【事件の表示】
　特許第３２７８０８４号「表示装置及びそれを用いた投射装置」の請求項１、２に係る特許に対する特許異議の申立てについて、次のとおり決定する。
【結　論】
　訂正を認める。
　特許第３２７８０８４号の請求項１、２に係る特許を維持する。
【理　由】
１．手続の経緯
　特許第３２７８０８４号に係る発明についての出願は、平成５年４月３０日に特許出願され、平成１４年２月１５日にその発明について特許の設定登録がなされた後、その特許について、特許異議申立人佐藤文子より特許異議の申立てがなされ、取消理由が通知され、その指定期間内である平成１５年３月２４日に訂正請求がなされたものである。
　　　
２．訂正の適否について
ア．訂正の内容
ａ．特許請求の範囲の請求項１における
　「マトリックス状の複数の画素と、該複数の画素の光入射側に複数の集光部材をマトリックス状に配置した第１集光手段とを有し、前記複数の画素の光学特性を変化させることにより光変調して画像情報を形成する投射装置用の表示装置であって、前記第1集光手段に入射した相異なる入射角度を有する複数の光束はそれぞれ前記画素を介して前記第1集光手段の焦点位置に集光した後、発散光束となって前記表示装置から出射し、前記第１集光手段の焦点距離は前記第１集光手段の後面から該画素の光軸方向の中心までの距離の１．３倍から２．５倍の範囲内にあることを特徴とする投射装置用の表示装置。」
を、
　「マトリックス状の複数の画素と、該複数の画素の光入射側に複数の集光部材をマトリックス状に配置した第１集光手段と、前記複数の画素の光入射側に配置した入射側偏光フィルターと、前記複数の画素の光出射側に配置した出射側偏光フィルターとを有し、前記複数の画素の光学特性を変化させることにより光変調して画像情報を形成する投射装置用のＴＮ型の液晶表示装置であって、前記第1集光手段に入射した相異なる入射角度を有する複数の光束はそれぞれ前記画素を介して前記第1集光手段の焦点位置に集光した後、発散光束となって前記表示装置から出射し、前記第１集光手段の焦点距離は前記第１集光手段の後面から該画素の光軸方向の中心までの距離の１．３倍から２．５倍の範囲内にあることを特徴とする投射装置用の表示装置。」
と訂正する。
ｂ．特許請求の範囲の請求項２における
　「請求項１に記載の投射装置用の表示装置と、該表示装置により形成した画像情報を投影する投影系とを有することを特徴とする投射装置。」
を、
　「マトリックス状の複数の画素と、該複数の画素の光入射側に複数の集光部材をマトリックス状に配置した第１集光手段と、前記複数の画素の光入射側に配置した入射側偏光フィルターと、前記複数の画素の光出射側に配置した出射側偏光フィルターと、前記複数の画素の光学特性を変化させることにより光変調して形成した画像情報を投影する投影系とを有するＴＮ型の液晶投射装置であって、前記第1集光手段に入射した相異なる入射角度を有する複数の光束はそれぞれ前記画素を介して前記第1集光手段の焦点位置に集光した後、発散光束となって前記表示装置から出射し、前記第１集光手段の焦点距離は前記第１集光手段の後面から該画素の光軸方向の中心までの距離の１．３倍から２．５倍の範囲内にあることを特徴とする液晶投射装置。」
と訂正する。
ｃ．段落【００１７】における
　「【課題を解決するための手段】請求項１の発明の表示装置はマトリックス状の複数の画素と、該複数の画素の光入射側に複数の集光部材をマトリックス状に配置した第１集光手段とを有し、前記複数の画素の光学特性を変化させることにより光変調して画像情報を形成する投射装置用の表示装置であって、前記第1集光手段に入射した相異なる入射角度を有する複数の光束はそれぞれ前記画素を介して前記第1集光手段の焦点位置に集光した後、発散光束となって前記表示装置から出射し、前記第１集光手段の焦点距離は前記第１集光手段の後面から該画素の光軸方向の中心までの距離の１．３倍から２．５倍の範囲内にあることを特徴としている。」
を、
　「【課題を解決するための手段】
　請求項１の発明のＴＮ型の液晶表示装置は、マトリックス状の複数の画素と、該複数の画素の光入射側に複数の集光部材をマトリックス状に配置した第１集光手段と、前記複数の画素の光入射側に配置した入射側偏光フィルターと、前記複数の画素の光出射側に配置した出射側偏光フィルターとを有し、前記複数の画素の光学特性を変化させることにより光変調して画像情報を形成する投射装置用のＴＮ型の液晶表示装置であって、
