KR100353321B1

KR100353321B1 - 광학유닛 및 투사형표시장치

Info

Publication number: KR100353321B1
Application number: KR1019990020403A
Authority: KR
Inventors: 오우치사토시; 야쯔마사히코; 이마하세타로; 미요시도모히로; 오쯔카야스오; 마루야마타케스케
Original assignee: 가부시키가이샤 히타치세이사쿠쇼
Priority date: 1998-06-08
Filing date: 1999-06-03
Publication date: 2002-09-18
Also published as: US20040190147A1; US20020154412A1; US20010010596A1; US20020114079A1; TW460710B; US6567218B2; US6201645B1; US20060012883A1; US6411440B2; US6545812B2; US7327520B2; US7106518B2; US6392809B2; US6963453B2; KR20000005876A; US6741396B2; US20030202250A1; US20010002154A1; US20060256443A1

Abstract

본 명세서 및 도면에서는, 렌즈셀의 대각(對角)치수, 종(縱)치수, 횡(橫)치수의 적어도 어느 하나가 상기 표시소자에 대응하는 각 치수에 대하여 약 1/(4.5이상) 로 된 어레이렌즈를 가지는 구성, 렌즈셀의 대각치수가 약 0.18″이하로 된 어레이렌즈를 가지는 구성, 렌즈셀의 총수(總數)가 약 240개 이상으로 된 어레이렌즈를 가지는 구성, 및 렌즈셀의 렌즈초점거리가 약 30 mm 이하로 된 어레이렌즈를 가지는 구성을 개시한다.

Description

광학유닛 및 투사형표시장치{Optical unit and projection display device}

본 발명은, 액정패널 기타의 표시소자를 사용하여 영상을 형성하여 스크린 등에 표시하는 장치, 예를 들면 액정프로젝터장치나, 반사식 영상표시프로젝터장치, 액정텔레비젼, 투사형디스플레이장치 등의 기술에 관한 것이다.

종래, 액정패널 등의 표시소자에 광원에서의 빛을 받아, 상기 표시소자상의 화상을 확대 투사하는 액정프로젝터 등의 투사형 영상장치가 알려져 있다.

이와 같은 종류의 영상장치는, 광원에서의 빛을 표시소자에서 화소마다의 농담(農談)에 의해 변화시켜 조절하고, 스크린 등에 투사하는 것이다. 예를 들면, 표시소자가 액정표시소자의 대표예인 트위스트·네마틱(TN)형 액정표시소자의 경우는, 투명한 전극피막을 가지고 한 쌍의 투명 기판 사이에 액정을 주입하여 이루어지는 액정셀의 전후에, 각각의 편광방향이 서로 90°다르게 되도록 2장의 편광판을 배치한 것이고, 액정의 전기광학효과에 의하여 편광면을 회전시키는 작용과, 편광판의 편광성분의 선택작용을 조합하는 것에 의하여, 입사광의 투과광량을 제어하여 화상정보를 표시하도록 되어 있다. 근래, 이러한 투과형 또는 반사형의 표시소자에서는, 소자 자체의 소형화가 진전됨과 동시에 해상도 등의 성능도 향상되고 있다.

이 때문에, 상기 표시소자를 사용한 장치의 소형·고성능화도 진전되고, 단순히 종래와 같이 비디오신호 등에 의한 영상형성을 행할 뿐 아니라, 퍼스널 컴퓨터의 화상출력장치로서의 투사형 영상장치도 새로이 제안되어 있다. 이런 종류의 투사형 영상장치에는, 특히 소형인 것과, 화면의 구석구석까지 밝은 화상이 얻어지는 것이 요구된다.

그러나, 종래의 투사형 영상장치는, 대형이기도 하고 또 최종적으로 얻어지는 화상의 밝기, 화질 등이 불충분하다고 하는 문제가 있었다.

예를 들면 액정표시장치의 경우에, 장치 전체의 소형화에는 라이트밸브(light valve) 즉 액정표시소자 자체의 소형화가 유효하지만, 액정표시소자를 소형화하면 액정수단에 의한 피조사(被照射)면적이 작게 되기 때문에, 광원이 방사하는 전체의 광속량(光束量)에 대한 액정표시소자 상의 광속량의 비율(이하, 이것을 광이용효율 이라 함)이 낮아지게 되고, 또한 화면 주변부가 어두워지게 되는 등의 문제가 생긴다. 더욱이 액정표시소자는 한쪽 방향의 편광광 밖에 이용할 수 없기 때문에, 랜덤한 편광광을 발하는 광원에서의 빛의 약 반분은 이용되지 않게 된다.

화면 주변부에서 밝은 화상을 얻는 수단으로서는, 예를 들면 특개평3-111806호 공보에 기재되어 있는 바와 같은, 2장의 어레이렌즈(array lens)를 사용한 적분기식 광학계가 있다. 적분기식 광학계는, 광원에서의 빛을 제 1의 어레이 렌즈를 구성하고 있는 복수의 직사각형개구(矩形開口)형상의 집광(集光) 렌즈에 의해 분할하여, 각 직사각형개구 형상의 출사광(出謝光)을 각 직사각형개구 형상의 집광렌즈에 대응한 집광렌즈군에 의하여 구성한 제 2의 어레이 렌즈에 의해 조사면(액정표시소자)에 중첩 결상(結像)시킨다. 상기 광학계에서는 액정표시소자를 조사하는 빛의 강도분포를 거의 균일하게 할 수 있다. 한편, 광원에서의 랜덤(random)한 편광광을 한 방향의 편광방향으로 모아 액정표시소자에 조사하는 광학계로서는, 특개평4-63318호 공보에 개시되어 있는 바와 같은 편광빔스플리터(beam splitter)를 이용하여, 광원에서 출사하는 랜덤한 편광광을 P편광광과 S편광광으로 분리하고 프리즘을 이용하여 합성하는 것이 있다.

그러나, 종래의 적분기식 광학계에 있어서는, 어레이 렌즈의 1개의 렌즈셀의 직사각형대각(矩形對角) 사이즈가 0.25″(인치)이상이기 때문에, 마이크로렌즈가 부착된 액정표시소자 등을 사용하여 밝기 및 화질의 균일성을 향상하려고 하면, 조명계의 F값을 개략 2에서 3 가까이 설정하지 않으면 안되게 되고, 제 1의 어레이렌즈와 제 2의 어레이렌즈 사이가 31mm 이상의 거리로 되어 길게 되어, 광학계의 소형화가 달성될 수 없었다. 따라서, 종래의 투사형 액정장치에서는, 장치 크기를 A4 파일 사이즈 이하까지로 소형화하는 것이 곤란하였다. 또한, 편광빔스플리터를 이용하는 광학계에 있어서도, 어레이렌즈와의 정밀도 상의 정합성(整合性)이 곤란하여 소형화하는 것이 어려웠다. 그 결과, 장치 전체의 소형화와 밝기 등의 성능향상을 동시에 실현하는 것이 곤란하였다. 더욱이, 투사형 액정장치의 경우에는 상기 조명수단 이외에 투사렌즈의 광학적 특성, 또 액정소자의 광학적 특성 등의 여러 가지 요소가 화질성능에 영향을 미치기 때문에, 조명수단만을 개선해도 소형이며 화질성능이 좋은 표시장치를 얻는 것이 어려웠다.

