JP3223534B2 - Projection display device - Google Patents

Projection display device

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JP3223534B2
JP3223534B2 JP23340591A JP23340591A JP3223534B2 JP 3223534 B2 JP3223534 B2 JP 3223534B2 JP 23340591 A JP23340591 A JP 23340591A JP 23340591 A JP23340591 A JP 23340591A JP 3223534 B2 JP3223534 B2 JP 3223534B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は拡大投写が可能な投写型
の表示装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a projection type display device capable of performing enlarged projection.

【0002】[0002]

【従来の技術】投写型表示装置は、透過型の表示パネル
を用いて画像を表示させ、この表示パネルの表示画像を
投写レンズによりスクリーン面に拡大投影するものであ
る。
2. Description of the Related Art A projection display apparatus displays an image using a transmission type display panel, and enlarges and projects a display image of the display panel on a screen surface by a projection lens.

【0003】透過型の表示パネルは、それ自身は発光し
ないが、外部からの電気信号に応じて光透過率を変え、
別に設けられた光源からの光の強度を変調して、画像情
報を表示するようにしたものであり、液晶パネルがその
代表例である。
A transmissive display panel does not emit light by itself, but changes its light transmittance according to an external electric signal.
The image information is displayed by modulating the intensity of light from a separately provided light source, and a liquid crystal panel is a typical example.

【0004】一般的な透過型の液晶パネルは、光透過性
の透明画素開口部と、遮光性の液晶駆動部及び配線部等
から成り、それらは平面的に構成されている。液晶駆動
部及び配線部は機能及び作製プロセス上、常にある有限
の大きさを有しているため、液晶パネルの表示密度を上
げれば上げるほど開口率(透明画素開口部の画素に対す
る面積比)は減少し、表示画面は暗くなる。従って、透
過型の液晶パネルを用いた投写型表示装置の表示画像を
高品位化するためには、そこに用いられる液晶パネルの
画素密度を向上させつつ、なおかつ、光の利用効率を低
下させない工夫をとることが重要となる。
A general transmission type liquid crystal panel is composed of a light-transmitting transparent pixel opening, a light-shielding liquid crystal driving section, a wiring section, and the like, which are formed in a plane. Since the liquid crystal driving section and the wiring section always have a certain finite size in terms of function and manufacturing process, the higher the display density of the liquid crystal panel, the higher the aperture ratio (the area ratio of the transparent pixel opening to the pixel). Decrease and the display screen darkens. Therefore, in order to improve the quality of a display image of a projection display device using a transmissive liquid crystal panel, it is necessary to improve the pixel density of the liquid crystal panel used therein and not to lower the light use efficiency. It is important to take

