專利名稱：電光學(xué)裝置與電子設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電光學(xué)裝置及利用它的電子設(shè)備。
現(xiàn)有技術(shù)PC機(jī)或便攜設(shè)備等電子設(shè)備要求小型、薄型化，作為這種電子設(shè)備顯示裝置(電光學(xué)裝置)的光源，使用方向性高的龐大光源是非常不利的(實(shí)際上不使用)。
為此，例如在液晶顯示裝置中采用的照明方法是，通過導(dǎo)光體將來自光源的光導(dǎo)至液晶面板背面，用反射板、散射板、棱鏡板等從背面對(duì)液晶面板照明。
但是，以往的顯示裝置，存在如下問題。
例如，當(dāng)是有透射式或半透射半反射式液晶面板和后照光(光源)的顯示裝置時(shí)，在液晶面板驅(qū)動(dòng)電路和反射板(反射電極)等形成不透射光的部分。從光源發(fā)出，在上述不透射光的部分反射返回的光，被某一部位吸收而不能使用。因此，來自光源的光的使用效率低。
另外，通過使用棱鏡板雖然能夠提高光的方向性，但即使提高方向性，其范圍頂多在±30°左右。因此，即使使用微透鏡陣列，也不能使來自光源的光有效聚光于液晶面板的透光窗部。
特別是在半透射半反射式液晶面板中，有利用透過反射板上設(shè)置的針孔狀開口(透光窗部)的光照明的情況，這時(shí)，入射的外光中反射板反射的光的比率(以下簡稱“反射率”)和來自光源的光中透過開口的光的比率(以下簡稱“透射率”)分別取決于反射板面積與其開口面積的比率。因此，當(dāng)為提高透射率而擴(kuò)大開口面積時(shí)，反射板面積變小，反射率降低，反之為提高反射率縮小開口面積時(shí)，透射率降低(形成交換關(guān)系)。
由此可見，以往的顯示裝置(電光學(xué)裝置)，不能將來自光源的光有效聚光于透光窗部，從光源所發(fā)的光的使用效率低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供從光源所發(fā)的光的使用效率高的電光學(xué)裝置。
根據(jù)本發(fā)明，提供以下(1)～(3)的電光學(xué)裝置。
(1)一種電光學(xué)裝置，其有多個(gè)點(diǎn)光源、排列多個(gè)微透鏡的微透鏡陣列和備有多個(gè)透光窗部的光調(diào)制元件，其特征是通過上述微透鏡陣列，將來自上述多個(gè)點(diǎn)光源的光聚光于上述透光窗部。
(2)一種電光學(xué)裝置，其有多個(gè)點(diǎn)光源、排列多個(gè)微透鏡的微透鏡陣列和備有多個(gè)透光窗部的光調(diào)制元件，其特征是為了通過上述微透鏡陣列將來自上述多個(gè)點(diǎn)光源的光聚光于上述透光窗部，而配置上述點(diǎn)光源、上述微透鏡陣列的微透鏡和上述透光窗部。
(3)一種電光學(xué)裝置，其有多個(gè)點(diǎn)光源、排列多個(gè)微透鏡的微透鏡陣列和備有多個(gè)透光窗部的光調(diào)制元件，其特征是為了通過上述微透鏡陣列的微透鏡使來自上述多個(gè)點(diǎn)光源的光聚光于上述多個(gè)透光窗部，配置上述點(diǎn)光源、上述微透鏡陣列的微透鏡和上述透光窗部。


圖1所示為本發(fā)明電光學(xué)裝置第1實(shí)施方式結(jié)構(gòu)的縱斷面模式圖。
圖2所示為圖1所示的顯示裝置中，從光源部發(fā)出的光到從罩殼開口射出為止的路線(1次反射后射出)的模式圖。
圖3所示為圖1所示的顯示裝置中，從光源部發(fā)出的光到從罩殼開口射出為止的路線(3次反射后射出)的模式圖。
圖4所示為圖1所示的顯示裝置中，從光源部發(fā)出的光到從罩殼開口射出為止的路線(4次反射后射出)的模式圖。
圖5所示為圖1所示的顯示裝置中，滿足式1、式2、式3條件且n＝1時(shí)，光源單元的開口、微透鏡陣列的微透鏡與液晶面板開口之間配置(Ls＝La)的模式圖。
圖6所示為圖1所示的顯示裝置中，滿足式1、式2、式3條件且n＝1時(shí)，光源單元的開口、微透鏡陣列的微透鏡與液晶面板開口之間配置(Ls＞La)的模式圖。
圖7所示為本發(fā)明電光學(xué)裝置第2實(shí)施方式結(jié)構(gòu)的縱斷面模式圖。
圖8所示為本發(fā)明電光學(xué)裝置第3實(shí)施方式結(jié)構(gòu)的縱斷面模式圖。
圖9所示是當(dāng)點(diǎn)光源間距Ps為2.5(2.5σ)時(shí)，來自各點(diǎn)光源的光的光量分布及重合了來自各點(diǎn)光源的光時(shí)的光量分布圖表。
圖10所示是當(dāng)點(diǎn)光源間距Ps為1.7(1.7σ)時(shí)，來自各點(diǎn)光源的光的光量分布及重合了來自各點(diǎn)光源的光時(shí)的光量分布圖表。
圖11所示為光源間距Ps與光量比b/a關(guān)系的圖表。
圖12是本發(fā)明電光學(xué)裝置第4實(shí)施方式，所示為其液晶面板開口與貫穿液晶面板各開口的平面中光源單元開口像的模式平面圖。
圖13是本發(fā)明電光學(xué)裝置第4實(shí)施方式，所示為其液晶面板開口與貫穿液晶面板各開口的平面中光源單元開口像的模式平面圖。
圖14是本發(fā)明電光學(xué)裝置第5實(shí)施方式，所示為其液晶面板開口與貫穿液晶面板各開口的平面中光源單元開口像的模式平面圖。
圖15是本發(fā)明電光學(xué)裝置第5實(shí)施方式，所示為其液晶面板開口與貫穿液晶面板各開口的平面中光源單元開口像的模式平面圖。
圖16是本發(fā)明電光學(xué)裝置第6實(shí)施方式，所示為其液晶面板開口與貫穿液晶面板各開口的平面中光源單元開口像的模式平面圖。
圖17是本發(fā)明電光學(xué)裝置第6實(shí)施方式，所示為其液晶面板開口與貫穿液晶面板各開口的平面中光源單元開口像的模式平面圖。
圖18所示為應(yīng)用了本發(fā)明實(shí)施方式相關(guān)的電光學(xué)裝置的移動(dòng)式PC機(jī)結(jié)構(gòu)例斜視圖。
圖19所示為將本發(fā)明實(shí)施方式相關(guān)電光學(xué)裝置應(yīng)用于其顯示部的便攜式電話機(jī)結(jié)構(gòu)例斜視圖。
圖20所示為將本發(fā)明實(shí)施方式相關(guān)電光學(xué)裝置應(yīng)用于其取景器的數(shù)字式攝像機(jī)結(jié)構(gòu)例斜視圖。
實(shí)施方式關(guān)于上述(1)至(3)的各發(fā)明，提供以下幾種理想的實(shí)施方式。但本發(fā)明不限于這些實(shí)施方式。
(4)上述(1)至(3)之一記載的電光學(xué)裝置，其結(jié)構(gòu)在于當(dāng)上述點(diǎn)光源間距為Ps、上述透光窗部間距為Pa、上述微透鏡陣列的微透鏡間距為PL、上述點(diǎn)光源與上述微透鏡陣列間的光程為Ls、上述微透鏡陣列與上述透光窗部間的光程為La時(shí)，滿足下式所示條件PL＝[Ps·Pa/(Ps+Pa)]·n(其中n為自然數(shù))La/Ls＝Pa/Ps(5)上述(1)至(3)之一記載的電光學(xué)裝置，其結(jié)構(gòu)在于當(dāng)上述點(diǎn)光源間距為Ps、上述透光窗部間距為Pa、上述微透鏡陣列的微透鏡間距為PL、上述點(diǎn)光源與上述微透鏡陣列間的光程為Ls、上述微透鏡陣列與上述透光窗部間的光程為La時(shí)，要滿足下式所示條件PL＝[Ps·Pa/(Ps+Pa)]·n(其中n為2以外的自然數(shù))La/Ls＝Pa/Ps(6)上述(4)或(5)記載的電光學(xué)裝置，其中，上述點(diǎn)光源的間距Ps大于上述透光窗部的間距Pa。
(7)上述(4)或(5)記載的電光學(xué)裝置，其中，上述點(diǎn)光源的間距Ps與上述透光窗部的間距Pa相等。
(8)上述(1)至(7)之一記載的電光學(xué)裝置，其中，上述點(diǎn)光源間距的設(shè)定，在不設(shè)上述微透鏡陣列的狀態(tài)下，要使貫穿上述各透光窗部的面中的來自上述多個(gè)點(diǎn)光源的光的光量實(shí)質(zhì)上一樣。
