JP2000200052A - 表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】小型にして十分な拡大像を実現できるととも
に、消費電力を増大することなく十分な輝度の表示画像
を得ることができる表示装置を提供することを目的とす
る。 【解決手段】液晶表示装置１は、有効表示領域ＰＳを備
えた液晶パネル１０１と、有効表示領域ＰＳより大きい
画像表示領域ＤＳを備えた表示スクリーン７０１と、複
数の領域に区分された有効表示領域の各領域を表示スク
リーン上に拡大結像する拡大結像光学系５０１と、液晶
パネル１０１を平行光で照明する面光源部３０１とを有
している。液晶パネル１０１の面光源部側には、平行光
を液晶パネル１０１の各画素部内に集束する第１マイク
ロレンズアレイ９０１が設けられ、拡大結像光学系側に
は、液晶パネル１０１を通過した光を略平行化する第２
マイクロレンズアレイ９０２が設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、表示装置に係
り、特に大面積にわたって良好な表示画像が得られる直
視型の表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示装置に代表される平面表示装置
は、軽量、薄型、低消費電力の特徴を生かして各種分野
で利用されるようになってきた。中でも、パーソナル・
コンピュータに代表される携帯情報機器には、液晶表示
装置が多用されている。

【０００３】しかしながら、このような液晶表示装置で
は、ガラス等の絶縁性基板が用いられているが、その基
板の制約、装置の制約等から２０インチ以上の大表示面
積を実現することは困難であった。

【０００４】そこで、複数の液晶パネルを貼り合わせて
大表示領域を形成する技術が特開平８−１４６４５５号
公報等で知られている。

【０００５】しかしながら、このような表示パネルの貼
り合わせによる大表示画面化は、その継目が視認される
ことから改良が求められていた。

【０００６】

【発明が解決しよとする課題】このような中、例えば特
開平５−１８８３４０号公報あるいは特開平９ー９６７
０４号公報に開示される技術が知られている。

【０００７】これは、液晶パネルの表示画像を拡大投影
するに際し、表示画像を複数の領域に区分し、各領域に
対応した等倍結像光学系を配置して表示画像を導くとと
もに、その光路上に拡大光学系を配置してスクリーン上
に拡大し結像させるものである。

【０００８】しかしながら、上述した技術は、液晶パネ
ルの表示画像を単一の拡大光学系により拡大投影するた
め、十分な拡大倍率を実現するためには、光路を比較的
長くとる必要があり、このため直視型の表示装置として
は装置寸法が大きくなることから不向きである。

【０００９】また、上述した技術は、液晶パネルを略平
行化された光で照明し、液晶パネルの画素部を通過した
光を拡大投影することにより表示画像を形成している。
このため、液晶パネルの配線部や、遮光部すなわちブラ
ックマトリクス（ＢＭ）などの非画素部を照明した光
は、表示画像に寄与せず、表示画像の輝度を十分に確保
できないという問題がある。表示画像の輝度を向上する
ために、液晶パネルを照明するバックライトの光強度を
増大することが考えられるが、これにともなって消費電
力も増大するといった問題が生じる。

【００１０】この発明は、上述した技術課題に対処して
成されたものであり、小型にして十分な拡大像を実現で
きるとともに、消費電力を増大することなく十分な輝度
の表示画像が得られる表示装置を提供することを目的と
している。

【００１１】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
複数の画素部からなる所定の有効表示領域を備えた表示
パネルと、前記表示パネルの前記有効表示領域よりも大
きい画像表示領域を備えた表示スクリーンと、前記表示
パネルと前記表示スクリーンとの間に配置され、複数の
第１レンズが並置配列された第１レンズアレイを含み、
前記表示パネルの前記表示領域の像を前記表示スクリー
ン上に拡大正立結像させる複数のチャネルを備えた拡大
結像光学系と、前記表示パネルの前記画素部を集束性の
光で照明する照明手段と、前記表示パネルの前記画素部
を通過した光を略平行化して前記拡大結像光学系に導く
平行化手段と、を備えたことを特徴とする表示装置を提
供するものである。

【００１２】この発明の表示装置によれば、第１レンズ
アレイから成る拡大結像光学系が、それ自体で拡大能を
有しているため、短い光路長でクロストークのない拡大
像を得ることができる。

【００１３】また、この発明の表示装置によれば、照明
手段が表示パネルの各画素部を集束性の光で照明し、平
行化手段により表示パネルを通過した光を略平行化して
拡大結像光学系に導いている。このため、照明手段から
の光の利用効率を向上することが可能となり、消費電力
を増大することなく表示スクリーン上の拡大像の輝度を
向上することができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下に、この発明の一実施の形態
の表示装置として、液晶表示装置を例にとり図面を参照
して詳細に説明する。

【００１５】この液晶表示装置１は、図１に示すよう
に、表示パネルとしての液晶パネル１０１と、図示しな
いがこの液晶パネル１０１に駆動信号を供給する駆動回
路基板と、液晶パネル１０１の裏面側に配置される照明
手段としての面光源部３０１と、液晶パネル１０１の前
面に配置される光路偏向手段４０１と、第１乃至第５レ
ンズアレイ５１１，…，５１５から成る拡大結像光学系
としてのレンズアレイ群５０１と、拡大レンズ６０１
と、この拡大レンズ６０１の前面に配置される表示スク
リーン７０１とを備えて構成される。

【００１６】まず、液晶パネル１０１は、対角１２イン
チサイズで（１０２４×３）×７６８の表示画素を備え
た有効表示領域ＰＳを含む。この液晶パネル１０１は、
上述した高精細化を実現するために、図２に示すように
各画素を制御するスイッチ素子として多結晶シリコン
（ｐ−Ｓｉ）薄膜が活性層に用いられた薄膜トランジス
タ（ＴＦＴ）１２１を備えるアレイ基板１１１と、アレ
イ基板１１１に対向配置された対向基板１５１と、アレ
イ基板１１１と対向基板１５１との間に、それぞれ配向
膜１８３ａ，１８３ｂを介して保持されるＴＮ液晶層１
９１とを含む。また、それぞれの基板１１１，１５１の
外表面には、透過軸が互いに直交するように偏向板１８
５ａ，１８５ｂが配置されている。

【００１７】カラー表示を実現するのであれば、カラー
フィルタをアレイ基板１１１上、あるいは対向基板１５
１上に形成することができ、また各フィールド期間を各
色期間に分割して駆動することにより表示することもで
きるが、ここではアレイ基板１１１上にカラーフィルタ
１８１が形成されている。

【００１８】更に詳しく説明すると、アレイ基板１１１
は、ガラスからなる０．７ｍｍ厚の透明絶縁基板１１３
上に、図示しないがマトリクス状に配置される１０２４
×３本の信号線及び７６８本の走査線と、信号線と走査
線との交点近傍に配置されるスイッチ素子としてのＴＦ
Ｔ１２１と、ＴＦＴ１２１に接続されＩＴＯから構成さ
れる画素電極１３１とを備えて構成される。

