JP2006308745A

JP2006308745A - 液晶表示装置

Info

Publication number: JP2006308745A
Application number: JP2005129444A
Authority: JP
Inventors: Yasuhiro Daiku; 康宏代工
Original assignee: Casio Computer Co Ltd
Current assignee: Casio Computer Co Ltd
Priority date: 2005-04-27
Filing date: 2005-04-27
Publication date: 2006-11-09

Abstract

【課題】広範囲の方向から画像を観察させることができる投影型の液晶表示装置を提供する。
【解決手段】液晶表示パネル１と、その入射面に対向させて配置された面光源２と、液晶表示パネル１の出射面の前方に配置され、液晶表示パネル１の前方領域の周囲を囲む透過型スクリーン面５を有し、液晶表示パネル１に対向する面に液晶表示パネル１からの出射光を入射させる入射部６が形成されたスクリーン部材４と、入射光を周方向に放射状に広がる方向に向きを変えて出射する光学特性を有し、面光源２から出射した光の経路の予め定めた位置に設けられ、面光源２から出射し液晶表示パネル１を透過した光をスクリーン部材４のスクリーン面５に照射させる変向手段８とを備えた。
【選択図】図２

Description

この発明は、投影型の液晶表示装置に関する。

従来、投影型の液晶表示装置は、複数の画素がマトリックス状に配列した画面領域を有し、一方の面から入射した光の透過を前記複数の画素により制御して他方の面から画像光を出射する液晶表示パネルと、前記液晶表示パネルの入射面に向けて照明光を出射する光源と、前記液晶表示パネルの出射面の前方に配置された透過型の平面スクリーンと、前記液晶表示パネルからの出射光を前記平面スクリーンに投影する投影系とにより構成されている（特許文献１参照）。
特開平６−１９４６１９号公報

しかし、前記従来の投影型液晶表示装置は、液晶表示パネルの表示画像を透過型の平面スクリーンに投影し、その投影画像を前記平面スクリーンの反対側から観察させるものであるため、画像の観察方向が限定される。

この発明は、広範囲の方向から画像を観察させることができる投影型の液晶表示装置を提供することを目的としたものである。

この発明の液晶表示装置は、複数の画素がマトリックス状に配列した画面領域を有し、一方の面から入射した光の透過を前記複数の画素により制御して他方の面から画像光を出射する液晶表示パネルと、前記液晶表示パネルの入射面に対向させて配置され、前記液晶表示パネルに向けて照明光を出射する光源と、前記液晶表示パネルの出射面の前方に配置され、前記液晶表示パネルの前方の領域の周囲を囲む透過型スクリーン面を有し、前記液晶表示パネルに対向する面に前記液晶表示パネルからの出射光を入射させる入射部が形成されたスクリーン部材と、入射光を周方向に放射状に広がる方向に向きを変えて出射する光学特性を有し、前記光源から出射した光の経路の予め定めた位置に設けられ、前記光源から出射し前記液晶表示パネルを透過した光を前記スクリーン部材の前記入射部から入射させて前記スクリーン面に照射させる変向手段とを備えたことを特徴とする。

この発明の液晶表示装置において、前記スクリーン部材は、前記液晶表示パネルの法線と実質的に平行で且つ前記液晶表示パネルの画面領域の中心付近を通る軸線を中心とする円筒面状のスクリーン面を有しており、前記変向手段は、前記光源と前記スクリーン部材との間に設けられ、前記光源側の面から入射した光を周方向に放射状に広がる方向に屈折させて前記スクリーン部材側の面から出射するレンズからなっているのが望ましい。

その場合、前記スクリーン部材は、前記液晶表示パネルに対向する端面に入射部が形成され、外周面に前記スクリーン面が形成され、内周面に、前記レンズからなる変向手段により屈折されて前記入射部から入射した光を前記円筒面の軸線に対して直角な面に対する角度が小さくなる方向に屈折させて前記スクリーン面に入射させる複数の環状プリズムが形成された円筒状部材からなっているのが好ましい。

