JP2798554B2 - 投影型画像表示装置 - Google Patents
投影型画像表示装置Info
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- JP2798554B2 JP2798554B2 JP4155415A JP15541592A JP2798554B2 JP 2798554 B2 JP2798554 B2 JP 2798554B2 JP 4155415 A JP4155415 A JP 4155415A JP 15541592 A JP15541592 A JP 15541592A JP 2798554 B2 JP2798554 B2 JP 2798554B2
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- light
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光源からの光線を表示
パネルの各絵素に集光するためのマイクロレンズを有す
る投影型画像表示装置に関する。
パネルの各絵素に集光するためのマイクロレンズを有す
る投影型画像表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、投影型画像表示装置における光学
系としては、パラボラ反射鏡を用いる方法及び楕円反射
鏡を用いる方法などが知られている。
系としては、パラボラ反射鏡を用いる方法及び楕円反射
鏡を用いる方法などが知られている。
【０００３】図３にパラボラ反射鏡を用いる光学系の模
式図を示す。この光学系では、光源１１ａがパラボラ反
射鏡１２ａの焦点Ｆに配置され、光源１１ａからの光線
はパラボラ反射鏡１２ａで反射され図中に実線で示すよ
うな平行光線にされ、図示しない透過型表示パネルに入
射する。
式図を示す。この光学系では、光源１１ａがパラボラ反
射鏡１２ａの焦点Ｆに配置され、光源１１ａからの光線
はパラボラ反射鏡１２ａで反射され図中に実線で示すよ
うな平行光線にされ、図示しない透過型表示パネルに入
射する。
【０００４】図４に楕円反射鏡を用いる光学系の模式図
を示す。この光学系では、光源１１ｂが楕円反射鏡１２
ｂの第一焦点Ｆ1に配置され、図示しないコンデンサー
レンズが楕円反射鏡１２ｂの第２焦点Ｆ2の光源１１ｂ
とは反対側で、かつ、このコンデンサーレンズの焦点が
楕円反射鏡１２ｂの第２焦点Ｆ2と一致するように配置
されている。この様な構成に於て、光源１１ｂからの光
線は楕円反射鏡１２ｂに反射され第２焦点Ｆ2に集光さ
れた後に、、コンデンサーレンズによって平行光線とさ
れ、図示しない透過型表示パネルに入射する。
を示す。この光学系では、光源１１ｂが楕円反射鏡１２
ｂの第一焦点Ｆ1に配置され、図示しないコンデンサー
レンズが楕円反射鏡１２ｂの第２焦点Ｆ2の光源１１ｂ
とは反対側で、かつ、このコンデンサーレンズの焦点が
楕円反射鏡１２ｂの第２焦点Ｆ2と一致するように配置
されている。この様な構成に於て、光源１１ｂからの光
線は楕円反射鏡１２ｂに反射され第２焦点Ｆ2に集光さ
れた後に、、コンデンサーレンズによって平行光線とさ
れ、図示しない透過型表示パネルに入射する。
【０００５】上述の光学系に使用する透過型表示パネル
には、通常、表示パネルの各絵素にバリスターやＭＩＭ
（Ｍｅｔａｌ Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ Ｍｅｔａｌ）など
の非線形素子を付加することによりクロストークを制御
する方法や各絵素にスイッチング素子としてトランジス
タ等を付加することにより各絵素を個別に駆動する方法
などがとられている。しかし、非線形素子やスイッチン
グ素子等を絵素に付加すると絵素中に表示に寄与しない
部分を増やすことになり、表示を暗くし、開口率を低下
させてしまう。ここで、開口率は表示領域の面積に対す
る全絵素の有効面積の比で定義される。
には、通常、表示パネルの各絵素にバリスターやＭＩＭ
（Ｍｅｔａｌ Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ Ｍｅｔａｌ）など
の非線形素子を付加することによりクロストークを制御
する方法や各絵素にスイッチング素子としてトランジス