【００１９】このＴＦＴ１２１は、チャネル領域１２３
ｃと、このチャネル領域１２３ｃを挟んで配置されるソ
ース及びドレイン領域１２３ｓ，１２３ｄを備えた多結
晶シリコン（ｐ−Ｓｉ）膜１２３と、このｐ−Ｓｉ膜１
２３のチャネル領域１２３ｃ上にゲート絶縁膜１２５を
介して配置され走査線に電気的に接続されるゲート電極
１１８と、ソース及びドレイン領域１２３ｓ，１２３ｄ
にそれぞれ接続されたソース及びドレイン電極１２７
ｓ，１２７ｄを備えて構成される。このゲート電極１１
８は、走査線に接続され、ドレイン電極１２７ｄは信号
線に、さらにソース電極１２７ｓは画素電極１３１にぞ
れぞれ接続されている。

【００２０】また、画素電極１３１は、ＴＦＴ１２１上
に配置される層間絶縁膜を兼ねるカラーフィルタ層１８
１上に配置される。

【００２１】対向基板１５１は、ガラスからなる０．５
ｍｍ厚の透明絶縁基板１５３上に画素電極１３１に対向
したＩＴＯから構成される対向電極１５５と、アレイ基
板１１１上のＴＦＴ１２１や走査線及び信号線などの非
画素部としてを遮光する遮光膜すなわちブラックマトリ
クスＢＭとを備えて構成される。

【００２２】このようにして構成される液晶パネル１０
１の裏面側に配置される面光源部３０１は、十分な光量
を確保するために、図１に示すようにアクリル樹脂から
成る薄板状の導光板３１１と、この導光板３１１の両長
手端面にそれぞれ２段に配置される冷陰極管３２１とを
備えて構成される。また、この導光板３１１表面上に
は、導光板３１１からの拡散光を比較的均一な平行光と
するために、例えば３Ｍ社製のプリズムシート３３１が
２層配置されている。また、導光板３１１の裏面側に
は、図示しないが導光板３１１内を伝播する光を選択的
に主表面から出射させるよう乳白色のドットパターンが
印刷形成されている。

【００２３】液晶パネル１０１は、図１に示すように、
アレイ基板１１１の外表面に設けられた集束手段として
の第１マイクロレンズアレイ９０１と、対向基板１５１
の外表面に設けられた平行化手段としての第２マイクロ
レンズアレイ９０２と、を備えている。第１及び第２マ
イクロレンズアレイ９０１及び９０２は、それぞれ液晶
パネル１０１の画素部ごとに対応して設けられた複数の
マイクロレンズを備えている。これらのマイクロレンズ
は、例えば、スパッタにより形成される。

【００２４】次に、図１、図３及び図４を参照して、液
晶パネル１０１の前面に配置される光学系について説明
する。

【００２５】液晶パネル１０１の前面に配置されるレン
ズアレイ群５０１を構成する第１乃至第５レンズアレイ
５１１，…，５１５の各レンズ５１１ａ，…，５１５ａ
は、例えば２４×１８の領域に分割された液晶パネル１
０１の有効表示領域ＰＳの各領域に対応するものであ
る。この実施の形態では、液晶パネル１０１の有効表示
領域ＰＳを２４×１８の領域に区分したが、各表示画素
あるいは各表示絵素毎の領域に分割することもできる。
この分割数は、拡大倍率、液晶パネル１０１と表示スク
リーン７０１との間隔等によって決定することができ、
表示品位等を考慮すると９分割以上の分割数に設定する
ことが望ましい。

【００２６】まず、図３及び図４に示すように、面光源
部３０１の２枚のプリズムシート３３１から出射された
平行光は、液晶パネルの面光源部３０１側に設けられた
第１マイクロレンズアレイ９０１のマイクロレンズ９０
１ａにより、液晶パネルの非画素部としてのブラックマ
トリクスＢＭで囲まれた画素部に集束される。液晶パネ
ル１０１の対向基板１５１を通過した光は、液晶パネル
のレンズアレイ群５０１側に設けられた第２マイクロレ
ンズアレイ９０２のマイクロレンズ９０２ａにより略平
行化される。

【００２７】液晶パネルの各領域毎に、第２マイクロレ
ンズアレイ９０２を通過した平行光は、レンズアレイ群
５０１の第１レンズアレイ５１１の各レンズ５１１ａに
より、これらのレンズ５１１ａに対応して設けられた第
２レンズアレイ５１２の各レンズ５１２ａの中心に導か
れる。

【００２８】第１レンズアレイ５１１と第２レンズアレ
イ５１２との間には、光路偏向手段４０１として、例え
ば凹レンズが配置され、これにより、第１レンズアレイ
５１１の各レンズ５１１ａを通過した光の光軸は、第２
レンズアレイ５１２の対応する各レンズ５１２ａに偏向
される。光路偏向手段４０１としては、凹レンズの他に
も凸レンズ、フレネルレンズ、プリズムあるいは光ファ
イバ束等が適宜使用される。

【００２９】この第２レンズアレイ５１２の各レンズ５
１２ａは、第３レンズアレイ５１３位置に倒立像を結像
させる結像レンズである。第２レンズアレイ５１２の各
レンズ５１２ａを通過した光は、第３レンズアレイ５１
３の対応する各レンズ５１３ａの位置に結像される。ま
た、第３レンズアレイ５１３の対応する各レンズ５１３
ａを通過した光は、第４レンズアレイ５１４の対応する
各レンズ５１４ａに集光される。

【００３０】第４レンズアレイ５１４の対応する各レン
ズ５１４ａは、表示スクリーン７０１上に倒立結像させ
る結像レンズである。第４レンズアレイ５１４の対応す
る各レンズ５１４ａを通過した光は、表示スクリーン７
０１上に投影される。これにより、表示スクリーン７０
１上には、液晶パネル１０１上の画像が正立拡大結像さ
れる。

【００３１】また、第５レンズアレイ５１５の各レンズ
５１５ａは、第４レンズアレイ５１４を通過した各光の
光束の広がりを抑えて表示スクリーン７０１上に投影す
るものである。

【００３２】この実施の形態では、上述したレンズアレ
イ群５０１は、その光学設計、各レンズアレイ間距離の
設定により表示スクリーン７０１上に略１．２倍の拡大
正立結像させるよう構成されている。更に、この実施の
形態では、上述したレンズアレイ群５０１の各第４乃至
５レンズアレイ５１４，５１５間に拡大レンズ６０１と
して凹レンズが配置され、これにより表示スクリーン７
０１上には、略１．７倍の拡大正立結像が形成される。
拡大レンズ６０１としては、凹レンズの他にも凸レン
ズ、フレネルレンズ、あるいはプリズム等が適宜使用さ
れる。

