(57)【要約】【課題】  １画素における各色光を一致させ、表示された画像の画質を向上させることができる表示装置および投射型表示装置を提供する。【解決手段】  それぞれ異なる色光を出射する色表示領域３２ｒ、３２ｇ、３２ｂを一組備えた画素３２を配列して有し、色表示領域３２ｒ、３２ｇ、３２ｂが照明光を変調して色光を出射する光変調手段３１と、１つの画素３２から出射された一組の異なる色光を、所定の位置で、１つの画素の面積と略同じ面積の領域に合成するレンズ系４１と、を備えたことを特徴とする。【選択図】  図２
2005070438.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれ異なる色光を出射する色表示領域を一組備えた画素を配列して有し、
前記色表示領域が照明光を変調して色光を出射する光変調手段と、
前記１つの画素から出射された一組の異なる色光を、所定の位置で、前記１つの画素の面積と略同じ面積の領域に合成するレンズ系と、を備えたことを特徴とする表示装置。
【請求項２】
前記レンズ系が、前記色表示領域と略同一形状のマイクロレンズからなる第１マイクロレンズアレイと、前記第１マイクロレンズアレイと略同形状の第２マイクロレンズアレイと、前記画素と略同一形状のマイクロレンズからなる第３マイクロレンズアレイとを備え、
前記第１マイクロレンズアレイが、前記色表示領域から出射された色光を前記第２マイクロレンズアレイに集光し、
前記第２マイクロレンズアレイと前記第３マイクロレンズアレイとが前記一組の異なる色光を合成することを特徴とする請求項１記載の表示装置。
【請求項３】
前記画素内の前記各色表示領域が１列に並んで配列されている場合、
前記第３マイクロレンズアレイが、前記第１および第２マイクロレンズアレイの焦点距離に対して前記配列された色表示領域数倍の焦点距離を有することを特徴とする請求項２記載の表示装置。
【請求項４】
前記画素内の前記各色表示領域が一方の列および他方の列に同数ずつマトリクス状に配列されている場合、
前記第３マイクロレンズアレイが、前記第１および第２マイクロレンズアレイの焦点距離に対して前記一方の列または前記他方の列に配列された色表示領域数倍の焦点距離を有することを特徴とする請求項２記載の表示装置。
【請求項５】
前記色表示領域と略同一形状の第１および第２レンズ面を両面に有した第４マイクロレンズアレイと、前記画素と略同一形状のマイクロレンズからなる第３マイクロレンズアレイとを備え、
前記第１レンズ面が、前記色表示領域から出射された色光を前記第２レンズ面に集光し、
前記第２レンズ面と前記第３マイクロレンズアレイとが前記一組の異なる色光を合成することを特徴とする請求項１記載の表示装置。
【請求項６】
前記画素内の前記各色表示領域が１列に並んで配列されている場合、
前記第３マイクロレンズアレイが、前記第１および第２レンズ面の焦点距離に対して前記配列された色表示領域数倍の焦点距離を有することを特徴とする請求項５記載の表示装置。
【請求項７】
前記画素内の前記各色表示領域が一方の列および他方の列に同数ずつマトリクス状に配列されている場合、
前記第３マイクロレンズアレイが、前記第１および第２レンズ面の焦点距離に対して前記一方の列または前記他方の列に配列された色表示領域数倍の焦点距離を有することを特徴とする請求項５記載の表示装置。
【請求項８】
光源と、該光源からの照明光を変調する表示装置と、該表示装置によって変調された光を投射する投射手段とを備えた投射型表示装置であって、
前記表示装置が請求項１から７のいずれかに記載の表示装置であることを特徴とする投射型表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示装置および投射型表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶ライトバルブ等の光変調装置を用いて映像光を合成し、合成された映像光を投射レンズ等からなる投射光学系を通じてスクリーンに拡大投射する投射型表示装置が従来から知られている。この投射型表示装置には、液晶ライトバルブをＲＧＢの３原色に応じて３枚用いる３板式の投射型表示装置と、１枚しか用いない単板式の投射型表示装置とがある。
