JPH06222355A

JPH06222355A - ライトバルブ装置および該装置を用いた表示装置

Info

Publication number: JPH06222355A
Application number: JP5009739A
Authority: JP
Inventors: Yoshimasa Fushimi; 吉正伏見; Yoshito Miyatake; 義人宮武
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1993-01-25
Filing date: 1993-01-25
Publication date: 1994-08-12

Abstract

(57)【要約】【目的】明るく高画質の投写画像を表示できる投写型
表示装置を提供する。【構成】入射光側から順に、レンズアレイ板９２、ミ
ラー板９３、液晶パネル９４を配置し、ミラー板９２の
反射膜１０８の各開口部はレンズアレイ１０５の正レン
ズ素子１０６の焦点近傍にある。【効果】レンズアレイ１０５によりミラー板９３の各
開口部１０９に光源に対応する複数の微小光源像が形成
される。各微小光源像からの出射光が液晶パネル９４の
遮光膜１０２に入射して、開口部１１７より画素１０３
に入射する。非開口部に入射する光線は遮光膜１０２で
反射され反射膜１０８に入射し、反射膜１０８の非開口
部に入射した光線は再度反射され遮光膜１０２に入射す
る。この反射膜１０８と遮光膜１０２の間の多重反射に
より、実効開口率を向上させることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ライトバルブ装置およ
びそのライトバルブ装置を用いた投写型表示装置および
ビューファインダ装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】大画面映像を得るために、ライトバルブ
に映像信号に応じた光学像を形成し、その光学像に光を
照射し投写レンズによりスクリーン上に拡大投写する方
法が従来よりよく知られている。最近では、ライトバル
ブとして液晶パネルを用いる投写型表示装置が提案され
（例えば、特開昭６２−１３３４２４号公報、特開平２
−２５００１５号公報など）、セット全体がコンパクト
になるという点で注目されている。

【０００３】液晶パネルは、高画質の投写画像を得るた
めに、液晶材料としてツイストネマティック（ＴＮ）液
晶を用い、各画素にスイッチング素子としてＴＦＴを設
けたアクティブマトリックス型を用い、赤用、緑用、青
用として３枚の液晶パネルを用いるのが主流となりつつ
ある。

【０００４】液晶パネルを用いた投写型表示装置の光学
系の従来の構成例を（図１５）に示す。光源１１から出
た光は、ダイクロイックミラー１２，１３と平面ミラー
１４で構成される色分解光学系に入射し、赤、緑、青の
３原色の光に分解される。各原色光は、それぞれフィー
ルドレンズ１５，１６，１７を透過した後に、それぞれ
入射側偏光板１８，１９，２０を透過し、液晶パネル２
１，２２，２３に入射する。映像信号に応じて液晶パネ
ル２１，２２，２３に旋光性の変化として形成された光
学像は、入射側偏光板１８，１９，２０と出射側偏光板
２４，２５，２６の作用により透過率の変化した光学像
となる。液晶パネル２１，２２，２３からの出射光は、
ダイクロイックミラー２７，２８と平面ミラー２９で構
成される色合成光学系により１つの光に合成される。合
成された光は投写レンズ３０に入射し、３つの液晶パネ
ル２１，２２，２３上の光学像は、投写レンズ３０によ
りスクリーン上に拡大投写される。

【０００５】ＴＦＴ液晶パネルの構成を（図１６）に示
す。２枚のガラス基板４１，４２と周辺部のシール樹脂
により密閉空間を形成し、内部にＴＮ液晶４３を封入し
ている。入射側ガラス基板４１の液晶層４３側には透明
導電性膜による共通電極４４が設けられ、出射側ガラス
基板４２の液晶層４３側には透明導電性膜による画素電
極４５がマトリックス状に形成され、各画素電極４５の
近傍にはスイッチング素子としてＴＦＴ４６が形成され
ている。共通電極４４と画素電極４５の上には、ＴＮ液
晶を所定の状態に配向するために配向膜が形成されてい
る。液晶パネルの入射側と出射側には吸収軸を所定の方
向に向けて偏光板４７，４８が配置される。液晶パネル
には強烈光が入射するが、この強烈光によるＴＦＴ４６
の誤動作を防ぐために、入射側ガラス基板４１の液晶層
４３側にＴＦＴ４６と配線を遮光する金属薄膜による遮
光膜４９が形成されている。ＴＦＴ４６を介して各画素
に信号電圧を印加すると、各画素の液晶層の旋光性が変
化し、２枚の偏光板４７，４８の作用により各画素の透
過率を制御することができる。こうして、液晶パネルに
透過率の変化として画像が表示される。

【０００６】ところで、（図１６）に示した構成でＴＦ
Ｔ液晶パネルが利用する光は、遮光膜４９を透過する光
だけであり、投写画像の明るさは液晶パネルの開口率
（表示領域の全面積に対する遮光膜４９の開口部５０す
べての面積の比）に比例する。遮光膜４９の非開口部５
１に入射する光も利用できれば、投写画像を明るくする
ことができ、エネルギー利用効率も向上する。そこで、
液晶パネルの入射側にレンズアレイ板を近接配置するこ
とにより投写画像を明るくする方法が提案されている
（例えば特開平１−１８９６８５号公報、特開平２−２
６２１８５号公報など）。

【０００７】液晶パネルにレンズアレイ板を組み合わせ
たライトバルブ装置の構成例を（図１７）に示す。レン
ズアレイ板６１は、透明基板の液晶パネル６３側の面に
複数の正レンズ素子６４をマトリックス状に形成したも
のである。レンズアレイ板６１は、正レンズ素子６４と
液晶パネル６３の画素５０が対応するように、近接して
配置される。レンズアレイ板６１に入射する光は、正レ
ンズ素子６４により集束光に変換され、画素５０に入射
する。遮光膜４９の非開口部５１に入射する光は反射さ
れ、これにより開口部５０に入射するので、液晶パネル
６３の実効開口率が向上し、投写画像が明るくなる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】（図１７）に示した構
成で、高精細の投写画像を得るには、液晶パネルの画素
数を増大させるとよい。液晶パネルの表示画面寸法が同
じであれば、画素ピッチを小さくすることになる。この
場合、次のような問題が発生する。

