JPH08254642A - Optical device and picture display device using it - Google Patents

Optical device and picture display device using it

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JPH08254642A
JPH08254642A JP7084935A JP8493595A JPH08254642A JP H08254642 A JPH08254642 A JP H08254642A JP 7084935 A JP7084935 A JP 7084935A JP 8493595 A JP8493595 A JP 8493595A JP H08254642 A JPH08254642 A JP H08254642A
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JP
Japan
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optical element
liquid crystal
polarizing plate
crystal display
optical
Prior art date
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Pending
Application number
JP7084935A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Norisada Horie
教禎 堀江
Shigeru Aoyama
茂 青山
Masayuki Shinohara
正幸 篠原
Yutaro Okuno
雄太郎 奥野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Omron Corp
Original Assignee
Omron Corp
Omron Tateisi Electronics Co
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Publication date
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Priority to JP7084935A priority Critical patent/JPH08254642A/en
Publication of JPH08254642A publication Critical patent/JPH08254642A/en
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  • Surface Treatment Of Optical Elements (AREA)
  • Mounting And Adjusting Of Optical Elements (AREA)
  • Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)

Abstract

PURPOSE: To provide a picture display device where the occurrence of interference fringes is prevented and the irregularity of a picture is eliminated. CONSTITUTION: A spacer part 13 having a height equal to or above a coherence length order of wavelength of visible light beam) from an optical function surface 12 is projectingly provided to be uniformly high all over the periphery at the outer periphery area of the optical function surface 12, so that the optical device 11 is manufactured. The attaching surface of the spacer part 13 is stuck and attached on a polarizing plate 3 where a liquid crystal display panel 1 is stuck together and is housed at the inside of a housing part 2, so that the picture display device A is manufactured. Thus, space equal to or above the coherence length is provided between the optical function surface 12 and the polarizing plate 3.

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当該光学素
子を用いた画像表示装置に関する。具体的には、液晶プ
ロジェクタ、ビューファインダ、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
れる回折格子やマイクロレンズアレイなどの光学素子に
関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical element and an image display device using the optical element. Specifically, the present invention relates to an optical element such as a diffraction grating and a microlens array used in an image display device such as a liquid crystal projector, a viewfinder, a liquid crystal display, and a head mounted display.

【0002】[0002]

【従来の技術】図13に示すものは、液晶表示パネルを
用いた液晶プロジェクタなどの画像表示装置Bの一部破
断した断面構成図である。51は液晶表示パネル、52
は筐体、53は回折格子などの光学素子(光学的ローパ
スフィルター)である。液晶表示パネル51の両面には
偏光板54が配置されており、液晶表示パネル51の一
方の側に配置されたバックライト光源55から出射され
た光は入射側の偏光板54によって直線偏光に変えられ
た後、液晶表示パネル51の各画素を通過して再び出射
側の偏光板54を通過する。この時、液晶表示パネル5
1の液晶層(図示せず)により偏光方向が変えられ出射
側の偏光板54の偏光方向と一致した光だけが偏光板5
4を通過できるので、各画素に対応する液晶層の偏光特
性を制御することにより液晶表示パネル51を通過した
光が動画像として表示され、観察者59は表示された動
画像を接眼レンズ58を通して観察することができる。
2. Description of the Related Art FIG. 13 is a partially cutaway sectional view of an image display device B such as a liquid crystal projector using a liquid crystal display panel. 51 is a liquid crystal display panel, 52
Is a housing, and 53 is an optical element (optical low-pass filter) such as a diffraction grating. Polarizing plates 54 are arranged on both sides of the liquid crystal display panel 51, and light emitted from a backlight light source 55 arranged on one side of the liquid crystal display panel 51 is converted into linearly polarized light by the incident side polarizing plate 54. Then, the light passes through each pixel of the liquid crystal display panel 51 and again passes through the polarizing plate 54 on the emission side. At this time, the liquid crystal display panel 5
Only the light whose polarization direction is changed by the first liquid crystal layer (not shown) and coincides with the polarization direction of the polarizing plate 54 on the exit side is the polarizing plate 5
Since the light passing through the liquid crystal display panel 51 is displayed as a moving image by controlling the polarization characteristics of the liquid crystal layer corresponding to each pixel, the observer 59 passes the displayed moving image through the eyepiece lens 58. Can be observed.