単板式の投射型表示装置の液晶ライトバルブには、複数の画素が配列されており、この画素の中には、ＲＧＢの３原色に応じた色光の出射領域がそれぞれ設けられている。単板式の投射型表示装置は、この出射領域から出射される色光を制御して画素の色を表現し、ひいてはカラー画像を形成して投射している（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特許第２６２２１８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上述したように、従来の投射型表示装置においては、画像を大きく拡大して投射する場合、画素も大きく拡大されるため、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）に対応した色光の出射領域が見えてしまう。特に文字表示に対してはＲＧＢに対応した色光の出射領域が顕著に見えてしまい、表示された画像の画質が低下するという問題があった。
【０００４】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、１画素における各色光を一致させ、表示された画像の画質を向上させることができる表示装置および投射型表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために、本発明の表示装置は、それぞれ異なる色光を出射する色表示領域を一組備えた画素を配列して有し、前記色表示領域が照明光を変調して色光を出射する光変調手段と、前記１つの画素から出射された一組の異なる色光を、所定の位置で、前記１つの画素の面積と略同じ面積の領域に合成するレンズ系と、を備えたことを特徴とする。
【０００６】
すなわち、本発明の表示装置は、１つの画素から出射された一組の異なる色光を、所定の位置で、１つの画素の面積と略同じ面積の領域に合成するレンズ系を備えるため、上記一組の異なる色光を一致させることができる。そのため、例えば表示画像を拡大投射され、画素も拡大表示されても、１つの画素から出射された一組の異なる色光が個々に見えることがないため、表示する画像の画質を向上させることができる。
【０００７】
上記の構成を実現するために、レンズ系が色表示領域と略同一形状のマイクロレンズからなる第１マイクロレンズアレイと、第１マイクロレンズアレイと略同形状の第２マイクロレンズアレイと、画素と略同一形状のマイクロレンズからなる第３マイクロレンズアレイとを備え、第１マイクロレンズアレイが、色表示領域から出射された色光を第２マイクロレンズアレイに集光し、第２マイクロレンズアレイと第３マイクロレンズアレイとが一組の異なる色光を合成することが望ましい。
この構成によれば、第１マイクロレンズアレイが、色表示領域から出射された色光を第２マイクロレンズアレイに集光し、第２マイクロレンズアレイと第３マイクロレンズアレイとが一組の異なる色光を合成している。そのため、上記一組の異なる色光をより確実に一致させることができ、１つの画素から出射された一組の異なる色光が個々に見えることがなくなり、表示する画像の画質を向上させることができる。
【０００８】
上記の構成を実現するために、より具体的には、画素内の各色表示領域が１列に並んで配列されている場合、第３マイクロレンズアレイが、第１および第２マイクロレンズアレイの焦点距離に対して配列された色表示領域数倍の焦点距離を有することが望ましい。
この構成によれば、第３マイクロレンズアレイが、第１および第２マイクロレンズアレイの焦点距離に対して配列された色表示領域数倍の焦点距離を有するため、第３マイクロレンズアレイの焦点位置に上記一組の異なる色光を一致させ、空間像を形成することができる。
【０００９】
上記の構成を実現するために、より具体的には、画素内の各色表示領域が一方の列および他方の列に同数ずつマトリクス状に配列されている場合、第３マイクロレンズアレイが、第１および第２マイクロレンズアレイの焦点距離に対して一方の列または他方の列に配列された色表示領域数倍の焦点距離を有することが望ましい。
この構成によれば、第３マイクロレンズアレイが、第１および第２マイクロレンズアレイの焦点距離に対して一方の列または他方の列に配列された色表示領域数倍の焦点距離を有するため、第３マイクロレンズアレイの焦点位置に上記一組の異なる色光を一致させ、空間像を形成することができる。
【００１０】
上記の構成を実現するために、色表示領域と略同一形状の第１および第２レンズ面を両面に有した第４のマイクロレンズアレイと、画素と略同一形状のマイクロレンズからなる第３マイクロレンズアレイとを備え、第１レンズ面が色表示領域から出射された色光を第２レンズ面に集光し、第２レンズ面と第３マイクロレンズアレイとが一組の異なる色光を合成することが望ましい。
