JP2798554B2 - Projection type image display device - Google Patents
Projection type image display deviceInfo
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- JP2798554B2 JP2798554B2 JP4155415A JP15541592A JP2798554B2 JP 2798554 B2 JP2798554 B2 JP 2798554B2 JP 4155415 A JP4155415 A JP 4155415A JP 15541592 A JP15541592 A JP 15541592A JP 2798554 B2 JP2798554 B2 JP 2798554B2
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、光源からの光線を表示
パネルの各絵素に集光するためのマイクロレンズを有す
る投影型画像表示装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a projection type image display apparatus having a microlens for condensing a light beam from a light source on each picture element of a display panel.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、投影型画像表示装置における光学
系としては、パラボラ反射鏡を用いる方法及び楕円反射
鏡を用いる方法などが知られている。2. Description of the Related Art Conventionally, as an optical system in a projection type image display device, a method using a parabolic reflecting mirror, a method using an elliptical reflecting mirror, and the like are known.
【0003】図3にパラボラ反射鏡を用いる光学系の模
式図を示す。この光学系では、光源11aがパラボラ反
射鏡12aの焦点Fに配置され、光源11aからの光線
はパラボラ反射鏡12aで反射され図中に実線で示すよ
うな平行光線にされ、図示しない透過型表示パネルに入
射する。FIG. 3 is a schematic diagram of an optical system using a parabolic reflecting mirror. In this optical system, a light source 11a is disposed at a focal point F of a parabolic reflecting mirror 12a, and a light beam from the light source 11a is reflected by the parabolic reflecting mirror 12a to be converted into a parallel light ray as shown by a solid line in the figure. Light is incident on the panel.
【0004】図4に楕円反射鏡を用いる光学系の模式図
を示す。この光学系では、光源11bが楕円反射鏡12
bの第一焦点F1に配置され、図示しないコンデンサー
レンズが楕円反射鏡12bの第2焦点F2の光源11b
とは反対側で、かつ、このコンデンサーレンズの焦点が
楕円反射鏡12bの第2焦点F2と一致するように配置
されている。この様な構成に於て、光源11bからの光
線は楕円反射鏡12bに反射され第2焦点F2に集光さ
れた後に、、コンデンサーレンズによって平行光線とさ
れ、図示しない透過型表示パネルに入射する。FIG. 4 is a schematic diagram of an optical system using an elliptical reflecting mirror. In this optical system, the light source 11b is
b at a first focal point F1, and a condenser lens, not shown, is connected to a light source 11b at a second focal point F2 of the elliptical reflecting mirror 12b.
And the focal point of this condenser lens coincides with the second focal point F2 of the elliptical reflecting mirror 12b. In such a configuration, the light beam from the light source 11b is reflected by the elliptical reflecting mirror 12b and condensed at the second focal point F2, then converted into a parallel light beam by a condenser lens, and enters a transmission type display panel (not shown). .
【0005】上述の光学系に使用する透過型表示パネル
には、通常、表示パネルの各絵素にバリスターやMIM
(Metal Insulator Metal)など
の非線形素子を付加することによりクロストークを制御
する方法や各絵素にスイッチング素子としてトランジス
タ等を付加することにより各絵素を個別に駆動する方法
などがとられている。しかし、非線形素子やスイッチン
グ素子等を絵素に付加すると絵素中に表示に寄与しない
部分を増やすことになり、表示を暗くし、開口率を低下
させてしまう。ここで、開口率は表示領域の面積に対す
る全絵素の有効面積の比で定義される。[0005] The transmission type display panel used in the above-mentioned optical system usually includes a varistor or MIM in each picture element of the display panel.
A method of controlling crosstalk by adding a non-linear element such as (Metal Insulator Metal) or a method of individually driving each picture element by adding a transistor or the like as a switching element to each picture element has been adopted. . However, if a non-linear element, a switching element, or the like is added to a picture element, a portion that does not contribute to display in the picture element is increased, and the display is darkened and the aperture ratio is reduced. Here, the aperture ratio is defined by the ratio of the effective area of all picture elements to the area of the display area.