또한, 종래의 적분기식 광학계에 있어서 밝기를 향상하는 데에는 어레이렌즈를 크게 할 필요가 있어, 투사형 액정장치를 소형화하면 밝기가 저하하고 있었다. 또한, 편광빔스플리터를 이용하는 광학계에 있어서도 소형화하면 밝기가 저하하고 있었다. 그 결과, 장치 전체의 소형화와 밝기 등의 성능향상을 동시에 실현하는 것이 어려웠다. 더욱이, 편광합성수단을 이용하는 경우에는 불필요한 광, 즉 S광로에 속으로 파고 들어가는 P편광광 등에 의한 성능 열화가 있었다.

본 발명의 목적은, 상기 종래 기술의 결점을 개선하여, 밝기 및 화질성능을 확보함과 동시에, 고정밀도화 및 소형화가 가능한 영상표시기술을 제공하는 것에 있다.

도 1은 본 발명의 일실시 형태를 나타내는 도면,

도 2는 본 발명의 일실시 형태로서의 장치 구성도,

도 3은 본 발명의 일실시 형태에서의 효과를 설명하는 도면,

도 4는 본 발명의 일실시 형태를 나타내는 도면,

도 5는 본 발명의 다른 일실시 형태를 나타내는 도면,

도 6은 본 발명의 또 다른 일실시 형태를 나타내는 도면이다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에서는,

(1) 렌즈셀의 대각(對角)치수, 종(縱)치수, 횡(橫)치수의 적어도 어느 하나가, 조명광학계에 의하여 빛이 조사되는 표시소자에 대응하는 각 치수에 대하여 약 1/(4.5이상)로 된 어레이렌즈를 가지는 구성으로 한다.

(2) 렌즈셀의 대각(對角) 치수가 약 0.18″이하로 된 어레이렌즈를 가지는 구성으로 한다.

(3) 렌즈셀 총수(總數)가 약 240개 이상으로 된 어레이렌즈를 가지는 구성으로 한다.

(4) 렌즈셀의 렌즈초점거리가 약 30mm 이하로 된 어레이렌즈를 가지는 구성으로 한다.

(5) 광원유닛 또는 상기 어레이렌즈에서의 빛을 P 편광광과 S 편광광으로 분리하는 분리부 보다도 광입사측에, 불필요한 광을 제거하는 차광부를 설치한 구성으로 한다.

(6) 광원유닛에서의 빛을 집광하여 복수의 2차 광원상을 형성하는 제 1의 어레이렌즈와, 표시소자에 상기 제 1의 어레이렌즈의 렌즈상을 결상시키는 제 2의 어레이렌즈와, 광원유닛 또는 상기 어레이렌즈에서의 빛을 P편광광과 S편광광으로 분리하는 분리부와, 상기 분리부의 출사광(出謝光)의 P 편광광과 S편광광의 어느 하나의 편광방향을 변화시키는 변환부를, 각각의 광축이 1개의 직선으로 대략 일치하도록 배치한 구성으로 한다.

이하, 본 발명의 실시형태를 도면을 이용하여 설명한다.

도 1은 본 발명에 의한 제 1번째의 투사형 액정표시장치의 경우의 실시예를 나타낸 도면이다.

도 1에 있어서, 투사형 액정표시장치에는, 광원(1)이 있고, 광원(1)은 초고압수은램프, 메탈헬라이드램프, 크세논램프, 수은크세논램프, 할로겐램프 등의 백색램프이다. 광원(1)은 원형 내지 다각형의 출사개구(出謝開口)를 가지는 적어도 1개의 반사면경(5)과, 반사면경 내에서 램프 전극의 한쪽에 설치된 지름이 예를 들면 0.6mm 이내의 전극와이어(28)를 가지고 있고, 상기 광원(1)에서 나온 빛은 라이트밸브 소자인 액정표시소자(2)를 통과하고 투사렌즈(3)로 향하여 스크린(4)에 투영된다.

광원(1)의 전구에서 방사되는 빛은 타원면(楕圓面) 또는 방물면(放物面) 또는 비구면(非球面)의 반사경(5)으로 집광되어, 제 1의 어레이 렌즈(6)에 입사한다. 빛은 제 1의 어레이렌즈(6)를 통과후 제 2의 어레이렌즈(7)를 통과하여, 편광빔스플리터(8)에 입사한다. 상기 입사광은 편광빔스플리터(8)에 의하여 투과광은 P편광광, 반사광은 S편광광으로 분리되고, 상기 P편광광은 편광빔스플리터(8)의 출사측면에 배치된 λ/2 위상차판(9)에 의하여 편광방향이 90°회전하여, S편광광으로 되어 집광렌즈(condenser lens)(10)에 입사한다. 또한, 상기 S편광광은 반사를 반복하고, 인접하는 편광 빔스플리터(8)의 출사면(出射面)에서 출사되어, 집광렌즈(10)에 입사한다. 집광렌즈(10)는 적어도 1장 이상의 구성이고, 양(positive)의 굴절력을 가지고, 상기 S편광광을 더욱 집광시키는 작용을 가지며, 상기 집광렌즈(10)를 통과한 빛은 액정표시소자(2)를 조사(照射)한다. 액정표시소자(2)의 입사측에는 S편광광을 투과하는 입사편광판(11)을 배치한다.

종래의 투사형 액정표시장치에서는 입사편광판(11)과 액정표시소자(2)와 출사측 편광판(12)의 조합에 의해, 한 방향의 편광광 밖에 투과하지 않기 때문에 투과광량이 약 절반으로 되어 있었다. 그러나, 본 실시예에서는 편광빔스플리터(8)를 사용하기 때문에, 광원(1)에서 출사하는 랜덤한 편광광의 편광 방향을 모아 액정표시소자(2)에 입사하기 때문에, 이상적으로는 종래의 투사형 액정표시장치의 2배의 밝기가 얻어진다.

