JPH08248207A - Optical element and production of optical emenent as well as image display device - Google Patents

Optical element and production of optical emenent as well as image display device

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JPH08248207A
JPH08248207A JP7079585A JP7958595A JPH08248207A JP H08248207 A JPH08248207 A JP H08248207A JP 7079585 A JP7079585 A JP 7079585A JP 7958595 A JP7958595 A JP 7958595A JP H08248207 A JPH08248207 A JP H08248207A
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JP
Japan
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optical element
glass substrate
liquid crystal
microlens array
display device
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Application number
JP7079585A
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Japanese (ja)
Inventor
Tetsuo Maeda
哲男 前田
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Omron Corp
Original Assignee
Omron Corp
Omron Tateisi Electronics Co
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Publication date
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Abstract

PURPOSE: To provide a large-area optical element which prevents lens parts from peeling, is strong against thermal deformation and has high mechanical strength. CONSTITUTION: A microlens array 21 formed with the lens parts 24 on the front surface of a resin part 23 is produced by inserting a glass substrate 22 into the cavity 31 of metal molds 29 and molding the resin part 23 so as to enclose the circumference of the glass substrate 22. At this time, a resin material 25 for lenses which is equal in the refractive index n1 of the glass substrate 22 and the refractive index n2 of the lens parts 24 (more preferably n1 =n2 ) is used. Since the circumference of the glass substrate 22 is coated with the resin part 23, the resin part 23 is not easily peeled from the glass substrate 22 and the mechanical strength of the microlens array 21 is enhanced. Since the resin part 23 is formable thin, the distortion by orientation at the time of molding is lessened and double refraction is lessened.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は光学素子及び光学素子の
製造方法並びに画像表示装置に関する。具体的にいう
と、液晶プロジェクタ、ビューファインダー、液晶ディ
スプレイ、ヘッドマウントディスプレイなどの画像表示
装置に用いられるレンズアレイや回折格子などの光学素
子及びその製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical element, a method for manufacturing the optical element, and an image display device. Specifically, the present invention relates to an optical element such as a lens array and a diffraction grating used in an image display device such as a liquid crystal projector, a viewfinder, a liquid crystal display, and a head mounted display, and a manufacturing method thereof.

【0002】[0002]

【技術背景】図1に示すものは、液晶表示パネルを用い
た画像表示装置Aの一部破断した概略構成図である。1
はマイクロレンズアレイ、2は液晶表示パネルであっ
て、バックライト光源(図示せず)から出射された光
は、液晶表示パネル2の各画素の開口領域3に入射さ
れ、液晶表示パネル2に画像として表示される。このと
き、各画素の開口領域3には、液晶の偏光特性を制御し
画像として表示するための透明電極4が形成されてお
り、透明電極4の近傍にはスイッチング用の薄膜トラン
ジスタ(TFT)が形成された配線領域(ブラックマト
リックス)5が設けられている。この画像表示装置Aに
あっては配線領域5のために画面にざらつきを生じ画像
に乱れを生じていた。そこで、図2に示すように液晶表
示パネル2の出射側にマイクロレンズアレイ1を配置し
てあたかも配線領域5の方向からも光αが出射されてい
るかのように見えるようにし、画像のざらつきを少なく
している。また、図3に示すようにバックライト光源か
ら出射された光αは配線領域5の部分で通過できず、画
素を多くして高解像度化すると配線領域5の比率が高く
なって、画面が非常に暗くなっていた。そこで、図4に
示すように液晶表示パネル2の入射側にマイクロレンズ
アレイ1を配置し、バックライト光源から出射された光
αを各画素の開口領域3に集光させて光の利用効率を高
め画面を明るくしている。
BACKGROUND OF THE INVENTION FIG. 1 is a partially broken schematic view of an image display device A using a liquid crystal display panel. 1
Is a microlens array, 2 is a liquid crystal display panel, and light emitted from a backlight light source (not shown) is incident on the aperture area 3 of each pixel of the liquid crystal display panel 2 to display an image on the liquid crystal display panel 2. Is displayed as. At this time, a transparent electrode 4 for controlling the polarization characteristics of the liquid crystal and displaying as an image is formed in the opening region 3 of each pixel, and a thin film transistor (TFT) for switching is formed in the vicinity of the transparent electrode 4. A wiring region (black matrix) 5 is provided. In the image display device A, the wiring area 5 causes the screen to be rough and the image to be distorted. Therefore, as shown in FIG. 2, the microlens array 1 is arranged on the emission side of the liquid crystal display panel 2 so that the light α can be seen as if it is emitted from the direction of the wiring region 5 as well, and the image roughness can be reduced. I am less. Further, as shown in FIG. 3, the light α emitted from the backlight light source cannot pass through the wiring region 5, and if the number of pixels is increased to increase the resolution, the ratio of the wiring region 5 becomes high, and the screen becomes extremely dark. It was getting dark. Therefore, as shown in FIG. 4, the microlens array 1 is arranged on the incident side of the liquid crystal display panel 2, and the light α emitted from the backlight light source is condensed in the opening region 3 of each pixel to improve the light utilization efficiency. The screen is made brighter.

