JP2001324764A

JP2001324764A - 表示装置

Info

Publication number: JP2001324764A
Application number: JP2000145371A
Authority: JP
Inventors: Masataka Shirato; 昌孝白土
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2000-05-17
Filing date: 2000-05-17
Publication date: 2001-11-22

Abstract

(57)【要約】【課題】この発明は、拡大像を実現できる表示装置を提
供することを目的とする。【解決手段】表示装置１０００は、所定の有効表示領域
ＰＳを備えた表示パネル１１０２と、表示用導光板１１
０５と、表示パネル１１０２に対応した複数の第１のレ
ンズが並置配列された第１のレンズアレイ１１０３から
なる第１の倒立光学系と、第１のレンズに対応する複数
の第２のレンズが並置配列された第２のレンズアレイ１
１０４からなる第２の倒立光学系とを含み、対応する各
第１及び第２のレンズにより表示パネル１１０２の表示
画像を表示用導光板１１０５上に拡大正立結像させる複
数のチャネルを構成する拡大光学系であって、表示パネ
ル１１０２上の像点を少なくとも３以上のチャネルを介
して表示用導光板１１０５上に結像させるよう構成され
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、表示装置に係
り、特に大面積にわたり良好な表示画像が得られる直視
型の表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示装置に代表される平面表示装置
は、軽量、薄型、低消費電力の特徴を生かして各種分野
で利用されるようになってきた。中でも、パーソナル・
コンピュータに代表される携帯情報機器には、液晶表示
装置が多用されている。

【０００３】しかしながら、このような液晶表示装置で
は、ガラス等の絶縁性基板が用いられているが、その基
板の制約、装置の制約等から２０インチ以上の大表示面
積を実現することは困難であった。

【０００４】そこで、複数の液晶パネルを貼り合わせて
大表示領域を形成する技術が特開平８−１４６４５５号
公報等で知られている。

【０００５】しかしながら、このような表示パネルの貼
り合わせによる大表示画面化は、その継目が視認される
ことから改良が求められていた。

【０００６】このような中、例えば特開平５−１８８３
４０号公報あるいは特開平１０−２５３９２０号公報に
開示される技術が知られている。

【０００７】しかしながら、これら技術を用いても、依
然として拡大画像の周辺で、その倍率が増大するにつれ
て、画像面の湾曲が大きくなり、良好な表示が得られな
いという問題がある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】この発明は、上述した
問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、小型
にして十分な拡大像を実現でき、且つ良好な表示品位が
達成される表示装置を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決し目的を
達成するために、請求項１に記載の表示装置は、所定の
有効表示領域を備えた表示パネルと、前記表示パネルの
前記有効表示領域よりも大きい画像表示領域を備えた表
示スクリーンと、前記表示パネルと前記表示スクリーン
との間に配置され、前記表示パネルに対応した複数の第
１のレンズが並置配列された第１のレンズアレイからな
る第１の倒立光学系と、前記第１のレンズに対応する複
数の第２のレンズが並置配列された第２のレンズアレイ
からなる第２の倒立光学系とを含み、対応する各前記第
１及び第２のレンズにより前記表示パネルの表示画像を
前記表示スクリーン上に拡大正立結像させる複数のチャ
ネルを構成する拡大光学系と、を備えた表示装置であっ
て、前記表示スクリーンは、複数に区画された導光路を
含む導光板を含み、この導光板は、前記拡大光学系に対
向する背面が前記拡大光学系の結像面に対応する湾曲面
であることを特徴とする。

【００１０】請求項１１に記載の表示装置は、所定の有
効表示領域を備えた表示パネルと、前記表示パネルの前
記有効表示領域よりも大きい画像表示領域を備えた表示
スクリーンと、前記表示パネルと前記表示スクリーンと
の間に配置され、前記表示パネルに対応した複数の第１
のレンズが前記表示パネル側の主表面に並置配列され対
向する主表面に複数の第２のレンズが並置配列された第
１のレンズアレイからなる第１の倒立光学系と、前記第
１のレンズに対応する複数の第３のレンズが前記第１の
レンズアレイ側の主表面に並置配列され対向する主表面
に複数の第４のレンズが並置配列された第２のレンズア
レイからなる第２の倒立光学系とを含み、対応する各前
記第１及び第２のレンズにより前記表示パネルの表示画
像を前記表示スクリーン上に拡大正立結像させる複数の
チャネルを構成する拡大光学系と、前記表示パネルから
出射される光の光軸を前記拡大光学系の拡大率に応じて
偏向する偏向手段と、を備えた表示装置であって、前記
第１ないし第４のレンズは、前記偏向手段によって偏向
された光軸に沿って配置されるとともに、前記表示スク
リーンは、複数に区画された導光路を含む導光板を含
み、この導光板は、前記拡大光学系に対向する背面が前
記拡大光学系の結像面に対応する湾曲面であることを特
徴とする。

【００１１】請求項１２に記載の表示装置は、所定の有
効表示領域を備えた表示パネルと、前記表示パネルの前
記有効表示領域よりも大きい画像表示領域を備えた表示
スクリーンと、前記表示パネルと前記表示スクリーンと
の間に配置され、前記表示パネルに対応した複数の第１
のレンズが並置配列された第１のレンズアレイからなる
第１の倒立光学系と、前記第１のレンズに対応する複数
の第２のレンズが並置配列された第２の倒立光学系とを
含み、対応する各前記第１及び第２のレンズにより前記
表示パネルの表示画像を前記表示スクリーン上に拡大正
立結像させる複数のチャネルを構成する拡大結像光学系
と、前記表示パネルから出射される光の光軸を前記拡大
光学系の拡大率に応じて偏向する偏向手段と、を備えた
表示装置であって、前記第１ないし第２のレンズは、前
記偏向手段によって偏向された光軸に沿って配置される
とともに、前記表示スクリーンは、複数に区画された導
光路を含む導光板を含み、この導光板は、前記拡大結像
光学系に対向する背面が前記拡大結像光学系の結像面に
対応する湾曲面であることを特徴とする。

【００１２】請求項１３に記載の表示装置は、所定の有
効表示領域を備えた表示パネルと、前記表示パネルの前
記有効表示領域よりも大きい画像表示領域を備えた表示
スクリーンと、前記表示パネルと前記表示スクリーンと
の間に配置され、前記表示パネルに対応した複数の第１
のレンズが並置配列された第１のレンズアレイからなる
第１の倒立光学系と、前記第１のレンズに対応する複数
の第２のレンズが並置配列された第２のレンズアレイか
らなる第２の倒立光学系とを含み、対応する各前記第１
及び第２のレンズにより前記表示パネルの表示画像を前
記表示スクリーン上に拡大正立結像させる複数のチャネ
ルを構成する拡大光学系と、を備えた表示装置であっ
て、前記第１及び第２のレンズの位置関係は、前記表示
パネル上の任意の点が前記表示スクリーン上に前記複数
のチャネルを介して重なるよう設定されているととも
に、前記表示スクリーンは、複数に区画された導光路を
含む導光板を含み、この導光板は、前記拡大光学系に対
向する背面が前記拡大光学系の結像面に対応する湾曲面
であることを特徴とする。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、この発明の表示装置の一実
施の形態について図面を参照して説明する。