또한 본 실시예에서는, 본 발명의 제 1의 어레이렌즈(6) 및 제 2의 어레이렌즈(7)는 같은 형상의 것을 사용하고 있고, 1개의 랜즈셀의 횡(橫)치수가, 액정표시소자(2)의 횡(橫)치수의 약 1/5.3의 비율이고, 예를 들면 액정표시소자(2)의 영상표시부의 직사각형대각(矩形對角) 치수가 0.9″의 경우에, 1개의 렌즈셀의 직사각형대각 치수가 개략 0.17″의 치수이고, 더욱이 제 1의 어레이렌즈(6) 및 제 2의 어레이렌즈(7)를 구성하는 렌즈셀의 총수(總數)가 240셀 이상이고 상기 1개의 렌즈셀의 렌즈초점거리가 30mm이내인 구성으로 되어 있어, 광학계의 소형화가 달성될 수 있다. 또한, 약 240셀 이상의 각각의 상이 액정표시소자(2)에 중첩되어, 종래의 장치보다도 균일한 화질이 얻어진다. 더욱이, 셀 사이즈가 0.17″이기 때문에, 셀을 전극와이어(28)의 그림자(影)가 가로지르는 경우에도 약240셀(약 16 ×15셀)이상이므로, 화질을 균일화시키는 것이 가능하다. 따라서, 투사형 액정표시장치에서는, 장치 전체의 소형화와 밝기 등의 성능향상을 동시에 실현하는 것이 가능하다.

또한, 제 1의 어레이렌즈(6) 및, 또는 제 2의 어레이렌즈(7)의 각각의 렌즈광축의 피치(pitch)의 중심에 위치하는 S편광광의 반사프리즘의 광축입사면, 즉 제 1의 어레이렌즈(6) 및, 또는 제 2의 어레이렌즈(7)측의 면에, 차광부재(27)를 부가한 편광빔스플리터(8)에 의하여, 불필요한 광이 커트(cut)되며, 입사편광판(11)에 의해 흡수커트된 때에, 빛에서 열로 에너지 변환되어 발생하는 발열을 방지하는 효과가 있다. 더욱이 불필요한 광이 액정표시소자(2)에 파고 들어가는 것에 의한 색얼룩도 감소시키는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 편광빔스플리터(8)는 제 2의 어레이렌즈(7) 보다도 광축방향으로 얇은 구성이며, 광학 전체길이를 단축함과 동시에 광학유닛의 경량화 또는 조명계의 F값을 크게 하는 효과가 있다. 이에 의해, 소형, 경량, 게다가 투사렌즈(3)의 F값을 조명계에 링크하여 크게 하는 것이 가능하므로, 투사렌즈(3)의 소형 경량에도 효과가 있다.

상기 액정표시소자(2)를 통과한 빛은, 예를 들면 줌렌즈와 같은 투사수단(3)을 통과하여 스크린(4)에 도달한다. 상기 투사수단(3)에 의해, 액정표시소자(2)에 형성된 화상은 스크린상에 확대투영되어 표시장치로서 기능하는 것이다.

다음으로, 본 발명의 구체적인 실시예에 관해서 설명한다.

도 2는, 본 발명에 의한 투사형 액정표시장치의 경우의 배치 구성예 도면이다. 도 2의 실시예는, 액정라이트밸브로서 투과형 액정표시소자(2)를 소위 색의 3원색인 R(적색), G(녹색), B(청색)의 3색에 대응하여 합계 3장 사용한 3판식 투사형 표시장치를 나타내고 있다. 본 실시예에 있어서, 광원인 예를 들면 초고압 수은램프와 같은 램프(13)에서 출사한 빛은, 방물(放物)반사면경 리플렉터(5)에 반사된 후, 상기 방물반사면경 리플렉터(5)의 출사개구와 대략 같은 사이즈의 직사각형(矩形)틀에 설치된 복수의 집광렌즈에 의해 구성되며, 램프유닛(14)에서 출사한 빛을 집광하여 또 복수의 2차 광원상을 형성하기 위한 제 1의 어레이렌즈(6)에 입사하고, 다시 복수의 집광렌즈에 의해 구성하여, 상술한 복수의 2차 광원상이 형성되는 근방에 배치되며, 동시에 액정표시소자(2)에 제 1의 어레이렌즈(6)의 개개의 렌즈상을 결상시키는 제 2의 어레이렌즈(7)를 통과한다. 상기 출사광(出謝光)은 제 2의 어레이렌즈(7)의 각각의 렌즈광축의 횡 방향의 피치(pitch)에 적합하도록 배치된 각각의 렌즈폭의 약 1/2 사이즈의 마름모꼴 프리즘의 열(列)에 입사한다. 상기 프리즘면에는 편광빔스플리터(8)의 막붙임이 행해져 있고, 입사광은 상기 편광빔스플리터(8)에서 P편광광과 S편광광으로 분리된다. P편광광은 그 자체로 편광빔스플리터(8)내를 직행하고, 상기 프리즘의 출사면에 설치된 λ/2 위상차판(9)에 의하여 편광방향이 90°회전되어, S편광광으로 변환되어 출사된다. 한편, S편광광은 편광빔스플리터(8)에 의해 반사되어, 인접하는 마름모꼴 프리즘내에서 본래의 광축방향으로 또 한번 반사하고 나서 S편광광으로서 출사된다. 물론 본 발명의 편광빔스플리터(8)는, 제 2의 어레이렌즈(7)의 각각의 렌즈광축의 피치의 중심에 위치하는 S편광광의 반사프리즘의 광축 입사면, 즉 제 2의 어레이렌즈(7)의 측면에 차광부재(遮光部材)(27)를 부가하고 있다. 그 후, 집광렌즈(10)에 의해 액정표시소자(2)에 집광된다. 이 도중에서 편광빔스플리터(8)의 출사광(出謝光)은 전반사미러(15)에 의해 그 광로가 90°구부러지게 되어, 광축에 대하여 45°의 각도로 배치된 B(청색), G(녹색) 반사 다이크로익미러(dichroic mirror)(16)에 의해 R(적색)의 광은 투과하고, B, G의 광은 반사한다. 투과한 R광선은 R용 전반사 미러(17)에 의해 그 광로가 90°구부러져 액정표시소자 앞 집광렌즈(18) 및 입사편광판(11)을 통과하고, 대향(對向)전극, 액정 등으로 구성된 액정표시소자(2)에 입사되어, 액정표시소자(2)의 빛의 출사측에 설치된 출사편광판(12)을 통과한다.