【００３３】そして、表示スクリーン７０１は、対角２
０インチの画像表示領域ＤＳを有し、良好な視野角を確
保するため、適度な拡散能を有した光透過型で構成され
ている。

【００３４】以上説明したように、この実施の形態の液
晶表示装置１によれば、対角１２インチサイズの液晶パ
ネル１０１の有効表示領域ＰＳに表示された表示画像
を、１００ｍｍの間隔をもって対角２０インチサイズの
画像表示領域ＤＳに拡大投影することができた。

【００３５】しかも、この実施の形態の液晶表示装置１
によれば、液晶パネル１０１の有効表示領域ＰＳを複数
の領域に区分し、区分された各領域毎に第１乃至第５レ
ンズアレイ５１１，…，５１５の各レンズ５１１ａ，
…，５１５ａを対応させ画像を導くため、短い光路長
で、不所望なクロストークなく、十分な拡大画像を得る
ことができた。

【００３６】これにより、液晶パネル１０１としては比
較的小さい有効表示領域ＰＳを持つものが使用できるの
で、装置の低廉化を達成することができた。

【００３７】また、この実施の形態の液晶表示装置１に
よれば、面光源部３０１から出射された平行光は、液晶
パネル１０１の各画素部に対応して設けられたマイクロ
レンズ９０１ａにより液晶パネル１０１の液晶層１９１
内に集束される。この時、面光源部３０１から、液晶パ
ネル１０１のブラックマトリクスＢＭなどの非画素部に
向かって出射された平行光も、マイクロレンズ９０１ａ
により、画素部内に集束される。これにより、面光源部
３０１から出射された光を有効利用することが可能とな
る。液晶層１９１内に集束された光は、液晶パネル１０
１を通過する際に、液晶パネル１０１の各画素部に対応
して設けられたマイクロレンズ９０２ａにより略平行化
され、レンズアレイ群５０１に案内される。

【００３８】このため、面光源部３０１からの光の利用
効率を向上することが可能となり、消費電力を増大する
ことなく表示スクリーン上に投影される表示画像の輝度
を向上することができる。

【００３９】この実施の形態では、レンズアレイ群５０
１の第５レンズアレイ５１５と表示スクリーン７０１と
の間には、第５レンズアレイ５１５の各レンズを通過し
た光の各光軸を表示スクリーン７０１に対する法線方向
と略一致させる光路偏向手段８０１としてのコリメータ
レンズ８０１が配置されている。これにより、画面輝度
の均一性を確保し、良好な表示品位を実現している。し
かしながら、各光軸を表示スクリーン７０１の略中央に
向かう方向に若干収束させることもでき、これにより中
央の観察者への表示品位を向上させることもできる。な
お、光路偏向手段８０１としては、凹レンズ、凸レン
ズ、フレネルレンズ、あるいはプリズム等が適宜使用さ
れる。

【００４０】上述した実施の形態において、第２マイク
ロレンズアレイ９０２は、液晶パネル１０１の対向基板
１５１の外表面に設けられたが、図５に示すように、区
分された各領域毎にそれぞれ対応して設けられたレンズ
アレイ群５０１の第１レンズアレイ５１１の各レンズ５
１１ａと一体に形成されても良い。

【００４１】第２マイクロレンズアレイ９０２と第１レ
ンズアレイ５１１の各レンズ５１１ａとの一体物は、各
レンズ５１１ａにマイクロレンズアレイ９０２をスパッ
タにより形成しても良いし、また、シート上に形成され
たマイクロレンズアレイ９０２を各レンズ５１１ａに貼
り付けて形成しても良い。

【００４２】このように一体物とすることにより、光学
系の構成を簡略化することが可能となり、低廉化が可能
となる。

【００４３】また、図６に示すように、液晶パネル１０
１を構成するアレイ基板１１１及び対向基板１５１の各
ガラス基板に、イオン交換法により、アレイ基板１１１
及び対向基板１５１に、マイクロレンズと同等の所定の
屈折率分布を形成することができる。これにより、液晶
パネル１０１の各画素部毎に第１及び第２マイクロレン
ズアレイを設けることなく、面光源部３０１から出射さ
れた平行光を液晶パネル１０１の画素部内に集束するこ
とが可能となる。

【００４４】したがって、マイクロレンズアレイを別部
品として設ける必要がなく、これにより、部品点数を削
減することができる。また、光学系の構成を簡略化する
ことが可能となるとともに、マクロレンズアレイの分の
厚みも薄くすることが可能となり、装置の小型化、特に
装置の厚さを薄型化することが可能となる。

【００４５】上述した実施の形態では、液晶パネル１０
１の有効表示領域ＰＳを複数の領域に区分し、区分され
た各領域毎に第１乃至第５レンズアレイ５１１、……、
５１５の各レンズ５１１ａ、…、５１５ａを対応させた
が、次の実施の形態の如く、液晶パネル上の像点を第１
乃至第２のレンズアレイの対応する各レンズによって構
成される複数のチャネルにより拡大投影することもでき
る。

【００４６】まず、この実施の形態の表示装置につい
て、その表示原理について図面を参照して簡単に説明す
る。

【００４７】図７において、１１０１はバックライト装
置、１１０２は光透過型の液晶パネル、１１０３は第１
の倒立光学系を構成する第１のレンズアレイ、１１０４
は第２の倒立光学系を構成する第２のレンズアレイ、１
１０５は表示スクリーンを示している。そして、第１及
び第２のレンズアレイ１１０３，１１０４は、拡大光学
系として機能し、これらのレンズの組み合わせにより複
数のチャネルが構成されている。

【００４８】液晶パネル１１０２を透過した光は、第１
のレンズアレイ１１０３の各レンズにより、像面１１０
６に倒立結像される。そして、さらに第２のレンズアレ
イ１１０４の各レンズにより表示スクリーン１１０５上
に正立拡大結像される。ここで、第１及び第２のレンズ
アレイ１１０３，１１０４の焦点距離は、それぞれ所望
の倍率が得られるように調整されている。

【００４９】これにより、液晶パネル１１０２上の像点
Ａは、表示スクリーン１１０５上の焦点Ａ’に、像点Ｂ
は表示スクリーン１１０５上の焦点Ｂ’にそれぞれ結像
される。

【００５０】ところで、第１及び第２のレンズアレイ１
１０３，１１０４の各チャネルは、液晶パネル１１０２
の十分な領域をそれぞれ受け持つため、隣接するチャネ
ルの受け持つ画像は十分に重ね合わせられる。

【００５１】さらに説明すると、同図に示すように、液
晶パネル１１０２の有効領域における像点Ｃは、表示ス
クリーン１１０５上の焦点Ｃ’に３以上の複数のチャネ
ルを経由して結像される。従って、例えば領域Ｄが領域
Ｄ’に、領域Ｅが領域Ｅ’にそれぞれ正立拡大結像さ
れ、それぞれの領域が重なり合うことにより、画面全体
で一貫した拡大像全体が形成される。

