JPH086023A - 液晶表示装置および液晶投写型装置 - Google Patents
液晶表示装置および液晶投写型装置Info
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- JPH086023A JPH086023A JP32422494A JP32422494A JPH086023A JP H086023 A JPH086023 A JP H086023A JP 32422494 A JP32422494 A JP 32422494A JP 32422494 A JP32422494 A JP 32422494A JP H086023 A JPH086023 A JP H086023A
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- H04N9/00—Details of colour television systems
- H04N9/12—Picture reproducers
- H04N9/31—Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM]
- H04N9/3102—Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM] using two-dimensional electronic spatial light modulators
- H04N9/3105—Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM] using two-dimensional electronic spatial light modulators for displaying all colours simultaneously, e.g. by using two or more electronic spatial light modulators
- H04N9/3108—Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM] using two-dimensional electronic spatial light modulators for displaying all colours simultaneously, e.g. by using two or more electronic spatial light modulators by using a single electronic spatial light modulator
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
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- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
- G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
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- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
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- G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
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Abstract
(57)【要約】
【目的】光散乱状態の変化として光学像を形成する液晶
パネルを用いた液晶表示装置および液晶投写型装置を提
供する。 【構成】光源１１１より出射した光線は拡散板１１２で
散乱し、均一な面光源となる。あらゆる方向に拡散板１
１２から出射する拡散光線をプリズム１１６のような光
の指向性を狭くする手段によって一定の角度範囲内の光
だけを液晶パネル１１３に照射するように制御する。液
晶パネル１１３は映像信号に応じて散乱状態の変化とし
て光学像を形成する。これを拡大レンズ１１４および１
１５を用いて拡大し、観察者の瞳へ入射させる。
パネルを用いた液晶表示装置および液晶投写型装置を提
供する。 【構成】光源１１１より出射した光線は拡散板１１２で
散乱し、均一な面光源となる。あらゆる方向に拡散板１
１２から出射する拡散光線をプリズム１１６のような光
の指向性を狭くする手段によって一定の角度範囲内の光
だけを液晶パネル１１３に照射するように制御する。液
晶パネル１１３は映像信号に応じて散乱状態の変化とし
て光学像を形成する。これを拡大レンズ１１４および１
１５を用いて拡大し、観察者の瞳へ入射させる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、散乱状態の変化として
光学像を形成する液晶パネルを用いた液晶表示装置なら
びに液晶投写型装置に関するものである。
光学像を形成する液晶パネルを用いた液晶表示装置なら
びに液晶投写型装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】液晶パネルを用いた表示装置は、ＣＲＴ
を用いた表示装置に比較して軽量化および薄型化の可能
性が高いことから、研究開発が盛んである。近年では液
晶の旋光性を電界により変化させるツイストネマティッ
クモード（ＴＮモード）の液晶表示装置が実用化され、
コンピュータディスプレイ、ポケットテレビ、ビデオカ
メラのビューファインダなどに用いられている。
を用いた表示装置に比較して軽量化および薄型化の可能
性が高いことから、研究開発が盛んである。近年では液
晶の旋光性を電界により変化させるツイストネマティッ
クモード（ＴＮモード）の液晶表示装置が実用化され、
コンピュータディスプレイ、ポケットテレビ、ビデオカ
メラのビューファインダなどに用いられている。
【０００３】また液晶パネルの表示画像を投写レンズに
よってスクリーンへ拡大投影する液晶投写型装置が開発
され、液晶パネルを用いた大画面表示が行えるようにな
り、ホームシアターやプレゼンテーションに利用されて
いる。
よってスクリーンへ拡大投影する液晶投写型装置が開発
され、液晶パネルを用いた大画面表示が行えるようにな
り、ホームシアターやプレゼンテーションに利用されて
いる。
【０００４】従来の液晶表示装置の主要要素の斜視図を
図２８に示す。光源は、内部に蛍光管が配置された蛍光
管ボックス２８６と、その全面に配置される拡散板２８
７とで構成されている。拡散板２８７は、蛍光管ボック
ス２８６からの出射光を拡散し、輝度が均一な面光源に
するために用いる。
図２８に示す。光源は、内部に蛍光管が配置された蛍光
管ボックス２８６と、その全面に配置される拡散板２８
７とで構成されている。拡散板２８７は、蛍光管ボック
ス２８６からの出射光を拡散し、輝度が均一な面光源に
するために用いる。
【０００５】液晶表示装置２８９を構成するＴＮ液晶パ
ネルの前後には偏光板２８８ａ，２８８ｂが配置され
る。拡散板２８７とＴＮ液晶パネル２８９間に配置され
た偏光板２８８ａ（以後、偏光子と呼ぶ）は面光源から
の光を直線偏光にする機能を有する。ＴＮ液晶パネル２
８９と表示画面の観察者の間に配置された偏光板２８８
ｂ（以後、検光子と呼ぶ）はＴＮ液晶表示装置２８９に
入射した光の変調度合に応じて、前記光を遮光する機能
を持つ。通常、偏光子２８８ａと検光子２８８ｂは偏光
方向が直交するように配置される。
ネルの前後には偏光板２８８ａ，２８８ｂが配置され
る。拡散板２８７とＴＮ液晶パネル２８９間に配置され
た偏光板２８８ａ（以後、偏光子と呼ぶ）は面光源から
の光を直線偏光にする機能を有する。ＴＮ液晶パネル２
８９と表示画面の観察者の間に配置された偏光板２８８
ｂ（以後、検光子と呼ぶ）はＴＮ液晶表示装置２８９に
入射した光の変調度合に応じて、前記光を遮光する機能
を持つ。通常、偏光子２８８ａと検光子２８８ｂは偏光
方向が直交するように配置される。
【０００６】以上のようにして、面光源が形成され、前
記面光源からの光は偏光子２８８ａにより直線偏光に変
換される。ＴＮ液晶表示装置では前記直線偏光の光を印
加される映像信号にもとづき変調する。検光子２８８ｂ
は変調度合いに応じて光を遮光もしくは透過させる。こ
のようにして画像が表示される。
記面光源からの光は偏光子２８８ａにより直線偏光に変
換される。ＴＮ液晶表示装置では前記直線偏光の光を印
加される映像信号にもとづき変調する。検光子２８８ｂ
は変調度合いに応じて光を遮光もしくは透過させる。こ
のようにして画像が表示される。
【０００７】さらに最近では液晶パネルの対角長が１０
インチ以上と大型化され、さらにそれに応じたバックラ
イトが要求され、上記のようなバックライトの方式では
薄型化および表示領域内を均一な明るさで照明するのは
困難である。そこで図２９にその構成図を示すように導
光板２９１を用い、導光板２９１の側面から蛍光管２９
２により照明を行うエッジライト方式のバックライトが
用いられている。このような方式であれば蛍光管の直径
と同じくらいの厚みの薄いバックライトが可能である。
さらにはこれに拡散板、プリズムシートなどを組み合わ
せ、明るさおよび均一性を向上させている。
インチ以上と大型化され、さらにそれに応じたバックラ
イトが要求され、上記のようなバックライトの方式では
薄型化および表示領域内を均一な明るさで照明するのは
困難である。そこで図２９にその構成図を示すように導
光板２９１を用い、導光板２９１の側面から蛍光管２９
２により照明を行うエッジライト方式のバックライトが
用いられている。このような方式であれば蛍光管の直径
と同じくらいの厚みの薄いバックライトが可能である。
さらにはこれに拡散板、プリズムシートなどを組み合わ
せ、明るさおよび均一性を向上させている。
【０００８】次に従来のビューファインダについて説明
する。たとえば従来のビューファインダとして特開昭６
２−１１１２３３号公報が示される。なお、本明細書で
は少なくとも発光素子などの光源と画像表示装置を具備
し、両者が一体となって構成されたものをビューファイ
ンダと呼ぶ。
する。たとえば従来のビューファインダとして特開昭６
２−１１１２３３号公報が示される。なお、本明細書で
は少なくとも発光素子などの光源と画像表示装置を具備
し、両者が一体となって構成されたものをビューファイ
ンダと呼ぶ。
【０００９】ビューファインダの外観形状を図３に示
す。また、従来のビューファインダの断面構成を図３０
に示す。３１はボデー、３２は接眼カバー、３００は接
眼リング、３０９はＴＮ液晶表示装置である。ボデー３
１には液晶表示装置、光源としてのバックライトなどの
光源が格納されている。ボデー３１と接眼リング３００
の内部には拡大レンズ３０１、３０２が配置され、２つ
のレンズを組み合わせると拡大レンズとして機能する。
接眼リング３００の挿入度合の調整により観察者の視力
に合わせてピント調整ができる。ＴＮ液晶表示装置３０
９は、液晶層の膜厚が５μｍ程度であり、モザイク状の
カラーフィルタを有する。また、ＴＮ液晶表示装置の両
側にそれぞれ偏光子、検光子として機能する偏光板３０
８ａ，３０８ｂが配置されている。ビューファインダ
は、取付金具３３によりビデオカメラ本体に装着されて
用いられる。
す。また、従来のビューファインダの断面構成を図３０
に示す。３１はボデー、３２は接眼カバー、３００は接
眼リング、３０９はＴＮ液晶表示装置である。ボデー３
１には液晶表示装置、光源としてのバックライトなどの
光源が格納されている。ボデー３１と接眼リング３００
の内部には拡大レンズ３０１、３０２が配置され、２つ
のレンズを組み合わせると拡大レンズとして機能する。
接眼リング３００の挿入度合の調整により観察者の視力
に合わせてピント調整ができる。ＴＮ液晶表示装置３０
９は、液晶層の膜厚が５μｍ程度であり、モザイク状の
カラーフィルタを有する。また、ＴＮ液晶表示装置の両
側にそれぞれ偏光子、検光子として機能する偏光板３０
８ａ，３０８ｂが配置されている。ビューファインダ
は、取付金具３３によりビデオカメラ本体に装着されて
用いられる。
【００１０】動作の原理は先に説明したＴＮ液晶表示装
置と同じである。ただビューファインダの場合は表示画
像を拡大レンズ３０１および３０２により拡大してみる
ことができる。
置と同じである。ただビューファインダの場合は表示画
像を拡大レンズ３０１および３０２により拡大してみる
ことができる。
【００１１】次に従来の液晶投写装置について説明す
る。図３１に従来の液晶投写型装置の概略図を示す。集
光光学系３１２より出射した白色光はダイクロインクミ
ラー３１５ａ・３１５ｂにより、ＲＧＢ光に分離され、
液晶パネル３１７Ｒ，３１７Ｇ，３１７Ｂで変調され
る。その後ダイクロイックミラー３１５Ｃ，３１５ｄで
合成されて投写レンズ３１８により拡大投写される。図
中の構成要素として３１１は筐体、３１２は集光光学
系、３１３ａ，３１３ｂ，３１３ｃはミラー、３１４は
ＵＶＩＲカットフィルタ、３１５ａ，３１５ｂ，３１５
ｃ，３１５ｄはダイクロイックミラー、３１６Ｒ，３１
６Ｇ，３１６Ｂはフィールドレンズ、３１７Ｒ，３１７
Ｇ，３１７Ｂは液晶パネル、３１８は投写レンズであ
る。現在商品化されている液晶投写型装置に用いられて
いる液晶パネルは先に説明したＴＮ液晶パネルである。
ところがＴＮ液晶パネルは光の変調のために入射側およ
び出射側に偏光板が必要であり、そのために光利用効率
が低いという問題があった。
る。図３１に従来の液晶投写型装置の概略図を示す。集
光光学系３１２より出射した白色光はダイクロインクミ
ラー３１５ａ・３１５ｂにより、ＲＧＢ光に分離され、