【0003】このマイクロレンズアレイ1のような光学
素子は、図5又は図6に示す方法により作製される。図
5に示すものはいわゆる2P法(Photopolymerization-M
ethod)によるマイクロレンズアレイ1の製造方法であっ
て、この2P法では、まずマイクロレンズアレイ1表面
のレンズ部1aの反転パターン7が形成された金型(ス
タンパ)6を準備し(図5(a))、スタンパ6上に光
学的に透明な紫外線硬化樹脂8を載せる(図5
(b))。その上にガラス基板1bを載せて押圧し(図
5(c))、ガラス基板1bの上方に配置された光源9
から紫外線を照射して紫外線硬化樹脂8を硬化させ、レ
ンズ部1aを形成する(図5(d))。その後、スタン
パ6からレンズ部1aを剥離してマイクロレンズアレイ
1を作製することができる(図5(e))。
An optical element such as the microlens array 1 is manufactured by the method shown in FIG. 5 or 6. The one shown in FIG. 5 is the so-called 2P method (Photopolymerization-M
In the 2P method, which is a method of manufacturing a microlens array 1 by ethod, first, a mold (stamper) 6 having an inverted pattern 7 of the lens portion 1a on the surface of the microlens array 1 is prepared (see FIG. a)), an optically transparent ultraviolet curable resin 8 is placed on the stamper 6 (FIG. 5).
(B)). The glass substrate 1b is placed thereon and pressed (FIG. 5C), and the light source 9 arranged above the glass substrate 1b.
Is irradiated with ultraviolet rays to cure the ultraviolet curable resin 8 to form the lens portion 1a (FIG. 5 (d)). After that, the lens portion 1a is peeled from the stamper 6 to manufacture the microlens array 1 (FIG. 5E).

【0004】しかしながら2P法によって作製されたマ
イクロレンズアレイ1にあっては、レンズ部1aがガラ
ス基板1bの表面にくっついているだけであるために、
レンズ部1aとガラス基板1bとが容易に剥がれてしま
うという問題点があった。特に、近年見やすさのため液
晶表示パネル2に大型化の要求があり、それに伴ってマ
イクロレンズアレイ1を大面積にするとより一層剥がれ
やすいものとなっていた。また、2P法では量産性が悪
いものとなっていた。
However, in the microlens array 1 manufactured by the 2P method, since the lens portion 1a is only attached to the surface of the glass substrate 1b,
There is a problem that the lens portion 1a and the glass substrate 1b are easily peeled off. In particular, in recent years, there has been a demand for the liquid crystal display panel 2 to be large in size for easy viewing, and accordingly, when the microlens array 1 has a large area, it becomes easier to peel off. Further, the 2P method had a poor mass productivity.

【0005】また、図6には射出成形法によるマイクロ
レンズアレイ1の製造方法を示す。この射出成形法では
レンズ部1aの反転パターン7が形成された上型11と
下型12からなる金型13を準備し(図6(a))、金
型13に形成されたキャビティ14内にゲート口15か
ら、溶融したレンズ用樹脂材料16を注入する(図6
(b))。そして、レンズ用樹脂材料16を冷却固化し
た後金型13から取り出し、複数のレンズ部1aが一体
となったマイクロレンズアレイ1を作製することができ
る(図6(c)(d))。
FIG. 6 shows a method of manufacturing the microlens array 1 by the injection molding method. In this injection molding method, a mold 13 composed of an upper mold 11 and a lower mold 12 on which the inverted pattern 7 of the lens portion 1a is formed is prepared (FIG. 6 (a)), and the inside of the cavity 14 formed in the mold 13 is prepared. The molten lens resin material 16 is injected from the gate port 15 (FIG. 6).
(B)). Then, the lens resin material 16 is cooled and solidified, and then taken out from the mold 13 to manufacture the microlens array 1 in which the plurality of lens portions 1a are integrated (FIGS. 6C and 6D).

