JPH0815686A

JPH0815686A - 液晶表示装置

Info

Publication number: JPH0815686A
Application number: JP6146747A
Authority: JP
Inventors: Naoyuki Tanaka; 尚幸田中; Hiroshi Hamada; 浩浜田; Ken Aida; 研合田
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1994-06-28
Filing date: 1994-06-28
Publication date: 1996-01-19
Anticipated expiration: 2014-07-28
Also published as: JP2927679B2

Abstract

(57)【要約】【構成】白色光源１から照射された白色光をＲ・Ｇ・
Ｂに分割し、該Ｒ・Ｇ・Ｂをそれぞれ異なる角度で液晶
表示パネル７に照射するダイクロイックミラー４ａ・４
ｂ・４ｃと、上記のＲ・Ｇ・Ｂを変調する液晶表示パネ
ル７との光路上に、水平方向に集束作用を備えているア
ナモルフィックレンズ５と、Ｒ・Ｇ・Ｂを該液晶表示パ
ネル７の画素開口部に集束させるマイクロレンズアレイ
６とが設けられている。このため、液晶表示パネル７を
透過した後の光の拡がり角、つまり、マイクロレンズア
レイ６が設けられた該表示領域全体における光の拡がり
角が抑制される。【効果】スクリーン１０に表示されるカラー画像のコ
ントラストおよび明るさを良好な状態に維持したまま、
口径の小さな投影用レンズ９を用いることができるの
で、装置の小型化および低廉化が可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、液晶表示装置に関し、
特に小型化が要求される投影型カラー液晶テレビジョン
システムや、情報表示システム等の表示手段として好適
な投影型の液晶表示装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示装置である例えば投影型カラー
液晶表示装置は、投影型ブラウン管表示装置と比較し
て、色再現範囲が広い、小型化・軽量化が容易であ
るので例えば持ち運び可能な装置とし易い、コンバー
ジェンスの調整等が不要である、等の非常に優れた性能
を備えている。このため、投影型カラー液晶表示装置
は、今後の発展が大いに期待されている。

【０００３】上記の投影型カラー液晶表示装置には、大
まかに分けて３原色の光に対応する液晶表示パネルを３
枚用いる３板式と、１枚用いる単板式との２つの方式が
ある。３板式は、白色光を、赤色光（以下、Ｒと記
す）、緑色光（以下、Ｇと記す）、青色光（以下、Ｂと
記す）の３原色の光に分割する光学系と、上記のＲ・Ｇ
・Ｂを制御して画像を形成する液晶表示パネルとをそれ
ぞれ独立に設け、各色の画像を光学的に重畳することに
よりカラー画像として表示するようになっている。

【０００４】ところが、上記３板式では、白色光源から
出射される白色光を有効に利用できるものの、光学系が
煩雑となり、かつ、部品点数が多くなってしまう。この
ため、３板式は、装置の小型化および低廉化の面で、単
板式と比較して一般的に不利となっている。

【０００５】一方、単板式は、例えば、特開昭 59-2303
83号公報に開示されているように、いわゆるモザイク
状、ストライプ状等の３原色カラーフィルタパターンを
備えた液晶表示パネルに、光学系により白色光を照射す
るようになっている。単板式は、３板式と比較して光学
系が単純であり、かつ、部品点数が少ないために、装置
の小型化および低廉化が可能となっている。

【０００６】ところが、上記の単板式は、カラーフィル
タにより白色光が吸収若しくは反射されるため、白色光
源から出射される白色光のうち、凡そ 1/3の光しか利用
できない。つまり、単板式は、上記のカラーフィルタを
用いるので、カラー画像の明るさが３板式のカラー画像
の明るさの凡そ 1/3となってしまう。

【０００７】そこで、単板式における上記欠点を解消す
るために、本願発明者らは以前に、白色光を吸収若しく
は反射する上記カラーフィルタを用いない液晶表示装置
を提案している。つまり、本願発明者らは、特開平 4-6
0538号公報にて、扇形に配置されたダイクロイックミラ
ーに白色光を照射してＲ・Ｇ・Ｂに分割し、これらＲ・
Ｇ・Ｂを液晶表示パネルの光源側に配置されたマイクロ
レンズアレイにそれぞれ異なる入射角で照射させる液晶
表示装置を提案している。上記従来の液晶表示装置は、
液晶表示パネルの液晶層が、Ｒ・Ｇ・Ｂに対応する色信
号がそれぞれ独立して印加されている表示電極でもって
駆動されるようになっている。そして、Ｒ・Ｇ・Ｂは、
マイクロレンズを透過した後、上記の対応する表示電極
に色毎に分配照射されるようになっている。

【０００８】上記構成により、上記従来の液晶表示装置
は、白色光源から出射される白色光の利用効率を向上さ
せ、カラー画像の明るさを良好に維持している。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の液晶表示装置は、マイクロレンズによってＲ・Ｇ・
Ｂを画素の開口部に集束する。このため、液晶表示パネ
ルを透過したＲ・Ｇ・Ｂは、液晶表示パネルの表示領域
全体における拡がり角が大きくなる。つまり、Ｒ・Ｇ・
Ｂは、液晶表示パネルを透過した後、大きな拡がり角で
もって発散していくことになる。従って、上記従来の液
晶表示装置は、口径の大きな投影用レンズを用いる必要
があるため、装置のより一層の小型化および低廉化が困
難であるという問題点を有している。

【００１０】本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされ
たものであり、その目的は、表示画面に表示される画像
のコントラストおよび明るさを良好な状態に維持したま
ま、口径の小さな投影用レンズを用いることができる液
晶表示装置、即ち、小型化および低廉化がなされた液晶
表示装置を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明の液
晶表示装置は、上記の課題を解決するために、一対の光
透過性基板間に、液晶層と信号電極と走査電極とが少な
くとも形成された液晶表示手段と、この液晶表示手段に
光を照射する光源と、上記液晶表示手段にて変調された
光を表示画面に投影する投影用レンズとを備えた液晶表
示装置において、上記光源と液晶表示手段との光路上
に、所定方向に集束作用を備えているアナモルフィック
光学素子が設けられていることを特徴としている。

【００１２】請求項２記載の発明の液晶表示装置は、上
記の課題を解決するために、請求項１記載の液晶表示装
置において、上記アナモルフィック光学素子と液晶表示
手段との光路上に、光源から照射された光を該液晶表示
手段の画素開口部に集束させるマイクロレンズアレイが
設けられていることを特徴としている。

