JPH09507588A - カラー液晶投写形ディスプレイシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 ３つの異なる色の照明ビーム（Ｒ，Ｇ，Ｂ）が表示素子（４０）のアレーを有するＬＣパネル（２０）に互いに異なる方向から入射し、パネルの入力面にマイクロレンズアレー（２１）を具え、その各マイクロレンズ素子（４２）が一行内の、又はデルタ配置の３つの隣接する表示素子の組を覆い、３つの色（Ｒ，Ｇ，Ｂ）の光が各マイクロレンズ素子を経て関連する組の３つの表示素子のそれぞれに異なる角度で入射するとともに収束されるようにしたカラー液晶投写形ディスプレイにおいて、パネルのガラス基板に形成された例えばマイクロレンズ素子（４４）又はマイクロプリズム（４６）を具える偏向素子アレー（２５）を表示素子平面の近くに位置させ、各マイクロレンズ素子（４２）からの３つの色のうちの２つの光の方向を偏向してパネルの出力側におけ３つの色の光の方向を共通の方向に向け、好ましくは互いにほぼ平行にする。これにより出力側における光の拡がり角の著しい減少が達成され、特に比較的小さい開口数の投写レンズ（３０）の使用が可能になる。

Description

【発明の詳細な説明】 カラー液晶投写形ディスプレイシステム 本発明は、光を変調してディスプレイ出力を発生する表示素子のプレーナアレ ーを有する液晶パネルと、液晶パネルからのディスプレイ出力を集光しスクリー ン上に投写する投写レンズと、３つの異なる色の光照明ビームを互いに異なる方 向から液晶パネルに入射させる照明手段とを具え、液晶パネルにはその入力面に ３つの異なる色の入力光を表示素子アレーの各組の表示素子に向けさせるマイク ロレンズ素子のアレーが設けられ、該マイクロレンズ素子アレーの各マイクロレ ンズ素子が各３個の隣接する表示素子の組と関連し、一つの色の入力光が各マイ クロレンズ素子を経てその関連する組の一つの表示素子に向けられるとともに他 の２つの色の入力光がこのレンズ素子を経てこの組の他の２つの表示素子に異な る角度でそれぞれ向けられるように構成されたカラー液晶投写形ディスプレイシ ステムに関するものである。 この種の投写形ディスプレイシステムはＥＰ−Ａ−０４６５１７１号から既知 である。これに開示された実施例では、例えばハロゲン化金属アークランプを具 える白色光源がほぼ平行な白色光のビームを発生し、このビームは互いに異なる 傾斜角に配置された３つのダイクロイックミラーに向けられる。これらのダイク ロイックミラーはそれぞれ３つの異なる色、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）及び青（Ｂ）、 の光ビームを発生し、これらの光ビームを液晶パネルの入力面に指向させ、３つ のビームをパネル領域で互いにオーバラップさせるとともに３つの異なる方向か らパネルに入射させる、例えば中心ビームはパネルに垂直に、他の２つのサイド ビームは中心ビームに対し所定の傾斜角で入射させる。液晶パネルはその入力面 に隣接するマイクロレンズアレーをＬＣパネルの一方のガラス基板の外部表面上 に支持するため、このマイクロレンズアレーの表示素子アレーからの距離はこの ガラス基板の厚さにより決まる。アレーの各マイクロレンズ素子は表示素子アレ ーの一行内の３個の直接隣接するＬＣ表示素子の組又は３角配置の赤（Ｒ）、緑 （Ｇ）及び青（Ｂ）表示素子の組（２行に分布している）の上に位置し、３つの 異なる色の入力光ビームＲ，Ｇ，Ｂの各々からの光を収束し３つの表示素子の各 々に入射させる。これらの表示素子はこれを通過する光を供給されるＲ，Ｇ，Ｂ ビデオ信号に従って変調し、アレー内のすべての表示素子からの変調された光出 力を投写レンズにより集光して表示スクリーンに投写する。 このシステムは他の既知のＬＣ投写システムより優れた利点有する。