JP2003186108A - 結像ユニット及びそれを用いた画像表示装置 - Google Patents
結像ユニット及びそれを用いた画像表示装置Info
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- JP2003186108A JP2003186108A JP2001387704A JP2001387704A JP2003186108A JP 2003186108 A JP2003186108 A JP 2003186108A JP 2001387704 A JP2001387704 A JP 2001387704A JP 2001387704 A JP2001387704 A JP 2001387704A JP 2003186108 A JP2003186108 A JP 2003186108A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】結像ユニットにより正立等倍像を結象させる画
像表示技術において、結像ユニットの単位マイクロレン
ズアレイの大形化とスクリーン画像の画質改善とを図
る。 【解決手段】結像ユニットの単位マイクロレンズアレイ
を、画素に対応して複数のレンズセルが配列された第
１、第２のアレイレンズ部が、２次元的に互いに隣接結
合された構成とし、かつ、両アレイレンズ部の出射面側
のレンズセルのレンズ光軸を、入射面側のレンズセルの
レンズ光軸に対し上記隣接結合部の方向にずらし、両ア
レイレンズ部に入射した光を上記隣接結合部側に傾けて
出射し該結合部上で交叉させる。
像表示技術において、結像ユニットの単位マイクロレン
ズアレイの大形化とスクリーン画像の画質改善とを図
る。 【解決手段】結像ユニットの単位マイクロレンズアレイ
を、画素に対応して複数のレンズセルが配列された第
１、第２のアレイレンズ部が、２次元的に互いに隣接結
合された構成とし、かつ、両アレイレンズ部の出射面側
のレンズセルのレンズ光軸を、入射面側のレンズセルの
レンズ光軸に対し上記隣接結合部の方向にずらし、両ア
レイレンズ部に入射した光を上記隣接結合部側に傾けて
出射し該結合部上で交叉させる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、バックライトで照
明された表示素子上の画像をマイクロレンズアレイによ
り正立等倍像として結象させ画像表示する技術に関す
る。
明された表示素子上の画像をマイクロレンズアレイによ
り正立等倍像として結象させ画像表示する技術に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】近年、コンピュータの急速な進歩によ
り、画像表示装置の解像度が飛躍的に向上している。ま
たそれに伴い、表示画面も大形化の一途を辿っている。
そのため、液晶表示素子等を用いた画像表示装置とし
て、スクリーンまでの投写距離が短い近距離投写方式の
画像表示装置においても、一層の大形化が望まれてい
る。例えば、特開２０００−２１４４１１号公報や特開
２００１−１３８７８号公報に、本発明に関連する画像
表示装置技術が記載されている。図５に、従来の近距離
投写方式の画像表示装置内の画像表示ユニットの構成例
を示す。画像表示装置は該画像表示ユニットが複数個平
面的に配列されて構成される。図５において、１は透過
型の液晶表示素子、２は、液晶表示素子１を照明するバ
ックライト光源、３０は入射側の単位マイクロレンズア
レイ、４０は出射側の単位マイクロレンズアレイ、８は
凹フレネルレンズ、９は凸フレネルレンズ、２５はスク
リーンである。入射側の単位マイクロレンズアレイ３
０、出射側の単位マイクロレンズアレイ４０はそれぞ
れ、表裏面に画素に対応して複数個のマイクロレンズセ
ルが配列されて成り、互いに同一の形状を有し、液晶表
示素子１に表示される画像を正立等倍像として結像する
ようになっている。以下、該一対の単位マイクロレンズ
アレイ３０、４０をまとめて結像ユニット５０という。
凹フレネルレンズ８は画像光の拡大を行い、凸フレネル
レンズ９は、凹フレネルレンズ８で拡大した光を近似的
に平行光に戻す。図５において、液晶表示素子１は、バ
ックライト光源２からの照明光を、例えばパーソナルコ
ンピュータ等から出力されるＲＧＢ信号や、ＴＶチュー
ナーから出力されるＮＴＳＣ信号などで光変調して画像
形成する。結像ユニット５０は、液晶表示素子１の画像
を正立等倍像として結像し、短い投射距離でスクリーン
に拡大投射できるようにする。結像した正立等倍像は凹
フレネルレンズ８で拡大され、拡大投射光は凸フレネル
レンズ９で近似的に平行光に戻される。該平行光をスク
リーン２５に投射して、該スクリーン２５上に画像を表
示する。なお、結像ユニット５０の入射側の単位マイク
ロレンズアレイ３０、出射側の単位マイクロレンズアレ
イ４０の作用については、上記公報にも記載されている
ためここでの説明は省略する。上記結像ユニット５０に
より画像を正立等倍像として結像する状態は図６のよう
になる。図６において、光軸を共有して配置された２つ
の単位マイクロレンズアレイ３０、４０の光軸上の点Ａ
から出射した光は、光軸上の点Ｂで倒立して焦点を結
び、さらに、光軸上の点Ｃに正立等倍像を結像する。上
記従来技術においては、上記単位マイクロレンズアレイ
３０、４０としては、対角長が略１５０ｍｍ以下のもの
が用いられている。
り、画像表示装置の解像度が飛躍的に向上している。ま
たそれに伴い、表示画面も大形化の一途を辿っている。
そのため、液晶表示素子等を用いた画像表示装置とし
て、スクリーンまでの投写距離が短い近距離投写方式の
画像表示装置においても、一層の大形化が望まれてい
る。例えば、特開２０００−２１４４１１号公報や特開
２００１−１３８７８号公報に、本発明に関連する画像
表示装置技術が記載されている。図５に、従来の近距離
投写方式の画像表示装置内の画像表示ユニットの構成例
を示す。画像表示装置は該画像表示ユニットが複数個平
面的に配列されて構成される。図５において、１は透過
型の液晶表示素子、２は、液晶表示素子１を照明するバ
ックライト光源、３０は入射側の単位マイクロレンズア
レイ、４０は出射側の単位マイクロレンズアレイ、８は
凹フレネルレンズ、９は凸フレネルレンズ、２５はスク
リーンである。入射側の単位マイクロレンズアレイ３
０、出射側の単位マイクロレンズアレイ４０はそれぞ
れ、表裏面に画素に対応して複数個のマイクロレンズセ
ルが配列されて成り、互いに同一の形状を有し、液晶表
示素子１に表示される画像を正立等倍像として結像する
ようになっている。以下、該一対の単位マイクロレンズ
アレイ３０、４０をまとめて結像ユニット５０という。
凹フレネルレンズ８は画像光の拡大を行い、凸フレネル
レンズ９は、凹フレネルレンズ８で拡大した光を近似的
に平行光に戻す。図５において、液晶表示素子１は、バ
ックライト光源２からの照明光を、例えばパーソナルコ
ンピュータ等から出力されるＲＧＢ信号や、ＴＶチュー
ナーから出力されるＮＴＳＣ信号などで光変調して画像
形成する。結像ユニット５０は、液晶表示素子１の画像
を正立等倍像として結像し、短い投射距離でスクリーン
に拡大投射できるようにする。結像した正立等倍像は凹
フレネルレンズ８で拡大され、拡大投射光は凸フレネル
レンズ９で近似的に平行光に戻される。該平行光をスク
リーン２５に投射して、該スクリーン２５上に画像を表
示する。なお、結像ユニット５０の入射側の単位マイク
ロレンズアレイ３０、出射側の単位マイクロレンズアレ
イ４０の作用については、上記公報にも記載されている
ためここでの説明は省略する。上記結像ユニット５０に
より画像を正立等倍像として結像する状態は図６のよう
になる。図６において、光軸を共有して配置された２つ
の単位マイクロレンズアレイ３０、４０の光軸上の点Ａ
から出射した光は、光軸上の点Ｂで倒立して焦点を結
び、さらに、光軸上の点Ｃに正立等倍像を結像する。上
記従来技術においては、上記単位マイクロレンズアレイ
３０、４０としては、対角長が略１５０ｍｍ以下のもの
が用いられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】表示画面の大形化のた
めに、画像表示ユニットを構成する上記結像ユニットの
大形化が求められる。例えば、対角長が略１５０ｍｍよ
りも大きな単位マイクロレンズアレイを一体構成として
作成しようとする場合、例えば、図７に示すような入れ
駒（成形用型片）を継ぎ合わせた成形技術が考えられ
る。図７において、上側の入れ駒１０〜１３、下側の入
れ駒１４〜１７を縦２個×横２個にして並べ、それぞれ
を上側の金型６と下側の金型６'とに組み込む。入れ駒
がそれぞれの金型に組込まれた状態で入れ駒同士が向き
合うように金型６、６'を重ね合わせる。その後、ライ
ナー１８を使いゲート１９から樹脂を注入し、過熱圧縮
を行って成形する。このようにすれば１５０ｍｍよりも
大きな一体状の単位マイクロレンズレイを作成可能であ
る。しかしながら、本成形技術で作成した一体状の単位
マイクロレンズレイにおいては、樹脂が冷えることによ
って該入れ駒同士の接合部でマイクロレンズに引けがで
きたり（図８の符号２０）、過圧によって出張りができ
たり（図９の符号２１）し易い。引けや出張りがある
と、画像表示装置に組込んだとき、該引けや出張りその
部分で光が拡散しスクリーン２５上で表示画面に暗線が
現れ（図１０の符号７）、画質が劣化する。本発明の課
題点は、上記複数の入れ駒を配列する成形方法等により
製作した一体状の単位マイクロレンズアレイにおいて
も、スクリーン上の暗線を低減化または発生を抑えるよ
うにすること、である。本発明の目的は、かかる課題点
を解決できる技術の提供にある。
めに、画像表示ユニットを構成する上記結像ユニットの
大形化が求められる。例えば、対角長が略１５０ｍｍよ
りも大きな単位マイクロレンズアレイを一体構成として
作成しようとする場合、例えば、図７に示すような入れ
駒（成形用型片）を継ぎ合わせた成形技術が考えられ
る。図７において、上側の入れ駒１０〜１３、下側の入
れ駒１４〜１７を縦２個×横２個にして並べ、それぞれ
を上側の金型６と下側の金型６'とに組み込む。入れ駒
がそれぞれの金型に組込まれた状態で入れ駒同士が向き
合うように金型６、６'を重ね合わせる。その後、ライ
ナー１８を使いゲート１９から樹脂を注入し、過熱圧縮
を行って成形する。このようにすれば１５０ｍｍよりも
大きな一体状の単位マイクロレンズレイを作成可能であ
る。しかしながら、本成形技術で作成した一体状の単位
マイクロレンズレイにおいては、樹脂が冷えることによ
って該入れ駒同士の接合部でマイクロレンズに引けがで
きたり（図８の符号２０）、過圧によって出張りができ
たり（図９の符号２１）し易い。引けや出張りがある
と、画像表示装置に組込んだとき、該引けや出張りその
部分で光が拡散しスクリーン２５上で表示画面に暗線が
現れ（図１０の符号７）、画質が劣化する。本発明の課
題点は、上記複数の入れ駒を配列する成形方法等により
製作した一体状の単位マイクロレンズアレイにおいて
も、スクリーン上の暗線を低減化または発生を抑えるよ
うにすること、である。本発明の目的は、かかる課題点
を解決できる技術の提供にある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記課題点を解決するた
めに、本発明では、画像表示装置用の結像ユニットにお
いて、単位マイクロレンズアレイを、画素に対応して複
数のレンズセルが配列された第１、第２のアレイレンズ
部が、２次元的（平面的）に互いに隣接して結合された
構成とし、かつ、該両アレイレンズ部の出射面側のレン
ズセルのレンズ光軸を、入射面側のレンズセルのレンズ
光軸に対し上記隣接結合部の方向にずらし、該両アレイ
レンズ部に入射した光を上記隣接結合部側に傾けて出射
し該結合部上で交叉させる。該光の交叉により、該結合
部は画像表示されないようになる。このため、該結合部
の欠陥等による暗線がスクリーン画像上で低減化または
除去され、画質が改善される。
めに、本発明では、画像表示装置用の結像ユニットにお
いて、単位マイクロレンズアレイを、画素に対応して複
数のレンズセルが配列された第１、第２のアレイレンズ
部が、２次元的（平面的）に互いに隣接して結合された
構成とし、かつ、該両アレイレンズ部の出射面側のレン
ズセルのレンズ光軸を、入射面側のレンズセルのレンズ
光軸に対し上記隣接結合部の方向にずらし、該両アレイ
レンズ部に入射した光を上記隣接結合部側に傾けて出射
し該結合部上で交叉させる。該光の交叉により、該結合
部は画像表示されないようになる。このため、該結合部
の欠陥等による暗線がスクリーン画像上で低減化または
除去され、画質が改善される。
【０００５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例につき、図
面を用いて説明する。なお、各図に共通する部分には同
一符号を付した。図１は、本発明の実施例としての結像
ユニットの構成例で、単位マイクロレンズユニットの部
分拡大図である。図１において、３は入射側の単位マイ
クロレンズアレイ、４は出射側の単位マイクロレンズア
レイ、５は、入射側の単位マイクロレンズアレイ３と出
射側の単位マイクロレンズアレイ４とが積層されて構成
される結像ユニットである。入射側の単位マイクロレン
ズアレイ３と出射側の単位マイクロレンズアレイ４は、
同一の形状を有し、該両単位マイクロレンズアレイ３、
４のそれぞれが、上記図７に示すような入れ駒（成形用
型片）を継ぎ合わせた成形技術によって製作され、画素
に対応して複数のレンズセルが配列されて成る複数のア
レイレンズ部が互いに平面的（２次元的）に隣接して結
合された構成を有している。すなわち、第１のレンズセ
ル群が第１のアレイレンズ部（単数でも複数でもよい）
を形成し、第２のレンズセル群が第２のアレイレンズ部
（単数でも複数でもよい）を形成し、該第１、第２のア
レイレンズ部が隣接結合されて、一体状の単位マイクロ
レンズアレイ３または一体状の単位マイクロレンズアレ
イ４が形成される。一体状の単位マイクロレンズアレイ
３と一体状の単位マイクロレンズアレイ４とは互いに積
層されて結像ユニットを構成する。該両単位マイクロレ
ンズアレイ３、４のそれぞれにおいて、アレイレンズ部
における出射面側のレンズセルのレンズ光軸は、入射面
側のレンズセルのレンズ光軸に対し、隣接するアレイレ
ンズ部間の上記結合部の方向にずれた構成とされる。つ
まり、隣接する両アレイレンズ部間ではそれぞれの出射
面側のレンズセルのレンズ光軸が、該両アレイレンズ部
間で入射面側のレンズセルのレンズ光軸に対し互いに逆
方向にずらされ、結合部をはさんで互いに交叉する方向
を向くようにされている。複数のアレイレンズ部は本図
１においては図示されていない。例えば、本図１が、単
位マイクロレンズアレイ３、４それぞれにおいて、隣接
する第１、第２の隣接するアレイレンズ部のうち、一方
の第１のアレイレンズ部を示しているとする。かかる構
成において、入射光（表示素子側からの入射光）は、該
単位マイクロレンズアレイ３の第１のアレイレンズ部の
入射面側のレンズセルから入射し、出射面側のレンズセ
ルから出射し、さらに、単位マイクロレンズアレイ４の
第１のアレイレンズ部の入射面側のレンズセルから入射
し、出射面側のレンズセルから出射する。このとき、単
位マイクロレンズアレイ３、４それぞれの第１のアレイ
レンズ部の出射面側のレンズセルのレンズ光軸は、図示
のように、入射面側のレンズセルのレンズ光軸に対し、
図の上方側にずれた構成とされているため、単位マイク
ロレンズアレイ４の第１のアレイレンズ部の出射面側の
レンズセルからの出射光は、図の上方側に角θだけ傾い
た方向に出射する。本図１には図示されないが、図の上
方部には単位マイクロレンズアレイ３、４それぞれにお
ける第２のアレイレンズ部があり、該第１、第２のアレ
イレンズ部間には該両アレイレンズ部を結合する結合部
がある。第２のアレイレンズ部では、単位マイクロレン
ズアレイ３、４のそれぞれにおいて、出射面側のレンズ
セルのレンズ光軸は、入射面側のレンズセルのレンズ光
軸に対し、上記第１のアレイレンズ部とは反対に、図の
下方側にずれた構成とされている。このため、単位マイ
クロレンズアレイ４の第２のアレイレンズ部の出射面側
のレンズセルからの出射光は、第１のアレイレンズ部の
場合とは逆に、図の下方側に角θだけ傾いた方向に出射
するようにされる。なお、本実施例では、出射面側のレ
ンズセルのレンズ光軸の、入射面側のレンズセルのレン
ズ光軸に対するずれ量及びずれ方向を、アレイレンズ部
により変えるようにしてある。
面を用いて説明する。なお、各図に共通する部分には同
一符号を付した。図１は、本発明の実施例としての結像
ユニットの構成例で、単位マイクロレンズユニットの部
分拡大図である。図１において、３は入射側の単位マイ
クロレンズアレイ、４は出射側の単位マイクロレンズア
レイ、５は、入射側の単位マイクロレンズアレイ３と出
射側の単位マイクロレンズアレイ４とが積層されて構成
される結像ユニットである。入射側の単位マイクロレン
ズアレイ３と出射側の単位マイクロレンズアレイ４は、
同一の形状を有し、該両単位マイクロレンズアレイ３、
４のそれぞれが、上記図７に示すような入れ駒（成形用
型片）を継ぎ合わせた成形技術によって製作され、画素
に対応して複数のレンズセルが配列されて成る複数のア
レイレンズ部が互いに平面的（２次元的）に隣接して結
合された構成を有している。すなわち、第１のレンズセ
ル群が第１のアレイレンズ部（単数でも複数でもよい）
を形成し、第２のレンズセル群が第２のアレイレンズ部
（単数でも複数でもよい）を形成し、該第１、第２のア
レイレンズ部が隣接結合されて、一体状の単位マイクロ
レンズアレイ３または一体状の単位マイクロレンズアレ
イ４が形成される。一体状の単位マイクロレンズアレイ
３と一体状の単位マイクロレンズアレイ４とは互いに積
層されて結像ユニットを構成する。該両単位マイクロレ
ンズアレイ３、４のそれぞれにおいて、アレイレンズ部
における出射面側のレンズセルのレンズ光軸は、入射面
側のレンズセルのレンズ光軸に対し、隣接するアレイレ
ンズ部間の上記結合部の方向にずれた構成とされる。つ
まり、隣接する両アレイレンズ部間ではそれぞれの出射
面側のレンズセルのレンズ光軸が、該両アレイレンズ部
間で入射面側のレンズセルのレンズ光軸に対し互いに逆
方向にずらされ、結合部をはさんで互いに交叉する方向
を向くようにされている。複数のアレイレンズ部は本図
１においては図示されていない。例えば、本図１が、単
位マイクロレンズアレイ３、４それぞれにおいて、隣接
する第１、第２の隣接するアレイレンズ部のうち、一方
の第１のアレイレンズ部を示しているとする。かかる構
成において、入射光（表示素子側からの入射光）は、該
単位マイクロレンズアレイ３の第１のアレイレンズ部の
入射面側のレンズセルから入射し、出射面側のレンズセ
ルから出射し、さらに、単位マイクロレンズアレイ４の
第１のアレイレンズ部の入射面側のレンズセルから入射
し、出射面側のレンズセルから出射する。このとき、単
位マイクロレンズアレイ３、４それぞれの第１のアレイ
レンズ部の出射面側のレンズセルのレンズ光軸は、図示
のように、入射面側のレンズセルのレンズ光軸に対し、
図の上方側にずれた構成とされているため、単位マイク
ロレンズアレイ４の第１のアレイレンズ部の出射面側の
レンズセルからの出射光は、図の上方側に角θだけ傾い
た方向に出射する。本図１には図示されないが、図の上
方部には単位マイクロレンズアレイ３、４それぞれにお
ける第２のアレイレンズ部があり、該第１、第２のアレ
イレンズ部間には該両アレイレンズ部を結合する結合部
がある。第２のアレイレンズ部では、単位マイクロレン
ズアレイ３、４のそれぞれにおいて、出射面側のレンズ
セルのレンズ光軸は、入射面側のレンズセルのレンズ光
軸に対し、上記第１のアレイレンズ部とは反対に、図の
下方側にずれた構成とされている。このため、単位マイ
クロレンズアレイ４の第２のアレイレンズ部の出射面側
のレンズセルからの出射光は、第１のアレイレンズ部の
場合とは逆に、図の下方側に角θだけ傾いた方向に出射
するようにされる。なお、本実施例では、出射面側のレ
ンズセルのレンズ光軸の、入射面側のレンズセルのレン
ズ光軸に対するずれ量及びずれ方向を、アレイレンズ部
により変えるようにしてある。
【０００６】図２は、図１の結像ユニットの出射光の光
路の説明図である。図２において、入射側の単位マイク
ロレンズアレイ３の入射面からスクリーン２５までの距
離をＬ、入射側の単位マイクロレンズアレイ３の入射面
光軸に対するスクリーン２５上でのずれ量をＹとしたと
き、距離Ｌに対し、結像ユニットの厚さが小さい場合は
次の数１が成り立つ。
路の説明図である。図２において、入射側の単位マイク
ロレンズアレイ３の入射面からスクリーン２５までの距
離をＬ、入射側の単位マイクロレンズアレイ３の入射面
光軸に対するスクリーン２５上でのずれ量をＹとしたと
き、距離Ｌに対し、結像ユニットの厚さが小さい場合は
次の数１が成り立つ。
【０００７】
ｔａｎθ＝Ｙ／Ｌ …（数１）
図３は、スクリーン画像の暗線の説明図で、従来型の対
状の単位マイクロレンズアレイから成る結像ユニットに
よる暗線のあるスクリーン画像を示す。図３において、
ａは暗線７の太さ、ｂは、暗線７の太さａのうち、図の
左側の映像を右側に偏光させ、暗線７を消す量である。
このときの偏光角をθｂとすると、θｂは、数１より次
の数２のようになる。
状の単位マイクロレンズアレイから成る結像ユニットに
よる暗線のあるスクリーン画像を示す。図３において、
ａは暗線７の太さ、ｂは、暗線７の太さａのうち、図の
左側の映像を右側に偏光させ、暗線７を消す量である。
このときの偏光角をθｂとすると、θｂは、数１より次
の数２のようになる。
【０００８】
θｂ＝ｔａｎ-1（ｂ／Ｌ） …（数２）
また、ｃは、暗線７の太さａのうち、図の右側の映像を
左側に偏光させ、暗線７を消す量である。このときの角
をθcとすると、θcは次の数３のようになる。
左側に偏光させ、暗線７を消す量である。このときの角
をθcとすると、θcは次の数３のようになる。
【０００９】
θｃ＝ｔａｎ-1（ｃ／Ｌ） …（数３）
図４は、暗線７の右側、左側それぞれのアレイレンズ部
での偏光角が数１、数２で示されるθｂ、θcの場合
に、結像ユニット５によってスクリーン２５に投射され
る画像例である。なお、説明の簡潔化のため、結像ユニ
ット５の入射側の単位マイクロレンズアレイ３と出射側
の単位マイクロレンズアレイ４はともに、それぞれ２つ
のアレイレンズ部から成るものとする。図４から明らか
なように、図３と比べ、ｂ＋ｃの分だけ画像が重なり合
い、暗線７が消失して、図３に示す斜線部が輝線とな
る。
での偏光角が数１、数２で示されるθｂ、θcの場合
に、結像ユニット５によってスクリーン２５に投射され
る画像例である。なお、説明の簡潔化のため、結像ユニ
ット５の入射側の単位マイクロレンズアレイ３と出射側
の単位マイクロレンズアレイ４はともに、それぞれ２つ
のアレイレンズ部から成るものとする。図４から明らか
なように、図３と比べ、ｂ＋ｃの分だけ画像が重なり合
い、暗線７が消失して、図３に示す斜線部が輝線とな
る。
【００１０】なお、図３では、ｂとｃを異なるものとし
たが、ｂとｃを等しくし、
たが、ｂとｃを等しくし、
【００１１】
ｂ＝ｃ＝（１／２）・ａ …（数４）
としてもよい。また、図３、図４では説明を簡単にする
ため、暗線７を消失させ輝線とする場合であって、一方
向の継ぎ目（結合部）の場合について説明したが、本発
明これに限定されるものではなく、本発明における単位
マイクロレンズアレイ内のアレイレンズ部間のどの部分
の継ぎ目（結合部）においても同様である。例えば、ア
レイレンズ部４個を２行２列に配設した単位マイクロレ
ンズアレイの場合は、各アレイレンズ部での偏光方向
を、４個のアレイレンズ部を配設した交点方向、すなわ
ち各アレイレンズ部から該交点方向をみた対角方向とす
ればよいことになる。
ため、暗線７を消失させ輝線とする場合であって、一方
向の継ぎ目（結合部）の場合について説明したが、本発
明これに限定されるものではなく、本発明における単位
マイクロレンズアレイ内のアレイレンズ部間のどの部分
の継ぎ目（結合部）においても同様である。例えば、ア
レイレンズ部４個を２行２列に配設した単位マイクロレ
ンズアレイの場合は、各アレイレンズ部での偏光方向
を、４個のアレイレンズ部を配設した交点方向、すなわ
ち各アレイレンズ部から該交点方向をみた対角方向とす
ればよいことになる。
【００１２】画像光をスクリーン上で重なり合わせるこ
とは、表示素子１に表示された画像データが重なること
になるため、スクリーンに投射される画像の大きさに合
わせて、以下に示す数５をもともとの画像データの１ド
ット以下となるように０≦ａ≦１ｍｍの間で重ね合わせ
れば、暗線が消えた画像を得ることができる。
とは、表示素子１に表示された画像データが重なること
になるため、スクリーンに投射される画像の大きさに合
わせて、以下に示す数５をもともとの画像データの１ド
ット以下となるように０≦ａ≦１ｍｍの間で重ね合わせ
れば、暗線が消えた画像を得ることができる。
【００１３】
ｂ＋ｃ＝ａ …（数５）
上記実施例構成によれば、単位マイクロレンズアレイに
おいて、アレイレンズ部間の結合部に製作過程等で引け
や出張りができた場合でも、スクリーン画像においてそ
れによる暗線が発生しないようにして画質改善をするこ
とができる。例えば対角長が１５０ｍｍよりも大きい一
体状のマイクロレンズアレイの場合でも該暗線をなくし
た画質改善が可能となる。
おいて、アレイレンズ部間の結合部に製作過程等で引け
や出張りができた場合でも、スクリーン画像においてそ
れによる暗線が発生しないようにして画質改善をするこ
とができる。例えば対角長が１５０ｍｍよりも大きい一
体状のマイクロレンズアレイの場合でも該暗線をなくし
た画質改善が可能となる。
【００１４】図１１、図１２は、本発明の画像表示装置
の実施例を示す。図１は装置の光学系を示す図、図１２
は斜視図である。本実施例は、上記実施例構成の結像ユ
ニット５を、バックライト光源２、表示素子１、凹フレ
ネルレンズ８、凸フレネルレンズ９、及びスクリーン２
５と組合せて構成した表示ユニットを複数個用いて構成
した画像表示装置の例である。図１２において、６０は
バックライト光源２に電力供給を行う電源回路、７０は
表示素子１を画像信号に基づき駆動し光の変調により画
像を形成させる駆動回路、８０は画像信号を処理する信
号処理回路である。
の実施例を示す。図１は装置の光学系を示す図、図１２
は斜視図である。本実施例は、上記実施例構成の結像ユ
ニット５を、バックライト光源２、表示素子１、凹フレ
ネルレンズ８、凸フレネルレンズ９、及びスクリーン２
５と組合せて構成した表示ユニットを複数個用いて構成
した画像表示装置の例である。図１２において、６０は
バックライト光源２に電力供給を行う電源回路、７０は
表示素子１を画像信号に基づき駆動し光の変調により画
像を形成させる駆動回路、８０は画像信号を処理する信
号処理回路である。
【００１５】上記実施例の画像表示装置によれば、スク
リーン画像において暗線が発生しないようにして画質改
善をすることができる。また、例えば対角長が１５０ｍ
ｍよりも大きい一体状の単位マイクロレンズアレイを、
少ない個数用いて該暗線を発生しない大きな画面を構成
することが可能となる。
リーン画像において暗線が発生しないようにして画質改
善をすることができる。また、例えば対角長が１５０ｍ
ｍよりも大きい一体状の単位マイクロレンズアレイを、
少ない個数用いて該暗線を発生しない大きな画面を構成
することが可能となる。
【００１６】なお、上記実施例においては、上記図７の
ような成形により製作した単位マイクロレンズアレイの
場合について述べたが、本発明はこれに限定されるもの
ではなく、例えば、単位マイクロレンズアレイから成る
結像ユニットを複数個用いて平面的に配列し、１つの大
きな結像部を構成するようにしてもよいし、結像ユニッ
トの単位マイクロレンズアレイは、上記図７のような成
形技術以外の技術によって製作したものであってもよ
い。
ような成形により製作した単位マイクロレンズアレイの
場合について述べたが、本発明はこれに限定されるもの
ではなく、例えば、単位マイクロレンズアレイから成る
結像ユニットを複数個用いて平面的に配列し、１つの大
きな結像部を構成するようにしてもよいし、結像ユニッ
トの単位マイクロレンズアレイは、上記図７のような成
形技術以外の技術によって製作したものであってもよ
い。
【００１７】
【発明の効果】本発明によれば、スクリーン画像に暗線
が発生しないようにできる。一体状の単位マイクロレン
ズアレイの大形化が、成形等でも容易に可能となる。
が発生しないようにできる。一体状の単位マイクロレン
ズアレイの大形化が、成形等でも容易に可能となる。
【図１】本発明の実施例としての結像ユニットの構成例
を示す図である。
を示す図である。
【図２】結像ユニットからスクリーンへの光路の説明図
である。
である。
【図３】暗線のあるスクリーン画像例を示す図である。
【図４】本発明の結像ユニットによるスクリーン画像例
を示す図である。
を示す図である。
【図５】従来の結像ユニットを用いた装置光学系の構成
例を示す図である。
例を示す図である。
【図６】従来の結像ユニットによる正立等倍像の結像状
態の説明図である。
態の説明図である。
【図７】入れ駒を継ぎ合わせた成形技術の説明図であ
る。
る。
【図８】図７の技術によるアレイレンズ部間結合部の欠
陥例を示す図である。
陥例を示す図である。
【図９】図７の技術によるアレイレンズ部間結合部の他
の欠陥例を示す図である。
の欠陥例を示す図である。
【図１０】図７、図８の欠陥によるスクリーン画面の暗
線の説明図である。
線の説明図である。
【図１１】本発明の画像表示装置の光学系の構成例を示
す図である。
す図である。
【図１２】図１１の画像表示装置の斜視図である。
１…表示素子、 ２…バックライト光源、 ３、３０…
入射側の単位マイクロレンズアレイ、 ４、４０…出射
側の単位マイクロレンズアレイ、 ５、５０…結像ユニ
ット、 ６、６’…金型、 ７…暗線、 ８…凹フレネ
ルレンズ、 ９…凸フレネルレンズ、 …１０、１１、
１２、１３、１４、１５、１６、１７…入れ駒、 ２５
…スクリーン、 ６０…電源回路、 ７０…駆動回路、
８０…信号処理回路。
入射側の単位マイクロレンズアレイ、 ４、４０…出射
側の単位マイクロレンズアレイ、 ５、５０…結像ユニ
ット、 ６、６’…金型、 ７…暗線、 ８…凹フレネ
ルレンズ、 ９…凸フレネルレンズ、 …１０、１１、
１２、１３、１４、１５、１６、１７…入れ駒、 ２５
…スクリーン、 ６０…電源回路、 ７０…駆動回路、
８０…信号処理回路。
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）
Ｈ０４Ｎ 5/74 Ｈ０４Ｎ 5/74 Ａ
(72)発明者 沖 満
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システ
ム事業部内
(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
(72)発明者 大石 哲
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 EA12 HA06 HA24 HA28 MA20
2H091 FA26X GA11 LA30
5C058 AB03 BA06 EA02 EA12
Claims (5)
- 【請求項１】バックライトで照明された表示素子上の画
像を単位マイクロレンズアレイにより正立等倍しスクリ
ーン上に拡大投射する画像表示装置用の結像ユニットに
おいて、 上記単位マイクロレンズアレイは、画素に対応し複数の
レンズセルが配列されて成る第１、第２のアレイレンズ
部が、２次元的に互いに隣接して結合され、かつ、該両
アレイレンズ部の出射面側のレンズセルのレンズ光軸
が、入射面側のレンズセルのレンズ光軸に対し、該両ア
レイレンズ部間の上記隣接結合部の方向にずれた構成と
され、入射光を上記隣接結合部側に傾けて出射し該結合
部上で交叉するように構成されていることを特徴とする
結象ユニット。 - 【請求項２】バックライトで照明された表示素子上の画
像を単位マイクロレンズアレイにより正立等倍しスクリ
ーン上に拡大投射する画像表示装置用の結像ユニットに
おいて、 上記単位マイクロレンズアレイは、画素に対応し複数の
レンズセルが配列されて成る第１、第２のアレイレンズ
部が、２次元的に互いに隣接して結合されかつそれぞれ
が光透過方向に複数層積層されて成り、かつ、該両アレ
イレンズ部の出射面側のレンズセルのレンズ光軸が、入
射面側のレンズセルのレンズ光軸に対し、該両アレイレ
ンズ部間の上記隣接結合部の方向にずれた構成とされ、
入射光を上記隣接結合部側に傾けて出射し該結合部上で
交叉するように構成されていることを特徴とする結象ユ
ニット。 - 【請求項３】バックライトで照明された表示素子上の画
像を単位マイクロレンズアレイにより正立等倍しスクリ
ーン上に拡大投射する画像表示装置において、 上記表示素子にバックライトを照射する照明手段と、 上記表示素子を画像信号に基づき駆動し光の変調により
画像を形成させる駆動回路と、 画素に対応し複数のレンズセルが配列されて成る第１、
第２のアレイレンズ部が、２次元的に互いに隣接して結
合され、かつ、該両アレイレンズ部の出射面側のレンズ
セルのレンズ光軸が、入射面側のレンズセルのレンズ光
軸に対し、該両アレイレンズ部間の上記隣接結合部の方
向にずれた構成とされ、入射光を上記隣接結合部側に傾
けて出射し該結合部上で交叉するようにした単位マイク
ロレンズアレイと、 該単位マイクロレンズアレイからの出射光を拡大して上
記スクリーンに投射する拡大手段と、 を備え、 上記スクリーン上において、上記隣接結合部に対応する
部分で上記第１、第２のアレイレンズ部からの出射光が
互いに重なり合った状態で画像表示を行うようにしたこ
とを特徴とする画像表示装置。 - 【請求項４】バックライトで照明された表示素子上の画
像をマイクロレンズアレイにより正立等倍し、スクリー
ン上に拡大投射する画像表示装置において、 上記表示素子にバックライトを照射する照明手段と、 上記表示素子を画像信号に基づき駆動し光の変調により
