(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
赤色光を発する複数の発光素子、緑色光を発する複数の発光素子および青色光を発する複数の発光素子が配列された点光源アレイと、
複数のマイクロレンズが配列されたマイクロレンズアレイと、
複数の画素と、前記各画素のそれぞれに対応する複数の透光窓部とを備えた光学変調パネルとを有する電気光学装置であって、
前記マイクロレンズアレイにより、前記赤色光を発する複数の発光素子、前記緑色光を発する複数の発光素子および前記青色光を発する複数の発光素子からの光がそれぞれ前記透光窓部に集光し、
前記各色の発光素子を各色毎に順次発光させ、該各色の発光素子の発光タイミングに同期して、前記光学変調パネルを駆動するよう構成されており、
前記発光素子のピッチをＰｓ、前記透光窓部のピッチをＰａ、前記マイクロレンズアレイのマイクロレンズのピッチをＰＬ、前記発光素子と前記マイクロレンズアレイとの間の光学的距離をＬｓ、前記マイクロレンズアレイと前記透光窓部との間の光学的距離をＬａとしたとき、下記式で示す条件を満たすよう構成されていることを特徴とする電気光学装置。
ＰＬ＝{Ｐｓ・Ｐａ／（Ｐｓ＋Ｐａ）}・ｎ（但し、ｎは自然数）
Ｌａ／Ｌｓ＝Ｐａ／Ｐｓ
【請求項２】
赤色光を発する複数の発光素子、緑色光を発する複数の発光素子および青色光を発する複数の発光素子が配列された点光源アレイと、
複数のマイクロレンズが配列されたマイクロレンズアレイと、
複数の画素と、前記各画素のそれぞれに対応する複数の透光窓部とを備えた光学変調パネルとを有する電気光学装置であって、
前記マイクロレンズアレイにより、前記赤色光を発する複数の発光素子、前記緑色光を発する複数の発光素子および前記青色光を発する複数の発光素子からの光がそれぞれ前記透光窓部に集光するように、前記発光素子と、前記マイクロレンズアレイのマイクロレンズと、前記光学変調パネルの画素および透光窓部とが配置されており、
前記各色の発光素子を各色毎に順次発光させ、該各色の発光素子の発光タイミングに同期して、前記光学変調パネルを駆動するよう構成されており、
前記発光素子のピッチをＰｓ、前記透光窓部のピッチをＰａ、前記マイクロレンズアレイのマイクロレンズのピッチをＰＬ、前記発光素子と前記マイクロレンズアレイとの間の光学的距離をＬｓ、前記マイクロレンズアレイと前記透光窓部との間の光学的距離をＬａとしたとき、下記式で示す条件を満たすよう構成されていることを特徴とする電気光学装置。
ＰＬ＝{Ｐｓ・Ｐａ／（Ｐｓ＋Ｐａ）}・ｎ（但し、ｎは自然数）
Ｌａ／Ｌｓ＝Ｐａ／Ｐｓ
【請求項３】
赤色光を発する複数の発光素子、緑色光を発する複数の発光素子および青色光を発する複数の発光素子が配列された点光源アレイと、
複数のマイクロレンズが配列されたマイクロレンズアレイと、
複数の画素と、前記各画素のそれぞれに対応する複数の透光窓部とを備えた光学変調パネルとを有する電気光学装置であって、
前記マイクロレンズアレイのマイクロレンズが、前記赤色光を発する複数の発光素子からの光、前記緑色光を発する複数の発光素子からの光および前記青色光を発する複数の発光素子からの光をそれぞれ前記複数の透光窓部に集光させるように、前記発光素子と、前記マイクロレンズアレイのマイクロレンズと、前記光学変調パネルの画素および透光窓部とが配置されており、
前記各色の発光素子を各色毎に順次発光させ、該各色の発光素子の発光タイミングに同期して、前記光学変調パネルを駆動するよう構成されており、
前記発光素子のピッチをＰｓ、前記透光窓部のピッチをＰａ、前記マイクロレンズアレイのマイクロレンズのピッチをＰＬ、前記発光素子と前記マイクロレンズアレイとの間の光学的距離をＬｓ、前記マイクロレンズアレイと前記透光窓部との間の光学的距離をＬａとしたとき、下記式で示す条件を満たすよう構成されていることを特徴とする電気光学装置。
ＰＬ＝{Ｐｓ・Ｐａ／（Ｐｓ＋Ｐａ）}・ｎ（但し、ｎは自然数）
Ｌａ／Ｌｓ＝Ｐａ／Ｐｓ
【請求項４】
当該電気光学装置は、直視型表示装置または投射型表示装置である請求項１ないし３のいずれかに記載の電気光学装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気光学装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のプロジェクター等の電気光学装置は、白色光を発する光源と、複数のダイクロイックミラーと、Ｒ用、Ｇ用およびＢ用の液晶ライトバルブと、ダイクロイックプリズムと、投射レンズとで構成されている。
【０００３】
光源から発せられた白色光は、複数のダイクロイックミラーにより、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）およびＢ（青）の３色の光に分離され、その各色の光は、それぞれ、Ｒ用、Ｇ用およびＢ用の液晶ライトバルブにより、画素毎に変調され、これにより、Ｒ用、Ｇ用およびＢ用の画像がそれぞれ形成される。
【０００４】