【0006】ところで、時代の要望である精細度の高い
画像を再生できる表示パネルを提供するには、絵素を小
さくしなければならない。絵素の縮小と相似的に絵素の
全構成要素を縮小できれば開口率は変化しないが、電極
の金属配線の幅、非線形素子及びスイッチング素子等の
付加素子の大きさはある程度以下には小さくできない。
なぜなら、製造工程に於て、エッチングの精度及び位置
合わせの精度に限界があるからである。従って、絵素を
小さくしていくと、電極の金属配線や付加素子の面積の
絵素に占める割合が大きくなり開口率も低下してしま
う。By the way, in order to provide a display panel capable of reproducing a high-definition image, which is the demand of the times, the picture element must be reduced. The aperture ratio does not change if all the constituent elements of the picture element can be reduced in a manner similar to the reduction of the picture element, but the width of the metal wiring of the electrode and the size of the additional elements such as the non-linear element and the switching element cannot be reduced below a certain level. .
This is because the accuracy of etching and the accuracy of positioning are limited in the manufacturing process. Therefore, as the size of the picture element is reduced, the ratio of the area of the metal wiring of the electrode or the area of the additional element to the picture element increases, and the aperture ratio also decreases.
【0007】開口率が低いということは、絵素中の表示
に寄与しない不透明な部分によって遮断される光線の割
合が多いということを意味するので、同じ照明条件でも
開口率の低い表示パネルは暗く見える。この様な表示に
寄与する光量の低下の問題を解決するために特開昭60
−262131号及び特開昭61−11788号におい
て、マイクロレンズアレイを用いる方法が提案されてい
る。この方法は、表示パネルの光線の入射側又は入射側
と出射側の両方に、マイクロレンズを多数配列したアレ
イを設置し、表示に寄与しない部分に入射した光線を各
マイクロレンズによって表示パネルの絵素の開口部に収
束させる方法である。この方法により、実質的な開口率
を向上させることができる。[0007] A low aperture ratio means that a large percentage of light rays are blocked by opaque portions that do not contribute to display in a picture element. Therefore, a display panel having a low aperture ratio is dark even under the same illumination conditions. appear. To solve such a problem of a decrease in the amount of light contributing to display, Japanese Patent Application Laid-Open No.
-262131 and JP-A-61-11788 propose a method using a microlens array. In this method, an array of a large number of microlenses is installed on the incident side or both the incident side and the outgoing side of the light beam of the display panel, and the light beam incident on a portion that does not contribute to display is pictured by each microlens. This is a method of converging on the elemental opening. By this method, a substantial aperture ratio can be improved.
【0008】[0008]
【発明が解決しようとする課題】上述のようなマイクロ
レンズを用いて実質的な開口率を向上させる方法の場合
は、マイクロレンズの効果を十分に発揮させるため、マ
イクロレンズに入射する光線の平行度を高める必要があ
る。しかし、従来の方法では、光源として用いられるラ
ンプのアーク長や反射鏡の精度により、実際に得られる
光線の平行度には限界がある。In the case of the above-described method for improving the substantial aperture ratio using the microlenses, in order to sufficiently exert the effect of the microlenses, the parallelism of the light rays incident on the microlenses is required. Need to increase the degree. However, in the conventional method, there is a limit to the degree of parallelism of a light beam actually obtained due to the arc length of a lamp used as a light source and the accuracy of a reflecting mirror.