タ等を付加することにより各絵素を個別に駆動する方法
などがとられている。しかし、非線形素子やスイッチン
グ素子等を絵素に付加すると絵素中に表示に寄与しない
部分を増やすことになり、表示を暗くし、開口率を低下
させてしまう。ここで、開口率は表示領域の面積に対す
る全絵素の有効面積の比で定義される。
【０００６】ところで、時代の要望である精細度の高い
画像を再生できる表示パネルを提供するには、絵素を小
さくしなければならない。絵素の縮小と相似的に絵素の
全構成要素を縮小できれば開口率は変化しないが、電極
の金属配線の幅、非線形素子及びスイッチング素子等の
付加素子の大きさはある程度以下には小さくできない。
なぜなら、製造工程に於て、エッチングの精度及び位置
合わせの精度に限界があるからである。従って、絵素を
小さくしていくと、電極の金属配線や付加素子の面積の
絵素に占める割合が大きくなり開口率も低下してしま
う。
画像を再生できる表示パネルを提供するには、絵素を小
さくしなければならない。絵素の縮小と相似的に絵素の
全構成要素を縮小できれば開口率は変化しないが、電極
の金属配線の幅、非線形素子及びスイッチング素子等の
付加素子の大きさはある程度以下には小さくできない。
なぜなら、製造工程に於て、エッチングの精度及び位置
合わせの精度に限界があるからである。従って、絵素を
小さくしていくと、電極の金属配線や付加素子の面積の
絵素に占める割合が大きくなり開口率も低下してしま
う。
【０００７】開口率が低いということは、絵素中の表示
に寄与しない不透明な部分によって遮断される光線の割
合が多いということを意味するので、同じ照明条件でも
開口率の低い表示パネルは暗く見える。この様な表示に
寄与する光量の低下の問題を解決するために特開昭６０
−２６２１３１号及び特開昭６１−１１７８８号におい
て、マイクロレンズアレイを用いる方法が提案されてい
る。この方法は、表示パネルの光線の入射側又は入射側
と出射側の両方に、マイクロレンズを多数配列したアレ
イを設置し、表示に寄与しない部分に入射した光線を各
マイクロレンズによって表示パネルの絵素の開口部に収
束させる方法である。この方法により、実質的な開口率
を向上させることができる。
に寄与しない不透明な部分によって遮断される光線の割
合が多いということを意味するので、同じ照明条件でも
開口率の低い表示パネルは暗く見える。この様な表示に
寄与する光量の低下の問題を解決するために特開昭６０
−２６２１３１号及び特開昭６１−１１７８８号におい
て、マイクロレンズアレイを用いる方法が提案されてい
る。この方法は、表示パネルの光線の入射側又は入射側
と出射側の両方に、マイクロレンズを多数配列したアレ
イを設置し、表示に寄与しない部分に入射した光線を各
マイクロレンズによって表示パネルの絵素の開口部に収
束させる方法である。この方法により、実質的な開口率
を向上させることができる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】上述のようなマイクロ
レンズを用いて実質的な開口率を向上させる方法の場合
は、マイクロレンズの効果を十分に発揮させるため、マ
イクロレンズに入射する光線の平行度を高める必要があ
る。しかし、従来の方法では、光源として用いられるラ
ンプのアーク長や反射鏡の精度により、実際に得られる
光線の平行度には限界がある。
レンズを用いて実質的な開口率を向上させる方法の場合
は、マイクロレンズの効果を十分に発揮させるため、マ
イクロレンズに入射する光線の平行度を高める必要があ
る。しかし、従来の方法では、光源として用いられるラ
ンプのアーク長や反射鏡の精度により、実際に得られる
光線の平行度には限界がある。
【０００９】パラボラ反射鏡を用いた場合は、図３に示
すように、光源１１ａが完全な点光源で、且つパラボラ
反射鏡１２ａが理想的なものであれば、実線で示すよう
にパラボラ反射鏡１２ａによる反射光は完全な平行光と
なる。ところが、光源１１ａのアーク長が長いと図中の
角α1及び角α2が大きくなり、破線及び一点鎖線で示す
ような光線が生じ、マイクロレンズに入射する光線の平
行度が低下する。また、パラボラ反射鏡１２ａの精度に
限界があるので、たとえ光源１１ａが完全な点光源であ
っても、パラボラ反射鏡１２ａによる反射光は完全な平