【0003】この画像表示装置Bにあっては、いわゆる
ブラックマトリックス(液晶表示パネル51の配線領
域)による画面のざらつきを少なくするため、偏光板5
4の出射側に光学素子53を配置し、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
ようにしている。なお、56は偏光板54を液晶表示パ
ネル51に張り合わせるための接着剤、57は光学素子
53を偏光板54を密着させるためのクッション材であ
る。
In this image display device B, in order to reduce the roughness of the screen due to the so-called black matrix (wiring region of the liquid crystal display panel 51), the polarizing plate 5 is used.
The optical element 53 is arranged on the emission side of 4 so that it can be seen as if the light α is emitted from the direction of the wiring region 5. Reference numeral 56 is an adhesive for sticking the polarizing plate 54 to the liquid crystal display panel 51, and 57 is a cushioning material for bringing the optical element 53 into close contact with the polarizing plate 54.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、光学素
子53や偏光板54の微小な反りや凹凸があったり、光
学素子53と偏光板54との間に塵やゴミなどの異物が
侵入したりすると両者の接合界面に微小な隙間を生じる
場合があった。この結果、図14に示すような干渉縞
(ニュートンリング)60を生じ、接眼レンズ58を通
して観察された画像が乱れてしまうという問題点があっ
た。
However, if the optical element 53 or the polarizing plate 54 has a slight warp or unevenness, or if foreign matter such as dust or dust enters between the optical element 53 and the polarizing plate 54. In some cases, a minute gap was generated at the bonding interface between the two. As a result, there is a problem that an interference fringe (Newton's ring) 60 as shown in FIG. 14 is generated, and the image observed through the eyepiece lens 58 is disturbed.

【0005】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、干渉縞の発
生を防ぎ画像に乱れを生じさせることのない光学素子を
提供することにある。
The present invention has been made in view of the above-mentioned drawbacks of conventional examples, and an object of the present invention is to provide an optical element which prevents the generation of interference fringes and does not disturb an image. It is in.

【0006】[0006]

【発明の開示】本発明の第1の光学素子は、基材の少な
くとも一方の面にレンズ配列や回折格子等の光学的機能
面を形成された光学素子において、前記基材の光学的機
能面が形成されていない領域に凸状のスペーサ部を設け
たことを特徴としている。
DISCLOSURE OF THE INVENTION The first optical element of the present invention is an optical element in which an optical functional surface such as a lens array or a diffraction grating is formed on at least one surface of the base material. It is characterized in that a convex spacer portion is provided in a region where no is formed.

【0007】したがって、スペーサ部を液晶表示パネル
等の光学素子貼着面に貼着することにより、光学素子と
光学素子貼着面との間に可干渉距離以上の十分な空間を
設けることができ、干渉縞の発生が抑えられる。
Therefore, by adhering the spacer portion to the optical element adhering surface of a liquid crystal display panel or the like, a sufficient space over the coherence distance can be provided between the optical elements. The occurrence of interference fringes can be suppressed.

【0008】請求項2に記載の光学素子は、前記基材の
光学的機能面と重複する領域にも凸状のスペーサ部を有
していることを特徴としている。このため光学素子の裏
面側を液晶表示パネル等の光学素子貼着面に貼着すれ
ば、光学的機能面が形成された領域はスペーサ部によっ
て支持され、光学的機能面と光学素子の対向面との間に
確実にスペースを設けることができる。
An optical element according to a second aspect is characterized in that it also has a convex spacer portion in a region overlapping with the optically functional surface of the base material. Therefore, if the back side of the optical element is attached to the optical element attachment surface of a liquid crystal display panel or the like, the region where the optical functional surface is formed is supported by the spacer portion, and the surface opposite the optical functional surface and the optical element is supported. A space can be surely provided between and.

【0009】本発明の第2の光学素子は、基材の一方の
面にレンズ配列又は回折格子等の光学的機能面を形成さ
れた光学素子において、前記基材の他方の面の少なくと
も当該光学的機能面と対向する領域にアンチグレア処理
を施していることを特徴としている。したがって、光学
素子で反射された光は散乱され正反射せず、入射光と反
射光とが干渉しなくなる。したがって、干渉縞の発生を
抑えることができる。しかも、エッチングやサンドブラ
スト加工等の簡単な処理によって干渉縞の発生を抑える
ことができる。
The second optical element of the present invention is an optical element in which an optical functional surface such as a lens array or a diffraction grating is formed on one surface of a base material, and at least the optical surface of the other surface of the base material. The anti-glare treatment is applied to the area facing the functional surface. Therefore, the light reflected by the optical element is not scattered and specularly reflected, and the incident light and the reflected light do not interfere with each other. Therefore, the generation of interference fringes can be suppressed. Moreover, the occurrence of interference fringes can be suppressed by a simple process such as etching or sandblasting.

