JP4055237B2 - Image display device - Google Patents

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JP4055237B2 JP08047198A JP8047198A JP4055237B2 JP 4055237 B2 JP4055237 B2 JP 4055237B2 JP 08047198 A JP08047198 A JP 08047198A JP 8047198 A JP8047198 A JP 8047198A JP 4055237 B2 JP4055237 B2 JP 4055237B2
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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カラーフィルタを用いることなくカラー表示を可能にした画像表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１は従来の画像表示装置１の構成を示す。この画像表示装置１は、バックライト光源２、回折格子３、マイクロレンズアレイ４、液晶表示パネル５及び拡散板６から構成されており、カラー表示可能となっている。
【０００３】
バックライト光源２は、ポリカーボネイト樹脂やメタクリル樹脂等の高屈折率透明樹脂によって成形された導光板７の光入射端面８に対向させて光源９、例えば冷陰極線管のような線状光源とリフレクタ１０を配置し、導光板７の下面に反射シート１１を配設したものである。しかして、光源９から白色光Ｗが出射されると、この光は導光板７の光入射端面８から導光板７内部に入射し、導光板７内部を全反射しながら伝搬する。導光板７内部を伝搬する光は、光出対面（上面）１２に入射する際の入射角が全反射の臨界角よりも小さくなると、光出射面１２から出射される。また、導光板７の下面から出射した光は、反射シート１１で反射されて再び導光板７内部に入射する。この結果、光源９から導光板７内部に入射した光は、導光板７の光出射面１２のほぼ全体からほぼ平行な光として出射される。
【０００４】
導光板７の光出射面１２から出射されたほぼ平行な白色光Ｗは、光出射面１２に対向配置された回折格子３で回折される。光の回折角は光の波長に依存するから、回折格子３で回折された１次回折光は赤色光Ｒ、緑色光Ｇ、青色光Ｂに色分解される。
【０００５】
液晶表示パネル５は、ブラックマトリクス領域間に画素が開口されたものであり、赤色光Ｒを透過させる画素１４と緑色光Ｇを透過させる画素１４と青色光Ｂを透過させる画素１４の隣接する３画素が１組となって１描点を構成している。なお、この液晶表示パネル５には、カラーフィルタは用いられていない。
【０００６】
マイクロレンズアレイ４は、マイクロレンズ４ａを２次元状に配列したものであって、１描点を構成する赤、緑、青の３画素に対して１つのマイクロレンズ４ａが対応している。
【０００７】
しかして、回折格子３で色分離された赤色光Ｒ、緑色光Ｇ、青色光Ｂ（赤色光Ｒの光線領域には破線によるハッチングを施し、緑色光Ｇは太線で表わしている）は、マイクロレンズアレイ４の各レンズ４ａによって液晶表示パネル５の画素位置に集光されるが、回折格子３で生成する１次回折光の赤色光Ｒ、緑色光Ｇ及び青色光Ｂは光軸（光軸を1点鎖線で示す）の方向が異なっているため、隣接する異なった画素位置に集光される。そして、液晶表示パネル５は、赤色光Ｒが集光された画素は赤色画素となり、緑色光Ｇが集光された画素は緑色画素となり、青色光Ｂが集光された画素は青色画素となるので、各画素１４のオン、オフを制御することによって画像表示装置１がカラー表示可能となっている。
【０００８】
さらに、液晶表示パネル５を透過した光は、液晶表示パネル５の前面に配置された拡散板６によって拡散されるので、画像表示装置１の正面からばかりでなく、斜め方向からも視認可能になっている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のようなカラー表示可能な画像表示装置１にあっては、赤色光Ｒと緑色光Ｇと青色光Ｂとでは、液晶表示パネル５の画素を通過する際の光軸方向が異なっているので、これを拡散板６によって拡散させたとしても、図１の最上段に示す各指向特性ＴR，ＴG，ＴBのように、赤色光Ｒと緑色光Ｇと青色光Ｂでは、拡散光の指向特性が異なる角度を持つことになる。横軸に画像表示装置１を見る観察者の角度をとり、縦軸に赤色光Ｒ、緑色光Ｇ及び青色光Ｂの光強度をとると、これは図２に示すように表される。
【００１０】
このため、従来の画像表示装置１では、観察者が画面を見るとき、見る角度によって赤、緑、青の光強度のバランスが異なってしまい、見る角度によって異なった色に見えるという問題があった。この結果、カラー表示方式の画像表示装置１の色再現性が悪くなっていた。
【００１１】