액정표시소자(2)에는 표시하는 화소에 대응하는(예를 들면, 횡800화소, 종600화소, 각 3색 등)수의 액정표시부가 설치되어 있다. 그리고, 외부에서 구동되는 신호에 따라서 액정표시소자(2)의 각 화소의 편광각도가 변화하고, 최종적으로 출사편광판(12)의 편광방향과 일치하는 방향으로 된 빛이 출사되어, 직교방향으로 된 빛이 출사편광판(12)에서 흡수된다. 이 도중의 각도의 편광을 가진 빛은, 출사편광판(12)의 편광각도와의 관계에서 편광판을 통과하는 빛의 양과 편광판에 흡수되는 양이 결정된다. 이와 같이 하여, 외부에서 입력하는 신호에 따른 화상을 투영한다.

출사편광판(12)을 출사한 R 광선은, R 광선을 반사시키는 작용을 가지는 다이크로익프리즘(dichroic prism)(19)에서 반사되고, 예를 들면 줌 렌즈와 같은 투사수단(3)에 입사하여 스크린에 투사된다.

한편, B, G 투과 다이크로익프리즘(19)을 투과한 B광선과 G광선은 G반사 다이크로익미러(20)에 입사하고, 상기 미러에 의해 G광선은 반사하여 액정표시소자 앞 집광렌즈(18) 및 입사편광판(11)을 통과하고, 액정표시소자(2)에 입사하여 액정표시소자(2)의 빛의 출사측에 설치된 출사편광판(12)을 통과한다. 출사편광판(12)을 출사한 G광선은, G광선을 투과하는 작용을 가지는 다이크로익프리즘(19)을 투과하고, 투사렌즈(3)에 입사하여 스크린에 투사된다.

또한, G반사 다이크로익미러(20)를 투과한 B광선은 릴레이렌즈(relay lens)(21)를 투과하고, 전반사 미러(22)에 의해 그 광로가 90°구부러져 릴레이렌즈(21)를 투과 후, 전반사 미러(23)에 의해 그 광로가 90°구부러져 액정표시소자 앞 집광렌즈(18) 및 입사편광판(11)을 통과하고, 액정표시소자(2)에 입사되어 액정표시소자(2)의 빛의 출사측에 설치된 출사편광판(12)을 통과한다. 출사편광판(12)을 출사한 B광선은, B광선을 반사시키는 작용을 가지는 다이크로익프리즘(19)에서 반사후 투사렌즈(3)에 입사하여 스크린에 투사된다.

이상에 의해, R, G, B 각각에 대응한 광선이 색분리수단 및 색합성수단에 의해 분리, 합성되고, 투사렌즈(3)에 의해 R, G, B 각각에 대응한 액정표시소자(2)상의 화상을 확대하여 스크린 상에 각 색의 화상을 합성하고 확대한 실상을 얻는 것이다. 동 도면에 있어서, 전원회로(24), 영상신호회로(25)와 같이 배치하고, 또한 불어내는 팬(26)에 의해 광원(1)에서 발생하는 열을 외부에 유도하는 작용을 가진다. 또한, 본 실시예에서는 랜덤한 광원에서의 출사광(出謝光)을 한 방향으로 모으는 구성으로 되어있기 때문에, 입사편광판의 열의 발생이 적다.

또한, 상기 광선과 상기 투사수단은, 각각의 광축이 서로 직교하도록 배치하고, 더욱이 상기 색분리수단과 상기 액정표시소자 및 상기 색합성수단으로 이루어지는 색분리합성유닛을 통하여 전원회로(24) 및 영상신호회로(25)를 동 도면에 나타내는 바와 같이 배치하는 것에 의하여, 장치 전체를 소형화할 수 있다.

또한, 본 실시예에서는 본 발명의 제 1의 어레이렌즈(6) 및 제 2의 어레이렌즈(7)는, 동일한 형상의 것을 사용하고 있고, 1개의 렌즈셀의 횡(橫)치수가 액정표시소자(2)의 횡(橫)치수의 약 1/5.3 의 비율이고, 예를 들면 액정표시소자(2)의 영상표시부의 직사각형대각(矩形對角) 치수가 0.9″의 경우에, 제 1의 어레이렌즈(6) 및 제 2의 어레이렌즈(7)의 1개의 렌즈셀의 직사각형대각의 치수가, 대략 0.17″의 치수이고, 제 1의 어레이렌즈(6) 및 제 2의 어레이렌즈(7)를 구성하는 렌즈셀의 총수(總數)가, 약 240셀 이상이며, 제 1의 어레이렌즈(6)와 제 2의 어레이렌즈(7)의 1개의 렌즈셀의 렌즈초점거리가 30mm 이내로 구성되어 있어, 광학계의 소형화가 달성될 수 있다. 또한, 약 240셀 이상의 개개의 상이 액정표시소자(2)에 겹쳐져서, 종래의 장치보다도 균일한 화질이 얻어진다. 또한, 셀 사이즈가 0.17″이기 때문에 셀을 전극와이어(28)의 그림자가 가로지르는 경우에도, 약 240셀 (약16 ×15셀) 이상이면, 화질을 균일화시키는 것이 가능하다. 따라서, 투사형 액정표시장치에서는 장치 전체의 소형화와 밝기 등의 성능향상을 동시에 실현할 수 있다.

또한, 마이크로렌즈가 부착된 액정표시소자 등을 사용하여 밝기 및 화질의 균일성을 향상하려고 하면, 조명계의 F값을 대략 2에서 3가까이 설정하지 않으면 않되게 되고, 이 경우에도 본 발명의 제 1의 어레이렌즈와 제 2의 어레이렌즈 간격을 30mm 이하의 거리로 단축할 수 있어, 광학계를 소형화할 수 있다.

더욱이 본 발명에 있어서는, 편광합성수단(물론 차광부재의 경우도 있다)을 조합하고 있고, 편광합성수단인 편광빔스플리터(8)의 두께를 제2의 어레이렌즈(7)보다 얇게 하고 있는, (즉 제 2의 어레이렌즈(7)가 2.5 ±0.5mm 정도인 경우, 편광빔스플리터(8)는 2mm 이하로 한다), 것에 의해 광로 길이가 단축될 수 있고 또한 전반사미러(15)를 근접시켜 배치할 수 있어, 세트의 소형화가 가능하게 된다.

도 2에 나타난 본 발명의 실시예에 있어서, 조명광학계는 램프유닛(14), 제 1의 어레이렌즈(6), 제 2의 어레이렌즈(7), 편광빔스플리터(8), λ/2 위상차판(9), 집광렌즈(10), 전반사미러(15) 등을 구비하고 있고, 램프(13)에서의 빛을 R, G, B의 빛으로 분리하기 전까지의 광로를 말한다. 또한 광학유닛으로서는, 조명광학계를 포함하고 또 조명광학계에서의 빛을 B(청색)·G(녹색) 반사 다이크로익미러(16), G반사 다이크로익미러(20) 등을 사용하여 각각 R, G, B의 빛으로 분리하기까지를 나타내는 경우와, 상기 분리한 R, G, B의 빛을 각각의 액정표시소자(2)에 입사하고 R의 광, B의 광을 반사하여, G의 광을 투과하는 다이크로익프리즘(19)을 통하여 투사수단(3)에 이르는 광로까지를 나타내는 경우가 있다.