【０００９】レンズアレイを用いる場合、液晶パネル６
３の画素５０上に光源の縮小された実像が形成される。
この実像の寸法が画素５０の寸法より大きい場合には、
平行光を入射した場合の実効開口率は向上するものの、
投写画像は明るくならない。光源の実像の寸法を小さく
するには、レンズアレイ板６１の正レンズ素子６４の焦
点距離を短くする必要があり、それには入射側ガラス基
板４１を薄くする必要がある。しかし、入射側ガラス基
板４１を薄くすると、液晶層４３の厚さを均一にするこ
とが困難となる。そのため、入射側ガラス基板４１の内
部にレンズ素子を配置する方法が提案されている（特開
平２−３０２７２６号公報）。ところが、イオン交換法
により屈折率分布型のレンズアレイを作成する場合、ガ
ラス基板としてアルカリイオンを含むガラスを用いる必
要があるが、アルカリイオンの溶出によりＴＦＴの特性
が劣化するという問題がある。また、レンズアレイを２
枚のガラス基板の間に形成する場合、屈折率の異なる材
料を組み合わせる必要があるが、熱膨張率が異なるため
に、広い温度範囲で液晶層の厚さを均一にすることが困
難である。いずれにしても、入射側ガラス基板の内部に
正レンズ素子を形成する方法では、液晶パネルに高画質
の画像を表示することが困難である。結局、高精細で明
るい投写画像を得ることは困難という問題があった。

【００１０】次に、ビデオカメラは、可搬性を良好にす
るために全体を小型軽量にする必要があり、全体を小型
にするためにビューファインダに液晶パネルを用いるこ
とが考えられている。ビューファインダを小型軽量に
し、液晶パネルに高画質の画像を表示するには、液晶パ
ネルの表示画面を小さくし、画素数を多くする必要があ
る。つまり、液晶パネルの画素ピッチを小さくする必要
がある。そうすると、液晶パネルの開口率が小さくなる
ので、表示画像は暗い。表示画像を明るくするには、明
るい光源を用いるとよいが、光源の消費電力が大きくな
り、１回の電池充電における連続使用時間が短くなると
いう問題を発生する。

【００１１】本発明は、液晶パネルの画素ピッチが小さ
い場合でも、ガラス基板を薄くすることなく、明るい投
写画像を表示する投写型表示装置および低消費電力で表
示画像の明るいビューファインダを提供することを目的
とする。また、このためのライトバルブ装置を提供する
ことを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために本発明のライトバルブ装置は、マトリックス配列
の複数の画素と個々の画素の開口を制限する遮光手段と
を備えるライトバルブと、複数の正レンズ素子をマトリ
ックス配列したレンズアレイと、複数の開口が前記レン
ズアレイの正レンズ素子配列と相似にマトリックス配列
されその非開口部は前記ライトバルブから出射する光を
反射する第１の反射手段と、複数の開口が前記ライトバ
ルブの画素配列と相似にマトリックス配列されその非開
口部は前記レンズアレイから出射する光を反射する第２
の反射手段とを備え、前記第２の反射手段は前記ライト
バルブの遮光手段の入射側表面に配置され、前記第１の
反射手段は前記第２の反射手段の入射側に配置され、前
記レンズアレイの各正レンズ素子の焦点近傍に前記第１
の反射手段の各開口部が配置されたものである。

【００１３】レンズアレイの各正レンズ素子の光軸は第
１の反射手段の各開口部の光軸と略一致するのが望まし
い。

【００１４】レンズアレイは複数の正レンズ素子をデル
タ配列するのが望ましい。また、前記正レンズ素子は、
その外形が正六角形であり、隣接する３個の前記正レン
ズ素子の中心を結んで作られる三角形が正三角形である
のが望ましい。第１の反射手段と第２の反射手段は互い
に略平行であるのが望ましい。

【００１５】本発明の投写型表示装置は、光源と、前記
光源の出射光が入射し映像信号に応じて光学像が形成さ
れるライトバルブ装置と、その光学像をスクリーン上に
投写する投写レンズとを備え、前記ライトバルブ装置と
して上記のライトバルブ装置を用いたものである。

【００１６】本発明のビューファインダ装置は、光源
と、前記光源の出射光が入射し映像信号に応じて光学像
を形成するライトバルブと、その光学像を拡大する拡大
レンズとを備え、前記ライトバルブ装置として上記のラ
イトバルブ装置を用いたものである。

【００１７】

【作用】本発明のライトバルブ装置のモデルを（図１）
に示す。入射側から順にレンズアレイ７１、第１の反射
手段７２、第２の反射手段７３、ライトバルブの遮光手
段７４が配置されている。このモデルでは、レンズアレ
イ７１、第１の反射手段７２、第２の反射手段７３、お
よび遮光手段７４はいずれも非常に薄く、レンズアレイ
７１、第１の反射手段７２、第２の反射手段７３の間は
空気であり、第２の反射手段７３はライトバルブの遮光
手段７４の入射側面に密着して配置されている。第２の
反射手段７３はライトバルブの遮光手段７４の画素開口
７５と同じ大きさの開口７６が正方配列されている。ラ
イトバルブの遮光手段７４の画素開口７５および第２の
反射手段７３の開口７６は同一であり、正方配列であ
る。第１の反射手段７２は正方形の開口７７を正方配列
したものである。第１の反射手段７２と第２の反射手段
７３の反射率は１００％であり、開口部以外に非反射領
域はない。レンズアレイ７１は正方形の正レンズ素子７
８を正方配列したもので非レンズ領域はない。正レンズ
素子７８はすべて薄肉レンズとし、無収差の理想的なレ
ンズである。レンズアレイ７１のピッチと第１の反射手
段７２の開口ピッチと第２の反射手段７３の開口ピッチ
は、いずれもライトバルブの遮光手段７４の開口ピッチ
と全く同一であり、レンズアレイ７１の正レンズ素子７
８の光軸７９は第１の反射手段７２、第２の反射手段７
３それぞれの開口の中心８０、８１を通る。

【００１８】（図１）に対応する光路図を（図２）に示
す。光源からの入射光８３がレンズアレイ７１に入射す
ると、レンズアレイ７１の各正レンズ素子７８は、それ
ぞれの焦点８０上に光源に対応する微小な実像８５を形
成する。つまり、レンズアレイ７１の出射側に、微小光
源群８６が形成される。すなわち、第１の反射手段７２
の各開口部７７に、微小光源８５が形成される。この微
小光源８５から出射した光線は第１の反射手段７２に設
けられた開口部７７より第２の反射手段７３に向けて入
射する。このとき、第２の反射手段７３の各開口部７６
に入射した光線はライトバルブの画素開口７５に入射す
る。一方、第２の反射手段７３の非開口部８７に入射し
た光線は反射されて、第１の反射手段７２に入射する。
このとき、第１の反射手段７２の各開口部７７に入射し
た光線は開口部７７より光源側へと出射されるが、非開
口部８８に入射した光線は第１の反射手段７２により反
射され再び第２の反射手段７３に入射する。このよう
に、微小光源８５から出射する光線は第１の反射手段７
２と第２の反射手段７３の間で多重反射する。その結
果、本発明のライトバルブ装置の実効開口率は従来のラ
イトバルブ装置に比べて高くなる。