【００１４】＜第１の実施の形態＞まず、この発明の表
示装置の第１の形態に係る液晶表示装置について、詳細
に説明する。

【００１５】この液晶表示装置１は、図１に示すよう
に、液晶パネル１０１と、図示しないがこの液晶パネル
１０１に駆動信号を供給する駆動回路基板と、液晶パネ
ル１０１の裏面側に配置される面光源部３０１と、液晶
パネル１０１の前面に配置される光路偏向手段４０１
と、第１ないし第５レンズアレイ５１１，…，５１５か
ら成るレンズアレイ群５０１と、拡大レンズ６０１と、
この拡大レンズ６０１の前面に配置される表示用導光板
８０１と、この表示用導光板８０１の前面に配置される
拡散板７０１とを備えて構成される。これら表示用導光
板８０１と拡散板７０１により、表示スクリーンが構成
される。

【００１６】まず、液晶パネル１０１は、対角１２イン
チサイズで（１０２４×３）×７６８の表示画素を備え
た有効表示領域ＰＳを含む。この液晶パネル１０１は、
上述した高精細化を実現するために、図２に示すよう
に、各画素を制御するスイッチ素子として多結晶シリコ
ン（ｐ−Ｓｉ）薄膜が活性層に用いられた薄膜トランジ
スタ（ＴＦＴ）１２１を備えるアレイ基板１１１と、対
向基板１５１と、アレイ基板１１１と対向基板１５１と
の間に、それぞれ配向膜１８３ａ，１８３ｂを介して保
持されるＴＮ液晶層１９１とを含む。また、それぞれの
基板１１１，１５１の外表面には、透過軸が互いに直交
するように偏向板１８５ａ，１８５ｂが配置されてい
る。

【００１７】カラー表示を実現するのであれば、カラー
フィルタをアレイ基板１１１上、あるいは対向基板１５
１上に形成することができ、また各フィールド期間を各
色期間に分割して駆動することにより表示することもで
きるが、ここではアレイ基板１１１上にカラーフィルタ
１８１が形成されている。

【００１８】さらに詳しく説明すると、アレイ基板１１
１は、ガラスからなる０．７ｍｍ厚の透明絶縁基板１１
３上に、図示しないがマトリクス状に配置される１０２
４×３本の信号線及び７６８本の走査線と、信号線と走
査線との交点近傍に配置されるスイッチ素子としてのＴ
ＦＴ１２１と、ＴＦＴ１２１に接続されＩＴＯから構成
される画素電極１３１とを備えて構成される。

【００１９】このＴＦＴ１２１は、チャネル領域１２３
ｃと、このチャネル領域１２３ｃを挟んで配置されるソ
ース及びドレイン領域１２３ｄ，１２３ｓを備えた多結
晶シリコン（ｐ−Ｓｉ）膜１２３と、このｐ−Ｓｉ膜１
２３のチャネル領域１２３ｃ上にゲート絶縁膜１２５を
介して配置され走査線に電気的に接続されるゲート電極
１１８と、ソース及びドレイン領域１２３ｓ，１２３ｄ
にそれぞれ接続されたソース及びドレイン電極１２７
ｓ，１２７ｄを備えて構成される。このゲート電極１１
８は、走査線に接続されている。ドレイン電極１２７ｄ
は、信号線に接続されている。さらに、ソース電極１２
７ｓは、画素電極１３１に接続されている。

【００２０】また、画素電極１３１は、ＴＦＴ１２１上
に配置される層間絶縁膜を兼ねるカラーフィルタ層１８
１上に配置される。

【００２１】対向基板１５１は、ガラスからなる０．５
ｍｍ厚の透明絶縁基板１５３上に画素電極１３１に対向
したＩＴＯから構成される対向電極１５５を備えて構成
される。

【００２２】このようにして構成される液晶パネル１０
１の裏面側に配置される面光源部３０１は、十分な光量
を確保するために、図１に示すように、アクリル樹脂か
ら成る薄板状の導光板３１１と、この導光板３１１の両
長手端面にそれぞれ２段に配置される冷陰極管３２１と
を備えて構成される。また、この導光板３１１表面上に
は、導光板３１１からの拡散光を比較的均一な平行光と
するために、例えば３Ｍ社製のプリズムシート３３１が
２層配置されている。また、導光板３１１の裏面側に
は、図示しないが導光板３１１内を伝播する光を選択的
に主表面から出射させるよう乳白色のドットパターンが
印刷形成されている。

【００２３】次に、図１および図３を参照して、液晶パ
ネル１０１の前面に配置される光学系について説明す
る。

【００２４】液晶パネル１０１の前面に配置されるレン
ズアレイ群５０１を構成する第１ないし第５レンズアレ
イ５１１，…，５１５の各レンズ５１１ａ，…，５１５
ａは、例えば２４×１８の領域に分割された液晶パネル
１０１の有効表示領域ＰＳの各領域に対応するものであ
る。この実施の形態では、液晶パネル１０１の有効表示
領域ＰＳを２４×１８の領域に区分したが、各表示画素
あるいは各表示絵素毎の領域に分割することもできる。
この分割数は、拡大倍率、液晶パネル１０１と表示用導
光板８０１との間隔等によって決定することができ、表
示品位等を考慮すると９分割以上の分割数に設定するこ
とが望ましい。

【００２５】まず、レンズアレイ群５０１の第１レンズ
アレイ５１１の各レンズ５１１ａは、各領域からの光を
第２レンズアレイ５１２の各レンズの中心に導く。

【００２６】第１レンズアレイ５１１と第２レンズアレ
イ５１２との間には、光路偏向手段４０１として、例え
ば凹レンズが配置され、これにより、第１レンズアレイ
５１１の各レンズ５１１ａを透過した光の光軸は、第２
レンズアレイ５１２の対応する各レンズ５１２ａに偏向
される。光路偏向手段４０１としては、凹レンズの他に
も凸レンズ、フレネルレンズ、プリズムあるいは光ファ
イバ束等が適宜使用される。

【００２７】そして、第２レンズアレイ５１２の各レン
ズ５１２ａは、第３レンズアレイ５１３位置に倒立像を
結像させる結像レンズである。また、第３レンズアレイ
５１３の対応する各レンズ５１３ａは、第４レンズアレ
イ５１４の対応する各レンズ５１４ａに集光し、第４レ
ンズアレイ５１４の対応する各レンズ５１４ａは、この
光を表示用導光板８０１上に倒立結像させる結像レンズ
である。これにより、表示用導光板８０１上には、液晶
パネル１０１上の画像が正立拡大結像される。

【００２８】また、第５レンズアレイ５１５の各レンズ
５１５ａは、第４レンズアレイ５１４を透過した各光の
光束の広がりを抑えて表示用導光板８０１上に投影する
ものである。

【００２９】この実施の形態では、上述したレンズアレ
イ群５０１は、その光学設計、各レンズアレイ間距離の
設定により表示用導光板８０１上に略１．２倍の拡大正
立結像させるよう構成されている。さらに、この実施の
形態では、上述したレンズアレイ群５０１の各第４ない
し５レンズアレイ５１４，５１５間に拡大レンズ６０１
として凹レンズが配置され、これにより表示用導光板８
０１上には、略１．７倍の拡大正立結像が形成される。
拡大レンズ６０１としては、凹レンズの他にも凸レン
ズ、フレネルレンズ、あるいはプリズム等が適宜使用さ
れる。