도 3은 본 발명에 의한 제 1번째의 일실시 형태의 일부 효과를 나타내는 도면이다. 도 3은 투사형 액정표시장치의 조명광학계를 나타내고 있고, 광원(1)은 원형의 반사면경(5)을 가지고, 또한 반사면경(5)내에서 램프전극의 한 쪽에 설치된 직경이 약 0.6mm이내의 전극와이어(28)를 가진다.

광원(1)의 전구에서 방사되는 빛은 타원면(楕圓面) 또는 방물면(放物面) 또는 비구면(非球面)의 리플렉터(5)에서 집광되어, 제 1의 어레이렌즈(6)에 입사한다. 빛은 제 1의 어레이렌즈(6)를 통과후 제 2의 어레이렌즈(7)를 통과하여, 편광빔스플리터(8)에 입사한다. 상기 입사광은 편광빔스플리터(8)에 의해 투과광은 P편광광, 반사광은 S 편광광으로 분리되고, 상기 P 편광광은 편광빔스플리터(8)의 출사측면에 배치된 λ/2 위상차판(9)에 의해 편광 방향이 90°회전하여, S 편광광으로 되어 집광렌즈(10)에 입사한다. 또한, 상기 S 편광광은 반사를 반복하며, 인접하는 편광빔스플리터(8)의 출사면에서 출사되어 집광렌즈(10)에 입사한다. 집광렌즈(10)는 적어도 1장 이상으로 되어있고, 정(正)의 굴절력을 가지고 상기 S 편광광을 더욱더 집광시키는 작용을 가지며, 상기 집광렌즈(10)를 통과한 빛은 액정표시소자(2)를 조사한다.

도 3에 있어서, 본 실시예에서는 본 발명의 제 1의 어레이렌즈(6) 및 제 2의 어레이렌즈(7)는 동일한 형상의 것을 사용하고 있고, 1개의 렌즈셀의 횡(橫)치수가 액정표시소자(2)의 횡(橫)치수의 약 1/5.3 의 비율이고, 예를 들면 액정표시소자(2)의 영상표시부의 직사각형대각 치수가 0.9″의 경우에 제 1의 어레이렌즈(6) 및 제 2의 어레이렌즈(7)의 1개의 렌즈셀의 직사각형대각 치수가 개략 0.17″의 치수이고, 제 1의 어레이렌즈(6) 및 제 2의 어레이렌즈(7)를 구성하는 렌즈셀의 총수(總數)가 240셀 이상이며, (도 3은 개략도) 제 1의 어레이렌즈(6)와 제 2의 어레이렌즈(7)의 1개의 렌즈셀의 렌즈 초점거리가 30mm 이내인 구성으로 되어 있기 때문에, 광학계의 소형화가 달성될 수 있다. 또한 도 3의 점선과 같이, 240셀 이상의 개개의 상이 액정표시소자(2)에 겹쳐져서, 종래의 장치보다도 균일한 화질이 얻어진다. 또한, 셀사이즈가 0.17″이기 때문에 셀을 전극와이어(28)의 그림자가 가로지르는 경우에서도 약 240셀 (약 16 ×15 셀)이상이면 한쪽(7)에서 8열로 되고, 0.17″셀사이즈라면 약 0.6mm 폭의 대(帶)모양의 그림자가 6개 일렬로 늘어서면 1개의 셀사이즈로 되므로, 셀은 한쪽에서 최저 6열 이상이면 액정표시소자 위에서 전극와이어(28)에 의한 그림자에 기인하는 밝기의 명암이 없게 되어, 이에 의한 색얼룩을 없애 화질을 균일화시키는 것이 가능하다. 이 경우에, 광축 중심의 좌우의 한쪽에 전극와이어가 존재하므로, 어레이렌즈의 횡배열 또는 종배열의 여유분을 1에서 2열 이상 취하면, 최저 14에서 16열 이상 필요하게 된다. 따라서, 셀수가 약 240셀 이상으로 되면, 약0.6mm 이내의 전극와이어의 그림자가 액정표시소자에 비쳐 들어가는 것을 그림의 사선과 같이 균일화하여, 명암이 균일하고 색얼룩이 없는 화질이 얻어진다.

따라서, 투사형액정표시장치에서는 장치 전체의 소형화와 밝기 등의 성능향상을 동시에 실현할 수 있다. 더욱이, 제 1의 어레이렌즈(6) 및 제 2의 어레이렌즈(7)를 동일 형상으로 한 것에 의해, 모양이 한 종류로 되어 비용 저감도 도모된다.

도 4는, 본 발명에 의한 제 2번째의 실시형태를 나타낸 도면이다.

도 4의 편광빔스플리터(8)는 유리판재에 빛의 P 편광광과 S 편광광을 분리하는 편광빔스플리터 막을 부착하고 있고, 이것을 적층(積層)에 접착한 후 45°로 슬라이스한 구성으로 되어 있다. 이 때문에 도 4와 같이, 종(縱)길이의 마름모꼴 프리즘이 수개 배열된 평판모양의 구성으로 되어 있다. 상기 막붙임은 한 면 걸러서 알루미늄 또는 은 등의 미러 증착을 행해도 좋다. 단, 상기 미러부는 S 편광광을 반사하는 역할로 되어 있기 때문에, 상기 프리즘 광로에는 광선을 입사시키지 않는 연구가 필요하다.

이 때문에, 본 발명의 편광빔스플리터(8)는, 제 2의 어레이렌즈(7)의 각각의 렌즈광축의 피치중심에 위치하는 S 편광광의 반사프리즘의 광축입사면, 즉 제 2의 어레이렌즈(7)측의 면에 차광부재(27)를 부가하여, 불필요한 광이 커트되어 입사편광판(11)에 의해 흡수커트될 적에, 빛에서 열로 에너지 변환되어 발생하는 발열을 방지하는 효과가 있다. 상기 차광부재(27)는, 은이나 알루미늄 증착막 붙임에 의한 일렬 간격의 슬릿 모양의 반사막, 또는 불투명유리 모양의 발산막, 또는 차광용의 금속실(seal), 또는 내열실(seal), 또는 슬릿을 넣은 금속판, 또는 금속도금 등으로 구성된다.