(9)上述(1)至(7)之一記載的電光學(xué)裝置，其中，在不設(shè)上述微透鏡陣列的狀態(tài)下，當(dāng)貫穿上述各透光窗部的面中的來自上述點(diǎn)光源的光的光量分布的標(biāo)準(zhǔn)偏差為σ時(shí)，上述點(diǎn)光源的間距要在2.3σ以下。
(10)上述(1)至(7)之一記載的電光學(xué)裝置，其中，在不設(shè)上述微透鏡陣列的狀態(tài)下，當(dāng)貫穿上述各透光窗部的面中的來自上述多個(gè)點(diǎn)光源的光的光量最大值為a、最小值為b時(shí)，上述點(diǎn)光源的間距設(shè)定要使光量比b/a在0.9以上。
(11)上述(1)至(10)之一記載的電光學(xué)裝置，其結(jié)構(gòu)在于來自上述點(diǎn)光源的光在貫穿上述各透光窗部的面上成像，上述點(diǎn)光源的像與上述透光窗部即使相對(duì)錯(cuò)位，上述面上的上述點(diǎn)光源的像與上述透光窗部重疊部分的面積也盡可能不變。
(12)上述(11)記載的電光學(xué)裝置，其結(jié)構(gòu)在于上述點(diǎn)光源的像與上述透光窗部在上述面內(nèi)第1方向及/或垂直于上述第1方向的第2方向上即使相對(duì)錯(cuò)位，上述面上的上述點(diǎn)光源的像與上述透光窗部重疊部分的面積也盡可能不變。
(13)上述(1)至(12)之一記載的電光學(xué)裝置，其結(jié)構(gòu)在于來自上述點(diǎn)光源的光在貫穿上述各透光窗部的面上成像，上述面上的上述點(diǎn)光源的像包含于上述透光窗部中。
(14)上述(1)至(12)之一記載的電光學(xué)裝置，其結(jié)構(gòu)在于來自上述點(diǎn)光源的光在貫穿上述各透光窗部的面上成像，上述透光窗部包含于上述面上的上述點(diǎn)光源的像中。
(15)上述(13)或(14)記載的電光學(xué)裝置，其中，上述面上的上述點(diǎn)光源的像的第1方向長度與上述透光窗部的上述第1方向長度之差實(shí)質(zhì)上等于垂直于上述面上的上述點(diǎn)光源的像的上述第1方向的第2方向長度與上述透光窗部的上述第2方向長度之差。
(16)上述(1)至(12)之一記載的電光學(xué)裝置，其結(jié)構(gòu)在于來自上述點(diǎn)光源的光在貫穿上述各透光窗部的面上成像，上述面上的上述點(diǎn)光源的像的第1方向長度比上述透光窗部的上述第1方向長度要長且垂直于上述面上的上述點(diǎn)光源的像的上述第1方向的第2方向長度比上述透光窗部的上述第2方向長度要短。
(17)上述(1)至(12)之一記載的電光學(xué)裝置，其結(jié)構(gòu)在于來自上述點(diǎn)光源的光在貫穿上述各透光窗部的面上成像，在上述面內(nèi)的第1方向上，上述透光窗部包含于上述面上的上述點(diǎn)光源的像中且在垂直于上述面內(nèi)的上述第1方向的第2方向上，上述面上的上述點(diǎn)光源的像包含于上述透光窗部。
(18)上述(16)或(17)記載的電光學(xué)裝置，其中，上述面上的上述點(diǎn)光源的像的輪廓有一對(duì)略平行于上述第1方向的直線狀部分。
(19)上述(16)至(18)之一記載的電光學(xué)裝置，其中，上述透光窗部輪廓有一對(duì)略平行于上述第2方向的直線狀部分。
(20)上述(11)至(19)之一記載的電光學(xué)裝置，其中，上述透光窗部的形狀呈略正方形或略長方形，上述面上的上述點(diǎn)光源的像的形狀呈略正方形或略長方形。
(21)上述(20)記載的電光學(xué)裝置，其中，上述透光窗部的規(guī)定的一邊略平行于上述面上的上述點(diǎn)光源的像的規(guī)定的一邊。
(22)上述(1)至(21)之一記載的電光學(xué)裝置，其中，上述微透鏡陣列為微菲涅耳透鏡陣列。
(23)上述(1)至(22)之一記載的電光學(xué)裝置，其中，上述微透鏡陣列是注塑成形或由2P法成形的。
(24)上述(1)至(23)之一記載的電光學(xué)裝置，其中，上述光調(diào)制元件為透射式液晶面板或半透射半反射式液晶面板。
(25)上述(1)至(23)之一記載的電光學(xué)裝置，其中，上述光調(diào)制元件為半透射半反射式液晶面板。
以下，參照附圖，進(jìn)一步具體說明本發(fā)明電光學(xué)裝置的實(shí)施方式。
圖1所示為本發(fā)明電光學(xué)裝置第1實(shí)施方式結(jié)構(gòu)的縱斷面模式圖。另外，為避免圖繁雜，在圖1中，表示斷面的斜線省略。還有，在圖1中，為避免圖繁雜，只示出通過微透鏡32中心光的主光軸。
同圖所示顯示裝置(電光學(xué)裝置)1為半透射半反射式顯示裝置，有光源單元2后照光、微透鏡陣列板3和備有多個(gè)透光窗部的半透射半反射式液晶面板(光調(diào)制元件)4。
光源單元2位于圖1中下側(cè)，液晶面板4位于圖1中上側(cè)，微透鏡陣列板3位于光源單元2與液晶面板4之間。
光源單元2與微透鏡陣列板3由粘接劑層(粘接劑)5粘接(接合)。
另外，在微透鏡陣列板3和液晶面板4外周(不妨礙顯示的位置)，用無圖示的粘接劑粘接。
光源單元2由光源部21和罩殼(鏡箱)22構(gòu)成。罩殼22內(nèi)底面(圖1中下側(cè)面)形成數(shù)處突起23。該突起23縱斷面的形狀略呈三角形。
另外，在罩殼22的圖1中上側(cè)壁部221，多個(gè)開口(針孔)25形成矩陣狀。
在罩殼22內(nèi)表面(里面)上述多個(gè)開口25以外地方突起23表面，全部設(shè)有反射膜24。該反射膜24由鋁、鋁合金等構(gòu)成。
如圖2、圖3及圖4所示，光源部21發(fā)出的光，通過反射膜24一次或多次反射，幾乎全部從各開口25射出。從而，在該光源單元2，由開口25構(gòu)成點(diǎn)光源的投光部(發(fā)光部分)。
微透鏡陣列板3由透明基板30和設(shè)于該基板30圖1中上側(cè)的微透鏡陣列31構(gòu)成。
微透鏡陣列31有多個(gè)正放大率微透鏡(聚光透鏡)32，這些微透鏡32配置為矩陣狀(圖1中橫方向及與圖1附圖垂直方向)。
作為該微透鏡32，最好使用微菲涅耳透鏡(衍射透鏡)。即作為微透鏡陣列31，最好使用微菲涅耳透鏡陣列。
由此，可以使微透鏡陣列31(微透鏡32)變薄，有利于小型、薄型化。
微透鏡陣列31(微透鏡32)結(jié)構(gòu)材料的折射率越高越好。另外，一般光學(xué)材料的折射率為1.45～1.65左右。
微透鏡陣列31及基板30分別由丙烯樹脂、環(huán)氧樹脂等各種樹脂或各種玻璃構(gòu)成。
另外，微透鏡陣列31和基板30的結(jié)構(gòu)材料可以相同也可以不同。
還有，微透鏡陣列31和基板30可以成形為一體，也可以分別成形。
微透鏡陣列板3的成形方法即微透鏡陣列31和基板30的成形方法無特別限制，例如注塑成形、2P法(光聚合作用)、干蝕刻、濕蝕刻等，但這些成形方法中理想的是注塑成形或2P法成形。
用注塑成形或2P法成形制造微透鏡陣列板3，能夠提高透鏡精度，另外制造容易，有利于批量生產(chǎn)，還可以降低成本。
特別是注塑成形，比2P法成形更能降低成本。另外，用2P法成形在玻璃基板上形成模型時(shí)(玻璃2P法)，使用溫度范圍比注塑成形寬比較理想。
液晶面板4有透明基板41、形成于基板41圖1中下側(cè)表面、沿圖1中橫方向并設(shè)的多個(gè)帶狀透明電極42、基板41圖1中下側(cè)按照規(guī)定距離配置的透明基板46、形成于基板46圖1中下側(cè)表面的反射膜44及沿圖1附圖垂直方向并設(shè)的多個(gè)帶狀透明電極40、設(shè)于基板41(透明電極42)和基板46(透明電極40)之間，含有液晶的液晶層43。
透明電極40形成于反射膜44的圖1中上側(cè)。該透明電極40與透明電極42略直交，這些各交叉部(含交叉部附近部分)分別相當(dāng)于1象素。
通過在透明電極40和透明電極42之間充放電，驅(qū)動(dòng)液晶層43的液晶。
該透明電極40及42分別由銦錫氧化物(ITO)等構(gòu)成。
在反射膜44、多個(gè)開口45形成矩陣狀。該開口45位于透明電極42與透明電極40的交叉部，對(duì)應(yīng)1象素。
