JPH0545642A - 画像表示装置 - Google Patents
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- JPH0545642A JPH0545642A JP3277022A JP27702291A JPH0545642A JP H0545642 A JPH0545642 A JP H0545642A JP 3277022 A JP3277022 A JP 3277022A JP 27702291 A JP27702291 A JP 27702291A JP H0545642 A JPH0545642 A JP H0545642A
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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
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- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
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- G—PHYSICS
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- G02B3/00—Simple or compound lenses
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- G02B3/0056—Arrays characterized by the distribution or form of lenses arranged along two different directions in a plane, e.g. honeycomb arrangement of lenses
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 液晶表示パネルを使用した透過型の画像表示
装置で液晶表示パネルに入射する照明光を無駄なく各画
素に集光させて有効に利用し、明るい投影画像を得るこ
とができるようにする。 【構成】 縦と横の配列ピッチが異なる複数の画素を有
する液晶表示パネルと、前記複数の画素の夫々に対応し
て照明光を集光させる複数のマイクロレンズ２を基板３
に形成して成る平板マイクロレンズアレイ４とを備えた
画像表示装置において、前記マイクロレンズ２を前記画
素の縦横の配列ピッチに基づく画素形状に合せて長円形
に形成した。
装置で液晶表示パネルに入射する照明光を無駄なく各画
素に集光させて有効に利用し、明るい投影画像を得るこ
とができるようにする。 【構成】 縦と横の配列ピッチが異なる複数の画素を有
する液晶表示パネルと、前記複数の画素の夫々に対応し
て照明光を集光させる複数のマイクロレンズ２を基板３
に形成して成る平板マイクロレンズアレイ４とを備えた
画像表示装置において、前記マイクロレンズ２を前記画
素の縦横の配列ピッチに基づく画素形状に合せて長円形
に形成した。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、液晶表示パネル等に照
明光を照射して表示パターンを形成する透過型の画像表
示装置で、特に照明光を液晶表示パネルの各画素に集束
させるための平板マイクロレンズアレイを備えた画像表
示装置に関する。
明光を照射して表示パターンを形成する透過型の画像表
示装置で、特に照明光を液晶表示パネルの各画素に集束
させるための平板マイクロレンズアレイを備えた画像表
示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の投影型の画像表示装置に
おいて使用される液晶表示パネルは、画素と呼ばれる最
小の表示単位が規則的に配列されており、それらの画素
に夫々独立した駆動電圧を印加し、各画素を構成する液
晶の光学特性を変化させることによって画像や文字が表
示される。しかし、駆動電圧を供給するラインを各画素
中に配線しなければならないため画素において実際に光
が透過する画素開口部の画素に占める割合（開口率）は
小さくなってしまう。
おいて使用される液晶表示パネルは、画素と呼ばれる最
小の表示単位が規則的に配列されており、それらの画素
に夫々独立した駆動電圧を印加し、各画素を構成する液
晶の光学特性を変化させることによって画像や文字が表
示される。しかし、駆動電圧を供給するラインを各画素
中に配線しなければならないため画素において実際に光
が透過する画素開口部の画素に占める割合（開口率）は
小さくなってしまう。
【０００３】従って、液晶表示パネルの照明光の強さが