【００１９】ここで、第１の反射手段７２および第２の
反射手段７３の開口率をそれぞれａ _L，ａ_B、反射率を
それぞれＲ_L，Ｒ_Bとする。微小光源８５から出射する
光線のうち、第２の反射手段７３で反射されることなく
ライトバルブの各画素７５に入射する光線の割合はａ_B
であり、残りの（１−ａ_B）の光線は第２の反射手段７
３により反射率Ｒ_Bで反射され、第１の反射手段７２に
入射する。従って、第２の反射手段７３で反射され、第
１の反射手段７２に入射する光線は、（１−ａ _B）Ｒ_B
となる。第２の反射手段７３により反射された後、第１
の反射手段７２に入射する光線のうち、各開口部７７に
入射し光源側へ出射する光線の割合はａ _Lであり、入射
する光線のうち（１−ａ_L）だけが第１の反射手段７２
により反射率Ｒ_Lで反射される。従って第１の反射手段
７２に入射する光線中（１−ａ_L）Ｒ_Lの光線が、再び
第２の反射手段７３に入射し、このうちａ_Bの光線が第
２の反射手段７３の開口部７６から画素開口７５に入射
する。この繰り返しにより、レンズアレイ７１によって
集光された光線は第１の反射手段７２の開口部７７から
入射側に、もしくは、第２の反射手段７３の開口７６よ
り画素開口７５へと出射する。Ｑを、

【００２０】

【数１】

【００２１】とすると、このライトバルブの実効開口率
ηは、

【００２２】

【数２】

【００２３】と表され、これは、

【００２４】

【数３】

【００２５】と変形できる。ここで、開口率ａ_B，
ａ_L、反射率Ｒ_L，Ｒ_Bはいずれも０以上１以下である
ので、Ｑは０以上１以下の数となる。

【００２６】従って、本発明のようにレンズアレイ７
１、第１の反射手段７２、第２の反射手段７３を用いる
と実効開口率が向上する。実効開口率ηを大きくするに
はＱを大きくすればよく、このためにはＲ_L，Ｒ_Bを大
きく、ａ_L，ａ_Bを小さくすればよい。ａ_Bはライトバ
ルブによって決定される。ａ_Lを小さくするには第１の
反射手段７２の開口部７７の面積を小さくすれば良い。
しかし、開口部７７が微小光源像８５より小さい場合に
は開口部７７を通過する光量が低下する。従って、第１
の反射手段７２の各開口部７７は微小光源像８５と同一
とするのが望ましい。

【００２７】本発明によれば、ライトバルブの入射側面
からライトバルブ層までの距離を短くすることができな
い場合でも、（図１）に示したモデルのようにレンズア
レイと、二つの反射手段を用いることにより、実効開口
率の高いライトバルブ装置を実現することができる。こ
のライトバルブ装置を投写型表示装置に用いれば、明る
い投写画像を得ることができる。また、このライトバル
ブ装置をビューファインダ装置に用いれば、明るい表示
画像を得ることができる。

【００２８】レンズアレイの各正レンズ素子から出射す
る光線が収差無く結像して第１の反射手段の各開口部に
微小光源像を形成するにはレンズアレイの各正レンズ素
子が回転対称形すなわち円形であることが望ましい。ま
たレンズアレイの各正レンズ素子の有効領域が大きいほ
ど実効開口率は向上する。

【００２９】ここで、レンズアレイの各正レンズ素子を
円形とし、各正レンズ素子の配列が正方配列である場合
を（図３（ａ））、デルタ配列である場合を（図３
（ｂ））に示す。いずれも非レンズ領域は同じ面積であ
るが、デルタ配列の場合には（図３（ｃ））に示すよう
に上下方向にレンズ素子を大きくすることで容易に非レ
ンズ領域を小さくすることができ、レンズ素子の有効領
域を大きくすることができるので、明るい表示画像が得
られる。

【００３０】デルタ配列の場合には円形のレンズ素子を
最も効率よく配置するには隣接する各正レンズ素子の中
心間隔が全て等しいことが望ましい。従って（図３
（ｄ））に示すように、隣接する３個の正レンズ素子の
中心を結んで作られる三角形は正三角形とするのがよ
い。レンズアレイの各正レンズ素子が円形でない場合で
も、この位置関係を満たすことによりレンズアレイの各
正レンズ素子を効率よく配置できる。

【００３１】さらに、デルタ配列で各正レンズ素子の有
効領域を最も大きくするには、個々の正レンズ素子を正
六角形にするのがよい。（図３（ｅ））に示すように非
レンズ領域が無いように正レンズ素子を配列することが
できるので、レンズ素子が円形である場合より、レンズ
アレイでの光利用率が向上し、明るい投写画像が得られ
る。

【００３２】第１の反射手段７２と第２の反射手段７３
が互いに平行でない場合、レンズアレイ７１の各正レン
ズ素子７８から出射した光線は、反射面で多重反射され
る際、反射された光線が各反射面となす角度は一定では
ないので、ライトバルブの各画素７５に入射する光量お
よび光線の入射角度にむらが生じる。このため、第１の
反射手段７２と第２の反射手段７３は互いに平行である
のが望ましい。

【００３３】以上の説明では、ライトバルブの画素が正
方配列であり、レンズアレイの各正レンズ素子の光軸が
第１の反射手段の各開口部中心および第２の反射手段の
各開口部中心を通過する場合について説明したが、ライ
トバルブの画素がデルタ配列の場合や光軸の関係が上記
と異なる場合でも、レンズアレイの各正レンズによる微
小光源像が第１の反射手段の開口部に形成されれば本発
明の意図する効果が得られる。

【００３４】

【実施例】以下に、本発明の実施例について添付図面を
参照しながら説明する。

【００３５】本発明のライトバルブ装置の第１の実施例
の構成を（図４）に示す。９１は入射側偏光板、９２は
レンズアレイ板、９３はミラー板、１０２は遮光膜、９
４は液晶パネル、９５は出射側偏光板である。

【００３６】ライトバルブ装置は、入射側から順に、入
射側偏光板９１、レンズアレイ板９２、ミラー板９３、
液晶パネル９４、出射側偏光板９５で構成されている。

【００３７】液晶パネル９４は、２枚のガラス基板９
６，９７の間にＴＮ液晶９８を封入したものである。出
射側ガラス基板９６の液晶層９８側には、透明導電性膜
による画素電極がマトリックス状に形成され、各画素電
極の近傍にはスイッチング素子としてＴＦＴ１００が設
けられている。隣接する画素電極の間には信号線と走査
線が形成され、各ＴＦＴ１００は、ソース電極が信号線
に接続され、ゲート電極が走査線に接続され、ドレイン
電極が画素電極に接続されている。入射側ガラス基板９
７の液晶層９８側には、透明導電性膜による共通電極が
形成され、その上に、ＴＦＴ１００、信号線、走査線を
覆うように金属薄膜による遮光膜１０２が形成されてい
る。遮光膜１０２の開口部が画素１０３となる。画素電
極と共通電極の上には配向膜が塗布され、液晶分子を所
定の状態に配向させるためにラビングされる。信号供給
回路と走査回路により各画素１０３の液晶層に電界を加
えると、電界に応じて液晶層の旋光性が変化するので、
液晶パネル９４に映像信号に応じた旋光性の変化として
光学像を形成できる。この光学像は、入射側偏光板９１
と出射側偏光板９５の作用により透過率の変化による光
学像となる。