通過該開口45構(gòu)成液晶面板4的透光窗部(光能夠透射的部分)。
反射膜44由鋁、鋁合金等構(gòu)成。
另外，基板41、46由各種玻璃等構(gòu)成。
基板41的圖1中上側(cè)接合有偏振光片47，另外，基板46的圖1中下側(cè)接合有偏振光片48。
還有，在一方基板，可以對(duì)應(yīng)1象素，設(shè)置開關(guān)元件。開關(guān)元件連接于無圖示的控制電路，控制供給透明電極40或42的電流。由此，控制透明電極40或42的充放電。
液晶層43含有液晶分子(無圖示)，與上述透明電極40或42的充放電對(duì)應(yīng)，相關(guān)的液晶分子即液晶取向發(fā)生變化。
由此，在各象素中，可以分別任意進(jìn)行光透射與遮斷的切換及輝度調(diào)節(jié)。
另外，作為開關(guān)元件可以使用薄膜二極管(TFD)、薄膜晶體管(TFT)。使用薄膜晶體管作為開關(guān)元件時(shí)，設(shè)置該薄膜晶體管的基板中的透明電極對(duì)應(yīng)1象素，設(shè)置為點(diǎn)狀，與其對(duì)置的基板中的透明電極設(shè)置于基板全面。
如圖5和圖6所示，在該顯示裝置1中，當(dāng)光源單元2開口(點(diǎn)光源投光部)25的間距為Ps、液晶面板4開口(透光窗部)45的間距為Pa、微透鏡陣列31的微透鏡32的間距為PL、光源單元2開口25與微透晶陣列31間的光程為Ls、微透鏡陣列31與液晶面板4開口45間的光程為La時(shí)，配置光源單元2的開口25、微透鏡陣列31的微透鏡32和液晶面板4的開口45，以滿足下述式1及式2的所示條件。PL＝[Ps·Pa/(Ps+Pa)]·n(其中n為自然數(shù))………………式1La/Ls＝Pa/Ps ………………式2特別是在式1中，n最好是2以外的自然數(shù)。
這里，上述光程為假定環(huán)境為真空時(shí)的距離即實(shí)際距離除以構(gòu)成光路物質(zhì)折射率得的值。
還有，上述式1和式2所示條件分別為滿足圖1中橫方向及與圖1的附圖垂直方向的條件。
另外，微透鏡32的焦距為f時(shí)，構(gòu)成要滿足下述式3所示條件。該式3為光源單元2開口25形狀對(duì)應(yīng)像(開口25的像)通過微透鏡32在液晶面板4開口45位置成像用的條件式。
1/Ls+1/La＝1/f …………式3根據(jù)用途等，為滿足上述式1、式2及式3的所示條件，適當(dāng)設(shè)定上述光源單元2開口25的間距Ps、液晶面板4開口45的間距Pa、微透鏡32的間距PL、光源單元2開口25與微透鏡陣列31間的光程Ls、微透鏡陣列31與液晶面板4開口45間的光程La、微透鏡32的焦距f。
例如，攜帶用電子裝置的半透射半反射式顯示裝置，最好像下面那樣設(shè)定。
光源單元2開口(點(diǎn)光源投光部)25的間距Ps為20～500μm。液晶面板4開口(透光窗部)45的間距Pa為20～500μm。微透鏡32的間距PL為10～250μm。光源單元2開口25與微透鏡陣列31間的光程Ls為0.1～2mm。微透鏡陣列31與液晶面板4開口45間的光程La為0.1～2mm。微透鏡32的焦距f為0.1～1mm。
另外，微透鏡32俯視(圖)的形狀(平面形狀)和尺寸等無特別限制，例如按照液晶面板4側(cè)的象素形狀等適當(dāng)設(shè)定。
作為微透鏡32俯視(圖)的形狀，最好是與液晶面板4象素形狀相似的形狀，例如長方形、正方形等方形或圓形等。
上述光程Ls及La可以調(diào)節(jié)，例如分別將微透鏡陣列板3、基板46等的厚度設(shè)定為希望值。
圖5及圖6所示分別為滿足上述式1、式2及式3條件且n＝1時(shí)，光源單元2開口25和微透鏡陣列31微透鏡32與液晶面板4開口45配置(位置關(guān)系)的模式圖。另外，為避免圖繁雜，圖5及圖6只示出通過微透鏡32中心光的主光軸。
這里，微透鏡32有將光源單元2開口25射出的所有成分的光(所有光軸的光)在液晶面板4出口45成像的光學(xué)特性。
圖5所示是把光程Ls與光程La設(shè)定為相等即把開口25的間距Ps與開口45的間距Pa設(shè)定為相等時(shí)的情況。
如同圖所示，光源單元2所定開口25射出的光幾乎全部通過某微透鏡32的作用聚光于某開口45。
例如，圖5中最左側(cè)開口25射出的光中，入射到圖5中最左側(cè)微透鏡32的光61，通過該微透鏡32聚光于圖5中最左側(cè)的開口45；入射到圖5中左數(shù)第2個(gè)微透鏡32的光62，通過該微透鏡32聚光于圖5中左數(shù)第2個(gè)開口45，以下相同，各光分別通過對(duì)應(yīng)的微透鏡32，聚光于對(duì)應(yīng)的開口45。
同樣，圖5中左數(shù)第2個(gè)開口25射出的光中，入射到圖5中左數(shù)第2個(gè)微透鏡32的光63，通過該微透鏡32聚光于圖5中最左側(cè)的開口45；入射到圖5中左數(shù)第3個(gè)微透鏡32的光64，通過該微透鏡32聚光于圖5中左數(shù)第2個(gè)開口45，以下相同，各光分別通過對(duì)應(yīng)的微透鏡32聚光于對(duì)應(yīng)的開口45。
以下同樣，對(duì)于圖5中左數(shù)3～6開口25射出的光，也都分別通過對(duì)應(yīng)的微透鏡32聚光于對(duì)應(yīng)的開口45。
即當(dāng)著眼于所定開口45時(shí)，多個(gè)開口25射出的光通過微透鏡陣列31聚光于其開口45。
另外，當(dāng)著眼于所定微透鏡32時(shí)，該微透鏡32便使多個(gè)開口25射出的光聚光于多個(gè)開口45。
這樣，通過該顯示裝置，能夠使光源單元2(各開口25)發(fā)出的光有效聚光于開口45，由此，可以提高光源單元2所發(fā)光的使用效率。
另外，一個(gè)開口45聚光有來自多個(gè)(多)開口25的光，亮度平均化。即來自各開口25的光的光量，各開口25的位置等即使有偏差，因?yàn)椋塾陂_口45的光為來自多個(gè)25的光的平均值，因此，象素間的光量差幾乎為零。由此，能夠進(jìn)行高均勻性顯示。
另外，該顯示裝置1，制造(組裝)時(shí)的位置調(diào)整中，可以設(shè)一次調(diào)整工序。
特別是向鄰接點(diǎn)的射出角θ1、θ2比較小，因此，上述平均化的效果大。無須嚴(yán)密調(diào)整光源單元2(各開口25)與微透鏡陣列31的位置關(guān)系。即調(diào)整位置時(shí)，將開口45定位于適當(dāng)位置關(guān)系上的光源單元2(各開口25)與微透鏡陣列31決定的焦點(diǎn)位置。這樣的調(diào)整工序一次即可。
由此，能夠簡便、迅速、確實(shí)地進(jìn)行位置調(diào)整，生產(chǎn)率高，有利于批量生產(chǎn)。
另外，通過設(shè)定使Ls和La相等，能夠把微透鏡32的焦距f設(shè)定得最長(開口數(shù)NA變得最小)。由此，微透鏡陣列31制造容易，可以提高精度，減少像差。
還有，n＝1與n＞1相比，微透鏡32的間距PL可以設(shè)定小些，由此，透鏡開口數(shù)NA可以設(shè)定小些，比較理想。
圖6表示將光程Ls設(shè)定得大于光程La的場合，即把開口25的間距設(shè)定得大于開口45的間距Pa的場合。
這時(shí)也與把上述光程Ls設(shè)定得等于光程La時(shí)一樣，通過某微透鏡32的作用，光源單元2所定開口25射出的光幾乎全部聚光于某開口45。
這樣，光程Ls設(shè)定得比光程La大時(shí)，光源單元2開口(點(diǎn)光源投光部)25的間距Ps可以設(shè)定得比較大(因開口25可變得比較少)，因此，制造容易。
另外，該顯示裝置1，俯視(圖)中(從圖1中上側(cè)看時(shí))，光源單元2的開口(點(diǎn)光源投光部)25形狀與液晶面板4的開口(透光窗部)45形狀最好為相似形狀。
而且，開口25的面積(大小)S25與開口45的面積(大小)S45之比(S25/S45)最好設(shè)定得等于開口25的間距Ps與開口45的間距Pa之比(Ps/Pa)，即最好設(shè)定得等于光程Ls與光程La之比(Ls/La)。