また、この発明の液晶表示装置において、前記スクリーン部材は、前記液晶表示パネルの法線と実質的に平行で且つ前記液晶表示パネルの画面領域の中心付近を通る線上に中心を有する球面状のスクリーン面を有しており、前記変向手段は、前記光源と前記スクリーン部材との間または前記スクリーン部材の入射部に設けられ、前記光源側の面から入射した光を周方向に放射状に広がる方向に屈折させて前記スクリーン部材側の面から出射するレンズ、あるいは、前記スクリーン部材の入射部とは反対側に設けられ、前記入射部から入射した光を周方向に放射状に広がる方向に反射する反射面からなっているのが望ましい。

この発明の液晶表示装置は、液晶表示パネルの入射面に対向させて光源を配置し、前記液晶表示パネルの出射面の前方に、前記液晶表示パネルの前方の領域の周囲を囲む透過型スクリーン面を有し、前記液晶表示パネルに対向する面に前記液晶表示パネルからの出射光を入射させる入射部が形成されたスクリーン部材を配置するとともに、前記光源から出射した光の経路の予め定めた位置に、入射光を周方向に放射状に広がる方向に向きを変えて出射する光学特性を有し、前記光源から出射し前記液晶表示パネルを透過した光を前記スクリーン部材の前記入射部から入射させて前記スクリーン面に照射させる変向手段を設けることにより、前記液晶表示パネルの表示画像を前記スクリーン部材の透過型スクリーン面（液晶表示パネルの前方の領域の周囲を囲む面）に投影し、その投影画像を前記スクリーン部材の外周方向、つまり前記液晶表示パネルの前方領域の周囲方向から観察させるようにしたものであり、この液晶表示装置によれば、広範囲の方向から画像を観察させることができる。

この発明の液晶表示装置は、前記液晶表示パネルの出射面の前方に、前記液晶表示パネルの法線と実質的に平行で且つ前記液晶表示パネルの画面領域の中心付近を通る軸線を中心とする円筒面状のスクリーン面を有するスクリーン部材を配置し、前記光源と前記スクリーン部材との間に、前記光源側の面から入射した光を周方向に放射状に広がる方向に屈折させて前記スクリーン部材側の面から出射するレンズからなる変向手段を配置した構成とするのが望ましく、このようにすることにより、前記液晶表示パネルの前方の領域の周囲の全周方向から画像を観察させることができる。

その場合は、前記スクリーン部材を、前記液晶表示パネルに対向する端面に入射部が形成され、外周面に前記スクリーン面が形成され、内周面に、前記レンズからなる変向手段により屈折されて前記入射部から入射した光を前記円筒面の軸線に対して直角な面に対する角度が小さくなる方向に屈折させて前記スクリーン面に入射させる複数の環状プリズムが形成された円筒状部材とするのが好ましく、このようにすることにより、前記液晶表示パネルの前方の領域の周囲から観察される画像の正面輝度を高くすることができる。

また、この発明の液晶表示装置は、前記液晶表示パネルの出射面の前方に、前記液晶表示パネルの法線と実質的に平行で且つ前記液晶表示パネルの画面領域の中心付近を通る線上に中心を有する球面状のスクリーン面を有するスクリーン部材を配置し、前記光源と前記スクリーン部材との間または前記スクリーン部材の入射部に、前記光源側の面から入射した光を周方向に放射状に広がる方向に屈折させて前記スクリーン部材側の面から出射するレンズからなる変向手段を設けるか、あるいは、前記スクリーン部材の入射部とは反対側に、前記入射部から入射した光を周方向に放射状に広がる方向に反射する反射面からなる変向手段を設けた構成としてもよく、このようにすることにより、さらに広範囲の方向から画像を観察させることができる。

（第１の実施形態）
図１及び図２はこの発明の第１の実施例を示しており、図１は液晶表示装置の分解斜視図、図２は前記液晶表示装置のハッチングを省略した断面図である。

この液晶表示装置は、複数の画素（図示せず）がマトリックス状に配列した画面領域１ａを有し、一方の面から入射した光の透過を前記複数の画素により制御して他方の面から画像光を出射する液晶表示パネル１と、前記液晶表示パネル１の入射面に対向させて配置され、前記液晶表示パネル１に向けて照明光を出射する光源２と、前記液晶表示パネル１の出射面の前方に配置され、前記液晶表示パネル１の前方の領域の周囲を囲む透過型スクリーン面５を有し、前記液晶表示パネル１に対向する面に前記液晶表示パネル１からの出射光（画像光）を入射させる入射部６が形成されたスクリーン部材４と、入射光を周方向に放射状に広がる方向に向きを変えて出射する光学特性を有し、前記光源２から出射した光の経路の予め定めた位置に設けられ、前記光源２から出射し前記液晶表示パネル１を透過した光を、前記スクリーン部材４の前記入射部６から入射させて前記スクリーン面５に照射させる変向手段８とを備えている。