【００３８】液晶パネル９５の画素数は水平４８０×垂
直４６０、画素ピッチは水平９４μｍ×垂直７３μｍで
ある。画素１０３は、（図５）に示すように正方配列で
あり、画素の寸法は水平５３μｍ×垂直３２μｍで開口
率は２５％である。２枚のガラス基板９６，９７は、い
ずれも厚さが１．１ｍｍ、屈折率が１．５２である。液
晶パネル９５の入射側ガラス基板９７は両面を研磨し平
行にしたものである。

【００３９】遮光膜１０２はアルミニウム薄膜で形成さ
れており、各画素１０３に対応する部分に開口部１１７
を設けたものである。その入射側表面の非開口部１１８
は光を反射し、反射率は９０％である。

【００４０】レンズアレイ板９２は、ガラス基板１０４
の出射側面に、複数の屈折率分布型正レンズ素子１０６
をマトリックス状に形成したものである。正レンズ素子
１０６は、（図５）に示すように、正方配列としてい
る。正レンズ素子１０６は、有効領域が長方形で、配列
ピッチは液晶パネル９４の画素ピッチと同じ水平９４μ
ｍ×垂直７３μｍであり、隣接する正レンズ素子の間に
は幅が約５μｍの非レンズ部１０７が設けられている。
レンズアレイ板９２は、ガラス基板１０４の厚さが１．
１ｍｍ、屈折率が１．５２、各正レンズ素子１０６の焦
点距離が２７０μｍである。

【００４１】レンズアレイ１０５は、ガラス基板１０４
の出射側面の近傍に屈折率分布型の正レンズ素子１０６
を複数形成したものである。これは表面を研磨したアル
カリイオンを含むガラス基板１０４の出射側表面に金属
薄膜を蒸着した後、金属薄膜にエッチングにより開口部
を形成し、このガラス基板を高屈折率の金属イオンの溶
液中で加熱してイオン交換を行うことにより作成する。
金属薄膜は最後に除去する。レンズアレイ１０５を形成
した面は平面である。

【００４２】ミラー板９３はガラス基板１０７の出射側
面にアルミニウムの薄膜を蒸着した後にエッチングによ
り複数の開口部を形成したものである。反射膜１０８の
開口部１０９は円形で、配列ピッチは液晶パネル９４の
画素ピッチと同じ水平９４μｍ×垂直７３μｍである。
開口部１０９は、（図５）に示すように正方配列であ
り、開口の寸法は直径６０μｍである。ミラー板９３は
ガラス基板の厚さが０．４ｍｍ、屈折率が１．５２であ
る。

【００４３】レンズアレイ１０５、ミラー板９３、液晶
パネル９４は、レンズアレイ１０５の各正レンズ素子１
０６の光軸１１０がミラー板９３の各開口部１０９の中
心１１１を通り、さらに液晶パネル９４の各画素１０３
の中心１１２を通るように配置してある。液晶パネル９
４の入射側ガラス基板９７とミラー板１０７は透明接着
剤により密着して固着されている。これにより遮光膜１
０２と反射膜１０８は平行に配置されている。ミラー板
１０７とレンズアレイ板９２は密着して透明接着剤で固
定されている。入射側偏光板９１はレンズアレイ板９２
から分離されており、出射側偏光板９５は液晶パネル９
４の出射側に貼付されている。

【００４４】屈折率分布型レンズを形成したレンズアレ
イ１０５は、表面を平面にできる。ミラー板９３とレン
ズアレイ板９２とを透明接着剤により結合すれば、屈折
率差を有する境界面における反射損失が大幅に低減する
という利点がある。また、レンズアレイ板およびミラー
板を一体化すれば、一方が薄い場合でも機械的強度が向
上するという利点がある。

【００４５】以下、本発明の投写型表示装置の第１の実
施例について説明する。（図６）はその構成を示したも
のであり、１２１は光源、１２５はフィールドレンズ、
１２６はライトバルブ装置、１２７は投写レンズ、１２
８はスクリーンである。

【００４６】ライトバルブ装置１２６は、（図４）、
（図５）に示したものと同一であり、入射側から順に入
射側偏光板９１、レンズアレイ板９２、ミラー板９３、
液晶パネル９４、出射側偏光板９５で構成されている。

【００４７】光源１２１は、ランプ１２２、凹面鏡１２
３、フィルタ１２４で構成されている。ランプ１２２は
ハロゲンランプであり、ランプ１２２から放射される光
は凹面鏡１２３により反射されて平行に近い光となって
出射する。フィルタ１２４は、ガラス基板上に可視光を
透過し赤外光を反射する多層膜を蒸着したものであり、
凹面鏡１２３からの出射光から赤外光を除去する。

【００４８】光源１２１からの出射光は、フィールドレ
ンズ１２５を透過して、ライトバルブ装置１２６に入射
し、その出射光は投写レンズ１２７に入射する。こうし
て、液晶パネル９４に形成された画像は投写レンズ１２
７によりスクリーン１２８上に拡大投写される。フィー
ルドレンズ１２５は、光源１２１から液晶パネル９４の
周辺部の画素に入射する主光線を投写レンズの入射瞳に
入射させるために用いる。投写レンズ１２７は、液晶パ
ネル９４の出射側に配置される補助レンズ１２９と主投
写レンズ１３０とで構成され、口径比はＦ３．０であ
る。補助レンズ１２９は、液晶パネル９４のすべての画
素を通過する主光線を液晶層９８と垂直にするためのも
のである。こうして、レンズアレイ板９２の正レンズ素
子１０６の光軸１１０に沿って進む光線は、ミラー板９
３の対応する開口部１０９を通過し、第２反射面である
遮光膜１０２に入射する。遮光膜１０２に入射する光線
は遮光膜１０２の開口部１０３を通過する光線と非開口
部１１８で反射される光線に分けられ、非開口部１１８
で反射された光線は再びミラー板９３へ入射し、反射膜
１０８の非開口部で再度反射され、遮光膜１０２へと入
射する。また、レンズアレイ１０５の各正レンズ素子１
０６により形成された微小光線の端部を通る光線も同様
に遮光膜１０２に入射し、開口部１０３に入射できない
光線は反射されてミラー板９３へと入射し、ミラー板９
３の反射膜１０８で再び反射されて、遮光膜１０２に入
射する。これにより、光利用効率が向上し、明るい投写
画像が得られる。