由此，能夠使光源單元2(各開口25)發(fā)的光更有效地聚光于開口45，可以進(jìn)一步提高光源單元2所發(fā)光的使用效率。
例如為半透射半反射式顯示裝置時(shí)，開口25的面積S25最好為1象素面積的3～50％。
下面，說明顯示裝置1的作用。
如圖1所示，顯示裝置1光源部21發(fā)出的光從各開口25射出，透射粘接劑層5及基板30后，入射到微透陣列31的各微透鏡32，如上所述，從微透鏡32射出，由于微透鏡32的作用，聚光于開口45。
微透鏡32射出的光由偏振光片偏振光，透射基板46后，聚光于開口45，透射該開口45。
另外，按照本發(fā)明，在顯示裝置1可以設(shè)置無圖示的相位差板。
透射開口45的光通過附加于透明電極42與透明電極40間電壓控制取向的液晶層43液晶強(qiáng)度調(diào)制。然后，該光透射基板41，經(jīng)偏振光片47偏振光，向外部射出。
這樣，在顯示裝置1的畫面顯示規(guī)定圖像(電子圖像)。
另外，該顯示裝置1的液晶面積4為半透射半反射型，因此，外部較亮?xí)r，能夠使反射膜44反射外部來的光，進(jìn)行顯示。
還有，外部較暗時(shí)，如上所述，能夠驅(qū)動(dòng)光源單元2，使該光源單元2來的光透射反射膜44的開口45進(jìn)行顯示。
如上所述，如果通過該顯示裝置1可以使光源單元2(各開口25)發(fā)出的光有效聚光于開口45，由此，能夠提高光源單元2所發(fā)光的使用效率。
即，即使反射膜44的面積變大，使設(shè)于該反射膜44的開口45面積變小，也能夠使光源單元2來的光有效聚光于開口45，因此，能夠使透射開口45的光的光量變大，由此可以得到外光反射率，光源單元2來的光的透射率皆高的半透射半反射式液晶顯示裝置(直視式液晶顯示裝置)。
另外，該顯示裝置1無須使用高價(jià)的棱鏡板，因此，可以減少部件數(shù)量，降低成本。
還有，本發(fā)明點(diǎn)光源不限于上述結(jié)構(gòu)，例如還可以使用發(fā)光二極管(LED)、激光二極管、有機(jī)EL(Electro Luminescence電致發(fā)光)元件、無機(jī)EL元件等。
作為點(diǎn)光源使用激光二極管，作為光調(diào)制元件，使用液晶面板時(shí)，可以省略不用偏振光片。由此能夠進(jìn)一步提高來自點(diǎn)光源的光的使用效率，還能減少部件數(shù)量。
下面說明本發(fā)明的電光學(xué)裝置第2實(shí)施方式。
圖7所示為本發(fā)明的電光學(xué)裝置第2實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)模式縱斷面圖。另外，為避免圖繁雜，在圖7中，表示斷面的斜線省略。還有，在圖7中，為避免圖繁雜，只示出通過微透鏡32中心的光的主光軸。
以下，對(duì)第2實(shí)施方式的顯示裝置(電光學(xué)裝置)1，以與上述第1實(shí)施方式的不同點(diǎn)為中心進(jìn)行說明，相同事項(xiàng)，省略其說明。
同圖所示顯示裝置1為透射式顯示裝置，是將上述第1實(shí)施方式的顯示裝置1半透射半反射式液晶面板4改為透射式液晶面板4a，其它結(jié)構(gòu)同第1實(shí)施方式。
液晶面板4a有設(shè)置多個(gè)排成矩陣狀開口(透光窗部)491的黑底49，取代上述第1實(shí)施方式中液晶面板4的反射膜44。
透明電極40沿圖7中橫方向并設(shè)，透明電極42沿圖7附圖垂直方向并設(shè)。
另外，黑底49的設(shè)置要使象素間即相鄰的透明電極40之間及相鄰的透明電極42之間彼此遮光。
根據(jù)該第2實(shí)施方式的顯示裝置1，可以得到與上述第1實(shí)施方式同樣的效果。
即，用該顯示裝置1，能夠得到光源單元2的光的使用效率極高的透射式液晶顯示裝置(直視式液晶顯示裝置)。
下面說明本發(fā)明電光學(xué)裝置的第3實(shí)施方式。
圖8所示為本發(fā)明的電光學(xué)裝置第3實(shí)施方式結(jié)構(gòu)的的模式縱斷面圖。另外，為避免圖繁雜，圖8中，表示斷面的斜線省略。還有，在圖8中，為避免圖繁雜，只示出通過微透鏡32中心的光的主光軸。
以下，對(duì)第3實(shí)施方式的顯示裝置(電光學(xué)裝置)1，以與上述第1實(shí)施方式的不同點(diǎn)為中心進(jìn)行說明，相同事項(xiàng)，省略其說明。
同圖所示顯示裝置1為備有半透射半反射式液晶面板(光調(diào)制元件)4的半透射半反射式顯示裝置，也可以是備有如上述第2實(shí)施方式那樣的透射式液晶面板(光調(diào)制元件)4a的透射式顯示裝置。
如上述第1實(shí)施方式和第2實(shí)施方式，由微透鏡陣列31使開口(點(diǎn)光源投光部)25射出的光聚光時(shí)，在不設(shè)微透鏡陣列31(微透鏡陣列板3)的狀態(tài)下，也反映來自貫穿圖8所示各開口45的平面(面)71中開口25的光的光量分布。
該第3實(shí)施方式顯示裝置1開口(點(diǎn)光源投光部)25間距Ps的設(shè)定，在不設(shè)微透鏡陣列31(微透鏡陣列板3)的狀態(tài)下，要使來自貫穿各開口45的平面(面)71中多個(gè)開口25的光的光量實(shí)質(zhì)上是均等的。
由此，能夠減少或消除開口45間(象素間)的光量差，可以減少或消除顯示不勻。即能夠進(jìn)行均質(zhì)顯示。
具體來說，開口25的間距Ps最好象下面那樣設(shè)定。
在不設(shè)微透鏡陣列31(微透鏡陣列板3)的狀態(tài)下，當(dāng)來自平面71中開口25的光的光量分布的標(biāo)準(zhǔn)偏差為σ時(shí)，開口25的間距Ps在2.3σ以下是理想的，在1.8σ以下更理想，在0.3～1.5σ程度更加理想。另外，上述光量分布的標(biāo)準(zhǔn)偏差σ具有長度因次。
換言之，在不設(shè)微透鏡陣列31(微透鏡陣列板3)的狀態(tài)下，當(dāng)來自平面71中多個(gè)開口25的光的光量最大值為a、最小值為b時(shí)(參照?qǐng)D9)，開口25的間距Ps設(shè)定，以上述光量最大值a與最小值b之比(以下稱“光量比”)b/a在0.9以上是理想的，在0.99以上更理想，在0.995以上更加理想。另外，上述最大值a及最小值b分別為在端部(外側(cè)部分)以外部分的值。
由此，能夠進(jìn)一步減少或消除開口45間(象素間)的光量差，進(jìn)行更為均勻的顯示。
本發(fā)明者對(duì)該顯示裝置1進(jìn)行了所定的模擬。下面對(duì)該模擬進(jìn)行說明。
與顯示裝置1光源單元2一個(gè)開口25射出光，即一個(gè)點(diǎn)光源射出光主光軸垂直平面中光量分布為高斯分布(正規(guī)分布)或與其近似的分布。
因此，使用標(biāo)準(zhǔn)偏差σ為「1」的高斯分布，作為與一個(gè)點(diǎn)光源射出光主光軸垂直平面中光量分布，進(jìn)行模擬。
首先，設(shè)想將多個(gè)相同點(diǎn)光源按等間距(間距Ps)排成1列的場合，將上述多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)偏差σ為「1」的高斯分布(光量分布)按等間距(間距Ps)排成1列，重合該光量分布。
圖9所示為點(diǎn)光源間距Ps為2.5(2.5σ)時(shí)，來自各點(diǎn)光源的光的光量分布和重合來自各點(diǎn)光源的光時(shí)光量分布的圖表；圖10所示為點(diǎn)光源間距Ps為1.7(1.7σ)時(shí)，來自各點(diǎn)光源的光的光量分布和重合來自各點(diǎn)光源的光時(shí)光量分布的圖表。
另外，各圖表的縱軸表示光量，橫軸表示位置(離規(guī)定基準(zhǔn)點(diǎn)的距離)。還有，在各圖表中，來自各點(diǎn)光源的光最大(極大)光量的位置分別相當(dāng)于該點(diǎn)光源的位置。
接著，改變點(diǎn)光源的間距Ps，求各間距Ps中的光量比b/a。
