸方向における配列ピッチのみが狭
くなったためである。尚、第１の光学要素を構成する光
束分割レンズの数あるいはその配列の仕方によっては、
全ての光束分割レンズが偏心レンズとなる場合もある。
さらに、本例の第１の光学要素２００に代えて、同心レ
ンズのみを用いて構成した第１の光学要素と一方向にの
み光を集光するシリンドリカルレンズを用いた構成とし
ても、２次光源像のＹ軸方向における配列ピッチのみを
調節することは可能である。

【００４３】第２の光学要素３００は、集光レンズアレ
イ３１０、遮光板３７０、偏光分離ユニットアレイ３２
０、選択位相差板３８０及び結合レンズ３９０から大略
構成される複合体であり、第１の光学要素２００による
２次光源像２０３が形成される位置の近傍の、システム
光軸Ｌに対して垂直な平面内（図１ではＸＹ平面）に配
置される。この第２の光学要素３００は、中間光束２０
２のそれぞれをＰ偏光光束とＳ偏光光束とに空間的に分
離した後、一方の偏光光束の偏光方向と他方の偏光光束
の偏光方向とを揃え、偏光方向がほぼ揃ったそれぞれの
偏光光束を液晶装置４０１の有効画像形成領域に導くよ
うな機能を有している。

【００４４】集光レンズアレイ３１０は、第１の光学要
素２００とほぼ同様な構成となっており、即ち、第１の
光学要素２００を構成する光束分割レンズ２０１と同数
の集光レンズ３１１をマトリックス状に配列したもので
あり、それぞれの中間光束２０２を偏光分離ユニットア
レイ３２０の特定の場所に集光しながら導く機能を有し
ている。従って、第１の光学要素により形成された中間
光束の特性に合わせて、また、偏光分離ユニットアレイ
に入射する光はその主光線の傾きがシステム光軸Ｌと平
行であることが理想的である点を考慮して、各集光レン
ズのレンズ特性は各々最適化されている。従って、本例
の集光レンズアレイはその一部に偏心レンズを用いて構
成されている。ここで、集光レンズアレイは遮光板３７
０や偏光分離ユニットアレイから離れた位置（第１の光
学要素に近い側）に配置してもよい。また、２次光源像
形成手段２０自体の構成や、光源部１０から出射される
光の特性によっては、集光レンズアレイを省略すること
もできる。特に、第１の光学要素に入射する光束の平行
性が極めて良い場合には、第２の光学要素から集光レン
ズアレイを省略した構成としても良い。

【００４５】遮光板３７０はその外観を図５に示すよう
に、図中斜線で示す複数の遮光面３７１と複数の開口面
３７２とが規則的に配列するように構成されたものであ
り、遮光面３７１に入射した光束は遮られ、開口面３７
２に入射した光束は遮光板３７０をそのまま通過する。
すなわち、遮光板３７０は、遮光板上の位置に応じて透
過する光束を制御する機能を有している。また、遮光面
３７１と開口面３７２の位置は、２次光源像２０３が形
成される位置を後述する偏光分離ユニット３３０の偏光
分離面３３１上に限定するように設定されている。本例
では、遮光板３７０として、ガラス板等からなる平板状
の透明体にクロム膜やアルミニウム膜等からなる遮光性
の膜を部分的に形成したものを用いているが、、例えば
アルミニウム板のような遮光性の平板に開口部を設けた
ものを使用しても良い。また、本例のように遮光性の膜
を利用して遮光面３７１を形成する場合には、遮光性の
膜を集光レンズアレイ３１０や後述する偏光分離ユニッ
トアレイ３２０上に直接形成しても同様の機能を発揮さ
せることができ、この場合には部品点数が増加しないと
いう利点がある。尚、平行性がよい光束を出射する光源
を用いた場合には、遮光板を省略することができる。

【００４６】次に、偏光分離ユニットアレイ３２０は、
その外観を図６に示すように、複数の偏光分離ユニット
３３０がマトリックス状に配列した構成をなしている。
偏光分離ユニットの配列の仕方は、第１の光学要素２０
０を構成する光束分割レンズ２０１のレンズ特性及びそ
れらの配列の仕方に対応している。すなわち、本例にお
いては、光束分割レンズを直交マトリックス状に配列す
ると共に、光束分割レンズの一部に偏心レンズを用いて
第１の光学要素を構成し、特に、２次光源像のＹ軸方向
における配列ピッチを狭くしているため、２次光源像の
配列ピッチに対応する大きさの偏光分離ユニットを用い
て、それらを全て同じ向きに直交マトリックス状に配列
することによって、偏光分離ユニットアレイを構成して
いる。よって、偏光分離ユニットのＸＹ平面上における
縦：横のアスペクト比は１：２となっている。

【００４７】尚、Ｙ軸方向に列ぶ同一列の偏光分離ユニ
ットが全て同じ偏光分離ユニットである場合には、Ｙ軸
方向に細長い偏光分離ユニットをＸ軸方向に配列して構
成した偏光分離ユニットアレイを用いた方が、偏光分離
ユニット間の界面における光損失を低減できると共に偏
光分離ユニットアレイの製造コストを低減できるという
点で有利である。さらに、Ｘ軸方向に列ぶ偏光分離ユニ
ット間の界面を無くすことも可能であり、この場合にも
偏光分離ユニット間の界面における光損失を低減できる
とともに、偏光分離ユニットアレイの製造コストを低減
することができる。

【００４８】偏光分離ユニット３３０はその外観を図７
に示す様に、内部に偏光分離面３３１と反射面３３２を
備えた四角柱状の構造体であり、偏光分離ユニットに入
射する中間光束のそれぞれをＰ偏光光束とＳ偏光光束と
に空間的に分離する機能を有している。偏光分離ユニッ
トのＸＹ平面上における縦：横のアスペクト比は１：２
となっていることから、偏光分離面３３１と反射面３３
２とは横方向（Ｘ軸方向）に並ぶように配置されてい
る。ここで、偏光分離面３３１と反射面３３２とは、偏
光分離面がシステム光軸Ｌに対して約４５度の傾きをな
し、且つ、反射面が偏光分離面と平行な状態をなし、さ
らに、偏光分離面がＸＹ平面上に投影する断面積（後述
するＰ出射面３３３の面積に等しい）と反射面がＸＹ平
面上に投影する断面積（後述するＳ出射面３３４の面積
に等しい）とが等しくなるように配置されている。従っ
て、本例では、偏光分離面３３１が存在する領域のＸＹ
平面上での横幅Ｗｐと反射面３３２が存在する領域のＸ
Ｙ平面上での横幅Ｗｍとは等しく、且つ、それぞれが偏
光分離ユニットのＸＹ平面上での横幅Ｗの半分になるよ
うに設定されている。尚、一般的に、偏光分離面は誘電
体多層膜で、また、反射面は誘電体多層膜或いはアルミ
ニウム膜で形成することができる。

