JP2000039592A - Microlens array, display element using the same and display device - Google Patents

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To make it possible to increase an aperture ratio, to greatly improve the utilization efficiency of light and to obtain bright images by providing both surface sides of a flat plate with plural microlenses of the arrangement corresponding to pixels. SOLUTION: The flat plate microlens 31 is of a distributed index type and is a lens array of two-dimensional arrangement disposed in correspondence to pixel electrodes 29 and is disposed always on an incident ray 33 side with respect to liquid crystals 28. The individual lens shapes of the flat plate microlens 31 are formed to the same shape as the shape of the region corresponding to one pixel in the liquid crystals 28 and of the same arrangement. The foci are so set as to exist on the plane of the liquid crystals 28 or near the same by regulating refractive index distribution regions 36 disposed at the flat plate microlens 31. As a result, the incident rays 33 parallel with the optical axis passed a polarized plate are focused by the flat plate microlens 31 and are made incident on the pixel electrodes 29, i.e., apertures without passing light shielding parts 30 of metallic wiring, switching elements, etc.

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、投写型液晶表示装置等
の表示装置技術に係り、特に光源からの光の利用効率を
図り、液晶素子からの光出力を増大して明るい投影画像
を得るのに好適な技術に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a display device technology such as a projection type liquid crystal display device, and more particularly to the utilization of light from a light source and an increase in light output from a liquid crystal element to obtain a bright projected image. The present invention relates to a technique suitable for:

【０００２】[0002]

【従来の技術】従来の表示装置、例えば投写型液晶表示
装置は、特開昭６３−１５２２５号及び特開昭６３−１
１６１２３号公報に記載されているように、単一光源か
ら出力された白色光をダイクロイックミラ−により、
赤、青、緑の色の三原色に分光し、この三原色光を３枚
の液晶ライトバルブにそれぞれ入射することにより、三
原色に対応する画像をダイクロイックミラ−、あるいは
ダイクロイックプリズムを用いて合成することにより、
カラ−画像を得て、このカラ−画像を１本の投写レンズ
を用いて、スクリ−ン上に拡大投写せしめたものであっ
た。2. Description of the Related Art A conventional display device, for example, a projection type liquid crystal display device is disclosed in JP-A-63-15225 and JP-A-63-1.
As described in Japanese Patent No. 16123, white light output from a single light source is converted by a dichroic mirror.
By splitting the light into the three primary colors of red, blue, and green, and entering the three primary colors into three liquid crystal light valves, an image corresponding to the three primary colors is synthesized using a dichroic mirror or a dichroic prism. ,
A color image was obtained, and this color image was enlarged and projected on a screen using a single projection lens.

【０００３】[0003]

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術におい
て、ライトバルブとして用いる各液晶表示素子の構造
は、通常、２枚の偏光板により光学的に挾まれており、
これによって前記液晶表示素子に入射した光線は、Ｓ偏
光光、あるいはＰ偏光光のうちの何れか一方の偏光しか
出射されない。すなわち、前記液晶素子を透過する光量
は、全くロスが無いものと仮定してもこれら２種の偏光
のうちの一方のみであることから光源の半分となり、光
の利用効率が半減する。ここで、Ｐ偏光光とは入射面に
対して平行な偏光面（電気ベクトルの振動している平
面）をもつ直線偏光光のことをいい、Ｓ偏光光とは入射
面に対して垂直な偏光面をもつ直線偏光光のことをい
う。In the above prior art, the structure of each liquid crystal display element used as a light valve is usually optically sandwiched between two polarizing plates.
As a result, the light incident on the liquid crystal display element emits only one of the S-polarized light and the P-polarized light. That is, even if it is assumed that there is no loss, the amount of light transmitted through the liquid crystal element is only one of these two types of polarized light, and thus is half of the light source, and the light use efficiency is reduced by half. Here, the P-polarized light means linearly polarized light having a plane of polarization parallel to the plane of incidence (the plane on which the electric vector oscillates), and the S-polarized light is polarized perpendicular to the plane of incidence. It refers to linearly polarized light having a surface.

【０００４】また、上記従来技術においては液晶表示素
子の開口率の問題があることが指摘されていた。ここで
は、開口率は次のように定義する。 開口率＝１画素中の表示に寄与する有効面積／１画素全
領域の面積 すなわち、表示に寄与しない部分が大きいと開口率は小
さくなり、光の利用効率が悪くなる。表示に寄与しない
部分（遮光部と云う）としては、各電極の金属配線、個
々の画素を個別に制御する手段として付加された非線形
素子あるいはスイッチング素子、画素電極の周囲のギャ
プなどが挙げられる。Further, it has been pointed out that the above prior art has a problem of an aperture ratio of a liquid crystal display element. Here, the aperture ratio is defined as follows. Aperture ratio = effective area contributing to display in one pixel / area of one pixel entire region. That is, if a portion that does not contribute to display is large, the aperture ratio becomes small, and light use efficiency deteriorates. Examples of the portion that does not contribute to display (referred to as a light blocking portion) include a metal wiring of each electrode, a non-linear element or a switching element added as a means for individually controlling each pixel, a gap around a pixel electrode, and the like.

【０００５】また、同一液晶表示素子のパネルサイズで
精細度を高くするには、画素ピッチを小さくする必要が
あるが、この場合、液晶表示素子の構成要素のすべてを
相似的に縮小できれば開口率は変化しないが、エッチン
グ精度、位置合わせ精度の点から電極の金属配線の幅や
付加素子の大きさはある程度以下には小さくできない。
その結果、精細度を高くしていくと開口率が必然的に小
さくなるという問題がある。Further, in order to increase the definition with the same liquid crystal display element panel size, it is necessary to reduce the pixel pitch. In this case, if all the constituent elements of the liquid crystal display element can be reduced in a similar manner, the aperture ratio is reduced. Does not change, but the width of the metal wiring of the electrode and the size of the additional element cannot be reduced below a certain level in terms of etching accuracy and alignment accuracy.
As a result, there is a problem that as the definition is increased, the aperture ratio is necessarily reduced.

【０００６】本発明の目的は、開口率をも大きくし、光
の利用効率を大幅に向上させて明るい画像を得ることの
できるマイクロレンズアレイ、それを用いた表示素子及
び表示装置を提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a microlens array capable of obtaining a bright image by increasing the aperture ratio and greatly improving the light use efficiency, and a display element and a display device using the same. It is in.

【０００７】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明の目的を達成する
ために、本発明のマイクロレンズアレイは、画像表示の
ための光を表示素子の画素に照射する表示装置用のマイ
クロレンズアレイであって、上記画素に対応した配列の
複数のマイクロレンズが平板の両面側に設けられてい
る。本発明による表示素子は、上記発明のマイクロレン
ズアレイを備えている。In order to achieve the object of the present invention, a microlens array according to the present invention is a microlens array for a display device that irradiates pixels of a display element with light for image display. Further, a plurality of microlenses having an arrangement corresponding to the pixels are provided on both sides of the flat plate. A display element according to the present invention includes the microlens array according to the present invention.

