JP2000330101A - 二重マイクロアレイレンズ付lcd - Google Patents

二重マイクロアレイレンズ付lcd

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JP2000330101A
JP2000330101A JP11139446A JP13944699A JP2000330101A JP 2000330101 A JP2000330101 A JP 2000330101A JP 11139446 A JP11139446 A JP 11139446A JP 13944699 A JP13944699 A JP 13944699A JP 2000330101 A JP2000330101 A JP 2000330101A
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JP
Japan
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lcd
lens
microarray lens
microarray
dual
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JP11139446A
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English (en)
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Takayuki Manchu
隆之 万仲
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Fujitsu General Ltd
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Fujitsu General Ltd
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  • Projection Apparatus (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は、大口径の投射レンズ系を必要としな
い、マイクロアレイレンズ付LCDの提案を目的とす
る。 【解決手段】反射ミラー付き光源Lよりの白色光を集光
する集光レンズ系4と、集光された白色光を電気信号に
より光変調するLCD1と、LCD1よりの出射光をス
クリーンSに投射する投射レンズ系5とを有するLCD
プロジェクタに於いて、該LCDを、集光レンズ系4に
より集光された入射光をLCDセル単位の有効開口部に
集光する第一マイクロアレイレンズ2と、LCD1より
の出射光を平均光軸に平行屈折させる第二マイクロアレ
イレンズ3とを有する二重マイクロアレイレンズ付LC
Dとする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】LCD(液晶)プロジェクタ
装置に使用するマイクロアレイレンズ付きLCDに関わ
り、特に二重マイクロアレイレンズ付LCDに係わる。
【0002】
【従来の技術】図4は、従来技術によるLCDプロジェ
クタの光学系の模式図とマイクロアレイレンズ付LCD
の説明図である。本図を用いて従来技術の構成と問題点
を説明する。メタルハライドランプなどの光源Lよりの
白色光は、集光レンズ系4により、LCD1の入射面に
密設された第一マイクロアレイレンズ2に集光される。
該集光された入射光は、第一マイクロアレイレンズ2で
さらに集光され、LCDを形成している各セル(画素)
の窓(開口部)に投射され、映像信号により変調され
る。本例のLCDは、RGB三色のフィルターが各セル
に配置された三色一体形の構造を有している。LCD1
からの三色の出射光は、投射レンズ系5により、スクリ
ーンSに投射される。(ロ)は、第一マイクロアレイレ
ンズ2とLCD1の断面図である。LCD1は、カバー
ガラス1a、液晶層1b、セルのマトリックス導体部を
覆う形のブラックマトリックス1c、開口部(透明電極
部)1d,TFT(Thin Film Transister)が形成され
ているTFT基板1eで構成されている。第一マイクロ
レンズアレイ2は、マイクロレンズ基板2a、低屈折率
のレンズ媒体2b、セル毎に凸形状を形成する高屈折率
の封止媒体2cで構成されている。セル毎の凸形状の高
屈折率の封止媒体2cと凹形状の低屈折率のレンズ媒体
2bにより、凸形マイクロレンズアレイが形成されてい
る。集光レンズ系4よりの入射光束L0は、凸型マイク
ロレンズ2c1により屈折光束L1として、焦点F0付
近に収束する。この結果、開口部(透明電極部)1dの
光束は、マイクロアレイレンズ2 に入射した光束を10
0%近く利用することが出来る。
【0003】 しかしながら、LCD1を通過した後の
光束は発散するので、大口径の投射レンズ系5を用いる
必要があり、コストが高くなると云う問題点がある。大
口径の投射レンズ系5を用いないでよいマイクロアレイ
レンズ付LCDが求められている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】以上に説明した問題点
と課題に鑑み、本発明は、大口径の投射レンズ系を必要
としない、マイクロアレイレンズ付LCDの提案を目的
とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】反射ミラー付き光源より