そして、各液晶ライトバルブにより形成されたＲ用、Ｇ用およびＢ用の画像は、ダイクロイックプリズムにより合成され、これによりカラーの画像が形成され、その画像は、投射レンズにより、図示しないスクリーン上に投影（拡大投射）される。
【０００５】
しかし、前記プロジェクターは、大型であり、また、コストが高いと言う欠点があり、装置の小型化、低コスト化を図るために、一体型ダイクロイックミラー方式、カラーグレーティング（ホログラムカラーフィルタ）方式、時分割方式（色順次駆動方式）等が提案されている。
【０００６】
しかしながら、前述したいずれの方式も、小型化、品質、コスト、光の利用効率等において、一長一短がある。
【０００７】
特に、光源光を横方向から投光（投入）するので、装置の小型化を図るのが難しく、また、光源から発せられる光の利用効率が低い。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、小型化に有利であり、光源から発せられる光の使用効率の高い電気光学装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
このような目的は、下記（１）〜（４）の本発明により達成される。
【００１０】
（１）  赤色光を発する複数の発光素子、緑色光を発する複数の発光素子および青色光を発する複数の発光素子が配列された点光源アレイと、
複数のマイクロレンズが配列されたマイクロレンズアレイと、
複数の画素と、前記各画素のそれぞれに対応する複数の透光窓部とを備えた光学変調パネルとを有する電気光学装置であって、
前記マイクロレンズアレイにより、前記赤色光を発する複数の発光素子、前記緑色光を発する複数の発光素子および前記青色光を発する複数の発光素子からの光がそれぞれ前記透光窓部に集光し、
前記各色の発光素子を各色毎に順次発光させ、該各色の発光素子の発光タイミングに同期して、前記光学変調パネルを駆動するよう構成されており、
前記発光素子のピッチをＰｓ、前記透光窓部のピッチをＰａ、前記マイクロレンズアレイのマイクロレンズのピッチをＰＬ、前記発光素子と前記マイクロレンズアレイとの間の光学的距離をＬｓ、前記マイクロレンズアレイと前記透光窓部との間の光学的距離をＬａとしたとき、下記式で示す条件を満たすよう構成されていることを特徴とする電気光学装置。
ＰＬ＝{Ｐｓ・Ｐａ／（Ｐｓ＋Ｐａ）}・ｎ（但し、ｎは自然数）
Ｌａ／Ｌｓ＝Ｐａ／Ｐｓ
【００１１】
（２）  赤色光を発する複数の発光素子、緑色光を発する複数の発光素子および青色光を発する複数の発光素子が配列された点光源アレイと、
複数のマイクロレンズが配列されたマイクロレンズアレイと、
複数の画素と、前記各画素のそれぞれに対応する複数の透光窓部とを備えた光学変調パネルとを有する電気光学装置であって、
前記マイクロレンズアレイにより、前記赤色光を発する複数の発光素子、前記緑色光を発する複数の発光素子および前記青色光を発する複数の発光素子からの光がそれぞれ前記透光窓部に集光するように、前記発光素子と、前記マイクロレンズアレイのマイクロレンズと、前記光学変調パネルの画素および透光窓部とが配置されており、
前記各色の発光素子を各色毎に順次発光させ、該各色の発光素子の発光タイミングに同期して、前記光学変調パネルを駆動するよう構成されており、
前記発光素子のピッチをＰｓ、前記透光窓部のピッチをＰａ、前記マイクロレンズアレイのマイクロレンズのピッチをＰＬ、前記発光素子と前記マイクロレンズアレイとの間の光学的距離をＬｓ、前記マイクロレンズアレイと前記透光窓部との間の光学的距離をＬａとしたとき、下記式で示す条件を満たすよう構成されていることを特徴とする電気光学装置。
ＰＬ＝{Ｐｓ・Ｐａ／（Ｐｓ＋Ｐａ）}・ｎ（但し、ｎは自然数）
Ｌａ／Ｌｓ＝Ｐａ／Ｐｓ
【００１２】
（３）  赤色光を発する複数の発光素子、緑色光を発する複数の発光素子および青色光を発する複数の発光素子が配列された点光源アレイと、
複数のマイクロレンズが配列されたマイクロレンズアレイと、
複数の画素と、前記各画素のそれぞれに対応する複数の透光窓部とを備えた光学変調パネルとを有する電気光学装置であって、
前記マイクロレンズアレイのマイクロレンズが、前記赤色光を発する複数の発光素子からの光、前記緑色光を発する複数の発光素子からの光および前記青色光を発する複数の発光素子からの光をそれぞれ前記複数の透光窓部に集光させるように、前記発光素子と、前記マイクロレンズアレイのマイクロレンズと、前記光学変調パネルの画素および透光窓部とが配置されており、
前記各色の発光素子を各色毎に順次発光させ、該各色の発光素子の発光タイミングに同期して、前記光学変調パネルを駆動するよう構成されており、
前記発光素子のピッチをＰｓ、前記透光窓部のピッチをＰａ、前記マイクロレンズアレイのマイクロレンズのピッチをＰＬ、前記発光素子と前記マイクロレンズアレイとの間の光学的距離をＬｓ、前記マイクロレンズアレイと前記透光窓部との間の光学的距離をＬａとしたとき、下記式で示す条件を満たすよう構成されていることを特徴とする電気光学装置。
