JPH01281426A

JPH01281426A - 液晶ライトバルブ及び液晶ライトバルブを備えたプロジェクター

Info

Publication number: JPH01281426A
Application number: JP63111042A
Authority: JP
Inventors: Masatake Matsuo; 誠剛松尾; Yoshitaka Ito; 嘉高伊藤
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1988-05-07
Filing date: 1988-05-07
Publication date: 1989-11-13

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は９、液晶デイスプレィ、プロジェクタ、コピア
、及び光プリンタなどの光学機器に使用される液晶ライ
トバルブ及びそれを備えたプロジェクタに関する。

〔従来の技術〕

従来の液晶ライトバルブは液晶ライトバルブの入射光側
の近傍にはレンズアレイは無かった。

（ＳＩＤ　　８７ＤＩＧＥＳＴ・７５ｐ、画＠電子学会
予稿８７　０１　０３　１３ρ）。

したかって、従来の液晶ライ１−バルブを用いたプロジ
ェクタ−には、レンズアレイの無い液晶ライトバルブが
用いられていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、前述の従来技術では、液晶ライトバルブの各液
晶の開口部周辺の光は、配線部材や遮光体等により吸収
され、有効に使用されないので、みかけの透過率が小さ
いという課題を有していた。

また上記熱吸収により液晶付近の温度上昇が生じ、入射
光量を増やすとライトバルブが正常に動作しなくなると
いう課題を有していた。またそのような液晶ライトバル
ブプを備えたグロジェクターでは４−記理由により、も
ともと液晶ライトバルブ部分の透過率が低いうえに、明
るい光源を使えず、そのため画面が暗いという課題を有
していた。

そこで本発明は、このような課題を解決するため液晶ラ
イトバルブの各液晶開口部周辺の光を各液晶開口部に導
き、有効に利用することで、みかけの透過率が大きく、
入射光量を増やしても正常に動作する液晶ライトバルブ
を提供することにある。

また本発明の他の目的は、そのような液晶ライトバルブ
を使うことにより、液晶ライトバルブ部分の透過率が大
きく、しかもより明るい光源を使えるため、明るい画面
をもったプロジェクタ−を提供する点にある。

〔課Ｕを解決するための手段〕

本発明のライ１−バルブは、各液晶開口部に略光軸合わ
せされた複数のレンズを該液晶開口部の前に設置したこ
とを特徴とする。また、かかる液晶ライトバルブを光源
で照らし、その像をレンズ系で投映できるようにすると
、プロジェクタ−が構成される。（第６図）〔作　用〕上記のように構成された液晶ライトバルブでは、各液晶
開口部列周辺の光も、藺々のマイクロレンズによって各
液晶開口部に導かれ、有効に利用できる。従ってみかけ
の透過率が増加するとともに、各液晶開口部周辺での熱
吸収も少ないため液晶付近の温度上昇も小さく、入射光
量を増やしても正常に動作する。

また、そのような液晶ライトバルブを使うことにより、
液晶ライトバルブ部分の透過率が大きく、しかもより明
るい光源を使えるため、明るい画面をもったグロジェク
ターが実現できる。

〔実　施　例〕

以下、実施例にもとづき本発明の詳細な説明する。ただ
し、本発明は以下の実施例に限定さるものではない。

〔実　施　例１〕表面を光学研磨したガラス基板（’４０ａｗｍＸ３０ｒ
ｍ　Ｘ　１　ｍ　＞の表面に、イオン交換法を用いて、
短径７２μｍ、長径８０μｍの長円状の分布屈折率平板
マイクロレンズを、ＴＰＴの画素配列に合わせてトライ
アングル状に形成した。（第１図）このマイクロレンズ
アレイを、ＴＰＴを用いた従来の液晶ライトバルブに、
おのおののレンズが各液晶開口部に対応するように位置
合わせをしながら接着した。そうして得られた液晶ライ
トバルブに平行光を入射したところ、従来のレンズを用
いない液晶ライトバルブに比べて、みかけの透過率が９
０％以上アップした。（従来の透過率４０％が７７％）
また、従来のレンズを使わない液晶ライトバルブに比べ
て、液晶ライトバルブが正常に動作する最大入射光量が
平均で３倍以上になった。

〔実　施　例２〕表面を光学所書したガラス基板＜４０ｍＸ３０噛Ｘ　１
　ｍ　）の表面に、イオン交換法を用いて、短径７２μ
ｍ、長径８０μｍの長円状の分布屈折率平板マイクロレ
ンズを、ＴＰＴの画素配列に合わせてハチの巣状に形成
した。（第２図）このマイクロレンズアレイを、ＴＰＴ
を用いた従来の液晶ライトバルブに、おのおののレンズ
が各液晶開口部に対応するように位置合わせをしながら
接着した。そうして得られた液晶ライトバルブに平行光
を入射したところ、従来のレンズを用いない液晶ライト
バルブに比べて、みかけの透過率が９０％以上アップし
た。（従来の透過率４０％が７７％）また、従来のレン
ズを使わない液晶ライトバルブに比べて、液晶ライトバ
ルブが正常に動作する最大入射光ｌが平均で３倍以Ｅに
なった。