【００４９】（図４）、（図５）に示した構成の作用に
ついて説明する。（図４）に示すように、光源１２１か
らの出射光１１５はレンズアレイ板９２に入射する。レ
ンズアレイ板９２の各正レンズ素子１０６の焦点１１６
には、凹面鏡１２３の開口部に対応する微小な実像が形
成される。

【００５０】レンズアレイ１０５の各正レンズ素子１０
６の焦点１１６は反射膜１０８の開口部１０９上に位置
するので、微小な光源像が開口部１０９に形成される。
この光源像から出射する光線のうち液晶パネル９４の遮
光膜１０２の開口部１１７を通過した光線は画素１０３
へと入射する。遮光膜１０２の非開口部１１８に入射し
た光線は反射膜１０８の非開口部により反射され、再び
液晶パネル９４の遮光膜１０２に入射する。このように
微小な光源像からの光線はミラー板９３の反射膜１０８
と液晶パネル９４の遮光膜１０２との間で多重反射し、
液晶パネル９４の各画素１０３へと入射する。

【００５１】液晶パネル９４からの出射光はすべて投写
レンズ１２７に入射するようにしている。ライトバルブ
装置１２６には映像信号に応じて透過率の変化として光
学像が形成される。この光学像は投写レンズ１２７によ
り拡大投写され、スクリーン上に拡大された白黒の投写
画像が表示される。投写画像の画面中心における輝度
は、液晶パネルの実際の開口率に対するレンズアレイ板
９２とミラー板９３により向上した実効開口率の比だけ
明るくなる。

【００５２】レンズアレイ板９２、ミラー板９３を組み
合わせて実験すると、レンズアレイ板を用いない場合に
比べて、投写画像の画面中心付近の明るさを約１．２倍
にすることができ、本発明の有効性を確認することがで
きた。なお、液晶パネル９４の開口率は２５％であり、
（数３）より導かれる実効開口率は４６％である。

【００５３】（図１３）に示した従来の構成では、投写
画像を明るくするには液晶パネルの入射側ガラス基板を
薄くする必要があったが、（図４）に示した本発明の構
成では、液晶パネル９４の入射側ガラス基板９７を薄く
する必要がない。入射側ガラス基板９７を厚くすること
ができるので、液晶層９８の厚さの均一性を確保するこ
とができ、液晶パネル９４に高画質の画像を表示するこ
とができる。そのため、（図４）に示すような構成とす
ることにより、高画質で、しかも明るい投写画像を得る
ことができる。

【００５４】本発明の投写型表示装置の第２の実施例の
構成を（図７）に示す。１４１は光源、１４７，１４８
はダイクロイックミラー、１４９は平面ミラー、１５
０，１５１，１５２はフィールドレンズ、１５３，１５
４，１５５はライトバルブ装置、１７１，１７２，１７
３は補助レンズ、１７４，１７５はダイクロイックミラ
ー、１７６は平面ミラー、１７７は主投写レンズであ
る。

【００５５】光源１４１は、ランプ１４２、凹面鏡１４
３とフィルタ１４４で構成されている。ランプ１４２は
メタルハライドランプであり、３原色の色成分を含む光
を放射する。凹面鏡１４３はガラス製で、反射面１４５
の形状は放物面であり、反射面１４５に赤外光を透過さ
せ可視光を反射する多層膜を蒸着したものである。フィ
ルタ１４４は、ガラス基板の上に可視光を透過させ赤外
光と紫外光を反射する多層膜を蒸着したものである。凹
面鏡１４３の光軸１４６は水平方向に向き、ランプ１４
２は管軸を光軸１４６と一致させて配置される。ランプ
１４２の放射光は、凹面鏡１４３で反射して赤外光が除
去された平行に近い光に変換され、フィルタ１４４を透
過して赤外光と紫外光を除去されて可視光が出射する。
光源１４１の出射光は、２枚のダイクロイックミラー１
４７，１４８と平面ミラー１４９とで構成される色分解
光学系により赤、緑、青の原色光に分解される。各原色
光は、いずれもフィールドレンズ１５０，１５１，１５
２を透過してライトバルブ装置１５３，１５４，１５５
に入射する。

【００５６】ライトバルブ装置１５３，１５４，１５５
は、いずれも（図４）に示したものと同一であり、光源
側から順にそれぞれ入射側偏光板１５６，１５７，１５
８、レンズアレイ板１５９，１６０，１６１、ミラー板
１６２，１６３，１６４、液晶パネル１６５，１６６，
１６７、出射側偏光板１６８，１６９，１７０を組み合
わせたものである。ライトバルブ装置１５３，１５４，
１５５には、それぞれ映像信号に応じて透過率の変化と
して光学像が形成される。ライトバルブ装置１５３，１
５４，１５５の出射光は、それぞれ補助レンズ１７１，
１７２，１７３を透過した後、ダイクロイックミラー１
７４，１７５と平面ミラー１７６を組み合わせた色合成
光学系により１つの光に合成され、合成された光は主投
写レンズ１７７に入射する。

【００５７】主投写レンズ１７７は、補助レンズ１７
１，１７２，１７３と組み合わせることにより投写レン
ズとして機能する。補助レンズ１７１，１７２，１７３
は、主投写レンズ１７７の主光線が液晶層を垂直に通過
するように、つまりテレセントリック性を良くするため
に用いる。こうして、３つのライトバルブ装置１５３，
１５４，１５５に形成される光学像は、主投写レンズ１
７７により離れた位置にあるスクリーン（図示せず）上
に拡大投写される。

【００５８】（図７）に示した投写型表示装置を試作し
実験を行うと、第１の実施例と同様に、レンズアレイ板
およびミラー板を用いない場合に比べて明るい投写画像
を得ることができた。

【００５９】本発明のライトバルブ装置の第２の実施例
の構成を（図８）に示す。１９１は入射側偏光板、１９
２はレンズアレイ板、１９３は液晶パネル、１９４は出
射側偏光板である。

【００６０】ライトバルブ装置は、入射側から順に、入
射側偏光板１９１、レンズアレイ板１９２、液晶パネル
１９３、出射側偏光板１９４で構成されている。

【００６１】液晶パネル１９４は、（図４）に示したも
のと同様のＴＮ液晶を用いたＴＦＴ液晶パネルであり、
画素配列は（図９）に示すようなデルタ配列である。出
射側ガラス基板１９５の液晶層１９６側には、画素電極
１９７とＴＦＴ１９８が設けられている。入射側ガラス
基板１９９の液晶層１９６側には、ＴＦＴ１９８を遮光
するための遮光膜２００が設けられ、その上にモザイク
状のカラーフィルタ２０１が設けられ、さらにその上に
共通電極が設けられている。画素数は水平２４０×垂直
３００、画素ピッチは水平１２８μｍ×垂直７７μｍで
ある。画素の寸法は水平６４μｍ×垂直４０μｍで開口
率は２５％である。入射側ガラス基板は厚さが１．１ｍ
ｍ、屈折率が１．５２である。遮光膜２００の入射側表
面が反射面として機能する。遮光膜２００はアルミニウ
ム薄膜で形成されており、反射率は９０％である。