同じ場合には、液晶表示パネルの開口率が低いほど画素
開口部以外に入射した光はスクリーンに到達しないため
画面は暗くなる。そこで、液晶表示パネルの開口率が低
いことによって画面が暗くなるという問題を解決するた
め、液晶表示パネルへの照明光を画素毎に集光させる手
段として光軸に対して回転対称に形成した（円形の）平
板マイクロレンズを各画素に対向するように形成した平
板マイクロレンズアレイを配置したものが知られてい
る。
同じ場合には、液晶表示パネルの開口率が低いほど画素
開口部以外に入射した光はスクリーンに到達しないため
画面は暗くなる。そこで、液晶表示パネルの開口率が低
いことによって画面が暗くなるという問題を解決するた
め、液晶表示パネルへの照明光を画素毎に集光させる手
段として光軸に対して回転対称に形成した（円形の）平
板マイクロレンズを各画素に対向するように形成した平
板マイクロレンズアレイを配置したものが知られてい
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来の技術で述べた円
形の平板マイクロレンズでは、図９に示すように画素が
デルタ型に配置されていて、その横方向ピッチａと縦方
向ピッチｂの差が大きい時には、対向する画面の中で、
平板マイクロレンズ１００にとってカバーできない領域
１０１が大きくなってしまい照明光を有効に利用できず
画面が暗くなるという問題点を有している。尚、従来の
画素配置の一例としてデルタ型配置を示したが、その他
の配置方式でも画素の縦横の配列ピッチが異なれば同様
の問題が生じる。
形の平板マイクロレンズでは、図９に示すように画素が
デルタ型に配置されていて、その横方向ピッチａと縦方
向ピッチｂの差が大きい時には、対向する画面の中で、
平板マイクロレンズ１００にとってカバーできない領域
１０１が大きくなってしまい照明光を有効に利用できず
画面が暗くなるという問題点を有している。尚、従来の
画素配置の一例としてデルタ型配置を示したが、その他
の配置方式でも画素の縦横の配列ピッチが異なれば同様
の問題が生じる。
【０００５】また、図５（ａ）に示すように画素１ｂに
おいて実際に光が透過する画素開口部１５は、特にアク
ティブマトリクス型の液晶表示パネルの場合、ＴＦＴ素
子（薄膜トランジスタ）やＭＩＭ素子（金属−絶縁体−
金属ダイオード）等、画素電極に電圧をかけるためのス
イッチング素子形成領域１６の部分が利用出来ないため
に非対称の形状になっていることが多い。従って、従来
は円形の平板マイクロレンズ１００による円形の集光ス
ポットの中心が図５（ｂ）に示す画素開口部１５の線Ｍ
上に位置するため画素開口部１５のうち領域Ｓは集光ス
ポットの中心から遠くなり有効に使われない分だけ画面
が暗くなるという問題点を有している。
おいて実際に光が透過する画素開口部１５は、特にアク
ティブマトリクス型の液晶表示パネルの場合、ＴＦＴ素
子（薄膜トランジスタ）やＭＩＭ素子（金属−絶縁体−
金属ダイオード）等、画素電極に電圧をかけるためのス
イッチング素子形成領域１６の部分が利用出来ないため
に非対称の形状になっていることが多い。従って、従来
は円形の平板マイクロレンズ１００による円形の集光ス
ポットの中心が図５（ｂ）に示す画素開口部１５の線Ｍ
上に位置するため画素開口部１５のうち領域Ｓは集光ス
ポットの中心から遠くなり有効に使われない分だけ画面
が暗くなるという問題点を有している。
【０００６】一方、本発明の請求項１における長円形レ
ンズやその他の非円形レンズ等で集光を行う場合にも、
その集光軸を図５（ｂ）に示す線Ｍ上に一致または平行
になるように配置した場合に同様の問題点を有する。本
発明は、従来の技術が有するこのような問題点に鑑みて
なされたものであり、その目的とするところは、平板マ
イクロレンズの形状を効果的に変えて、照明光の利用率
を高くし、明るい画像表示装置を提供しようとするもの
である。
ンズやその他の非円形レンズ等で集光を行う場合にも、
その集光軸を図５（ｂ）に示す線Ｍ上に一致または平行
になるように配置した場合に同様の問題点を有する。本
発明は、従来の技術が有するこのような問題点に鑑みて
なされたものであり、その目的とするところは、平板マ
イクロレンズの形状を効果的に変えて、照明光の利用率
を高くし、明るい画像表示装置を提供しようとするもの
である。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決すべく本
発明は、縦と横の配列ピッチが異なる複数の画素を有す
る透過型の表示パネルと前記複数の画素の夫々に対応し
て照明光を集束させる複数のマイクロレンズを基板に形
成して成る平板マイクロレンズアレイを備えた画像表示
装置において、前記マイクロレンズが前記画素の縦横の
配列ピッチに基づく画素形状に合せて長円形に形成した
ものである。