【0005】上記光の利用効率を低下させない工夫の一
つとして、液晶パネルを構成する2枚の基板のうち光源
側に位置する透明基板の表面に、透明画素開口部に対応
する複数の微小レンズを形成し、光源から照射される光
を各微小レンズにより液晶パネルの対応する透明画素開
口部に集光し、従来遮光性の構造体により遮られていた
光をも画素開口部に導き、それにより表示画面を明るく
する方法が開発されている。
As one of the measures which do not lower the light utilization efficiency, a plurality of microlenses corresponding to the transparent pixel openings are formed on the surface of the transparent substrate located on the light source side among the two substrates constituting the liquid crystal panel. The light emitted from the light source is condensed on the corresponding transparent pixel opening of the liquid crystal panel by each minute lens, and the light that was conventionally blocked by the light-blocking structure is also guided to the pixel opening. A method for brightening a display screen has been developed.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】一般に、レンズ径が同
じである場合、レンズの焦点距離が短い程、入射光を狭
い領域に絞り込むことが出来る。逆に、焦点距離の長い
レンズ系では、平行光に近い光しか十分に絞り込むこと
は出来ない。上記の微小レンズを用いて表示画面を明る
くする手段は、微小レンズに入射する光が平行性に優れ
た光であることを前提条件としている。しかし、実際に
は投写型表示装置の光源から発せられる光の平行性は悪
く、また、微小レンズの焦点距離(言い換えれば開口
数)も種々の制約(例えば、微小レンズを液晶パネルを
構成する基板を介して基板上に形成するため、基板の物
理的な厚さから微小レンズの焦点距離を短くできないこ
と、あるいは、微小レンズにより集光された光は画素開
口部を通過した後、微小レンズの焦点距離に応じたある
角度で発散しつつ投写レンズに導かれるため、投写レン
ズの開口径及び光線のみ込み角度の制約から焦点距離を
短くできない等の制約がある)から短くすることは難し
い。その結果、図3(a)に示すように、微小レンズ3
2に対して入射角0°(垂直)で入射した光は画素開口
部34の略中心に集光し開口部を通過するが、一方、図
3(b)に示すように、微小レンズに対して大きな入射
角θで入射した光は画素開口部の外側の遮光部33に集
光するため画素開口部を通過することが出来ないという
現象が生じる。つまり、微小レンズの設置によって、逆
に光の利用効率を下げる可能性もあり、微小レンズの使
用に際しては光源からの出射光束の角度分布特性を考慮
することが必要不可欠となる。
In general, when the lens diameter is the same, the shorter the focal length of the lens, the more the incident light can be narrowed down to a narrow area. On the other hand, in a lens system having a long focal length, only light close to parallel light can be sufficiently stopped down. The means for brightening the display screen using the above-described minute lens is based on the precondition that light incident on the minute lens is light having excellent parallelism. However, in actuality, the parallelism of light emitted from the light source of the projection display device is poor, and the focal length (in other words, the numerical aperture) of the microlenses is subject to various restrictions (for example, the microlenses are formed on a substrate constituting a liquid crystal panel) That the focal length of the microlens cannot be shortened due to the physical thickness of the substrate, or that the light condensed by the microlens passes through the pixel opening, Since the light is guided to the projection lens while diverging at an angle corresponding to the focal length, there is a restriction that the focal length cannot be shortened due to the restriction of the aperture diameter of the projection lens and the angle at which the light beam is included, and it is difficult to shorten the distance. As a result, as shown in FIG.
Light incident at an incident angle of 0 ° (perpendicular) with respect to 2 is condensed at substantially the center of the pixel opening 34 and passes through the opening, but on the other hand, as shown in FIG. Light incident at a large incident angle θ is condensed on the light shielding portion 33 outside the pixel opening, so that a phenomenon occurs that the light cannot pass through the pixel opening. In other words, there is a possibility that the use efficiency of light is reduced by installing the minute lens, and it is indispensable to consider the angular distribution characteristic of the light beam emitted from the light source when using the minute lens.

【0007】ところで、投写型表示装置の光源に使用さ
れるメタルハライドランプは発光効率が高く、爆発性を
伴わず、発色性が良好であり且つその色調を微調整する
ことが可能である等の優れた特徴を有するが、反面、ラ
ンプの電極間隔が長いため発光部の寸法が5〜8mm程度
とかなり大きく、リフレクターを介しての出射光束の平
行性がかなり悪い(通常、リフレクターからの反射光束
はランプの光軸に対して±10°程度の広がり角を有す
る)という欠点も有している。
A metal halide lamp used as a light source of a projection display device has high luminous efficiency, is not accompanied by explosiveness, has good coloring, and can be fine-tuned in its color tone. On the other hand, since the distance between the electrodes of the lamp is long, the size of the light-emitting portion is quite large, about 5 to 8 mm, and the parallelism of the emitted light beam through the reflector is extremely poor (normally, the reflected light beam from the reflector is (It has a divergence angle of about ± 10 ° with respect to the optical axis of the lamp).

【0008】従って、メタルハライドランプのように出
射光束の平行性が悪い光源系を用いた投写型表示装置で
は、集光用微小レンズの光の利用効率を上げ表示画面を
明るくする効果(以下、明るさ向上効果と呼ぶ)を十分
に発揮できないという問題点があった。
Therefore, in a projection type display device using a light source system having poor parallelism of the emitted light beam, such as a metal halide lamp, the effect of increasing the light utilization efficiency of the converging minute lens and increasing the brightness of the display screen (hereinafter referred to as "brightness"). However, there is a problem that the effect of improving the height cannot be sufficiently exhibited.