將其結(jié)果示于圖11。即圖11所示為點(diǎn)光源間距Ps與光量比b/a關(guān)系的圖表。另外，該圖表縱軸表示光量比b/a，橫軸表示點(diǎn)光源的間距Ps。
光量比b/a在0.99以上為點(diǎn)光源間距Ps在1.8σ以下時(shí)。
如圖9及圖11所示，點(diǎn)光源間距Ps為2.5σ時(shí)，重合來自各點(diǎn)光源的光時(shí)的光量產(chǎn)生若干不勻。即光量比b/a約為0.84。
另一方面，如圖10及圖11所示，點(diǎn)光源的間距Ps為1.7σ時(shí)，重合來自各點(diǎn)光源的光時(shí)的光量均勻。即光量比b/a約為1。這時(shí)，能夠進(jìn)行極為均質(zhì)的顯示。
如以上說明，根據(jù)這第3實(shí)施方式的顯示裝置1，因?yàn)殚_口25的間距Ps的設(shè)定如上所述，所以能夠減少或消除開口45間(象素間)的亮度離散，由此，能夠減少或消除顯示不勻，即能夠進(jìn)行均質(zhì)的顯示。
另外，按照該顯示裝置1，也可以得到與上述第1實(shí)施方式相同的效果。
下面，說明本發(fā)明電光學(xué)裝置第4實(shí)施方式。該第4實(shí)施方式結(jié)構(gòu)的是，來自光源單元2開口(點(diǎn)光源投光部)25的光在貫穿液晶面板(光調(diào)制元件)4各開口(透光窗部)45的平面(面)71或像(參照?qǐng)D8)，開口25的像與開口45在平面71內(nèi)規(guī)定方向(平面71內(nèi)的第1方向及垂直于第1方向的第2方向)上即使相對(duì)錯(cuò)位，平面71中該開口25的像(平面71上光的照射范圍)與開口45重疊部分的面積也要盡可能不發(fā)生變化。
具體說明如下圖12及圖13所示，為本發(fā)明電光學(xué)裝置的第4實(shí)施方式，所示分別為該液晶面板(光調(diào)制元件)開口(透光窗部)與貫穿液晶面板各開口的平面(面)中光源單元的開口(點(diǎn)光源投光部)像的模式平面圖。
另外，圖12及圖13中，用斜線表示光源單元的開口(點(diǎn)光源投光部)像部分。還有，圖12及圖13中，以橫方向?yàn)槠矫?1內(nèi)的第1方向，縱方向?yàn)槠矫?1內(nèi)的第2方向(與第1方向垂直的方向)，進(jìn)行說明。
以下，以與上述第1實(shí)施方式不同點(diǎn)為中心，對(duì)第4實(shí)施方式顯示裝置(電光學(xué)裝置)1進(jìn)行說明，相同事項(xiàng)，省略其說明。
另外，比如該第4實(shí)施方式顯示裝置1也可以是備有上述第1實(shí)施方式那樣的半透射半反射式液晶面板(光調(diào)制元件)4的半透射半反射式顯示裝置，還可以是備有上述第2實(shí)施方式那樣的透射式液晶面板(光調(diào)制元件)4a的透射顯示裝置。
如圖12所示，該第4實(shí)施方式顯示裝置1的結(jié)構(gòu)是，來自光源2開口(點(diǎn)光源投光部)25的光在貫穿液晶面板(光調(diào)制元件)4各開口(透光窗部)45的平面(面)71上成像(參照?qǐng)D8)，在要使平面71中該開口25的像(照射范圍)26包含于開口45。即，分別設(shè)定開口25及45的形狀、尺寸、配置等諸條件，以使開口25的像26包含于開口45。
在本實(shí)施方式中，開口45的形狀為長方形，其短邊451及453與第1方向大致平行，長邊452及454與垂直于第1方向的第2方向大致平行。
另外，在本實(shí)施方式中，開口25的形狀即開口25的像26的形狀為長方形，其短邊261及263與第1方向大致平行，長邊262及264與第2方向大致平行。
因此，開口45的短邊(一邊)451與開口25的像26的短邊(一邊)261大致平行。
圖12表示開口25的像26中心與開口45中心一致的狀態(tài)(對(duì)于開口45，像26位于理想位置的狀態(tài))，圖13表示開口25的像26中心與開口45中心錯(cuò)位的狀態(tài)。
如圖13所示，在該顯示裝置1中，來自開口25的光的聚光位置即使產(chǎn)生偏移，開口25的像26中心與開口45的中心即使錯(cuò)位，也能防止或控制像26超出開口45。
由此，能夠減少或消除開口45間(名象素間)的亮度離散、進(jìn)行均質(zhì)顯示。
另外，如圖12所示，平面71中開口25像26第1方向長度(短邊261的長度)L3與開口45第1方向長度(短邊451的長度)L1之差實(shí)質(zhì)上等于垂直于平面71中開口25像26第1方向的第2方向的長度(長邊262的長度)L4與開口45第2方向長度(長邊452的的長度)L2之差。
這樣，由于長度L3與L1之差略等于長度L4與L2之差，從圖12所示開口25的像26中心與開口45中心一致的狀態(tài)來看，像26與開口45在第1方向錯(cuò)位時(shí)，像26在第1方向超出開口45前與第1方向的偏移量同像26與開口45在第2方向錯(cuò)位時(shí)，像26在第2方向超出開口45前與第2方向的偏移量大致均等。因此，像26難以超出開口45，能夠進(jìn)一步減少或消除開口45間(象素間)亮度離散，由此，能夠進(jìn)行更均質(zhì)的顯示。
如以上說明，按照該第4實(shí)施方式的顯示裝置1，在平面71上，開口25的26包含于開口45，開口25的像26與開口45在第1方向或第2方向即使錯(cuò)位，開口25的像26與開口45重疊部分的面積也無變化，因此，比如由于制造誤差、錯(cuò)位、熱膨脹、時(shí)效等，來自開口25的光的聚光位置即使多少有點(diǎn)偏移，也能減少或消除開口45間(象素間)亮度離散，由此，可以減少或消除顯示不勻。即能夠進(jìn)行均質(zhì)顯示。
另外，開口25的像26包含于開口45，因此，光源單元2所發(fā)光的使用效率極高，有利于優(yōu)先光使用效率的場合。
還有，如按照該顯示裝置1，也可以得到與上述第1實(shí)施方式相同的效果。
這里，在上述第4實(shí)施方式的顯示裝置1中，與上述第3實(shí)施方式一樣，開口(點(diǎn)光源投光部)25的間距Ps的設(shè)定，在不設(shè)微透鏡陣列31(微透鏡陣列板3)的狀態(tài)下，最好使來自貫穿各開口45的平面71中多個(gè)開口25的光的光量在實(shí)質(zhì)上一樣。另外，這樣場合的結(jié)構(gòu)效果與上述第3實(shí)施方式相同，因此，省略其說明。
另外，在本發(fā)明中，開口45的形狀及開口25的形狀(開口25的像26的形狀)不限于長方形，比如也可以是正方形、圓、橢圓等其它形狀。
還有，在本發(fā)明中，開口45的形狀與開口25的形狀(開口25的像26的形狀)可以是相似形狀(同一)，也可以是不同形狀。
下面，說明本發(fā)明電光學(xué)裝置的第5實(shí)施方式。該第5實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)是，來自光源單元2開口(點(diǎn)光源投光部)25的光在貫穿液晶面板(光調(diào)制元件)4各開口(透光窗部)45的平面(面)71上成像(參照?qǐng)D8)，開口25的像與開口45在平面71內(nèi)的規(guī)定方向(平面71內(nèi)的第1方向及垂直于第1方向的第2方向)即使相對(duì)錯(cuò)位，平面71中該開口25的像(平面71上光的照射范圍)與開口45重疊部分的面積也要盡可能無變化。以下進(jìn)行具體說明。
圖14及圖15是本發(fā)明電光學(xué)裝置的第5實(shí)施方式，所示分別為該液晶面板(光調(diào)制元件)的開口(透光窗部)與貫穿液晶面積各開口的平面(面)中光源單元開口(點(diǎn)光源投光部)像的模式平面圖。
另外，圖14及圖15中，光源單元開口(點(diǎn)光源投光部)的像的部分用斜線表示。還有，圖14及圖15中，以橫方向?yàn)槠矫?1內(nèi)的第1方向，縱方向?yàn)槠矫?1內(nèi)的第2方向(垂直于第1方向的方向)進(jìn)行說明。
以下，以與上述第1實(shí)施方式不同點(diǎn)為中心，對(duì)第5實(shí)施方式的顯示裝置(電光學(xué)裝置)1進(jìn)行說明，相同事項(xiàng)，省略其說明。