なお、図１及び図２では液晶表示パネル１を簡略化して示しているが、この液晶表示パネル１は例えばアクティブマトリックス型のものであり、液晶層を挟んで対向する入射側及び出射側の一対の透明基板の互いに対向する内面のうち、一方の基板の内面に、行方向及び列方向にマトリックス状に配列した複数の透明な画素電極と、これらの画素電極にそれぞれ接続された複数のＴＦＴ（薄膜トランジスタ）と、各行のＴＦＴにゲート信号を供給する複数のゲート配線と、各列のＴＦＴにデータ信号を供給する複数のデータ配線が設けられ、他方の基板の内面に、前記複数の画素電極と対向する一枚膜状の透明な対向電極が設けられ、一対の透明基板の外面にそれぞれ偏光板が貼付けられた構造となっている。

また、前記光源２は、前記液晶表示パネル１の画面領域１ａの全域に対向する光出射面を有する面光源であり、その出射面の全体に、前記液晶表示パネル１の法線（基板面の法線）に沿った方向の出射光強度が高い強度分布の照明光を出射するための集光レンズ３が微小ピッチで配列形成されている。

この面光源２は、図１及び図２では簡略化して示しているが、例えば、前記液晶表示パネル１の画面領域１ａの全域に対向する面積を有する板状の透明部材の一端面に光を入射させる入射端面が形成され、２つの板面の一方に前記入射端面から入射した光の出射端面が形成され、他方の端面に前記入射端面から入射した光を前記出射端面に向けて反射する反射面が形成された導光板と、前記導光板の入射端面に対向させて配置され、前記入射端面に向けて光を出射するＬＥＤ（発光ダイオード）等の複数の固体発光素子からなっており、前記集光レンズ３は、前記導光板の出射面に形成されている。

一方、前記スクリーン部材４は、前記液晶表示パネル１の法線と実質的に平行で且つ前記液晶表示パネル１の画面領域１ａの中心付近を通る軸線Ｏを中心とする円筒面状のスクリーン面５を有している。

このスクリーン部材４は、前記液晶表示パネル１に対向する端面に入射部６が形成され、外周面に前記スクリーン面５が形成された透明な円筒状部材からなっており、前記スクリーン面５には、このスクリーン面５を透過する光を拡散させる拡散処理（例えば粗面化処理）が施されている。以下、このスクリーン部材４を円筒状スクリーン部材という。

また、前記変向手段８は、前記面光源２と前記円筒状スクリーン部材４との間に設けられ、前記面光源２側の面から入射した光を周方向に放射状に広がる方向に屈折させて前記スクリーン部材４側の面から出射するサーキュラフレネルレンズ等のレンズからなっている。以下、この変向手段８を変向レンズという。

この変向レンズ８は、例えば前記面光源２と前記液晶表示パネル１との間に、レンズ面とは反対面を前記面光源２側に向け、レンズ中心を前記円筒状スクリーン部材４の軸線（円筒面の軸線）Ｏに略一致させて配置されている。

なお、前記液晶表示パネル１は、前記円筒状スクリーン部材４の内周円に略外接する正方形状の画面領域１ａを有しており、前記変向レンズ８は、前記円筒状スクリーン部材４の内径と略同じ直径を有している。

この液晶表示装置は、前記面光源２から照明光を出射させ、前記液晶表示パネル１の画面領域１ａを透過した画像光を前記円筒状スクリーン部材４にその入射部６から入射させて、この円筒状スクリーン部材４の外周の透過型スクリーン面５に投影するようにしたものである。

