(57)【要約】【課題】光スキャナを備える画像表示装置を提供する。【解決手段】光を放出する照明光学系と、回転軸を中心に所定角度のシーソー運動を周期的に反復して照明光学系から入射する光を波長により異なる回折角度に回折及び反射させて光を分離する分光計と、分光計から分離された光を平行光に形成させるリレイレンズ系と、リレイレンズ系から入射する光から画像を形成する画像光学系、及び画像光学系にて反射された光をスクリーンに投射させる投射光学系を含む。光を波長により異なる角度に回折及び反射させパネルの走査ラインに一対一に対応させることにより１つのパネルだけで高輝度と高画質の完全な画像を表現できる。【選択図】　図３
2004029784.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を放出する照明光学系と、
回転軸を中心に所定角度のシーソー運動を周期的に反復して前記照明光学系から入射する光を波長により異なる回折角度に回折及び反射させて光を分離する分光計と、
前記分光計から分離された光を平行光に形成させるリレイレンズ系と、
前記リレイレンズ系から入射する光から画像を形成する画像光学系と、
前記画像光学系にて反射された光をスクリーンに投射させる投射光学系とを含むことを特徴とする画像表示装置。
【請求項２】
前記分光計は前記照明光学系から入射する光を波長により回折及び反射させる光スキャナであることを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項３】
前記分光計は垂直同期信号により順次駆動される複数の光スキャナアレイよりなることを特徴とする請求項２に記載の画像表示装置。
【請求項４】
前記光スキャナは前記照明光学系から入射する光を波長により回折及び反射させて光を分離するホログラム膜が表面に形成されたことを特徴とする請求項２あるいは３に記載の画像表示装置。
【請求項５】
前記ホログラム膜は反射型ホログラム膜であることを特徴とする請求項４に記載の画像表示装置。
【請求項６】
前記光スキャナは前記照明光学系から入射する光を波長により回折及び反射させて光を分離する回折格子膜が表面に形成されたことを特徴とする請求項２あるいは３に記載の画像表示装置。
【請求項７】
前記光スキャナは前記分光計が原位置に戻ってくる復帰時間の間光を放出しないことを特徴とする請求項４に記載の画像表示装置。
【請求項８】
前記照明光学系は前記分光計が原位置に戻ってくる復帰時間の間光を放出しないことを特徴とする請求項６に記載の画像表示装置。
【請求項９】
前記分光計の復帰時間は１周期の１／１０であることを特徴とする請求項７あるいは８に記載の画像表示装置。
【請求項１０】
前記分光計の復帰時間は１周期の１／２であることを特徴とする請求項４に記載の画像表示装置。
【請求項１１】
前記分光計の復帰時間は１周期の１／２であることを特徴とする請求項６に記載の画像表示装置。
【請求項１２】
前記照明光学系は、
赤色光、緑色光及び青色光を含んだ複数の色光を放出する複数の光源と、
前記光源の前方に位置し、前記色光を同軸に進めて白色光に形成するカラーフィルタと、
前記白色光を集束して前記分光計に進める集束レンズとを含むことを特徴とする請求項１あるいは２に記載の画像表示装置。
【請求項１３】
前記光源は発光ダイオードであることを特徴とする請求項１２に記載の画像表示装置。
【請求項１４】
前記光源はアークランプであることを特徴とする請求項１あるいは２に記載の画像表示装置。
【請求項１５】
前記リレイレンズ系は、
前記分光計にて反射された光を光軸と平行に進めるコリメーティングレンズと、
前記コリメーティングレンズを通過した光を前記画像光学系に一対一に対応すべく進めるフライレンズと、
前記フライレンズを通過した光を平行光に形成するフィールドレンズとを備えることを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
【請求項１６】
前記リレイレンズ系は、
前記分光計にて反射された光を光軸と平行に進めるコリメーティングレンズと、
前記コリメーティングレンズを通過した光を前記画像光学系に一対一に対応すべく進めるフライレンズと、
前記フライレンズを通過した光を平行光に形成するフィールドレンズとを備えることを特徴とする請求項２に記載の画像表示装置。