【００４９】偏光分離ユニット３３０に入射した光は、
偏光分離面３３１において、進行方向を変えずに偏光分
離面を通過するＰ偏光光束３３５と、偏光分離面で反射
され隣接する反射面３３２の方向に進行方向を変えるＳ
偏光光束３３６とに分離される。Ｐ偏光光束３３５はそ
のままＰ出射面３３３を経て偏光分離ユニットから出射
され、Ｓ偏光光束３３６は再び反射面３３２で進行方向
を変え、Ｐ偏光光束３３５とほぼ平行な状態となって、
Ｓ出射面３３４を経て偏光分離ユニットから出射され
る。従って、偏光分離ユニットに入射したランダムな偏
光光束は偏光分離ユニットにより偏光方向が異なるＰ偏
光光束とＳ偏光光束の二種類の偏光光束に分離され、偏
光分離ユニットの異なる場所（Ｐ出射面とＳ出射面）か
らほぼ同じ方向に向けて出射される。

【００５０】以上のように、偏光分離ユニットを光束が
通過することによって、光束の数は２倍に増加すること
から、偏光分離ユニット内に形成された２次光源像の数
も、偏光分離ユニットの出射面の側から見れば、同様に
２倍に増加して見える。すなわち、図８に示すように、
偏光分離ユニットアレイ内では１つの偏光分離ユニット
の中に、Ｐ偏光光束による２次光源像２０４（向かって
右側）とＳ偏光光束による２次光源像２０５（向かって
左側）の２つの２次光源像が横方向（Ｘ軸方向）に対に
なって並ぶ状態で形成されている。この２次光源像の形
成状態を先に図４に示した場合と比較すると、Ｘ軸方向
に２次光源像が増えたことによって、Ｘ軸方向に列ぶ２
次光源像の配列ピッチは実質的にＵ／２に狭くなってお
り、２次光源像のＸ軸方向の配列ピッチとＹ軸方向の配
列ピッチの比は１：１となっていることが判る。つま
り、Ｘ軸方向に列ぶ２次光源像の配列ピッチとＹ軸方向
に列ぶ２次光源像の配列ピッチとは共にＵ／２で等し
く、全ての２次光源像は直交マトリックス状に配置され
ている。ここで重要なことは、この２次光源像の配列の
仕方は後述する液晶装置の画素開口部の配列の仕方と完
全に対応しているという点である。

【００５１】偏光分離ユニットは上記の様な機能を有す
ることから、偏光分離ユニットの偏光分離面が存在する
領域に中間光束を導く必要があり、そのため、偏光分離
ユニット内の偏光分離面の中央部に中間光束が入射する
ように、言い換えれば２次光源像が形成されるように、
それぞれの偏光分離ユニットとそれぞれの集光レンズの
位置関係や集光レンズのレンズ特性は設定されている。
特に、本例の場合には、それぞれの偏光分離ユニット内
の偏光分離面の中央部にそれぞれの集光レンズの中心軸
が来るように配置するため、集光レンズアレイ３１０
は、偏光分離ユニットの横幅Ｗの１／４に相当する距離
だけ、偏光分離ユニットアレイ３２０に対してＸ方向に
ずらした状態で配置されている。

【００５２】再び、図１に基づいて説明する。

【００５３】遮光板３７０は偏光分離ユニットアレイ３
２０と集光レンズアレイ３１０との間にあって、遮光板
３７０のそれぞれの開口面３７２の中心とそれぞれの偏
光分離ユニット３３０の偏光分離面３３１の中心がほぼ
一致するように配置され、また、開口面３７２の開口横
幅（Ｘ方向の開口幅）は偏光分離ユニット３３０の横幅
Ｗの約半分の大きさに設定されている。その結果、偏光
分離面を経ずして反射面に直接入射する中間光束は、予
め遮光板の遮光面で遮られるためほとんど存在せず、遮
光板の開口面を通過した光束はそのほとんど全てが偏光
分離面にのみ入射することになる。従って、遮光板の設
置によって、偏光分離ユニットにおいて、直接反射面に
入射し、反射面を経て隣接する偏光分離面に入射する光
束はほとんど存在しないことになる。一般に、光源から
出射される光束の平行性の程度に応じて、形成される２
次光源像の大きさは変化する。そのため、平行性がよい
光束を発する光源を用いた場合には形成される２次光源
像は小さくなるため、偏光分離ユニットの反射面に直接
入射する光束はほとんど存在しないが、平行性が悪い光
束を発する光源を用いた場合には２次光源像は大きくな
るため、偏光分離ユニットの反射面に直接入射する光束
が多く存在し、これらの光束は液晶装置４０１に併設さ
れている偏光板（図示せず）で吸収され、偏光板の温度
上昇を招くこととなる。従って、平行性が悪い光束を発
する光源を用いた場合には、遮光板を設置することで、
偏光板の温度上昇を防止することができる。

【００５４】偏光分離ユニットアレイ３２０の出射面の
側には、λ／２位相差板３８１が規則的に配置された選
択位相差板３８０が設置されている。即ち、偏光分離ユ
ニットアレイ３２０を構成する偏光分離ユニット３３０
のＰ出射面３３３の部分にのみλ／２位相差板３８１が
配置され、Ｓ出射面３３４の部分にはλ／２位相差板３
８１は設置されていない（図７を参照）。この様なλ／
２位相差板の配置状態により、偏光分離ユニットから出
射されたＰ偏光光束は、λ／２位相差板を通過する際に
偏光方向の回転作用を受けＳ偏光光束へと変換される。
一方、Ｓ出射面から出射されたＳ偏光光束はλ／２位相
差板を通過しないので、偏光方向は変化せず、Ｓ偏光光
束のまま選択位相差板を通過する。以上をまとめると、
偏光分離ユニットアレイ３２０と選択位相差板３８０に
より、偏光方向がランダムな中間光束は一種類の偏光光
束（この場合はＳ偏光光束）に変換されたことになる。

【００５５】選択位相差板３８０の出射面の側には、結
合レンズ３９０が配置されており、選択位相差板により
Ｓ偏光光束に揃えられた光束は、結合レンズにより液晶
装置４０１の有効画像形成領域へと導かれ、その有効画
像形成領域上で重畳結合される。ここで、結合レンズ３
９０は１つのレンズ体である必要はなく、第１の光学要
素２００のように、複数のレンズの集合体であってもよ
い。また、前述した集光レンズ３１１及び光束分割レン
ズ２０１のレンズ特性やその配置状態、あるいは、偏光
分離ユニット３３０の偏光分離面や反射面の設置角度に
よっては、結合レンズを省略することも可能である。