【００５２】このように、液晶パネル１１０２上の像点
は、多数のチャネルを介してスクリーン上に結像して投
影されるため、全体として十分な表示輝度が確保され
る。

【００５３】ところで、不所望なクロストーク、即ち結
像特性の劣るチャネルの影響を防止するためには、液晶
パネル１１０２の各所における出射光の平行度はそれぞ
れ高い方が望ましい。即ち、レンズ設計にもよるが、液
晶パネル１１０２の各所における出射光の輝度の半値幅
によって決定される主たる光の伝播方向との成す角度
は、３０°、さらに好ましくは２０°以下に制御される
ことが望ましい。

【００５４】また、隣接するチャネル間で結像位置の相
対的なシフト量が各チャネルの拡大率と一致するように
第１のレンズアレイ１１０３のレンズピッチと第２のレ
ンズアレイ１１０４のレンズピッチとの比が設定される
ことが望ましく、この点について図８を参照して説明す
る。

【００５５】ここで、第１のレンズアレイ１１０３の各
レンズの焦点までの距離をｆ_１、第２のレンズアレイ１
１０４の各レンズの焦点までの距離をｆ_２とする。ま
た、第１のレンズアレイ１１０３のレンズピッチを
ｐ_１、第２のレンズアレイ１１０４のレンズピッチをｐ
_２とする。また、図示したように液晶パネル１１０２、
第１のレンズアレイ１１０３、像面１１０６、第２のレ
ンズアレイ１１０４、表示スクリーン１１１０５のそれ
ぞれの間隔を、それぞれａ_１，ｂ_１，ｂ_２，ａ_２とす
る。

【００５６】このとき、それぞれの像面は結像関係にあ
ることから、 （１／ａ_１）＋（１／ｂ_１）＝（１／ｆ_２）， （１／ａ_２）＋（１／ｂ_２）＝（１／ｆ_２） が成り立つ、結像倍率ηは、 η＝（ｂ_１／ａ_１）（ａ_２／ｂ_２） ＝（ａ_２／ｂ_１）（ａ_１／ｂ_２） となる。

【００５７】各チャネルの光軸（ここでは、各チャネル
を構成するレンズアレイ１１０３，１１０４の２つのレ
ンズの中心を通る直線）は、そのまま光線の経路とな
る。したがって、その光線が液晶パネル１１０２および
表示スクリーン１１０５と交わる点は、対応点となる。

【００５８】そこで、図８のように、液晶パネル１１０
２上の対応点の間隔をｑ_１、拡散スクリーン１１０５上
の対応点の間隔をｑ_２とすると、これらの値は、 ｑ_１＝ｐ_１−（ｐ_２−ｐ_１）ａ_１／（ｂ_１＋ｂ_２） ｑ_２＝ｐ_２＋（ｐ_２−ｐ_１）ａ_２／（ｂ_１＋ｂ_２） となる。

【００５９】そこで、結像倍率が、対応点の間隔の比
（ｐ_２／ｐ_１）になることが必要であり、このため次の
条件を満足することが要求される。

【００６０】（ａ_２ｂ_１）／（ａ_１ｂ_２）＝｛ｐ_２＋
（ｐ_２−ｐ_１）ａ_２／（ｂ_１＋ｂ_２）｝／｛ｐ_１−（ｐ
_２−ｐ_１）ａ_１／（ｂ_１＋ｂ_２）｝ 即ち、上式は、 （ｐ_２／ｐ_１）＝｛１＋η（ｂ_１／ａ_２）｝／｛１＋η
（ｂ_２／ａ_１）｝ となる。

【００６１】また、第１の倒立結像光学系の倍率を、η
_１（＝−ｂ_１／ａ_１）、第２の倒立結像光学系の倍率
を、η_２（＝−ａ_２／ｂ_２）とすると、 （ｐ_２／ｐ_１）＝｛１−η_１｝／｛１−（１／η_２）｝ となる。

【００６２】即ち、各チャネルを構成する第１のレンズ
アレイ１１０３の各レンズと第２のレンズアレイ１１０
４の各レンズとのレンズピッチを上記の関係を満足する
ように設定することが重要である。これにより、良好な
表示品位の拡大像をえることが可能となる。なお、（ｂ
_１／ａ_１）も（ｂ_２／ａ_２）も、１と比べて非常に小さ
い数であることから、わずかなピッチの違いとなるが、
このピッチの相違を精度良く制御することが望まれる。

【００６３】また、この第１のレンズアレイ１１０３と
第２のレンズアレイ１１０４との間にフィールドレンズ
等を配置する、あるいはさらに結像レンズを配置するこ
ともでき、レンズアレイを配置するのであればレンズピ
ッチを上記にならって調整する必要すると良い。

【００６４】以下に、この実施形態の第１の具体例の表
示装置について、図面を参照して詳細に説明する。

【００６５】この液晶表示装置１０００は、図９および
図１０に示すように、液晶パネル１２０１と、図示しな
いがこの液晶パネル１２０１に駆動信号を供給する駆動
回路基板と、液晶パネル１２０１の裏面側に配置される
面光源部１３０１と、液晶パネル１２０１の前面に配置
される第１の光路偏向手段１４０１と、第１ないし第２
のレンズアレイ１５１１，１５１２から成るレンズアレ
イ群１５０１と、拡大レンズ１６０１と、この拡大レン
ズ１６０１の前面に配置される第２の光路偏向手段１７
０１及び表示スクリーン１８０１とを備えて構成され
る。

【００６６】ここで、第１ないし第２のレンズアレイ１
５１１，１５１２の対応するそれぞのレンズによって複
数のチャネルが構成される。

【００６７】液晶パネル１２０１は、対角１２インチサ
イズで（１０２４×３）×７６８の表示画素を備えた有
効表示領域ＰＳを含むもので、上記の構成（図８参照）
と同様であるため説明は省略する。

【００６８】このような液晶パネル１２０１の裏面側に
配置される面光源部１３０１は、十分な光量を確保する
ために、図９ないし図１０に示すようにアクリル樹脂か
ら成る薄板状の導光板１３１１と、この導光板１３１１
の両長手端面にそれぞれ２段に配置される冷陰極管１３
２１とを備えて構成される。また、この導光板１３１１
表面上には、導光板１３１１からの拡散光を比較的均一
な平行光とするために、例えば３Ｍ社製のプリズムシー
ト１３３１が２層配置されている。これにより、上記の
実施形態と同様に液晶パネル１２０１の各所における出
射光の輝度の半値幅によって決定される主たる光の伝播
方向との成す角度は、約２５°に制御されている。

