JPH02251902A - レンズアレイ及びレンズアレイを用いた液晶表示素子 - Google Patents
レンズアレイ及びレンズアレイを用いた液晶表示素子Info
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- JPH02251902A JPH02251902A JP1074221A JP7422189A JPH02251902A JP H02251902 A JPH02251902 A JP H02251902A JP 1074221 A JP1074221 A JP 1074221A JP 7422189 A JP7422189 A JP 7422189A JP H02251902 A JPH02251902 A JP H02251902A
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- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 12
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 5
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
- G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
- G02F1/133526—Lenses, e.g. microlenses or Fresnel lenses
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は微小な光学レンズ体、及びレンズ体が規則的に
配列して成るレンズアレイ体及び液晶デイスプレィ、投
射型プロジェクタ−光プリンターなどの光学機器に使用
される液晶表示素子に関する。
配列して成るレンズアレイ体及び液晶デイスプレィ、投
射型プロジェクタ−光プリンターなどの光学機器に使用
される液晶表示素子に関する。
20〜200μm程度のレンズ径を有するマイクロレン
ズ、あるいはそれらのマイクロレンズを規則的に配列し
て構成したレンズアレイは、ファクシミリや電子複写機
等の結像光学系に、あるいは光フアイバコネクタの光学
系などに応用されている。
ズ、あるいはそれらのマイクロレンズを規則的に配列し
て構成したレンズアレイは、ファクシミリや電子複写機
等の結像光学系に、あるいは光フアイバコネクタの光学
系などに応用されている。
前記レンズ径を有するマイクロレンズ(マイクロレンズ
アレイ)にはおもに二つのタイプの物があり、一つは分
布屈折車形平板マイクロレンズであり、一つは凸もしく
は凹形状レンズである。上記マイクロレンズに関する参
考文献としては、■電気学会誌103 [2] p12
7 (1983)、■Applied 0ptics
(アプライドオプティクス)誌 27 [7]p128
1(1988)等がある。このうち形状レンズは、は製
造方法が簡便であり、従って製造コストが安く、また、
レンズの製造段階で他の部品と一体化させることが出来
るという利点を有している。
アレイ)にはおもに二つのタイプの物があり、一つは分
布屈折車形平板マイクロレンズであり、一つは凸もしく
は凹形状レンズである。上記マイクロレンズに関する参
考文献としては、■電気学会誌103 [2] p12
7 (1983)、■Applied 0ptics
(アプライドオプティクス)誌 27 [7]p128
1(1988)等がある。このうち形状レンズは、は製
造方法が簡便であり、従って製造コストが安く、また、
レンズの製造段階で他の部品と一体化させることが出来
るという利点を有している。
しかし、形状レンズはレンズ曲率の制御が難しく、特に
レンズ径が小さく、かつ曲率半径が大きい場合に顕著で
あった。従って、レンズアレイの個々のマイクロレンズ
の焦点距離を自在に調整することが困難であるという課
題電荷していた。
レンズ径が小さく、かつ曲率半径が大きい場合に顕著で
あった。従って、レンズアレイの個々のマイクロレンズ
の焦点距離を自在に調整することが困難であるという課
題電荷していた。
そこで本発明は以上のような課題を解決するもので、そ
の目的とするところは、個々のレンズの焦点距離を自在
に調整し得る構成を有するレンズアレイを提供すること
にある。
の目的とするところは、個々のレンズの焦点距離を自在
に調整し得る構成を有するレンズアレイを提供すること
にある。
上記課題を解決するために本発明のレンズアレイは、レ
ンズアレイにおいて、前記レンズアレイを構成する材料
の屈折率を n+としたときに、n+>n2>1なる屈
折率n2を有する材料で、前記レンズアレイの表面を平
坦化したことを特徴とする。
ンズアレイにおいて、前記レンズアレイを構成する材料
の屈折率を n+としたときに、n+>n2>1なる屈
折率n2を有する材料で、前記レンズアレイの表面を平
坦化したことを特徴とする。
また上記レンズアレイを、表示画素に対応するように備
えることによって、液晶表示素子が構成される。
えることによって、液晶表示素子が構成される。
上記の手段によれば、レンズアレイの凹凸部分を、屈折
率が1より大きくかつレンズアレイ材料のそれよりも小
さい材料で平坦化することにより、一つ一つのレンズの
パワーを下げることが出来る。