すなわち、この液晶表示装置は、前記面光源２と液晶表示パネル１との間に前記変向レンズ８を配置しているため、前記面光源２から出射した光が、前記変向レンズ８により図２に矢線で示したように周方向に放射状に広がる方向に向きを変えられて前記液晶表示パネル１に入射し、この液晶表示パネル１の画面領域１ａを透過して出射した画像光が、前記円筒状スクリーン部材４内に、その入射部６から前記円筒状スクリーン部材４の外周面の透過型スクリーン面５の全域に向かって入射して前記スクリーン面５に投影される。

そして、前記透過型スクリーン面５に投影された画像光は、拡散処理された前記スクリーン面５により拡散されて円筒状スクリーン部材４の外周に出射し、前記円筒状スクリーン部材４の外周方向から観察される。

なお、この液晶表示装置は、前記円筒状スクリーン部材４の円筒状のスクリーン面５に表示する画像を、前記スクリーン面５の液晶表示パネル１側とは反対側の端縁（図１及び図２において上端縁）を中心側に、前記スクリーン面５の液晶表示パネル１側の端縁（図１及び図２において下端縁）を外周側にした環状平面に展開した展開画像を表示する。

すなわち、この液晶表示装置は、前記液晶表示パネル１の正方形状の画面領域１ａのうち、前記環状平面に対応する領域の各画素に前記展開画像の画像データに応じた駆動電圧を印加してその展開画像を液晶表示パネル１に表示させるものであり、前記変向レンズ８は、前記液晶表示パネル１の前記環状領域の内周縁部からの出射光を前記スクリーン面５の液晶表示パネル１側とは反対側の端縁部に入射させ、前記環状領域の外周縁部からの出射光を前記スクリーン面５の液晶表示パネル１側の端縁部に入射させるように設計されている。

そのため、前記円筒状スクリーン部材４の外周の透過型スクリーン面５に投影される画像は、前記液晶表示パネル１に表示させた前記展開画像を前記スクリーン面（円筒面）５に逆展開した表示画像である。

このように、前記液晶表示装置は、前記液晶表示パネル１の入射面に対向させて前記面光源２を配置し、前記液晶表示パネル１の出射面の前方に、前記液晶表示パネル１の前方の領域の周囲を囲む透過型スクリーン面５を有し、前記液晶表示パネル１に対向する面に前記液晶表示パネル１からの出射光を入射させる入射部６が形成されたスクリーン部材４を配置するとともに、前記光源から出射した光の経路の予め定めた位置に、入射光を周方向に放射状に広がる方向に向きを変えて出射する光学特性を有し、前記面光源２から出射し前記液晶表示パネル１を透過して前記スクリーン部材４に前記入射部６から入射した光を前記スクリーン面５に入射させる変向レンズ８を設けることにより、前記液晶表示パネル１の表示画像（展開画像）を前記スクリーン部材４の透過型スクリーン面５に投影し、その投影画像を前記スクリーン部材４の外周方向、つまり前記液晶表示パネル１の前方領域の周囲方向から観察させるようにしたものであり、この液晶表示装置によれば、広範囲の方向から画像を観察させることができる。

しかも、この実施例の液晶表示装置は、前記液晶表示パネル１の出射面の前方に、前記液晶表示パネル１の法線と実質的に平行で且つ前記液晶表示パネル１の画面領域１ａの中心付近を通る軸線Ｏを中心とする円筒面状のスクリーン面５を有するスクリーン部材４を配置し、前記面光源２と前記スクリーン部材４との間（この実施例では面光源２と液晶表示パネル１との間）に、前記面光源２側の面から入射した光を周方向に放射状に広がる方向に屈折させて前記スクリーン部材４側の面から出射する変向レンズ８を配置しているため、前記液晶表示パネル１の前方の領域の周囲の全周方向、つまり液晶表示パネル１の前方領域の周囲の３６０度の角度方向から画像を観察させることができる。

なお、この実施例では、前記スクリーン部材４を円筒状部材としているが、このスクリーン部材４は、前記液晶表示パネル１に対向する端面に入射部が形成され、外周面に拡散処理された透過型スクリーン面が形成された透明な円柱状部材でもよい。