【0009】そこで、本発明は以上のような問題点を解
決するもので、その目的とするところは、出射光束の平
行性が悪い光源系を用いた投写型表示装置においても集
光用微小レンズの明るさ向上効果を十分に発揮させる新
規な光学機構を用いた投写型表示装置を提供することに
ある。
Accordingly, the present invention solves the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to provide a light-collecting microlens even in a projection type display apparatus using a light source system having poor parallelism of emitted light beams. It is an object of the present invention to provide a projection display device using a novel optical mechanism that can sufficiently exhibit the effect of improving the brightness of the display.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明の投写型表示装置は、光源と、複数の画素を
有する表示パネルと、前記表示パネルから出射された光
を投写する投写レンズと、を有する投写型表示装置であ
って、前記表示パネルには、前記複数の画素と対応関係
を成すようにレンズアレイが設けられ、前記表示パネル
は、その略中心軸が、前記投写レンズの光軸上に位置し
ないように、且つ、前記投写レンズの光軸に対して平行
となるように配置されており、前記光源は、前記光源の
光軸に対して0°の角度で出射する光束量よりも前記光
源の光軸に対して傾いて出射する光束量が多く、かつ、
前記光源の光軸に対して或る角度だけ傾いて出射する光
束量がピークとなる特性を有し、前記光源の光軸は、前
記表示パネルの略中心軸に対して所定角度傾けて配置さ
れており、前記所定角度は、前記レンズアレイを構成す
る微小レンズによって利用可能な入射光の角度域に、前
記光源から出射する光束量のピークが位置するように設
定されてなることを特徴とする。また、このような投写
型表示装置において、前記投写レンズの光軸は、前記表
示パネルの前記略中心軸を境にして、前記光源が位置す
る側と反対の側に配置されてなることを特徴とする。ま
た、上記のような投写型表示装置において、前記微小レ
ンズはシリンドリカルレンズであることを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problems, a projection display device according to the present invention comprises a light source, a display panel having a plurality of pixels, and a projection for projecting light emitted from the display panel. And a lens, wherein the display panel is provided with a lens array so as to correspond to the plurality of pixels, and the display panel has a substantially central axis formed by the projection lens. And is disposed so as not to be on the optical axis of the projection lens and parallel to the optical axis of the projection lens, and the light source emits at an angle of 0 ° to the optical axis of the light source. The amount of luminous flux emitted at an angle to the optical axis of the light source is larger than the amount of luminous flux, and
The amount of luminous flux emitted at a certain angle with respect to the optical axis of the light source has a peak characteristic, and the optical axis of the light source is disposed at a predetermined angle with respect to the substantially central axis of the display panel. Wherein the predetermined angle is set such that the peak of the amount of luminous flux emitted from the light source is located in the angle range of the incident light that can be used by the minute lenses constituting the lens array. . Further, in such a projection display device, an optical axis of the projection lens is arranged on a side opposite to a side where the light source is located, with the substantially central axis of the display panel as a boundary. And Further, in the projection display device as described above, the minute lens is a cylindrical lens.

【0011】[0011]

【作用】図4はメタルハライドランプを用いた一般的な
光源系からの出射光束の角度分布を示したものである。
図中の符号41、42及び43で示される領域(各々角
度域1、2及び2’と呼ぶ)は集光用の微小レンズで利
用可能な光束のパネルへの入射角度範囲を示したもので
ある。図から、最も明るさに寄与する出射光束量のピー
ク(角度±θで入射する光束)は微小レンズが利用でき
る角度域にはなく、従って、微小レンズの明るさ向上効
果が十分に発揮できないことが判る。
FIG. 4 shows an angular distribution of a light beam emitted from a general light source system using a metal halide lamp.
Areas indicated by reference numerals 41, 42, and 43 in the drawing (referred to as angle areas 1, 2, and 2 ', respectively) indicate an incident angle range of a light beam that can be used by a focusing microlens to a panel. is there. From the figure, it can be seen that the peak of the amount of emitted light beam that contributes the most to the brightness (light beam incident at an angle of ± θ) is not in the angle range where the microlens can be used, and therefore, the effect of improving the brightness of the microlens cannot be sufficiently exhibited. I understand.