【００３０】そして、表示用導光板８０１は、対角２０
インチの画像表示領域ＤＳを有する、例えば光ファイバ
束によって形成されている。この光ファイバ束として
は、例えば、浜松ホトニクス（株）社製のファイバー・
オプティック・プレート（ＦＯＰ）が知られている。こ
の表示用導光板８０１は、光ファイバーを把ね、その断
面方向に板状にカットすることによって形成される。こ
の表示用導光板８０１は、拡散板７０１に対向する前面
をフラットにし、第５レンズアレイ５１５に対向する背
面を、第５レンズアレイ５１５の結像面に合わせて湾曲
して形成されている。これにより、表示用導光板８０１
に結像される像をフラットな拡散板に導くことができ、
これにより、シャープな拡大画像を表示することが可能
となる。

【００３１】また、この実施の形態では、上述したよう
な構造のＦＯＰ表示用導光板８０１を配置したことによ
り、レンズアレイ群５０１の第５レンズアレイ５１５と
表示用導光板８０１との間に、第５レンズアレイ５１５
の各レンズを通過した光の各光軸を表示用導光板８０１
に対する法線方向と略一致させる光路偏向手段としての
コリメータレンズ８０１を配置することなく、画面輝度
の均一性を確保し、良好な表示品位を実現している。

【００３２】拡散板７０１は、表示用導光板８０１の前
面に配置され、良好な視野角を確保するため、適度な拡
散能を有した平坦な板状に構成されている。

【００３３】以上説明したように、この実施例の液晶表
示装置１によれば、対角１２インチサイズの液晶パネル
１０１の有効表示領域ＰＳに表示された表示画像を、１
００ｍｍの間隔をもって対角２０インチサイズの画像表
示領域ＤＳに拡大投影することができた。

【００３４】しかも、この実施の形態の液晶表示装置１
によれば、液晶パネル１０１の有効表示領域ＰＳを複数
の領域に区分し、区分された各領域毎に第１ないし第５
レンズアレイ５１１，…，５１５の各レンズ５１１ａ，
…，５１５ａを対応させ画像を導くため、短い光路長
で、不所望なクロストークなく、十分な拡大画像を得る
ことができた。

【００３５】これにより、液晶パネル１０１としては比
較的小さい有効表示領域ＰＳを持つものが使用できるの
で、装置の低廉化を達成することができた。

【００３６】上述した実施の形態において、第１レンズ
アレイ５１１は、その構成から削除することができる
が、表示むらを軽減するためには有効に作用する。そし
て、例えば、図４に示すように、第１レンズアレイ５１
１は、光路偏光手段４０１と一体的に構成することがで
きる。これにより、レンズ数を低減し、また光学的な位
置合わせを軽減し、一層の装置の低廉化を達成すること
ができる。

【００３７】また、図５に示すように、第２レンズアレ
イ５１２の各レンズ５１２ａ間に光遮光マスク５１２ｂ
を配することにより、一層のクロストーク低減が達成さ
れる。尚、この光遮光マスク５１２ｂは、他のレンズア
レイの各レンズ間に配置することもできる。

【００３８】また、さらに各レンズアレイ５１１，…，
５１５の各レンズ間に光束を分離するルーバー５１６を
配置することにより、さらにロストーク低減が達成され
る。

【００３９】この実施の形態では、第１ないし第５レン
ズアレイ５１１，…，５１５から成るレンズアレイ群５
０１を正立拡大結像光学系として用いたが、奇数段の結
像レンズで構成する等してレンズアレイ群５０１の構成
を異ならしめて倒立拡大結像光学系とすることもでき
る。

【００４０】また、正立拡大結像光学系として、例え
ば、はじめの倒立結像の倍率を絶対値の小さいもの、す
なわち縮小結像とし、次の倒立結像の倍率を絶対値の大
きいもの、すなわち拡大結像とすることにより、レンズ
口径の小さいものを使用することが可能となり、装置の
低廉化に貢献できる。

【００４１】また、上述した実施の形態の構成におい
て、図６に示すように、レンズアレイ間に光学的な絞り
５１７を配置することも有効である。これにより隣接す
るレンズに飛び込む不所望な光を抑え、クロクトークの
ない良好な表示画像が得られる。また、この絞り５１７
を環境照度に対応して可変制御可能な構成とすることに
より、周辺の明るさに対応した良好な表示画像が得られ
る。例えば、周辺環境が十分に明るい場合は、比較的絞
り５１７を開放し、光利用効率を高めることで表示画像
を良好に視認することができる。

【００４２】逆に、周辺環境が暗い場合は、比較的絞り
５１７を絞ることで、コントラストの高い画像表示が実
現される。

【００４３】上述した実施の形態では、第１レンズアレ
イ５１１と第２レンズアレイ５１２との間に光路偏光手
段４０１を配置したが、液晶パネル１０１と第１レンズ
アレイ５１１との間に光路偏光手段４０１を配置するこ
ともできる。また、この場合も、液晶パネル１０１と第
１レンズアレイ５１１とは一体的に構成することができ
る。

【００４４】上述した実施の形態では、拡大結像光学系
を構成するレンズアレイ群５０１と拡大レンズ６０１と
の組合せにより拡大像を形成したが、この拡大レンズ６
０１は、レンズアレイ群５０１の光出射側に配置される
他に、光入射側に配置することもできる。

【００４５】また、上述した実施の形態では、表示スク
リーンを拡散板と表示用導光板とで構成したが、この導
光板は、断面円形のファイバを用いる他に、薄板状のフ
ァイバ、多面形状のファイバなど、種々利用可能であ
る。

【００４６】次に、この発明の他の実施の形態の液晶表
示装置１について、同一箇所には同一符号を付して図７
を参照して説明する。

【００４７】この液晶表示装置１は、上述した実施の形
態の拡大レンズ６０１が取り外された他は、略同一の構
成であって、上述の光路偏向手段４０１がレンズアレイ
群５０１の第１レンズアレイ５１１に一体に成形されて
いる。

【００４８】このような構成によれば、上述した実施例
と比べて拡大倍率は劣るものの、光学系の構成を極めて
簡略化でき、装置寸法を小型にすることができる。

【００４９】この場合も、上述した実施例と同様に、絞
り、光遮光マスク、あるいはルーバー等を組合せること
ができる。

【００５０】上述した各実施の形態は、光透過型の液晶
パネルを例にとって説明したが、反射型の表示装置であ
っても良く、またＥＬパネル等の自己発光型の表示装置
にも用いることができる。

【００５１】この実施の形態では、単一の液晶パネル１
０１を使用したが、当然にこれらを貼り合わせて用いる
ことにより、さらに大面積の表示が可能となることは言
うまでもない。

【００５２】＜第２の実施の形態＞次に、本発明の第２
の形態の表示装置について、その表示原理について図面
を参照して簡単に説明する。

【００５３】図８において、１１０１はバックライト装
置、１１０２は光透過型の液晶パネル、１１０３は第1
の倒立光学系を構成する第１のレンズアレイ、１１０４
は第２の倒立光学系を構成する第２のレンズアレイ、１
１０５は表示用導光板を示している。そして、第１及び
第２のレンズアレイ１１０３，１１０４は、拡大光学系
として機能し、これらのレンズの組み合わせにより複数
のチャネルが構成されている。

【００５４】液晶パネル１１０２を透過した光は、第１
のレンズアレイ１１０３の各レンズにより、像面１１０
６に倒立結像され、さらに、第２のレンズアレイ１１０
４の各レンズにより、表示用導光板１１０５上に正立拡
大結像される。ここで、第１及び第２のレンズアレイ１
１０３，１１０４の焦点距離は、それぞれ所望の倍率が
得られるように調整されている。

【００５５】これにより、液晶パネル１１０２上の像点
Ａは、表示用導光板１１０５上の焦点Ａ’に、像点Ｂ
は、表示用導光板１１０５上の焦点Ｂ’にそれぞれ結像
される。