【０００８】本発明による表示装置は、上記発明のマイ
クロレンズアレイにより表示素子の画素に照射された光
を駆動回路で制御し画像表示するように構成されてい
る。[0008] The display device according to the present invention is configured so that light emitted to the pixels of the display element by the microlens array of the present invention is controlled by a drive circuit to display an image.

【０００９】[0009]

【作用】上記マイクロレンズアレイは入射光を集束して
表示素子の画素に照射する。The microlens array focuses incident light and irradiates the pixels of the display element.

【００１０】[0010]

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面にしたがって
説明する。An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【００１１】〈実施例１〉図１は、本発明の一実施例と
なる投写型液晶表示装置の全体構成を示す概略図であ
り、図２は偏光光学系を示す偏光合成素子の構成図、図
３は偏光合成素子を構成する偏心レンズの作用説明図で
ある。図１において、１は光源であり、例えばメタルハ
ライドランプ、ハロゲンランプ等の白色光源である。２
はリフレクタであり、３は光源１からの白色光を集束す
るための集束レンズ群であり、４は偏光合成素子であ
り、後で図２により詳細を説明するが、偏光手段として
の偏光ビ−ムスプリッタ−と合成手段としての直角プリ
ズム及び偏心レンズにより構成させる。５は液晶表示素
子であり、後で図４により詳細を説明するが、液晶パネ
ルと偏光板、及び平板マイクロレンズアレイにより、構
成される。６は液晶表示素子５上の表示画像を拡大する
ための投写レンズであり、７はスクリ−ンである。一
方、８は液晶表示素子５の駆動回路としてのビデオクロ
マ処理回路、９はＲＧＢ出力回路、１０はＸドライバ、
１１は同期処理回路、１２はコントロ−ラ、１３はＹド
ライバである。さらに、偏光合成素子４は図２に示すよ
うに、偏光ビ−ムスプリッタ−１４と、２個の直角プリ
ズム１５と２枚の偏心レンズ１６とで構成される。Embodiment 1 FIG. 1 is a schematic diagram showing the entire configuration of a projection type liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a configuration diagram of a polarization combining element showing a polarization optical system. FIG. 3 is a diagram illustrating the operation of the decentering lens constituting the polarization combining element. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a light source, for example, a white light source such as a metal halide lamp and a halogen lamp. 2
Is a reflector, 3 is a focusing lens group for focusing white light from the light source 1, and 4 is a polarization combining element, which will be described in detail later with reference to FIG. It consists of a right angle prism and an eccentric lens as a synthesizing means. Reference numeral 5 denotes a liquid crystal display element, which will be described in detail later with reference to FIG. 4, and includes a liquid crystal panel, a polarizing plate, and a flat microlens array. Reference numeral 6 denotes a projection lens for enlarging a display image on the liquid crystal display element 5, and reference numeral 7 denotes a screen. On the other hand, 8 is a video chroma processing circuit as a driving circuit of the liquid crystal display element 5, 9 is an RGB output circuit, 10 is an X driver,
11 is a synchronous processing circuit, 12 is a controller, and 13 is a Y driver. Further, as shown in FIG. 2, the polarization combining element 4 comprises a polarization beam splitter 14, two right-angle prisms 15 and two decentering lenses 16.

【００１２】以下、本実施例の動作について図１、図２
を用いて詳細に説明する。図１において、光源１をリフ
レクタ−２（ここでは放物形状）の焦点位置近傍に設け
ることにより、リフレクタ−２からの出射光はほぼ平行
光束となり集束レンズ群３に入射する。集束レンズ群３
では、正のパワ−を有する集光レンズ３ａと負のパワ−
を有する集光レンズ３ｂとによって、入射光束を液晶表
示素子５の表示面積の約１／２の大きさまで平行光束を
維持した状態で集束し、偏光合成素子４に入射する。本
実施例では液晶表示素子５として１．３インチ相当の液
晶パネルを使用し、集光レンズ群３からの出射光束を約
φ２３ｍｍまで絞り込んだ。The operation of this embodiment will be described below with reference to FIGS.
This will be described in detail with reference to FIG. In FIG. 1, by providing the light source 1 near the focal point of the reflector-2 (here, parabolic), the light emitted from the reflector-2 becomes a substantially parallel light beam and enters the focusing lens group 3. Focusing lens group 3
Here, the condenser lens 3a having positive power and the negative power
With the condensing lens 3b having the above, the incident light beam is focused while maintaining the parallel light beam to a size of about の of the display area of the liquid crystal display element 5, and is incident on the polarization combining element 4. In this embodiment, a liquid crystal panel equivalent to 1.3 inches is used as the liquid crystal display element 5, and the luminous flux emitted from the condenser lens group 3 is narrowed down to about φ23 mm.

【００１３】次に偏光合成素子４の動作を図２を用いて
説明する。同図において、集束レンズ群３（図示してい
ない）からの出射光線１７は不定偏光光１８であり、偏
光合成素子４の構成要素である偏光ビ−ムスプリッタ−
１４（本実施例では１５ｍｍ×１５ｍｍ）に入射し、偏
光ビ−ムスプリッタ−１４により不定偏光光１８をＳ偏
光光２０（反射光）とＰ偏光光１９（透過光）の直線偏
光光に分離する。さらに分離されたＰ偏光光１９は、偏
心レンズ１６によって約２倍に拡大し液晶表示素子（図
示していない）に入射する。Next, the operation of the polarization combining element 4 will be described with reference to FIG. In the figure, a light beam 17 emitted from a converging lens group 3 (not shown) is an irregularly polarized light beam 18, and is a polarization beam splitter which is a component of the polarization combining element 4.
14 (in this embodiment, 15 mm × 15 mm), and the polarized beam splitter 14 separates the irregularly polarized light 18 into linearly polarized light of S-polarized light 20 (reflected light) and P-polarized light 19 (transmitted light). I do. Further, the separated P-polarized light 19 is magnified about twice by the decentering lens 16 and is incident on a liquid crystal display element (not shown).