それぞれ 異なる色で動作する３つのＬＣパネルを用いる既知のシステムと比較して、同一 の解像度を得るにはパネルの表示素子密度を３倍にする必要があるが、システム の構成素子の数及び複雑度が著しく低下すること明らかである。表示素子アレー と関連する赤、緑及び青カラーマイクロフィルタアレーと白色光の照明ビームを 用いてカラーディスプレイを得る慣例の単一ＬＣパネルを用いるカラーＬＣ投写 システムと比較して、光出力、従って輝度が所定の光源に対し著しく増大し、こ れは慣例のシステムでは入力光の約２／３がカラーフィルタにより吸収又は反射 されてしまうためである。 しかし、ＥＰ−Ａ−０４６５１７１号に記載されたシステムはＬＣパネルの出 力面から出る光が入力光より遥かに大きな拡がりを有する欠点を有する。ＬＣパ ネルからの出力光の拡がり及びパネルから出る３つの（Ｒ，Ｇ，Ｂ）ビーム相互 の角度のために、比較的大きな開口角（開口数）を有する投写レンズが必要にな り、このことは大形になるのに加えて製造コスト及び複雑度の増大をまねく。出 力光の拡がりは、観察スクリーンを十分な光拡散特性を有するものとしてＲ，Ｇ 及びＢビームを観察者の目で重ね合わせて理想的な品質のディスプレイを発生さ せる必要があるという他の欠点も生ずる。 本発明の目的は、上述した種類の改良された投写形ディスプレイシステムを提 供することにある。 本発明は頭書に記載された種類の投写形ディスプレイシステムにおいて、前記 パネルは前記マイクロレンズ素子アレーから離間し且つ前記表示素子の平面に近 接して位置する光学偏向素子のアレーを具え、各偏向素子が各マイクロレンズ素 子からの少なくとも２つの色の光の方向を偏向してパネルの出力側における関連 する組の表示素子からの３つの色の光のそれぞれの方向を共通の方向に向けさせ るように構成したことを特徴とする。 偏向素子アレーは各マイクロレンズ素子からの３つの色のうちの２つの色の光 の方向を、パネルの出力側における３つの色の光の方向が互いにほぼ平行になる ように偏向するよう構成するのが好ましい。 本発明は、上述した欠点を少なくともある程度までは解消する。例えば、表示 素子の各組が一行内の３つの表示素子を具え、且つパネルが垂直に入射する中心 （Ｇ）ビームと中心ビームの両側にに対し等しい角度だけ傾いて入射する２つの サイド（Ｒ，Ｂ）ビームにより照明されるＥＰ−Ａ−０４６５１７１号に記載さ れた実施例を考察すると、各マイクロレンズ素子が中心ビームの光を関連する組 の中心表示素子に、２つのサイドビームの光を２つの他の表示素子にそれぞれ収 束させ、２つのサイドビームの入射角は表示素子のピッチ及びマイクロレンズ素 子の焦点距離により決まる。各表示素子からの光出力は発散するとともに、中心 表示素子の両側の２つの表示素子からの光出力の中心線は中心表示素子からの光 出力の中心線に対し傾いているので、パネルから射出する出力光は大きな拡がり を有するものとなる。 光学偏向素子アレーの動作のおかげで、各組の３つの表示素子の光出力の方向 の相互角度が小さくなり、好ましくはほぼ零になる。例えば、一つのマイクロレ ンズ素子と関連する一組の表示素子が一行内の３つの表示素子を具える場合につ き考察すると、パネルから射出する２つのサイドビームの方向が中心ビームの方 向に近づき、好ましくはほぼ平行になる。ＥＰ−Ａ−０４６５１７１号のシステ ムにより得られる出力ビームと同様に、これらの各出力ビームは発散するが、本 発明ではパネルの出力側における２つのサイドビームと中心ビームとの間の角度 がＥＰ−Ａ−０４６５１７１号のシステムのものと比較して小さくなり、このこ とは小さい開口数の投写レンズを使用することが可能になり、コスト及びスペー スのかなりの節約が得られることを意味する。更に、出力ビームの方向が互いに 近づき、好ましくは互いに平行になるため、観察スクリーンを十分な拡散特性を 有するものとする必要がなくなる。