【0006】しかしながらこの射出成形法によって作製
されたマイクロレンズアレイ1はレンズ用樹脂材料16
のみから作製されているので、熱変形しやすく機械的強
度も弱いという欠点があった。また、図7に示すように
出来上がったマイクロレンズアレイ1にはゲート15a
付近に樹脂の配向ひずみ(成形ひずみ)17を生じ、複
屈折を生じていた。このため、ビデオカメラ等のビュー
ファインダーを偏光グラス(サングラス)等の偏光フィ
ルタを通して見ると複屈折による光学的なひずみが観察
され、画質を著しく低下させるという問題があった。
However, the microlens array 1 produced by this injection molding method has a resin material 16 for lenses.
Since it is manufactured from only one, it has a drawback that it is easily deformed by heat and its mechanical strength is weak. In addition, a gate 15a is provided in the microlens array 1 completed as shown in FIG.
Orientation strain (molding strain) 17 of the resin was generated in the vicinity, and birefringence was generated. For this reason, when a viewfinder such as a video camera is viewed through a polarizing filter such as polarizing glasses (sunglasses), optical distortion due to birefringence is observed, and there is a problem that image quality is significantly deteriorated.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】本発明は叙上の従来例
の欠点に鑑みてなされたものであり、その目的とすると
ころは、レンズ部等が剥離することがなく、熱変形や機
械的強度にも強く大面積化も可能な光学素子を提供する
ことにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the drawbacks of the above-mentioned conventional examples, and its object is to prevent thermal deformation or mechanical deformation without peeling off of a lens portion or the like. An object of the present invention is to provide an optical element having high strength and capable of increasing the area.

【0008】[0008]

【発明の開示】本発明の光学素子は、ガラス基板の少な
くとも一方の表面に、当該ガラス基板の少なくとも一部
を挟み込んだ樹脂部を成形し、当該樹脂部の表面にレン
ズ配列又は回折格子を有する光学的機能面を形成したこ
とを特徴としている。
DISCLOSURE OF THE INVENTION The optical element of the present invention has a resin portion in which at least a part of the glass substrate is sandwiched, and a lens array or a diffraction grating is formed on the surface of at least one surface of the glass substrate. It is characterized by forming an optically functional surface.

【0009】このため、光学的機能面が形成された樹脂
部はガラス基板から容易に剥離せず、熱衝撃などによっ
ても剥離しない。また、樹脂部にはガラス基板が挟み込
まれているので、落下衝撃などに対する機械的強度が増
し、熱変形や反りも少なくなる。したがって、大きな面
積の光学素子を信頼性よく生産できる。
Therefore, the resin portion having the optically functional surface is not easily peeled off from the glass substrate and is not peeled off even by a thermal shock. Further, since the glass substrate is sandwiched between the resin parts, mechanical strength against a drop impact and the like is increased, and thermal deformation and warpage are reduced. Therefore, an optical element having a large area can be reliably manufactured.

【0010】本発明の請求項2に記載の光学素子は、前
記ガラス基板の両面において、前記樹脂部に光学的機能
面を形成したことを特徴としている。したがって、一つ
の光学素子で2つの光学的機能を有することができ、こ
の光学素子を利用することにより部品点数を削減し、光
学素子を組み込んだ製品のコスト削減を図ることができ
る。
An optical element according to a second aspect of the present invention is characterized in that an optically functional surface is formed on the resin portion on both surfaces of the glass substrate. Therefore, one optical element can have two optical functions, and by using this optical element, the number of parts can be reduced and the cost of the product incorporating the optical element can be reduced.

【0011】本発明の光学素子の製造方法は、射出成形
金型のキャビティ内にガラス基板を配置し、当該キャビ
ティ内に成形用樹脂を注入して成形することを特徴とし
ている。このようにインサート成形すれば光学素子の複
数個取りが可能で、本発明の光学素子を簡単に大量生産
できる。また、樹脂部を薄く作製できるので、成形時に
生じる配向ひずみが少なく、複屈折が発生しにくい。
The method of manufacturing an optical element of the present invention is characterized in that a glass substrate is placed in a cavity of an injection mold, and a molding resin is injected into the cavity for molding. If insert molding is performed in this manner, a plurality of optical elements can be taken, and the optical elements of the present invention can be easily mass-produced. Further, since the resin portion can be made thin, the orientation strain generated during molding is small and birefringence is unlikely to occur.