【００１４】また、一方のＳ偏光光２０は、互いに直交
する光軸上に４５度傾けた状態で反射面が配置されるよ
うに構成した２個の直角プリズム１５によりその進路を
それぞれ９０°折り曲げながら２回反射によってＰ偏光
光２１に変換されて出射し、偏心レンズ１６によって約
２倍に拡大し、液晶表示素子（図示していない）に入射
する。すなわち、図２では一方のＳ偏光光２０をＰ偏光
光２１に変換した状態を示している。これにより、光軸
の異なる隣接した２面、すなわち偏光ビ−ムスプリッタ
−面と直角プリズム面とからそれぞれ同一偏光光で同一
方向の光束（何れもＰ偏光光１９、２１）を得る。次
に、偏光ビ−ムスプリッタ−面と前記直角プリズム面と
からの出射光束をその光軸がそれぞれに所定量偏心した
偏心レンズ１６に入射する。そして、偏心レンズ１６に
よって２面から出射される光束の光軸ずれを補正し、か
つ約２倍に拡大して、液晶表示素子面上で一致するよう
に入射する。これによって、光源１からの光束すべてを
直線偏光光束として、液晶表示素子５に入射することが
でき、光の有効利用率を倍近くまで改善できる小形の偏
光合成素子４が得られる。The path of one S-polarized light 20 is bent at 90 ° by two right-angle prisms 15 arranged such that the reflection surfaces are arranged in a state of being inclined at 45 degrees on optical axes orthogonal to each other. While being reflected twice, it is converted into P-polarized light 21 and emitted, expanded about twice by the eccentric lens 16, and enters a liquid crystal display element (not shown). That is, FIG. 2 shows a state in which one S-polarized light 20 is converted into a P-polarized light 21. As a result, luminous fluxes in the same direction and in the same direction (both P-polarized lights 19 and 21) are obtained from two adjacent surfaces having different optical axes, that is, the polarizing beam splitter surface and the right-angle prism surface. Next, the light beam emitted from the polarizing beam splitter surface and the right-angle prism surface is incident on an eccentric lens 16 whose optical axis is decentered by a predetermined amount. The eccentric lens 16 corrects the optical axis shift of the light beam emitted from the two surfaces, enlarges the light beam approximately twice, and makes the light beams coincide with each other on the liquid crystal display element surface. As a result, the entire light beam from the light source 1 can be incident on the liquid crystal display element 5 as a linearly polarized light beam, and a small-sized polarization combining element 4 capable of improving the effective utilization of light to nearly twice is obtained.

【００１５】また、液晶表示素子５の入射側の透明基板
上に平板マイクロレンズアレイを密着して備える構成に
することにより、入射光が有効に画素電極に導かれ、各
電極の金属配線、個々の画素を個別に制御する手段とし
て付加された非線形素子あるいはスイッチング素子、画
素電極の周囲のギャプなどの表示に寄与しない部分（遮
光部）で遮断されることによる入射光の損失がほとんど
生じないために、開口率を倍近くまで改善できる。この
結果、偏光合成素子４及び平板マイクロレンズアレイを
用いることにより明るい投写型液晶表示装置を得ること
ができる。Further, by providing a structure in which a flat microlens array is provided in close contact with the transparent substrate on the incident side of the liquid crystal display element 5, incident light is effectively guided to the pixel electrodes, and the metal wiring of each electrode and the individual A non-linear element or a switching element added as a means for individually controlling the pixel and a gap around the pixel electrode that does not contribute to display (light-shielding portion) cause almost no loss of incident light due to interruption. In addition, the aperture ratio can be improved to nearly double. As a result, a bright projection type liquid crystal display device can be obtained by using the polarization combining element 4 and the flat microlens array.

【００１６】次に偏心レンズ１６の作用について図３を
用いて説明する。図３（ａ）は液晶表示素子側から図２
に示した偏光合成素子４の出射面側を見た状態である。
前述したように偏光合成素子４からの出射面は図示する
偏光ビ−ムスプリッタ−からの出射面２２と直角プリズ
ムからの出射面２３の２面から出射される。この２面か
らの出射面（２２、２３）に偏心レンズ１６がそれぞれ
図２に示したように配置されている。さらに偏心レンズ
１６は図３に点線で示すようにその直径が各出射面（２
２、２３）の対角長をＤ（本実施例では２１．２ｍｍ）
とした場合２Ｄとなる平凹レンズ２５の一部を図示のご
とく各出射面（２２、２３）の偏心量に合わせて切り取
った形状であり、また拡大倍率が約２倍となるように焦
点距離を設定した。なお、図３（ｂ）は偏心レンズ１６
を平凹レンズ２５から４分割した例を示している。これ
によって偏心レンズ１６による偏光ビ−ムスプリッタ−
出射面２２の拡大像は一点破線で示される領域２４とな
り、さらにもう一方の偏心レンズ１６による直角プリズ
ム出射面２３の拡大像も一点破線で示される領域２４と
なり同一偏光光が一致して合成される。なお、この合成
される一点破線で示される領域２４は図１の液晶表示素
子５の表示面積と同一で、かつこの位置に液晶表示素子
５の液晶面となるように配置して入射される。ここで、
偏心レンズ１６の拡大倍率を２倍よりも大きくにする
と、拡大像２４が液晶表示素子５の表示面積よりも大き
くなり光利用率が大幅に低下する。また、拡大倍率を２
倍よりも小さくにすると拡大像２４が液晶表示素子５の
表示面積よりも小さくなり輝度むらを生じてしまう。よ
って、上記のごとく偏心レンズ１６の拡大倍率を約２倍
に設定すると好適である。Next, the operation of the eccentric lens 16 will be described with reference to FIG. FIG. 3A is a view from the liquid crystal display element side of FIG.
Is a state in which the light exit surface side of the polarization combining element 4 shown in FIG.
As described above, the exit surface from the polarization combining element 4 exits from the exit surface 22 from the illustrated polarization beam splitter and the exit surface 23 from the right-angle prism. The eccentric lenses 16 are arranged on the exit surfaces (22, 23) from these two surfaces as shown in FIG. Further, the diameter of the eccentric lens 16 is set at each exit surface (2
2, 23) is D (21.2 mm in this embodiment).
In this case, a part of the plano-concave lens 25 that becomes 2D is cut out according to the amount of eccentricity of each of the exit surfaces (22, 23) as shown in the figure, and the focal length is set so that the magnification is about twice. Set. FIG. 3B shows the eccentric lens 16.
Is divided into four parts from the plano-concave lens 25. Thereby, the polarization beam splitter by the eccentric lens 16 is used.
The enlarged image of the exit surface 22 is a region 24 indicated by a dashed line, and the enlarged image of the exit surface 23 of the right-angle prism by the other eccentric lens 16 is also an region 24 indicated by a dashed line. You. The combined area 24 indicated by a dashed line is the same as the display area of the liquid crystal display element 5 in FIG. 1 and is incident on this position so as to be the liquid crystal surface of the liquid crystal display element 5. here,
If the magnification of the eccentric lens 16 is made larger than twice, the magnified image 24 becomes larger than the display area of the liquid crystal display element 5, and the light utilization rate is greatly reduced. Also, if the magnification is 2
If the magnification is smaller than twice, the enlarged image 24 is smaller than the display area of the liquid crystal display element 5, and uneven brightness occurs. Therefore, it is preferable to set the magnification of the eccentric lens 16 to about twice as described above.

【００１７】以上のように、本実施例の偏光合成素子４
を用いればＰ偏光光とＳ偏光光のいずれの偏光光も有効
に利用できるので従来の偏光板に依存する光利用率の劣
化が大幅に改善される。As described above, the polarization combining element 4 of this embodiment
By using P, both the P-polarized light and the S-polarized light can be used effectively, so that the deterioration of the light utilization factor depending on the conventional polarizing plate is greatly improved.