【００５６】第２の光学要素３００の機能をまとめる
と、第１の光学要素２００により分割された中間光束２
０２（つまり、光束分割レンズ２０１により切り出され
た開口面）は、第２の光学要素３００により液晶装置４
０１の有効画像形成領域上で重畳結合される。これと同
時に、途中の偏光分離ユニットアレイ３２０により、ラ
ンダムな偏光光束である中間光束は偏光方向が異なる二
種類の偏光光束に空間的に分離され、選択位相差板３８
０を通過する際にほぼ一種類の偏光光束に変換される。
ここで、偏光分離ユニットアレイ３２０の入射側には遮
光板３７０が配置され、偏光分離ユニット３３０の偏光
分離面３３１にだけ中間光束が入射する構成となってい
るため、反射面３３２を経て偏光分離面３３１に入射す
る中間光束はほとんどなく、偏光分離ユニットアレイ３
２０から出射される偏光光束の種類はほぼ一種類に限定
される。従って、液晶装置４０１の有効画像形成領域は
殆ど一種類の偏光光束でほぼ均一に照明されることにな
る。

【００５７】液晶装置部４０は、液晶装置４０１、液晶
装置の入射側（光源側）に配置された平行化レンズ４０
５、液晶装置の出射側（投写レンズ側）に配置された出
射側集光レンズ４０６、液晶装置４０１の入射側（光源
側）に配置されたマイクロレンズアレイ板４０２から大
略構成されている。

【００５８】図９は、液晶装置４０１及びマイクロレン
ズアレイ板４０２の断面構造を示したものである。液晶
装置４０１は、図示しない電極が形成された液晶基板４
７１と、遮光層４７３及び図示しない電極が形成された
対向基板４７５との間に液晶層４７２が挟まれた構成と
なっている。また、マイクロレンズアレイ板４０２は、
マイクロレンズ基板４７６上に、画素開口部４７４と１
対１で対応するようにマイクロレンズ４０３が形成され
た構成となっている。ここで、液晶装置４０１における
画素の配列の仕方は直交マトリックス状であり、画素の
Ｘ軸方向の配列ピッチとＹ方向の配列ピッチとは等し
く、画素開口部４７４の形状もほぼ正方形状である。従
って、画素開口部４７４及びマイクロレンズ４０３の配
列の仕方も、Ｘ軸方向とＹ軸方向の配列ピッチが等しい
直交マトリックス状である。ここで、偏光分離ユニット
アレイ内に形成される２次光源像は、直交マトリックス
状に配置され、且つ、Ｘ軸方向の配列ピッチとＹ軸方向
の配列ピッチとは等しいことを考慮すると、結局、偏光
分離ユニットアレイ３２０により形成される２種類の２
次光源像２０４、２０５と液晶装置４０１の画素開口部
４７４の配列状態は、完全な相似関係になっていること
が判る。尚、マイクロレンズ４０３を対向基板４７５上
に直接形成し、マイクロレンズ基板４７６を省略した構
成としてもよい。また、マイクロレンズは、図９に示し
たような曲面形状により集光力を得るタイプのものの他
に、屈折率分布を形成することにより集光力を得るタイ
プ（屈折率分布型）のものも使用でき、特に後者の場合
には、マイクロレンズアレイ板の表面を平板状とするこ
とができるため、マイクロレンズアレイ板と対向基板と
を光学的に一体化でき界面における光損失を低減できる
という点で有効である。

【００５９】上記のように構成された液晶装置部４０に
入射した照明光束は、平行化レンズ４０５で発散角を抑
えられ（一つの光束分割レンズによって形成された光束
に着目すると、平行化レンズによってほぼ平行な光束と
なる。）、液晶装置４０１に設置されたマイクロレンズ
アレイ板４０２に入射し、それぞれのマイクロレンズ４
０３で集光されて、画素開口部４７４に集光像４７０を
形成する。この集光像４７０は２次光源像の投影像に他
ならないため、以下では３次光源像と呼ぶ。マイクロレ
ンズは画素開口部と１対１で対応するように形成されて
いるが、本例においては、図９に示すように、１つのマ
イクロレンズによって複数の３次光源像４７０が、対応
する複数の画素開口部４７４内に形成される。逆に見れ
ば、一つの画素開口部内に形成される３次光源像４７０
は複数のマイクロレンズ４０３によって形成された光源
像である。これは、複数のマイクロレンズ４０３を一体
化しても同じように３次光源像を画素開口部４７４内に
形成することが可能であることを意味し、従って、マイ
クロレンズ４０３を画素開口部４７４に対して１対１で
対応するように形成する必要はない。すなわち、マイク
ロレンズ４０３の数は、必ずしも液晶装置の画素数と同
じにする必要はなく、画素数の整数分の１であってもよ
い。画素数の整数分の１の数のマイクロレンズ４０３が
形成されたマイクロレンズアレイ板４０２を用いれば、
２次光源像がデルタ状に配列していても、マイクロレン
ズ４０３の配列を変化させることなく対応することがで
きる。

【００６０】マイクロレンズアレイ板４０２の機能をま
とめると、偏光分離ユニットアレイ３２０により形成さ
れた２種類の２次光源像２０４、２０５は、マイクロレ
ンズ基板４７６上に形成されたそれぞれのマイクロレン
ズ４０３によって液晶装置４０１の画素開口部４７４に
３次光源像４７０として結像されたことになる。先に説
明したように、偏光分離ユニットアレイ３２０内に形成
された２次光源像の配列の仕方は、液晶装置４０１の画
素開口部４７４の配列の仕方と同じであるため、全ての
２次光源像２０４、２０５は３次光源像４７０となって
画素開口部４７４を通過する。従って、液晶装置４０１
に入射した照明光束の大部分が、遮光層４７３で遮られ
ることなく液晶装置４０１を通過することができるた
め、液晶装置４０１における光利用効率は非常に高くな
る。

【００６１】再び、図１に基づいて説明する。液晶装置
部４０では、液晶装置４０１を通過する光束に対して、
外部からの表示情報を含ませ光学像を形成する。ここで
形成された光学像は投写レンズ５０を経てスクリーン６
０上に投写表示される。液晶装置４０１の投写レンズ側
に配置された出射側集光レンズ４３０は、液晶装置４０
１を通過した光束を投写レンズに効果的に導くために配
置されたものであり、投写レンズの特性によっては省略
することができる。しかし、先に述べたマイクロレンズ
４０３の集光作用により、液晶装置４０１を出射する光
束は発散光束となっているため、液晶装置４０１に隣接
させて出射側集光レンズ４０６を配置し、それらの発散
光束を集光して投写レンズ５０に導けば、投写レンズ５
０における光利用効率を向上できるという点で効果があ
る。

【００６２】このように構成した投写型表示装置１で
は、一種類の偏光光束を変調するタイプの液晶装置が用
いられている。従って、従来の照明装置を用いてランダ
ムな偏光光束を液晶装置に導くと、ランダムな偏光光束
のうちの約半分の光は、偏光板（図示せず）で吸収され
て熱に変わってしまうので、光利用効率が悪いと共に、
偏光板の発熱を抑える大型で騒音の大きな冷却装置が必
要であるという問題点があった。また、液晶装置におい
ても、遮光層の占める画素あたりの面積割合が画素密度
の向上に従い増加するので、遮光層において照明光束が
遮られる度合いが大きくなるため、光利用効率が悪いと
共に、やはり液晶装置の発熱を抑える大型で騒音の大き
な冷却装置が必要であるという問題点があった。しか
し、本例の投写型表示装置１では、かかる問題点が大幅
に改善されている。