【0012】本発明の画像表示装置は、画像を生成する
ための液晶表示パネルを備え、前記液晶表示パネルの光
出射側若しくは光入射側に請求項1に記載の光学素子を
装着したことを特徴としている。
The image display device of the present invention comprises a liquid crystal display panel for generating an image, and the optical element according to claim 1 is mounted on the light emitting side or the light incident side of the liquid crystal display panel. I am trying.

【0013】このように本発明の光学素子を用いること
により大面積の液晶表示パネルにも対応でき、信頼性の
よい大画像の画像表示装置を提供することができる。
As described above, by using the optical element of the present invention, a liquid crystal display panel having a large area can be dealt with and a reliable image display device for a large image can be provided.

【0014】[0014]

【実施例】図8に本発明の一実施例であるマイクロレン
ズアレイ21を示す。図8(a)はマイクロレンズアレ
イ21の斜視図、図8(b)はその縦断面図、図8
(c)はその平断面図である。マイクロレンズアレイ2
1は、ガラス基板22の全周囲を取り囲むように樹脂部
23が成形され、樹脂部23の表面にはレンズ体が多数
アレイ状に配列されたレンズ部24が形成されている。
樹脂部23は、ガラス基板22の屈折率n1とほぼ等し
い屈折率n2を有する光学的に透明なレンズ用樹脂材料
25から作製されており、望ましくはn1=n2となるよ
うなレンズ用樹脂材料25を用いるのがよい。また、熱
膨張係数の差も小さいことが好ましい。
EXAMPLE FIG. 8 shows a microlens array 21 which is an example of the present invention. 8A is a perspective view of the microlens array 21, FIG. 8B is a longitudinal sectional view thereof, and FIG.
(C) is the plane sectional view. Micro lens array 2
In No. 1, a resin portion 23 is molded so as to surround the entire circumference of the glass substrate 22, and a lens portion 24 having a large number of lens bodies arranged in an array is formed on the surface of the resin portion 23.
The resin portion 23 is made of an optically transparent lens resin material 25 having a refractive index n 2 substantially equal to the refractive index n 1 of the glass substrate 22, and preferably a lens such that n 1 = n 2. It is preferable to use the resin material 25 for use. Further, it is preferable that the difference in thermal expansion coefficient is also small.

【0015】図10にこのマイクロレンズアレイ21の
作製方法について示す。マイクロレンズアレイ21は、
図9に示すような金型29を用いて射出成形法により作
製することができる。金型29は上型27と下型28か
ら構成されており、上型27のキャビティ面にはマイク
ロレンズアレイ21のレンズ部24の反転パターン26
が複数箇所に形成されている。また、下型28にはキャ
ビティ31を形成する凹部33が複数箇所に形成されて
おり、上型27はガイドピン34に沿って移動可能とな
っている。したがって、この金型29を用いれば複数の
マイクロレンズアレイ21を一度の成形で作製すること
ができる。この金型29を用いてマイクロレンズアレイ
21を作製するには、まず、上型27を移動させて金型
29を開いた状態にし(図10(a))、次にピン駆動
部35を駆動してガラス基板22を細いピン32により
両側を支持し、キャビティ31内にガラス基板22を浮
かせた状態で配置する(図10(b))。そして、スプ
ルー37から送り込まれた溶融されたレンズ用樹脂材料
25を放射状に延びたランナー36を介し、各キャビテ
ィ31にそれぞれ面して設けられたゲート口30から各
キャビティ31内に射出する(図10(c))。冷却固
化後キャビティ31内から取り出し、一連の工程で複数
のマイクロレンズアレイ21を作製することができる
(図10(d))。なお、30aはゲート口30に対応
してできたゲートである。
FIG. 10 shows a method of manufacturing the microlens array 21. The microlens array 21 is
It can be manufactured by an injection molding method using a mold 29 as shown in FIG. The mold 29 is composed of an upper mold 27 and a lower mold 28, and the inverted pattern 26 of the lens portion 24 of the microlens array 21 is formed on the cavity surface of the upper mold 27.
Are formed at a plurality of locations. Further, the lower die 28 has recesses 33 that form the cavities 31 formed at a plurality of locations, and the upper die 27 is movable along the guide pins 34. Therefore, using this mold 29, a plurality of microlens arrays 21 can be manufactured by molding once. To manufacture the microlens array 21 using the mold 29, first, the upper mold 27 is moved to open the mold 29 (FIG. 10A), and then the pin driving section 35 is driven. Then, both sides of the glass substrate 22 are supported by the thin pins 32, and the glass substrate 22 is placed in the cavity 31 in a floating state (FIG. 10B). Then, the melted lens resin material 25 fed from the sprue 37 is ejected into the respective cavities 31 from the gate ports 30 provided facing the respective cavities 31 through the radially extending runners 36 (FIG. 10 (c)). After cooling and solidification, it is taken out from the cavity 31 and a plurality of microlens arrays 21 can be manufactured by a series of steps (FIG. 10D). Incidentally, 30a is a gate formed corresponding to the gate opening 30.

