JP2001201729A

JP2001201729A - 画像表示装置

Info

Publication number: JP2001201729A
Application number: JP2000017755A
Authority: JP
Inventors: Taro Imahase; 太郎今長谷; Satoru Oishi; 哲大石; Hiroki Yoshikawa; 博樹吉川
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2000-01-21
Filing date: 2000-01-21
Publication date: 2001-07-27

Abstract

(57)【要約】【課題】光利用効率を改善する表示技術の提供。【解決手段】照射ユニットが、光源と、該光源からの光
を集光させるための集光手段と、該集光手段から出た光
束を反射し上記画像表示素子への入射光束の一辺の長さ
をそれに対応した該画像表示素子の一辺の長さ以上にす
るための第１の反射体と、該入射光束の他の辺の長さを
それに対応する該画像表示素子の辺の長さ以上にするた
めの第２の反射体と、を備えて構成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】光源からの光を液晶パネル等
の画像表示素子に照射し画像表示を行う表示技術に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】薄型構成下で大画面用の表示装置を得る
ために色々な技術が従来より提案されてきた。このう
ち、複数の画素を有する透過型の液晶パネルと、該液晶
パネルに光源の光を照射する照射ユニットと、複数の微
小レンズの集合体で該液晶パネルの正立像をスクリーン
側に正立像として結像する結像手段と、該結像手段で結
像する画像をスクリーンに拡大表示する拡大表示手段
と、を有する画像表示装置が一般的なマルチ画像表示装
置として実用化されている。特開平５−１８８３４０号
公報には従来の画像表示装置の構成例が記載されてい
る。

【０００３】従来技術による画像表示装置は、光源、液
晶パネル、正立結像手段である屈折率分布レンズ群、拡
大手段である凹レンズ及びスクリーン等を備えて構成さ
れる。

【０００４】このような従来の画像表示装置では、液晶
パネルの画像（正立像）が屈折率分布レンズ群によって
正立結像する。これをさらに凹レンズにより拡大してス
クリーンに投射して表示するもので、結像に要する距離
を短くすることができ、装置の奥行き寸法を縮小して薄
型にできる。

【０００５】ここで、液晶パネルには視角特性があり、
所定以上に斜めに通る光束に対しコントラストが反転す
る。また、正立結像手段である屈折率分布レンズ群は、
正立等倍を実現するため、屈折率の分布やレンズ長さを
正確に規定しているが、入射光の入射角が大きくなると
正立等倍の条件を満たせないため、スクリーン上で迷光
となってコントラストを低下させる。

【０００６】そこで、コントラストを悪化させないため
に光源から出る余分な光をカットして狭発散角光を得る
ために光束制御部を設けている。特開平５−１８８３４
０号公報の画像表示装置では、ある角度範囲を超える入
射角の光を吸収するパイプを複数配置して光の角度を狭
くする光束制御手段が開示されている。また、別の手段
として、光源の光に絞りを入れて平行光束の束（光束）
を作り、複数のハーフミラーを介して平行光束を液晶パ
ネル面に照射している。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従来技術による画像表
示装置に用いる照射ユニットは、光源から出る余分な光
をカットして狭発散角光を得るために光束制御部があっ
て、その手段は、ある角度範囲を超える入射角の光を吸
収して光の角度を狭くしてしまうため、光源の光が有効
に使われず光の利用効率が悪いという問題があった。ま
た、別の手段では、光源の光に絞りを入れて平行光束束
を作るため、絞りでカットされる光が有効に使われず、
さらにハーフミラーは光の吸収があるため光の利用効率
が低く、また、液晶パネル面の明るさの分布を均一にす
るためハーフミラーの反射と透過比率を厳密に制御する
必要があって大量製造に不向きであるなどの欠点があ
る。

【０００８】本発明の目的は、該従来技術の欠点を改善
し、発散角の狭い光束を用いて、光の利用効率の良く、
また、画像表示素子面上の輝度分布の良い画像表示装置
を提供することである。また、薄型で大画面化可能な画
像表示装置を提供することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明では、（１）照射ユニットにより画像表示素子に光を照射し画
像表示を行う画像表示装置において、上記照射ユニット
を、光源と、該光源からの光を集光させるための集光手
段と、該集光手段から出た光束を反射し上記画像表示素
子への入射光束の一辺の長さをそれに対応した該画像表
示素子の一辺の長さ以上にするための第１の反射体と、
該入射光束の他の辺の長さをそれに対応する該画像表示
素子の辺の長さ以上にするための第２の反射体と、を備
えた構成とする。

【００１０】（２）照射ユニットにより画像表示素子に
光を照射し画像表示を行う画像表示装置において、上記
照射ユニットを、光源と、該光源からの光を集光させる
ための集光手段、該光源からの光を分割するための分割
手段と、該分割手段から出た光束を各分割光路内で反射
し上記画像表示素子への入射光束の一辺の長さをそれに
対応した該画像表示素子の一辺の長さ以上にするための
第１の反射体と、該入射光束の他の辺の長さをそれに対
応する該画像表示素子の辺の長さ以上にするための第２
の反射体と、を備えた構成とする。

【００１１】（３）上記（２）の分割手段を三角柱状の
構成とする。

【００１２】（４）上記（１）、（２）で、第１の反射
体からの反射光で複数の第２の反射体を照射する構成と
し、該第１の反射体からの光束を該第２の反射体に導く
導光体を有する構成とする。

【００１３】（５）上記（１）〜（４）で、複数の集光
レンズにより構成され光を集光して複数の２次光源像を
形成するためのアレイレンズを有する構成とする。

【００１４】（６）上記（１）〜（５）で、第１の反射
体、第２の反射体のいずれか一方または両方を凸凹状反
射面を有する構成とする。

【００１５】（７）上記（６）で、凸凹状反射面を、光
源側から見て凹で始まる構成とする。

【００１６】（８）上記（６）で、凸凹状反射面を、光
源側から見て凸部で始まり、光源側からの第１の凸部に
光束が当たらないように第１の反射体、第２の反射体の
いずれか一方または両方を配置した構成とする。

【００１７】（９）上記（６）〜（８）で、凸凹状反射
面の各頂点または各谷を結んだ面が曲面である構成とす
る。

【００１８】（１０）上記（６）〜（８）で、第１の反
射体を複数の段に分割し、凸凹状反射面の各頂点または
各谷を結んだ面が各段でそれぞれ異なる曲面となる構成
とする。

【００１９】（１１）上記（１）〜（１０）で、照射ユ
ニットが反射型偏光板を有する構成とする。

【００２０】（１２）上記（１）〜（１１）で、微小レ
ンズの集合体を備え該画像表示素子の形成像をスクリー
ン側に結像する結像手段と、該結像手段で結像する画像
を該スクリーンに拡大表示する拡大表示手段とを備えた
構成とする。

【００２１】（１３）上記（１２）で、画像表示素子、
スクリーンのいずれか一方または両方の明るさ分布調整
用または明るさ調整用に、第１の反射体、第２の反射
体、分割手段の少なくともいずれかの入射側に絞りを配
置した構成とする。

【００２２】（１４）上記（１２）、（１３）で、画像
表示素子、スクリーンのいずれか一方または両方の明る
さ分布調整用または明るさ調整用に、集光手段を構成す
る部品、第１アレイレンズ、第２アレイレンズの少なく
ともいずれかを光軸方向に対して移動可能にした調整機
構を有する構成とする。