【0012】図5(a)は、先の図4を基に表示パネル
54へ角度θで入射する、最も明るさに寄与する最強光
束成分を矢印で模式的に表したものである(表示パネル
への入射角度については誇張して表現してある)。つま
り、表示パネル54には角度±θで最強光束53が入射
しているが、これらの光束は微小レンズで利用できない
ため(入射角度が微小レンズで利用可能な角度範囲外に
あり、表示パネルの遮光部で遮られている)明るさの向
上には寄与していない。一方、図5(b)は光源の光軸
52を表示パネルの略中心軸55に対して角度θ傾けた
場合を示しており、表示パネル54に対して0°、+2
θ(あるいは−2θ)の角度で光束が入射する。この状
態では0°で入射する光束は微小レンズの利用可能角度
域に完全に入り、また、+2θ(あるいは−2θ)で入
射する光束も、微小レンズの焦点距離などの集光特性を
適当にあわせれば、利用可能な角度域2あるいは2’に
入れることが可能であり、結果として、微小レンズ部分
(含む表示パネル)で光が遮られることがない。
FIG. 5A schematically shows, by arrows, the strongest luminous flux component which is incident on the display panel 54 at an angle θ based on FIG. 4 and which contributes most to brightness (display panel). The angle of incidence on is exaggerated.) That is, the strongest light beam 53 is incident on the display panel 54 at an angle of ± θ, but these light beams cannot be used by the minute lens (the incident angle is out of the angle range that can be used by the minute lens, and It does not contribute to the improvement in brightness (obstructed by the light-shielding part). On the other hand, FIG. 5B shows a case where the optical axis 52 of the light source is inclined at an angle θ with respect to the substantially central axis 55 of the display panel, and the display panel 54 is at 0 ° and +2.
A light beam enters at an angle of θ (or −2θ). In this state, the light beam incident at 0 ° completely enters the usable angle range of the microlens, and the light beam incident at + 2θ (or -2θ) also has appropriate focusing characteristics such as the focal length of the microlens. For example, it is possible to enter the usable angle range 2 or 2 ′, and as a result, light is not blocked by the minute lens portion (including the display panel).

【0013】つまり、表示パネルに対して光源系の光軸
を傾けることにより微小レンズで利用可能な角度域に最
も明るさに寄与する最強光束成分を取り込み、微小レン
ズによる明るさ向上効果を最大限に発揮させることが可
能となる。
That is, by inclining the optical axis of the light source system with respect to the display panel, the strongest luminous flux component contributing to brightness is taken into an angle range usable by the minute lens, and the effect of improving the brightness by the minute lens is maximized. It is possible to make use of it.

【0014】上記構成では表示パネルを通過した光束は
片側方向(図5(b)では上側)に大きな出射角を有す
るが、図1に示すように投写レンズをパネルの上方に、
且つ、表示パネルの略中心軸と投写レンズの光軸が平行
になるように配置することにより、表示パネルからの出
射光束を効率的に取り込むことが可能となる。
In the above configuration, the light beam passing through the display panel has a large exit angle in one direction (upward in FIG. 5B), but the projection lens is placed above the panel as shown in FIG.
In addition, by arranging the display panel such that the substantially central axis of the display panel and the optical axis of the projection lens are parallel to each other, it is possible to efficiently take in the luminous flux emitted from the display panel.

【0015】以上の光学構成をとることにより、出射光
束の平行性が悪い光源系を用いた投写型表示装置におい
ても、集光用微小レンズの明るさ向上効果を十分に発揮
することが出来ることが判る。
By adopting the above optical configuration, the effect of improving the brightness of the light-collecting microlenses can be sufficiently exhibited even in a projection display device using a light source system having poor parallelism of the emitted light beam. I understand.

【0016】[0016]

【実施例】以下、実施例に基づき本発明を詳細に説明す
る。但し、本発明は以下の実施例に限定されるものでは
ない。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below in detail based on embodiments. However, the present invention is not limited to the following examples.