【００１３】請求項３記載の発明の液晶表示装置は、上
記の課題を解決するために、一対の光透過性基板間に、
液晶層と信号電極と走査電極とが少なくとも形成された
液晶表示手段と、白色光を照射する光源と、この白色光
を互いに異なる波長域を有する複数の光束に分割し、該
光束をそれぞれ異なる角度で上記液晶表示手段に照射す
る分割手段と、上記液晶表示手段にて変調された光を表
示画面に投影する投影用レンズとを備えた液晶表示装置
において、上記分割手段と液晶表示手段との光路上に、
所定方向に集束作用を備えているアナモルフィック光学
素子が設けられると共に、上記アナモルフィック光学素
子と液晶表示手段との光路上に、分割手段から照射され
た光を該液晶表示手段の画素開口部に集束させるマイク
ロレンズアレイが設けられていることを特徴としてい
る。

【００１４】

【作用】請求項１記載の構成によれば、液晶表示手段に
光を照射する光源と、上記光を変調する液晶表示手段と
の光路上に、所定方向に集束作用を備えているアナモル
フィック光学素子が設けられている。このため、所定方
向、例えば、液晶表示手段の表示領域における視角依存
性の少ない水平方向においては、アナモルフィック光学
素子による光の集束動作により、従来の液晶表示装置と
比較して、液晶表示手段を透過した後の光の拡がり角、
つまり、該表示領域全体における光の拡がり角が抑制さ
れる。

【００１５】これにより、表示画面に表示される画像の
コントラストおよび明るさを良好な状態に維持したま
ま、投影用レンズのＦ値（口径比の逆数）を、従来の値
よりも大きく設定することができる。つまり、口径の小
さな投影用レンズを用いることができるので、装置の小
型化および低廉化が可能となる。

【００１６】請求項２記載の構成によれば、アナモルフ
ィック光学素子と液晶表示手段との光路上に、光源から
照射された光を該液晶表示手段の画素開口部に集束させ
るマイクロレンズアレイが設けられている。このため、
アナモルフィック光学素子による光の集束動作により、
マイクロレンズアレイが設けられた該表示領域全体にお
ける光の拡がり角がより一層抑制される。また、液晶表
示手段においては、その中央部から端部に向かうに従
い、照射される光束の光軸が該中央部側に傾くこととな
る。

【００１７】これにより、表示画面に表示される画像の
コントラストおよび明るさを良好な状態に維持したま
ま、投影用レンズのＦ値（口径比の逆数）を、従来の値
よりも大きく設定することができる。つまり、口径の小
さな投影用レンズを用いることができるので、装置の小
型化および低廉化が可能となる。

【００１８】請求項３記載の構成によれば、光源から照
射された白色光を互いに異なる波長域を有する複数の光
束に分割し、該光束をそれぞれ異なる角度で液晶表示手
段に照射する分割手段と、上記光を変調する液晶表示手
段との光路上に、所定方向に集束作用を備えているアナ
モルフィック光学素子が設けられると共に、上記アナモ
ルフィック光学素子と液晶表示手段との光路上に、分割
手段から照射された光を該液晶表示手段の画素開口部に
集束させるマイクロレンズアレイが設けられている。こ
のため、所定方向、例えば、液晶表示手段の表示領域に
おける視角依存性の少ない水平方向においては、アナモ
ルフィック光学素子による光の集束動作により、マイク
ロレンズアレイが設けられた該表示領域全体における光
の拡がり角がより一層抑制される。また、液晶表示手段
においては、その中央部から端部に向かうに従い、照射
される光束の光軸が該中央部側に傾くこととなる。

【００１９】これにより、表示画面に表示される画像の
コントラストおよび明るさを良好な状態に維持したま
ま、投影用レンズのＦ値（口径比の逆数）を、従来の値
よりも大きく設定することができる。つまり、口径の小
さな投影用レンズを用いることができるので、装置の小
型化および低廉化が可能となる。

【００２０】

【実施例】

〔実施例１〕本発明の一実施例について図１ないし図３
に基づいて説明すれば、以下の通りである。尚、以下の
説明においては、液晶表示装置として、単板式の投影型
カラー液晶表示装置を例に挙げることとする。

【００２１】本実施例にかかる液晶表示装置としての投
影型カラー液晶表示装置は、図１に示すように、光源と
しての白色光源１と、反射鏡２とを備えると共に、光路
上に、コンデンサレンズである集光レンズ３と、３枚の
ダイクロイックミラー(dichroic mirror) ４ａ・４ｂ・
４ｃと、半円柱形レンズであるアナモルフィックレンズ
(anamorphic lens) ５と、マイクロレンズアレイ６と、
液晶表示パネル（液晶表示手段）７と、フィールドレン
ズ８と、投影用レンズ９と、スクリーン（表示画面）１
０とをこの順に備えている。

【００２２】白色光源１としては、例えば、メタルハラ
イドランプ等の放電ランプや、ハロゲンランプ、キセノ
ンランプ等が好適である。白色光源１は、集光レンズ３
に白色光（光線）を出射する。尚、白色光源１は、上記
例示のランプに限定されるものではない。

【００２３】反射鏡２は、反射面が略半球面に形成され
ており、反射面の焦点が白色光源１の発光部の中心点と
一致するように配設されている。そして、反射鏡２は、
白色光源１に対して集光レンズ３と対向する位置に配置
されており、白色光源１から出射される白色光を反射し
て集光レンズ３に照射する。

【００２４】集光レンズ３は、その焦点が白色光源１の
発光部の中心点と一致するように配設されている。集光
レンズ３は、白色光源１から出射される白色光を、略平
行光とし、ダイクロイックミラー４ａ・４ｂ・４ｃに照
射する。

【００２５】３枚のダイクロイックミラー（分割手段）
４ａ・４ｂ・４ｃは、集光レンズ３に対してそれぞれ互
いに異なる角度でもって配設されている。ダイクロイッ
クミラー４ａは、白色光のうち赤の波長帯（約 600μｍ
〜約 700μｍ）の光を選択的に反射し、その他の波長帯
の光を透過する特性を有している。ダイクロイックミラ
ー４ｂは、白色光のうち緑の波長帯（約 500μｍ〜約 6
00μｍ）の光を選択的に反射し、その他の波長帯の光を
透過する特性を有している。ダイクロイックミラー４ｃ
は、白色光のうち青の波長帯（約 400μｍ〜約 500μ
ｍ）の光を選択的に反射し、その他の波長帯の光を透過
する特性を有している。

【００２６】これらダイクロイックミラー４ａ・４ｂ・
４ｃは、集光レンズ３に対して上記の順に配置されてい
る。つまり、ダイクロイックミラー４ａ・４ｂ・４ｃ
は、白色光源１から照射される白色光の光軸上に上記の
順に配置されており、白色光を、赤色光（以下、Ｒと記
すと共に、図中、実線で示す）、緑色光（以下、Ｇと記
すと共に、図中、破線で示す）、青色光（以下、Ｂと記
すと共に、図中、一点鎖線で示す）の３原色の光に順に
分割する。