本発明は叙上の従来例の欠点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、カラーフィルタを用いることなくカラー表示を行う画像表示装置において、見る方向によって異なった色に見える現象を抑制し、色再現性を向上させることにある。
【００１２】
【発明の開示】
請求項１に記載の画像表示装置は、導光板の光出射面から面状に光を出射させるバックライト光源と、バックライト光源から出射された光を、波長の異なる光束毎に異なる光軸方向の光となるように色分離させる色分離手段と、開口を有する画素を２次元的に配列させた液晶表示パネルと、複数個の第１マイクロレンズを２次元的に配列させた第１マイクロレンズアレイと、前記第１マイクロレンズと１対１に対応する複数の第２マイクロレンズを２次元的に配列させた第２マイクロレンズアレイとを備え、前記第１マイクロレンズアレイは前記液晶表示パネルと前記色分離手段との間に配置され、前記第２マイクロレンズアレイは前記液晶表示パネルを介して前記第１マイクロレンズアレイと反対側に配置され、前記第１マイクロレンズアレイの主平面と前記第２マイクロレンズアレイの主平面の距離は、前記第２マイクロレンズアレイの焦点距離と等しくなるように定められ、前記第１マイクロレンズは、前記色分離手段で分離された前記波長の異なる光束毎に異なる光軸方向の光を前記液晶表示パネルの一組の画素部分のうち異なる画素に集光させ、前記第２マイクロレンズは、前記液晶表示パネルを透過した光をその波長にかかわらず該光の光軸方向が平行となるよう光軸を変換することを特徴としている。
【００１３】
請求項２に記載の画像表示装置は、導光板の光出射面から面状に光を出射させるバックライト光源と、バックライト光源から出射された光を、波長の異なる光束毎に異なる光軸方向の光となるように色分離させる色分離手段と、開口を有する画素を２次元的に配列させた液晶表示パネルと、複数個の第１マイクロレンズを２次元的に配列させた第１マイクロレンズアレイと、前記第１マイクロレンズと１対１に対応する複数の第２マイクロレンズを２次元的に配列させた第２マイクロレンズアレイとを備え、前記第１マイクロレンズアレイは前記液晶表示パネルと前記色分離手段との間に配置され、前記第２マイクロレンズアレイは前記第１マイクロレンズアレイと前記液晶表示パネルの間に配置され、前記第１マイクロレンズアレイの主平面と前記第２マイクロレンズアレイの主平面の距離は、前記第２マイクロレンズアレイの焦点距離と等しくなるように定められ、前記第１マイクロレンズ及び前記第２のマイクロレンズは、前記色分離された前記波長の異なる光束毎に異なる光軸方向の光を前記液晶表示パネルの一組の画素部分のうち異なる画素に集光させ、前記第２マイクロレンズは、前記液晶表示パネルに入射する光をその波長にかかわらず該光の光軸方向が平行となるよう光軸を変換することを特徴としている。
【００１４】
請求項１及び請求項２の画像表示装置にあっては、色分離手段によって分離された光をマイクロレンズアレイで液晶表示パネルの異なる画素に集光させることによって画像表示装置をカラー表示可能にしている。また、一方のマイクロレンズアレイによって、出射される各色の光の光軸方向が平行となるようにしているので、見る方向によって画像の色が異なって見えることがなくなり、画像の色再現性が良好となって画像表示装置の画質を向上させることができる。
請求項３に記載の実施態様は、請求項１または２に記載の画像表示装置における前記第２マイクロレンズが、それぞれ前記液晶表示パネルの赤色、緑色、青色の３画素を含む領域に対応して配置されていることを特徴としている。
請求項３の画像表示装置にあっては、光源から出射された第１のマイクロレンズアレイに異なる方向から入射する光を第１及び第２マイクロレンズアレイで液晶表示パネルの異なる画素に集光させることによって画像表示装置をカラー表示可能にする。また、第２マイクロレンズアレイによって、出射される各色の光の光軸方向が平行となるようにしているので、見る方向によって画像の色が異なって見えることがなくなり、画像の色再現性が良好となって画像表示装置の画質を向上させることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図３は本発明の一実施形態による画像表示装置２１の構成を示す概略図である。以下、本発明の実施形態の説明においては、従来例と同じ構成部分については、同じ符号を付すことによって詳細な説明は省略する。
【００１６】
この画像表示装置２１にあっては、バックライト光源２、回折格子３（色分離手段）、第１のマイクロレンズアレイ４、液晶表示パネル５、第２のマイクロレンズアレイ２２及び拡散板６が順次配置されている。バックライト光源２からはほぼ平行な白色光Ｗが出射されている。この平行光は導光板７の光出射面１２と小さな角度をなしており、この平行光が回折格子３に入射すると、回折格子３により回折される。回折格子３により生じた回折光のうち、１次回折光が回折格子３とほぼ垂直な方向に出射される。この時、波長の異なる光は異なる回折角を持つので、１次回折光は、赤色光Ｒ、緑色光Ｇおよび青色光Ｂに分散される。