率が1より大きくかつレンズアレイ材料のそれよりも小
さい材料で平坦化することにより、一つ一つのレンズの
パワーを下げることが出来る。
従っである曲率半径を有するマイクロレンズからなるレ
ンズアレイを持ってきた場合、本発明を適用する事によ
り、焦点距離を自在に調節することが可能である。また
、ある焦点距離を有するマイクロレンズからなるレンズ
アレイを作製しようとした場合、本発明を適用すれば、
個々のレンズの曲率半径を自由に設定することができ、
作製マージンを広くすることが出来る。
ンズアレイを持ってきた場合、本発明を適用する事によ
り、焦点距離を自在に調節することが可能である。また
、ある焦点距離を有するマイクロレンズからなるレンズ
アレイを作製しようとした場合、本発明を適用すれば、
個々のレンズの曲率半径を自由に設定することができ、
作製マージンを広くすることが出来る。
また、凹凸部を平坦化することにより、個々のレンズの
保護が出来、きわめて取り扱いのよいレンズアレイを実
現することが出来る。また、レンズアレイを液晶表示素
子等の前面に取り付ける場合には、本発明のレンズアレ
イは表面に凹凸を有していないため、表示素子に密着さ
せることができ、ギャップに由来するモアレをなくすこ
とが出来る。
保護が出来、きわめて取り扱いのよいレンズアレイを実
現することが出来る。また、レンズアレイを液晶表示素
子等の前面に取り付ける場合には、本発明のレンズアレ
イは表面に凹凸を有していないため、表示素子に密着さ
せることができ、ギャップに由来するモアレをなくすこ
とが出来る。
以下、実施例に基づき本発明の詳細な説明する。
但し、本発明は以下の実施例に限定されるものではない
。
。
[実施例1]
第1図(a)に示すような、焦点距離が300μmのマ
イクロレンズ102を配列したレンズアレイ101を用
意した。マイクロレンズ102は、屈折率1.52の樹
脂で形成されている。次に、第1図(b)に示すように
、このマイクロレンズ102の上に屈折率1.46の透
明樹脂103を13.7μmの膜厚になるようにコーテ
ィングをした。その結果、マイクロレンズ−基板界面1
04から一つ一つのレンズの集光点までの距離は、32
0μmになった。
イクロレンズ102を配列したレンズアレイ101を用
意した。マイクロレンズ102は、屈折率1.52の樹
脂で形成されている。次に、第1図(b)に示すように
、このマイクロレンズ102の上に屈折率1.46の透
明樹脂103を13.7μmの膜厚になるようにコーテ
ィングをした。その結果、マイクロレンズ−基板界面1
04から一つ一つのレンズの集光点までの距離は、32
0μmになった。
[実施例2]
第2図に示す、表面を透明樹脂203で平坦化したレン
ズアレイ201を作製した。このレンズアレイの一つの
マイクロレンズ202はポジレジスト(Ship−1e
y社製 TF−20屈折率=1.65) で出来てお
り、レンズ直径=65μm 曲率半径=150μmであ
る。このマイクロレンズ202は、第3図に示す方法で
作製した。まず第3図(a)に示すように、フォトリソ
グラフィの手法を用いてレジストの円柱301を作製す
る。(図には断面形状のみ示す。)次に、第3図(b)
に示すように、これに熱をかけ、レジストに流動を起こ
させ、レジストの表面張力によりレンズ形状が出来た時
点で冷却固化し、マイクロレンズ302を得る。このよ
うにして作製されたレンズアレイの表面に、PMMA
(屈折率=1.49)を膜厚=61.4μmになるよう
にコーティングしてレンズアレイ201を得た。このレ
ンズアレイ201のマイクロレンズ−基板界面204か
ら集光点までの距離は320μmであり、集光面におけ
るスポット径は7.3μmであった。
ズアレイ201を作製した。このレンズアレイの一つの
マイクロレンズ202はポジレジスト(Ship−1e
y社製 TF−20屈折率=1.65) で出来てお
り、レンズ直径=65μm 曲率半径=150μmであ
る。このマイクロレンズ202は、第3図に示す方法で
作製した。まず第3図(a)に示すように、フォトリソ
グラフィの手法を用いてレジストの円柱301を作製す
る。(図には断面形状のみ示す。)次に、第3図(b)
に示すように、これに熱をかけ、レジストに流動を起こ
させ、レジストの表面張力によりレンズ形状が出来た時
点で冷却固化し、マイクロレンズ302を得る。このよ
うにして作製されたレンズアレイの表面に、PMMA
(屈折率=1.49)を膜厚=61.4μmになるよう
にコーティングしてレンズアレイ201を得た。このレ
ンズアレイ201のマイクロレンズ−基板界面204か
ら集光点までの距離は320μmであり、集光面におけ
るスポット径は7.3μmであった。
一方、透明樹脂層203を設けずに、同様の手法、材料
を用いて、焦点圧111320μmのレンズアレイを作
製した。このレンズアレイでは、レンズの曲率半径は2
10μmであった。このように透明樹脂層を設けない場
合はレンズの曲率半径を大きくせざるを得す、すると第
3図(a)のレジストの円柱301の高さを低くせざる
を得ないことからその後の加熱時におけるレジストの流
動がうまく起こらず作製がきわめて困難であった。従っ
て、得られたレンズの形状精度も悪いものであり、焦点
面におけるスポット径も64.8μmと大きなものであ
った。
を用いて、焦点圧111320μmのレンズアレイを作
製した。このレンズアレイでは、レンズの曲率半径は2