前記第1集光手段に入射した相異なる入射角度を有する複数の光束はそれぞれ前記画素を介して前記第1集光手段の焦点位置に集光した後、発散光束となって前記表示装置から出射し、前記第１集光手段の焦点距離は前記第１集光手段の後面から該画素の光軸方向の中心までの距離の１．３倍から２．５倍の範囲内にあることを特徴としている。」
と訂正する。
ｄ．段落【００１８】における
　「請求項２の発明の投射装置は請求項１に記載の投射装置用の表示装置と、該表示装置により形成した画像情報を投影する投影系とを有することを特徴としている。」
を、
　「請求項２の発明の液晶投射装置は、マトリックス状の複数の画素と、該複数の画素の光入射側に複数の集光部材をマトリックス状に配置した第１集光手段と、前記複数の画素の光入射側に配置した入射側偏光フィルターと、前記複数の画素の光出射側に配置した出射側偏光フィルターと、前記複数の画素の光学特性を変化させることにより光変調して形成した画像情報を投影する投影系とを有するＴＮ型の液晶投射装置であって、
　前記第1集光手段に入射した相異なる入射角度を有する複数の光束はそれぞれ前記画素を介して前記第1集光手段の焦点位置に集光した後、発散光束となって前記表示装置から出射し、前記第１集光手段の焦点距離は前記第１集光手段の後面から該画素の光軸方向の中心までの距離の１．３倍から２．５倍の範囲内にあることを特徴としている。」
と訂正する。
イ．訂正の目的の適否、新規事項の有無及び拡張・変更の存否
　訂正事項ａは、段落【０００５】、【０００９】、【００３９】、【００４９】の記載に基づいて、特許請求の範囲の請求項１における表示装置を限定するものであるから、特許請求の範囲の減縮に該当し、新規事項の追加に該当せず、また、実質上特許請求の範囲を拡張又は変更するものでもない。
　訂正事項ｂは、特許請求の範囲の請求項２を独立形式により記載し、段落【０００５】、【０００９】、【００３９】、【００４９】の記載に基づいて、特許請求の範囲の請求項２における液晶投射装置を限定するものであるから、特許請求の範囲の減縮に該当し、新規事項の追加に該当せず、また、実質上特許請求の範囲を拡張又は変更するものでもない。
　訂正事項ｃは、訂正事項ａによる請求項１の訂正との整合を図るため、段落【０００５】、【０００９】、【００３９】、【００４９】の記載に基づいて、段落【００１７】を訂正するものであるから、明りょうでない記載の釈明に該当し、新規事項の追加に該当せず、また、実質上特許請求の範囲を拡張又は変更するものでもない。
　訂正事項ｄは、上記訂正事項ｂによる請求項２の訂正との整合を図るため、段落【０００５】、【０００９】、【００３９】、【００４９】の記載に基づいて、段落【００１８】を訂正するものであるから、明りょうでない記載の釈明に該当し、新規事項の追加に該当せず、また、実質上特許請求の範囲を拡張又は変更するものでもない。
ウ．むすび
　したがって、上記訂正は、特許法第１２０条の４第２項の規定及び第３項において準用する平成６年法律第１１６号による改正前の特許法第１２６条第１項ただし書及び第２項の規定に適合するので、当該訂正を認める。
　　　
３．特許異議申立てについて
ア．本件発明
　平成１５年３月２４日付けの訂正明細書の請求項１及び２に係る発明（以下、それぞれ本件発明１及び２という）は、その特許請求の範囲の請求項１及び２に各々記載されとおりの次のものである。
  「【請求項１】マトリックス状の複数の画素と、該複数の画素の光入射側に複数の集光部材をマトリックス状に配置した第１集光手段と、前記複数の画素の光入射側に配置した入射側偏光フィルターと、前記複数の画素の光出射側に配置した出射側偏光フィルターとを有し、前記複数の画素の光学特性を変化させることにより光変調して画像情報を形成する投射装置用のＴＮ型の液晶表示装置であって、前記第1集光手段に入射した相異なる入射角度を有する複数の光束はそれぞれ前記画素を介して前記第1集光手段の焦点位置に集光した後、発散光束となって前記表示装置から出射し、前記第１集光手段の焦点距離は前記第１集光手段の後面から該画素の光軸方向の中心までの距離の１．３倍から２．５倍の範囲内にあることを特徴とする投射装置用の表示装置。
【請求項２】マトリックス状の複数の画素と、該複数の画素の光入射側に複数の集光部材をマトリックス状に配置した第１集光手段と、前記複数の画素の光入射側に配置した入射側偏光フィルターと、前記複数の画素の光出射側に配置した出射側偏光フィルターと、前記複数の画素の光学特性を変化させることにより光変調して形成した画像情報を投影する投影系とを有するＴＮ型の液晶投射装置であって、前記第1集光手段に入射した相異なる入射角度を有する複数の光束はそれぞれ前記画素を介して前記第1集光手段の焦点位置に集光した後、発散光束となって前記表示装置から出射し、前記第１集光手段の焦点距離は前記第１集光手段の後面から該画素の光軸方向の中心までの距離の１．３倍から２．５倍の範囲内にあることを特徴とする液晶投射装置。」