行光にはならない。
すように、光源１１ａが完全な点光源で、且つパラボラ
反射鏡１２ａが理想的なものであれば、実線で示すよう
にパラボラ反射鏡１２ａによる反射光は完全な平行光と
なる。ところが、光源１１ａのアーク長が長いと図中の
角α1及び角α2が大きくなり、破線及び一点鎖線で示す
ような光線が生じ、マイクロレンズに入射する光線の平
行度が低下する。また、パラボラ反射鏡１２ａの精度に
限界があるので、たとえ光源１１ａが完全な点光源であ
っても、パラボラ反射鏡１２ａによる反射光は完全な平
行光にはならない。
【００１０】楕円反射鏡を用いた場合も同様で、図４に
示すように、光源１１ｂが完全な点光源であれば、実線
で示すように楕円反射鏡１２ｂにより反射された光線は
第２焦点Ｆ2で１点に集光する。ところが、実際には光
源１１ｂのアーク長や楕円反射鏡１２ｂの精度などによ
り、楕円反射鏡１２ｂによる反射光は第２焦点Ｆ2に完
全には集光せず、光源１１ｂのアーク長が長いと図中に
破線及び一点鎖線で示すような光線が生じ、集光スポッ
トが大きくなる。従って、コンデンサーレンズを通過後
の光線の平行度は低下する。
示すように、光源１１ｂが完全な点光源であれば、実線
で示すように楕円反射鏡１２ｂにより反射された光線は
第２焦点Ｆ2で１点に集光する。ところが、実際には光
源１１ｂのアーク長や楕円反射鏡１２ｂの精度などによ
り、楕円反射鏡１２ｂによる反射光は第２焦点Ｆ2に完
全には集光せず、光源１１ｂのアーク長が長いと図中に
破線及び一点鎖線で示すような光線が生じ、集光スポッ
トが大きくなる。従って、コンデンサーレンズを通過後
の光線の平行度は低下する。
【００１１】図５に平行度の低い光線がマイクロレンズ
に入射した場合の模式図を示す。図示するように、焦点
距離ｆを有するマイクロレンズ１４に±θの角度を持っ
た光線が入射すると、マイクロレンズ１４から焦点距離
ｆだけ離れた地点における集光スポットは、（２ｆ×ｔ
ａｎθ）の径を持つことになる。マイクロレンズ１４は
表示パネルの絵素の開口部にその焦点がくるように設け
られるので、（２ｆ×ｔａｎθ）の値が絵素の開口部の
径より大きくなると、集光スポットが完全には絵素の開
口部に収束しない。その結果、マイクロレンズ１４の効
果を十分に発揮することができない。
に入射した場合の模式図を示す。図示するように、焦点
距離ｆを有するマイクロレンズ１４に±θの角度を持っ
た光線が入射すると、マイクロレンズ１４から焦点距離
ｆだけ離れた地点における集光スポットは、（２ｆ×ｔ
ａｎθ）の径を持つことになる。マイクロレンズ１４は
表示パネルの絵素の開口部にその焦点がくるように設け
られるので、（２ｆ×ｔａｎθ）の値が絵素の開口部の
径より大きくなると、集光スポットが完全には絵素の開
口部に収束しない。その結果、マイクロレンズ１４の効
果を十分に発揮することができない。
【００１２】更に、別の問題点もある。図３及び図４に
示すように光源１１ａ、１１ｂのアークを光軸と一致す
るように配置すると、光源１１ａ、１１ｂの電極の陰に
より二点鎖線で示す光線が表示パネルに届かず、光線の
中抜けが発生する。この状態で投影スクリーンに投影し
た場合には照度ムラが発生し、均一な画像を得ることが
できない。この中抜けをなくすために、反射鏡１２ａ、
１２ｂに対する光源１１ａ、１１ｂの位置をずらす方法
もある。しかし、この方法では、反射鏡１２ａ、１２ｂ
による反射光の平行度が悪いため、上述したように、マ
イクロレンズ１４の効果を発揮できない。
示すように光源１１ａ、１１ｂのアークを光軸と一致す
るように配置すると、光源１１ａ、１１ｂの電極の陰に
より二点鎖線で示す光線が表示パネルに届かず、光線の
中抜けが発生する。この状態で投影スクリーンに投影し
た場合には照度ムラが発生し、均一な画像を得ることが
できない。この中抜けをなくすために、反射鏡１２ａ、
１２ｂに対する光源１１ａ、１１ｂの位置をずらす方法
もある。しかし、この方法では、反射鏡１２ａ、１２ｂ
による反射光の平行度が悪いため、上述したように、マ
イクロレンズ１４の効果を発揮できない。
【００１３】本発明は、上記のような問題点を解決する
ためになされたものであり、光源のアークの長さに関わ
らずマイクロレンズの効果を十分に発揮できると同時
に、光源の電極の陰による光線の中抜けをなくすことで