画像を形成させる駆動回路と、 画素に対応し複数のレンズセルが配列されて成る第１、
第２のアレイレンズ部が、２次元的に互いに隣接して結
合されるとともに光透過方向に複数層積層されて成り、
かつ、該両アレイレンズ部の出射面側のレンズセルのレ
ンズ光軸が、入射面側のレンズセルのレンズ光軸に対
し、該両アレイレンズ部間の上記隣接結合部の方向にず
れた構成とされ、入射光を上記隣接結合部側に傾けて出
射し該結合部上で交叉するようにした単位マイクロレン
ズアレイと、 該単位マイクロレンズアレイからの出射光を拡大して上
記スクリーンに投射する拡大手段と、 を備え、 上記スクリーン上において、上記隣接結合部に対応する
部分で上記第１、第２のアレイレンズ部からの出射光が
互いに重なり合った状態で画像表示を行うようにしたこ
とを特徴とする画像表示装置。 - 【請求項５】上記スクリーン上における出射光の重なり
合いが略１ｍｍ以内である請求項３または請求項４に記
載の画像表示装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001387704A JP2003186108A (ja) | 2001-12-20 | 2001-12-20 | 結像ユニット及びそれを用いた画像表示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001387704A JP2003186108A (ja) | 2001-12-20 | 2001-12-20 | 結像ユニット及びそれを用いた画像表示装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003186108A true JP2003186108A (ja) | 2003-07-03 |
Family
ID=27596451
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001387704A Pending JP2003186108A (ja) | 2001-12-20 | 2001-12-20 | 結像ユニット及びそれを用いた画像表示装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003186108A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013025110A (ja) * | 2011-07-21 | 2013-02-04 | Oki Data Corp | レンズアレイ、レンズユニット、ｌｅｄヘッド、露光装置、画像形成装置、読取装置、レンズアレイ成型用型、及びレンズアレイ製造方法 |
| WO2014119737A1 (ja) * | 2013-02-01 | 2014-08-07 | コニカミノルタ株式会社 | 複眼光学系、撮像装置、及び複眼光学系の製造方法 |
| CN104570171A (zh) * | 2014-12-25 | 2015-04-29 | 中国科学院苏州生物医学工程技术研究所 | 复眼透镜及包括该复眼透镜的光学系统 |
| WO2015102063A1 (ja) * | 2014-01-06 | 2015-07-09 | 株式会社Ｊｖｃケンウッド | 透過型スクリーン及びそれを用いた画像表示装置 |
-
2001
- 2001-12-20 JP JP2001387704A patent/JP2003186108A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013025110A (ja) * | 2011-07-21 | 2013-02-04 | Oki Data Corp | レンズアレイ、レンズユニット、ｌｅｄヘッド、露光装置、画像形成装置、読取装置、レンズアレイ成型用型、及びレンズアレイ製造方法 |
| WO2014119737A1 (ja) * | 2013-02-01 | 2014-08-07 | コニカミノルタ株式会社 | 複眼光学系、撮像装置、及び複眼光学系の製造方法 |
| WO2015102063A1 (ja) * | 2014-01-06 | 2015-07-09 | 株式会社Ｊｖｃケンウッド | 透過型スクリーン及びそれを用いた画像表示装置 |
| JP2015146011A (ja) * | 2014-01-06 | 2015-08-13 | 株式会社Ｊｖｃケンウッド | 透過型スクリーン及びそれを用いた画像表示装置 |
| CN104570171A (zh) * | 2014-12-25 | 2015-04-29 | 中国科学院苏州生物医学工程技术研究所 | 复眼透镜及包括该复眼透镜的光学系统 |
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