液晶パネル３１７Ｒ，３１７Ｇ，３１７Ｂで変調され
る。その後ダイクロイックミラー３１５Ｃ，３１５ｄで
合成されて投写レンズ３１８により拡大投写される。図
中の構成要素として３１１は筐体、３１２は集光光学
系、３１３ａ，３１３ｂ，３１３ｃはミラー、３１４は
ＵＶＩＲカットフィルタ、３１５ａ，３１５ｂ，３１５
ｃ，３１５ｄはダイクロイックミラー、３１６Ｒ，３１
６Ｇ，３１６Ｂはフィールドレンズ、３１７Ｒ，３１７
Ｇ，３１７Ｂは液晶パネル、３１８は投写レンズであ
る。現在商品化されている液晶投写型装置に用いられて
いる液晶パネルは先に説明したＴＮ液晶パネルである。
ところがＴＮ液晶パネルは光の変調のために入射側およ
び出射側に偏光板が必要であり、そのために光利用効率
が低いという問題があった。
【００１２】一方、偏光板を用いずに光を制御する方法
として散乱現象を用いる方法がある。とりわけ特開昭５
８−５０１６３８号公報に示されるような高分子分散液
晶パネルが最近明るさ向上への期待感から盛んに研究さ
れている。
として散乱現象を用いる方法がある。とりわけ特開昭５
８−５０１６３８号公報に示されるような高分子分散液
晶パネルが最近明るさ向上への期待感から盛んに研究さ
れている。
【００１３】さらに一方では図３１に示すようなＲＧＢ
の光線をそれぞれ変調する液晶パネルを用いるのではな
く、画素ごとにＲＧＢのカラーフィルターが形成された
一枚の液晶パネルを用いて投写する単板式液晶投写型装
置が開発されている。
の光線をそれぞれ変調する液晶パネルを用いるのではな
く、画素ごとにＲＧＢのカラーフィルターが形成された
一枚の液晶パネルを用いて投写する単板式液晶投写型装
置が開発されている。
【００１４】単板式液晶投写型装置は従来の３板式液晶
投写型装置に比べると、色分離および合成の光学系が必
要ないので装置の小型軽量化が可能である。またＲＧＢ
のコンバーゼンス調整が不要である等の特長を有してい
る。しかしカラーフィルターの色特性が悪いために投写
画像の色純度が劣るという問題がある。
投写型装置に比べると、色分離および合成の光学系が必
要ないので装置の小型軽量化が可能である。またＲＧＢ
のコンバーゼンス調整が不要である等の特長を有してい
る。しかしカラーフィルターの色特性が悪いために投写
画像の色純度が劣るという問題がある。
【００１５】これを解決するために光源から出射される
白色光をあらかじめＲＧＢに色分離し、液晶パネルの直
前に配置されたマイクロレンズを用いて各光線を各画素
に入射する方法が特開平４−６０５３８号公報に示され
ている。
白色光をあらかじめＲＧＢに色分離し、液晶パネルの直
前に配置されたマイクロレンズを用いて各光線を各画素
に入射する方法が特開平４−６０５３８号公報に示され
ている。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】ビデオカメラは携帯
性、操作性の点からコンパクト・軽量であることが要求
される。そのため、ビューファインダ用ディスプレイと
して、液晶表示装置が導入されつつある。ところが、現
状ではＴＮ液晶表示装置を用いているので消費電力がか
なり大きい。たとえば、ＴＮ液晶表示装置を用いたビュ
ーファインダの消費電力は、ＴＮ液晶パネルが約０．１
Ｗ、光源が約１．０Ｗを消費し、計１．１Ｗという例が
ある。ビデオカメラは、コンパクト性および軽量性を確
保するために、バッテリーの容量が限られている。ビュ
ーファインダの消費電力が大きい場合には、連続使用時
間が短くなるので大きな問題となる。
性、操作性の点からコンパクト・軽量であることが要求
される。そのため、ビューファインダ用ディスプレイと
して、液晶表示装置が導入されつつある。ところが、現
状ではＴＮ液晶表示装置を用いているので消費電力がか
なり大きい。たとえば、ＴＮ液晶表示装置を用いたビュ
ーファインダの消費電力は、ＴＮ液晶パネルが約０．１
Ｗ、光源が約１．０Ｗを消費し、計１．１Ｗという例が
ある。ビデオカメラは、コンパクト性および軽量性を確
保するために、バッテリーの容量が限られている。ビュ
ーファインダの消費電力が大きい場合には、連続使用時
間が短くなるので大きな問題となる。
【００１７】コンピュータディスプレイにおいても、ラ
ップトップタイプなどの携帯型では同様の問題が生じて
いる。ＴＮ液晶表示装置の消費電力が大きい原因とし
て、次のようなことが考えられる。前述のように、ＴＮ
液晶を用いる液晶表示装置は、入射側と出射側に偏光板
が必要であり、この２枚の偏光板の総合透過率は約３０
％と非常に低い。これでは必要な輝度を得ようとすると
光源からの光の出力量を多くするしかない。これは光源
の消費電力の増大を招く。
ップトップタイプなどの携帯型では同様の問題が生じて
いる。ＴＮ液晶表示装置の消費電力が大きい原因とし
て、次のようなことが考えられる。前述のように、ＴＮ
液晶を用いる液晶表示装置は、入射側と出射側に偏光板
が必要であり、この２枚の偏光板の総合透過率は約３０
％と非常に低い。これでは必要な輝度を得ようとすると
光源からの光の出力量を多くするしかない。これは光源
の消費電力の増大を招く。
【００１８】本発明では液晶パネルとして散乱状態の変
化により光学像を形成する高分子分散液晶パネルを用い
るので、上記のように偏光板による光利用効率の低下が
ないので明るくできる。すなわち光源の消費電力を小さ
くできる。高分子分散液晶を用いて表示を行う場合、コ
ントラストを大きくとろうとすると光源はその光の指向
性が狭いほうが好ましい。高分子分散液晶パネルは、各
画素への印加電圧を変えるとその画素の光散乱度合が変
化する。電圧無印加の場合に光散乱度合が最も大きく、
印加電圧を大きくすると光散乱度合が減少する。指向性
の狭い光を液晶パネルに入射し、光散乱度合を変化させ
ると、その画素から観察者の瞳に入射する光量が変化す
る。つまり、観察者からみた画素の輝度が変化するの
で、これを利用して画像表示を行う。ところが指向性の
狭い光源を用いては画面全体を均一に照明することが難
しい。画面全体を均一に照明しようとすると光源と液晶
パネルとの距離をとらなければならず、しかも液晶パネ
ルが大きくなるとその距離もさらに大きくなり、液晶表
示装置全体が大きくなってしまう。これでは液晶パネル
そのものの薄型である特長が失われてしまう。しかしな
がら光源が拡散光源であれば高分子分散液晶パネルが透
明状態になっても出射光線は散乱光であり、高分子分散
液晶パネルが散乱状態の時と変わらず、したがってコン
トラストがとれなくなってしまう。
化により光学像を形成する高分子分散液晶パネルを用い
るので、上記のように偏光板による光利用効率の低下が
ないので明るくできる。すなわち光源の消費電力を小さ
くできる。高分子分散液晶を用いて表示を行う場合、コ
ントラストを大きくとろうとすると光源はその光の指向
性が狭いほうが好ましい。高分子分散液晶パネルは、各
画素への印加電圧を変えるとその画素の光散乱度合が変
化する。電圧無印加の場合に光散乱度合が最も大きく、
印加電圧を大きくすると光散乱度合が減少する。指向性
の狭い光を液晶パネルに入射し、光散乱度合を変化させ
ると、その画素から観察者の瞳に入射する光量が変化す
る。つまり、観察者からみた画素の輝度が変化するの
で、これを利用して画像表示を行う。ところが指向性の
狭い光源を用いては画面全体を均一に照明することが難
しい。画面全体を均一に照明しようとすると光源と液晶
パネルとの距離をとらなければならず、しかも液晶パネ
ルが大きくなるとその距離もさらに大きくなり、液晶表
示装置全体が大きくなってしまう。これでは液晶パネル
そのものの薄型である特長が失われてしまう。しかしな
がら光源が拡散光源であれば高分子分散液晶パネルが透
明状態になっても出射光線は散乱光であり、高分子分散
液晶パネルが散乱状態の時と変わらず、したがってコン
トラストがとれなくなってしまう。
【００１９】さらに液晶投写型装置において高分子分散
液晶パネルを用いた場合、アパーチャを用いて指向性の
中心方向に進む光を利用する方式を用いる。これは液晶
パネルの出射光のうち一定の立体角内の光だけ取り出す
と、その立体角内に入る光量が光散乱状態により変化す
ることを利用する。すなわち液晶パネルの散乱特性を大
きくするか、あるいは光源の指向性を狭くし、なおかつ
それに合わせて投写レンズの集光角を小さくしないと高
コントラストが得られない。
液晶パネルを用いた場合、アパーチャを用いて指向性の
中心方向に進む光を利用する方式を用いる。これは液晶
パネルの出射光のうち一定の立体角内の光だけ取り出す
と、その立体角内に入る光量が光散乱状態により変化す
ることを利用する。すなわち液晶パネルの散乱特性を大
きくするか、あるいは光源の指向性を狭くし、なおかつ
それに合わせて投写レンズの集光角を小さくしないと高
コントラストが得られない。
【００２０】特に特開平４−６０５３８号公報に示され
るような単板式の液晶投写型装置にライトバルブとして
高分子分散液晶パネルを用いた場合、各画素を透過する
ＲＧＢの光線を集光するためには大きな集光角を有する
投写レンズが必要となり、高いコントラストが得られな
い。
るような単板式の液晶投写型装置にライトバルブとして
高分子分散液晶パネルを用いた場合、各画素を透過する
ＲＧＢの光線を集光するためには大きな集光角を有する
投写レンズが必要となり、高いコントラストが得られな
い。
【００２１】本発明はこれらの問題に留意し、その目的
は低消費電力、小型、軽量でかつコントラストの高い液
晶表示装置および液晶投写型装置を提供することであ
る。
は低消費電力、小型、軽量でかつコントラストの高い液
晶表示装置および液晶投写型装置を提供することであ
る。
【００２２】
【課題を解決するための手段】本発明の液晶表示装置は
蛍光管、陰極線管あるいはＬＥＤといった光発生手段
と、前記光発生手段から放射される出射光を拡散させる
光拡散手段と、高分子分散液晶パネルのような散乱状態
の変化として光学像を形成する液晶パネルとを具備し、
前記光拡散手段と液晶パネルとを離して配置する。
蛍光管、陰極線管あるいはＬＥＤといった光発生手段
と、前記光発生手段から放射される出射光を拡散させる
光拡散手段と、高分子分散液晶パネルのような散乱状態
の変化として光学像を形成する液晶パネルとを具備し、
前記光拡散手段と液晶パネルとを離して配置する。
【００２３】または光発生手段と散乱状態の変化として
光学像を形成する液晶パネルとの間に光の指向性を制御
する手段を具備する。さらにこの光指向性制御手段は光
発生手段と液晶パネルとの間で可動でき、その間隔を変
えることができる。光の指向性を制御する手段として
は、たとえば複数の壁面で区分されたルーバあるいは複
数のファイバーの集合体を用いるとよい。これらの開口
径と厚みの関係を変化させることによって光の指向性を
制御することができる。さらにはルーバの壁面あるいは
ファイバーの側面で光を吸収する。
光学像を形成する液晶パネルとの間に光の指向性を制御
する手段を具備する。さらにこの光指向性制御手段は光
発生手段と液晶パネルとの間で可動でき、その間隔を変
えることができる。光の指向性を制御する手段として
は、たとえば複数の壁面で区分されたルーバあるいは複
数のファイバーの集合体を用いるとよい。これらの開口
径と厚みの関係を変化させることによって光の指向性を
制御することができる。さらにはルーバの壁面あるいは
ファイバーの側面で光を吸収する。
【００２４】もしくは光の指向性を制御する手段として
プリズムまたはレンチキュラレンズまたは微小レンズ等
の光屈曲手段を用いてもよい。ただしその場合、プリズ
ムの頂点を液晶パネル側にまたレンチキュラレンズの円
柱面を液晶パネル側にくるようにそれぞれ配置する必要
がある。微小レンズの集合体を用いる場合は、それぞれ
のレンズに対応した開口部を有し、それ以外は遮光され
ている。さらにこの開口部は光発生手段側にくるように
配置する必要がある。
プリズムまたはレンチキュラレンズまたは微小レンズ等
の光屈曲手段を用いてもよい。ただしその場合、プリズ
ムの頂点を液晶パネル側にまたレンチキュラレンズの円
柱面を液晶パネル側にくるようにそれぞれ配置する必要
がある。微小レンズの集合体を用いる場合は、それぞれ
のレンズに対応した開口部を有し、それ以外は遮光され
ている。さらにこの開口部は光発生手段側にくるように
配置する必要がある。
【００２５】また、液晶パネルの光学像を拡大しかつ光
学像を観察可能にする拡大表示手段を具備すればビュー
ファインダーとなる。本発明の液晶投写型装置は光発生
手段と、前記光発生手段から放射される出射光を色分離
する色分離手段と、前記光発生手段から放射される光の
進行方向を制御する光屈曲手段と、散乱状態の変化とし
て光学像を形成する液晶パネルと、前記液晶パネルの光
学像を投影する投写手段と、前記投写手段の瞳近傍に形
成される光源像と相似形の開口部を有する絞りを具備す
る。
学像を観察可能にする拡大表示手段を具備すればビュー
ファインダーとなる。本発明の液晶投写型装置は光発生
手段と、前記光発生手段から放射される出射光を色分離
する色分離手段と、前記光発生手段から放射される光の
進行方向を制御する光屈曲手段と、散乱状態の変化とし
て光学像を形成する液晶パネルと、前記液晶パネルの光
学像を投影する投写手段と、前記投写手段の瞳近傍に形
成される光源像と相似形の開口部を有する絞りを具備す
る。
【００２６】さらにその絞りの開口部にはそれぞれの光
源像の色のみを選択的に透過する色選択手段が配置され
る。光屈曲手段としては先に述べたプリズムまたはレン
チキュラレンズまたは微小レンズ等が挙げられる。
源像の色のみを選択的に透過する色選択手段が配置され
る。光屈曲手段としては先に述べたプリズムまたはレン
チキュラレンズまたは微小レンズ等が挙げられる。
【００２７】
【作用】高分子分散液晶の動作について図２６を用いて
簡単に述べる。図２６は高分子分散液晶の動作の説明図