イ．申立ての理由の概要
　特許異議申立人佐藤文子は、甲第１〜４号証を提出して、本件発明１及び２は、甲第１号証刊行物に記載された発明であるから、特許法第２９条第１項第３号の規定に該当し特許を受けることができず、また、甲第１号証刊行物に記載された発明に基づいて当業者が容易に発明をすることができたものであるから、特許法第２９条第２項の規定により特許を受けることができないものであるので、その特許は取り消されるべきものである旨主張する。
ウ．各刊行物に記載の発明
  特許異議申立人が提出した甲各号証刊行物には、次のように記載されている。
特開平４−３５３８２４号公報（申立人提出の甲第１号証。以下、刊行物１という）
　「２枚の透明基板を対向配置してなる液晶パネルと、該液晶パネルを通過する光源からの光をスクリーン上に投影する投影レンズを備えた投影型液晶表示装置において、該２枚の透明基板間に、液晶と該液晶を支持する重合性樹脂を含んでなる光散乱性液晶複合体を挟持し、且つ該液晶パネルの各絵素に対応してマイクロレンズを配置した投影型液晶表示装置。」（特許請求の範囲請求項１）
　「・・・・本発明は、偏光板を必要としない投影型液晶表示装置に関し、より詳しくは２枚の透明基板を対向配置してなる液晶パネルと、該液晶パネルを通過する光源からの光をスクリーン上に投影する投影レンズを備えた投影型液晶表示装置に関する。」（段落【０００１】）
　「・・・・液晶表示モードとして、液晶表示分子を９０度捩った、ツイステッド・ネマティック（ＴＮ）型液晶表示は高い表示コントラストが得られ、また時分割駆動が行い易いという利点を有することから、これまで投影型液晶表示装置に主として用いられてきた。このようなＴＮ型液晶表示では液晶パネルを２枚の偏光板で挟む必要があり、・・・・偏光板を使用した投影型液晶表示装置においては、光源から照射される入射光のうち偏光板の偏光方向に合った一方向の偏光成分しか投影光として利用できないため、全体として光量が落ち、必然的に表示が暗くなってしまう欠点がある。」（段落【０００２】〜【０００３】）
　「ここで偏光板を使用しない液晶表示モードであるダイナミックスキャッタリング（ＤＳ）モードを用いた液晶表示や上記ＰＤＬＣなどの光散乱型の液晶表示モードをプロジェクション用として採用する場合、光学系としてはシュリーレン光学系が用いられる。このシュリーレン光学系は従来、透明媒質中の屈折率分布などを目視で見えるようにするために用いられて来た光学的手法であり、光源、収差が補正されたレンズおよび光源像の大きさに相当する開口部を有する遮光板より構成される。」（段落【０００５】）
　「・・・・図１１に示すように、複数のマイクロレンズ４１が背面側に形成されたガラス基板４０に背面側より光源からの入射光Ａを入射する場合を仮定すると、マイクロレンズ領域がなければ・・・・光量の一部が表示に寄与しないことになる。これに対して、マイクロレンズ４１を付設すると、・・・・入射光Ａを有効に活用でき、表示画面の明るさの向上に寄与できる。」（段落【０００８】）
　「・・・・ＰＤＬＣを用いた投影型液晶表示装置において、マイクロレンズを付加する構成をとり、表示画面の明るさを更に一層向上することも考えられるが、・・・・マイクロレンズ４１で集光され、開口部４２を通過した光はその後、液晶相を通過した後に発散し、広がってしまう。このため、液晶パネルを通過した光をスクリーン上に投影する投影レンズの有効口径から外れてしまい、従来のシュリーレン光学系をそのまま採用したのでは良好な表示コントラストが得られないという新たな問題が生じる。
【００１１】本発明は、このような従来技術の問題点を解消するものであり、表示画面の明るさの向上が図れ、且つ良好なコントラストが得られる投影型液晶表示装置を提供することを目的とする。」（段落【００１０】〜【００１１】）
　「・・・・本実施例においては、投影型液晶表示装置の液晶パネルとして、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を各絵素に付加したＴＦＴ型液晶パネルを用いた。・・・・図１は本発明の第１実施例にかかる３枚パネル方式の投影型液晶表示装置を示す。・・・・コンデンサーレンズＣ１〜Ｃ３を通過した色光４、５、６は、図２に示すように液晶パネル１１・・・・を構成する一方のガラス基板（ＴＦＴ側基板）３６の背面側に配設されたマイクロレンズ３３、３３・・・・に照射され、該マイクロレンズ３３により絞り込まれた色光４〜６が個々の絵素を通過して投影レンズ７を通してスクリーン８上に投影される。・・・・」（段落【００２１】〜【００２４】）