【0009】パラボラ反射鏡を用いた場合は、図3に示
すように、光源11aが完全な点光源で、且つパラボラ
反射鏡12aが理想的なものであれば、実線で示すよう
にパラボラ反射鏡12aによる反射光は完全な平行光と
なる。ところが、光源11aのアーク長が長いと図中の
角α1及び角α2が大きくなり、破線及び一点鎖線で示す
ような光線が生じ、マイクロレンズに入射する光線の平
行度が低下する。また、パラボラ反射鏡12aの精度に
限界があるので、たとえ光源11aが完全な点光源であ
っても、パラボラ反射鏡12aによる反射光は完全な平
行光にはならない。When a parabolic reflecting mirror is used, as shown in FIG. 3, if the light source 11a is a perfect point light source and the parabolic reflecting mirror 12a is ideal, the parabolic reflecting mirror is indicated by a solid line. The light reflected by 12a becomes perfect parallel light. However, when the arc length of the light source 11a is long, the angles α1 and α2 in the drawing become large, and light rays shown by broken lines and dashed lines are generated, and the parallelism of the light rays incident on the microlens is reduced. Further, since the accuracy of the parabolic reflector 12a is limited, even if the light source 11a is a perfect point light source, the light reflected by the parabolic reflector 12a is not completely parallel light.
【0010】楕円反射鏡を用いた場合も同様で、図4に
示すように、光源11bが完全な点光源であれば、実線
で示すように楕円反射鏡12bにより反射された光線は
第2焦点F2で1点に集光する。ところが、実際には光
源11bのアーク長や楕円反射鏡12bの精度などによ
り、楕円反射鏡12bによる反射光は第2焦点F2に完
全には集光せず、光源11bのアーク長が長いと図中に
破線及び一点鎖線で示すような光線が生じ、集光スポッ
トが大きくなる。従って、コンデンサーレンズを通過後
の光線の平行度は低下する。The same applies to the case where an elliptical reflecting mirror is used. As shown in FIG. 4, when the light source 11b is a perfect point light source, the light reflected by the elliptical reflecting mirror 12b is, as shown by a solid line, a second focal point. Focus on one point with F2. However, in practice, due to the arc length of the light source 11b and the accuracy of the elliptical reflecting mirror 12b, the reflected light from the elliptical reflecting mirror 12b is not completely converged on the second focal point F2, and if the arc length of the light source 11b is long, it is difficult. Light rays such as those indicated by broken lines and alternate long and short dash lines are generated therein, and the focused spot becomes large. Therefore, the parallelism of the light beam after passing through the condenser lens decreases.
【0011】図5に平行度の低い光線がマイクロレンズ
に入射した場合の模式図を示す。図示するように、焦点
距離fを有するマイクロレンズ14に±θの角度を持っ
た光線が入射すると、マイクロレンズ14から焦点距離
fだけ離れた地点における集光スポットは、(2f×t
anθ)の径を持つことになる。マイクロレンズ14は
表示パネルの絵素の開口部にその焦点がくるように設け
られるので、(2f×tanθ)の値が絵素の開口部の
径より大きくなると、集光スポットが完全には絵素の開
口部に収束しない。その結果、マイクロレンズ14の効
果を十分に発揮することができない。FIG. 5 is a schematic diagram showing a case where a light beam having low parallelism enters the microlens. As shown in the drawing, when a light beam having an angle of ± θ is incident on the microlens 14 having the focal length f, the condensed spot at a point away from the microlens 14 by the focal length f becomes (2f × t
anθ). Since the microlens 14 is provided so that its focal point is located at the opening of the picture element of the display panel, if the value of (2f × tan θ) becomes larger than the diameter of the opening of the picture element, the condensed spot is completely removed. Does not converge on the elemental opening. As a result, the effect of the micro lens 14 cannot be sufficiently exhibited.
【0012】更に、別の問題点もある。図3及び図4に
示すように光源11a、11bのアークを光軸と一致す
るように配置すると、光源11a、11bの電極の陰に
より二点鎖線で示す光線が表示パネルに届かず、光線の
中抜けが発生する。この状態で投影スクリーンに投影し
た場合には照度ムラが発生し、均一な画像を得ることが
できない。この中抜けをなくすために、反射鏡12a、
12bに対する光源11a、11bの位置をずらす方法
もある。しかし、この方法では、反射鏡12a、12b
による反射光の平行度が悪いため、上述したように、マ
イクロレンズ14の効果を発揮できない。Further, there is another problem. When the arcs of the light sources 11a and 11b are arranged so as to coincide with the optical axis as shown in FIGS. 3 and 4, the light indicated by the two-dot chain line does not reach the display panel due to the shadow of the electrodes of the light sources 11a and 11b. Hollows occur. When the light is projected on the projection screen in this state, illuminance unevenness occurs, and a uniform image cannot be obtained. In order to eliminate this hollow, the reflecting mirror 12a,
There is also a method of shifting the positions of the light sources 11a and 11b with respect to 12b. However, in this method, the reflecting mirrors 12a, 12b
As described above, the effect of the micro lens 14 cannot be exerted because the parallelism of the reflected light due to is low.