【００６９】また、導光板１３１１の裏面側には、図示
しないが導光板１３１１内を伝播する光を選択的に主表
面から出射させるよう乳白色のドットパターンが印刷形
成されている。尚、この具体例では、表示輝度の均一化
を図るために、導光板１３１１の周辺領域では比較的高
い輝度が達成されるようにドットパターンが形成されて
いる。これは、表示スクリーン１８０１の周辺領域は、
中央領域に比べて作用するチャネル数が少なく、このた
め輝度低下が免れないためであり、これを相殺するよう
に面光源部１３０１の輝度分布が調整されるためであ
る。

【００７０】液晶パネル１２０１は、図１０に示すよう
に、その外表面に設けられた集束手段としての第１マイ
クロレンズアレイ１９０１と、平行化手段としての第２
マイクロレンズアレイ１９０２と、を備えている。第１
及び第２マイクロレンズアレイ１９０１及び１９０２
は、それぞれ液晶パネル１２０１の画素部ごとに対応し
て設けられた複数のマイクロレンズを備えている。これ
らのマイクロレンズは、例えば、スパッタにより形成さ
れる。

【００７１】次に、液晶パネル１２０１の前面に配置さ
れる光学系について説明する。

【００７２】液晶パネル１２０１の前面に配置されるレ
ンズアレイ群１５０１を構成する第１ないし第２のレン
ズアレイ１５１１，１５１２は、それぞれ倒立結像光学
系を構成し、各レンズ１５１１ａ，１５１２ａは、液晶
パネル１２０１の有効表示領域ＰＳに対応して２４×１
８個配置され、２４×１８個のチャネルを構成する。こ
のチャネル数は、拡大倍率、液晶パネル１２０１と表示
スクリーン１８０１との間隔等によって決定することが
でき、表示品位等を考慮すると９以上に設定することが
望ましい。

【００７３】まず、液晶パネル１２０１の前面には光路
偏向手段１４０１として例えば凹レンズが配置され、こ
れにより光の光軸は各チャネルの光軸に沿うように偏向
される。即ち、液晶パネル１２０１の有効表示領域ＰＳ
の周辺から出射される光の光軸は外側に向けられ、対応
するチャネルの光軸と略一致される。ここで、液晶パネ
ル１２０１の各所における出射光の輝度の半値幅によっ
て決定される主たる光の伝播方向との成す角度が十分に
小さくなるように面光源部１３０１が構成されているの
で、光路偏向手段１４０１によって光束は所定の方向に
偏向される。これにより光利用効率が向上されると共
に、結像特性が劣化するほどの広範なチャネルへの入
光、あるいは他のチャネルへの迷光が阻止される。この
光路偏向手段１４０１としては、凹レンズの他にもフレ
ネルレンズ、プリズムあるいは光ファイバ束等が適宜使
用される。

【００７４】第１のレンズアレイ１５１１の各レンズ１
５１１ａは、液晶パネル１２０１側に焦点距離ａ_１が６
０ｍｍ、表示スクリーン１８０１側に焦点距離ｂ_１が４
ｍｍ、レンズ径Ｄ_１が２ｍｍ、レンズピッチｐ_１が２．
１ｍｍに構成されている。

【００７５】また、第２のレンズアレイ１５１２の各レ
ンズ１５１２ａは、液晶パネル２０１側に焦点距離ｂ_２
が４ｍｍ、表示スクリーン１８０１側に焦点距離ａ_２が
７２ｍｍ、レンズ径Ｄ_２が２ｍｍ、レンズピッチｐ_２が
２．１２２ｍｍである。

【００７６】この第１のレンズアレイ１５１１の各レン
ズ１５１１ａは、第２のレンズアレイ１５１２の各レン
ズ１５１２ａとの間の像面に倒立像を結像させる結像レ
ンズである。また、第２のレンズアレイ１５１２の対応
する各レンズ１５１２ａは、像面に結像された倒立像を
表示スクリーン１８０１上に正立像として拡大結像する
ためのレンズである。

【００７７】ここで、第１のレンズアレイ１５１１と第
２のレンズアレイ１５１２との各レンズピッチの比は、 （ｐ_２／ｐ_１）＝｛１＋η（ｂ_２／ａ_２）｝／｛１＋η
（ｂ_２／ａ_２）｝ を満足するように設定されており、それぞれのレンズ１
５１１ａ，１５２１ａは画面中央でレンズ中心が一致す
るように配置されている。

【００７８】この具体例では、上述したレンズアレイ群
１５０１は、その光学設計、各レンズアレイ間距離の設
定により表示スクリーン１８０１上に略１．２倍の拡大
正立結像させるよう構成されている。

【００７９】さらに、この具体例では、上述したレンズ
アレイ群１５０１の後段に拡大レンズ１６０１として凹
レンズが配置され、これにより表示スクリーン１８０１
上には、略１．７倍の拡大正立結像が形成される。

【００８０】また、表示スクリーン１８０１は対角２０
インチの画像表示領域ＤＳを有し、良好な視野角を確保
するため、適度な拡散能を有した光透過型で構成されて
いる。

【００８１】以上説明したように、この具体例の液晶表
示装置１によれば、対角１２インチサイズの液晶パネル
１１０１の有効表示領域ＰＳに表示された表示画像を、
１７０ｍｍの間隔をもって対角２０インチサイズの画像
表示領域ＤＳに拡大投影することができた。

【００８２】しかも、この具体例の液晶表示装置１によ
れば、液晶パネル１２０１上の像点を第１ないし第２の
レンズアレイ１５１１，１５１２の対応する各レンズ１
５１１ａ，１５１２ａによって構成される複数のチャネ
ルにより拡大投影することで、良好な表示輝度を確保す
ることができた。

【００８３】そして、第１ないし第２のレンズアレイ１
５１１，１５１２の各レンズピッチは、各チャネルによ
って構成される像の重なり位置精度が不所望な不連続性
を生じせしめない関係を保っているので、表示画像の劣
化が防止される。また、液晶パネル１２０１から出射さ
れる光は、その面光源部１３０１の構成の工夫により上
述したように十分な平行度に制御されているため、結像
特性の劣るチャネルからのクロストークによる画質劣化
が十分に解消されている。

【００８４】また、面光源部１３０１からの光源光は、
表示スクリーン１８０１の周辺領域での光量不足を相殺
するように液晶パネル１２０１の周辺領域が中央領域に
比べて高く設定されているため、面内での表示輝度のば
らつきは十分に解消されている。

【００８５】ところで、この具体例では、レンズアレイ
群１５０１と表示スクリーン１８０１との間には、第２
の光路偏向手段１７０１としてフレネルレンズが配置さ
れ、これにより表示スクリーン１８０１に入射される光
の光軸を表示スクリーン１８０１の法線方向と略一致さ
せている。これにより、画面輝度の均一性を確保し、良
好な表示品位を実現している。しかしながら、各光軸を
表示スクリーン１８０１の略中央に向かう方向に若干収
束させることもでき、これにより中央の観察者への表示
品位を向上させることもできる。