【００６２】レンズアレイ板１９２はガラス基板２０２
の入射側面に薄い透明樹脂を重ね、その表面に複数の正
レンズ素子をマトリックス状に形成し、出射側に反射膜
２０４を形成したものである。

【００６３】レンズアレイ２０３は、表面を研磨したガ
ラス基板２０２の入射側表面に紫外線硬化樹脂を塗布
し、その上に所定のレンズアレイの表面形状を有する型
を重ね、ガラス基板２０２を通して紫外線硬化樹脂に紫
外線を照射することにより作成している。正レンズ素子
２０５は、（図９）に示すように、有効領域が六角形で
あり、液晶パネル１９３と同一のピッチでデルタ配列さ
れている。各正レンズ素子２０５は隣接する正レンズ素
子との間に幅５μｍの非レンズ部２０６を有する。レン
ズアレイ２０３の焦点距離は３４０μｍである。

【００６４】反射膜２０４はガラス基板２０２の出射側
面にアルミニウム薄膜を蒸着し開口部２０７を形成した
ものである。各開口部２０７は（図９）に示すように長
方形の形状をしており、液晶パネル１９３と同一のピッ
チでデルタ配置されている。各開口部２０７の寸法は水
平６１μｍ×垂直４８μｍである。

【００６５】ガラス基板２０２は、厚さが０．５ｍｍ、
屈折率が１．５２である。液晶パネル１９３の入射側ガ
ラス基板１９９とレンズアレイ板１９２とは接着剤で密
着して固着されている。このとき、レンズアレイ２０３
の正レンズ素子２０５の光軸２０８は反射膜２０４の開
口部２０７の中心２０９を通り、さらに液晶パネル１９
３の対応する画素２１０の中心２１１を通るように配置
されている。

【００６６】この場合も、前出の実施例と同様に、レン
ズアレイ２０３、反射膜２０４により実効開口率を向上
させることができる。そのため、光線の利用効率が向上
し、明るい投写画像が得られる。

【００６７】（図６）に示した構成の投写型表示装置の
ライトバルブ装置を（図８）に示したライトバルブ装置
と置き換えると、フルカラーの投写画像を得ることがで
きる。実験では、投写画像の中心付近の明るさが、レン
ズアレイ板がない場合に比べて約１．２倍となった。

【００６８】本発明のライトバルブ装置の第３の実施例
の構成を（図１０）に示す。２２１は入射側偏光板、２
２２はレンズアレイ板、２２３は液晶パネル、２２４は
出射側偏光板である。

【００６９】ライトバルブ装置は、入射側から順に、入
射側偏光板２２１、レンズアレイ板２２２、液晶パネル
２２３、出射側偏光板２２４で構成されている。

【００７０】液晶パネル２２３は、（図４）に示したも
のと同様のＴＮ液晶を用いたＴＦＴ液晶パネルであり、
画素ピッチも同一である。画素配列は（図１１）に示す
ような正方配列である。

【００７１】レンズアレイ板２２２はガラス基板２２６
の入射側面にレンズアレイ２２７を形成し、出射側面に
反射膜２２８を形成したものである。ガラス基板２２６
は、厚さが０．７ｍｍ、屈折率が１．５２である。

【００７２】レンズアレイ２２７の各正レンズ素子２２
９は、（図１２）に示すように、有効領域が長方形であ
り、配列ピッチは液晶パネル２２３と画素ピッチとは異
なり、水平１８０μｍ×垂直１２２μｍで正方配列され
ている。各正レンズ素子２２９は隣接する正レンズ素子
との間に幅５μｍの非レンズ部２３０を有する。レンズ
アレイ２２７の焦点距離は４６０μｍである。

【００７３】反射膜２２８はガラス基板２２６の出射側
面にアルミニウム薄膜を蒸着し開口部２３１を形成した
ものである。各開口部２３１は（図９）に示すように長
方形の形状をしており、レンズアレイ２２７の正レンズ
素子２２９と同一のピッチで正方配列されている。各開
口部２３１の寸法は水平８１μｍ×垂直６１μｍであ
る。

【００７４】液晶パネル２２３の入射側ガラス基板２３
２とレンズアレイ板２２２とは間に薄い空気層を挟み接
着剤で周辺部を固着している。このとき、レンズアレイ
２２７の正レンズ素子２２９の光軸２３３は反射膜２２
８の開口部２３１の中心２３４を通るように配置してい
るが、必ずしも液晶パネル２２３の画素２３５の中心２
３６を通るわけではない。

【００７５】この場合も、第１の実施例と同様の効果を
得ることができた。反射膜２２８の開口２３１の周期構
造と液晶パネル２２３の画素２２８の周期構造との干渉
により投写画像にモアレを生じる場合があったが、レン
ズアレイ板２２２と液晶パネル２２３の入射側ガラス基
板２３２の間隔を若干大きくすることによりモアレを目
立ちにくくすることができた。

【００７６】レンズアレイ２２７の正レンズ素子２２９
および反射膜２２８の開口部２３１は液晶パネル２２３
の画素ピッチよりも大きいピッチで配列されており、液
晶パネル２２３の画素数よりもレンズアレイ２２７の正
レンズ素子の個数および反射膜２２８の開口部の個数は
少ない。従って、液晶パネル２２３の画素数が増加して
もレンズアレイ２２７の正レンズ素子および反射膜２２
８の開口部の個数を増加させる必要がないので、製作コ
ストが低減されると同時に、製作も比較的容易になる。

【００７７】本発明のライトバルブ装置の第４の実施例
の構成を（図１２）に示す。２５１は入射側偏光板、２
５２はレンズアレイ板、２５３は液晶パネル、２５４は
出射側偏光板である。

【００７８】ライトバルブ装置は、入射側から順に、入
射側偏光板２５１、レンズアレイ板２５２、液晶パネル
２５３、出射側偏光板２５４で構成されている。

【００７９】液晶パネル２５４は、（図４）に示したも
のと同様のＴＮ液晶を用いたＴＦＴ液晶パネルで、画素
ピッチも同一である。画素配列は（図１３）に示すよう
な正方配列である。

【００８０】レンズアレイ板２５２はガラス基板２５５
の入射側面にレンズアレイ２５６を形成したもので、出
射側に反射膜２５７を形成したものである。

【００８１】レンズアレイ２５６は、ガラス基板２５５
の入射側面に、薄い透明樹脂を重ね、その表面に凸レン
ズ面２５８を形成したものである。正レンズ素子２５８
は、（図１３）に示すように、有効領域が正六角形であ
り、液晶パネル２７４の画素ピッチとは異なる水平３５
４μｍ×垂直３０６μｍのピッチでデルタ配列されてい
る。各正レンズ素子２５８は隣接する正レンズ素子との
間に幅５μｍの非レンズ部２５９を有する。レンズアレ
イ２５６の焦点距離は４６０μｍである。