であり、（ａ）はオフ状態、（ｂ）はオン状態を示す。
図２６において、２６２はＴＦＴ等が形成されるアレイ
基板、２６４は画素電極、２６１は対向電極、２６５は
水滴状液晶、２６６はポリマー、２６３は対向電極基板
である。画素電極２６４にはＴＦＴ（図示せず）等が接
続され、ＴＦＴのオン・オフにより画素電極に電圧が印
加されて、画素電極上の液晶配向方向を可変させて光を
変調する。図２６の（ａ）に示すように電圧を印加して
いない状態では、それぞれの水滴状液晶２６５は不規則
な方向に配向している。この状態ではポリマー２６６と
水滴状液晶２６５とに屈折率差が生じ入射光は散乱す
る。ここで図２６の（ｂ）に示すように画素電極２６４
に電圧を印加すると液晶の方向がそろう。液晶が一定方
向に配向したときの屈折率をあらかじめポリマー２６６
の屈折率と合わせておくと、入射光は散乱せずにアレイ
基板２６２より出射する。
簡単に述べる。図２６は高分子分散液晶の動作の説明図
であり、（ａ）はオフ状態、（ｂ）はオン状態を示す。
図２６において、２６２はＴＦＴ等が形成されるアレイ
基板、２６４は画素電極、２６１は対向電極、２６５は
水滴状液晶、２６６はポリマー、２６３は対向電極基板
である。画素電極２６４にはＴＦＴ（図示せず）等が接
続され、ＴＦＴのオン・オフにより画素電極に電圧が印
加されて、画素電極上の液晶配向方向を可変させて光を
変調する。図２６の（ａ）に示すように電圧を印加して
いない状態では、それぞれの水滴状液晶２６５は不規則
な方向に配向している。この状態ではポリマー２６６と
水滴状液晶２６５とに屈折率差が生じ入射光は散乱す
る。ここで図２６の（ｂ）に示すように画素電極２６４
に電圧を印加すると液晶の方向がそろう。液晶が一定方
向に配向したときの屈折率をあらかじめポリマー２６６
の屈折率と合わせておくと、入射光は散乱せずにアレイ
基板２６２より出射する。
【００２８】光散乱状態の変化として高分子分散液晶パ
ネルに形成された光学像を輝度の変化に変換するには、
液晶パネルの出射光のうち一定の立体角の光だけを取り
出すと、その立体角内にはいる光量が光散乱状態により
変化することを利用する。
ネルに形成された光学像を輝度の変化に変換するには、
液晶パネルの出射光のうち一定の立体角の光だけを取り
出すと、その立体角内にはいる光量が光散乱状態により
変化することを利用する。
【００２９】ビューファインダは、観察者の瞳の位置が
接眼カバー３２（図３）によりほぼ固定される。接眼リ
ングを用いない場合でも、表示画面が小さいため、広い
視野角は要求されない。光源として蛍光灯バックライト
を用いる場合、その液晶表示装置の表示領域とほぼ同じ
大きさの領域からある方向の微小立体角内に進む光だけ
が利用され、他の方向に進む光は利用されない。
接眼カバー３２（図３）によりほぼ固定される。接眼リ
ングを用いない場合でも、表示画面が小さいため、広い
視野角は要求されない。光源として蛍光灯バックライト
を用いる場合、その液晶表示装置の表示領域とほぼ同じ
大きさの領域からある方向の微小立体角内に進む光だけ
が利用され、他の方向に進む光は利用されない。
【００３０】そこで本発明のように光源と液晶パネルを
離して配置すれば、光源から出射される拡散光のうち液
晶パネルに入射する光線の角度が制限されるので光線は
指向性をもち、高コントラストが得られる。光の指向性
の角度は液晶パネルの大きさと光源と液晶パネルとの距
離によって規定され、高いコントラストを得ようとする
と光源と液晶パネルとの距離を大きくとらなくてはなら
ず、結局奥行きの大きな液晶表示装置となってしまう。
離して配置すれば、光源から出射される拡散光のうち液
晶パネルに入射する光線の角度が制限されるので光線は
指向性をもち、高コントラストが得られる。光の指向性
の角度は液晶パネルの大きさと光源と液晶パネルとの距
離によって規定され、高いコントラストを得ようとする
と光源と液晶パネルとの距離を大きくとらなくてはなら
ず、結局奥行きの大きな液晶表示装置となってしまう。
【００３１】これを解決するために本発明では光源と液
晶パネルとの間に光の指向性を制御する手段を配置する
ことで、奥行きが小さいままでも液晶パネルに入射する
光線の指向性を高めることができ、高コントラストの液
晶表示装置が得られる。
晶パネルとの間に光の指向性を制御する手段を配置する
ことで、奥行きが小さいままでも液晶パネルに入射する
光線の指向性を高めることができ、高コントラストの液
晶表示装置が得られる。
【００３２】次に本発明の液晶投写型装置についてその
作用を説明する。光源より出射する白色光をＲＧＢの３
色に色分離し、各光線を１枚の液晶パネルに照射する。
このとき液晶パネルの光入射側に光屈曲手段を配置して
おくと、各方向から入射するＲＧＢの光線は前記光屈曲
手段によって各光線に対応する画素をそれぞれ透過する
ことになる。さらに液晶パネルを透過したＲＧＢの光線
は投写レンズの瞳近傍でそれぞれの光源像を結像する。
この光源像と相似形の開口部を有するアパーチャーを投
写レンズ内に配置する。ただしこのままでは液晶パネル
が散乱状態のときに散乱した光線が全ての開口部を透過
してスクリーンへ到達するためにコントラストが低下し
てしまう。たとえば液晶パネル内のある１画素にＲ光が
入射し散乱した場合に、Ｒ光の光源像を透過させるため
に設けたアパーチャの開口部以外にＧ光およびＢ光の開
口部からも散乱光が透過する。これを防ぐために各色の
光源像に対応する開口部にその色のみ透過するような色
選択手段を配置することにより、各色の散乱光はその色
に対応した開口部からだけ出射するのでコントラストを
高めることができる。
作用を説明する。光源より出射する白色光をＲＧＢの３
色に色分離し、各光線を１枚の液晶パネルに照射する。
このとき液晶パネルの光入射側に光屈曲手段を配置して
おくと、各方向から入射するＲＧＢの光線は前記光屈曲
手段によって各光線に対応する画素をそれぞれ透過する
ことになる。さらに液晶パネルを透過したＲＧＢの光線
は投写レンズの瞳近傍でそれぞれの光源像を結像する。
この光源像と相似形の開口部を有するアパーチャーを投
写レンズ内に配置する。ただしこのままでは液晶パネル
が散乱状態のときに散乱した光線が全ての開口部を透過
してスクリーンへ到達するためにコントラストが低下し
てしまう。たとえば液晶パネル内のある１画素にＲ光が
入射し散乱した場合に、Ｒ光の光源像を透過させるため
に設けたアパーチャの開口部以外にＧ光およびＢ光の開
口部からも散乱光が透過する。これを防ぐために各色の
光源像に対応する開口部にその色のみ透過するような色
選択手段を配置することにより、各色の散乱光はその色
に対応した開口部からだけ出射するのでコントラストを
高めることができる。
【００３３】
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
ながら説明する。図１は本発明の液晶表示装置の第１の
実施例の内部構成を示した断面図である。１１は光源、
１２は拡散板、１３は高分子分散液晶パネル（以下液晶
パネルと呼ぶ）である。
ながら説明する。図１は本発明の液晶表示装置の第１の
実施例の内部構成を示した断面図である。１１は光源、
１２は拡散板、１３は高分子分散液晶パネル（以下液晶
パネルと呼ぶ）である。
【００３４】液晶パネル１３としては高分子分散液晶を
用いた液晶パネルを用いることにより高輝度表示を行う
ことができる。従来のＴＮ液晶パネルでは偏光子および
検光子を用いるのでその光透過率は約３０％であり、高
分子分散液晶パネルは偏光板を用いないのでＴＮ液晶パ
ネルに比較してほぼ３倍の高輝度表示を行うことができ
る。
用いた液晶パネルを用いることにより高輝度表示を行う
ことができる。従来のＴＮ液晶パネルでは偏光子および
検光子を用いるのでその光透過率は約３０％であり、高
分子分散液晶パネルは偏光板を用いないのでＴＮ液晶パ
ネルに比較してほぼ３倍の高輝度表示を行うことができ
る。
【００３５】高分子分散液晶パネル１３はＴＮ液晶パネ
ルのようにそれ自体がシャッターの機能を有しているの
ではなく、光線の出射する方向を変えるだけである。高
分子分散液晶パネル１３の各画素への印加電圧を変える
とその画素の光散乱度合が変化する。電圧無印加の場合
に光散乱度合が最も大きく、印加電圧を大きくすると、
光散乱度合が減少する。光線を液晶パネル１３へ入射
し、光散乱度合を変化させると、その画素から観察者の
瞳に入射する光量が変化する。つまり、観察者からみた
画素の輝度が変化するので、これを利用して画像表示を
行う。したがって液晶パネル１３へ入射する光線の指向
性が狭いほど、または液晶パネル１３から出射する光線
の取り込み角度が狭いほどコントラストが高くなる。
ルのようにそれ自体がシャッターの機能を有しているの
ではなく、光線の出射する方向を変えるだけである。高
分子分散液晶パネル１３の各画素への印加電圧を変える
とその画素の光散乱度合が変化する。電圧無印加の場合
に光散乱度合が最も大きく、印加電圧を大きくすると、
光散乱度合が減少する。光線を液晶パネル１３へ入射
し、光散乱度合を変化させると、その画素から観察者の
瞳に入射する光量が変化する。つまり、観察者からみた
画素の輝度が変化するので、これを利用して画像表示を
行う。したがって液晶パネル１３へ入射する光線の指向
性が狭いほど、または液晶パネル１３から出射する光線
の取り込み角度が狭いほどコントラストが高くなる。
【００３６】光源１１は発光素子ならびに反射板からな
る。発光素子は蛍光管を用い、背後に配置した反射板に
より光利用効率を高めている。パネル面内で均一な明る
さを得るために拡散板１２を光源１１の直後に配置して
いる。ところが高分子分散液晶パネル１３に拡散光を入
射した場合はパネルが散乱状態では出射光は勿論拡散光
となるが、パネルが透明状態においても出射光は拡散光
となりコントラストが取れなくなる。そこで本発明では
拡散板１２と液晶パネル１３との距離を離して配置す
る。このようにすれば液晶パネル１３に入射する光線の
角度が制限され、指向性は狭くなる。具体的に説明すれ
ば液晶パネル１３の表示領域の対角長は１７ｍｍであ
り、拡散板１２との距離を１０ｍｍ離すと液晶パネル１
３の中央部に入射する光線の角度は半角４０゜となる。
液晶パネル１３が散乱すると入射した光線がさらに全方
向に出射するので単位立体角あたりの光量は減少する。
したがってコントラストが得られる。
る。発光素子は蛍光管を用い、背後に配置した反射板に
より光利用効率を高めている。パネル面内で均一な明る
さを得るために拡散板１２を光源１１の直後に配置して
いる。ところが高分子分散液晶パネル１３に拡散光を入
射した場合はパネルが散乱状態では出射光は勿論拡散光
となるが、パネルが透明状態においても出射光は拡散光
となりコントラストが取れなくなる。そこで本発明では
拡散板１２と液晶パネル１３との距離を離して配置す
る。このようにすれば液晶パネル１３に入射する光線の
角度が制限され、指向性は狭くなる。具体的に説明すれ
ば液晶パネル１３の表示領域の対角長は１７ｍｍであ
り、拡散板１２との距離を１０ｍｍ離すと液晶パネル１
３の中央部に入射する光線の角度は半角４０゜となる。
液晶パネル１３が散乱すると入射した光線がさらに全方
向に出射するので単位立体角あたりの光量は減少する。
したがってコントラストが得られる。
【００３７】拡散板１２との距離を離せば離すほど液晶
パネル１３に入射する光線の角度は小さくなり、コント
ラストも向上するが、奥行きが大きくなってしまう。ま
た液晶パネル１３の周辺まで照明するためには光源１１
の大きさは液晶パネルの表示領域よりも大きくする必要
がある。その点においても液晶パネル１３と拡散板１２
との距離を離せば離すほど大きな光源が必要になってく
る。
パネル１３に入射する光線の角度は小さくなり、コント
ラストも向上するが、奥行きが大きくなってしまう。ま
た液晶パネル１３の周辺まで照明するためには光源１１
の大きさは液晶パネルの表示領域よりも大きくする必要
がある。その点においても液晶パネル１３と拡散板１２
との距離を離せば離すほど大きな光源が必要になってく
る。
【００３８】以下、高分子分散液晶パネルについて簡単
に説明しておく。高分子分散液晶は液晶と高分子の分散
状態によって大きく２つのタイプに分けられる。１つは
水滴状の液晶が高分子中に分散しているタイプである。
液晶は高分子中に不連続な状態で存在する。以後、この
ような液晶をＰＤＬＣと呼び、また、前記液晶を用いた
液晶パネルをＰＤ液晶パネルと呼ぶ。さらにもう１つは
液晶が連続的に高分子中に分散しているタイプであり、
このような液晶をＰＮＬＣと前記２種類の液晶パネルで
画像を表示するためには光の散乱・透過を制御すること
により行う。
に説明しておく。高分子分散液晶は液晶と高分子の分散
状態によって大きく２つのタイプに分けられる。１つは
水滴状の液晶が高分子中に分散しているタイプである。
液晶は高分子中に不連続な状態で存在する。以後、この
ような液晶をＰＤＬＣと呼び、また、前記液晶を用いた
液晶パネルをＰＤ液晶パネルと呼ぶ。さらにもう１つは
液晶が連続的に高分子中に分散しているタイプであり、
このような液晶をＰＮＬＣと前記２種類の液晶パネルで
画像を表示するためには光の散乱・透過を制御すること
により行う。
【００３９】ＰＤＬＣは、液晶が配向している方向で屈
折率が異なる性質を利用する。電圧を印加していない状
態では、それぞれの水滴状液晶は不規則な方向に配向し
ている。この状態では、高分子と液晶に屈折率の差が生
じ、入射光は散乱する。ここで電圧を印加すると液晶の
配向方向がそろう。液晶が一定方向に配向したときの屈
折率をあらかじめ高分子の屈折率と合わせておくと、入
射光は散乱せずに透過する。
折率が異なる性質を利用する。電圧を印加していない状
態では、それぞれの水滴状液晶は不規則な方向に配向し
ている。この状態では、高分子と液晶に屈折率の差が生
じ、入射光は散乱する。ここで電圧を印加すると液晶の