【００１７】
第１のマイクロレンズアレイ４は、液晶表示パネル５の１組の画素１４、すなわち隣接する３画素に対して１つのマイクロレンズ４ａが対応するように配置されている。従って、異なる光軸方向で回折格子３から出射された赤色光Ｒ、緑色光Ｇおよび青色光Ｂはマイクロレンズ４ａによって１組の画素１４のうち異なる画素１４に集光される。よって、これらの画素１４のオン、オフを制御することによって赤色光Ｒ、緑色光Ｇ及び青色光Ｂを独立して透過もしくは遮断することができ、画像表示装置２１をカラー化することができる。
【００１８】
さらに、第２のマイクロレンズアレイ２２は、その各マイクロレンズ２２ａが第１のマイクロレンズアレイ４のマイクロレンズ４ａに対応しており、第１のマイクロレンズアレイ４の主平面と第２のマイクロレンズアレイ２２の主平面との距離Ｌは第２のマイクロレンズアレイ２２の焦点距離に等しくなっている。したがって、液晶表示パネル５の画素１４を通過した赤色光Ｒ、緑色光Ｇおよび青色光Ｂは互いに光軸方向が異なっているが、第２のマイクロレンズアレイ２２のマイクロレンズ２２ａを通過することによって、赤色光Ｒ、緑色光Ｇ及び青色光Ｂの光軸が平行に揃えられる。
【００１９】
よって、第２のマイクロレンズアレイ２２を通過した赤色光Ｒ、緑色光Ｇおよび青色光Ｂが拡散板６で拡散されると、図３に示すように、それぞれの拡散光の指向特性ＴR，ＴG，ＴBは等しくなる。このため、観察者が異なる方向から画像表示装置２１を見ても、方向によって異なった色に見えたりすることがなく、色再現性が良好となる。
【００２０】
なお、図３の実施形態では、球面レンズ状のマイクロレンズを２次元状に配列したマイクロレンズアレイを示したが、図４に示すように、台形レンズ状をしたマイクロレンズ２２ａを２次元状に配列したマイクロレンズアレイ２２を用いて赤色光Ｒ、緑色光Ｇ及び青色光Ｂの光軸を平行にしてもよい。
【００２１】
（第２の実施形態）
図５は本発明の別な実施形態による画像表示装置２３を示す概略図である。この画像表示装置２３にあっては、第２のマイクロレンズアレイ２２を第１のマイクロレンズアレイ４と液晶表示パネル５の間に配置している。この場合も、第１のマイクロレンズアレイ４のマイクロレンズ４ａと第２のマイクロレンズアレイ２２のマイクロレンズ２２ａとは１対１に対応しており、第１のマイロクレンズアレイ４の主平面と第２のマイクロレンズアレイ２２の主平面との距離Ｌは第２のマイクロレンズアレイ２２の焦点距離に等しくなっている。また、第１及び第２のマクロレンズアレイ４，２２の１つのマイクロレンズ４ａ，２２ａは、赤色、緑色及び青色の３画素に対応している。
【００２２】
しかして、この画像表示装置２３にあっては、回折格子３によって回折された赤色光Ｒ、緑色光Ｇ及び青色光Ｂは、第１のマイクロレンズアレイ４の各マイクロレンズ４ａによって集光され、さらに第２のマイクロレンズアレイ２２の各マイクロレンズ２２ａによって赤色光Ｒ、緑色光Ｇ及び青色光Ｂの光軸が互いに平行となるように光軸を曲げられ、集光された赤色光Ｒ、緑色光Ｇ及び青色光Ｂは１組の３画素の異なる画素１４に集光される。この結果、赤色光Ｒ、緑色光Ｇ及び青色光Ｂは互いに光軸が平行に揃った状態で各画素１４を通過するので、拡散板６で拡散された赤色光Ｒ、緑色光Ｇ及び青色光Ｂの指向特性も同じになり、見る角度によって異なった色に見えることがなくなる。
【００２３】
（第３の実施形態）
図６は本発明のさらに別な実施形態による画像表示装置２４を示す概略図である。この実施形態にあっては、液晶表示パネル５を構成している２枚のガラス基板２５，２６のうち、一方のガラス基板２５と一体に第２のマイクロレンズアレイ２２を形成している。この実施形態にあっては、部品点数を削減することができるので、組立工数の削減とコストダウンを図ることができ、画像表示装置２４の薄型化も図れる。また、液晶表示パネル５と第２のマイクロレンズアレイ２２の位置決め誤差がないので、信頼性が向上する。
【００２４】
（第４の実施形態）
図７は本発明のさらに別な実施形態による画像表示装置２７を示す概略図である。この実施形態にあっては、第２のマイクロレンズアレイ２２の全体に光拡散剤を分散させてマイクロレンズアレイ２２と拡散板６を一体に形成している。この実施形態にあっても、部品点数を削減することができるので、組立工数の削減とコストダウンを図ることができ、画像表示装置２７の薄型化も図れる。また、液晶表示パネル５と第２のマイクロレンズアレイ２２の位置決め誤差がないので、信頼性が向上する。
【００２５】
（その他）
上記画像表示装置は、種々の機器に用いることができる。例えば、図８に示すように、撮影中の画像を映したり、撮影済の再生画像を映したりするカラー画像表示部３２を備えたビデオカメラ３１において、カラー画像表示部３２に本発明の画像表示装置を用いることができる。また、図９は携帯端末機３３の画像表示部３４に本発明の画像表示部を用いた例を示している。さらに、図示しないが、液晶テレビ、ノート型パソコンの液晶ディスプレイ等に用いてもよい。これらの機器の表示部は、その使用用途から、カラー画像の色再現性の良さが最も要求されるが、その画像表示部に本発明の画像表示装置を用いれば、見る方向によって色が違って見えることがなく、色再現性にすぐれ画質の良好な画像表示部を具備させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の画像表示装置の構成を示す概略図である。