【００１８】次に、液晶表示素子５の動作について、図
４、図５を用いて説明する。図４は液晶表示素子５の一
例を示す斜視図であり、図５は図４の構成要素の位置関
係を表すために模式的に描いた平面図である。図４にお
いて、２６は一対の透明基板で、一方の透明基板２６ａ
の対向面側には透明の対向電極２７が、また、他方の透
明基板２６ｂの対向面側には透明の画素電極２９がそれ
ぞれ設けられており、この対をなす透明基板２６ａ、２
６ｂ間に液晶２８が封入されている。３０は、上記他方
の透明基板２６ｂに設けられた各電極の金属配線、個々
の画素を個別に制御する手段として付加された非線形素
子やスイッチング素子、画素電極の周囲のギャップなど
で形成される表示に寄与しない部分（遮光部）である。
このように液晶パネルは透明基板２６、対向電極２７、
液晶２８、画素電極２９、遮光部３０により構成され
る。３１は、平板マイクロレンズアレイであり、本発明
の特徴であるところの屈折率分布型で実質上は図中の破
線で示すような画素電極２９に対応して設けられた２次
元配列のレンズアレイである。３２は平板マイクロレン
ズアレイ３１、透明基板２６の外側にそれぞれ設けた偏
光板である。平板マイクロレンズアレイ３１は、液晶２
８に対して常に入射光線３３側に設けられる。Next, the operation of the liquid crystal display element 5 will be described with reference to FIGS. FIG. 4 is a perspective view showing an example of the liquid crystal display element 5, and FIG. 5 is a plan view schematically showing the positional relationship of the components in FIG. In FIG. 4, reference numeral 26 denotes a pair of transparent substrates, one of which is a transparent substrate 26a.
Are provided with a transparent counter electrode 27 on the opposite surface side, and a transparent pixel electrode 29 is provided on the opposite surface side of the other transparent substrate 26b.
Liquid crystal 28 is sealed between 6b. Reference numeral 30 denotes a display formed by metal wiring of each electrode provided on the other transparent substrate 26b, a non-linear element or switching element added as means for individually controlling each pixel, a gap around the pixel electrode, and the like. (Light shielding portion) which does not contribute to
Thus, the liquid crystal panel has a transparent substrate 26, a counter electrode 27,
The liquid crystal device includes a liquid crystal, a pixel electrode 29, and a light shielding unit 30. Reference numeral 31 denotes a flat plate microlens array, which is a feature of the present invention and is a refractive index distribution type lens array having a two-dimensional array provided substantially corresponding to a pixel electrode 29 as shown by a broken line in the figure. It is. Reference numeral 32 denotes a polarizing plate provided outside the flat microlens array 31 and the transparent substrate 26, respectively. The flat plate microlens array 31 includes the liquid crystal 2
8 is always provided on the incident light beam 33 side.

【００１９】次に図５を用いて本発明の好ましい構成要
素の位置関係及び形状について説明する。同図におい
て、斜線領域３５は図４の液晶２８中の１画素に対応し
た領域である。そして、斜線領域内の実線枠内２９が表
示に有効な（すなわち、光が透過する）画素電極であ
り、それ以外の周縁が金属配線、スイッチング素子など
の遮光部３０である。そして、図中の点線枠３１ａがマ
イクロレンズアレイ３１の個々のレンズ形状を示す。Next, the positional relationship and the shape of the preferred components of the present invention will be described with reference to FIG. 4, a hatched area 35 is an area corresponding to one pixel in the liquid crystal 28 in FIG. The solid line frame 29 in the hatched area is a pixel electrode effective for display (that is, light is transmitted), and the other periphery is a light shielding portion 30 such as a metal wiring or a switching element. The dotted frame 31a in the figure indicates the individual lens shape of the micro lens array 31.

【００２０】本発明においては図中に示すように平板マ
イクロレンズアレイ３１の個々のレンズ形状を液晶２８
中の１画素に対応した領域３５の形状と同一形状及び同
一配列に成るようにするのが好ましい。次に平板マイク
ロレンズアレイ３１の作用について図６を用いて説明す
る。図６は図４の主要部断面図を示す。図６において、
３６は平板マイクロレンズアレイ３１の個々の屈折率分
布領域（レンズ部）を示す。また、屈折率分布領域３６
は図中に示すように平板マイクロレンズアレイ３１中の
どちら側に設けても良い。さらに、屈折率分布領域３６
を調整することによって、その焦点を液晶２８の面上あ
るいはその近傍に来るように設定する。これにより、図
示しない偏光板を通過してきた光軸に平行な入射光線３
３は、この平板マイクロレンズアレイ３１によって集束
されて、金属配線、スイッチング素子などの遮光部３０
を通らないで、画素電極２９、すなわち開口部に入射す
るので従来の開口率に依存する光利用率の劣化が大幅に
改善される。すなわち、通常４０％とされている開口率
が８０％と２倍に向上する。In the present invention, as shown in FIG.
It is preferable that the shape and the arrangement are the same as the shape of the region 35 corresponding to one pixel inside. Next, the operation of the flat microlens array 31 will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a sectional view of a main part of FIG. In FIG.
Reference numeral 36 denotes individual refractive index distribution regions (lens portions) of the flat microlens array 31. The refractive index distribution region 36
May be provided on either side of the flat microlens array 31 as shown in the figure. Further, the refractive index distribution region 36
Is adjusted so that the focal point is on or near the surface of the liquid crystal 28. Thus, the incident light 3 parallel to the optical axis that has passed through the polarizing plate (not shown)
3 is converged by the flat microlens array 31 to form a light shielding portion 30 such as a metal wiring or a switching element.
Since the light enters the pixel electrode 29, that is, the aperture without passing through the aperture, the deterioration of the light utilization rate depending on the conventional aperture ratio is greatly improved. That is, the aperture ratio, which is normally set to 40%, is doubled to 80%.