【００６３】すなわち、本例の投写型表示装置１によれ
ば、光源部１０から出射されたランダムな偏光光束を、
第１の光学要素２００と第２の光学要素３００により構
成される２次光源像形成手段２０により、ほぼ一種類の
偏光光束に変換すると共に、その偏光方向の揃った光束
により液晶装置４０１の有効画像形成領域を均一に照明
でき、明るさムラのない投写画像を得られる効果を有す
る。また、偏光光束の発生過程においては光損失を殆ど
伴わないため、光源部から出射される光の殆どすべてを
液晶装置４０１の有効画像形成領域へと導くことがで
き、さらに、液晶装置４０１に設置されているマイクロ
レンズアレイ板４０２により、液晶装置４０１に入射し
た光の多くを液晶装置の遮光層で遮られることなく画素
開口部を通過させることができるため、従って、光利用
効率が極めて高く、明るい投写画像を得られる効果を有
する。

【００６４】また、液晶装置のように偏光光束を用いて
表示を行う変調手段を用いて投写型表示装置を構成した
場合には、液晶装置４０１に設置されている偏光板にお
ける光吸収量を非常に少なくできるため、偏光板及び変
調手段の発熱を抑えるのに必要な冷却装置を大幅に小型
化することができる。特に、第２の光学要素３００の内
部には遮光板３７０を配置しているため、液晶装置を照
明する照明光の中に、液晶装置での表示に不要な他の偏
光光束が混入することがほとんどない。それ故、液晶装
置の光の入射する側に配置された偏光板における光吸収
量は極めて少なく、光吸収による発熱量も極めて少なく
なることから、偏光板や液晶装置の温度上昇を抑制する
ための冷却装置を一層小型化することができる。

【００６５】以上のことから、非常に光出力の大きな光
源ランプを用いて、非常に明るい投写画像を表示可能な
投写型表示装置を実現しようとした場合にも、小型の冷
却装置で対応可能であり、よって冷却装置の騒音を低く
することもでき、静かで高性能な投写型表示装置を実現
できる。

【００６６】さらに、横長の矩形形状である液晶装置４
０１の有効画像形成領域の形状に合わせて、第２の光学
要素３００においては、２種類の偏光光束を横方向（Ｘ
軸方向）に空間的に分離する形態としている。従って、
光量を無駄にすることがなく、横長の矩形形状をした液
晶装置を照明するのに都合がよい。

【００６７】一般に、偏光方向がランダムな光束をＰ偏
光光束とＳ偏光光束とに単純に分離すると、分離後の光
束全体の幅は２倍に拡がり、それに応じて光学系も大型
化してしまう。しかし、本発明の投写型表示装置では、
第１の光学要素により微小な複数の集光像を形成し、そ
れらの形成過程で生じた光の存在しない空間を上手く利
用し、その空間に偏光分離ユニットの反射面を配置する
ことにより、２つの偏光光束に分離することに起因して
生じる光束の横方向への幅の広がりを吸収しているの
で、光束全体の幅は広がらず、小型の光学系を実現して
いる。このことは、液晶装置を照明する際に、大きな角
度を伴って液晶装置に入射する光が殆どないことを意味
している。従って、Ｆナンバーの小さな極めて大口径の
投写レンズ系を用いなくても明るい投写画像を実現で
き、その結果、小型の投写型表示装置を実現できる。

【００６８】また、第２の光学要素３００において２種
類の偏光光束を横方向（Ｘ軸方向）に分離するのに伴
い、第１の光学要素２００のそれぞれの光束分割レンズ
２０１により形成された１つの２次光源像２０３から横
方向に列んだ２つの２次光源像２０３、２０５を形成す
ることができる。すなわち、第２の光学要素３００によ
り２次光源像２０３は２倍に増加するため、本例の投写
型表示装置１では、第２の光学要素３００によってＹ
軸方向の配列ピッチだけを２／３に縮めれば良く、Ｘ軸
方向の２次光源像の配列ピッチを１／２に縮める必要は
無い。従って、レンズの偏心度をそれ程高くする必要が
ないため、レンズの入射効率が落ちて明るさが減少した
り、球面収差が大きくなって像がひずんだりすることが
ない。

【００６９】（実施例１の変形例１）実施例１で用いた
マイクロレンズアレイ板は、ＸＹ平面における外形形状
が円形状である一般的なマイクロレンズを用いて構成さ
れていたが、それに代えて、６角形状のマイクロレンズ
によって構成されたマイクロレンズアレイ板を用いるこ
ともできる。図１０は、６角形状をなすマイクロレンズ
４０４とそのマイクロレンズ４０４によって形成される
３次光源像４７０、及び、液晶装置４０１の画素開口部
４７４の対応状態を示している。尚、本例においては、
光束分割レンズ２０１が４行×４列に配列して構成され
た第１の光学要素２００の使用を想定している。図から
判るように、本例においては、液晶装置４０１の４つの
画素に対して１つのマイクロレンズ４０４が対応する構
成となっており、１ヶ所のマイクロレンズ４０４によっ
て形成される３次光源像４７０の数は３２[セイコー1]
個となっている。

【００７０】この様な構成においても、第１の光学要素
２００を構成する光束分割レンズ２０１や第２の光学要
素３００を構成する偏光分離ユニットアレイ３２０及び
集光レンズアレイ３１０等のレンズ特性や配置状態を調
整し、形成される２次光源像の配列状態と画素開口部４
７４の配列状態とを相似関係になるようにすることによ
って、先の実施例１の場合と同様な効果を期待すること
ができる。

【００７１】加えて、６角形状のマイクロレンズ４０４
を用いてマイクロレンズアレイ板４０２を構成した場合
には、マイクロレンズ４０４間に隙間を生じることな
く、マイクロレンズ４０４が最密充填されたマイクロレ
ンズアレイ板を構成できるため、マイクロレンズアレイ
板４０２における光利用効率を一層向上させることがで
きる。

【００７２】さらに、液晶装置の中にはデルタ状に画素
が配置したものがあり、そのような液晶装置は、１つの
液晶装置の画素上に３色のカラーフィルターを搭載して
カラー画像を表示する単板方式の投写型表示装置に用い
られることが多いが、この様な液晶装置に対しては、マ
イクロレンズの配列状態と画素開口部の配列状態を一致
させ易いことから、本例の６角形状のマイクロレンズに
よって構成されたマイクロレンズアレイ板の使用が最適
である。