【００５６】ところで、第１及び第２のレンズアレイ１
１０３，１１０４の各チャネルは、液晶パネル１１０２
の十分な領域をそれぞれ受け持つため、隣接するチャネ
ルの受け持つ画像は十分に重ね合わせられる。

【００５７】さらに説明すると、同図に示すように、液
晶パネル１１０２の有効領域における像点Ｃは、表示用
導光板１１０５上の焦点Ｃ’に３以上の複数のチャネル
を経由して結像される。従って、例えば領域Ｄが領域
Ｄ’に、領域Ｅが領域Ｅ’にそれぞれ正立拡大結像さ
れ、それぞれの領域が重なり合うことにより、画面全体
で一貫した拡大像全体が形成される。

【００５８】このように、液晶パネル１１０２上の像点
は、多数のチャネルを介してスクリーン上に結像して投
影されるため、全体として十分な表示輝度が確保され
る。

【００５９】ところで、不所望なクロストーク、即ち結
像特性の劣るチャネルの影響を防止するためには、液晶
パネル１１０２の各所における出射光の平行度は、それ
ぞれ高い方が望ましい。即ち、レンズ設計にもよるが、
液晶パネル１１０２の各所における出射光の輝度の半値
幅によって決定される主たる光の伝播方向との成す角度
は、３０°、さらに好ましくは２０°以下に制御される
ことが望ましい。

【００６０】また、隣接するチャネル間で結像位置の相
対的なシフト量が各チャネルの拡大率と一致するよう
に、第１のレンズアレイ１１０３のレンズピッチと第２
のレンズアレイのレンズピッチとの比が設定されること
が望ましく、この点について図９を参照して説明する。

【００６１】ここで、第１のレンズアレイ１１０３の各
レンズの焦点までの距離をｆ_１、第２のレンズアレイ１
１０４の各レンズの焦点までの距離をｆ_２とする。ま
た、第１のレンズアレイ１１０３のレンズピッチを
ｐ_１、第２のレンズアレイ１１０４のレンズピッチをｐ
_２とする。また、図示したように、液晶パネル１１０
２、第１のレンズアレイ１１０３、像面１１０６、第２
のレンズアレイ１１０４、表示用導光板１１１０５のそ
れぞれの間隔を、それぞれａ_１，ｂ_１，ｂ_２，ａ_２とす
る。

【００６２】このとき、それぞれの像面は結像関係にあ
ることから、（１／ａ_１）＋（１／ｂ_１）＝（１／ｆ_２），（１／ａ_２）＋（１／ｂ_２）＝（１／ｆ_２）が成り立つ。結像倍率ηは、 η＝（ｂ_１／ａ_１）（ａ_２／ｂ_２）＝（ａ_２／ｂ_１）
（ａ_１／ｂ_２）となる。

【００６３】各チャネルの光軸（ここでは、各チャネル
を構成するレンズアレイ１１０３，１１０４の２つのレ
ンズの中心を通る直線）は、そのまま光線の経路とな
る。したがって、その光線が液晶パネル１１０２および
表示用導光板１１０５と交わる点は、対応点となる。

【００６４】そこで、図９のように、液晶パネル１１０
２上の対応点の間隔をｑ_１、拡散スクリーン１１０５上
の対応点の間隔をｑ_２とすると、これらの値は、ｑ_１＝ｐ_１−（ｐ_２−ｐ_１）ａ_１／（ｂ_１＋ｂ_２）ｑ_２＝ｐ_２＋（ｐ_２−ｐ_１）ａ_２／（ｂ_１＋ｂ_２）となる。

【００６５】そこで、結像倍率が、対応点の間隔の比
（ｐ_２／ｐ_１）になることが必要であり、このため次の
条件を満足することが要求される。

【００６６】（ａ_２ｂ_１）／（ａ_１ｂ_２）＝｛ｐ_２＋
（ｐ_２−ｐ_１）ａ_２／（ｂ_１＋ｂ_２）｝／｛ｐ_１−（ｐ
_２−ｐ_１）ａ_１／（ｂ_１＋ｂ_２）｝即ち、上式は、（ｐ_２／ｐ_１）＝｛１＋η（ｂ_１／ａ_２）｝／｛１＋η
（ｂ_２／ａ_１）｝となる。

【００６７】また、第１の倒立結像光学系の倍率を、η
_１（＝−ｂ_１／ａ_１）、第２の倒立結像光学系の倍率
を、η_２（＝−ａ_２／ｂ_２）とすると、（ｐ_２／ｐ_１）＝｛１−η_１｝／｛１−（１／η_２）｝となる。

【００６８】即ち、各チャネルを構成する第１のレンズ
アレイ１１０３の各レンズと第２のレンズアレイ１１０
４の各レンズとのレンズピッチを上記の関係を満足する
ように設定することが重要である。これにより、良好な
表示品位の拡大像をえることが可能となる。なお、（ｂ
_１／ａ_１）も（ｂ_２／ａ_２）も、１と比べて非常に小さ
い数であることから、わずかなピッチの違いとなるが、
このピッチの相違を精度良く制御することが望まれる。

【００６９】また、この第１のレンズアレイ１１０３と
第２のレンズアレイ１１０４との間にフィールドレンズ
等を配置する、あるいはさらに結像レンズを配置するこ
ともでき、レンズアレイを配置するのであればレンズピ
ッチを上記にならって調整する必要すると良い。

【００７０】以下に、この実施形態の第１の具体例の表
示装置について、図面を参照して詳細に説明する。

【００７１】この液晶表示装置１０００は、図１０およ
び図１１に示すように、液晶パネル１２０１と、図示し
ないがこの液晶パネル１２０１に駆動信号を供給する駆
動回路基板と、液晶パネル１２０１の裏面側に配置され
る面光源部１３０１と、液晶パネル１２０１の前面に配
置される光路偏向手段１４０１と、第１ないし第２のレ
ンズアレイ１５１１，１５１２から成るレンズアレイ群
１５０１と、拡大レンズ１６０１と、この拡大レンズ１
６０１の前面に配置される表示用導光板１８０１と、表
示用導光板１８０１の前面に配置される拡散板１７０１
とを備えて構成される。

【００７２】ここで、第１ないし第２のレンズアレイ１
５１１，１５１２の対応するそれぞのレンズによって複
数のチャネルが構成される。

【００７３】液晶パネル１２０１は、対角１２インチサ
イズで（１０２４×３）×７６８の表示画素を備えた有
効表示領域ＰＳを含むもので、上記の構成（図２参照）
と同様であるため説明は省略する。

【００７４】このような液晶パネル１２０１の裏面側に
配置される面光源部１３０１は、十分な光量を確保する
ために、図１０及び図１１に示すように、アクリル樹脂
から成る薄板状の導光板１３１１と、この導光板１３１
１の両長手端面にそれぞれ２段に配置される冷陰極管１
３２１とを備えて構成される。また、この導光板１３１
１表面上には、導光板１３１１からの拡散光を比較的均
一な平行光とするために、例えば３Ｍ社製のプリズムシ
ート１３３１が２層配置されている。これにより、上記
の実施形態と同様に液晶パネル１２０１の各所における
出射光の輝度の半値幅によって決定される主たる光の伝
播方向との成す角度は、約２５°に制御されている。