ＰＬ＝{Ｐｓ・Ｐａ／（Ｐｓ＋Ｐａ）}・ｎ（但し、ｎは自然数）
Ｌａ／Ｌｓ＝Ｐａ／Ｐｓ
【００１３】
（４）  当該電気光学装置は、直視型表示装置または投射型表示装置である上記（１）ないし（３）のいずれかに記載の電気光学装置。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の電気光学装置を、添付図面に示す好適な実施の形態に基づき詳細に説明する。
【００２５】
図１は、本発明の電気光学装置の実施形態の構成を模式的に示す縦断面図である。なお、図が煩雑になるのを避けるため、図１中、断面であることを示す斜線は、省略されている。また、図１では、図が煩雑になるのを避けるため、マイクロレンズ３２の中心を通過する光の主光軸のみを示すとともに、その主光軸の一部を省略する。
【００２６】
同図に示す電気光学装置１は、時分割方式（色順次駆動方式）のカラー（フルカラー）の投射型表示装置であり、点光源アレイ（光源手段）２と、液晶ライトバルブ７と、図示しない投射レンズ（投射光学系）とを有している。
【００２７】
点光源アレイ２は、図１中下側に位置し、投射レンズは、図１中上側に位置し、液晶ライトバルブ７は、光源手段２と投射レンズとの間に位置している。
【００２８】
液晶ライトバルブ７は、マイクロレンズアレイ板３と、複数の透光窓部を備えた透過型の液晶パネル（光学変調パネル）４と、一対の偏光板４７、４８とを有している。
偏光板４７は、液晶パネル４の図１中上側に設けられている。
【００２９】
また、マイクロレンズアレイ板３は、液晶パネル４の図１中下側に位置し、偏光板４８は、このマイクロレンズアレイ板３の図１中下側に位置している。
【００３０】
点光源アレイ２は、赤色光を発する複数の発光素子（点光源）２２Ｒ、緑色光を発する複数の発光素子（点光源）２２Ｇおよび青色光を発する複数の発光素子（点光源）２２Ｂを配列してなる光源手段である。
【００３１】
発光素子２２Ｒ、２２Ｇおよび２２Ｂは、それぞれ、図１中左側から右側に向って、発光素子２２Ｒ、発光素子２２Ｇ、発光素子２２Ｂの順序に配置されている。
【００３２】
そして、これらの発光素子２２Ｒ、２２Ｇおよび２２Ｂは、マトリックス状、すなわち、行列状（図１中横方向と、図１の紙面に対して垂直な方向）に配置されている。
【００３３】
各色の発光素子２２Ｒ、２２Ｇおよび２２Ｂは、所定の順序で、各色毎に順次発光する。すなわち、パルス発光（間欠的に発光）する。
【００３４】
発光素子２２Ｒ、２２Ｇおよび２２Ｂとしては、それぞれ、特に限定されず、例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ）、レーザダイオード（レーザ光を発する素子）、有機ＥＬ（Electro Luminescence）素子、無機ＥＬ素子等が用いられる。
【００３５】
発光素子２２Ｒ、２２Ｇおよび２２Ｂとして発光ダイオードを用いる場合には、発光効率を比較的高くすることができ、また、コストを低減することができる。
【００３６】
特に、この電気光学装置１では時分割方式を採用しており、発光ダイオードをパルス発光させるので、その発光光量の瞬間値は、発光ダイオードを連続的に発光させるときの発光光量の数倍となる。これにより、発光素子２２Ｒ、２２Ｇおよび２２Ｂの発光光量の時間平均値は、それぞれ、これらを連続的に発光させるときと略同じになる。すなわち、時分割方式であるにもかかわらず、発光素子２２Ｒ、２２Ｇおよび２２Ｂをそれぞれ連続的に発光させた場合と略同じ発光光量が得られる。
【００３７】
また、発光素子２２Ｒ、２２Ｇおよび２２Ｂとしてレーザダイオードを用いる場合には、前記偏光板４７、４８を省略することができる。これにより、発光素子からの光の使用効率をさらに向上させることができ、また、部品点数を削減することができ、小型・薄型化に有利である。
【００３８】
また、発光素子２２Ｒ、２２Ｇおよび２２Ｂとして有機ＥＬ素子や無機ＥＬ素子を用いる場合には、ＥＬ素子はそのパターニングが容易であるので、製造を容易に行うことができ、量産性に優れる。
【００３９】
マイクロレンズアレイ板３は、透明な基板３０と、その基板３０の図１中下側に設けられたマイクロレンズアレイ３１とで構成されている。
【００４０】
マイクロレンズアレイ３１は、正のパワーを有する複数のマイクロレンズ（集光レンズ）３２を有し、これらのマイクロレンズ３２は、行列状（図１中横方向と、図１の紙面に対して垂直な方向）に配置されている。
【００４１】
このマイクロレンズ３２としては、マイクロフレネルレンズ（回折レンズ）を用いるのが好ましい。すなわち、マイクロレンズアレイ３１としては、マイクロフレネルレンズアレイを用いるのが好ましい。
【００４２】
これにより、マイクロレンズアレイ３１（マイクロレンズ３２）の厚さを薄くすることができ、小型・薄型化に有利である。
【００４３】
マイクロレンズアレイ３１（マイクロレンズ３２）の構成材料の屈折率は、高いほど好ましい。なお、一般的な光学材料の屈折率は、１．４５〜１．６５程度である。
