JP3915968B2 - 電気光学装置および電子機器 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気光学装置およびそれを備えた電子機器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のプロジェクター等の電気光学装置は、白色光を発する光源と、複数のダイクロイックミラーと、Ｒ用、Ｇ用およびＢ用の液晶ライトバルブと、ダイクロイックプリズムと、投射レンズとで構成されている。
【０００３】
光源から発せられた白色光は、複数のダイクロイックミラーにより、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）およびＢ（青）の３色の光に分離され、その各色の光は、それぞれ、Ｒ用、Ｇ用およびＢ用の液晶ライトバルブにより、画素毎に変調され、これにより、Ｒ用、Ｇ用およびＢ用の画像がそれぞれ形成される。
【０００４】
そして、各液晶ライトバルブにより形成されたＲ用、Ｇ用およびＢ用の画像は、ダイクロイックプリズムにより合成され、これによりカラーの画像が形成され、その画像は、投射レンズにより、図示しないスクリーン上に投影（拡大投射）される。
【０００５】
しかし、前記プロジェクターは、大型であり、また、コストが高いと言う欠点があり、装置の小型化、低コスト化を図るために、一体型ダイクロイックミラー方式、カラーグレーティング（ホログラムカラーフィルタ）方式、時分割方式（色順次駆動方式）等が提案されている。
【０００６】
しかしながら、前述したいずれの方式も、小型化、品質、コスト、光の利用効率等において、一長一短がある。
【０００７】
特に、光源光を横方向から投光（投入）するので、装置の小型化を図るのが難しく、また、光源から発せられる光の利用効率が低い。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、小型化に有利であり、光源から発せられる光の使用効率の高い電気光学装置および電子機器を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
このような目的は、下記（１）〜（１１）の本発明により達成される。
【００１０】
（１） 赤色光を発する複数の発光素子、緑色光を発する複数の発光素子および青色光を発する複数の発光素子が配列された点光源アレイと、
複数のマイクロレンズが配列されたマイクロレンズアレイと、
複数の赤色光用の画素、複数の緑色光用の画素および複数の青色光用の画素と、前記各画素のそれぞれに対応する複数の透光窓部とを備えた光学変調パネルとを有する電気光学装置であって、
前記マイクロレンズアレイにより、前記赤色光を発する複数の発光素子からの光が前記赤色光用の画素に対応する透光窓部に集光し、前記緑色光を発する複数の発光素子からの光が前記緑色光用の画素に対応する透光窓部に集光し、前記青色光を発する複数の発光素子からの光が前記青色光用の画素に対応する透光窓部に集光するように、前記発光素子と、前記マイクロレンズアレイのマイクロレンズと、前記光学変調パネルの画素および透光窓部とが配置されており、
前記点光源アレイは、赤色光を発する少なくとも１つの発光素子と、緑色光を発する少なくとも１つの発光素子と、青色光を発する少なくとも１つの発光素子とを備えた点光源ユニットが複数配列された点光源ユニットアレイを有し、
前記光学変調パネルは、少なくとも１つの赤色光用の画素およびその画素に対応する透光窓部と、少なくとも１つの緑色光用の画素およびその画素に対応する透光窓部と、少なくとも１つの青色光用の画素およびその画素に対応する透光窓部とを備えた光学変調ユニットが複数配列された光学変調ユニットアレイを有し、
前記点光源ユニットのピッチをＰｓ、前記光学変調ユニットのピッチをＰａ、前記マイクロレンズアレイのマイクロレンズのピッチをＰＬ、前記発光素子と前記マイクロレンズアレイとの間の光学的距離をＬｓ、前記マイクロレンズアレイと前記光学変調パネルの透光窓部との間の光学的距離をＬａとしたとき、下記式で示す条件を満たすよう構成されていることを特徴とする電気光学装置。
ＰＬ＝{Ｐｓ・Ｐａ／（Ｐｓ＋Ｐａ）}・ｎ（但し、ｎは自然数）
Ｌａ／Ｌｓ＝Ｐａ／Ｐｓ
【００１１】
（２） 前記点光源ユニットのピッチＰｓは、前記光学変調ユニットのピッチＰａより大きい上記（１）に記載の電気光学装置。
【００１２】
（３） 前記発光素子は、発光ダイオードである上記（１）または（２）に記載の電気光学装置。
【００１３】
（４） 前記発光素子は、レーザ光を発する素子である上記（１）ないし（３）のいずれかに記載の電気光学装置。
【００１４】
（５） 前記発光素子は、有機ＥＬ素子または無機ＥＬ素子である上記（１）ないし（４）のいずれかに記載の電気光学装置。
【００１５】
（６） 前記マイクロレンズアレイは、マイクロフレネルレンズアレイである上記（１）ないし（５）のいずれかに記載の電気光学装置。
【００１６】
（７） 前記マイクロレンズアレイは、射出成形または２Ｐ法により成形されたものである上記（１）ないし（６）のいずれかに記載の電気光学装置。
【００１７】
（８） 当該電気光学装置は、直視型表示装置であり、
前記光学変調パネルより出射側に光散乱層を有する上記（１）ないし（７）のいずれかに記載の電気光学装置。
【００１８】