【００２１】以上、偏光合成素子４と平板マイクロレン
ズアレイ３１の作用及び効果に関し、個々に説明した
が、次にこれらを組み合わせて、偏光板及び開口率に依
存する光利用率の劣化を同時に改善するための条件につ
いて図７、図８及び図９を用いて説明する。図７は、図
２に示した偏光合成素子４の偏光ビ−ムスプリッタ−１
４と、直角プリズム１５との光軸の関係を示したもので
あり、３７は偏光ビ−ムスプリッタ−１４の光軸、３８
は直角プリズム１５の光軸である。図７（ａ）は偏光合
成素子４を側面から見た図、図７（ｂ）は正面から見た
図を示している。本実施例の偏光合成素子４では図７に
示すように、偏光ビ−ムスプリッタ−光軸３７、直角プ
リズム光軸３８が所定量偏心しているため、図中に点線
で示すように光源１から集束レンズ群３までがあたかも
２つ存在するかのごとく作用する。以下、実線で示した
光源１から集束レンズ群３までを第１光源、点線で示し
た光源１から集束レンズ群３までを第２光源と称する。
したがって、図４に示した平板マイクロレンズアレイ３
１により第１光源、第２光源のいずれの光源から射出す
る光線をも同一開口部に入射することにより、偏光板３
２と開口率に依存する光利用率の劣化を同時に改善で
き、従来に対して約４倍（＝マイクロレンズで２倍＋偏
光合成素子で２倍）の明るさを得ることができる。The functions and effects of the polarization synthesizing element 4 and the flat microlens array 31 have been individually described above. Next, these are combined to simultaneously improve the deterioration of the light utilization rate depending on the polarizing plate and the aperture ratio. The conditions for performing this will be described with reference to FIGS. 7, 8, and 9. FIG. FIG. 7 shows a polarization beam splitter-1 of the polarization combining element 4 shown in FIG.
4 shows the relationship between the optical axis of the right-angle prism 15 and that of the right-angle prism 15, and 37 is the optical axis of the polarizing beam splitter 14, 38
Is the optical axis of the right-angle prism 15. FIG. 7A is a diagram of the polarization combining element 4 viewed from the side, and FIG. 7B is a diagram of the polarization combining device 4 viewed from the front. In the polarization combining element 4 of this embodiment, as shown in FIG. 7, the polarization beam splitter optical axis 37 and the right-angle prism optical axis 38 are decentered by a predetermined amount. It works as if there are two focusing lens groups. Hereinafter, the light source 1 indicated by the solid line to the focusing lens group 3 is referred to as a first light source, and the light source 1 indicated by the dotted line to the focusing lens group 3 is referred to as a second light source.
Therefore, the flat microlens array 3 shown in FIG.
1, light beams emitted from both the first light source and the second light source are incident on the same opening, so that the polarizing plate 3
2 and the deterioration of the light utilization rate depending on the aperture ratio can be improved at the same time, and about 4 times the brightness (= 2 times with the microlens + 2 times with the polarization combining element) can be obtained.

【００２２】以下、偏光板３２と開口率による光利用率
の劣化のいずれも改善するための条件について図８、図
９を用いて説明する。図８は、第１光源と第２光源及び
平板マイクロレンズアレイの光学的な関係について示し
たものである。図８において、３９は平板マイクロレン
ズアレイ３１の一つのレンズの光軸であり、４０は第１
光源、４１は第２光源であり、それぞれ集束レンズ群３
と偏心レンズ１６により得られる光源１の像である。図
８（ａ）は液晶表示素子５の透明基板２６ｂ上に形成さ
れた画素電極２９とその周囲を取り巻く遮光部３０との
一つを側面から見た図、図８（ｂ）は正面から見た図を
示している。４２は平板マイクロレンズアレイ３１によ
り得られる第１光源４０の像であり、４３は平板マイク
ロレンズアレイ３１により得られる第２光源４１の像で
ある。図８に示すように、偏光ビームスプリッタ１４の
光軸３７と直角プリズム１５の光軸３８の偏心に伴い第
１光源像４２と第２光源像４３も偏心する。開口率を改
善するには第１光源像４２および第２光源像４３のいず
れもが液晶表示素子４の画素電極２９内に結像すること
が望ましく、第１光源像４２と第２光源像４３の偏心量
を画素電極２９の大きさよりも小さくしなければならな
い。Hereinafter, conditions for improving both the polarization plate 32 and the deterioration of the light utilization rate due to the aperture ratio will be described with reference to FIGS. FIG. 8 shows an optical relationship among the first light source, the second light source, and the flat microlens array. In FIG. 8, reference numeral 39 denotes an optical axis of one lens of the flat microlens array 31, and reference numeral 40 denotes a first optical axis.
A light source 41 is a second light source.
And an image of the light source 1 obtained by the decentering lens 16. FIG. 8A is a view of one side of a pixel electrode 29 formed on a transparent substrate 26b of the liquid crystal display element 5 and a light shielding portion 30 surrounding the pixel electrode 29, and FIG. FIG. Reference numeral 42 denotes an image of the first light source 40 obtained by the flat microlens array 31, and reference numeral 43 denotes an image of the second light source 41 obtained by the flat microlens array 31. As shown in FIG. 8, the first light source image 42 and the second light source image 43 are also eccentric with the eccentricity of the optical axis 37 of the polarizing beam splitter 14 and the optical axis 38 of the right-angle prism 15. In order to improve the aperture ratio, it is desirable that both the first light source image 42 and the second light source image 43 be formed in the pixel electrode 29 of the liquid crystal display element 4, and the first light source image 42 and the second light source image 43 Must be smaller than the size of the pixel electrode 29.

【００２３】いま、図８に示すように、第１光源４０と
第２光源４１の偏心量をδ１、第１光源像４２と第２光
源像４３の偏心量をδ２、第１光源４０から平板マイク
ロレンズアレイ３１までの距離をＬ、平板マイクロレン
ズアレイ３１の焦点距離をｆと定義する。ここで、第１
光源４０と第２光源４１の偏心量δ１は図３に示すよう
に、偏光ビ−ムスプリッタ−出射面２２と直角プリズム
出射面２３の偏心量であるので、δ１は偏光ビ−ムスプ
リッタ−１４の対角長Ｄと等しくなる。例えば、偏光ビ
−ムスプリッタ−１４に１５×１５ｍｍの大きさのもの
を適用すれば、δ１＝２１．２（＝１５√２）である。
また、通常Ｌ≫δ１であるので第１光源４０と第２光源
４１の位置はほぼ等しくなり、第１光源像４２と第２光
源像４３の偏心量δ２はδ２＝２δ１・ｆ／Ｌで示され
る。As shown in FIG. 8, the eccentricity of the first light source 40 and the second light source 41 is δ1, the eccentricity of the first light source image 42 and the second light source image 43 is δ2, The distance to the microlens array 31 is defined as L, and the focal length of the flat microlens array 31 is defined as f. Here, the first
Since the amount of eccentricity δ1 of the light source 40 and the second light source 41 is the amount of eccentricity of the polarization beam splitter-emission surface 22 and the right-angle prism emission surface 23 as shown in FIG. 3, δ1 is the polarization beam splitter-14. Is equal to the diagonal length D. For example, when a polarizing beam splitter 14 having a size of 15 × 15 mm is applied, δ1 = 21.2 (= 15√2).
Further, since L 通常 δ1 is normal, the positions of the first light source 40 and the second light source 41 are substantially equal, and the eccentricity δ2 of the first light source image 42 and the second light source image 43 is represented by δ2 = 2δ1 · f / L. It is.

【００２４】画素電極２９の対角長をｙ１とすると、開
口率を改善するには第１光源像４２と第２光源像４３の
偏心量δ２は、ｙ１よりも小さくしなければならなく、
画素電極２９の対角長ｙ１の約１／２以下になるように
することが望ましい。Assuming that the diagonal length of the pixel electrode 29 is y1, the eccentricity δ2 of the first light source image 42 and the second light source image 43 must be smaller than y1 in order to improve the aperture ratio.
It is desirable that the length be less than about １ ／ of the diagonal length y1 of the pixel electrode 29.