【００８２】反射膜２５７はガラス基板２５５の出射側
面にアルミニウム薄膜を蒸着し開口部２６０を形成した
ものである。各開口部２６０は（図１３）に示すように
長方形の形状をしており、レンズアレイ２５６の正レン
ズ素子２５８と同一のピッチでデルタ配置されている。
各開口部２６０の寸法は水平４３μｍ×垂直５０μｍで
ある。

【００８３】レンズアレイ２５６の正レンズ素子２５８
の光軸２６２は、反射膜２５７の開口部２６０の光軸中
心２６４を通過するように配置されている。ガラス基板
２５５は、厚さが０．７ｍｍ、屈折率が１．５２であ
る。

【００８４】液晶パネル２５３の入射側ガラス基板２６
６とレンズアレイ板２５２とは間に薄い空気層を挟んで
周辺部を接着剤で固着している。このとき、レンズアレ
イ２５６の正レンズ素子２５８の光軸２６２は反射膜２
５７の開口部２６０の中心２６４を通るように配置して
いるが、液晶パネル２７３の画素２６５の中心２６６は
必ずしも通過しない。

【００８５】この場合も、第１の実施例と同様の効果を
得ることができた。第３の実施例と同様にレンズアレイ
２５６の正レンズ素子の個数および反射膜２５７の開口
部の個数を低減できると同時に、液晶パネル２５３の画
素配列に関係なく同一のレンズアレイ板２５２を用いる
ことができ、製造コストの大幅な低減を図ることができ
る。

【００８６】次に、本発明のライトバルブ装置をビュー
ファインダ装置に応用した実施例について説明する。
（図１４）はその構成を示したものであり、２７１はラ
イトバルブ装置、２７７は光源、２８０は接眼レンズで
ある。

【００８７】ライトバルブ装置２７１は、各部の寸法は
異なるが、（図１３）に示したものと同一の構成であ
り、入射側から順に、入射側偏光板２７２、レンズアレ
イ板２７３、液晶パネル２７４、出射側偏光板２７５で
構成されている。液晶パネル２７４は、（図１３）に示
した液晶パネルと同様の構成のＴＮ液晶を用いたＴＦＴ
液晶パネルで、モザイク状のカラーフィルタを内臓して
いる。表示寸法は０．７インチであり、フルカラーの画
像を表示する。画素数は水平３７２×垂直２３８、画素
ピッチは水平３８μｍ×垂直４４μｍ、画素の寸法は水
平１８μｍ×垂直２４μｍで開口率は２５％である。液
晶パネルのガラス基板の厚さはいずれも１．１ｍｍ、屈
折率は１．５２である。レンズアレイ板２７３は、ガラ
ス基板の厚さが０．５ｍｍ、屈折率が１．５２である。
レンズアレイの焦点距離は２００μｍである。

【００８８】光源２７７は、ランプ２７８と集光レンズ
２７９により構成されている。ランプ２７８は、直径が
７ｍｍ、長さが２０ｍｍの直流点灯の蛍光管である。ラ
ンプ２７８から広がって出射する光は、集光レンズ２７
９により指向性の狭い光に変換され、ライトバルブ装置
２７１に入射し、その出射光は接眼レンズ２８０に入射
する。観察者が接眼レンズ２８０を覗くと、ライトバル
ブ装置２７１上の画像の拡大された虚像を観察すること
ができる。

【００８９】以上の構成要素は、すべて１つの筐体２８
１に収納されている。ランプ２７８として、ＬＥＤ、ハ
ロゲンランプ、陰極線管など発光体が小さく高輝度の光
源を用いるとよい。

【００９０】（図１４）に示したビューファインダ装置
は、レンズアレイを用いることによりライトバルブ装置
の実効開口率が高くなるので、光利用効率が高くなる。
そのため、ランプの電力を小さくすることができ、レン
ズアレイを用いない場合に比べて１回の電池充電におけ
る連続使用時間が長くなる。

【００９１】以下に、本発明のライトバルブ装置の他の
実施例について説明する。本発明のライトバルブ装置で
重要な役割を果たすレンズアレイと反射膜は、それらを
支持するものが必要となる。前記の実施例の他に、液晶
パネルの入射側ガラス基板の入射側面に反射膜を形成
し、反射膜の入射側に第１のガラス基板を配置し、第１
のガラス基板の入射側にレンズアレイを形成する構成も
可能である。

【００９２】（図４）、（図８）にはレンズアレイの各
正レンズ素子の光軸と反射膜の各開口部とライトバルブ
の各開口部の光軸を一致させる構成を示したが、それ以
外の構成も可能である。レンズアレイの各正レンズ素子
の光軸は反射膜の各開口部の光軸と一致していればよ
い。

【００９３】また、以上の実施例では、レンズアレイの
正レンズ素子の光軸が反射膜の各開口部の中心を通過す
る場合について説明したが、次のような構成も可能であ
る。レンズアレイの正レンズ素子のピッチを液晶パネル
の画素ピッチに比べてわずかに大きくしてもよい。光路
図の簡単な作図により、反射膜のピッチと配置を最適に
選べば、レンズアレイの各正レンズ素子の焦点に形成さ
れる微小光源の実像が反射膜の各開口部上に形成され、
損失を小さくしてライトバルブの開口部に光線が入射す
ることが分かる。このようにすると、液晶パネルの周辺
部の画素を通過する主光線を内側に向けることができる
ので、（図６）に示した構成に用いられている補助レン
ズ１２９を省略することもできる。

【００９４】ＴＮ液晶を用いた液晶パネルはコントラス
トの良好な方向が液晶層の法線からわずかに傾斜した方
向となるので、高コントラストの投写画像を得るために
は、液晶パネルに対して斜めに光を入射させるとよい。
この場合、レンズアレイの正レンズ素子群に対して反射
膜の各開口部群をわずかに平行移動し、レンズアレイの
各焦点に形成される微小光源の実像が反射膜の各開口上
に形成されるようにするとよい。

【００９５】いずれの場合も、レンズアレイの各正レン
ズ素子の焦点に形成される微小光源の実像からの光線を
液晶パネルの各画素に効率よく入射させることができ
る。

【００９６】また、レンズアレイ板の作成方法として、
上記実施例で説明した方法の他に、ガラス基板の表面に
選択拡散により屈折率分布型レンズを形成する方法、ガ
ラス基板の上に透明な熱可塑性樹脂を重ね加熱成形によ
りレンズを形成する方法などがある。