照度ムラのない均一な画像を得ることが出来る投影型画
像表示装置を提供することを目的としている。
ためになされたものであり、光源のアークの長さに関わ
らずマイクロレンズの効果を十分に発揮できると同時
に、光源の電極の陰による光線の中抜けをなくすことで
照度ムラのない均一な画像を得ることが出来る投影型画
像表示装置を提供することを目的としている。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明の投影型画像表示
装置は、光源と、前記光源からの光を反射する軸対称性
を有する反射鏡と、マイクロレンズアレイが形成された
表示パネルと、前記反射鏡によって反射された光を前記
表示パネルに導くテーパー部とを備え、前記テーパー部
の前記表示パネル側の端面の大きさは、前記テーパー部
の前記光源側の端面の大きさより大きく、前記光源は、
前記反射鏡の焦点からオフセットされた位置に配置され
ており、そのことにより、上記目的が達成される。
装置は、光源と、前記光源からの光を反射する軸対称性
を有する反射鏡と、マイクロレンズアレイが形成された
表示パネルと、前記反射鏡によって反射された光を前記
表示パネルに導くテーパー部とを備え、前記テーパー部
の前記表示パネル側の端面の大きさは、前記テーパー部
の前記光源側の端面の大きさより大きく、前記光源は、
前記反射鏡の焦点からオフセットされた位置に配置され
ており、そのことにより、上記目的が達成される。
【００１５】
【作用】テーパーファイバーは両端面の径の大きさの比
により、端面への入射角及び出射角の関係が定まること
が知られている。これによると入射側端面の径が出射側
端面の径より小さければ、出射角は入射角よりも小さく
なる。したがって、テーパーファイバーに入射する光線
の平行度より、出射する光線の平行度の方がよくなる。
により、端面への入射角及び出射角の関係が定まること
が知られている。これによると入射側端面の径が出射側
端面の径より小さければ、出射角は入射角よりも小さく
なる。したがって、テーパーファイバーに入射する光線
の平行度より、出射する光線の平行度の方がよくなる。
【００１６】又、中抜けをなくすために、反射鏡に対す
る光源の位置をずらしても、テーパーファイバーによっ
て、反射鏡による反射光の平行度を改善する。
る光源の位置をずらしても、テーパーファイバーによっ
て、反射鏡による反射光の平行度を改善する。
【００１７】
【実施例】本発明の実施例について以下に説明する。
【００１８】（第１実施例）図１に本発明の投影型画像
表示装置の一実施例の概略構成図を示す。本実施例の投
影型画像表示装置は、光源１が、パラボラ反射鏡２の焦
点に配置され、光源１を挟んでパラボラ反射鏡２と反対
側にテーパーファイバー３、マイクロレンズアレイ４、
液晶表示パネル５、フィールドレンズ６が光源１からの
光線がこの順に通過するように形成されており、フィー
ルドレンズ６の焦点には投影レンズ７が形成されてい
る。この表示装置によって得られる画像は、投影スクリ
ーン８上に投影される。
表示装置の一実施例の概略構成図を示す。本実施例の投
影型画像表示装置は、光源１が、パラボラ反射鏡２の焦
点に配置され、光源１を挟んでパラボラ反射鏡２と反対
側にテーパーファイバー３、マイクロレンズアレイ４、
液晶表示パネル５、フィールドレンズ６が光源１からの
光線がこの順に通過するように形成されており、フィー
ルドレンズ６の焦点には投影レンズ７が形成されてい
る。この表示装置によって得られる画像は、投影スクリ
ーン８上に投影される。
【００１９】光源１には、例えばメタルハライドラン
プ、ハロゲンランプ、キセノンランプ等が用いられる。
パラボラ反射鏡２は、光源１から照射された光線のうち
テーパーファイバー３とは反対側に照射された光線を反
射してテーパーファイバー３に向かわせるために設けら
れている。テーパーファイバー３は１本のファイバーに
より形成される場合もあるが、通常は所望の大きさを得
るために複数のファイバーを束にして、両端面の径の異
なるコア部が形成される。テーパーファイバー３は光源
１側のコア径が表示パネル５側のコア径より小さくなる
ように配置され、パラボラ反射鏡２による反射光はテー
パーファイバー３の光源１側端面のコア部分に集光でき