　「・・・・図４はＰＤＬＣ２６と称せられるドロップレット液晶を散在させた液晶ポリマーに電圧を印加しない状態（図４（ａ））と、電圧を印加して電界を形成した状態（図４（ｂ））におけるＰＤＬＣ２６中の液晶分子の配列方向の変化を示す。・・・・」（段落【００２８】）
　「・・・・図５に示すように、上記選択イオン拡散方法により形成されるマイクロレンズ３３をＴＦＴ側基板３６に設け、該マイクロレンズ３３の焦点距離を該マイクロレンズ３３で集光される入射光２７がピンホール４５の位置で焦点を結ぶように設定する。このような光学系において、各絵素とピンホール４５の組が、それぞれのシュリーレン光学系を構成する。液晶ポリマーが透明状態ではマイクロレンズ３３で集光された入射光２７がピンホール４５を通過し、液晶ポリマーが不透明な状態では、ＰＤＬＣ２６中で光が散乱してしまい、ピンホール４５を通過しない。
【００４３】ピンホール４５の穴径を小さくすれば、上記した理由により該投影型液晶表示装置の表示コントラストは向上する。しかし、あまりにも小さくしすぎると光量が減少して暗い表示になる。また本実施例では、図５に示すように液晶パネル１１の光源側の基板、即ちＴＦＴ側基板３６にマイクロレンズ３３が形成されており、スリット板３５を液晶パネル１１に近接させて設けるのであれば、該マイクロレンズ３３の焦点距離はＴＦＴ側基板３６と対向側基板３７の２枚の基板の厚みに設定する必要がある。従って、厚さ１．１ｍｍの基板を使用するのであれば該マイクロレンズ３３の焦点距離は２．２ｍｍになる。また本実施例においては一つ一つのマイクロレンズ３３の配設ピッチは２００μｍであるので、スリット板３５板に多数設けられるピンホール４５の穴径は１０〜２０μｍの範囲が好ましい。・・・・」（段落【００４２】〜【００４３】）
　「・・・・以上の本発明投影型液晶表示装置によれば、２枚の透明基板間に光散乱性液晶複合体を封入し、且つマイクロレンズを付設する構成をとるので、両者の協働作用により表示画面の明るさを従来技術に比べて格段に向上できる利点がある。・・・・投影レンズの有効口径から外れることなく液晶パネルを通過した光をスクリーン上に投影できるので、表示コントラストを格段に向上できる。」（段落【００５９】〜【００６０】）
　以上の記載からすれば、刊行物１には、「複数の絵素が配置され、ＴＦＴ側基板と対向側基板との２枚の透明基板間に液晶と該液晶を支持する重合性樹脂を含んでなる光散乱性液晶重合体を挟持した液晶パネルと、該液晶パネルを通過する光源からの光をスクリーン上に投影する投影レンズを備え、光源側のＴＦＴ側基板の背面側に各絵素に対応してマイクロレンズが配設され、光源からの入射光が該マイクロレンズで集光される位置にピンホールが設けられて、各絵素とピンホールの組がシュリーレン光学系を構成するようにした投影型液晶表示装置」が記載されているものと認められる。
日経ＢＰ社電子グループ編「フラットパネル・ディスプレイ１９９０」（１９８９年１１月１日日経ＢＰ社発行、第１７４頁、申立人提出の甲第２号証。以下、刊行物２という）
　液晶デバイスの構成として、液晶層の厚さが数μｍ〜十数μｍであることが記載されている。
松本正一・角田市良共著「液晶の最新技術−物性・マテリアル・応用−」（１９８３年９月１５日株式会社工業調査会発行、第３３頁、申立人提出の甲第３号証。以下、刊行物３という）
　内面に透明電極を形成した２枚のガラス基板の間に１０μｍ前後の厚みの液晶層をサンドイッチした液晶セルについて記載されている。
松本正一著「液晶エレクトロニクス」（昭和６１年９月２５日株式会社オーム社発行、第３５頁、申立人提出の甲第４号証。以下、刊行物４という）
　透明電極基板の間に誘電率異方性が正のネマティック液晶を１０μｍ程度の厚さにサンドイッチし、液晶分子の長軸が２枚の基板間で９０°連続的に捩れたツイスト配列セルについて記載されている。
エ．対比、判断