【００２５】以上図８に述べた実施例は、第１光源像４
２および第２光源像４３のいずれもが、一つの画素電極
２９内に結像するための条件であったが、それぞれの光
源像が対角方向に相隣あう２つの画素電極２９にそれぞ
れ結像する場合においても同様な効果が得られる。すな
わち、図９はその例を示したものであり、偏心量δ２を
対角方向に相隣あう画素電極２９間の距離ｙの近傍にす
ることが望ましい。The embodiment described above with reference to FIG.
Although both the second and second light source images 43 are conditions for forming an image in one pixel electrode 29, the respective light source images are formed on two pixel electrodes 29 which are diagonally adjacent to each other. Similar effects can be obtained in the case of imaging. That is, FIG. 9 shows such an example, and it is desirable that the amount of eccentricity δ2 be close to the distance y between the pixel electrodes 29 adjacent to each other in the diagonal direction.

【００２６】以上述べたように、偏光板３２及び開口率
に依存する光利用率の劣化を同時に改善するためには、
第１光源４０と第２光源４１の偏心量δ１、第１光源像
４２と第２光源像４３の偏心量δ２、第１光源４０から
平板マイクロレンズアレイ３１までの距離Ｌ、平板マイ
クロレンズアレイ３１の焦点距離ｆを、それぞそれ最適
に設定しなければならない。さらに、図１に示すように
液晶表示素子５の面上に表示される画像を投写レンズ６
によって拡大し、スクリ−ン７上に拡大した画像を得
る。As described above, in order to simultaneously improve the deterioration of the light utilization rate depending on the polarizing plate 32 and the aperture ratio,
The eccentricity δ1 between the first light source 40 and the second light source 41, the eccentricity δ2 between the first light source image 42 and the second light source image 43, the distance L from the first light source 40 to the flat microlens array 31, the flat microlens array 31 Must be set optimally. Further, as shown in FIG. 1, an image displayed on the surface of the liquid crystal display
And an image enlarged on the screen 7 is obtained.

【００２７】また、液晶表示素子５の駆動回路として
は、例えば図１に示す回路ブロックであり、レ−ザ−デ
ィスク、ＶＴＲ等から入力されるビデオ入力をビデオク
ロマ処理回路８により処理し、ＲＧＢ出力回路９に入力
される。ＲＧＢ出力回路９ではＲ、Ｇ、Ｂに対応する映
像信号及び液晶表示素子５をＡＣ駆動するため、垂直期
間ごとに極性反転し、Ｘドライバ１０を介して液晶表示
素子５の電極に入力される。ビデオクロマ処理回路８、
ＲＧＢ出力回路９、Ｘドライバ１０、及びＹドライバ１
３は同期処理回路１１、コントロ−ラ１２により同期が
とられている。A drive circuit for the liquid crystal display element 5 is, for example, a circuit block shown in FIG. 1, and a video input from a laser disk, a VTR, or the like is processed by a video chroma processing circuit 8 to be RGB. Input to the output circuit 9. In the RGB output circuit 9, the video signals corresponding to R, G, and B and the liquid crystal display element 5 are AC-driven, so that the polarity is inverted every vertical period and input to the electrodes of the liquid crystal display element 5 via the X driver 10. . Video chroma processing circuit 8,
RGB output circuit 9, X driver 10, and Y driver 1
3 is synchronized by a synchronization processing circuit 11 and a controller 12.

【００２８】以上のように、従来は光源１からの不定偏
光光のうち一方向の直線偏光光のみしか利用されていな
かったものが、本実施例においては、偏光合成素子４に
より光源１からの不定偏光光のほぼ全てを有効に利用す
ることができ、さらには、平板マイクロレンズ３１によ
り液晶表示素子５の実効的な開口率が改善されるので、
光の有効利用率が大幅に改善され、明るい投写型液晶表
示装置が得られる。As described above, in the present embodiment, only the linearly polarized light in one direction is used among the indefinitely polarized light from the light source 1 in the present embodiment. Almost all of the indefinitely polarized light can be effectively used, and the effective aperture ratio of the liquid crystal display element 5 is improved by the flat microlens 31.
The effective utilization of light is greatly improved, and a bright projection type liquid crystal display device can be obtained.

【００２９】なお、以上の実施例は、ライトバルブとし
て液晶表示素子５を１枚使用した場合を示したものであ
るから、カラ−表示の場合には液晶表示素子５内に図示
していないカラ−フィルタを設ける必要があることは当
然である。また、以上述べた実施例は、いわゆる色の３
原色（Ｒ、Ｇ、Ｂ）に対応する３枚の液晶表示素子５を
用いる方法にも適用できる。それについては、次の実施
例２で詳述する。The above embodiment shows a case in which one liquid crystal display element 5 is used as a light valve. Therefore, in the case of color display, a color not shown in the liquid crystal display element 5 is used. -Naturally, it is necessary to provide a filter. Further, the embodiment described above is a so-called color 3
The present invention can also be applied to a method using three liquid crystal display elements 5 corresponding to the primary colors (R, G, B). This will be described in detail in the second embodiment.

【００３０】〈実施例２〉図１０は、本発明の投射型液
晶表示装置の第２の実施例を示す概略構成図である。同
図において、図１に対応する部分には同一符号を付し、
その詳細説明は省略する。光源１をリフレクタ−２（こ
こでは放物形状）の焦点位置近傍に設けることにより、
リフレクタ−２からの出射光はほぼ平行光束となり集光
レンズ群３に入射する。集束レンズ群３では、正のパワ
−を有する集光レンズ３ａと負のパワ−を有する集光レ
ンズ３ｂによって、入射光束を液晶表示素子５の表示面
積の約１／２の大きさまで平行光束を維持した状態で集
束し、偏光合成素子４に入射する。<Embodiment 2> FIG. 10 is a schematic structural view showing a second embodiment of the projection type liquid crystal display device of the present invention. In the figure, parts corresponding to those in FIG.
The detailed description is omitted. By providing the light source 1 near the focal point of the reflector-2 (here, parabolic),
The light emitted from the reflector-2 becomes a substantially parallel light beam and enters the condenser lens group 3. In the focusing lens group 3, the incident light beam is converted into a parallel light beam having a size of about の of the display area of the liquid crystal display element 5 by the condenser lens 3 a having positive power and the condenser lens 3 b having negative power. The light is converged while being maintained and enters the polarization combining element 4.