（第２の実施形態）
図３及び図４はこの発明の第２の実施例を示しており、図３は液晶表示装置の分解斜視図、図４は前記液晶表示装置のハッチングを省略した断面図である。なお、この実施例において、上記第１の実施例に対応するものには同符号を付し、同一のものについてはその説明を省略する。

この実施例の液晶表示装置は、液晶表示パネル１の出射面の前方配置された透明な円筒状部材からなる円筒状スクリーン部材４の内周面に、変向レンズ８により屈折されて円筒状スクリーン部材４内にその入射部６から入射した光を、この円筒状スクリーン部材の軸線Ｏに対して直角な面に対する角度が小さくなる方向に屈折させて外周面の透過型スクリーン面５に入射させる複数の環状プリズム７を密なピッチで形成したものであり、他の構成は第１の実施例の液晶表示装置と同じである。

この液晶表示装置は、液晶表示パネル１の出射面の前方に、前記液晶表示パネル１に対向する端面に入射部６が形成され、外周面に拡散処理された透過型スクリーン面５が形成され、内周面に前記複数の環状プリズム７が形成された円筒状スクリーン部材４を配置したものであるため、前記変向レンズ８により屈折されて前記スクリーン部材４にその入射部６から入射した光を、このスクリーン部材４の内周面の複数の環状プリズム７により、図４に矢線で示したように前記円筒面の軸線Ｏに対して直角な面に対する角度が小さくなる方向に屈折させて前記スクリーン部材４の外周面のスクリーン面５に入射させることができ、したがって、前記液晶表示パネル１の前方の領域の周囲、つまり前記円筒状スクリーン部材４の外周方向から観察される画像の正面輝度（円筒状スクリーン部材４の軸線Ｏに対して直角な面付近の方向から見た輝度）を高くすることができる。

（第３の実施形態）
図５及び図６はこの発明の第３の実施例を示しており、図５は液晶表示装置の分解斜視図、図６は前記液晶表示装置のハッチングを省略した断面図である。

この実施例の液晶表示装置は、液晶表示パネル９の入射面に対向させて、前記液晶表示パネル９に向けて照明光を出射する面光源１０を配置し、前記液晶表示パネル９の出射面の前方に、前記液晶表示パネル９の法線と実質的に平行で且つ前記液晶表示パネル９の画面領域９ａの中心付近を通る線上に中心を有する球面状のスクリーン面１２を有し、前記液晶表示パネル９に対向する面に前記液晶表示パネル９からの出射光を入射させる入射部１３が形成されたスクリーン部材１１を配置するとともに、前記面光源１０と前記スクリーン部材１１との間、例えば面光源１０と液晶表示パネル９との間に、入射光を周方向に放射状に広がる方向に向きを変えて出射する光学特性を有し、前記面光源１０から出射し前記液晶表示パネル９の画面領域９ａを透過した光を、前記スクリーン部材１１の前記入射部１３から入射させて前記球面状のスクリーン面１２に照射させる変向手段１４を設けたものである。

前記スクリーン部材１１は、透明な中空球状部材からなっており、その外周面に、拡散処理（例えば粗面化処理）を施された球面状のスクリーン面１２が形成され、前記液晶表示パネル９に対向する面に、円形孔からなる入射させる入射部１３が形成されている。以下、このスクリーン部材１１を球状スクリーン部材という。

なお、図５及び図６では液晶表示パネル９と面光源１０を簡略化して示しているが、前記液晶表示パネル９は、例えば上記第１の実施例の液晶表示パネル１と同様な構成のアクティブマトリックス液晶表示パネルであり、前記球状スクリーン部材１１の入射部１３に対応する面積の正方形状の画面領域９ａを有している。

また、前記面光源１０は、第１の実施例の面光源２と同様に、前記液晶表示パネル９の画面領域９ａの全域に対向する面積を有する導光板と、この導光板の入射端面に対向させて配置された複数の固体発光素子からなっており、図では省略しているが、前記導光板の出射面には、前記液晶表示パネル９の法線に沿った方向の出射光強度が高い強度分布の照明光を出射するための集光レンズが微小ピッチで配列形成されている。

さらに、前記変向手段１４は、前記面光源１０側の面から入射した光を周方向に放射状に広がる方向に屈折させて前記スクリーン部材１１側の面から出射するサーキュラフレネルレンズ等のレンズからなっている。以下、この変向手段１４を変向レンズという。