【図２】同上の画像表示装置を観察する方向と光強度との関係を示す図である。
【図３】本発明の一実施形態による画像表示装置の構成を示す概略図である。
【図４】別な形状のマイクロレンズアレイを示す断面図である。
【図５】本発明の別な実施形態による画像表示装置の構成を示す概略図である。
【図６】本発明のさらに別な実施形態による画像表示装置の構成を示す概略図である。
【図７】本発明のさらに別な実施形態による画像表示装置の構成を示す概略図である。
【図８】ビデオカメラの斜視図である。
【図９】携帯端末機の斜視図である。
【符号の説明】
ＴR，ＴG，ＴB 赤色光、緑色光及び青色光の指向特性
２ バックライト光源
３ 回折格子
４ マイクロレンズアレイ
５ 液晶表示パネル
６ 拡散板
２２ マイクロレンズアレイ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an image display apparatus that enables color display without using a color filter.
[0002]
[Prior art]
FIG. 1 shows a configuration of a conventional image display apparatus 1. The image display device 1 includes a backlight light source 2, a diffraction grating 3, a microlens array 4, a liquid crystal display panel 5, and a diffusion plate 6, and is capable of color display.
[0003]
The backlight light source 2 is a light source 9, for example, a linear light source such as a cold cathode ray tube and a reflector 10 facing a light incident end face 8 of a light guide plate 7 formed of a high refractive index transparent resin such as polycarbonate resin or methacrylic resin. And the reflective sheet 11 is disposed on the lower surface of the light guide plate 7. Thus, when the white light W is emitted from the light source 9, this light enters the light guide plate 7 from the light incident end face 8 of the light guide plate 7, and propagates while totally reflecting the light guide plate 7. The light propagating through the light guide plate 7 is emitted from the light exit surface 12 when the incident angle when entering the light exit surface (upper surface) 12 becomes smaller than the critical angle of total reflection. The light emitted from the lower surface of the light guide plate 7 is reflected by the reflection sheet 11 and enters the light guide plate 7 again. As a result, light that has entered the light guide plate 7 from the light source 9 is emitted as substantially parallel light from almost the entire light exit surface 12 of the light guide plate 7.