　本件発明１と刊行物１に記載の基を対比すると、刊行物１に記載のものにおける「投影型液晶表示装置」、「液晶パネル」、「絵素」、「マイクロレンズ」は、それぞれ本件発明１における「投射装置」、「液晶表示装置」、「画素」、「集光部材」に相当するものであり、刊行物１に記載のものにおける液晶パネルは、複数の絵素の光学特性を変化させることにより光変調して画像情報を形成するものであり、その絵素と、各絵素に対応するマイクロレンズとは、画像を表示する液晶パネルとしては、マトリックス状に配置されるべきものであり、刊行物１に記載のものにおいて、マトリックス状に配置された個々の「マイクロレンズ」の集合体は、本件発明１における「第１集光手段」に相当し、また、光源から個々のマイクロレンズに入射した相異なる入射角度を有する複数の光束がそれぞれの絵素を介してマイクロレンズの焦点位置に集光した後、発散光束となって液晶パネルから出射することは明らかである。さらに、刊行物１に記載のものにおける基板の厚さ１．１ｍｍ及びマイクロレンズの焦点距離２．２ｍｍの値と、刊行物２〜４に記載されるように、通常の液晶パネルにおける液晶層の厚さが１０μｍ程度であることからすれば、刊行物１に記載のものにおけるマイクロレンズの焦点距離がマイクロレンズの後面から絵素の光軸方向の中心までの距離の１．３倍から２．５倍の範囲内であることは明らかである。そうすると、本件発明１と刊行物１に記載のものとは、「マトリックス状の複数の画素と、該複数の画素の光入射側に複数の集光部材をマトリックス状に配置した第１集光手段とを有し、前記複数の画素の光学特性を変化させることにより画像情報を形成する投射装置用の液晶表示装置であって、前記第1集光手段に入射した相異なる入射角度を有する複数の光束はそれぞれ前記画素を介して前記第1集光手段の焦点位置に集光した後、発散光束となって前記表示装置から出射し、前記第１集光手段の焦点距離は前記第１集光手段の後面から該画素の光軸方向の中心までの距離の１．３倍から２．５倍の範囲内にあることを特徴とする投射装置用の表示装置」である点において一致するが、本件発明１の液晶表示装置は、複数の画素の光入射側に配置した入射側偏光フィルターと、複数の画素の光出射側に配置した出射側偏光フィルターとを有するＴＮ型の液晶表示装置であるのに対し、刊行物１に記載の液晶パネルは、液晶とこれを支持する重合性樹脂を含んでなる光散乱性液晶複合体を用いたものであり、偏光フィルターを必要としないものである点において相違する。
　そこで、上記相違点について検討する。
　刊行物１に記載のものは、ＴＮ型の液晶パネルが２枚の偏光板で挟まれるために一方向の偏光成分しか利用できず光量が落ちることに鑑み、ＴＮ型でなく光散乱性液晶複合体を用いた液晶パネルとしたものである。すなわち、表示画面の明るさを向上させるために、刊行物１に記載のものにおいては、２枚の偏光板を必要とするＴＮ型液晶パネルでなく、偏光板を必要としない光散乱性液晶複合体を用いた液晶パネルを採用しているのであって、刊行物１に記載のものにおいては、ＴＮ型液晶パネルを用いることは全く意図されていないものである。
　それゆえ、上記相違点は技術的に有意のものであり、本件発明１は、刊行物１に記載された発明ではない。
　また、刊行物１に記載のものにおいて、マイクロレンズの焦点距離がマイクロレンズの後面から絵素の光軸方向の中心までの距離の１．３倍から２．５倍の範囲内であるとしても、マイクロレンズの焦点距離については、絵素とこれに対応して配置されたピンホールとによりシュリーレン光学系が構成され、マイクロレンズに入射した光が絵素を介してピンホールの位置に集光するということから規定されており、比較的大きなＦナンバーの投射レンズであっても液晶パネルに表示された画像情報を光量の損失を少なくしつつ明るく投射するという本件発明１の課題、目的に応じたものではない。それゆえ、マイクロレンズの焦点距離が本件発明１の場合と刊行物１の場合とで同様になっていても、それをどのように設定するかという意図について、両者の場合で全く異なるものである。そして、刊行物１に記載のものにおける光散乱性液晶重合体を用いた液晶パネルを、２枚の偏光板を有するＴＮ型液晶パネルに換えることについては、刊行物１には記載されていず、また、示唆するところもない。さらに、この点については、刊行物２〜４にも記載されていず、示唆するところもない。
　したがって、本件発明１は、刊行物１〜４に各々記載された発明に基づいて当業者が容易に発明をすることができたものではない。
　次に、本件発明２は、実質的に本件発明１の液晶表示装置と、その液晶表示装置により形成された画像情報を投影する投影系とを有するＴＮ型の液晶投射装置であり、刊行物１に記載のものに対して、本件発明１に関して前述したのと同じ相違点を有する。
