JPH0634963A - Light valve device and display device using the same - Google Patents

Light valve device and display device using the same

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JPH0634963A
JPH0634963A JP18781392A JP18781392A JPH0634963A JP H0634963 A JPH0634963 A JP H0634963A JP 18781392 A JP18781392 A JP 18781392A JP 18781392 A JP18781392 A JP 18781392A JP H0634963 A JPH0634963 A JP H0634963A
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JP
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Patent type
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lens array
light
light valve
lens
liquid crystal
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Application number
JP18781392A
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Japanese (ja)
Inventor
Yoshimasa Fushimi
Yoshito Miyatake
吉正 伏見
義人 宮武
Original Assignee
Matsushita Electric Ind Co Ltd
松下電器産業株式会社
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Abstract

PURPOSE:To obtain the projection type display device which can display a bright projection image of high picture quality with a large aperture rate without placing restrictions on light valves. CONSTITUTION:A 1st lens array plate 92. a 2nd lens array plate 93, and a liquid crystal panel 94 are arranged in order from an incident light side, the focal length of the positive lens elements 106 of the 1st lens array plate 92 is shorter than the focal length of the respective positive lens elements 109 of the 2nd lens array plate 93, and the respective positive lens elements 109a-109f of the 2nd lens array plate 93 form real images corresponding to virtual bodies on the focuses of the respective positive lens elements 106 of the 1st lens array plate 92 on the respective pixels of the liquid crystal panel 94. Therefore, plural extremely small light sources corresponding to a light source are formed by the 1st lens array plate 92, and the projection lights from plural extremely small light sources are made incident on the respective positive lens elements 109a-109f of the 2nd lens array plate 93 and then made incident on the pixels of the liquid crystal panel 94, so the light which is made incident on the opening part of the liquid crystal panel 94 is increased without making the incidence-side glass substrate of the liquid crystal panel 94 thin, thereby obtaining the bright projection image.

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。 The present invention relates to relates to a projection display device and a viewfinder device using the light valve device and a light valve.

【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。 To obtain the Related Art Large-screen video, to form an optical image corresponding to the video signal to the light valve, better methods for enlarging and projecting on the screen prior the irradiation with the projection lens light into the optical image thereof intellectual It is. 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 Recently, a projection display device using a liquid crystal panel as a light valve have been proposed (e.g., JP 62-133424, JP-A No. 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。 Such -250015 JP), has attracted attention in that the entire set becomes compact.

【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。 The liquid crystal panel, in order to obtain a projected image of high quality, using a twisted nematic (TN) liquid crystal as a liquid crystal material, using an active matrix type provided with a TFT in each pixel as a switching element, for red, for green , to use the three liquid crystal panels as for blue is becoming the mainstream.

【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13)に示す。 [0004] The conventional configuration example of an optical system of a projection display device using a liquid crystal panel shown in (Figure 13). 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。 Light emitted from the light source 11 is incident on the constructed color separating optical system by the dichroic mirror 12 and the plane mirror 14, the red, green, is separated into three primary colors of light blue. 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 Each primary color light, after passing through the field lens 15, 16 and 17 respectively, and transmits the incident side polarization plate 18, 19 respectively, the liquid crystal panel 2
1,22,23に入射する。 Incident on the 1,22,23. 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。 Optical image formed as a change in optical rotation in the liquid crystal panel 21, 22, 23 in accordance with a video signal, the transmission by the action of the output-side polarizers 24, 25, 26 and the incident side polarization plate 18, 19, 20 the changed optical image. 液晶パネル21,22,23からの出射光は、 Light emitted from the liquid crystal panel 21, 22,
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。 They are combined into a single light by configured color synthesizing optical system by the dichroic mirror 27 and the plane mirror 29. 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。 The synthesized light is incident on the projection lens 30, an optical image on the three liquid crystal panels 21, 22 and 23 are enlarged and projected by the projection lens 30 onto a screen.

【0005】TFT液晶パネルの構成を(図14)に示す。 [0005] showing a configuration of a TFT liquid crystal panel (Fig. 14). 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。 The two sealing resin of the glass substrate 41 and a peripheral portion forming a sealed space, encapsulating TN liquid crystal 43 therein. 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。 Common electrode 44 by a transparent conductive film on the liquid crystal layer 43 side of the incident side glass substrate 41 is provided, a pixel electrode 45 of a transparent conductive film formed in a matrix in the liquid crystal layer 43 side of the emission-side glass substrate 42 , TFT 46 as a switching element is formed in the vicinity of each pixel electrode 45. 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。 On the common electrode 44 and pixel electrode 45, an alignment film for aligning TN liquid crystal in a predetermined state is formed. 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。 The outgoing side and the incident side of the liquid crystal panel polarization plate 47 is arranged towards the absorption axis in a predetermined direction. 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 The liquid crystal panel intense light enters but, TFT 46 by the intense light
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。 To prevent malfunction, the black matrix 49 is formed by a metal thin film for shielding the wiring TFT46 to the liquid crystal layer 43 side of the incident side glass substrate 41. TFT46 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。 By applying a signal voltage to each pixel through the can optical rotation of the liquid crystal layer of each pixel is changed to control the transmittance of each pixel by the action of the two polarizing plates 47 and 48. 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。 Thus, an image is displayed as a change in transmittance in the liquid crystal panel.

【0006】ところで、(図14)に示した構成でTF [0006] By the way, TF in the configuration shown in (Fig. 14)
T液晶パネルが利用する光は、ブラックマトリックス4 Light T liquid crystal panel is utilized, the black matrix 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。 9 is only the light transmitted through the brightness of the projected image is proportional to the aperture ratio of the liquid crystal panel (the ratio of the opening 50 all the areas of the black matrix 49 to the total area of ​​the display region). 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。 If light is also available for entering the non-opening portion 51 of the black matrix 49, it is possible to brighten the projection image is also improved energy efficiency. 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 Therefore, bright method of has been proposed (e.g., JP-A 1-189685 discloses a projection image by close placement of the lens array plate on the incident side of the liquid crystal panel, JP-A-2-262185
号公報など)。 No. such as publication).

【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15)に示す。 [0007] The configuration of a liquid crystal panel light valve device combining lens array plate shown in (Figure 15). 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。 Lens array plate 61 is a plurality of positive lens elements 64 on the surface of the liquid crystal panel 63 side of the transparent substrate 62 that is formed in a matrix. レンズアレイ板61は、正レンズ素子6 Lens array plate 61, a positive lens element 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。 4 and the pixel 50 of the liquid crystal panel 63 so as to correspond, are arranged close to. レンズアレイ板61に入射する光は、 Light incident on the lens array plate 61,
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。 A positive lens element 64 is converted into converging light, is incident on the pixel 50. 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 Since light incident on the non-opening portion 51 of the black matrix 49 is incident to the opening 50, the liquid crystal panel 6
3の実質開口率が向上し、投写画像が明るくなる。 3 real aperture ratio is improved, the projected image becomes brighter.

【0008】 [0008]

【発明が解決しようとする課題】(図15)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。 BRIEF Problem to be Solved] In the configuration shown in (FIG. 15), to obtain a projection image of high definition, it may increase the number of pixels of the liquid crystal panel. 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。 If the display screen size of the liquid crystal panel is the same, thus reducing the pixel pitch. この場合、次のような問題が発生する。 In this case, the following problems may occur.

【0009】レンズアレイを用いる場合、液晶パネル6 [0009] When using a lens array, the liquid crystal panel 6
3の画素50上に光源の縮小された実像が形成される。 Reduced real image of the third light source on the pixel 50 is formed.
この実像の寸法が画素50の寸法より大きい場合には、 If the size of the real image is larger than the size of the pixels 50,
平行光を入射した場合の実質開口率は向上するものの、 Although improved real aperture ratio in the case of incident parallel light,
投写画像は明るくならない。 The projected image will not be bright. 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。 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, it is necessary to reduce the incident side glass substrate 41 on it. 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。 However, when thinning the incident side glass substrate 41, it is difficult to make uniform the thickness of the liquid crystal layer 43. 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)。 Therefore, a method of placing a lens element in the interior of the incident side glass substrate 41 has been proposed (JP-A 2-302726 JP). 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。 However, when creating a lens array of refractive index distribution type by the ion exchange method, it is necessary to use a glass containing alkali ions as a glass substrate, there is a problem that the characteristics of the TFT are deteriorated by elution of the alkali ions. また、レンズアレイを2 Also, the lens array 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。 If formed between the glass substrate sheet, it is necessary to combine different materials in refractive index material, in order to have different thermal expansion coefficients, it is difficult to make uniform the thickness of the liquid crystal layer over a wide temperature range . 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。 In any event, in the method of forming the positive lens element in the interior of the entrance-side glass substrate, it is difficult to display a high-quality image of the liquid crystal panel. 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。 After all, there is a problem that is difficult to obtain a bright projection image with high definition.

【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。 [0010] Next, the video camera is a whole must be compact and lightweight, is considered to use a liquid crystal panel to the viewfinder to the entire small in order to improve the portability. 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。 The viewfinder to small and light, to display high quality images in the liquid crystal panel, to reduce the display screen of the liquid crystal panel, it is necessary to increase the number of pixels. 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。 In other words, it is necessary to reduce the pixel pitch of the liquid crystal panel. 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。 Then, since the aperture ratio of the liquid crystal panel is reduced, the display image is dark. 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。 To brighten the display image may be performed using bright light source, but the power consumption of the light source is increased, the continuous use time in a single battery charge will occur the problem of 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。 The present invention, even if the pixel pitch of the liquid crystal panel is small, without reducing the glass substrate, to provide a bright viewfinder of the displayed image in the projection display device and a low power consumption displays a bright projected image With the goal. 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。 Another object is to provide a light valve device 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 A light valve apparatus SUMMARY OF THE INVENTION The present invention comprises a light valve the plurality of pixels and a matrix array, a first lens having a matrix array of a plurality of positive lens elements similar to the pixel array of the light valve comprising an array means, and a second lens array means has a matrix array of a plurality of positive lens elements similar to the pixel array of the light valve, the second lens array means is arranged on the incident side of the light valve, said first lens array means is arranged on the incident side of the second lens array means, the focal length of the positive lens element of the first lens array means each of the positive lens element of the second lens array means Seilet equal to or shorter than the focal length, each of the positive lens element of the second lens array means a plurality of the first lens array means 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たものである。 A real image of virtual objects in the focal point of's element is obtained by the respectively formed on the corresponding pixels of the light valve.

【0013】第2のレンズアレイ手段の各正レンズ素子の光軸は、第1のレンズアレイ手段の正レンズ素子の光軸と一致させるか、または第1のレンズアレイ手段の隣接する2つの正レンズ素子の中心を結ぶ直線の中点を通るようにするとよい。 [0013] optical axes of the positive lens element of the second lens array means, either to match with the optical axis of the positive lens element of the first lens array means, or adjacent two Tsunosei the first lens array means better to pass through the middle point of a straight line connecting the centers of the lens elements. さらに、ライトバルブ装置の画素が正方配列の場合には、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4つの正レンズ素子の中心で構成される四角形の中心を通るようにしてもよい。 Furthermore, when the pixel of the light valve device is a square array is composed of the center of the four positive lens element optical axes of the positive lens element of the first lens array means adjacent the second lens array means it may be passing through the center of the square.

【0014】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。 [0014] The projection display device of the present invention, light source, a light valve device which an optical image is formed in accordance with a video signal to incident light emitted from the light source, a projection lens for projecting the optical image on a screen with the door, as the light valve is obtained by using the above light valve.

【0015】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 includes a light source, a light valve light emitted from the light source to form an optical image in response to incident image signal, and a magnifying lens to enlarge the optical image, the light as the valve device is obtained by using the above light valve.

【0016】 [0016]

【作用】本発明のライトバルブ装置のモデルを(図1) [Action] The model of the light valve apparatus of the present invention (FIG. 1)
に示す。 To show. 入射側から順に第1のレンズアレイ手段71、 The first lens array means 71 from the incident side in order,
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。 The second lens array means 72, the light valve 73 is arranged. 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。 Here, the light valve 73, the first lens array means 71 and the second lens array means 72 are both very thin, between is air. ライトバルブ7 Light valve 7
3の画素74は正方配列とする。 3 pixel 74 with a square array. 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、それぞれ正方形の正レンズ素子75,76を正方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。 The first lens array means 71, the second lens array unit 72 is obtained by a square array of positive lens elements 75 and 76 of the square, respectively, both non-lens region is not. 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。 All positive lens element 75, 76 is a thin lens, it is assumed that the ideal lens of the aberration-free. 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75 Pitch and pitch of the second lens array means 72 of the first lens array unit 71, exactly the same as the pitch of the light valve 73, the positive lens element 75
の光軸77と対応する正レンズ素子76の光軸78とは一致し、さらに各光軸77,78はライトバルブ73の画素74の中心79を通ると仮定する。 Of coincide with the optical axis 77 and optical axis 78 of the corresponding positive lens element 76, and each optical axis 77 and 78 are assumed to pass through the center 79 of the pixel 74 of the light valve 73.

【0017】(図1)に対応する光路図を(図2)に示す。 [0017] The optical path diagram corresponding to (1) shown in (Fig. 2). 光源からの入射光80が第1のレンズアレイ手段7 Incident light 80 from the light source first lens array means 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81上に光源に対応する微小な実像82を形成する。 When entering the 1, each of the positive lens element 75 of the first lens array means 71 forms a very small real image 82 corresponding to the light source on the respective focus 81. 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83が形成される。 That is, the exit side of the first lens array means 71, the first micro-light source group 83 is formed. 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82の180゜回転した等倍の実像8 Each positive lens element 76 of the second lens array means 72, magnification of the real image rotated 180 degrees in the micro light source 82 8
4を形成する。 4 to form. 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85が形成される。 That is, the second micro light source group 85 is formed on the exit side of the second lens array means 72. 第1の微小光源群83のピッチと第2の微小光源群85のピッチは互いに等しい。 Pitch of the second micro-light source group 85 of the first micro-light source group 83 are equal to each other. 各正レンズ素子75の光軸77と対応する正レンズ素子76の光軸78とが一致する場合、各正レンズ素子76が形成する第2の微小光源群85は各微小光源84がすべて重なる。 If the optical axis 77 of the positive lens element 75 and the optical axis 78 of the corresponding positive lens element 76 is matched, the second micro light source group 85 which each positive lens element 76 is formed each minute light source 84 overlaps all. ライトバルブ73の画素ピッチが第2の微小光源群85のピッチと等しければ、 If the pixel pitch of the light valve 73 is equal to the pitch of the second micro-light source group 85,
ライトバルブ73の各画素74を第2の微小光源群85 Each pixel 74 of the light valve 73 second of the minute light source group 85
の各微小光源84に重ねることができる。 It can be superimposed to each micro light source 84.

【0018】焦点81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,76cに入射する。 [0018] The longer the distance from the focal point 81 to the principal point of the positive lens element 76 than the focal length of the positive lens element 75, light emitted from a single positive lens element 75a of the first lens array means 71, the second lens a plurality of positive lens elements 76a of the array means 72, 76 b, is incident on 76c. 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。 Its emitted light are both incident on any pixel of the light valve 73. 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,76b,76cから光が入射する。 Thus, in the one pixel of the light valve 73, a plurality of positive lens elements 76a of the second lens array means 72, 76 b, the light from 76c enters.

【0019】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f 1 、第2のレンズアレイ手段7 [0019] f 1 the focal length of the positive lens element 75 of the first lens array means 71, the second lens array means 7
2の各正レンズ素子76の焦点距離をf 2とする。 2 of the focal length of the positive lens element 76 and f 2. 第2 The second
の微小光源群85の各微小光源84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81から第2 To superimpose the respective micro light source 84 of the minute light source group 85 and all from the focal point 81 of the first lens array means 71 second
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 distance to the principal point of the lens array unit 72 b, the distance from the principal point of the second lens array means 72 to the pixel 74 of the light valve 73 as c,

【0020】 [0020]

【数3】 [Number 3]

【0021】 [0021]

【数4】 [Number 4]

【0022】とすればよい。 [0022] and it should be. また、第1のレンズアレイ手段71の主点から焦点81までの距離をaとすると、 Further, when the distance from the principal point of the first lens array means 71 to a focal point 81 is a,

【0023】 [0023]

【数5】 [Number 5]

【0024】となる。 The [0024]. (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 In the model shown in (FIG. 1), but c is constrained by the light valve 73, a + b
を制約する要因は存在しない。 Factors that constrain does not exist. 従って、第1のレンズアレイ手段71の焦点距離f 1は短くすることができ、f Therefore, the focal length f 1 of the first lens array means 71 can be shortened, f
1が短くなれば第2の微小光源群85の各微小光源84 Each micro light source 84 of the second micro-light source group 85 if 1 Shorter
の寸法が小さくなる。 Size is small. 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) Further, since the light emitted from the first lens array means 71 as described above to reach all of the pixels 74 of all through a plurality of positive lens elements 76 a light valve 73 of the second lens array means 72, ( Fig. 1)
に示したライトバルブ装置の実質開口率が向上する。 Real aperture ratio is improved in the light valve device shown in. 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。 If incident light is all projection lens for emitted from each pixel of the light valve, the projection image becomes brighter.

【0025】(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。 [0025] (Fig. 1) will be described desirable conditions for improving the real opening rate by the configuration shown in (Fig. 2). 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。 It shows an optical path diagram of a general case where the light from the plurality of positive lens elements of the second lens array means is incident on one pixel of the light valve (Fig. 3). (図3)に示す状態の場合、正レンズ素子76bは有効領域のすべてが利用されているが、正レンズ素子76a、76cは有効領域の一部しか利用されていない。 When in the state shown in (FIG. 3), all of the positive lens element 76b is effective region is utilized, a positive lens element 76a, 76c are not used only part of the effective area. 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。 In this case, the projection lens, because frequency band in the pupil is not utilized, resulting in wasteful.
この無駄を最小にするには、第1のレンズアレイ手段7 To this waste to a minimum, the first lens array means 7
1の1個の正レンズ素子75aの端86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,76cの集合の端87を通るようにすればよい。 Rays emitted from the end 86 of one of the one positive lens element 75a is, a plurality of positive lens elements 76a adjacent the second lens array means 72, 76 b, it is sufficient to pass through the end 87 of a set of 76c . 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f 1 、第2 This condition, the focal length of the positive lens element 75 of the first lens array means 71 f 1, a second
レンズアレイ手段72の各正レンズ素子76の焦点距離をf 2 、正整数をmとして、 The focal length of the positive lens element 76 of the lens array unit 72 f 2, a positive integer as m,

【0026】 [0026]

【数6】 [6]

【0027】となる。 The [0027]. (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、9個の正レンズ素子76に入射する場合を示したが、9個に限らず、25個、49個と多くすることも可能である。 (FIG. 2), when the light emitted from one of the positive lens element 75 of the first lens array means 71 is incident on the second lens array means 72, when entering the nine positive lens element 76 showed, not limited to 9, 25, it is also possible to increase the 49. いずれの場合も、(数6)を満足するのが望ましい。 In either case, it is desirable to satisfy the equation (6).

【0028】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。 According to the invention, even if it is not possible to shorten the distance from the incident side of the light valve up to the light valve layer, by using two lenses array means as model shown in (FIG. 1) , it is possible to realize a highly substantial aperture ratio light valve. 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。 With this light valve in a projection display device, it is possible to obtain a bright projection image. 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。 Further, by using this light valve device to the view finder, it is possible to obtain a bright display image.

【0029】以上の説明では、ライトバルブの画素が正方配列であり、第1のレンズアレイ手段の各正レンズの光軸と第2のレンズアレイ手段の各正レンズの光軸とが一致する場合について説明したが、ライトバルブの画素がデルタ配列の場合や光軸の関係が上記と異なる場合でも、第2のライトバルブ手段の各正レンズによる第2の微小光源群がすべて重なれば本発明の意図する効果が得られる。 [0029] In the above description, the pixel of the light valve is a square array, if the optical axis of each of the positive lens and the optical axis of the second lens array means for each positive lens of the first lens array means matches has been described, even when the relationship or when the optical axis of the pixels of the light valve is a delta arrangement is different from the above, the present invention if they overlap the second micro light source group according to each of the positive lens of the second light valve means are all the intended effect can be obtained.

【0030】 [0030]

【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。 THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, with reference to the accompanying drawings embodiments of the present invention.

【0031】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。 [0031] The configuration of a first embodiment of a light valve device of the present invention shown in (Fig. 4). 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 91 incident side polarizing plate, the first lens array plate 92, 93 and the second lens array plate, 94
は液晶パネル、95は出射側偏光板である。 The liquid crystal panel 95 is emitting side polarizing plate.

【0032】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 apparatus includes, in order from the incident side, the incident side polarization plate 91, the first lens array plate 92, the second lens array plate 93, the liquid crystal panel 94, and a light-exit-side polarization plate 95.

【0033】液晶パネル94は、2枚のガラス基板9 [0033] The liquid crystal panel 94, two glass substrates 9
6,97の間にTN液晶98を封入したものである。 It is obtained by encapsulating a TN liquid crystal 98 between 6,97. 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。 The liquid crystal layer 98 side of the emission-side glass substrate 97 are formed pixel electrodes in a matrix of a transparent conductive film, in the vicinity of each pixel electrode TFT100 is provided as a switching element. 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。 Between adjacent pixel electrode scan line a signal line is formed, the TFT100 is connected the source electrode to the signal line, a gate electrode connected to the scanning line, and a drain electrode connected to the pixel electrode. 入射側ガラス基板9 Incident side glass substrate 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。 The 6 liquid crystal layer 98 side of the common electrode is formed by a transparent conductive film, thereon TFT 100, a signal line, a black matrix 102 by the metal thin film so as to cover the scan lines are formed. ブラックマトリックス102の開口部が画素103となる。 Opening of the black matrix 102 is a pixel 103. 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。 On the pixel electrode and the common electrode alignment film is applied and rubbed to orient the liquid crystal molecules in a predetermined state. 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。 When an electric field is applied to the liquid crystal layer of each pixel 103 by a signal supply circuit and the scanning circuit, since the optical rotation of the liquid crystal layer is changed according to an electric field, an optical image as the optical rotation of the change corresponding to the video signal to the liquid crystal panel 94 It can be formed. 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 optical image becomes an optical image due to a change in the transmittance by the action of the incident side polarization plate 91 and the exit side polarizing plate 95.

【0034】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 The number of pixels of the liquid crystal panel 94 is horizontal 480 × vertical 460, the size of the display screen is horizontal 44.64Mm × vertical 33.58Mm, the pixel pitch horizontally 94Myuemu × vertical 73
μmである。 It is μm. 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 Pixel 103 is square arrangement as shown in (FIG. 5), the pixel size is horizontal 53 .mu.m × vertical 32μ
m、開口率は25%である。 m, the opening ratio is 25%. 2枚のガラス基板96,9 Two glass substrates 96,9
7は、いずれも厚さが1.1mm、屈折率が1.52である。 7 are all thickness 1.1 mm, a refractive index of 1.52.

【0035】第1レンズアレイ板92は、ガラス基板1 [0035] The first lens array plate 92, a glass substrate 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。 Superimposing a thin transparent resin 105 on the exit side 04, a plurality of positive lens elements 106 on its surface is obtained by forming the matrix, the second lens array plate 93 is a thin transparent resin on the exit side of the glass substrate 107 108 a lap, a plurality of positive lens elements 109 on its surface is obtained by forming a matrix. 正レンズ素子106,109は、それぞれ(図5)に示すように、正方配列としている。 Positive lens element 106 and 109, as shown in each (Fig. 5), and a square arrangement. 正レンズ素子106,109は、いずれも有効領域が長方形で、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。 Positive lens element 106 and 109 are both in the active area is rectangular, the arrangement pitch is the same horizontal 94Myuemu × vertical 73μm pixel pitch of the liquid crystal panel 94, non-a width of about 5μm between adjacent positive lens element lens portion 110, 111 is provided. 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240μmである。 The first lens array plate 92, 1.1 mm thickness of the glass substrate 104, a refractive index of 1.52, the focal length is 240 .mu.m. 第2レンズアレイ板93は、 The second lens array plate 93,
ガラス基板107の厚さが1.4mm、屈折率が1.5 The thickness of the glass substrate 107 is 1.4 mm, refractive index 1.5
2、焦点距離が360μmである。 2, the focal length is 360 .mu.m. 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 Two lens array plate 92 and 93, an ultraviolet curable resin was coated on a glass substrate 104 and 107, overlapping a mold having a surface shape of a predetermined lens array plate thereon, a glass substrate 104 and 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。 We are creating by irradiating ultraviolet rays to the ultraviolet-curing resin through.

【0036】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 [0036] The first lens array plate 92, the second lens array plate 93, the liquid crystal panel 94 includes a first lens array plate 92
の各正レンズ素子106の光軸112と第2レンズアレイ板93の各正レンズ素子109の光軸113とが一致し、さらに光軸112,113が液晶パネル94の各画素103の中心114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材で固着している。 Each positive optical axis 112 of the lens element 106 and the optical axis 113 of each of the positive lens element 109 of the second lens array plate 93 are matched, further center 114 of each pixel 103 of the optical axes 112 and 113 the liquid crystal panel 94 of overlapping manner through, and fixed to the peripheral portion with an adhesive across a thin air layer in between. 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、 Incident-side polarization plate 91 is separated from the first lens array plate 92,
出射側偏光板95は液晶パネル94の出射側に貼付されている。 The second polarizer 95 is attached on the exit side of the liquid crystal panel 94.

【0037】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。 The first embodiment of the projection display device of the present invention will be described. (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 (FIG. 6), which has shown its configuration, 121 a light source, 125 a field lens, 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。 6 is a light valve device, 127 a projection lens, 128 is a screen.

【0038】ライトバルブ装置126は、(図4)、 The light valve apparatus 126, (FIG. 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。 Are the same as those shown in (FIG. 5), the incident-side polarization plate 91 from the incident side in this order, a first lens array plate 92, the second lens array plate 93, the liquid crystal panel 94, consists of the emission side polarization plate 95 there.

【0039】光源121は、ランプ122、凹面鏡12 The light source 121 includes a lamp 122, a concave mirror 12
3、フィルタ124で構成されている。 3, and a filter 124. 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。 Lamp 122 is a halogen lamp, light emitted from the lamp 122 is emitted as light close parallel is reflected by the concave mirror 123. 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、 Filter 124 is obtained by transmitting visible light on a glass substrate by depositing a multilayer film that reflects infrared light,
凹面鏡123からの出射光から赤外光を除去する。 It removes infrared light from the light emitted from the concave mirror 123.

【0040】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。 The light emitted from the light source 121 is transmitted through the field lens 125, is incident on the light valve 126, the emitted light enters the projection lens 127. 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 Thus, the formed image on the liquid crystal panel 94 projection lens 12
7によりスクリーン128上に拡大投写される。 It is enlarged and projected onto a screen 128 by 7. 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。 Field lens 125, using a principal ray incident from the light source 121 to the pixels in the peripheral portion of the liquid crystal panel 94 to the perpendicular to the liquid crystal layer 98. 投写レンズ127は、液晶パネル94 The projection lens 127 includes a liquid crystal panel 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。 Is composed of the auxiliary lens 129 is arranged on the emission side of the main projection lens 130, aperture ratio is F3.5. 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。 Auxiliary lens 129 is for the principal ray passing through all the pixels of the liquid crystal panel 94 in the vertical and the liquid crystal layer 98.
こうして、第1レンズアレイ板92の正レンズ素子10 Thus, the positive lens element 10 of the first lens array plate 92
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の光軸113を通過し、液晶パネル94の対応する画素103の中心11 Light traveling along the optical axis 112 of 6 passes through the optical axis 113 of the corresponding positive lens element 109 of the second lens array plate 93, the center 11 of the corresponding pixels 103 of the liquid crystal panel 94
4に入射する。 Incident on the 4.

【0041】(図4)、(図5)に示した構成の作用について説明する。 [0041] (FIG. 4) is a description of the operation of the structure shown in (Figure 5). (図4)に示すように、光源121からの出射光115は第1レンズアレイ板92に入射する。 As shown in (FIG. 4), the emitted light 115 from the light source 121 enters the first lens array plate 92. 第1レンズアレイ板92の各正レンズ素子106の焦点116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。 The focal point 116 of each of the positive lens element 106 of the first lens array plate 92, small real image corresponding to the opening of the concave mirror 123 is formed. 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。 Each positive lens element of the second lens array plate 93 109, formed at the same magnification of the plurality of micro light sources on the liquid crystal layer 98 of the liquid crystal panel 94. 第1レンズアレイ板92の正レンズ素子106の焦点距離f 1と、第2レンズアレイ板93の正レンズ素子109の焦点距離f 2 The focal length f 1 of the positive lens element 106 of the first lens array plate 92, the focal length f 2 of the positive lens element 109 of the second lens array plate 93
とは、(数6)の条件を満足するようにしている。 And it is designed so as to satisfy the condition of equation (6). 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 Therefore, one of the positive lens in the first lens array plate 92 element 1
06aから出射する光は、第2レンズアレイ板93の9 Light emitted from 06a, 9 of the second lens array plate 93
個の正レンズ素子109a,109b,109cに入射し、9個の正レンズ素子109a,109b,109c Pieces of positive lens elements 109a, 109b, and enters the 109c, 9 pieces of positive lens elements 109a, 109b, 109c
から出射する光は、それぞれ液晶パネル94の画素10 Light emitted from the pixels 10 of the respective liquid crystal panels 94
3a,103b,103cに入射する。 3a, 103b, enters the 103c. 液晶パネル94 The liquid crystal panel 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9個の正レンズ素子109d,109e,10 The one pixel 103d of nine positive lens element 109d adjacent the second lens array plate 93, 109e, 10
9fからの出射光が入射する。 Light emitted from 9f is incident. 液晶パネル94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。 Light emitted from the liquid crystal panel 94 is to be incident, all the projection lens 127. 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。 The light valve 126 an optical image is formed as a change in transmittance in accordance with a video signal. 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 optical image is enlarged and projected by the projection lens 127, a projection image of the black and white which are enlarged on the screen is displayed.

【0042】光源121から出て第1レンズアレイ板9 [0042] The first lens array plate 9 out of the light source 121
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 If light incident on the second one positive lens element 106 is incident, all the projection lens 127, the light valve device 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。 Real aperture ratio of 6, the ratio of the area of ​​the lens surfaces of all of the positive lens element to the area of ​​the entire area of ​​the first lens array plate 92. 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。 Luminance at the screen center of the projected image is bright only the ratio of the real aperture ratio for the actual aperture ratio of the liquid crystal panel.

【0043】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1.5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。 [0043] Experimentation in combination of two lens arrays plates 92 and 93, as compared with the case of not using the lens array plate can be about 1.5 times the brightness of the near center of the screen of the projected image, the it was possible to confirm the validity of the invention. 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65%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。 The opening ratio of the liquid crystal panel 94 is 25%, the real opening rate ignoring the surface reflection of the lens array plate 92 and 93 given that theoretically is 65%, the effect of brightness improvement Theory below the value considerably but is believed to be because the cause poor accuracy of the lens surface of the lens array plate 92 and 93.

【0044】(図15)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。 [0044] In the conventional configuration shown in (FIG. 15), but to brighten the projection image has been necessary to reduce the thickness of the incident side glass substrate of the liquid crystal panel, in the configuration of the present invention shown in (FIG. 4) it can also not reduce the incidence side glass substrate 96 of the liquid crystal panel 94 to brighten the projection image. 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 There is no need to thin the incident side glass substrate 96, the liquid crystal layer 98
の厚さの均一性を確保することができ、液晶パネル94 It is possible to secure uniformity of the thickness of the liquid crystal panel 94
に高画質の画像を表示することができる。 It is possible to display a high-quality image to. そのため、 for that reason,
(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。 By adopting the configuration as shown in (FIG. 4), it can be obtained with high image quality, yet a bright projected image.

【0045】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。 [0045] The configuration of a second embodiment of a projection display device of the present invention shown in (Fig. 7). 141は光源、147,148 141 denotes a light source, 147 and 148
はダイクロイックミラー、149は平面ミラー、15 The dichroic mirror, the plane mirror 149, 15
0,151,152はフィールドレンズ、153,15 0,151,152 the field lens, 153,15
4,155はライトバルブ装置、171,172,17 4,155 is light valve device, 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。 3 auxiliary lens, 174 and 175 is a dichroic mirror, the plane mirror 176, 177 is a main projection lens.

【0046】光源141は、ランプ142、凹面鏡14 The light source 141 includes a lamp 142, a concave mirror 14
3とフィルタ144で構成されている。 Is composed of 3 and a filter 144. 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。 Lamp 142 is a metal halide lamp, emits light including color components of three primary colors. 凹面鏡143はガラス製で、反射面145 Concave mirror 143 is made of glass, the reflecting surface 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。 The shape is parabolic, is obtained by depositing a multilayer film that reflects visible light is transmitted through the infrared light to the reflective surface 145. 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。 Filter 144 is obtained by depositing a multilayer film for reflecting infrared light and ultraviolet light is transmitted through the visible light on a glass substrate. 凹面鏡143の光軸146は水平方向に向き、ランプ14 The optical axis 146 of the concave mirror 143 is oriented in the horizontal direction, the lamp 14
2は管軸を光軸146と一致させて配置される。 2 are disposed a tube axis is aligned with the optical axis 146. 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。 Radiation lamp 142 is converted into a nearly parallel light reflected by the infrared light is removed by the concave mirror 143, passes through the filter 144 is removed infrared light and ultraviolet light visible light emitted by.
光源141の出射光は、2枚のダイクロイックミラー1 Emitted light of the light source 141, two dichroic mirrors 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。 Red by constituted color separation optical system in the 47,148 and the plane mirror 149, green, is decomposed into primary color light blue. 各原色光は、いずれもフィールドレンズ150,151,15 Each primary color lights are all field lens 150,151,15
2を透過してライトバルブ装置153,154,155 Transmitted to the light valve device 2 153, 154, 155
に入射する。 Incident on.

【0047】ライトバルブ装置153,154,155 The light valve apparatus 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156,157,1 Are both the same as that shown in (FIG. 4), respectively the incident-side polarization plate from the light source side order to 156,157,1
58、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165,166,167、出射側偏光板168,16 58, the first lens array plate 159,160,161, the second lens array plate 162, 163 and 164, the liquid crystal panel 165, 166 and 167, the second polarizer 168,16
9,170を組み合わせたものである。 It is a combination of 9,170. ライトバルブ装置153,154,155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。 The light valve 153, 154, an optical image is formed as a change in transmittance, respectively in accordance with a video signal. 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、 Light emitted light valve apparatus 153, 154, 155 is transmitted through the respective auxiliary lens 171, 172, 173, are synthesized into one light by a color combining optical system that combines the dichroic mirror 174 and 175 and the plane mirror 176,
合成された光は主投写レンズ177に入射する。 Synthesized light is incident on the main projection lens 177.

【0048】主投写レンズ177は、補助レンズ17 The main projection lens 177, the auxiliary lens 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。 Functions as a projection lens by combining with 1,172,173. 補助レンズ171,172,173 Auxiliary lens 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。 The principal ray of the main projection lens 177 so as to pass through the liquid crystal layer vertically, that is used to improve the telecentricity. こうして、3つのライトバルブ装置153, Thus, three light valves 153,
154,155に形成される光学像は、主投写レンズ1 Optical image formed on the 154 and 155, the main projection lens 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。 Screens in remote locations by 77 is enlarged and projected on a (not shown).

【0049】(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。 [0049] When performing the trial experiment projection display device shown in (Fig. 7), as in the first embodiment, it was possible to obtain a bright projection image in comparison with the case of not using the lens array plate . 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。 Uniformity of image quality, except for the defect apparent of the lens array plate was good.

【0050】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。 [0050] The configuration of a second embodiment of a light valve device of the present invention shown in (Fig. 8). 191は入射側偏光板、19 191 incident-side polarizing plate, 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。 2 lens array plate, 193 liquid crystal panel, 194 is the exit side polarizing plate.

【0051】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 apparatus includes, in order from the incident side, the incident-side polarization plate 191, the lens array plate 192, the liquid crystal panel 193, and a light-exit-side polarization plate 194.

【0052】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液晶パネルであり、 [0052] The liquid crystal panel 193 is a TFT liquid crystal panel using the same TN liquid crystal to that shown in (FIG. 4),
画素配列は(図9)に示すようなデルタ配列である。 The pixel array is a delta arrangement as shown in (Fig. 9). 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。 The liquid crystal layer 196 side of the exit-side glass substrate 195, pixel electrodes 197 and the TFT198 is provided. 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。 The liquid crystal layer 196 side of the incident side glass substrate 199, a black matrix 200 is provided to shield the TFT, mosaic color filter 201 is provided, still more common electrode thereon is provided on its . 画素数は水平48 The number of pixels horizontally 48
0×垂直460、表示画面の寸法は水平30.7mm× 0 × vertical 460, the size of the display screen is horizontally 30.7 mm ×
垂直23.0mm、画素ピッチは水平64μm×垂直5 Vertical 23.0 mm, the pixel pitch horizontally 64 .mu.m × vertical 5
0μmである。 It is 0μm. 画素の寸法は水平33μm×垂直29μ The dimensions of the pixel horizontal 33 .mu.m × vertical 29μ
m、開口率は25%である。 m, the opening ratio is 25%. 入射側ガラス基板の厚さは1.1mm、屈折率は1.52である。 The thickness of the incident side glass substrate is 1.1 mm, a refractive index of 1.52.

【0053】レンズアレイ板192は、ガラス基板20 [0053] lens array plate 192 includes a glass substrate 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。 A first lens array 203 is formed on the second incident side, and forming a second lens array 204 on the exit side.
第1レンズアレイ203、第2レンズアレイ204は、 The first lens array 203, second lens array 204,
いずれもガラス基板202の上に薄い透明樹脂205, Both thin transparent resin 205 on a glass substrate 202,
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。 206 Lap is obtained by forming a convex lens surface 207, 208 on its surface. 各正レンズ素子207,208 Each positive lens elements 207 and 208
は、(図9)に示すように、有効領域が六角形であり、 , As shown in (Fig. 9), the effective region is a hexagon,
液晶パネル193と同一のピッチでデルタ配列されている。 It is delta arrangement with the same pitch as the liquid crystal panel 193. 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。 Each positive lens element 207 and 208 has a non-lens portion 209 and 210 of width 5μm between the positive lens element adjacent. 各正レンズ素子207の光軸211は、対応する正レンズ素子208の光軸212と一致している。 Optical axis 211 of each of the positive lens element 207 is coincident with the optical axis 212 of the corresponding positive lens element 208. ガラス基板198は、厚さが1.4mm、屈折率が1.52 Glass substrate 198 has a thickness of 1.4 mm, refractive index 1.52
であり、第1レンズアレイ203の焦点距離は240μ , And the focal length of the first lens array 203 is 240μ
m、第2レンズアレイ204の焦点距離は360μmである。 m, the focal length of the second lens array 204 is 360 .mu.m.

【0054】レンズアレイ板192と液晶パネル193 [0054] Lens array plate 192 and the liquid crystal panel 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。 It is fixed to the peripheral portion with an adhesive sandwich the thin air layer between the incident side glass substrate 195 of. このとき、レンズアレイ板192の各正レンズ素子207,208の光軸21 In this case, the optical axis 21 of the positive lens elements 207 and 208 of the lens array plate 192
1,212が液晶パネル193の対応する画素213の中心214を通るようにしている。 1,212 are to pass through the center 214 of the corresponding pixels 213 of the liquid crystal panel 193. (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。 Configuration shown in (FIG. 8), since fewer interfaces having a refractive index difference than using two lens array plate, the transmittance is advantageous.

【0055】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215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213上に形成される。 [0055] In this case, the image of the virtual object located on the focal point 215 of the positive lens element 207 of the first lens array 203 is formed on the pixel 213 of the liquid crystal panel 193 by the second lens array 204. 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7個の正レンズ素子208に入射し、液晶パネル193の1個の画素213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。 Light emitted from one of the positive lens element 207 of the first lens array 203 is incident on the seven positive lens element 208 of the second lens array 204, the one pixel 213 of the liquid crystal panel 193, second light emitted from the seven positive lens elements of the lens array 207 is incident. 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。 As with the previous embodiments, the lens array plate 192 can be improved substantially aperture ratio. (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。 Replacing light valve and shown in the light valve of a projection display device described in (6) (Fig. 8), it is possible to obtain a projected image of full color. 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1.5倍となった。 In the experiment, the brightness near the center of the projected image is was about 1.5 times that when there is no lens array plate.

【0056】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。 Next, a description will be given of an embodiment of a light valve device of the present invention is applied to a viewfinder device.
(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。 (Figure 10) shows the configuration, 221 light valve, 226 denotes a light source, 229 is an eyepiece.

【0057】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、 [0057] a light valve apparatus 221, the size of each part is different, have the same configuration as that shown in (FIG. 8),
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。 In order from the incident side, the incident-side polarization plate 222, the lens array plate 223, the liquid crystal panel 224, and a light-exit-side polarization plate 225. 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。 The liquid crystal panel 224 is a built in TFT liquid crystal panel, a mosaic color filter using the TN liquid crystal having the same structure as the liquid crystal panel shown in (Fig. 8).
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。 Display size is 0.7 inches, to display a full-color image. 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 The number of pixels horizontally 372 × vertical 238 pixel pitch is horizontal 38 [mu] m × vertical 44 .mu.m, the size of pixels in the horizontal 18
μm×垂直24μmで開口率は25%である。 Aperture ratio [mu] m × vertical 24μm is 25%. 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。 Even 1.1mm Any thickness of the glass substrate of the liquid crystal panel and a refractive index of 1.52. レンズアレイ基板は、厚さが1.3m Lens array substrate has a thickness of 1.3m
m、屈折率が1.52であり、第1レンズアレイの焦点距離は100μm、第2レンズアレイの焦点距離は36 m, a refractive index of 1.52, the focal length of the first lens array is 100 [mu] m, the focal length of the second lens array 36
0μmである。 It is 0μm.