【００４４】
マイクロレンズアレイ３１および基板３０は、それぞれ、例えば、アクリル樹脂、エポキシ樹脂等の各種樹脂や、各種ガラスで構成されている。
【００４５】
なお、マイクロレンズアレイ３１の構成材料と基板３０の構成材料とは、同一でもよく、また、異なっていてもよい。
【００４６】
また、マイクロレンズアレイ３１と基板３０とは、一体的に成形されてもよく、また、別々に成形されてもよい。
【００４７】
マイクロレンズアレイ板３の成形方法、すなわち、マイクロレンズアレイ３１や基板３０の成形方法は、特に限定されず、例えば、射出成形、２Ｐ法（フォトポリマゼーション）、ドライエッチング、ウエットエッチング等が挙げられるが、これらのうちでは、射出成形または２Ｐ法が好ましい。
【００４８】
マイクロレンズアレイ板３を射出成形または２Ｐ法により成形することにより、レンズの精度を高くすることができ、また、製造を容易に行うことができ、量産性に優れ、また、コストを低減することができる。
【００４９】
特に、射出成形の場合には、２Ｐ法よりもコストを低減することができる。
また、２Ｐ法の場合、特に、ガラス基板に２Ｐ法によりパターン形成する場合（ガラス２Ｐ法の場合）には、射出成形よりも使用温度が広範囲となり、好ましい。
【００５０】
液晶パネル４は、複数の画素４９と、各画素４９のそれぞれに対応する複数の透光窓部とを有する透過型の液晶パネルである。
【００５１】
液晶パネル４のこれらの画素４９は、行列状（図１中横方向と、図１の紙面に対して垂直な方向）に配置されている。
【００５２】
この液晶パネル４は、前記各色の発光素子２２Ｒ、２２Ｇおよび２２Ｂの発光タイミングに同期して駆動する。
【００５３】
以下、液晶パネル４の構造を具体的に説明する。
液晶パネル４は、透明な基板４１と、基板４１の図１中下側の表面に形成され、図１の紙面に対して垂直な方向に沿って並設された複数の帯状の透明電極４２と、基板４１の図１中下側に所定距離離間するように配置された透明な基板４６と、基板４６の図１中上側の表面に形成され、図１中横方向に沿って並設された複数の帯状の透明電極４０および遮光機能を有するブラックマトリックス４４と、基板４１（透明電極４２）と基板４６（透明電極４０）との間に設けられ、液晶を含有する液晶層４３とを有している。
【００５４】
透明電極４０と透明電極４２とは、略直交しており、これらの各交差部（交差部の近傍の部分も含む）が、それぞれ、１画素に相当する。
【００５５】
透明電極４０と透明電極４２との間で充放電を行うことにより、液晶層４３の液晶が駆動される。
【００５６】
この透明電極４０および４２は、それぞれ、例えば、インジウムティンオキサイド（ＩＴＯ）等で構成されている。
【００５７】
ブラックマトリックス４４には、複数の開口４５が行列状に形成されており、このブラックマトリックス４４は、画素間、すなわち、隣り合う透明電極４０の間および隣り合う透明電極４２の間をそれぞれ遮光するように設けられている。
【００５８】
開口４５は、透明電極４２と透明電極４０との交差部に位置し、１画素に対応している。この開口４５により、液晶パネル４の透光窓部（光が透過し得る部分）が構成される。
【００５９】
ブラックマトリックス４４は、遮光機能を有し、例えば、Cr、Al、Al合金、Ni、Zn、Ti等の金属、カーボンやチタン等を分散した樹脂などで構成されている。
また、基板４１、４６は、例えば、各種ガラス等で構成されている。
【００６０】
なお、一方の基板に１画素に対応してスイッチング素子を設けることができる。スイッチング素子は、図示しない制御回路に接続され、透明電極４０または４２へ供給する電流を制御する。これにより、透明電極４０または４２の充放電が制御される。
【００６１】
液晶層４３は液晶分子（図示せず）を含有しており、前記透明電極４０または４２の充放電に対応して、かかる液晶分子、すなわち液晶の配向が変化する。
【００６２】
これにより、各画素４９において、それぞれ、光の透過と遮断との切り替えと、輝度の調節とを任意に行うことができる。
【００６３】
スイッチング素子としては、例えば、薄膜ダイオード（ＴＦＤ）、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）等を用いることができる。薄膜トランジスタを用いる場合、該トランジスタが設けられる基板における透明電極は、１画素に対応してドット状に設けられ、対向する基板における透明電極は、基板全面に設けられる。
【００６４】
この電気光学装置１では、発光素子２２Ｒ、２２Ｇおよび２２ＢのピッチをＰｓ、液晶パネル４の開口（透光窓部）４５のピッチをＰａ、マイクロレンズアレイ３１のマイクロレンズ３２のピッチをＰＬ、発光素子２２Ｒ、２２Ｇおよび２２Ｂとマイクロレンズアレイ３１との間の光学的距離をＬｓ、マイクロレンズアレイ３１と液晶パネル４の開口４５との間の光学的距離をＬａとしたとき、下記式１および式２で示す条件を満たすように、発光素子２２Ｒ、２２Ｇおよび２２Ｂと、マイクロレンズアレイ３１のマイクロレンズ３２と、液晶パネル４の画素４９および開口４５とを配置する。