【００２７】上記のダイクロイックミラー４ａ・４ｂ・
４ｃは、分割したＲ・Ｇ・Ｂをそれぞれ互いに異なる入
射角でもってアナモルフィックレンズ５に照射する。ダ
イクロイックミラー４ａ・４ｂ・４ｃは、例えば周知の
多層薄膜コーティング技術により形成される。尚、赤外
線および紫外線は、液晶分子に悪影響を及ぼすため、各
ダイクロイックミラー４ａ・４ｂ・４ｃを赤外線域・紫
外線域の光束を透過するように設計するか、若しくは、
赤外線・紫外線カットフィルタをダイクロイックミラー
４ａの光源側に配置する必要がある。

【００２８】これらダイクロイックミラー４ａ・４ｂ・
４ｃ同士の相対的な配設角度の差、つまり、ダイクロイ
ックミラー４ａ・４ｂ・４ｃにおける白色光の入射角の
相対的な差は、液晶表示パネル７の水平方向の画素配列
ピッチＰ（後述する）、および、マイクロレンズアレイ
６のマイクロレンズ６ａ…の焦点距離ｆμ（後述する）
から算出することができる。上記の算出方法について
は、後段で詳述する。

【００２９】尚、ダイクロイックミラー４ａ・４ｂ・４
ｃの配置順序は、上記の順序に限定されるものではない
が、Ｒ・Ｇ・Ｂ相互の混色等を回避するために、上記の
順序が好ましい。また、ダイクロイックミラー４ａ・４
ｂ・４ｃは、上記の特性を有していればよいので、その
種類等は特に限定されるものではない。

【００３０】アナモルフィックレンズ（アナモルフィッ
ク光学素子）５を透過したＲ・Ｇ・Ｂの各光束は、マイ
クロレンズアレイ６を介して液晶表示パネル７の対応し
た信号電極２２ａ・２２ｂ・２２ｃ上（画素開口部）に
集束する（後述する）。アナモルフィックレンズ５に
は、Ｒ・Ｇ・Ｂがそれぞれ異なる角度で入射されるよう
になっている。そして、上記のアナモルフィックレンズ
５は、所定方向、例えば水平方向に集束作用を備えてい
る。即ち、本実施例においては、アナモルフィックレン
ズ５の集束方向は、液晶表示パネル７において視角依存
性の少ない水平方向となっており、従って、Ｒ・Ｇ・Ｂ
は水平方向に集束される。

【００３１】また、Ｒ・Ｇ・Ｂは、図１において、Ｇの
光軸とＲの光軸とがなす角度と、Ｇの光軸とＢの光軸と
がなす角度とが互いに等しくなるように、つまり、Ｇの
光軸に対してＲの光軸とＢの光軸とが互いに対称な位置
関係となるようにして、アナモルフィックレンズ５に照
射されるようになっている。尚、Ｒ・Ｇ・Ｂの各光軸の
アナモルフィックレンズ５に対する角度は、ダイクロイ
ックミラー４ａ・４ｂ・４ｃの配設角度により調整され
る。

【００３２】マイクロレンズアレイ６は、液晶表示パネ
ル７の光源側に対向して設けられている。上記のマイク
ロレンズアレイ６は、例えばレンチキュラーレンズ(len
ticular lens、いわゆる蒲鉾状のレンズ) 等の複数のマ
イクロレンズ６ａ…が規則正しく配列されてなってい
る。つまり、マイクロレンズアレイ６は、１つのマイク
ロレンズ６ａが液晶表示パネル７の３つの画素に対応す
るようにして、液晶表示パネル７の光源側に配設されて
いる。これらマイクロレンズ６ａ…の焦点距離ｆμは、
液晶表示パネル７のガラス基板２０（後述する）の厚み
ｔに対応する値となるように設定されている。

【００３３】上記のマイクロレンズ６ａ…は、例えば、
イオン交換法（例えば、Applied Optics, Vol.21 (198
4) 1052、Electronics Letters, Vol.17 (1981) 45
2）、膨潤法（例えば、鈴木他：“プラスチックマイク
ロレンズの新しい作製法”，第24回微小光学研究会）、
熱ダレ法（例えば、Zoran D. Popovic et al.,"Techniq
ue for monolithic fabrication of microlens array
s", Applied Optics, Vol.27 (1988) 1281）、蒸着法
（例えば、特開昭 55-135808号公報）、熱転写法（例え
ば、特開昭61-64158号公報）、機械加工法、或いは、特
開平3-248125号公報に開示されている方法等により製造
される。

【００３４】液晶表示パネル７は、例えば、ＳＴＮ(sup
er twisted nematic) モードで動作する単純マトリック
ス型液晶表示素子であり、図２（ａ）・（ｃ）に示すよ
うに、一対の光透過性基板としてのガラス基板２０・２
１と、ガラス基板２０・２１間に形成された液晶層１４
と、透明な信号電極２２ａ・２２ｂ・２２ｃと、透明な
走査電極２３と、偏光板（図示せず）と、配向膜（図示
せず）とからなっている。尚、本実施例の投影型カラー
液晶表示装置は、ダイクロイックミラー４ａ・４ｂ・４
ｃとマイクロレンズアレイ６とによって色の振り分けを
行っているので、従来の単板式の液晶表示パネルと異な
り、上記の液晶表示パネル７にカラーフィルタを設ける
必要がない。

【００３５】上記のガラス基板２０・２１は、水平方向
が長手方向となる横長の平板状に形成されている。つま
り、液晶表示パネル７は、横長に形成されている。

【００３６】上記の信号電極２２ａ・２２ｂ・２２ｃ
は、透明導電膜からなっており、ガラス基板２１の対向
面上に縦ストライプ状に形成されている。上記の走査電
極２３は、透明導電膜からなっており、ガラス基板２０
の対向面上に横ストライプ状に形成されている。つま
り、これら走査電極２３および信号電極２２ａ・２２ｂ
・２２ｃは、互いに直交するように配置されている。そ
して、信号電極２２ａ・２２ｂ・２２ｃには、それぞれ
Ｒ・Ｇ・Ｂに対応する駆動信号が図示しない信号入力手
段から入力されるようになっている。尚、信号電極２２
ａ・２２ｂ・２２ｃに入力される駆動信号の割り当て
は、いわゆる縦ストライプ型となっている。

【００３７】上記の液晶層１４は、ガラス基板２０・２
１と、ガラス基板２０・２１間におけるこれらガラス基
板２０・２１の周辺部に設けられたスペーサ１４ａとで
形成される空間部にネマティック液晶を封入することに
より形成されている。そして、液晶層１４は、信号電極
２２ａ・２２ｂ・２２ｃに駆動信号、即ち電圧が印加さ
れることにより、単純マトリックス駆動される。

【００３８】上記アナモルフィックレンズ５の配設位置
は、マイクロレンズアレイ６の配設位置よりも光源側と
なっている。このため、アナモルフィックレンズ５から
マイクロレンズアレイ６に照射されるＲ・Ｇ・Ｂは、そ
れぞれ平行光ではなく、或る入射角を有する光、つま
り、マイクロレンズアレイ６の中心部に集束する光とな
る。従って、上記マイクロレンズ６ａ…は、その水平方
向の配列ピッチＰｍを若干補正する必要がある。