【0016】このようにして作製されたマイクロレンズ
アレイ21にあっては、インサートされたガラス基板2
2の周囲に樹脂部23が成形されているため、樹脂部2
3(レンズ部24)がガラス基板22から容易に剥離せ
ず、例えば加熱による熱衝撃などによっても剥離しな
い。また、ガラス基板22をインサートすることによっ
て樹脂部23を薄く作製できるので成形時の配向ひずみ
が減少し、偏光フィルタ等を通して見ても複屈折が目立
たなくなる。さらに、インサートしたガラス基板22の
周囲を樹脂部23で覆っているので、落下衝撃などに対
する機械的強度が増して壊れにくくなり、マイクロレン
ズアレイ21の反りも少なくなる。したがって、大面積
のマイクロレンズアレイ21が作製可能となり、液晶表
示パネル2の大型化に対応することができる。
In the microlens array 21 manufactured in this way, the inserted glass substrate 2 is used.
Since the resin portion 23 is molded around 2, the resin portion 2
3 (lens portion 24) is not easily peeled off from the glass substrate 22, and is not peeled off, for example, by thermal shock due to heating. Moreover, since the resin portion 23 can be made thin by inserting the glass substrate 22, the orientation distortion at the time of molding is reduced, and the birefringence becomes inconspicuous even when viewed through a polarizing filter or the like. Furthermore, since the periphery of the inserted glass substrate 22 is covered with the resin portion 23, the mechanical strength against a drop impact or the like increases to make it difficult to break, and the warp of the microlens array 21 also decreases. Therefore, a large-area microlens array 21 can be manufactured, and the liquid crystal display panel 2 can be made larger.

【0017】また図11(a)に示すように、ピン32
を用いず下型28で直接支持するようにしてガラス基板
22をキャビティ31内に配置し、ガラス基板22の一
部分、例えばガラス基板22の外周部を樹脂部23で挟
み込むようにしてもよく、このように作製されたマイク
ロレンズアレイ21(図11(b))にあっても同様な
効果を得ることができる。また、インサートするガラス
基板22は、図12に示すように反りがあるガラス基板
22を用いて作製することもできる。この場合にはマイ
クロレンズアレイ21の設計上、ガラス基板22の屈折
率n1と樹脂部23の屈折率n2とを一致させるのが望ま
しいが、ガラス基板22は多少の反りがあっても使用で
きるので、結果的にコストを下げることができる。
Further, as shown in FIG.
Alternatively, the glass substrate 22 may be disposed in the cavity 31 so as to be directly supported by the lower mold 28 without using the above, and a part of the glass substrate 22, for example, the outer peripheral portion of the glass substrate 22 may be sandwiched between the resin portions 23. A similar effect can be obtained with the microlens array 21 (FIG. 11B) manufactured as described above. Further, the glass substrate 22 to be inserted can also be manufactured using a glass substrate 22 having a warp as shown in FIG. Design of the microlens array 21 in this case, it is desirable to match the refractive index n 2 of the refractive index n 1 and the resin portion 23 of the glass substrate 22, used even if the glass substrate 22 is slightly warped Therefore, the cost can be reduced as a result.

【0018】さらに図13には本発明のさらに別な実施
例であるマイクロレンズアレイ21の断面図を示すが、
このようにガラス基板22の全周囲を覆うようにして樹
脂部23を形成し、ガラス基板22の裏面の樹脂部23
にもう一つのレンズ部24を構成することもできる。こ
のためには、下型28のキャビティ面にもレンズ部24
表面の反転パターン26を形成するとよい。
Further, FIG. 13 shows a sectional view of a microlens array 21 which is still another embodiment of the present invention.
Thus, the resin portion 23 is formed so as to cover the entire circumference of the glass substrate 22, and the resin portion 23 on the back surface of the glass substrate 22 is formed.
Another lens unit 24 can be configured as well. To this end, the lens portion 24 is also provided on the cavity surface of the lower mold 28.
It is preferable to form the reverse pattern 26 on the surface.

