JPH06118370A - Light valve device and display device using device concerned - Google Patents

Light valve device and display device using device concerned

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JPH06118370A
JPH06118370A JP4271335A JP27133592A JPH06118370A JP H06118370 A JPH06118370 A JP H06118370A JP 4271335 A JP4271335 A JP 4271335A JP 27133592 A JP27133592 A JP 27133592A JP H06118370 A JPH06118370 A JP H06118370A
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JP
Japan
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lens array
light valve
light
array means
lens
Prior art date
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Application number
JP4271335A
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Japanese (ja)
Inventor
Yoshimasa Fushimi
吉正 伏見
Yoshito Miyatake
義人 宮武
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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Priority to US08/091,191 priority patent/US5689315A/en
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Abstract

PURPOSE:To provide a projection type display device which can display a projection image being bright and having a high picture quality. CONSTITUTION:A first lens array means 71, a second lens array means 72, and a light valve 73 are arranged in order from an incident light side, a focal distance of a positive lens element of a first lens array means 71 is shorter than a focal distance of each positive lens element of a second lens array means 72, and each positive lens element of a second lens array means 72 forms a real image corresponding to a virtual object on a focus of each positive lens element of a first lens array means 71, in each picture element of the light valve 73. By a first lens array means 71, plural minute light sources corresponding to a light source are formed, and in each positive lens element of a second lens array means 72, an emitted light from plural minute light sources is made incident and can be allowed to be made incident on a picture element of the light valve 73, therefore, since light which is made incident on an opening part of the light valve 73 is increased without thinning and incident side glass substrate of the light valve 73, a bright projection image is obtained.

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、ライトバルブ装置およ
びそのライトバルブ装置を用いた投写型表示装置および
ビューファインダ装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a light valve device, a projection type display device and a viewfinder device using the light valve device.

【0002】[0002]

【従来の技術】大画面映像を得るために、ライトバルブ
に映像信号に応じた光学像を形成し、その光学像に光を
照射し投写レンズによりスクリーン上に拡大投写する方
法が従来よりよく知られている。最近では、ライトバル
ブとして液晶パネルを用いる投写型表示装置が提案され
(例えば、特開昭62−133424号公報、特開平2
−250015号公報など)、セット全体がコンパクト
になるという点で注目されている。
2. Description of the Related Art In order to obtain a large screen image, a method of forming an optical image according to an image signal on a light valve, irradiating the optical image with light, and enlarging and projecting it onto a screen by a projection lens is well known. Has been. Recently, a projection type display device using a liquid crystal panel as a light valve has been proposed (for example, Japanese Patent Laid-Open Nos. 62-133424 and 2).
No. 250015, etc.), the entire set becomes compact, and therefore, attention has been paid to it.

【0003】液晶パネルは、高画質の投写画像を得るた
めに、液晶材料としてツイストネマティック(TN)液
晶を用い、各画素にスイッチング素子としてTFTを設
けたアクティブマトリックス型を用い、赤用、緑用、青
用として3枚の液晶パネルを用いるのが主流となりつつ
ある。
In order to obtain a high quality projected image, a liquid crystal panel uses a twist nematic (TN) liquid crystal as a liquid crystal material and an active matrix type in which a TFT is provided in each pixel as a switching element. It is becoming mainstream to use three liquid crystal panels for blue.

【0004】液晶パネルを用いた投写型表示装置の光学
系の従来の構成例を(図11)に示す。光源11から出
た光は、ダイクロイックミラー12,13と平面ミラー
14で構成される色分解光学系に入射し、赤、緑、青の
3原色の光に分解される。各原色光は、それぞれフィー
ルドレンズ15,16,17を透過した後に、それぞれ
入射側偏光板18,19,20を透過し、液晶パネル2
1,22,23に入射する。映像信号に応じて液晶パネ
ル21,22,23に旋光性の変化として形成された光
学像は、入射側偏光板18,19,20と出射側偏光板
24,25,26の作用により透過率の変化した光学像
となる。液晶パネル21,22,23からの出射光は、
ダイクロイックミラー27,28と平面ミラー29で構
成される色合成光学系により1つの光に合成される。合
成された光は投写レンズ30に入射し、3つの液晶パネ
ル21,22,23上の光学像は、投写レンズ30によ
りスクリーン上に拡大投写される。
FIG. 11 shows a conventional configuration example of an optical system of a projection type display device using a liquid crystal panel. The light emitted from the light source 11 enters a color separation optical system composed of the dichroic mirrors 12 and 13 and the plane mirror 14 and is separated into three primary colors of red, green and blue. The primary color lights pass through the field lenses 15, 16 and 17, respectively, and then through the incident side polarization plates 18, 19 and 20, respectively, and the liquid crystal panel 2
It is incident on 1, 22, 23. The optical image formed as a change in optical rotatory power on the liquid crystal panels 21, 22, and 23 in accordance with the video signal is transmitted by the action of the incident side polarization plates 18, 19, 20 and the emission side polarization plates 24, 25, 26. It becomes a changed optical image. The light emitted from the liquid crystal panels 21, 22, 23 is
The light is combined into one light by the color combining optical system including the dichroic mirrors 27 and 28 and the plane mirror 29. The combined light is incident on the projection lens 30, and the optical images on the three liquid crystal panels 21, 22, and 23 are enlarged and projected on the screen by the projection lens 30.

【0005】TFT液晶パネルの構成を(図12)に示
す。2枚のガラス基板41,42と周辺部のシール樹脂
により密閉空間を形成し、内部にTN液晶43を封入し
ている。入射側ガラス基板41の液晶層43側には透明
導電性膜による共通電極44が設けられ、出射側ガラス
基板42の液晶層43側には透明導電性膜による画素電
極45がマトリックス状に形成され、各画素電極45の
近傍にはスイッチング素子としてTFT46が形成され
ている。共通電極44と画素電極45の上には、TN液
晶を所定の状態に配向するために配向膜が形成されてい
る。液晶パネルの入射側と出射側には吸収軸を所定の方
向に向けて偏光板47,48が配置される。液晶パネル
には強烈光が入射するが、この強烈光によるTFT46
の誤動作を防ぐために、入射側ガラス基板41の液晶層
43側にTFT46と配線を遮光する金属薄膜によるブ
ラックマトリックス49が形成されている。TFT46
を介して各画素に信号電圧を印加すると、各画素の液晶
層の旋光性が変化し、2枚の偏光板47,48の作用に
より各画素の透過率を制御することができる。こうし
て、液晶パネルに透過率の変化として画像が表示され
る。
The structure of the TFT liquid crystal panel is shown in FIG. A sealed space is formed by the two glass substrates 41 and 42 and the sealing resin in the peripheral portion, and the TN liquid crystal 43 is sealed inside. A common electrode 44 made of a transparent conductive film is provided on the liquid crystal layer 43 side of the incident side glass substrate 41, and pixel electrodes 45 made of a transparent conductive film are formed in a matrix on the liquid crystal layer 43 side of the emission side glass substrate 42. A TFT 46 is formed near each pixel electrode 45 as a switching element. An alignment film is formed on the common electrode 44 and the pixel electrode 45 to align the TN liquid crystal in a predetermined state. Polarizing plates 47 and 48 are arranged on the entrance side and the exit side of the liquid crystal panel with their absorption axes oriented in a predetermined direction. Intense light is incident on the liquid crystal panel.
In order to prevent this malfunction, a black matrix 49 made of a metal thin film that shields the TFT 46 and the wiring is formed on the liquid crystal layer 43 side of the incident side glass substrate 41. TFT46
When a signal voltage is applied to each pixel via the, the optical activity of the liquid crystal layer of each pixel changes, and the transmittance of each pixel can be controlled by the action of the two polarizing plates 47 and 48. Thus, an image is displayed on the liquid crystal panel as a change in transmittance.

【0006】ところで、(図12)に示した構成でTF
T液晶パネルが利用する光は、ブラックマトリックス4
9を透過する光だけであり、投写画像の明るさは液晶パ
ネルの開口率(表示領域の全面積に対するブラックマト
リックス49の開口部50すべての面積の比)に比例す
る。ブラックマトリックス49の非開口部51に入射す
る光も利用できれば、投写画像を明るくすることがで
き、エネルギー利用効率も向上する。そこで、液晶パネ
ルの入射側にレンズアレイ板を近接配置することにより
投写画像を明るくする方法が提案されている(例えば特
開平1−189685号公報、特開平2−262185
号公報など)。
By the way, with the configuration shown in FIG.
The light used by the T liquid crystal panel is the black matrix 4
The brightness of the projected image is proportional to the aperture ratio of the liquid crystal panel (the ratio of the total area of the openings 50 of the black matrix 49 to the total area of the display area) of the liquid crystal panel. If the light incident on the non-opening portion 51 of the black matrix 49 can also be used, the projected image can be brightened and the energy use efficiency can be improved. Therefore, a method has been proposed in which a projection image is brightened by arranging a lens array plate close to the incident side of the liquid crystal panel (for example, JP-A-1-189685 and JP-A-2-262185).
Issue Bulletin).

【0007】液晶パネルにレンズアレイ板を組み合わせ
たライトバルブ装置の構成例を(図13)に示す。レン
ズアレイ板61は、透明基板62の液晶パネル63側の
面に複数の正レンズ素子64をマトリックス状に形成し
たものである。レンズアレイ板61は、正レンズ素子6
4と液晶パネル63の画素50が対応するように、近接
して配置される。レンズアレイ板61に入射する光は、
正レンズ素子64により集束光に変換され、画素50に
入射する。ブラックマトリックス49の非開口部51に
入射する光が開口部50に入射するので、液晶パネル6
3の実質開口率が向上し、投写画像が明るくなる。
An example of the construction of a light valve device in which a liquid crystal panel is combined with a lens array plate is shown in FIG. The lens array plate 61 is formed by forming a plurality of positive lens elements 64 in a matrix on the surface of the transparent substrate 62 on the liquid crystal panel 63 side. The lens array plate 61 includes the positive lens element 6
4 and the pixels 50 of the liquid crystal panel 63 are arranged close to each other. The light incident on the lens array plate 61 is
It is converted into focused light by the positive lens element 64 and is incident on the pixel 50. Since the light that enters the non-opening portion 51 of the black matrix 49 enters the opening portion 50, the liquid crystal panel 6
3, the substantial aperture ratio is improved, and the projected image becomes brighter.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】(図13)に示した構
成で、高精細の投写画像を得るには、液晶パネルの画素
数を増大させるとよい。液晶パネルの表示画面寸法が同
じであれば、画素ピッチを小さくすることになる。この
場合、次のような問題が発生する。
In order to obtain a high-definition projected image with the configuration shown in FIG. 13, it is preferable to increase the number of pixels of the liquid crystal panel. If the display screen dimensions of the liquid crystal panel are the same, the pixel pitch will be reduced. In this case, the following problems occur.