【0013】本発明は、上記のような問題点を解決する
ためになされたものであり、光源のアークの長さに関わ
らずマイクロレンズの効果を十分に発揮できると同時
に、光源の電極の陰による光線の中抜けをなくすことで
照度ムラのない均一な画像を得ることが出来る投影型画
像表示装置を提供することを目的としている。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and can sufficiently exert the effect of the microlens irrespective of the arc length of the light source, and at the same time, at the same time, can hide the electrode of the light source. It is an object of the present invention to provide a projection-type image display device capable of obtaining a uniform image without illuminance non-uniformity by eliminating a hollow part of a light beam due to the above.
【0014】[0014]
【課題を解決するための手段】本発明の投影型画像表示
装置は、光源と、前記光源からの光を反射する軸対称性
を有する反射鏡と、マイクロレンズアレイが形成された
表示パネルと、前記反射鏡によって反射された光を前記
表示パネルに導くテーパー部とを備え、前記テーパー部
の前記表示パネル側の端面の大きさは、前記テーパー部
の前記光源側の端面の大きさより大きく、前記光源は、
前記反射鏡の焦点からオフセットされた位置に配置され
ており、そのことにより、上記目的が達成される。 According to the present invention, a projection type image display is provided.
The device comprises a light source and an axial symmetry for reflecting light from said light source.
And a micro-lens array formed
A display panel, and the light reflected by the reflecting mirror is
A tapered portion leading to a display panel; and
The size of the end face on the display panel side of the tapered portion
Larger than the size of the end face of the light source side, the light source,
Placed at a position offset from the focal point of the reflector
As a result, the above object is achieved.
【0015】[0015]
【作用】テーパーファイバーは両端面の径の大きさの比
により、端面への入射角及び出射角の関係が定まること
が知られている。これによると入射側端面の径が出射側
端面の径より小さければ、出射角は入射角よりも小さく
なる。したがって、テーパーファイバーに入射する光線
の平行度より、出射する光線の平行度の方がよくなる。It is known that the relationship between the angle of incidence and the angle of emergence on the end face of a tapered fiber is determined by the ratio of the diameters of both end faces. According to this, if the diameter of the incident-side end face is smaller than the diameter of the emission-side end face, the outgoing angle becomes smaller than the incident angle. Therefore, the parallelism of the outgoing light beam is better than the parallelism of the light beam incident on the tapered fiber.
【0016】又、中抜けをなくすために、反射鏡に対す
る光源の位置をずらしても、テーパーファイバーによっ
て、反射鏡による反射光の平行度を改善する。Further, even if the position of the light source with respect to the reflecting mirror is shifted in order to eliminate the hollow, the parallelism of the light reflected by the reflecting mirror is improved by the tapered fiber.
【0017】[0017]
【実施例】本発明の実施例について以下に説明する。Embodiments of the present invention will be described below.