　それゆえ、本件発明２は、本件発明１の場合と同様の理由により、刊行物１に記載された発明ではなく、また、刊行物１〜４に各々記載された発明に基づいて当業者が容易に発明をすることができたものでもない。
　　　　
４．むすび                                                              
　以上のとおりであるから、特許異議申立ての理由及び証拠によっては、本件発明１及び２についての特許を取り消すことはできない。
　また、他に本件発明１及び２についての特許を取り消すべき理由を発見しない。
　よって、結論のとおり決定する。
【異議決定日】
平成１５年７月４日（２００３．７．４）
【訂正の要旨】
審決（決定）の【理由】欄参照。
（５４）【発明の名称】
表示装置及びそれを用いた投射装置
（５７）【特許請求の範囲】
　【請求項１】　マトリックス状の複数の画素と、該複数の画素の光入射側に複数の集光部材をマトリックス状に配置した第１集光手段と、前記複数の画素の光入射側に配置した入射側偏光フィルターと、前記複数の画素の光出射側に配置した出射側偏光フィルターとを有し、前記複数の画素の光学特性を変化させることにより光変調して画像情報を形成する投射装置用のＴＮ型の液晶表示装置であって、
　前記第１集光手段に入射した相異なる入射角度を有する複数の光束はそれぞれ前記画素を介して前記第１集光手段の焦点位置に集光した後、発散光束となって前記表示装置から出射し、前記第１集光手段の焦点距離は前記第１集光手段の後面から該画素の光軸方向の中心までの距離の１．３倍から２．５倍の範囲内にあることを特徴とする投射装置用のＴＮ型の液晶表示装置。
　【請求項２】　マトリックス状の複数の画素と、該複数の画素の光入射側に複数の集光部材をマトリックス状に配置した第１集光手段と、前記複数の画素の光入射側に配置した入射側偏光フィルターと、前記複数の画素の光出射側に配置した出射側偏光フィルターと、前記複数の画素の光学特性を変化させることにより光変調して形成した画像情報を投影する投影系とを有するＴＮ型の液晶投射装置であって、
　前記第１集光手段に入射した相異なる入射角度を有する複数の光束はそれぞれ前記画素を介して前記第１集光手段の焦点位置に集光した後、発散光束となって前記投影系に入射し、前記第１集光手段の焦点距離は前記第１集光手段の後面から該画素の光軸方向の中心までの距離の１．３倍から２．５倍の範囲内にあることを特徴とする液晶投射装置。
【発明の詳細な説明】
　【０００１】
　【発明の属する技術分野】
　本発明は表示装置及びそれを用いた投射装置に関し、特に駆動信号（電気信号）によって光学特性、例えば透過率が変化する画素をマトリックス状に複数個配置した、例えば液晶ライトバルブ（液晶表示パネル）に光源からの光束を入射させ、該入射光束を該ライトバルブで光変調させて画像表示を行ない、又該画像情報を所定面（スクリーン面）上に投影する際に好適なものである。
　【０００２】
　【従来の技術】
　従来より液晶ライトバルブ（液晶表示パネル）を用いて画像情報の表示を行なう表示装置や、該表示装置で形成された画像情報をスクリーン面上に投影するようにした投射装置が種々と提案されている。
　【０００３】
　一般に液晶ライトバルブは複数の画素をマトリックス状に配列して構成しており、複数の画素の透過率を駆動電圧を印加して変化させて入射光束を光変調させることにより画像情報の表示を行なっている。
　【０００４】
　図８は従来の液晶ライトバルブを用いてカラー画像を投影する投射装置（液晶プロジェクター）の要部概略図である。
　【０００５】
　図中１１１，１１２，１１３は各々青色（Ｂ）、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）の各色に対応したモノクローム画像を表示するＴＮ型などの液晶パネルである。
　【０００６】
　１０１はメタルハライドランプなどの白色光源である。１０２は白色光源１０１から発した光束を効果的に液晶パネル１１１，１１２，１１３の方向へ導く為の放物面形状などのリフレクターである。１０３は白色光に含まれる紫外線と赤外線をカットするためのフィルターである。
　【０００７】
　１０４は白色光源１０１からの光束を第１の色光（例えばＧ）と第２，３の色光（Ｒ，Ｂ）に分離するための第１のダイクロイックミラーである。１０５は第２の色光（Ｒ）と第３の色光（Ｂ）に分離するための第２のダイクロイックミラーである。１０９は第１の色光（Ｇ）を反射する全反射ミラーで、１０８は第３の色光（Ｂ）を反射する全反射ミラーである。１０６は第１の色光（Ｇ）と第２の色光（Ｒ）を合成するための第３のダイクロイックミラーである。１０７は第１，２の色光（Ｇ，Ｒ）と第３の色光（Ｂ）を合成するための第４のダイクロイックミラーである。