この液晶表示装置は、前記面光源２から出射した光を前記変向レンズ１４により図６に矢線で示したように周方向に放射状に広げて前記液晶表示パネル９に入射させ、この液晶表示パネル９の画面領域９ａを透過して出射した画像光を、前記球状スクリーン部材１１内にその入射部１３から前記球状スクリーン部材１１の外周面の透過型スクリーン面１２に向かって入射させて前記スクリーン面１２に投影し、その投影画像を前記球状スクリーン部材１１の周囲方向から観察させるようにしたものである。

なお、この実施例の液晶表示装置は、前記球状スクリーン部材１１の外周の透過型スクリーン面１２のうち、その赤道部（液晶表示パネル９の法線と実質的に平行で球状スクリーン部材１１の中心を通る面に沿った円周部）付近から前記液晶表示パネル９側とは反対側の略半球面部分に画像を投影するようにしたものであり、前記スクリーン面１２の半球面部分に表示する画像を、前記半球面部分の頂部（球状スクリーン部材１１の入射部１３とは反対側）を中心側とし、前記赤道部側を外周側とする円形平面に展開した展開画像を前記液晶表示パネル９に表示させる。

すなわち、この実施例では、前記液晶表示パネル９の画面領域９ａのうち、前記円形平面に対応する領域の各画素に、前記展開画像の画像データに応じた駆動電圧を印加してその展開画像を液晶表示パネル９に表示させるようにし、前記変向レンズ８を、前記液晶表示パネル９の前記円形領域の中心部からの出射光を前記スクリーン面１２の半球面部分の頂部に入射させ、前記円形領域の外周縁部からの出射光を前記スクリーン面１２の赤道部付近に入射させるように設計している。

この液晶表示装置は、前記液晶表示パネル９の出射面の前方に、前記液晶表示パネル９の法線と実質的に平行で且つ前記液晶表示パネル９の画面領域９ａの中心付近を通る線上に中心を有する球面状のスクリーン面１２を有する球状スクリーン部材１１を配置し、前記面光源１０と前記スクリーン部材１１との間（この実施例では面光源１０と液晶表示パネル９との間）に、前記面光源１０側の面から入射した光を周方向に放射状に広がる方向に屈折させて前記球状スクリーン部材１１側の面から出射する変向レンズ１４を設けたものであるため、前記液晶表示パネル９の表示画像（展開画像）を前記球状スクリーン部材１１のスクリーン面１２の前記略半球面部分に投影し、上記第１の実施例よりもさらに広範囲の方向から画像を観察させることができる。

なお、この実施例では、前記球状スクリーン部材１１を中空球状部材としているが、このスクリーン部材１１は、前記液晶表示パネル９に対向する端面に平面状の入射部が形成され、外周面に拡散処理された透過型スクリーン面が形成された透明な無垢の球状部材でもよい。

（第４の実施形態）
図７はこの発明の第４の実施例を示す液晶表示装置のハッチングを省略した断面図である。なお、この実施例において、上記第３の実施例に対応するものには同符号を付し、同一のものについてはその説明を省略する。

この液晶表示装置は、透明な無垢の球状部材からなる球状スクリーン部材１１ａを備えたものであり、この実施例では、前記球状スクリーン部材１１ａの液晶表示パネル９に対向する面に設けられた入射部１３ａに、スクリーン部材１１ａ内側球面状に凹入する変向レンズ１５を形成し、上記第３の実施例において面光源１０とスクリーン部材１１との間に設けた変向レンズ１４を省略している。

この実施例の液晶表示装置は、面光源２から出射し、液晶表示パネル９の画面領域９ａを透過して前記球状スクリーン部材１１ａにその入射部１３ａから入射した光を、前記入射部１３ａに設けられた変向レンズ１５により図７に矢線で示したように周方向に放射状に広げて前記球状スクリーン部材１１ａの外周面の拡散処理が施された透過型スクリーン面１２ａに投影するようにしたものである。

