JPWO2020149115A1 - 表示素子及び投射型表示装置 - Google Patents
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Abstract
Description
前記光学制御層は、入射する光を画素ごとに変調する。
前記レンズ層は、入射面と、前記画素ごとに配置された複数の屈折レンズと、前記複数の屈折レンズと対向して前記画素ごとに配置された複数の回折レンズとを有し、前記入射面から入射して前記屈折レンズ及び前記回折レンズを通過した光を前記光学制御層に出射する。
前記表示素子は、入射する光を画素ごとに変調する光学制御層と、前記光源から出射された光が入射する入射面と、前記画素ごとに配置された複数の屈折レンズと、前記複数の屈折レンズと対向して前記画素ごとに配置された複数の回折レンズとを有し、前記入射面から入射して前記屈折レンズ及び前記回折レンズを通過した光を前記光学制御層に出射するレンズ層とを有する。
前記投射光学系は、前記画素ごとに変調された光に基づいて画像を投射する。
[画像表示装置]
図1は、本技術の第1の実施形態に係る画像表示装置の構成例を示す概略図である。画像表示装置500は、例えばプレゼンテーション用、もしくはデジタルシネマ用のプロジェクタとして用いられる。その他の用途に用いられる画像表示装置にも、以下に説明する本技術は適用可能である。本実施形態では、画像表示装置500は、投射型表示装置に相当する。
図2は、液晶ライトバルブ100の構成例を示す模式図である。液晶ライトバルブ100は、例えばモジュールとして構成され、画像表示装置500に組み込まれる。図2には、光が入射する入射側から見た液晶ライトバルブ100の平面図が模式的に図示されている。液晶ライトバルブ100は、パッケージ10と、表示領域11と、駆動回路12と、外部配線13とを有する。
本技術に係る第2の実施形態の液晶ライトバルブについて説明する。これ以降の説明では、上記の実施形態で説明した液晶ライトバルブ100における構成及び作用と同様な部分については、その説明を省略又は簡略化する。
図16は、第3の実施形態に係る液晶ライトバルブ300に入射する光の光路の一例を示す模式図である。上記では、光学制御層の入射側にレンズ層が設けられ、開口部に入射する光の光路等が制御された。本実施形態では、光学制御層341の出射側に、レンズ層332とは異なるマイクロレンズアレイ310が形成される。
本技術は、以上説明した実施形態に限定されず、他の種々の実施形態を実現することができる。
(1)入射する光を画素ごとに変調する光学制御層と、
入射面と、前記画素ごとに配置された複数の屈折レンズと、前記複数の屈折レンズと対向して前記画素ごとに配置された複数の回折レンズとを有し、前記入射面から入射して前記屈折レンズ及び前記回折レンズを通過した光を前記光学制御層に出射するレンズ層と
を具備する表示素子。
(2)(1)に記載の表示素子であって、
前記レンズ層は、前記複数の屈折レンズが2次元的に配置された屈折レンズアレイと、前記複数の回折レンズが2次元的に配置された回折レンズアレイとを有する
表示素子。
(3)(2)に記載の表示素子であって、
前記レンズ層は、前記入射面とは反対側の出射面とを有し、
前記屈折レンズアレイ及び前記回折レンズアレイは、いずれか一方が前記入射面側に配置され、他方が前記出射面側に配置される
表示素子。
(4)(1)から(3)のうちいずれか1つに記載の表示素子であって、
前記光学制御層は、入射する光を変調する液晶層と、前記液晶層に接合され前記画素ごとに前記液晶層による光の変調を制御する制御基板とを有し、
前記レンズ層は、前記液晶層及び前記制御基板のいずれか一方に対向して配置される
表示素子。
(5)(4)に記載の表示素子であって、
前記制御基板は、各々が前記画素となる複数の開口部が形成された遮光部を有し、
前記屈折レンズ及び前記回折レンズは、前記入射面に入射する光を集めて前記開口部を通過させる
表示素子。
(6)(5)に記載の表示素子であって、
前記屈折レンズ及び前記回折レンズは、前記入射面に入射する光の光路を平行化して前記開口部に出射する
表示素子。