　【０００８】
　１１０は液晶パネル１１１，１１２，１１３の画像をスクリーンＳに投影する投影レンズである。１１４，１１５，１１６は各液晶パネル１１１，１１２，１１３に至る照明光を投射レンズ１１０のパネル側瞳上に集光するためのコンデンサーレンズである。
　【０００９】
　尚、各液晶パネル１１１，１１２，１１３の前後には偏光方向の直交する偏光フィルターがおかれ、液晶パネルの入射側の偏光フィルターは照明光を偏光とする偏光子としての作用をし、射出側の偏光フィルターは液晶パネルで偏光方向が旋回しない光をカットし変調する検光子としての作用をしている。
　【００１０】
　同図では以上のような構成により液晶パネル１１１，１１２，１１３に形成された画像情報を重ね合わせて投写レンズ１１０によりスクリーンＳ面上に投影している。
　【００１１】
　【発明が解決しようとする課題】
　液晶ライトバルブ（液晶パネル）を用いた投射装置では、その液晶パネルの開口率が数１０％しかなく、液晶パネルにより投射光量が大幅に減少してしまう欠点があった。
　【００１２】
　これを解決する手段として特開平２−１１５８８９号公報では図９に示すように液晶パネルの各画素８１ごとに微小なレンズ８２を設け、液晶パネル上に集光するようにして、光量の損失を少なくするようにした投射装置を提案している。
　【００１３】
　しかしながら同公報で提案されている投射装置では図９に示すように液晶パネルから射出する光束が大きく広がりＦナンバーＦＮｏの小さな明るい投射レンズを用いる必要があった。
　【００１４】
　又、特開平２−２６２１８５号公報では図１０に示すように各画素毎の液晶素子９１をはさんで対称な位置に液晶素子９１に焦点のある微小レンズ９２，９３を置き、液晶パネル９１からの出射光束を平行とし、光束の広がりを抑えた投射装置を提案している。
　【００１５】
　しかしながら同公報で提案されている投射装置は図１０に示すように２つの微小レンズ９２，９３の大きさは画素の大きさより大きくできないので、第２のレンズ９３による光束のケラレが発生し、微小レンズの効果を損なってしまうという欠点があった。
　【００１６】
　本発明は複数の画素をマトリックス状に配列した液晶ライトバルブ（液晶パネル）に対して複数の微小レンズ（集光部材）を有した第１集光手段を適切に配置した表示装置を用いることにより、比較的大きなＦナンバーの暗い投射レンズであっても液晶パネルに表示された画像情報を光量の損失を少なくしつつ明るく投射することができる表示装置及びそれを用いた投射装置の提供を目的とする。
　【００１７】
　【課題を解決するための手段】
　請求項１の発明の投射装置用のＴＮ型の液晶表示装置は、マトリックス状の複数の画素と、該複数の画素の光入射側に複数の集光部材をマトリックス状に配置した第１集光手段と、前記複数の画素の光入射側に配置した入射側偏光フィルターと、前記複数の画素の光出射側に配置した出射側偏光フィルターとを有し、前記複数の画素の光学特性を変化させることにより光変調して画像情報を形成する投射装置用のＴＮ型の液晶表示装置であって、
前記第１集光手段に入射した相異なる入射角度を有する複数の光束はそれぞれ前記画素を介して前記第１集光手段の焦点位置に集光した後、発散光束となって前記表示装置から出射し、前記第１集光手段の焦点距離は前記第１集光手段の後面から該画素の光軸方向の中心までの距離の１．３倍から２．５倍の範囲内にあることを特徴としている。
　【００１８】
　請求項２の発明の液晶投射装置は　マトリックス状の複数の画素と、該複数の画素の光入射側に複数の集光部材をマトリックス状に配置した第１集光手段と、前記複数の画素の光入射側に配置した入射側偏光フィルターと、前記複数の画素の光出射側に配置した出射側偏光フィルターと、前記複数の画素の光学特性を変化させることにより光変調して形成した画像情報を投影する投影系とを有するＴＮ型の液晶投射装置であって、
　前記第１集光手段に入射した相異なる入射角度を有する複数の光束はそれぞれ前記画素を介して前記第１集光手段の焦点位置に集光した後、発散光束となって前記投影系に入射し、前記第１集光手段の焦点距離は前記第１集光手段の後面から該画素の光軸方向の中心までの距離の１．３倍から２．５倍の範囲内にあることを特徴としている。
　【００１９】
　【００２０】
　【００２１】
　【００２２】
　【実施例】