【００８６】この具体例の液晶表示装置１において、第
１のレンズアレイ１５１１と第１の光路偏光手段１４０
１、あるいは第２のレンズアレイ１５１２と拡大レンズ
１６０１とを一体的に構成することができ、また第２の
光路偏向手段１７０１を表示スクリーン１８０１裏面側
に一体的に配置することもできる。これにより、レンズ
数を低減し、また光学的な位置合わせを軽減し、一層の
装置の低廉化を達成することができる。

【００８７】また、この具体例では、レンズアレイ群１
５０１と表示スクリーン１８０１との間に拡大レンズ１
６０１を配したが、液晶パネル１２０１と拡大レンズ１
６０１との間に拡大レンズを配することもできるし、そ
れらを組合せることもできる。

【００８８】次に、この実施形態の第２の具体例の表示
装置について、同一箇所には同一符号を付して説明す
る。

【００８９】この液晶表示装置１０００は、図１１ない
し図１３に示すように、液晶パネル１２０１と、図示し
ないがこの液晶パネル１２０１に駆動信号を供給する駆
動回路基板と、液晶パネル１２０１の裏面側に配置され
る面光源部１３０１と、液晶パネル１２０１と面光源部
１３０１との間に配置される第１の光路偏向手段１４０
１と、第１ないし第２のレンズアレイ１５１１，１５１
２から成るレンズアレイ群１５０１と、第２の光路偏向
手段１７０１及び表示スクリーン１８０１とを備えて構
成される。

【００９０】ここで、第１ないし第２のレンズアレイ１
５１１，１５１２の対応するそれぞのレンズによって複
数のチャネルが構成される。

【００９１】まず、液晶パネル１２０１は、対角１０．
５インチサイズで（１０２４×３）×７６８の表示画素
を備えた有効表示領域ＰＳを含む。この液晶パネル２０
１は、上記した具体例とサイズが異なる他は実質的に同
様の構成であって、ＴＮ液晶層１９１に代えて強誘電液
晶層が保持されて構成されている。

【００９２】この具体例では、液晶パネル１２０１透過
後の画像劣化を防止するため、第１の光路偏向手段１４
０１の後段に液晶パネル１２０１が配置される。このた
め、液晶パネル１２０１に入射される光は中央と周辺と
では入射角度が大きく異なる。よってＴＮ液晶層１１９
１を用いた液晶パネル１２０１では、表示状態が中央と
周辺とで異なる。しかし、この具体例において液晶パネ
ル１２０１は強誘電液晶層を用いている、即ち液晶分子
の面内方向のスイッチングで表示が成されるため、表示
画像が視角の影響を受けにくい。尚、強誘電液晶層を用
いる他に、面内方向のスイッチングで表示を行なうもの
であれば種々のものを用いることができ、反強誘電液晶
層を用いても構わない。また、ＩＰＳ（In-Plａne-Swit
ching）モードを用いる液晶パネルも好適に使用するこ
とができる。

【００９３】このようにして構成される液晶パネル１２
０１の裏面側に配置される面光源部１３０１は、十分な
光量を確保するために、図１１および図１２に示すよう
に、アクリル樹脂から成る薄板状の導光板１３１１と、
この導光板１３１１の両長手端面にそれぞれ２段に配置
される冷陰極管１３２１とを備えて構成される。また、
この導光板１３１１表面上には、導光板１３１１からの
拡散光を比較的均一な平行光とするために、例えばアラ
イドシグナル社製の集光シート１３３２が配置されてい
る。この集光シート３１２は、図示しないが導光板１３
１１上に逆四角錐台状に配置される光制御部と、この上
に配置されるコリーメータレンズ部とが一体的に積層さ
れてなるものである。

【００９４】これにより、液晶パネル１２０１の各所に
おける出射光の輝度の半値幅によって決定される主たる
光の伝播方向との成す角度は約１０°に制御されてい
る。

【００９５】また、導光板１３１１の裏面側には、上記
した具体例と同様に、図示しないが導光板１３１１内を
伝播する光を選択的に主表面から出射させるよう乳白色
のドットパターンが印刷形成されている。尚、この具体
例においても、表示輝度の均一化を図るために、導光板
１３１１の周辺領域では比較的高い輝度が達成されるよ
うにドットパターンが形成されている。これは、表示ス
クリーン１８０１の周辺領域は、中央領域に比べて作用
するチャネル数が少なく、このため輝度低下が免れない
ためであり、これを相殺するように面光源部１３０１の
輝度分布が調整されるためである。

【００９６】液晶パネル１２０１は、図１２に示すよう
に、その外表面に設けられた集束手段としての第１マイ
クロレンズアレイ１９０１と、平行化手段としての第２
マイクロレンズアレイ１９０２と、を備えている。第１
及び第２マイクロレンズアレイ１９０１及び１９０２
は、それぞれ液晶パネル１２０１の画素部ごとに対応し
て設けられた複数のマイクロレンズを備えている。これ
らのマイクロレンズは、例えば、スパッタにより形成さ
れる。

【００９７】次に、この具体例の表示装置の光学系につ
いて説明する。

【００９８】液晶パネル１２０１の前面に配置されるレ
ンズアレイ群１５０１を構成する第１ないし第２のレン
ズアレイ１５１１，１５１２は、上記の具体例と同様
に、それぞれ倒立結像光学系を構成するものである。そ
して、各レンズ１５１１ａ，１５１１ｂ，１５２１ａ，
１５２１ｂは、液晶パネル１２０１の有効表示領域ＰＳ
に対応して４８×３６個配置され、４８×３６個のチャ
ネルを構成する。このチャネル数は、拡大倍率、液晶パ
ネル１２０１と表示スクリーン１８０１との間隔等によ
って決定することができ、やはり表示品位等を考慮する
と９以上に設定することが望ましい。

【００９９】まず、面光源部１３０１と液晶パネル１２
０１との間には光路偏向手段１４０１として例えば凹レ
ンズが配置され、これにより光の光軸は各チャネルの光
軸に沿うように偏向される。即ち、液晶パネル１２０１
の有効表示領域ＰＳの周辺に向かう光の光軸は外側に向
けられ、対応するチャネルの光軸と略一致される。

【０１００】これにより光利用効率が向上されると共
に、結像特性が劣化するほどの広範なチャネルへの入光
が阻止される。この光路偏向手段１４０１としては、凹
レンズの他にもフレネルレンズ、プリズムあるいは光フ
ァイバ束等が適宜使用される。

【０１０１】第１のレンズアレイ１５１１は、液晶パネ
ル１２０１側の第１のレンズ５１１ａと対向する第２の
レンズ１５１１ｂとを含み、レンズ厚ｔ_１：２ｍｍに構
成される。詳しくは、第１のレンズアレイ１５１１の第
１のレンズ１５１１ａは、液晶パネル１２０１側に焦点
距離ａ_１が５５ｍｍ、表示スクリーン１８０１側に焦点
距離ｂ_１が２ｍｍ（レンズ厚に一致）、レンズ径Ｄ_１が
１．０ｍｍ、レンズピッチｐ_１が１．１ｍｍに構成され
ている。第１のレンズアレイ１５１１の第２のレンズ１
５１１ｂは、各レンズ１５１１ａと同様の光学特性を有
し各レンズ１５１１ａの焦点位置に配置されるものであ
って、レンズ径Ｄ_１´が１．０ｍｍ、レンズピッチｐ_１
´が１．１０６０９７５６１ｍｍである。そして、各レ
ンズ１５１１ａ，１５１１ｂは、画面中央でレンズ中心
が一致するものであり、レンズ１５１１ａ，１５１１ｂ
の視野角は±２８゜とした。

【０１０２】第２のレンズアレイ１５１２は液晶パネル
１２０１側の第１のレンズ１５１２ａと対向する第２の
レンズ１５１２ｂとを含み、レンズ厚ｔ_２：２ｍｍに構
成される。詳しくは、第２のレンズアレイ１５１２の第
１のレンズ１５１２ａは、第１のレンズアレイ１５１１
の第１のレンズ１５１１ｂと同一ピッチで構成され、互
いのレンズ１５１１ｂ，１５１２ａの丁部が接して配置
されている。また、第２のレンズアレイ１５１２の各レ
ンズ１５１２ａは、液晶パネル１２０１側に焦点距離ａ
_２が２ｍｍ（レンズ厚に一致）、表示スクリーン１８０
１側に焦点距離ｂ_２が８０ｍｍ、レンズ径Ｄ_２が１．０
ｍｍ、レンズピッチｐ_１が１．１１１２１９５１２２ｍ
ｍに構成されている。そして、各レンズ１５１１ａ，１
５１１ｂは、画面中央でレンズ中心が一致するものであ
り、レンズ１５１１ａ，１５１１ｂの視野角は±２８゜
とした。

【０１０３】この第１のレンズアレイ１５１１の各レン
ズ１５１１ａは、レンズ１５１１ｂとレンズ１５１２ａ
との間の像面に倒立像を結像させる結像レンズである。
また、第２のレンズアレイ１５１２の対応する各レンズ
１５１２ａは、像面に結像された倒立像を表示スクリー
ン１８０１上に正立像として拡大結像するためのレンズ
である。

【０１０４】ここで、第１のレンズアレイ１５１１の各
レンズ１５１１ａと第２のレンズアレイ１５１２の各レ
ンズ１５１２ｂとの各レンズピッチの比は、 （ｐ_２／ｐ_１）＝｛１＋η（ｂ_２／ａ_２）｝／｛１＋η
（ｂ_２／ａ_２）｝ 満足するように設定されている。

【０１０５】また、結像に寄与しない第１のレンズアレ
イ１５１１の各レンズ１５１１ｂ及び第２のレンズアレ
イ１５１２の各レンズ１５１２ａのレンズピッチは、こ
の実施例では互いを接して配置することから等しく設定
され、それぞれ次の関係を満足するものとした。

【０１０６】ｐ´_１／ｐ_１＝｛η（ａ_１＋ｔ_１）＋（ａ
_１＋ｔ_１）｝／｛ηａ_１＋ａ_１＋２ｔ_１）｝ ｐ_２／ｐ_２´＝｛η（ａ_２＋２ｔ_２）＋ａ_２｝／｛η
（ａ_２＋ｔ_２）＋（ａ_２＋ｔ_２）｝ なお、上式ではレンズ材料の屈折率に依存しない関係式
を示すために、レンズ材料の屈折率を１として場合を示
した。しかしながら、実際のレンズは１．４〜１．６程
度の屈折率を有する材料で構成される。このように屈折
率が１よりも大きい材料で構成される場合、上式のレン
ズの厚さｔ_１、ｔ_２は、見かけ上の厚さを示すものであ
って、実際には屈折率ｎを用いてｎ×ｔ_１、ｎ×ｔ_２な
る厚さのレンズアレイとすることが必要である。また、
当然に全長もそれに応じた長さになる。

【０１０７】従って、屈折率を考慮し上式に基づいて各
チャネルの結像倍率に適合したレンズピッチを設定し、
各チャネルで生成される表示像が表示スクリーン上で互
いに正しく重なり合うように設定して拡大表示装置を構
成することが望ましい。

【０１０８】そして、この具体例では、上述したレンズ
アレイ群１５０１は、表示スクリーン１８０１上に略
１．４５倍の拡大正立結像させるよう構成されている。

【０１０９】これに応じて、表示スクリーン１８０１は
対角１５インチの画像表示領域ＤＳを有し、良好な視野
角を確保するため、適度な拡散能を有した光透過型で構
成されている。

【０１１０】以上説明したように、この具体例の液晶表
示装置１０００によれば、少ない光学部品点数で対角１
０．５インチサイズの液晶パネル１１０１の有効表示領
域ＰＳに表示された表示画像を１５０ｍｍの間隔をもっ
て対角１５インチサイズの画像表示領域ＤＳに拡大投影
することができた。

【０１１１】しかも、この具体例の液晶表示装置１００
０によれば、液晶パネル１２０１上の像点を第１ないし
第２のレンズアレイ１５１１，１５１２の対応する各レ
ンズ１５１１ａ，１５１２ａによって構成される複数の
チャネルにより拡大投影することで、良好な表示輝度を
確保することができた。

【０１１２】しかも、第１ないし第２のレンズアレイ１
５１１，１５１２の各レンズピッチは、各チャネルによ
って構成される像の重なり位置精度が不所望な不連続性
を生じせしめない関係を保っているので、表示画像の劣
化が防止される。また、液晶パネル１２０１から出射さ
れる光は、その面光源部１３０１の構成の工夫により上
述したように十分な平行度に制御されているため、結像
特性の劣るチャネルからのクロストークによる画質劣化
が十分に解消されている。

【０１１３】また、面光源部１３０１からの光源光は、
表示スクリーン１８０１の周辺領域での光量不足を相殺
するように液晶パネル１２０１の周辺領域が中央領域に
比べて高く設定されているため、面内での表示輝度のば
らつきは十分に解消されている。

【０１１４】この具体例では、レンズアレイ群１５０１
と表示スクリーン１８０１との間には、第２の光路偏向
手段１７０１としてフレネルレンズが配置され、これに
より表示スクリーン１８０１に入射される光の光軸を表
示スクリーン１８０１の法線方向と略一致させている。
これにより、画面輝度の均一性を確保し、良好な表示品
位を実現している。しかしながら、各光軸を表示スクリ
ーン１８０１の略中央に向かう方向に若干収束させるこ
ともでき、これにより中央の観察者への表示品位を向上
させることもできる。