（９） 当該電気光学装置は、直視型表示装置または投射型表示装置である上記（１）ないし（７）のいずれかに記載の電気光学装置。
【００１９】
（１０） 上記（１）ないし（９）のいずれか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。
【００２０】
（１１） 前記電子機器は、パーソナルコンピュータ、携帯電話またはディジタルスチルカメラである上記（１０）に記載の電子機器。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の電気光学装置および電子機器を、添付図面に示す好適な実施の形態に基づき詳細に説明する。
【００２７】
図１は、本発明の電気光学装置の第１実施形態の構成を模式的に示す縦断面図である。なお、図が煩雑になるのを避けるため、図１中、断面であることを示す斜線は、省略されている。また、図１では、図が煩雑になるのを避けるため、マイクロレンズ３２の中心を通過する光の主光軸のみを示す。
【００２８】
同図に示す電気光学装置１は、空間分割方式のカラー（フルカラー）の投射型表示装置であり、点光源アレイ（光源手段）２と、液晶ライトバルブ７と、図示しない投射レンズ（投射光学系）とを有している。
【００２９】
点光源アレイ２は、図１中下側に位置し、投射レンズは、図１中上側に位置し、液晶ライトバルブ７は、光源手段２と投射レンズとの間に位置している。
【００３０】
液晶ライトバルブ７は、マイクロレンズアレイ板３と、複数の透光窓部を備えた透過型の液晶パネル（光学変調パネル）４と、一対の偏光板４７、４８とを有している。
【００３１】
偏光板４７は、液晶パネル４の図１中上側に設けられている。
また、マイクロレンズアレイ板３は、液晶パネル４の図１中下側に位置し、偏光板４８は、このマイクロレンズアレイ板３の図１中下側に位置している。
【００３２】
点光源アレイ２は、赤色光を発する複数の発光素子（点光源）２２Ｒ、緑色光を発する複数の発光素子（点光源）２２Ｇおよび青色光を発する複数の発光素子（点光源）２２Ｂを配列してなる光源手段である。
【００３３】
すなわち、点光源アレイ２は、赤色光を発する発光素子２２Ｒと、緑色光を発する発光素子２２Ｇと、青色光を発する発光素子２２Ｂとを備えた単位を点光源ユニット２１とし、該点光源ユニット２１が複数配列された点光源ユニットアレイで構成されている。
【００３４】
各点光源ユニット２１における発光素子２２Ｒ、２２Ｇおよび２２Ｂは、それぞれ、図１中左側から右側に向って、発光素子２２Ｒ、発光素子２２Ｇ、発光素子２２Ｂの順序に配置されている。
【００３５】
そして、これらの点光源ユニット２１は、マトリックス状、すなわち、行列状（図１中横方向と、図１の紙面に対して垂直な方向）に配置されている。
【００３６】
発光素子２２Ｒ、２２Ｇおよび２２Ｂとしては、それぞれ、特に限定されず、例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ）、レーザダイオード（レーザ光を発する素子）、有機ＥＬ（Electro Luminescence）素子、無機ＥＬ素子等が用いられる。
【００３７】
発光素子２２Ｒ、２２Ｇおよび２２Ｂとして発光ダイオードを用いる場合には、発光効率を比較的高くすることができ、また、コストを低減することができる。
【００３８】
また、発光素子２２Ｒ、２２Ｇおよび２２Ｂとしてレーザダイオードを用いる場合には、前記偏光板４７、４８を省略することができる。これにより、発光素子からの光の使用効率をさらに向上させることができ、また、部品点数を削減することができ、小型・薄型化に有利である。
【００３９】
また、発光素子２２Ｒ、２２Ｇおよび２２Ｂとして有機ＥＬ素子や無機ＥＬ素子を用いる場合には、ＥＬ素子はそのパターニングが容易であるので、製造を容易に行うことができ、量産性に優れる。
【００４０】
マイクロレンズアレイ板３は、透明な基板３０と、その基板３０の図１中下側に設けられたマイクロレンズアレイ３１とで構成されている。
【００４１】
マイクロレンズアレイ３１は、正のパワーを有する複数のマイクロレンズ（集光レンズ）３２を有し、これらのマイクロレンズ３２は、行列状（図１中横方向と、図１の紙面に対して垂直な方向）に配置されている。
【００４２】
このマイクロレンズ３２としては、マイクロフレネルレンズ（回折レンズ）を用いるのが好ましい。すなわち、マイクロレンズアレイ３１としては、マイクロフレネルレンズアレイを用いるのが好ましい。
【００４３】
これにより、マイクロレンズアレイ３１（マイクロレンズ３２）の厚さを薄くすることができ、小型・薄型化に有利である。
【００４４】
マイクロレンズアレイ３１（マイクロレンズ３２）の構成材料の屈折率は、高いほど好ましい。なお、一般的な光学材料の屈折率は、１．４５〜１．６５程度である。
【００４５】
マイクロレンズアレイ３１および基板３０は、それぞれ、例えば、アクリル樹脂、エポキシ樹脂等の各種樹脂や、各種ガラスで構成されている。
【００４６】
なお、マイクロレンズアレイ３１の構成材料と基板３０の構成材料とは、同一でもよく、また、異なっていてもよい。
【００４７】
また、マイクロレンズアレイ３１と基板３０とは、一体的に成形されてもよく、また、別々に成形されてもよい。
【００４８】
マイクロレンズアレイ板３の成形方法、すなわち、マイクロレンズアレイ３１や基板３０の成形方法は、特に限定されず、例えば、射出成形、２Ｐ法（フォトポリマゼーション）、ドライエッチング、ウエットエッチング等が挙げられるが、これらのうちでは、射出成形または２Ｐ法が好ましい。