【００７５】また、導光板１３１１の裏面側には、図示
しないが導光板１３１１内を伝播する光を選択的に主表
面から出射させるよう乳白色のドットパターンが印刷形
成されている。尚、この具体例では、表示輝度の均一化
を図るために、導光板１３１１の周辺領域では比較的高
い輝度が達成されるようにドットパターンが形成されて
いる。これは、表示用導光板１８０１の周辺領域は、中
央領域に比べて作用するチャネル数が少なく、このため
輝度低下が免れないためであり、これを相殺するように
面光源部１３０１の輝度分布が調整されるためである。

【００７６】次に、液晶パネル１２０１の前面に配置さ
れる光学系について説明する。

【００７７】液晶パネル１２０１の前面に配置されるレ
ンズアレイ群１５０１を構成する第１ないし第２のレン
ズアレイ１５１１，１５１２は、それぞれ倒立結像光学
系を構成し、各レンズ１５１１ａ，１５１２ａは、液晶
パネル１２０１の有効表示領域ＰＳに対応して２４×１
８個配置され、２４×１８個のチャネルを構成する。こ
のチャネル数は、拡大倍率、液晶パネル１２０１と表示
用導光板１８０１との間隔等によって決定することがで
き、表示品位等を考慮すると９以上に設定することが望
ましい。

【００７８】まず、液晶パネル１２０１の前面には、光
路偏向手段１４０１として例えば凹レンズが配置され、
これにより光の光軸は各チャネルの光軸に沿うように偏
向される。即ち、液晶パネル１２０１の有効表示領域Ｐ
Ｓの周辺から出射される光の光軸は、外側に向けられ、
対応するチャネルの光軸と略一致される。ここで、液晶
パネル１２０１の各所における出射光の輝度の半値幅に
よって決定される主たる光の伝播方向との成す角度が十
分に小さくなるように面光源部１３０１が構成されてい
るので、光路偏向手段１４０１によって、光束は、所定
の方向に偏向される。これにより光利用効率が向上され
ると共に、結像特性が劣化するほどの広範なチャネルへ
の入光、あるいは他のチャネルへの迷光が阻止される。
この光路偏向手段１４０１としては、凹レンズの他にも
フレネルレンズ、プリズムあるいは光ファイバ束等が適
宜使用される。

【００７９】第１のレンズアレイ１５１１の各レンズ１
５１１ａは、液晶パネル１２０１側に焦点距離ａ_１が６
０ｍｍ、表示用導光板１８０１側に焦点距離ｂ_１が４ｍ
ｍ、レンズ径Ｄ_１が２ｍｍ、レンズピッチｐ_１が２．１
ｍｍに構成されている。

【００８０】また、第２のレンズアレイ１５１２の各レ
ンズ１５１２ａは、液晶パネル２０１側に焦点距離ｂ_２
が４ｍｍ、表示用導光板１８０１側に焦点距離ａ_２が７
２ｍｍ、レンズ径Ｄ_２が２ｍｍ、レンズピッチｐ_２が
２．１２２ｍｍである。

【００８１】この第１のレンズアレイ１５１１の各レン
ズ１５１１ａは、第２のレンズアレイ１５１２の各レン
ズ１５１２ａとの間の像面に倒立像を結像させる結像レ
ンズである。また、第２のレンズアレイ１５１２の対応
する各レンズ１５１２ａは、像面に結像された倒立像を
表示用導光板１８０１上に正立像として拡大結像するた
めのレンズである。

【００８２】ここで、第１のレンズアレイ１５１１と第
２のレンズアレイ１５１２との各レンズピッチの比は、（ｐ_２／ｐ_１）＝｛１＋η（ｂ_２／ａ_２）｝／｛１＋η
（ｂ_２／ａ_２）｝を満足するように設定されており、それぞれのレンズ１
５１１ａ，１５１２ａは画面中央でレンズ中心が一致す
るように配置されている。

【００８３】この具体例では、上述したレンズアレイ群
１５０１は、その光学設計、各レンズアレイ間距離の設
定により表示用導光板１８０１上に略１．２倍の拡大正
立結像させるよう構成されている。

【００８４】さらに、この具体例では、上述したレンズ
アレイ群１５０１の後段に拡大レンズ１６０１として凹
レンズが配置され、これにより表示用導光板１８０１上
には、略１．７倍の拡大正立結像が形成される。

【００８５】また、表示用導光板１８０１は、対角２０
インチの画像表示領域ＤＳを有するＦＯＰによって形成
されている。この表示用導光板１８０１は、拡散板１７
０１に対向する前面をフラットにし、拡大レンズアレイ
１６０１に対向する背面を、拡大レンズアレイ１６０１
の結像面に合わせて湾曲して形成されている。これによ
り、表示用導光板１８０１に結像される像の像面湾曲を
防止することができ、フラットにして、かつシャープな
拡大画像を表示することが可能となる。

【００８６】拡散板１７０１は、表示用導光板１８０１
の前面に配置され、良好な視野角を確保するため、適度
な拡散能を有して構成されている。

【００８７】以上説明したように、この具体例の液晶表
示装置１０００によれば、対角１２インチサイズの液晶
パネル１２０１の有効表示領域ＰＳに表示された表示画
像を、１７０ｍｍの間隔をもって対角２０インチサイズ
の画像表示領域ＤＳに拡大投影することができた。

【００８８】しかも、この具体例の液晶表示装置１００
０によれば、液晶パネル１２０１上の像点を第１ないし
第２のレンズアレイ１５１１，１５１２の対応する各レ
ンズ１５１１ａ，１５１２ａによって構成される複数の
チャネルにより拡大投影することで、良好な表示輝度を
確保することができた。

【００８９】そして、第１ないし第２のレンズアレイ１
５１１，１５１２の各レンズピッチは、各チャネルによ
って構成される像の重なり位置精度が不所望な不連続性
を生じせしめない関係を保っているので、表示画像の劣
化が防止される。また、液晶パネル１２０１から出射さ
れる光は、その面光源部１３０１の構成の工夫により上
述したように十分な平行度に制御されているため、結像
特性の劣るチャネルからのクロストークによる画質劣化
が十分に解消されている。

【００９０】また、面光源部１３０１からの光源光は、
表示用導光板１８０１の周辺領域での光量不足を相殺す
るように液晶パネル１２０１の周辺領域が中央領域に比
べて高く設定されているため、面内での表示輝度のばら
つきは十分に解消されている。

【００９１】ところで、この具体例では、上述したよう
な構造のＦＯＰ表示用導光板１８０１を配置したことに
より、表示用導光板１８０１に入射される光の光軸を表
示用導光板１８０１の法線方向と略一致させるために、
レンズアレイ群１５０１と表示用導光板１８０１との間
に光路偏向手段を配置することなく、画面輝度の均一性
を確保し、良好な表示品位を実現している。

【００９２】この具体例の液晶表示装置１０００におい
て、第１のレンズアレイ１５１１と光路偏光手段１４０
１、あるいは第２のレンズアレイ１５１２と拡大レンズ
１６０１とを一体的に構成することができる。これによ
り、レンズ数を低減し、また光学的な位置合わせを軽減
し、一層の装置の低廉化を達成することができる。

【００９３】また、この具体例では、レンズアレイ群１
５０１と表示用導光板１８０１との間に拡大レンズ１６
０１を配したが、液晶パネル１２０１と拡大レンズ１６
０１との間に拡大レンズを配することもできるし、それ
らを組合せることもできる。