る様になっている。光源１側のコア径の大きさは限定さ
れるものではないが、実用されている表示パネルのサイ
ズや所望の平行度を考慮すれば５ｍｍ〜１００ｍｍ程度
が適当である。一方、テーパーファイバー３の表示パネ
ル５側のコア径は光源１側のコア径より大きければ十分
であるが、液晶表示パネル５のサイズ程度にすると、よ
り平行度の高い光線を液晶表示パネル５により多く入射
させることが出来る。尚、表示パネル５側のコア径を３
０ｍｍ程度にできれば、本実施例の場合であっても第２
実施例で示す楕円反射鏡を用いる表示装置の場合であっ
ても本発明の適用が可能である。
プ、ハロゲンランプ、キセノンランプ等が用いられる。
パラボラ反射鏡２は、光源１から照射された光線のうち
テーパーファイバー３とは反対側に照射された光線を反
射してテーパーファイバー３に向かわせるために設けら
れている。テーパーファイバー３は１本のファイバーに
より形成される場合もあるが、通常は所望の大きさを得
るために複数のファイバーを束にして、両端面の径の異
なるコア部が形成される。テーパーファイバー３は光源
１側のコア径が表示パネル５側のコア径より小さくなる
ように配置され、パラボラ反射鏡２による反射光はテー
パーファイバー３の光源１側端面のコア部分に集光でき
る様になっている。光源１側のコア径の大きさは限定さ
れるものではないが、実用されている表示パネルのサイ
ズや所望の平行度を考慮すれば５ｍｍ〜１００ｍｍ程度
が適当である。一方、テーパーファイバー３の表示パネ
ル５側のコア径は光源１側のコア径より大きければ十分
であるが、液晶表示パネル５のサイズ程度にすると、よ
り平行度の高い光線を液晶表示パネル５により多く入射
させることが出来る。尚、表示パネル５側のコア径を３
０ｍｍ程度にできれば、本実施例の場合であっても第２
実施例で示す楕円反射鏡を用いる表示装置の場合であっ
ても本発明の適用が可能である。
【００２０】ここで、テーパーファイバー３の入射側の
コア径と出射側のコア径との関係について説明する。図
２に円錐台状のテーパーファイバー３に入射した光線の
光路図を示す。
コア径と出射側のコア径との関係について説明する。図
２に円錐台状のテーパーファイバー３に入射した光線の
光路図を示す。
【００２１】図示するように、テーパーファイバー３の
コアの端面が円形で、入射側端面の直径がａ、出射側端
面の直径がｂ（ａ＜ｂ）の一様な円錐台であると仮定す
る。テーパーファイバー３に光線が入射角θ1（０°＜
θ1＜９０°）で入射したときの、出射角をθ2（０°＜
θ2＜９０°）とすると、 ｎ1×ａ×Ｓｉｎθ1＝ｎ2×ｂ×Ｓｉｎθ2 （１） なる関係が成り立つ。ここで、ｎ1、ｎ2はそれぞれテー
パーファイバー３の入射側端部及び出射側端部でのコア
の側面部分と接する物質の屈折率である。式（１）にお
いて、ｎ1＝ｎ2とすると、 ａ×Ｓｉｎθ1＝ｂ×Ｓｉｎθ2 （２） となる。ａ＜ｂであるので、Ｓｉｎθ1＞Ｓｉｎθ2 と
なり、θ1＞θ2 が導かれる。よって、テーパーファイ
バー３に入射する光線の平行度より、出射する光線の平
行度の方がよいことが分かる。又、式（２）から分かる
ように、θ1が同じ値ならば入射側端面の直径ａと出射
側端面の直径ｂの比が大きいほどθ2は小さくなる。即
ち、入射側端面の直径ａと出射側端面の直径ｂの比を大
きくすれば、より平行度のよい出射光が得られる。
コアの端面が円形で、入射側端面の直径がａ、出射側端
面の直径がｂ（ａ＜ｂ）の一様な円錐台であると仮定す
る。テーパーファイバー３に光線が入射角θ1（０°＜
θ1＜９０°）で入射したときの、出射角をθ2（０°＜
θ2＜９０°）とすると、 ｎ1×ａ×Ｓｉｎθ1＝ｎ2×ｂ×Ｓｉｎθ2 （１） なる関係が成り立つ。ここで、ｎ1、ｎ2はそれぞれテー
パーファイバー３の入射側端部及び出射側端部でのコア
の側面部分と接する物質の屈折率である。式（１）にお
いて、ｎ1＝ｎ2とすると、 ａ×Ｓｉｎθ1＝ｂ×Ｓｉｎθ2 （２） となる。ａ＜ｂであるので、Ｓｉｎθ1＞Ｓｉｎθ2 と
なり、θ1＞θ2 が導かれる。よって、テーパーファイ
バー３に入射する光線の平行度より、出射する光線の平
行度の方がよいことが分かる。又、式（２）から分かる
ように、θ1が同じ値ならば入射側端面の直径ａと出射
側端面の直径ｂの比が大きいほどθ2は小さくなる。即
