JP2011081141A - Lens array unit, electrooptical apparatus and electric apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、レンズアレイユニット、電気光学装置及び電子機器に関するものである。 The present invention relates to a lens array unit, an electro-optical device, and an electronic apparatus.
マイクロレンズといった小型のレンズにおいてその焦点距離を精密に制御するのは、微細なレンズの曲率を変化させることとなり加工精度上大きな困難となる。現状のマイクロレンズは光学材料の表面を物理的に加工した焦点固定型が主流であり、焦点距離を変化させる場合は、複数のレンズを組み合わせて機械的に焦点距離を動かすのが一般的である。 In a small lens such as a microlens, precisely controlling the focal length changes the curvature of a minute lens, which is very difficult in terms of processing accuracy. The current microlenses are mainly fixed-focus types in which the surface of the optical material is physically processed. When changing the focal length, it is common to move the focal length mechanically by combining multiple lenses. .
近年、高分子アクチュエータを用いた焦点可変レンズがいくつか開示されている(例えば特許文献1〜3)。これは高分子内部に電界をかけ、電荷の静電引力により高分子材料の変形を起こして曲率変化をもたらすことを利用している。
In recent years, several variable focus lenses using polymer actuators have been disclosed (for example,
しかしながら上記構成の場合、レンズ材料として電界に反応する材料を用いる必要がある。つまり、レンズとして用いる材料が、刺激に反応し且つ変形可能なものでなくてはいけないことになり、光学材料の選択の幅が少なくなってしまう。 However, in the case of the above configuration, it is necessary to use a material that reacts to an electric field as the lens material. That is, the material used for the lens must be able to respond to the stimulus and be deformed, and the range of selection of the optical material is reduced.
本発明は、上記従来技術の問題点に鑑み成されたものであって、高度な加工精度や複雑な機構を必要とせず、レンズの焦点距離の制御を高精度に行えるレンズアレイユニット、電気光学装置及び電子機器を提供することを目的の一つとしている。 The present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, and does not require high processing accuracy or complicated mechanisms, and can control the focal length of a lens with high accuracy, and an electro-optical unit. An object is to provide an apparatus and an electronic device.
本発明のレンズアレイユニットは、上記課題を解決するために、入射する光を集光させるレンズアレイユニットにおいて、複数の光学部材と、該複数の光学部材に対応して設けられた支持部材と、を備え、前記支持部材は外部からの刺激によって変形し、前記光学部材は、前記支持部材の変形に伴う応力を受けて表面の曲率を変化させるように変形することを特徴とする。 In order to solve the above problems, the lens array unit of the present invention is a lens array unit that condenses incident light, and a plurality of optical members, and a support member provided corresponding to the plurality of optical members, The support member is deformed by an external stimulus, and the optical member is deformed so as to change the curvature of the surface in response to the stress accompanying the deformation of the support member.
本発明によれば、外部からの刺激によって変形する支持部材を備えているので、各光学部材が支持部材の変形に伴う応力を受けて表面の曲率を変化させるように変形することで、その焦点距離を変化させることが可能となっている。このように、支持部材の変形作用を利用して光学部材をその表面の曲率を変化させるように変形させることにより焦点距離を容易に制御することができる。 According to the present invention, since the support member that is deformed by an external stimulus is provided, each optical member receives the stress accompanying the deformation of the support member and is deformed so as to change the curvature of the surface. It is possible to change the distance. Thus, the focal length can be easily controlled by deforming the optical member so as to change the curvature of the surface by utilizing the deformation action of the support member.
これにより、高度な加工精度や複雑な機構を必要とすることなく容易に光学部材の焦点距離を変化させることができるとともに、光学部材の焦点距離の制御を高精度に行える。また、機械駆動を用いないのでより精度良く、より軽量で低消費電力のマイクロデバイスの構築が可能となる。また、光学部材として用いることのできる材料の選択の幅も広くなる。 Accordingly, the focal length of the optical member can be easily changed without requiring high processing accuracy or a complicated mechanism, and the focal length of the optical member can be controlled with high accuracy. In addition, since no mechanical drive is used, it is possible to construct a microdevice with higher accuracy, lighter weight and lower power consumption. In addition, the range of selection of materials that can be used as optical members is widened.
また、前記支持部材は、温度変化により変形することが好ましい。
本発明によれば、支持部材が温度変化により変形することから、支持部材を加熱あるいは冷却することによって、容易に変形あるいは原形復帰させることが可能である。
Further, the support member is preferably deformed by a temperature change.