另外，該第5實(shí)施方式的顯示裝置1，比如可以是備有上述第1實(shí)施方式那樣的半透射半反射式液晶面板(光調(diào)制元件)4的半透射半反射式顯示裝置，也可以是備有上述第2實(shí)施方式那樣的透射式液晶面板(光調(diào)制元件)4a的透射式顯示裝置。
如圖14所示，該第5實(shí)施方式顯示裝置1的結(jié)構(gòu)是，來自光源單元2開口(點(diǎn)光源投光部)25的光在貫穿液晶面板(光調(diào)制元件)4各開口(透光窗部)45的平面(面)71上成像(參照?qǐng)D8)，開口45要包含于平面71中開口25的像(照射范圍)26中。即分別設(shè)定開口25及45的形狀、尺寸、配置等諸條件，以使其開口45包含于開口25的像26中。
在本實(shí)施方式中，開口45的形狀為長方形，其短邊451及453與第1方向略平行，長邊452及454與垂直于第1方向的第2方向略平行。
另外，在本實(shí)施方式中，開口25的形狀即開口25的像26的形狀為長方形，其短邊261及263與第1方向略平行，長邊262及264與第2方向略平行。
從而，開口45的短邊(一邊)451與開口25的像26的短邊(一邊)261略平行。
圖14表示開口25的像26中心與開口45中心一致的狀態(tài)(對(duì)于開口45、像26位于理想位置的狀態(tài))，圖15表示開口25的像26中心與開口45中心錯(cuò)位的狀態(tài)。
如圖15所示，在該顯示裝置1中，即使來自開口25的光的聚光位置發(fā)生偏移，開口25的像26中心與開口45中心錯(cuò)位，也能防止或控制開口45超出像26。
由此，能夠減少或消除開口45間(象素間)的亮度離散，可以進(jìn)行均質(zhì)的顯示。
另外，如圖14所示，平面71中開口25的像26第1方向長度(短邊261的長度)L3與開口45第1方向長度(短邊451的長度)L1之差實(shí)質(zhì)上等于垂直于平面71中開口25像26第1方向的第2方向長度(長邊262的長度)L4與開口45第2方向長度(長邊452的長度)L2之差。
這樣，由于長度L3與L1之差略等于長度L4與L2之差，從圖14所示開口25的像26中心開口45中心一致的狀態(tài)來看，像26與開口45在第1方向錯(cuò)位時(shí)，開口45在第1方向超出像26前與第1方向的偏移量同像26與開口45在第2方向錯(cuò)位時(shí)，開口45在第2方向超出像26前與第2方向的偏移量略均等。因此，開口45難以超出像26，能夠進(jìn)一步減少或消除開口45間(象素間)的亮度離散，由此，能夠進(jìn)行更均質(zhì)的顯示。
如以上說明，如根據(jù)該第5實(shí)施方式的顯示裝置1，在平面71上，開口45包含于開口25的像26中，開口25的像26與開口45即使在第1方向或第2方向錯(cuò)位，開口25的像26與開口45重疊部分的面積也無變化，因此，由于諸如制造誤差、錯(cuò)位、熱膨脹、時(shí)效等，來自開口25的光的聚光位置即使多少產(chǎn)生偏移，也能減少或消除開口45間(象素間)的亮度離散，由此，可以減少或消除顯示不勻。即能夠進(jìn)行均質(zhì)顯示。
另外，開口45包含于開口25的像26中，因此，能夠增大開口45所聚光的光量，有利于優(yōu)先輝度的場合。
如根據(jù)該顯示裝置1，也可以得到與上述第1實(shí)施方式相同的效果。
這里，在上述第5實(shí)施方式顯示裝置1中，也與上述第3實(shí)施方式相同，開口(點(diǎn)光源投光部)25間距Ps的設(shè)定是，在不設(shè)微透鏡陣列31(微透鏡陣列板3)的狀態(tài)下，來自貫穿各開口45的平面71中多個(gè)開口25的光的光量最好實(shí)質(zhì)上一樣。另外，這種場合的結(jié)構(gòu)或效果與上述第3實(shí)施方式相同，故省略其說明。
還有，在本發(fā)明中，開口45的形狀及開口25的形狀(開口25的像26的形狀)不限于長方形，也可以是正方形、圓、橢圓等其它形狀。
另外，在本發(fā)明中，開口45的形狀與開口25的形狀(開口25的像26的形狀)可以是相似形狀(同一)，也可以是不同形狀。
下面說明本發(fā)明電光學(xué)裝置的第6實(shí)施方式。
該第6實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)是，來自光源單元2開口(點(diǎn)光源投光部)25的光在貫穿液晶面板(光調(diào)制元件)4各開口(透光窗部)45的平面(面)71上成像(參照?qǐng)D8)，開口25的像與開口45在平面71內(nèi)規(guī)定方向(平面71內(nèi)第1方向及垂直于第1方向的第2方向)即使相對(duì)錯(cuò)位，平面71中該開口25的像(平面71上光的照射范圍)與開口45重疊部分的面積也要盡可能無變化。以下具體進(jìn)行說明。
圖16及圖17是本發(fā)明電光學(xué)裝置的第6實(shí)施方式，所示分別為該液晶面板(光調(diào)制元件)的開口(透光窗部)與貫穿液晶面板各開口的平面(面)中光源單元開口(點(diǎn)光源投光部)的像的模式平面圖。
另外，圖16及圖17中，光源單元開口(點(diǎn)光源投光部)的像部分用斜線表示。還有，圖16及圖17中，以橫方向?yàn)槠矫?1內(nèi)第1方向，縱方向?yàn)槠矫?1內(nèi)第2方向(垂直于第1方向的方向)進(jìn)行說明。
以下，以與上述第1實(shí)施方式的不同點(diǎn)為中心，對(duì)第6實(shí)施方式的顯示裝置(電光學(xué)裝置)1進(jìn)行說明，相同事項(xiàng)，省略其說明。
另外，該第6實(shí)施方式的顯示裝置1比如可以是備有上述第1實(shí)施方式那樣的半透射半反射式液晶面板(光調(diào)制元件)4的半透射半反射式顯示裝置，也可以是備有上述第2實(shí)施方式那樣的透射式液晶面板(光調(diào)制元件)4a的透射式顯示裝置。
如圖16所示，該第6實(shí)施方式顯示裝置1的結(jié)構(gòu)是，來自光源單元2開口(點(diǎn)光源投光部)25的光在貫穿液晶面板(光調(diào)制元件)4各開口(透光窗部)45的平面(面)71上成像(參照?qǐng)D8)，在第1方向，開口45包含于開口25的像(照射范圍)26中，且在垂直于第1方向的第2方向，開口25的像26包含于開口45。即為了在第1方向，開口45包含于開口25的像26中，且在第2方向，開口25的像26包含于開口45，分別設(shè)定開口25及45的形狀、尺寸、配置等諸條件。
在本實(shí)施方式中，開口45的形狀為長方形，其短邊451及453與第1方向略平行；長邊452及454與垂直于第1方向的第2方向略平行。即開口45的輪廓有一對(duì)與第2方向略平行的直線狀部分(長邊452及454)。
另外，在本實(shí)施方式中，開口25的形狀即開口25的像26的形狀為長方形，其短邊261及263與第2方向略平行，長邊262及264與第1方向略平行。即開口25的像26的輪廓有一對(duì)與第1方向略平行的直線狀部分(長邊262及264)。
從而，開口45的短邊(一邊)451與開口25的像26的長邊(一邊)262略平行。
另外，開口25的像26第1方向長度(長邊262的長度)L5比開口45第1方向長度(短邊451的長度)L1長，且垂直于開口25的像26第1方向的第2方向長度(短邊261的長度)L6比開口45第2方向長度(長邊452的長度)L2短。
圖16表示開口25的像26中心與開口45中心一致的狀態(tài)(對(duì)于開口45，像26位于理想位置的狀態(tài))，圖17表示開口25的像26中心與開口45中心錯(cuò)位的狀態(tài)。
如圖17所示，在該顯示裝置1中，來自開口25的光的聚光位置即使產(chǎn)生偏移，開口25的像26中心與開口45中心即使錯(cuò)位，在第1方向也能夠防止或控制開口45超出像26，且在第2方向，也能防止或控制像26超出開口45。
而且，開口25的像26的輪廓有一對(duì)與第1方向略平行的直線狀部分(長邊262及264)，因此，當(dāng)像26與開口45在第1方向錯(cuò)位時(shí)，像26與開口45重疊部分的面積無變化。