【００３１】偏光合成素子４では、図２、図３で説明し
たように光源１の不定偏光光を偏光ビ−ムスプリッタ−
１４にてＳ偏光光２０とＰ偏光光１９の２方向の直線偏
光光に分離後、どちらか一方の偏光光を他方の偏光光に
２個の直角プリズム１５により変換し、偏光ビ−ムスプ
リッタ−１４からと直角プリズム１５からの２面から同
一偏光光が出射される。これを偏心レンズ１６により約
２倍に拡大し、ＲＧＢの各液晶表示素子（５Ｒ、５Ｇ、
５Ｂ）面上で合成するように偏光変換素子４から出射さ
れる。偏光合成素子４から出射された光線は、この光線
の光軸に対して４５°の角度に配置された全反射ミラ−
４４によりその進路を９０°折り曲げられて、さらにこ
の光線の光軸に対して４５°の角度に配置されたＢ（青
色）、Ｒ（赤色）を反射するＢＲ反射ダイクロイックミ
ラ−４５に入射し、Ｂ、Ｒを反射し、Ｇ（緑色）を透過
させる。ＢＲ反射ダイクロイックミラ−４５を反射した
Ｂ、Ｒは、この光線の光軸に対して４５°の角度に配置
されたＲのみを反射するＲ反射ダイクロイックミラ−４
６に入射し、ＲはＲ反射ダイクロイックミラ−４６で反
射され、補正レンズ４７を通過後Ｒ用の液晶表示素子５
Ｒを照射する。また、ＢはＲ反射ダイクロイックミラ−
４６を透過し、補正レンズ４７を通過後Ｂ用の液晶表示
素子５Ｂを照射する。一方、ＢＲ反射ダイクロイックミ
ラ−４５を透過したＧは、この光線の光軸に対して４５
°の角度に配置された全反射ミラ−４４によりその進路
を９０°折り曲げられて、補正レンズ４７を通過後Ｇ用
の液晶表示素子５Ｇを照射する。そして、Ｒ、Ｇ、Ｂそ
れぞれに対応する画像を別々に得る。In the polarization combining element 4, as described with reference to FIGS. 2 and 3, the non-uniformly polarized light from the light source 1 is converted into a polarization beam splitter.
At 14, the light is separated into linearly polarized light in two directions, S-polarized light 20 and P-polarized light 19, and either polarized light is converted into the other polarized light by two right-angle prisms 15, and a polarized beam splitter is used. The same polarized light is emitted from two surfaces from −14 and the right-angle prism 15. This is approximately doubled by the eccentric lens 16, and each of the RGB liquid crystal display elements (5R, 5G,
5B) The light is emitted from the polarization conversion element 4 so as to be synthesized on the plane. The light beam emitted from the polarization combining element 4 is a total reflection mirror arranged at an angle of 45 ° with respect to the optical axis of the light beam.
The path is bent by 90 ° by 44, and further enters a BR reflection dichroic mirror 45 that reflects B (blue) and R (red) arranged at an angle of 45 ° with respect to the optical axis of this light beam, B and R are reflected and G (green) is transmitted. The B and R reflected by the BR reflecting dichroic mirror 45 are reflected by the R reflecting dichroic mirror 4 which reflects only the R arranged at an angle of 45 ° with respect to the optical axis of this light beam.
6, R is reflected by an R reflection dichroic mirror 46, passes through a correction lens 47, and then the R liquid crystal display element 5.
Irradiate R. B is an R reflection dichroic mirror.
After passing through the correction lens 47, the liquid crystal display element 5B for B is irradiated. On the other hand, G transmitted through the BR reflection dichroic mirror 45 is 45 ° with respect to the optical axis of this light beam.
The path is bent by 90 ° by the total reflection mirror 44 arranged at an angle of 90 °, and after passing through the correction lens 47, the liquid crystal display element 5G for G is irradiated. Then, images corresponding to R, G, and B are separately obtained.

【００３２】さらに、Ｒ用の液晶表示素子５Ｒを出射し
たＲは、この光線の光軸に対して４５°の角度に配置さ
れたＲを反射するＲ反射ダイクロイックミラ−４６で反
射され、この光線の光軸に対して４５°の角度に配置さ
れたＲとＧを反射するＲＧ反射ダイクロイックミラ−４
８で反射されて、投写レンズ６に入射される。Ｇ用の液
晶表示素子５Ｇを出射したＧは、この光線の光軸に対し
て４５°の角度に配置されたＲ反射ミラ−４６を透過
し、この光線の光軸に対して４５°の角度に配置された
ＲＧ反射ダイクロイックミラ−４８で反射され、Ｒと同
様に投写レンズ６に入射される。Ｂ用の液晶表示素子５
Ｂを出射したＢは、この光線の光軸に対して４５°の角
度に配置された全反射ミラ−４４により、その進路を９
０°折り曲げられて反射され、さらにＲＧ反射ダイクロ
イックミラ−４８を透過し、Ｒ、Ｇと同様に投写レンズ
６に入射される。そして、各液晶表示素子５Ｒ、５Ｇ、
５Ｂ上に表示される画像を投写レンズ６により拡大し、
スクリ−ン７上に拡大した画像を得る。ここで、各液晶
表示素子５を出射し、投写レンズ６を照射するＲ、Ｇ、
Ｂはそれぞれの光軸が一致しており、さらに、各液晶表
示素子から投写レンズ６までの距離が一致しているので
スクリ−ン７上にはＲ、Ｇ、Ｂが合成されたカラ−の拡
大画像が得られる。Further, R emitted from the R liquid crystal display element 5R is reflected by an R reflecting dichroic mirror 46 which reflects R disposed at an angle of 45 ° with respect to the optical axis of the light, and this R RG reflection dichroic mirror-4 for reflecting R and G arranged at an angle of 45 ° with respect to the optical axis of
The light is reflected by 8 and enters the projection lens 6. The G emitted from the G liquid crystal display element 5G passes through an R reflection mirror 46 arranged at an angle of 45 ° with respect to the optical axis of this light beam, and has an angle of 45 ° with respect to the optical axis of this light beam. The light is reflected by the RG reflection dichroic mirror 48 disposed in the projection lens 6 and is incident on the projection lens 6 in the same manner as R. Liquid crystal display element 5 for B
B, which has emitted B, travels its course by 9 by the total reflection mirror 44 arranged at an angle of 45 ° with respect to the optical axis of this light beam.
The light is reflected by being bent by 0 °, further transmitted through the RG reflection dichroic mirror 48, and incident on the projection lens 6 in the same manner as R and G. Then, each of the liquid crystal display elements 5R, 5G,
The image displayed on 5B is enlarged by the projection lens 6,
An enlarged image is obtained on the screen 7. Here, R, G, and R, which emit each liquid crystal display element 5 and irradiate the projection lens 6,
B has the same optical axis, and furthermore, the distance from each liquid crystal display element to the projection lens 6 is equal, so that the color of R, G, and B synthesized on the screen 7 is displayed. An enlarged image is obtained.

【００３３】なお、本実施例では、偏光合成素子４を液
晶表示装置に用いた場合について記載したが偏光が利用
される機器及びその応用製品にも、本偏光合成素子４を
用いることは可能であることは言うまでもない。Although the present embodiment has described the case where the polarization combining element 4 is used in a liquid crystal display device, it is possible to use the polarization combining element 4 also in a device using polarized light and its applied products. Needless to say, there is.