【0017】(実施例1)図1は本発明の一実施例であ
る投写型表示装置の光学系を示す構成図である。ここで
は、表示パネルとしてアクティブマトリックス型の液晶
パネルを用いた。図1において、光源1から出た光はコ
ンデンサレンズ10により集光され、光束径を小さくし
て表示パネル4に照射される。光源から出る光束径が表
示パネルの寸法に対して大きい場合には、光束径をコン
デンサレンズを用いて小さく絞り込み、表示パネルの寸
法に合わせることにより光密度を向上させ、明るい画面
表示を得ることが出来る。
(Embodiment 1) FIG. 1 is a configuration diagram showing an optical system of a projection display apparatus according to an embodiment of the present invention. Here, an active matrix type liquid crystal panel was used as the display panel. In FIG. 1, light emitted from a light source 1 is condensed by a condenser lens 10 and radiated to a display panel 4 with a reduced light beam diameter. When the light beam diameter emitted from the light source is larger than the size of the display panel, the light beam diameter can be narrowed down by using a condenser lens, and the light density can be improved by adjusting to the display panel size to obtain a bright screen display. I can do it.

【0018】表示パネルの光源側には微小レンズ5がア
レイ状に配置されている。ここで用いた微小レンズはシ
リンドリカルレンズであり、図1で紙面と平行な方向に
のみ集光作用を生じ、紙面と垂直な方向には集光作用を
生じないという特性を持つものである。もちろん他の一
般的な円形レンズを用いてもよい。ここで、表示パネル
の構造を図2に示す。
On the light source side of the display panel, micro lenses 5 are arranged in an array. The micro lens used here is a cylindrical lens, which has a characteristic that a light condensing action is generated only in a direction parallel to the sheet of FIG. 1 and no light condensing action is generated in a direction perpendicular to the sheet of FIG. Of course, other general circular lenses may be used. Here, the structure of the display panel is shown in FIG.

【0019】図2において、表示パネルは2枚の透明基
板(対向基板22とTFT基板26)とそれらの基板間
に形成された液晶層25から構成されている。更に、液
晶層と接するTFT基板上には液晶を駆動する能動スイ
ッチング素子24が形成され、他方、液晶層と接する対
向基板上には入射する強い光から前記能動スイッチング
素子を保護するために遮光膜23が、能動スイッチング
素子を覆うように形成されている。
Referring to FIG. 2, the display panel includes two transparent substrates (a counter substrate 22 and a TFT substrate 26) and a liquid crystal layer 25 formed between the substrates. Further, an active switching element 24 for driving liquid crystal is formed on the TFT substrate in contact with the liquid crystal layer. On the other hand, a light shielding film for protecting the active switching element from strong light incident on the opposite substrate in contact with the liquid crystal layer. 23 is formed so as to cover the active switching element.

【0020】ここで、アレイ状に形成されている微小レ
ンズ21は、前述したように、表示パネルの遮光膜23
で遮られていた入射光を、微小レンズにより集光した状
態で画素開口部を通過させ投写レンズに導くことによ
り、表示パネルにおける光の利用効率を向上させること
を目的として設置されている。図3で示したように、微
小レンズに入射する光は全て画素開口部に導かれるので
はなく、画素開口部を通過するか否かは微小レンズの集
光性と表示パネルへの入射角度により決まる。図2で、
表示パネルに対して垂直に近い角度で入射する光27
は、微小レンズと正対する画素開口部を通過し、この場
合の入射光の入射角度範囲は図4の角度域1で示され
る。また、表示パネルに対してかなり大きな特定の角度
で斜め入射する光28は、微小レンズと正対する画素開
口部のその隣に位置する画素開口部を通過し、この場合
の入射光の入射角度範囲は図4の角度域2あるいは2’
で示される。
Here, the minute lenses 21 formed in an array form the light shielding film 23 of the display panel as described above.
It is installed for the purpose of improving the light use efficiency of the display panel by guiding the incident light, which has been blocked by the above, through the pixel opening while being condensed by the microlenses, and guiding it to the projection lens. As shown in FIG. 3, not all light incident on the microlenses is guided to the pixel apertures, but whether or not they pass through the pixel apertures depends on the condensing property of the microlenses and the angle of incidence on the display panel. Decided. In FIG.
Light 27 incident on the display panel at an angle close to perpendicular
Passes through the pixel opening facing the microlens, and the incident angle range of the incident light in this case is indicated by angle range 1 in FIG. Also, the light 28 obliquely incident on the display panel at a considerably large specific angle passes through the pixel opening located adjacent to the pixel opening facing the microlens, and the incident angle range of the incident light in this case is Is the angle range 2 or 2 'in FIG.
Indicated by