【００７３】（実施例１の変形例２）レンズの曲面形状
がトーリック形状であるマイクロレンズによって構成さ
れたマイクロレンズアレイ板４０２を用いることもでき
る。トーリック形状のレンズとは、レンズの曲率形状が
Ｘ軸方向とＹ軸方向とで異なる曲面形状を有するレンズ
のことである。この種のレンズを用いれば、マイクロレ
ンズによって形成される３次光源像４７４の配列状態を
Ｘ軸方向とＹ軸方向とで独立に変化させることができる
ため、第１の光学要素２００及び第２の光学要素３００
によって形成される２次光源像の配列状態を液晶装置４
０１の画素開口部４７４の配列状態と一致させる必要が
ない。例えば、２次光源像のＸ軸方向の配列ピッチとＹ
軸方向の配列ピッチの比が１：３／４、つまり、第１の
光学要素における光束分割レンズのＸ軸方向とＹ軸方向
との配列ピッチの比と等しい状態であってもよい。その
場合のは、第１の光学要素２００を全て同心レンズによ
って構成することができるため、第２の光学要素の集光
レンズアレイと第１の光学要素を同一のレンズアレイ体
で兼用することができるため、光学系の低コスト化を達
成することができる。

【００７４】（実施例２）実施例１に示した投写型表示
装置１を基本として、３枚の透過型の液晶装置を用いた
３板式の投写型表示装置を構成することもできる。

【００７５】図１１は、本例の投写型表示装置２の光学
系の要部を示した概略構成図であり、ＸＺ平面における
構成を示している。本例の投写型表示装置２は、実施例
１に示した投写型表示装置１を基本として、そこに、白
色光束を３色の色光に分離する色光分離手段、及び、３
色の色光を合成しカラー画像を形成する色光合成手段を
を加え、それぞれの色光を表示情報に基づいて変調し表
示画像を形成する透過型の液晶装置を３ヶ所に増やした
構成となっている。

【００７６】本例の投写型表示装置２は、ランダムな偏
光光束を一方向に出射する光源部１０を備え、この光源
部１０から出射されたランダムな偏光光束は、２次光源
像形成手段２０によりほぼ一種類の偏光光束（本例の場
合はＳ偏光光束）に変換される。

【００７７】この２次光源像形成手段２０から出射され
た光束は、まず、色光分離手段である青光緑光反射ダイ
クロイックミラー４６１において、赤色光が透過し、青
色光及び緑色光が反射する。赤色光は、反射ミラー４６
３で反射され、平行化レンズ４１７を経て赤光用液晶装
置４１１に達する。一方、青色光及び緑色光のうち、緑
色光は、やはり色光分離手段である緑光反射ダイクロイ
ックミラー４６２によって反射され、平行化レンズ４１
８を経て緑光用液晶装置４１２に達する。ここで、青色
光は各色光のうちで光路の長さが最も長いので、青色光
に対しては、入射レンズ４３１、リレーレンズ４３２、
及び出射レンズ４３３からなるリレーレンズ系で構成さ
れた導光手段４３０を設けてある。即ち、青色光は、緑
光反射ダイクロイックミラー４６２を透過した後に、ま
ず、入射レンズ４３１を経て反射ミラー４３５により反
射されてリレーレンズ４３２に導かれ、このリレーレン
ズに集束された後、反射ミラー４３６によって出射レン
ズ４３３に導かれ、しかる後に、平行化レンズ４１９を
経て青光用液晶装置４１３に達する。３ヶ所の液晶装置
４１１、４１２、４１３の光が入射する側に配置されて
いる平行化レンズ４１７、４１８、４１９は、実施例１
で説明したように、２次光源像形成手段２０からのそれ
ぞれの照明光束を平行化するために設置されている。
尚、青光用液晶装置４１３に併設されている平行化レン
ズ４１９と導光手段の出射レンズ４３３とを一体化した
レンズを用いてもよい。

【００７８】３ヶ所の液晶装置４１１、４１２、４１３
には、光が入射する側にマイクロレンズアレイ板４２
１、４２２、４２３がそれぞれ配置されており、２次光
源像形成手段２０内に形成された２次光源像は、それぞ
れの液晶装置の対応する画素開口部（図示せず）内に３
次光源像として伝達される。すなわち、それぞれの液晶
装置に入射した照明光束は、液晶装置４１１、４１２、
４１３の遮光層（図示せず）で遮られることなく、その
ほとんどが液晶装置４１１、４１２、４１３の画素開口
部（図示せず）を通過する。

【００７９】３ヶ所の液晶装置４１１、４１２、４１３
は、それぞれの色光を変調し、各色光に対応した画像情
報を含ませた後に、変調した色光を色光合成手段である
クロスダイクロイックプリズム４５０に入射する。クロ
スダイクロイックプリズム４５０には、赤光反射の誘電
体多層膜と青光反射の誘電体多層膜とが十字状に形成さ
れており、それぞれの変調光束を合成しカラー画像を形
成する。ここで形成されたカラー画像は、投写光学系で
ある投写レンズ５０によりスクリーン６０上に拡大投影
され、投写画像を形成することになる。

【００８０】このように構成した投写型表示装置２で
は、一種類の偏光光束を変調するタイプの液晶装置が用
いられている。従って、従来の照明装置を用いてランダ
ムな偏光光束を液晶装置に導くと、ランダムな偏光光束
のうちの約半分の光は、偏光板（図示せず）で吸収され
て熱に変わってしまうので、光の利用効率が悪いと共
に、偏光板の発熱を抑える大型で騒音の大きな冷却装置
が必要であるという問題点があった。また、液晶装置に
おいても、遮光層の占める画素あたりの面積割合が画素
密度の向上に従い増加するので、遮光層において照明光
束が遮られる度合いが大きくなるため、光利用効率が悪
いと共に、やはり液晶装置の発熱を抑える大型で騒音の
大きな冷却装置が必要であるという問題点があった。し
かし、本例の投写型表示装置２では、かかる問題点が大
幅に改善されている。

【００８１】即ち、本例の投写型表示装置２では、光源
部１０から出射されたランダムな偏光光束を、２次光源
像形成手段２０において、ほぼ一種類の偏光光束に変換
し、その偏光方向の揃った光束によって３ヶ所の液晶装
置４１１、４１２、４１３を照明するため、３ヶ所の液
晶装置に併設された偏光板における光吸収は非常に少な
い。また、それらの偏光光束は液晶装置の有効画像形成
領域上で重畳結合されるため、有効画像形成領域は均一
に照明される。さらに、偏光光束の発生過程においては
光損失を殆ど伴わないため、光源部から出射される光の
殆どすべてを３ヶ所の液晶装置へと導くことができ、さ
らにまた、３ヶ所の液晶装置に設置されているマイクロ
レンズアレイ板４２１、４２２、４２３により、液晶装
置に入射した光の多くを液晶装置の遮光層で遮られるこ
となく画素開口部を通過させることができる。従って、
光利用効率が極めて高く、明るく、明るさムラのない投
写画像を得ることができる。