配向方向がそろう。液晶が一定方向に配向したときの屈
折率をあらかじめ高分子の屈折率と合わせておくと、入
射光は散乱せずに透過する。
【００４０】これに対して、ＰＮＬＣは液晶分子の配向
の不規則さそのものを使う。不規則な配向状態、つまり
電圧を印加していない状態では入射した光は散乱する。
一方、電圧を印加し配列状態を規則的にすると光は透過
する。本発明において、ＰＤ液晶パネルとＰＮ液晶パネ
ルのうち一方に限定するものではないが、説明を容易に
するためＰＤ液晶パネルを例にあげて説明する。また、
ＰＤＬＣおよびＰＮＬＣを総称して高分子分散液晶と呼
び、ＰＤ液晶パネルおよびＰＮ液晶パネルを総称して高
分子分散液晶パネルと呼ぶ。また、高分子分散液晶層に
おいて水滴状に分散した液晶を水滴状液晶、前記水滴状
液晶の周辺部の樹脂成分ををポリマーと呼ぶ。
の不規則さそのものを使う。不規則な配向状態、つまり
電圧を印加していない状態では入射した光は散乱する。
一方、電圧を印加し配列状態を規則的にすると光は透過
する。本発明において、ＰＤ液晶パネルとＰＮ液晶パネ
ルのうち一方に限定するものではないが、説明を容易に
するためＰＤ液晶パネルを例にあげて説明する。また、
ＰＤＬＣおよびＰＮＬＣを総称して高分子分散液晶と呼
び、ＰＤ液晶パネルおよびＰＮ液晶パネルを総称して高
分子分散液晶パネルと呼ぶ。また、高分子分散液晶層に
おいて水滴状に分散した液晶を水滴状液晶、前記水滴状
液晶の周辺部の樹脂成分ををポリマーと呼ぶ。
【００４１】本発明の液晶表示装置の高分子分散液晶パ
ネルに用いる液晶材料としてはネマティック液晶、スメ
クティック液晶、コレステリック液晶が好ましく、単一
もしくは２種類以上の液晶性化合物や液晶性化合物以外
の物質も含んだ混合物であってもよい。なお、さきに述
べた液晶材料のうち異常光屈折率ｎeと常光屈折率ｎoの
差の比較的大きいシアノビフェニル系のネマティック液
晶が最も好ましい。高分子マトリック材料としては透明
なポリマーが好ましく、ポリマーとしては、熱可塑性樹
脂、光硬化性樹脂のいずれであっても良いが、製造工程
の容易さ、液晶層との分離等の点より紫外線硬化タイプ
の樹脂を用いるのが好ましい。具体的な例として紫外線
硬化性アクリル系樹脂が例示され、特に紫外線照射によ
って重合硬化するアクリルモノマー、アクリルオリゴマ
ーを含有するものが好ましい。このような高分子形成モ
ノマーとしては、２−エチルヘキシルアクリレート、２
−ヒドロキシエチルアクリレート、ネオペンチルグリコ
ールドアクリレート、ヘキサンジオールジアクリレー
ト、ジエチレングリコールジアクリレート、トリプロピ
レングリコールジアクリレート、ポリエチレングリコー
ルジアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリ
レート、ペンタエリスリトールアクリレート等々であ
る。
ネルに用いる液晶材料としてはネマティック液晶、スメ
クティック液晶、コレステリック液晶が好ましく、単一
もしくは２種類以上の液晶性化合物や液晶性化合物以外
の物質も含んだ混合物であってもよい。なお、さきに述
べた液晶材料のうち異常光屈折率ｎeと常光屈折率ｎoの
差の比較的大きいシアノビフェニル系のネマティック液
晶が最も好ましい。高分子マトリック材料としては透明
なポリマーが好ましく、ポリマーとしては、熱可塑性樹
脂、光硬化性樹脂のいずれであっても良いが、製造工程
の容易さ、液晶層との分離等の点より紫外線硬化タイプ
の樹脂を用いるのが好ましい。具体的な例として紫外線
硬化性アクリル系樹脂が例示され、特に紫外線照射によ
って重合硬化するアクリルモノマー、アクリルオリゴマ
ーを含有するものが好ましい。このような高分子形成モ
ノマーとしては、２−エチルヘキシルアクリレート、２
−ヒドロキシエチルアクリレート、ネオペンチルグリコ
ールドアクリレート、ヘキサンジオールジアクリレー
ト、ジエチレングリコールジアクリレート、トリプロピ
レングリコールジアクリレート、ポリエチレングリコー
ルジアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリ
レート、ペンタエリスリトールアクリレート等々であ
る。
【００４２】オリゴマーもしくはプレポリマーとして
は、ポリエステルアクリレート、エポキシアクリレー
ト、ポリウレタンアクリレート等が挙げられる。また重
合を速やかに行うために重合開始剤を用いても良く、こ
の例として、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニ
ルプロパン−１−オン−（メルク社製「ダロキュア１１
７３」）、１−（４−イソプロピルフェニル）−２−ヒ
ドロキシ−２−メチルプロパン−１−オン（メルク社製
「ダロキュア１１１６」）、１−ビドロキシシクロヘキ
シルフェニルケトン（チバガイキー社製「イルガキュア
６５１」）等が該当する。その他に任意成分として連鎖
移動剤、光増感剤、染料、架橋剤等を適宜併用してもよ
い。
は、ポリエステルアクリレート、エポキシアクリレー
ト、ポリウレタンアクリレート等が挙げられる。また重
合を速やかに行うために重合開始剤を用いても良く、こ
の例として、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニ
ルプロパン−１−オン−（メルク社製「ダロキュア１１
７３」）、１−（４−イソプロピルフェニル）−２−ヒ
ドロキシ−２−メチルプロパン−１−オン（メルク社製
「ダロキュア１１１６」）、１−ビドロキシシクロヘキ
シルフェニルケトン（チバガイキー社製「イルガキュア
６５１」）等が該当する。その他に任意成分として連鎖
移動剤、光増感剤、染料、架橋剤等を適宜併用してもよ
い。
【００４３】高分子分散液晶中の液晶材料の割合はここ
で規定していないが、一般には２０重量％〜９５重量％
程度がよく、好ましくは５０重量％〜８５重量％程度が
良い。２０重量％以下であると水滴状液晶の量が少な
く、散乱の効果が乏しい。また、９０重量％以下となる
と高分子と液晶が上下２層に相分離する傾向が強まり、
液晶とポリマーとの界面の割合は小さくなり散乱特性は
低下する。高分子分散液晶層の構造は液晶の比率によっ
て変わり、だいたい５０重量％以下では液晶は独立した
ドロップレト状として存在し、５０重量％以上となると
高分子と液晶が互いに入り組んだ連続層となる。
で規定していないが、一般には２０重量％〜９５重量％
程度がよく、好ましくは５０重量％〜８５重量％程度が
良い。２０重量％以下であると水滴状液晶の量が少な
く、散乱の効果が乏しい。また、９０重量％以下となる
と高分子と液晶が上下２層に相分離する傾向が強まり、
液晶とポリマーとの界面の割合は小さくなり散乱特性は
低下する。高分子分散液晶層の構造は液晶の比率によっ
て変わり、だいたい５０重量％以下では液晶は独立した
ドロップレト状として存在し、５０重量％以上となると
高分子と液晶が互いに入り組んだ連続層となる。
【００４４】液晶の膜厚は５〜３０μｍの範囲が好まし
く、さらには１０〜１５μｍの範囲が好ましい。膜厚が
薄いと散乱特性が悪くなりコントラストがとれなくな
る。逆に、厚いと高電圧駆動を行わなければならなくな
り、液晶を駆動するドライブＩＣの設計などが困難とな
る。また、ドライブＩＣの消費電力も増大する。
く、さらには１０〜１５μｍの範囲が好ましい。膜厚が
薄いと散乱特性が悪くなりコントラストがとれなくな
る。逆に、厚いと高電圧駆動を行わなければならなくな
り、液晶を駆動するドライブＩＣの設計などが困難とな
る。また、ドライブＩＣの消費電力も増大する。
【００４５】また、水滴状液晶の粒子径の平均値は０．
５μｍ以上２．０μｍ以下でなければ、散乱特性が悪く
十分なコントラストを得ることができない。さらには、
前記粒子径は０．８μｍ以上１．５μｍ以下の方が好ま
しい。ＰＮＬＣのような場合、前記粒子径に該当するも
のはポリマーの穴径つまりポリマーネットワークの穴径
が前述の粒子径に該当する。
５μｍ以上２．０μｍ以下でなければ、散乱特性が悪く
十分なコントラストを得ることができない。さらには、
前記粒子径は０．８μｍ以上１．５μｍ以下の方が好ま
しい。ＰＮＬＣのような場合、前記粒子径に該当するも
のはポリマーの穴径つまりポリマーネットワークの穴径
が前述の粒子径に該当する。
【００４６】本実施例では高分子分散液晶パネルを用い
たが、ただし、これに限定するものではない。たとえば
散乱と透過との光変調動作を行えるものとして、動的散
乱モード（ＤＳＭ）を用いた液晶パネル、散乱モードの
強誘電性液晶パネル、液晶パネル以外にもＰＬＺＴを用
いた表示パネルなどがあり、これらも同様に本発明の光
変調装置として用いることができる。
たが、ただし、これに限定するものではない。たとえば
散乱と透過との光変調動作を行えるものとして、動的散
乱モード（ＤＳＭ）を用いた液晶パネル、散乱モードの
強誘電性液晶パネル、液晶パネル以外にもＰＬＺＴを用
いた表示パネルなどがあり、これらも同様に本発明の光
変調装置として用いることができる。
【００４７】また光源については、発光素子として陰極
線管，蛍光管等の発光原理を用いた発光管，蛍光発光素
子，キセノンランプ，ハロゲンランプ，タングステンラ
ンプ，メタルハライドランプ，ＬＥＤ，ＥＬ（Electro
Luminescence）などの電子の動作により発光する素子，
ＰＤＰ（Plasma Display Panel）などの放電により発光
する素子等が例示される。これらのどの発光素子でも光
発生手段として用いてもよいが、中でも低消費電力、明
るさ、小型、白色発光を行える等の点から、陰極線管、
発光管、ＬＥＤおよび蛍光発光素子が最適である。発光
素子が面光源であり、明るさの均一性が液晶パネルの表
示領域内で得られるならば拡散板１２は不要である。
線管，蛍光管等の発光原理を用いた発光管，蛍光発光素
子，キセノンランプ，ハロゲンランプ，タングステンラ
ンプ，メタルハライドランプ，ＬＥＤ，ＥＬ（Electro
Luminescence）などの電子の動作により発光する素子，
ＰＤＰ（Plasma Display Panel）などの放電により発光
する素子等が例示される。これらのどの発光素子でも光
発生手段として用いてもよいが、中でも低消費電力、明
るさ、小型、白色発光を行える等の点から、陰極線管、
発光管、ＬＥＤおよび蛍光発光素子が最適である。発光
素子が面光源であり、明るさの均一性が液晶パネルの表
示領域内で得られるならば拡散板１２は不要である。
【００４８】さらに本発明の第２の実施例の液晶表示装
置の断面図を図２に示す。本実施例は図１に示した液晶
表示装置にさらに拡大レンズ２５および２６を設けたも
ので、ビューファインダとして用いる。以下全てビュー
ファインダーとしての実施例を示すが、拡大レンズを取
り外せば第１の実施例に示したような液晶表示装置とな
る。図３は本発明のビューファインダの外観図である。
ボデー３１の端部に接眼リング２７が装着されている。
また、ボデー３１と、接眼リング２７には、それぞれ拡
大レンズ２５、２６が装着されている。ボデーの内面は
不要光を吸収するため黒色あるいは暗色にしている。光
源２１内の発光素子から放射された光は、拡散板２２に
よって拡散光となって均一な面光源となる。拡散光は液
晶パネル２３の対向電極（図示せず）側から入射する。
液晶パネル２３は高分子分散液晶パネルを用いる。高分
子分散液晶パネル２３は、印加される映像信号に応じて
液晶の光の透過量もしくは散乱度合が変化して、画像を
形成する。このとき拡散板２２と液晶パネル２３との距
離を離して配置すれば、液晶パネルに入射する光線の角
度が小さくなり、液晶パネル２３のコントラストが大き
くなる。観察者は、接眼リング２７に眼を密着させる、
もしくは接眼カバー３２に密着させて、液晶パネル２３
の表示画像を見ることになる。２つのレンズ２５、２６
を組合せると拡大レンズとして機能するので、観察者は
液晶パネル２３の小さな表示画像を拡大して見ることが
できる。つまり、拡大した虚像を見ることができる。
置の断面図を図２に示す。本実施例は図１に示した液晶
表示装置にさらに拡大レンズ２５および２６を設けたも
ので、ビューファインダとして用いる。以下全てビュー
ファインダーとしての実施例を示すが、拡大レンズを取
り外せば第１の実施例に示したような液晶表示装置とな
る。図３は本発明のビューファインダの外観図である。
ボデー３１の端部に接眼リング２７が装着されている。
また、ボデー３１と、接眼リング２７には、それぞれ拡
大レンズ２５、２６が装着されている。ボデーの内面は
不要光を吸収するため黒色あるいは暗色にしている。光
源２１内の発光素子から放射された光は、拡散板２２に
よって拡散光となって均一な面光源となる。拡散光は液
晶パネル２３の対向電極（図示せず）側から入射する。
液晶パネル２３は高分子分散液晶パネルを用いる。高分
子分散液晶パネル２３は、印加される映像信号に応じて
液晶の光の透過量もしくは散乱度合が変化して、画像を
形成する。このとき拡散板２２と液晶パネル２３との距
離を離して配置すれば、液晶パネルに入射する光線の角
度が小さくなり、液晶パネル２３のコントラストが大き
くなる。観察者は、接眼リング２７に眼を密着させる、
もしくは接眼カバー３２に密着させて、液晶パネル２３
の表示画像を見ることになる。２つのレンズ２５、２６
を組合せると拡大レンズとして機能するので、観察者は
液晶パネル２３の小さな表示画像を拡大して見ることが
できる。つまり、拡大した虚像を見ることができる。
【００４９】ビューファインダは観察者の瞳の位置が接
眼カバー３２によりほぼ固定されるため、その背後に配
置する光源は本来指向性が狭くてもよい。しかし、あま
り光の指向性が狭くなると、ビューファインダを見る際
に、視点を少しずらしただけで極端に表示画面が暗くな
る。ビューファインダでは、液晶パネルの表示領域とほ
ぼ同じ大きさの領域からある方向の微小立体角内に進む
光だけが利用され、他の方向に進む光は利用されないの
で光利用効率が非常に悪い。しかし光利用効率を高くす
るために点光源をレンズなどで拡大するとその光路長が
長くなり、ビューファインダーの奥行きが大きくなって
しまう。
眼カバー３２によりほぼ固定されるため、その背後に配
置する光源は本来指向性が狭くてもよい。しかし、あま
り光の指向性が狭くなると、ビューファインダを見る際
に、視点を少しずらしただけで極端に表示画面が暗くな
る。ビューファインダでは、液晶パネルの表示領域とほ
ぼ同じ大きさの領域からある方向の微小立体角内に進む
光だけが利用され、他の方向に進む光は利用されないの
で光利用効率が非常に悪い。しかし光利用効率を高くす
るために点光源をレンズなどで拡大するとその光路長が
長くなり、ビューファインダーの奥行きが大きくなって
しまう。
【００５０】液晶パネル２３にはモザイク状のカラーフ
ィルタ（図示せず）が取り付けられている。画素配置は
デルタ配置であり、画素数は約９６０００画素である。
カラーフィルタは赤、緑、青のいずれかの色を透過させ
る。カラーフィルタの構成物により各色の膜厚を制御し
てもよい。カラーフィルタの膜厚はカラーフィルタの作
製時に調整して形成する。つまりカラーフィルタの膜厚
を赤、緑、青で変化させる。カラーフィルタの膜厚によ
り各画素上の液晶の膜厚はそれぞれのカラーフィルタ色
に応じて調整することができる。特に高分子分散液晶パ
ネルは、長波長の光（赤色光）に対する散乱特性が悪
い。そこで、赤の画素の液晶層厚を他の青、緑の画素よ
りも液晶層厚を厚くすれば、散乱性能を向上させること
ができ、赤、緑、青の諧調性を揃えることができる。
ィルタ（図示せず）が取り付けられている。画素配置は
デルタ配置であり、画素数は約９６０００画素である。
カラーフィルタは赤、緑、青のいずれかの色を透過させ
る。カラーフィルタの構成物により各色の膜厚を制御し
てもよい。カラーフィルタの膜厚はカラーフィルタの作
製時に調整して形成する。つまりカラーフィルタの膜厚
を赤、緑、青で変化させる。カラーフィルタの膜厚によ
り各画素上の液晶の膜厚はそれぞれのカラーフィルタ色
に応じて調整することができる。特に高分子分散液晶パ
ネルは、長波長の光（赤色光）に対する散乱特性が悪
い。そこで、赤の画素の液晶層厚を他の青、緑の画素よ
りも液晶層厚を厚くすれば、散乱性能を向上させること
ができ、赤、緑、青の諧調性を揃えることができる。
【００５１】次に本発明のビューファインダに用いる液
晶表示装置の駆動回路部について説明する。なお、本発
明のビューファインダでは高コントラスト表示を行うた
め、液晶表示装置は、アクティブマトリックス型液晶パ
ネルを用いる。図２７はアクティブマトリックス型液晶
パネルの等価回路図である。図２７において、Ｇ1〜Ｇm
はゲート信号線であり、その一端はゲートドライブＩＣ
２７６に接続されている。ゲートドライブＩＣ２７６は
スイッチング素子としての薄膜トランジスタ（以後、Ｔ
ＦＴと呼ぶ）を動作状態による電圧（以後、オン電圧と
呼ぶ）または非動作状態にする電圧（以後、オフ電圧と
呼ぶ）を出力する。また、Ｓ1〜Ｓnはソース信号線であ
り、その一端はソースドライブＩＣ２７７に接続されて
いる。ＴＦＴ２７８は画素電極に接続され、画素電極と
対向電極間に高分子分散液晶２８０を狭持している。ま
た、ＴＦＴ２７８の一端子には電荷蓄積素子としての付
加コンデンサ２７９が接続されている。
晶表示装置の駆動回路部について説明する。なお、本発
明のビューファインダでは高コントラスト表示を行うた
め、液晶表示装置は、アクティブマトリックス型液晶パ
ネルを用いる。図２７はアクティブマトリックス型液晶
パネルの等価回路図である。図２７において、Ｇ1〜Ｇm
はゲート信号線であり、その一端はゲートドライブＩＣ
２７６に接続されている。ゲートドライブＩＣ２７６は
スイッチング素子としての薄膜トランジスタ（以後、Ｔ
ＦＴと呼ぶ）を動作状態による電圧（以後、オン電圧と
呼ぶ）または非動作状態にする電圧（以後、オフ電圧と
呼ぶ）を出力する。また、Ｓ1〜Ｓnはソース信号線であ
り、その一端はソースドライブＩＣ２７７に接続されて
いる。ＴＦＴ２７８は画素電極に接続され、画素電極と
対向電極間に高分子分散液晶２８０を狭持している。ま
た、ＴＦＴ２７８の一端子には電荷蓄積素子としての付
加コンデンサ２７９が接続されている。
【００５２】図２で示す液晶パネル２３からの出射光の
一部は観察者の瞳に入射するが、他の光は迷光となり、
表示画像のコントラストを低下させる要因となる。この
問題を回避するために、ボデー３１（図３）と接眼リン
グ２７の内面は、光の反射を防止するために黒色あるい
は暗色としている。したがって、液晶パネル２３への不
要光入射による表示画像のコントラスト低下は非常に小
さくなる。
一部は観察者の瞳に入射するが、他の光は迷光となり、
表示画像のコントラストを低下させる要因となる。この
問題を回避するために、ボデー３１（図３）と接眼リン
グ２７の内面は、光の反射を防止するために黒色あるい
は暗色としている。したがって、液晶パネル２３への不
要光入射による表示画像のコントラスト低下は非常に小
さくなる。
【００５３】接眼リング２７のボデー３１への挿入度合
を調整することにより、観察者の視力に合わせてピント
調整を行なうことができる。なお、接眼カバー３２によ
り観察者の眼の位置が固定されるので、ビューファイン
ダの使用中に視点位置がずれることはほとんどない。視
点が固定されておれば液晶パネル２３への光の指向性が
狭くても観察者は良好な画像を見ることができる。な
お、図２に示した正レンズ２５をはずして用いることも
できる。この場合、接眼リング２７の移動により多少表
示画面の拡大倍率は変化するが実用上は全く問題がな
い。もちろん、観察者の視力にあわせてピント調整もお
こなえる。低コスト化も実現でき、また、小型、軽量化
も行える。さらに、発光素子２１の発光領域が小領域に
形成されている場合は絞り２２を省略できることはあき
らかである。
を調整することにより、観察者の視力に合わせてピント
調整を行なうことができる。なお、接眼カバー３２によ
り観察者の眼の位置が固定されるので、ビューファイン
ダの使用中に視点位置がずれることはほとんどない。視
点が固定されておれば液晶パネル２３への光の指向性が
狭くても観察者は良好な画像を見ることができる。な
お、図２に示した正レンズ２５をはずして用いることも
できる。この場合、接眼リング２７の移動により多少表
示画面の拡大倍率は変化するが実用上は全く問題がな
い。もちろん、観察者の視力にあわせてピント調整もお
こなえる。低コスト化も実現でき、また、小型、軽量化
も行える。さらに、発光素子２１の発光領域が小領域に
形成されている場合は絞り２２を省略できることはあき
らかである。
【００５４】以上のように本発明のビューファインダは
高分子分散液晶パネルを用いるので明るく、光源２１な
らびに拡散板２２を用いた均一な面光源のバックライト
を用いても拡散板２２と液晶パネルを離して配置するの
で液晶パネル２３のコントラストを向上することができ
る。
高分子分散液晶パネルを用いるので明るく、光源２１な
らびに拡散板２２を用いた均一な面光源のバックライト
を用いても拡散板２２と液晶パネルを離して配置するの
で液晶パネル２３のコントラストを向上することができ
る。
【００５５】さらに本発明の液晶表示装置の第３の実施
例の構成を（図４）に示す。４１は光源、４２は拡散
板、４３は高分子分散液晶パネル、４４、４５は拡大レ
ンズ、４６はルーバ、４７は接眼リング、４８はボディ
である。
例の構成を（図４）に示す。４１は光源、４２は拡散
板、４３は高分子分散液晶パネル、４４、４５は拡大レ
ンズ、４６はルーバ、４７は接眼リング、４８はボディ
である。
【００５６】光源４１より出射した光線は拡散板４２で
散乱し、均一な面光源となる。あらゆる方向に拡散板４
２から出射する光線をルーバ４６によって一定の角度範
囲内の光だけを液晶パネル４３に照射するように制御す
る。液晶パネル４３は映像信号に応じて散乱状態の変化
として光学像を形成する。これを拡大レンズ４４および
４５を用いて拡大し、観察者の瞳へ入射させる。
散乱し、均一な面光源となる。あらゆる方向に拡散板４
２から出射する光線をルーバ４６によって一定の角度範
囲内の光だけを液晶パネル４３に照射するように制御す
る。液晶パネル４３は映像信号に応じて散乱状態の変化
として光学像を形成する。これを拡大レンズ４４および
４５を用いて拡大し、観察者の瞳へ入射させる。
【００５７】ルーバ４６はその斜視図を図５に示すよう
に、六角形のハニカムパターンが連続して形成されてい
る。六角形と六角形は互いに光不透過の遮光壁５１で仕
切られており、六角形内部分は光透過である。さらには
遮光壁５１が光を吸収することが好ましい。遮光壁５１
で光が反射するとルーバ４６を用いても光の指向性を制
御することはできない。遮光壁５１で光が反射しないな
らばこのルーバ４６に拡散光が入射するとこの１つの六
角形の開口径ｄとルーバの厚みｔとで決まる角度の範囲
の光線しか出射しないので光の指向性を制御できる。
に、六角形のハニカムパターンが連続して形成されてい
る。六角形と六角形は互いに光不透過の遮光壁５１で仕
切られており、六角形内部分は光透過である。さらには
遮光壁５１が光を吸収することが好ましい。遮光壁５１
で光が反射するとルーバ４６を用いても光の指向性を制
御することはできない。遮光壁５１で光が反射しないな
らばこのルーバ４６に拡散光が入射するとこの１つの六
角形の開口径ｄとルーバの厚みｔとで決まる角度の範囲
の光線しか出射しないので光の指向性を制御できる。
【００５８】好ましくは開口径ｄはルーバの厚みｔの
０．２倍以下にする。０．２倍のときにこのルーバ４６
から出射する光線は最大で１２゜の広がり角度であり、
この角度全てを取り込んだときに得られるパネルコント
ラストは３０である。ただし、高分子分散液晶パネルは
電圧５Ｖ印加した状態で完全な透明状態になり、コント
ラストとはパネル全面がこの透明状態の時の明るさとパ
ネルに電圧無印加のとき、すなわちパネル全面が散乱状
態の時の明るさの比で表している。
０．２倍以下にする。０．２倍のときにこのルーバ４６
から出射する光線は最大で１２゜の広がり角度であり、
この角度全てを取り込んだときに得られるパネルコント
ラストは３０である。ただし、高分子分散液晶パネルは
電圧５Ｖ印加した状態で完全な透明状態になり、コント
ラストとはパネル全面がこの透明状態の時の明るさとパ
ネルに電圧無印加のとき、すなわちパネル全面が散乱状
態の時の明るさの比で表している。
【００５９】また他の形状のルーバの斜視図を図６に示
す。図５ではハニカムのパターン形状が六角形であった
のに対し、図６では四角形である。先に説明したのと同
様に四角形と四角形は互いに遮光壁６１で仕切られてお
り、四角形内部は光透過性である。遮光壁６１は光を吸
収することが好ましい。遮光壁６１で光が反射しないな
らば図６で示すルーバに拡散光が入射すると、四角形の
長辺方向には長辺の長さｌとルーバの厚みｔとで決まる
角度の範囲の光線が出射し、四角形の短辺方向には短辺
の長さｍとルーバの厚みｔとで決まる角度の範囲の光線
が出射する。したがってルーバの方向によって出射光の
指向性に異方向性を持つので、観察者の瞳が動く方向に
合わせて指向性の弱い方向にルーバを配置するとよい。
なぜなら指向性の弱い方向が視角の広い方向になるから
である。
す。図５ではハニカムのパターン形状が六角形であった
のに対し、図６では四角形である。先に説明したのと同
様に四角形と四角形は互いに遮光壁６１で仕切られてお
り、四角形内部は光透過性である。遮光壁６１は光を吸
収することが好ましい。遮光壁６１で光が反射しないな
らば図６で示すルーバに拡散光が入射すると、四角形の
長辺方向には長辺の長さｌとルーバの厚みｔとで決まる
角度の範囲の光線が出射し、四角形の短辺方向には短辺
の長さｍとルーバの厚みｔとで決まる角度の範囲の光線
が出射する。したがってルーバの方向によって出射光の
指向性に異方向性を持つので、観察者の瞳が動く方向に
合わせて指向性の弱い方向にルーバを配置するとよい。
なぜなら指向性の弱い方向が視角の広い方向になるから
である。
【００６０】図５または図６に示した以外の形状のルー
バでもよいことは言うまでもない。たとえば単にストラ
イプだけのルーバであっても、一方向については出射す
る光線の角度を制限し、指向性をもたせることができ
る。またどの方向にも均一な指向性をもたせようとする
とルーバの形状は円になる。
バでもよいことは言うまでもない。たとえば単にストラ
イプだけのルーバであっても、一方向については出射す
る光線の角度を制限し、指向性をもたせることができ
る。またどの方向にも均一な指向性をもたせようとする
とルーバの形状は円になる。
【００６１】ルーバ４６と液晶パネル４３を密着させて
用いると、拡大レンズ４４、４５を通して液晶パネル４
３を見た場合にルーバ４６が透けて見えてしまう。ある
いは液晶パネル４３の信号線あるいはブラックマスクの
マトリクス構造とルーバ４６の周期構造の干渉によって
モアレが発生し、表示品位が下がる。この問題を解決す
るために図７に本発明の液晶表示装置の第３の実施例の
他の構成を示す。図７のビューファインダにおいてはル
ーバ４６と液晶パネル４３を離して配置している。この
ようにすることで拡大レンズ４４、４５を通して液晶パ
ネル４３を見た場合でもルーバ４６が透けて見えてしま
うことがなくなるし、さらにモアレも軽減される。モア
レについては液晶パネル４３の画素ピッチをＰ d 、ルー
バのピッチをＰr とすると、発生するモアレのピッチＰ
は
用いると、拡大レンズ４４、４５を通して液晶パネル４
３を見た場合にルーバ４６が透けて見えてしまう。ある
いは液晶パネル４３の信号線あるいはブラックマスクの
マトリクス構造とルーバ４６の周期構造の干渉によって
モアレが発生し、表示品位が下がる。この問題を解決す
るために図７に本発明の液晶表示装置の第３の実施例の
他の構成を示す。図７のビューファインダにおいてはル
ーバ４６と液晶パネル４３を離して配置している。この
ようにすることで拡大レンズ４４、４５を通して液晶パ
ネル４３を見た場合でもルーバ４６が透けて見えてしま
うことがなくなるし、さらにモアレも軽減される。モア
レについては液晶パネル４３の画素ピッチをＰ d 、ルー
バのピッチをＰr とすると、発生するモアレのピッチＰ
は
【００６２】
【数１】
【００６３】とあらわせる。最大モアレピッチが最小と
なるのは、
なるのは、
【００６４】
【数２】
【００６５】のときであり、ｎが大きいほどモアレの変
調度が小さくなる。数２を満たすようにＰr ／Ｐd を決
めるとよい。しかしルーバ４６を細かくすると開口率が
小さくなって暗くなったり、ルーバ４６と液晶パネル４
３との距離を離しすぎるとビューファインダそのものが
大きいものになってしまう。そこで図８に示すようにル
ーバ４６と液晶パネル４３との間に散乱性能の低い拡散
板８８を配置するとよい。
調度が小さくなる。数２を満たすようにＰr ／Ｐd を決
めるとよい。しかしルーバ４６を細かくすると開口率が
小さくなって暗くなったり、ルーバ４６と液晶パネル４
３との距離を離しすぎるとビューファインダそのものが
大きいものになってしまう。そこで図８に示すようにル
ーバ４６と液晶パネル４３との間に散乱性能の低い拡散
板８８を配置するとよい。
【００６６】さらに本発明の液晶表示装置の第４の実施
例の構成を図９に示す。９１は光源、９２は拡散板、９
３は高分子分散液晶パネル、９４、９５は拡大レンズ、
９６は光ファイバの集合体である。
例の構成を図９に示す。９１は光源、９２は拡散板、９
３は高分子分散液晶パネル、９４、９５は拡大レンズ、
９６は光ファイバの集合体である。
【００６７】光源９１より出射した光線は拡散板９２で
散乱し、均一な面光源となる。あらゆる方向に拡散板９
２から出射する光線を光ファイバによって一定の角度範
囲内の光だけを液晶パネル９３に照射するように制御す
る。液晶パネル９３は映像信号に応じて散乱状態の変化
として光学像を形成する。これを拡大レンズ９４および
９５を用いて拡大し、観察者の瞳へ入射させる。
散乱し、均一な面光源となる。あらゆる方向に拡散板９
２から出射する光線を光ファイバによって一定の角度範
囲内の光だけを液晶パネル９３に照射するように制御す
る。液晶パネル９３は映像信号に応じて散乱状態の変化
として光学像を形成する。これを拡大レンズ９４および
９５を用いて拡大し、観察者の瞳へ入射させる。
【００６８】光ファイバの集合体９６はその斜視図を図
１０に示す。先に説明した図５および図６のルーバと同
じ効果を持つ。円形のファイバ１０１が連続して形成さ
れている。ファイバ１０１とファイバ１０１は互いに光
不透過の遮光壁１０２で仕切られており、ファイバ１０
１内部分は光透過である。さらには遮光壁１０２が光を
吸収することが好ましい。遮光壁１０２で光が反射する
とファイバ集合体９６を用いても光の指向性を制御する
ことはできない。遮光壁１０２で光が反射しないならば
このファイバ集合体９６に拡散光が入射するとこの１つ
の円の開口径ｄとルーバの厚みｔとで決まる角度の範囲
の光線しか出射しないので光の指向性を制御できる。
１０に示す。先に説明した図５および図６のルーバと同
じ効果を持つ。円形のファイバ１０１が連続して形成さ
れている。ファイバ１０１とファイバ１０１は互いに光
不透過の遮光壁１０２で仕切られており、ファイバ１０
１内部分は光透過である。さらには遮光壁１０２が光を
吸収することが好ましい。遮光壁１０２で光が反射する
とファイバ集合体９６を用いても光の指向性を制御する
ことはできない。遮光壁１０２で光が反射しないならば
このファイバ集合体９６に拡散光が入射するとこの１つ
の円の開口径ｄとルーバの厚みｔとで決まる角度の範囲
の光線しか出射しないので光の指向性を制御できる。
【００６９】さらには図８および図９で示したようなビ
ューファインダの構成にしてもよい。さらに本発明の液
晶表示装置の第５の実施例の構成を図１１に示す。１１
１は光源、１１２は拡散板、１１３は高分子分散液晶パ
ネル、１１４、１１５は拡大レンズ、１１６はプリズム
板、１１７は接眼レンズ、１１８はボディである。
ューファインダの構成にしてもよい。さらに本発明の液
晶表示装置の第５の実施例の構成を図１１に示す。１１
１は光源、１１２は拡散板、１１３は高分子分散液晶パ
ネル、１１４、１１５は拡大レンズ、１１６はプリズム
板、１１７は接眼レンズ、１１８はボディである。
【００７０】光源１１１より出射した光線は拡散板１１
２で散乱し、均一な面光源となる。あらゆる方向に拡散
板１１２から出射する光線をプリズム１１６によって一
定の角度範囲内の光だけを液晶パネル１１３に照射する
ように制御する。液晶パネル１１３は映像信号に応じて
散乱状態の変化として光学像を形成する。これを拡大レ
ンズ１１４および１１５を用いて拡大し、観察者の瞳へ
入射させる。
２で散乱し、均一な面光源となる。あらゆる方向に拡散
板１１２から出射する光線をプリズム１１６によって一
定の角度範囲内の光だけを液晶パネル１１３に照射する
ように制御する。液晶パネル１１３は映像信号に応じて
散乱状態の変化として光学像を形成する。これを拡大レ
ンズ１１４および１１５を用いて拡大し、観察者の瞳へ
入射させる。
【００７１】プリズム板１１６はプリズムの頂角が液晶
パネル１１３側に向くように配置する。プリズムによっ
て拡散光の指向性が制御される様子を図１２を用いて説
明する。図１２において光の進行方向を矢印で示す。プ
リズム１２６の平面側から拡散光を入射すると、プリズ
ム１２６の平面上の点Ａにはあらゆる角度から光が入り
込んでくる。プリズム１２６に入射すると光線はスネル
の法則にしたがって空気とガラスの屈折率差に応じて曲
がる。ガラスの屈折率のほうが空気と比べて大きいので
ガラス内では曲がる角度は小さくなる。プリズム１２６
から出射する光線はプリズム１２６の側面から、入射し
たときと同様にスネルの法則にしたがって曲がって出射
する。出射するときは反対に空気中に出ると曲がる角度
は大きくなるが、プリズム１２６の側面が傾いているの
でプリズム板に垂直な方向からすれば角度は小さく指向
性が高くなったといえる。さらにはこのプリズム１２６
の頭頂角の角度を大きくする、すなわち側面の傾きを大
きくするほど出射光線の指向性は高くなる。
パネル１１３側に向くように配置する。プリズムによっ
て拡散光の指向性が制御される様子を図１２を用いて説
明する。図１２において光の進行方向を矢印で示す。プ
リズム１２６の平面側から拡散光を入射すると、プリズ
ム１２６の平面上の点Ａにはあらゆる角度から光が入り
込んでくる。プリズム１２６に入射すると光線はスネル
の法則にしたがって空気とガラスの屈折率差に応じて曲
がる。ガラスの屈折率のほうが空気と比べて大きいので
ガラス内では曲がる角度は小さくなる。プリズム１２６
から出射する光線はプリズム１２６の側面から、入射し
たときと同様にスネルの法則にしたがって曲がって出射
する。出射するときは反対に空気中に出ると曲がる角度
は大きくなるが、プリズム１２６の側面が傾いているの
でプリズム板に垂直な方向からすれば角度は小さく指向
性が高くなったといえる。さらにはこのプリズム１２６
の頭頂角の角度を大きくする、すなわち側面の傾きを大
きくするほど出射光線の指向性は高くなる。
【００７２】本発明で用いたプリズム板１１６（図１
１）の斜視図を図１３に示す。プリズム板１１６はプリ
ズムをストライプ状に並べた構成のシートになったもの
である。図１３に示すようなプリズム板１１６はプリズ
ムを並べた方向には光の指向性を高められるが、それと
直交する方向には全く効果がない。したがって本発明の
ビューファインダにおいてプリズム板１１６は回転可能
になっており、観察者の瞳が動く方向に合わせて指向性
の弱い方向にプリズム板１１６を配置するとよい。なぜ
なら指向性の弱い方向が視角の広い方向になるからであ
る。
１）の斜視図を図１３に示す。プリズム板１１６はプリ
ズムをストライプ状に並べた構成のシートになったもの
である。図１３に示すようなプリズム板１１６はプリズ
ムを並べた方向には光の指向性を高められるが、それと
直交する方向には全く効果がない。したがって本発明の
ビューファインダにおいてプリズム板１１６は回転可能
になっており、観察者の瞳が動く方向に合わせて指向性
の弱い方向にプリズム板１１６を配置するとよい。なぜ
なら指向性の弱い方向が視角の広い方向になるからであ
る。
【００７３】両方向に光の指向性を高めるには図１４に
示すような四角錐を並べたような構造のプリズム板１１
６を用いるとよい。さらに本発明の液晶表示装置の第６
の実施例の構成を図１５に示す。１５１は光源、１５２
は拡散板、１５３は高分子分散液晶パネル、１５４、１
５５は拡大レンズ、１５６はレンチキュラ板、１５７は
接眼リング、１５８はボディである。
示すような四角錐を並べたような構造のプリズム板１１
６を用いるとよい。さらに本発明の液晶表示装置の第６
の実施例の構成を図１５に示す。１５１は光源、１５２
は拡散板、１５３は高分子分散液晶パネル、１５４、１
５５は拡大レンズ、１５６はレンチキュラ板、１５７は
接眼リング、１５８はボディである。
【００７４】光源１５１より出射した光線は拡散板１５
２で散乱し、均一な面光源となる。あらゆる方向に拡散
板１５２から出射する光線をレンチキュラレンズ１５６
によって一定の角度範囲内の光だけを液晶パネル１５３
に照射するように制御する。液晶パネル１５３は映像信
号に応じて散乱状態の変化として光学像を形成する。こ
れを拡大レンズ１５４および１５５を用いて拡大し、観
察者の瞳へ入射させる。
２で散乱し、均一な面光源となる。あらゆる方向に拡散
板１５２から出射する光線をレンチキュラレンズ１５６
によって一定の角度範囲内の光だけを液晶パネル１５３
に照射するように制御する。液晶パネル１５３は映像信
号に応じて散乱状態の変化として光学像を形成する。こ
れを拡大レンズ１５４および１５５を用いて拡大し、観
察者の瞳へ入射させる。
【００７５】レンチキュラ板１５６は円柱面が液晶パネ
ル１５３側に向くように配置する。レンチキュラレンズ
によって拡散光の指向性が制御される様子を図１６を用
いて説明する。図１６においてレンチキュラレンズ１５
６の平面側から拡散光を入射すると、レンチキュラレン
ズ１５６の平面上の点Ａにはあらゆる角度から光が入り
込んでくる。プリズムに入射すると光線はスネルの法則
にしたがって空気とガラスの屈折率差に応じて曲がる。
ガラスの屈折率のほうが空気と比べて大きいのでガラス
内では曲がる角度は小さくなる。レンチキュラレンズ１
５６から出射する光線は円柱面から、入射したときと同
様にスネルの法則にしたがって曲がって出射する。出射
するときは反対に空気中に出ると曲がる角度は大きくな
るが、プリズムの側面が傾いているのでレンチキュラ板
に垂直な方向からすれば角度は小さく指向性が高くなっ
たといえる。
ル１５３側に向くように配置する。レンチキュラレンズ
によって拡散光の指向性が制御される様子を図１６を用
いて説明する。図１６においてレンチキュラレンズ１５
６の平面側から拡散光を入射すると、レンチキュラレン
ズ１５６の平面上の点Ａにはあらゆる角度から光が入り
込んでくる。プリズムに入射すると光線はスネルの法則
にしたがって空気とガラスの屈折率差に応じて曲がる。
ガラスの屈折率のほうが空気と比べて大きいのでガラス
内では曲がる角度は小さくなる。レンチキュラレンズ１
５６から出射する光線は円柱面から、入射したときと同
様にスネルの法則にしたがって曲がって出射する。出射
するときは反対に空気中に出ると曲がる角度は大きくな
るが、プリズムの側面が傾いているのでレンチキュラ板
に垂直な方向からすれば角度は小さく指向性が高くなっ
たといえる。
【００７６】本発明で用いたレンチキュラ板１５６の斜
視図を図１７に示す。レンチキュラ板は半円筒をストラ
イプ状に並べた構成のシートになったものである。図１
３で示したプリズム板と同様に図１７に示すようなレン
チキュラ板１５６はレンチキュラレンズを並べた方向に
は光の指向性を高められるが、それと直交する方向には
全く効果がない。したがって本発明のビューファインダ
においてレンチキュラ板１５６は回転可能になってお
り、観察者の瞳が動く方向に合わせて指向性の弱い方向
にレンチキュラ板１５６を配置するとよい。なぜなら指
向性の弱い方向が視角の広い方向になるからである。
視図を図１７に示す。レンチキュラ板は半円筒をストラ
イプ状に並べた構成のシートになったものである。図１
３で示したプリズム板と同様に図１７に示すようなレン
チキュラ板１５６はレンチキュラレンズを並べた方向に
は光の指向性を高められるが、それと直交する方向には
全く効果がない。したがって本発明のビューファインダ
においてレンチキュラ板１５６は回転可能になってお
り、観察者の瞳が動く方向に合わせて指向性の弱い方向
にレンチキュラ板１５６を配置するとよい。なぜなら指
向性の弱い方向が視角の広い方向になるからである。
【００７７】両方向に光の指向性を高めるには図１８に
示すようなレンズを並べたような構造のレンズアレイ板
を用いるとよい。さらに本発明の液晶表示装置の第７の
実施例の構成を図１９に示す。１９１は光源、１９２は
拡散板、１９３は高分子分散液晶パネル、１９４、１９
５は拡大レンズ、１９６はレンズアレイ板、１９７は接
眼リング、１９８はボディである。
示すようなレンズを並べたような構造のレンズアレイ板
を用いるとよい。さらに本発明の液晶表示装置の第７の
実施例の構成を図１９に示す。１９１は光源、１９２は
拡散板、１９３は高分子分散液晶パネル、１９４、１９
５は拡大レンズ、１９６はレンズアレイ板、１９７は接
眼リング、１９８はボディである。
【００７８】光源１９１より出射した光線は拡散板１９
２で散乱し、均一な面光源となる。あらゆる方向に拡散
板１９２から出射する光線をレンズアレイ板１９６によ
って一定の角度範囲内の光だけを液晶パネル１９３に照
射するように制御する。液晶パネル１９３は映像信号に
応じて散乱状態の変化として光学像を形成する。これを
拡大レンズ１９４および１９５を用いて拡大し、観察者
の瞳へ入射させる。
２で散乱し、均一な面光源となる。あらゆる方向に拡散
板１９２から出射する光線をレンズアレイ板１９６によ
って一定の角度範囲内の光だけを液晶パネル１９３に照
射するように制御する。液晶パネル１９３は映像信号に
応じて散乱状態の変化として光学像を形成する。これを
拡大レンズ１９４および１９５を用いて拡大し、観察者
の瞳へ入射させる。
【００７９】レンズアレイ板１９６は図２０に示すよう
に複数のレンズ２０１の集合体で、個々のレンズ２０１
に対応した小穴（アパーチャ）２０２が設けられてい
る。さらに少なくとも一方のアパーチャが光源１９１側
に向くように配置する。このようにすると拡散光がレン
ズアレイ板１９６に入射するとまずアパーチャ２０２に
よって光線の取り込む角度が制限され、さらにレンズ２
０１によってその指向性が高まる。もちろん図１７およ
び図１８においても少なくとも光源側にアパーチャを設
けてもよい。
に複数のレンズ２０１の集合体で、個々のレンズ２０１
に対応した小穴（アパーチャ）２０２が設けられてい
る。さらに少なくとも一方のアパーチャが光源１９１側
に向くように配置する。このようにすると拡散光がレン
ズアレイ板１９６に入射するとまずアパーチャ２０２に
よって光線の取り込む角度が制限され、さらにレンズ２
０１によってその指向性が高まる。もちろん図１７およ
び図１８においても少なくとも光源側にアパーチャを設
けてもよい。
【００８０】これまで図示したビューファインダは全て
拡大レンズを外せば直視の液晶表示装置として用いるこ
とができる。さらに大きな面積の液晶パネルにおいては
図２９に示すようなバックライトを光源として用い、こ
れまで説明してきた構成を適応すれば良い。
拡大レンズを外せば直視の液晶表示装置として用いるこ
とができる。さらに大きな面積の液晶パネルにおいては
図２９に示すようなバックライトを光源として用い、こ
れまで説明してきた構成を適応すれば良い。
【００８１】さらに本発明の液晶投写型装置の第１の実
施例の構成を図２１に示す。２１１は高分子分散液晶パ
ネル、２１２は光源、２１６は投写レンズである。光発
生手段としての光源２１２はランプ２１３と凹面鏡２１
４で構成され、ランプ２１３から出た光は凹面鏡２１４
により集光されて指向性の比較的狭い白色光が出射す
る。光源２１２の出射端にはＵＶＩＲカットフィルタ２
１５が配置され、紫外及び赤外域の光線を除去し可視光
域の光線のみを透過する働きをしている。ランプ２１３
としてハロゲンランプ、キセノンランプ、メタルハライ
ドランプ等があげられるが、本実施例では高輝度、高寿
命、低消費電力などの点から総合的にみてメタルハライ
ドランプを用いている。
施例の構成を図２１に示す。２１１は高分子分散液晶パ
ネル、２１２は光源、２１６は投写レンズである。光発
生手段としての光源２１２はランプ２１３と凹面鏡２１
４で構成され、ランプ２１３から出た光は凹面鏡２１４
により集光されて指向性の比較的狭い白色光が出射す
る。光源２１２の出射端にはＵＶＩＲカットフィルタ２
１５が配置され、紫外及び赤外域の光線を除去し可視光
域の光線のみを透過する働きをしている。ランプ２１３
としてハロゲンランプ、キセノンランプ、メタルハライ
ドランプ等があげられるが、本実施例では高輝度、高寿
命、低消費電力などの点から総合的にみてメタルハライ
ドランプを用いている。
【００８２】光源２１２より出射した光線を３枚のダイ
クロイックミラー２１７ａ、２１７ｂ、２１７ｃを用い
てそれぞれ赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３色に色分
離する。この３色に分離された光線が１枚の液晶パネル
を照明する。ダイクロイックミラーへの光線入射角度が
大きくなると色分離特性が悪くなるので光源２１２の配
置に注意する必要がある。
クロイックミラー２１７ａ、２１７ｂ、２１７ｃを用い
てそれぞれ赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３色に色分
離する。この３色に分離された光線が１枚の液晶パネル
を照明する。ダイクロイックミラーへの光線入射角度が
大きくなると色分離特性が悪くなるので光源２１２の配
置に注意する必要がある。
【００８３】液晶パネル２１１の光入射側には光屈曲手
段としてのマイクロレンズアレイ２１８が配置されてい
る。マイクロレンズアレイ２１８は図１８に示した形状
のものであるが、平板状で屈折率の異なる部分を有し、
レンズとして機能する屈折率分布型レンズのようなもの
であっても構わない。マイクロレンズアレイ２１８の機
能についてさらに詳しく説明するため図２２を用いて説
明する。
段としてのマイクロレンズアレイ２１８が配置されてい
る。マイクロレンズアレイ２１８は図１８に示した形状
のものであるが、平板状で屈折率の異なる部分を有し、
レンズとして機能する屈折率分布型レンズのようなもの
であっても構わない。マイクロレンズアレイ２１８の機
能についてさらに詳しく説明するため図２２を用いて説
明する。
【００８４】図２２は本発明の液晶投写型装置の液晶パ
ネル部分の拡大断面図である。液晶パネル２１１は２枚
の透明な基板２２１、２２２の間に高分子分散液晶層２
２３を狭持している。基板２２１、２２２の液晶層側に
は透明な電極としてそれぞれ対向電極２２５、画素電極
２２６が形成されている。画素電極２２６はマトリクス
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ＴＦＴ２２８が設けられている。各ＴＦＴはソー
ス信号線（図示せず）ならびにゲート信号線（図示せ
ず）に接続され、それぞれ信号供給回路ならびに走査回
路に接続されており、各画素に信号電圧が供給される。
高分子分散液晶２２３は十分な電界が印加されると入射
光を直進させ、電界が印加されない場合は入射光を散乱
させるので各画素の液晶層は印加電圧によって光散乱状
態を制御することができる。
ネル部分の拡大断面図である。液晶パネル２１１は２枚
の透明な基板２２１、２２２の間に高分子分散液晶層２
２３を狭持している。基板２２１、２２２の液晶層側に
は透明な電極としてそれぞれ対向電極２２５、画素電極
２２６が形成されている。画素電極２２６はマトリクス
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ＴＦＴ２２８が設けられている。各ＴＦＴはソー
ス信号線（図示せず）ならびにゲート信号線（図示せ
ず）に接続され、それぞれ信号供給回路ならびに走査回
路に接続されており、各画素に信号電圧が供給される。
高分子分散液晶２２３は十分な電界が印加されると入射
光を直進させ、電界が印加されない場合は入射光を散乱
させるので各画素の液晶層は印加電圧によって光散乱状
態を制御することができる。
【００８５】ＴＦＴ２２８上には遮光膜２２４が形成さ
れておりＴＦＴのホトコンを防いでいる。この遮光膜２
２４はさらに信号線上にまで形成されていてもよい。こ
れは従来のブラックマトリクスの働きをするものであ
り、従来のように対向基板２２１側に形成したのでは角
度の大きな方向から入射する光線に対して開口率を低下
させる原因となる。
れておりＴＦＴのホトコンを防いでいる。この遮光膜２
２４はさらに信号線上にまで形成されていてもよい。こ
れは従来のブラックマトリクスの働きをするものであ
り、従来のように対向基板２２１側に形成したのでは角
度の大きな方向から入射する光線に対して開口率を低下
させる原因となる。
【００８６】ダイクロイックミラーによってＲＧＢ３色
に色分離された光線はマイクロレンズアレイ２１８によ
って屈折し、それぞれ異なる画素に焦点を結ぶように設
計されている。したがって液晶パネル２１１の３画素に
つきマイクロレンズアレイ２１８のレンズ１個がそれぞ
れ対応するように構成され、それぞれの画素がＲＧＢの
各色の光線を変調する。このようにすることでカラーフ
ィルターを形成することなく１枚の液晶パネルでＲＧＢ
の各色を独立して変調することができる。
に色分離された光線はマイクロレンズアレイ２１８によ
って屈折し、それぞれ異なる画素に焦点を結ぶように設
計されている。したがって液晶パネル２１１の３画素に
つきマイクロレンズアレイ２１８のレンズ１個がそれぞ
れ対応するように構成され、それぞれの画素がＲＧＢの
各色の光線を変調する。このようにすることでカラーフ
ィルターを形成することなく１枚の液晶パネルでＲＧＢ
の各色を独立して変調することができる。
【００８７】さらにＲＧＢの配列について説明する。高
分子分散液晶パネルにおいては波長依存性が大きく、長
波長の光線になるにつれて散乱特性が悪くなる。そこで
長波長の光線ほど液晶パネルに入る角度を大きくすれば
液晶層のパスが長くなり散乱特性を補うことができる。
分子分散液晶パネルにおいては波長依存性が大きく、長
波長の光線になるにつれて散乱特性が悪くなる。そこで
長波長の光線ほど液晶パネルに入る角度を大きくすれば
液晶層のパスが長くなり散乱特性を補うことができる。
【００８８】さらに液晶パネル２１１の各画素で変調さ
れたＲＧＢの光線は投写レンズ２１６の瞳近傍でそれぞ
れ光源像を形成する。その光源像の形状と相似形の開口
部を有するアパーチャ２１９が設けられている。フィー
ルドレンズ２１０はシュリーレンレンズとして機能して
いるがなくても構わない。
れたＲＧＢの光線は投写レンズ２１６の瞳近傍でそれぞ
れ光源像を形成する。その光源像の形状と相似形の開口
部を有するアパーチャ２１９が設けられている。フィー
ルドレンズ２１０はシュリーレンレンズとして機能して
いるがなくても構わない。
【００８９】投写レンズ２１６は各画素から出射する光
線のうちある立体角に含まれる光を取り込む。投写レン
ズ２１６はアパーチャの開口面積によって集光できる立
体角が決まり、開口部が光源像より大きいと余分な散乱
光を取り込み黒表示が明るくなり、反対に開口部が光源
像より小さいと白表示が暗くなる。したがってＲＧＢの
それぞれの光源像と同じ形状の開口部を有するアパーチ
ャ２１９を設けることによってコントラストが向上して
いる。
線のうちある立体角に含まれる光を取り込む。投写レン
ズ２１６はアパーチャの開口面積によって集光できる立
体角が決まり、開口部が光源像より大きいと余分な散乱
光を取り込み黒表示が明るくなり、反対に開口部が光源
像より小さいと白表示が暗くなる。したがってＲＧＢの
それぞれの光源像と同じ形状の開口部を有するアパーチ
ャ２１９を設けることによってコントラストが向上して
いる。
【００９０】しかしながらＲＧＢそれぞれの光源像に対
応する開口部があるために、Ｒの散乱光がＧ光およびＢ
光の光源像に対応する開口部から取り込まれてコントラ
ストを低下させる。このことはＧの散乱光およびＢの散
乱光についても同様である。そこで本発明では色選択手
段としての色フィルター２２０ａ、２２０ｂ、２２０ｃ
をアパーチャ２１９の開口部に配置する。それぞれＲ
光、Ｇ光、Ｂ光のみを透過させる色フィルタであるの
で、Ｒの散乱光がＧ光およびＢ光の光源像に対応する開
口部に到達しても色フィルタ２２０ｂおよび２２０ｃに
よって吸収されてしまい前記開口部を透過しない。色フ
ィルタ２２０ａはＲ光を透過するのでＲ光の光源像に対
応する開口部だけからＲ光は取り込まれる。このことは
Ｇの散乱光およびＢの散乱光についても同様である。し
たがってさらにコントラストを向上できる。
応する開口部があるために、Ｒの散乱光がＧ光およびＢ
光の光源像に対応する開口部から取り込まれてコントラ
ストを低下させる。このことはＧの散乱光およびＢの散
乱光についても同様である。そこで本発明では色選択手
段としての色フィルター２２０ａ、２２０ｂ、２２０ｃ
をアパーチャ２１９の開口部に配置する。それぞれＲ
光、Ｇ光、Ｂ光のみを透過させる色フィルタであるの
で、Ｒの散乱光がＧ光およびＢ光の光源像に対応する開
口部に到達しても色フィルタ２２０ｂおよび２２０ｃに
よって吸収されてしまい前記開口部を透過しない。色フ
ィルタ２２０ａはＲ光を透過するのでＲ光の光源像に対
応する開口部だけからＲ光は取り込まれる。このことは
Ｇの散乱光およびＢの散乱光についても同様である。し
たがってさらにコントラストを向上できる。
【００９１】色フィルタを用いる場合はアパーチャを用
いなくても、色フィルタ以外の部分を遮蔽しておけばよ
いことは明らかである。またマイクロレンズアレイ２１
８は図１７に示すようなレンチキュラーレンズであって
もよい。さらに画素のＲＧＢの配列が縦一列同色になら
ないように図２３にマイクロレンズアレイの平面図を示
すように各レンズが千鳥に配列するようにしてもよい。
ただし３画素につき１レンズが対応するようにレンズは
配置されている。
いなくても、色フィルタ以外の部分を遮蔽しておけばよ
いことは明らかである。またマイクロレンズアレイ２１
８は図１７に示すようなレンチキュラーレンズであって
もよい。さらに画素のＲＧＢの配列が縦一列同色になら
ないように図２３にマイクロレンズアレイの平面図を示
すように各レンズが千鳥に配列するようにしてもよい。
ただし３画素につき１レンズが対応するようにレンズは
配置されている。
【００９２】図１３に示すようなプリズムシートを用い
た例について図２４に本発明の液晶投写型装置の液晶パ
ネル部分の拡大断面図を示して説明する。液晶投写型装
置の他の部分については図２１に示したのと同様であ
る。２２１は高分子分散液晶パネルであり、２４８は頂
角部分を切りとった形状のプリズムシートである。ダイ
クロイックミラーによってＲＧＢ３色に色分離された光
線はプリズムシート２４８によって屈折し、それぞれ異
なる画素を通過するように設計されている。したがって
液晶パネル２１１の３画素につきプリズムシート２４８
のプリズム１個がそれぞれ対応するように構成され、そ
れぞれの画素がＲＧＢの各色の光線を変調する。このよ
うにすることで図２２の例と同様にカラーフィルターを
形成することなく１枚の液晶パネルでＲＧＢの各色を独
立して変調することができる。
た例について図２４に本発明の液晶投写型装置の液晶パ
ネル部分の拡大断面図を示して説明する。液晶投写型装
置の他の部分については図２１に示したのと同様であ
る。２２１は高分子分散液晶パネルであり、２４８は頂
角部分を切りとった形状のプリズムシートである。ダイ
クロイックミラーによってＲＧＢ３色に色分離された光
線はプリズムシート２４８によって屈折し、それぞれ異
なる画素を通過するように設計されている。したがって
液晶パネル２１１の３画素につきプリズムシート２４８
のプリズム１個がそれぞれ対応するように構成され、そ
れぞれの画素がＲＧＢの各色の光線を変調する。このよ
うにすることで図２２の例と同様にカラーフィルターを
形成することなく１枚の液晶パネルでＲＧＢの各色を独
立して変調することができる。
【００９３】さらに本発明の液晶投写型装置の第２の実
施例の構成を図２５に示す。２１１は高分子分散液晶パ
ネル、２１２は光源、２１６は投写レンズであり、図２
１と同様である。図２１と異なる点は色分解手段として
ダイクロイックプリズム２５７を用いていることであ
る。光源２１２から出射した白色光をダイクロイックプ
リズム２５７によってＲＧＢに色分離する。さらにミラ
ー２５８ａ、２５８ｂおよびレンズ２５９ａ、２５９
ｂ、２５９ｃによって液晶パネル２１１に照射する。
施例の構成を図２５に示す。２１１は高分子分散液晶パ
ネル、２１２は光源、２１６は投写レンズであり、図２
１と同様である。図２１と異なる点は色分解手段として
ダイクロイックプリズム２５７を用いていることであ
る。光源２１２から出射した白色光をダイクロイックプ
リズム２５７によってＲＧＢに色分離する。さらにミラ
ー２５８ａ、２５８ｂおよびレンズ２５９ａ、２５９
ｂ、２５９ｃによって液晶パネル２１１に照射する。
【００９４】以上の本発明の液晶投写型装置において、
色分離手段を用いずに光発生手段として複数の色光源を
用いて、前記色光源から出射する各色光線を角度をつけ
て液晶パネルへ照射してもよいことは明かである。
色分離手段を用いずに光発生手段として複数の色光源を
用いて、前記色光源から出射する各色光線を角度をつけ
て液晶パネルへ照射してもよいことは明かである。
【００９５】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、散乱状態
の変化として光学像を形成する液晶パネルを用いた液晶
表示装置において、明るく、パネル表示領域面内で均一
な拡散光源をバックライトに持ってきてもコントラスト
が得られる。さらに光源と液晶パネルの間に光の指向性
を制御する手段、たとえばルーバあるいはプリズム板等
を配置すれば装置全体も薄くできる。さらには拡大レン
ズを用いればビューファインダとなる。
の変化として光学像を形成する液晶パネルを用いた液晶
表示装置において、明るく、パネル表示領域面内で均一
な拡散光源をバックライトに持ってきてもコントラスト
が得られる。さらに光源と液晶パネルの間に光の指向性
を制御する手段、たとえばルーバあるいはプリズム板等
を配置すれば装置全体も薄くできる。さらには拡大レン
ズを用いればビューファインダとなる。
【００９６】また本発明によれば、散乱状態の変化とし
て光学像を形成する液晶パネルを用いた液晶投写型装置
において、明るく、小型軽量で、しかも高コントラスト
の表示が得られる。
て光学像を形成する液晶パネルを用いた液晶投写型装置
において、明るく、小型軽量で、しかも高コントラスト
の表示が得られる。
【図１】本発明の第１の実施例における液晶表示装置の
断面図
断面図
【図２】本発明の第２の実施例における液晶表示装置の
断面図
断面図
【図３】ビューファインダの外観図
【図４】本発明の第３の実施例における液晶表示装置の
断面図
断面図
【図５】本発明の液晶表示装置に用いるルーバの斜視図
【図６】本発明の液晶表示装置に用いるルーバの斜視図
【図７】本発明の他の実施例における液晶表示装置の断
面図
面図
【図８】本発明の他の実施例における液晶表示装置の断
面図
面図
【図９】本発明の第４の実施例における液晶表示装置の
断面図
断面図
【図１０】本発明の液晶表示装置に用いる光ファイバの
斜視図
斜視図
【図１１】本発明の第５の実施例における液晶表示装置
の断面図
の断面図
【図１２】本発明の液晶表示装置に用いるプリズム板の
説明図
説明図
【図１３】本発明の液晶表示装置に用いるプリズム板の
斜視図
斜視図
【図１４】本発明の液晶表示装置に用いるプリズム板の
斜視図
斜視図
【図１５】本発明の第６の実施例における液晶表示装置
の断面図
の断面図
【図１６】本発明の液晶表示装置に用いるレンチキュラ
板の説明図
板の説明図
【図１７】本発明の液晶表示装置に用いるレンチキュラ
板の斜視図
板の斜視図
【図１８】本発明の液晶表示装置に用いるレンチキュラ
板の斜視図
板の斜視図
【図１９】本発明の第７の実施例における液晶表示装置
の断面図
の断面図
【図２０】本発明の液晶表示装置に用いるレンズアレイ
板の斜視図
板の斜視図
【図２１】本発明の第１の実施例における液晶投写型装
置の構成図
置の構成図
【図２２】本発明の液晶投写型装置の液晶パネル部分の
拡大断面図
拡大断面図
【図２３】本発明の液晶投写型装置に用いるレンズアレ
イの平面図
イの平面図
【図２４】本発明の液晶投写型装置の液晶パネル部分の
拡大断面図
拡大断面図
【図２５】本発明の第２の実施例における液晶投写型装
置の構成図
置の構成図
【図２６】高分子分散液晶の動作の説明図
【図２７】アクティブマトリックス型液晶パネルの等価
回路図
回路図
【図２８】従来のビューファインダの主要構成部品の斜
視図
視図
【図２９】バックライトの斜視図
【図３０】従来のビューファインダの断面図
【図３１】従来の液晶投写型装置の構成図
１１、２１、４１、１１１ 光源 １２、２２、４２、１１２ 拡散板 １３、２３、４３、１１３ 高分子分散液晶パネル ２５、２６、４５、４６ 拡大レンズ ２７、４７、１１７ 接眼リング ３１ ボデー ３２ 接眼カバー ３３ 取り付け金具 ４６ ルーバ ９６ 光ファイバ １１６ プリズム板 １５６ レンチキュラ板 １９６ レンズアレイ板 ２１１ 液晶パネル ２１２ 光源 ２１６ 投写レンズ ２１７ ダイクロイックミラー ２１８ レンズアレイ板 ２１９ 絞り ２２０ 色フィルタ ２４８ プリズムシート ２２１ 対向電極基板 ２２２ アレイ基板 ２２３ 高分子分散液晶層 ２２４ 遮光層 ２２５ 対向電極 ２２６ 画素電極 ２２８ ＴＦＴ
Claims (29)
- 【請求項１】 光発生手段と、前記光発生手段から放射
される出射光を拡散させる光拡散手段と、散乱状態の変
化として光学像を形成する液晶パネルとを具備し、前記
光拡散手段と液晶パネルとを離して配置することを特徴
とする液晶表示装置。 - 【請求項２】 拡散手段の光拡散面が液晶パネルの有効
表示領域よりも大きい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】 光発生手段と、前記光発生手段から放射
される出射光を拡散させる光拡散手段と、前記光拡散手
段から放射される光の指向性を制御する光指向性制御手
段と、散乱状態の変化として光学像を形成する液晶パネ
ルとを具備することを特徴とする液晶表示装置。 - 【請求項４】 光指向性制御手段と液晶パネルとを離し
て配置することを特徴とする請求項３記載の液晶表示装
置。 - 【請求項５】 光発生手段と、前記光発生手段から放射
される出射光を拡散させる光拡散手段と、前記光拡散手
段から放射される光の指向性を制御する光指向性制御手
段と、散乱状態の変化として光学像を形成する液晶パネ
ルと、前記液晶パネルの光学像を拡大しかつ光学像を観
察可能にする拡大表示手段とを具備することを特徴とす
る液晶表示装置。 - 【請求項６】 液晶パネルは高分子分散液晶パネルであ
ることを特徴とする請求項１、３、５のいずれかに記載
の液晶表示装置。 - 【請求項７】 光指向性制御手段は光拡散手段および液
晶パネルとの距離を可変にできることを特徴とする請求
項３または５記載の液晶表示装置。 - 【請求項８】 光指向性制御手段は複数の壁面で区分さ
れたルーバーであることを特徴とする請求項３または５
記載の液晶表示装置。 - 【請求項９】 ルーバーの壁面は光を吸収することを特
徴とする請求項８記載の液晶表示装置。 - 【請求項１０】 １つのルーバーの開口径がその長さの
０．２倍以下であることを特徴とする請求項８記載の液
晶表示装置。 - 【請求項１１】 ルーバーと液晶パネルとの間に第２の
光拡散手段を具備することを特徴とする請求項８記載の
液晶表示装置。 - 【請求項１２】 光指向性制御手段は複数の透明なファ
イバーの集合体であることを特徴とする請求項３または
５記載の液晶表示装置。 - 【請求項１３】 ファイバーの側面は光を吸収すること
を特徴とする請求項１２記載の液晶表示装置。 - 【請求項１４】 １つのファイバーの開口径がその長さ
の０．２倍以下であることを特徴とする請求項１２記載
の液晶表示装置。 - 【請求項１５】 ファイバーと液晶パネルとの間に第２
の光拡散手段を具備することを特徴とする請求項１２記
載の液晶表示装置。 - 【請求項１６】 光指向性制御手段は複数のプリズムま
たは微小プリズムの集合体であり、プリズムの頂点を液
晶パネル側に向けて配置されていることを特徴とする請
求項３または５記載の液晶表示装置。 - 【請求項１７】 光指向性制御手段は光路と直交する平
面内で回転可能であることを特徴とする請求項１６記載
の液晶表示装置。 - 【請求項１８】 光指向性制御手段はレンチキュラーレ
ンズであり、円柱面を液晶パネル側に向けて配置されて
いることを特徴とする請求項３または５記載の液晶表示
装置。 - 【請求項１９】 光指向性制御手段は光路と直交する平
面内で回転可能であることを特徴とする請求項１８記載
の液晶表示装置。 - 【請求項２０】 光指向性制御手段は微小レンズの集合
体であり、各レンズに対応した開口部を具備し、前記開
口部が光発生手段側にあることを特徴とする請求項３ま
たは５記載の液晶表示装置。 - 【請求項２１】 光発生手段と、前記光発生手段から放
射される出射光を色分離する色分離手段と、前記光発生
手段から放射される光の進行方向を制御する光屈曲手段
と、散乱状態の変化として光学像を形成する液晶パネル
と、前記液晶パネルの光学像を投影する投写手段と、前
記投写手段の瞳近傍に形成される光源像と相似形の開口
部を有する絞りとを具備することを特徴とする液晶投写
型装置。 - 【請求項２２】 絞りの開口部位置近傍に、それぞれの
開口部に形成される光源像の色のみ透過させる色選択手
段を具備することを特徴とする請求項２１記載の液晶投
写型装置。 - 【請求項２３】 光発生手段と、前記光発生手段から放
射される出射光を色分離する色分離手段と、前記光発生
手段から放射される光の進行方向を制御する光屈曲手段
と、散乱状態の変化として光学像を形成する液晶パネル
と、前記液晶パネルの光学像を投影する投写手段と、前
記投写手段の瞳近傍に色選択手段を具備することを特徴
とする液晶投写型装置。 - 【請求項２４】 液晶パネルは高分子分散液晶パネルで
あることを特徴とする請求項２１または２３記載の液晶
投写型装置。 - 【請求項２５】 液晶パネルはスイッチング素子を具備
し、スイッチング素子上に直接遮光膜を設けたことを特
徴とする請求項２１または２３記載の液晶投写型装置。 - 【請求項２６】 光屈曲手段は複数のプリズムまたは微
小プリズムの集合体であることを特徴とする請求項２１
または２３記載の液晶投写型装置。 - 【請求項２７】 光屈曲手段はレンチキュラーレンズで
あることを特徴とする請求項２１または２３記載の液晶
投写型装置。 - 【請求項２８】 光屈曲手段は微小レンズの集合体であ
ることを特徴とする請求項２１または２３記載の液晶投
写型装置。 - 【請求項２９】 色分離手段は波長の短い光線ほど液晶
パネルに入射する角度が小さくなるように配置されたこ
とを特徴とする請求項２１または２３記載の液晶投写型
装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32422494A JPH086023A (ja) | 1994-04-22 | 1994-12-27 | 液晶表示装置および液晶投写型装置 |
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Applications Claiming Priority (3)
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|---|---|---|---|
| JP6-83555 | 1994-04-22 | ||
| JP8355594 | 1994-04-22 | ||
| JP32422494A JPH086023A (ja) | 1994-04-22 | 1994-12-27 | 液晶表示装置および液晶投写型装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH086023A true JPH086023A (ja) | 1996-01-12 |
Family
ID=26424590
Family Applications (1)
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