【００３４】本発明によれば、従来では偏光板により半
分以上の光が吸収されていた光源からの光を偏光変換す
ることにより、すべて偏光光束として表示素子に有効に
照射することができる。また、平板マイクロレンズアレ
イにより液晶パネルの実効的な開口率を大きくできるの
で、光の有効利用率を大幅に改善でき、この結果、画面
の明るい表示装置を実現することができる。According to the present invention, the light from the light source, in which more than half of the light has been absorbed by the polarizing plate in the related art, is polarized and converted, whereby the display element can be effectively irradiated as a polarized light beam. In addition, since the effective aperture ratio of the liquid crystal panel can be increased by the flat microlens array, the effective utilization of light can be greatly improved, and as a result, a display device with a bright screen can be realized.

【００３５】[0035]

【発明の効果】本発明によれば、表示素子の実効的な開
口率を大きくできるので、光の有効利用率を大幅に改善
でき、この結果、画面の明るい表示装置を実現すること
ができる。According to the present invention, the effective aperture ratio of the display element can be increased, so that the effective utilization of light can be greatly improved. As a result, a display device with a bright screen can be realized.

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

【図１】本発明の実施例となる液晶表示装置の概略構成
図。FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention.

【図２】同じく偏光合成素子の概略構成図。FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a polarization combining element.

【図３】同じく偏光合成素子の構成部品となる偏心レン
ズの作用を示す説明図。FIG. 3 is an explanatory view showing an operation of a decentering lens which is a component of the polarization combining element.

【図４】同じく液晶表示素子の斜視図。FIG. 4 is a perspective view of the same liquid crystal display element.

【図５】同じく液晶表示素子の表面図。FIG. 5 is a surface view of the same liquid crystal display element.

【図６】同じく液晶表示素子の主要部断面図。FIG. 6 is a sectional view of a main part of the liquid crystal display element.

【図７】同じく偏光合成素子と光源の関係を示す構成
図。FIG. 7 is a configuration diagram showing a relationship between a polarization combining element and a light source.

【図８】同じく偏光合成素子と平板マイクロレンズの作
用を示す構成図。FIG. 8 is a configuration diagram showing the operation of a polarization combining element and a flat microlens.

【図９】同じく偏光合成素子と平板マイクロレンズの作
用を示す構成図。FIG. 9 is a configuration diagram showing the operation of a polarization combining element and a flat microlens.

【図１０】同じく他の実施例となる液晶表示装置の概略
構成図。FIG. 10 is a schematic configuration diagram of a liquid crystal display device according to another embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１…光源、２…リフレクタ、３…集束レンズ群、４…偏
光合成素子、５…液晶表示素子、６…投写レンズ、７…
スクリ−ン、８…ビデオクロマ処理回路、９…ＲＧＢ出
力回路、１０…Ｘドライバ、１１…同期処理回路、１２
…コントロ−ラ、１３…Ｙドライバ、１４…偏光ビ−ム
スプリッタ−、１５…直角プリズム、１６…偏心レン
ズ、１７…光線、１８…不定偏光光、１９、２１…Ｐ偏
光光、２０…Ｓ偏光光、２２…偏光ビ−ムスプリッタ−
出射面、２３…直角プリズム出射面、２４…拡大像、２
５…平凹レンズ、２６…透明基板、２７…対向電極、２
８…液晶、２９…画素電極、３０…遮光部、３１…平板
マイクロレンズアレイ、３２…偏光板、３３…入射光
線、３４…出射光線、３５…１画素に相当する領域、３
６…屈折率分布領域、３７…偏光ビ−ムスプリッタ−光
軸、３８…直角プリズム光軸、３９…レンズ光軸、４０
…第１光源、４１…第２光源、４２…第１光源像、４３
…第２光源像、４４…全反射ミラ−、４５…ＢＧ反射ダ
イクロイックミラ−、４６…Ｒ反射ダイクロイックミラ
−、４７…補正レンズ、４８…ＲＧ反射ダイクロイック
ミラ−。DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Light source, 2 ... Reflector, 3 ... Focusing lens group, 4 ... Polarization combining element, 5 ... Liquid crystal display element, 6 ... Projection lens, 7 ...
Screen, 8: Video chroma processing circuit, 9: RGB output circuit, 10: X driver, 11: Synchronous processing circuit, 12
... Controller, 13 ... Y driver, 14 ... Polarized beam splitter, 15 ... Right angle prism, 16 ... Decentered lens, 17 ... Light beam, 18 ... Indeterminate polarized light, 19, 21 ... P polarized light, 20 ... S Polarized light, 22 ... polarized beam splitter
Emission surface, 23 ... Right angle prism emission surface, 24 ... Enlarged image, 2
5 ... plano-concave lens, 26 ... transparent substrate, 27 ... counter electrode, 2
Reference numeral 8: liquid crystal, 29: pixel electrode, 30: light shielding portion, 31: flat microlens array, 32: polarizing plate, 33: incident light beam, 34: outgoing light beam, 35: area corresponding to one pixel, 3
6 ... refractive index distribution area, 37 ... polarizing beam splitter optical axis, 38 ... right angle prism optical axis, 39 ... lens optical axis, 40
... 1st light source, 41 ... 2nd light source, 42 ... 1st light source image, 43
.. A second light source image, 44 a total reflection mirror, 45 a BG reflection dichroic mirror, 46 a R reflection dichroic mirror, 47 a correction lens, and 48 a RG reflection dichroic mirror.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 出口 雅晴 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式 会社日立製作所映像メディア研究所内 (72)発明者 丸山 竹介 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地株式 会社日立製作所映像メディア研究所内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Masaharu Exit 292 Yoshida-cho, Totsuka-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Prefecture Inside the Hitachi, Ltd.Video Media Research Laboratories (72) Inventor Takesuke Maruyama 292 Yoshida-cho, Totsuka-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Inside Hitachi, Ltd. Visual Media Research Laboratories

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】画像表示のための光を表示素子の画素に照
射する表示装置用のマイクロレンズアレイであって、 上記画素に対応した配列の複数のマイクロレンズが平板
の両面側に設けられたことを特徴とするマイクロレンズ
アレイ。1. A microlens array for a display device for irradiating a pixel of a display element with light for image display, wherein a plurality of microlenses having an array corresponding to the pixel are provided on both sides of a flat plate. A microlens array, characterized in that: 【請求項２】請求項１に記載のマイクロレンズアレイを
備えた構成を特徴とする表示素子。2. A display device comprising the microlens array according to claim 1. 【請求項３】請求項１に記載のマイクロレンズアレイに
より表示素子の画素に照射された光を駆動回路で制御し
画像表示するようにした構成を特徴とする表示装置。3. A display device, wherein the microlens array according to claim 1 controls light emitted to the pixels of the display element by a drive circuit to display an image.