【0019】上記実施例にあっては、マイクロレンズア
レイを例にとって説明したが、マイクロレンズアレイに
限らず、回折格子などのさまざまな光学素子に応用でき
るのはいうまでもない。また、図14に示すようにガラ
ス基板22裏側の樹脂部23に例えば断面三角状をした
回折格子部39を形成することにより、複数のレンズ体
を有するマイクロレンズアレイと回折格子とを一枚の光
学素子40で済ませられ、この光学素子40を利用する
ことにより部品点数の削減を図り、画像表示装置等の低
コスト化を実現することができる。
In the above embodiments, the microlens array has been described as an example, but needless to say, the invention can be applied to various optical elements such as a diffraction grating as well as the microlens array. Further, as shown in FIG. 14, a diffraction grating portion 39 having a triangular cross section, for example, is formed in the resin portion 23 on the back side of the glass substrate 22, so that a microlens array having a plurality of lens bodies and a diffraction grating are formed as one The optical element 40 is sufficient, and by using this optical element 40, the number of parts can be reduced, and the cost of the image display device or the like can be reduced.

【0020】図15に示すものは、このようにして作製
されたマイクロレンズアレイ21を利用した本発明の画
像表示装置の一実施例である液晶プロジェクタBの概略
構成図である。液晶プロジェクタBは、反射鏡41付き
の白色ランプ42からなる光源43と、光源43からの
光を集光させ液晶表示パネル2に入射させるための光学
手段であるコンデンサレンズ44及び2枚の偏光板45
に挟まれた液晶表示パネル2並びに投影レンズ47とか
ら構成されている。また、液晶表示パネル2の入射側に
は本発明によるマイクロレンズアレイ21が装着されて
いる。
FIG. 15 is a schematic configuration diagram of a liquid crystal projector B which is an embodiment of the image display device of the present invention using the microlens array 21 thus manufactured. The liquid crystal projector B includes a light source 43 which is a white lamp 42 with a reflecting mirror 41, a condenser lens 44 which is an optical means for collecting the light from the light source 43 and causing the light to enter the liquid crystal display panel 2, and two polarizing plates. 45
It is composed of the liquid crystal display panel 2 and the projection lens 47 sandwiched between the two. A microlens array 21 according to the present invention is mounted on the incident side of the liquid crystal display panel 2.

【0021】しかして、図15に示すように、光源43
をオンして光源43からの光αをコンデンサレンズ44
により集光させ2枚の偏光板45に挟まれた液晶表示パ
ネル2を照らせば、入射された光αは、マイクロレンズ
アレイ21上に形成されたレンズ部24により液晶表示
パネル2の各画素に対応して集光される。こうしてマイ
クロレンズアレイ21によって光αの光利用効率が高め
られ、明るい動画像が液晶表示パネル2に表示される。
そして、液晶表示パネル2に表示された動画像が投影レ
ンズ47によって拡大され、スクリーン48上に投影さ
れる。
Therefore, as shown in FIG.
To turn on the light α from the light source 43 to the condenser lens 44.
By illuminating the liquid crystal display panel 2 that is condensed by the two polarizing plates 45 and is incident on the liquid crystal display panel 2 by the lens portion 24 formed on the microlens array 21. Correspondingly collected. Thus, the light utilization efficiency of the light α is increased by the microlens array 21, and a bright moving image is displayed on the liquid crystal display panel 2.
Then, the moving image displayed on the liquid crystal display panel 2 is enlarged by the projection lens 47 and projected on the screen 48.