【請求項１７】
前記フライレンズは１つの光スキャナ当たり２つのレンズレットに対応すべく形成されることを特徴とする請求項１６に記載の画像表示装置。
【請求項１８】
前記画像光学系は、
前記リレイレンズ系を通過した光を変調して画像を形成するパネルと、
前記リレイレンズ系と前記パネルの光路間に位置して前記リレイレンズ系から入射する光を前記パネルに入射させ、前記パネルから反射された光を投射光学系に進める光路分割手段とを含むことを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は画像表示装置に係り、より詳細には電気的映像信号により映像を具現する１つのディスプレイディバイスを利用して３つのディスプレイディバイスを利用する３板式カラー画像表示装置のような光効率及び解像度を達成できる単板式カラー画像表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１は従来の単板式カラー画像表示装置の一例を示した図面であり、図２は図１のマイクロレンズアレイ及び液晶表示素子での光路を示した図面である。図面を参照すれば、従来の単板式カラー画像表示装置は、照明光学系と、互いに傾いて配列された３枚の二色ミラー４Ｒ，４Ｇ，４Ｂと、マイクロレンズアレイ１０と、液晶表示素子２０とを含んで構成される。
【０００３】
前記照明光学系は白色光源であるランプ１と、前記ランプ１の一側を覆い包むように設けられた球面鏡２と、前記ランプ１から出射されて直接的に入射される発散光及び前記球面鏡２にて反射されて入射される発散光を集束させて平行光に変えるコンデンサレンズ３よりなる。
【０００４】
前記照明光学系から出射された白色光は３枚の二色ミラー４Ｒ，４Ｇ，４Ｂにより赤色光Ｒ（Ｒｅｄ）、緑色光Ｇ（Ｇｒｅｅｎ）、青色光Ｂ（Ｂｌｕｅ）の三原色に分離される。二色ミラー４Ｒは前記照明光学系側から入射される白色光のうち赤色光Ｒは反射させて残りの色光は透過させる。二色ミラー４Ｇは二色ミラー４Ｒを透過した色光のうち緑色光Ｇを反射させて残りの色光、すなわち青色光Ｂを透過させる。二色ミラー４Ｂは青色光Ｂを反射させる。
【０００５】
前記３枚の二色ミラー４Ｒ，４Ｇ，４Ｂは互いにθほど傾いていて扇の骨組み形をなす。すなわち、二色ミラー４Ｇに対して二色ミラー４Ｒは−θ、二色ミラー４Ｂは＋θほど傾いて配されている。ここで、＋は反時計方向、−は時計方向を意味する。
【０００６】
従って、緑色光Ｇの主光線に対して赤色光Ｒの主光線は−θ、青色光Ｂの主光線は＋θほど傾いたものであり、マイクロレンズアレイ１０に入射する。
【０００７】
マイクロレンズアレイ１０は、マイクロレンズ要素１０ａをなす多数のシリンドリカルレンズが水平方向に配列されたものである。このマイクロレンズアレイ１０は相異なる傾きで入射される赤色光Ｒ、緑色光Ｇ、青色光Ｂを液晶表示素子２０の信号電極２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂ上にストライプ状に集束させる。
【０００８】
前記液晶表示素子２０は２枚の透明なガラス基板２４，２５間に液晶層２３がサンドイッチされた構造であり、液晶層２３両面には透明伝導膜２２と信号電極２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂとがマトリックス構造に形成されている。
【０００９】
上記の通りに構成された従来の単板式カラー画像表示装置にて、照明光学系から入射される白色光は３枚の二色ミラー４Ｒ，４Ｇ，４Ｂにより三原色に分離されて液晶表示素子２０の信号電極２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂに集束される。信号電極２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂは赤色光Ｒ、緑色光Ｇ、青色光Ｂの主光線の入射角差のために、水平方向に一定間隔で配列されるが、Ｒ，Ｇ，Ｂ信号電極２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂはサブ画素であり、Ｒ，Ｇ，Ｂ信号電極２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂが集まって１つの映像画素をなす。