発明は、縦と横の配列ピッチが異なる複数の画素を有す
る透過型の表示パネルと前記複数の画素の夫々に対応し
て照明光を集束させる複数のマイクロレンズを基板に形
成して成る平板マイクロレンズアレイを備えた画像表示
装置において、前記マイクロレンズが前記画素の縦横の
配列ピッチに基づく画素形状に合せて長円形に形成した
ものである。
【０００８】また、長円形に形成されている前記マイク
ロレンズは、画素開口部の形状をカバーするように前記
マイクロレンズの長軸を、前記表示パネルの画素配列の
座標軸に対して傾けて形成してもよい。
ロレンズは、画素開口部の形状をカバーするように前記
マイクロレンズの長軸を、前記表示パネルの画素配列の
座標軸に対して傾けて形成してもよい。
【０００９】
【作用】マイクロレンズ間の非レンズ領域が少なくなっ
て、マイクロレンズの基板に対する充填率が１００％に
より近い値となり、照明光の集光効率が向上し、表示パ
ネルの画素を集中的に照射するので明るい画像が得られ
る。
て、マイクロレンズの基板に対する充填率が１００％に
より近い値となり、照明光の集光効率が向上し、表示パ
ネルの画素を集中的に照射するので明るい画像が得られ
る。
【００１０】更に、マイクロレンズがマイクロレンズの
長軸を画素開口部の形状に応じて傾けて形成されると表
示パネルの画素開口部の全面を集中的に照射するので従
来と比べてより明るい画像が得られる。
長軸を画素開口部の形状に応じて傾けて形成されると表
示パネルの画素開口部の全面を集中的に照射するので従
来と比べてより明るい画像が得られる。
【００１１】
【実施例】以下に本発明の実施例を添付図面に基づいて
説明する。図１は本発明に係る画像表示装置の模式図、
図２は平板マイクロレンズアレイの斜視図である。
説明する。図１は本発明に係る画像表示装置の模式図、
図２は平板マイクロレンズアレイの斜視図である。
【００１２】画像表示装置は、透過型表示パネルである
液晶表示パネル１と、複数のマイクロレンズ２を基板３
に形成してなる平板マイクロレンズアレイ４と、コンデ
ンサレンズ５と、白色光源６と、白色光源６から放射し
た光を液晶表示パネル１に向うように反射させる反射鏡
７と、投影スクリーン８と、液晶表示パネル１を透過し
た光を投影スクリーン８に投影するための投影レンズ９
とから構成されている。
液晶表示パネル１と、複数のマイクロレンズ２を基板３
に形成してなる平板マイクロレンズアレイ４と、コンデ
ンサレンズ５と、白色光源６と、白色光源６から放射し
た光を液晶表示パネル１に向うように反射させる反射鏡
７と、投影スクリーン８と、液晶表示パネル１を透過し
た光を投影スクリーン８に投影するための投影レンズ９
とから構成されている。
【００１３】液晶表示パネル１は、２枚の透明基板１
ａ，１ａの間に複数の画素１ｂを形成し、表示画面の有
効サイズが約４５．６ｍｍ×６２．０ｍｍ、画素ピッチ
が縦１９０μｍ×横１２９μｍ、開口率が４１％、基板
１ａの屈折率ｎが１．５３、１枚の基板１ａの厚さが
０．７ｍｍという構成である。
ａ，１ａの間に複数の画素１ｂを形成し、表示画面の有
効サイズが約４５．６ｍｍ×６２．０ｍｍ、画素ピッチ
が縦１９０μｍ×横１２９μｍ、開口率が４１％、基板
１ａの屈折率ｎが１．５３、１枚の基板１ａの厚さが
０．７ｍｍという構成である。
【００１４】平板マイクロレンズアレイ４は、液晶表示
パネル１の画素ピッチが縦１９０μｍ×横１２９μｍで
あるために画素１ｂが正三角形配列から大きくずれるの
で図２または図３に示すように各マイクロレンズ２を長
円形に形成して、マイクロレンズ２が夫々対向する画素
１ｂを含む領域を広くカバーすることができるようにし
ている。平板マイクロレンズアレイ４におけるマイクロ
レンズ２の配列ピッチは、液晶表示パネル１の画素ピッ
チ（縦１９０μｍ×横１２９μｍ）に対応し、焦点距離
は液晶表示パネル１の基板１ａの厚さ０．７ｍｍに等し
い（空気中では、０．７／１．５３≒０．４６ｍｍ）。
パネル１の画素ピッチが縦１９０μｍ×横１２９μｍで
あるために画素１ｂが正三角形配列から大きくずれるの
で図２または図３に示すように各マイクロレンズ２を長
円形に形成して、マイクロレンズ２が夫々対向する画素
１ｂを含む領域を広くカバーすることができるようにし
ている。平板マイクロレンズアレイ４におけるマイクロ
レンズ２の配列ピッチは、液晶表示パネル１の画素ピッ
チ（縦１９０μｍ×横１２９μｍ）に対応し、焦点距離
は液晶表示パネル１の基板１ａの厚さ０．７ｍｍに等し
い（空気中では、０．７／１．５３≒０．４６ｍｍ）。
【００１５】マイクロレンズ２はイオン交換法を用いて
製作される。図４（ａ）は個々のマイクロレンズ２を基
板３に垂直な方向から見た模式図、図４（ｂ）は図４
（ａ）のＸ−Ｘ’線断面図及び入射光線Ｒの集光状態を
示す図、図４（ｃ）は図４（ａ）のＹ−Ｙ’線断面図及