【0010】本発明の第1の画像表示装置は、請求項1
に記載の光学素子と、画像を発生させるための液晶表示
パネルとを備え、前記凸状のスペーサ部を前記液晶表示
パネルに接触したことを特徴としている。
The first image display device of the present invention is defined in claim 1.
And a liquid crystal display panel for generating an image, wherein the convex spacer portion is in contact with the liquid crystal display panel.

【0011】したがって、スペーサ部によって光学素子
と光学素子対向面とを間に十分な空間が設けられ、干渉
縞の発生がなくなり画質のよい画像表示装置とすること
ができる。
Therefore, a sufficient space is provided between the optical element and the surface facing the optical element by the spacer portion, and the occurrence of interference fringes is eliminated, so that an image display apparatus with good image quality can be obtained.

【0012】また、本発明の第2の画像表示装置は、請
求項3に記載の光学素子と、画像を発生させるための液
晶表示パネルとを備え、前記アンチグレア処理された面
を前記液晶表示パネルに面接したことを特徴としてい
る。
A second image display device of the present invention includes the optical element according to claim 3 and a liquid crystal display panel for generating an image, and the antiglare-treated surface is the liquid crystal display panel. It is characterized by having an interview with.

【0013】したがって、光学素子に入射された光と光
学素子の入射面で反射された光とが干渉せず、干渉縞の
発生がなくなり画質のよい画像表示装置とすることがで
きる。
Therefore, the light incident on the optical element and the light reflected on the incident surface of the optical element do not interfere with each other, and interference fringes are not generated, so that an image display apparatus with high image quality can be obtained.

【0014】[0014]

【実施例】図1に示すものは本発明の一実施例である画
像表示装置Aを示す一部破断した断面構成図である。画
像表示装置Aはビデオカメラのビューファインダーを示
すものであって、バックライト光源6から出射された光
を液晶表示パネル1の一定のパターン領域のみを通過さ
せることによって、さまざまな画像を表示することがで
きる。画像表示装置Aは、液晶表示パネル1が筐体2内
に納められ、その入射側及び出射側に偏光板3が配置さ
れている。出射側の偏光板3は光学的に透明な接着剤4
によって液晶表示パネル1に貼り合わせられており、出
射側の偏光板3のさらに出射側には本発明の光学素子
(光学的ローパスフィルタ)11が装着されている。ま
た、光学素子11はクッション材5によって偏光板3に
装着されている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 is a partially broken sectional view showing an image display device A which is an embodiment of the present invention. The image display device A is a viewfinder of a video camera, and displays various images by allowing light emitted from the backlight light source 6 to pass through only a certain pattern area of the liquid crystal display panel 1. You can In the image display device A, a liquid crystal display panel 1 is housed in a housing 2, and polarizing plates 3 are arranged on the incident side and the emitting side thereof. The polarizing plate 3 on the emitting side is an optically transparent adhesive 4
The optical element (optical low-pass filter) 11 of the present invention is mounted on the exit side of the polarizing plate 3 on the exit side. The optical element 11 is attached to the polarizing plate 3 by the cushion material 5.