【0018】(第1実施例)図1に本発明の投影型画像
表示装置の一実施例の概略構成図を示す。本実施例の投
影型画像表示装置は、光源1が、パラボラ反射鏡2の焦
点に配置され、光源1を挟んでパラボラ反射鏡2と反対
側にテーパーファイバー3、マイクロレンズアレイ4、
液晶表示パネル5、フィールドレンズ6が光源1からの
光線がこの順に通過するように形成されており、フィー
ルドレンズ6の焦点には投影レンズ7が形成されてい
る。この表示装置によって得られる画像は、投影スクリ
ーン8上に投影される。(First Embodiment) FIG. 1 shows a schematic configuration diagram of an embodiment of the projection type image display apparatus of the present invention. In the projection type image display apparatus of the present embodiment, the light source 1 is disposed at the focal point of the parabolic reflector 2, and the tapered fiber 3, the microlens array 4,
The liquid crystal display panel 5 and the field lens 6 are formed so that light rays from the light source 1 pass in this order, and a projection lens 7 is formed at the focal point of the field lens 6. An image obtained by this display device is projected on a projection screen 8.
【0019】光源1には、例えばメタルハライドラン
プ、ハロゲンランプ、キセノンランプ等が用いられる。
パラボラ反射鏡2は、光源1から照射された光線のうち
テーパーファイバー3とは反対側に照射された光線を反
射してテーパーファイバー3に向かわせるために設けら
れている。テーパーファイバー3は1本のファイバーに
より形成される場合もあるが、通常は所望の大きさを得
るために複数のファイバーを束にして、両端面の径の異
なるコア部が形成される。テーパーファイバー3は光源
1側のコア径が表示パネル5側のコア径より小さくなる
ように配置され、パラボラ反射鏡2による反射光はテー
パーファイバー3の光源1側端面のコア部分に集光でき
る様になっている。光源1側のコア径の大きさは限定さ
れるものではないが、実用されている表示パネルのサイ
ズや所望の平行度を考慮すれば5mm〜100mm程度
が適当である。一方、テーパーファイバー3の表示パネ
ル5側のコア径は光源1側のコア径より大きければ十分
であるが、液晶表示パネル5のサイズ程度にすると、よ
り平行度の高い光線を液晶表示パネル5により多く入射
させることが出来る。尚、表示パネル5側のコア径を3
0mm程度にできれば、本実施例の場合であっても第2
実施例で示す楕円反射鏡を用いる表示装置の場合であっ
ても本発明の適用が可能である。As the light source 1, for example, a metal halide lamp, a halogen lamp, a xenon lamp or the like is used.
The parabolic reflecting mirror 2 is provided to reflect the light emitted from the light source 1 to the side opposite to the tapered fiber 3 and direct the light toward the tapered fiber 3. The tapered fiber 3 may be formed of a single fiber, but usually, a plurality of fibers are bundled to obtain a desired size, and core portions having different diameters at both end surfaces are formed. The tapered fiber 3 is arranged so that the core diameter on the light source 1 side is smaller than the core diameter on the display panel 5 side, so that the reflected light from the parabolic reflecting mirror 2 can be focused on the core portion of the end surface of the tapered fiber 3 on the light source 1 side. It has become. The size of the core diameter on the light source 1 side is not limited, but is preferably about 5 mm to 100 mm in consideration of the size of a practical display panel and desired parallelism. On the other hand, it is sufficient that the core diameter of the tapered fiber 3 on the display panel 5 side is larger than the core diameter on the light source 1 side. Many can be incident. The core diameter on the display panel 5 side is 3
If the distance can be reduced to about 0 mm, the second
The present invention can be applied to the display device using the elliptical reflecting mirror described in the embodiment.
【0020】ここで、テーパーファイバー3の入射側の
コア径と出射側のコア径との関係について説明する。図
2に円錐台状のテーパーファイバー3に入射した光線の
光路図を示す。Here, the relationship between the core diameter on the entrance side and the core diameter on the exit side of the tapered fiber 3 will be described. FIG. 2 shows an optical path diagram of a light beam incident on the tapered fiber 3 having a truncated cone shape.
【0021】図示するように、テーパーファイバー3の
コアの端面が円形で、入射側端面の直径がa、出射側端
面の直径がb(a<b)の一様な円錐台であると仮定す
る。テーパーファイバー3に光線が入射角θ1(0°<
θ1<90°)で入射したときの、出射角をθ2(0°<
θ2<90°)とすると、 n1×a×Sinθ1=n2×b×Sinθ2 (1) なる関係が成り立つ。ここで、n1、n2はそれぞれテー
パーファイバー3の入射側端部及び出射側端部でのコア
の側面部分と接する物質の屈折率である。式(1)にお
いて、n1=n2とすると、 a×Sinθ1=b×Sinθ2 (2) となる。a<bであるので、Sinθ1>Sinθ2 と
なり、θ1>θ2 が導かれる。よって、テーパーファイ
バー3に入射する光線の平行度より、出射する光線の平
行度の方がよいことが分かる。又、式(2)から分かる
ように、θ1が同じ値ならば入射側端面の直径aと出射
側端面の直径bの比が大きいほどθ2は小さくなる。即
ち、入射側端面の直径aと出射側端面の直径bの比を大
きくすれば、より平行度のよい出射光が得られる。As shown in the figure, it is assumed that the end face of the core of the tapered fiber 3 is a circular truncated cone, the diameter of the input end face is a, and the diameter of the output end face is b (a <b). . The light beam enters the tapered fiber 3 at an incident angle θ 1 (0 ° <
When the incident angle is θ 1 <90 °, the output angle is θ 2 (0 ° <
When θ 2 <90 °), n 1 × a × Sinθ 1 = n 2 × b × Sinθ 2 (1) the relationship is established. Here, n 1 and n 2 are the refractive indexes of the substances in contact with the side surface of the core at the entrance end and the exit end of the tapered fiber 3, respectively. In the equation (1), if n 1 = n 2 , then a × Sin θ 1 = b × Sin θ 2 (2) <because it is b, Sinθ 1> a Sinθ 2 becomes, θ 1> θ 2 is guided. Therefore, it is understood that the parallelism of the outgoing light beam is better than the parallelism of the light beam incident on the tapered fiber 3. Further, as can be seen from equation (2), if θ 1 is the same value, θ 2 becomes smaller as the ratio of the diameter a of the incident side end face to the diameter b of the output side end face becomes larger. That is, if the ratio of the diameter a of the incident side end face to the diameter b of the emission side end face is increased, emitted light with better parallelism can be obtained.
【0022】本実施例の効果を検証するため以下のよう
な実験を行った。The following experiment was conducted to verify the effect of this embodiment.
【0023】図1の光学系において、光源1にアーク長
が5mmであるウシオ製のメタルハライドランプを使用
し、テーパーファイバー3としては光線の入射側のコア
の直径を30mm、出射側のコアの直径を80mmのも
のを用いた。使用した液晶表示パネル5の開口率は40
%であった。In the optical system shown in FIG. 1, a metal halide lamp manufactured by Ushio having an arc length of 5 mm is used as a light source 1, and the diameter of the core on the light incident side is 30 mm and the diameter of the core on the emission side is 30 mm for the tapered fiber 3. Of 80 mm was used. The aperture ratio of the used liquid crystal display panel 5 is 40
%Met.
【0024】以上の条件で、パラボラ反射鏡2による反
射光の平行度が±9°程度であれば、テーパーファイバ
ー3を通過後の光線の平行度は式(2)より±3.4°
程度と推定される。テーパーファイバー3の有無での投
影スクリーン8における照度の比を測定したところ、テ
ーパーファイバー3を有する場合はテーパーファイバー
3が無い場合の約1.6倍となり、照度アップを確認す
ることができた。Under the above conditions, if the parallelism of the light reflected by the parabolic reflecting mirror 2 is about ± 9 °, the parallelism of the light after passing through the tapered fiber 3 is ± 3.4 ° according to the equation (2).
It is estimated to be a degree. When the ratio of the illuminance on the projection screen 8 with and without the tapered fiber 3 was measured, the ratio was about 1.6 times higher with the tapered fiber 3 than without the tapered fiber 3, and an increase in the illuminance could be confirmed.
【0025】上記結果から、テーパーファイバー3を用
いれば、マイクロレンズアレイ4の効果を十分に引き出
すことができ、投影スクリーン8における照度の上昇に
つなげることができることが分かった。From the above results, it was found that the effect of the microlens array 4 can be sufficiently brought out by using the tapered fiber 3, and the illuminance on the projection screen 8 can be increased.
【0026】また、パラボラ反射鏡2による反射光の中
抜けをなくすために、光源1の位置をテーパーファイバ
ー3側にずらした結果、たとえ反射光の平行度が悪くな
っても、テーパーファイバー3によって平行度のよい光
線が出射されるので、マイクロレンズアレイ4の効果を
十分に発揮できる。この場合の投影スクリーン8で得ら
れる画像のCCR値は50%程度で、テーパーファイバ
ー3を用いない場合の30%程度に比べて、大幅に改善
されていることが分かる。CCR値とは、照度分布ムラ
を表すもので、最高照度に対する最低照度の百分比で定
義される値である。Further, as a result of shifting the position of the light source 1 to the side of the tapered fiber 3 in order to prevent the reflected light from being reflected by the parabolic reflecting mirror 2, even if the parallelism of the reflected light is deteriorated, the tapered fiber 3 is used. Since light beams with good parallelism are emitted, the effect of the microlens array 4 can be sufficiently exhibited. In this case, the CCR value of the image obtained on the projection screen 8 is about 50%, which is significantly improved compared to about 30% when the tapered fiber 3 is not used. The CCR value represents illuminance distribution unevenness, and is a value defined as a percentage of the minimum illuminance with respect to the maximum illuminance.
【0027】以上の結果からも分かるように、テーパー
ファイバー3を用いると、照度ムラのない均一な画像を
得ることが出来ると同時に、マイクロレンズアレイ4の
効果による明るい画像を得ることが出来る。As can be seen from the above results, when the tapered fiber 3 is used, a uniform image without illuminance unevenness can be obtained, and at the same time, a bright image due to the effect of the microlens array 4 can be obtained.
【0028】(第2実施例)本実施例では、楕円反射鏡
を用いる光学系に本発明を適用する。(Second Embodiment) In this embodiment, the present invention is applied to an optical system using an elliptical reflecting mirror.
【0029】本実施例では、図1に示す投影型画像表示
装置の構成に於て、パラボラ反射鏡2を楕円反射鏡に
し、楕円反射鏡の第1焦点に光源1を配し、第2焦点に
テーパーファイバー3を配置する。In the present embodiment, in the configuration of the projection type image display apparatus shown in FIG. 1, the parabolic reflecting mirror 2 is an elliptical reflecting mirror, the light source 1 is arranged at the first focal point of the elliptical reflecting mirror, and the second focal point is provided. The tapered fiber 3 is arranged at the end.
【0030】上記構成においても第1実施例と同様の効
果が得られた。The same effect as that of the first embodiment was obtained in the above configuration.
【0031】尚、マイクロレンズアレイ4の形成方法と
して数種の方法があるが、代表的なものとして、選択的
イオン拡散により屈折率分布型レンズを得る方法が知ら
れている。これは、母体となるガラス板を熔融塩に浸漬
し、ガラス板上に設けられマスクを通して、ガラス板と
熔融塩との間で異種のアルカリイオン等のイオンを交換
させ、マスクパターンに対応した屈折率分布を持つガラ
ス板を得る方法である。この方法で得られるマイクロレ
ンズの外形は凹凸がないので、カナダバルサムや光硬化
性樹脂を用いて、空気層を介さずに液晶表示パネルに張
り合わせることができ、基板表面での反射損失をほとん
ど無視できる程度に低減できる。この方法は、Elec
tronics Letters Vol.17 N
o.13p452(1981)に記載されている。There are several methods for forming the microlens array 4. As a typical method, a method of obtaining a gradient index lens by selective ion diffusion is known. This involves immersing a glass plate serving as a base in a molten salt, exchanging ions such as different types of alkali ions between the glass plate and the molten salt through a mask provided on the glass plate, and forming a refraction corresponding to the mask pattern. This is a method of obtaining a glass plate having a rate distribution. Since the microlens obtained by this method has no irregularities, it can be laminated to a liquid crystal display panel using a Canadian balsam or photocurable resin without passing through an air layer, and the reflection loss on the substrate surface is almost eliminated. It can be reduced to a negligible extent. This method is based on Elec
tronics Letters Vol. 17 N
o. 13p452 (1981).