【００４９】
マイクロレンズアレイ板３を射出成形または２Ｐ法により成形することにより、レンズの精度を高くすることができ、また、製造を容易に行うことができ、量産性に優れ、また、コストを低減することができる。
特に、射出成形の場合には、２Ｐ法よりもコストを低減することができる。
【００５０】
また、２Ｐ法の場合、特に、ガラス基板に２Ｐ法によりパターン形成する場合（ガラス２Ｐ法の場合）には、射出成形よりも使用温度が広範囲となり、好ましい。
【００５１】
液晶パネル４は、複数の赤色光用の画素４９Ｒ、複数の緑色光用の画素４９Ｇおよび複数の青色光用の画素４９Ｂと、各画素４９Ｒ、４９Ｇおよび４９Ｂのそれぞれに対応する複数の透光窓部とを有する透過型の液晶パネルである。
【００５２】
すなわち、液晶パネル４は、赤色光用の画素４９Ｒおよびその画素４９Ｒに対応する透光窓部と、緑色光用の画素４９Ｇおよびその画素４９Ｇに対応する透光窓部と、青色光用の画素４９Ｂおよびその画素４９Ｂに対応する透光窓部とを備えた単位を液晶ユニット（光学変調ユニット）４９０とし、該液晶ユニット４９０が複数配列された液晶ユニットアレイ（光学変調ユニットアレイ）で構成されている。
【００５３】
各液晶ユニット４９０における画素４９Ｒ、４９Ｇおよび４９Ｂは、それぞれ、図１中左側から右側に向って、画素４９Ｂ、画素４９Ｇ、画素４９Ｒの順序に配置されている。
【００５４】
そして、これらの液晶ユニット４９０は、行列状（図１中横方向と、図１の紙面に対して垂直な方向）に配置されている。
【００５５】
以下、液晶パネル４の構造を具体的に説明する。
液晶パネル４は、透明な基板４１と、基板４１の図１中下側の表面に形成され、図１の紙面に対して垂直な方向に沿って並設された複数の帯状の透明電極４２と、基板４１の図１中下側に所定距離離間するように配置された透明な基板４６と、基板４６の図１中上側の表面に形成され、図１中横方向に沿って並設された複数の帯状の透明電極４０および遮光機能を有するブラックマトリックス４４と、基板４１（透明電極４２）と基板４６（透明電極４０）との間に設けられ、液晶を含有する液晶層４３とを有している。
【００５６】
透明電極４０と透明電極４２とは、略直交しており、これらの各交差部（交差部の近傍の部分も含む）が、それぞれ、１画素に相当する。
【００５７】
透明電極４０と透明電極４２との間で充放電を行うことにより、液晶層４３の液晶が駆動される。
【００５８】
この透明電極４０および４２は、それぞれ、例えば、インジウムティンオキサイド（ＩＴＯ）等で構成されている。
【００５９】
ブラックマトリックス４４には、複数の開口４５が行列状に形成されており、このブラックマトリックス４４は、画素間、すなわち、隣り合う透明電極４０の間および隣り合う透明電極４２の間をそれぞれ遮光するように設けられている。
【００６０】
開口４５は、透明電極４２と透明電極４０との交差部に位置し、１画素に対応している。この開口４５により、液晶パネル４の透光窓部（光が透過し得る部分）が構成される。
【００６１】
ブラックマトリックス４４は、遮光機能を有し、例えば、Cr、Al、Al合金、Ni、Zn、Ti等の金属、カーボンやチタン等を分散した樹脂などで構成されている。
また、基板４１、４６は、例えば、各種ガラス等で構成されている。
【００６２】
なお、一方の基板に１画素に対応してスイッチング素子を設けることができる。スイッチング素子は、図示しない制御回路に接続され、透明電極４０または４２へ供給する電流を制御する。これにより、透明電極４０または４２の充放電が制御される。
【００６３】
液晶層４３は液晶分子（図示せず）を含有しており、前記透明電極４０または４２の充放電に対応して、かかる液晶分子、すなわち液晶の配向が変化する。
【００６４】
これにより、各画素４９Ｒ、４９Ｇおよび４９Ｂにおいて、それぞれ、光の透過と遮断との切り替えと、輝度の調節とを任意に行うことができる。
【００６５】
スイッチング素子としては、例えば、薄膜ダイオード（ＴＦＤ）、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）等を用いることができる。薄膜トランジスタを用いる場合、該トランジスタが設けられる基板における透明電極は、例えば１画素に対応してドット状に設けられ、対向する基板における透明電極は、基板全面に設けられる。
【００６６】
この電気光学装置１では、上述のように規定した点光源ユニット２１のピッチをＰｓ、液晶ユニット４９０のピッチをＰａ、マイクロレンズアレイ３１のマイクロレンズ３２のピッチをＰＬ、発光素子２２Ｒ、２２Ｇおよび２２Ｂとマイクロレンズアレイ３１との間の光学的距離をＬｓ、マイクロレンズアレイ３１と液晶パネル４の開口（透光窓部）４５との間の光学的距離をＬａとしたとき、下記式１および式２で示す条件を満たすように、発光素子２２Ｒ、２２Ｇおよび２２Ｂと、マイクロレンズアレイ３１のマイクロレンズ３２と、液晶パネル４の画素４９Ｒ、４９Ｇ、４９Ｂおよび開口４５とを配置する。
【００６７】
ＰＬ＝{Ｐｓ・Ｐａ／（Ｐｓ＋Ｐａ）}・ｎ（但し、ｎは自然数） ・・・式１
Ｌａ／Ｌｓ＝Ｐａ／Ｐｓ ・・・式２
ここで、前記光学的距離は、環境を真空と仮定したときの距離、すなわち、実際の距離を、光路を構成する物質の屈折率で徐した値である。