び入射光線Ｒの集光状態を示す図、図４（ｄ）は焦点面
での集光像１０の形状を示す図である。
製作される。図４（ａ）は個々のマイクロレンズ２を基
板３に垂直な方向から見た模式図、図４（ｂ）は図４
（ａ）のＸ−Ｘ’線断面図及び入射光線Ｒの集光状態を
示す図、図４（ｃ）は図４（ａ）のＹ−Ｙ’線断面図及
び入射光線Ｒの集光状態を示す図、図４（ｄ）は焦点面
での集光像１０の形状を示す図である。
【００１６】先ず、液晶表示パネル１の各画素に対応す
る位置に微小な開口窓を形成したＡｌ，Ｔｉ，Ｎｉ或い
はＣｒ等からなる金属マスクによってガラス基板３の表
面をコーティングした後、ガラス基板３をガラス基板３
に含まれる１価のイオンより屈折率への寄与の大きいイ
オンを含む溶融塩中に所定の時間浸す。これにより、金
属マスク開口窓近傍から周囲に向って屈折率が徐々に低
くなる屈折率分布型のマイクロレンズ２が形成される。
なお、１１はマイクロレンズ２における等しい屈折率の
部分を結んだ線である。
る位置に微小な開口窓を形成したＡｌ，Ｔｉ，Ｎｉ或い
はＣｒ等からなる金属マスクによってガラス基板３の表
面をコーティングした後、ガラス基板３をガラス基板３
に含まれる１価のイオンより屈折率への寄与の大きいイ
オンを含む溶融塩中に所定の時間浸す。これにより、金
属マスク開口窓近傍から周囲に向って屈折率が徐々に低
くなる屈折率分布型のマイクロレンズ２が形成される。
なお、１１はマイクロレンズ２における等しい屈折率の
部分を結んだ線である。
【００１７】この時、拡散マスクの開口部１２の形状は
画素の縦横の配列ピッチに対応して図４（ａ）に示すよ
うに長円形とする。即ち、円を半分に分割し、その間を
円の直径と同じ長さの辺を有する長方形で接続した形状
とする。拡散は等方的に生じるため拡散フロント（拡散
したイオンの最前部の面）１３の形状は、長円形の拡散
マスクの開口部１２に曲線から計った等距離（拡散長
Ｌ）にある曲線になる。この拡散フロント１３の形状も
また長円形となっている。こうして形成された長円形の
マイクロレンズ２は画素の縦横の配列ピッチのうち長い
方のピッチ方向へ延ばされた長円形となり、これによっ
て以下のような性質を有する。
画素の縦横の配列ピッチに対応して図４（ａ）に示すよ
うに長円形とする。即ち、円を半分に分割し、その間を
円の直径と同じ長さの辺を有する長方形で接続した形状
とする。拡散は等方的に生じるため拡散フロント（拡散
したイオンの最前部の面）１３の形状は、長円形の拡散
マスクの開口部１２に曲線から計った等距離（拡散長
Ｌ）にある曲線になる。この拡散フロント１３の形状も
また長円形となっている。こうして形成された長円形の
マイクロレンズ２は画素の縦横の配列ピッチのうち長い
方のピッチ方向へ延ばされた長円形となり、これによっ
て以下のような性質を有する。
【００１８】マイクロレンズ２は、図４（ａ）に示すよ
うに２個の半球状のレンズＡ，Ａ’で一方向のみの集光
作用を有するレンチキュラー部Ｂを挟んで構成されてい
る。このようなマイクロレンズ２に図１に示すような構
成で光線Ｒが入射すると、レンズＡの部分では開口の半
円の中心Ｏに向って光線Ｒが集る。レンズＡ’の部分で
は同様にＯ’に光線Ｒが集る。ここを長円形レンズの焦
点面と呼ぶ。レンチキューラ部Ｂは縦方向（Ｙ−Ｙ’方
向）には集光作用を有さず横方向（Ｘ−Ｘ’方向）にの
み光線Ｒを集める。この様子は図４（ｂ），（ｃ）に示
すようにマイクロレンズ２により収束された光線Ｒは焦
点面でＯとＯ’を中心として図４（ｄ）のような長円形
の集光像１０を作る。
うに２個の半球状のレンズＡ，Ａ’で一方向のみの集光
作用を有するレンチキュラー部Ｂを挟んで構成されてい
る。このようなマイクロレンズ２に図１に示すような構
成で光線Ｒが入射すると、レンズＡの部分では開口の半
円の中心Ｏに向って光線Ｒが集る。レンズＡ’の部分で
は同様にＯ’に光線Ｒが集る。ここを長円形レンズの焦
点面と呼ぶ。レンチキューラ部Ｂは縦方向（Ｙ−Ｙ’方
向）には集光作用を有さず横方向（Ｘ−Ｘ’方向）にの
み光線Ｒを集める。この様子は図４（ｂ），（ｃ）に示
すようにマイクロレンズ２により収束された光線Ｒは焦
点面でＯとＯ’を中心として図４（ｄ）のような長円形
の集光像１０を作る。
【００１９】集光像１０の半円の部分の半径ｒｓ及び幅
は図１に示す光学系の光源６からの光の広がり角度とマ
イクロレンズ２の焦点距離で決る。光源６の出射角度が
５°で、マイクロレンズ２の焦点距離が０．４６ｍｍの
時、集光像１０の半径ｒｓ及び幅は約３５μｍであっ
た。拡散マスクの開口部１２の各半円の中心Ｏ，Ｏ’間
の距離Ｗは、半径約３５μｍの長円形の集光像１０が液
晶表示パネル１の各画素１ｂの開口に入るように設計す
る。そこで、拡散マスクの開口部１２の半径ｒｍは、図
３のようにマイクロレンズ２が互いに近接して形成され