【0032】本発明は上記2つの実施例の投影型画像表
示装置の構成及び各部材の種類や製造方法に限定される
ものではなく、マイクロレンズアレイを有する投影型画
像表示装置に広く適用することが出来る。The present invention is not limited to the configuration of the projection type image display device of the above two embodiments, the type of each member and the manufacturing method, but can be widely applied to the projection type image display device having a microlens array. Can be done.
【0033】[0033]
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の投影型画像表示装置によれば、光源のアークの長さに
関わらずマイクロレンズアレイの効果を十分に発揮で
き、明るい画像を提供することが出来る。又、同時に光
源の電極の陰による光線の中抜けをなくすことで照度ム
ラのない均一な画像を得ることが出来る。As is apparent from the above description, according to the projection type image display apparatus of the present invention, the effect of the microlens array can be sufficiently exerted regardless of the arc length of the light source, and a bright image can be provided. You can do it. In addition, a uniform image without illuminance non-uniformity can be obtained by eliminating the hollowing out of the light beam due to the shadow of the electrode of the light source.
【図1】第1実施例の投影型画像表示装置における光学
系の模式図である。FIG. 1 is a schematic diagram of an optical system in a projection-type image display device according to a first embodiment.
【図2】円錐台状のテーパーファイバーに入射した光線
の光路図である。FIG. 2 is an optical path diagram of a light beam incident on a frusto-conical tapered fiber.
【図3】パラボラ反射鏡を用いる光学系の模式図であ
る。FIG. 3 is a schematic diagram of an optical system using a parabolic reflecting mirror.
【図4】楕円反射鏡を用いる光学系の模式図である。FIG. 4 is a schematic diagram of an optical system using an elliptical reflecting mirror.
【図5】光線がマイクロレンズに入射した場合の模式図
である。FIG. 5 is a schematic diagram when a light beam enters a microlens.
1 光源 2 パラボラ反射鏡 3 テーパーファイバー 4 マイクロレンズアレイ 5 液晶表示パネル 6 フィールドレンズ 7 投影レンズ 8 投影スクリーン DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Light source 2 Parabolic reflector 3 Tapered fiber 4 Micro lens array 5 Liquid crystal display panel 6 Field lens 7 Projection lens 8 Projection screen
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G02F 1/13 G02F 1/1335 G03B 21/14──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) G02F 1/13 G02F 1/1335 G03B 21/14
Claims (1)
と、 マイクロレンズアレイが形成された表示パネルと、 前記反射鏡によって反射された光を前記表示パネルに導
くテーパー部と を備え、 前記テーパー部の前記表示パネル側の端面の大きさは、
前記テーパー部の前記光源側の端面の大きさより大き
く、前記光源は、前記反射鏡の焦点からオフセットされ
た位置に配置されている、投影型画像表示装置。 1. A light source and a mirror having axial symmetry for reflecting light from the light source.
And a display panel on which a microlens array is formed, and guiding light reflected by the reflector to the display panel.
And a Ku tapered portion, the size of the end face of the display panel side of the tapered portion,
Larger than the size of the end face of the tapered portion on the light source side
The light source is offset from the focal point of the reflector.
A projection type image display device arranged at a different position.
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|---|---|---|---|
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| DE69319962T DE69319962T2 (en) | 1992-04-24 | 1993-04-23 | Illumination device and projection image display device using the same |
| EP93303184A EP0571088B1 (en) | 1992-04-24 | 1993-04-23 | A lighting device and a projection type image display system using the same |
Applications Claiming Priority (1)
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-
1992
- 1992-06-15 JP JP4155415A patent/JP2798554B2/en not_active Expired - Fee Related
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