表示素子の組が一行内の３つの表示素子を具 える場合には、上述したように偏向素子は３つの色の光のうちの２つを偏向する 必要があるだけであり、表示素子の組の中心表示素子の両側の２つの表示素子の 光を偏向するように構成するのが好ましい。この場合には前記共通の方向は中心 表示素子からの光の方向に対応する。 表示素子の各組がデルタ配置の表示素子を具える場合には、３つのすべての色 の方向を偏向前のどの光の方向にも一致しない共通の方向に偏向することができ る。この構成は、偏向素子アレーを表示素子アレーの前に置いて異なる色の光が すべてそれぞれの表示素子に適切な角度で通過して最適コントラストが得られる ようにするとき、特に望ましい。 光学偏向素子アレーは表示素子アレーとパネルの出力面との間に配置すること もできる。しかし、光学偏向素子アレーはマイクロレンズ素子アレーと表示素子 アレーとの間に配置するのが好ましい。この構成は、例えば各組の２つの外側の 表示素子と関連する２つの色の光をこれらの光が表示素子に到達する前に中心表 示素子に対する光の方向に近づくように、又はこの光の方向と平行になるように 偏向することにより３つの色の光の方向を共通の方向に向けさせるために、一層 均一な性能が達成される。ＬＣ表示素子を通過する光の角度は透過値の決定に影 響を与え、この点に関し表示素子の透過特性はすべての色に対しほぼ等しいこと が望ましい。３つのすべてのビームを最適コントラストを与える角度でそれぞれ の表示素子に通過させることも望ましい。この目的のために、３つのすべてのビ ームをパネルに対し傾けて最適コントラスト要件を達成させることができる。 マイクロレンズ素子を経て到来する少なくとも２つの異なる色の光の偏向は隣 接マイクロレンズ素子からの異なる色の光とオーバラップしない領域で行なわれ る。これは、偏向素子のアレーが、マイクロレンズ素子の収束作用のために３つ の異なる色の照明ビームが分離している、表示素子の平面に近接する領域に位置 していることを意味する。偏向素子アレーは、表示素子の平面の近くで、それぞ れのマイクロレンズ素子からの３つの色の光が部分的にオーバラップする領域に 位置させることもできる。偏向素子アレーはＬＣパネルのガラス基板の内部表面 の隣に位置させることができる。或いは又、偏向素子アレーはＬＣパネルのガラ ス基板内に組み込むこともできる。 偏向素子は第２マイクロレンズ素子アレーを具え、この第２マイクロレンズ素 子アレーはその各マイクロレンズ素子が最初に記したマイクロレンズ素子アレー のそれぞれのマイクロレンズ素子に対応し且つ整列するとともに、関連する３つ の表示素子の組を覆うように構成する。この第２アレーのマイクロレンズ素子の 焦点距離を第２アレーと最初に記したアレーとの間の光学距離にほぼ等しく構成 することにより、すべての色が第２マイクロレンズ素子アレーから同一の角度範 囲で射出する、即ちＬＣパネルの出力側における３つの色の光の中心線の方向が 互いにほぼ平行になり、各ビームの拡がり角がほぼ同一になるようにする。この 第２マイクロレンズ素子アレーのマイクロレンズ素子はガラス基板内に慣例の方 法で形成しうる分布屈折率形のものとすることができる。 或いは又、偏向素子アレーはマイクロプリズム素子のアレーを具え、個々のマ クロプリズム素子が異なる色の光を所望の如く偏向するものとすることもできる 。マイクロプリズム素子はパネルのガラス基板に形成された分布屈折率形のもの とすることができる。 表示素子の各組が一行内の３つの隣接する表示素子を具える場合には、最初に 記したマイクロレンズ素子アレーは各々が３つの表示素子の組を覆う球面マイク ロレンズ素子を具えるもの、又は一連の互いに平行に延在する円柱マイクロレン ズ素子を具え、各素子が３つの隣接する表示素子の列の組を覆い、且つ円柱素子 の各部が各組と関連しているものとすることができる。