According to the present invention, since the support member is deformed by a temperature change, it is possible to easily deform or restore the original shape by heating or cooling the support member.
また、支持部材は、電圧の印加により変形することが好ましい。
本発明によれば、支持部材が電圧の印加により変形することから、支持部材への電圧の印加あるいは印加を停止させることによって、容易に変形あるいは原形復帰させることができる。
Further, the support member is preferably deformed by application of a voltage.
According to the present invention, since the support member is deformed by the application of voltage, it can be easily deformed or restored to its original shape by stopping the application or application of voltage to the support member.
また、前記支持部材を加熱する加熱手段を備えたことが好ましい。
本発明によれば、支持部材を加熱する加熱手段を備えたことから、加熱手段による支持部材の加熱温度を調整することによって、光学部材の変形量すなわち焦点距離の制御を行うことが可能となる。
Moreover, it is preferable to provide a heating means for heating the support member.
According to the present invention, since the heating means for heating the support member is provided, the deformation amount of the optical member, that is, the focal length can be controlled by adjusting the heating temperature of the support member by the heating means. .
また、光軸方向において前記支持部材と対向する光吸収部材を備えたことが好ましい。
本発明によれば、光軸方向において支持部材と対向する光吸収部材を備えたことにより、光吸収部材を介して支持部材を加熱することが可能となる。
Moreover, it is preferable to provide the light absorption member which opposes the said supporting member in an optical axis direction.
According to the present invention, it is possible to heat the support member via the light absorption member by providing the light absorption member facing the support member in the optical axis direction.
また、前記支持部材が遮光性を有することが好ましい。
本発明によれば、支持部材が遮光性を有することから、支持部材をバリアとし、光学材料を透過部分とするパララックスバリアとして用いることが可能となる。
Moreover, it is preferable that the said supporting member has light-shielding property.
According to the present invention, since the support member has a light shielding property, it can be used as a parallax barrier having the support member as a barrier and an optical material as a transmission portion.
また、前記支持部材が、ポリ(N−イソプロピルアクリルアミド)を主成分とすることが好ましい。
本発明によれば、支持部材がポリ(N−イソプロピルアクリルアミド)を主成分とすることから、温度変化によって膨張や収縮といった形状変化を示すこととなる。
Moreover, it is preferable that the said supporting member has poly (N-isopropylacrylamide) as a main component.
According to the present invention, since the support member contains poly (N-isopropylacrylamide) as a main component, the shape change such as expansion and contraction is exhibited due to the temperature change.
また、前記支持部材及び前記光学部材の変形が可逆的であることが好ましい。
本発明によれば、支持部材及び光学部材の変形が可逆的であることから、光学部材の焦点距離の制御を精度よく行える。
Moreover, it is preferable that the deformation of the support member and the optical member is reversible.
According to the present invention, since the deformation of the support member and the optical member is reversible, the focal length of the optical member can be accurately controlled.
本発明の電気光学装置は、複数の画素を有する表示パネルと、前記表示パネルを照射する照明装置と、前記表示パネルの視認側に配置され、複数の光学部材と各光学部材に対応して設けられた支持部材とを有し、前記支持部材が外部からの刺激によって変形し、前記複数の光学部材が前記支持部材の変形に伴う応力を受けて表面の曲率を変化させるように変形するレンズアレイユニットと、を備えたことを特徴とする。 The electro-optical device of the present invention is disposed on the viewing side of the display panel, a display panel having a plurality of pixels, an illumination device that irradiates the display panel, and is provided corresponding to the plurality of optical members and each optical member. A lens array in which the support members are deformed by an external stimulus, and the plurality of optical members are deformed so as to change the curvature of the surface in response to the stress accompanying the deformation of the support members. And a unit.
本発明によれば、レンズアレイユニットの支持部材が外部からの刺激によって変形し、その変形に伴う応力を受けて光学部材がその表面の曲率を変化させるように変形することで、その焦点距離を変化させることが可能である。このため、高度な加工精度や複雑な機構を必要とすることなく、容易にレンズアレイユニットの焦点距離を制御することができる。また、機械駆動を用いないのでより精度よく、より軽量で低消費電極の電気光学装置が得られるため、汎用性の高いものとなる。 According to the present invention, the support member of the lens array unit is deformed by an external stimulus, and the optical member is deformed so as to change the curvature of the surface in response to the stress accompanying the deformation. It is possible to change. Therefore, it is possible to easily control the focal length of the lens array unit without requiring high processing accuracy and complicated mechanisms. In addition, since the mechanical drive is not used, an electro-optical device with higher accuracy, lighter weight, and lower consumption of electrodes can be obtained.