【0009】レンズアレイを用いる場合、液晶パネル6
3の画素50上に光源の縮小された実像が形成される。
この実像の寸法が画素50の寸法より大きい場合には、
平行光を入射した場合の実質開口率は向上するものの、
投写画像は明るくならない。光源の実像の寸法を小さく
するには、レンズアレイ板61の正レンズ素子64の焦
点距離を短くする必要があり、それには入射側ガラス基
板41を薄くする必要がある。しかし、入射側ガラス基
板41を薄くすると、液晶層43の厚さを均一にするこ
とが困難となる。そのため、入射側ガラス基板41の内
部にレンズ素子を配置する方法が提案されている(特開
平2−302726号公報)。ところが、イオン交換法
により屈折率分布型のレンズアレイを作成する場合、ガ
ラス基板としてアルカリイオンを含むガラスを用いる必
要があるが、アルカリイオンの溶出によりTFTの特性
が劣化するという問題がある。また、レンズアレイを2
枚のガラス基板の間に形成する場合、屈折率材質の異な
る材料を組み合わせる必要があるが、熱膨張率が異なる
ために、広い温度範囲で液晶層の厚さを均一にすること
が困難である。いずれにしても、入射側ガラス基板の内
部に正レンズ素子を形成する方法では、液晶パネルに高
画質の画像を表示することが困難である。結局、高精細
で明るい投写画像を得ることは困難という問題があっ
た。
When a lens array is used, the liquid crystal panel 6
A reduced real image of the light source is formed on 3 pixels 50.
If the size of this real image is larger than the size of the pixel 50,
Although the effective aperture ratio is improved when parallel light is incident,
The projected image does not become bright. In order to reduce the size of the real image of the light source, it is necessary to shorten the focal length of the positive lens element 64 of the lens array plate 61, and it is necessary to make the incident side glass substrate 41 thin. However, if the incident side glass substrate 41 is made thin, it becomes difficult to make the thickness of the liquid crystal layer 43 uniform. Therefore, a method of disposing a lens element inside the incident side glass substrate 41 has been proposed (Japanese Patent Laid-Open No. 2-302726). However, when a gradient index lens array is formed by the ion exchange method, it is necessary to use glass containing alkali ions as a glass substrate, but there is a problem that the characteristics of the TFT deteriorate due to the elution of alkali ions. Also, 2 lens arrays
When forming between two glass substrates, it is necessary to combine materials with different refractive index materials, but it is difficult to make the thickness of the liquid crystal layer uniform in a wide temperature range because of different thermal expansion coefficients. . In any case, it is difficult to display a high quality image on the liquid crystal panel by the method of forming the positive lens element inside the incident side glass substrate. After all, there is a problem that it is difficult to obtain a high-definition and bright projection image.

【0010】次に、ビデオカメラは、可搬性を良好にす
るために全体を小型軽量にする必要があり、全体を小型
にするためにビューファインダに液晶パネルを用いるこ
とが考えられている。ビューファインダを小型軽量に
し、液晶パネルに高画質の画像を表示するには、液晶パ
ネルの表示画面を小さくし、画素数を多くする必要があ
る。つまり、液晶パネルの画素ピッチを小さくする必要
がある。そうすると、液晶パネルの開口率が小さくなる
ので、表示画像は暗い。表示画像を明るくするには、明
るい光源を用いるとよいが、光源の消費電力が大きくな
り、1回の電池充電における連続使用時間が短くなると
いう問題を発生する。
Next, the video camera needs to be made compact and lightweight in order to improve portability, and it is considered that a liquid crystal panel is used for the viewfinder in order to make the whole compact. In order to make the viewfinder small and lightweight and display a high quality image on the liquid crystal panel, it is necessary to make the display screen of the liquid crystal panel small and increase the number of pixels. That is, it is necessary to reduce the pixel pitch of the liquid crystal panel. Then, since the aperture ratio of the liquid crystal panel becomes small, the displayed image is dark. A bright light source may be used to brighten the display image, but power consumption of the light source is increased, and a problem occurs that continuous use time in one battery charge is shortened.

【0011】本発明は、液晶パネルの画素ピッチが小さ
い場合でも、ガラス基板を薄くすることなく、明るい投
写画像を表示する投写型表示装置および低消費電力で表
示画像の明るいビューファインダを提供することを目的
とする。また、このためのライトバルブ装置を提供する
ことを目的とする。
The present invention provides a projection type display device which displays a bright projected image without thinning the glass substrate even when the pixel pitch of the liquid crystal panel is small, and a viewfinder where the displayed image is bright with low power consumption. With the goal. Moreover, it aims at providing the light valve apparatus for this.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】本発明のライトバルブ装
置は、複数の画素をデルタ配列にマトリックス配列した
ライトバルブと、複数の正レンズ素子を前記ライトバル
ブの画素配列と相似にマトリックス配列した第1のレン
ズアレイ手段と、複数の正レンズ素子を前記ライトバル
ブの画素配列と相似にマトリックス配列した第2のレン
ズアレイ手段とを備え、前記第2のレンズアレイ手段は
前記ライトバルブの入射側に配置され、前記第1のレン
ズアレイ手段は前記第2のレンズアレイ手段の入射側に
配置され、前記第1のレンズアレイ手段の各正レンズ素
子の焦点距離は前記第2のレンズアレイ手段の各正レン
ズ素子の焦点距離と比較して等しいかまたは短く、前記
第2のレンズアレイ手段の各正レンズ素子は前記第1の
レンズアレイ手段の複数の正レンズ素子の焦点上にある
仮想物体の実像をそれぞれ前記ライトバルブの対応する
画素上に形成するようにし、第1のレンズアレイ手段の
各正レンズ素子の光軸が第2のレンズアレイ手段の隣接
する3つの正レンズ素子の中心で構成される三角形の外
心を通るようにしたものである。
A light valve device according to the present invention comprises a light valve having a plurality of pixels arranged in a matrix in a delta arrangement, and a plurality of positive lens elements arranged in a matrix similar to the pixel arrangement of the light valve. 1 lens array means, and a second lens array means in which a plurality of positive lens elements are arranged in a matrix similar to the pixel arrangement of the light valve, and the second lens array means is provided on the incident side of the light valve. The first lens array means is disposed on the incident side of the second lens array means, and the focal length of each positive lens element of the first lens array means is the same as that of the second lens array means. Equal to or shorter than the focal length of the positive lens element, each positive lens element of the second lens array means is the first lens array means. Real images of virtual objects on the focal points of the plurality of positive lens elements are formed on the corresponding pixels of the light valve, and the optical axis of each positive lens element of the first lens array means is the second lens array. The means is arranged so as to pass through the outer center of a triangle formed by the centers of three adjacent positive lens elements.

【0013】本発明の投写型表示装置は、光源と、前記
光源の出射光が入射し映像信号に応じて光学像が形成さ
れるライトバルブ装置と、その光学像をスクリーン上に
投写する投写レンズとを備え、前記ライトバルブ装置と
して上記のライトバルブ装置を用いたものである。
The projection display device of the present invention comprises a light source, a light valve device on which light emitted from the light source is incident and an optical image is formed according to a video signal, and a projection lens for projecting the optical image on a screen. And using the above light valve device as the light valve device.

【0014】本発明のビューファインダ装置は、光源
と、前記光源の出射光が入射し映像信号に応じて光学像
を形成するライトバルブと、その光学像を拡大する拡大
レンズとを備え、前記ライトバルブ装置として上記のラ
イトバルブ装置を用いたものである。
The viewfinder device according to the present invention comprises a light source, a light valve for forming an optical image in response to a video signal from the light emitted from the light source, and a magnifying lens for enlarging the optical image. The light valve device described above is used as the valve device.

【0015】[0015]

【作用】本発明のライトバルブ装置のモデルを(図1)
に示す。入射側から順に第1のレンズアレイ手段71、
第2のレンズアレイ手段72、ライトバルブ73が配置
されている。ここでは、ライトバルブ73、第1のレン
ズアレイ手段71および第2のレンズアレイ手段72は
いずれも非常に薄く、間は空気とする。ライトバルブ7
3の画素74はデルタ配列とする。第1のレンズアレイ
手段71、第2のレンズアレイ手段72は、それぞれ六
角形の正レンズ素子75,76をデルタ配列したもので
あり、いずれも非レンズ領域はないとする。正レンズ素
子75,76はすべて薄肉レンズとし、無収差の理想的
なレンズと仮定する。第1のレンズアレイ手段71のピ
ッチと第2のレンズアレイ手段72のピッチは、ライト
バルブ73のピッチと全く同一とし、各正レンズ素子7
5の光軸77は対応する正レンズ素子76a,76b,
76cの中心がなす三角形78の外心79を通り、さら
にライトバルブ73の画素74a,74bの中心80
a,80bを結ぶ直線の中点81を通ると仮定する。
[Function] A model of the light valve device of the present invention is shown (FIG. 1).
Shown in. First lens array means 71 in order from the incident side,
The second lens array means 72 and the light valve 73 are arranged. Here, the light valve 73, the first lens array means 71, and the second lens array means 72 are all very thin, and the space between them is air. Light valve 7
The pixels 74 of 3 are arranged in a delta array. The first lens array means 71 and the second lens array means 72 are hexagonal positive lens elements 75 and 76 arranged in a delta arrangement, and it is assumed that there is no non-lens area. It is assumed that the positive lens elements 75 and 76 are all thin-walled lenses and are ideal lenses with no aberration. The pitch of the first lens array means 71 and the pitch of the second lens array means 72 are exactly the same as the pitch of the light valve 73, and each positive lens element 7 is arranged.
The optical axis 77 of 5 corresponds to the corresponding positive lens elements 76a, 76b,
The center 80 of the light valve 73 passes through the outer center 79 of the triangle 78 formed by the center of 76c, and the center 80 of the pixels 74a and 74b of the light valve 73.
It is assumed that a straight line connecting a and 80b passes through the midpoint 81.