ている時の拡散フロント１３の半径をｒとする時、ｒ／
ｒｍが１．８から３．０の範囲に入るように設計すると
収差が小さくなり効率良く光を集めることができる。
は図１に示す光学系の光源６からの光の広がり角度とマ
イクロレンズ２の焦点距離で決る。光源６の出射角度が
５°で、マイクロレンズ２の焦点距離が０．４６ｍｍの
時、集光像１０の半径ｒｓ及び幅は約３５μｍであっ
た。拡散マスクの開口部１２の各半円の中心Ｏ，Ｏ’間
の距離Ｗは、半径約３５μｍの長円形の集光像１０が液
晶表示パネル１の各画素１ｂの開口に入るように設計す
る。そこで、拡散マスクの開口部１２の半径ｒｍは、図
３のようにマイクロレンズ２が互いに近接して形成され
ている時の拡散フロント１３の半径をｒとする時、ｒ／
ｒｍが１．８から３．０の範囲に入るように設計すると
収差が小さくなり効率良く光を集めることができる。
【００２０】また、図５（ａ）に示すように縦ａと横ｂ
の配列ピッチに一致する縦ａ×横ｂの画素１ｂの画素開
口部１５の形状は、一般に非対称である。この非対称性
は、従来の技術で述べたようにアクティブマトリクス型
の液晶表示パネルでは画素１ｂに電圧を加えるスイッチ
ング素子形成領域１６により生じている。従来の方法で
は、回転対称な円形の集光スポットの中心を図５（ｂ）
に示す画素開口部１５の直線Ｍ上で画素開口部１５のほ
ぼ中央に合せていた。
の配列ピッチに一致する縦ａ×横ｂの画素１ｂの画素開
口部１５の形状は、一般に非対称である。この非対称性
は、従来の技術で述べたようにアクティブマトリクス型
の液晶表示パネルでは画素１ｂに電圧を加えるスイッチ
ング素子形成領域１６により生じている。従来の方法で
は、回転対称な円形の集光スポットの中心を図５（ｂ）
に示す画素開口部１５の直線Ｍ上で画素開口部１５のほ
ぼ中央に合せていた。
【００２１】そこで、請求項２に係る発明では画素開口
部１５の全面積を有効に使用するために図６に示すよう
に画素開口部１５を２個の長方形に分割し、夫々の中心
ｄ，ｄ’を結んだ直線Ｎ上に図４（ｄ）で示すような長
円形の集光像１０の中心線Ｖが合致するようにマイクロ
レンズ２の長軸Ｐを液晶表示パネル１の画素配列の座標
軸Ｔに対して傾けて平板マイクロレンズアレイ２０を形
成する。
部１５の全面積を有効に使用するために図６に示すよう
に画素開口部１５を２個の長方形に分割し、夫々の中心
ｄ，ｄ’を結んだ直線Ｎ上に図４（ｄ）で示すような長
円形の集光像１０の中心線Ｖが合致するようにマイクロ
レンズ２の長軸Ｐを液晶表示パネル１の画素配列の座標
軸Ｔに対して傾けて平板マイクロレンズアレイ２０を形
成する。
【００２２】本実施例では、図７（ａ）に示すようにマ
イクロレンズ２の長軸Ｐは液晶表示パネル１の画素配列
の座標軸Ｔに対して約１２゜傾けてある。画素開口部１
５の形状が、本実施例と異なる場合でも同様の考え方で
液晶表示パネル１の画素配列の座標軸Ｔに対するマイク
ロレンズ２の長軸Ｐの傾きを最適にして平板マイクロレ
ンズアレイ２０を形成すればよい。図７（ｂ）はこうし
て設計された平板マイクロレンズアレイ２０の各マイク
ロレンズ２と液晶表示パネル１の各画素１ｂとの配列図
である。
イクロレンズ２の長軸Ｐは液晶表示パネル１の画素配列
の座標軸Ｔに対して約１２゜傾けてある。画素開口部１
５の形状が、本実施例と異なる場合でも同様の考え方で
液晶表示パネル１の画素配列の座標軸Ｔに対するマイク
ロレンズ２の長軸Ｐの傾きを最適にして平板マイクロレ
ンズアレイ２０を形成すればよい。図７（ｂ）はこうし
て設計された平板マイクロレンズアレイ２０の各マイク
ロレンズ２と液晶表示パネル１の各画素１ｂとの配列図
である。
【００２３】このようにして形成された図３又は図７に
示す平板マイクロレンズアレイ４，２０は、各マイクロ
レンズ２を液晶表示パネル１の各画素１ｂの位置に対応
させ、屈折率が液晶表示パネル１の透明基板１ａの屈折
率とほぼ等しい透明な光学用接着剤で貼り合わせること
により図１に示すような状態に設置される。接着剤の屈
折率は、マイクロレンズ２の表面の屈折率と液晶表示パ
ネル１の基板１ａの表面の屈折率との中間の値であるこ
とが、反射による損失を低減できて望ましい。
示す平板マイクロレンズアレイ４，２０は、各マイクロ
レンズ２を液晶表示パネル１の各画素１ｂの位置に対応
させ、屈折率が液晶表示パネル１の透明基板１ａの屈折
率とほぼ等しい透明な光学用接着剤で貼り合わせること
により図１に示すような状態に設置される。接着剤の屈
折率は、マイクロレンズ２の表面の屈折率と液晶表示パ
ネル１の基板１ａの表面の屈折率との中間の値であるこ
とが、反射による損失を低減できて望ましい。
【００２４】なお、マイクロレンズを楕円形にしなかっ
たのは、楕円形にするとマイクロレンズの縦方向と横方
向とで焦点距離が異なってしまい（非点収差）、一方の
焦点距離の位置に液晶表示パネル１の画素１ｂの位置を
合せても他の焦点距離が合わず総合的に照明光を有効に
集めることができないからである。
たのは、楕円形にするとマイクロレンズの縦方向と横方
向とで焦点距離が異なってしまい（非点収差）、一方の
焦点距離の位置に液晶表示パネル１の画素１ｂの位置を
合せても他の焦点距離が合わず総合的に照明光を有効に
集めることができないからである。
【００２５】また、本実施例では平板マイクロレンズア
レイ４，２０を各マイクロレンズ２が互いに境界を接す
るように製作したが、極端にレンズの収差が増えない範
囲で過剰に拡散させてマイクロレンズ相互間のレンズ未
形成領域が無くなるようにしてもよい。そのようにした
マイクロレンズ２の長軸Ｐを液晶表示パネル１の画素配
列の座標軸Ｔに対して傾けて形成した平板マイクロレン
ズアレイ２０の平面図を図８に示す。この場合には照明
光を限りなく１００％に近い値まで利用することが可能
である。また、平板マイクロレンズアレイ４はイオン交
換法によって製作したが、プラスチックを用いた拡散重
合法で製作することもできる。
レイ４，２０を各マイクロレンズ２が互いに境界を接す
るように製作したが、極端にレンズの収差が増えない範
囲で過剰に拡散させてマイクロレンズ相互間のレンズ未
形成領域が無くなるようにしてもよい。そのようにした
マイクロレンズ２の長軸Ｐを液晶表示パネル１の画素配
列の座標軸Ｔに対して傾けて形成した平板マイクロレン
ズアレイ２０の平面図を図８に示す。この場合には照明
光を限りなく１００％に近い値まで利用することが可能
である。また、平板マイクロレンズアレイ４はイオン交
換法によって製作したが、プラスチックを用いた拡散重
合法で製作することもできる。
【００２６】なお、本実施例ではケーラー照明の場合を
示したが、他の照明法、例えばクリティカル照明やテレ
セントリック系にも適用できる。また、本実施例では液
晶表示パネル１を１枚のみ用いる方式の装置であった
が、本発明は３枚の液晶表示パネルを用いて夫々に３原
色の画像を表示し、それらを光学的に合成してカラー画
像を得る３枚方式にも適用できることは言うまでもな
い。表示パネルは、液晶表示パネル１に限らず透過性の
表示パネルであれば本発明の適用が可能である。プロジ
ェクタ方式でなくとも、直視型の透過型表示パネルにも
適用できる。
示したが、他の照明法、例えばクリティカル照明やテレ
セントリック系にも適用できる。また、本実施例では液
晶表示パネル１を１枚のみ用いる方式の装置であった
が、本発明は３枚の液晶表示パネルを用いて夫々に３原
色の画像を表示し、それらを光学的に合成してカラー画
像を得る３枚方式にも適用できることは言うまでもな
い。表示パネルは、液晶表示パネル１に限らず透過性の
表示パネルであれば本発明の適用が可能である。プロジ
ェクタ方式でなくとも、直視型の透過型表示パネルにも
適用できる。
【００２７】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、マ
イクロレンズが長円形をしているので回転対称な円形レ
ンズではカバーできなかった領域に入射する照射光も集
光することができるようになり、表示パネルに入射する
照明光を無駄なく画素に集光させて有効に利用し、明る
い画像を得ることができる。
イクロレンズが長円形をしているので回転対称な円形レ
ンズではカバーできなかった領域に入射する照射光も集
光することができるようになり、表示パネルに入射する
照明光を無駄なく画素に集光させて有効に利用し、明る
い画像を得ることができる。
【００２８】更に、画素開口部の形状に合せてマイクロ
レンズの長軸を、表示パネルの画素配列の座標軸に対し
て傾けて平板マイクロレンズアレイを形成することによ
り、表示パネルに入射する照明光をより無駄なく画素に
集光させて有効に利用し、より明るい画像を得ることが
できる。
レンズの長軸を、表示パネルの画素配列の座標軸に対し
て傾けて平板マイクロレンズアレイを形成することによ
り、表示パネルに入射する照明光をより無駄なく画素に
集光させて有効に利用し、より明るい画像を得ることが
できる。
【図１】本発明に係る画像表示装置の模式図
【図２】平板マイクロレンズアレイの斜視図
【図３】平板マイクロレンズアレイの平面図
【図４】（ａ）は長円形のマイクロレンズの平面図、
（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ’線断面図及び入射光線の集光
状態を示す図、（ｃ）は（ａ）のＹ−Ｙ’線断面図及び
入射光線の集光状態を示す図、（ｄ）は焦点面での集光
像の形状を示す図
（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ’線断面図及び入射光線の集光
状態を示す図、（ｃ）は（ａ）のＹ−Ｙ’線断面図及び
入射光線の集光状態を示す図、（ｄ）は焦点面での集光