【００９４】次に、この実施形態の第２の具体例の表示
装置について、同一箇所には同一符号を付して説明す
る。

【００９５】この液晶表示装置１０００は、図１２ない
し図１４に示すように、液晶パネル１２０１と、図示し
ないがこの液晶パネル１２０１に駆動信号を供給する駆
動回路基板と、液晶パネル１２０１の裏面側に配置され
る面光源部１３０１と、液晶パネル１２０１と面光源部
１３０１との間に配置される光路偏向手段１４０１と、
第１ないし第２のレンズアレイ１５１１，１５１２から
成るレンズアレイ群１５０１と、表示用導光板１８０１
と、拡散板１７０１とを備えて構成される。

【００９６】ここで、第１ないし第２のレンズアレイ１
５１１，１５１２の対応するそれぞのレンズによって複
数のチャネルが構成される。

【００９７】まず、液晶パネル１２０１は、対角１０．
５インチサイズで（１０２４×３）×７６８の表示画素
を備えた有効表示領域ＰＳを含む。この液晶パネル２０
１は、上記した具体例とサイズが異なる他は実質的に同
様の構成であって、ＴＮ液晶層１９１に代えて強誘電液
晶層が保持されて構成されている。

【００９８】この具体例では、液晶パネル１２０１透過
後の画像劣化を防止するため、光路偏向手段１４０１の
後段に液晶パネル１２０１が配置される。このため、液
晶パネル１２０１に入射される光は中央と周辺とでは入
射角度が大きく異なる。よってＴＮ液晶層１１９１を用
いた液晶パネル１２０１では、表示状態が中央と周辺と
で異なる。しかし、この具体例において液晶パネル１２
０１は、強誘電液晶層を用いている、即ち液晶分子の面
内方向のスイッチングで表示が成されるため、表示画像
が視角の影響を受けにくい。尚、強誘電液晶層を用いる
他に、面内方向のスイッチングで表示を行なうものであ
れば種々のものを用いることができ、反強誘電液晶層を
用いても構わない。また、ＩＰＳ（In-Plane-Switchin
g）モードを用いる液晶パネルも好適に使用することが
できる。

【００９９】このようにして構成される液晶パネル１２
０１の裏面側に配置される面光源部１３０１は、十分な
光量を確保するために、図１２および図１３に示すよう
に、アクリル樹脂から成る薄板状の導光板１３１１と、
この導光板１３１１の両長手端面にそれぞれ２段に配置
される冷陰極管１３２１とを備えて構成される。また、
この導光板１３１１表面上には、導光板１３１１からの
拡散光を比較的均一な平行光とするために、例えばアラ
イドシグナル社製の集光シート１３３２が配置されてい
る。この集光シート１３３２は、図示しないが導光板１
３１１上に逆四角錐台状に配置される光制御部と、この
上に配置されるコリーメータレンズ部とが一体的に積層
されてなるものである。

【０１００】これにより、液晶パネル１２０１の各所に
おける出射光の輝度の半値幅によって決定される主たる
光の伝播方向との成す角度は約１０°に制御されてい
る。

【０１０１】また、導光板１３１１の裏面側には、上記
した具体例と同様に、図示しないが導光板１３１１内を
伝播する光を選択的に主表面から出射させるよう乳白色
のドットパターンが印刷形成されている。尚、この具体
例においても、表示輝度の均一化を図るために、導光板
１３１１の周辺領域では比較的高い輝度が達成されるよ
うにドットパターンが形成されている。これは、表示用
導光板１８０１の周辺領域は、中央領域に比べて作用す
るチャネル数が少なく、このため輝度低下が免れないた
めであり、これを相殺するように面光源部１３０１の輝
度分布が調整されるためである。

【０１０２】次に、この具体例の表示装置の光学系につ
いて説明する。

【０１０３】液晶パネル１２０１の前面に配置されるレ
ンズアレイ群１５０１を構成する第１ないし第２のレン
ズアレイ１５１１，１５１２は、上記の具体例と同様
に、それぞれ倒立結像光学系を構成するものである。そ
して、各レンズ１５１１ａ，１５１１ｂ，１５１２ａ，
１５１２ｂは、液晶パネル１２０１の有効表示領域ＰＳ
に対応して４８×３６個配置され、４８×３６個のチャ
ネルを構成する。このチャネル数は、拡大倍率、液晶パ
ネル１２０１と表示用導光板１８０１との間隔等によっ
て決定することができ、やはり表示品位等を考慮すると
９以上に設定することが望ましい。

【０１０４】まず、面光源部１３０１と液晶パネル１２
０１との間には光路偏向手段１４０１として例えば凹レ
ンズが配置され、これにより光の光軸は各チャネルの光
軸に沿うように偏向される。即ち、液晶パネル１２０１
の有効表示領域ＰＳの周辺に向かう光の光軸は外側に向
けられ、対応するチャネルの光軸と略一致される。

【０１０５】これにより光利用効率が向上されると共
に、結像特性が劣化するほどの広範なチャネルへの入光
が阻止される。この光路偏向手段１４０１としては、凹
レンズの他にもフレネルレンズ、プリズムあるいは光フ
ァイバ束等が適宜使用される。

【０１０６】第１のレンズアレイ１５１１は、液晶パネ
ル１２０１側の第１のレンズ１５１１ａと対向する第２
のレンズ１５１１ｂとを含み、レンズ厚ｔ_１：２ｍｍに
構成される。詳しくは、第１のレンズアレイ１５１１の
第１のレンズ１５１１ａは、液晶パネル１２０１側に焦
点距離ａ_１が５５ｍｍ、表示用導光板１８０１側に焦点
距離ｂ_１が２ｍｍ（レンズ厚に一致）、レンズ径Ｄ_１が
１．０ｍｍ、レンズピッチｐ_１が１．１ｍｍに構成され
ている。第１のレンズアレイ１５１１の第２のレンズ１
５１１ｂは、各レンズ１５１１ａと同様の光学特性を有
し各レンズ１５１１ａの焦点位置に配置されるものであ
って、レンズ径Ｄ_１´が１．０ｍｍ、レンズピッチｐ_１
´が１．１０６０９７５６１ｍｍである。そして、各レ
ンズ１５１１ａ，１５１１ｂは、画面中央でレンズ中心
が一致するものであり、レンズ１５１１ａ，１５１１ｂ
の視野角は±２８゜とした。

【０１０７】第２のレンズアレイ１５１２は、液晶パネ
ル１２０１側の第１のレンズ１５１２ａと対向する第２
のレンズ１５１２ｂとを含み、レンズ厚ｔ_２：２ｍｍに
構成される。詳しくは、第２のレンズアレイ１５１２の
第１のレンズ１５１２ａは、第１のレンズアレイ１５１
１の第１のレンズ１５１１ｂと同一ピッチで構成され、
互いのレンズ１５１１ｂ，１５１２ａの頂部が接して配
置されている。また、第２のレンズアレイ１５１２の各
レンズ１５１２ａは、液晶パネル１２０１側に焦点距離
ａ_２が２ｍｍ（レンズ厚に一致）、表示用導光板１８０
１側に焦点距離ｂ_２が８０ｍｍ、レンズ径Ｄ_２が１．０
ｍｍ、レンズピッチｐ_１が１．１１１２１９５１２２ｍ
ｍに構成されている。そして、各レンズ１５１１ａ，１
５１１ｂは、画面中央でレンズ中心が一致するものであ
り、レンズ１５１１ａ，１５１１ｂの視野角は±２８゜
とした。

【０１０８】この第１のレンズアレイ１５１１の各レン
ズ１５１１ａは、レンズ１５１１ｂとレンズ１５１２ａ
との間の像面に倒立像を結像させる結像レンズである。
また、第２のレンズアレイ１５１２の対応する各レンズ
１５１２ａは、像面に結像された倒立像を表示用導光板
１８０１上に正立像として拡大結像するためのレンズで
ある。