【００６５】
ＰＬ＝{Ｐｓ・Ｐａ／（Ｐｓ＋Ｐａ）}・ｎ（但し、ｎは自然数）  ・・・式１
Ｌａ／Ｌｓ＝Ｐａ／Ｐｓ  ・・・式２
ここで、前記光学的距離は、環境を真空と仮定したときの距離、すなわち、実際の距離を、光路を構成する物質の屈折率で徐した値である。
【００６６】
なお、前記式１および式２で示す条件は、図１中横方向と、図１の紙面に対して垂直な方向とのそれぞれにおいて満たされているものとする。
【００６７】
また、マイクロレンズ３２の焦点距離をｆとしたとき、下記式３で示す条件を満たすように構成する。この式３は、発光素子２２Ｒ、２２Ｇおよび２２Ｂの発光部の形状に対応する像がマイクロレンズ３２により液晶パネル４の開口４５の位置に結像するための条件式である。
１／Ｌｓ＋１／Ｌａ＝１／ｆ  ・・・式３
【００６８】
前記発光素子２２Ｒ、２２Ｇおよび２２ＢのピッチＰｓ、液晶パネル４の開口４５のピッチＰａ、マイクロレンズ３２のピッチＰＬ、発光素子２２Ｒ、２２Ｇおよび２２Ｂとマイクロレンズアレイ３１との間の光学的距離Ｌｓ、マイクロレンズアレイ３１と液晶パネル４の開口４５との間の光学的距離Ｌａ、マイクロレンズ３２の焦点距離ｆは、例えば、用途等に応じて、前記式１、式２および式３で示す条件を満たすように適宜設定される。
【００６９】
例えば、プロジェクターの場合には、例えば、下記のように設定するのが好ましい。
【００７０】
発光素子２２Ｒ、２２Ｇおよび２２ＢのピッチＰｓは、０．０１〜１０ｍｍ程度であるのが好ましい。
【００７１】
また、液晶パネル４の開口４５のピッチＰａは、０．０１〜０．１ｍｍ程度であるのが好ましい。
【００７２】
また、マイクロレンズ３２のピッチＰＬは、０．００５〜０．１ｍｍ程度であるのが好ましい。
【００７３】
また、発光素子２２Ｒ、２２Ｇおよび２２Ｂとマイクロレンズアレイ３１との間の光学的距離Ｌｓは、０．３〜１００ｍｍ程度であるのが好ましい。
【００７４】
また、マイクロレンズアレイ３１と液晶パネル４の開口４５との間の光学的距離Ｌａは、０．１〜５ｍｍ程度であるのが好ましい。
【００７５】
また、マイクロレンズ３２の焦点距離ｆは、０．０７〜５ｍｍ程度であるのが好ましい。
【００７６】
なお、マイクロレンズ３２の平面視での形状（平面形状）および寸法等は、特に限定されず、例えば、液晶パネル４側の画素形状等に応じて適宜設定される。
【００７７】
マイクロレンズ３２の平面視での形状としては、液晶パネル４の画素形状の相似形状が好ましく、例えば、長方形、正方形等の角形や、円形等が挙げられる。
【００７８】
また、光学的距離Ｌｓは、光学的距離Ｌａよりも大きく設定されるのが好ましい。すなわち、２２Ｒ、２２Ｇおよび２２ＢのピッチＰｓは、液晶パネル４の開口４５のピッチＰａよりも大きく設定されるのが好ましい。
【００７９】
これにより、発光素子２２Ｒ、２２Ｇおよび２２ＢのピッチＰｓを比較的大きく設定することができ、発光素子２２Ｒ、２２Ｇおよび２２Ｂの数を比較的少なくすることができるので、製造が容易になる。
【００８０】
前記光学的距離ＬｓおよびＬａは、それぞれ、例えば、基板４６等の厚み等を所望の値に設定することで調節することができる。
【００８１】
図１は、光学的距離Ｌｓを光学的距離Ｌａよりも大きく（発光素子２２Ｒ、２２Ｇおよび２２ＢのピッチＰｓを液晶パネル４の開口４５のピッチＰａよりも大きく）設定し、かつ、ｎ＝１の場合が示されている。
【００８２】
ここで、マイクロレンズ３２は、点光源アレイ２の発光素子２２Ｒ、２２Ｇおよび２２Ｂから出射するあらゆる成分の光（あらゆる光軸の光）を液晶パネル４の所定の開口４５に結像する光学的特性を有している。
【００８３】
図１に示すように、点光源アレイ２の赤色光を発する発光素子２２Ｒが点灯している場合には、発光素子２２Ｒから出射した赤色光は、ほぼすべて、何れかのマイクロレンズ３２の作用により、何れかの開口４５に集光し、緑色光を発する発光素子２２Ｇが点灯している場合には、発光素子２２Ｇから出射した緑色光は、ほぼすべて、何れかのマイクロレンズ３２の作用により、何れかの開口４５に集光し、青色光を発する発光素子２２Ｂが点灯している場合には、発光素子２２Ｂから出射した青色光は、ほぼすべて、何れかのマイクロレンズ３２の作用により、何れかの開口４５に集光する。
【００８４】
例えば、図１中最も左側の発光素子２２Ｒから出射した赤色光（Ｒ光）のうち、図１中最も左側のマイクロレンズ３２に入射した赤色光６１Ｒは、そのマイクロレンズ３２により、図１中最も左側の開口４５に集光し、図１中左から２番目のマイクロレンズ３２に入射した赤色光６２Ｒは、そのマイクロレンズ３２により、図１中左から２番目の開口４５に集光し、以下、同様に、各赤色光は、それぞれ、対応するマイクロレンズ３２により、対応する開口４５に集光する。
【００８５】