【0015】図2(a)はその光学素子11を示す断面
図であって、光学素子11はシート状をしており、光学
素子11の表面には回折格子やマイクロレンズアレイな
どの光学的機能面12が形成され、光学的機能面12の
外周域に凸状のスペーサ部13が突設されている。スペ
ーサ部13は光学素子11で反射された光と偏光板3を
透過した光とが干渉を起こさないように光学的機能面1
2から可干渉距離(可視光線の波長程度)以上の高さ
(具体的には約0.1mm程度)を有し、全周にわたっ
て均一の高さに作製されている。また、光学素子11の
裏面の外縁部にも凸状のスペーサ部13が突設されてい
る。このシート状の光学素子11は、トリアセチルセル
ロース(TAC)やポリカーボネイト(PC)、ポリエ
チレンテレフタレート(PET)などの透明なシート基
材18、あるいはシート基材18上に塗布された紫外線
硬化型樹脂などのレンズ用樹脂材料に、光学的機能面1
2の反転パターンが形成された金型(スタンパ)を押圧
して作製したものであって、厚さ0.1mm〜0.5m
m程度で、光学パターンも深さ約0.5μm程度、パタ
ーン周期は約3〜30μm程度という薄型のものであ
る。光学素子11は図2(b)に示すように、光学的機
能面12を偏光板3に対向させてスペーサ部13の接合
面を偏光板3に貼着することにより、光学的機能面12
と偏光板3との間に空間14が設けられている。
FIG. 2A is a sectional view showing the optical element 11, which is in the form of a sheet, and the surface of the optical element 11 has optical functions such as a diffraction grating and a microlens array. The surface 12 is formed, and a convex spacer portion 13 is provided so as to project on the outer peripheral region of the optically functional surface 12. The spacer portion 13 has an optical function surface 1 so that the light reflected by the optical element 11 and the light transmitted through the polarizing plate 3 do not interfere with each other.
It has a height (specifically, about 0.1 mm) from 2 to the coherence length (about the wavelength of visible light) and is manufactured to have a uniform height over the entire circumference. In addition, a convex spacer portion 13 is provided so as to project also on the outer edge portion of the back surface of the optical element 11. The sheet-shaped optical element 11 is a transparent sheet base material 18 such as triacetyl cellulose (TAC), polycarbonate (PC), polyethylene terephthalate (PET), or an ultraviolet curable resin applied on the sheet base material 18. Optical function surface 1 for the lens resin material
It is manufactured by pressing a die (stamper) having a reverse pattern of No. 2 formed thereon, and has a thickness of 0.1 mm to 0.5 m.
The optical pattern has a depth of about 0.5 μm and a pattern period of about 3 to 30 μm. As shown in FIG. 2B, in the optical element 11, the optical functional surface 12 is made to face the polarizing plate 3 and the bonding surface of the spacer portion 13 is attached to the polarizing plate 3, whereby the optical functional surface 12 is formed.
A space 14 is provided between and the polarizing plate 3.

【0016】しかして、バックライト光源6から出射さ
れた光は偏光板3を通過して液晶表示パネル1に入射さ
れ動画像を生じる。観察者8は液晶表示パネル1に表示
された動画像を接眼レンズ7を通して観察することがで
きる。この画像表示装置Aにあっては、光学的機能面1
2と偏光板3との間には可干渉距離以上の空間14が設
けられているため、干渉縞を生じることがなく画像が乱
れたりしない。このように、あらかじめ光学素子11に
スペーサ部13を突設することにより偏光板3との間に
充分な空間14を確保して干渉縞の発生を抑え、光学素
子11や偏光板3の反り、塵やゴミの侵入などによる隙
間の発生を考えることなく、光学素子11を偏光板3に
装着することができる。また、光学素子11の裏面側を
偏光板3に装着することもできる。この場合には、裏面
側のスペーサ部13を可干渉距離以上の高さに設けてお
くとよく、光学素子11の裏面と偏光板3との間に十分
な空間14が形成され生じ、干渉縞の発生を防止でき
る。なお、図示の都合上、光学素子11をかなり誇張し
て表わしているが、このシート状の光学素子11の外形
は例えば厚みが1mm以下、縦横が数cm角から10数
cm角の薄いものである(以下同じ)。
The light emitted from the backlight light source 6 passes through the polarizing plate 3 and is incident on the liquid crystal display panel 1 to generate a moving image. The observer 8 can observe the moving image displayed on the liquid crystal display panel 1 through the eyepiece lens 7. In this image display device A, the optical functional surface 1
Since a space 14 having a coherence length or more is provided between the image pickup device 2 and the polarizing plate 3, no interference fringes are generated and the image is not disturbed. In this way, by preliminarily projecting the spacer portion 13 on the optical element 11, a sufficient space 14 is secured between the optical element 11 and the polarizing plate 3 to suppress the generation of interference fringes, and the optical element 11 and the polarizing plate 3 are warped, The optical element 11 can be attached to the polarizing plate 3 without considering the generation of a gap due to the entry of dust or dirt. Further, the back surface side of the optical element 11 can be attached to the polarizing plate 3. In this case, it is advisable to provide the spacer portion 13 on the rear surface side at a height equal to or greater than the coherence distance so that a sufficient space 14 is formed between the rear surface of the optical element 11 and the polarizing plate 3 to cause interference fringes. Can be prevented. Although the optical element 11 is exaggerated for convenience of illustration, the outer shape of the sheet-shaped optical element 11 is, for example, 1 mm or less in thickness and several cm to ten and several cm square in length and width. Yes (same below).