同樣，因?yàn)殚_口45的輪廓有一對(duì)與第2方向略平行的直線狀部分(長邊452與454)，所以，當(dāng)像26與開口45在第2方向錯(cuò)位時(shí)，像26與開口45重疊部分的面積無變化。
由此，能夠減少或消除開口45間(象素間)的亮度離散，能夠進(jìn)行均質(zhì)的顯示。
如以上說明，如根據(jù)該第6實(shí)施方式的顯示裝置1，在第1方向，開口45包含于開口25的像26中，且在第2方向，開口25的像26包含于開口45，開口25的像26與開口45在第1方向或第2方向即使錯(cuò)位，開口25的像26與開口45重疊部分的面積也無變化，因此，即使由于制造過程誤差、錯(cuò)位、熱膨脹、時(shí)效等原因，來自開口25的光的聚光位置多少產(chǎn)生偏移，也能減少或消除開口45間(象素間)的亮度離散，由此，可以減少或消除顯示不勻。即，能夠進(jìn)行均質(zhì)顯示。
另外，如根據(jù)該顯示裝置1，也能得到與上述第1實(shí)施方式相同的效果。
這里，即使在上述第6實(shí)施方式顯示裝置1中，也與上述第3實(shí)施方式一樣，開口(點(diǎn)光源投光部)25間距Ps的設(shè)定是，在不設(shè)微透鏡陣列31(微透鏡陣列板3)的狀態(tài)下，來自貫穿各開口45的平面71中多個(gè)開口25的光的光量最好要實(shí)質(zhì)上一樣。另外，該場合的結(jié)構(gòu)或效果與上述第3實(shí)施方式相同，因此，省略其說明。
還有，在本發(fā)明中，開口45的形狀及開口25的形狀(開口25的像26的形狀)不限于長方形，也可以是正方形等其它形狀。但最好是上述長方形、正方形等方形，特別是最好是長方形或正方形。
另外，在本發(fā)明中，開口45的形狀和開口25的形狀(開口25的像26的形狀)可以是相似形狀(同一)，也可以是不同形狀。
以上，基于圖示的各實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明的電光學(xué)裝置進(jìn)行了說明，但是，本發(fā)明不限于這些，各部結(jié)構(gòu)可以置換為任意有同樣功能的結(jié)構(gòu)。
例如，在本發(fā)明，可以將上述各實(shí)施方式的任意2個(gè)以上結(jié)構(gòu)適當(dāng)組合。
另外，按上述實(shí)施方式，使用透射式液晶面板或半透射半反射式液晶面板，作為光調(diào)制元件。但在本發(fā)明，光調(diào)制元件不限于液晶面板。
還有，本發(fā)明的電光學(xué)裝置可以是能顯示多種顏色的電光學(xué)裝置，例如可以是全色的電光學(xué)裝置，也可以是單色的電光學(xué)裝置。
另外，本發(fā)明能夠適用于如便攜式PC機(jī)、筆記本式PC機(jī)等PC機(jī)監(jiān)視器(顯示器)、電視監(jiān)視器、電視電話監(jiān)視器、便攜式電話機(jī)(含PHS)、電子記事本、電子辭典、電子像機(jī)(數(shù)字像機(jī))、攝像機(jī)等攜帶用電子裝置的監(jiān)視器各種電子裝置的直視式顯示裝置或投影機(jī)等投射式顯示裝置等(這些例子后述)。
如上所述，如根據(jù)本發(fā)明，能夠把光源發(fā)出的光有效聚光于透光窗部，由此，可以提高光源所發(fā)光的使用效率。
特別是能夠得到光源所發(fā)光使用效率極高的后照光顯示裝置(直視式顯示裝置)。
另外，用半透射半反射式液晶面板構(gòu)成光調(diào)制元件時(shí)，即使使反射膜(反射板)面積變大，使設(shè)于該反射膜的開口(透光窗部)面積變小，來自光源的光也能有效聚光于上述開口，因此，能夠使透射上述開口的光的光量變大，從而，能夠得到外光反射率、光源光透射率都高的半透射半反射液晶顯示裝置。
還有，在不設(shè)微透鏡陣列的狀態(tài)下，使來自貫穿光調(diào)制元件各透光窗部的面中多個(gè)點(diǎn)光源的光的光量實(shí)質(zhì)上一樣那樣設(shè)定點(diǎn)光源間距時(shí)，能夠減少或消除象素(透光窗部)間的光量差，由此，能夠進(jìn)行均質(zhì)顯示。
另外，來自點(diǎn)光源的光在貫穿各透光窗部的面上成像，點(diǎn)光源的像與透光窗部即使相對(duì)錯(cuò)位，上述面中點(diǎn)光源的像與透光窗部即使相對(duì)錯(cuò)位，上述面中點(diǎn)光源的像與透光窗部重疊部分的面積也盡可能不變那樣構(gòu)成時(shí)，比如由于制造過程誤差、錯(cuò)位、熱膨脹、時(shí)效等原因，來自點(diǎn)光源的光的聚光位置即使多少產(chǎn)生點(diǎn)偏移，也能減少或消除象素(透光窗部)間的光量差，由此，能夠進(jìn)行均質(zhì)顯示。
下面，對(duì)幾個(gè)應(yīng)用上述電光學(xué)裝置的電子設(shè)備的事例進(jìn)行說明。圖18所示為應(yīng)用上述電光學(xué)裝置的移動(dòng)式PC機(jī)結(jié)構(gòu)的斜視圖。在該圖中，PC機(jī)1100由備有鍵盤1102的主體部1104和顯示裝置1106構(gòu)成，該顯示裝置1106備有上述電光學(xué)裝置100。
圖19所示為將上述電光學(xué)裝置100用于該顯示部的便攜電話機(jī)結(jié)構(gòu)的斜視圖。在該圖中，便攜式電話機(jī)1200除備有多個(gè)操作按鈕1202外，還備有受話口1204、送話口1206和上述電光學(xué)裝置100。
圖20所示為將上述電光學(xué)裝置用于其取景器的數(shù)字式攝像機(jī)結(jié)構(gòu)的斜視圖。另外，該圖也簡單示出與外部設(shè)備的連接。這里，與通常攝像機(jī)通過被攝物的光像，使膠片感光不同，數(shù)字?jǐn)z像機(jī)1300是通過CCD(Charge Coupled Device)等攝像元件，使被攝像的光像進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換，生成攝像信號(hào)。數(shù)字?jǐn)z像機(jī)1300中殼體的1302的背面設(shè)置上述電光學(xué)裝置100，根據(jù)CCD產(chǎn)生的攝像信號(hào)進(jìn)行顯示，電光學(xué)裝置100作為顯示被攝物取景器發(fā)揮功能。另外，殼體1302觀察側(cè)(圖中背面?zhèn)?設(shè)有含光學(xué)透鏡和CCD等的受光裝置1304。
攝影者確認(rèn)顯示于電光學(xué)裝置100的被攝物像，按下快門1306時(shí)，此時(shí)的CCD攝像信號(hào)則被轉(zhuǎn)送，存入電路基板1308的存儲(chǔ)器。另外，在該數(shù)字?jǐn)z像機(jī)1300、殼體1302側(cè)面，設(shè)有攝像信號(hào)輸出端子1312和數(shù)據(jù)通信用輸入輸出端子1314。且如圖所示，根據(jù)需要，在前者的攝像信號(hào)輸出端子1312連接電視監(jiān)視器1430，在后者的數(shù)據(jù)通信輸入輸出端子1314連接PC機(jī)1430。進(jìn)而，通過規(guī)定操作，存入電路基板1308存儲(chǔ)器的攝像信號(hào)被輸出到電視監(jiān)視器1430或PC機(jī)1440。
另外，應(yīng)用本發(fā)明電光學(xué)裝置100的電子設(shè)備除有圖18的PC機(jī)、圖19的便攜式電話機(jī)、圖20的數(shù)字?jǐn)z像機(jī)外，還有備有電視、取景器式監(jiān)視器直視式磁帶錄像器，汽車駕駛導(dǎo)向裝置、尋呼機(jī)、電子記事本、計(jì)算器、文字處理機(jī)、工作站、電視電話、POS終端、接觸式面板的設(shè)備等等。當(dāng)然，作為這些電子設(shè)備的顯示部可以使用上述電光學(xué)裝置100。
權(quán)利要求