【００１０】
上記の通りに単位マイクロレンズ１０ａにＲ，Ｇ，Ｂ三原色に該当する３つのサブ画素が対応し、この３つのサブ画素がフィールドレンズ５と投射レンズ６とによりスクリーン７に結像されれば、サブ画素３つがセットをなして１つの映像画素として見られるようになる。従って、視聴者は全体が映像画素で構成されたカラー画像を見る。
【００１１】
ところで、前記のような従来の単板式カラー画像表示装置は、３つのサブ画素が１つの映像画素をなすので、液晶表示素子の解像度が１／３に落ちる。従って、例えば特許文献１及び特許文献２に開示されているカラーホイールを使用した投射型単板式画像表示装置と比較し、同じ解像度を実現するためには液晶表示素子２０の物理的な解像度を３倍ほど大きくしなければならない。
【００１２】
従って、上記の通りに液晶表示素子２０の物理的解像度が３倍高まれば、開口率が悪くなるために光効率が下がり、量産収率が下がって製造コストが上昇する問題点がある。また、液晶表示素子２０を物理的解像度が３倍になるべく製造しなければならないために液晶表示素子２０が大きくなりがちであり、かように液晶表示素子２０を大きくするならば、コンデンサレンズ３やフィールドレンズ５または投射レンズ６を大きく構成しなければならないために製造コストが高くなる問題点がある。
【００１３】
【特許文献１】
米国特許第５，６３３，７５５号公報
【特許文献２】
米国特許第５，１５９，４８５号公報
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明がなそうとする技術的課題は、３板式カラー画像表示装置より低コストでありコンパクトな単板式カラー画像形成装置を具現すると共に、解像度と光効率とを高めて低コストであって高輝度高画質の投射型単板式カラー画像表示装置を提供することである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
前記技術的課題を達成するために本発明は、光を放出する照明光学系と、回転軸を中心に所定角度のシーソー運動を周期的に反復して前記照明光学系から入射する光を波長により異なる回折角度に回折及び反射させて光を分離する分光計と、前記分光計から分離された光を平行光に形成させるリレイレンズ系と、前記リレイレンズ系から入射する光から画像を形成する画像光学系と、前記画像光学系にて反射された光をスクリーンに投射させる投射光学系とを含むことを特徴とする画像表示装置を提供する。
【００１６】
ここで、前記分光計は前記照明光学系から入射する光を波長により回折及び反射させる光スキャナである。前記分光計は垂直同期信号により順次駆動される複数の光スキャナアレイよりなりうる。
【００１７】
前記光スキャナは前記照明光学系から入射する光を波長により回折及び反射させて光を分離するホログラム膜が表面に形成され、前記ホログラム膜は反射型ホログラム膜であることが望ましい。
【００１８】
前記光スキャナは前記照明光学系から入射する光を波長により回折及び反射させて光を分離する回折格子膜が表面に形成される。
【００１９】
前記光スキャナは前記分光計が原位置に戻ってくる復帰時間の間光を放出しないように駆動されうる。
【００２０】
前記分光計の復帰時間は１周期の１／１０であるか、１周期の１／２に設定されうる。
【００２１】
ここで、前記照明光学系は、赤色光、緑色光及び青色光を含んだ複数の色光を放出する複数の光源と、前記光源の前方に位置し、前記色光を同軸に進めて白色光に形成するカラーフィルタと、前記白色光を集束して前記分光計に進める集束レンズとを含む。
【００２２】
前記光源は発光ダイオード（ＬＥＤ）またはレーザダイオード（ＬＤ）やアークランプでありうる。
【００２３】
前記リレイレンズ系は、前記分光計にて反射された光を光軸と平行に進めるコリメーティングレンズと、前記コリメーティングレンズを通過した光を前記画像光学系に一対一に対応すべく進めるフライレンズと、前記フライレンズを通過した光を平行光に形成するフィールドレンズとを備えうる。
【００２４】
前記リレイレンズ系は、前記分光計にて反射された光を光軸と平行に進めるコリメーティングレンズと、前記コリメーティングレンズを通過した光を前記画像光学系に一対一に対応すべく進めるフライレンズと、前記フライレンズを通過した光を平行光に形成するフィールドレンズとを備える。