この構成によれば、第１レンズ面が色表示領域から出射された色光を第２レンズ面に集光し、第２レンズ面と第３マイクロレンズアレイとが一組の異なる色光を合成している。そのため、上記一組の異なる色光をより確実に一致させることができ、１つの画素から出射された一組の異なる色光が個々に見えることがなくなり、表示する画像の画質を向上させることができる。
【００１１】
上記の構成を実現するために、より具体的には、画素内の各色表示領域が１列に並んで配列されている場合、第３マイクロレンズアレイが第１および第２レンズ面の焦点距離に対して配列された色表示領域数倍の焦点距離を有することが望ましい。
この構成によれば、第３マイクロレンズアレイが第１および第２レンズ面の焦点距離に対して配列された色表示領域数倍の焦点距離を有するため、第３マイクロレンズアレイの焦点位置に上記一組の異なる色光を一致させ、空間像を形成することができる。
【００１２】
上記の構成を実現するために、より具体的には、画素内の各色表示領域が一方の列および他方の列に同数ずつマトリクス状に配列されている場合、第３マイクロレンズアレイが、第１および第２レンズ面の焦点距離に対して前記一方の列または他方の列に配列された色表示領域数倍の焦点距離を有することが望ましい。
この構成によれば、第３マイクロレンズアレイが、第１および第２レンズ面の焦点距離に対して前記一方の列または他方の列に配列された色表示領域数倍の焦点距離を有するため、第３マイクロレンズアレイの焦点位置に上記一組の異なる色光を一致させ、空間像を形成することができる。
【００１３】
本発明の投射型表示装置は、光源と、光源からの照明光を変調する表示装置と、表示装置によって変調された光を投射する投射手段とを備えた投射型表示装置であって、表示装置が上記本発明の表示装置であることを特徴とする。
すなわち、本発明の投射型表示装置は、上記本発明の表示装置を備えているため、上記一組の異なる色光を一致させることができる。そのため、画像を拡大投射しても各色光が分離して見えず、表示する画像の画質を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
〔第１の実施の形態〕
以下、本発明における第１の実施の形態について図１から図３を参照して説明する。
図１は、本発明における投射型表示装置の概略図である。
投射型表示装置１０は、白色光を出射する光源２０と、白色光の照度分布を均一化するとともに平行光化する照明系２５と、白色光を変調する表示装置３０と、変調された光を投射する投射レンズ（投射手段）５０とから概略構成されている。
本実施の形態における投射型表示装置１０の光源２０には、図１に示すように、メタルハライド等のランプ２１と、リフレクタ２２とが備えられている。
照明系２５は、ロッドインテグレータ２６と、コンデンサレンズ系２７とから構成されている。ロッドインテグレータ２６としては、透明な棒状の導光体（例えば、ガラス棒）、もしくは内面が反射面とされた管状の導光体（例えば、複数の反射ミラーを内側に向けて管状に配置した万華鏡）などが用いられる。コンデンサレンズ系２７には、ロッドインテグレータ２６から入射した光が表示装置３０に平行光となって入射するように、コンデンサレンズ２７ａおよびコンデンサレンズ２７ｂが備えられている。
【００１５】
図２は、本発明の表示装置の部分上面視図である。図３は、本発明の表示装置の分解斜視図である。
表示装置３０は、図２に示すように、入射した光を各色光に変調してカラー画像を表示する液晶ライトバルブ（光変調手段）３１と、変調された各色光を一致、合成させる合成レンズ系（レンズ系）４１とから概略構成されている。
液晶ライトバルブ３１には、画素スイッチング用素子として薄膜トランジスタ（Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ、以下、ＴＦＴと略記する）を用いたＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ  Ｎｅｍａｔｉｃ）モードのアクティブマトリクス方式の透過型の液晶セルが使用されている。液晶ライトバルブ３１には画像を表示する略正方形状の画素３２がマトリクス状に配置され、図２および図３に示すように、１つの画素３２の中にＲＧＢの色光を出射する縦長のストライプ状画素が並んで配列されている。例えばこれらストライプ状画素は、色光の出射方向に対して右から左へ、Ｒに対応した画素（色表示領域）３２ｒ、Ｇに対応した画素（色表示領域）３２ｇ、Ｂに対応した画素（色表示領域）３２ｂの順に配列されている。これら画素３２ｒ、３２ｇ、３２ｂにはそれぞれＲＧＢに対応したカラーフルター（図示せず）が設けられており、白色光はこのカラーフィルターを透過することにより各色光に変換される。