【0022】図16に示すものは上記のようにして作製
された回折格子51を利用した本発明の画像表示装置の
他例であるビデオカメラ等のビューファインダーCを示
す概略構造図である。ビューファインダーCは、鏡筒状
をした筐体52に、バックライト光源53と、2枚の偏
光板54に挟まれた液晶表示パネル2とが納められてお
り、液晶表示パネル2の出射側にはスペーサ55を介し
て回折格子51がクッション材56によって筐体52内
に配置され、回折格子51は光学的ローパスフィルタと
して用いられている。しかして、バックライト光源53
から出射された光は液晶表示パネル2に入射され、液晶
表示パネル2に動画像が表示される。こうして表示され
た動画像を、接眼レンズ57を介して観察することがで
きる。このビューファインダーCにあっては、画像がざ
らつくことなく液晶表示パネル2に表示された動画像を
観察することができる。特に、複屈折の少ない回折格子
41が用いられているため偏光レンズや偏光フィルター
等を通して観察したとしても画質の低下がなく動画像を
楽しめる。さらに、カラー液晶表示パネルに回折格子5
1をディフューザとして用いれば、カラー液晶表示パネ
ルの各画素からそれぞれ出射された三原色(赤色、青
色、緑色)の光がうまく重ね合わせられるとともに、ブ
ラックマトリックスによるざらつきが抑えられ、画質の
よいカラーの動画像として観察できる。
FIG. 16 is a schematic structural diagram showing a viewfinder C of a video camera or the like which is another example of the image display device of the present invention using the diffraction grating 51 manufactured as described above. In the viewfinder C, a backlight source 53 and a liquid crystal display panel 2 sandwiched between two polarizing plates 54 are housed in a housing 52 having a lens barrel shape. The diffraction grating 51 is arranged in the housing 52 by the cushion material 56 via the spacer 55, and the diffraction grating 51 is used as an optical low-pass filter. Then, the backlight light source 53
The light emitted from is incident on the liquid crystal display panel 2, and a moving image is displayed on the liquid crystal display panel 2. The moving image thus displayed can be observed through the eyepiece lens 57. With this viewfinder C, the moving image displayed on the liquid crystal display panel 2 can be observed without the image being rough. In particular, since the diffraction grating 41 having a small birefringence is used, the moving image can be enjoyed without deterioration of the image quality even when observed through a polarizing lens or a polarizing filter. Furthermore, a diffraction grating 5 is provided on the color liquid crystal display panel.
If 1 is used as a diffuser, the lights of the three primary colors (red, blue, and green) emitted from the respective pixels of the color liquid crystal display panel are superposed well, and the roughness due to the black matrix is suppressed, so that a high-quality color video image can be obtained. It can be observed as an image.

【0023】本発明の画像表示装置は上記実施例に限ら
ず、液晶ディスプレイ、液晶テレビ、ヘッドマウントデ
ィスプレイなどにも応用できる。また、本発明の光学素
子は液晶表示パネルを用いた画像表示装置以外にも種々
応用できるのはいうまでもない。
The image display device of the present invention is not limited to the above embodiment, but can be applied to a liquid crystal display, a liquid crystal television, a head mounted display and the like. Further, it goes without saying that the optical element of the present invention can be applied to various applications other than an image display device using a liquid crystal display panel.

【0024】[0024]

【発明の効果】本発明の光学素子によれば、ガラス基板
とレンズ部とが容易に剥離されず、落下衝撃などに対す
る機械的強度を強くすることができる。また、熱変形や
反りの少ない光学素子となり、信頼性のよい光学素子を
提供できる。特に、大面積の光学素子を提供できる。
According to the optical element of the present invention, the glass substrate and the lens portion are not easily separated from each other, and the mechanical strength against a drop impact can be increased. Further, it becomes an optical element which is less likely to be thermally deformed or warped, and an optical element having high reliability can be provided. In particular, a large area optical element can be provided.

【0025】また、本発明の光学素子の製造方法によれ
ば、本発明の光学素子を簡単に量産でき、信頼性のよい
光学素子を安価に供給できる。しかも、成形時の配向ひ
ずみが少なく、複屈折の少ない光学素子を提供できる。
Further, according to the method of manufacturing an optical element of the present invention, the optical element of the present invention can be easily mass-produced, and an optical element having high reliability can be supplied at a low cost. In addition, it is possible to provide an optical element with little orientation distortion during molding and little birefringence.

【0026】したがって、本発明の画像表示装置によれ
ば、信頼性のある大画像の画像表示装置を提供すること
が可能になる。
Therefore, according to the image display device of the present invention, it is possible to provide a reliable large image display device.

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

【図1】従来の画像表示装置の一部破断した概略構成図
である。
FIG. 1 is a partially cutaway schematic configuration diagram of a conventional image display device.

【図2】同上の画像表示装置における光学素子の利用法
を示す説明図である。
FIG. 2 is an explanatory diagram showing a method of using an optical element in the image display device of the above.

【図3】同上の画像表示装置における光の透過のようす
を示す説明図である。
FIG. 3 is an explanatory diagram showing how light is transmitted in the image display device of the above.