이상과 같은 수개의 편광빔스플리터(8)가 배열된 평판모양의 구성에서는, 일렬 간격으로 λ/2 위상차판(9)을 접합시켜 놓고, 분리한 P 편광광을 S 편광광으로 변환하여, 편광빔스플리터(8)에서 출사하는 빛을 S 편광광으로 모으거나, 또는 분리한 S 편광광이 입사한 프리즘의 인접하는 프리즘에서 반사하여 출사된 후 λ/2 위상차판(9)에서 편광빔스플리터(8)의 출사광(出謝光)을 P 편광광으로 모으는 것도 가능하다.

이상과 같은 평판모양의 편광빔스플리터(8)의 각각의 마름모꼴 프리즘을 제 2의 어레이렌즈(7)의 각각의 렌즈 광축의 횡배열 방향의 피치에 적합시켜 복수개를 배열하고, 또한 제 2의 어레이렌즈(7)의 중앙부에 극간(隙間), 예를 들면 광축 피치의 1/2폭의 극간(h)을 두고 제 2의 어레이렌즈(7)의 좌우 또는 상하 반분씩으로 분할하여, 중앙부를 경계로 좌우대칭상태에서 편광빔스플리터(8)와, 동일한 편광빔스플리터(8)를 한 장 더 광축을 중심으로 하여 180°반전한 상태로 접합시키면, 제2의 어레이렌즈(7)에 설치한 차광부재(27)와 편광빔스플리터(8)의 횡배열 방향의 피치에 고정밀도로 적합시키는 것이 가능하게 되고, 제조상 곤란했던 제 2의 어레이렌즈(7) 및 차광부재(27)와 편광빔스플리터(8)를 고정밀도로 붙여 맞추는 것을 실현할 수 있다.

종래는, 도 4(b)와 같이 좌우대칭형인 평판모양의 편광빔스플리터(8)를 제조업체에서 만들고, 상기 편광빔스플리터(8)와 제 2의 어레이렌즈(7)의 광학부품끼리의 계면이 공기층이면, 반사방지막을 계면에 설비해도 빛의 투과효율이 저하하므로, 상기 편광빔스플리터(8)와 제 2의 어레이렌즈(7)를 각각의 렌즈 광축과 편광빔스플리터(8)의 횡배열방향의 피치를 적합시켜 접합시키는 구성으로 되어있었다. 이때, 불필요한 광을 커트하는 슬릿모양의 차광판을 제 2의 어레이렌즈(7)의 앞, 즉 광원측에 배치하고, 편광빔스플리터(8)에 입사하기 전에 불필요한 광 성분, 도면중의 사선부분을 차광하는 구성으로 되어 있었다. 그러나 이 경우는 차광부재(27)는 슬릿을 설치한 금속판 등의 구조부재이고, 광축에 대하여 독립하여 상기 차광부재를 지지하지 않으면 안되었다.

이 때문에, 차광부재(27)의 부품 정밀도 오차나 조립 정밀도 오차에 의하여, 필요한 빛까지 차광해 버리는 경우가 생기고, 또한 조립 시에도 부품개수가 늘어나므로 가공행정비용이 드는 구성이었다.

그러나 본 발명에서는, 차광부재(27)를 설치한 제 2의 어레이렌즈(7)에 편광빔스플리터(8)를 중앙을 경계로 하여 좌우대칭형으로 붙여 맞추어 증착막 등에서 차광부재를 형성하기 때문에, S 광로의 프리즘의 입사면을 거의 오차 없이 차광할수 있고, 또한 부품개수도 적어서 조립성이 향상한다.

더욱이, 본 발명에 의하여 종래와 같은 좌우대칭형의 평판모양의 편광빔스플리터(8)를 제조업체에서 제조하고 나서, 제 2의 어레이렌즈(7)에 붙여 맞추는 2단계의 가공행정은 하지 않고 2개의 편광빔스플리터(8)를 1단계의 가공행정으로 제 2의 어레이렌즈(7)에 접합시키므로, 가공비용의 저감이 도모된다.

또한, 종래의 편광빔스플리터(8)는 좌우 일체이므로, 접합 정밀도가 좌단에서 우단까지 적층 되고, 제 2의 어레이렌즈(7)에 접합시키는 때에 중앙을 가르게 되어, 꼭 좌우의 접합 정밀도오차, 예를 들면 ±0.25가 좌우 양측으로 나와 버린다.

그러나, 본 발명에 의하여 좌우 별체의 차광부재(27)를 설치한 제 2의 어레이렌즈(7)에 편광빔스플리터(8)를 붙여 맞추므로, 중앙에서의 정밀도오차를 쌓아올리는 것으로는 되지 않고, 왼쪽의 편광빔스플리터(8)는 좌측의 중심 또는 광량이 큰 제 2의 어레이렌즈(7) 상의 왼쪽 반분 중(中)의 렌즈광축을 정밀도가름의 중심으로 하는 것이 가능하므로, 상술한 수치로 말하자면 예컨대, ±0.125의 접합 정밀도오차로 억제된다. 또한, 마찬가지로 우측의 편광빔스플리터(8)를 제 2의 어레이렌즈(7)에 붙여 맞추는 경우에도, 상술한 좌측 같이 접합 정밀도오차를 반감할 수 있는 효과도 있다. 이에 의해, 제 2의 어레이렌즈(7)의 렌즈광축 피치의 1/2폭의 편광빔스플리터(8)의 접합 오차에 의한 광축의 위치 어긋남이 적게 되고, 제 2의 어레이렌즈(7)에서의 입사광이 편광빔스플리터(8)에 의해 차이는 광량이 감소한다. 이에 의해 빛의 투과효율이 향상하고, 밝기의 성능향상이 실현가능하게 되었다.당연히, 상기 편광빔스플리터(8)는 제 1 또는 제 2어레이렌즈(7) 보다도 얇아, 증착막에 의해 차광하는 경우는 통상의 제 2 어레이렌즈(7) 보다 두꺼운 편광빔스플리터(8)의 경우와는 증착방식이 다르다. 즉, 차광해야할 편광빔스플리터(8)의 P 편광부개구 또는 S 편광부개구 보다도, 접합 정밀도오차를 고려하여, 약간 좁은 영역을 차광하도록 차광수단의 영역을 설정하는 것은 이용광을 커트하지 않기 위해서라도 필요하다.

이와 같은 차광수단의 정밀도, 예를 들면 차광막의 폭을 편광빔스플리터(8)의 피치폭 보다 약간 작게하는 등의 아이디어는 제 2어레이렌즈(7) 보다도 얇은 편광빔스플리터(8)나 제 2어레이렌즈(7)의 셀수가 많은 경우에, 광효율 향상에 효과가 있다. 또한, 서로의 접합 정밀도도 고려하여 이하에 설명하는 바와 같이 기준위치를 다수 설정하거나, 편광빔스플리터(8)를 분할하여 접합한다든지 하는 것이 유리한 경우도 있다.