【０１１５】この具体例の液晶表示装置において、レン
ズアレイ群１５０１と表示スクリーン１８０１との間に
第１の具体例の如く拡大レンズを配する、液晶パネル１
２０１とレンズアレイ群１５０１との間に拡大レンズを
配する、あるいはこれらを組合せて使用することもでき
る。

【０１１６】また、この具体例の表示装置では、第１の
レンズアレイ１５１１の第２のレンズ１５１１ｂと第２
のレンズアレイ１５１２の第１のレンズ１５１２ａと
は、互いに接するように構成したため、互いのレンズピ
ッチを等しくすることができた。これにより、光学系の
設計、位置合わせ等を容易にできた。

【０１１７】しかし、第１のレンズアレイ１５１１の第
２のレンズ１５１１ｂと第２のレンズアレイ１５１２の
第１のレンズ１５１２ａとを互いに離間させて配置する
こともできる。この場合、それぞれのレンズピッチを上
記にならって若干異ならしめる必要がある。

【０１１８】また、第１のレンズアレイ１５１１の第２
のレンズ１５１１ｂ、あるいは第２のレンズアレイ１５
１２の第１のレンズ１５１２ａのレンズ径は比較的大き
く設定することもできるが、レンズ厚も増大するため、
各レンズのピッチの差を大きく設定する必要が生じ、こ
のため加工精度を確保し、画面全体で一様な画質を得る
ことが困難となる恐れがある。よってレンズ径は、レン
ズを構成する材料の屈折率等にもよるが、０．５ｍｍ〜
２ｍｍ程度が望ましい。

【０１１９】上述した各具体例は、光透過型の液晶パネ
ルを例にとって説明したが、反射型の表示装置であって
も良く、またＥＬパネル等の自己発光型の表示装置にも
用いることができる。

【０１２０】この具体例では、単一の液晶パネル１２０
１を使用したが、当然にこれらを貼り合わせて用いるこ
とにより、さらに大面積の表示が可能となることは言う
までもない。

【０１２１】

【発明の効果】この発明の表示装置によれば、小型にし
て十分な拡大像を実現することができるとともに、消費
電力を増大することなく十分な輝度の表示画像を得るこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、この発明の一実施の形態の液晶表示装
置の構成を概略的に示す図である。

【図２】図２は、図１に示した液晶表示装置の液晶パネ
ルの構成を概略的に示す図である。

【図３】図３は、図１に示した液晶表示装置のレンズア
レイ群の構成を概略的に示す図である。

【図４】図４は、図１に示した液晶表示装置における液
晶パネルの一画素部内に光を集束するための構成を概略
的に示す図である。

【図５】図５は、図１に示した液晶表示装置における液
晶パネルの一画素部内に光を集束するための他の構成を
概略的に示す図である。

【図６】図６は、図１に示した液晶表示装置における液
晶パネルの一画素部内に光を集束するためのさらに他の
構成を概略的に示す図である。

【図７】図７は、この発明の他の実施の形態の液晶表示
装置の作用を説明する概略図である。

【図８】図８は、この発明の他の実施の形態の液晶表示
装置の作用を説明する概略図である。

【図９】図９は、この発明の他の実施の形態に係る一具
体例の液晶表示装置の概略斜視図である。

【図１０】図１０は、図９に示した実施の形態の変形例
に係る液晶表示装置の概略構成図である。

【図１１】図１１は、この発明の他の実施の形態に係る
一具体例の液晶表示装置の概略斜視図である。

【図１２】図１２は、図１１に示した実施の形態の変形
例に係る液晶表示装置の概略構成図である。

【図１３】図１３は、図１２に示した液晶表示装置の一
部概略断面図である。

【符号の説明】

１…液晶表示装置 １０１…液晶パネル ３０１…面光源部 ４０１…光路偏向手段 ５０１…レンズアレイ群 ５１１…第１レンズアレイ ５１２…第２レンズアレイ ５１３…第３レンズアレイ ５１４…第４レンズアレイ ５１５…第５レンズアレイ ６０１…拡大レンズ ７０１…表示スクリーン ８０１…コリメータレンズ ９０１…第１マイクロレンズアレイ ９０２…第２マイクロレンズアレイ ＢＭ…ブラックマトリクス

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数の画素部からなる所定の有効表示領域
   を備えた表示パネルと、 前記表示パネルの前記有効表示領域よりも大きい画像表
   示領域を備えた表示スクリーンと、 前記表示パネルと前記表示スクリーンとの間に配置さ
   れ、複数の第１レンズが並置配列された第１レンズアレ
   イを含み、前記表示パネルの前記表示領域の像を前記表
   示スクリーン上に拡大正立結像させる複数のチャネルを
   備えた拡大結像光学系と、 前記表示パネルの前記画素部を集束性の光で照明する照
   明手段と、 前記表示パネルの前記画素部を通過した光を略平行化し
   て前記拡大結像光学系に導く平行化手段と、 を備えたことを特徴とする表示装置。
2. 【請求項２】前記照明手段は、実質的に平行光を発生す
   る光源部と、この光源部からの平行光を前記表示パネル
   の各画素毎部に集束する集束手段と、を備えたことを特
   徴とする請求項１に記載の表示装置。
3. 【請求項３】前記集束手段は、前記表示パネルの前記光
   源部側に各画素部毎に対応して配置されるマイクロレン
   ズを備えたマイクロレンズアレイであることを特徴とす
   る請求項２に記載の表示装置。
4. 【請求項４】前記平行化手段は、前記表示パネルの前記
   拡大結像光学系側に各画素部毎に対応してマイクロレン
   ズを備えたマイクロレンズアレイであることを特徴とす
   る請求項１に記載の表示装置。
5. 【請求項５】前記平行化手段は、前記拡大結像光学系と
   一体に形成されたことを特徴とする請求項１に記載の表
   示装置。
6. 【請求項６】前記表示パネルは、対向配置された２枚の
   ガラス基板と、これら２枚のガラス基板の間に配置され
   た液晶層とを備え、 前記集束手段は、前記表示パネルの前記光源部側に配置
   された一方のガラス基板に形成された屈折率分布によっ
   て構成され、 前記平行化手段は、前記表示パネルの前記拡大結像光学
   系側に配置された他方のガラス基板に形成された屈折率
   分布によって構成されたことを特徴とする請求項２に記
   載の表示装置。
7. 【請求項７】前記第１レンズは、複数の領域に区分され
   た前記有効表示領域の各領域に対応して並置配列された
   ことを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
8. 【請求項８】前記第１レンズは、複数の領域に区分され
   た前記有効表示領域の複数の領域に対応して並置配列さ
   れたことを特徴とする請求項１に記載の表示装置。