【００９７】また、反射膜および遮光膜はいずれもアル
ミニウムで形成されている例を示したが、銀、クロムと
いった反射率の高い金属により反射面を形成してもよ
い。

【００９８】以上の実施例ではライトバルブがＴＮ液晶
を用いるＴＦＴ液晶パネルの場合について説明したが、
他の方式の液晶パネルや電気光学結晶を用いるものな
ど、光学的特性の変化として光学像を形成するものであ
ればライトバルブとして用いることができる。

【００９９】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、ライトバ
ルブに制約を加えることなく実効開口率の大きなライト
バルブ装置を実現することができ、また、このライトバ
ルブ装置を用いることにより、投写画像の明るい投写型
表示装置および低消費電力で表示画像の明るいビューフ
ァインダ装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のライトバルブ装置の作用を説明するモ
デルの概略線図

【図２】本発明のライトバルブ装置の作用を説明する概
略線図

【図３】本発明のライトバルブ装置の作用を説明する概
略線図

【図４】本発明のライトバルブ装置の第１の実施例にお
ける要部拡大側断面図

【図５】本発明のライトバルブ装置の第１の実施例にお
ける概略線図

【図６】本発明の投写型表示装置の第１の実施例におけ
る概略構成図

【図７】本発明の投写型表示装置の第２の実施例におけ
る概略構成図

【図８】本発明のライトバルブ装置の第２の実施例にお
ける概略構成図

【図９】本発明のライトバルブ装置の第２の実施例にお
ける概略線図

【図１０】本発明のライトバルブ装置の第３の実施例に
おける概略構成図

【図１１】本発明のライトバルブ装置の第３の実施例に
おける概略線図

【図１２】本発明のライトバルブ装置の第４の実施例に
おける概略構成図

【図１３】本発明のライトバルブ装置の第４の実施例に
おける概略線図

【図１４】本発明のビューファインダ装置の実施例にお
ける概略構成図

【図１５】従来の投写型表示装置の概略構成図

【図１６】液晶パネルの構成を示す要部拡大側断面図

【図１７】従来のライトバルブ装置の構成を示す要部拡
大側断面図

【符号の説明】

７１レンズアレイ７２第１の反射手段７３第２の反射手段７４遮光手段９１入射側偏光板９２レンズアレイ板９３ミラー板９４液晶パネル９５出射側偏光板１０２遮光膜１２１光源１２５フィールドレンズ１２６ライトバルブ装置１２７投写レンズ１２８スクリーン１４１光源１４７，１４８ダイクロイックミラー１４９平面ミラー１５０，１５１，１５２フィールドレンズ１５３，１５４，１５５ライトバルブ装置１５６，１５７，１５８入射側偏光板１５９，１６０，１６１レンズアレイ板１６２，１６３，１６４ミラー板１６５，１６６，１６７液晶パネル１６８，１６９，１７０出射側偏光板１７１，１７２，１７３補助レンズ１７４，１７５ダイクロイックミラー１７６平面ミラー１７７主投写レンズ１９１入射側偏光板１９２レンズアレイ板１９３液晶パネル１９４出射側偏光板２７１ライトバルブ装置２７２入射側偏光板２７３レンズアレイ板２７４液晶パネル２７５出射側偏光板２７６光源２７９接眼レンズ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】マトリックス配列をした複数の画素と個々
の画素の開口を制限する遮光手段とを備えるライトバル
ブと、複数の正レンズ素子をマトリックス配列したレン
ズアレイと、複数の開口が前記レンズアレイの正レンズ
素子配列と相似にマトリックス配列されその非開口部は
前記ライトバルブから出射する光を反射する第１の反射
手段と、複数の開口が前記ライトバルブの画素配列と相
似にマトリックス配列されその非開口部は前記レンズア
レイから出射する光を反射する第２の反射手段とを備
え、前記第２の反射手段は前記ライトバルブの遮光手段
の入射側表面に配置され、前記第１の反射手段は前記第
２の反射手段の入射側に配置され、前記レンズアレイの
各正レンズ素子の焦点近傍に前記第１の反射手段の各開
口部が配置されたライトバルブ装置。
【請求項２】第１の反射手段はライトバルブの入射側に
配置された第１の透明基板の出射側面またはその表面近
傍に形成され、レンズアレイは前記第１の透明基板の入
射側に配置された第２の透明基板の出射側面またはその
表面近傍に形成されている請求項１記載のライトバルブ
装置。
【請求項３】第１の反射手段はライトバルブの入射側に
配置された透明基板の出射側面またはその表面近傍に形
成され、レンズアレイは前記透明基板の入射側面または
その表面近傍に形成されている請求項１記載のライトバ
ルブ装置。
【請求項４】第１の反射手段はライトバルブの入射側面
またはその表面近傍に形成され、レンズアレイは前記ラ
イトバルブの入射側に配置された透明基板の表面または
その表面近傍に形成されている請求項１記載のライトバ
ルブ装置。
【請求項５】レンズアレイの各正レンズ素子の光軸が第
１の反射手段の各開口部の光軸と略一致する請求項１記
載のライトバルブ装置。
【請求項６】レンズアレイは複数の正レンズ素子をデル
タ配列したものである請求項１記載のライトバルブ装
置。
【請求項７】レンズアレイは複数の正レンズ素子をデル
タ配列したものであり、前記正レンズ素子はその外形が
正六角形である請求項１記載のライトバルブ装置。
【請求項８】レンズアレイは複数の正レンズ素子をデル
タ配列したものであり、隣接する３個の正レンズ素子の
中心を結んで作られる三角形が正三角形である請求項１
記載のライトバルブ装置。
【請求項９】第１の反射手段はアルミニウムにより形成
された請求項１記載のライトバルブ装置。
【請求項１０】第２の反射手段はアルミニウムにより形
成された請求項１記載のライトバルブ装置。
【請求項１１】ライトバルブの遮光手段と第２の反射手
段は一体であり、前記遮光手段はアルミニウムにより形
成された請求項１記載のライトバルブ装置。
【請求項１２】第１の反射手段と第２の反射手段は互い
に略平行である請求項１記載のライトバルブ装置。
【請求項１３】光源と、前記光源の出射光が入射し映像
信号に応じて光学像が形成されるライトバルブ装置と、
その光学像をスクリーン上に投写する投写レンズとを備
え、前記ライトバルブ装置として請求項１から請求項１
２のいずれかに記載のライトバルブ装置を用いたことを
特徴とする投写型表示装置。
【請求項１４】光源と、前記光源の出射光が入射し映像
信号に応じて光学像を形成するライトバルブと、その光
学像を拡大する拡大レンズとを備え、前記ライトバルブ
装置として請求項１から請求項１２のいずれかに記載の
ライトバルブ装置を用いたことを特徴とするビューファ
インダ装置。
【請求項１５】光源は発光手段と、前記発光手段の出射
光を指向性の狭い光に変換する集光レンズとを備えたも
のである請求項１４記載のビューファインダ装置。