【０１０９】ここで、第１のレンズアレイ１５１１の各
レンズ１５１１ａと第２のレンズアレイ１５１２の各レ
ンズ１５１２ｂとの各レンズピッチの比は、（ｐ_２／ｐ_１）＝｛１＋η（ｂ_２／ａ_２）｝／｛１＋η
（ｂ_２／ａ_２）｝満足するように設定されている。

【０１１０】また、結像に寄与しない第１のレンズアレ
イ１５１１の各レンズ１５１１ｂ及び第２のレンズアレ
イ１５１２の各レンズ１５１２ａのレンズピッチは、こ
の実施例では互いを接して配置することから等しく設定
され、それぞれ次の関係を満足するものとした。

【０１１１】ｐ´_１／ｐ_１＝｛η（ａ_１＋ｔ_１）＋（ａ
_１＋ｔ_１）｝／｛ηａ_１＋ａ_１＋２ｔ_１）｝ｐ_２／ｐ_２´＝｛η（ａ_２＋２ｔ_２）＋ａ_２｝／｛η
（ａ_２＋ｔ_２）＋（ａ_２＋ｔ_２）｝なお、上式ではレンズ材料の屈折率に依存しない関係式
を示すために、レンズ材料の屈折率を１として場合を示
した。しかしながら、実際のレンズは１．４〜１．６程
度の屈折率を有する材料で構成される。このように屈折
率が１よりも大きい材料で構成される場合、上式のレン
ズの厚さｔ_１、ｔ_２は、見かけ上の厚さを示すものであ
って、実際には屈折率ｎを用いてｎ×ｔ_１、ｎ×ｔ_２な
る厚さのレンズアレイとすることが必要である。また、
当然に全長もそれに応じた長さになる。

【０１１２】従って、屈折率を考慮し上式に基づいて各
チャネルの結像倍率に適合したレンズピッチを設定し、
各チャネルで生成される表示像が表示用導光板上で互い
に正しく重なり合うように設定して拡大表示装置を構成
することが望ましい。

【０１１３】そして、この具体例では、上述したレンズ
アレイ群１５０１は、表示用導光板１８０１上に略１．
４５倍の拡大正立結像させるよう構成されている。

【０１１４】これに応じて、表示用導光板１８０１は、
対角１５インチの画像表示領域ＤＳを有するＦＯＰによ
って形成されている。この表示用導光板１８０１は、拡
散板１７０１に対向する前面をフラットにし、レンズア
レイ群１５０１に対向する背面を、レンズアレイ群１５
０１の結像面に合わせて湾曲して形成されている。これ
により、表示用導光板１８０１に結像される像の像面湾
曲を防止することができ、フラットにして、かつシャー
プな拡大画像を表示することが可能となる。

【０１１５】拡散板１７０１は、表示用導光板１８０１
の前面に配置され、良好な視野角を確保するため、適度
な拡散能を有して構成されている。

【０１１６】以上説明したように、この具体例の液晶表
示装置１０００によれば、少ない光学部品点数で対角１
０．５インチサイズの液晶パネル１２０１の有効表示領
域ＰＳに表示された表示画像を１５０ｍｍの間隔をもっ
て対角１５インチサイズの画像表示領域ＤＳに拡大投影
することができた。

【０１１７】しかも、この具体例の液晶表示装置１００
０によれば、液晶パネル１２０１上の像点を第１ないし
第２のレンズアレイ１５１１，１５１２の対応する各レ
ンズ１５１１ａ，１５１２ａによって構成される複数の
チャネルにより拡大投影することで、良好な表示輝度を
確保することができた。

【０１１８】しかも、第１ないし第２のレンズアレイ１
５１１，１５１２の各レンズピッチは、各チャネルによ
って構成される像の重なり位置精度が不所望な不連続性
を生じせしめない関係を保っているので、表示画像の劣
化が防止される。また、液晶パネル１２０１から出射さ
れる光は、その面光源部１３０１の構成の工夫により上
述したように十分な平行度に制御されているため、結像
特性の劣るチャネルからのクロストークによる画質劣化
が十分に解消されている。

【０１１９】また、面光源部１３０１からの光源光は、
表示用導光板１８０１の周辺領域での光量不足を相殺す
るように液晶パネル１２０１の周辺領域が中央領域に比
べて高く設定されているため、面内での表示輝度のばら
つきは十分に解消されている。

【０１２０】この具体例の液晶表示装置において、レン
ズアレイ群１５０１と表示用導光板１８０１との間に第
１の具体例の如く拡大レンズを配する、液晶パネル１２
０１とレンズアレイ群１５０１との間に拡大レンズを配
する、あるいはこれらを組合せて使用することもでき
る。

【０１２１】また、この具体例の表示装置では、第１の
レンズアレイ１５１１の第２のレンズ１５１１ｂと第２
のレンズアレイ１５１２の第１のレンズ１５１２ａと
は、互いに接するように構成したため、互いのレンズピ
ッチを等しくすることができた。これにより、光学系の
設計、位置合わせ等を容易にできた。

【０１２２】しかし、第１のレンズアレイ１５１１の第
２のレンズ１５１１ｂと第２のレンズアレイ１５１２の
第１のレンズ１５１２ａとを互いに離間させて配置する
こともできる。この場合、それぞれのレンズピッチを上
記にならって若干異ならしめる必要がある。

【０１２３】また、第１のレンズアレイ１５１１の第２
のレンズ１５１１ｂ、あるいは第２のレンズアレイ１５
１２の第１のレンズ１５１２ａのレンズ径は比較的大き
く設定することもできるが、レンズ厚も増大するため、
各レンズのピッチの差を大きく設定する必要が生じ、こ
のため加工精度を確保し、画面全体で一様な画質を得る
ことが困難となる恐れがある。よってレンズ径は、レン
ズを構成する材料の屈折率等にもよるが、０．５ｍｍ〜
２ｍｍ程度が望ましい。

【０１２４】上述した各具体例は、光透過型の液晶パネ
ルを例にとって説明したが、反射型の表示装置であって
も良く、またＥＬパネル等の自己発光型の表示装置にも
用いることができる。

【０１２５】この具体例では、単一の液晶パネル１２０
１を使用したが、当然にこれらを貼り合わせて用いるこ
とにより、さらに大面積の表示が可能となることは言う
までもない。

【０１２６】

【発明の効果】以上説明したように、この発明の表示装
置によれば、小型にして十分な拡大像を実現でき、且つ
良好な表示品位が達成される。これにより、この発明に
よれば、例えば直視型であって大表示面積を備えた表示
装置の低廉化を達成することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、この発明の一実施の形態の液晶表示装
置の概略構成図である。