〔実　施　例３〕表面を光学研増したガラス基板（４０ｍＸ３Ｑｒｍ　Ｘ
　１　ｃｍ　＞の表面に、熱変形樹脂を材料として、圧
着押圧形成法を用いて、短径７２μｍ、長径８０μｍの
長円状の凹凸状のマイクロレンズを、ＴＰＴの画素配列
に合わせてトライアングル状に形成した。（第１Ｕ２１
）このマイクロレンズアレイを、ＴＰＴを用いた従来の
液晶ライトバルブに、おのおののレンズが各液晶開口部
に対応するように位置合わせをしながら接着した。そう
して得られた液晶ライトバルブに平行光を入射したとこ
ろ、従来のレンズを用いない液晶ライトバルブに比べて
、みかけの透過率が９０？≦以上アップした。（従来の
透過率４０％が７７％）また、従来のｌ／ンズを使わな
い液晶ライトバルブに比べて、液晶ライトバルブが正常
に動作する最大入射光量が平均で３倍以上になった。

本実施例で作製した樹脂製の凹凸状のマ・ｆりロレンズ
は製法が極めて簡便であるため、・上記効果を低コスト
で実現できる。

またレンズの成型法としては圧着押圧成型法に限定され
るものではなく、例えば特開昭６０−６０７５６に示さ
れたような熱変形による成型法でもよいし、その他の方
法でもよい。

〔実　施　ｒｌｑ４）表面を光学研磨した感光性ガラス基板（４０ｍＸ３０＋
＋＋ｍＸ１０ｅｍ＞に選択的に光を照射し、短径６５μ
ｍ、長径７２μｍの凹凸状のマイクロレンズを、ＴＰＴ
の画素配列に合わせてトライアングル状に形成した。（
第３図）このマイクロレンズアレイを、ＴＰＴを用いた
従来の液晶ライトバルブに、おのおののレンズか各液晶
開口部に対応するように位置合わせをしながら接着しな
。そうＬ７て得られた液晶ライトバルブに平行光を入射
したところ、従来のレンズを用いない液晶ライトバルブ
に比べて、みかけの透過率が５０％以上アップした。（
従来の透過率４０％が６３％）また、従来のレンズを使
わない液晶ライトバルブに比べて、液晶ライトバルブが
正常に動作する姓大入射光澁が平均で２倍以上になった
。

本実施例で用いた、感光性ガラスから製造したマイクロ
レンズでも、製法が極めて簡便であるため、上記効果を
低コストで実現できた。

〔実　施　例５〕表面を光学研磨したガラス基板（４０ｗｘ３Ｑ■Ｘ　１
１１１１　＞の表面に、熱変形樹脂を材料として、圧着
押圧成型法を用いて、たて７２μｍ、よこ８０μｍの凹
凸状のマイクロレンズをＴＰＴの画素配列に合わせてト
ライアングル状に形成した。この表面形状は、曲面レン
ズを光軸方向からみて長方形にみえるように切った形状
である。（第４図）このマイクロレンズアレイを、ＴＰ
Ｔを用いた従来の液晶ライトバルブに、おのおののレン
ズが各液晶開口部に対応するように位置合わせをしなが
ら接着した。そうして得られた液晶ライトバルブに平行
光を入射したところ、従来のレンズを用いない液晶ライ
トバルブに比べて、みかけの透過率が１２０％以上アッ
プした。（従来の透過率４０？≦が９０％）また、従来
のレンズを使わない液晶ライトバルブに比べて、液晶ラ
イトバルブが正常に動作する最大入射光量が平均で１０
倍以上になった。

本実施例で得られた液晶ライトバルブは、レンズの大き
さが、実施例１〜４に比べてさらに大きく、それらの液
晶ライトバルブに比べてより入射光を有効に利用するこ
とができる。

〔実　施　四６〕表面を光学研磨したガラス基板（４０ｍＸ３０ｗｒ　Ｘ
　１　ａｍ　）の表面に、イオン交換法を用いて、短径
６５μｍ、長径８０μｍの長円状の分布屈折率平板マイ
クロレンズを、ＭＩＭの画素配列に合わせてトライアン
グル状に形成した。（第１図）このマイクロレンズアレ
イを、ＭＩＭを用いた従来の液晶ライトバルブに、おの
おののレンズが各液晶開口部に対応するように位置合わ
せをしながら接着した。そうして得られた液晶ライトバ
ルブに平行光を入射したところ、従来のレンズを用いな
い液晶ライトバルブに比べて、みかけの透過率が５０％
以上アップした。（従来の透過率５０％が７７％）また
、従来のレンズを使わない液晶ライトバルブに比べて、
液晶ライトバルブが正常に動作する最大入射光量が平均
で２倍以上になった。