10μmであった。このように透明樹脂層を設けない場
合はレンズの曲率半径を大きくせざるを得す、すると第
3図(a)のレジストの円柱301の高さを低くせざる
を得ないことからその後の加熱時におけるレジストの流
動がうまく起こらず作製がきわめて困難であった。従っ
て、得られたレンズの形状精度も悪いものであり、焦点
面におけるスポット径も64.8μmと大きなものであ
った。
[実施例3]
液晶表示素子の液晶画素開口部を透過する光量を増大さ
せることを目的として、第4図に示すように、実施例2
と全く同様のレンズアレイ401を液晶表示素子402
の前面に取りつけた。このような配置により、レンズア
レイ401によって集光された入射光403は開口部4
04を透過し、液晶表示体表示面における明るさを向上
させることが出来る。その結果、レンズアレイ401を
取り付けた場合は、透過光405の光量を70%増加す
ることが出来た。また液晶表示体表示面におけるモアレ
はいっさい見られなかった。一方、レンズアレイ表面に
透明樹脂層を設けないレンズアレイを使用した場合は、
透過光405の光量増加量は40%であった。またレン
ズアレイの表面が凹凸を有していることから液晶表示体
とレンズアレイの間にギャップが生じ、それに由来する
モアレが液晶表示体表示面にみられた。また、マイクロ
レンズと液晶表示体が直接接触しているため、マイクロ
レンズに破損がみられた。
せることを目的として、第4図に示すように、実施例2
と全く同様のレンズアレイ401を液晶表示素子402
の前面に取りつけた。このような配置により、レンズア
レイ401によって集光された入射光403は開口部4
04を透過し、液晶表示体表示面における明るさを向上
させることが出来る。その結果、レンズアレイ401を
取り付けた場合は、透過光405の光量を70%増加す
ることが出来た。また液晶表示体表示面におけるモアレ
はいっさい見られなかった。一方、レンズアレイ表面に
透明樹脂層を設けないレンズアレイを使用した場合は、
透過光405の光量増加量は40%であった。またレン
ズアレイの表面が凹凸を有していることから液晶表示体
とレンズアレイの間にギャップが生じ、それに由来する
モアレが液晶表示体表示面にみられた。また、マイクロ
レンズと液晶表示体が直接接触しているため、マイクロ
レンズに破損がみられた。
(発明の効果〕
以上説明したように、本発明によれば、レンズアレイを
構成する材料の屈折率を nlとしたときに、n+>n
2>1なる屈折率n2を有する材料で、前記レンズアレ
イの表面を平坦化する事により、レンズアレイの焦点距
離を自在に調節することが出来る。また、ある一定の焦
点距離のレンズアレイを作製する際には、レンズの曲率
半径を自由に設定することができ、作製マージンを広く
することが出来る。この他にも、レンズアレイの凹凸面
を平坦化することによる、レンズの保護という効果も生
まれる。また、本発明のレンズアレイを液晶表示素子の
前面に取り付けることにより、表示面の光量増加を図る
ことが出来、かつモアレをなくすこともできる。このよ
うな液晶表示素子を用いれば、極めて高輝度な投射型プ
ロジェクタ−を得ることが可能であり、さらには光プリ
ンター複写機、一般の液晶表示装置などへも応用が可能
であることは明白である。
構成する材料の屈折率を nlとしたときに、n+>n
2>1なる屈折率n2を有する材料で、前記レンズアレ
イの表面を平坦化する事により、レンズアレイの焦点距
離を自在に調節することが出来る。また、ある一定の焦
点距離のレンズアレイを作製する際には、レンズの曲率
半径を自由に設定することができ、作製マージンを広く
することが出来る。この他にも、レンズアレイの凹凸面
を平坦化することによる、レンズの保護という効果も生
まれる。また、本発明のレンズアレイを液晶表示素子の
前面に取り付けることにより、表示面の光量増加を図る
ことが出来、かつモアレをなくすこともできる。このよ
うな液晶表示素子を用いれば、極めて高輝度な投射型プ
ロジェクタ−を得ることが可能であり、さらには光プリ
ンター複写機、一般の液晶表示装置などへも応用が可能
であることは明白である。
第1図は本発明の第1の実施例の説明図。第2図は本発
明の第2の実施例の説明図。第3図は本発明の第2の実
施例におけるマイクロレンズの作製法の説明図。第4図
は本発明の第3の実施例の説明図。 ・レンズアレイ ・マイクロレンズ ・透明樹脂 ・マイクロレンズ−基板界面 ・レンズアレイ ・マイクロレンズ ・透明樹脂 ・マイクロレンズ−基板界面 ・レジストの円柱 ・マイクロレンズ ・レンズアレイ ・液晶表示素子 ・入射光 ・開口部 ・透過光 406 ・ ・遮光膜 407 ・ ・画素電極 408 ・ スイッチング素子 以 上
明の第2の実施例の説明図。第3図は本発明の第2の実
施例におけるマイクロレンズの作製法の説明図。第4図
は本発明の第3の実施例の説明図。 ・レンズアレイ ・マイクロレンズ ・透明樹脂 ・マイクロレンズ−基板界面 ・レンズアレイ ・マイクロレンズ ・透明樹脂 ・マイクロレンズ−基板界面 ・レジストの円柱 ・マイクロレンズ ・レンズアレイ ・液晶表示素子 ・入射光 ・開口部 ・透過光 406 ・ ・遮光膜 407 ・ ・画素電極 408 ・ スイッチング素子 以 上
Claims (2)
- (1)レンズアレイにおいて、前記レンズアレイを構成