【図２】図２は、図１に示した液晶表示装置の液晶パネ
ルの概略構成図である。

【図３】図３は、図１に示した液晶表示装置のレンズア
レイ群の概略構成図である。

【図４】図４は、図１に示した実施の形態の変形例に係
る液晶表示装置の概略構成図である。

【図５】図５は、図１に示した実施の形態の他の変形例
に係る液晶表示装置の概略構成図である。

【図６】図６は、図１に示した実施の形態の他の変形例
に係る液晶表示装置の概略構成図である。

【図７】図７は、この発明の他の実施の形態の液晶表示
装置の概略構成図である。

【図８】図８は、この発明の他の実施の形態の液晶表示
装置の作用を説明する概略図である。

【図９】図９は、この発明の他の実施の形態の液晶表示
装置の作用を説明する概略図である。

【図１０】図１０は、この発明の他の実施の形態に係る
一具体例の液晶表示装置の概略斜視図である。

【図１１】図１１は、図１０に示した実施の形態の変形
例に係る液晶表示装置の概略構成図である。

【図１２】図１２は、この発明の他の実施の形態に係る
一具体例の液晶表示装置の概略斜視図である。

【図１３】図１３は、図１２に示した実施の形態の変形
例に係る液晶表示装置の概略構成図である。

【図１４】図１４は、図１３に示した液晶表示装置の一
部概略断面図である。

【符号の説明】

１…液晶表示装置１０１…液晶パネル３０１…面光源部４０１…光路偏向手段５０１…レンズアレイ群６０１…拡大レンズ７０１…拡散板８０１…表示用導光板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 2H088 EA20 MA20 2H091 FA02Y FA08X FA08Z FA21Z FA23Z FA29X FA41Z GA13 LA30 MA07 5G435 AA00 AA18 BB12 BB15 CC09 CC12 DD02 DD07 EE27 EE33 FF02 FF03 FF06 FF08 GG01 GG12 GG24 GG26 GG46

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】所定の有効表示領域を備えた表示パネル
と、前記表示パネルの前記有効表示領域よりも大きい画像表
示領域を備えた表示スクリーンと、前記表示パネルと前記表示スクリーンとの間に配置さ
れ、前記表示パネルに対応した複数の第１のレンズが並
置配列された第１のレンズアレイからなる第１の倒立光
学系と、前記第１のレンズに対応する複数の第２のレン
ズが並置配列された第２のレンズアレイからなる第２の
倒立光学系とを含み、対応する各前記第１及び第２のレ
ンズにより前記表示パネルの表示画像を前記表示スクリ
ーン上に拡大正立結像させる複数のチャネルを構成する
拡大光学系と、を備えた表示装置であって、前記表示スクリーンは、複数に区画された導光路を含む
導光板を含み、この導光板は、前記拡大光学系に対向す
る背面が前記拡大光学系の結像面に対応する湾曲面であ
ることを特徴とする表示装置。
【請求項２】前記表示スクリーンの前面に配置された拡
散板を有することを特徴とする請求項１に記載の表示装
置。
【請求項３】前記拡大光学系は、各所において前記表示
パネル上の像点を少なくとも３以上の前記チャネルを介
して前記表示スクリーン上に結像させることを特徴とす
る請求項１に記載の表示装置。
【請求項４】前記第１のレンズのレンズピッチをｐ_１、
倍率をη_１、前記第２のレンズのレンズピッチをｐ_２、
倍率をη_２としたとき、実質的に、（ｐ_２／ｐ_１）＝｛１＋η（ｂ_１／ａ_２）｝／｛１＋η
（ｂ_２／ａ_１）｝式を満足することを特徴とする請求項１に記載の表示装
置。
【請求項５】前記表示パネルから出射される光は、前記
第１のレンズアレイに向かって指向性を有することを特
徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項６】前記表示パネルは、光透過型であり、前記
表示パネルの前記表示スクリーンに相対する側に光源装
置が配置されることを特徴とする請求項１に記載の表示
装置。
【請求項７】前記光源装置は、拡散光源部と、この拡散
光源部からの光を平行化する平行化手段とを含むことを
特徴とする請求項６に記載の表示装置。
【請求項８】前記表示パネルと前記拡大光学系との間に
配置され、前記表示パネルからの光の光軸を各前記チャ
ネルの光軸に沿うよう偏向する光路偏向手段を備えたこ
とを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項９】前記表示パネルと前記拡大光学系との間に
拡大レンズが配置されることを特徴とする請求項１に記
載の表示装置。
【請求項１０】前記表示パネルから出射される光の輝度
は、前記有効表示領域の中央よりも周辺が高く設定され
ていることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項１１】所定の有効表示領域を備えた表示パネル
と、前記表示パネルの前記有効表示領域よりも大きい画像表
示領域を備えた表示スクリーンと、前記表示パネルと前記表示スクリーンとの間に配置さ
れ、前記表示パネルに対応した複数の第１のレンズが前
記表示パネル側の主表面に並置配列され対向する主表面
に複数の第２のレンズが並置配列された第１のレンズア
レイからなる第１の倒立光学系と、前記第１のレンズに
対応する複数の第３のレンズが前記第１のレンズアレイ
側の主表面に並置配列され対向する主表面に複数の第４
のレンズが並置配列された第２のレンズアレイからなる
第２の倒立光学系とを含み、対応する各前記第１及び第
２のレンズにより前記表示パネルの表示画像を前記表示
スクリーン上に拡大正立結像させる複数のチャネルを構
成する拡大光学系と、前記表示パネルから出射される光の光軸を前記拡大光学
系の拡大率に応じて偏向する偏向手段と、を備えた表示
装置であって、前記第１ないし第４のレンズは、前記偏向手段によって
偏向された光軸に沿って配置されるとともに、前記表示スクリーンは、複数に区画された導光路を含む
導光板を含み、この導光板は、前記拡大光学系に対向す
る背面が前記拡大光学系の結像面に対応する湾曲面であ
ることを特徴とする表示装置。
【請求項１２】所定の有効表示領域を備えた表示パネル
と、前記表示パネルの前記有効表示領域よりも大きい画像表
示領域を備えた表示スクリーンと、前記表示パネルと前記表示スクリーンとの間に配置さ
れ、前記表示パネルに対応した複数の第１のレンズが並
置配列された第１のレンズアレイからなる第１の倒立光
学系と、前記第１のレンズに対応する複数の第２のレン
ズが並置配列された第２の倒立光学系とを含み、対応す
る各前記第１及び第２のレンズにより前記表示パネルの
表示画像を前記表示スクリーン上に拡大正立結像させる
複数のチャネルを構成する拡大結像光学系と、前記表示パネルから出射される光の光軸を前記拡大光学
系の拡大率に応じて偏向する偏向手段と、を備えた表示
装置であって、前記第１ないし第２のレンズは、前記偏向手段によって
偏向された光軸に沿って配置されるとともに、前記表示スクリーンは、複数に区画された導光路を含む
導光板を含み、この導光板は、前記拡大結像光学系に対
向する背面が前記拡大結像光学系の結像面に対応する湾
曲面であることを特徴とする表示装置。
【請求項１３】所定の有効表示領域を備えた表示パネル
と、前記表示パネルの前記有効表示領域よりも大きい画像表
示領域を備えた表示スクリーンと、前記表示パネルと前記表示スクリーンとの間に配置さ
れ、前記表示パネルに対応した複数の第１のレンズが並
置配列された第１のレンズアレイからなる第１の倒立光
学系と、前記第１のレンズに対応する複数の第２のレン
ズが並置配列された第２のレンズアレイからなる第２の
倒立光学系とを含み、対応する各前記第１及び第２のレ
ンズにより前記表示パネルの表示画像を前記表示スクリ
ーン上に拡大正立結像させる複数のチャネルを構成する
拡大光学系と、を備えた表示装置であって、前記第１及び第２のレンズの位置関係は、前記表示パネ
ル上の任意の点が前記表示スクリーン上に前記複数のチ
ャネルを介して重なるよう設定されているとともに、前記表示スクリーンは、複数に区画された導光路を含む
導光板を含み、この導光板は、前記拡大光学系に対向す
る背面が前記拡大光学系の結像面に対応する湾曲面であ
ることを特徴とする表示装置。