ち、入射側端面の直径ａと出射側端面の直径ｂの比を大
きくすれば、より平行度のよい出射光が得られる。
【００２２】本実施例の効果を検証するため以下のよう
な実験を行った。
な実験を行った。
【００２３】図１の光学系において、光源１にアーク長
が５ｍｍであるウシオ製のメタルハライドランプを使用
し、テーパーファイバー３としては光線の入射側のコア
の直径を３０ｍｍ、出射側のコアの直径を８０ｍｍのも
のを用いた。使用した液晶表示パネル５の開口率は４０
％であった。
が５ｍｍであるウシオ製のメタルハライドランプを使用
し、テーパーファイバー３としては光線の入射側のコア
の直径を３０ｍｍ、出射側のコアの直径を８０ｍｍのも
のを用いた。使用した液晶表示パネル５の開口率は４０
％であった。
【００２４】以上の条件で、パラボラ反射鏡２による反
射光の平行度が±９°程度であれば、テーパーファイバ
ー３を通過後の光線の平行度は式（２）より±３．４°
程度と推定される。テーパーファイバー３の有無での投
影スクリーン８における照度の比を測定したところ、テ
ーパーファイバー３を有する場合はテーパーファイバー
３が無い場合の約１．６倍となり、照度アップを確認す
ることができた。
射光の平行度が±９°程度であれば、テーパーファイバ
ー３を通過後の光線の平行度は式（２）より±３．４°
程度と推定される。テーパーファイバー３の有無での投
影スクリーン８における照度の比を測定したところ、テ
ーパーファイバー３を有する場合はテーパーファイバー
３が無い場合の約１．６倍となり、照度アップを確認す
ることができた。
【００２５】上記結果から、テーパーファイバー３を用
いれば、マイクロレンズアレイ４の効果を十分に引き出
すことができ、投影スクリーン８における照度の上昇に
つなげることができることが分かった。
いれば、マイクロレンズアレイ４の効果を十分に引き出
すことができ、投影スクリーン８における照度の上昇に
つなげることができることが分かった。
【００２６】また、パラボラ反射鏡２による反射光の中
抜けをなくすために、光源１の位置をテーパーファイバ
ー３側にずらした結果、たとえ反射光の平行度が悪くな
っても、テーパーファイバー３によって平行度のよい光
線が出射されるので、マイクロレンズアレイ４の効果を
十分に発揮できる。この場合の投影スクリーン８で得ら
れる画像のＣＣＲ値は５０％程度で、テーパーファイバ
ー３を用いない場合の３０％程度に比べて、大幅に改善
されていることが分かる。ＣＣＲ値とは、照度分布ムラ
を表すもので、最高照度に対する最低照度の百分比で定
義される値である。
抜けをなくすために、光源１の位置をテーパーファイバ
ー３側にずらした結果、たとえ反射光の平行度が悪くな
っても、テーパーファイバー３によって平行度のよい光
線が出射されるので、マイクロレンズアレイ４の効果を
十分に発揮できる。この場合の投影スクリーン８で得ら
れる画像のＣＣＲ値は５０％程度で、テーパーファイバ
ー３を用いない場合の３０％程度に比べて、大幅に改善
されていることが分かる。ＣＣＲ値とは、照度分布ムラ
を表すもので、最高照度に対する最低照度の百分比で定
義される値である。
【００２７】以上の結果からも分かるように、テーパー
ファイバー３を用いると、照度ムラのない均一な画像を
得ることが出来ると同時に、マイクロレンズアレイ４の
効果による明るい画像を得ることが出来る。
ファイバー３を用いると、照度ムラのない均一な画像を
得ることが出来ると同時に、マイクロレンズアレイ４の
効果による明るい画像を得ることが出来る。
【００２８】（第２実施例）本実施例では、楕円反射鏡
を用いる光学系に本発明を適用する。
を用いる光学系に本発明を適用する。
【００２９】本実施例では、図１に示す投影型画像表示
装置の構成に於て、パラボラ反射鏡２を楕円反射鏡に
し、楕円反射鏡の第１焦点に光源１を配し、第２焦点に
テーパーファイバー３を配置する。
装置の構成に於て、パラボラ反射鏡２を楕円反射鏡に
し、楕円反射鏡の第１焦点に光源１を配し、第２焦点に
テーパーファイバー３を配置する。
【００３０】上記構成においても第１実施例と同様の効
果が得られた。
果が得られた。
【００３１】尚、マイクロレンズアレイ４の形成方法と
して数種の方法があるが、代表的なものとして、選択的
イオン拡散により屈折率分布型レンズを得る方法が知ら