【００２３】（１５）上記（１２）〜（１４）で、画像
表示素子、スクリーンのいずれか一方または両方の明る
さ分布調整用または明るさ調整用に、分割手段を構成す
る部品、第１の反射体、第２の反射体の少なくともいず
れかを光軸方向に対し移動可能にする調整機構を有する
構成とする。

【００２４】（１６）上記（１）〜（１５）のいずれか
の画像表示装置を複数組合わせてマルチ画像を形成する
構成とする。（１７）上記（１６）で、光源、集光手段、第１の反射
体を、画像表示素子を複数組合わせたものの外側に配す
る構成とする。

【００２５】かかる構成によれば、発散角の狭い光束を
用いて、光の利用効率の良く、また、画像表示素子面上
の輝度分布の良い画像表示装置を提供できる。また、薄
型で大画面化可能な画像表示装置を提供できる。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例につき説明
する。

【００２７】図１は本発明の画像表示装置の第１の実施
例を示し、（１）は上面図、（２）は側面図である。簡
単化のために、光源、反射体などを固定する器具、液晶
パネルの画像を拡大投射するための正立等倍手段、拡大
手段等は図示を省略してある。１は光源、１４はリフレ
クタ、２はライトバルブ素子である映像表示素子、例え
ば、液晶パネルであり、３はリフレクタからの入射光束
を反射させるための反射体（以下、一辺幅反射体とい
う）、４は該一辺幅反射体３の表面に形成した反射面、
５は該一辺幅反射体３からの入射光束を反射させるため
の反射体（以下、両辺幅反射体という）、６は該両辺幅
反射体５の表面に形成した反射面である。また、図１中
の矢印付実線（隠れている場合は破線で示す）は、光源
１から出射した光束７を示す。

【００２８】次に、各構成部品の動作について説明す
る。

【００２９】ここで、発散角を狭くするために、光源１
のサイズが小さい超高圧水銀ランプ、メタルハライドラ
ンプ等の白色ランプを用いる。光源１の電球から放射さ
れる光束７は楕円面または放物面または非球面のリフレ
クタ１４にて反射集光される。

【００３０】リフレクタ１４から出射した光束７は一辺
幅反射体３に入射する。該一辺幅反射体３は表面に、反
射層を有する複数の微細山形状の反射面４を有し、該反
射面４は、光束を液晶パネル２と両辺幅反射体５の隙間
に反射し、かつ、液晶パネル２への入射光束の辺の長さ
をそれに対応する液晶パネル２の長辺の長さ以上に広げ
る。

【００３１】反射面４から出射した光束７は両辺幅反射
体に入射する。両辺幅反射体５の表面には、反射層を有
する複数の微細山形状の反射面６があり、これにより、
液晶パネル２への入射光束の辺の長さをそれに対応する
液晶パネル２の短辺の長さ以上に広げた状態で、液晶パ
ネル２に入射させる。両辺幅反射体を出射した光束は液
晶パネル２の全面を照射する。

【００３２】反射面４、６の構成については後で述べ
る。

【００３３】液晶パネル２に光が照射されると、該液晶
パネル２の画像（正立像）は、その出射側に配置されて
いる結像手段（図示せず）により所定位置に正立結像す
る。該結像手段は、従来技術で示すような屈折率分布レ
ンズ群であっても、または、２個以上の凸レンズ群であ
ってもよい。該結像手段とスクリーン（図示せず）の間
に凹レンズによる拡大手段（図示せず）とスクリーン部
の凸レンズ（図示せず）とを配置する。該拡大手段は、
結像手段によって所定位置に正立結像した像を拡大しス
クリーンに投射画像として表示する。

【００３４】一辺幅反射体３の入射側に絞り８を配置し
ている。絞り８の開口寸法や開口形状、例えば、円形、
楕円形、矩形等を変更することにより、液晶パネル２面
上およびまたはスクリーン面上の輝度分布あるいは明る
さを調整可能にする。絞り８は光路上の他の位置に、例
えば、リフレクタ１４の後に、配置することも可であ
る。

【００３５】以上説明したような画像表示装置を複数個
用い、スクリーン上に切れ目のない合成画像を表示し
て、高解像度の大画面画像を得ることもできる。

【００３６】図２に示す実施例のごとく、リフレクタ１
４の出射側に、１枚以上のコリメータレンズ１６を光路
中に介在させて、光を集光してもよい。光源１からの光
は、リフレクタ１４で反射され、コリメータレンズ１６
に入射する。それから、コリメータレンズ１６により集
光される。他の構成は図１で述べた実施例と同じである
ので省略する。

【００３７】リフレクタ１４はランプメーカの型番のも
のを使用して、コリメータレンズ１６で焦点距離を調整
すれば、リフレクタ特注に伴うコストを削減できるた
め、安価に、設計の自由度を保て、所望の位置に焦点位
置を持ってくることが可能になる。

【００３８】コリメータレンズの焦点位置をコントロー
ルすることにより、一辺幅反射体３上の照度分布をコン
トロールすることができる。光束の広がりは上記焦点位
置で小さくすることができ、焦点位置前後の光束は、光
の進む向きに関係なく、焦点からの距離に伴い広がって
ゆく。ゆえに、例えば、その焦点位置を一辺幅反射体３
の長手方向（図２上面図内の矢印方向）の略中央に設定
すれば、一辺幅反射体上の光束の広がりを小さくでき
る。そうすることにより、効率を低下させることなく、
一辺幅反射体の幅を狭くすることが可能で、装置の小型
化及び薄型化に貢献できる。

【００３９】図３に示す実施例のごとく、リフレクタ１
４の出射側に、複数の集光レンズにより構成され、光を
集光して、複数の２次光源像を形成するための第一のア
レイレンズ１７と、複数の集光レンズにより構成され、
前記複数の２次光源像が形成される近傍に配置され、第
一のアレイレンズ１７の個々のレンズ像を結像させる第
二のアレイレンズ１８を設けた。光源１からの光は、リ
フレクタ１４で反射後、第一のアレイレンズ１７を通
過、それから、第二のアレイレンズ１８を通過する。そ
の後、コリメータレンズ１６により集光される。他の構
成は図１で述べた実施例と同じであるので省略する。

【００４０】アレイレンズ１７、１８を配置し、アレイ
レンズのセルの形状及びサイズとコリメータレンズの焦
点位置を組み合わせて設計することにより、コリメータ
レンズ１６の焦点位置近傍の反射体上の照度分布をコン
トロールすることが可能である。例えば、矩形のセル形
状を配列したアレイレンズ１７、１８を用いれば、一辺
幅反射体３の幅方向（図３側面図内の矢印方向）の端部
により多くの光束を分配できる。

【００４１】後述する図１１、図１２に示すような構成
では、液晶パネル２ａ、２ｂ間の距離に制限がある条件
下で、一辺幅反射体３ａ、３ｂからの反射光が三角柱反
射体１１でけられないようにするためには、三角柱反射
体１１のサイズに制限を加える必要がある。そこで、三
角柱反射体１１の位置に、コリメータレンズ１６の焦点
位置を持ってくることにより、光束の広がりを三角柱反
射体１１の位置で小さくすることができ、明るさを保ち
つつ、小型、薄型な大画面の画像表示装置を実現可能で
ある。また、長方形のセル形状を有するアレイレンズを
用いた場合、アレイレンズによる周期的な明るさの変動
がスクリーン上に写像して、スクリーン上で明暗による
縦縞や横縞が発生することがある。この場合、セル形状
をひし形にする、あるいは、該長方形のセル形状を有す
るアレイレンズを光軸中心に５〜４５度回転させて用い
る、あるいは、第２アレイレンズ１８を省き第１アレイ
レンズ１７のみを用いる、あるいは、コリメータレンズ
の最後のレンズを省く、あるいは、光路上のハーフミラ
ーを配置してもスクリーン上の明暗による縦縞や横縞が
低減され、スクリーン上の輝度分布向上が可能である。