する材料の屈折率をn_1としたときに、n_1>n_
2>1なる屈折率n_2を有する材料で、前記レンズア
レイの表面を平坦化したことを特徴とするレンズアレイ
。 - (2)請求項1記載のレンズアレイが、表示画素に対応
するように備えられていることを特徴とするレンズアレ
イを用いた液晶表示素子。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1074221A JPH02251902A (ja) | 1989-03-27 | 1989-03-27 | レンズアレイ及びレンズアレイを用いた液晶表示素子 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1074221A JPH02251902A (ja) | 1989-03-27 | 1989-03-27 | レンズアレイ及びレンズアレイを用いた液晶表示素子 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH02251902A true JPH02251902A (ja) | 1990-10-09 |
Family
ID=13540916
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1074221A Pending JPH02251902A (ja) | 1989-03-27 | 1989-03-27 | レンズアレイ及びレンズアレイを用いた液晶表示素子 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH02251902A (ja) |
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH03137617A (ja) * | 1989-10-24 | 1991-06-12 | Nippon Sheet Glass Co Ltd | 液晶表示装置 |
EP0608932A2 (en) * | 1993-01-25 | 1994-08-03 | Philips Electronics Uk Limited | An image sensor |
JP2000002803A (ja) * | 1998-06-17 | 2000-01-07 | Nippon Sheet Glass Co Ltd | 平板型マイクロレンズアレイ |
KR20020022319A (ko) * | 2000-09-19 | 2002-03-27 | 이관우 | 마이크로렌즈 어레이를 구비하는 액정표시소자 및 그제조방법 |
US6825889B1 (en) | 1998-11-30 | 2004-11-30 | Seiko Epson Corporation | Liquid crystal device with an offset toward a clear viewing direction and projection type display device using the liquid crystal device |
CN100401111C (zh) * | 2006-08-11 | 2008-07-09 | 中国科学院长春应用化学研究所 | 冰模板制作微透镜阵列的加工方法 |
JP2008165167A (ja) * | 2006-12-29 | 2008-07-17 | Hyunin Chung | 光の透過速度差を利用した平面レンズシート |
JP2018533080A (ja) * | 2015-10-02 | 2018-11-08 | ピュア・デプス・リミテッド | 複数のディスプレイを備える表示システムにおいてモアレ干渉を低減するためにサブピクセル圧縮を実施するための方法およびシステム |
JP2018537728A (ja) * | 2015-10-02 | 2018-12-20 | ピュア・デプス・リミテッド | 複数のディスプレイを備える表示システムにおいてモアレ干渉を低減するための屈折ビームマッパを使用した方法およびシステム |
JP2019510996A (ja) * | 2016-01-20 | 2019-04-18 | アプティブ・テクノロジーズ・リミテッド | 複数のディスプレイを含むディスプレイシステムにおいてモアレ干渉を低減するために矩形要素プロファイルを有する屈折ビームマッパーを用いる方法及びシステム |
US10684491B2 (en) | 2015-10-02 | 2020-06-16 | Pure Depth Limited | Method and system using refractive beam mapper having square element profiles to reduce moire interference in a display system including multiple displays |
-
1989
- 1989-03-27 JP JP1074221A patent/JPH02251902A/ja active Pending
Cited By (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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