この液晶表示装置は、前記球状スクリーン部材１１ａの入射部１３ａに、スクリーン部材１１ａ内側に球面状に凹入する変向レンズ１５を設けているため、この球状スクリーン部材１１ａに前記入射部１３ａから入射した光を、変向レンズ１５により周方向に放射状に広げて前記球状スクリーン部材１１ａの外周面の透過型スクリーン面１２ａの略全域に入射させることができる。

そのため、液晶表示装置によれば、前記液晶表示パネル９の画面領域９ａのうち、前記球状スクリーン部材１１ａの球面状スクリーン面１２ａを前記スクリーン面１２ａの液晶表示パネル９側とは反対側（球状スクリーン部材１１ａの入射部１３ａとは反対側）の頂部を中心とし、前記スクリーン面１２ａの液晶表示パネル９側（球状スクリーン部材１１ａの入射部１３ａ側）を外周側とする円形平面に対応する円形領域に、前記球面状スクリーン面１２ａに表示する画像を前記円形平面上に展開した展開画像を表示させ、その展開画像を前記球状スクリーン部材１１ａの外周面の透過型スクリーン面１２ａの略全域に入射させることができ、したがって、上記第３の実施例の液晶表示装置よりもさらに広範囲の方向から画像を観察させることができる。なお、この実施例では、前記球状スクリーン部材１１ａを無垢の球状部材としているが、このスクリーン部材１１ａは、中空球状部材でも、また前記中空球状部材内に透明な液体等の充填したものでもよい。

（第５の実施形態）
図８及び図９はこの発明の第５の実施例を示しており、図８は液晶表示装置の分解斜視図、図９は前記液晶表示装置のハッチングを省略した断面図である。なお、この実施例において、上記第３の実施例に対応するものには同符号を付し、同一のものについてはその説明を省略する。

この実施例の液晶表示装置は、上記第３の実施例の球状スクリーン部材１１の入射部１３とは反対側の部分に、前記スクリーン部材１１ａ内側に球面状に突出し、前記入射部１３から球状スクリーン部材１１に入射した光を周方向に放射状に広がる方向に反射する変向反射面１８を設け、上記第３の実施例において面光源１０とスクリーン部材１１との間に設けた変向レンズ１４を省略したものである。

なお、この実施例では、前記球状スクリーン部材１１の前記入射部１３ａとは反対側に円形孔１６を設け、その円形孔１６に、前記変向反射面１８を形成した栓部材を嵌着している。

すなわち、この液晶表示装置は、面光源２から出射し、液晶表示パネル９の画面領域１ａを透過して前記球状スクリーン部材１１にその入射部１３から入射した光を、前記球状スクリーン部材１１の前記入射部１３ａとは反対側に設けられた前記変向反射面１８により図９に矢線で示したように周方向に放射状に広げて前記球状スクリーン部材１１ａの外周面の透過型スクリーン面１２に投影するようにしたものである。

なお、この液晶表示装置では、前記液晶表示パネル９の画面領域９ａのうち、前記球状スクリーン部材１１の球面状スクリーン面１２を、前記スクリーン面１２の液晶表示パネル９側（球状スクリーン部材１１の入射部１３側）を中心側とし、前記スクリーン面１２の液晶表示パネル１側とは反対側（球状スクリーン部材１１の入射部１３とは反対側）を外周側とする円形平面に展開した円形領域に、前記スクリーン面１２に表示する画像を前記円形平面に展開した展開画像を表示させるようにしている。

この液晶表示装置は、前記球状スクリーン部材１１の入射部１３にとは反対側に、前記スクリーン部材１１内側に球面状に突出する変向反射面１８を設けているため、この球状スクリーン部材１１ａに前記入射部１３ａから入射した光を、変向反射面１８により周方向に放射状に広げて前記球状スクリーン部材１１の外周面の透過型スクリーン面１２の略全域に入射させることができ、したがって、上記第３の実施例の液晶表示装置よりもさらに広範囲の方向から画像を観察させることができる。

（他の実施形態）
なお、上記第１〜第３の実施例では、変向レンズ８，１４を面光源２，１０と液晶表示パネル１，９との間に設けているが、前記変向レンズ８，１４は、前記液晶表示パネル１，９とスクリーン部材４，１１との間に設けてもよい。