【0017】図3は本発明の別な実施例である光学素子
11を画像表示装置Aに装着した状態を示した図であ
る。光学素子11の裏面には外縁部のスペース部13と
ともに光学的機能面12の裏面全体にスペーサ部13を
突起状もしくは井桁状に設けてある。このため、光学素
子11と偏光板3との距離をより確実に一定に保つこと
ができ、光学素子11の光学的特性を均一に担保でき
る。特にシート状の光学素子11の場合には、撓むこと
なく偏光板3に貼着することができる。
FIG. 3 is a view showing a state in which the optical element 11 according to another embodiment of the present invention is mounted on the image display apparatus A. On the back surface of the optical element 11, a spacer portion 13 is provided on the entire back surface of the optical function surface 12 together with the space portion 13 of the outer edge portion in the shape of a protrusion or a cross. Therefore, the distance between the optical element 11 and the polarizing plate 3 can be more reliably kept constant, and the optical characteristics of the optical element 11 can be uniformly ensured. Particularly, in the case of the sheet-shaped optical element 11, it can be attached to the polarizing plate 3 without bending.

【0018】図4(a)(b)はそれぞれ本発明のさら
に別な実施例である光学素子11の側面図及び裏面図で
あって、光学素子11の裏面には4つの突起状のスペー
サ部13が設けられている。この光学素子11にあって
は、図5に示すようにスペーサ部13を偏光板3に重ね
合わせるようにして筐体2内に納めると、光学素子11
と偏光板3との間に充分な空間14を設けることができ
る。このとき、例えば偏光板3にスペーサ部13に対向
してスペーサ部13より僅かに浅い位置決め部(図示せ
ず)を凹設しておくと、光学素子11を容易に位置決め
することができる。
4 (a) and 4 (b) are a side view and a back view of an optical element 11 according to still another embodiment of the present invention, in which four protruding spacer portions are provided on the back surface of the optical element 11. 13 are provided. In this optical element 11, as shown in FIG. 5, when the spacer portion 13 is placed in the housing 2 so as to overlap the polarizing plate 3, the optical element 11
Sufficient space 14 can be provided between and the polarizing plate 3. At this time, for example, if a positioning portion (not shown) slightly shallower than the spacer portion 13 is provided in the polarizing plate 3 so as to face the spacer portion 13, the optical element 11 can be easily positioned.

【0019】図6(a)に示すものは本発明のさらに別
な実施例である光学素子11の製造方法を示す説明図で
あって、この光学素子11にスペーサ部13を形成する
ためには次のようにするとよい。まず、図6(a)に示
すようにスペーサ部13を形成するための凹部17が設
けられた下金型16に、光学的機能面12が形成された
シート基材18を治具(図示せず)によって下金型16
の所定位置に支持する。ついで、棒状の成形用ロッド1
9をシート基材18上から押圧し、シート基材18の裏
面側にスペーサ部13を突出させる(図6(b))。こ
のときシート基材18を加熱するようにすれば、容易に
スペーサ部13を突出させることができる。
FIG. 6A is an explanatory view showing a method of manufacturing the optical element 11 which is still another embodiment of the present invention. In order to form the spacer portion 13 on the optical element 11, FIG. Do the following: First, as shown in FIG. 6 (a), a lower die 16 provided with a recess 17 for forming a spacer portion 13 is provided with a jig (not shown) on a sheet base material 18 having an optically functional surface 12 formed thereon. Lower mold 16 by
Supported in place. Then, rod-shaped molding rod 1
9 is pressed from above the sheet base material 18 to project the spacer portion 13 to the back surface side of the sheet base material 18 (FIG. 6B). At this time, if the sheet base material 18 is heated, the spacer portion 13 can be easily projected.

【0020】この光学素子11は、例えば図7に示すよ
うに液晶表示パネル1(なお、液晶表示パネル1には偏
光板3が接着剤4によって貼り合わせられている。)が
納められたケース22上面に装着される。ケース22上
面にはあらかじめスペーサ部13に位置する箇所にスペ
ーサ部13よりも僅かに浅い位置決め部23が凹設され
ており、スペーサ部13を位置決め部23にはめ込むよ
うにして簡単にシート状の光学素子11をケース22上
面の所定位置に装着することができる。
The optical element 11 has a case 22 in which a liquid crystal display panel 1 (a polarizing plate 3 is attached to the liquid crystal display panel 1 with an adhesive 4) is housed, for example, as shown in FIG. It is mounted on the top surface. A positioning portion 23, which is slightly shallower than the spacer portion 13, is provided on the upper surface of the case 22 in advance at a position located on the spacer portion 13. The spacer portion 13 is fitted into the positioning portion 23 so that a sheet-shaped optical member can be easily formed. The element 11 can be mounted at a predetermined position on the upper surface of the case 22.