1.一種電光學(xué)裝置，具有多個(gè)點(diǎn)光源、排列了多個(gè)微透鏡的微透鏡陣列、包括多個(gè)透光窗部的光調(diào)制元件，其特征是來自上述多個(gè)點(diǎn)光源的光通過上述微透鏡陣列聚光于上述透光窗部。
2.一種電光學(xué)裝置，具有多個(gè)點(diǎn)光源、排列了多個(gè)微透鏡的微透鏡陣列、包括多個(gè)透光窗部的光調(diào)制元件，其特征是為了使來自上述多個(gè)點(diǎn)光源的光通過上述微透鏡陣列聚光于上述透光窗部，配置有上述點(diǎn)光源、上述微透鏡陣列的微透鏡、上述透光窗部。
3.一種電光學(xué)裝置，具有多個(gè)點(diǎn)光源；排列了多個(gè)微透鏡的微透鏡陣列；包括多個(gè)透光窗部的光調(diào)制元件，其特征是上述微透鏡陣列的微透鏡為了使來自上述多個(gè)點(diǎn)光源的光聚光于上述多個(gè)透光窗部，配置有上述點(diǎn)光源、上述微透鏡陣列的微透鏡、上述透光窗部。
4.權(quán)利要求1至3之一記載的電光學(xué)裝置，其中當(dāng)上述點(diǎn)光源的間距為Ps、上述透光窗部的間距為Pa、上述微透鏡陣列的微透鏡的間距為PL、上述點(diǎn)光源與上述微透鏡陣列間的光程為Ls、上述微透鏡陣列與上述透光窗部間的光程為La時(shí)，其結(jié)構(gòu)要滿足下式所示條件。PL＝[Ps·Pa/(Ps+Pa)]·n(其中n為自然數(shù))La/Ls＝Pa/Ps
5.權(quán)利要求1至3之一記載的電光學(xué)裝置，其中當(dāng)上述點(diǎn)光源的間距為Ps、上述透光窗部的間距為Pa、上述微透鏡陣列的微透鏡的間距為PL、上述點(diǎn)光源與上述微透鏡陣列間的光程為Ls、上述微透鏡陣列與上述透光窗部間的光程為La時(shí)，其結(jié)構(gòu)要滿足下式所示條件。PL＝[Ps·Pa/(Ps+Pa)]·n(其中n為2以外的自然數(shù))La/Ls＝Pa/Ps
6.權(quán)利要求4記載的電光學(xué)裝置，其中上述點(diǎn)光源的間距Ps大于上述透光窗部的間距Pa。
7.權(quán)利要求5記載的電光學(xué)裝置，其中上述點(diǎn)光源的間距Ps大于上述透光窗部的間距Pa。
8.權(quán)利要求4記載的電光學(xué)裝置，其中上述點(diǎn)光源的間距Ps與上述透光窗部的間距Pa相等。
9.權(quán)利要求5記載的電光學(xué)裝置，其中上述點(diǎn)光源的間距Ps與上述透光窗部的間距Pa相等。
10.權(quán)利要求1至3之一記載的電光學(xué)裝置，其中上述點(diǎn)光源的間距在不設(shè)上述微透鏡陣列的狀態(tài)下，設(shè)定成使貫穿上述各透光窗部的面中的來自上述多個(gè)點(diǎn)光源的光的光量實(shí)質(zhì)相同。
11.權(quán)利要求1至3之一記載的電光學(xué)裝置，其中在不設(shè)上述微透鏡陣列狀態(tài)下，當(dāng)貫穿上述各透光窗部的面中的來自上述點(diǎn)光源的光的光量分布的標(biāo)準(zhǔn)偏差為σ時(shí)，上述點(diǎn)光源的間距在2.3σ以下。
12.權(quán)利要求1至3之一記載的電光學(xué)裝置，其中在不設(shè)上述微透鏡陣列狀態(tài)下，當(dāng)貫穿上述各透光窗部的面中的來自上述多個(gè)點(diǎn)光源的光的光量的最大值為a、最小值為b時(shí)，上述點(diǎn)光源間距設(shè)定成使光量比b/a在0.9以上。
13.權(quán)利要求1至3之一記載的電光學(xué)裝置，其中來自上述點(diǎn)光源的光在貫穿上述各透光窗部的面上成像，即使在上述點(diǎn)光源的像與上述透光窗部相對(duì)錯(cuò)位的情況下，上述面中的上述點(diǎn)光源的像與上述透光窗部重疊部分的面積要盡可能保持不變。
14.權(quán)利要求13記載的電光學(xué)裝置，其中即使在上述點(diǎn)光源的像與上述透光窗部在上述面內(nèi)第1方向及/或在垂直于上述第1方向的第2方向上相對(duì)錯(cuò)位的情況下，上述面中的上述點(diǎn)光源的像與上述透光窗部重疊部分的面積要盡可能保持不變。
15.權(quán)利要求1至3之一記載的電光學(xué)裝置，其中來自上述點(diǎn)光源的光在貫穿上述各透光窗部的面上成像，上述面中的上述點(diǎn)光源的像包含于上述透光窗部中。
16.權(quán)利要求1至3之一記載的電光學(xué)裝置，其中來自上述點(diǎn)光源的光在貫穿上述各透光窗部的面上成像，上述透光窗部包含于上述面中的上述點(diǎn)光源的像中。
17.權(quán)利要求15記載的電光學(xué)裝置，其中上述面中的上述點(diǎn)光源的像的第1方向長度與上述透光窗部的上述第1方向長度之差實(shí)質(zhì)上等于垂直于上述面中的上述點(diǎn)光源的像的上述第1方向的第2方向長度與上述透光窗部的上述第2方向長度之差。
18.權(quán)利要求16記載的電光學(xué)裝置，其中上述面中的上述點(diǎn)光源的像的第1方向長度與上述透光窗部的上述第1方向長度之差實(shí)質(zhì)上等于垂直于上述面中的上述點(diǎn)光源的像的上述第1方向的第2方向長度與上述透光窗部的上述第2方向長度之差。
19.權(quán)利要求1至3之一記載的電光學(xué)裝置，其中來自上述點(diǎn)光源的光在貫穿上述各透光窗部的面上成像，上述面中的上述點(diǎn)光源的像的第1方向長度要比上述透光窗部的上述第1方向長度長，并且，垂直于上述面中的上述點(diǎn)光源的像的上述第1方向的第2方向長度要比上述透光窗部的上述第2方向長度短。
20.權(quán)利要求1至3之一記載的電光學(xué)裝置，其中來自上述點(diǎn)光源的光在貫穿上述各透光窗部的面上成像，在上述面內(nèi)的第1方向，上述透光窗部包含于上述面中的上述點(diǎn)光源的像中，并且，在垂直于上述面內(nèi)的上述第1方向的第2方向，上述面中的上述點(diǎn)光源的像包含于上述透光窗部中。
21.權(quán)利要求19記載的電光學(xué)裝置，其中上述面中的上述點(diǎn)光源的像的輪廓有一對(duì)與上述第1方向大致平行的直線狀部分。
22.權(quán)利要求20記載的電光學(xué)裝置，其中上述面中的上述點(diǎn)光源的像的輪廓有一對(duì)與上述第1方向大致平行的直線狀部分。
23.權(quán)利要求19記載的電光學(xué)裝置，其中上述透光窗部的輪廓有一對(duì)與上述第2方向大致平行的直線狀部分。
24.權(quán)利要求20記載的電光學(xué)裝置，其中上述透光窗部的輪廓有一對(duì)與上述第2方向大致平行的直線狀部分。
25.權(quán)利要求13記載的電光學(xué)裝置，其中上述透光窗部的形狀大致為正方形或長方形，上述面中的上述點(diǎn)光源的像的形狀大致為正方形或長方形。
26.權(quán)利要求25記載的電光學(xué)裝置，其中上述透光窗部的規(guī)定的一邊與上述面中的上述點(diǎn)光源的像的規(guī)定的一邊大致平行。
27.權(quán)利要求1至3之一記載的電光學(xué)裝置，其中上述光調(diào)制元件為透射型液晶面板或半透射半反射型液晶面板。
28.權(quán)利要求1至3之一記載的電光學(xué)裝置，其中上述光調(diào)制元件為半透射半反射型液晶面板。
29.一種電子設(shè)備，包括權(quán)利要求1至3之任何一項(xiàng)所記載的電光學(xué)裝置。
全文摘要
一種電光學(xué)裝置,有多個(gè)點(diǎn)光源、排列多個(gè)微透鏡的微透鏡陣列和備有多個(gè)透光窗部的光調(diào)制元件,其特征的結(jié)構(gòu)是基于上述微透鏡陣列,將來自上述多個(gè)點(diǎn)光源的光聚光于上述透光窗部。
文檔編號(hào)G02F1/13GK1356583SQ0114362
公開日2002年7月3日 申請(qǐng)日期2001年11月21日 優(yōu)先權(quán)日2000年11月22日
發(fā)明者宮前章, 長坂公夫, 奧村治 申請(qǐng)人:精工愛普生株式會(huì)社