同様に、図１中左から２番目の発光素子２２Ｇから出射した緑色光（Ｇ光）のうち、図１中左から２番目のマイクロレンズ３２に入射した緑色光６１Ｇは、そのマイクロレンズ３２により、図１中最も左側の開口４５に集光し、図１中左から３番目のマイクロレンズ３２に入射した緑色光６２Ｇは、そのマイクロレンズ３２により、図１中左から２番目の開口４５に集光し、以下、同様に、各緑色光は、それぞれ、対応するマイクロレンズ３２により、対応する開口４５に集光する。
【００８６】
同様に、図１中左から３番目の発光素子２２Ｂから出射した青色光（Ｂ光）のうち、図１中左から３番目のマイクロレンズ３２に入射した青色光６１Ｂは、そのマイクロレンズ３２により、図１中最も左側の開口４５に集光し、図１中左から４番目のマイクロレンズ３２に入射した青色光６２Ｂは、そのマイクロレンズ３２により、図１中左から２番目の開口４５に集光し、以下、同様に、各青色光は、それぞれ、対応するマイクロレンズ３２により、対応する開口４５に集光する。
【００８７】
以下、同様に、図１中左から４番目以降の発光素子２２Ｒ、２２Ｇおよび２２Ｂから出射した赤色光、緑色光および青色光についても、それぞれ、対応するマイクロレンズ３２により、対応する開口４５に集光する。
【００８８】
すなわち、所定の開口４５（画素４９）に着目すると、複数の発光素子２２Ｒから出射した赤色光、複数の発光素子２２Ｇから出射した緑色光および複数の発光素子２２Ｂから出射した青色光は、マイクロレンズアレイ３１により、その開口４５に集光する。
【００８９】
また、所定のマイクロレンズ３２に着目すると、そのマイクロレンズ３２は、複数の発光素子２２Ｒから出射した赤色光を複数の開口４５に集光させ、複数の発光素子２２Ｇから出射した緑色光を複数の開口４５に集光させ、複数の発光素子２２Ｂから出射した青色光を複数の開口４５に集光させる。
【００９０】
このように、この電気光学装置１では、点光源アレイ２から発せられる光を効率良く開口４５に集光させることができ、これにより、点光源アレイ２から発せられる光の使用効率を向上させることができる。
【００９１】
また、１つの開口４５には、複数（多く）の発光素子２２Ｒ、２２Ｇおよび２２Ｂからの光が集光するので、明るさが平均化される利点がある。すなわち、各発光素子２２Ｒ、２２Ｇおよび２２Ｂからの光の光量、発光素子２２Ｒ、２２Ｇおよび２２Ｂの位置等にばらつきがあったとしても、開口４５に集まる赤色光、緑色光および青色光は、それぞれ、複数の発光素子２２Ｒからの光の平均値、複数の発光素子２２Ｇからの光の平均値および複数の発光素子２２Ｂからの光の平均値となるので、画素間の光量差は、ほとんどなくなる。これにより、均一性の高い表示を行うことができる。
【００９２】
また、この電気光学装置１では、製造（組み付け）の際の位置調整において、調整工程を１回設ければよい。
【００９３】
特に、隣接点への出射角θ１、θ２が比較的小さいので、前記平均化の効果が大きく、点光源アレイ２とマイクロレンズアレイ３１との位置関係を厳密に調整する必要がない。すなわち、位置調整の際は、適当な位置関係にある点光源アレイ２と、マイクロレンズアレイ３１とで決まる焦点位置に、開口４５を位置決めする。このような調整工程が１つあればよい。
【００９４】
これにより、位置調整を容易、迅速かつ確実に行うことができ、生産性が良く、量産に有利である。
【００９５】
また、ｎ＝１とすることにより、ｎ＞１の場合に比べ、マイクロレンズ３２のピッチＰＬを小さく設定することができ、これにより、マイクロレンズ３２の焦点距離ｆを長く、すなわち、マイクロレンズ３２の開口数ＮＡを小さく設定することができる。これにより、マイクロレンズアレイ３１の製造が容易となり、また、精度の向上、収差の減少を図ることができる。
【００９６】
次に、電気光学装置１の作用を説明する。
図２は、図１に示す電気光学装置１の各色の発光素子２２Ｒ、２２Ｇおよび２２Ｂの発光タイミングと、液晶パネル４の駆動タイミングとを示すタイミングチャートである。
【００９７】
同図に示すように、この電気光学装置１は、時分割方式で駆動される。すなわち、点光源アレイ２の各色の発光素子２２Ｒ、２２Ｇおよび２２Ｂは、所定の順序で、各色毎に順次発光（パルス発光）する。
【００９８】
そして、液晶パネル４は、前記各色の発光素子２２Ｒ、２２Ｇおよび２２Ｂの発光タイミングに同期して駆動する。
【００９９】
本実施形態では、カラー画像の１走査時間（走査期間）を３分割し、第１の期間Ｔ１に発光素子２２Ｒのみを発光（点灯）し、第２の期間Ｔ２に発光素子２２Ｇのみを発光し、第３の期間Ｔ３に発光素子２２Ｂのみを発光する。
【０１００】
そして、液晶パネル４は、発光素子２２Ｒの発光タイミングに同期して赤色光を強度変調し、赤色用の画像（赤色用の明度情報）を形成し、発光素子２２Ｇの発光タイミングに同期して緑色光を強度変調し、緑色用の画像（緑色用の明度情報）を形成し、発光素子２２Ｂの発光タイミングに同期して青色光を強度変調し、青色用の画像（青色用の明度情報）を形成する。これにより、フルカラーの画像が形成される。
【０１０１】
なお、発光素子２２Ｒ、２２Ｇおよび２２Ｂの発光の順序は、前記の順序に限定されないことは言うまでもない。