【0021】上記の各実施例ではスペーサ部13を設け
た光学素子11を用いた場合について説明したが、次の
図8には干渉防止のためにアンチグレア処理(ノングレ
ア処理)が施された光学素子31を用いた場合について
示す。図8(a)に示すように光学素子31の裏面には
アンチグレア処理が施され、アンチグレア処理面32と
なっている。アンチグレア処理とは、基板等の表面にエ
ッチングまたはサンドブラスト加工を施すことによって
すりガラス状に粗面化する処理をいい、アンチグレア処
理面32に入射する外乱光は正反射せずに散乱される。
図9に示すものは、光学素子31のアンチグレア処理面
32の表面プロファイラー(Dektak3030, VEECO INSTRU
MENTS Inc.製)による表面走査結果を示す一例であり、
アンチグレア処理面32には、数十μmの周期で数μm
の振幅のある凹凸が観察される。なお、図の縦軸には振
幅を(一目盛1μm)横軸には走査方向の距離(一目盛
100μm)を示す。また、図10に示す写真は光学素
子31にアンチグレア処理面32側から光を入射させ、
その出射側から光学顕微鏡によって光学素子31の表面
を観察したもの(約400倍)であり、写真に白く写し
出されているように、入射された光がアンチグレア処理
面32で乱反射されている様子が分かる。したがって、
図8(b)に示すように光学素子31のアンチグレア処
理面を偏光板3に貼着しておくと、光学素子31におい
て反射される光は正反射せずに散乱され、偏光板3から
の出射光との干渉が起こらない。このため、光学素子3
1や偏光板3の反りや塵やゴミの侵入により僅かの隙間
(可干渉距離以下の隙間)を生じたとしても干渉縞を発
生することがなく、画像表示装置Aの画質の低下を防ぐ
ことができる。この光学素子31によればスペーサ部1
3を設ける必要がなく、従来の光学素子53の裏面にエ
ッチングやサンドブラスト加工のように簡単な処理を施
すことによって光学素子31を簡単に作製することがで
きる。
In each of the above-mentioned embodiments, the case where the optical element 11 provided with the spacer portion 13 is used has been described. In the next FIG. 8, an optical element subjected to anti-glare processing (non-glare processing) for preventing interference. The case where 31 is used is shown. As shown in FIG. 8A, the back surface of the optical element 31 is subjected to anti-glare processing to form an anti-glare processing surface 32. The anti-glare treatment is a treatment for roughening the surface of a substrate or the like into a ground glass by etching or sandblasting, and the ambient light incident on the anti-glare treated surface 32 is scattered without being specularly reflected.
FIG. 9 shows a surface profiler (Dektak3030, VEECO INSTRU) of the anti-glare surface 32 of the optical element 31.
MENTS Inc.) surface scanning results.
The anti-glare treated surface 32 has a period of several tens of μm and several μm.
The unevenness with the amplitude of is observed. In the figure, the vertical axis represents the amplitude (1 μm per scale) and the horizontal axis represents the distance in the scanning direction (100 μm per scale). In the photograph shown in FIG. 10, light is incident on the optical element 31 from the antiglare surface 32 side,
The surface of the optical element 31 is observed from the exit side by an optical microscope (about 400 times), and the incident light is diffusely reflected on the anti-glare surface 32 as shown in white in the photograph. I understand. Therefore,
If the antiglare surface of the optical element 31 is attached to the polarizing plate 3 as shown in FIG. 8B, the light reflected by the optical element 31 is scattered without being specularly reflected, and the light from the polarizing plate 3 is reflected. No interference with the emitted light occurs. Therefore, the optical element 3
No interference fringes are generated even if a slight gap (gap less than the coherence length) is generated due to the warp of 1 or the polarizing plate 3 or the intrusion of dust or dust, and the deterioration of the image quality of the image display device A is prevented. You can According to this optical element 31, the spacer portion 1
It is not necessary to provide 3, and the optical element 31 can be easily manufactured by subjecting the back surface of the conventional optical element 53 to a simple process such as etching or sandblasting.