【００３９】上記マイクロレンズ６ａ…の配列ピッチＰ
ｍの補正方法について、図３を参照しながら説明する。
尚、以下の説明においては、Ｇを例に挙げることとす
る。

【００４０】Ｇのマイクロレンズ６ａへの入射角αは、
アナモルフィックレンズ５の焦点距離ｆａと、マイクロ
レンズ６ａから液晶表示パネル７の表示領域の中央部ま
での距離Ｒと、アナモルフィックレンズ５から液晶表示
パネル７までの距離Ｓとにより、 α＝ tan^-1｛Ｒ／（ｆａ−Ｓ）｝ ……（１）で表される。尚、アナモルフィックレンズ５の焦点距離
ｆａは、その後側焦点が投影用レンズ９の入射瞳の近傍
に位置するように設定すればよいが、必ずしも両者を一
致させる必要はない。

【００４１】式（１）から、マイクロレンズ６ａが液晶
表示パネル７の表示領域の中央部から水平方向に（左右
に）離れるに従い、つまり、距離Ｒが大きくなるに従
い、入射角αが大きくなることがわかる。そして、平行
光をマイクロレンズアレイ６に照射した場合と比較し
て、液晶表示パネル７の表示領域の左右端部におけるＧ
の集束スポットの位置は、該集束スポットの照射を所望
する位置から、次式（２）に示すずれ量ｅだけずれるこ
ととなる。

【００４２】ｅ＝(tanα) ×（ｔ／ｎ） ……（２）但し、ｔ：液晶表示パネル７のガラス基板２０の厚みｎ：ガラス基板２０を形成するガラスの屈折率式（２）から、ずれ量ｅが液晶表示パネル７の水平方向
の画素配列ピッチＰ、つまり、信号電極２２ａ・２２ｂ
・２２ｃの電極ピッチＰｏと等しくなれば、Ｇは、照射
を所望する画素に隣接する画素に照射されることがわか
る。即ち、ずれ量ｅが大きくなると、液晶表示パネル
７、つまり、投影型カラー液晶表示装置は、画質の品位
が著しく低下することとなる。

【００４３】例えば、上記の焦点距離ｆａが 400mm、厚
みｔが 1.1mm、屈折率ｎが1.53、距離Ｒが30mm、距離Ｓ
が10mmであるとすると、ずれ量ｅは、ｅ＝(1.1/1.53)×30／(400-10) ＝55.3 (μｍ) となる。信号電極２２ａ・２２ｂ・２２ｃの電極ピッチ
Ｐｏが例えば 100μｍであるとすると、Ｇは、照射を所
望する画素の他、該画素に隣接する画素にも照射されて
しまう。

【００４４】そこで、マイクロレンズ６ａ…の水平方向
の配列ピッチＰｍを次式（３）により補正する。

【００４５】Ｐｍ＝Ｐｓ×｛１＋ｔ／（ｎ＋Ｑ）｝ ……（３）但し、Ｑ＝ｆａ−ＳＰｓ：信号電極３本分のピッチ式（３）を満足するようにマイクロレンズ６ａ…の配列
ピッチＰｍを補正することにより、図３（ａ）に示すよ
うに、Ｇは、照射を所望する画素にのみ、照射されるこ
ととなる。Ｇと同様に、Ｒ・Ｂも、照射を所望する画素
にのみ、照射されることとなる。そして、上記の式
（３）において、Ｑ＞０、つまり、ｔ／（ｎ×Ｑ）＞０
であるので、Ｐｍ＞Ｐｏである。従って、マイクロレン
ズ６ａ…の水平方向の配列ピッチＰｍは、信号電極２２
ａ・２２ｂ・２２ｃの３本分のピッチＰｓよりも大きく
なっている。

【００４６】尚、図３（ｂ）に示すように、マイクロレ
ンズ６ａ…の配列ピッチＰｍを補正しない場合、つま
り、マイクロレンズ６ａ…の水平方向の配列ピッチＰｍ
が、液晶表示パネル７の信号電極３本分のピッチＰｓと
等しい場合には、上述したように、液晶表示パネル７の
表示領域の左右端部においてＲ・Ｇ・Ｂのずれが大きく
なる。このため、Ｒ・Ｇ・Ｂは、照射を所望する画素の
他、該画素に隣接する画素にも照射されてしまうので、
充分な画質を得ることができなくなる。

【００４７】上記構成において、アナモルフィックレン
ズ５およびマイクロレンズアレイ６によるＲ・Ｇ・Ｂの
各集束動作について、図２を参照しながら以下に説明す
る。

【００４８】図２（ｃ）に示すように、液晶表示パネル
７の表示領域の中央部においては、アナモルフィックレ
ンズ５に所定の３方向から略平行光であるＲ・Ｇ・Ｂが
照射されると、マイクロレンズアレイ６にも上記のＲ・
Ｇ・Ｂが略平行光として照射される。すると、Ｒ・Ｇ・
Ｂは、各マイクロレンズ６ａ…により、Ｒ・Ｇ・Ｂ各光
束の主光線が信号電極２２ａ・２２ｂ・２２ｃと交差す
る位置にて、各光束がそれぞれマイクロレンズ６ａ…の
配列ピッチＰｍに対応した間隔でもって、同図において
紙面に垂直なライン状に集束される。また、これら集束
ラインのそれぞれの幅Ｗは、Ｗ＝Ａφ×ｆμ／ｆｃ ……（４）但し、Ａφ：白色光源１のアーク径となる。

【００４９】尚、上記の幅Ｗは、各信号電極２２ａ・２
２ｂ・２２ｃの幅よりも狭くなるように設定すればよ
い。これにより、集束されたＲ・Ｇ・Ｂは、それぞれ対
応した信号電極２２ａ・２２ｂ・２２ｃ上にのみ照射さ
れることとなる。

【００５０】次に、ダイクロイックミラー４ａ・４ｂ・
４ｃにおける白色光の入射角の相対的な差の算出方法に
ついて説明する。液晶表示パネル７の水平方向の画素配
列ピッチＰと、互いに隣接する各光束の液晶表示パネル
７への入射角の差θとの関係は、Ｐ＝ｆμ× tanθ ……（５）で表される。そして、上式（５）の関係を満足するよう
に、画素配列ピッチＰおよびマイクロレンズ６ａの焦点
距離ｆμから、入射角の差θを設定すれば、集束された
Ｒ・Ｇ・Ｂは、信号電極２２ａ・２２ｂ・２２ｃ上にの
み照射される。