【０１０２】
図１に示すように、電気光学装置１の点光源アレイ２の各発光素子２２Ｒから発せられた赤色光は、偏光板４８で偏光された後、マイクロレンズアレイ３１の各マイクロレンズ３２に入射し、前述したように、マイクロレンズ３２の作用により、開口４５に集光するようにマイクロレンズ３２から出射する。
【０１０３】
マイクロレンズ３２から出射した赤色光は、基板３０を透過し、基板４６を透過した後、開口４５に集光し、その開口４５を透過（通過）する。
【０１０４】
開口４５を透過した赤色光は、透明電極４２と透明電極４０との間に印加されている電圧により配向が制御された液晶層４３の液晶により強度変調され、これにより、赤色用の画像が形成される。その光は、基板４１を透過し、偏光板４７で偏光され、外部に出射する。
【０１０５】
同様に、点光源アレイ２の各発光素子２２Ｇから発せられた緑色光は、偏光板４８で偏光された後、マイクロレンズアレイ３１の各マイクロレンズ３２に入射し、前述したように、マイクロレンズ３２の作用により、開口４５に集光するようにマイクロレンズ３２から出射する。
【０１０６】
マイクロレンズ３２から出射した緑色光は、基板３０を透過し、基板４６を透過した後、開口４５に集光し、その開口４５を透過する。
【０１０７】
開口４５を透過した緑色光は、透明電極４２と透明電極４０との間に印加されている電圧により配向が制御された液晶層４３の液晶により強度変調され、これにより、赤色用の画像が形成される。その光は、基板４１を透過し、偏光板４７で偏光され、外部に出射する。
【０１０８】
同様に、点光源アレイ２の各発光素子２２ｂから発せられた青色光は、偏光板４８で偏光された後、マイクロレンズアレイ３１の各マイクロレンズ３２に入射し、前述したように、マイクロレンズ３２の作用により、開口４５に集光するようにマイクロレンズ３２から出射する。
【０１０９】
マイクロレンズ３２から出射した青色光は、基板３０を透過し、基板４６を透過した後、開口４５に集光し、その開口４５を透過する。
【０１１０】
開口４５を透過した緑色光は、透明電極４２と透明電極４０との間に印加されている電圧により配向が制御された液晶層４３の液晶により強度変調され、これにより、青色用の画像が形成される。その光は、基板４１を透過し、偏光板４７で偏光され、外部に出射する。
【０１１１】
前記液晶パネル４からの光、すなわち、液晶パネル４により形成された画像は、図示しない投射レンズにより、所定の位置に設置されている図示しないスクリーン上に投影（拡大投射）される。
【０１１２】
このようにして、スクリーン上にフルカラーの画像（投影画像）が表示される。
【０１１３】
以上述べたように、この電気光学装置１によれば、点光源アレイ２から発せられる光を効率良く開口４５に集光させることができ、これにより、点光源アレイ２から発せられる光の使用効率を向上させることができる。
【０１１４】
また、光源として、赤色光を発する発光素子２２Ｒ、緑色光を発する発光素子２２Ｇおよび青色光を発する発光素子２２Ｂを用いるので、白色光源を用い、その白色光を赤色光と緑色光と青色光とに分離する場合に比べ、色純度を高く（良く）することができる。
【０１１５】
また、時分割方式においてカラーフィルタにより白色光を赤色光と緑色光と青色光とに分離する場合（カラーフィルタを通過させることで、光の利用効率は、例えば約１／３になってしまう）に比べ、光の使用効率が高い。
【０１１６】
また、ダイクロイックミラーやカラーフィルタ等の色分離手段を用いる必要がないので、部品点数を削減することができ、装置を小型化することができ、また、コストを低減することができる。
【０１１７】
また、この電気光学装置１では時分割方式を採用しているので、赤色光用の画素、緑色光用の画素および青色光用の画素を有するＲＧＢ用の液晶パネルを用いる必要がなく、すなわち、画素数の比較的少ない単色用の液晶パネル（画素数は、例えばＲＧＢ用の液晶パネルの画素数の約１／３）を用いてフルカラー表示を行うことができる。換言すれば、ＲＧＢ用の液晶パネルと略同じ画素数の液晶パネルを用いることにより、高精細表示を行うことができる（高精細画像を形成し、表示することができる）。
【０１１８】
また、この電気光学装置１では、発光素子２２Ｒ、２２Ｇおよび２２Ｂの数、配置等を自由に設定することができる。すなわち、赤色光の強度分布や発光光量の合計値、緑色光の強度分布や発光光量の合計値および青色光の強度分布や発光光量の合計値を自由に設定（調整）することができる。
【０１１９】
例えば、発光素子２２Ｒの数を他の色の発光素子２２Ｇ、２２Ｂの数より多くすることにより、赤色を強くするよう表示することができ、また、赤色が弱い場合に、発光素子２２Ｒの数を他の色の発光素子２２Ｇ、２２Ｂの数より多くすることにより、その赤色を補って、より自然な色を表示することができる。発光素子２２Ｇおよび２２Ｂについても同様である。
【０１２０】
なお、本発明では、発光素子２２Ｒ、２２Ｇ、２２Ｂの数、配置等は、特に限定されない。
【０１２１】