【００２５】
前記フライレンズは１つの光スキャナ当たり２つのレンズレットに対応すべく形成されることが望ましい。
【００２６】
ここで、前記画像光学系は、前記リレイレンズ系を通過した光を変調して画像を形成するパネルと、前記リレイレンズ系と前記パネルの光路間に位置して前記リレイレンズ系から入射する光を前記パネルに入射させ、前記パネルから反射された光を投射光学系に進める光路分割手段とを含む。
【００２７】
本発明は、照明光学系とリレイレンズ系間に波長により光を回折及び反射させる分光計を備えて白色光を各色光に分離して単一のパネルに一対一に対応させることにより完全なカラー画像を形成でき、低コストであって高輝度高画質の投射型単板式カラー画像表示を具現できる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例による単板式カラー画像表示装置を図面を参照して詳細に説明する。
図３は、本発明の第１実施例による単板式カラー画像表示装置を示した構成図である。
【００２９】
図３を参照すれば、本発明の第１実施例による単板式カラー画像表示装置は、光を放出する照明光学系３１と、回転軸を中心に一定角度に傾く回転運動を周期的に反復して照明光学系３１から入射する光を波長により異なる回折角度に回折及び反射させて光を分離する分光計３３と、分光計３３から分離された光を平行光に形成させるリレイレンズ系３５と、リレイレンズ系３５から入射する光を変調して画像を形成する画像光学系３７、及び画像光学系３７にて反射された光をスクリーン（図示せず）に投射させる投射光学系３９よりなる。
【００３０】
照明光学系３１は赤色光、緑色光及び青色光を含んだ複数の色光を放出する複数の光源３１−１と、光源３１−１の前方に位置し、前記色光を同軸に進めて白色光に形成するカラーフィルタ３１−２、及び前記白色光を集束して前記分光計に進める集束レンズ３１−３を含む。
【００３１】
光源３１−１は赤色光、緑色光及び青色光をそれぞれ出射する３つのＬＥＤまたはＬＤのような個別的発光素子３２ａ，３２ｂ，３２ｃよりなることが望ましい。
【００３２】
カラーフィルタ３１−２は相異なる光路に並んで入射する赤色光、緑色光及び青色光のうち２色光の光路をいずれか１光の光路に移動させて白色光に形成して同じ１光路に進める。カラーフィルタ３１−２以外に同じ機能を果たすダイクロイックＸまたはクロスプリズムまたはＴＩＲ（Ｔｏｔａｌ　Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎｌ　Ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ）プリズムなどが色分離合成系で使われうるが、本発明ではこれを通称してカラーフィルタ３１−２として使用する。
【００３３】
集束レンズ３１−３はカラーフィルタ３１−２から入射する白色光を分光計３３に集束させる。
【００３４】
分光計３３は前記集束レンズ３１−３から入射する光を波長により回折及び反射させるホログラム膜または回折格子膜が形成された表面を有する光スキャナ３４よりなる。光スキャナ３４は印加される垂直駆動信号により所定角度に傾く回転運動を周期的に反復して光を回折及び反射させて光を波長により分離させる。
【００３５】
図４は、本発明の実施例によるカラー画像表示装置に使われる光スキャナを図示する。
【００３６】
図４を参照すれば、光スキャナ３４は、基板４５と、基板４５の上面に設けられたステージ４１ａと、ステージ４１ａの両側に連結される１対の回転軸４２と、ステージ４１ａの底面に並んで配列される駆動コーム電極４３と、駆動コーム電極４３と交互して基板４５の上面に並んで配列される固定コーム電極４４とを備える。また、ステージ４１ａの上面にはホログラム膜４１が形成されるが、ホログラム膜４１の代わりに凹凸が形成された回折格子膜が形成される。
【００３７】
ステージ４１ａは駆動コーム電極４３と固定コーム電極４４間の静電気的引力（別名として、クーロン力）により左右回転軸４２を中心に所定角度φを最大傾斜角として有するシーソー運動を行う。すなわち、回転軸４２を中心に左側に位置する駆動コーム電極４３と固定コーム電極４４間に引力が作用すれば左に傾き、右側に位置する駆動コーム電極４３と固定コーム電極４４間に引力が作用すれば右に傾く。かようなシーソー運動を反復的に誘導するために左側と右側の駆動コーム電極４３と固定コーム電極４４間に反復的に電圧を印加して交代で静電気的引力を発生させる。
【００３８】
ここで、ステージ４１ａはほぼ８°から１０°間の最大傾斜角φであり、光スキャナ３４は６０Ｈｚの垂直走査速度で駆動されうる。
【００３９】
図５Ａは光スキャナに印加される垂直走査信号の一例を示したグラフであり、図５Ｂは図５Ａに示された垂直走査信号により光スキャナが垂直走査をする方式を説明した図面である。
【００４０】
図５Ａ及び図５Ｂを参照すれば、垂直走査信号が１周期Ｔの間光スキャナ３４に印加されれば、光スキャナ３４は０°から９°まで回転してシーソー運動をする。まず、垂直走査信号が図５Ａに示されたようにグラフの実線に沿って９／１０Ｔの間与えられれば、ステージ４１ａは、例えば左側（０°）から右側（９°）に傾いて図５Ｂに示されたように実線に沿って上段から下段に光をパネル３７に走査する。その後、垂直走査信号が図５Ａに示されたようにグラフの点線に沿って１／１０Ｔの復帰時間の間印加されれば、ステージ４１ａは右側（９°）から左側（０°）に図５Ｂに示されたように点線に沿って復帰するが、この復帰時間の間には照明光学系３１から光が印加されない。このように左側から右側に反復されるシーソー運動を通じて光スキャナ３４は映像を具現する。
【００４１】
しかし、かような光スキャナ３４のシーソー運動は復帰時間の間光がパネルに走査されずに効率的ではないので、図６Ａに示されたように復帰時間の間にも光が走査される駆動方式を採用することが望ましい。
【００４２】
図６Ａは光スキャナ３４に印加される垂直走査信号の他の例を示したグラフであり、図６Ｂは図６Ａに示されたような垂直走査信号が印加される場合に光スキャナ３４がパネルに光を走査する方式を示した図面である。
【００４３】
図６Ａを参照すれば、光スキャナ３４に垂直走査信号が図６Ａに示されたようにグラフの実線に沿って１／２周期の間印加されれば、ステージ４１ａは、例えば左側（０°）から右側（９°）に傾きつつ、図６Ｂに示されたように光をパネル３７の上部から下部に走査する。その後、光スキャナ３４に再び垂直走査信号が図６Ａに示されたようにグラフの実線に沿って１／２周期の間印加されれば、ステージ４１ａは右側（９°）から左側（０°）に傾きつつ、図６Ｂに示されたように光をパネル３７の下部から上部に走査する。かような光スキャナ３４の駆動方法は、図５Ａに示された方式で駆動される場合、浪費される復帰時間の間にも光が走査されて光スキャナ３４の駆動速度の限界をある程度克服できる長所がある。
【００４４】
本発明の実施例によるカラー画像形成装置では、光スキャナ３４が図５Ａ及び図６Ａに示された方式のように、駆動されつつ同時にステージ４１ａの上面に形成されたホログラム膜４１にて白色光が波長により異なる回折角度Δθに回折されることにより赤色、緑色、青色の各色光に分離されてパネル３７に水平に走査される。例えば、波長により５°ほどの回折角度Δθの差で回折されうる。
【００４５】
ホログラム膜４１は参照光と物体光とが干渉して記録されたホログラムに記録する時の前記参照光のような入射角を有する再生光を照射し、ホログラムにて回折及び反射させて物体を再生する反射型ホログラムに形成される。ホログラム膜４１に替えてアルミニウムまたは鉛のような金属膜に物理的な凹凸を直接的に形成した回折格子膜をステージ４１ａの上面に付着させることもできる。しかし、ステージ４１ａの上面に積層される分光器はこれに限定されずに各色光の波長により光を分離できればよい。
【００４６】
すなわち、本発明の実施例による画像形成装置は、光スキャナ３４の上面に分光器を設け、光変調器に使われるパネルに１つだけ備えても解像度と光効率とを向上させることができる。
【００４７】
照明光学系３１を出射した光は、分光計３３にて回折及び反射され、波長により光路が分離された後、リレイレンズ系３５に入射する。
【００４８】
また図３を参照すれば、リレイレンズ系３５は光スキャナ３４から異なる角度に反射された光の光路を光軸３８に対して平行に形成するコリメーティングレンズ３５−１と、コリメーティングレンズ３５−１を通過した各色光をパネル３７の全面に対して一対一に対応させる第１及び第２フライレンズ３５−２，３５−３と、第１及び第２フライレンズ３５−２，３５−３を通過した光を平行光に形成してパネル３７に進める第１及び第２フィールドレンズ３５−４，３５−５を含む。
【００４９】
ここで、第１及び第２フライレンズ３５−２，３５−３の上面には２つのレンズレット３０ａ，３０ｂが配列されるのが、このレンズレット３０ａ，３０ｂは１つの光スキャナ３４に２つずつ対応すべく設けられる。
【００５０】
コリメーティングレンズ３５−１は光スキャナ３４の中心と焦点距離ほど離隔されて位置し、所定角度に入射する各色光を光軸３８に対して平行に進める。
【００５１】
コリメーティングレンズ３５−１、第１及び第２フライレンズ３５−２，３５−３、第１及び第２フィールドレンズ３５−４，３５−５を順に通過した光は、画像光学系３７に入射して光変調されることにより画像を生成する。
【００５２】
示されたように、画像光学系３７はリレイレンズ系３５を通過した光を映像電気信号により変調して画像を形成するパネル３７−１と、リレイレンズ系３５とパネル３７−１の光路間に位置してリレイレンズ系３５から入射する光をパネル３７−１に入射させ、パネル３７−１から反射された光を投射光学系３６に進める光路分割手段３７−２とを備える。ここで、パネル３７−１にＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ　Ｄｅｖｉｃｅ）素子と光路分割手段３７−２にＴＩＲプリズムを備えたり、パネル３７−１にＬＣＯＳ（Ｌｉｑｕｉｄ　Ｃｒｙｓｔａｌ　Ｏｎ　Ｓｉｌｉｃｏｎ）と光路分割手段３７−２にＰＢＳ（Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ　Ｂｅａｍ　Ｓｐｌｉｔｔｅｒ）を備えうる。
【００５３】
投射光学系３９には投射レンズ３６が備わり、パネル３７−１にて反射されて光路分割手段３７−２を通じて出射する光をスクリーン（図示せず）に照射してパネル３７−１にて再現された画像を再現する。
【００５４】
再び画像が再現される経路を説明すれば、照明光学系３１から出射された光は分光計３３にて異なる回折角度に回折及び反射されて波長により光が分離され、分離された色光はリレイレンズ系３５を通過しつつ平行光に形成されて画像光学系３７に入射する。画像光学系３７は入射された各色光を変調して投射光学系３９に進め、投射光学系３９は生成された画像をスクリーン（図示せず）に照射して画像を拡大する。
【００５５】
図７は、本発明の第２実施例によるカラー画像表示装置を示した図面である。図７を参照すれば、本発明の第２実施例によるカラー画像表示装置は、白色光を出射する照明光学系５１と、前記白色光の発光面積に対応する面積をなすべく複数の光スキャナ５４ａ，５４ｂ，５４ｃ，５４ｄ，５４ｅがアレイに配列された分光計５３と、分光計５３にて回折及び反射されつつ分離された各色光を平行光に形成させるリレイレンズ系５５と、リレイレンズ系５５を通過した光を変調して画像を生成する画像光学系５７と、画像光学系５７から出射された光をスクリーンに投射して画像を具現する投射光学系５９とを備える。
【００５６】
照明光学系５１は白色光を出射するランプ型光源としてアークランプ５１−１を備える。アークランプ５１−１は中心部に位置する発光源５２ａの周辺にアーク型反射鏡５２ｂが覆い包んでいる形態で発光源５２ａから放出された光が直接平行光に出射したり、反射鏡５２ｂに反射されて平行光に放出されうるように形成される。アークランプ５１−１の前方には所定光学素子５１−２がさらに設けられて入射する光を均一な平行光に形成できる。所定光学素子５１−２はフライレンズアレイまたはコンデンサレンズなどになりうる。
【００５７】
分光計５３は印加される垂直同期信号により複数の光スキャナ５４ａ，５４ｂ，５４ｃ，５４ｄ，５４ｅが順次駆動されて所定角度のシーソー運動を反復して光を波長により分離する。光スキャナ５４ａ，５４ｂ，５４ｃ，５４ｄ，５４ｅの構造と各光スキャナ５４ａ，５４ｂ，５４ｃ，５４ｄ，５４ｅが垂直走査信号により駆動される方式とは本発明の第１実施例によるカラー画像表示装置での光スキャナ３４と同一なので、ここでは説明を省略する。ただし、本発明の第２実施例によるカラー画像表示装置では光スキャナがアレイで構成され、光スキャナ５４ａ，５４ｂ，５４ｃ，５４ｄ，５４ｅを駆動する垂直走査信号が順次印加される点で本発明の第１実施例によるカラー画像表示装置での光スキャナ３４の駆動方式と相異する。