【0016】(図1)に対応する光路図を(図2)に示
す。光源からの入射光82が第1のレンズアレイ手段7
1に入射すると、第1のレンズアレイ手段71の各正レ
ンズ素子75は、それぞれの焦点83上に光源に対応す
る微小な実像84を形成する。つまり、第1のレンズア
レイ手段71の出射側に、第1の微小光源群85が形成
される。第2のレンズアレイ手段72の各正レンズ素子
76は、微小光源84の180゜回転した等倍の実像8
6を形成する。つまり、第2のレンズアレイ手段72の
出射側に第2の微小光源群87が形成される。第1の微
小光源群85のピッチと第2の微小光源群87のピッチ
は互いに等しい。ライトバルブ73の画素ピッチが第2
の微小光源群87のピッチと等しければ、ライトバルブ
73の各画素74を第2の微小光源群87の各微小光源
86に重ねることができる。
An optical path diagram corresponding to (FIG. 1) is shown in (FIG. 2). The incident light 82 from the light source is the first lens array means 7
When incident on 1, each positive lens element 75 of the first lens array means 71 forms a minute real image 84 corresponding to the light source on each focal point 83. That is, the first minute light source group 85 is formed on the emission side of the first lens array means 71. Each positive lens element 76 of the second lens array means 72 is a real image 8 of the microscopic light source 84 rotated by 180 ° and having the same magnification.
6 is formed. That is, the second minute light source group 87 is formed on the emission side of the second lens array means 72. The pitch of the first minute light source group 85 and the pitch of the second minute light source group 87 are equal to each other. The pixel pitch of the light valve 73 is the second
Each pixel 74 of the light valve 73 can be overlapped with each minute light source 86 of the second minute light source group 87 if the pitch of the minute light source group 87 is equal.

【0017】焦点83から正レンズ素子76の主点まで
の距離が正レンズ素子75の焦点距離より長ければ、第
1レンズアレイ手段71の1つの正レンズ素子75aか
らの出射光は、第2レンズアレイ手段72の複数の正レ
ンズ素子76a,76bに入射する。その出射光は、い
ずれもライトバルブ73のいずれかの画素に入射する。
こうして、ライトバルブ73の1つの画素には、第2の
レンズアレイ手段72の複数の正レンズ素子76a,7
6bから光が入射する。
If the distance from the focal point 83 to the principal point of the positive lens element 76 is longer than the focal length of the positive lens element 75, the light emitted from one positive lens element 75a of the first lens array means 71 is the second lens. The light enters the plurality of positive lens elements 76a and 76b of the array means 72. The emitted light is incident on any pixel of the light valve 73.
Thus, one pixel of the light valve 73 has a plurality of positive lens elements 76 a, 7 a of the second lens array means 72.
Light enters from 6b.

【0018】第1のレンズアレイ手段71の各正レンズ
素子75の焦点距離をf1 、第2のレンズアレイ手段7
2の各正レンズ素子76の焦点距離をf2 とする。第2
の微小光源群87の各微小光源86をすべて重ねるため
には、第1のレンズアレイ手段71の焦点83から第2
のレンズアレイ手段72の主点までの距離をb、第2の
レンズアレイ手段72の主点からライトバルブ73の画
素74までの距離をcとして、
The focal length of each positive lens element 75 of the first lens array means 71 is f 1 , and the second lens array means 7 is
The focal length of each positive lens element 76 of No. 2 is f 2 . Second
In order to overlap all the minute light sources 86 of the minute light source group 87,
B to the principal point of the lens array means 72, and c to the pixel 74 of the light valve 73 from the principal point of the second lens array means 72.

【0019】[0019]

【数2】 [Equation 2]

【0020】[0020]

【数3】 [Equation 3]

【0021】とすればよい。また、第1のレンズアレイ
手段71の主点から焦点83までの距離をaとすると、
[0021] When the distance from the principal point of the first lens array means 71 to the focal point 83 is a,

【0022】[0022]

【数4】 [Equation 4]

【0023】となる。(図1)に示したモデルにおい
て、cはライトバルブ73により制約されるが、a+b
を制約する要因は存在しない。従って、第1のレンズア
レイ手段71の焦点距離f1 は短くすることができ、f
1 が短くなれば第2の微小光源群87の各微小光源86
の寸法が小さくなる。また、上述のように第1のレンズ
アレイ手段71からの出射光は第2のレンズアレイ手段
72の複数の正レンズ素子76を介してすべてライトバ
ルブ73のすべての画素74に到達するので、(図1)
に示したライトバルブ装置の実質開口率が向上する。ラ
イトバルブの各画素から出射する光がすべて投写レンズ
に入射すれば、投写画像は明るくなる。
It becomes In the model shown in FIG. 1, c is restricted by the light valve 73, but a + b
There is no factor that constrains. Therefore, the focal length f 1 of the first lens array means 71 can be shortened, and f
If 1 becomes short, each minute light source 86 of the second minute light source group 87
The size of becomes smaller. Further, as described above, since the light emitted from the first lens array means 71 reaches all the pixels 74 of the light valve 73 via the plurality of positive lens elements 76 of the second lens array means 72, ( (Fig. 1)
The substantial aperture ratio of the light valve device shown in FIG. When all the light emitted from each pixel of the light valve enters the projection lens, the projected image becomes bright.

【0024】(図1)、(図2)に示した構成により実
質開口率を向上させる場合の望ましい条件について説明
する。ライトバルブの1個の画素に第2のレンズアレイ
手段の複数の正レンズ素子から光が入射する一般的な場
合の光路図を(図3)に示す。(図3)に示す状態の場
合、正レンズ素子76a,76bは有効領域の一部しか
利用されていない。この場合、投写レンズは、瞳の中域
部が利用されないので、無駄が多いことになる。この無
駄を最小にするには、第1のレンズアレイ手段71の1
個の正レンズ素子75aの端88から出射する光線が、
第2のレンズアレイ手段72の隣接する複数の正レンズ
素子76a,76bの集合の端89を通るようにすれば
よい。この条件は、第1のレンズアレイ手段71の各正
レンズ素子75の焦点距離をf1 、第2レンズアレイ手
段72の各正レンズ素子76の焦点距離をf2 、正整数
をmとして、
Desirable conditions for improving the substantial aperture ratio by the configurations shown in FIGS. 1 and 2 will be described. An optical path diagram in a general case where light is incident on one pixel of the light valve from the plurality of positive lens elements of the second lens array means is shown in FIG. In the case of the state shown in FIG. 3, the positive lens elements 76a and 76b use only part of the effective area. In this case, the projection lens is wasteful because the middle part of the pupil is not used. In order to minimize this waste, 1 of the first lens array means 71 is used.
The light beam emitted from the end 88 of each positive lens element 75a is
It suffices that the second lens array means 72 pass through the end 89 of the set of adjacent positive lens elements 76a and 76b. This condition is that the focal length of each positive lens element 75 of the first lens array means 71 is f 1 , the focal length of each positive lens element 76 of the second lens array means 72 is f 2 , and a positive integer is m.

【0025】[0025]

【数5】 [Equation 5]

【0026】となる。(図2)には、第1のレンズアレ
イ手段71の1個の正レンズ素子75からの出射光が第
2のレンズアレイ手段72に入射するとき、3個の正レ
ンズ素子76に入射する場合を示したが、3個に限ら
ず、6個、12個等と多くすることも可能である。いず
れの場合も、(数5)を満足するのが望ましい。
[0026] FIG. 2 shows a case where the light emitted from one positive lens element 75 of the first lens array means 71 is incident on the second lens array means 72 and is incident on three positive lens elements 76. However, the number is not limited to three, and may be increased to 6, 12, or the like. In any case, it is desirable to satisfy (Equation 5).

【0027】本発明によれば、ライトバルブの入射側面
からライトバルブ層までの距離を短くすることができな
い場合でも、(図1)に示したモデルのように2つのレ
ンズアレイ手段を用いることにより、実質開口率の高い
ライトバルブ装置を実現することができる。このライト
バルブ装置を投写型表示装置に用いれば、明るい投写画
像を得ることができる。また、このライトバルブ装置を
ビューファインダ装置に用いれば、明るい表示画像を得
ることができる。
According to the present invention, even when the distance from the incident side surface of the light valve to the light valve layer cannot be shortened, by using the two lens array means as in the model shown in (FIG. 1). A light valve device having a substantially high aperture ratio can be realized. By using this light valve device in a projection display device, a bright projected image can be obtained. If this light valve device is used in a viewfinder device, a bright display image can be obtained.

【0028】[0028]

【実施例】以下に、本発明の実施例について添付図面を
参照しながら説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

【0029】本発明のライトバルブ装置の第1の実施例
の構成を(図4)に示す。91は入射側偏光板、92は
第1レンズアレイ板、93は第2レンズアレイ板、94
は液晶パネル、95は出射側偏光板である。
The construction of the first embodiment of the light valve device of the present invention is shown in FIG. 91 is an incident side polarization plate, 92 is a first lens array plate, 93 is a second lens array plate, and 94.
Is a liquid crystal panel, and 95 is an emission side polarizing plate.

【0030】ライトバルブ装置は、入射側から順に、入
射側偏光板91、第1レンズアレイ板92、第2レンズ
アレイ板93、液晶パネル94、出射側偏光板95で構
成されている。
The light valve device is composed of an incident side polarization plate 91, a first lens array plate 92, a second lens array plate 93, a liquid crystal panel 94, and an emission side polarization plate 95 in order from the incidence side.