また、前記支持部材を加熱する加熱手段を備えたことが好ましい。
本発明によれば、支持部材を加熱する加熱手段を備えたことにより、温度変化によって支持部材ひいては光学材料を変形させることができる。
Moreover, it is preferable to provide a heating means for heating the support member.
According to the present invention, since the heating means for heating the support member is provided, the support member and thus the optical material can be deformed by the temperature change.
また、前記加熱手段が、基板上に設けられた透明導電膜を有することが好ましい。
本発明によれば、加熱手段が基板上に設けられた透明導電膜を有することから、簡単な構成で支持部材に対して温度変化を与えることが可能となる。
Moreover, it is preferable that the said heating means has a transparent conductive film provided on the board | substrate.
According to the present invention, since the heating unit includes the transparent conductive film provided on the substrate, it is possible to change the temperature of the support member with a simple configuration.
また、先に記載の電気光学装置を備えたことを特徴とする電子機器。
本発明の電子機器は、先に記載の電気光学装置を備えることによって視認性に優れた高品位なものとなる。
An electronic apparatus comprising the electro-optical device described above.
The electronic apparatus of the present invention has a high quality with excellent visibility by including the electro-optical device described above.
以下、本発明の実施形態につき、図面を参照して説明する。なお、以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするため、各部材の縮尺を適宜変更している。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In each drawing used for the following description, the scale of each member is appropriately changed to make each member a recognizable size.
(第1実施形態)
図1は、本発明の電気光学装置の一実施形態である立体画像形成装置の全体構成を示す図であり、図2は、レンズアレイユニット(バリア部材)の概略構成を示す平面図である。また、図3(a),(b)は、支持部材の変形前後の状態を示す断面図である。
(First embodiment)
FIG. 1 is a diagram illustrating an overall configuration of a stereoscopic image forming apparatus that is an embodiment of an electro-optical device according to the present invention, and FIG. 2 is a plan view illustrating a schematic configuration of a lens array unit (barrier member). 3A and 3B are cross-sectional views showing a state before and after deformation of the support member.
図1に示すように、本実施形態の立体画像形成装置(電気光学装置)1は、立体映像情報を有する液晶表示パネル(表示パネル)2と、液晶表示パネル2を照明する照明装置3と、液晶表示パネル2の視認側に配置されたレンズアレイユニット4と、を備えており、これにより液晶表示パネル2に表示された左眼用の画像と右眼用の画像からの光とを左右に分離して立体映像を表示するものである。
As shown in FIG. 1, a stereoscopic image forming apparatus (electro-optical device) 1 according to the present embodiment includes a liquid crystal display panel (display panel) 2 having stereoscopic video information, an
液晶表示パネル2の表示領域2Aには、左右方向において左眼用の画素Lと、右眼用の画素Rとが交互に配置されている。すなわち、奇数領域では全ての画素が右眼用の画素となり、偶数領域では全ての画素が左眼用の画素となり、これらの右眼用、左眼用の画素の光はすべて別々の領域に結像する。このため、立体映像を良好に鑑賞することができる適視位置にいる観測者は、左眼でレンズアレイユニット4のレンズ部5を通じて左眼用の画素を観察することで左眼用映像を認識し、右眼でレンズ部5を通じて右眼用の画素を観察することで右眼用映像を認識し、これら両眼視差によって立体映像を認識する。
In the