【００８２】また、液晶装置に併設された偏光板におけ
る光吸収を極めて少なくできることから、光吸収による
発熱も抑えられ、偏光板や液晶装置の温度上昇を抑制す
るための冷却装置を大幅に小型化することができる。特
に、２次光源像形成手段２０には遮光板３７０を配置し
ているため、平行性の悪い光束を出射する光源を光源部
に用いた場合においても、光源部から出射される照明光
の中に液晶装置での表示に不要な他の偏光光束が混入す
ることがほとんどない。従って、平行性の悪い光束を出
射する光源を用いた場合でも、上記の優れた特徴を発揮
することができる。

【００８３】以上のことから、非常に光出力の大きな光
源ランプを用いて、非常に明るい投写画像を表示可能な
投写型表示装置を実現しようとした場合にも、小型の冷
却装置で対応可能であり、よって冷却装置の騒音を低く
することもでき、静かで高性能な投写型表示装置を実現
できる。

【００８４】さらに、第２の光学要素３００において
は、２種類の偏光光束を横方向（Ｘ方向）に空間的に分
離している。従って、光量を無駄にすることがなく、横
長の矩形形状をした液晶装置を照明するのに都合がよ
い。

【００８５】先の実施例１に関して説明したように、本
例の投写型表示装置２では、偏光変換光学要素を組み入
れているにもかかわらず、偏光分離ユニットアレイ３２
０を出射する光束の幅の広がりが抑えられている。この
ことは、液晶装置を照明する際に、大きな角度を伴って
液晶装置に入射する光が殆どないことを意味している。
従って、Ｆナンバーの小さな極めて大口径の投写レンズ
系を用いなくても明るい投写画像を実現でき、その結
果、小型の投写型表示装置を実現できる。

【００８６】また、第２の光学要素３００において２種
類の偏光光束を横方向（Ｘ軸方向）に分離するのに伴
い、第１の光学要素２００のそれぞれの光束分割レンズ
２０１により形成された１つの２次光源像２０３から横
方向に列んだ２つの２次光源像２０３、２０５を形成す
ることができる。すなわち、第２の光学要素３００によ
り２次光源像２０３は２倍に増加するため、本例の投写
型表示装置１では、第２の光学要素３００によってＹ軸
方向の配列ピッチだけを２／３に縮めれば良く、Ｘ軸方
向の２次光源像の配列ピッチを１／２に縮める必要は無
い。従って、レンズの偏心度をそれ程高くする必要がな
いため、レンズの入射効率が落ちて明るさが減少した
り、球面収差が大きくなって像がひずんだりすることが
ない。また、本例では、色光合成手段として、クロス
ダイクロイックプリズム４５０を用いているので、装置
の小型化が可能である。また、液晶装置４１１、４１
２、４１３と投写レンズ系との間の光路の長さが短いの
で、比較的小さな口径の投写レンズ系を用いても、明る
い投写画像を実現できる。また、各色光は、３光路のう
ちの１光路のみ、その光路の長さが異なるが、本例では
光路の長さが最も長い青色光に対しては、入射レンズ４
３１、リレーレンズ４３２、及び出射レンズ４３３から
なるリレーレンズ系で構成した導光手段４３０を設けて
あるので、色ムラなどが生じない。

【００８７】尚、２枚のダイクロイックミラーを色光合
成手段として用いたミラー光学系により投写型表示装置
を構成することもできる。勿論、その場合においても本
例の偏光照明装置を組み込むことが可能であり、本例の
場合と同様に、光の利用効率に優れた明るい高品位の投
写画像を形成することができる。

【００８８】（実施例３）実施例１に示した投写型表示
装置１を基本として、３枚の反射型の液晶装置を用いた
３板式の投写型表示装置を構成することもできる。

【００８９】図１２は、本例の投写型表示装置３の光学
系の要部を示した概略構成図であり、ＸＺ平面における
構成を示している。本例の投写型表示装置３は、実施例
１に示した投写型表示装置１を基本として、そこに、偏
光方向に応じて光束の出射方向を変える偏光ビームスプ
リッタと、白色光束を３色の色光に分離する色光分離手
段、及び、３色の色光を合成しカラー画像を形成する色
光合成手段を加え、透過型の液晶装置に代えて反射型の
液晶装置を３つ用いた構成となっている。

【００９０】本例の投写型表示装置３は、ランダムな偏
光光束を一方向に出射する光源部１０を備え、この光源
部１０から出射されたランダムな偏光光束は、２次光源
像形成手段２０によりほぼ一種類の偏光光束（本例の場
合はＳ偏光光束）に変換される。

【００９１】この２次光源像形成手段２０から出射され
た光束は、偏光ビームスプリッタ４８０に入射し、偏光
分離面４８１で反射され進行方向を略９０度変えられ、
隣接するクロスダイクロイックプリズム４５０へ入射す
る。ここで、２次光源像形成手段２０から出射される光
束の大部分はＳ偏光光束であるが、僅かながらＳ偏光光
束とは偏光方向が異なる偏光光束（本例の場合はＰ偏光
光束）が混入している場合があり、その偏光方向が異な
る偏光光束（Ｐ偏光光束）は偏光分離面４８１をそのま
ま通過し、偏光ビームスプリッタ４８０から出射される
（このＰ偏光光束は液晶装置を照明する照明光とはなら
ない）。

【００９２】クロスダイクロイックプリズム４５０に入
射したＳ偏光光束は、クロスダイクロイックプリズム４
５０により波長に応じて赤色光、緑色光、及び青色光の
３つの光束に分離され、平行化レンズ４１７、４１８、
４１９を経て、それぞれ対応する反射型の赤色光用液晶
装置４１４、反射型の緑色光用液晶装置４１５、及び反
射型の青色光用液晶装置４１６に入射する。即ち、クロ
スダイクロイックプリズム４５０は、液晶装置を照明す
る照明光に対しては色光分離手段として機能している。
３ヶ所の液晶装置４１４、４１５、４１６には、光が入
射する側にマイクロレンズアレイ板４２１、４２２、４
２３がそれぞれ配置されており、照明光束はマイクロレ
ンズアレイ板上のマイクロレンズによって集光された状
態で画素開口部（図示せず）に入射する。

【００９３】ここで、本例で用いている液晶装置４１
４、４１５、４１６は反射型であるため、それぞれの液
晶装置においてそれぞれの色光を変調し、各色光に対応
した外部からの表示情報を含ませると同時に、それぞれ
の液晶装置から出射される光束の偏光方向を変化させ、
且つ、光束の進行方向を略反転させている。従って、そ
れぞれの液晶装置からの反射光は表示情報に応じて部分
的にＰ偏光状態となって出射される。それぞれの液晶装
置４１４、４１５、４１６から出射された変調光束（Ｐ
偏光光束が主体となる）は、再び、マイクロレンズアレ
イ板４２１、４２２、４２３と平行化レンズ４１７、４
１８、４１９を経て、クロスダイクロイックプリズム４
５０に入射し、一つの光学像に合成されて、隣接する偏
光ビームスプリッタ４８０に再度入射する。即ち、クロ
スダイクロイックプリズム４５０は液晶装置から出射さ
れる変調光束に対しては色光合成手段として機能してい
る。