【0031】液晶パネル94は、2枚のガラス基板9
6,97の間にTN液晶98を封入したものである。出
射側ガラス基板97の液晶層98側には、透明導電性膜
による画素電極がマトリックス状に形成され、各画素電
極の近傍にはスイッチング素子としてTFT100が設
けられている。隣接する画素電極の間には信号線と走査
線が形成され、各TFT100は、ソース電極が信号線
に接続され、ゲート電極が走査線に接続され、ドレイン
電極が画素電極に接続されている。入射側ガラス基板9
6の液晶層98側には、透明導電性膜による共通電極が
形成され、その上にTFT100、信号線、走査線を覆
うように金属薄膜によるブラックマトリックス102が
形成されている。ブラックマトリックス102の開口部
が画素103となる。画素電極と共通電極の上には配向
膜が塗布され、液晶分子を所定の状態に配向させるため
にラビングされる。信号供給回路と走査回路により各画
素103の液晶層に電界を加えると、電界に応じて液晶
層の旋光性が変化するので、液晶パネル94に映像信号
に応じた旋光性の変化として光学像を形成できる。この
光学像は、入射側偏光板91と出射側偏光板95の作用
により透過率の変化による光学像となる。
The liquid crystal panel 94 includes two glass substrates 9
TN liquid crystal 98 is sealed between 6, 97. Pixel electrodes made of a transparent conductive film are formed in a matrix on the liquid crystal layer 98 side of the emission side glass substrate 97, and a TFT 100 is provided as a switching element in the vicinity of each pixel electrode. A signal line and a scanning line are formed between adjacent pixel electrodes, and each TFT 100 has a source electrode connected to the signal line, a gate electrode connected to the scanning line, and a drain electrode connected to the pixel electrode. Incident side glass substrate 9
6, a common electrode made of a transparent conductive film is formed on the liquid crystal layer 98 side, and a black matrix 102 made of a metal thin film is formed thereon so as to cover the TFT 100, signal lines, and scanning lines. The openings of the black matrix 102 become the pixels 103. An alignment film is coated on the pixel electrode and the common electrode and rubbed to align the liquid crystal molecules in a predetermined state. When an electric field is applied to the liquid crystal layer of each pixel 103 by the signal supply circuit and the scanning circuit, the optical rotatory power of the liquid crystal layer changes according to the electric field, so that an optical image is displayed on the liquid crystal panel 94 as a change in optical rotatory power according to the video signal. Can be formed. This optical image becomes an optical image due to a change in transmittance due to the actions of the incident side polarization plate 91 and the emission side polarization plate 95.

【0032】液晶パネル94の画素数は水平480×垂
直460、表示画面の寸法は水平44.64mm×垂直
33.58mm、画素ピッチは水平94μm×垂直73
μmである。画素103は、(図5)に示すように正方
配列であり、画素の寸法は水平53μm×垂直32μ
m、開口率は25%である。2枚のガラス基板96,9
7は、いずれも厚さが1.1mm、屈折率が1.52で
ある。
The number of pixels of the liquid crystal panel 94 is horizontal 480 × vertical 460, the size of the display screen is horizontal 44.64 mm × vertical 33.58 mm, and the pixel pitch is horizontal 94 μm × vertical 73.
μm. The pixels 103 are in a square array as shown in (FIG. 5), and the dimensions of the pixels are horizontal 53 μm × vertical 32 μm.
m, the aperture ratio is 25%. Two glass substrates 96, 9
No. 7 has a thickness of 1.1 mm and a refractive index of 1.52.

【0033】第1レンズアレイ板92は、ガラス基板1
04の出射側面に薄い透明樹脂105を重ね、その表面
に複数の正レンズ素子106をマトリックス状に形成し
たものであり、第2レンズアレイ板93は、ガラス基板
107の出射側面に薄い透明樹脂108を重ね、その表
面に複数の正レンズ素子109をマトリックス状に形成
したものである。正レンズ素子106,109は、それ
ぞれ(図5)に示すように、デルタ配列としている。正
レンズ素子106,109は、いずれも有効領域が六角
形で、配列ピッチは液晶パネル94の画素ピッチと同じ
水平94μm×垂直73μmであり、隣接する正レンズ
素子の間には幅が約5μmの非レンズ部110,111
が設けられている。第1レンズアレイ板92は、ガラス
基板104の厚さが1.1mm、屈折率が1.52、焦
点距離が360μmである。第2レンズアレイ板93
は、ガラス基板107の厚さが1.6mm、屈折率が
1.52、焦点距離が360μmである。2つのレンズ
アレイ板92,93は、ガラス基板104,107の上
に紫外線硬化樹脂を塗布し、その上に所定のレンズアレ
イ板の表面形状を有する型を重ね、ガラス基板104,
107を通して紫外線硬化樹脂に紫外線を照射すること
により作成している。
The first lens array plate 92 is the glass substrate 1
04, a thin transparent resin 105 is laminated on the emission side surface, and a plurality of positive lens elements 106 are formed in a matrix on the surface thereof. And a plurality of positive lens elements 109 are formed in a matrix on the surface. The positive lens elements 106 and 109 have a delta arrangement as shown in FIG. Each of the positive lens elements 106 and 109 has a hexagonal effective area, and the arrangement pitch is horizontal 94 μm × vertical 73 μm, which is the same as the pixel pitch of the liquid crystal panel 94, and the width between adjacent positive lens elements is about 5 μm. Non-lens part 110, 111
Is provided. The first lens array plate 92 has a glass substrate 104 having a thickness of 1.1 mm, a refractive index of 1.52, and a focal length of 360 μm. Second lens array plate 93
The glass substrate 107 has a thickness of 1.6 mm, a refractive index of 1.52, and a focal length of 360 μm. The two lens array plates 92, 93 are formed by applying an ultraviolet curable resin on the glass substrates 104, 107 and stacking a mold having a predetermined lens array plate surface shape on the glass substrates 104, 107.
It is created by irradiating the ultraviolet curable resin with ultraviolet rays through 107.

【0034】第1レンズアレイ板92、第2レンズアレ
イ板93、液晶パネル94は、第1レンズアレイ板92
の各正レンズ素子106の光軸112が第2レンズアレ
イ板93の各正レンズ素子109a,109b,109
cの中心110a,110b,110cで構成される三
角形113の外心114を通り、さらに光軸112が液
晶パネル94の隣接する画素103a,103bの中心
115a,115bを結ぶ直線の中点116を通るよう
に重ね、間に薄い空気層を挟んで周辺部を接着剤で固着
している。入射側偏光板91は第1レンズアレイ板92
から分離されており、出射側偏光板95は液晶パネル9
4の出射側に貼付されている。
The first lens array plate 92, the second lens array plate 93, and the liquid crystal panel 94 are the first lens array plate 92.
The optical axis 112 of each positive lens element 106 of each of the positive lens elements 109a, 109b, 109 of the second lens array plate 93
The optical axis 112 passes through the center 114a of the straight line connecting the centers 115a and 115b of the adjacent pixels 103a and 103b of the liquid crystal panel 94, and passes through the outer center 114 of the triangle 113 formed by the centers 110a, 110b, and 110c of c. As described above, the peripheral portion is fixed with an adhesive agent with a thin air layer interposed therebetween. The incident side polarization plate 91 is the first lens array plate 92.
The output side polarization plate 95 is separated from the liquid crystal panel 9
4 is attached to the output side.

【0035】本発明の投写型表示装置の第1の実施例に
ついて説明する。(図6)は、その構成を示したもので
あり、121は光源、125はフィールドレンズ、12
6はライトバルブ装置、127は投写レンズ、128は
スクリーンである。
A first embodiment of the projection type display device of the present invention will be described. (FIG. 6) shows the configuration, in which 121 is a light source, 125 is a field lens, and 12
6 is a light valve device, 127 is a projection lens, and 128 is a screen.

【0036】ライトバルブ装置126は、(図4)、
(図5)に示したものと同一であり、入射側から順に入
射側偏光板91、第1レンズアレイ板92、第2レンズ
アレイ板93、液晶パネル94、出射側偏光板95で構
成されている。
The light valve device 126 is (FIG. 4),
It is the same as that shown in FIG. 5 and comprises an incident side polarization plate 91, a first lens array plate 92, a second lens array plate 93, a liquid crystal panel 94, and an emission side polarization plate 95 in order from the incident side. There is.

【0037】光源121は、ランプ122、凹面鏡12
3、フィルタ124で構成されている。ランプ122は
ハロゲンランプであり、ランプ122から放射される光
は凹面鏡123により反射されて平行に近い光となって
出射する。フィルタ124は、ガラス基板上に可視光を
透過し赤外光を反射する多層膜を蒸着したものであり、
凹面鏡123からの出射光から赤外光を除去する。
The light source 121 includes a lamp 122 and a concave mirror 12.
3 and the filter 124. The lamp 122 is a halogen lamp, and the light emitted from the lamp 122 is reflected by the concave mirror 123 and emitted as light that is nearly parallel. The filter 124 is a glass substrate on which a multilayer film that transmits visible light and reflects infrared light is deposited.
Infrared light is removed from the light emitted from the concave mirror 123.

【0038】光源121からの出射光は、フィールドレ
ンズ125を透過して、ライトバルブ装置126に入射
し、その出射光は投写レンズ127に入射する。こうし
て、液晶パネル94に形成された画像は投写レンズ12
7によりスクリーン128上に拡大投写される。フィー
ルドレンズ125は、光源121から液晶パネル94の
周辺部の画素に入射する主光線を液晶層98と垂直にす
るために用いる。投写レンズ127は、液晶パネル94
の出射側に配置される補助レンズ129と主投写レンズ
130とで構成され、口径比はF3.5である。補助レ
ンズ129は、液晶パネル94のすべての画素を通過す
る主光線を液晶層98と垂直にするためのものである。
こうして、第1レンズアレイ板92の正レンズ素子10
6の光軸112に沿って進む光線は、第2レンズアレイ
板93の対応する正レンズ素子109を通過し、液晶パ
ネル94の対応する画素103の中心115に入射す
る。
The light emitted from the light source 121 passes through the field lens 125 and enters the light valve device 126, and the emitted light enters the projection lens 127. In this way, the image formed on the liquid crystal panel 94 is projected onto the projection lens 12
7, the image is projected on the screen 128 in an enlarged scale. The field lens 125 is used to make the principal ray incident on the pixels in the peripheral portion of the liquid crystal panel 94 from the light source 121 perpendicular to the liquid crystal layer 98. The projection lens 127 is a liquid crystal panel 94.
It is composed of an auxiliary lens 129 and a main projection lens 130 which are arranged on the exit side of, and the aperture ratio is F3.5. The auxiliary lens 129 is for making the chief ray passing through all the pixels of the liquid crystal panel 94 perpendicular to the liquid crystal layer 98.
Thus, the positive lens element 10 of the first lens array plate 92
The light rays traveling along the optical axis 112 of No. 6 pass through the corresponding positive lens element 109 of the second lens array plate 93 and enter the center 115 of the corresponding pixel 103 of the liquid crystal panel 94.