また、上記第１及び第２の実施例の液晶表示装置は、円筒面状のスクリーン面５を有する円筒状スクリーン部材４を備えたものであり、また、第３から第５の実施例の液晶表示装置は、球面状のスクリーン面１２，１２ａを有する球状スクリーン部材１１，１１ａを備えたものであるが、液晶表示パネル１，９の出射面の前方に配置するスクリーン部材は、多角筒面状のスクリーン面を有する筒状スクリーン部材でも、多角球面状のスクリーン面を有する球状スクリーン部材でもよい。

さらに、上記第１〜第５の実施例の液晶表示装置では、液晶表示パネル１，９の入射面に対向させて面光源２，１０を配置しているが、前記液晶表示パネル１，９の入射面に対向させて配置する光源は、光源ランプと、その光源ランプからの放射光を前記液晶表示パネル１，９に向けて反射するリフレクタからなるものでもよい。

この発明の第１の実施例を示す液晶表示装置の分解斜視図。第１の実施例の液晶表示装置のハッチングを省略した断面図。この発明の第２の実施例を示す液晶表示装置の分解斜視図。第２の実施例の液晶表示装置のハッチングを省略した断面図。この発明の第３の実施例を示す液晶表示装置の分解斜視図。第３の実施例の液晶表示装置のハッチングを省略した断面図。この発明の第４の実施例を示す液晶表示装置のハッチングを省略した断面図。この発明の第５の実施例を示す液晶表示装置の分解斜視図。第５の実施例の液晶表示装置のハッチングを省略した断面図。

符号の説明

１，９…液晶表示パネル、１ａ，９ａ…画面領域、２，１０…面光源、４，１１，１１ａ…スクリーン部材、５，１２，１２ａ…透過型スクリーン面、６，１３，１３ａ…入射部、７…環状プリズム、８，１４，１５…変向レンズ、１７…変向反射面。

Claims

複数の画素がマトリックス状に配列した画面領域を有し、一方の面から入射した光の透過を前記複数の画素により制御して他方の面から画像光を出射する液晶表示パネルと、
前記液晶表示パネルの入射面に対向させて配置され、前記液晶表示パネルに向けて照明光を出射する光源と、
前記液晶表示パネルの出射面の前方に配置され、前記液晶表示パネルの前方の領域の周囲を囲む透過型スクリーン面を有し、前記液晶表示パネルに対向する面に前記液晶表示パネルからの出射光を入射させる入射部が形成されたスクリーン部材と、
入射光を周方向に放射状に広がる方向に向きを変えて出射する光学特性を有し、前記光源から出射した光の経路の予め定めた位置に設けられ、前記光源から出射し前記液晶表示パネルを透過した光を前記スクリーン部材の前記入射部から入射させて前記スクリーン面に照射させる変向手段とを備えたことを特徴とする液晶表示装置。
スクリーン部材は、液晶表示パネルの法線と実質的に平行で且つ前記液晶表示パネルの画面領域の中心付近を通る軸線を中心とする円筒面状のスクリーン面を有しており、変向手段は、光源と前記スクリーン部材との間に設けられ、前記光源側の面から入射した光を周方向に放射状に広がる方向に屈折させて前記スクリーン部材側の面から出射するレンズからなっていることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
スクリーン部材は、液晶表示パネルに対向する端面に入射部が形成され、外周面にスクリーン面が形成され、内周面に、レンズからなる変向手段により屈折されて前記入射部から入射した光を前記円筒面の軸線に対して直角な面に対する角度が小さくなる方向に屈折させて前記スクリーン面に入射させる複数の環状プリズムが形成された円筒状部材からなっていることを特徴とする請求項２に記載の液晶表示装置。
スクリーン部材は、液晶表示パネルの法線と実質的に平行で且つ前記液晶表示パネルの画面領域の中心付近を通る線上に中心を有する球面状のスクリーン面を有しており、変向手段は、光源と前記スクリーン部材との間または前記スクリーン部材の入射部に設けられ、前記光源側の面から入射した光を周方向に放射状に広がる方向に屈折させて前記スクリーン部材側の面から出射するレンズ、あるいは、前記スクリーン部材の入射部とは反対側に設けられ、前記入射部から入射した光を周方向に放射状に広がる方向に反射する反射面からなっていることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。