レンズアレイユニット4は、液晶表示パネル2から入射した光を集光(分光)させる機能を有するもので、バリア部材6とレンズアレイ部10とを備えてなり、バリア部材6の一面側(観測者側)にレンズアレイ部10が配置されている。このレンズアレイ部10は、分光機能を有する複数のレンズ部5(光学材料)と各レンズ部5に対応して設けられた支持部材7とを備え、各レンズ部5と各支持部材7とは互いに隣接し、縦ストライプ状に交互に配置されている(図2)。
The
支持部材7は外部からの刺激によって変形可能な材料からなり、レンズ部5は支持部材7の変形に伴って変形可能な透光性を有する材料からなる。各レンズ部5は、隣接する支持部材7の変形に伴う応力を受けて表面(回折光学面)の曲率を変化させるように変形する。
The
外部からの刺激としては温度等が挙げられ、このような外部刺激によって変形可能な支持部材7は、ポリ(N−イソプロピルアクリルアミド)を主成分とする材料から形成されている。ポリ(N−イソプロピルアクリルアミド)は、温度変化によって膨張や収縮といった形状の変形を示すことが知られている。この材料を主成分として形成された支持部材7をレンズ部5と交互に配置することで、支持部材7の変形に伴いこれに隣接するレンズ部5の表面の曲率を可変させることが可能となっている。
The external stimulus includes temperature and the like, and the
ここで、レンズアレイユニット4の支持部材7及びレンズ部5の変形は可逆的であり、レンズ部5の曲率半径が大きい状態(図3(a))から曲率が小さい状態(図3(b))へ、あるいはその逆の状態への形状変化が可能である。レンズ部5の曲率半径が小さいほど焦点距離が近くなる。
Here, the deformation of the
バリア部材6は、図2に示すように、複数の光吸収部材8と複数の光透過部材9とを備えてなり、これら光吸収部材8と光透過部材9が縦ストライプ状に交互に配置されている。具体的には、液晶表示パネル2から入射する光の光軸方向において、各光吸収部材8がレンズアレイユニット4の支持部材7と対向し、各光透過部材9が上記レンズ部5と対向するように構成されたものである。
As shown in FIG. 2, the
光吸収部材8は、黒色に着色した材料により形成されており、液晶表示パネル2からの出射光を吸収することによりその温度が上昇する。光吸収部材8の温度は支持部材7に伝達され、最終的に支持部材7の温度が上昇することになる。つまり、照明装置3の光量を制御することで支持部材7の温度を調整することができ、ひいてはレンズ部5の歪(変形量)を制御することが可能となっている。
The
また、この光吸収部材8は遮光性を有することから、光透過部材9と交互に配置されることでパララックスバリア機能を兼ね備えたものとなっている。このバリア部材6を介して液晶表示パネル2に表示された映像を観察すると、右眼用映像と左眼用映像とがバリア部材6によって分離されて視差が生じ、観測者は立体画像を認識することができる。
Further, since the
このようなバリア部材6はレンズアレイ部10と一体化されている。例えば、レンズアレイ部10の支持部材7及びバリア部材6の光吸収部材8の各配列方向において、各光吸収部材8の中心部分と各支持部材7の中心部分とが互いに固定されていることが好ましい。このように、変形前後において光吸収部材8に対する位置変動が生じない支持部材7の中心部分のみを固定しておくことで、支持部材7の変形を阻害することなく固定部分を介してその両側に対称的な変形が可能となる。これにより、隣接するレンズ部5に対して均等な応力が与えられる。
Such a
なお、レンズアレイユニット4の複数の支持部材7のうち、少なくとも、配列方向の最も両側に位置する支持部材7a,7aの側端部と、バリア部材6の複数の光吸収部材8のうち、配列方向の最も両側に位置する光吸収部材8a,8aの側端部と、が固定された構成となっていても良い。
Of the plurality of
次に、本実施形態のレンズアレイユニットの原理について説明する。
図4は、レンズアレイユニットの要部構成を示す部分拡大断面図であって、(a)光学部材(支持部材)変形前、(b)光学部材(支持部材)変形後の状態をそれぞれ示す。
Next, the principle of the lens array unit of this embodiment will be described.
FIGS. 4A and 4B are partially enlarged cross-sectional views showing the main configuration of the lens array unit, showing (a) the optical member (support member) before deformation and (b) the optical member (support member) after deformation.
本実施形態のレンズアレイユニット4は、図4に示すように、光学部材15の両側に支持部材7,7が配置されており、各々の変形前の状態においては光学部材15の表面15aが平面となっている。上記レンズ部5とは、隣接する支持部材7,7の変形(膨張)に伴う応力によって光学部材15の表面15aが凸状に変形した状態を指す。
As shown in FIG. 4, the
図5は、レンズアレイユニットの原理を説明するための断面図であって、(a)光学部材(支持部材)変形前、(b)光学部材(支持部材)変形後の状態をそれぞれ示す。
図5に示すように、変形前の光学部材15の幅をL、変形後の光学部材15の幅をL1(μm)とする。また、光学部材15の曲率半径をR(μm)とする。これにより、
FIG. 5 is a cross-sectional view for explaining the principle of the lens array unit, and shows a state after (a) the optical member (support member) is deformed and (b) after the optical member (support member) is deformed.