【００５８】
リレイレンズ系５５はコリメーティングレンズ５５−１と、第１及び第２フライレンズ５５−２，５５−３、及び第１及び第２フィールドレンズ５５−４，５５−５よりなり、各レンズの機能は本発明の第１実施例によるリレイレンズ系３５と同一である。ただし、第１及び第２フライレンズ５５−４，５５−５に形成されるレンズレット５０が光スキャナ５４ａ，５４ｂ，５４ｃ，５４ｄ，５４ｅ一つ当たり２つずつ対応すべく形成されるので、ここでは５つの光スキャナ５４ａ，５４ｂ，５４ｃ，５４ｄ，５４ｅに対して１０のレンズレット５０ａが形成される点が相異する。第１及び第２フライレンズに形成されるレンズレットの数は光スキャナ数の２倍に配列されるので、さらに多くの数の光スキャナで光スキャナアレイを構成する場合、レンズレットの数はその２倍に形成できる。
【００５９】
画像光学系５７は入射光を変調して画像を生成するパネル５７と入射光と出射光とを分離させる光路分割手段５７−２とを備え、投射光学系５９は投射レンズよりなる。パネル５７と光路分割手段５７−２及び投射レンズ５６の機能は本発明の第１実施例によるカラー画像表示装置にて説明したのと同一である。
【００６０】
【発明の効果】
本発明の実施例による単板式カラー画像形成装置は、所定角度のシーソー運動を反復して入射光の波長により相異なる回折角度に回折及び反射させて光を分離する分光計を備え、１つのパネルだけで高輝度と高画質の画像を再現できる。従って、低コストで軽量のコンパクト化されたカラー画像形成装置を提供できる。
【００６１】
前記の説明にて多くの事項が具体的に記載されているが、それらは発明の範囲を限定するものと見るより、望ましい実施例の例示として解釈されるべきである。
【００６２】
例えば、本発明が属する技術分野にて当業者ならば、発明の技術的思想により多様な分光器を採用できるであろう。ゆえに、本発明の範囲は説明された実施例により定められるのではなく、特許請求範囲に記載された技術的思想により定められるべきである。
【００６３】
前述の如く、本発明にて提供される単板式カラー画像形成装置は所定角度のシーソー運動を反復する光スキャナの表面に光を分離させられるホログラム膜のような光分離膜を形成して白色光を各波長により異なる回折角に回折及び反射させパネルの水平走査ラインに対して一対一に対応させることにより、１つのパネルだけで高輝度と高画質の完全な画像を表現できる。従って、かような画像形成装置は低コストでコンパクトに製造できるという長所も有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の単板式カラー画像表示装置の一例を示した図面である。
【図２】図１のマイクロレンズアレイ及び液晶表示素子での光路を示した図面である。
【図３】本発明の実施例による画像表示装置を示した構成図である。
【図４】本発明の第１実施例による画像表示装置に備わる光スキャナを示した斜視図である。
【図５Ａ】本発明の実施例による光スキャナの第１駆動方式を示したグラフである。
【図５Ｂ】本発明の実施例による光スキャナの第１駆動方式による垂直走査を示した図面である。
【図６Ａ】本発明の実施例による光スキャナの第２駆動方式を示したグラフである。
【図６Ｂ】本発明の実施例による光スキャナの第２駆動方式による垂直走査を示した図面である。
【図７】本発明の第２実施例による画像表示装置を示した構成図である。
【符号の説明】
３０ａ，ｂ　レンズレット
３１　照明光学系
３１−１　光源
３１−２　カラーフィルタ
３１−３　集束レンズ
３２ａ，ｂ，ｃ　発光素子
３３　分光計
３４　光スキャナ
３５　リレイレンズ系
３５−１　コリメーティングレンズ
３５−２，３　第１及び第２フライレンズ
３５−４，５　第１及び第２フィールドレンズ
３６　投射レンズ
３７　画像光学系
３７−１　パネル
３７−２　光路分割手段
３８　光軸
３９　投射光学系
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７】
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