【００９４】偏光ビームスプリッタ４８０に入射した光
束のうち、液晶装置４１４、４１５、４１６で変調され
た光束はＰ偏光光束となっているため、偏光ビームスプ
リッタ４８０の偏光分離面４８１をそのまま通過し、投
写レンズ５０を経てスクリーン６０上に画像を形成す
る。

【００９５】このように構成した投写型表示装置３にお
いても、先の投写型表示装置２の場合と同様に、一種類
の偏光光束を変調するタイプの液晶装置が用いられてい
る。従って、ランダムな偏光光束を照明光とする従来の
照明装置を用いた場合には、偏光ビームスプリッタ４８
０で分離され反射型の液晶装置に導かれる光束量は、ラ
ンダムな偏光光束のうちの約半分に減少してしまうの
で、光の利用効率が悪く明るい投写画像を得難いという
問題点があった。しかし、本例の投写型表示装置３で
は、かかる問題点が大幅に改善されている。

【００９６】即ち、本例の投写型表示装置３では、光源
部１０から出射されたランダムな偏光光束を、２次光源
像形成手段２０において、ほぼ一種類の偏光光束に変換
しているため、偏光ビームスプリッタ４８０に入射する
光束は、そのほとんど全てが照明光束として３ヶ所の反
射型の液晶装置４１４、４１５、４１６に導かれる。ま
た、それらの偏光光束は液晶装置の有効画像形成領域上
で重畳結合されるため、有効画像形成領域は均一に照明
される。さらに、偏光光束の発生過程においては光損失
を殆ど伴わないため、光源部から出射される光の殆どす
べてを３ヶ所の液晶装置へと導くことができ、さらにま
た、３ヶ所の液晶装置に設置されているマイクロレンズ
アレイ板４２１、４２２、４２３により、液晶装置に入
射した光の多くを液晶装置の遮光層（図示せず）で遮ら
れることなく画素開口部に導くことができる。従って、
光利用効率が極めて高く、明るく、明るさムラのない投
写画像を得ることができる。

【００９７】さらに、第２の光学要素３００において
は、２種類の偏光光束を横方向（Ｘ方向）に空間的に分
離している。従って、光量を無駄にすることがなく、横
長の矩形形状をした液晶装置を照明するのに都合がよ
い。

【００９８】先の実施例１に関して説明したように、本
例の投写型表示装置３では、偏光変換光学要素を組み入
れているにもかかわらず、偏光分離ユニットアレイ３２
０を出射する光束の幅の広がりが抑えられている。この
ことは、液晶装置を照明する際に、大きな角度を伴って
液晶装置に入射する光が殆どないことを意味している。
従って、Ｆナンバーの小さな極めて大口径の投写レンズ
系を用いなくても明るい投写画像を実現でき、その結
果、小型の投写型表示装置を実現できる。

【００９９】また、第２の光学要素３００において２種
類の偏光光束を横方向（Ｘ軸方向）に分離するのに伴
い、第１の光学要素２００のそれぞれの光束分割レンズ
２０１により形成された１つの２次光源像２０３から横
方向に列んだ２つの２次光源像２０３、２０５を形成す
ることができる。すなわち、第２の光学要素３００によ
り２次光源像２０３は２倍に増加するため、本例の投写
型表示装置１では、第２の光学要素３００によってＹ
軸方向の配列ピッチだけを２／３に縮めれば良く、Ｘ軸
方向の２次光源像の配列ピッチを１／２に縮める必要は
無い。従って、レンズの偏心度をそれ程高くする必要が
ないため、レンズの入射効率が落ちて明るさが減少した
り、球面収差が大きくなって像がひずんだりすることが
ない。

【０１００】一般に、反射型の液晶装置では、画素密度
を向上させた場合においても、透過型の液晶装置に比べ
て、ある程度高い開口率を確保し易い特徴がある。しか
し、反射型の液晶装置において、画素密度を非常に高く
し、画素自体を小さくした場合には、横電界効果による
隣接画素への影響が避けられないため、遮光層の割合を
増やし、画素開口部を小さくしなければならない。従っ
て、反射型の液晶装置を用いた場合においても、本発明
の光学的な構成は十分その優れた特徴を発揮することが
できる。

【０１０１】尚、本例では、色光分離手段及び色光合成
手段としてクロスダイクロイックプリズムを用いている
が、それに代えて２枚のダイクロイックミラーを用いる
ことによっても投写型表示装置を構成することができ
る。勿論、その場合においても本例の偏光照明装置を組
み込むことが可能であり、本例の場合と同様に、光の利
用効率に優れた明るく高品位の投写画像を形成すること
ができる。

【０１０２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
液晶装置等の変調手段の各画素開口部に入射する光束の
光量を大幅に増加させることができる。従って、変調手
段における光利用効率を大幅に向上でき、明るく、明る
さムラのない投写画像が得られる投写型表示装置を実現
できるという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１に係る投写型表示装置の光学
系を示す概略構成図である。

【図２】本発明の実施例１に係る第１の光学要素の斜視
図である。

【図３】第１の光学要素を構成する光束分割レンズのレ
ンズ光軸の位置を示す図である。

【図４】第１の光学要素によって形成された２次光源像
の配列状態を示す図である。

【図５】本発明の実施例１に係る遮光板の斜視図であ
る。

【図６】本発明の実施例１に係る偏光分離ユニットアレ
イの斜視図である。

【図７】本発明の実施例１に係る偏光分離ユニットの機
能を説明するための図である。

【図８】偏光分離ユニットアレイの内部に形成された２
次光源像を液晶装置側から見た場合の配列状態を示す図
である。

【図９】本発明の実施例１のマイクロレンズアレイ板を
設置した液晶装置の概略構造を示す断面図である。

【図１０】本発明の実施例１の変形例１において、液晶
装置部のマイクロレンズと３次光源像、及び画素開口部
の位置関係を説明するための図である。

【図１１】本発明の実施例２に係る投写型表示装置の光
学系を示す概略構成図である。

【図１２】本発明の実施例３に係る投写型表示装置の光
学系を示す概略構成図である。

【符号の説明】

１、２、３投写型表示装置１０光源部２０２次光源像形成手段４０液晶装置部５０投写レンズ６０スクリーン１０１光源ランプ１０２放物面リフレクター２００第１の光学要素２０１光束分割レンズ２０２中間光束２０３集光像（２次光源像）２０４Ｐ偏光光束による２次光源像２０５Ｓ偏光光束による２次光源像２１０レンズ光軸３００第２の光学要素３１０集光レンズアレイ３１１集光レンズ３２０偏光分離ユニットアレイ３３０偏光分離ユニット３３１偏光分離面３３２反射面３３３Ｐ出射面３３４Ｓ出射面３３５Ｐ偏光光束３３６Ｓ偏光光束３７０遮光板３７１遮光面３７２開口面３８０選択位相差板３８１ λ／２位相差板３９０結合レンズ４０１液晶装置４０２マイクロレンズアレイ板４０３、４０４マイクロレンズ４０５平行化レンズ４０６出射側集光レンズ４１１赤光用液晶装置（透過型）４１２緑光用液晶装置（透過型）４１３青光用液晶装置（透過型）４１４赤光用液晶装置（反射型）４１５緑光用液晶装置（反射型）４１６青光用液晶装置（反射型）４１７、４１８、４１９平行化レンズ４２１、４２２、４２３マイクロレンズアレイ板４３０導光手段４３１入射レンズ４３２リレーレンズ４３３出射レンズ４３５、４３６反射ミラー４５０クロスダイクロイックプリズム４６１青光緑光反射ダイクロイックミラー４６２緑光反射ダイクロイックミラー４６３反射ミラー４７０３次光源像４７１液晶基板４７２液晶層４７３遮光層４７４画素開口部４７５対向基板４７６マイクロレンズ基板４８０偏光ビームスプリッタ４８１偏光分離面