【００１６】
合成レンズ系４１は、図２および図３に示すように、ストライプ状の画素３２ｒ、３２ｇ、３２ｂと略同じ形状のマイクロシリンドリカルレンズから構成された第１マイクロレンズアレイ４２、第２マイクロレンズアレイ４３と、画素３２と略同じ形状のマイクロシリンドリカルレンズから構成された第３マイクロレンズアレイ４４とから概略構成されている。
第１マイクロレンズアレイ４２および第２マイクロレンズアレイ４３は同じ焦点距離ｆ１を有し、第３マイクロレンズアレイ４４は、焦点距離ｆ１の略３倍の焦点距離ｆ３を有している。
第１マイクロレンズアレイ４２は、液晶ライトバルブ３１の近傍であって、画素３２ｒ、３２ｇ、３２ｂから出射された各色光が各マイクロシリンドリカルレンズに入射するように配置されている。第２マイクロレンズアレイ４３は、第１マイクロレンズアレイ４２から焦点距離ｆ１離れた位置であって、第１マイクロレンズアレイ４２で集光された各色光が第２マイクロレンズアレイ４３の個々のマイクロシリンドリカルレンズに入射するように配置されている。第３マイクロレンズアレイ４４は、第２マイクロレンズアレイ４３の近傍であって、１つの画素３２から出射された一組（ＲＧＢ）の色光が１つのマイクロシリンドリカルレンズに入射するように配置されている。
【００１７】
次に、上記の構成からなる投射型表示装置１０における作用について説明する。
ランプ２１が発光することで周囲に出射された白色光は、図１に示すように、リフレクタ２２に反射してロッドインテグレータ２６内に入射される。ロッドインテグレータ２６内に入射された白色光は、ロッドインテグレータ２６内で内面反射を繰り返し、出射端面から出射される時点では照度が均一化されて、出射側端面から出射される。
ロッドインテグレータ２６から出射された白色光は、コンデンサレンズ２７ａおよびコンデンサレンズ２７ｂを透過することにより平行光となり、表示装置３０に向けて出射される。
表示装置３０に入射した白色光は、まず液晶ライトバルブ３１に入射する。液晶ライトバルブ３１に入射した白色光は、各画素３２ｒ、３２ｇ、３２ｂごとに選択変調されるとともに、カラーフィルターを透過することにより各色光ＲＧＢとなり第１マイクロレンズアレイ４２に向けて出射する。
【００１８】
第１マイクロレンズアレイ４２に向けて出射された各色光は、第１マイクロレンズアレイ４２を構成するマイクロシリンドリカルレンズにそれぞれ入射する。第１マイクロレンズアレイ４２に入射した各色光は、焦点距離ｆ１離れた位置に配置された第２マイクロレンズアレイ４３に向けて集光され入射する。第２マイクロレンズアレイ４３に入射した各色光は第２マイクロレンズアレイ４３を透過して、第３マイクロレンズアレイ４４に入射する。
第３マイクロレンズアレイ４４には、画素３２内の一組の画素３２ｒ、３２ｇ、３２ｂから出射した色光ＲＧＢが入射する。色光ＲＧＢは、第３マイクロレンズアレイ４４から焦点距離ｆ３離れ、画素３２と略同じ形状、面積を有する領域Ａの位置に空間像として合成される。
その後各色光は、図１に示すように、投射レンズ５０に入射されて投射スクリーンＳに向けて射出される。
【００１９】
上記の構成によれば、１つの画素３２から出射された一組の異なる色光ＲＧＢを、１つの画素の面積と略同じ面積の領域Ａに合成する第１マイクロレンズアレイ４２、第２マイクロレンズアレイ４３、第３マイクロレンズアレイ４４を備えるため、一組の異なる色光ＲＧＢを一致させることができ、投射表示する画像の画質を向上させることができる。
【００２０】
第３マイクロレンズアレイ４４が、第１および第２マイクロレンズアレイ４２、４３の焦点距離ｆ１に対して略３倍の焦点距離ｆ３を有するため、第３マイクロレンズアレイ４４の焦点位置の領域Ａに、一組の異なる色光ＲＧＢを一致させ空間像を結ぶことができる。そのため、投射表示する画像の画質を向上させることができる。
【００２１】
また、第１マイクロレンズアレイ４２が液晶ライトバルブ３１の近傍に配置されているため、第１マイクロレンズアレイ４２を透過するときに損失する色光が少なくなる。同様に、第３マイクロレンズアレイ４４が第２マイクロレンズアレイ４３の近傍にされているため、第３マイクロレンズアレイ４４を透過するときに損失する色光が少なくなる。そのため、光源２０から出射された光の利用効率を向上させることができる。