【００６８】
なお、前記式１および式２で示す条件は、図１中横方向と、図１の紙面に対して垂直な方向とのそれぞれにおいて満たされているものとする。
【００６９】
また、マイクロレンズ３２の焦点距離をｆとしたとき、下記式３で示す条件を満たすように構成する。この式３は、発光素子２２Ｒ、２２Ｇおよび２２Ｂの発光部の形状に対応する像がマイクロレンズ３２により液晶パネル４の開口４５の位置に結像するための条件式である。
１／Ｌｓ＋１／Ｌａ＝１／ｆ ・・・式３
【００７０】
前記点光源ユニット２１のピッチＰｓ、液晶ユニット４９０のピッチＰａ、マイクロレンズ３２のピッチＰＬ、発光素子２２Ｒ、２２Ｇおよび２２Ｂとマイクロレンズアレイ３１との間の光学的距離Ｌｓ、マイクロレンズアレイ３１と液晶パネル４の開口４５との間の光学的距離Ｌａ、マイクロレンズ３２の焦点距離ｆは、例えば、用途等に応じて、前記式１、式２および式３で示す条件を満たすように適宜設定される。
【００７１】
例えば、プロジェクターの場合には、例えば、下記のように設定するのが好ましい。
【００７２】
点光源ユニット２１のピッチＰｓは、０．０１〜１０ｍｍ程度であるのが好ましい。
【００７３】
また、液晶ユニット４９０のピッチＰａは、０．０１〜０．１ｍｍ程度であるのが好ましい。
【００７４】
また、マイクロレンズ３２のピッチＰＬは、０．００５〜０．１ｍｍ程度であるのが好ましい。
【００７５】
また、発光素子２２Ｒ、２２Ｇおよび２２Ｂとマイクロレンズアレイ３１との間の光学的距離Ｌｓは、０．３〜１００ｍｍ程度であるのが好ましい。
【００７６】
また、マイクロレンズアレイ３１と液晶パネル４の開口４５との間の光学的距離Ｌａは、０．１〜５ｍｍ程度であるのが好ましい。
【００７７】
また、マイクロレンズ３２の焦点距離ｆは、０．０７〜５ｍｍ程度であるのが好ましい。
【００７８】
なお、マイクロレンズ３２の平面視での形状（平面形状）および寸法等は、特に限定されず、例えば、液晶パネル４側の画素形状等に応じて適宜設定される。
【００７９】
マイクロレンズ３２の平面視での形状としては、液晶パネル４の画素形状の相似形状が好ましく、例えば、長方形、正方形等の角形や、円形等が挙げられる。
【００８０】
また、光学的距離Ｌｓは、光学的距離Ｌａよりも大きく設定されるのが好ましい。すなわち、点光源ユニット２１のピッチＰｓは、液晶ユニット４９０のピッチＰａよりも大きく設定されるのが好ましい。
【００８１】
これにより、点光源ユニット２１のピッチＰｓを比較的大きく設定することができ、点光源ユニット２１の数（発光素子２２Ｒ、２２Ｇおよび２２Ｂの数）を比較的少なくすることができるので、製造が容易になる。
【００８２】
前記光学的距離ＬｓおよびＬａは、それぞれ、例えば、基板４６等の厚み等を所望の値に設定することで調節することができる。
【００８３】
図１は、光学的距離Ｌｓを光学的距離Ｌａよりも大きく（点光源ユニット２１のピッチＰｓを液晶ユニット４９０のピッチＰａよりも大きく）設定し、かつ、ｎ＝１の場合が示されている。
【００８４】
ここで、マイクロレンズ３２は、点光源アレイ２の発光素子２２Ｒ、２２Ｇおよび２２Ｂから出射するあらゆる成分の光（あらゆる光軸の光）を液晶パネル４の所定の開口４５に結像する光学的特性を有している。
【００８５】
図１に示すように、点光源アレイ２の発光素子２２Ｒ、２２Ｇおよび２２Ｂから出射した光は、ほぼすべて、何れかのマイクロレンズ３２の作用により、何れかの開口４５に集光する。
【００８６】
例えば、図１中最も左側の点光源ユニット２１の発光素子２２Ｒから出射した赤色光（Ｒ光）のうち、図１中最も左側のマイクロレンズ３２に入射した赤色光６１Ｒは、そのマイクロレンズ３２により、図１中最も左側の液晶ユニット４９０の画素４９Ｒに対応する開口４５に集光し、図１中左から２番目のマイクロレンズ３２に入射した赤色光６２Ｒは、そのマイクロレンズ３２により、図１中左から２番目の液晶ユニット４９０の画素４９Ｒに対応する開口４５に集光し、以下、同様に、各赤色光は、それぞれ、対応するマイクロレンズ３２により、対応する開口４５に集光する。
【００８７】
同様に、図１中最も左側の点光源ユニット２１の発光素子２２Ｇから出射した緑色光（Ｇ光）のうち、図１中最も左側のマイクロレンズ３２に入射した緑色光６１Ｇは、そのマイクロレンズ３２により、図１中最も左側の液晶ユニット４９０の画素４９Ｇに対応する開口４５に集光し、図１中左から２番目のマイクロレンズ３２に入射した緑色光６２Ｇは、そのマイクロレンズ３２により、図１中左から２番目の液晶ユニット４９０の画素４９Ｇに対応する開口４５に集光し、以下、同様に、各緑色光は、それぞれ、対応するマイクロレンズ３２により、対応する開口４５に集光する。
【００８８】
同様に、図１中最も左側の点光源ユニット２１の発光素子２２Ｂから出射した青色光（Ｂ光）のうち、図１中最も左側のマイクロレンズ３２に入射した青色光６１Ｂは、そのマイクロレンズ３２により、図１中最も左側の液晶ユニット４９０の画素４９Ｂに対応する開口４５に集光し、図１中左から２番目のマイクロレンズ３２に入射した青色光６２Ｂは、そのマイクロレンズ３２により、図１中左から２番目の液晶ユニット４９０の画素４９Ｂに対応する開口４５に集光し、以下、同様に、各青色光は、それぞれ、対応するマイクロレンズ３２により、対応する開口４５に集光する。
【００８９】