[0004]
The substantially parallel white light W emitted from the light exit surface 12 of the light guide plate 7 is diffracted by the diffraction grating 3 disposed to face the light exit surface 12. Since the diffraction angle of light depends on the wavelength of light, the first-order diffracted light diffracted by the diffraction grating 3 is separated into red light R, green light G, and blue light B.
[0005]
The liquid crystal display panel 5 has pixels opened between black matrix regions. The liquid crystal display panel 5 includes three adjacent pixels 14 that transmit red light R, pixels 14 that transmit green light G, and pixels 14 that transmit blue light B. One set of pixels constitutes one drawing point. The liquid crystal display panel 5 does not use a color filter.
[0006]
The microlens array 4 is an array of microlenses 4a two-dimensionally, and one microlens 4a corresponds to three pixels of red, green, and blue constituting one drawing point.
[0007]
Thus, the red light R, green light G, and blue light B (separated by the diffraction grating 3 are hatched with broken lines and the green light G is indicated by a thick line). Each lens 4 a of the lens array 4 is focused on the pixel position of the liquid crystal display panel 5, but red light R, green light G, and blue light B of the first-order diffracted light generated by the diffraction grating 3 are optical axes (optical axes are Since the directions (indicated by alternate long and short dashed lines) are different, light is condensed at different adjacent pixel positions. In the liquid crystal display panel 5, the pixel on which the red light R is condensed becomes a red pixel, the pixel on which the green light G is condensed becomes a green pixel, and the pixel on which the blue light B is condensed becomes a blue pixel. Therefore, the image display device 1 can perform color display by controlling on / off of each pixel 14.
[0008]
Furthermore, since the light transmitted through the liquid crystal display panel 5 is diffused by the diffusion plate 6 disposed on the front surface of the liquid crystal display panel 5, it can be viewed not only from the front of the image display device 1 but also from an oblique direction. ing.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the image display device 1 capable of color display as described above, the red light R, the green light G, and the blue light B have different optical axis directions when passing through the pixels of the liquid crystal display panel 5. Therefore, even if this is diffused by the diffusing plate 6, the red light R, the green light G, and the blue light B as shown in the directional characteristics T R , T G , and T B shown in the uppermost stage of FIG. The directional characteristics of diffused light have different angles. Taking the angle of the observer viewing the image display device 1 on the horizontal axis and the light intensity of red light R, green light G and blue light B on the vertical axis, this is expressed as shown in FIG.
[0010]
For this reason, the conventional image display device 1 has a problem that when the observer views the screen, the balance of the light intensity of red, green, and blue varies depending on the viewing angle, and the color looks different depending on the viewing angle. . As a result, the color reproducibility of the color display type image display apparatus 1 has deteriorated.
[0011]
The present invention has been made in view of the shortcomings of the conventional examples described above, and an object of the present invention is a phenomenon in which different colors appear depending on the viewing direction in an image display device that performs color display without using a color filter. Is to improve color reproducibility.
[0012]
DISCLOSURE OF THE INVENTION
The image display device according to claim 1, wherein a backlight source that emits light in a planar shape from a light exit surface of a light guide plate, and light emitted from the backlight source differs in light axis direction for each light flux having a different wavelength. of a color separation means for color separation as a light, a liquid crystal display panel which two-dimensionally arranged pixels having an opening, first microlenses are arranged a plurality of first microlenses two-dimensionally An array, and a second microlens array in which a plurality of second microlenses corresponding to the first microlens are arranged two-dimensionally, and the first microlens array includes the liquid crystal display panel The second microlens array is disposed between the first microlens array and the first microlens array via the liquid crystal display panel. The distance between the main plane of A and the main plane of the second microlens array is determined to be equal to the focal length of the second microlens array, and the first microlens is separated by the color separation means. The light in the direction of the optical axis that is different for each of the light beams having different wavelengths is condensed on different pixels of the set of pixel portions of the liquid crystal display panel, and the second microlens transmits the light transmitted through the liquid crystal display panel. The optical axis is converted so that the optical axis direction of the light becomes parallel regardless of the wavelength .