の白色光を集光する集光レンズ系と、集光された白色光
を電気信号により光変調するLCD(液晶ディスプレイ
パネル)と、LCDよりの出射光をスクリーンに投射す
る投射レンズ系とを有するLCDプロジェクタに於い
て、該LCDを、集光レンズ系により集光された入射光
をLCDセル単位の有効開口部に集光する第一マイクロ
アレイレンズと、LCDよりの出射光を平均光軸に平行
屈折させる第二マイクロアレイレンズとを有する二重マ
イクロアレイレンズ付LCDとする。
【0006】 第二マイクロアレイレンズを、LCDの
後方に配置する。
【0007】 第二マイクロアレイレンズを、凸レンズ
の集合体とする。
【0008】 第二マイクロアレイレンズを、凹レンズ
の集合体とする。
【0009】 第二マイクロアレイレンズを、第一マイ
クロアレイレンズとLCDの間に配置する。
【0010】 第一マイクロアレイレンズとLCDの間
に配置する第二マイクロアレイレンズを、凸レンズの集
合体とする。
【0011】 第二マイクロアレイレンズを、ガラスの
溶融により形成した溶融ガラスレンズとする、もしく
は、透明樹脂の成形による成形樹脂レンズとする。
【0012】 第一マイクロアレイレンズと第二マイク
ロアレイレンズとを一体化する。
【0013】 第一マイクロアレイレンズと第二マイク
ロアレイレンズとを一体成形した成形樹脂レンズとす
る。
【0014】 第一マイクロアレイレンズと第二マイク
ロアレイレンズとを張り合わせにより一体化したレンズ
とする。
【0015】 第一マイクロアレイレンズの焦点位置
を、第一マイクロアレイレンズと第二マイクロアレイレ
ンズとの間とする、第二マイクロアレイレンズの後方で
且つLCDの近傍とする、もしくは、LCDの後に配置
された第二マイクロアレイレンズの後方とする。
【0016】 LCDの後方の第一マイクロアレイレン
ズの焦点位置に、全反射面を配置する。
【0017】
【発明の実施の形態】図1は、本発明によるLCDプロ
ジェクタの光学系模式図と二重マイクロアレイレンズ付
LCDの第一実施例の断面図である。前述の従来技術の
光学系を基本として、本実施例の装置では、第二の凹型
のマイクロアレイレンズ3が、LCD1と投射レンズ系
5との間に挿入されている。第二マイクロアレイレンズ
3は、マイクロレンズ基板3a、低屈折率のレンズ媒体
3b、セル毎に凸形状を形成する高屈折率の封止媒体3
cで構成されている。セル毎の凸形状の高屈折率の封止
媒体3cと凹形状の低屈折率のレンズ媒体3bにより、
凸形マイクロレンズアレイが形成されている。第二マイ
クロアレイレンズ3の焦点は第一マイクロアレイレンズ
2の焦点距離と略等しく設定されている。また第二マイ
クロアレイレンズ3は、第一マイクロアレイレンズ2の
焦点F0を基点に、第一マイクロアレイレンズ2の対象
位置に配設されており、焦点F0より発散された光束を
凸レンズ作用により、平均光軸に平行屈折した光束とし
ている。
【0018】 図2は、本発明による二重マイクロアレ
イレンズ付LCDの第二実施例の断面図である。第二実
施例では、第二マイクロアレイレンズ3は、第一マイク
ロアレイレンズ2とLCD1との間に配設されている。
第二マイクロアレイレンズ3は、マイクロレンズ基板3
a、高屈折率のレンズ媒体3d、セル毎に凸形状を形成
する低屈折率の封止媒体3eで構成されている。セル毎
の凸形状の低屈折率の封止媒体3eと凸形状の高屈折率
のレンズ媒体3dにより、凹形マイクロレンズアレイが
形成されている。第一マイクロアレイレンズ2で集光さ
れた光束L1は、第二マイクロアレイレンズ3の凹レン
ズ部(3e)で、LCDの開口部1dと略等しい断面積
となっている。第二マイクロアレイレンズ3の凹レンズ
作用により光束L4は、平均光軸に平行屈折されLCD
1の開口部1dに入射する。この場合、第一マイクロア
レイレンズの焦点F1は、略LCD開口部1dの近傍も
しくは、手前に設定されている。
【0019】 図3は、本発明による二重マイクロアレ
イレンズ付LCDの第三実施例の断面図である。第三実
施例では、第二マイクロアレイレンズ3は、LCD1と
投射レンズ系5との間に挿入されている。第二マイクロ
アレイレンズ3は、マイクロレンズ基板3a、高屈折率
のレンズ媒体3d、セル毎に凸形状を形成する低屈折率
の封止媒体3eで構成されている。セル毎の凸形状の低
屈折率の封止媒体3eと凸形状の高屈折率のレンズ媒体
3dにより、凹形マイクロレンズアレイが形成されてい
る。本例の装置に用いる第一マイクロアレイレンズの焦
点は,LCD1よりかなり後方に設定しており、投射光
束L1は第二マイクロアレイレンズ付近ではかなり収束
されており、凹レンズ作用により平均光軸と平行した光
束L5に屈折される。
【0020】 第二マイクロアレイレンズは、溶融ガラ
スを成形した溶融ガラスレンズ、もしくはアクリル樹脂
などの樹脂成形手段により、安価に且つ高精度に製作す
ることが出来る。さらに、第二の実施例では、第一マイ
クロアレイレンズと第二マイクロアレイレンズとを一体
化することが出来る。その製法は、アクリル樹脂などの
樹脂成形手段、溶融ガラスレンズの張り合わせ、もしく
は両者の組み合わせなどが採用される。
【0021】 図示していない反射型のLCDを用いた
LCDプロジェクタにあっては、第一マイクロアレイレ
ンズと第二マイクロアレイレンズとを兼ねる必要があ
る。第一マイクロアレイレンズの焦点近傍に全反射面を
設けることにより、集光光束を有効に利用することが出
来る。
【0022】
【発明の効果】本発明は、以上に説明した内容で実施さ