但し、発光素子２２Ｒ、２２Ｇおよび２２Ｂは、それぞれ、規則的または不規則に分散して配置されているのが好ましい。
【０１２２】
これにより、液晶パネル４の各画素４９、すなわち、各開口４５に集まる光の光量を均一にすることができ、均一性の高い表示を行うことができる。
【０１２３】
ここで、本発明の電気光学装置は、投射型表示装置に限らず、例えば、直視型表示装置であってもよい。以下、本発明を直視型表示装置に適用する場合について説明する。
【０１２４】
本発明を直視型表示装置に適用する場合には、液晶パネル（光学変調パネル）４より出射側に光散乱層（光散乱板）を設けるのが好ましい。
【０１２５】
これにより、白色表示が虹色になってしまうのを防止することができ、画像をより鮮明に表示することができる。
【０１２６】
また、光学的距離Ｌｓと光学的距離Ｌａとを等しく、すなわち、発光素子２２Ｒ、２２Ｇおよび２２ＢのピッチＰｓと開口（透光窓部）４５のピッチＰａとを等しく設定するか、または、光学的距離Ｌｓを光学的距離Ｌａよりも大きく、すなわち、発光素子２２Ｒ、２２Ｇおよび２２ＢのピッチＰｓを開口４５のピッチＰａよりも大きく設定するのが好ましい。
【０１２７】
光学的距離Ｌｓと光学的距離Ｌａとを等しく設定することにより、マイクロレンズ３２の焦点距離ｆを最も長く（開口数ＮＡを最も小さく）設定することができる。これにより、マイクロレンズアレイ３１の製造が容易となり、また、精度の向上、収差の減少を図ることができる。
【０１２８】
また、光学的距離Ｌｓを光学的距離Ｌａよりも大きく設定することにより、発光素子２２Ｒ、２２Ｇおよび２２ＢのピッチＰｓを比較的大きく設定することができ、発光素子２２Ｒ、２２Ｇおよび２２Ｂの数を比較的少なくすることができるので、製造が容易になる。
【０１２９】
また、本発明を直視型表示装置に適用する場合には、例えば、光学変調パネルとして透過型液晶パネルを用いた透過型の表示装置、または光学変調パネルとして半透過半反射型液晶パネルを用いた半透過半反射型の表示装置とすることができる。
【０１３０】
以上、本発明の電気光学装置を、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。
【０１３１】
本発明は、例えば、ラップトップ型パーソナルコンピュータ、ノート型パーソナルコンピュータ等のパーソナルコンピュータのモニタ（ディスプレイ）、テレビジョンのモニタ、テレビ電話のモニタ、携帯電話（ＰＨＳを含む）、電子手帳、電子辞書、電子カメラ（デジタルカメラ）、ビデオカメラ等の携帯用電子装置のモニタ等の各種電子装置の直視型表示装置や、プロジェクター等の投射型表示装置等に適用することができる。
【０１３２】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、色純度の高い、フルカラー表示を行うことができる。
【０１３３】
また、光源から発せられる光を効率良く透光窓部に集光させることができ、これにより、光源から発せられる光の使用効率を向上させることができる。
【０１３４】
また、本発明では時分割方式（色順次駆動方式）を採用しているので、赤色光用の画素、緑色光用の画素および青色光用の画素を有するＲＧＢ用の液晶パネル（光学変調パネル）を用いる必要がなく、すなわち、画素数の比較的少ない単色用の液晶パネル（画素数は、例えばＲＧＢ用の液晶パネルの画素数の約１／３）を用いてフルカラー表示を行うことができる。
【０１３５】
また、ダイクロイックミラーやカラーフィルタ等の色分離手段を用いる必要がないので、装置を小型化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の電気光学装置の実施形態の構成を模式的に示す縦断面図である。
【図２】図１に示す電気光学装置の各色の発光素子の発光タイミングと、液晶パネルの駆動タイミングとを示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
１              電気光学装置
２              点光源アレイ
２２Ｒ、２２Ｇ、２２Ｂ  発光素子
３              マイクロレンズアレイ板
３０            基板
３１            マイクロレンズアレイ
３２            マイクロレンズ
４              液晶パネル
４０            透明電極
４１            基板
４２            透明電極
４３            液晶層
４４            ブラックマトリックス
４５            開口
４６            基板
４７、４８      偏光板
４９            画素
６１Ｒ、６２Ｒ  赤色光
６１Ｇ、６２Ｇ  緑色光
６１Ｂ、６２Ｂ  青色光
７              液晶ライトバルブ
【図１】
0004029566.tif 000002
【図２】
0004029566.tif 000003