【0039】(図4)、(図5)に示した構成の作用に
ついて説明する。(図4)に示すように、光源121か
らの出射光117は第1レンズアレイ板92に入射す
る。第1レンズアレイ板92の各正レンズ素子106の
焦点118には、凹面鏡123の開口部に対応する微小
な実像が形成される。第2レンズアレイ板93の各正レ
ンズ素子109は、この複数の微小光源を等倍で液晶パ
ネル94の液晶層98上に形成する。第1レンズアレイ
板92の正レンズ素子106の焦点距離f1 と、第2レ
ンズアレイ板93の正レンズ素子109の焦点距離f2
とは、(数5)の条件を満足するようにしている。その
ため、第1レンズアレイ板92の1個の正レンズ素子1
06aから出射する光は、第2レンズアレイ板93の3
個の正レンズ素子109a,109bに入射し、3個の
正レンズ素子109a,109cから出射する光は、そ
れぞれ液晶パネル94の画素103c,103dに入射
する。液晶パネル94の1個の画素103dには、第2
レンズアレイ板93の隣接する3個の正レンズ素子10
9c,109dからの出射光が入射する。液晶パネル9
4からの出射光はすべて投写レンズ127に入射するよ
うにしている。ライトバルブ装置126には映像信号に
応じて透過率の変化として光学像が形成される。この光
学像は投写レンズ127により拡大投写され、スクリー
ン上に拡大された白黒の投写画像が表示される。
The operation of the configuration shown in FIGS. 4 and 5 will be described. As shown in FIG. 4, the emitted light 117 from the light source 121 enters the first lens array plate 92. At the focal point 118 of each positive lens element 106 of the first lens array plate 92, a minute real image corresponding to the opening of the concave mirror 123 is formed. Each positive lens element 109 of the second lens array plate 93 forms the plurality of minute light sources on the liquid crystal layer 98 of the liquid crystal panel 94 at equal magnification. The focal length f 1 of the positive lens element 106 of the first lens array plate 92 and the focal length f 2 of the positive lens element 109 of the second lens array plate 93.
Means that the condition of (Equation 5) is satisfied. Therefore, one positive lens element 1 of the first lens array plate 92
The light emitted from 06a is emitted from the third lens array plate 93.
The light incident on the positive lens elements 109a and 109b and emitted from the three positive lens elements 109a and 109c enter the pixels 103c and 103d of the liquid crystal panel 94, respectively. One pixel 103d of the liquid crystal panel 94 has a second
Three adjacent positive lens elements 10 of the lens array plate 93
Light emitted from 9c and 109d enters. LCD panel 9
All the light emitted from No. 4 enters the projection lens 127. An optical image is formed on the light valve device 126 as a change in transmittance according to a video signal. This optical image is enlarged and projected by the projection lens 127, and the enlarged black and white projected image is displayed on the screen.

【0040】光源121から出て第1レンズアレイ板9
2の1個の正レンズ素子106に入射した光がすべて投
写レンズ127に入射する場合、ライトバルブ装置12
6の実質開口率は、第1レンズアレイ板92の全領域の
面積に対するすべての正レンズ素子のレンズ面の面積の
比となる。投写画像の画面中心における輝度は、液晶パ
ネルの実際の開口率に対する実質開口率の比だけ明るく
なる。
The first lens array plate 9 is emitted from the light source 121.
When all the light that has entered one positive lens element 106 of No. 2 enters the projection lens 127, the light valve device 12
The actual aperture ratio of 6 is the ratio of the area of the lens surfaces of all the positive lens elements to the area of the entire area of the first lens array plate 92. The brightness of the projected image at the screen center becomes brighter by the ratio of the actual aperture ratio to the actual aperture ratio of the liquid crystal panel.

【0041】2つのレンズアレイ板92,93を組み合
わせて実験すると、レンズアレイ板を用いない場合に比
べて、投写画像の画面中心付近の明るさを約1.4倍に
することができ、本発明の有効性を確認することができ
た。なお、液晶パネル94の開口率は25%であり、レ
ンズアレイ板92,93の表面反射を無視した実質開口
率は理論的には75%であることを考えると、明るさ向
上の効果は理論値をかなり下回るが、その原因はレンズ
アレイ板92,93のレンズ面の精度が良くないためと
思われる。
When the two lens array plates 92 and 93 are combined and tested, the brightness near the screen center of the projected image can be increased by about 1.4 times as compared with the case where the lens array plates are not used. The effectiveness of the invention could be confirmed. Considering that the liquid crystal panel 94 has an aperture ratio of 25%, and the actual aperture ratio ignoring the surface reflections of the lens array plates 92 and 93 is theoretically 75%, the effect of improving the brightness is theoretical. Although it is much lower than the value, it is considered that the reason is that the accuracy of the lens surfaces of the lens array plates 92 and 93 is not good.

【0042】(図13)に示した従来の構成では、投写
画像を明るくするには液晶パネルの入射側ガラス基板を
薄くする必要があったが、(図4)に示した本発明の構
成では、液晶パネル94の入射側ガラス基板96を薄く
しないでも投写画像を明るくすることができる。入射側
ガラス基板96を薄くする必要がないので、液晶層98
の厚さの均一性を確保することができ、液晶パネル94
に高画質の画像を表示することができる。そのため、
(図4)に示すような構成とすることにより、高画質
で、しかも明るい投写画像を得ることができる。
In the conventional structure shown in (FIG. 13), the incident side glass substrate of the liquid crystal panel needs to be thinned in order to make the projected image bright, but in the structure of the present invention shown in (FIG. 4). The projected image can be brightened without thinning the incident side glass substrate 96 of the liquid crystal panel 94. Since it is not necessary to thin the incident side glass substrate 96, the liquid crystal layer 98
The thickness uniformity of the liquid crystal panel 94 can be ensured.
It is possible to display a high quality image. for that reason,
With the configuration as shown in FIG. 4, it is possible to obtain a bright projected image with high image quality.

【0043】本発明の投写型表示装置の第2の実施例の
構成を(図7)に示す。141は光源、147,148
はダイクロイックミラー、149は平面ミラー、15
0,151,152はフィールドレンズ、153,15
4,155はライトバルブ装置、171,172,17
3は補助レンズ、174,175はダイクロイックミラ
ー、176は平面ミラー、177は主投写レンズであ
る。
The configuration of the second embodiment of the projection display apparatus of the present invention is shown in FIG. 141 is a light source, 147, 148
Is a dichroic mirror, 149 is a plane mirror, 15
0, 151, 152 are field lenses, 153, 15
4, 155 are light valve devices, 171, 172, 17
Reference numeral 3 is an auxiliary lens, 174 and 175 are dichroic mirrors, 176 is a plane mirror, and 177 is a main projection lens.

【0044】光源141は、ランプ142、凹面鏡14
3とフィルタ144で構成されている。ランプ142は
メタルハライドランプであり、3原色の色成分を含む光
を放射する。凹面鏡143はガラス製で、反射面145
の形状は放物面であり、反射面145に赤外光を透過さ
せ可視光を反射する多層膜を蒸着したものである。フィ
ルタ144は、ガラス基板の上に可視光を透過させ赤外
光と紫外光を反射する多層膜を蒸着したものである。凹
面鏡143の光軸146は水平方向に向き、ランプ14
2は管軸を光軸146と一致させて配置される。ランプ
142の放射光は、凹面鏡143で反射して赤外光が除
去された平行に近い光に変換され、フィルタ144を透
過して赤外光と紫外光を除去されて可視光が出射する。
光源141の出射光は、2枚のダイクロイックミラー1
47,148と平面ミラー149とで構成される色分解
光学系により赤、緑、青の原色光に分解される。各原色
光は、いずれもフィールドレンズ150,151,15
2を透過してライトバルブ装置153,154,155
に入射する。
The light source 141 includes a lamp 142 and a concave mirror 14.
3 and a filter 144. The lamp 142 is a metal halide lamp and emits light containing color components of three primary colors. The concave mirror 143 is made of glass and has a reflecting surface 145.
The shape of is a paraboloid, and a multilayer film that transmits infrared light and reflects visible light is vapor-deposited on the reflecting surface 145. The filter 144 is formed by depositing a multilayer film that transmits visible light and reflects infrared light and ultraviolet light on a glass substrate. The optical axis 146 of the concave mirror 143 is oriented horizontally, and the lamp 14
2 is arranged with its tube axis aligned with the optical axis 146. The light emitted from the lamp 142 is reflected by the concave mirror 143 to be converted into near-parallel light from which infrared light has been removed, passes through the filter 144 to remove infrared light and ultraviolet light, and is emitted as visible light.
The light emitted from the light source 141 is emitted from the two dichroic mirrors 1.
It is separated into red, green and blue primary color lights by a color separation optical system composed of 47, 148 and a plane mirror 149. Each of the primary color lights has a field lens 150, 151, 15
Light valve device 153, 154, 155 through 2
Incident on.