本発明のようにＭＩＭ駆動方式の液晶ライトバルブでも
本発明の効果は大きかった。

〔実　施　例７〕表面を光学研磨したガラス基板（４０ＩＩＩＩＸ３０甫
゛＼１　ａｍ　）のに面に、イオン交換法を用いて、冑
径６５μｍ、長径８０μｍの長円状の分布屈折率平板マ
イクロレンズを、単純マトリクス液晶ライトバルブの画
素配列に合わせて格子状に形成しな。

（第１図）このマイクロレンズアレイを、単純マトリク
ス方式の従来の液晶ライトバルブに、おの」５ののレン
ズが各液晶開口部に対応するように位置合わせをしなが
ら接着した。そうして得られた液晶ライトバルブに平行
光を入射したところ、従来のレンズを甲いない液晶ライ
トバルブに比べ、みかけの透過率が１５％以上アップし
た。（従来の透過率６０％が７０％）本発明のように単純マトリクス方式の液晶ライトバルブ
でも本発明の効果は有った。

〔実　施　例８〕実施例１〜７で得られた液晶ライトバルブを用いて、第
・１図に示した構成でビデオプロジェクタ−（画素数４
４０ｘ４８０）を作製した０本実施例のビデオプロジェ
クタ−は液晶ライトバルブに入射する光の平行度が高い
ため、前記の効果がストレートに出て、当初の期待通り
明るい画面を得ることができた。下表に、得られた画面
の明るさを、全光束の光量で示しな、（用いた光源は同
一のもの）本従来の液晶ライトバルブはＴＦＴ方式のものを記載し
た。

しかも。本実施例のビデオプロジェクタ−は、より明る
い光源を使えるため、更に明るい画面らも可能である。

また、実施例においては、プロジェクタ−のうちで、ビ
デオプロジェクタ−の例しか示さなかったが、他の種類
のプロジェクタ−（例えば、スチルカメラで得られた１
ｉｌｊ像を投映するためのプロジェクタ−、スキャナー
で得られた画像やコンピュータの画面上で合成された画
像を投映するためのプロジェクタ−１電子黒板として使
われるプロジェクタ−２その他）でも、液晶ライトバル
ブを用いたプロジェクタ−なら同様の効果があることは
明らかである。

〔発明の効果〕

本発明の液晶ライトバルブは、各液晶開口部に略光軸合
わせさらに複数のレンズを該液晶開口部の前に設置した
という簡単な構成によって、みかけの透過率が増加する
とともに、入射光量を増や［７ても正常に動作するとい
う効果を有する。

また、かかる液晶ライトバルブを使うことにより、明る
い画面をもったプロジェクタ−を実現できるという効果
がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の液晶ライトバルブのレンズ部分の表
面図。第２図は、本発明の液晶ライトバルブのレンズ部分の表
面図。第３図は、本発明の液晶ライトバルブのレンズ部分の表
面図。第４図は、本発明の液晶ライトバルブのレンズ部分の表
面図。第５図は、本発明の液晶ライトバルブのレンズ部分の表
面図。第６図は、本発明のグロジェクターの構成図。１・・・マイクロレンズ部分（実施例１．３６２・・・
マイクロレンズ部分（実施例２）３・・・マイクロレン
ズ部分（実施例４）４・・・マイクロレンズ部分（実施
例５）５・・・マイクロレンズ部分（実施ＰＡ７）６・
・・ランプ７・・・リフレクタ８・・・干渉フィルター０・・・ダイクロイ・ツクミラー１０・・・ライ１〜ガイド１１・・・ミラー１２・　・　・本発明の液晶ライトノ＜ルブ１３・・・
ダイクロイックプリズム１４・・・グロジエクションレンズ１５・・・スクリーン以　　上出願人　セイコーエプソン株式会社代理人　弁理士　上　柳　雅　誉（他１名）第２図、−／′ 第６図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）各液晶開口部に、略光軸合わせされた複数のレン
ズを該液晶開口部の入射光側の近傍に設置したことを特
徴とする液晶ライトバルブ。
（２）レンズを凹凸状のマイクロレンズとすることを特
徴とする請求項１記載の液晶ライトバルブ。
（３）レンズを分布屈折率平板マイクロレンズとするこ
とを特徴とする請求項１記載の液晶ライトバルブ。
（４）液晶を封止している透明基板にレンズが集積され
ていることを特徴とする請求項２、又は請求項３記載の
液晶ライトバルブ。
（５）請求項１記載の液晶ライトバルブを用いることを
特徴とする液晶ライトバルブを備えたプロジェクター。