【００５１】図２（ｂ）・（ｄ）に示すように、液晶表
示パネル７の表示領域の左右端部においては、アナモル
フィックレンズ５に所定の３方向から略平行光であるＲ
・Ｇ・Ｂが照射されると、Ｒ・Ｇ・Ｂは、アナモルフィ
ックレンズ５により該表示領域の中央部方向（水平方
向）に向かって屈折する。つまり、Ｒ・Ｇ・Ｂは、マイ
クロレンズ６ａ…に対して、或る角度でもって照射され
る。尚、Ｒ・Ｇ・Ｂは、マイクロレンズアレイ６の中心
部に集束する光となるが、微小距離においては略平行光
と見なすことができる。

【００５２】そして、マイクロレンズ６ａ…の配列ピッ
チＰｍは、上述の式（３）により補正されている。この
ため、アナモルフィックレンズ５にて水平方向に屈折し
集束されたＲ・Ｇ・Ｂは、各マイクロレンズ６ａ…によ
り、照射を所望する信号電極２２ａ・２２ｂ・２２ｃ上
に照射されることとなる。

【００５３】以上のように、マイクロレンズ６ａ…の水
平方向の配列ピッチＰｍが補正されているので、アナモ
ルフィックレンズ５およびマイクロレンズアレイ６は、
Ｒ・Ｇ・Ｂを、液晶表示パネル７の各色に対応する信号
電極２２ａ・２２ｂ・２２ｃ上に正確に照射することが
できる。つまり、アナモルフィックレンズ５およびマイ
クロレンズアレイ６は、Ｒ・Ｇ・Ｂを、液晶表示パネル
７全体にわたって正確に照射することができる。このた
め、投影型カラー液晶表示装置は、液晶表示パネル７の
表示領域の左右端部においても充分な画質を得ることが
でき、画質の品位を良好に維持することができる。

【００５４】次に、本実施例の液晶表示装置としての投
影型カラー液晶表示装置における上記の条件に基づく具
体的な設計について説明する。尚、以下に記す各種の数
値は、投影型カラー液晶表示装置の具体的な設計の一例
を示すものであり、本実施例は、これら数値により何ら
限定されるものではない。

【００５５】白色光源１として、 150Ｗ、アーク長ＡＬ
＝５mm、アーク径Ａφ＝ 2.2mmのメタルハライドランプ
を用い、アークが図１において紙面に垂直となるように
して配置した。集光レンズ３として、口径80mmφ、焦点
距離ｆｃ＝60mmのコンデンサレンズを用いた。これによ
り、集光レンズ３からダイクロイックミラー４ａ・４ｂ
・４ｃに照射される白色光の平行度は、アークの長さ方
向（図１において紙面に垂直な方向）では約 2.2°、ア
ークの径方向（図１において紙面に平行な方向）では約
１°となった。

【００５６】また、アナモルフィックレンズ５の焦点距
離ｆａを 400mm、アナモルフィックレンズ５から液晶表
示パネル７までの距離Ｓを10mmに設定した。

【００５７】液晶表示パネル７の走査電極２３は、本数
を 220本、電極ピッチを 200μｍとした。また、信号電
極２２ａ・２２ｂ・２２ｃは、総本数を 600本、電極ピ
ッチＰｏを 100μｍとした。これにより、液晶表示パネ
ル７の水平方向の画素配列ピッチＰは 100μｍとなる。
そして、マイクロレンズアレイ６のマイクロレンズ６ａ
…として、基本幅 300μｍのレンチキュラーレンズを用
いた。上記の基本幅は、信号電極２２ａ・２２ｂ・２２
ｃの一組の幅に相当する。これにより、マイクロレンズ
６ａ…により集束されたＲ・Ｇ・Ｂの集束ラインの間隔
は各色毎に、 300μｍとなる。

【００５８】また、液晶表示パネル７のガラス基板２０
として、厚みｔ＝ 1.1mmのガラス（屈折率ｎ＝1.53）を
用い、マイクロレンズ６ａの該ガラス中における焦点距
離ｆμ’を、ほぼ 1.1mmに設定した。つまり、マイクロ
レンズ６ａの空気中における焦点距離ｆμは、ｆμ＝ｔ／ｎ＝1.1/1.53 ＝0.72 (mm) となる。

【００５９】さらに、上述の式（４）から、Ｒ・Ｇ・Ｂ
の集束ラインのそれぞれの幅Ｗは、Ｗ＝ 2.2×0.72/60 ＝26.4 (μｍ) となり、ストライプ状の信号電極の中に収まる。

【００６０】ダイクロイックミラー４ａは、白色光の入
射角θ_aが30°前後となるように配置した。また、上述
の式（５）から、 θ＝ tan^-1（Ｐ／ｆμ）＝ tan^-1 (100/720) ＝８ (°) となるので、８°ずつ異なる方向から３原色の平行光束
がマイクロレンズアレイ６を照射するように、ダイクロ
イックミラー４ａ・４ｂ・４ｃを光軸上でそれぞれ互い
に平行な状態から、図１の紙面に垂直な方向を回転軸と
して順次４°ずつ傾けて配置した。これにより、マイク
ロレンズアレイ６に照射されたＲ・Ｇ・Ｂは、その集束
ラインが 100μｍ間隔となる。つまり、各集束ライン
は、信号電極２２ａ・２２ｂ・２２ｃ上に形成される。

【００６１】以上のようにして設計された投影型カラー
液晶表示装置は、アナモルフィックレンズ５およびマイ
クロレンズアレイ６によるＲ・Ｇ・Ｂの集束動作によ
り、液晶表示パネル７の表示領域の左右端部においても
充分な画質を得ることができ、画質の品位を良好に維持
することができた。

【００６２】以上のように、本実施例にかかる液晶表示
装置としての投影型カラー液晶表示装置は、白色光源１
から照射された白色光を互いに異なる波長域を有する複
数の光束に分割し、該光束をそれぞれ異なる角度で液晶
表示パネル７に照射するダイクロイックミラー４ａ・４
ｂ・４ｃと、上記の白色光（つまり、Ｒ・Ｇ・Ｂ）を変
調する液晶表示パネル７との光路上に、水平方向に集束
作用を備えているアナモルフィックレンズ５が設けられ
ると共に、上記のアナモルフィックレンズ５と液晶表示
パネル７との光路上に、ダイクロイックミラー４ａ・４
ｂ・４ｃから照射された光を該液晶表示パネル７の信号
電極２２ａ・２２ｂ・２２ｃ上に集束させるマイクロレ
ンズアレイ６が設けられている。このため、例えば、液
晶表示パネル７の表示領域における視角依存性の少ない
水平方向においては、アナモルフィックレンズ５による
光の集束動作により、従来の液晶表示装置と比較して、
液晶表示パネル７を透過した後の光の拡がり角、つま
り、マイクロレンズアレイ６が設けられた該表示領域全
体における光の拡がり角が抑制される。また、液晶表示
パネル７においては、その中央部から端部に向かうに従
い、照射される光束の光軸が該中央部側に傾くこととな
る。

【００６３】これにより、スクリーン１０に表示される
カラー画像のコントラストおよび明るさを良好な状態に
維持したまま、投影用レンズ９のＦ値（口径比の逆数）
を、従来の値よりも大きく設定することができる。つま
り、口径の小さな投影用レンズ９を用いることができる
ので、装置の小型化および低廉化が可能となる。

【００６４】また、上記の投影型カラー液晶表示装置
は、マイクロレンズ６ａ…の水平方向の配列ピッチＰｍ
が、液晶表示パネル７の水平方向の画素配列ピッチＰよ
りも大きくなっている。このため、液晶表示パネル７の
表示領域における視角依存性の少ない水平方向の左右端
部においても、マイクロレンズ６ａ…により、Ｒ・Ｇ・
Ｂを信号電極２２ａ・２２ｂ・２２ｃ上により一層確実
に集束させることができる。

【００６５】これにより、スクリーン１０に表示される
カラー画像のコントラストおよび明るさをより一層良好
な状態に維持することが可能となると共に、液晶表示パ
ネル７の表示領域の左右端部においても充分な画質を得
ることができ、画質の品位を良好に維持することができ
る。

【００６６】換言すれば、本実施例にかかる液晶表示装
置としての投影型カラー液晶表示装置は、口径の小さな
投影用レンズ９を用いても、白色光源１から出射される
白色光を殆どカットすることなく、スクリーン１０にお
けるカラー画像の表示に寄与させることができる。従っ
て、白色光の利用効率が向上するので、カラー画像のコ
ントラストおよび明るさが良好で、かつ、小型化および
低廉化がなされた液晶表示装置を提供することが可能と
なる。該液晶表示装置は、特に小型化が要求される投影
型カラー液晶テレビジョンシステムや、情報表示システ
ム等の表示手段として好適に利用することができる。

【００６７】尚、上記の実施例においては、白色光源１
から出射される白色光を、集光レンズ３を用いて略平行
光とする構成となっているが、該平行光を得る構成は、
これに限定されるものではない。例えば、集光レンズ３
を用いる構成とする代わりに、回転放物面鏡を用いる構
成や、回転楕円面鏡とインテグレータとを用いる構成と
することもできる。これら構成は、例えば液晶表示装置
の用途等に応じて、適宜選択すればよい。

【００６８】また、上記の実施例においては、白色光を
Ｒ・Ｇ・Ｂに分割するためにダイクロイックミラー４ａ
・４ｂ・４ｃを用いる構成となっているが、白色光をＲ
・Ｇ・Ｂに分割するための構成は、これに限定されるも
のではない。白色光は、ダイクロイックミラー４ａ・４
ｂを透過すると可視領域では青色光のみとなる。このた
め、例えば、ダイクロイックミラー４ｃを用いる構成と
する代わりに、ガラス基板上に金属膜が形成された全反
射ミラーを用いる構成とすることもできる。上記の全反
射ミラーは、例えば、ガラス基板上に金属膜を蒸着させ
る周知の技術により形成される。

【００６９】但し、全反射ミラーは、青色光以外に赤外
線や紫外線も反射して液晶表示パネル７に照射する。従
って、白色光源１から出射される白色光に赤外線や紫外
線が含まれている場合には、例えば、集光レンズ３とダ
イクロイックミラー４ａとの間に、赤外線カットフィル
タおよび紫外線カットフィルタを設ければよい。また、
白色光に色純度の悪い 500nm（青と緑の境界域）近辺の
波長の光や 600nm（赤と緑の境界域）近辺の波長の光が
比較的多く含まれている場合には、これらの光をカット
するフィルタを設ければよい。尚、赤外線カットフィル
タおよび紫外線カットフィルタに該波長の光をカットす
る機能を付与してもよい。

【００７０】また、ダイクロイックミラー４ａ・４ｂ・
４ｃの分光性能を向上させるために、ダイクロイックミ
ラー４ａ・４ｂ・４ｃを、ｐ偏光若しくはｓ偏光につい
てのみ、最適化してもよい。尚、ダイクロイックミラー
４ａ・４ｂ・４ｃをこのように最適化する場合には、ダ
イクロイックミラー４ａ・４ｂ・４ｃにて反射されたＲ
・Ｇ・Ｂの偏光の方向（つまり、偏光軸）と、液晶表示
パネル７における最適な偏光の方向とを一致させるため
に、例えば、ダイクロイックミラー４ａ・４ｂ・４ｃと
液晶表示パネル７との間に、半波長板等を設ければよ
い。

【００７１】また、ダイクロイックミラー４ａ・４ｂ・
４ｃへの白色光の入射角θ_a・θ_b・θ_cは、なるべく
小さいほうが入射角のバラツキによるＲ・Ｇ・Ｂのスペ
クトルのシフトを小さくすることができるので、好まし
い。

【００７２】さらに、上記の実施例においては、液晶表
示パネル７およびスクリーン１０を横長としているが、
液晶表示パネル７およびスクリーン１０は、縦長であっ
てもよく、また、縦横の長さが等しくてもよい。また、
アナモルフィックレンズ５の代わりに、アナモルフィッ
ク光学素子としてのアナモルフィックフレネルレンズ(a
namorphic fresnel lens) を用いてもよい。

【００７３】その上、上記の実施例においては、白色光
をＲ・Ｇ・Ｂの３原色の光に分割する構成となっている
が、白色光を４色以上の複数色の光に分割する構成とす
ることも可能である。このように白色光を複数色の光に
分割する構成とすることにより、液晶表示装置は、例え
ば、グラフィック表示装置等の表示手段として好適に利
用することができる。また、白色光をＲ・Ｇ・Ｂの３原
色の光に分割する構成とする代わりに、Ｒ・Ｇ・Ｂを出
射する３つの光源をそれぞれ所定の角度で配設し、これ
ら光源から出射されるＲ・Ｇ・Ｂをアナモルフィックレ
ンズ５およびマイクロレンズアレイ６を介して液晶表示
パネル７に照射する構成とすることも可能である。

【００７４】また、白色光の平行度が低い場合、或い
は、カラー画像のコントラストの低下や色純度の低下を
引き起こす迷光が液晶表示パネル７に入射するおそれが
有る場合には、集光レンズ３とダイクロイックミラー４
ａ・４ｂ・４ｃとの光路上に、不要な光をカットするス
リット若しくはピンホールを有する光学部材を設ければ
よい。そして、この場合には、集光レンズ３は、白色光
を集束させて該光学部材上に集束スポットとして照射す
る構成とすればよい。尚、集光レンズ３の代わりに、回
転楕円面鏡とインテグレータとが用いられている場合に
は、該インテグレータが上記光学部材の機能を果たすよ
うになっている。

【００７５】〔実施例２〕本発明の他の実施例について
図４に基づいて説明すれば、以下の通りである。尚、説
明の便宜上、前記実施例１の図面に示した構成と同一の
機能を有する構成には、同一の符号を付記し、その説明
を省略する。

【００７６】本実施例にかかる液晶表示装置としての投
影型カラー液晶表示装置は、液晶表示パネル７として、
例えば、ＴＮ(twisted nematic) モードで動作するアク
ティブマトリックス型液晶表示素子が用いられている。
上記液晶表示パネル７の液晶層１４は、周知のマトリッ
クス状に配置された矩形の画素電極がＴＦＴ(Thin Film
Transistor)等によってスイッチングされることによ
り、ダイナミック駆動されるようになっている。

【００７７】図４（ａ）に示すように、Ｒ・Ｇ・Ｂにそ
れぞれ対応する画素電極Ｒ・Ｇ・Ｂの配列パターンは、
いわゆるデルタ配列となっている。マイクロレンズアレ
イ６は、例えば外周部分が正六角形に形成された球面レ
ンズ等の複数のマイクロレンズ６ａ…が規則正しく稠密
に配列されてなっている。また、マイクロレンズアレイ
６および画素電極Ｒ・Ｇ・Ｂ間の所定位置、つまり、液
晶表示パネル７の所定位置には、遮光層２５が形成され
ている。

【００７８】各マイクロレンズ６ａは、その光軸上に画
素電極Ｇが位置するように配設されているが、マイクロ
レンズ６ａと画素電極Ｒ・Ｇ・Ｂとの相対的な位置関係
は、これに限定されるものではない。尚、各マイクロレ
ンズ６ａの形状は、対応する画素電極Ｒ・Ｇ・Ｂの配列
パターン（つまり、配列形状）と相似形である必要はな
い。上記のマイクロレンズ６ａ…は、例えば、特開平3-
248125号公報に開示されている方法等により製造され
る。

【００７９】液晶表示パネル７の表示領域の中央部にお
いては、アナモルフィックレンズ５に垂直に照射された
Ｇは、該アナモルフィックレンズ５による集束作用を殆
ど受けずに、マイクロレンズアレイ６を介して液晶表示
パネル７に垂直（図４（ａ）において紙面に垂直）に照
射される。つまり、アナモルフィックレンズ５を透過し
たＧは、各マイクロレンズ６ａ…により集束され、その
光軸上に配設されている画素電極Ｇ上に集束スポットと
して照射される。

【００８０】また、アナモルフィックレンズ５に対して
或る入射角で照射されたＲ・Ｂは、マイクロレンズアレ
イ６を介して液晶表示パネル７に照射される。つまり、
アナモルフィックレンズ５を透過したＲ・Ｂは、各マイ
クロレンズ６ａ…により集束され、上記画素電極Ｇに隣
接する画素電極Ｒ・Ｂ上に集束スポットとして照射され
る。

【００８１】一方、液晶表示パネル７の表示領域の左右
端部においては、アナモルフィックレンズ５に対して或
る入射角で照射されたＲ・Ｇ・Ｂは、該アナモルフィッ
クレンズ５による集束作用を受け、該表示領域の中央部
方向（水平方向）に向かって屈折する。つまり、アナモ
ルフィックレンズ５を透過したＲ・Ｇ・Ｂは、マイクロ
レンズ６ａ…に対して、或る角度でもって照射される。

【００８２】マイクロレンズ６ａ…の配列ピッチＰｍ
は、上述の式（３）により補正されているので、アナモ
ルフィックレンズ５にて水平方向に屈折し集束されたＲ
・Ｇ・Ｂは、各マイクロレンズ６ａ…により、照射を所
望する画素電極Ｒ・Ｇ・Ｂ上に集束スポットとして照射
されることとなる。即ち、マイクロレンズ６ａ…の配列
ピッチＰｍが補正されているため、Ｒ・Ｇ・Ｂは、該表
示領域の左右端部においても、画素電極Ｒ・Ｇ・Ｂ上に
正確に照射されることとなる。投影型カラー液晶表示装
置のその他の構成部材は、前記実施例１の投影型カラー
液晶表示装置の構成部材と同一である。

【００８３】次に、本実施例の液晶表示装置としての投
影型カラー液晶表示装置における上記の条件に基づく具
体的な設計について説明する。尚、以下に記す各種の数
値は、投影型カラー液晶表示装置の具体的な設計の一例
を示すものであり、本実施例は、これら数値により何ら
限定されるものではない。

【００８４】白色光源１として用いたメタルハライドラ
ンプのアークは、図４（ａ）において紙面に平行となる
ようにして配置した。画素数は、縦（垂直方向） 450×
横（水平方向） 600とした。画素配列ピッチは、縦横と
も 100μｍとし、画素開口部の大きさは、縦50μｍ×横
70μｍ（画素の開口率は35％）とした。

【００８５】以上のようにして設計された投影型カラー
液晶表示装置は、画素電極Ｒ・Ｇ・Ｂ上における集光ス
ポットの大きさが、縦26.4μｍ×横60μｍとなった。つ
まり、集光スポットの大きさは、画素開口部の大きさよ
りも小さくなり、画素電極Ｒ・Ｇ・Ｂ上にのみ照射され
る。これにより、投影型カラー液晶表示装置の画質の品
位を良好に維持することができた。

【００８６】本実施例にかかる液晶表示装置としての投
影型カラー液晶表示装置においても、前記実施例１の投
影型カラー液晶表示装置と同様の作用・効果を奏するこ
とができる。

【００８７】尚、上記の実施例においては、マイクロレ
ンズアレイ６が、外周部分が正六角形に形成された球面
レンズ等のマイクロレンズ６ａ…からなる構成となって
いるが、マイクロレンズアレイ６の構成は、これに限定
されるものではない。図４（ｂ）に示すように、マイク
ロレンズアレイ６は、例えば外周部分が長方形に形成さ
れた球面レンズ等の複数のマイクロレンズ６ａ…が規則
正しく稠密に（例えば、いわゆる整層積み等）配列され
てなっていてもよい。

【００８８】また、マイクロレンズ６ａの形状は、画素
電極Ｒ・Ｇ・Ｂがガラス基板２１の対向面上にストライ
プ状に形成されている場合には、前記実施例１にて詳述
した形状とほぼ同一であってもよい。さらに、水平方向
および垂直方向に集束作用を備えているマイクロレンズ
６ａ…を用いると、スクリーン１０に表示されるカラー
画像の明るさをより一層向上させることができる。

【００８９】一方、本発明の実施例と比較するために、
本発明で用いたアナモルフィックレンズの代わりに、通
常の球面（軸対称）の凸レンズを用いて液晶表示素子に
収束光を照射すると、液晶表示素子の視角特性の影響で
画面内でのコントラストの均一性が損なわれる。このこ
とについて、本実施例で用いているＴＮ型液晶パネルに
よって説明する。

【００９０】ＴＮ型液晶パネルは、透明電極を塗布した
２枚のガラス基板の間にネマティック液晶を挟んで、液
晶分子の長軸がガラス基板面に平行（但し、通常は、液
晶分子がプレティルト(pretilt) 角と呼ばれる小さな角
度でガラス基板面から起き上がっているように配向が制
御される）で、しかも上下ガラス基板間で連続的に90°
ねじれて配列したものである。液晶表示素子の長辺方向
を０°とすると、一方のガラス基板面では45°方向、他
方のガラス基板面では -45°方向に配列するよう90°で
ねじって配列されている。このとき、液晶表示素子の視
角特性は、長辺方向では変化が少なく、短辺方向では急
激に変化する。それゆえ、もし、球面の凸レンズを用い
たとすると（但し、前記式（３）を短辺方向にも適用
し、ピッチ補正を行ったマイクロレンズを用いるものと
する）、短辺方向は表示領域周辺部にいくに従いコント
ラストが変化してしまい、投影画像は短辺方向に不均一
な画像となってしまうという欠陥が生じる。

【００９１】

【発明の効果】本発明の請求項１記載の液晶表示装置
は、以上のように、光源と液晶表示手段との光路上に、
所定方向に集束作用を備えているアナモルフィック光学
素子が設けられている構成である。このため、所定方
向、例えば、液晶表示手段の表示領域における視角依存
性の少ない水平方向においては、アナモルフィック光学
素子による光の集束動作により、従来の液晶表示装置と
比較して、液晶表示手段を透過した後の光の拡がり角、
つまり、該表示領域全体における光の拡がり角が抑制さ
れる。

【００９２】これにより、表示画面に表示される画像の
コントラストおよび明るさを良好な状態に維持したま
ま、投影用レンズのＦ値（口径比の逆数）を、従来の値
よりも大きく設定することができる。つまり、口径の小
さな投影用レンズを用いることができるので、装置の小
型化および低廉化が可能となるという効果を奏する。

【００９３】本発明の請求項２記載の液晶表示装置は、
以上のように、アナモルフィック光学素子と液晶表示手
段との光路上に、光源から照射された光を該液晶表示手
段の画素開口部に集束させるマイクロレンズアレイが設
けられている構成である。このため、アナモルフィック
光学素子による光の集束動作により、マイクロレンズア
レイが設けられた該表示領域全体における光の拡がり角
がより一層抑制される。また、液晶表示手段において
は、その中央部から端部に向かうに従い、照射される光
束の光軸が該中央部側に傾くこととなる。

【００９４】これにより、表示画面に表示される画像の
コントラストおよび明るさを良好な状態に維持したま
ま、投影用レンズのＦ値（口径比の逆数）を、従来の値
よりも大きく設定することができる。つまり、口径の小
さな投影用レンズを用いることができるので、装置の小
型化および低廉化が可能となるという効果を奏する。

【００９５】本発明の請求項３記載の液晶表示装置は、
以上のように、分割手段と液晶表示手段との光路上に、
所定方向に集束作用を備えているアナモルフィック光学
素子が設けられると共に、上記アナモルフィック光学素
子と液晶表示手段との光路上に、分割手段から照射され
た光を該液晶表示手段の画素開口部に集束させるマイク
ロレンズアレイが設けられている構成である。このた
め、所定方向、例えば、液晶表示手段の表示領域におけ
る視角依存性の少ない水平方向においては、アナモルフ
ィック光学素子による光の集束動作により、マイクロレ
ンズアレイが設けられた該表示領域全体における光の拡
がり角がより一層抑制される。また、液晶表示手段にお
いては、その中央部から端部に向かうに従い、照射され
る光束の光軸が該中央部側に傾くこととなる。

【００９６】これにより、表示画面に表示される画像の
コントラストおよび明るさを良好な状態に維持したま
ま、投影用レンズのＦ値（口径比の逆数）を、従来の値
よりも大きく設定することができる。つまり、口径の小
さな投影用レンズを用いることができるので、装置の小
型化および低廉化が可能となるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例における液晶表示装置として
の投影型カラー液晶表示装置の概略の構成を、光路と共
に示す平面図である。

【図２】（ａ）は、上記投影型カラー液晶表示装置が備
えている液晶表示パネル等の概略の構成図であり、
（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は、それぞれ、上記液晶表示パ
ネル等の要部を通過する光路を示す説明図である。

【図３】（ａ）は、上記液晶表示パネル等の要部を通過
する光路を示す説明図であり、（ｂ）は、マイクロレン
ズアレイのピッチを補正しない場合の液晶表示パネル等
の要部を通過する光路を示す説明図である。

【図４】（ａ）、（ｂ）共に、本発明の他の実施例にお
ける液晶表示装置としての投影型カラー液晶表示装置が
備えている液晶表示パネルの、各画素とマイクロレンズ
アレイとの相対的な位置関係を示す説明図である。

【符号の説明】

１白色光源（光源）３集光レンズ４ａ・４ｂ・４ｃダイクロイックミラー（分割手
段）５アナモルフィックレンズ（アナモルフィック光学
素子）６マイクロレンズアレイ６ａマイクロレンズ７液晶表示パネル（液晶表示手段）８フィールドレンズ９投影用レンズ１０スクリーン（表示画面）１４液晶層２０・２１ガラス基板（光透過性基板）２２ａ・２２ｂ・２２ｃ信号電極２３走査電極Ｐ液晶表示パネルの水平方向の画素配列ピッチＰｍマイクロレンズの水平方向の配列ピッチ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一対の光透過性基板間に、液晶層と信号電
極と走査電極とが少なくとも形成された液晶表示手段
と、この液晶表示手段に光を照射する光源と、上記液晶
表示手段にて変調された光を表示画面に投影する投影用
レンズとを備えた液晶表示装置において、上記光源と液晶表示手段との光路上に、所定方向に集束
作用を備えているアナモルフィック光学素子が設けられ
ていることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】上記アナモルフィック光学素子と液晶表示
手段との光路上に、光源から照射された光を該液晶表示
手段の画素開口部に集束させるマイクロレンズアレイが
設けられていることを特徴とする請求項１記載の液晶表
示装置。
【請求項３】一対の光透過性基板間に、液晶層と信号電
極と走査電極とが少なくとも形成された液晶表示手段
と、白色光を照射する光源と、この白色光を互いに異な
る波長域を有する複数の光束に分割し、該光束をそれぞ
れ異なる角度で上記液晶表示手段に照射する分割手段
と、上記液晶表示手段にて変調された光を表示画面に投
影する投影用レンズとを備えた液晶表示装置において、上記分割手段と液晶表示手段との光路上に、所定方向に
集束作用を備えているアナモルフィック光学素子が設け
られると共に、上記アナモルフィック光学素子と液晶表
示手段との光路上に、分割手段から照射された光を該液
晶表示手段の画素開口部に集束させるマイクロレンズア
レイが設けられていることを特徴とする液晶表示装置。