[0013]
The image display device according to claim 2, wherein a backlight light source that emits light in a planar shape from a light emitting surface of a light guide plate, and light emitted from the backlight light source is in a different optical axis direction for each light flux having a different wavelength. of a color separation means for color separation as a light, a liquid crystal display panel which two-dimensionally arranged pixels having an opening, first microlenses are arranged a plurality of first microlenses two-dimensionally An array, and a second microlens array in which a plurality of second microlenses corresponding to the first microlens are arranged two-dimensionally, and the first microlens array includes the liquid crystal display panel The second microlens array is disposed between the first microlens array and the liquid crystal display panel, and is disposed between the color separation unit and the main plane of the first microlens array. And a distance between main planes of the second microlens array are set to be equal to a focal length of the second microlens array, and the first microlens and the second microlens are color-separated. The light in the direction of the optical axis that is different for each of the light beams having different wavelengths is condensed on different pixels of the set of pixel portions of the liquid crystal display panel, and the second microlens transmits the light incident on the liquid crystal display panel. The optical axis is converted so that the optical axis direction of the light becomes parallel regardless of the wavelength .
[0014]
The image display device according to claim 1 or 2 enables the image display device to perform color display by condensing the light separated by the color separation means on different pixels of the liquid crystal display panel by the microlens array. Yes. Also, one microlens array ensures that the optical axis direction of the emitted light of each color is parallel, so that the color of the image does not look different depending on the viewing direction, and the color reproducibility of the image is good Thus, the image quality of the image display device can be improved.
According to a third aspect of the present invention, the second microlens in the image display device according to the first or second aspect corresponds to a region including three pixels of red, green, and blue, respectively, of the liquid crystal display panel. It is characterized by being arranged.
In the image display device according to claim 3 , light incident on the first microlens array emitted from the light source from different directions is condensed on different pixels of the liquid crystal display panel by the first and second microlens arrays. As a result, the image display device can display in color. In addition, since the optical axis direction of each color of emitted light is made parallel by the second microlens array, the color of the image does not look different depending on the viewing direction, and the color reproducibility of the image is good Thus, the image quality of the image display device can be improved.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 3 is a schematic diagram showing the configuration of the image display device 21 according to an embodiment of the present invention. Hereinafter, in the description of the embodiment of the present invention, the same components as those in the conventional example are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
[0016]
In this image display device 21, the backlight source 2, the diffraction grating 3 (color separation means) , the first microlens array 4 , the liquid crystal display panel 5 , the second microlens array 22, and the diffusion plate 6 are sequentially provided. Has been placed. A substantially parallel white light W is emitted from the backlight source 2. The parallel light forms a small angle with the light exit surface 12 of the light guide plate 7. When the parallel light enters the diffraction grating 3, it is diffracted by the diffraction grating 3. Of the diffracted light generated by the diffraction grating 3, the first-order diffracted light is emitted in a direction substantially perpendicular to the diffraction grating 3. At this time, since light having different wavelengths has different diffraction angles, the first-order diffracted light is dispersed into red light R, green light G, and blue light B.
[0017]
The first microlens array 4 is arranged so that one microlens 4 a corresponds to one set of pixels 14 of the liquid crystal display panel 5, that is, three adjacent pixels. Accordingly, the red light R, green light G, and blue light B emitted from the diffraction grating 3 in different optical axis directions are condensed on different pixels 14 of the set of pixels 14 by the microlens 4a. Therefore, by controlling on / off of these pixels 14, the red light R, the green light G, and the blue light B can be transmitted or blocked independently, and the image display device 21 can be colored.
[0018]
Further, the second microlens array 22 has each microlens 22a corresponding to the microlens 4a of the first microlens array 4, and the main plane of the first microlens array 4 and the second microlens. The distance L from the main plane of the array 22 is equal to the focal length of the second microlens array 22. Therefore, the red light R, the green light G, and the blue light B that have passed through the pixels 14 of the liquid crystal display panel 5 have different optical axis directions, but by passing through the microlenses 22 a of the second microlens array 22. , The optical axes of red light R, green light G, and blue light B are aligned in parallel.
[0019]
Therefore, the red light R passing through the second microlens array 22, the green light G and blue light B is diffused by the diffusion plate 6, as shown in FIG. 3, the directional characteristics of the respective diffused light T R, T G and T B are equal. For this reason, even if the observer looks at the image display device 21 from different directions, the color does not look different depending on the direction, and the color reproducibility is good.
[0020]
In the embodiment of FIG. 3, a microlens array in which spherical lens-like microlenses are arranged two-dimensionally is shown. However, as shown in FIG. 4, a trapezoidal lens-like microlens 22a is two-dimensionally arranged. The optical axes of the red light R, the green light G, and the blue light B may be made parallel by using the arranged microlens array 22.