【0021】再び図1に戻る。光源系は表示パネルの略
中心軸に対して角度θ傾けて配置されている。ここでθ
は、図4で示される最強光束の入射角度である。光源系
を表示パネルに正対させて配置した場合には、表示パネ
ルに入射する光束の角度成分は図4の通りとなり、明る
さに最も寄与する最強光束を微小レンズは利用できない
が、光源系をθ傾けて配置することにより、相対的に最
強光束の表示パネルへの入射角度が−θ→0°、+θ→
+2θへと変化するため、微小レンズにおいて利用でき
る光束量が大幅に増加する。即ち、表示パネルに入射す
る光束の角度成分は相対的に図6で示されたものと同等
となる。図6から判るように、微小レンズで利用可能な
入射光の角度域1及び2に光束強度のピークが位置する
ため、微小レンズを通して画素開口部に導かれる光束量
は大幅に増加する。
Returning to FIG. The light source system is disposed at an angle θ with respect to the substantially central axis of the display panel. Where θ
Is the incident angle of the strongest light beam shown in FIG. When the light source system is arranged to face the display panel, the angle component of the light beam incident on the display panel is as shown in FIG. 4, and the strongest light beam that contributes the most to the brightness cannot be used by the minute lens. Are arranged at an angle of θ so that the incident angle of the strongest luminous flux on the display panel is −θ → 0 °, + θ →
Since it changes to + 2θ, the amount of luminous flux available in the microlens greatly increases. That is, the angle component of the light beam incident on the display panel is relatively equivalent to that shown in FIG. As can be seen from FIG. 6, since the peaks of the light flux intensity are located in the angle ranges 1 and 2 of the incident light that can be used by the minute lens, the amount of the light flux guided to the pixel opening through the minute lens is greatly increased.

【0022】本発明の投写型表示装置に用いられる表示
パネルにおいては、光の入射側(つまり対向基板22)
にのみ微小レンズアレイを形成してある。従って、微小
レンズにより集光され画素開口部を通過した光は、発散
しながらある角度を伴って表示パネルから出射される。
TFT基板25の出射側にも対向基板22に形成された
ものと同様のレンズを形成すれば、出射光は再び略平行
光になり投写レンズへと導かれていくことになるが、T
FT基板の厚みを対向基板並に薄くすることが難しいこ
とから、このような2つの微小レンズアレイを対にして
用いた光学系は、その実現が難しい。もっとも、光源か
らの光の平行性が向上すれば、微小レンズの焦点距離を
長くとることができ、上記の1対のレンズアレイを用い
た光学系を採用することが可能となる。その場合には、
投写レンズにおける光線の取り込み効率を一層向上させ
ることが可能となる。
In the display panel used in the projection display device of the present invention, the light incident side (ie, the counter substrate 22)
Only the micro lens array is formed. Therefore, the light condensed by the microlenses and passing through the pixel opening is emitted from the display panel at a certain angle while diverging.
If a lens similar to that formed on the counter substrate 22 is formed on the emission side of the TFT substrate 25, the emitted light becomes substantially parallel light again and is guided to the projection lens.
Since it is difficult to make the thickness of the FT substrate as thin as the counter substrate, it is difficult to realize an optical system using such two microlens arrays as a pair. However, if the parallelism of the light from the light source is improved, the focal length of the minute lens can be increased, and the above-described optical system using the pair of lens arrays can be employed. In that case,
It is possible to further improve the efficiency of capturing light rays in the projection lens.