れている。これは、母体となるガラス板を熔融塩に浸漬
し、ガラス板上に設けられマスクを通して、ガラス板と
熔融塩との間で異種のアルカリイオン等のイオンを交換
させ、マスクパターンに対応した屈折率分布を持つガラ
ス板を得る方法である。この方法で得られるマイクロレ
ンズの外形は凹凸がないので、カナダバルサムや光硬化
性樹脂を用いて、空気層を介さずに液晶表示パネルに張
り合わせることができ、基板表面での反射損失をほとん
ど無視できる程度に低減できる。この方法は、Ｅｌｅｃ
ｔｒｏｎｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ Ｖｏｌ．１７ Ｎ
ｏ．１３ｐ４５２（１９８１）に記載されている。
して数種の方法があるが、代表的なものとして、選択的
イオン拡散により屈折率分布型レンズを得る方法が知ら
れている。これは、母体となるガラス板を熔融塩に浸漬
し、ガラス板上に設けられマスクを通して、ガラス板と
熔融塩との間で異種のアルカリイオン等のイオンを交換
させ、マスクパターンに対応した屈折率分布を持つガラ
ス板を得る方法である。この方法で得られるマイクロレ
ンズの外形は凹凸がないので、カナダバルサムや光硬化
性樹脂を用いて、空気層を介さずに液晶表示パネルに張
り合わせることができ、基板表面での反射損失をほとん
ど無視できる程度に低減できる。この方法は、Ｅｌｅｃ
ｔｒｏｎｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ Ｖｏｌ．１７ Ｎ
ｏ．１３ｐ４５２（１９８１）に記載されている。
【００３２】本発明は上記２つの実施例の投影型画像表
示装置の構成及び各部材の種類や製造方法に限定される
ものではなく、マイクロレンズアレイを有する投影型画
像表示装置に広く適用することが出来る。
示装置の構成及び各部材の種類や製造方法に限定される
ものではなく、マイクロレンズアレイを有する投影型画
像表示装置に広く適用することが出来る。
【００３３】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の投影型画像表示装置によれば、光源のアークの長さに
関わらずマイクロレンズアレイの効果を十分に発揮で
き、明るい画像を提供することが出来る。又、同時に光
源の電極の陰による光線の中抜けをなくすことで照度ム
ラのない均一な画像を得ることが出来る。
の投影型画像表示装置によれば、光源のアークの長さに
関わらずマイクロレンズアレイの効果を十分に発揮で
き、明るい画像を提供することが出来る。又、同時に光
源の電極の陰による光線の中抜けをなくすことで照度ム
ラのない均一な画像を得ることが出来る。
【図１】第１実施例の投影型画像表示装置における光学
系の模式図である。
系の模式図である。
【図２】円錐台状のテーパーファイバーに入射した光線
の光路図である。
の光路図である。
【図３】パラボラ反射鏡を用いる光学系の模式図であ
る。
る。
【図４】楕円反射鏡を用いる光学系の模式図である。
【図５】光線がマイクロレンズに入射した場合の模式図
である。
である。
１ 光源 ２ パラボラ反射鏡 ３ テーパーファイバー ４ マイクロレンズアレイ ５ 液晶表示パネル ６ フィールドレンズ ７ 投影レンズ ８ 投影スクリーン
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G02F 1/13 G02F 1/1335 G03B 21/14
Claims (1)
- 【請求項１】 光源と、 前記光源からの光を反射する軸対称性を有する反射鏡
と、 マイクロレンズアレイが形成された表示パネルと、 前記反射鏡によって反射された光を前記表示パネルに導
くテーパー部と を備え、 前記テーパー部の前記表示パネル側の端面の大きさは、
前記テーパー部の前記光源側の端面の大きさより大き
く、前記光源は、前記反射鏡の焦点からオフセットされ
た位置に配置されている、投影型画像表示装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4155415A JP2798554B2 (ja) | 1992-06-15 | 1992-06-15 | 投影型画像表示装置 |