像の形状を示す図
【図５】（ａ）は画素に占める画素開口部の平面図、
（ｂ）は画素開口部の平面図
（ｂ）は画素開口部の平面図
【図６】画素開口部の平面図
【図７】（ａ）は請求項２に係る画像表示装置に使用す
る平板マイクロレンズアレイの平面図、（ｂ）は請求項
２に係る画像表示装置に使用する平板マイクロレンズア
レイと画素開口部の配列図
る平板マイクロレンズアレイの平面図、（ｂ）は請求項
２に係る画像表示装置に使用する平板マイクロレンズア
レイと画素開口部の配列図
【図８】（ａ）は請求項２に係る画像表示装置に使用す
る平板マイクロレンズアレイの別実施例の平面図、
（ｂ）は請求項２に係る画像表示装置に使用する平板マ
イクロレンズアレイと画素開口部の別実施例の配列図
る平板マイクロレンズアレイの別実施例の平面図、
（ｂ）は請求項２に係る画像表示装置に使用する平板マ
イクロレンズアレイと画素開口部の別実施例の配列図
【図９】従来の平板マイクロレンズアレイの平面図
１…液晶表示パネル、１ｂ…画素、２…長円形のマイク
ロレンズ、３…平板マイクロレンズアレイの基板、４，
２０…平板マイクロレンズアレイ、１５…画素開口部、
Ｐ…マイクロレンズの長軸、Ｒ…光線（照明光）、Ｔ…
画素配列の座標軸。
ロレンズ、３…平板マイクロレンズアレイの基板、４，
２０…平板マイクロレンズアレイ、１５…画素開口部、
Ｐ…マイクロレンズの長軸、Ｒ…光線（照明光）、Ｔ…
画素配列の座標軸。
フロントページの続き (72)発明者 浜中 賢二郎 大阪府大阪市中央区道修町３丁目５番11号 日本板硝子株式会社内 (72)発明者 岸本 隆 大阪府大阪市中央区道修町３丁目５番11号 日本板硝子株式会社内 (72)発明者 柴谷 岳 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ヤープ株式会社内 (72)発明者 浜田 浩 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ヤープ株式会社内 (72)発明者 船田 文明 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ヤープ株式会社内
Claims (2)
- 【請求項１】 縦と横の配列ピッチが異なる複数の画素
を有する透過型の表示パネルと前記複数の画素の夫々に
対応して照明光を集束させる複数のマイクロレンズを基
板に形成して成る平板マイクロレンズアレイを備えた画
像表示装置において、前記マイクロレンズが前記画素の
縦横の配列ピッチに基づく画素形状に合せて長円形に形
成されていることを特徴とする画像表示装置。 - 【請求項２】 長円形に形成されている前記マイクロレ
ンズは、画素開口部の形状をカバーするように前記マイ
クロレンズの長軸を、前記表示パネルの画素配列の座標
軸に対して傾けて形成されている請求項１記載の画像表
示装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3277022A JP2760915B2 (ja) | 1991-06-03 | 1991-09-27 | 画像表示装置 |
| DE69227946T DE69227946T2 (de) | 1991-06-03 | 1992-06-03 | Projektions-Bildanzeigevorrichtung |
| KR1019920009612A KR100262044B1 (ko) | 1991-06-03 | 1992-06-03 | 화상표시장치 |
| EP92305081A EP0517500B1 (en) | 1991-06-03 | 1992-06-03 | Transmissive image display device |
| US07/893,321 US5337186A (en) | 1991-06-03 | 1992-06-03 | Transmissive image display device |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3-160004 | 1991-06-03 | ||
| JP16000491 | 1991-06-03 | ||
| JP3277022A JP2760915B2 (ja) | 1991-06-03 | 1991-09-27 | 画像表示装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0545642A true JPH0545642A (ja) | 1993-02-26 |
| JP2760915B2 JP2760915B2 (ja) | 1998-06-04 |
Family
ID=26486627