【0023】そこで、表示パネルの略中心軸3に対して
投写レンズの光軸8を平行関係を保ちつつ、表示パネル
の略中心軸を境にして光源系が位置する側と反対の側に
ずらして配置することにより、投写レンズの光線取り込
み角の非対称性を利用して、表示パネルを透過した光を
効果的に補足しスクリーン9面に導くことが出来る。こ
の場合の非対称性とは、光線の取り込み角がレンズの光
軸上では対称形であるが、光軸から離れるに従って、光
軸が存在する側に大きく、それとは反対側に小さくなる
ことを意味する。表示パネルと投写レンズを上記のよう
に配置することにより、発散しながらある角度を伴って
表示パネルから出射される光束の大部分を投写レンズへ
と導くことが可能となる。
Therefore, while keeping the optical axis 8 of the projection lens parallel to the substantially central axis 3 of the display panel, it is shifted to the side opposite to the side where the light source system is located with the substantially central axis of the display panel as a boundary. With this arrangement, the light transmitted through the display panel can be effectively supplemented and guided to the screen 9 by utilizing the asymmetry of the light ray taking-in angle of the projection lens. In this case, the asymmetry means that the angle of incidence of the light ray is symmetrical on the optical axis of the lens, but as the distance from the optical axis increases, the angle increases on the side where the optical axis exists and decreases on the opposite side. I do. By arranging the display panel and the projection lens as described above, it is possible to guide most of the luminous flux emitted from the display panel with a certain angle while diverging to the projection lens.

【0024】以上の構成により、表示パネル上の画像情
報は投写レンズを介してスクリーン面に拡大投影される
ことになる。
With the above configuration, the image information on the display panel is enlarged and projected on the screen surface via the projection lens.

【0025】以上、表示パネルとしてTFT素子を備え
たアクティブマトリックス型の液晶パネルを例にとり本
実施例を説明してきたが、その他の表示パネルとして単
純マトリックス型の液晶パネル、エレクトロクロミック
パネル、PLZTパネル等を用いた場合でも本発明の光
学機構は同様に対応できるものである。
The present embodiment has been described above by taking an active matrix type liquid crystal panel having a TFT element as a display panel as an example. Other display panels, such as a simple matrix type liquid crystal panel, an electrochromic panel, a PLZT panel, etc. The optical mechanism of the present invention can also be used in the case of using.

【0026】[0026]

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、最
も明るさに寄与する光源系からの出射光束を微小レンズ
において高い効率で利用することが可能となる。また、
表示パネルを透過し投写レンズに向かう光を高い効率で
投写レンズに導くことが出来る。したがって、光の利用
効率が非常に高く、明るい表示画面が得られる投写型表
示装置を実現することが出来る。
As described above, according to the present invention, the light beam emitted from the light source system that contributes the most to the brightness can be used with high efficiency in the minute lens. Also,
Light transmitted through the display panel and directed to the projection lens can be guided to the projection lens with high efficiency. Therefore, it is possible to realize a projection display device in which light use efficiency is extremely high and a bright display screen is obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 実施例1で作製した本発明の投写型表示装置
の光学系の構成図。
FIG. 1 is a configuration diagram of an optical system of a projection display device according to the present invention manufactured in a first embodiment.

【図2】 実施例1で用いた表示パネルの構成断面図。FIG. 2 is a configuration sectional view of a display panel used in the first embodiment.

【図3】 微小レンズを備えた表示パネルに入射した光
線の透過状態を説明するための図であり、(a)は表示
パネルに垂直に平行光束が入射した場合を示した図、
(b)は表示パネルに斜め方向から平行光束が入射した
場合を示した図。
3A and 3B are diagrams for explaining a transmission state of a light beam incident on a display panel provided with a microlens, and FIG. 3A is a diagram illustrating a case where a parallel light beam is incident on the display panel vertically;
FIG. 3B is a diagram illustrating a case where a parallel light beam enters the display panel from an oblique direction.

【図4】 光源からの出射光束の角度分布を示した図。FIG. 4 is a diagram showing an angular distribution of a light beam emitted from a light source.

【図5】 表示パネルに入射する最強光束成分を模式的
に示した図であり、(a)は表示パネルの略中心軸と光
源の光軸が一致している場合を示す図、(b)は一致し
ていない場合を示す図。
5A and 5B are diagrams schematically showing the strongest luminous flux components incident on the display panel, and FIG. 5A is a diagram showing a case where the substantially central axis of the display panel coincides with the optical axis of the light source, and FIG. The figure which shows the case where it does not correspond.