偏向素子アレーもマイク ロレンズ素子を具える場合には、これらの素子は球面マイクロレンズ素子又は一 連の対応する円柱素子からなるものとすることができる。 表示素子の各組がデルタ配置の３つの表示素子を具えるデルタ照明レイアウト においては、最初に記したマイクロレンズ素子アレー及び偏向素子アレー（これ もマイクロレンズ素子を具える場合）を４角形又は６角形フォーマットに配置さ れた球面マイクロレンズ素子を具えるのとすることができる。 本発明のカラー液晶投写形ディスプレイシステムの実施例を図面を参照して以 下に説明する。図面において、 図１は本発明のカラーＬＣ投写形ディスプレイシステムの一実施例の構成図で あり、 図２は図１の本発明システムの一実施例のＬＣパネルの、動作中の光路も示す 拡大断面図であり、 図３Ａ及び３Ｂは図１の本発明システムの第２の実施例のＬＣパネルの２つの 変形例の部分断面図である。 これらの図は略図であって、正しい寸法比で描かれていない点に注意されたい 。特に、厚さ及び間隔のような寸法は他の寸法より大きく拡大されている。 図１につき説明すると、ＴＶ用又はデータグラフィックディスプレイ用に使用 しうる図示の投写システムは、白色光を発生し、発生した白色光を後部反射器に よりコンデンサレンズ１１に入射させ、白色光のほぼ平行ビーム１２を形成する 光源１０（アークランプの形態のものが好ましい）を具える。ビーム１２に対し 互いに異なる角度で傾斜配置された一組の３個のダイクロイックミラー１４、１ ５、１６が白色光を赤色Ｒ、緑色Ｇ及び青色Ｂの成分のビームに分離する。赤色 光（一点鎖線で示す）は第１ミラー１４の入力表面から反射される。ミラー１４ を透過した青色及び緑色光のうちの緑色光（実線で示す）が第２ミラー１５の入 力表面から反射され、ミラー１４を経て供給される。ミラー１５を透過した青色 光（破線で示す）はミラー１６により反射され、ミラー１５及び１４を経て供給 される。３つの異なる色の光ビームＲ，Ｇ及びＢは入力面にマイクロレンズアレ ー２１を有するアクティブマトリクスＬＣディスプレイパネル２０上に入射する 。光源、ダイクロイックミラー及びＬＣパネルは、３つの異なる色の光照明ビー ムＲ，Ｇ及びＢ（各々ほぼ平行光線からなる）が互いに異なる方向からＬＣパネ ル２０に入射するように互いに配置する。図１の実施例では、緑色ビームが簡単 のためにパネル２０の平面にほぼ垂直に入射し、青色及び赤色ビームが垂直線の 両側に図１にαで示す角度で入射するように示されている。 ＬＣパネル２０は慣例の構成の個別に駆動しうるＬＣ表示素子の行及び列アレ ーを有し、各表示素子はＴＦＴ又は薄膜ダイオードのような２端子非線形デバイ スを具える各別のスイッチデバイスを経て制御される。マイクロレンズ素子アレ ー２１は一群のマイクロレンズ素子を具え、各レンズ素子は各３個の隣接する表 示素子の組と整列しこれを覆い、赤、緑及び赤の照明入力ビームからの光を収束 して各組の表示素子に通し、ここで光を供給ビデオ信号に従って変調する。 ここまで記載した投写システムはＥＰ−Ａ−０４６５１７１号に記載されたも のと多くの点で類似し、光源１０、ダイクロイックミラーセット１４、１５、１ ６及びＬＣ表示パネル２０及びそのマイクロレンズアレー２１の一般的な構成及 び動作についての説明はこれを参照されたい。 動作においては、アレー２１の各マイクロレンズ素子が３つの異なる色及び異 なる方向の照明ビームの光を収束して関連する組の３つの表示素子とそれぞれ一 致する位置に３つの各別の像に形成する。パネル２０の表示素子はアレーの表示 素子の行を順次選択するとともに選択した行内の表示素子を供給ビデオシステム のビデオ情報に従って駆動する駆動回路（図示せず）により関連するスイッチデ バイスを経て駆動され、それぞれの光入力を慣例の如く変調する。この駆動動作 をビデオ信号の順次のフィールドに対し繰り返して順次の表示出力フィールドを 発生する。これらの表示素子からの個々の被変調光出力を含むパネル２０からの 表示光出力は単一の投写レンズ３０により集光され、スクリーン３１上に投写さ れ、ここにフルカラー投写像が表示される。 Ｒ，Ｇ及びＢ成分ビームをＬＣパネル２０に導く方法はＥＰ−Ａ−０４６５１ ７１号のシステムのものと相違する。この差異の結果として、パネル２０から射 出する光が小さい拡がりを有するものとなり、小さい開口角の投写レンズが使用 可能になる。 ＥＰ−Ａ−０４６５１７１号のシステムでは、パネルからの出力光が入力光の 拡がりより著しく大きい拡がりを有する。マイクロレンズ素子アレーの各レンズ 素子は互いに異なる角度で到来する３つの照明ビームの各々の光を収束し（簡単 のために、例えば光源のアークが有限寸法であることによる入力光の発散は無視 する）、これらの光を関連する組の３つの隣接する表示素子の各々の上に集束さ せる。各表示素子上の焦点を通過した光は発散ビームとして射出する。例えば、 ３つの照明ビームの一つがパネルに垂直に中心軸線に沿って入射し、他の２つの サイドビームが中心軸線に対し互いに反対符号の等しい角度αでパネルに入射す る場合には、一つのマイクロレンズ素子と関連する一組の表示素子の中心表示素 子から射出する光は中心軸線にほぼ平行な中心線を有する発散ビームになるが、 関連する一組の表示素子の２つの外側表示素子から射出する光は中心軸線に対し 各側において角度αだけ傾斜した中心線を有する発散サイドビームになる。全体 としてのディスプレイパネル出力につき考察すると、３つの照明ビームによる照 明の結果としてパネルから射出する３つの異なる色の変調された出力光ビームは 全体として入射光より著しく大きい拡がりを有する出力ビームを構成する。 図１のシステムでは、パネル２０が更に光学偏向素子２５のアレーを含む。こ の光学偏向素子は、アレー２１の一つのマイクロレンズ素子と関連する３つの隣 接表示素子の代表的な組に関し、この組の２つの表示素子から得られる少なくと も２つの色の光の方向を調整してパネルの出力側におけるこの組からの３つの色 の光の方向を共通の方向に向け、好ましくは互いに平行にする。パネルから出力 される３つの色の光ビームの中心線の方向を互いにもっと近づける、好ましくは 互いにほぼ平行にすると、パネルから射出する光の拡がりが当然のことながら著 しく小さくなる。 本発明システムの一実施例のＬＣパネル２０の代表的な部分の断面及びこの部 分の代表的な光路を示す図２は偏向素子アレー２５の動作及び効果を示すもので ある。パネル２０は間にねじれネマチックＬＣ材料を介挿した２つのガラス基板 ３５及び３６を具える。これらの基板は表示素子の行及び列アレーを規定する慣 例の形態のアドレスライン及び電極（図示せず）を支持する。図２にはこれらの 表示素子のいくつかがそれらの関連する色を示す文字Ｒ，Ｇ，Ｂが付された簡単 なブロック４０として示されている。基板３５の外部表面上に支持されたマイク ロレンズアレー２１はマイクロレンズ素子４２からなり、各レンズ素子は一行内 の３つの隣接する表示素子４０の各組と整列し、この組を直接覆う。マイクロレ ンズ素子の幅は表示素子の組の幅とほぼ一致する。本例では、マイクロレンズ素 子アレーは各組の表示素子を覆う球面幾何レンズ、又はパネルの列方向に延在し ３つの隣接する表示素子列を覆う一連の平行な円柱幾何レンズ素子を具えるもの とすることができる。マイクロレンズ素子４２に、基板３５の平面にほぼ垂直に 到来する中心照明ビームの緑色光はその下の組の中心（Ｇ）の表示素子４０に入 射し、このマイクロレンズ素子に到来する２つのサイドビームの赤及び青色光は 図２に光路で示すように中心の緑の表示素子の直ぐ隣の表示素子にそれぞれ入射 する。マイクロレンズ素子４２の度は３つの色の光を収束し、マイクロレンズア レーから基板３５の厚さｄだけ離間した表示素子アレーの平面に３つの各別の像 として結像するように選択する。図２に示されているように、基板３５内の２つ のサイドビーム（Ｒ，Ｂ）の中心線は中心ビーム（Ｇ）の中心線に対し傾き、表 示素子アレーの平面に近い領域（この平面を含む）では離れて、互いにオーバラ ップしない。 光学偏向素子アレー２５は、各組の２つの外側表示素子から射出するサイドビ ームを偏向し、これらのサイドビームの方向が中心ビームの方向軸と一層一致す るように構成する。この所望の偏向を達成するために、偏向素子アレー２５を中 心ビーム及びサイドビームがオーバラップしない領域内の表示素子の平面の近く に配置する。この実施例では、偏向素子アレー２５は基板３５のガラス内にその 内表面隣接して分布屈折率レンズとして形成された、アレー２１に類似の構成の マイクロレンズ素子アレーを具える。このアレーの各マイクロレンズ素子４４は アレー２１の各マイクロレンズ素子４２に対応するとともに整列し、且つこのレ ンズ素子４２と関連する組の３つの表示素子４０を覆う。 各マイクロレンズ素子４４はその中心部に到来する中心（Ｇ）ビームの光をそ の方向軸に何の変化も与えることなく通過させる。マイクロレンズ素子４４の対 向縁部に到来する２つのＲ，Ｂサイドビームは反対方向に等しい角度だけ偏向さ れ、表示素子の出力側におけるこれらのビームの中心線の方向が図２に示すよう に中心Ｇビームの中心線の方向とほぼ一致せしめられる。マイクロレンズ素子４ ４の焦点距離は、基板３５の屈折率を考慮して、マイクロレンズ素子アレー２１ からの距離ｄにほぼ等しく選択して、３つの異なる色が図２に示すようにそれぞ れの表示素子を通り、それぞれの表示素子からほぼ同一の角度範囲で射出するよ うにする。 分布屈折率形マイクロレンズ素子アレーの技術は十分に確立しており、それら の製造について詳細に説明する必要はないものと考える。製造技術の例はＥＰ− Ａ−０４６５１７１号に開示されている。基板３５に分布屈折率形マイクロレン ズ素子４４を形成するには、基板に使用するガラスをイオン交換可能な適切なタ イプのものとする必要がある。基板３５はパネルの受動板、即ち表示素子のスイ ッチデバイスを支持しない基板とするのが、製造処理が少なくて済むため好まし い。基板３５に必要とされる材料の反応性のために、この基板の表面をその上に 電極構造を堆積する前に薄い透明保護層で被覆するのが好ましい。 光学偏向素子アレー２５を表示素子アレーの入力面に隣接して位置させ、サイ ドビームをこれらのビームがそれぞれの表示素子に入射する前に偏向させること は、ＬＣ材料を通過する光の角度（透過値決定要素）が全ての色に対しほぼ同一 になるので、一層均一な性能という二次的な利点を有する。 アレー２１及び２５の双方に対し種々の形態のマイクロレンズ素子を使用しう る。円柱形の場合には、マイクロレンズ素子４２及び４４は平行細条に配置する 。球面、又はトロイダル形の場合には、素子４２及び４４は６角形又は４角形の フォーマットに配置することができるとともに、隣接する行を必要に応じ互い違 いに配置することができる。赤、緑及び青の表示素子をデルタ配置でグループ化 してなるＥＰ−Ａ−０４６５１７１号に記載されているようなデルタカラー照明 素子レイアウトを採用する場合には、球面又はトロイダル形のマイクロレンズ素 子が必要とされる。 光学偏向素子アレー２５は所望の偏向を達成する目的に好適な、マイクロレン ズ素子以外の素子を具えることもできる。他の実施例では、マイクロプリズムの システムを基板３５に表示素子４０の平面に近接して形成してマイクロレンズ素 子４４に類似の機能を達成してサイドビームを所要の如く偏向させることができ る。 図３Ａ及び３Ｂは表示素子の組と関連するこのようなマイクプリズム素子４６ の２つの異なる例を示す。これらの図から明らかなように、中心Ｇビームは各組 の関連する表示素子を何の偏向も受けることなく通過するが、２つのＲ，Ｂサイ ドビームはマイクロプリズム素子により、上述したマイクロレンズ素子とほぼ同 様に偏向される。図３Ａの実施例では、各マイクロプリズム素子の構造が表示素 子の各組を完全に覆うが、図３Ｂの実施例では各マイクロプリズム素子の構造が 各組の２つの外側表示素子のみを覆う。両例とも各組の外側表示素子を覆う傾斜 平面プリズムを具えている。マイクロプリズム素子アレーは基板３５に分布屈折 率技術を用いて形成することができ、また基板３５の表面を適当に彫刻してマイ クロプリズム素子を限定する溝を形成し、次いで光学的に透明な材料を溝に充填 して平坦外部表面にすることにより形成することもできる。 種々の変更が可能である。例えば、偏向素子アレー２５を基板３５にではなく 基板３６の内部表面領域に形成することにより表示素子アレーの平面の近くに位 置させる代わりに表示素子の出力面に隣接して位置させることができる。但し、 この場合には表示素子通過する光の角度が等しくなる効果は失われる。偏向素子 アレーはガラス基板内に組み込む代わりにガラス基板の内部表面上に基板とは別 個の素子として設けることができる。 上述した実施例では、パネル２０の照明は簡単のためにパネルにほぼ垂直に入 射する中心照明ビームＧ及び中心ビームに対し所定の角度で入射する２つのサイ ドビームＲ及びＢに関し説明した。しかし、互いに異なる方向からパネルに入射 する３つの異なる色のビームを用いる他の照明装置を使用することもできる。従 って、中心照明ビームがパネルに垂直からずれた角度で入射し、２つのサイドビ ームの方向がこれに応じて調整されていてもよい。これは、照明ビームをパネル に対し僅かに傾けることにより簡単に達成することができる。中心ビームがパネ ルに入射する角度を適切に選択するとともに偏向素子アレーをサイドビームの光 が表示素子に入射する前に偏向されるように位置させることにより、３つの色の 光のすべてがそれぞれの表示素子を最適コントラストを与える角度で通過するよ うに構成することができる（この角度はすべての表示素子に対し類似するが必ず しも同一ではない）。このように傾ける場合、アレー２１のマイクロレンズ素子 及びアレー２５のそれぞれの関連偏向素子を互いの上に直接位置させないで、互 いに及び関連する表示素子のグループに対しオフセットさせる必要がある。 図２及び図３ａ及び３Ｂにつき説明した実施例では、表示素子の各組は一行内 の３つの隣接表示素子を具える。しかし、ＥＰ−Ａ−０４５５１７１号に記載さ れているように各組が２つの隣接行の表示素子を具え、アレー２１に球面レンズ を必要とするデルタカラー照明レアウトに対しては、これに応じて３つの照明ビ ームの方向を選択し、この場合には中心照明ビームのようなビームは存在しない 。アレー２５のマイクロプリズム素子を使用する場合には、各プリズム素子はピ ラミッド形に配置された３つの平坦表面を具えるものとする。 更に、上述の実施例はアクティブマトリクスＬＣディスプレイパネルを使用す るが、このパネルは簡単な受動形マルチプレックスドマトリクスディスプレイパ ネルにすることもできる。また、３つの照明ビームを発生させＬＣパネルに互い に異なる角度で入射させる手段として、ＥＰ−Ａ−０４６５１７１号に検討され ているように、上述した構成以外の構成を使用することもできる。例えば、３つ の個別の赤、緑及び青の光源を使用することもできる。 以上の説明を読めば、他の種々の変更が当業者に明らかである。このような変 更には上述した特徴の代わりに又は加えて使用しうるカラー液晶投写形ディスプ レイシステムの分野において既知の他の特徴も含まれる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ストローメル マルティヌス フィクトル クリスティアーン オランダ国 5621 ベーアー アインドー フェン フルーネヴァウツウェッハ １

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．光を変調してディスプレイ出力を発生する表示素子のプレーナアレーを有す る液晶パネルと、液晶パネルからのディスプレイ出力を集光しスクリーン上に投 写する投写レンズと、３つの異なる色の光照明ビームを互いに異なる方向から液 晶パネルに入射させる照明手段とを具え、液晶パネルにはその入力面に３つの異 なる色の入力光を表示素子アレーの各組の表示素子に向けさせるマイクロレンズ 素子のアレーが設けられ、該マイクロレンズ素子アレーの各マイクロレンズ素子 が各３個の隣接する表示素子の組と関連し、一つの色の入力光が各マイクロレン ズ素子を経てその関連する組の一つの表示素子に向けられるとともに他の２つの 色の入力光がこのレンズ素子を経てこの組の他の２つの表示素子に異なる角度で それぞれ向けられるように構成されたカラー液晶投写形ディスプレイシステムに おいて、前記パネルは前記マイクロレンズ素子アレーから離間し且つ前記表示素 子の平面に近接して位置する光学偏向素子のアレーを具え、各偏向素子が各マイ クロレンズ素子からの少なくとも２つの色の光の方向を偏向して関連する組の表 示素子からの３つの色の光のパネルの出力側におけるそれぞれの方向を共通の方 向に向けさせるように構成したことを特徴とするカラー液晶投写形ディスプレイ システム。 ２．前記偏向素子アレーが前記表示素子アレーと前記マイクロレンズ素子アレー との間に配置されていることを特徴とする請求の範囲１記載のカラー液晶投写形 ディスプレイシステム。 ３．前記偏向素子アレーが、各マイクロレンズ素子からの３つの色のうちの少な くとも２つの光の方向を、パネルの出力側における３つの色の光の方向が互いに ほぼ平行になるように偏向するように構成されていることを特徴とする請求の範 囲１又は２記載のカラー液晶投写形ディスプレイシステム。 ４．表示素子の各組が一行内の３つの隣接する表示素子を具え、且つ各組の中心 表示素子の両側の表示素子とそれぞれ関連する２つの色の光が前記偏向素子アレ ーにより偏向されてこれらの光が中心表示素子と関連する色の光の方向軸にほぼ 平行なそれぞれの軸に沿って進むように構成されていることを特徴とする 請求の範囲１〜３のいづれかに記載のカラー液晶投写形ディスプレイシステム。 ５．表示素子の各組がデルタ配置の３つの隣接する表示素子を具え、且つ各マイ クロレンズ素子からの３つの異なる色の光が前記偏向素子アレーにより偏向され てこれらの光がほぼ平行な軸に沿って進むように構成されていることを特徴とす る請求の範囲１〜３のいづれかに記載のカラー液晶投写形ディスプレイシステム 。 ６．前記偏向素子アレーは第２マイクロレンズ素子アレーを具え、この第２マイ クロレンズ素子アレーはその各マイクロレンズ素子が最初に記したマイクロレン ズ素子アレーのそれぞれのマイクロレンズ素子に対応し且つ整列するとともに、 最初に記したマイクロレンズ素子アレーのマイクロレンズ素子と関連する３つの 表示素子の組を覆うように構成されていることを特徴とする請求の範囲１〜５の いづれかに記載のカラー液晶投写形ディスプレイシステム。 ７．前記第２アレーの各マイクロレンズ素子の焦点距離が第２アレーと最初に記 したマイクロレンズ素子アレーとの間の光学距離にほぼ等しいことを特徴とする 請求の範囲６記載のカラー液晶投写形ディスプレイシステム。 ８．前記光学偏向素子アレーはマイクロプリズム素子のアレーを具えていること を特徴とする請求の範囲１〜５のいづれかに記載のカラー液晶投写形ディスプレ イシステム。 ９．前記偏向素子アレーは液晶パネルのガラス基板内に組み込まれていることを 特徴とする請求の範囲１〜８のいづれかに記載のカラー液晶投写形ディスプレイ システム。 10．前記偏向素子アレーは液晶パネルのガラス基板の内部表面上に設けられてい ることを特徴とする請求の範囲１〜８のいづれかに記載のカラー液晶投写形ディ スプレイシステム。