以下、同様に、図１中左から２番目以降の点光源ユニット２１の発光素子２２Ｒから出射した赤色光、発光素子２２Ｇから出射した緑色光および発光素子２２Ｂから出射した青色光についても、それぞれ、対応するマイクロレンズ３２により、対応する開口４５に集光する。
【００９０】
すなわち、所定の画素４９Ｒに対応する開口４５に着目すると、複数の発光素子２２Ｒから出射した赤色光は、マイクロレンズアレイ３１により、その開口４５に集光し、所定の画素４９Ｇに対応する開口４５に着目すると、複数の発光素子２２Ｇから出射した緑色光は、マイクロレンズアレイ３１により、その開口４５に集光し、所定の画素４９Ｂに対応する開口４５に着目すると、複数の発光素子２２Ｂから出射した青色光は、マイクロレンズアレイ３１により、その開口４５に集光する。
【００９１】
また、所定のマイクロレンズ３２に着目すると、そのマイクロレンズ３２は、複数の発光素子２２Ｒから出射した赤色光を複数の画素４９Ｒに対応する開口４５に集光させ、複数の発光素子２２Ｇから出射した緑色光を複数の画素４９Ｇに対応する開口４５に集光させ、複数の発光素子２２Ｂから出射した青色光を複数の画素４９Ｂに対応する開口４５に集光させる。
【００９２】
このように、この電気光学装置１では、点光源アレイ２から発せられる光を効率良く開口４５に集光させることができ、これにより、点光源アレイ２から発せられる光の使用効率を向上させることができる。
【００９３】
また、１つの開口４５には、複数（多く）の点光源ユニット２１（発光素子２２Ｒ、２２Ｇ、２２Ｂ）からの光が集光するので、明るさが平均化される利点がある。すなわち、各点光源ユニット２１（各発光素子２２Ｒ、２２Ｇ、２２Ｂ）からの光の光量、点光源ユニット２１（発光素子２２Ｒ、２２Ｇ、２２Ｂ）の位置等にばらつきがあったとしても、開口４５に集まる光は、複数の点光源ユニット２１からの光の平均値となるので、画素４９Ｒ、４９Ｇおよび４９Ｂのそれぞれにおいて、画素間の光量差は、ほとんどなくなる。これにより、均一性の高い表示を行うことができる。
【００９４】
また、この電気光学装置１では、製造（組み付け）の際の位置調整において、調整工程を１回設ければよい。
【００９５】
特に、隣接点への出射角θ１、θ２が比較的小さいので、前記平均化の効果が大きく、点光源アレイ２（各点光源ユニット２１）とマイクロレンズアレイ３１との位置関係を厳密に調整する必要がない。すなわち、位置調整の際は、適当な位置関係にある点光源アレイ２（各点光源ユニット２１）と、マイクロレンズアレイ３１とで決まる焦点位置に、開口４５を位置決めする。このような調整工程が１つあればよい。
【００９６】
これにより、位置調整を容易、迅速かつ確実に行うことができ、生産性が良く、量産に有利である。
【００９７】
また、ｎ＝１とすることにより、ｎ＞１の場合に比べ、マイクロレンズ３２のピッチＰＬを小さく設定することができ、これにより、マイクロレンズ３２の焦点距離ｆを長く、すなわち、マイクロレンズ３２の開口数ＮＡを小さく設定することができる。これにより、マイクロレンズアレイ３１の製造が容易となり、また、精度の向上、収差の減少を図ることができる。
【００９８】
次に、電気光学装置１の作用を説明する。
図１に示すように、電気光学装置１の点光源アレイ２の各発光素子２２Ｒ、２２Ｇおよび２２Ｂから発せられた赤色、緑色および青色の各光は、それぞれ、偏光板４８で偏光された後、マイクロレンズアレイ３１の各マイクロレンズ３２に入射し、前述したように、マイクロレンズ３２の作用により、対応する開口４５に集光するようにマイクロレンズ３２から出射する。
【００９９】
マイクロレンズ３２から出射した各光は、それぞれ、基板３０を透過し、基板４６を透過した後、対応する開口４５に集光し、その開口４５を透過（通過）する。
【０１００】
開口４５を透過した各光は、それぞれ、透明電極４２と透明電極４０との間に印加されている電圧により配向が制御された液晶層４３の液晶により強度変調され、これにより、カラー（フルカラー）の画像が形成される。その光は、基板４１を透過し、偏光板４７で偏光され、外部に出射する。
【０１０１】
液晶パネル４からの光、すなわち、液晶パネル４により形成された画像は、図示しない投射レンズにより、所定の位置に設置されている図示しないスクリーン上に投影（拡大投射）される。
【０１０２】
このようにして、スクリーン上にフルカラーの画像（投影画像）が表示される。
【０１０３】
以上述べたように、この電気光学装置１によれば、点光源アレイ２から発せられる光を効率良く開口４５に集光させることができ、これにより、点光源アレイ２から発せられる光の使用効率を向上させることができる。
【０１０４】
また、光源として、赤色光を発する発光素子２２Ｒ、緑色光を発する発光素子２２Ｇおよび青色光を発する発光素子２２Ｂを用いるので、白色光源を用い、その白色光を赤色光と緑色光と青色光とに分離する場合に比べ、色純度を高く（良く）することができる。
【０１０５】
また、ダイクロイックミラーやカラーフィルタ等の色分離手段を用いる必要がないので、部品点数を削減することができ、装置を小型化することができ、また、コストを低減することができる。
【０１０６】
また、この電気光学装置１では、点光源ユニット２１内において、赤色光の発光光量の合計値、緑色光の発光光量の合計値および青色光の発光光量の合計値を自由に設定（調整）することができる。赤色光の発光光量の合計値、緑色光の発光光量の合計値および青色光の発光光量の合計値を調整するには、例えば、点光源ユニット２１における発光素子２２Ｒ、２２Ｇ、２２Ｂの数、配置等を変更すればよい。
【０１０７】
なお、本発明では、点光源ユニット２１における発光素子２２Ｒ、２２Ｇ、２２Ｂの数、配置、液晶ユニット４９０における画素４９Ｒ、４９Ｇ、４９Ｂの数、配置等は、特に限定されない。
【０１０８】
例えば、点光源ユニット２１における発光素子２２Ｒの数は、複数であってもよく、また、発光素子２２Ｇの数は、複数であってもよく、また、発光素子２２Ｂの数は、複数であってもよい。
【０１０９】
また、液晶ユニット４９０における画素４９Ｒの数は、複数であってもよく、また、画素４９Ｇの数は、複数であってもよく、また、画素４９Ｂの数は、複数であってもよい。
【０１１０】
次に、本発明の電気光学装置の第２実施形態について説明する。
図２は、本発明の電気光学装置の第２実施形態の構成を模式的に示す縦断面図である。なお、図が煩雑になるのを避けるため、図２中、断面であることを示す斜線は、省略されている。また、図２では、図が煩雑になるのを避けるため、マイクロレンズ３２の中心を通過する光の主光軸のみを示す。
【０１１１】
以下、第２実施形態の電気光学装置１について、前述した第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
【０１１２】
同図に示すように、この電気光学装置１では、点光源ユニット２１において、赤色光を発する発光素子２２Ｒが２つ設けられ、それに対応して、液晶ユニット４９０において、赤色光用の画素４９Ｒが２つ設けられている。この他の構成は、前述した第１実施形態と同様である。
【０１１３】
図３は、図２に示す電気光学装置１の点光源ユニット２１および液晶ユニット４９０の構成の変形例を模式的に示す斜視図である。なお、図３では、図が煩雑になるのを避けるため、マイクロレンズ３２の中心を通過する光の主光軸のみを示す。
【０１１４】
同図に示すように、点光源ユニット２１は、２つの発光素子２２Ｒと、１つの発光素子２２Ｇと、１つの発光素子２２Ｂとが素子が２×２で配置されるように構成されている。
【０１１５】
すなわち、発光素子２２Ｂは、図３中左下に配置され、発光素子２２Ｃは、図３中右上に配置され、発光素子２２Ｒは、図３中右下および左上にそれぞれ配置されている。
【０１１６】
また、液晶ユニット４９０は、前記点光源ユニット２１に対応して、２つの画素４９Ｒと、１つの画素４９Ｇと、１つの画素４９Ｂとが素子が２×２で配置されるように構成されている。
【０１１７】
すなわち、画素４９Ｂは、図３中右上に配置され、画素４９Ｇは、図３中左下に配置され、画素４９Ｒは、図３中左上および右下にそれぞれ配置されている。
【０１１８】
発光素子２２Ｂから発せられた青色光は、マイクロレンズ３２により、画素４９Ｂに対応する開口４５に集光し、発光素子２２Ｇから発せられた緑色光は、マイクロレンズ３２により、画素４９Ｇに対応する開口４５に集光し、図３中右下の発光素子２２Ｒから発せられた赤色光は、マイクロレンズ３２により、図３中左上の画素４９Ｒに対応する開口４５に集光し、図３中左上の発光素子２２Ｒから発せられた赤色光は、マイクロレンズ３２により、図３中右下の画素４９Ｒに対応する開口４５に集光する。
【０１１９】
この第２実施形態の電気光学装置１によれば、前述した第１実施形態と同様の効果が得られる。
【０１２０】
そして、この電気光学装置１では、赤色を強くするよう表示することができ、また、赤色が弱い場合に、発光素子２２Ｒを２つ設けることにより、その赤色を補って、より自然な色を表示することができる。
【０１２１】
ここで、本発明の電気光学装置は、投射型表示装置に限らず、例えば、直視型表示装置であってもよい。以下、本発明を直視型表示装置に適用する場合について説明する。
【０１２２】
本発明を直視型表示装置に適用する場合には、液晶パネル（光学変調パネル）４より出射側に光散乱層（光散乱板）を設けるのが好ましい。
【０１２３】
これにより、白色表示が虹色になってしまうのを防止することができ、画像をより鮮明に表示することができる。
【０１２４】
また、光学的距離Ｌｓと光学的距離Ｌａとを等しく、すなわち、点光源ユニット２１のピッチＰｓと液晶ユニット４９０のピッチＰａとを等しく設定するか、または、光学的距離Ｌｓを光学的距離Ｌａよりも大きく、すなわち、点光源ユニット２１のピッチＰｓを液晶ユニット４９０のピッチＰａよりも大きく設定するのが好ましい。
【０１２５】
光学的距離Ｌｓと光学的距離Ｌａとを等しく設定することにより、マイクロレンズ３２の焦点距離ｆを最も長く（開口数ＮＡを最も小さく）設定することができる。これにより、マイクロレンズアレイ３１の製造が容易となり、また、精度の向上、収差の減少を図ることができる。
【０１２６】
また、光学的距離Ｌｓを光学的距離Ｌａよりも大きく設定することにより、点光源ユニット２１のピッチＰｓを比較的大きく設定することができ、点光源ユニット２１の数（発光素子２２Ｒ、２２Ｇおよび２２Ｂの数）を比較的少なくすることができるので、製造が容易になる。
【０１２７】
また、本発明を直視型表示装置に適用する場合には、例えば、光学変調パネルとして透過型液晶パネルを用いた透過型の表示装置、または光学変調パネルとして半透過半反射型液晶パネルを用いた半透過半反射型の表示装置とすることができる。
【０１２８】
以上、本発明の電気光学装置を、図示の各実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。
【０１２９】
例えば、本発明では、前記各実施形態および前記直視型表示装置に適用した場合における任意の２以上の構成を適宜組み合わせてもよい。
【０１３０】
本発明は、各種電子機器に適用することができる。例えば、ラップトップ型パーソナルコンピュータ、ノート型パーソナルコンピュータ等のパーソナルコンピュータのモニタ（ディスプレイ）、テレビジョンのモニタ、テレビ電話のモニタ、携帯電話（ＰＨＳを含む）、電子手帳、電子辞書、電子カメラ（デジタルカメラ）、ビデオカメラ等の携帯用電子装置のモニタ等の各種電子装置の直視型表示装置や、プロジェクター等の投射型表示装置等に適用することができる。
【０１３１】
以下、上述したような表示装置（電気光学装置）１を備える本発明の電子機器について、図４〜図６に示す実施形態に基づき、詳細に説明する。
【０１３２】
図４は、前述の表示装置を適用したモバイル型（またはノート型）のパーソナルコンピュータの構成を示す斜視図である。この図において、パーソナルコンピュータ１１００は、キーボード１１０２を備えた本体部１１０４と、表示ユニット１１０６とにより構成され、表示ユニット１１０６は、本体部１１０４に対しヒンジ構造部を介して回動可能に支持されている。
【０１３３】
このパーソナルコンピュータ１１００においては、表示ユニット１１０６が前述の表示装置（電気光学装置）１を備えている。
【０１３４】
図５は、前述の表示装置をその表示部に適用した携帯電話機（ＰＨＳも含む）の構成を示す斜視図である。この図において、携帯電話機１２００は、複数の操作ボタン１２０２、受話口１２０４、送話口１２０６とともに、前述の表示装置（電気光学装置）１を備えている。
【０１３５】
図６は、前述の表示装置をそのファインダに適用したディジタルスチルカメラの構成を示す斜視図である。なお、この図には、外部機器との接続についても簡易的に示されている。
【０１３６】
ここで、通常のカメラは、被写体の光像により銀塩写真フィルムを感光するのに対し、ディジタルスチルカメラ１３００は、被写体の光像をＣＣＤ（Charge Coupled Device）などの撮像素子により光電変換して撮像信号（画像信号）を生成する。
【０１３７】
ディジタルスチルカメラ１３００におけるケース（ボディー）１３０２の背面には、前述の表示装置（電気光学装置）１が設けられ、ＣＣＤによる撮像信号に基づいて表示を行う構成になっており、表示装置１は、被写体を電子画像として表示するファインダとして機能する。
【０１３８】
ケース１３０２の内部には、回路基板１３０８が設置されている。この回路基板１３０８は、撮像信号を格納（記憶）し得るメモリが設置されている。
【０１３９】
また、ケース１３０２の正面側（図６においては裏面側）には、光学レンズ（撮像光学系）やＣＣＤなどを含む受光ユニット１３０４が設けられている。
【０１４０】
撮影者が表示装置１に表示された被写体像を確認し、シャッタボタン１３０６を押下すると、その時点におけるＣＣＤの撮像信号が、回路基板１３０８のメモリに転送・格納される。
【０１４１】
また、このディジタルスチルカメラ１３００においては、ケース１３０２の側面に、ビデオ信号出力端子１３１２と、データ通信用の入出力端子１３１４とが設けられている。そして、図６に示されるように、ビデオ信号出力端子１３１２にはテレビモニタ１４３０が、デ−タ通信用の入出力端子１３１４にはパーソナルコンピュータ１４４０が、それぞれ必要に応じて接続される。さらに、所定の操作により、回路基板１３０８のメモリに格納された撮像信号が、テレビモニタ１４３０や、パーソナルコンピュータ１４４０に出力される構成になっている。
【０１４２】
なお、本発明の電気光学装置を適用し得る電子機器としては、図４のパーソナルコンピュータ、図５の携帯電話、図６のディジタルスチルカメラの他にも、例えば、テレビや、ビューファインダ型、モニタ直視型のビデオテープレコーダ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳（通信機能付も含む）、電卓、電子ゲーム機器、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、防犯用テレビモニタ、電子双眼鏡、ＰＯＳ端末、タッチパネルを備えた機器（例えば金融機関のキャッシュディスペンサー、自動券売機）、医療機器（例えば電子体温計、血圧計、血糖計、心電表示装置、超音波診断装置、内視鏡用表示装置）、魚群探知機、各種測定機器、計器類（例えば、車両、航空機、船舶の計器類）、フライトシュミレータ、その他各種モニタ類、プロジェクター等の投射型表示装置などが挙げられる。そして、これらの各種電子機器の表示部、モニタ部として、前述した表示装置（電気光学装置）が適用可能なことは言うまでもない。
【０１４３】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、色純度の高い、フルカラー表示を行うことができる。
【０１４４】
また、光源から発せられる光を効率良く透光窓部に集光させることができ、これにより、光源から発せられる光の使用効率を向上させることができる。
【０１４５】
また、ダイクロイックミラーやカラーフィルタ等の色分離手段を用いる必要がないので、装置を小型化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の電気光学装置の第１実施形態の構成を模式的に示す縦断面図である。
【図２】 本発明の電気光学装置の第２実施形態の構成を模式的に示す縦断面図である。
【図３】 図２に示す電気光学装置の点光源ユニットおよび液晶ユニットの構成の変形例を模式的に示す斜視図である。
【図４】 本発明の実施形態にかかる電気光学装置を適用したモバイル型のパーソナルコンピュータ（電子機器）の構成の例を示す斜視図である。
【図５】 本発明の実施形態にかかる電気光学装置をその表示部に適用した携帯電話機（電子機器）の構成の例を示す斜視図である。
【図６】 本発明の実施形態にかかる電気光学装置をそのファインダに適用したディジタルスチルカメラ（電子機器）の構成の例を示す斜視図である。
【符号の説明】
１ 電気光学装置
２ 点光源アレイ
２１ 点光源ユニット
２２Ｒ、２２Ｇ、２２Ｂ 発光素子
３ マイクロレンズアレイ板
３０ 基板
３１ マイクロレンズアレイ
３２ マイクロレンズ
４ 液晶パネル
４０ 透明電極
４１ 基板
４２ 透明電極
４３ 液晶層
４４ ブラックマトリックス
４５ 開口
４６ 基板
４７、４８ 偏光板
４９０ 液晶ユニット
４９Ｒ、４９Ｇ、４９Ｂ 画素
６１Ｒ、６２Ｒ 赤色光
６１Ｇ、６２Ｇ 緑色光
６１Ｂ、６２Ｂ 青色光
７ 液晶ライトバルブ
１１００ パーソナルコンピュータ
１１０２ キーボード
１１０４ 本体部
１１０６ 表示ユニット
１２００ 携帯電話機
１２０２ 操作ボタン
１２０４ 受話口
１２０６ 送話口
１３００ ディジタルスチルカメラ
１３０２ ケース（ボディー）
１３０４ 受光ユニット
１３０６ シャッタボタン
１３０８ 回路基板
１３１２ ビデオ信号出力端子
１３１４ データ通信用の入出力端子
１４３０ テレビモニタ
１４４０ パーソナルコンピュータ

Claims (11)

1. 赤色光を発する複数の発光素子、緑色光を発する複数の発光素子および青色光を発する複数の発光素子が配列された点光源アレイと、
   複数のマイクロレンズが配列されたマイクロレンズアレイと、
   複数の赤色光用の画素、複数の緑色光用の画素および複数の青色光用の画素と、前記各画素のそれぞれに対応する複数の透光窓部とを備えた光学変調パネルとを有する電気光学装置であって、
   前記マイクロレンズアレイにより、前記赤色光を発する複数の発光素子からの光が前記赤色光用の画素に対応する透光窓部に集光し、前記緑色光を発する複数の発光素子からの光が前記緑色光用の画素に対応する透光窓部に集光し、前記青色光を発する複数の発光素子からの光が前記青色光用の画素に対応する透光窓部に集光するように、前記発光素子と、前記マイクロレンズアレイのマイクロレンズと、前記光学変調パネルの画素および透光窓部とが配置されており、
   前記点光源アレイは、赤色光を発する少なくとも１つの発光素子と、緑色光を発する少なくとも１つの発光素子と、青色光を発する少なくとも１つの発光素子とを備えた点光源ユニットが複数配列された点光源ユニットアレイを有し、
   前記光学変調パネルは、少なくとも１つの赤色光用の画素およびその画素に対応する透光窓部と、少なくとも１つの緑色光用の画素およびその画素に対応する透光窓部と、少なくとも１つの青色光用の画素およびその画素に対応する透光窓部とを備えた光学変調ユニットが複数配列された光学変調ユニットアレイを有し、
   前記点光源ユニットのピッチをＰｓ、前記光学変調ユニットのピッチをＰａ、前記マイクロレンズアレイのマイクロレンズのピッチをＰＬ、前記発光素子と前記マイクロレンズアレイとの間の光学的距離をＬｓ、前記マイクロレンズアレイと前記光学変調パネルの透光窓部との間の光学的距離をＬａとしたとき、下記式で示す条件を満たすよう構成されていることを特徴とする電気光学装置。
   ＰＬ＝{Ｐｓ・Ｐａ／（Ｐｓ＋Ｐａ）}・ｎ（但し、ｎは自然数）
   Ｌａ／Ｌｓ＝Ｐａ／Ｐｓ
2. 前記点光源ユニットのピッチＰｓは、前記光学変調ユニットのピッチＰａより大きい請求項１に記載の電気光学装置。
3. 前記発光素子は、発光ダイオードである請求項１または２に記載の電気光学装置。
4. 前記発光素子は、レーザ光を発する素子である請求項１ないし３のいずれかに記載の電気光学装置。
5. 前記発光素子は、有機ＥＬ素子または無機ＥＬ素子である請求項１ないし４のいずれかに記載の電気光学装置。
6. 前記マイクロレンズアレイは、マイクロフレネルレンズアレイである請求項１ないし５のいずれかに記載の電気光学装置。
7. 前記マイクロレンズアレイは、射出成形または２Ｐ法により成形されたものである請求項１ないし６のいずれかに記載の電気光学装置。
8. 当該電気光学装置は、直視型表示装置であり、
   前記光学変調パネルより出射側に光散乱層を有する請求項１ないし７のいずれかに記載の電気光学装置。
9. 当該電気光学装置は、直視型表示装置または投射型表示装置である請求項１ないし７のいずれかに記載の電気光学装置。
10. 請求項１ないし９のいずれか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。
11. 前記電子機器は、パーソナルコンピュータ、携帯電話またはディジタルスチルカメラである請求項１０に記載の電子機器。

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