[0021]
(Second Embodiment)
FIG. 5 is a schematic view showing an image display device 23 according to another embodiment of the present invention. In the image display device 23, the second microlens array 22 is disposed between the first microlens array 4 and the liquid crystal display panel 5. Also in this case, the microlens 4a of the first microlens array 4 and the microlens 22a of the second microlens array 22 correspond one-to-one, and the main plane of the first microlens array 4 and the first The distance L from the main plane of the second microlens array 22 is equal to the focal length of the second microlens array 22. Further, one micro lens 4a, 22a of the first and second macro lens arrays 4, 22 corresponds to three pixels of red, green and blue.
[0022]
In the image display device 23, the red light R, the green light G, and the blue light B diffracted by the diffraction grating 3 are collected by the microlenses 4a of the first microlens array 4, Further, the red light R, green light collected by the microlenses 22a of the second microlens array 22 is bent so that the optical axes of the red light R, green light G, and blue light B are parallel to each other. The light G and the blue light B are collected on a set of three different pixels 14. As a result, the red light R, the green light G, and the blue light B pass through each pixel 14 with their optical axes aligned in parallel with each other, so that the red light R, the green light G, and the blue light diffused by the diffusion plate 6 are used. The directivity characteristics of B are also the same, and different colors are not seen depending on the viewing angle.
[0023]
(Third embodiment)
FIG. 6 is a schematic view showing an image display device 24 according to still another embodiment of the present invention. In this embodiment, the second microlens array 22 is formed integrally with one of the two glass substrates 25 and 26 constituting the liquid crystal display panel 5. In this embodiment, since the number of parts can be reduced, the number of assembly steps can be reduced and the cost can be reduced, and the image display device 24 can be made thinner. Further, since there is no positioning error between the liquid crystal display panel 5 and the second microlens array 22, the reliability is improved.
[0024]
(Fourth embodiment)
FIG. 7 is a schematic view showing an image display device 27 according to still another embodiment of the present invention. In this embodiment, the microlens array 22 and the diffusion plate 6 are integrally formed by dispersing the light diffusing agent throughout the second microlens array 22. Even in this embodiment, since the number of parts can be reduced, the number of assembling steps can be reduced and the cost can be reduced, and the image display device 27 can be made thinner. Further, since there is no positioning error between the liquid crystal display panel 5 and the second microlens array 22, the reliability is improved.
[0025]
(Other)
The image display device can be used in various devices. For example, as shown in FIG. 8, in a video camera 31 including a color image display unit 32 that displays an image being shot or a reproduced image that has been shot, the image display of the present invention is displayed on the color image display unit 32. An apparatus can be used. FIG. 9 shows an example in which the image display unit of the present invention is used for the image display unit 34 of the portable terminal 33. Further, although not shown, it may be used for a liquid crystal television, a liquid crystal display of a notebook personal computer, or the like. The display part of these devices is most required to have good color reproducibility of the color image because of its usage, but if the image display device of the present invention is used for the image display part, the color differs depending on the viewing direction. It is possible to provide an image display portion that is not visible and has excellent color reproducibility and good image quality.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a configuration of a conventional image display apparatus.
FIG. 2 is a diagram showing the relationship between the direction of observing the image display apparatus and the light intensity.
FIG. 3 is a schematic diagram showing a configuration of an image display device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a sectional view showing a microlens array having another shape.
FIG. 5 is a schematic diagram showing a configuration of an image display device according to another embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a schematic diagram showing a configuration of an image display device according to still another embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a schematic diagram showing a configuration of an image display device according to still another embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a perspective view of a video camera.
FIG. 9 is a perspective view of a mobile terminal.