【0022】このとき、アンチグレア処理面32に入射
された光αは図11に示すようにランバート光のように
広がりのある光β(指向半値角θを有する。)に変換さ
れる。したがって、アンチグレア処理面32によって変
換された光の指向半値角θが次の式の条件を満たすよ
うにするのが望ましく、この式よりも大きな指向半値
角θとなるようなアンチグレア処理を施すと、液晶表示
パネル1の各画素32から出射された光がぼやけて隣接
する画素の像と重複することになり、却って画像の劣化
を引き起こす。 θ ≦ tan-1{Λ/(2×L)}) …… ここで、Λは液晶表示パネル1の各画素33の配列周
期、Lは各画素33からアンチグレア処理面32までの
光学的距離を示す(図12参照)。
At this time, the light α incident on the anti-glare surface 32 is converted into a spread light β (having a directional half-value angle θ) like Lambertian light as shown in FIG. Therefore, it is desirable that the directional half-value angle θ of the light converted by the anti-glare processing surface 32 satisfies the condition of the following expression, and if the anti-glare processing that makes the directional half-value angle θ larger than this expression is performed, The light emitted from each pixel 32 of the liquid crystal display panel 1 is blurred and overlaps with the image of the adjacent pixel, which causes deterioration of the image. θ ≦ tan −1 {Λ / (2 × L)}) where Λ is the array period of each pixel 33 of the liquid crystal display panel 1, and L is the optical distance from each pixel 33 to the anti-glare processing surface 32. Shown (see FIG. 12).

【0023】なお、上記実施例にあってはシート状の光
学素子11(31)を用いて説明したが、これ以外にも
例えばいわゆる2P法( Photopolymerization-Method)
や射出成形法などにより作製されたマイクロレンズアレ
イや回折格子などの光学素子についても応用できるのは
言うまでもない。
In the above embodiment, the sheet-like optical element 11 (31) is used, but other than this, for example, the so-called 2P method (Photopolymerization-Method) is used.
It goes without saying that the present invention can also be applied to optical elements such as microlens arrays and diffraction gratings manufactured by injection molding or the like.

【0024】[0024]

【発明の効果】本発明の第1の光学素子によれば、スペ
ーサ部によって光学素子と液晶表示パネル等の光学素子
貼着面との間に十分な空間を設けることができ、干渉縞
の発生を防ぐことができる。また、光学的機能面の形成
されていない面の、光学的機能面と対応する領域にスペ
ーサ部を突設すると確実に空間を設けることができる。
特に大面積の光学素子を形成した場合には有効な方法と
なる。
According to the first optical element of the present invention, a sufficient space can be provided between the optical element and the surface on which the optical element such as a liquid crystal display panel is adhered by the spacer portion, and interference fringes are generated. Can be prevented. Further, by providing the spacer portion in a region corresponding to the optically functional surface on the surface where the optically functional surface is not formed, the space can be surely provided.
This is an effective method especially when an optical element having a large area is formed.

【0025】したがって、このような光学素子を備えた
第1の画像表示装置にあっては画像の乱れが少なくな
る。
Therefore, in the first image display device provided with such an optical element, image distortion is reduced.

【0026】また本発明の第2の光学素子によれば、光
学素子のアンチグレア処理された面で反射された光は散
乱され、干渉縞を生じることがない。しかも、簡単な処
理で干渉縞の発生を防ぐことができる。
Further, according to the second optical element of the present invention, the light reflected by the anti-glare-treated surface of the optical element is scattered and no interference fringes are generated. Moreover, the occurrence of interference fringes can be prevented by a simple process.

【0027】したがって、本発明の第2の画像表示装置
にあっても、干渉縞が発生せず画像の乱れが少なくな
る。
Therefore, even in the second image display device of the present invention, interference fringes do not occur and the image disturbance is reduced.

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

【図1】本発明の画像表示装置を一部破断した断面構成
図である。
FIG. 1 is a cross-sectional configuration diagram in which an image display device of the present invention is partially broken.

【図2】(a)は本発明の一実施例である光学素子の断
面図、(b)はその光学素子を画像表示装置に装着した
状態を示す説明図である。
FIG. 2A is a cross-sectional view of an optical element that is an embodiment of the present invention, and FIG. 2B is an explanatory diagram showing a state in which the optical element is mounted on an image display device.

【図3】本発明の別な実施例である光学素子を画像表示
装置に装着した状態を示す説明図である。
FIG. 3 is an explanatory diagram showing a state in which an optical element according to another embodiment of the present invention is attached to an image display device.

【図4】(a)(b)は同上のさらに別な実施例である
光学素子を示す側面図及び裏面図である。
4A and 4B are a side view and a rear view showing an optical element which is still another embodiment of the same.

【図5】同上の光学素子を画像表示装置に装着した状態
を示す説明図である。
FIG. 5 is an explanatory diagram showing a state in which the above optical element is mounted on an image display device.

【図6】(a)は同上のさらに別な実施例である光学素
子の作製方法を示す説明図、(b)はその光学素子の断
面図である。
FIG. 6A is an explanatory view showing a method for manufacturing an optical element which is another embodiment of the same, and FIG. 6B is a sectional view of the optical element.