【００２２】
〔第２の実施の形態〕
次に、本発明における第２の実施の形態について図４を参照して説明する。
本実施の形態における投射型表示装置の基本構成は、第１の実施の形態と同様であるが、第１の実施の形態とは、表示装置が異なっている。よって、本実施の形態においては、図４を用いて表示装置周辺のみを説明し、光源等の説明を省略する。
図４は、本実施の形態における表示装置の部分上面視図である。
表示装置６０は、図４に示すように、入射した光を各色光に変調してカラー画像を表示する液晶ライトバルブ３１と、変調された各色光を一致、合成させる合成レンズ系（レンズ系）６１とから概略構成されている。
【００２３】
合成レンズ系６１は、ストライプ状の画素３２ｒ、３２ｇ、３２ｂと略同じ形状のマイクロシリンドリカルレンズから構成された第４マイクロレンズアレイ（第１マイクロレンズアレイ）６２と、画素３２と略同じ形状のマイクロシリンドリカルレンズから構成された第３マイクロレンズアレイ４４とから概略構成されている。第４マイクロレンズアレイ６２における液晶ライトバルブ３１側の第１レンズ面６３と、第３マイクロレンズアレイ４４側の第２レンズ面６４とは、両者とも焦点距離がｆ４となるように形成されている。また、焦点距離ｆ４は焦点距離ｆ３の略１／３の長さである。第１レンズ面６３と第２レンズ面６４との間の間隔はｆ４であり、第４マイクロレンズアレイ６２は、第１レンズ面６３の焦点位置に第２レンズ面６４が配置されるように形成されている。
【００２４】
第４マイクロレンズアレイ６２は、液晶ライトバルブ３１の近傍に配置され、画素３２ｒ、３２ｇ、３２ｂから出射された各色光が各マイクロシリンドリカルレンズに入射するように配置されている。第３マイクロレンズアレイ４４は、第４マイクロレンズアレイ６２の近傍であって、１つの画素３２から出射された一組（ＲＧＢ）の色光が１つのマイクロシリンドリカルレンズに入射するように配置されている。
【００２５】
次に、本発明における第２の実施の形態における表示装置６０の作用について説明する。
なお、本実施の形態における光源２０など他の構成要素については、その作用が第１の実施の形態と同様であるのでその説明を省略する。
表示装置６０には、照明系で照度が均一化され平行光化された白色光が入射する。表示装置６０に入射した白色光は、まず液晶ライトバルブ３１に入射する。液晶ライトバルブ３１に入射した白色光は、各画素３２ｒ、３２ｇ、３２ｂごとに選択変調されるとともに、カラーフィルターを透過することにより各色光ＲＧＢとなり第４マイクロレンズアレイ６２に向けて出射する。
【００２６】
第４マイクロレンズアレイ６２に向けて出射された各色光は、第１レンズ面６３から第４マイクロレンズアレイ６２を構成するマイクロシリンドリカルレンズにそれぞれ入射する。第４マイクロレンズアレイ６２に入射した各色光は、焦点距離ｆ４離れた位置に形成された第２レンズ面６４に向けて集光される。第２レンズ面６４に入射した各色光は第２レンズ面６４を透過して、第３マイクロレンズアレイ４４に入射する。
第３マイクロレンズアレイ４４には、画素３２内の一組の画素３２ｒ、３２ｇ、３２ｂから出射した色光ＲＧＢが入射する。色光ＲＧＢは、第３マイクロレンズアレイ４４から焦点距離ｆ３離れ、画素３２と略同じ形状、面積を有する領域Ａの位置に空間像として合成される。
その後各色光は、図１に示すように、投射レンズ５０に入射されて投射スクリーンＳに向けて射出される。
【００２７】
上記の構成によれば、１つの画素３２から出射された一組の異なる色光ＲＧＢを、１つの画素の面積と略同じ面積の領域Ａに合成する第４マイクロレンズアレイ６２、第３マイクロレンズアレイ４４を備えるため、一組の異なる色光ＲＧＢを一致させることができ、投射表示する画像の画質を向上させることができる。
【００２８】
第３マイクロレンズアレイ４４が、第１レンズ面６３および第２レンズ面６４の焦点距離ｆ４に対して略３倍の焦点距離ｆ３を有するため、第３マイクロレンズアレイ４４の焦点位置の領域Ａに、一組の異なる色光ＲＧＢを一致させ空間像を結ぶことができる。そのため、投射表示する画像の画質を向上させることができる。
【００２９】