도 5는 본 발명의 제 3번째의 실시형태의 외관을 나타낸 도면이다. 본 발명에서는 제 1어레이렌즈(6) 또는 제 2어레이렌즈(7)에는 각각의 렌즈의 위치를 정하는 기준으로서의 제 1위치 결정부(27)와, 편광빔스플리터(8)에는 위치결정 기준으로서의 제 2위치결정부(28)를 설치하고 있다. 상기 제 1 위치결정부(27) 및 제 2 위치결정부(28)는, 각인(刻印)(도 5에 나타낸다), 오목부(凹部), 볼록부(凸部), 단면(端面), 노치부, 단차부(段差部) 또는 마킹(marking) 등으로 형성되어 있고, 상기 제 1위치결정부(27)를 제 1어레이렌즈(6) 또는 제 2 어레이렌즈(7)를 지지 고정하는 구조부재에 설치된 위치수단부(도시하지 않음)에 맞추는 것에 의해, 제 1어레이렌즈(6) 또는 제 2어레이렌즈(7)의 절대 위치 결정을 행한다. 마찬가지로, 편광빔스플리터(8)의 제 2위치결정부(28)를 편광빔스플리터(8)를 지지 고정하는 구조부재에 설치된 위치수단부(도시하지 않음)에 맞추는 것에 의해, 편광빔스플리터(8)의 절대위치결정을 행한다.

본 발명에 의하여, 제 1어레이렌즈(6), 제 2어레이렌즈(7) 및 편광빔스플리터(8)를 광학부품의 지지구조부재에의 끼워 넣을 때에, 각각의 기준위치 맞춤이 용이하게 되고, 또한 제 1 어레이렌즈(6) 및 어레이렌즈(7)의 각각의 서로 마주보는 렌즈광축이 설계위치에 있어서 일치하여, 편광빔스플리터(8)의 배열도 상기 렌즈광축의 횡배열 피치에 맞춰져 빛의 이용효율이 최대로 되는 위치에 맞추는 것이 가능하다. 이에 의해 광학성능의 향상과, 이들의 광학부품을 조립하는 작업이 단순하게 되어 작업효율도 향상한다.

더욱이 도 5에 나타난 바와 같이, 제 2 어레이렌즈(7)의 제 1위치결정부(27)와, 편광빔스플리터(8)의 제 2위치결정부(28)를 서로 합치하는 위치에 설치하여 조립 시에 각각의 위치결정부를 합치시키는 것에 의해, 제 2 어레이렌즈(7)의 각각의 렌즈광축에 대하여 최적의 위치에 편광빔스플리터(8)의 배열이 배치되도록 된다. 이에 의해 빛의 이용효율이 최대로 되는 위치에 맞추는 것이 가능하여, 광학성능의 향상이 도모된다.

도 6은 본 발명의 4번째의 실시형태의 외관을 나타내는 도면이다. 본 발명에서는, 제 1어레이렌즈(6) 또는 제 2어레이렌즈(7)에는 각각의 렌즈의 위치 결정기준으로서의 제 1위치결정부(27)와, 편광빔스플리터(8)에는 위치결정기준으로서의제 2위치결정부(28)를 설치하고 있다. 상기 제 1위치결정부(27) 및 제 2위치결정부(28)는, 도 6(a)에 나타난 바와 같은 오목부(凹部)와 볼록부(凸部)로 형성되어 있어, 상기 제 1위치결정부(27)와 제 2위치결정부(28)를 조합하여 오목부(凹部)와 볼록부(凸部)가 합치하도록 하고, 제 1어레이렌즈(6) 또는 제 2어레이렌즈(7)의 각각의 렌즈광축에 대하여 최적의 위치로 편광빔스플리터(8)의 배열이 배치되도록 위치를 내고, 편광빔스플리터(8)를 제 1어레이렌즈(6) 또는 제 2어레이렌즈(7)에 첨부시킨다. 이에 의해 빛의 이용효율이 최대로 되는 위치에 맞추는 것이 가능하고, 더욱이 붙여맞춤에 의하여, 광학부품의 경계면에서의 광의 반사광을 감소할 수 있어 광학성능의 향상이 도모된다.

또한, 상기 제 1위치결정부(27) 및 제 2위치결정부(28)는, 오목부(凹部)와 볼록부(凸部)에 한정되는 것이 아니고, (b)도와 같이 단면(端面)끼리이거나, (c)도와 같이 볼록부 끼리이거나, (d)도와 같이 한쪽의 위치결정틀에 한쪽의 전체를 끼워 넣는 형식이거나 (e)도와 같이 위치결정 지그(31)등의 제 3의 부재를 통해서 서로의 위치를 결정하여 붙여 맞추어도 좋다. 더욱이, 어레이렌즈의 각각의 렌즈광축에 대하여 보다 최적의 위치에 편광빔스플리터(8)의 배열이 오도록 부품 정밀도오차의 누적분을 고려하여 서로의 치수 설계를 행하여 정밀도를 향상시키는 방법도 있다.

본 발명에 의하면, 광로길이가 단축될 수 있어 장치의 소형화가 가능하게 되고, 밝기도 개선될 수 있다. 또한, 화질의 균일화 등의 화질성능 개선도 가능하게된다. 더욱이, 불필요한 광에 의한 발열도 방지할 수 있게 된다.

본 발명은, 본 취지 또는 주요한 특징에서 일탈하지 않고, 상기 실시예의 다른 형태에서도 실시하는 것이 가능하다. 따라서, 상기 실시예는, 전체적인 면에서 본 발명의 단순한 하나의 예시에 지나지 않으며, 한정적으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 범위는 특허청구범위에 의해 나타내져 있다. 더욱이, 상기 특허청구범위의 균등범위에 속하는 변형이나 변경은, 전체 본 발명의 범위내의 것이다.