れ、以下に述べる効果を奏する。集光レンズ系により集
光された入射光をLCDセル単位の有効開口部に集光す
る第一マイクロアレイレンズと、LCDよりの出射光を
平均光軸に平行屈折させる第二マイクロアレイレンズと
を有する二重マイクロアレイレンズ付LCDとすること
により、大口径の投射レンズ系を必要としない、二重マ
イクロアレイレンズ付LCDが提案出来た。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明によるLCDプロジェクタの光学系模
式図と二重マイクロアレイレンズ付LCDの第一実施例
の断面図である。
【図2】 本発明による二重マイクロアレイレンズ付L
CDの第二実施例の断面図である。
【図3】 本発明による二重マイクロアレイレンズ付L
CDの第三実施例の断面図である。
【図4】 従来技術によるLCDプロジェクタの光学系
の模式図とマイクロアレイレンズ付LCDの説明図であ
る。
【符号の説明】
L 光源 1 LCD 1a カバーガラス 1b 液晶層 1c ブラックマトリックス 1d 開口部 2 第一マイクロアレイレンズ 2a マイクロレンズ基板 2b、3b、3d レンズ媒体 2c、3c、3e 封止媒体 3 第二マイクロアレイレンズ 3a マイクロレンズ基板 4 集光レンズ系 5 投射レンズ系 S スクリーン

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 反射ミラー付き光源よりの白色光を集光
    する集光レンズ系と、前記集光された白色光を電気信号
    により光変調するLCD(液晶ディスプレイパネル)
    と、前記LCDよりの出射光をスクリーンに投射する投
    射レンズ系とを有するLCDプロジェクタに於いて、前
    記LCDを、前記集光レンズ系により集光された入射光
    を前記LCDセル単位の有効開口部に集光する第一マイ
    クロアレイレンズと、前記LCDよりの出射光を平均光
    軸に平行屈折させる第二マイクロアレイレンズとを有す
    るLCDとすることを特徴とする二重マイクロアレイレ
    ンズ付LCD。
  2. 【請求項2】 前記第二マイクロアレイレンズを、前記
    LCDの後方に配置することを特徴とする請求項1に記
    載の二重マイクロアレイレンズ付LCD。
  3. 【請求項3】 前記第二マイクロアレイレンズを、凸レ
    ンズの集合体とすることを特徴とする請求項2に記載の
    二重マイクロアレイレンズ付LCD。
  4. 【請求項4】 前記第二マイクロアレイレンズを、凹レ
    ンズの集合体とすることを特徴とする請求項2に記載の
    二重マイクロアレイレンズ付LCD。
  5. 【請求項5】 前記第二マイクロアレイレンズを、第一
    マイクロアレイレンズと前記LCDとの間に配置するこ
    とを特徴とする請求項1に記載の二重マイクロアレイレ
    ンズ付LCD。
  6. 【請求項6】 前記第一マイクロアレイレンズと前記L
    CDとの間に配置する前記第二マイクロアレイレンズ
    を、凸レンズの集合体とすることを特徴とする請求項5
    に記載の二重マイクロアレイレンズ付LCD。
  7. 【請求項7】 前記第二マイクロアレイレンズを、ガラ
    スの溶融により形成した溶融ガラスレンズとすることを
    特徴とする請求項1に記載の二重マイクロアレイレンズ
    付LCD。
  8. 【請求項8】 前記第二マイクロアレイレンズを、透明
    樹脂の成形による成形樹脂レンズとすることを特徴とす
    る請求項1に記載の二重マイクロアレイレンズ付LC
    D。
  9. 【請求項9】 前記第一マイクロアレイレンズと第二マ
    イクロアレイレンズとを一体化することを特徴とする請
    求項4に記載の二重マイクロアレイレンズ付LCD。
  10. 【請求項10】 前記第一マイクロアレイレンズと第二
    マイクロアレイレンズとを一体成形した成形樹脂レンズ
    とすることを特徴とする請求項9に記載の二重マイクロ
    アレイレンズ付LCD。
  11. 【請求項11】 前記第一マイクロアレイレンズと第二
    マイクロアレイレンズとを張り合わせにより一体化した
    レンズとすることを特徴とする請求項9に記載の二重マ
    イクロアレイレンズ付LCD。
  12. 【請求項12】 前記第一マイクロアレイレンズの焦点
    位置を、前記第一マイクロアレイレンズと第二マイクロ
    アレイレンズとの間とすることを特徴とする請求項1に
    記載の二重マイクロアレイレンズ付LCD。
  13. 【請求項13】 前記第一マイクロアレイレンズの焦点
    位置を、前記第二マイクロアレイレンズの後方で且つ前
    記LCDの近傍とすることを特徴とする請求項1に記載
    の二重マイクロアレイレンズ付LCD。
  14. 【請求項14】 前記第一マイクロアレイレンズの焦点
    位置を、前記LCDの後に配置された前記第二マイクロ
    アレイレンズの後方とすることを特徴とする請求項1に
    記載の二重マイクロアレイレンズ付LCD。
  15. 【請求項15】 前記LCDの後方の前記第一マイクロ
    アレイレンズの焦点位置に、全反射面を配置することを
    特徴とする請求項1に記載の二重マイクロアレイレンズ
    付LCD。
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