| US08/050,909 US5459592A (en) | 1992-04-24 | 1993-04-21 | Projection display system including a collimating tapered waveguide or lens with the normal to optical axis angle increasing toward the lens center |
| KR1019930007034A KR960007198B1 (ko) | 1992-04-24 | 1993-04-23 | 조명장치 및 그를 사용한 투영형 화상표시장치 |
| EP93303184A EP0571088B1 (en) | 1992-04-24 | 1993-04-23 | A lighting device and a projection type image display system using the same |
| DE69319962T DE69319962T2 (de) | 1992-04-24 | 1993-04-23 | Beleuchtungsvorrichtung und Projektionsbildanzeigevorrichtung unter Benutzung derselben |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4155415A JP2798554B2 (ja) | 1992-06-15 | 1992-06-15 | 投影型画像表示装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05346568A JPH05346568A (ja) | 1993-12-27 |
| JP2798554B2 true JP2798554B2 (ja) | 1998-09-17 |
Family
ID=15605501
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4155415A Expired - Fee Related JP2798554B2 (ja) | 1992-04-24 | 1992-06-15 | 投影型画像表示装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2798554B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20060078031A1 (en) * | 2004-10-08 | 2006-04-13 | Govorkov Sergei V | InGaN LED pumped II-VI semiconductor laser |
| KR101974001B1 (ko) * | 2018-05-10 | 2019-04-30 | 국방과학연구소 | 대기외란에서 마이크로렌즈릿 어레이 빔 성형을 이용한 광검출 방법 및 광검출 시스템 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60262131A (ja) * | 1984-06-08 | 1985-12-25 | Sharp Corp | 液晶表示装置 |
| JPS6111788A (ja) * | 1984-06-26 | 1986-01-20 | カシオ計算機株式会社 | 画像表示装置 |
| GB2198867A (en) * | 1986-12-17 | 1988-06-22 | Philips Electronic Associated | A liquid crystal display illumination system |
-
1992
- 1992-06-15 JP JP4155415A patent/JP2798554B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05346568A (ja) | 1993-12-27 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19980622 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |