JP3617692B2 - 液晶表示装置、液晶投射型ディスプレイ装置および光学素子 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は液晶表示装置、液晶投射型ディスプレイ装置および光学素子に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１４は従来の液晶ディスプレイ装置を示す概略図である。図に示すように、ランプＬＭの近傍に反射板ＲＦが設けられ、ランプＬＭの反射板ＲＦとは反対側にスクリーンＳＣが設けられ、ランプＬＭとスクリーンＳＣとの間に液晶パネルＬＣＰ１が設けられ、ランプＬＭと液晶パネルＬＣＰ１との間にコンデンサレンズＣＬが設けられ、液晶パネルＬＣＰ１とスクリーンＳＣとの間にプロジェクションレンズＬＮＳが設けられている。
【０００３】
図１４に示した液晶ディスプレイ装置においては、ランプＬＭからの光がコンデンサレンズＣＬを介して液晶パネルＬＣＰ１に入射し、液晶パネルＬＣＰ１に表示された画像がプロジェクションレンズＬＮＳによりスクリーンＳＣに投影される。
【０００４】
このような液晶ディスプレイ装置においては、構造が簡単である。
【０００５】
図１５は従来の他の液晶ディスプレイ装置を示す概略図である。図に示すように、ランプＬＭの反射板ＲＦとは反対側に青色光Ｂを反射するダイクロイックミラー（干渉フィルタ）ＤＭ１１、緑色光Ｇを反射するダイクロイックミラーＤＭ１２およびミラーＭ１１が設けられ、ダイクロイックミラーＤＭ１１に対応してミラーＭ１２が設けられ、ミラーＭ１１に対応してミラーＭ１３が設けられ、ダイクロイックミラーＤＭ１２、ミラーＭ１２、Ｍ１３とプロジェクションレンズＬＮＳとの間にダイクロイックプリズムＤＰが設けられ、ダイクロイックミラーＤＭ１２、ミラーＭ１２、Ｍ１３とダイクロイックプリズムＤＰとの間に液晶パネルＬＣＰ２が設けられている。
【０００６】
図１５に示した液晶ディスプレイ装置においては、ランプＬＭからの光がダイクロイックミラーＤＭ１１、ＤＭ１２によって青色光Ｂ、緑色光Ｇ、赤色光Ｒに色分解され、青色光Ｂ、緑色光Ｇ、赤色光Ｒが液晶パネルＬＣＰ２に入射したのちダイクロイックプリズムＤＰによって色合成され、液晶パネルＬＣＰ２に表示された画像がプロジェクションレンズＬＮＳによりスクリーンＳＣに投影される。
【０００７】
図１６は従来の他の液晶ディスプレイ装置を示す概略図である。図に示すように、ランプＬＭの反射板ＲＦとは反対側にミラーＭ１４が設けられ、ミラーＭ１４に対応して緑色光Ｇを反射するダイクロイックミラーＤＭ１３、青色光Ｂを反射するダイクロイックミラーＤＭ１４およびミラーＭ１４が設けられ、ダイクロイックミラーＤＭ１３に対応してミラーＭ１５が設けられ、ダイクロイックミラーＤＭ１４に対応して青色光Ｂを反射するダイクロイックミラーＤＭ１５が設けられ、ミラーＭ１４に対応して赤色光Ｒを反射するダイクロイックミラーＤＭ１６が設けられ、ミラーＭ１５とダイクロイックミラーＤＭ１５との間にコンデンサレンズＣＬ、液晶パネルＬＣＰ２が設けられ、ダイクロイックミラーＤＭ１４とダイクロイックミラーＤＭ１５との間にコンデンサレンズＣＬ、液晶パネルＬＣＰ２が設けられ、ダイクロイックミラーＤＭ１４とミラーＭ１４との間にコンデンサレンズＣＬ、液晶パネルＬＣＰ２が設けられている。
【０００８】
図１６に示した液晶ディスプレイ装置においては、ランプＬＭからの光がダイクロイックミラーＤＭ１３、ＤＭ１４によって緑色光Ｇ、青色光Ｂ、赤色光Ｒに色分解され、青色光Ｂ、緑色光Ｇ、赤色光Ｒが液晶パネルＬＣＰ２に入射したのちダイクロイックミラーＤＭ１５、ＤＭ１６によって色合成され、液晶パネルＬＣＰ２に表示された画像がプロジェクションレンズＬＮＳによりスクリーンＳＣに投影される。
【０００９】
これらの液晶ディスプレイ装置においては、液晶パネルＬＣＰ２の各画素に赤緑青のカラーフィルタを用いる必要がないから、スクリーンＳＣに投影される画像の輝度が低くなることがない。
【００１０】
なお、この種の液晶ディスプレイ装置の従来技術について記載されている文献としては、テレビジョン学会誌「投写型大画面ディスプレイ」ｐ１６４〜、１９９１年２月を挙げることができる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、図１４に示した液晶ディスプレイ装置においては、液晶パネルＬＣＰ１の各画素に赤緑青のカラーフィルタを用いる必要があるから、スクリーンＳＣに投影される画像の輝度が低くなる。
【００１２】
また、図１５、図１６に示した液晶ディスプレイ装置においては、液晶パネルをＬＣＰ２を３枚設ける必要があるから、装置の規模が大きくなる。
【００１３】
この発明は上述の課題を解決するためになされたもので、並んだ微小領域の光をそれぞれ色分解または色合成することができる光学素子、光透過率が大きい液晶表示装置、スクリーンに投影される画像の輝度が低くなく、かつ装置の規模が小さい液晶投射型ディスプレイ装置を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するため、この発明においては、液晶表示装置において、アレイ状に配置された複数の画素と、アレイ状に配置された複数の凸レンズからなる面と、アレイ状に配置された複数の凹レンズからなる面と、対向する２面を有する板状の色分解素子から構成される入光処理部とを具備し、上記色分解素子は上記２面のうちの第１の面に、第１の方向に傾斜した複数の傾斜部の列と、第２の面に、上記第１の方向に直交する第２の方向に傾斜した複数の傾斜部の列とを有し、上記第１の面の傾斜部には、赤、青、緑の３原色のうちの第１の色を反射する第１の層を形成し、上記第２の面の傾斜部には、赤、青、緑の３原色のうちの第２の色を反射する第２の層を形成し、上記傾斜部によって光束を赤色の光束群、青色の光束群、緑色の光束群の３原色が並んだ光束群に分解し、各色の光束群を各色に対応する上記画素に入射させ、カラー表示を行なうことを特徴とする。
また、液晶表示装置において、液晶パネルと、該液晶パネルに設けられた複数の画素と、複数の凸レンズと、複数の凹レンズと、第１の面と該第１の面に対向する第２の面とを有する板状の色分解素子から構成される入光処理部とを具備し、上記色分解素子は上記第１の面と第２の面とにストライプ状の溝を有し、上記ストライプ状の溝は傾斜面を有し、上記傾斜面は、上記第１の面に形成された、第１の方向に傾斜し隣り合う第１の傾斜面と第２の傾斜面と、上記第２の面に形成された、上記第１の方向に直交する第２の方向に傾斜し隣り合う第３の傾斜面と第４の傾斜面とからなり、上記凸レンズと凹レンズとを透過した光束が、第１の傾斜面に集光され入射し、該第１の傾斜面に入射した光束のうち第１色の光は、第１の傾斜面で第２の傾斜面に向かい反射し、さらに第２の傾斜面で反射して上記第１色に対応した画素に入射し、第２色の光は、第１の傾斜面を透過し第３の傾斜面に入射し、第３の傾斜面で第４の傾斜面に向かい反射し、さらに第４の傾斜面で反射して上記第２色に対応した画素に入射し、第３色の光は、第１の傾斜面を透過し第３の傾斜面に入射し、第３の傾斜面を透過して上記第３色に対応した画素に入射することを特徴とする。
これらの場合、上記入光処理部と対称な構造をもった出光処理部を上記画素を間に挟み上記入光処理部と対向するように対向側に設け、分解された赤、青、緑の光束を再度合成することを特徴とするようにしてもよい。
【００１５】
また、液晶投射型ディスプレイ装置において、上記の液晶表示装置を用いることを特徴とする。
【００１６】
また、光学素子において、アレイ状に配置された複数の凸レンズからなる面と、アレイ状に配置された複数の凹レンズからなる面と、対向する２面を有する板状の色分解素子から構成される入光処理部とを具備し、上記色分解素子は上記２面のうちの第１の面に、第１の方向に傾斜した複数の第１の傾斜部の列と、第２の面に、上記第１の方向に直交する第２の方向に傾斜した複数の第２の傾斜部の列とを有し、上記第１の傾斜部には多層膜を蒸着し、赤、青、緑の３原色のうちの第１の色を反射する第１の色分解層を形成し、上記第２の傾斜部には多層膜を蒸着し、赤、青、緑の３原色のうちの第２の色を反射する第２の色分解層を形成し、上記傾斜部によって光束を赤色の光束群、青色の光束群、緑色の光束群の３原色が並んだ光束群に分解することを特徴とする。
【００１８】
【作用】
この光学素子においては、色処理部で光を色分解、色合成することができる。
【００１９】
また、この液晶パネルにおいては、カラーフィルタを設ける必要がない。
【００２０】
また、この液晶ディスプレイ装置においては、液晶パネルにカラーフィルタを設ける必要がなく、かつ液晶パネルを１枚設けるだけでよい。
【００２１】
また、この固体撮像装置においては、カラーフィルタを設ける必要がない。
【００２２】
【実施例】
図１はこの発明に係る光学素子を有する液晶パネル、すなわちこの発明に係る液晶パネルの一部を示す断面図である。図に示すように、格子状に設けられた柱状の凸レンズＣＶ１に対応して柱状の凹レンズＣＣ１が設けられ、凹レンズＣＣ１に対応して赤色光Ｒを反射し、緑色光Ｇ、青色光Ｂを透過するダイクロイックミラーＤＭ１、青色光Ｂを反射し、赤色光Ｒ、緑色光Ｇを透過するするダイクロイックミラーＤＭ２が設けられ、ダイクロイックミラーＤＭ１に対応してミラーＭ１が設けられ、ダイクロイックミラーＤＭ２に対応してミラーＭ２が設けられ、ダイクロイックミラーＤＭ１、ＤＭ２、ミラーＭ１、Ｍ２によって色分解素子ＰＤが構成され、色分解素子ＰＤと凸レンズＣＶ１、凹レンズＣＣ１とによって色処理部が構成されている。また、光学素子に当接して液晶パネル本体ＬＰが設けられ、液晶パネル本体ＬＰはガラス板ＧＰ１と赤色画素ＬＲ、緑色画素ＬＧ、青色画素ＬＢを有する液晶部ＬＣとから構成され、赤色画素ＬＲはミラーＭ１に対応しており、緑色画素ＬＧはダイクロイックミラーＤＭ２に対応しており、青色画素ＬＢはミラーＭ２に対応している。
【００２３】
この光学素子、液晶パネルにおいては、ランプ（図示せず）からの光が凸レンズＣＶ１に入射して集光し、凹レンズＣＣ１で平行光となり、平行光がダイクロイックミラーＤＭ１、ＤＭ２によって赤色光Ｒ、緑色光Ｇ、青色光Ｂに色分解される。すなわち、ダイクロイックミラーＤＭ１によって平行光の赤色光Ｒのみが反射され、赤色光ＲはさらにミラーＭ１によって反射される。また、ダイクロイックミラーＤＭ２によって平行光の青色光Ｂのみが反射され、青色光ＢはさらにミラーＭ２によって反射される。また、平行光の緑色光ＧはダイクロイックミラーＤＭ１、ＤＭ２を透過する。そして、光学素子によって色分解された赤色光Ｒ、緑色光Ｇ、青色光Ｂはそれぞれ画素ＬＲ、ＬＧ、ＬＢに入射し、赤色光Ｒ、緑色光Ｇ、青色光Ｂは画素ＬＲ、ＬＧ、ＬＢによって変調される。なお、干渉フィルタの原理については、例えば久保田広著「応用光学」岩波全書９７〜９８頁、二宮輝雄他編著「撮像工学」コロナ社２７３〜２７６頁に記載されている。また、設計法については、藤原史朗編「光学技術シリーズ１１光学薄膜」共立出版１１０〜１２４頁に記載されている。
【００２４】
このような光学素子においては、色処理部で光を色分解することができるから、格子状に並んだ微小領域の光をカラーフィルタを用いずにそれぞれ色分解することができる。また、液晶パネルにおいては、カラーフィルタを設ける必要がないから、光透過率が大きい。
【００２５】
図２は図１に示した液晶パネルを有する液晶ディスプレイ装置、すなわちこの発明に係る液晶ディスプレイ装置を示す概略図である。図に示すように、ランプＬＭとプロジェクションレンズＬＮＳとの間に図１に示した液晶パネルＬＣＰ３が設けられている。
【００２６】
図２に示した液晶ディスプレイ装置においては、ランプＬＭからの光が液晶パネルＬＣＰ３に入射し、液晶パネルＬＣＰ３に表示された画像がプロジェクションレンズＬＮＳによりスクリーンＳＣに投影される。
【００２７】
このような液晶ディスプレイ装置においては、液晶パネルＬＣＰ３にカラーフィルタを設ける必要がないから、スクリーンＳＣに投影される画像の輝度が低くなく、かつ液晶パネルＬＣＰ３を１枚設けるだけでよいから、装置の規模が小さい。
【００２８】
つぎに、図１に示した液晶パネルの製造方法について説明する。まず、図３（ａ）に示すように、断面が鋸形状で、両面の断面に直交する方向にストライプ状の溝が設けられたプラスチックの薄板ＰＬ１を熱成形プレス加工、研磨加工、射出成形等によって形成する。つぎに、図３（ｂ）に示すように、薄板ＰＬ１の片面にポジタイプのホトレジスト膜（例えば基材としてポリビニルアルコール、感光剤として重クロム酸アンモニウムを用いたホトレジスト膜）ＰＲ１を設け、ミラーＭ１を形成する部分を残して露光する。つぎに、図３（ｃ）に示すように、温水で洗浄して、ミラーＭ１を形成する部分のホトレジスト膜ＰＲ１を除去したのち、蒸着によりアルミニウム膜を形成する。つぎに、図４（ｄ）に示すように、過酸化水素水で洗浄することによりホトレジスト膜ＰＲ１を除去してミラーＭ１を形成したのち、ポジタイプのホトレジスト膜ＰＲ２を設け、ダイクロイックミラーＤＭ１を形成する部分を残して露光する。つぎに、図４（ｅ）に示すように、温水で洗浄して、ダイクロイックミラーＤＭ１を形成する部分のホトレジスト膜ＰＲ２を除去したのち、蒸着により金属の多層薄膜を形成する。つぎに、図４（ｆ）に示すように、過酸化水素水で洗浄することによりホトレジスト膜ＰＲ２を除去してダイクロイックミラーＤＭ１を形成する。つぎに、図５（ｇ）に示すように、以上と同様の工程によりダイクロイックミラーＤＭ２、ミラーＭ２を形成し、一方凸レンズＣＶ１、凹レンズＣＣ１が設けられ、屈折率が薄板ＰＬ１の屈折率と異なるプラスチックからなる薄板ＰＬ２を熱成形プレス加工、研磨加工、射出成形等によって形成し、薄板ＰＬ１と薄板ＰＬ２とを屈折率が薄板ＰＬ１の屈折率とほぼ等しい硬化性の透明樹脂ＴＲ１で接着する。つぎに、図５（ｈ）に示すように、薄板ＰＬ１のダイクロイックミラーＤＭ２、ミラーＭ２が形成された面に屈折率が薄板ＰＬ１の屈折率とほぼ等しい硬化性の透明樹脂ＴＲ２を平面状に塗布して、光学素子を形成する。つぎに、図６に示すように、薄板ＰＬ１に液晶パネル本体ＬＰを接着する。
【００２９】
図７はこの発明に係る他の光学素子を有する液晶パネル、すなわちこの発明に係る液晶パネルの一部を示す断面図である。図に示すように、凹レンズＣＣ１に対応して赤色光Ｒを反射し、緑色光Ｇ、青色光Ｂを透過するダイクロイックミラーＤＭ１０１、青色光Ｂを反射し、赤色光Ｒ、緑色光Ｇを透過するするダイクロイックミラーＤＭ２０１が設けられ、ダイクロイックミラーＤＭ１０１に対応して赤色光Ｒを反射し、緑色光Ｇ、青色光Ｂを透過するダイクロイックミラーＤＭ１０２が設けられ、ダイクロイックミラーＤＭ２０１に対応して青色光Ｂを反射し、赤色光Ｒ、緑色光Ｇを透過するするダイクロイックミラーＤＭ２０２が設けられ、ダイクロイックミラーＤＭ１０１、ＤＭ１０２、ＤＭ２０１、ＤＭ２０２によって色分解素子ＰＤが構成され、色分解素子ＰＤと凸レンズＣＶ１、凹レンズＣＣ１とによって色処理部が構成されている。また、光学素子に近接して液晶パネル本体ＬＰが設けられ、液晶部ＬＣの赤色画素はダイクロイックミラーＤＭ１０２に対応しており、緑色画素はダイクロイックミラーＤＭ２０１に対応しており、青色画素はダイクロイックミラーＤＭ２０２に対応している。
【００３０】
この光学素子においては、ランプ（図示せず）からの光が凸レンズＣＶ１に入射して集光し、凹レンズＣＣ１で平行光となり、平行光がダイクロイックミラーＤＭ１０１、ＤＭ１０２、ＤＭ２０１、ＤＭ２０２によって赤色光Ｒ、緑色光Ｇ、青色光Ｂに色分解される。すなわち、ダイクロイックミラーＤＭ１０１によって平行光の赤色光Ｒのみが反射され、赤色光ＲはさらにダイクロイックミラーＤＭ１０２によって反射される。また、ダイクロイックミラーＤＭ２０１によって平行光の青色光Ｂのみが反射され、青色光ＢはさらにダイクロイックミラーＤＭ２０２によって反射される。また、平行光の緑色光ＧはダイクロイックミラーＤＭ１０１、ＤＭ２０１を透過する。
【００３１】
このような光学素子においては、図８に示すように、薄板ＰＬ１の表裏のそれぞれの面に矢印Ａ、Ｂ方向すなわち斜め２２．５°の方向から金属の多層膜を蒸着すれば、ダイクロイックミラーＤＭ１０１、ＤＭ１０２、ＤＭ２０１、ＤＭ２０２を形成することができる。この場合、薄板ＰＬ１の垂直面には金属の多層膜が蒸着されることはない。したがって、ホトレジスト膜を形成することなくダイクロイックミラーＤＭ１０１、ＤＭ１０２、ＤＭ２０１、ＤＭ２０２を形成することができるから、極めて容易に製造することができる。
【００３２】
図９はこの発明に係る他の光学素子の一部を示す断面図である。図に示すように、ガラス板ＧＰ２に屈折率分布型の凸レンズＣＶ２、凹レンズＣＣ２が設けられている。なお、屈折率分布領域は、例えば特開昭６０−１６５６２１号公報、特開平３−１８２７１９号公報に示されるように、電界移入法、イオン交換法等の公知の技術で形成することができる。
【００３３】
図１０はこの発明に係る他の液晶パネルの一部を示す断面図である。図に示すように、色分解素子ＰＤとほぼ同様の構造の色合成素子ＰＣを有する光学素子が液晶パネル本体ＬＰの出光側に設けられている。すなわち、凸レンズＣＶ１に対応して柱状の凸レンズＣＶ４が設けられ、凸レンズＣＶ４に対応して柱状の凹レンズＣＣ４が設けられ、凹レンズＣＣ４に対応して赤色光Ｒを反射するダイクロイックミラーＤＭ４、青色光Ｂを反射するダイクロイックミラーＤＭ３が設けられ、ダイクロイックミラーＤＭ４に対応してミラーＭ４が設けられ、ダイクロイックミラーＤＭ３に対応してミラーＭ３が設けられ、ダイクロイックミラーＤＭ３、ＤＭ４、ミラーＭ３、Ｍ４によって色合成素子ＰＣが構成され、色合成素子ＰＣと凸レンズＣＶ４、凹レンズＣＣ４とによって色処理部が構成され、画素ＬＲはミラーＭ４に対応しており、画素ＬＧはダイクロイックミラーＤＭ３に対応しており、画素ＬＢはミラーＭ３に対応している。
【００３４】
図１０に示した液晶パネルにおいては、色分解素子ＰＤを有する光学素子によって色分解された赤色光Ｒ、緑色光Ｇ、青色光Ｂはそれぞれ画素ＬＲ、ＬＧ、ＬＢに入射し、赤色光Ｒ、緑色光Ｇ、青色光Ｂは画素ＬＲ、ＬＧ、ＬＢによって変調される。そして、画素ＬＲ、ＬＧ、ＬＢによって変調され赤色光Ｒ、緑色光Ｇ、青色光Ｂは色合成素子ＰＣによって色合成されたのち、凹レンズＣＣ４で拡散され、凸レンズＣＶ４で平行光となる。
【００３５】
このような液晶パネルにおいては、より自然な画像を得ることができる。すなわち、図１に示した液晶パネルにおいては、図１１に示すように、画素ＬＲ、ＬＧ、ＬＢを透過した赤色光Ｒ、緑色光Ｇ、青色光Ｂの投射像の間に暗部が形成されるのに対して、図１０に示した液晶パネルにおいては、図１２に示すように、混合色の列が暗部を介さずに密に並ぶ。
【００３６】
図１３はこの発明に係る光学素子の一部を示す斜視図である。図に示すように、プラスチックの薄板ＰＬ３に球状（蝿の目状）の凸レンズＣＶ３、凹レンズ（図示せず）が設けられている。
【００３７】
この光学素子においては、ｘ方向だけでなくｙ方向にも光を集めることができるから、柱状レンズの場合と比較して更に光の透過率を向上することができる。
【００３８】
以上の説明は投写型の液晶ディスプレイを想定してなされたが、本発明はバックライトを有するカラー液晶ディスプレイ、反射型のカラー液晶ディスプレイにおいても有効であることはいうまでもない。
【００３９】
反射型のカラー液晶ディスプレイにおいては、図６に示した液晶パネル本体ＬＰに接して鏡を設ける。鏡を反射した赤色光Ｒ、緑色光Ｇ、青色光Ｂは色分解素子ＰＤによって再度色合成される。すなわち、色分解素子ＰＤは図１０に示した色合成素子ＰＣの役割をも担う。
【００４０】
従来の反射型の液晶ディスプレイにおいては、カラーフィルタを用いると輝度が不足するため、カラー表示には向いていなかったが、本発明の光学素子を用いた場合には、十分な輝度が得られ、反射型のカラー液晶ディスプレイの実用化が可能となる。
【００４１】
また、格子状に画素が設けられた固体撮像素子において、画素に色処理部を対応させて図１に示した光学素子を設けたときには、カラーフィルタを設ける必要がないから、高感度である。
【００４２】
なお、上述実施例においては、色処理部を線状に並べたが、色処理部を格子状に並べてもよく、また色処理部を一列だけ並べてもよい。また、上述実施例においては、光学素子によって赤色光Ｒ、緑色光Ｇ、青色光Ｂに光分解したが、波長の異なる少なくとも２種の光に光分解してもよい。また、上述実施例においては、光学素子を有する液晶パネル、液晶ディスプレイ装置、固体撮像装置について説明したが、他の画像装置、測定装置等に図１に示す光学素子を用いてもよい。
【００４３】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明に係る光学素子においては、色処理部で光を色分解、色合成することができるから、並んだ微小領域の光をそれぞれ色分解、色合成することができる。
【００４４】
また、この発明に係る液晶パネルにおいては、カラーフィルタを設ける必要がないから、光透過率が大きい。
【００４５】
また、この発明に係る液晶ディスプレイ装置においては、液晶パネルにカラーフィルタを設ける必要がないから、スクリーンに投影される画像の輝度が低くなく、かつ液晶パネルを１枚設けるだけでよいから、装置の規模が小さい。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係る光学素子、液晶パネルの一部を示す断面図である。
【図２】図１に示した液晶パネルを有する液晶ディスプレイ装置を示す概略図である。
【図３】図１に示した液晶パネルの製造方法の説明図である。
【図４】図１に示した液晶パネルの製造方法の説明図である。
【図５】図１に示した液晶パネルの製造方法の説明図である。
【図６】図１に示した液晶パネルの製造方法の説明図である。
【図７】この発明に係る他の光学素子、液晶パネルの一部を示す断面図である。
【図８】図７に示した液晶パネルの製造方法の説明図である。
【図９】この発明に係る他の光学素子の一部を示す断面図である。
【図１０】この発明に係る他の液晶パネルの一部を示す断面図である。
【図１１】図１に示した液晶パネルの投射像を示す図である。
【図１２】図１０に示した液晶パネルの投射像を示す図である。
【図１３】この発明に係る光学素子の一部を示す斜視図である。
【図１４】従来の液晶ディスプレイ装置を示す概略図である。
【図１５】従来の他の液晶ディスプレイ装置を示す概略図である。
【図１６】従来の他の液晶ディスプレイ装置を示す概略図である。
【符号の説明】
ＬＣＰ…液晶パネル
ＣＶ…凸レンズ
ＣＣ…凹レンズ
ＬＲ…画素
ＬＧ…画素
ＬＢ…画素
ＰＤ…色分解素子
ＰＣ…色合成素子
【産業上の利用分野】
この発明は液晶表示装置、液晶投射型ディスプレイ装置および光学素子に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１４は従来の液晶ディスプレイ装置を示す概略図である。図に示すように、ランプＬＭの近傍に反射板ＲＦが設けられ、ランプＬＭの反射板ＲＦとは反対側にスクリーンＳＣが設けられ、ランプＬＭとスクリーンＳＣとの間に液晶パネルＬＣＰ１が設けられ、ランプＬＭと液晶パネルＬＣＰ１との間にコンデンサレンズＣＬが設けられ、液晶パネルＬＣＰ１とスクリーンＳＣとの間にプロジェクションレンズＬＮＳが設けられている。
【０００３】
図１４に示した液晶ディスプレイ装置においては、ランプＬＭからの光がコンデンサレンズＣＬを介して液晶パネルＬＣＰ１に入射し、液晶パネルＬＣＰ１に表示された画像がプロジェクションレンズＬＮＳによりスクリーンＳＣに投影される。
【０００４】
このような液晶ディスプレイ装置においては、構造が簡単である。
【０００５】
図１５は従来の他の液晶ディスプレイ装置を示す概略図である。図に示すように、ランプＬＭの反射板ＲＦとは反対側に青色光Ｂを反射するダイクロイックミラー（干渉フィルタ）ＤＭ１１、緑色光Ｇを反射するダイクロイックミラーＤＭ１２およびミラーＭ１１が設けられ、ダイクロイックミラーＤＭ１１に対応してミラーＭ１２が設けられ、ミラーＭ１１に対応してミラーＭ１３が設けられ、ダイクロイックミラーＤＭ１２、ミラーＭ１２、Ｍ１３とプロジェクションレンズＬＮＳとの間にダイクロイックプリズムＤＰが設けられ、ダイクロイックミラーＤＭ１２、ミラーＭ１２、Ｍ１３とダイクロイックプリズムＤＰとの間に液晶パネルＬＣＰ２が設けられている。
【０００６】
図１５に示した液晶ディスプレイ装置においては、ランプＬＭからの光がダイクロイックミラーＤＭ１１、ＤＭ１２によって青色光Ｂ、緑色光Ｇ、赤色光Ｒに色分解され、青色光Ｂ、緑色光Ｇ、赤色光Ｒが液晶パネルＬＣＰ２に入射したのちダイクロイックプリズムＤＰによって色合成され、液晶パネルＬＣＰ２に表示された画像がプロジェクションレンズＬＮＳによりスクリーンＳＣに投影される。
【０００７】
図１６は従来の他の液晶ディスプレイ装置を示す概略図である。図に示すように、ランプＬＭの反射板ＲＦとは反対側にミラーＭ１４が設けられ、ミラーＭ１４に対応して緑色光Ｇを反射するダイクロイックミラーＤＭ１３、青色光Ｂを反射するダイクロイックミラーＤＭ１４およびミラーＭ１４が設けられ、ダイクロイックミラーＤＭ１３に対応してミラーＭ１５が設けられ、ダイクロイックミラーＤＭ１４に対応して青色光Ｂを反射するダイクロイックミラーＤＭ１５が設けられ、ミラーＭ１４に対応して赤色光Ｒを反射するダイクロイックミラーＤＭ１６が設けられ、ミラーＭ１５とダイクロイックミラーＤＭ１５との間にコンデンサレンズＣＬ、液晶パネルＬＣＰ２が設けられ、ダイクロイックミラーＤＭ１４とダイクロイックミラーＤＭ１５との間にコンデンサレンズＣＬ、液晶パネルＬＣＰ２が設けられ、ダイクロイックミラーＤＭ１４とミラーＭ１４との間にコンデンサレンズＣＬ、液晶パネルＬＣＰ２が設けられている。
【０００８】
図１６に示した液晶ディスプレイ装置においては、ランプＬＭからの光がダイクロイックミラーＤＭ１３、ＤＭ１４によって緑色光Ｇ、青色光Ｂ、赤色光Ｒに色分解され、青色光Ｂ、緑色光Ｇ、赤色光Ｒが液晶パネルＬＣＰ２に入射したのちダイクロイックミラーＤＭ１５、ＤＭ１６によって色合成され、液晶パネルＬＣＰ２に表示された画像がプロジェクションレンズＬＮＳによりスクリーンＳＣに投影される。
【０００９】
これらの液晶ディスプレイ装置においては、液晶パネルＬＣＰ２の各画素に赤緑青のカラーフィルタを用いる必要がないから、スクリーンＳＣに投影される画像の輝度が低くなることがない。
【００１０】
なお、この種の液晶ディスプレイ装置の従来技術について記載されている文献としては、テレビジョン学会誌「投写型大画面ディスプレイ」ｐ１６４〜、１９９１年２月を挙げることができる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、図１４に示した液晶ディスプレイ装置においては、液晶パネルＬＣＰ１の各画素に赤緑青のカラーフィルタを用いる必要があるから、スクリーンＳＣに投影される画像の輝度が低くなる。
【００１２】
また、図１５、図１６に示した液晶ディスプレイ装置においては、液晶パネルをＬＣＰ２を３枚設ける必要があるから、装置の規模が大きくなる。
【００１３】
この発明は上述の課題を解決するためになされたもので、並んだ微小領域の光をそれぞれ色分解または色合成することができる光学素子、光透過率が大きい液晶表示装置、スクリーンに投影される画像の輝度が低くなく、かつ装置の規模が小さい液晶投射型ディスプレイ装置を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するため、この発明においては、液晶表示装置において、アレイ状に配置された複数の画素と、アレイ状に配置された複数の凸レンズからなる面と、アレイ状に配置された複数の凹レンズからなる面と、対向する２面を有する板状の色分解素子から構成される入光処理部とを具備し、上記色分解素子は上記２面のうちの第１の面に、第１の方向に傾斜した複数の傾斜部の列と、第２の面に、上記第１の方向に直交する第２の方向に傾斜した複数の傾斜部の列とを有し、上記第１の面の傾斜部には、赤、青、緑の３原色のうちの第１の色を反射する第１の層を形成し、上記第２の面の傾斜部には、赤、青、緑の３原色のうちの第２の色を反射する第２の層を形成し、上記傾斜部によって光束を赤色の光束群、青色の光束群、緑色の光束群の３原色が並んだ光束群に分解し、各色の光束群を各色に対応する上記画素に入射させ、カラー表示を行なうことを特徴とする。
また、液晶表示装置において、液晶パネルと、該液晶パネルに設けられた複数の画素と、複数の凸レンズと、複数の凹レンズと、第１の面と該第１の面に対向する第２の面とを有する板状の色分解素子から構成される入光処理部とを具備し、上記色分解素子は上記第１の面と第２の面とにストライプ状の溝を有し、上記ストライプ状の溝は傾斜面を有し、上記傾斜面は、上記第１の面に形成された、第１の方向に傾斜し隣り合う第１の傾斜面と第２の傾斜面と、上記第２の面に形成された、上記第１の方向に直交する第２の方向に傾斜し隣り合う第３の傾斜面と第４の傾斜面とからなり、上記凸レンズと凹レンズとを透過した光束が、第１の傾斜面に集光され入射し、該第１の傾斜面に入射した光束のうち第１色の光は、第１の傾斜面で第２の傾斜面に向かい反射し、さらに第２の傾斜面で反射して上記第１色に対応した画素に入射し、第２色の光は、第１の傾斜面を透過し第３の傾斜面に入射し、第３の傾斜面で第４の傾斜面に向かい反射し、さらに第４の傾斜面で反射して上記第２色に対応した画素に入射し、第３色の光は、第１の傾斜面を透過し第３の傾斜面に入射し、第３の傾斜面を透過して上記第３色に対応した画素に入射することを特徴とする。
これらの場合、上記入光処理部と対称な構造をもった出光処理部を上記画素を間に挟み上記入光処理部と対向するように対向側に設け、分解された赤、青、緑の光束を再度合成することを特徴とするようにしてもよい。
【００１５】
また、液晶投射型ディスプレイ装置において、上記の液晶表示装置を用いることを特徴とする。
【００１６】
また、光学素子において、アレイ状に配置された複数の凸レンズからなる面と、アレイ状に配置された複数の凹レンズからなる面と、対向する２面を有する板状の色分解素子から構成される入光処理部とを具備し、上記色分解素子は上記２面のうちの第１の面に、第１の方向に傾斜した複数の第１の傾斜部の列と、第２の面に、上記第１の方向に直交する第２の方向に傾斜した複数の第２の傾斜部の列とを有し、上記第１の傾斜部には多層膜を蒸着し、赤、青、緑の３原色のうちの第１の色を反射する第１の色分解層を形成し、上記第２の傾斜部には多層膜を蒸着し、赤、青、緑の３原色のうちの第２の色を反射する第２の色分解層を形成し、上記傾斜部によって光束を赤色の光束群、青色の光束群、緑色の光束群の３原色が並んだ光束群に分解することを特徴とする。
【００１８】
【作用】
この光学素子においては、色処理部で光を色分解、色合成することができる。
【００１９】
また、この液晶パネルにおいては、カラーフィルタを設ける必要がない。
【００２０】
また、この液晶ディスプレイ装置においては、液晶パネルにカラーフィルタを設ける必要がなく、かつ液晶パネルを１枚設けるだけでよい。
【００２１】
また、この固体撮像装置においては、カラーフィルタを設ける必要がない。
【００２２】
【実施例】
図１はこの発明に係る光学素子を有する液晶パネル、すなわちこの発明に係る液晶パネルの一部を示す断面図である。図に示すように、格子状に設けられた柱状の凸レンズＣＶ１に対応して柱状の凹レンズＣＣ１が設けられ、凹レンズＣＣ１に対応して赤色光Ｒを反射し、緑色光Ｇ、青色光Ｂを透過するダイクロイックミラーＤＭ１、青色光Ｂを反射し、赤色光Ｒ、緑色光Ｇを透過するするダイクロイックミラーＤＭ２が設けられ、ダイクロイックミラーＤＭ１に対応してミラーＭ１が設けられ、ダイクロイックミラーＤＭ２に対応してミラーＭ２が設けられ、ダイクロイックミラーＤＭ１、ＤＭ２、ミラーＭ１、Ｍ２によって色分解素子ＰＤが構成され、色分解素子ＰＤと凸レンズＣＶ１、凹レンズＣＣ１とによって色処理部が構成されている。また、光学素子に当接して液晶パネル本体ＬＰが設けられ、液晶パネル本体ＬＰはガラス板ＧＰ１と赤色画素ＬＲ、緑色画素ＬＧ、青色画素ＬＢを有する液晶部ＬＣとから構成され、赤色画素ＬＲはミラーＭ１に対応しており、緑色画素ＬＧはダイクロイックミラーＤＭ２に対応しており、青色画素ＬＢはミラーＭ２に対応している。
【００２３】
この光学素子、液晶パネルにおいては、ランプ（図示せず）からの光が凸レンズＣＶ１に入射して集光し、凹レンズＣＣ１で平行光となり、平行光がダイクロイックミラーＤＭ１、ＤＭ２によって赤色光Ｒ、緑色光Ｇ、青色光Ｂに色分解される。すなわち、ダイクロイックミラーＤＭ１によって平行光の赤色光Ｒのみが反射され、赤色光ＲはさらにミラーＭ１によって反射される。また、ダイクロイックミラーＤＭ２によって平行光の青色光Ｂのみが反射され、青色光ＢはさらにミラーＭ２によって反射される。また、平行光の緑色光ＧはダイクロイックミラーＤＭ１、ＤＭ２を透過する。そして、光学素子によって色分解された赤色光Ｒ、緑色光Ｇ、青色光Ｂはそれぞれ画素ＬＲ、ＬＧ、ＬＢに入射し、赤色光Ｒ、緑色光Ｇ、青色光Ｂは画素ＬＲ、ＬＧ、ＬＢによって変調される。なお、干渉フィルタの原理については、例えば久保田広著「応用光学」岩波全書９７〜９８頁、二宮輝雄他編著「撮像工学」コロナ社２７３〜２７６頁に記載されている。また、設計法については、藤原史朗編「光学技術シリーズ１１光学薄膜」共立出版１１０〜１２４頁に記載されている。
【００２４】
このような光学素子においては、色処理部で光を色分解することができるから、格子状に並んだ微小領域の光をカラーフィルタを用いずにそれぞれ色分解することができる。また、液晶パネルにおいては、カラーフィルタを設ける必要がないから、光透過率が大きい。
【００２５】
図２は図１に示した液晶パネルを有する液晶ディスプレイ装置、すなわちこの発明に係る液晶ディスプレイ装置を示す概略図である。図に示すように、ランプＬＭとプロジェクションレンズＬＮＳとの間に図１に示した液晶パネルＬＣＰ３が設けられている。
【００２６】
図２に示した液晶ディスプレイ装置においては、ランプＬＭからの光が液晶パネルＬＣＰ３に入射し、液晶パネルＬＣＰ３に表示された画像がプロジェクションレンズＬＮＳによりスクリーンＳＣに投影される。
【００２７】
このような液晶ディスプレイ装置においては、液晶パネルＬＣＰ３にカラーフィルタを設ける必要がないから、スクリーンＳＣに投影される画像の輝度が低くなく、かつ液晶パネルＬＣＰ３を１枚設けるだけでよいから、装置の規模が小さい。
【００２８】
つぎに、図１に示した液晶パネルの製造方法について説明する。まず、図３（ａ）に示すように、断面が鋸形状で、両面の断面に直交する方向にストライプ状の溝が設けられたプラスチックの薄板ＰＬ１を熱成形プレス加工、研磨加工、射出成形等によって形成する。つぎに、図３（ｂ）に示すように、薄板ＰＬ１の片面にポジタイプのホトレジスト膜（例えば基材としてポリビニルアルコール、感光剤として重クロム酸アンモニウムを用いたホトレジスト膜）ＰＲ１を設け、ミラーＭ１を形成する部分を残して露光する。つぎに、図３（ｃ）に示すように、温水で洗浄して、ミラーＭ１を形成する部分のホトレジスト膜ＰＲ１を除去したのち、蒸着によりアルミニウム膜を形成する。つぎに、図４（ｄ）に示すように、過酸化水素水で洗浄することによりホトレジスト膜ＰＲ１を除去してミラーＭ１を形成したのち、ポジタイプのホトレジスト膜ＰＲ２を設け、ダイクロイックミラーＤＭ１を形成する部分を残して露光する。つぎに、図４（ｅ）に示すように、温水で洗浄して、ダイクロイックミラーＤＭ１を形成する部分のホトレジスト膜ＰＲ２を除去したのち、蒸着により金属の多層薄膜を形成する。つぎに、図４（ｆ）に示すように、過酸化水素水で洗浄することによりホトレジスト膜ＰＲ２を除去してダイクロイックミラーＤＭ１を形成する。つぎに、図５（ｇ）に示すように、以上と同様の工程によりダイクロイックミラーＤＭ２、ミラーＭ２を形成し、一方凸レンズＣＶ１、凹レンズＣＣ１が設けられ、屈折率が薄板ＰＬ１の屈折率と異なるプラスチックからなる薄板ＰＬ２を熱成形プレス加工、研磨加工、射出成形等によって形成し、薄板ＰＬ１と薄板ＰＬ２とを屈折率が薄板ＰＬ１の屈折率とほぼ等しい硬化性の透明樹脂ＴＲ１で接着する。つぎに、図５（ｈ）に示すように、薄板ＰＬ１のダイクロイックミラーＤＭ２、ミラーＭ２が形成された面に屈折率が薄板ＰＬ１の屈折率とほぼ等しい硬化性の透明樹脂ＴＲ２を平面状に塗布して、光学素子を形成する。つぎに、図６に示すように、薄板ＰＬ１に液晶パネル本体ＬＰを接着する。
【００２９】
図７はこの発明に係る他の光学素子を有する液晶パネル、すなわちこの発明に係る液晶パネルの一部を示す断面図である。図に示すように、凹レンズＣＣ１に対応して赤色光Ｒを反射し、緑色光Ｇ、青色光Ｂを透過するダイクロイックミラーＤＭ１０１、青色光Ｂを反射し、赤色光Ｒ、緑色光Ｇを透過するするダイクロイックミラーＤＭ２０１が設けられ、ダイクロイックミラーＤＭ１０１に対応して赤色光Ｒを反射し、緑色光Ｇ、青色光Ｂを透過するダイクロイックミラーＤＭ１０２が設けられ、ダイクロイックミラーＤＭ２０１に対応して青色光Ｂを反射し、赤色光Ｒ、緑色光Ｇを透過するするダイクロイックミラーＤＭ２０２が設けられ、ダイクロイックミラーＤＭ１０１、ＤＭ１０２、ＤＭ２０１、ＤＭ２０２によって色分解素子ＰＤが構成され、色分解素子ＰＤと凸レンズＣＶ１、凹レンズＣＣ１とによって色処理部が構成されている。また、光学素子に近接して液晶パネル本体ＬＰが設けられ、液晶部ＬＣの赤色画素はダイクロイックミラーＤＭ１０２に対応しており、緑色画素はダイクロイックミラーＤＭ２０１に対応しており、青色画素はダイクロイックミラーＤＭ２０２に対応している。
【００３０】
この光学素子においては、ランプ（図示せず）からの光が凸レンズＣＶ１に入射して集光し、凹レンズＣＣ１で平行光となり、平行光がダイクロイックミラーＤＭ１０１、ＤＭ１０２、ＤＭ２０１、ＤＭ２０２によって赤色光Ｒ、緑色光Ｇ、青色光Ｂに色分解される。すなわち、ダイクロイックミラーＤＭ１０１によって平行光の赤色光Ｒのみが反射され、赤色光ＲはさらにダイクロイックミラーＤＭ１０２によって反射される。また、ダイクロイックミラーＤＭ２０１によって平行光の青色光Ｂのみが反射され、青色光ＢはさらにダイクロイックミラーＤＭ２０２によって反射される。また、平行光の緑色光ＧはダイクロイックミラーＤＭ１０１、ＤＭ２０１を透過する。
【００３１】
このような光学素子においては、図８に示すように、薄板ＰＬ１の表裏のそれぞれの面に矢印Ａ、Ｂ方向すなわち斜め２２．５°の方向から金属の多層膜を蒸着すれば、ダイクロイックミラーＤＭ１０１、ＤＭ１０２、ＤＭ２０１、ＤＭ２０２を形成することができる。この場合、薄板ＰＬ１の垂直面には金属の多層膜が蒸着されることはない。したがって、ホトレジスト膜を形成することなくダイクロイックミラーＤＭ１０１、ＤＭ１０２、ＤＭ２０１、ＤＭ２０２を形成することができるから、極めて容易に製造することができる。
【００３２】
図９はこの発明に係る他の光学素子の一部を示す断面図である。図に示すように、ガラス板ＧＰ２に屈折率分布型の凸レンズＣＶ２、凹レンズＣＣ２が設けられている。なお、屈折率分布領域は、例えば特開昭６０−１６５６２１号公報、特開平３−１８２７１９号公報に示されるように、電界移入法、イオン交換法等の公知の技術で形成することができる。
【００３３】
図１０はこの発明に係る他の液晶パネルの一部を示す断面図である。図に示すように、色分解素子ＰＤとほぼ同様の構造の色合成素子ＰＣを有する光学素子が液晶パネル本体ＬＰの出光側に設けられている。すなわち、凸レンズＣＶ１に対応して柱状の凸レンズＣＶ４が設けられ、凸レンズＣＶ４に対応して柱状の凹レンズＣＣ４が設けられ、凹レンズＣＣ４に対応して赤色光Ｒを反射するダイクロイックミラーＤＭ４、青色光Ｂを反射するダイクロイックミラーＤＭ３が設けられ、ダイクロイックミラーＤＭ４に対応してミラーＭ４が設けられ、ダイクロイックミラーＤＭ３に対応してミラーＭ３が設けられ、ダイクロイックミラーＤＭ３、ＤＭ４、ミラーＭ３、Ｍ４によって色合成素子ＰＣが構成され、色合成素子ＰＣと凸レンズＣＶ４、凹レンズＣＣ４とによって色処理部が構成され、画素ＬＲはミラーＭ４に対応しており、画素ＬＧはダイクロイックミラーＤＭ３に対応しており、画素ＬＢはミラーＭ３に対応している。
【００３４】
図１０に示した液晶パネルにおいては、色分解素子ＰＤを有する光学素子によって色分解された赤色光Ｒ、緑色光Ｇ、青色光Ｂはそれぞれ画素ＬＲ、ＬＧ、ＬＢに入射し、赤色光Ｒ、緑色光Ｇ、青色光Ｂは画素ＬＲ、ＬＧ、ＬＢによって変調される。そして、画素ＬＲ、ＬＧ、ＬＢによって変調され赤色光Ｒ、緑色光Ｇ、青色光Ｂは色合成素子ＰＣによって色合成されたのち、凹レンズＣＣ４で拡散され、凸レンズＣＶ４で平行光となる。
【００３５】
このような液晶パネルにおいては、より自然な画像を得ることができる。すなわち、図１に示した液晶パネルにおいては、図１１に示すように、画素ＬＲ、ＬＧ、ＬＢを透過した赤色光Ｒ、緑色光Ｇ、青色光Ｂの投射像の間に暗部が形成されるのに対して、図１０に示した液晶パネルにおいては、図１２に示すように、混合色の列が暗部を介さずに密に並ぶ。
【００３６】
図１３はこの発明に係る光学素子の一部を示す斜視図である。図に示すように、プラスチックの薄板ＰＬ３に球状（蝿の目状）の凸レンズＣＶ３、凹レンズ（図示せず）が設けられている。
【００３７】
この光学素子においては、ｘ方向だけでなくｙ方向にも光を集めることができるから、柱状レンズの場合と比較して更に光の透過率を向上することができる。
【００３８】
以上の説明は投写型の液晶ディスプレイを想定してなされたが、本発明はバックライトを有するカラー液晶ディスプレイ、反射型のカラー液晶ディスプレイにおいても有効であることはいうまでもない。
【００３９】
反射型のカラー液晶ディスプレイにおいては、図６に示した液晶パネル本体ＬＰに接して鏡を設ける。鏡を反射した赤色光Ｒ、緑色光Ｇ、青色光Ｂは色分解素子ＰＤによって再度色合成される。すなわち、色分解素子ＰＤは図１０に示した色合成素子ＰＣの役割をも担う。
【００４０】
従来の反射型の液晶ディスプレイにおいては、カラーフィルタを用いると輝度が不足するため、カラー表示には向いていなかったが、本発明の光学素子を用いた場合には、十分な輝度が得られ、反射型のカラー液晶ディスプレイの実用化が可能となる。
【００４１】
また、格子状に画素が設けられた固体撮像素子において、画素に色処理部を対応させて図１に示した光学素子を設けたときには、カラーフィルタを設ける必要がないから、高感度である。
【００４２】
なお、上述実施例においては、色処理部を線状に並べたが、色処理部を格子状に並べてもよく、また色処理部を一列だけ並べてもよい。また、上述実施例においては、光学素子によって赤色光Ｒ、緑色光Ｇ、青色光Ｂに光分解したが、波長の異なる少なくとも２種の光に光分解してもよい。また、上述実施例においては、光学素子を有する液晶パネル、液晶ディスプレイ装置、固体撮像装置について説明したが、他の画像装置、測定装置等に図１に示す光学素子を用いてもよい。
【００４３】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明に係る光学素子においては、色処理部で光を色分解、色合成することができるから、並んだ微小領域の光をそれぞれ色分解、色合成することができる。
【００４４】
また、この発明に係る液晶パネルにおいては、カラーフィルタを設ける必要がないから、光透過率が大きい。
【００４５】
また、この発明に係る液晶ディスプレイ装置においては、液晶パネルにカラーフィルタを設ける必要がないから、スクリーンに投影される画像の輝度が低くなく、かつ液晶パネルを１枚設けるだけでよいから、装置の規模が小さい。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係る光学素子、液晶パネルの一部を示す断面図である。
【図２】図１に示した液晶パネルを有する液晶ディスプレイ装置を示す概略図である。
【図３】図１に示した液晶パネルの製造方法の説明図である。
【図４】図１に示した液晶パネルの製造方法の説明図である。
【図５】図１に示した液晶パネルの製造方法の説明図である。
【図６】図１に示した液晶パネルの製造方法の説明図である。
【図７】この発明に係る他の光学素子、液晶パネルの一部を示す断面図である。
【図８】図７に示した液晶パネルの製造方法の説明図である。
【図９】この発明に係る他の光学素子の一部を示す断面図である。
【図１０】この発明に係る他の液晶パネルの一部を示す断面図である。
【図１１】図１に示した液晶パネルの投射像を示す図である。
【図１２】図１０に示した液晶パネルの投射像を示す図である。
【図１３】この発明に係る光学素子の一部を示す斜視図である。
【図１４】従来の液晶ディスプレイ装置を示す概略図である。
【図１５】従来の他の液晶ディスプレイ装置を示す概略図である。
【図１６】従来の他の液晶ディスプレイ装置を示す概略図である。
【符号の説明】
ＬＣＰ…液晶パネル
ＣＶ…凸レンズ
ＣＣ…凹レンズ
ＬＲ…画素
ＬＧ…画素
ＬＢ…画素
ＰＤ…色分解素子
ＰＣ…色合成素子
Claims (5)
- アレイ状に配置された複数の画素と、
アレイ状に配置された複数の凸レンズからなる面と、アレイ状に配置された複数の凹レンズからなる面と、対向する２面を有する板状の色分解素子から構成される入光処理部とを具備し、
上記色分解素子は上記２面のうちの第１の面に、第１の方向に傾斜した複数の傾斜部の列と、第２の面に、上記第１の方向に直交する第２の方向に傾斜した複数の傾斜部の列とを有し、
上記第１の面の傾斜部には、赤、青、緑の３原色のうちの第１の色を反射する第１の層を形成し、
上記第２の面の傾斜部には、赤、青、緑の３原色のうちの第２の色を反射する第２の層を形成し、
上記傾斜部によって光束を赤色の光束群、青色の光束群、緑色の光束群の３原色が並んだ光束群に分解し、各色の光束群を各色に対応する上記画素に入射させ、カラー表示を行なうことを特徴とする液晶表示装置。 - 液晶パネルと、該液晶パネルに設けられた複数の画素と、
複数の凸レンズと、複数の凹レンズと、第１の面と該第１の面に対向する第２の面とを有する板状の色分解素子から構成される入光処理部とを具備し、
上記色分解素子は上記第１の面と第２の面とにストライプ状の溝を有し、
上記ストライプ状の溝は傾斜面を有し、
上記傾斜面は、
上記第１の面に形成された、第１の方向に傾斜し隣り合う第１の傾斜面と第２の傾斜面と、
上記第２の面に形成された、上記第１の方向に直交する第２の方向に傾斜し隣り合う第３の傾斜面と第４の傾斜面とからなり、
上記凸レンズと凹レンズとを透過した光束が、第１の傾斜面に集光され入射し、
該第１の傾斜面に入射した光束のうち第１色の光は、
第１の傾斜面で第２の傾斜面に向かい反射し、さらに第２の傾斜面で反射して上記第１色に対応した画素に入射し、
第２色の光は、第１の傾斜面を透過し第３の傾斜面に入射し、第３の傾斜面で第４の傾斜面に向かい反射し、さらに第４の傾斜面で反射して上記第２色に対応した画素に入射し、
第３色の光は、第１の傾斜面を透過し第３の傾斜面に入射し、第３の傾斜面を透過して上記第３色に対応した画素に入射することを特徴とする液晶表示装置。 - 上記入光処理部と対称な構造をもった出光処理部を上記画素を間に挟み上記入光処理部と対向するように対向側に設け、分解された赤、青、緑の光束を再度合成することを特徴とする請求項１または２に記載の液晶表示装置。
- 請求項１、２または３に記載の液晶表示装置を用いた液晶投射型ディスプレイ装置。
- アレイ状に配置された複数の凸レンズからなる面と、アレイ状に配置された複数の凹レンズからなる面と、対向する２面を有する板状の色分解素子から構成される入光処理部とを具備し、
上記色分解素子は上記２面のうちの第１の面に、第１の方向に傾斜した複数の第１の傾斜部の列と、第２の面に、上記第１の方向に直交する第２の方向に傾斜した複数の第２の傾斜部の列とを有し、
上記第１の傾斜部には多層膜を蒸着し、赤、青、緑の３原色のうちの第１の色を反射す る第１の色分解層を形成し、
上記第２の傾斜部には多層膜を蒸着し、赤、青、緑の３原色のうちの第２の色を反射する第２の色分解層を形成し、
上記傾斜部によって光束を赤色の光束群、青色の光束群、緑色の光束群の３原色が並んだ光束群に分解することを特徴とする光学素子。
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