【0058】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。 [0058] The light source 226 is constituted by a lamp 227 and the condenser lens 228. 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。 Lamp 227 is a fluorescent tube having a diameter of 7 mm, a length 20mm DC lighting. ランプ227から広がって出射する光は、集光レンズ22 Light emitted extends from the lamp 227, a condenser lens 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。 8 is converted into a narrow directional light, the incident on the light valve 221, the emitted light enters the eyepiece 229. 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。 If the observer is looking through the eyepieces 229, it is possible to observe a magnified virtual image of the image on the light valve 221.

【0059】以上の構成要素は、すべて1つの筐体23 [0059] or more of the components, all one housing 23
0に収納されている。 It is housed in a 0. 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。 As a lamp 227, LED, halogen lamp, may be used a high intensity light source small emitters such as a cathode ray tube.

【0060】(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。 [0060] viewfinder device shown in (FIG. 10), since the real aperture ratio of the light valve device is increased by using a lens array, the light use efficiency is increased.
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。 Therefore, it is possible to reduce the power of the lamp, the continuous use time in a single battery charge longer than the case of not using the lens array.

【0061】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。 [0061] The following describes another embodiment of a light valve device of the present invention. 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。 An important role first lens array and the second lens array in the light valve apparatus of the present invention is required that supports them. 前出の実施例の他に、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に第2 To another embodiment of the preceding, the glass substrate proximate arranged on the incident side of the liquid crystal panel, the first lens array is formed on the entrance side of the glass substrate, the the incident side of the incident side glass substrate of the liquid crystal panel 2
レンズアレイを形成する構成も可能である。 Configured to form the lens array it is also possible.

【0062】(図5)、(図9)には第1レンズアレイの各正レンズ素子の光軸と第2レンズアレイの対応する正レンズ素子の光軸を一致させる構成を示したが、それ以外の構成も可能である。 [0062] (FIG. 5), but in (Fig. 9) showed a structure for matching the optical axis of the positive lens elements corresponding to the optical axis and the second lens array of the positive lens element of the first lens array, it configurations other than are possible. (図11a)に示すように、 As shown in (FIG. 11a),
第1レンズアレイ241の正レンズ素子242の光軸2 The optical axis of the positive lens element 242 of the first lens array 241 2
43が、第2レンズアレイ244の隣接する2つの正レンズ素子245a,245bの中心246a,246b 43, two adjacent positive lens element 245a of the second lens array 244, the center of 245b 246a, 246b
を結ぶ直線の中点247を通るようにしてもよい。 It may be through the linear midpoint 247 that connects. ただし、光軸243は液晶パネル248の画素249を通過する必要がある。 However, the optical axis 243 needs to pass through the pixel 249 of the liquid crystal panel 248. 液晶パネルの画素がデルタ配列の場合も、(図11b)に示すように、第1レンズアレイ25 Even when the pixel of the liquid crystal panel of the delta arrangement, as shown in (FIG. 11b), the first lens array 25
1の正レンズ素子252の光軸253が、第2レンズアレイ254の隣接する2つの正レンズ素子255a,2 1 of the optical axis 253 of the positive lens element 252, the two adjacent positive lens element 255a of the second lens array 254, 2
55bの中心256a,256bを結ぶ直線の中点25 55b of the center 256a, the midpoint of a straight line connecting 256b 25
7を通り、液晶パネル258の画素259を通過するようにしてもよい。 Through 7, it may be passed through the pixel 259 of the liquid crystal panel 258. また、正方配列の場合には、(図1 In the case of a square array, (Fig. 1
2)に示すように、第1レンズアレイ261の正レンズ素子262の光軸263が第2レンズアレイ264の隣接する4つの正レンズ素子265a,265b,265 As shown in 2), the optical axis 263 of the positive lens element 262 of the first lens array 261 is adjacent four positive lens element 265a of the second lens array 264, 265b, 265
c,265dの中心で構成される四角形266の中心2 c, Core 2 composed rectangle 266 at the center of 265d
67を通り、液晶パネル268の画素269を通るようにしてもよい。 Through 67, may be passing through the pixel 269 of the liquid crystal panel 268. いずれの場合も、第2レンズアレイにより、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液晶パネルの各画素につくることができる。 In any case, it can be made by the second lens array, a real image of the minute light source formed on the focal point of the positive lens element of the first lens array to each pixel of the liquid crystal panel.

【0063】(図11(a))、(図11(b))、 [0063] (FIG. 11 (a)), (FIG. 11 (b)),
(図12)に示した構成の場合、投写レンズに無駄のない条件は、(数6)に示した条件と異なり、第1レンズアレイの焦点距離をf 1 、第2レンズアレイの焦点距離をf 2 、mを正整数とすると、 If the configuration shown in (FIG. 12), lean condition to the projection lens, a different condition shown in equation (6), the focal length of the first lens array f 1, a focal length of the second lens array When the f 2, m is a positive integer,

【0064】 [0064]

【数7】 [Equation 7]

【0065】となる。 The [0065]. 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。 The pitch of the positive lens element of the first lens array may be slightly larger than the pixel pitch of the liquid crystal panel. 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。 A simple drawing of an optical path diagram, if optimally choose the arrangement pitch of the second lens array, the liquid crystal panel a real image of the minute light source formed on the focal point of the positive lens element of the first lens array by the second lens array it can be seen that formed on the pixel. 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。 In this way, it is possible to direct the principal ray passing through a pixel in the peripheral portion of the liquid crystal panel inside, it is also possible to omit the auxiliary lens 129 used in the configuration shown in (Fig. 6).

【0066】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。 [0066] Since the liquid crystal panel using a TN liquid crystal has good direction in contrast a direction slightly tilted from the normal of the liquid crystal layer, in order to obtain a projected image of high contrast, obliquely to the liquid crystal panel may light is incident.
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 this case, a positive lens element unit having a positive lens element group and the second lens array of the first lens array with respect to the pixel group of a liquid crystal panel slightly translate, is formed in each focal point of the first lens array real image of the minute light source may be configured to be formed on each pixel of the liquid crystal panel.

【0067】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。 [0067] As method of creating the lens array plate, the other methods described in the first embodiment, a method of forming a refractive index distribution type lens by ion exchange or selective diffusion on the surface of the glass substrate, on a glass substrate and a method of forming a lens by heating overmolded transparent thermoplastic resin.

【0068】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、 [0068] In the above embodiments, but the light bulb has been described for the case of TFT liquid crystal panel using a TN liquid crystal,
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。 Such as those using a liquid crystal panel or an electro-optical crystal of another type, it can be used as a light valve as long as it forms an optical image as a change in optical properties.

【0069】 [0069]

【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。 According to the present invention as described above, according to the present invention, it is possible to realize a large light valve substantially aperture ratio without adding constraints to the light valve, also, by using this light valve, the projection since bright projection display device and a low power consumption of the image it is possible to provide a bright viewfinder device of the display image, there is a very large effect.

【図面の簡単な説明】 BRIEF DESCRIPTION OF THE 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 Schematic diagram of a model describing the action of the light valve of the present invention; FIG

【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 Schematic diagram illustrating the operation of the light valve of the present invention; FIG

【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 Schematic diagram illustrating the operation of the light valve of the present invention; FIG

【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 Enlarged side sectional view of a first embodiment of a light valve of the present invention; FIG

【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 Schematic diagram of a first embodiment of a light valve of the present invention; FIG

【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 Schematic diagram of a first embodiment of a projection display device of the present invention; FIG

【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 Figure 7 is a schematic configuration diagram of a second embodiment of a projection display device 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 Figure 8 is a schematic configuration diagram of a second embodiment of a light valve device of the present invention

【図9】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線図 Figure 9 is a schematic diagram of a second embodiment of a 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 Schematic diagram of an embodiment of a view finder device of the present invention; FIG

【図11】本発明のライトバルブ装置の他の実施例における概略線図 Figure 11 is a schematic diagram of another embodiment of a light valve device of the present invention

【図12】本発明のライトバルブ装置の他の実施例における概略線図 Figure 12 is a schematic diagram of another embodiment of a light valve device of the present invention

【図13】従来の投写型表示装置の概略構成図 Figure 13 is a schematic block diagram of a conventional projection display device

【図14】液晶パネルの構成を示す要部拡大側断面図 [14] fragmentary enlarged side sectional view showing a liquid crystal panel structure

【図15】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 [15] fragmentary enlarged side sectional view showing the configuration of a conventional light valve

【符号の説明】 DESCRIPTION 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 71 the first lens array means 72 second lens array means 73 the light valve 91 incident side polarization plate 92 first lens array plate 93 the second lens array plate 94 liquid crystal panel 95 exit-side polarization plate 121 a light source 125 field lens 126 the light valve device 127 the projection lens 128 screen 141 light source 147, 148 dichroic mirror 149 a flat mirror 150, 151, 152 a field lens 153, 154, 155 light valve 156, 157, 158 incident-side polarization plate 159,160,161 first lens array plate 162, 163 and 164 a second lens array plate 165, 166, 167 liquid crystal panel 168,169,170 exit-side polarization plate 171, 172, 173 the auxiliary lens 174 and 175 dichroic mirror 176 plane 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 Ra 177 main projection lens 191 incident-side polarization plate 192 lens array plate 193 LCD panel 194 exit-side polarization plate 203 first lens array 204 and the second lens array 221 light valve 222 incident-side polarization plate 223 lens array plate 224 LCD panel 225 emits side polarizing plate 226 a light source 229 eyepiece

Claims (12)

    【特許請求の範囲】 [The claims]
  1. 【請求項1】複数の画素を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および第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たライトバルブ装置。 The method according to claim 1 a plurality of pixels comprising a light valve and a matrix array, and a first lens array means and the second lens array means a plurality of positive lens elements and a matrix array similar to the pixel array of the light valve the second lens array means is arranged on the incident side of the light valve, the first lens array means is arranged on the incident side of the second lens array means, each of said first lens array means focal length of the positive lens element is equal to or shorter than the focal length of the positive lens element of the second lens array means, each of the positive lens element of the second lens array means the first lens array a plurality of corresponding light valve device so as to form on the pixel of each said light valve the real image of the virtual object that is on the focal point of the positive lens element of the unit.
  2. 【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2のレンズアレイ手段の入射側に配置された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. A second lens array means is formed in the vicinity of the exit side or surface of the transparent substrate arranged on the incident side of the light valve, the first lens array means incident of the second lens array means light valve according to claim 1, characterized in that formed in the vicinity exit side or surface of the transparent substrate arranged on the side.
  3. 【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出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。 Wherein the first lens array means is formed on the exit side or near the surface thereof arranged transparent substrate on the incident side of the light valve, the second lens array means incident side or a surface of the light valve light valve according to claim 1, wherein formed in the vicinity.
  4. 【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。 Wherein the first lens array means is formed on the entrance side or near the surface thereof arranged transparent substrate on the incident side of the light valve, the second lens array means exit side or surface of the transparent substrate light valve according to claim 1, wherein formed in the vicinity.
  5. 【請求項5】第2のレンズアレイ手段の各正レンズ素子の光軸は第1のレンズアレイ手段の対応する正レンズ素子の光軸と一致する請求項1記載のライトバルブ装置。 5. The optical axis of each of the positive lens element of the second lens array means corresponding light valve device according to claim 1, wherein which is coincident with the optical axis of the positive lens element of the first lens array means.
  6. 【請求項6】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f 1 、第2レンズアレイ手段の各正レンズ素子の焦点距離をf 2 、正整数をmとして、次の条件を満足する請求項5記載のライトバルブ装置。 6. The focal length f 1 of the positive lens element of the first lens array means, the focal length f 2 of the positive lens element of the second lens array means, a positive integer as m, the following condition a light valve apparatus according to claim 5, wherein satisfactory. 【数1】 [Number 1]
  7. 【請求項7】第2のレンズアレイ手段の各正レンズ素子の光軸は第1のレンズアレイ手段の隣接する2つの正レンズ素子の中心を結ぶ直線の中点を通る請求項1記載のライトバルブ装置。 7. The optical axis of each of the positive lens element of the second lens array means light of claim 1, wherein passing through the middle point of a straight line connecting the centers of two adjacent positive lens element of the first lens array means valve device.
  8. 【請求項8】ライトバルブ装置は画素を正方配列したものであって、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四角形の中心を通る請求項1記載のライトバルブ装置。 Is 8. A light valve apparatus be one obtained by square array of pixels, the optical axis of each of the positive lens element of the first lens array means the center of the four positive lens elements adjacent the second lens array means in light valve according to claim 1, wherein passing through the center of the square formed.
  9. 【請求項9】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f 1 、第2レンズアレイ手段の各正レンズ素子の焦点距離をf 2 、正の整数をmとして、次の条件を満足する請求項7または請求項8記載のライトバルブ装置。 9. focal length f 1 of the positive lens element of the first lens array means, the focal length f 2 of the positive lens element of the second lens array means, a positive integer as m, the following conditions a light valve apparatus according to claim 7 or claim 8, wherein satisfying. 【数2】 [Number 2]
  10. 【請求項10】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、 10. A light source, a light valve device which an optical image is formed in accordance with a video signal to incident light emitted from the light source,
    前記ライトバルブ装置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9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。 Said write an optical image of the valve device and a projection lens for projecting on a screen, a projection display apparatus using a light valve device according to any one of claims 1 to 9 as the light valve device.
  11. 【請求項11】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、 11. A light source, a light valve device which an optical image is formed in accordance with a video signal to incident light emitted from the light source,
    前記ライトバルブ装置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9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。 Wherein a magnifying lens to enlarge the optical image of the light valve device, viewfinder apparatus using a light valve device according to any one of claims 1 to 9 as the light valve device.
  12. 【請求項12】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11記載のビューファインダ装置。 12. The light source is light emitting means and, viewfinder device according to claim 11 in which includes a condensing lens for converting the narrow directional light the light emitted from the light emitting means.
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Cited By (5)

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US5633737A (en) * 1993-12-24 1997-05-27 Sharp Kabushiki Kaisha Projection-type color liquid crystal display having two micro-lens arrays
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