[Explanation of symbols]
Directional characteristics 2 of T R , T G , T B red light, green light and blue light 2 Backlight source 3 Diffraction grating 4 Micro lens array 5 Liquid crystal display panel 6 Diffuser 22 Micro lens array

Claims (3)

導光板の光出射面から面状に光を出射させるバックライト光源と、
バックライト光源から出射された光を、波長の異なる光束毎に異なる光軸方向の光となるように色分離させる色分離手段と、
開口を有する画素を２次元的に配列させた液晶表示パネルと、
複数個の第１マイクロレンズを２次元的に配列させた第１マイクロレンズアレイと、
前記第１マイクロレンズと１対１に対応する複数の第２マイクロレンズを２次元的に配列させた第２マイクロレンズアレイとを備え、
前記第１マイクロレンズアレイは前記液晶表示パネルと前記色分離手段との間に配置され、前記第２マイクロレンズアレイは前記液晶表示パネルを介して前記第１マイクロレンズアレイと反対側に配置され、
前記第１マイクロレンズアレイの主平面と前記第２マイクロレンズアレイの主平面の距離は、前記第２マイクロレンズアレイの焦点距離と等しくなるように定められ、
前記第１マイクロレンズは、前記色分離手段で分離された前記波長の異なる光束毎に異なる光軸方向の光を前記液晶表示パネルの一組の画素部分のうち異なる画素に集光させ、
前記第２マイクロレンズは、前記液晶表示パネルを透過した光をその波長にかかわらず該光の光軸方向が平行となるよう光軸を変換することを特徴とする画像表示装置。A backlight source that emits light in a planar shape from the light exit surface of the light guide plate;
Color separation means for color-separating the light emitted from the backlight light source so as to be light in different optical axis directions for each light flux having different wavelengths;
A liquid crystal display panel in which pixels having openings are two-dimensionally arranged;
A first microlens array having a plurality of first microlenses two-dimensionally arranged,
A second microlens array in which a plurality of second microlenses corresponding one-to-one with the first microlens are two-dimensionally arranged ;
The first microlens array is disposed between the liquid crystal display panel and the color separation unit, and the second microlens array is disposed on the opposite side of the first microlens array through the liquid crystal display panel,
The distance between the main plane of the first microlens array and the main plane of the second microlens array is determined to be equal to the focal length of the second microlens array;
The first microlens condenses light in a different optical axis direction for each light flux having different wavelengths separated by the color separation unit on different pixels in a set of pixel portions of the liquid crystal display panel,
The image display apparatus according to claim 2, wherein the second microlens converts an optical axis of the light transmitted through the liquid crystal display panel so that the optical axis direction of the light is parallel regardless of the wavelength . 導光板の光出射面から面状に光を出射させるバックライト光源と、
バックライト光源から出射された光を、波長の異なる光束毎に異なる光軸方向の光となるように色分離させる色分離手段と、
開口を有する画素を２次元的に配列させた液晶表示パネルと、
複数個の第１マイクロレンズを２次元的に配列させた第１マイクロレンズアレイと、
前記第１マイクロレンズと１対１に対応する複数の第２マイクロレンズを２次元的に配列させた第２マイクロレンズアレイとを備え、
前記第１マイクロレンズアレイは前記液晶表示パネルと前記色分離手段との間に配置され、前記第２マイクロレンズアレイは前記第１マイクロレンズアレイと前記液晶表示パネルの間に配置され、
前記第１マイクロレンズアレイの主平面と前記第２マイクロレンズアレイの主平面の距離は、前記第２マイクロレンズアレイの焦点距離と等しくなるように定められ、
前記第１マイクロレンズ及び前記第２のマイクロレンズは、前記色分離された前記波長の異なる光束毎に異なる光軸方向の光を前記液晶表示パネルの一組の画素部分のうち異なる画素に集光させ、
前記第２マイクロレンズは、前記液晶表示パネルに入射する光をその波長にかかわらず該光の光軸方向が平行となるよう光軸を変換することを特徴とする画像表示装置。A backlight source that emits light in a planar shape from the light exit surface of the light guide plate;
Color separation means for color-separating the light emitted from the backlight light source so as to be light in different optical axis directions for each light flux having different wavelengths;
A liquid crystal display panel in which pixels having openings are two-dimensionally arranged;
A first microlens array having a plurality of first microlenses two-dimensionally arranged,
A second microlens array in which a plurality of second microlenses corresponding one-to-one with the first microlens are two-dimensionally arranged ;
The first microlens array is disposed between the liquid crystal display panel and the color separation unit; the second microlens array is disposed between the first microlens array and the liquid crystal display panel;
The distance between the main plane of the first microlens array and the main plane of the second microlens array is determined to be equal to the focal length of the second microlens array;
The first microlens and the second microlens condense light in a different optical axis direction for the light beams having different wavelengths that have been color-separated to different pixels in a pair of pixel portions of the liquid crystal display panel. Let
The second microlens converts an optical axis of light incident on the liquid crystal display panel so that the optical axis direction of the light is parallel regardless of the wavelength . 前記第２マイクロレンズは、それぞれ前記液晶表示パネルの赤色、緑色、青色の３画素を含む領域に対応して配置されていることを特徴とする、請求項１または２に記載の画像表示装置。The second microlens, red each of the liquid crystal display panel, a green, and characterized in that it is arranged corresponding to a region including a blue 3 pixels, the image display apparatus according to claim 1 or 2.
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