【００４２】アレイレンズの代わりにロッドレンズを用
いても同様の効果が得られる。

【００４３】次に、本発明による反射面４、６の構成を
説明する。なお、反射面４と反射面６は、入射光束を反
射し、かつ、液晶パネル２への入射光束の辺の長さを液
晶パネル２の辺の長さ以上に広げる機能を有する点で同
じであるため、反射面４で説明することとする。下記
で、一辺幅反射体３に適用可能な実施例は両面反射体５
にも適用可能である。

【００４４】図４は画像表示装置に用いる反射体の機能
を説明する図である。反射面４の微細山形反射部は、入
射側の反射面の傾斜角度θ１を入射側部品（図示せず）
の光軸１５ａに対して所定の角度となるように設定す
る。例えば、傾斜角度θ１は光軸に対して３０〜６０度
の範囲内の角度としてもよい。

【００４５】液晶パネル２にその光軸基準にて発散角の
狭い光を入射させるには、一辺幅反射体３での反射の際
に、出射側の光学部品の光軸基準の角度分布を、入射側
の光学部品の光軸基準での光束の角度分布と略等しく維
持する必要がある。そのためには、一辺幅反射体３の微
細山形反射部の入射側の反射面の傾斜角度θ１を、入射
側部品の光軸１５ａに沿って入射した光が出射側部品
（図示せず）の光軸１５ｂに沿って出射するように設定
すればよい。

【００４６】具体的には、光は入射角と反射角が等しい
という原理に従うので、入射側部品の光軸１５ａと出射
側部品の光軸１５ｂのなす角度をＤとすると、傾斜角度
θ１は、入射側部品の光軸１５ａに対してＤ／２度とす
ればよい。例えば、上記Ｄが９０度であるとき、傾斜角
度θ１は、入射側部品の光軸１５ａに対して４５度とす
ることにより角度分布を維持できる。た、反射体から次
の部材に出射した光が例えば後述の反射型偏光板１３な
どの部品で反射して反射体に戻る場合がある。この戻る
光は、そのままでは、画像表示には使われず、損失にな
る。そこで、反射面は、微細山形反射部間の谷部の角度
θ２が略９０度となる構成にする。この構成により、戻
ってきた光を微細山形反射部の斜面を２度反射させて光
が来た方向に戻すことができるため、光の利用効率が改
善される。

【００４７】アレイレンズの代わりのロッドレンズを用
いても同様の効果が得られる。

【００４８】図６に示すごとく、光源側からみて、一辺
幅反射体３の微細山形反射部の凹凸が凸から始まると、
第１の凸部３１のみ前方に凸部が存在しないため、光が
さえぎられず、その受光部の面積Ｈ１が、その後に形成
されている凸部での面積Ｈ２やＨ３に対して特に大きく
なる。ここで、入射光束は２αの広がり角度を持ってい
るとする。ゆえに、第１の凸部３１での反射の光量が、
その後に形成されている凸部での反射光量に比較して、
特に多くなり、液晶パネル２の端部のみを明るくするた
め、液晶パネル２面上の輝度分布を悪化させる。そこ
で、図５に示す画像表示装置に用いる一辺幅反射体３の
実施例のごとく、光源側からみて凹から始める構成であ
れば、第１の凸部３１の受光部面積Ｈ１とその後の凸部
の受光部面積Ｈ２やＨ３の差を小さくできるので、液晶
パネル２の端部のみが明るくなることはなく、良好な輝
度分布が得られる。上記構成は、両辺反射体５にも適用
でき、同様の効果が得られる。

【００４９】図７に画像表示装置に用いる一辺幅反射体
３の実施例を示す。一辺幅反射体３の凸凹状反射面が、
光源側から見て、凸部で始まる構成になっている。破線
はリフレクタ１４から出た光束の広がりを示すものであ
るが、これが第１の凸部３１に当たらないように、一辺
幅反射体３を配置する。上記は、両辺反射体５にも適用
でき、同様の効果が得られる。両辺反射体５の場合は、
一辺幅反射体３からの光束が両辺反射体５の第１の凸部
に当たらないように、両辺反射体５を配置する。

【００５０】図８に画像表示装置に用いる一辺反射体３
の実施例を、図９にその拡大図を示す。直交座標系を採
用し、一辺反射体３の長手方向をｘ方向、高さ方向をｙ
方向、幅方向をｚ方向とする。下記構成は、両辺反射体
５にも適用でき、同様の効果が得られる。両辺反射体５
の場合も、その長手方向をｘ方向、高さ方向をｙ方向、
幅方向をｚ方向とする。

【００５１】一辺反射体３の各頂点３ｐを結んだ面３Ｒ
が曲面である、即ち平面でない構成となっている。

【００５２】以下に、ＸＹ断面の各頂点３ｐを結んだ線
は曲線であり、幅方向のどのＸＹ断面でも曲線が同一で
ある曲面について説明する。凹凸の始点３Ｓのｘｙ座標
を（０、０）とし、曲面のＸＹ断面の頂点３ｐを結んだ
線が下記の式で表せる構成である。

【００５３】ｙ＝ｆ（ｘ）＝Ｃｌｏｇ（ｘ＋１）＋Ｃ１Ｘ＋Ｃ２Ｘ２＋Ｃ３Ｘ３＋・・・＋ＣｎＸｎここで、Ｃ、Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５、…、Ｃｎ
はそれぞれ定数である。

【００５４】Ｃ、Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５、…、
Ｃｎは、設計者が、液晶パネル２面上の輝度分布及び明
るさで性能が仕様を満たすように設計する。このよう
に、数式で表記することにより、設計者がその曲線や曲
面をグラフに描いて、その断面図を容易に把握でき、設
計をより容易にできる。また、部品メーカとの設計デー
タのやり取りを容易にできる。

【００５５】以下に、曲面式からの各座標の求めかたを
説明する。各頂点間のピッチＰを一定、例えばピッチ１
００μｍとすれば、曲面式と始点とピッチにより各頂点
３ｐの座標ｘ、ｙは求められる。一辺幅反射体３の微細
山形反射部の入射側の反射面の傾斜角度θ１と谷部の角
度θ２を決定すれば、谷３ｖを挟んだ２頂点３ｐより、
幾何的に、頂点３ｐからその角度に沿った線を伸ばして
結んだ位置が谷３ｖの座標となる。ここで、ｘ、ｙ断面
は幅（ｚ）方向で変化しないとしているので、これによ
り全ての頂点３ｐと谷３ｖの座標が求めることができ
る。例えばθ１を４５度、θ２を９０度とする。

【００５６】また、各頂点３ｐでなく、各谷３ｖが上記
の曲線上にくるように設計してもよい。その際、各谷間
のピッチを一定にして谷３ｖの座標を求める。入射側部
品の光軸１５ａに対する入射側反射面の傾斜角度θ１、
と谷部の角度θ２を決定すれば、頂点３ｐを挟んだ２つ
の谷３ｖより、幾何的に、谷３ｖからその角度に沿った
線を伸ばして結んだ位置が頂点３ｐの座標となる。例え
ばθ１を４５度、θ２を９０度とする。

【００５７】あるいは、ｘ、ｙ断面はｚ方向で変化する
曲面であってもよい。この場合、ｚも加えた曲面式にな
る。

【００５８】曲面にすることにより、以下の効果があ
る。反射体上の照度分布は一定でない。反射体上の照度
分布が高いところは曲面の傾斜をなだらかにし、照度分
布が低いところでは曲面の傾斜を急に設計して、液晶パ
ネル２面上の輝度分布をより均一に近づけることができ
る。

【００５９】また、光源から遠いところでは光束が広が
るために照度の分布は少なくなる。ゆえに、光源から最
も遠い端部ほど曲面の傾きを急峻とすることにより、液
晶パネル２面上の輝度分布をより均一に近づけることが
できる。

【００６０】また、例えば、反射体に入射する照度分布
は端部で少ない。ゆえに、反射体はその曲面形状の平均
が、光源側からみて、始めの１／３が急峻で、次の１／
３がなだらかになり、その次の１／３が急峻とすること
により、液晶パネル２面上の輝度分布をより均一に近づ
けることができる。

【００６１】以上、説明した一辺幅反射体３及び両辺幅
反射体５は、通常射出成形などにより製作され、その基
材の微細山形反射部を形成した面にアルミ蒸着等により
反射層を形成する。

【００６２】上記の曲面にした一辺幅反射体３及び両辺
幅反射体５を用いた画像表示装置を図１０に示す。他の
構成は図３に示した実施例と同じであるので、省略す
る。

【００６３】以上は、光源１個を用いて液晶パネル１個
に光を照射する場合であるが、本発明はこれに限られる
ものではない。以下に、光源１個で２個の液晶パネルに
光を照射する実施例について説明する。図１１は、本発
明による画像表示装置の実施例を示し、（１）は上面図
（２）は側面図である。光源、反射体などを固定する器
具、液晶パネルから出射する画像を拡大投射するための
正立等倍手段、拡大手段等は省略してある。１は光源、
２ａ、２ｂは液晶パネル、３ａ、３ｂは光源の光束を反
射させる一辺幅反射体、４ａ、４ｂは該一辺幅反射体３
ａ、３ｂの表面に形成した反射面、５ａ、５ｂは該一辺
幅反射体３ａ、３ｂで反射して出射した光束を反射させ
る両辺幅反射体である。また、１１は三角柱反射体で、
光源１に向かう２面に反射面１１ａ、１１ｂを有する。
また、図１１中の矢印付実線（隠れている場合は破線で
示す）は、光源１から出射した光束７を示す。この実施
例では、光源１からの光束は、リフレクタ１４で反射
し、第一アレイレンズ１７及び第二アレイレンズ１８を
通過し、コリメータレンズ１６により集光される。そし
て、光束７は三角柱反射体１１で２方向に分割される。
三角柱反射体１１の反射面１１ａで反射した光束は一辺
幅反射体３ａに入射する。このあと、光束は、第１の実
施例と同様に、両辺幅反射体５ａを経由して液晶パネル
２ａ方向に出射する。一方、三角柱反射体１１の別の反
射面１１ｂで反射した光束は一辺幅反射体３ｂに入射す
る。この後、第１の実施形例と同様に、両辺幅反射体５
ｂを経由して液晶パネル２ｂ方向に出射する。以上のよ
うに本実施例では、光源の光束は三角柱反射体１１で分
けられる。液晶パネルへの入射光束の各辺の長さが、一
辺幅反射体３ａ、３ｂで液晶パネル２ａ、２ｂの長辺の
長さ以上にされ、両辺幅反射体５ａ、５ｂで短辺の長さ
以上にされるため、液晶パネル２ａ、２ｂの全面を光で
照射する。ここで、光源、拡大手段等の構成は、上記第
１の実施例と同じであるため、説明を省略する。

【００６４】以上の実施形態の具体例を次に示す。三角
柱反射体１１は、例えば、頂点の角度を略９０度で、光
束が当たる2面に反射膜が蒸着された構成である。三角
柱反射体では光が分配（または分割）される。そこで、
一辺幅反射体３ａ、３ｂ及び両辺幅反射体５ａ、５ｂ
の、微細山形反射部のピッチ略１００μｍ、頂角と谷の
角度を略９０度、入射側部品の光軸に対する入射面傾き
略４５度である。また、一辺幅反射体３ａ、３ｂの微細
山形反射部の頂点を結ぶ面は、液晶パネル面上の輝度分
布を最適にするために設計された曲面式ｆ１（ｘ）で与
えられている。また、両辺幅反射体５ａ、５ｂの微細山
形反射部の頂点を結ぶ面は、液晶パネル面上の輝度分布
を最適にするために設計された曲面式ｆ２（ｘ）で与え
られている。また、一辺幅反射体、両辺幅反射体は、射
出成形で作った基材の微細山形反射部を形成した面にア
ルミ蒸着により反射層を形成する。

【００６５】以上、光源１個で液晶パネル２個に光を照
射する場合の例につき説明したが、本発明はそれに限ら
れるものではない。以下に、１個の光源からの光を４個
の液晶パネルに照射するようにした場合の実施例につき
説明する。

【００６６】図１２は、本発明の画像表示装置の実施例
を示し（１）は上面図、（２）は側面図である。光源、
反射体などを固定する器具、液晶パネルを出射する画像
を拡大投射するための正立等倍手段、拡大手段等は省略
してある。１は光源、１１は三角反射体、２ａ、２ｂ、
２ｃ、２ｄは液晶パネル、３ａ、３ｂは光源の光束を反
射させる一辺幅反射体、４ａ、４ｂは該一辺幅反射体３
ａ、３ｂの表面に形成した反射面、５ａ、５ｂ、５ｃ、
５ｄは該一辺幅反射体３ｃ、３ｄで反射した光束を反射
させる両辺幅反射体である。また、１２ａ、１２ｂは該
一辺幅反射体３ａ、３ｂから該両辺幅反射体５ｃ、５ｄ
に光を導く導光体であり、2枚の反射板で形成されてい
る。また、図１２中の矢印付実線（隠れている場合は破
線で示す）は、光源１から出射した光束を示す。この実
施例では、光源１からの光束は、リフレクタ１４で反射
し、第一アレイレンズ１７及び第二アレイレンズ１８を
通過し、コリメータレンズ１６により集光される。そし
て、光束７は三角柱反射体１１で２方向に分割される。
三角柱反射体１１の反射面で反射した光束は、２方向に
分かれた後、一辺幅反射体３ａ、３ｂに入射する。一辺
幅反射体３ａの出射位置には、両辺幅反射体５ａと導光
体１２ａの光入射口が位置するように両者を重ねて配置
する。また、一辺幅反射体３ｂの出射位置には、両辺幅
反射体５ｂと導光体１２ｂの光入射口が位置するように
両者を重ねて配置する。一辺幅反射体３ａを出射した光
束は、出射位置の両辺幅反射体５ａと導光体１２ａの光
入射口に略２分して各々の入射口に入射する。両辺幅反
射体５ａに入射した光束は、両辺幅反射体５ａで反射し
て液晶パネル２ａ側に出射する。

【００６７】一方、導光体１２ａに入射した光束は、導
光体１２ａ内の対向配置された反射板の間を、そのま
ま、あるいは反射して通過する。それから、両辺幅反射
体５ｃに入射した光束は、両辺幅反射体５ｃを経由して
液晶パネル２ｃ側に出射する。また、一辺幅反射体３ｄ
を出射した光束は、上記の場合と同様、両辺幅反射体５
ｂと導光体１２ｂの光入射口に略２分されて入射し、両
辺幅反射体５ｂを経由して液晶パネル２ｂ側に出射す
る。一方、導光体１２ｂに入射した光束は、両辺幅反射
体５ｃを経由して液晶パネル２ｄ側に出射する。

【００６８】以上のように本実施例では、光源からの光
束は、三角柱反射体で２分された後、一辺幅反射体３
ｃ、３ｄから出射後に２分され、両辺幅反射体５ａ、５
ｂ、５ｃ、５ｄを出射して、液晶パネル２に入射すると
きは、液晶パネルの長辺と短辺の長さ以上に広げられる
ため、液晶パネル２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄの全面を照射
する。ここで、光源、拡大手段等の構成は、第１の実施
例の場合と同じであるため、説明を省略する。

【００６９】以上の実施形態の具体例を次に示す。三角
柱反射体１１は、例えば、頂点の角度を略９０度で、光
束が当たる2面に反射膜が蒸着された構成である。三角
柱反射体では光が分配（または分割）される。そこで、
一辺幅反射体３ａ、３ｂ及び両辺幅反射体５ａ、５ｂ、
５ｃ、５ｄの微細山形反射部のピッチ略１００μｍ、頂
角と谷の角度を略９０度、入射側部品の光軸に対する入
射面傾き略４５度である。また、一辺幅反射体３ａ、３
ｂの微細山形反射部の頂点を結ぶ面は、液晶パネル面上
の輝度分布を最適にするために設計された曲面式ｆ１１
（ｘ）で与えられている。また、両辺幅反射体５ａ、５
ｂの微細山形反射部の頂点を結ぶ面は、液晶パネル面上
の輝度分布を最適にするために設計された曲面式ｆ２１
（ｘ）で与えられている。また、両辺幅反射体５ｃ、５
ｄの微細山形反射部の頂点を結ぶ面は、液晶パネル面上
の輝度分布を最適にするために設計された曲面式ｆ２２
（ｘ）で与えられている。また、一辺幅反射体、両辺幅
反射体は、射出成形で作った基材の微細山形反射部を形
成した面にアルミ蒸着により反射層を形成する。

【００７０】三角柱反射体１１の代わりに、反射ミラー
を２枚組み合わせたものを用いてもよい。三角柱反射体
１１と同様な構成となるよう、２枚の反射ミラーを光軸
に対して４５度と−４５度傾斜させて、左右に背中合わ
せに配置してもよい。この場合、入射する光束の左半分
と右半分を分割することになる。

【００７１】あるいは、２枚の反射ミラーを光軸に対し
て４５度と−４５度傾斜させて、上下に並べて配置して
もよい。この場合、入射する光束の上半分と下半分を分
割することになる。これは、一辺幅反射体に入射する光
束の長手方向の瞳径を長く設定することに等しいので、
一辺幅反射体上での収差がより大となり、長方形のセル
形状を有するアレイレンズを用いた場合のスクリーン上
で明暗による縦縞を低減でき、スクリーン上の輝度分布
向上が可能である。

【００７２】液晶パネルを縦横に2枚配置した4枚構成の
場合を示したが、縦に４枚並べた液晶パネル構成の場合
も、一辺幅反射体の出射位置に両辺幅反射体と３個の導
光体の光入射口が位置するように重ねて配置し、各導光
体の長さを液晶パネル位置に合わせて変え、各導光体の
出射口に両辺幅反射体を設ければよい。

【００７３】また、導光体を２枚の反射板で構成した
が、光透過性樹脂の平板や該平板の入出射口以外に反射
膜を形成したものでもよい。また、両辺反射体５ａ、５
ｂの底面に反射層を形成してもよい。また、２枚の反射
板による導光体は、入出射口以外も反射板で囲うように
すれば光の漏れを防止して光の利用効率を向上できる。

【００７４】ここで、両辺反射体５ａ、５ｂは光路上に
存在することから、この前部５Ｆａ、５Ｆｂに当たる光
はロスすることになる。このロスした光をできるだけ小
さくする必要があるので、前部高さＨｆをできるだけ小
さくしたい。しかし、強度上、また成形時の問題から薄
くするには限界があるので、Ｈｆを３ｍｍから０．５
ｍｍの間とする。これにより、光学的にも強度上も良好
な値が得られる。

【００７５】また、反射体の前部５Ｆａ、５Ｆｂに反射
層を形成、あるいは、反射材を貼り付けてもよい。そう
することにより、反射層で反射された光の一部は、再
度、反射体で反射されて、有効利用可能となる。

【００７６】次に、光源１個で液晶パネル４個に光を照
射する場合の他の実施例を図１３に示す。それに用いた
一辺幅反射体の実施例を図１４に示す。一辺幅反射体３
ｂからの距離が異なる液晶パネル面上２ｂ、２ｄでの輝
度分布は。距離に伴い光束は広がるため、互いに異な
る。ここで、液晶パネル２ｂと２ｄの輝度分布を均一に
するために、両辺幅反射体５ｂと５ｄの微細山形反射部
の頂点を結ぶ面が従う曲面式をそれぞれ最適設計するこ
とに加え、一辺幅反射体３ｂを、上一辺幅反射体３ｂｕ
と下一辺幅反射体３ｂｄの２段構成にし、上一辺幅反射
体３ｂｕの頂点を結んだ面３Ｒｂｕと下一辺幅反射体３
ｂｄの頂点を結んだ面３Ｒｂｄが各々異なる曲面である
構成にする。例えば３Ｒｂｕは曲面式ｆ（ｘ）ｂｕで与
えられ、３Ｒｂｄは曲面式ｆ（ｘ）ｂｄで与えられ、ｆ
（ｘ）ｂｕとｆ（ｘ）ｂｄは等しくない。具体的には、
図１３に示すように、液晶パネルまでの距離が近い、上
一辺幅上反射体３ｂｕの頂点を結んで形成される曲面は
なだらかな傾斜の曲面にし、液晶パネルまでの距離が遠
い、下一辺幅上反射体３ｂｄの頂点を結んで形成される
曲面は急な傾斜の曲面にする。

【００７７】これと対称に配置される一辺幅反射体３ａ
も、上一辺幅反射体３ａｕと下一辺幅反射体３ａｄの２
段構成にする等、同様の構成とする。

【００７８】また、例えば、一つの一辺幅反射体が３つ
の両辺幅反射体及びあるいは液晶パネルに対応するとき
は、一辺幅反射体を３段に分け、各段の頂点を結んで形
成される曲面がそれぞれ異なるようにする。

【００７９】次に、反射偏光板１３を併用して光の利用
効率を改善する実施例を図１５に、その拡大図を図１６
に示す。光源、反射体などを固定する器具、及び、液晶
パネルを出射した画像を拡大投射するための正立等倍手
段、拡大手段等は省略してある。２は液晶パネル、５は
一辺幅反射体３（図示せず）からの入射光束を反射させ
る両辺幅反射体、６は該両辺幅反射体５の表面に形成し
た反射層を有する複数の微細山形状の反射面、１３は反
射型偏光板である。反射型偏光板１３は、たるまないよ
うに、平板ガラスに貼り付けて配置してある。また、７
は光源（図示せず）から出射した光束を示す。ここで、
微細山形状の入射側の反射面は、入射側部品の光軸に対
して略４５度に傾斜させ、谷部の角度は略９０度にして
ある。黒表示のために液晶パネル２の出射側に吸収型偏
光板２６ｏ、コントラスト向上のために液晶パネル２の
入射側に吸収型偏光板２６ｉをそれぞれ配置してある。
吸収型偏光板２６ｏ、２６ｉには、反射型偏光板１３に
比べＰ偏光光とＳ偏光光の分離能力の高いものを用い、
コントラスト向上を図る。光源からの光は円偏光である
ので、特に偏光変換を行わなければ、入射側吸収型偏光
板２６ｉの吸収軸方向と同じ光成分は吸収され、これと
直交する透過軸方向の成分は透過する。反射型偏光板１
３は、所定の偏光成分、例えば、Ｓ偏光成分を反射し、
その他の偏光成分、例えば、Ｐ偏光を透過させる。光源
（図示せず）から出射した光７は、一辺幅反射体３（図
示せず）で反射して両辺幅反射体と反射型偏光板１３の
隙間に入射する。両辺幅反射体５と反射型偏光板１３の
隙間に入射する光束７は、両辺幅反射体５の反射面６で
反射して反射型偏光板１３に向けて出射する。あるい
は、反射型偏光板１３の方に斜めに入射する光束７は、
反射型偏光板１３で反射後、両辺幅反射体５の反射面６
で反射して反射型偏光板１３に向けて出射する。

【００８０】反射型偏光板１３は、光束７の所定の偏光
光束、例えば、Ｐ偏光光束７ｐ（ただし、若干、Ｓ偏光
光束も混じっている。）を選択的に透過させ、吸収型偏
光板２６ｉに照射する。ここで、さらに、コントラスト
向上のために、入射側吸収型偏光板２６ｉにより、若干
入射光束中に混じっているＳ偏光光成分を除いて、液晶
パネル２に照射する。ここで、入射側の吸収型偏光板２
６ｉの透過軸は、反射型偏光板１３の透過軸と同じにし
てある。反射型偏光板１３で反射したＳ偏光光束７ｓ
は、両辺幅反射体５の反射面６に戻る。反射面６の微細
山形反射部の谷部の角度は略９０度に設定してあるた
め、光束７ｓは、微細山形反射部の谷部で２度反射して
方向を逆向きにして進む。このとき、反射により光束の
偏光軸が回転するため、再度、液晶パネル２に入射する
時は、Ｓ偏光光束ではなくなっている。そのため、反射
型偏光板１３は、光束中のＰ偏光光束７ｐをほぼ有効な
偏光成分として透過させ、Ｓ偏光光束７ｓを反射する。
両辺幅反射体５の反射面６に戻るＳ偏光光束は、また、
偏光軸回転後、液晶パネル２に入射し、以下、このサイ
クルを繰り返す。

【００８１】以上のように本実施例では、両辺幅反射体
５と反射型偏光板１３により、吸収型偏光板２６の透過
軸に合うように、光束の偏光変換を行うゆえに、光源の
偏光成分によらず、光束を使用できるため、反射型偏光
板１３の表面反射や通過する場合の損失が若干発生する
が、効率が良い。ここで、光源、反射体の構成、拡大手
段などは、図１の実施例と同じであるため、説明を省略
する。また、本実施例は、光源の光束のうち広がって拡
散する分の約半分を反射型偏光板１３で捕捉するため、
微細山形反射部の高さを低くでき、薄型化に有効であ
る。

【００８２】あるいは、反射型偏光板の入射側に、入射
角２０度以下の光線に対しては透過率が高く、入射角７
０以上の光線に対しては反射率が高いコーテイングを施
した平板ガラスを配置してもよい。

【００８３】我々の実験によれば、図８に示すような両
辺反射体５及び座標系を用いて、両辺反射体５の長手方
向をｘ方向、高さ方向をｙ方向、幅方向をｚ方向とし、
ｘｚ平面での＋方向を０度とした。ここで、反射型偏光
板１３はｘｚ平面に略平行に配置した。その時、反射型
偏光板１３の透過軸を、ｘｚ平面で４５度あるいは−４
５度とすることにより、最も良い効果を得た。

【００８４】図１７に偏光ビームスプリッタ１９を用い
た実施例を示す。光源、集光手段、一辺反射体は記載し
てない。偏光ビームスプリッタ１９を両辺幅反射体５と
液晶パネル２の間に配置した構成である。黒表示のため
に液晶パネル２の出射側に吸収型偏光板２６ｏ、コント
ラスト向上のために液晶パネル２の入射側に吸収型偏光
板２６ｉをそれぞれ配置してある。吸収型偏光板２６
ｏ、２６ｉには、偏光ビームスプリッタ１９に比べＰ偏
光とＳ偏光光の分離能力の高いものを用い、コントラス
ト向上を図る。光源からの光は円偏光であるので、入射
側吸収型偏光板２６ｉの吸収軸方向と同じ光成分は吸収
され、これと直交する透過軸方向の成分は透過する、例
えば、Ｐ偏光成分を吸収し、Ｓ偏光成分を透過させる。

【００８５】両辺幅反射体５からの入射光７は偏光ビー
ムスプリッター１９によりＰ偏光光は透過し、Ｓ偏光光
は反射するため、両者は分離される。該Ｐ偏光光は偏光
ビームスプリッター１９の出射側面に配置されたλ／２
位相差板２０により偏光方向が９０度回転し、Ｓ偏光光
となり、液晶パネル２に入射する。また、前記Ｓ偏光光
は反射を繰り返し、隣接する偏光ビームスプリター１９
の出射面から出射され、液晶パネル２に入射する。上
記、偏光ビームスプリッタ１９を採用することにより、
円偏光である光源１からの光を、吸収型偏光板２６の透
過軸方向の成分の光に偏光変換可能であり、従来、吸収
型偏光板２６にて吸収されていた光も透過することがで
きるため、利用可能な有効光束をほぼ２倍にできる。こ
れにより、より明るい画像表示装置を提供できる。

【００８６】ここで、広がり角の広い光束では、光路長
が長くなると光の広がる幅が広くなるため有効に反射で
きない。例えば、頂点を結ぶ線分１１を直線とした反射
面の場合には、反射面の光源から遠い位置では光の照射
面積が大きくなるため、反射面の幅を遠近位置で等しく
した場合には反射する光束が減って暗くなり、全体の光
の分布が劣化する。そこで、必要に応じ、照射位置に至
る光路の周縁部、例えば反射体や導光体の反射面の端
部、液晶パネルの周囲などに反射板を設けて広がる光を
反射させた方法をとると、照射範囲内の明るさの分布を
改善できる。

【００８７】また、光源と液晶パネルの間に赤外/紫外
遮光手段を設ける構成とすることにより、光学部品の温
度上昇を抑え、かつ、紫外線による部品材質の変質を抑
えることができる。ランプは可視光のみでなく、紫外線
と赤外線を出す。紫外線と赤外線は、不要な光であり、
偏光板や液晶パネルの温度を上昇させる原因ともなるの
で、途中でカットするのが望ましい。例えば、マルチレ
ンズの平面側、あるいはコリメータレンズに紫外、赤外
カットのコーテイングを施す、あるいは、三角注状体の
反射面を赤外光を反射しないコールドミラー構成とす
る。上記の構成とすることにより、可視領域での光学性
能に変化をきたすことなく、偏光板や液晶パネルでの温
度を下げることができ、紫外線による光学部品の変質も
避けることができる。

【００８８】また、光利用率を高くするには、あるい
は、ゴーストを生じないためには、投射系結像手段に入
射する光束が、投射系結像手段のＦ値より小さい方が良
い。そのためには、入射する光束の広がりをコントロー
ルする必要がある。そのための有効な手段として、コリ
メータレンズのＦ値を、投射系結像手段である屈折率分
布レンズ群や２個以上の凸レンズ群Ｆ値より大きくする
方法がある。

【００８９】また、量産時、各光学部品の単品公差及び
組み立て公差が原因で、液晶パネル面上の輝度分布ある
いは明るさ、あるいはスクリーン面上の輝度分布あるい
は明るさが設計値から劣化することがある。ゆえに、光
学性能の設計仕様を満たすには、画像表示装置を構成す
る部品を調整可能にしておく必要がある。

【００９０】以下に、複数の光学部品の調整機構の実施
例を示す。

【００９１】図１８にコリメータレンズ１６の調整機構
の実施例を示す。コリメータレンズ１６の少なくとも１
枚を下記調整機構により、調整可能とする。コリメータ
レンズ１６中の最もパワーの強いものを調整可能とする
ことにより、調整のための移動量は最小にできる。コリ
メータレンズ１６を保持治具２５で保持し、一端から板
バネ２１でふせいして、逆方向からネジ１０で押し込ん
で、コリメータレンズ１６の位置を光軸方向に対し、上
下左右に調整可能としたものである。これにより、コリ
メータレンズの焦点位置での照度分布を上下左右に調整
可能となり、この調整により、液晶パネルあるいはスク
リーン面上の輝度分布及び明るさの向上を図る。

【００９２】図１９にアレイレンズ１７、１８の調整機
構の実施例を示す。アレイレンズ１７、１８の一端から
板バネ２１でふせいして、逆方向からネジ１０で押し込
んで、アレイレンズ１７、１８の位置を光軸方向に対
し、上下左右に調整可能としたものである。これによ
り、焦点位置での照度分布を上下左右に調整可能とな
り、この調整により、液晶パネルあるいはスクリーン面
上の輝度分布及び明るさの向上を図る。

【００９３】図２０に一辺幅反射体３及び両辺幅反射体
５の調整機構の実施例を示す。下記は一辺幅反射体３を
例にして説明するが両辺反射体５にも適用可能である。
一辺幅反射体３の一端から板バネ２１でふせいして、逆
方向からネジ１０で押し込んで調整する。前側のネジ１
０と後側のネジ１０を略等しい量押し込んだり、引っ込
めたりすることにより、一辺幅反射体３の取り付け位置
の調整が可能であり、両者の押し込み量に差を付けるこ
とにより、傾斜角の調整が可能である。この調整によ
り、液晶パネルあるいはスクリーン面上の輝度分布及び
明るさの向上を図る。

【００９４】図２１に一辺幅反射体３及び両辺幅反射体
５の調整機構の実施例を示す。下記は一辺幅反射体３を
例にして説明するが両辺反射体５にも適用可能である。
一辺幅反射体３の一端から板バネ２１でふせいして、一
辺幅反射体３とシャーシ２４間にスペーサ２３を挿入し
て調整する。前側のスペーサ２３と後側のスペーサ２３
を略等しくすることにより、一辺幅反射体３の取り付け
位置の調整が可能であり、両者の挿入量に差をつけるこ
とにより、一辺幅反射体３の傾斜角の調整が可能であ
る。この調整により、液晶パネルあるいはスクリーン面
上の輝度分布及び明るさの向上を図る。

【００９５】図２２に三角柱反射体１１の調整機構の実
施例を示す。三角柱反射体１１の一端から板バネ２１で
ふせいして、逆方向からネジ１０で押し込んで調整す
る。前側のネジ１０と後側のネジ１０を略等しい量押し
込んだり、引っ込めたりすることにより、三角柱反射体
１１取り付け位置の調整が可能であり、両者の押し込み
量に差を付けることにより、傾斜角の調整が可能であ
る。この調整により、液晶パネルあるいはスクリーン面
上の輝度分布及び明るさの向上を図る。

【００９６】図２３に三角柱反射体１１の調整機構の実
施例を示す。三角柱反射体１１の一端から板バネ２１で
ふせいして、三角柱反射体１１とシャーシ２４間にスペ
ーサ２３を挿入して調整する。前側のスペーサ２３と後
側のスペーサ２３を略等しくすることにより、三角柱反
射体１１の取り付け位置の調整が可能であり、両者の挿
入量に差を付けることにより、三角柱反射体１１傾斜角
の調整が可能である。この調整により、液晶パネルある
いはスクリーン面上の輝度分布及び明るさの向上を図
る。

【００９７】また、該実施例は、透過型の液晶パネルの
画像を正立結像手段で、所定の位置に正立結像させ、拡
大手段でスクリーンに投射画像を表示させて、投射画像
を切れ目なく表示できる構成例として説明したが、本発
明はこれに限るものではなく、ランプの光を複数の微細
山形反射部の反射面で所定の面積に均一な配光の光を効
率良く供給するものであればよい。

【００９８】また、該実施例では、透過型の液晶パネル
を画像源とする場合につき説明したが、本発明はこれに
限定されるもではなく、例えば画像フィルムを画像源と
した画像表示装置等も含む。

【００９９】また、上記の画像表示装置を複数個用い大
画面のマルチ画像表示装置とした構成も本発明はその範
囲内に含む。上記図１記載の画像表示装置を４個用いた
ものマルチ画像表示装置の実施例を図２４に示す。光源
１とリフレクタ２と一辺反射体３が、複数の液晶パネル
２により構成される面の最外周輪郭２７（図２４中の一
点鎖線）の外側に配置されている。上記配置により、大
画面のための複数の画像表示装置配置を可能にして、か
つ、最外周輪郭２７の外側に配置するため、全体の厚さ
を最小限に抑えることができ、大画面でかつ薄型のマル
チ画像表示装置を提供できる。

【０１００】上記図１２記載の画像表示装置を４個用い
たものマルチ画像表示装置の実施例を図２５に示す。該
光源１とマルチレンズ１７、１８とコリメータレンズ１
６とリフレクタ２と一辺反射体３と三角柱反射体１１と
が、複数の液晶パネル２により構成される面の最外周輪
郭２７（図２５中の一点鎖線）の外側に配置されるてい
る。上記配置により、大画面のための複数の画像表示装
置の配置を可能にし、かつ、最外周輪郭の外側に配置す
るため、装置の厚さを最小限に抑えることができ、大画
面でかつ薄型のマルチ画像表示装置を提供できる。

【０１０１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
光源の光を反射体により光束幅を広げて液晶パネルに照
射するため、光源の光の広がり角を狭くでき、光の利用
効率を改善できる。

【０１０２】また、該画像表示装置を複数用いて、薄型
・大画面のマルチ画像表示装置を実現することもでき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の画像表示装置の実施例を示す図であ
る。