(7)(5)又は(6)に記載の表示素子であって、
前記レンズ層は、第1の開口部に対応して配置された第1の回折レンズと、前記第1の開口部と隣り合う第2の開口部に対応して配置された第2の回折レンズとを有し、前記第1及び前記第2の回折レンズの境界部分に入射する光を前記第1の開口部または前記第2の開口部の少なくとも一方に向けて出射する
表示素子。
(8)(5)から(7)のうちいずれか1つに記載の表示素子であって、
前記制御基板は、前記画素ごとに前記液晶層を制御する制御素子を有し、
前記遮光部は、前記制御素子を遮光する
表示素子。
(9)(1)から(8)のうちいずれか1つに記載の表示素子であって、
前記回折レンズは、高屈折率層と、前記高屈折率層よりも屈折率の低い低屈折率層とを有する
表示素子。
(10)(9)に記載の表示素子であって、
前記回折レンズは、前記高屈折率層及び前記低屈折率層が前記入射面と平行な面方向に交互に配置された回折パターンを有する
表示素子。
(11)(10)に記載の表示素子であって、
前記回折パターンは、前記入射面から見て、パターンの中心となる中心領域と、中心領域の周りに同心状に配置された複数の帯状領域とを有する
表示素子。
(12)(11)に記載の表示素子であって、
前記中心領域は、前記入射面から見て、前記開口部の中心に対して偏心して配置される
表示素子。
(13)(11)又は(12)に記載の表示素子であって、
前記中心領域は、円形、楕円形、多角形、または角丸の多角形のいずれか1つである
表示素子。
(14)(9)から(13)のうちいずれか1つに記載の表示素子であって、
前記回折レンズは、前記高屈折率層に前記低屈折率層が埋め込まれて形成される、または前記低屈折率層に前記高屈折率層が埋め込まれて形成される
表示素子。
(15)(9)から(13)のうちいずれか1つに記載の表示素子であって、
前記回折レンズは、前記高屈折率層及び前記低屈折率層の接合部に形成される
表示素子。
(16)(9)から(15)のうちいずれか1つに記載の表示素子であって、
前記回折レンズは、前記高屈折率層及び前記低屈折率層の厚さの割合が前記入射面に平行な面方向に沿って階段状に変化する厚さ変化領域を含む
表示素子。
(17)(1)から(16)のうちいずれか1つに記載の表示素子であって、さらに、
前記光学制御層を挟んで前記レンズ層とは反対側に配置され、前記光学制御層から出射された光の光路を制御するマイクロレンズアレイを具備する
表示素子。
(18)(17)に記載の表示素子であって、
前記マイクロレンズアレイは、前記光学制御層から出射された光の光路を平行化する
表示素子。
(19)光源と、
入射する光を画素ごとに変調する光学制御層と、
前記光源から出射された光が入射する入射面と、前記画素ごとに配置された複数の屈折レンズと、前記複数の屈折レンズと対向して前記画素ごとに配置された複数の回折レンズとを有し、前記入射面から入射して前記屈折レンズ及び前記回折レンズを通過した光を前記光学制御層に出射するレンズ層と
を有する表示素子と、
前記画素ごとに変調された光に基づいて画像を投射する投射光学系と
を具備する投射型表示装置。
16…画素
20、320…制御基板
23…制御素子
24…遮光部
28、28a、28b…開口部
32、232、332…レンズ層
35、235…入射面
36、236…出射面
37、237…屈折レンズアレイ
38、238…回折レンズアレイ
40…液晶層
41、241、341…光学制御層
50、250、350…屈折レンズ
51、251、351…回折レンズ
52…高屈折率層
53…低屈折率層
54、54a〜54f…回折パターン
55…中心領域
56…帯状領域
57…変化領域
100、100R、100G、100B、110、200、300…液晶ライトバルブ
500…画像表示装置
Claims (19)
- 入射する光を画素ごとに変調する光学制御層と、
入射面と、前記画素ごとに配置された複数の屈折レンズと、前記複数の屈折レンズと対向して前記画素ごとに配置された複数の回折レンズとを有し、前記入射面から入射して前記屈折レンズ及び前記回折レンズを通過した光を前記光学制御層に出射するレンズ層と
を具備する表示素子。 - 請求項1に記載の表示素子であって、