【図4】同上の画像表示装置における光学素子の別な利
用法を示す説明図である。
FIG. 4 is an explanatory diagram showing another usage of the optical element in the image display device of the above.

【図5】(a)〜(e)は従来の光学素子の製造方法を
示す説明図である。
5A to 5E are explanatory views showing a conventional method of manufacturing an optical element.

【図6】(a)〜(c)は従来の光学素子の別な製造方
法を示す説明図、(d)はその光学素子の平面図であ
る。
6A to 6C are explanatory views showing another conventional method for manufacturing an optical element, and FIG. 6D is a plan view of the optical element.

【図7】同上の製造方法により製造された光学素子の問
題点を示す説明図である。
FIG. 7 is an explanatory diagram showing a problem of an optical element manufactured by the above manufacturing method.

【図8】(a)は本発明の光学素子の斜視図、(b)は
その縦断面図、(c)はその平断面図である。
8A is a perspective view of an optical element of the present invention, FIG. 8B is a longitudinal sectional view thereof, and FIG. 8C is a plan sectional view thereof.

【図9】本発明の光学素子を製造するための金型を示す
断面構造図である。
FIG. 9 is a sectional structural view showing a mold for manufacturing the optical element of the present invention.

【図10】(a)〜(d)は同上の金型を用いた光学素
子の製造方法を示す説明図である。
10 (a) to 10 (d) are explanatory views showing a method for manufacturing an optical element using the same mold.

【図11】(a)は本発明の別な実施例である光学素子
の製造方法を示す説明図、(b)はその光学素子の断面
図である。
11A is an explanatory view showing a method of manufacturing an optical element according to another embodiment of the present invention, and FIG. 11B is a sectional view of the optical element.

【図12】(a)は本発明のさらに別な実施例である光
学素子の製造方法を示す説明図、(b)はその光学素子
の断面図である。
FIG. 12A is an explanatory view showing a method of manufacturing an optical element according to still another embodiment of the present invention, and FIG. 12B is a sectional view of the optical element.

【図13】本発明のさらに別な実施例である光学素子の
断面図である。
FIG. 13 is a cross-sectional view of an optical element that is still another embodiment of the present invention.

【図14】本発明のさらに別な実施例である光学素子の
断面図である。
FIG. 14 is a cross-sectional view of an optical element that is still another embodiment of the present invention.

【図15】本発明による画像表示装置である液晶プロジ
ェクタを示す概略構成図である。
FIG. 15 is a schematic configuration diagram showing a liquid crystal projector which is an image display device according to the present invention.

【図16】本発明による画像表示装置であるビューファ
インダーを示す概略構成図である。
FIG. 16 is a schematic configuration diagram showing a viewfinder that is an image display device according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

21 マイクロレンズアレイ 22 ガラス基板 24 レンズ部 27 上型 28 下型 39 回折格子部 51 回折格子 21 Micro Lens Array 22 Glass Substrate 24 Lens Part 27 Upper Model 28 Lower Model 39 Diffraction Grating Part 51 Diffraction Grating

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ガラス基板の少なくとも一方の表面に、
当該ガラス基板の少なくとも一部を挟み込んだ樹脂部を
成形し、当該樹脂部の表面にレンズ配列又は回折格子を
有する光学的機能面を形成したことを特徴とする光学素
子。
1. A surface of at least one of the glass substrates,
An optical element characterized by molding a resin part sandwiching at least a part of the glass substrate, and forming an optical functional surface having a lens array or a diffraction grating on the surface of the resin part.
【請求項2】 前記ガラス基板の両面において、前記樹
脂部に光学的機能面を形成したことを特徴とする請求項
1に記載の光学素子。
2. The optical element according to claim 1, wherein an optically functional surface is formed on the resin portion on both surfaces of the glass substrate.
【請求項3】 射出成形金型のキャビティ内にガラス基
板を配置し、当該キャビティ内に成形用樹脂を注入して
成形することを特徴とする光学素子の製造方法。
3. A method of manufacturing an optical element, comprising placing a glass substrate in a cavity of an injection molding die and injecting a molding resin into the cavity for molding.
【請求項4】 画像を生成するための液晶表示パネルを
備え、前記液晶表示パネルの光出射側若しくは光入射側
に請求項1に記載の光学素子を装着したことを特徴とす
る画像表示装置。
4. An image display device comprising a liquid crystal display panel for generating an image, wherein the optical element according to claim 1 is mounted on a light emitting side or a light incident side of the liquid crystal display panel.
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