As shown in FIG. 5, the width of the
ここで、変形後のレンズ幅L1の最大値は10μmとする。L1が円の直径となるまで光学材料を変形するものとする。また、円弧の長さは常にLであるから、 Here, the maximum value of the lens width L1 after the deformation is 10 μm. The optical material is deformed until L1 becomes the diameter of the circle. Also, since the length of the arc is always L,
数(1)と数(2)とから、変形後のレンズ幅L1は From the numbers (1) and (2), the lens width L1 after deformation is
変形後のレンズ幅(スペース)L1とレンズ表面の曲率半径Rとの関係を図6に示す。
図6に示すように、レンズ幅L1が約10μm付近において焦点距離が無限大となっている。これはすなわち、変形前のレンズ幅Lの寸法を示している(L=L1=10μm)。この図によれば、レンズ幅L1が狭くなるに従いレンズの曲率半径が小さくなっていることが分かる。レンズの曲率半径Rの最小値Rminは、
FIG. 6 shows the relationship between the lens width (space) L1 after deformation and the curvature radius R of the lens surface.
As shown in FIG. 6, the focal length is infinite when the lens width L1 is about 10 μm. In other words, this indicates the dimension of the lens width L before deformation (L = L1 = 10 μm). According to this figure, it can be seen that the radius of curvature of the lens decreases as the lens width L1 decreases. The minimum value Rmin of the radius of curvature R of the lens is
一方、2枚の凸レンズを重ねたものの焦点距離fは、屈折率n、レンズの厚みdとすると、 On the other hand, when the focal length f of the superposed two convex lenses is the refractive index n and the lens thickness d,
ここで、r1およびr2は、それぞれレンズの曲率半径である。 Here, r 1 and r 2 are the radii of curvature of the lenses, respectively.
レンズの表面が平面である場合、r2→∞として、 If the surface of the lens is flat, r 2 → ∞,
したがって、本実施形態における焦点距離fは、 Therefore, the focal length f in this embodiment is
上記数(3)で得られた曲率半径Rを数(7)に代入し、レンズの屈折率を1.67として焦点距離を求めることができる。 By substituting the radius of curvature R obtained by the above equation (3) into the equation (7), the focal length can be obtained by setting the refractive index of the lens to 1.67.
図7(a)にレンズ幅と焦点距離との関係を示し、図7(b)にレンズ幅の収縮率と焦点位置と関係を示す。
図7(a)より、レンズ変形前の状態の焦点距離は∞であるが、わずかに変形を誘起することにより有限の焦点距離を得ることができる。
FIG. 7A shows the relationship between the lens width and the focal length, and FIG. 7B shows the relationship between the contraction rate of the lens width and the focal position.
From FIG. 7A, the focal length in the state before the lens deformation is ∞, but a finite focal length can be obtained by slightly inducing the deformation.
また、支持部材7の膨張によりレンズ幅L1がΔL1(ΔL1=10−L1)程度小さくなったとする。この場合のレンズ幅L1の収縮率ΔL1/L1と焦点距離との関係は、図7(b)に示したように、数%の収縮率で焦点距離を大きく変化させることができる。
Further, it is assumed that the lens width L1 is reduced by about ΔL1 (ΔL1 = 10−L1) due to the expansion of the
上述したように、光学部材15の両側に支持部材7を配置することによって、焦点距離が可変なレンズ部5を形成することができる。支持部材7の歪が0の場合は焦点距離が無限大であるので特に指向性はないが、これらレンズ部5と支持部材7とを交互に複数配置したユニットをバックライトユニット上に設置すれば、光学部材15が変形してレンズ部5となった状態において液晶表示パネル2に指向性を付与することができる。