【図6】 表示パネルの略中心軸に対して、光源の光軸
が角度θをなすように光源を設置した場合に、表示パネ
ルに入射する光束の角度分布を示した図。
FIG. 6 is a diagram illustrating an angle distribution of a light beam incident on the display panel when the light source is installed such that the optical axis of the light source forms an angle θ with respect to a substantially central axis of the display panel.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 光源 2 光源の光軸 3 表示パネルの略中心軸 4 表示パネル 5 微小レンズ 6 透過光 7 投写レンズ 8 投写レンズの光軸 9 スクリーン 10 コンデンサレンズ 21 微小レンズ 22 対向基板 23 遮光膜 24 能動スイッチング素子 25 液晶層 26 TFT基板 27 垂直に入射する光 28 斜めに入射する光 31 微小レンズ基板 32 微小レンズ 33 遮光部 34 画素開口部 41 角度域1 42 角度域2 43 角度域2’ 51 光源 52 光源の光軸 53 最強光束 54 表示パネル 55 表示パネルの略中心軸 56 透過光 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Light source 2 Optical axis of light source 3 Substantially center axis of display panel 4 Display panel 5 Micro lens 6 Transmitted light 7 Projection lens 8 Optical axis of projection lens 9 Screen 10 Condenser lens 21 Micro lens 22 Opposite substrate 23 Light shielding film 24 Active switching element Reference Signs List 25 liquid crystal layer 26 TFT substrate 27 vertically incident light 28 obliquely incident light 31 minute lens substrate 32 minute lens 33 light shielding unit 34 pixel opening 41 angle area 1 42 angle area 2 43 angle area 2 '51 light source 52 light source Optical axis 53 Strongest luminous flux 54 Display panel 55 Approximately central axis of display panel 56 Transmitted light

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G03B 21/00 G02F 1/1335 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) G03B 21/00 G02F 1/1335

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 光源と、複数の画素を有する表示パネル
と、前記表示パネルから出射された光を投写する投写レ
ンズと、を有する投写型表示装置であって、 前記表示パネルには、前記複数の画素と対応関係を成す
ようにレンズアレイが設けられ、 前記表示パネルは、その略中心軸が、前記投写レンズの
光軸上に位置しないように、且つ、前記投写レンズの光
軸に対して平行となるように配置されており、 前記光源は、前記光源の光軸に対して0°の角度で出射
する光束量よりも前記光源の光軸に対して傾いて出射す
る光束量の方が多く、かつ、前記光源の光軸に対して或
る角度だけ傾いた角度で出射する光束量がピークとなる
特性を有し、 前記光源の光軸は、前記表示パネルの略中心軸に対して
所定角度傾けて配置されており、前記所定角度は、前記
レンズアレイを構成する微小レンズによって利用可能な
入射光の角度域に、前記光源から出射する光束量のピー
クが位置するように設定されてなることを特徴とする投
写型表示装置。
1. A projection type display device comprising: a light source; a display panel having a plurality of pixels; and a projection lens for projecting light emitted from the display panel, wherein the display panel includes the plurality of pixels. A lens array is provided so as to have a corresponding relationship with the pixel of the display panel, and the display panel has a substantially central axis not positioned on the optical axis of the projection lens, and with respect to the optical axis of the projection lens. The light source is configured such that the light source emits a light beam that is inclined with respect to the optical axis of the light source than the light beam that emits at an angle of 0 ° with respect to the optical axis of the light source. Many, and has a characteristic that the amount of light emitted at an angle inclined by a certain angle with respect to the optical axis of the light source has a peak, and the optical axis of the light source is substantially Are arranged at a predetermined angle, and the predetermined angle Is set so that the peak of the amount of luminous flux emitted from the light source is located in the angle range of the incident light that can be used by the minute lenses constituting the lens array.
【請求項2】 請求項1に記載の投写型表示装置におい
て、 前記投写レンズの光軸は、前記表示パネルの前記略中心
軸を境にして、前記光源が位置する側と反対の側に配置
されてなることを特徴とする投写型表示装置。
2. The projection display device according to claim 1, wherein an optical axis of the projection lens is arranged on a side opposite to a side where the light source is located with the substantially central axis of the display panel as a boundary. A projection display device characterized by being made.
【請求項3】 請求項1または2に記載の投写型表示装
置において、 前記微小レンズはシリンドリカルレンズであることを特
徴とする投写型表示装置。
3. The projection display device according to claim 1, wherein the minute lens is a cylindrical lens.
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