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3277022A Expired - Lifetime JP2760915B2 (ja) | 1991-06-03 | 1991-09-27 | 画像表示装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5337186A (ja) |
| EP (1) | EP0517500B1 (ja) |
| JP (1) | JP2760915B2 (ja) |
| KR (1) | KR100262044B1 (ja) |
| DE (1) | DE69227946T2 (ja) |
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| WO1996021169A1 (fr) * | 1994-12-29 | 1996-07-11 | Nippon Sheet Glass Co., Ltd. | Matrice plate de microlentilles et son procede de production |
| US5606436A (en) * | 1994-11-21 | 1997-02-25 | Proxima Corporation | Liquid crystal projection panel construction and method of making same |
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| JP2006284984A (ja) * | 2005-04-01 | 2006-10-19 | Seiko Epson Corp | マイクロレンズ、空間光変調装置及び画像表示装置 |
| JP2007072044A (ja) * | 2005-09-06 | 2007-03-22 | Sanyo Epson Imaging Devices Corp | 液晶装置および電子機器 |
| JP2014030903A (ja) * | 2012-08-01 | 2014-02-20 | Seiko Epson Corp | 虚像現出装飾体、及び虚像現出装飾体の製造方法 |
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| JP2885093B2 (ja) * | 1994-10-17 | 1999-04-19 | 日本電気株式会社 | 画像表示方法 |
| US5973844A (en) * | 1996-01-26 | 1999-10-26 | Proxemics | Lenslet array systems and methods |
| US6124974A (en) * | 1996-01-26 | 2000-09-26 | Proxemics | Lenslet array systems and methods |
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1991
- 1991-09-27 JP JP3277022A patent/JP2760915B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1992
- 1992-06-03 EP EP92305081A patent/EP0517500B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1992-06-03 US US07/893,321 patent/US5337186A/en not_active Expired - Fee Related
- 1992-06-03 DE DE69227946T patent/DE69227946T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1992-06-03 KR KR1019920009612A patent/KR100262044B1/ko not_active IP Right Cessation
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| EP0517500A3 (en) | 1993-10-13 |
| US5337186A (en) | 1994-08-09 |
| KR100262044B1 (ko) | 2000-07-15 |
| EP0517500B1 (en) | 1998-12-23 |
| EP0517500A2 (en) | 1992-12-09 |
| DE69227946D1 (de) | 1999-02-04 |
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