As described above, by disposing the
本実施例における立体画像形成装置1のレンズアレイユニット4は、複数のレンズ部5と、各レンズ部5に隣接して配置された複数の支持部材7と、を備え、これら支持部材7は外部からの刺激(温度)によって変形し、複数のレンズ部5は、支持部材7の変形に伴う応力を受けて表面の曲率を変化させるように変形する。
The
このように、支持部材7に隣接する各レンズ部5が支持部材7の変形に伴う応力を受けて表面5aの曲率を変化させるように変形することで、レンズ部5の焦点距離を変化させることが可能となっている。よって、支持部材7の変形作用を利用してレンズ部5をその表面5aの曲率を変化させるように変形させることにより焦点距離を容易に制御することができる。
In this way, each
これにより、高度な加工精度や複雑な機構を必要とすることなく容易にレンズ部5の焦点距離を変化させることができるとともに、レンズ部5の焦点距離の制御を高精度に行える。また、機械駆動を用いないのでより精度良く、より軽量で低消費電力の立体画像形成装置1が得られる。また、レンズ部5として用いることのできる材料の選択の幅も広がる。
Accordingly, the focal length of the
また、支持部材7はポリ(N−イソプロピルアクリルアミド)を主成分としており、温度変化によって膨張や収縮といった形状変化を示すこととなる。このため、液晶表示パネル2からの出射光を利用して支持部材7を変形させることが可能である。支持部材7の温度調整は照明装置3からの光量を調整することによって可能である。また、温度に対する応答性の良好な材料を用いることで、レンズ部5の焦点距離の調整を制御よく行える。
The
また、光軸方向においてレンズアレイユニット4の各支持部材7と対向する光吸収部材8を有するバリア部材6を備えたことにより、光吸収部材8を介して支持部材7を効率よく温度変化させることが可能となる。
In addition, by providing the
また、支持部材7及びレンズ部5の変形は可逆的なものであり、これによって長期的に劣化することなくレンズ部5の焦点距離の制御を精度よく行える。
In addition, the deformation of the
本例における立体画像形成装置は、上述したような構成のレンズアレイユニット4を備えたことにより、高度な加工精度や複雑な機構を必要とすることなく、容易にレンズアレイユニット4の焦点距離を制御することができる。また、機械駆動を用いていないのでより精度よく、より軽量で低消費電極の電気光学装置が得られることになり、汎用性の高いものとなる。
The stereoscopic image forming apparatus in this example includes the
次に、本発明の立体画像形成装置の変形例について述べる。立体画像形成装置の基本構成は略同様であるが、レンズアレイユニットの構成においてことなる。よって、以下の説明ではレンズアレイユニットの変形部分について詳しく説明し、共通な箇所の説明は省略する。また、説明に用いる各図面において、図1〜図5と共通の構成要素には同一の符号を付すものとする。なお、以下に示す図8〜図12においては、レンズアレイユニットの一部を拡大して示す。 Next, a modified example of the stereoscopic image forming apparatus of the present invention will be described. The basic configuration of the stereoscopic image forming apparatus is substantially the same, but the configuration of the lens array unit is different. Therefore, in the following description, the deformation part of the lens array unit will be described in detail, and description of common parts will be omitted. Moreover, in each drawing used for description, the same code | symbol shall be attached | subjected to the same component as FIGS. In addition, in FIGS. 8-12 shown below, a part of lens array unit is expanded and shown.
(変形例1)
図8は、変形例1におけるレンズアレイユニットの要部構成を拡大して示す断面図であって、(a)〜(c)に加熱装置のバリエーションを示す。
変形例1におけるレンズアレイユニットは、図8(a)に示すように支持部材7を加熱する加熱装置21を備えた構成となっている。加熱装置21は、観察者側の一面側に複数の支持部材7と複数のレンズ部5とが交互に配置された基板22と、上記支持部材7及びレンズ部5が配置された面22aとは反対側の面22b全体に形成された透明導電膜23と、を備えている。透明導電膜23には外部端子(不図示)が接続されており、所定の電圧が入力されることで発熱し、基板22を介して支持部材7を加熱する。
(Modification 1)
FIG. 8 is an enlarged cross-sectional view showing the main configuration of the lens array unit in
The lens array unit in
透明導電膜23としては、酸化インジウム錫酸化物(Indium Tin Oxide)膜が挙げられ、スパッタリング法などを用いて基板22上に成膜される。
なお、図8(b)に示すように、基板22と、支持部材7及びレンズ部5との間に透明導電膜23を形成してもよい。この構成により、基板22を介すことなく支持部材7を直接加熱することが可能なため、温度制御が容易となる。
また、図8(c)に示すように、基板22上の支持部材7に対応する領域にのみ透明導電膜24をパターン形成してもよい。
Examples of the transparent
As shown in FIG. 8B, a transparent
Further, as shown in FIG. 8C, the transparent
本実施例のように、支持部材7を加熱する加熱装置21を備えたことにより、支持部材7の温度調整が容易になり、支持部材7の変形量すなわちレンズ部5の焦点距離の制御を容易且つ高精度に行うことが可能となる。
By providing the
(変形例2)
図9は、変形例2におけるレンズアレイユニット30の概略構成を示す図であって、(a)は断面図、(B)は要部拡大断面図である。
変形例2におけるレンズアレイユニット30は、図9(a),(b)に示すように、遮光性を有する支持部材31と透光性を有するレンズ部5とによりパララックスバリア機能を兼ね備えた構成となっている。支持部材31は、上述したポリ(N−イソプロピルアクリルアミド)を主成分とする材料を黒色に着色したものを用いて形成されている。本例の場合、液晶表示パネル2の右眼用の画素及び左眼用の画素の配列(図1参照)が、温度変化によって変形する支持部材31の変形量を考慮した配列とされており、支持部材31の変形に伴う遮光領域の変化を許容できるような大きさ及び配列となっている。つまり、支持部材31の膨張及び収縮時において遮光領域が多少変化したとしても、観測者の右眼は左眼用の画素(映像)を観察せず、左眼は右眼用の画素(映像)を観察することのない良好な分光機能を備えた構成となっている。
(Modification 2)
FIGS. 9A and 9B are diagrams showing a schematic configuration of the
As shown in FIGS. 9A and 9B, the
本実施例の構成によれば、バリア部材を設ける必要がなくなるので、部品点数が削減されるとともに装置の小型化及び軽量化を図ることができる。
また、黒色の支持部材31は光吸収性を有するため加熱装置を別途設ける必要もなく、液晶表示パネル2からの出射光を利用して変形することが可能である。
According to the configuration of the present embodiment, it is not necessary to provide a barrier member, so that the number of parts can be reduced and the apparatus can be reduced in size and weight.
Further, since the
(変形例3)
図10は、変形例3におけるレンズアレイユニット40の概略構成を示す図であって、(a)は断面図、(b)は要部構成図である。
変形例3におけるレンズアレイユニット40は、図10(a)に示すように、上述した温度変化による変形する支持部材に代えて電圧の印加により変形する支持部材41を複数備えている。支持部材41は、図10(b)に示すように、一対の変形シート部材42,43の間にイオン交換樹脂溶液と塩との混合物からなる電解質層44が挟持されてなる。支持部材41は、変形シート部材42,43間に電圧を印加する電源45をさらに備えており、各変形シート部材42,43間に電圧を印加すると、変形シート部材42が膨張するとともに他方の変形シート部材43が収縮することで全体が湾曲するように変形する。このような支持部材41の変形によって、レンズ部5がその表面の曲率を変化させるように変形する。
(Modification 3)
FIGS. 10A and 10B are diagrams showing a schematic configuration of the
As shown in FIG. 10A, the
変形シート部材42,43としては、例えば、製品名として「ナフィオン」(登録商標:デュポン社製商品名)が挙げられる。
Examples of the
本発明によれば、電圧の印加により変形可能な支持部材41とレンズ部5を交互に備えたことから、レンズ部5は、支持部材41の変形に伴う応力を受けて表面の曲率を変化させるように変形する。このような構成によっても各レンズ部5の焦点距離を制御することが可能である。
According to the present invention, since the
また、図11に示すように、矩形状の支持部材51及びレンズ部52が列方向及び行方向に交互に複数配置されたレンズアレイ部53を備えてもよい。
また、図12に示すように、レンズ部52と、行方向における幅がレンズ部52と大幅に異なる支持部材54が列方向及び行方向に交互に複数配置されたレンズアレイ部55を備えてもよい。
なお、支持部材及びレンズ部の形状、大きさ及び配列等は、図11及び図12に示す以外であっても勿論構わない。
Further, as shown in FIG. 11, a
In addition, as shown in FIG. 12, the
Of course, the shape, size, arrangement, and the like of the support member and the lens portion may be other than those shown in FIGS.
[電子機器]
図13は、電子機器の一実施形態であるヘッドアップディスプレイ1700の概略構成図である。図14は、ヘッドアップディスプレイ1700の画像を車両運転席から見た図である。
[Electronics]
FIG. 13 is a schematic configuration diagram of a head-up
図13において車両70はセダンタイプの乗用自動車である。ヘッドアップディスプレイ1700は、電気光学装置100と、電気光学装置100から射出された光L(画像光)をフロントウィンドウ72上に投射する凹面鏡(反射光学系)71と、フロントウィンドウ72上に投射された光を運転席に向けて反射するフロントウィンドウシールド74と、を備えている。電気光学装置100としては、上述した本発明の立体画像形成装置が適用される。
In FIG. 13, a
電気光学装置100はダッシュボード73の内部に収納されている。ダッシュボード73には、フロントウィンドウ72の下部に、光Lを透過するための開口部73Hが設けられており、該開口部73Hを介して、凹面鏡71で反射された光Lがフロントウィンドウシールド74上に投影されるようになっている。投影された画像は虚像Iとして車両の乗員Mに視認される。
The electro-
フロントウィンドウシールド74は、例えばハーフミラー等のシート状の膜として構成されるが、フロントウィンドウ72の表面を処理することにより光Lの一部を反射させるようにしても良い。図14に示すように、フロントウィンドウシールド74は運転席の正面に配置されている。フロントウィンドウシールド74上には、速度メータやガソリン残量、警告等の情報が表示される。乗員Mは運転中に視線を大きく動かさずにこれらの情報を視認することができる。
Although the
ここで、電気光学装置100は、前述した本発明の立体画像形成装置を備えている。したがって、乗員Mが運転中にフロントウィンドウシールド74から周囲に視線を移動させたときに画像に歪みが発生せず、乗員Mに無用なストレスを与えることがない。運転中はフロントウィンドウシールド74から周囲の環境に素早く視線を移動させることが必要であるが、このような場合でも情報が鮮明に表示されるため、快適な運転環境を提供することができる。また、電気光学装置100は狭いダッシュボード73に設置されるため、小型高精細で発熱の少ない表示装置が望ましいが、本実施形態の電気光学装置100はレンズアレイユニット4を用いて高精細且つ高光利用効率を実現しているため、ヘッドアップディスプレイとしては最適な構成である。
Here, the electro-
以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。 As described above, the preferred embodiments according to the present invention have been described with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited to the examples. It is obvious for those skilled in the art that various changes or modifications can be conceived within the scope of the technical idea described in the claims. It is understood that it belongs to.
例えば、本発明の電気光学装置をヘッドアップディスプレイだけでなく、表示ディスプレイと視点とが固定されているようなヘッドマウントディスプレイにも応用することが可能である。これにより、観測者の目の位置に応じて最も光が入るように光量を調整することができるようになり、視認性に優れた高品位な装置が得られる。さらに、表示素子としては、液晶パネル以外の表示素子を適用することも可能である。 For example, the electro-optical device of the present invention can be applied not only to a head-up display but also to a head-mounted display in which a display display and a viewpoint are fixed. As a result, the amount of light can be adjusted so that light enters most according to the position of the observer's eyes, and a high-quality device with excellent visibility can be obtained. Furthermore, as the display element, a display element other than the liquid crystal panel can be applied.
1…立体画像形成装置(電気光学装置)、2…液晶表示パネル(表示パネル)、3…照明装置、4…レンズアレイユニット、5…レンズ部(光学部材)、5a,15a…表面、7、41…支持部材、8…光吸収部材、15…光学部材、21…加熱装置(加熱手段)、23,24…透明電極、1700…ヘッドアップディスプレイ(電子機器)
DESCRIPTION OF
Claims (12)
複数の光学部材と、該複数の光学部材に対応して設けられた支持部材と、を備え、
前記支持部材は外部からの刺激によって変形し、
前記光学部材は、前記支持部材の変形に伴う応力を受けて表面の曲率を変化させるように変形することを特徴とするレンズアレイユニット。 In a lens array unit that collects incident light,
A plurality of optical members, and a support member provided corresponding to the plurality of optical members,
The support member is deformed by an external stimulus,
The lens array unit, wherein the optical member is deformed so as to change a curvature of a surface in response to stress accompanying deformation of the support member.
前記表示パネルを照射する照明装置と、
前記表示パネルの視認側に配置され、複数の光学部材と各光学部材に対応して設けられた支持部材とを有し、前記支持部材が外部からの刺激によって変形し、前記複数の光学部材が前記支持部材の変形に伴う応力を受けて表面の曲率を変化させるように変形するレンズアレイユニットと、を備えたことを特徴とする電気光学装置。 A display panel having a plurality of pixels;
An illumination device for illuminating the display panel;
The display panel includes a plurality of optical members and a support member provided corresponding to each optical member, wherein the support member is deformed by an external stimulus, and the plurality of optical members are disposed on the viewing side of the display panel. An electro-optical device, comprising: a lens array unit that deforms so as to change a curvature of a surface in response to stress accompanying deformation of the support member.
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- 2009-10-06 JP JP2009232569A patent/JP2011081141A/en active Pending
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