前記レンズ層は、前記複数の屈折レンズが2次元的に配置された屈折レンズアレイと、前記複数の回折レンズが2次元的に配置された回折レンズアレイとを有する
表示素子。 - 請求項2に記載の表示素子であって、
前記レンズ層は、前記入射面とは反対側の出射面とを有し、
前記屈折レンズアレイ及び前記回折レンズアレイは、いずれか一方が前記入射面側に配置され、他方が前記出射面側に配置される
表示素子。 - 請求項1に記載の表示素子であって、
前記光学制御層は、入射する光を変調する液晶層と、前記液晶層に接合され前記画素ごとに前記液晶層による光の変調を制御する制御基板とを有し、
前記レンズ層は、前記液晶層及び前記制御基板のいずれか一方に対向して配置される
表示素子。 - 請求項4に記載の表示素子であって、
前記制御基板は、各々が前記画素となる複数の開口部が形成された遮光部を有し、
前記屈折レンズ及び前記回折レンズは、前記入射面に入射する光を集めて前記開口部を通過させる
表示素子。 - 請求項5に記載の表示素子であって、
前記屈折レンズ及び前記回折レンズは、前記入射面に入射する光の光路を平行化して前記開口部に出射する
表示素子。 - 請求項5に記載の表示素子であって、
前記レンズ層は、第1の開口部に対応して配置された第1の回折レンズと、前記第1の開口部と隣り合う第2の開口部に対応して配置された第2の回折レンズとを有し、前記第1及び前記第2の回折レンズの境界部分に入射する光を前記第1の開口部または前記第2の開口部の少なくとも一方に向けて出射する
表示素子。 - 請求項5に記載の表示素子であって、
前記制御基板は、前記画素ごとに前記液晶層を制御する制御素子を有し、
前記遮光部は、前記制御素子を遮光する
表示素子。 - 請求項1に記載の表示素子であって、
前記回折レンズは、高屈折率層と、前記高屈折率層よりも屈折率の低い低屈折率層とを有する
表示素子。 - 請求項9に記載の表示素子であって、
前記回折レンズは、前記高屈折率層及び前記低屈折率層が前記入射面と平行な面方向に交互に配置された回折パターンを有する
表示素子。 - 請求項10に記載の表示素子であって、
前記回折パターンは、前記入射面から見て、パターンの中心となる中心領域と、中心領域の周りに同心状に配置された複数の帯状領域とを有する
表示素子。 - 請求項11に記載の表示素子であって、
前記中心領域は、前記入射面から見て、前記開口部の中心に対して偏心して配置される
表示素子。 - 請求項11に記載の表示素子であって、
前記中心領域は、円形、楕円形、多角形、または角丸の多角形のいずれか1つである
表示素子。 - 請求項9に記載の表示素子であって、
前記回折レンズは、前記高屈折率層に前記低屈折率層が埋め込まれて形成される、または前記低屈折率層に前記高屈折率層が埋め込まれて形成される
表示素子。 - 請求項9に記載の表示素子であって、
前記回折レンズは、前記高屈折率層及び前記低屈折率層の接合部に形成される
表示素子。 - 請求項9に記載の表示素子であって、
前記回折レンズは、前記高屈折率層及び前記低屈折率層の厚さの割合が前記入射面に平行な面方向に沿って階段状に変化する厚さ変化領域を含む
表示素子。 - 請求項1に記載の表示素子であって、さらに、
前記光学制御層を挟んで前記レンズ層とは反対側に配置され、前記光学制御層から出射された光の光路を制御するマイクロレンズアレイを具備する
表示素子。 - 請求項17に記載の表示素子であって、
前記マイクロレンズアレイは、前記光学制御層から出射された光の光路を平行化する
表示素子。 - 光源と、
入射する光を画素ごとに変調する光学制御層と、
前記光源から出射された光が入射する入射面と、前記画素ごとに配置された複数の屈折レンズと、前記複数の屈折レンズと対向して前記画素ごとに配置された複数の回折レンズとを有し、前記入射面から入射して前記屈折レンズ及び前記回折レンズを通過した光を前記光学制御層に出射するレンズ層と
を有する表示素子と、
前記画素ごとに変調された光に基づいて画像を投射する投射光学系と
を具備する投射型表示装置。
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