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빛을 방사하는 광원과, 상기 광원의 출사광을 영상신호에 따른 광학상(光學像)이 형성되는 라이트밸브 수단인 영상표시소자와, 상기 영상표시소자의 위에 조사시키는 작용을 가지는 조명광학계와, 상기 영상표시소자로부터 출사한 빛을 투사하는 투사수단으로 구성되는 광학유닛에 있어서,

상기 광학유닛은, 사각형, 원형 및 다각형 중 어느 하나의 출사개구를 가지는 반사면경과, 상기 반사면경 내에서 램프전극의 편측(片側)에 설치된 전극와이어를 갖는 광원과, 상기 출사개구와 대략 같은 사이즈 내로 설치된 복수의 집광렌즈와, 상기 광원에서 출사한 빛을 집광하여 복수의 2차 광원상를 형성하기 위한 제1 어레이렌즈와, 상기 복수의 2차 광원상이 형성되는 근방에 배치되어 영상표시소자에 제1 어레이렌즈의 각각의 렌즈상을 결상(結像)시키는 제2 어레이렌즈를 가지고,

상기 제1 어레이렌즈를 좌우 또는 상하로 2분한 때, 상기 제1 어레이렌즈 상에 생기는 상기 전극와이어의 그림자의 전체면적 중 50% 이상의 면적을 가지는 영역에서, 상기 전극와이어의 띠 형상의 그림자폭을 a, 1개의 셀의 세로폭과 가로폭 중 어느 하나의 사이즈를 b로 하여, 상기 제1 어레이렌즈의 셀은 상기 영역에서 (b/a)열 이상의 횡배열 또는 종배열로 하는 것을 특징으로 하는 광학유닛.
제 40항에 있어서,

적어도, 상기 제1 어레이렌즈의 1개의 렌즈셀과 상기 영상표시소자와의 대각치수의 비율, 횡치수의 비율 및 종치수의 비율 중 어느 하나의 비율이 1/(4.5 이상)인 것을 특징으로 하는 광학유닛.
제 40항에 있어서,

상기 영상표시소자의 영상표시부의 사각형 대각치수가 0.7"(인치) 내지 0.9" 내지 1.3" 중 어느 것이고, 상기 제1 어레이렌즈의 1개의 렌즈셀의 사각형 대각치수를 0. 18" 이하로 하는 것을 특징으로 하는 광학유닛.
제 40항에 있어서,

상기 제1 어레이렌즈와 제2 어레이렌즈 중 적어도 1개의 렌즈셀의 대각치수를 0. 18" 이하로 하는 것을 특징으로 하는 광학유닛.
제 40항에 있어서,

상기 제 1의 어레이렌즈와 제 2의 어레이렌즈 중 적어도 어느 한쪽을 구성하는 렌즈셀의 총수를 240셀 이상으로 하는 것을 특징으로 하는 광학유닛.
빛을 방사하는 광원과, 상기 광원의 출사광을 영상신호에 따른 광학상이 형성되는 라이트밸브 수단인 영상표시소자와, 상기 영상표시장치의 위에 조사시키는 작용을 갖는 조명광학계와, 상기 영상표시소자로부터 출사한 빛을 투사하는 투사수단과, 상기 투사수단으로부터의 투사광을 표시하는 표시수단과, 영상신호회로와 전원회로로 구성되는 투사형 표시장치에 있어서,

상기 투사형 표시장치는, 사각형, 원형 및 다각형 중 어느 하나의 출사개구를 갖는 반사면경과, 상기 반사면경 내에서 램프전극의 편측(片側)에 설치된 전극와이어를 갖는 광원과, 상기 출사개구와 대략 같은 사이즈 내에 설치된 복수의 집광렌즈와, 상기 광원으로부터 출사한 빛을 집광하여 복수의 2차 광원상을 형성하기 위한 제1 어레이렌즈와, 상기 복수의 2차 광원상이 형성되는 근방에 배치되어 영상표시소자에 제1 어레이렌즈의 각각의 렌즈상을 결상시키는 제2 어레이렌즈를 가지고,

상기 제1 어레이렌즈를 좌우 또는 상하로 2분한 때, 상기 제1 어레이렌즈 상에 생기는 상기 전극와이어의 그림자의 전체면적 중 50% 이상의 면적을 가지는 영역에서, 상기 전극와이어의 띠 형상의 그림자폭을 a, 1개의 셀의 세로폭과 가로폭 중 어느 하나의 사이즈를 b로 하여, 상기 제1 어레이렌즈의 셀은 상기 영역에서 (b/a)열 이상의 횡배열 또는 종배열로 하는 것을 특징으로 하는 투사형 표시장치.
제 45항에 있어서,

적어도, 상기 제1 어레이렌즈의 각각의 렌즈셀과 상기 영상표시소자와의 대각치수의 비율, 횡치수의 비율 및 종치수의 비율 중 어느 하나의 비율이 1/(4.5 이상)인 것을 특징으로 하는 투사형 표시장치.
제 45항에 있어서,

상기 영상표시소자의 영상표시부의 사각형 대각치수가 0.7"(인치) 내지0.9"나 1.3" 중 어느 것으로 하고, 상기 제1 어레이렌즈중 1개의 렌즈셀의 사각형 대각치수가 0.18" 이하인 것을 특징으로 하는 투사형 표시장치.
제 45항에 있어서,

상기 제1 어레이렌즈와 제2 어레이렌즈 중 적어도 1개의 렌즈셀의 대각치수를 0. 18" 이하로 하는 것을 특징으로 하는 투사형 표시장치.
제 45항에 있어서,

상기 제1 어레이렌즈와 제2 어레이렌즈의 적어도 어느 한쪽을 구성하는 렌즈셀의 총수를 240셀 이상으로 하는 것을 특징으로 하는 투사형 표시장치.
빛을 방사하는 광원과, 상기 광원의 출사광을 영상신호에 따른 광학상(光學像)이 형성되는 라이트밸브 수단인 영상표시소자와, 상기 영상표시소자의 위에 조사시키는 작용을 가지는 조명광학계와, 상기 영상표시소자로부터 출사한 빛을 투사하는 투사수단으로 구성되는 광학유닛에 있어서,

상기 광학유닛은, 사각형, 원형 및 다각형 중 어느 하나의 출사개구를 가지는 반사면경과, 상기 반사면경 내에서 램프전극의 편측(片側)에 설치된 전극와이어를 갖는 광원과, 상기 출사개구와 대략 같은 사이즈 내로 설치된 복수의 집광렌즈와, 상기 광원에서 출사한 빛을 집광하여 복수의 2차 광원상를 형성하기 위한 제1 어레이렌즈와, 상기 복수의 2차 광원상이 형성되는 근방에 배치되어 영상표시소자에 제1 어레이렌즈의 각각의 렌즈상을 결상(結像)시키는 제2 어레이렌즈를 가지고,

전극와이어의 띠 형상의 그림자폭을 a, 상기 제1 어레이렌즈의 1개의 셀의 세로폭과 가로폭 중 어느 하나의 사이즈를 b로 한 때, 상기 제1 어레이렌즈의 셀의 횡배열 또는 종배열을 (b/a)열 이상으로 하는 것을 특징으로 하는 광학유닛.