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光源と、前記光源から出射された光から
略同一平面上に複数の第１の２次光源像を形成する第１
の２次光源像形成手段と、略同一平面上に、前記第１の
２次光源像形成手段により形成された複数の第１の２次
光源像を２倍に増やした第２の２次光源像を形成する第
２の２次光源像形成手段と、略同一平面上に、前記第２
の２次光源像形成手段により形成された前記第２の２次
光源像から３次光源像を形成する３次光源像形成手段
と、前記３次光源像形成手段から出射された光を画素に
より変調する変調手段とを有し、前記３次光源像の縦方
向の配列ピッチと横方向の配列ピッチとの比が、前記画
素の縦方向の配列ピッチと横方向の配列ピッチとの比と
略同一となるように前記第１の２次光源像形成手段また
は３次光源像形成手段の光学特性が決定されていること
を特徴とする投写型表示装置。
【請求項２】請求項１において、前記第２の２次光源
像の縦方向の配列ピッチと横方向の配列ピッチとの比
が、前記画素の縦方向の配列ピッチと横方向の配列ピッ
チとの比と略同一となるように、前記第１の２次光源像
形成手段の光学特性が決定されていることを特徴とする
投写型表示装置。
【請求項３】請求項１において、前記第１の２次光源
像の縦の配列ピッチの２分の１と横の配列ピッチとの比
が、前記変調手段の前記画素の縦方向の配列ピッチと横
方向の配列のピッチとの比と略同一となるように、前記
第１の２次光源像形成手段の光学特性が決定されている
ことを特徴とする投写型表示装置。
【請求項４】請求項１から３のいずれかにおいて、前
記第１の２次光源像形成手段は、略同一平面上に配列さ
れた複数の矩形の光束分割レンズを備え、前記矩形の光
束分割レンズの縦横比が、前記変調手段の被照明領域の
縦横比と略同一であることを特徴とする投写型表示装
置。
【請求項５】請求項１から４のいずれかにおいて、前
記光源から出射された光を２以上の色光に分離する色分
離手段と、前記色光分離手段によって分離された各色光
をそれぞれ変調する複数の前記変調手段と、それぞれの
前記変調手段で変調された各色光を合成する色光合成手
段と、前記合成手段により合成された前記色光を投写す
る投写光学系とを有することを特徴とする投写型表示装
置。
【請求項６】光源と、前記光源からの入射光束を複数
の中間光束に分割して複数の光源像を形成する光束分割
手段と、前記複数の中間光束のそれぞれを２種類の偏光
方向を有する偏光光束に分離する偏光分離手段、及び、
前記偏光分離手段により分離された２種類の偏光光束の
偏光方向を揃える偏光変換手段を備えた偏光発生手段
と、前記偏光発生手段側にマイクロレンズが配置された
変調手段とを有し、前記変調手段は複数の画素を備え、
前記マイクロレンズにより形成される光源像の縦方向の
配列ピッチと横方向の配列ピッチとの比が、前記画素の
縦方向の配列ピッチと横方向の配列ピッチとの比と略同
一となるように、前記光束分割手段または前記マイクロ
レンズの光学特性が決定されていることを特徴とする投
写型表示装置。
【請求項７】請求項６において、前記偏光発生手段に
より形成される光源像の縦方向の配列ピッチと横方向の
配列ピッチとの比が、前記画素の縦方向の配列ピッチと
横方向の配列ピッチとの比と略同一となるように、前記
光束分割手段の光学特性が決定されていることを特徴と
する投写型表示装置。
【請求項８】請求項６において、前記光束分割手段に
よって形成される前記複数の光源像の縦の配列ピッチの
２分の１と横の配列ピッチとの比が、前記画素の縦の配
列ピッチと横の配列ピッチとの比と略同一となるよう
に、前記光束分割手段の光学特性が決定されていること
を特徴とする投写型表示装置。
【請求項９】請求項６から８のいずれかにおいて、前
記光束分割手段は略同一平面上に配列された複数の矩形
の光束分割レンズを備え、前記矩形の光束分割レンズの
縦横比が、前記変調手段の被照明領域の縦横比と略同一
であることを特徴とする投写型表示装置。
【請求項１０】請求項９において、前記光束分割レン
ズの一部、あるいは、全部が偏心レンズであることを特
徴とする投写型表示装置。
【請求項１１】請求項６から８のいずれかにおいて、
前記光束分割手段は、略同一平面上に配列された複数の
同心レンズからなる第１のレンズ板と、略同一平面上に
配列された複数のシリンドリカルレンズからなる第２の
レンズ板とからなることを特徴とする投写型表示装置。
【請求項１２】請求項６において、前記マイクロレン
ズの一部または全部がトーリック形状のレンズであるこ
とを特徴とする投写型表示装置。
【請求項１３】請求項６から１２のいずれかにおい
て、前記偏光分離手段は、前記複数の中間光束のそれぞ
れを２種類の偏光方向を有する偏光光束に分離する偏光
分離面、及び、前記偏光分離面と平行に形成され、前記
偏光分離面により分離された２種類の偏光光束のうち一
方を他方の偏光光束の出射方向と略同一方向に出射させ
る反射面を備えた偏光分離ユニットを複数有することを
特徴とする投写型表示装置。
【請求項１４】請求項６から１３のいずれかにおい
て、前記マイクロレンズは屈折率分布型のマイクロレン
ズによって構成されたことを特徴とする投写型表示装
置。
【請求項１５】請求項６から１４のいずれかにおい
て、前記マイクロレンズは最密充填されたマイクロレン
ズによって構成されたことを特徴とする投写型表示装
置。
【請求項１６】請求項６から１５のいずれかにおい
て、前記光源からの出射光を２以上の色光に分離する色
光分離手段と、前記色光分離手段によって分離された各
色光をそれぞれ変調する複数の前記変調手段と、それぞ
れの前記変調手段で変調された各色光を合成する色光合
成手段と、前記色合成手段により合成された各色光を投
射する投写光学系とを有することを特徴とする投写型表
示装置。