【図２】本発明の画像表示装置の実施例を示す図であ
る。

【図３】本発明の画像表示装置の実施例を示す図であ
る。

【図４】反射体の機能の説明図である。

【図５】本発明の画像表示装置の実施例を示す図であ
る。

【図６】反射体の最初の凹凸の機能の説明図。

【図７】本発明の画像表示装置の実施例を示す図であ
る。

【図８】本発明の画像表示装置の実施例を示す図であ
る。

【図９】本発明の画像表示装置の実施例を示す図であ
る。

【図１０】本発明の画像表示装置の実施例を示す図であ
る。

【図１１】本発明の画像表示装置の実施例を示す図であ
る。

【図１２】本発明の画像表示装置の実施例を示す図であ
る。

【図１３】本発明の画像表示装置の実施例を示す図であ
る。

【図１４】本発明の画像表示装置の実施例を示す図であ
る。

【図１５】本発明の画像表示装置の実施例を示す図であ
る。

【図１６】本発明の画像表示装置の実施例を示す拡大図
である。

【図１７】本発明の画像表示装置の実施例を示す図であ
る。

【図１８】本発明の画像表示装置の調整機構の実施例を
示す図である。

【図１９】本発明の画像表示装置の調整機構の実施例を
示す図である。

【図２０】本発明の画像表示装置の調整機構の実施例を
示す図である。

【図２１】本発明の画像表示装置の調整機構の実施例を
示す図である。

【図２２】本発明の画像表示装置の調整機構の実施例を
示す図である。

【図２３】本発明の画像表示装置の調整機構の実施例を
示す図である。

【図２４】本発明の画像表示装置の実施例を示す図であ
る。

【図２５】本発明の画像表示装置の実施例を示す図であ
る。

【符号の説明】

１…光源、２…液晶パネル、３、３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ…一辺幅反射体、３ｂｕ…上一辺幅反射体、３ｂｄ…下一辺幅反射体、３Ｓ…凹凸の始点３ｐ…凹凸の頂点、３ｖ…凹凸の谷、３Ｒ…一辺幅反射体の凹凸の各頂点を結んだ面、３Ｒｂｕ…上一辺幅反射体の凹凸の各頂点を結んだ面、３Ｒｂｄ…下一辺幅反射体の凹凸の各頂点を結んだ面、４…一辺幅反射体の表面に形成した反射面、４ｂｕ…上一辺幅反射体の表面に形成した反射面、４ｂｄ…下一辺幅反射体の表面に形成した反射面、５、５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ…両辺幅反射体、５Ｆａ、５Ｆｂ…両辺幅反射体の前部、６…両辺幅反射体の表面に形成した反射面、７…光束、７ｐ…Ｐ偏光光束、７ｓ…Ｓ偏光光束、８…絞り、１０…ネジ、１１…三角柱反射体、１２ａ、１２ｂ…導光体、１３…反射型偏光板、１４…リフレクタ、１５ａ…入射側部品の光軸、１５ｂ…出射側部品の光軸、１６…コリメータレンズ、１７…第一アレイレンズ、１８…第二アレイレンズ、１９…偏光ビームスプリッタ、２０…λ／２位相差板、２１…板バネ、２３…スペーサ、２４…シャーシ、２５…保持治具２６ｉ…入射側の吸収型偏光板、２６ｏ…出射側の吸収型偏光板、２７…最外周輪郭。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｇ０９Ｆ 9/40 ３０１Ｇ０２Ｆ 1/1335 ５３０ (72)発明者吉川博樹神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式会社日立製作所デジタルメディア開発本部内Ｆターム(参考） 2H088 EA14 EA18 EA19 HA20 HA21 HA24 HA28 HA30 MA06 2H091 FA10Z FA14Z FA23Z FA26Z FA41Z FD06 FD12 FD23 LA18 MA07 5C094 AA03 AA34 BA43 ED01 ED11 ED14 5G435 AA12 BB12 BB15 EE23 EE27 FF02 FF03 FF07 GG03 GG08

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】照射ユニットにより画像表示素子に光を照
射し画像表示を行う画像表示装置において、上記照射ユニットが、光源と、該光源からの光を集光さ
せるための集光手段と、該集光手段から出た光束を反射
し上記画像表示素子への入射光束の一辺の長さをそれに
対応した該画像表示素子の一辺の長さ以上にするための
第１の反射体と、該入射光束の他の辺の長さをそれに対
応する該画像表示素子の辺の長さ以上にするための第２
の反射体と、を備えて構成されることを特徴とする画像
表示装置。
【請求項２】照射ユニットにより画像表示素子に光を照
射し画像表示を行う画像表示装置において、上記照射ユニットが、光源と、該光源からの光を集光さ
せるための集光手段、該光源からの光を分割するための
分割手段と、該分割手段から出た光束を各分割光路内で
反射し上記画像表示素子への入射光束の一辺の長さをそ
れに対応した該画像表示素子の一辺の長さ以上にするた
めの第１の反射体と、該入射光束の他の辺の長さをそれ
に対応する該画像表示素子の辺の長さ以上にするための
第２の反射体と、を備えて構成されることを特徴とする
画像表示装置。
【請求項３】上記分割手段は三角柱状の構成である請求
項２に記載の画像表示装置。
【請求項４】上記第１の反射体からの反射光で複数の第
２の反射体を照射する構成を有し、該第１の反射体から
の光束を該第２の反射体に導く導光体を有する請求項１
または請求項２に記載の画像表示装置。
【請求項５】複数の集光レンズにより構成され光を集光
して複数の２次光源像を形成するためのアレイレンズを
有する請求項１から４のいずれかに記載の画像表示装
置。
【請求項６】上記第１の反射体、第２の反射体のいずれ
か一方または両方が凸凹状反射面を有する構成である請
求項１から５のいずれかに記載の画像表示装置。
【請求項７】上記凸凹状反射面が、光源側から見て凹で
始まる請求項６に記載の画像表示装置。
【請求項８】上記凸凹状反射面が、光源側から見て凸部
で始まり、光源側からの第１の凸部に光束が当たらない
ように該第１の反射体、該第２の反射体のいずれか一方
または両方を配置した請求項６に記載の画像表示装置。
【請求項９】上記凸凹状反射面の各頂点または各谷を結
んだ面が曲面である請求項６、７または８に記載の画像
表示装置。
【請求項１０】上記第１の反射体を複数の段に分割し、
上記凸凹状反射面の各頂点または各谷を結んだ面が各段
でそれぞれ異なる曲面となる請求項６、７または８に記
載の画像表示装置。
【請求項１１】上記照射ユニットが反射型偏光板を有す
る請求項１から１０のいずれかに記載の画像表示装置。
【請求項１２】微小レンズの集合体を備え該画像表示素
子の形成像をスクリーン側に結像する結像手段と、該結
像手段で結像する画像を該スクリーンに拡大表示する拡
大表示手段とを備えた請求項１から１１のいずれかに記
載の画像表示装置。
【請求項１３】上記画像表示素子、上記スクリーンのい
ずれか一方または両方で明るさ分布調整用または明るさ
調整用に、上記第１の反射体、上記第２の反射体、上記
分割手段の少なくともいずれかの入射側に絞りを配置し
た請求項１２に記載の画像表示装置。
【請求項１４】上記画像表示素子、上記スクリーンのい
ずれか一方または両方で明るさ分布調整用または明るさ
調整用に、集光手段を構成する部品、上記第１アレイレ
ンズ、上記第２アレイレンズの少なくともいずれかを光
軸方向に対して移動可能にした調整機構を有する請求項
１２または請求項１３に記載の画像表示装置。
【請求項１５】上記画像表示素子、上記スクリーンのい
ずれか一方または両方で明るさ分布調整用または明るさ
調整用に、上記分割手段を構成する部品、上記第１の反
射体、上記第２の反射体の少なくともいずれかを光軸方
向に対し移動可能にした調整機構を有する請求項１２、
１３または１４に記載の画像表示装置。
【請求項１６】請求項１から１５のいずれかに記載の画
像表示装置を複数組合わせてマルチ画像を形成すること
を特徴とする画像表示装置。
【請求項１７】上記光源、上記集光手段、上記第１の反
射体が、画像表示装置を複数組合わせたものの外側に配
される請求項１６に記載の画像表示装置。