【0045】ライトバルブ装置153,154,155
は、いずれも(図4)に示したものと同一であり、光源
側から順にそれぞれ入射側偏光板156,157,15
8、第1レンズアレイ板159,160,161、第2
レンズアレイ板162,163,164、液晶パネル1
65,166,167、出射側偏光板168,169,
170を組み合わせたものである。ライトバルブ装置1
53,154,155には、それぞれ映像信号に応じて
透過率の変化として光学像が形成される。ライトバルブ
装置153,154,155の出射光は、それぞれ補助
レンズ171,172,173を透過した後、ダイクロ
イックミラー174,175と平面ミラー176を組み
合わせた色合成光学系により1つの光に合成され、合成
された光は主投写レンズ177に入射する。
Light valve devices 153, 154, 155
Are the same as those shown in (FIG. 4), and the incident side polarization plates 156, 157, 15 are arranged in order from the light source side.
8, first lens array plate 159, 160, 161, second
Lens array plates 162, 163, 164, liquid crystal panel 1
65, 166, 167, output side polarization plates 168, 169,
It is a combination of 170. Light valve device 1
An optical image is formed on each of 53, 154, and 155 as a change in transmittance according to a video signal. The light emitted from the light valve devices 153, 154, 155, after passing through the auxiliary lenses 171, 172, 173, respectively, is combined into one light by a color combining optical system combining the dichroic mirrors 174, 175 and the plane mirror 176. The combined light enters the main projection lens 177.

【0046】主投写レンズ177は、補助レンズ17
1,172,173と組み合わせることにより投写レン
ズとして機能する。補助レンズ171,172,173
は、主投写レンズ177の主光線が液晶層を垂直に通過
するように、つまりテレセントリック性を良くするため
に用いる。こうして、3つのライトバルブ装置153,
154,155に形成される光学像は、主投写レンズ1
77により離れた位置にあるスクリーン(図示せず)上
に拡大投写される。
The main projection lens 177 is an auxiliary lens 17
It functions as a projection lens when combined with 1,172,173. Auxiliary lenses 171, 172, 173
Is used so that the chief ray of the main projection lens 177 passes vertically through the liquid crystal layer, that is, to improve the telecentricity. Thus, the three light valve devices 153,
The optical images formed on 154 and 155 are the main projection lens 1
The image is enlarged and projected on a screen (not shown) at a distant position by 77.

【0047】(図7)に示した投写型表示装置を試作し
実験を行うと、第1の実施例と同様に、レンズアレイ板
を用いない場合に比べて明るい投写画像を得ることがで
きた。画質の均一性も、レンズアレイ板の明かな欠陥部
分を除けば、良好であった。
When the projection type display device shown in FIG. 7 was prototyped and tested, a brighter projected image could be obtained as in the first embodiment, as compared with the case where the lens array plate was not used. . The uniformity of the image quality was also good, except for the obvious defective parts of the lens array plate.

【0048】本発明のライトバルブ装置の第2の実施例
の構成を(図8)に示す。191は入射側偏光板、19
2はレンズアレイ板、193は液晶パネル、194は出
射側偏光板である。
The construction of the second embodiment of the light valve device of the present invention is shown in FIG. 191 is an incident side polarization plate, 19
Reference numeral 2 is a lens array plate, 193 is a liquid crystal panel, and 194 is an emission side polarization plate.

【0049】ライトバルブ装置は、入射側から順に、入
射側偏光板191、レンズアレイ板192、液晶パネル
193、出射側偏光板194で構成されている。
The light valve device is composed of an incident side polarization plate 191, a lens array plate 192, a liquid crystal panel 193, and an emission side polarization plate 194 in order from the incidence side.

【0050】液晶パネル193は、(図4)に示したも
のと同様のTN液晶を用いたTFT液晶パネルである。
出射側ガラス基板195の液晶層196側には、画素電
極197とTFT198が設けられている。入射側ガラ
ス基板199の液晶層196側には、TFTを遮光する
ためのブラックマトリックス200が設けられ、その上
にモザイク状のカラーフィルタ201が設けられ、さら
にその上に共通電極が設けられている。画素数は水平4
80×垂直460、表示画面の寸法は水平30.7mm
×垂直23.0mm、画素ピッチは水平64μm×垂直
50μmである。画素の寸法は水平33μm×垂直29
μm、開口率は25%である。入射側ガラス基板の厚さ
は1.1mm、屈折率は1.52である。
The liquid crystal panel 193 is a TFT liquid crystal panel using the same TN liquid crystal as that shown in FIG.
A pixel electrode 197 and a TFT 198 are provided on the liquid crystal layer 196 side of the emission side glass substrate 195. On the liquid crystal layer 196 side of the incident side glass substrate 199, a black matrix 200 for shielding the TFT is provided, a mosaic color filter 201 is provided thereon, and a common electrode is further provided thereon. . 4 horizontal pixels
80 x vertical 460, the size of the display screen is horizontal 30.7 mm
× vertical 23.0 mm, pixel pitch is horizontal 64 μm × vertical 50 μm. Pixel size is horizontal 33μm x vertical 29
μm, the aperture ratio is 25%. The incident-side glass substrate has a thickness of 1.1 mm and a refractive index of 1.52.

【0051】レンズアレイ板192は、ガラス基板20
2の入射側面に第1レンズアレイ203を形成し、出射
側面に第2レンズアレイ204を形成したものである。
第1レンズアレイ203、第2レンズアレイ204は、
いずれもガラス基板202の上に薄い透明樹脂205,
206を重ね、その表面に凸レンズ面207,208を
形成したものである。各正レンズ素子207,208
は、(図9)に示すように、有効領域が六角形であり、
液晶パネル193と同一のピッチでデルタ配列されてい
る。各正レンズ素子207,208は隣接する正レンズ
素子との間に幅5μmの非レンズ部209,210を有
する。各正レンズ素子207の光軸211は、第2レン
ズアレイ204の隣接する3つの正レンズ素子208
a,208b,208cの中心で構成される三角形21
1の中心212を通る。ガラス基板202は、厚さが
1.6mm、屈折率が1.52であり、第1レンズアレ
イ203の焦点距離は360μm、第2レンズアレイ2
04の焦点距離は360μmである。
The lens array plate 192 is the glass substrate 20.
The first lens array 203 is formed on the incident side surface of No. 2 and the second lens array 204 is formed on the exit side surface.
The first lens array 203 and the second lens array 204 are
Both are thin transparent resin 205 on the glass substrate 202,
206 is overlapped and convex lens surfaces 207 and 208 are formed on the surface thereof. Each positive lens element 207, 208
, The effective area is hexagonal as shown in (FIG. 9),
The liquid crystal panel 193 is arranged in delta at the same pitch. Each positive lens element 207, 208 has a non-lens portion 209, 210 having a width of 5 μm between the adjacent positive lens elements. The optical axis 211 of each positive lens element 207 is defined by three adjacent positive lens elements 208 of the second lens array 204.
Triangle 21 composed of a, 208b, and 208c centers
1 through the center 212. The glass substrate 202 has a thickness of 1.6 mm and a refractive index of 1.52. The first lens array 203 has a focal length of 360 μm and the second lens array 2 has a focal length of 360 μm.
The focal length of 04 is 360 μm.

【0052】レンズアレイ板192と液晶パネル193
の入射側ガラス基板195とは間に薄い空気層を挟んで
周辺部を接着材で固着している。このとき、第1レンズ
アレイ203の各正レンズ素子207の光軸211は、
第2レンズアレイ204の隣接する3つの正レンズ素子
208a,208b,208cの中心で構成される三角
形211の中心212を通り、また、第1レンズアレイ
203の各正レンズ素子207の光軸211が液晶パネ
ル193の対応する隣接する2画素215a,215b
の中心216a,216bを結ぶ直線の中点217を通
るようにしている。(図8)に示した構成は、レンズア
レイ板を2枚使う場合よりも屈折率差を有する境界面が
少ないため、透過率が有利となる。この場合も、第1レ
ンズアレイ203の正レンズ素子207の焦点218上
にある仮想物体の像が第2レンズアレイ204により液
晶パネル193の画素215上に形成される。第1レン
ズアレイ203の1個の正レンズ素子207から出射す
る光は、第2レンズアレイ204の3個の正レンズ素子
に入射し、液晶パネル193の1個の画素215には、
第2レンズアレイ207の7個の正レンズ素子からの出
射光が入射する。前出の実施例と同様に、レンズアレイ
板192により実質開口率を向上させることができる。
(図6)に示した構成の投写型表示装置のライトバルブ
装置を(図8)に示したライトバルブ装置と置き換える
と、フルカラーの投写画像を得ることができる。実験で
は、投写画像の中心付近の明るさが、レンズアレイ板が
ない場合に比べて約1.4倍となった。
Lens array plate 192 and liquid crystal panel 193
A thin air layer is sandwiched between the incident side glass substrate 195 and the incident side glass substrate 195, and the peripheral portion is fixed by an adhesive material. At this time, the optical axis 211 of each positive lens element 207 of the first lens array 203 is
The optical axis 211 of each positive lens element 207 of the first lens array 203 passes through the center 212 of a triangle 211 formed by the centers of three adjacent positive lens elements 208a, 208b, 208c of the second lens array 204. The corresponding two adjacent pixels 215a, 215b of the liquid crystal panel 193
It passes through the midpoint 217 of a straight line connecting the centers 216a and 216b of the. The configuration shown in FIG. 8 has a smaller number of boundary surfaces having a difference in refractive index than the case where two lens array plates are used, so that the transmittance is advantageous. Also in this case, the image of the virtual object on the focal point 218 of the positive lens element 207 of the first lens array 203 is formed on the pixel 215 of the liquid crystal panel 193 by the second lens array 204. The light emitted from one positive lens element 207 of the first lens array 203 is incident on the three positive lens elements of the second lens array 204, and one pixel 215 of the liquid crystal panel 193,
Light emitted from the seven positive lens elements of the second lens array 207 enters. Similar to the above-described embodiment, the lens array plate 192 can improve the substantial aperture ratio.
When the light valve device of the projection type display device having the configuration shown in (FIG. 6) is replaced with the light valve device shown in (FIG. 8), a full-color projected image can be obtained. In the experiment, the brightness near the center of the projected image was about 1.4 times that in the case without the lens array plate.

【0053】次に、本発明のライトバルブ装置をビュー
ファインダ装置に応用した実施例について説明する。
(図10)はその構成を示したものであり、221はラ
イトバルブ装置、226は光源、229は接眼レンズで
ある。
Next, an embodiment in which the light valve device of the present invention is applied to a viewfinder device will be described.
(FIG. 10) shows the structure, and 221 is a light valve device, 226 is a light source, and 229 is an eyepiece.

【0054】ライトバルブ装置221は、各部の寸法は
異なるが、(図8)に示したものと同一の構成であり、
入射側から順に、入射側偏光板222、レンズアレイ板
223、液晶パネル224、出射側偏光板225で構成
されている。液晶パネル224は、(図8)に示した液
晶パネルと同様の構成のTN液晶を用いたTFT液晶パ
ネルで、モザイク状のカラーフィルタを内臓している。
表示寸法は0.7インチであり、フルカラーの画像を表
示する。画素数は水平372×垂直238、画素ピッチ
は水平38μm×垂直44μm、画素の寸法は水平18
μm×垂直24μmで開口率は25%である。液晶パネ
ルのガラス基板の厚さはいずれも1.1mm、屈折率は
1.52である。レンズアレイ基板は、厚さが1.6m
m、屈折率が1.52であり、第1レンズアレイの焦点
距離は360μm、第2レンズアレイの焦点距離は36
0μmである。
The light valve device 221 has the same structure as that shown in FIG. 8 although the dimensions of the respective parts are different.
It is composed of an incident side polarization plate 222, a lens array plate 223, a liquid crystal panel 224, and an emission side polarization plate 225 in order from the incidence side. The liquid crystal panel 224 is a TFT liquid crystal panel using a TN liquid crystal having the same configuration as the liquid crystal panel shown in FIG. 8 and has a mosaic color filter built therein.
The display size is 0.7 inch and displays a full color image. The number of pixels is horizontal 372 × vertical 238, the pixel pitch is horizontal 38 μm × vertical 44 μm, and the pixel size is horizontal 18.
μm × vertical 24 μm and the aperture ratio is 25%. Each of the glass substrates of the liquid crystal panel has a thickness of 1.1 mm and a refractive index of 1.52. The lens array substrate has a thickness of 1.6 m
m, the refractive index is 1.52, the focal length of the first lens array is 360 μm, and the focal length of the second lens array is 36.
It is 0 μm.

【0055】光源226は、ランプ227と集光レンズ
228により構成されている。ランプ227は、直径が
7mm、長さが20mmの直流点灯の蛍光管である。ラ
ンプ227から広がって出射する光は、集光レンズ22
8により指向性の狭い光に変換され、ライトバルブ装置
221に入射し、その出射光は接眼レンズ229に入射
する。観察者が接眼レンズ229を覗くと、ライトバル
ブ装置221上の画像の拡大された虚像を観察すること
ができる。
The light source 226 comprises a lamp 227 and a condenser lens 228. The lamp 227 is a direct-current fluorescent tube having a diameter of 7 mm and a length of 20 mm. The light that spreads and is emitted from the lamp 227 is collected by the condenser lens 22.
The light is converted into light having a narrow directivity by 8 and enters the light valve device 221, and the emitted light enters the eyepiece lens 229. When an observer looks through the eyepiece lens 229, an enlarged virtual image of the image on the light valve device 221 can be observed.

【0056】以上の構成要素は、すべて1つの筐体23
0に収納されている。ランプ227として、LED、ハ
ロゲンランプ、陰極線管など発光体が小さく高輝度の光
源を用いるとよい。
The above components are all in one housing 23.
It is stored in 0. As the lamp 227, it is preferable to use an LED, a halogen lamp, a cathode ray tube, or a light source with a small luminance and high brightness.

【0057】(図10)に示したビューファインダ装置
は、レンズアレイを用いることによりライトバルブ装置
の実質開口率が高くなるので、光利用効率が高くなる。
そのため、ランプの電力を小さくすることができ、レン
ズアレイを用いない場合に比べて1回の電池充電におけ
る連続使用時間が長くなる。
In the viewfinder device shown in FIG. 10, the use of the lens array increases the substantial aperture ratio of the light valve device, resulting in higher light utilization efficiency.
Therefore, the power of the lamp can be reduced, and the continuous use time in one battery charge becomes longer than in the case where the lens array is not used.

【0058】以下に、本発明のライトバルブ装置の他の
実施例について説明する。本発明のライトバルブ装置で
重要な役割を果たす第1レンズアレイと第2レンズアレ
イはそれらを支持するものが必要となる。前述の実施例
の他に、液晶パネルの入射側にガラス基板を近接配置
し、そのガラス基板の入射側面に第1レンズアレイを形
成し、液晶パネルの入射側ガラス基板の入射側面もしく
は出射側面のいずれかに第2レンズアレイを形成する構
成も可能である。
Another embodiment of the light valve device of the present invention will be described below. The first lens array and the second lens array that play an important role in the light valve device of the present invention need to support them. In addition to the above-described embodiment, a glass substrate is disposed close to the entrance side of the liquid crystal panel, the first lens array is formed on the entrance side surface of the glass substrate, and the entrance side or exit side surface of the entrance side glass substrate of the liquid crystal panel is formed. A configuration in which the second lens array is formed on either side is also possible.

【0059】第1レンズアレイの正レンズ素子のピッチ
を液晶パネルの画素ピッチに比べてわずかに大きくして
もよい。光路図の簡単な作図により、第2レンズアレイ
のピッチと配置を最適に選べば、第1レンズアレイの各
正レンズ素子の焦点に形成される微小光源の実像を第2
レンズアレイにより液晶パネルの画素上に形成できるこ
とが分かる。このようにすると、液晶パネルの周辺部の
画素を通過する主光線を内側に向けることができるの
で、(図6)に示した構成に用いられている補助レンズ
129を省略することもできる。
The pitch of the positive lens elements of the first lens array may be slightly larger than the pixel pitch of the liquid crystal panel. If the pitch and arrangement of the second lens array are optimally selected by simple drawing of the optical path diagram, the real image of the minute light source formed at the focal point of each positive lens element of the first lens array
It can be seen that the lens array can be formed on the pixels of the liquid crystal panel. In this way, since the principal ray passing through the pixels in the peripheral portion of the liquid crystal panel can be directed to the inside, the auxiliary lens 129 used in the configuration shown in FIG. 6 can be omitted.

【0060】TN液晶を用いた液晶パネルはコントラス
トの良好な方向が液晶層の法線からわずかに傾斜した方
向となるので、高コントラストの投写画像を得るために
は、液晶パネルに対して斜めに光を入射させるとよい。
この場合、液晶パネルの画素群に対して第1レンズアレ
イの正レンズ素子群と第2レンズアレイの正レンズ素子
群とををわずかに平行移動し、第1レンズアレイの各焦
点に形成される微小光源の実像が液晶パネルの各画素上
に形成されるようにするとよい。
In the liquid crystal panel using the TN liquid crystal, the direction of good contrast is slightly tilted from the normal line of the liquid crystal layer. Therefore, in order to obtain a high-contrast projected image, the liquid crystal panel is tilted obliquely to the liquid crystal panel. Light should be incident.
In this case, the positive lens element group of the first lens array and the positive lens element group of the second lens array are slightly moved in parallel with respect to the pixel group of the liquid crystal panel, and are formed at respective focal points of the first lens array. A real image of the minute light source may be formed on each pixel of the liquid crystal panel.

【0061】レンズアレイ板の作成方法として、第1の
実施例で説明した方法の他に、ガラス基板の表面にイオ
ン交換や選択拡散により屈折率分布型レンズを形成する
方法、ガラス基板の上に透明な熱可塑性樹脂を重ね加熱
成形によりレンズを形成する方法などがある。
As the method for producing the lens array plate, in addition to the method described in the first embodiment, a method of forming a gradient index lens on the surface of the glass substrate by ion exchange or selective diffusion, or on the glass substrate There is a method of forming a lens by stacking transparent thermoplastic resins and thermoforming them.

【0062】以上の実施例ではライトバルブがTN液晶
を用いるTFT液晶パネルの場合について説明したが、
他の方式の液晶パネルや電気光学結晶を用いるものな
ど、光学的特性の変化として光学像を形成するものであ
ればライトバルブとして用いることができる。
In the above embodiments, the case where the light valve is a TFT liquid crystal panel using TN liquid crystal has been described.
A light valve can be used as long as it can form an optical image as a change in optical characteristics, such as a liquid crystal panel of another type or an electro-optical crystal.

【0063】また、ライトバルブ装置の表示寸法、画素
数、画素寸法等や、光源の直径、長さ、あるいは第1レ
ンズアレイ、第2レンズアレイの焦点距離等は、本実施
例のものに限定されず、他の寸法、数を選ぶことによっ
ても本実施例と同様の効果が発揮されることは言うまで
もない。
The display size, the number of pixels, the pixel size, etc. of the light valve device, the diameter and length of the light source, the focal lengths of the first lens array and the second lens array, etc. are limited to those of this embodiment. Needless to say, the same effect as in the present embodiment can be obtained by selecting other dimensions and numbers.

【0064】[0064]

【発明の効果】以上のように本発明によれば、ライトバ
ルブに制約を加えることなく実質開口率の大きなライト
バルブ装置を実現することができ、また、このライトバ
ルブ装置を用いることにより、投写画像の明るい投写型
表示装置および低消費電力で表示画像の明るいビューフ
ァインダ装置を提供することができるので、非常に大き
な効果がある。
As described above, according to the present invention, a light valve device having a large aperture ratio can be realized without restricting the light valve, and by using this light valve device, projection is possible. Since it is possible to provide a projection display device having a bright image and a viewfinder device having a bright display image with low power consumption, a very great effect can be obtained.

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

【図1】本発明のライトバルブ装置の作用を説明するモ
デルの概略線図
FIG. 1 is a schematic diagram of a model for explaining the operation of a light valve device of the present invention.

【図2】本発明のライトバルブ装置の作用を説明する概
略線図
FIG. 2 is a schematic diagram illustrating the operation of the light valve device of the present invention.

【図3】本発明のライトバルブ装置の作用を説明する概
略線図
FIG. 3 is a schematic diagram illustrating the operation of the light valve device of the present invention.

【図4】本発明のライトバルブ装置の第1の実施例にお
ける要部拡大側断面図
FIG. 4 is an enlarged side sectional view of an essential part of the first embodiment of the light valve device of the present invention.

【図5】本発明のライトバルブ装置の第1の実施例にお
ける概略線図
FIG. 5 is a schematic diagram in the first embodiment of the light valve device of the present invention.

【図6】本発明の投写型表示装置の第1の実施例におけ
る概略構成図
FIG. 6 is a schematic configuration diagram of a projection display apparatus according to a first embodiment of the present invention.

【図7】本発明の投写型表示装置の第2の実施例におけ
る概略構成図
FIG. 7 is a schematic configuration diagram of a projection display apparatus according to a second embodiment of the present invention.

【図8】本発明のライトバルブ装置の第2の実施例にお
ける概略構成図
FIG. 8 is a schematic configuration diagram of a light valve device according to a second embodiment of the present invention.

【図9】本発明のライトバルブ装置の第1の実施例にお
ける概略線図
FIG. 9 is a schematic diagram in the first embodiment of the light valve device of the present invention.

【図10】本発明のビューファインダ装置の実施例にお
ける概略構成図
FIG. 10 is a schematic configuration diagram of an embodiment of a viewfinder device of the present invention.

【図11】従来の投写型表示装置の概略構成図FIG. 11 is a schematic configuration diagram of a conventional projection display device.

【図12】液晶パネルの構成を示す要部拡大側断面図FIG. 12 is an enlarged side sectional view of an essential part showing the configuration of a liquid crystal panel.

【図13】従来のライトバルブ装置の構成を示す要部拡
大側断面図
FIG. 13 is an enlarged side sectional view of an essential part showing the configuration of a conventional light valve device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

71 第1レンズアレイ手段 72 第2レンズアレイ手段 73 ライトバルブ 91 入射側偏光板 92 第1レンズアレイ板 93 第2レンズアレイ板 94 液晶パネル 95 出射側偏光板 121 光源 125 フィールドレンズ 126 ライトバルブ装置 127 投写レンズ 128 スクリーン 141 光源 147,148 ダイクロイックミラー 149 平面ミラー 150,151,152 フィールドレンズ 153,154,155 ライトバルブ装置 156,157,158 入射側偏光板 159,160,161 第1レンズアレイ板 162,163,164 第2レンズアレイ板 165,166,167 液晶パネル 168,169,170 出射側偏光板 171,172,173 補助レンズ 174,175 ダイクロイックミラー 176 平面ミラー 177 主投写レンズ 191 入射側偏光板 192 レンズアレイ板 193 液晶パネル 194 出射側偏光板 203 第1レンズアレイ 204 第2レンズアレイ 221 ライトバルブ装置 222 入射側偏光板 223 レンズアレイ板 224 液晶パネル 225 出射側偏光板 226 光源 229 接眼レンズ 71 First Lens Array Means 72 Second Lens Array Means 73 Light Valve 91 Incident Side Polarizing Plate 92 First Lens Array Plate 93 Second Lens Array Plate 94 Liquid Crystal Panel 95 Emitting Side Polarizing Plate 121 Light Source 125 Field Lens 126 Light Valve Device 127 Projection lens 128 screen 141 light source 147, 148 dichroic mirror 149 plane mirror 150, 151, 152 field lens 153, 154, 155 light valve device 156, 157, 158 incident side polarization plate 159, 160, 161 first lens array plate 162, 163, 164 Second lens array plate 165, 166, 167 Liquid crystal panel 168, 169, 170 Emitting side polarizing plate 171, 172, 173 Auxiliary lens 174, 175 Dichroic mirror 176 Flat surface 177 Main projection lens 191 Incident side polarization plate 192 Lens array plate 193 Liquid crystal panel 194 Emission side polarization plate 203 First lens array 204 Second lens array 221 Light valve device 222 Incident side polarization plate 223 Lens array plate 224 Liquid crystal panel 225 Emission Side polarizing plate 226 Light source 229 Eyepiece

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】複数の画素をデルタ配列にマトリックス配
列したライトバルブと、複数の正レンズ素子を前記ライ
トバルブの画素配列と相似にマトリックス配列した第1
のレンズアレイ手段と、複数の正レンズ素子を前記ライ
トバルブの画素配列と相似にマトリックス配列した第2
のレンズアレイ手段とを備え、前記第2のレンズアレイ
手段は前記ライトバルブの入射側に配置され、前記第1
のレンズアレイ手段は前記第2のレンズアレイ手段の入
射側に配置され、前記第1のレンズアレイ手段の各正レ
ンズ素子の焦点距離は前記第2のレンズアレイ手段の各
正レンズ素子の焦点距離と比較して等しいかまたは短
く、前記第2のレンズアレイ手段の各正レンズ素子は前
記第1のレンズアレイ手段の複数の正レンズ素子の焦点
上にある仮想物体の実像をそれぞれ前記ライトバルブの
対応する画素上に形成するようにし、第1のレンズアレ
イ手段の各正レンズ素子の光軸は第2のレンズアレイ手
段の隣接する4つの正レンズ素子の中心で構成される三
角形の外心を通る請求項1記載のライトバルブ装置。
1. A light valve in which a plurality of pixels are arranged in a matrix in a delta arrangement, and a plurality of positive lens elements are arranged in a matrix similar to the pixel arrangement of the light valve.
Second lens array means and a plurality of positive lens elements arranged in a matrix similar to the pixel arrangement of the light valve.
Lens array means, the second lens array means is disposed on an incident side of the light valve,
Lens array means is disposed on the incident side of the second lens array means, and the focal length of each positive lens element of the first lens array means is the focal length of each positive lens element of the second lens array means. Equal to or shorter than each positive lens element of the second lens array means, each positive lens element of the second lens array means being a real image of a virtual object on the focal point of the plurality of positive lens elements of the first lens array means. The optical axis of each positive lens element of the first lens array means is formed on the corresponding pixel, and the optical axis of the positive lens element of the second lens array means forms the outer center of a triangle formed by the centers of four adjacent positive lens elements of the second lens array means. The light valve device according to claim 1, which passes through.
【請求項2】第2のレンズアレイ手段はライトバルブの
入射側に配置された第1の透明基板の出射側面またはそ
の表面近傍に形成され、第1のレンズアレイ手段は前記
第1の透明基板の入射側に配置された第2の透明基板の
出射側面またはその表面近傍に形成されている請求項1
記載のライトバルブ装置。
2. The second lens array means is formed on the exit side surface of the first transparent substrate arranged on the incident side of the light valve or near the surface thereof, and the first lens array means is the first transparent substrate. The second transparent substrate disposed on the incident side of the second transparent substrate is formed on the emission side surface or near the surface thereof.
The light valve device described.
【請求項3】第1のレンズアレイ手段はライトバルブの
入射側に配置された透明基板の入射側または出射側のい
ずれかの表面またはその表面近傍に形成され、第2のレ
ンズアレイ手段は前記ライトバルブの入射側面またはそ
の表面近傍に形成されている請求項1記載のライトバル
ブ装置。
3. The first lens array means is formed on or near the surface of either the entrance side or the exit side of a transparent substrate disposed on the entrance side of the light valve, or the second lens array means is formed on the surface thereof. The light valve device according to claim 1, wherein the light valve device is formed on an incident side surface of the light valve or in the vicinity thereof.
【請求項4】第1のレンズアレイ手段はライトバルブの
入射側に配置された透明基板の入射側面またはその表面
近傍に形成され、第2のレンズアレイ手段は前記透明基
板の出射側面またはその表面近傍に形成されている請求
項1記載のライトバルブ装置。
4. The first lens array means is formed on the incident side surface of the transparent substrate arranged on the incident side of the light valve or near the surface thereof, and the second lens array means is the exit side surface of the transparent substrate or its surface. The light valve device according to claim 1, which is formed in the vicinity.
【請求項5】第1のレンズアレイ手段の各正レンズ素子
の焦点距離をf1 、第2レンズアレイ手段の各正レンズ
素子の焦点距離をf2 、正の整数をmとして、次の条件
を満足する請求項1記載のライトバルブ装置。 【数1】
5. A focal length of each positive lens element of the first lens array means is f 1 , a focal length of each positive lens element of the second lens array means is f 2 , and a positive integer is m. The light valve device according to claim 1, which satisfies: [Equation 1]
【請求項6】光源と、前記光源の出射光が入射し映像信
号に応じて光学像が形成されるライトバルブ装置と、そ
の光学像をスクリーン上に投写する投写レンズとを備
え、前記ライトバルブ装置として請求項1から請求項5
のいずれかに記載のライトバルブ装置を用いた投写型表
示装置。
6. A light valve, comprising: a light source, a light valve device on which light emitted from the light source is incident to form an optical image in accordance with a video signal, and a projection lens which projects the optical image on a screen. Claims 1 to 5 as a device
A projection display device using the light valve device according to any one of 1.
【請求項7】光源と、前記光源の出射光が入射し映像信
号に応じて光学像を形成するライトバルブと、その光学
像を拡大する拡大レンズとを備え、前記ライトバルブ装
置として請求項1から請求項5のいずれかに記載のライ
トバルブ装置を用いたビューファインダ装置。
7. The light valve device according to claim 1, further comprising a light source, a light valve on which light emitted from the light source is incident to form an optical image according to a video signal, and a magnifying lens for enlarging the optical image. To a viewfinder device using the light valve device according to claim 5.
【請求項8】光源は発光手段と、前記発光手段の出射光
を指向性の狭い光に変換する集光レンズとを備えたもの
である請求項7記載のビューファインダ装置。
8. The viewfinder device according to claim 7, wherein the light source comprises a light emitting means and a condenser lens for converting the light emitted from the light emitting means into light having a narrow directivity.
JP4271335A 1992-07-15 1992-10-09 Light valve device and display device using device concerned Pending JPH06118370A (en)

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US08/091,191 US5689315A (en) 1992-07-15 1993-07-14 Light valve apparatus which is employed in a projection display system and in a view-finder system
US08/425,468 US5583669A (en) 1992-07-15 1995-04-20 Light valve apparatus, and projection display system and view-finder system employing said light valve apparatus

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5990992A (en) * 1997-03-18 1999-11-23 Nippon Sheet Glass Co., Ltd. Image display device with plural planar microlens arrays
JP2012226303A (en) * 2011-12-21 2012-11-15 Pioneer Electronic Corp Light source unit and headup display
JP2012226300A (en) * 2011-12-21 2012-11-15 Pioneer Electronic Corp Image display device
JP2012226301A (en) * 2011-12-21 2012-11-15 Pioneer Electronic Corp Light source unit and headup display

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