【図7】(a)(b)は、同上の光学素子を画像表示装
置へ装着する方法を示す説明図である。
7 (a) and 7 (b) are explanatory views showing a method for mounting the optical element of the above to an image display device.

【図8】(a)は裏面がアンチグレア処理された光学素
子を示す断面図、(b)はその光学素子を画像表示装置
に装着した状態を示す説明図である。
FIG. 8A is a cross-sectional view showing an optical element whose back surface has been subjected to anti-glare treatment, and FIG. 8B is an explanatory view showing a state where the optical element is mounted on an image display device.

【図9】表面プロファイラーによるアンチグレア処理面
の表面走査結果を示す図である。
FIG. 9 is a diagram showing a surface scanning result of an antiglare-treated surface by a surface profiler.

【図10】アンチグレア処理された光学素子によって生
じた光散乱現象を示す光学顕微鏡写真である。
FIG. 10 is an optical micrograph showing a light scattering phenomenon caused by an antiglare-treated optical element.

【図11】アンチグレア処理面によって入射光が広がっ
て光学素子に入射する様子を示す説明図である。
FIG. 11 is an explanatory diagram showing how incident light spreads and is incident on an optical element by an anti-glare surface.

【図12】アンチグレア処理における制限条件を示す説
明図である。
FIG. 12 is an explanatory diagram showing a limiting condition in anti-glare processing.

【図13】従来例の画像表示装置を一部破断した断面構
成図である。
FIG. 13 is a sectional configuration diagram in which a conventional image display device is partially broken.

【図14】同上の画像表示装置において観察される干渉
縞を表わす図である。
FIG. 14 is a diagram showing interference fringes observed in the image display device of the above.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 液晶表示パネル 3 偏光板 11 シート状をした光学素子 12 光学的機能面 13 スペーサ部 31 アンチグレア処理が施された光学素子 1 Liquid Crystal Display Panel 3 Polarizing Plate 11 Sheet-Shaped Optical Element 12 Optical Functional Surface 13 Spacer Section 31 Anti-Glare Optical Element

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 G02F 1/1335 G02B 1/10 Z (72)発明者 奥野 雄太郎 京都府京都市右京区花園土堂町10番地 オ ムロン株式会社内─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification number Reference number in the agency FI Technical indication location G02F 1/1335 G02B 1/10 Z (72) Inventor Yutaro Okuno Hanazono Takudo, Kyoto, Kyoto Prefecture 10th town OMRON Corporation

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基材の少なくとも一方の面にレンズ配列
や回折格子等の光学的機能面を形成された光学素子にお
いて、 前記基材の光学的機能面が形成されていない領域に凸状
のスペーサ部を設けたことを特徴とする光学素子。
1. An optical element in which an optically functional surface such as a lens array or a diffraction grating is formed on at least one surface of a substrate, wherein a convex shape is formed in a region of the substrate where the optically functional surface is not formed. An optical element having a spacer portion.
【請求項2】 前記基材の光学的機能面と重複する領域
にも凸状のスペーサ部を有している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 a convex spacer portion is also provided in a region overlapping with the optically functional surface of the base material.
【請求項3】 基材の一方の面にレンズ配列又は回折格
子等の光学的機能面を形成された光学素子において、 前記基材の他方の面の少なくとも当該光学的機能面と対
向する領域にアンチグレア処理を施していることを特徴
とする光学素子。
3. An optical element in which an optically functional surface such as a lens array or a diffraction grating is formed on one surface of a base material, in at least a region of the other surface of the base material facing the optically functional surface. An optical element characterized by being subjected to anti-glare treatment.
【請求項4】 請求項1に記載の光学素子と、 画像を発生させるための液晶表示パネルとを備え、 前記凸状のスペーサ部を前記液晶表示パネルに接触させ
たことを特徴とする画像表示装置。
4. An image display comprising the optical element according to claim 1 and a liquid crystal display panel for generating an image, wherein the convex spacer portion is brought into contact with the liquid crystal display panel. apparatus.
【請求項5】 請求項3に記載の光学素子と、 画像を発生させるための液晶表示パネルとを備え、 前記アンチグレア処理された面を前記液晶表示パネルに
面接させたことを特徴とする画像表示装置。
5. An image display, comprising: the optical element according to claim 3; and a liquid crystal display panel for generating an image, wherein the anti-glare surface is brought into contact with the liquid crystal display panel. apparatus.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009097988A (en) * 2007-10-17 2009-05-07 Nikon Corp Surface inspection apparatus
WO2009144970A1 (en) * 2008-05-27 2009-12-03 シャープ株式会社 Reflection preventing film and display device

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