また、第４マイクロレンズアレイ６２が液晶ライトバルブ３１の近傍に配置されているため、第４マイクロレンズアレイ６２を透過するときに損失する色光が少なくなる。同様に、第３マイクロレンズアレイ４４が第４マイクロレンズアレイ６３の近傍にされているため、第３マイクロレンズアレイ４４を透過するときに損失する色光が少なくなる。そのため、光源２０から出射された光の利用効率を向上させることができる。
【００３０】
〔第３の実施の形態〕
次に、本発明における第３の実施の形態について図５および図６を参照して説明する。
本実施の形態における投射型表示装置の基本構成は、第１の実施の形態と同様であるが、第１の実施の形態とは、表示装置が異なっている。よって、本実施の形態においては、図５および図６を用いて表示装置周辺のみを説明し、光源等の説明を省略する。
図５は、本実施の形態における表示装置の部分上面視図である。図６は、本実施の形態における表示装置の分解斜視図である
表示装置７０は、図５に示すように、入射した光を各色光に変調してカラー画像を表示する液晶ライトバルブ（光変調手段）７１と、変調された各色光を一致、合成させる合成レンズ系（レンズ系）８１とから概略構成されている。
【００３１】
液晶ライトバルブ７１には画像を表示する略正方形状の画素７２がマトリクス状に配置され、図５および図６に示すように、１つの画素７２の中にＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）、Ｗ（白）の色光を出射する略正方形状の画素が２×２のマトリクス状に並んで配列されている。例えばこれら色光を出射する画素は、色光の出射方向に対して右から左、上から下へ、Ｒに対応した画素（色表示領域）７２ｒ、Ｇに対応した画素（色表示領域）７２ｇ、Ｂに対応した画素（色表示領域）７２ｂ、Ｗに対応した画素（色表示領域）７２ｗの順に配列されている。これら画素７２ｒ、７２ｇ、７２ｂにはそれぞれＲＧＢに対応したカラーフルター（図示せず）が設けられており、白色光はこのカラーフィルターを透過することにより各色光に変換される。画素７２ｗには、カラーフィルターが設けられておらず、ここを透過する白色光は、白色光のままで出射される。
【００３２】
合成レンズ系８１は、画素７２ｒ、７２ｇ、７２ｂ、７２ｗと略同じ形状のマイクロレンズから構成された第５マイクロレンズアレイ（第１マイクロレンズアレイ）８２、第６マイクロレンズアレイ（第２マイクロレンズアレイ）８３と、画素７２と略同じ形状のマイクロレンズから構成された第７マイクロレンズアレイ（第３マイクロレンズアレイ）８４とから概略構成されている。
第５マイクロレンズアレイ８２および第６マイクロレンズアレイ８３は同じ焦点距離ｆ１を有し、第７マイクロレンズアレイ８４は、焦点距離ｆ１の略３倍の焦点距離ｆ３を有している。
【００３３】
第５マイクロレンズアレイ８２は、液晶ライトバルブ７１の近傍であって、画素８２ｒ、８２ｇ、８２ｂ、８２ｗから出射された各色光が各マイクロレンズに入射するように配置されている。第６マイクロレンズアレイ８３は、第５マイクロレンズアレイ８２から焦点距離ｆ１離れた位置であって、第５マイクロレンズアレイ８２で集光された各色光が第６マイクロレンズアレイ８３の個々のマイクロレンズに入射するように配置されている。第７マイクロレンズアレイ８４は、第６マイクロレンズアレイ８３の近傍であって、１つの画素７２から出射された一組（ＲＧＢＷ）の色光が１つのマイクロレンズに入射するように配置されている。
【００３４】
次に、本発明における第３の実施の形態における表示装置７０の作用について説明する。
なお、本実施の形態における光源２０など他の構成要素については、その作用が第１の実施の形態と同様であるのでその説明を省略する。
表示装置７０には、照明系で照度が均一化され平行光化された白色光が入射する。表示装置７０に入射した白色光は、まず液晶ライトバルブ７１に入射する。液晶ライトバルブ７１に入射した白色光は、各画素７２ｒ、７２ｇ、７２ｂ、７２ｗごとに選択変調されるとともに、画素７２ｒ、７２ｇ、７２ｂにおいてはカラーフィルターを透過することにより各色光ＲＧＢとなり、画素７２ｗにおいては白色光Ｗのままで第４マイクロレンズアレイ６２に向けて出射する。
【００３５】
第５マイクロレンズアレイ８２に向けて出射された各色光は、第５マイクロレンズアレイ８２を構成するマイクロシリンドリカルレンズにそれぞれ入射する。第５マイクロレンズアレイ８２に入射した各色光は、焦点距離ｆ１離れた位置に配置された第６マイクロレンズアレイ８３に向けて集光され、入射する。第６マイクロレンズアレイ８３に入射した各色光は第６マイクロレンズアレイ８３を透過して、第７マイクロレンズアレイ８４に入射する。
第７マイクロレンズアレイ８４には、画素７２内の一組の画素７２ｒ、７２ｇ、７２ｂ、７２ｗから出射した色光ＲＧＢＷが入射し、色光ＲＧＢＷは、第７マイクロレンズアレイ８４から焦点距離ｆ３離れ、画素７２と略同じ形状、面積を有する領域Ａ′の位置に空間像として合成される。
その後各色光は、図１に示すように、投射レンズ５０に入射されて投射スクリーンＳに向けて射出される。
【００３６】
上記の構成によれば、１つの画素７２から出射された一組の異なる色光ＲＧＢＷを、１つの画素の面積と略同じ面積の領域Ａに合成する第５マイクロレンズアレイ８２、第６マイクロレンズアレイ８３、第７マイクロレンズアレイ８４を備えるため、一組の異なる色光ＲＧＢＷを一致させることができ、投射表示する画像の画質を向上させることができる。
【００３７】
第７マイクロレンズアレイ８４が、第１および第２マイクロレンズアレイ８２、８３の焦点距離ｆ１に対して略３倍の焦点距離ｆ３を有するため、第７マイクロレンズアレイ８４の焦点位置の領域Ａ′に、一組の異なる色光ＲＧＢＷを一致させ空間像を結ぶことができる。そのため、投射表示する画像の画質を向上させることができる。
【００３８】
また、第５マイクロレンズアレイ８２が液晶ライトバルブ７１の近傍に配置されているため、第５マイクロレンズアレイ８２を透過するときに損失する色光が少なくなる。同様に、第７マイクロレンズアレイ８４が第６マイクロレンズアレイ８３の近傍にされているため、第７マイクロレンズアレイ８４を透過するときに損失する色光が少なくなる。そのため、光源２０から出射された光の利用効率を向上させることができる。
【００３９】
なお、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上記の実施の形態においては、光源２０から出射された光の照度を均一化するのにロッドインテグレータ２６を用いた構成に適応して説明したが、このロッドインテグレータ２６を用いた構成に限られることなく、一組のマイクロレンズアレイ９０を用いた構成（図７参照）など、その他各種の照度均一化手段を用いた構成に適応することができるものである。
また、上記の実施の形態においては、光源２０としてメタルハライド等のランプ２１を用いたものに適応して説明したが、このランプ２１を用いた構成に限られることなく、固体光源である発光ダイオードなど、その他各種の光源を用いたものに適応することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の第１の実施の形態における投射型表示装置の概略図である。
【図２】同、表示装置の部分上面視図である。
【図３】同、表示装置の分解斜視図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態における表示装置の部分上面視図である。
【図５】本発明の第３の実施の形態における表示装置の部分上面視図である。
【図６】同、表示装置の分解斜視図である
【図７】本発明の別の実施の形態における投射型表示装置の概略図である。
【符号の説明】
【００４１】
１０・・・投射型表示装置、  ２０・・・光源、  ３０、６０、７０・・・表示装置、  ３１、７１・・・液晶ライトバルブ（光変調手段）、  ３２、７２・・・画素、  ３２ｒ、３２ｇ、３２ｂ、７２ｒ、７２ｇ、７２ｂ、７２ｗ・・・画素（色表示領域）、  ４１、６１、８１・・・合成レンズ系（レンズ系）、  ４２・・・第１マイクロレンズアレイ、  ４３・・・第２マイクロレンズアレイ、  ４４・・・第３マイクロレンズアレイ、  ５０・・・投射レンズ（投射手段）、  ６２・・・第４マイクロレンズアレイ（第１マイクロレンズアレイ）、  ６３・・・第１レンズ面、  ６４・・・第２レンズ面、８２・・・第５マイクロレンズアレイ（第１マイクロレンズアレイ）、  ８３・・・第６マイクロレンズアレイ（第２マイクロレンズアレイ）、  ８４・・・第７マイクロレンズアレイ（第３マイクロレンズアレイ）
【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５】
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【図６】
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【図７】
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