　図１は本発明の表示装置を用いた投射装置の実施例１の要部概略図である。
　【００２３】
　図１の実施例１は一般的なカラー液晶に形成された投影像原画を投影するカラー液晶プロジェクターに適用した場合を示している。
　【００２４】
　図中、３０は白色光源でコリメートされた光束を射出している。２１，２２，２３は各々赤用、緑用、青用の液晶表示素子（液晶ライトバルブ）を用いた表示装置である。各表示装置２１，２２，２３は制御手段３６からの制御信号によって光の透過率や反射率が変化する複数の画素より成り、光源３０からの光を変調し、画像を形成している。
　【００２５】
　液晶ライトバルブは複数の画素をマトリックス状に配列した構成より成っている。３３ａ，３３ｂ，３３ｃは各々反射ミラー、３１は赤反射ダイクロイックミラーで赤色光を反射し赤用の表示装置２１を照明している。３２，３３は緑反射ダイクロイックミラーで緑用の表示装置２２を照明及び反射している。
　【００２６】
　青用の表示装置２３は赤反射ダイクロイックミラー３１と緑反射ダイクロイックミラー３２を通過した青色光で照明される。３４は青反射ダイクロイックミラーである。光源３０、反射ミラー３３ａ，３３ｂ，３３ｃ、ダイクロイックミラー３１，３２，３３，３４等は照明手段の一要素を構成している。
　【００２７】
　同図においては白色光源３０からの白色光をダイクロイックミラー（３１，３２，３３，３４）で赤、緑、青の各色光に色分解し、これら赤、緑、青の各色光により各々赤、緑、青用の表示装置（２１，２２，２３）を照明し、これらの各色光に基づく表示装置（２１，２２，２３）の像を投影系３５によりスクリーンＳ面上に重ねて投影し、カラー画像を得ている。
　【００２８】
　図２は図１に用いた表示装置２１，２２，２３の説明図である。図２では表示装置を構成する複数の画素のうちの１つの画素近傍を示している。
　【００２９】
　図２において１は液晶ライトバルブを構成する複数の画素のうちの１画素である。１１は１画素１のうちの光が透過する開口部、１２は光が遮光される遮蔽部である。２は各画素毎に設けた照明光を集光する集光部材であり、例えばレンズ、フレネルレンズ、回折格子、そして表面に垂直な軸から半径方向に屈折率分布を持つ平行平板等から成っている。同図ではレンズを用いた場合を示している。
　【００３０】
　本実施例では図２に示した画素１を複数個、マトリックス状に配列して液晶ライトバルブを構成している。又複数の画素に各々対応してレンズ２に示すような集光部材を複数個対向配置して第１集光手段を構成している。１つの画素１と１つの集光部材２は１つの画素ユニット１ａを構成している。
　【００３１】
　本実施例ではこのような構成の液晶ライトバルブと第１集光手段より表示装置を構成している。
　【００３２】
　本実施例では図２に示すようにレンズ（集光部材）２からレンズ２の集光点２ａまでの距離（即ちレンズ２の焦点距離ｆ）が、レンズ２の後面から画素１の光軸方向の中心（画素１の光軸方向の厚さの中心）までの距離Ｌの１．３倍から２．５倍の範囲内としている。即ち
　　１．３＜ｆ／Ｌ＜２．５　　‥‥‥（１）
となるように各要素を設定している。
　【００３３】
　この条件式（１）は、液晶ライトバルブの照明光が画素１の開口部１１に集光せず、該開口部１１を通過し、前記画素１のレンズ２を配置した側と反対側にある集光点２ａで集光状態となる、即ちレンズ２からの光束の拡がり角が図９に図示した従来技術と比べて小さくなる、ということを表している。この条件式（１）において、ｆ／Ｌが下限値（１．３）を下回ると、従来技術（図９）の画素上で照明光
を集光させる場合の拡がり角と比べて格別の差は見られない。よって、後続の投射系の瞳にケラレる光の量は従来技術とあまり変わらなくなってしまう。また、ｆ／Ｌが上限値（２．５）を上回る、即ちレンズ２の焦点距離が長いということは、
レンズ２の屈折力が弱いということを示すこととなる。レンズ２の屈折力が弱ければ、第１の集光手段に入射する照明光を前記画素の開口部に集める力が弱まってしまう。そのため、画素の遮蔽部１２で遮蔽される光の量が増え、光の利用効率が下がってしまう。以上の理由から、条件式（１）を満たすことは、光の利用効率を上げるためには必要不可欠である。
　【００３４】
　図３は本発明の表示装置の実施例２の説明図である。図２と同様に表示装置を構成する複数の画素のうちの１つの画素近傍を示している。
　【００３５】
　本実施例では図２の実施例１に比べて画素１の射出側にも複数の画素に対応して各々複数の集光部材３より成る第２集光手段を配置している点が異なっている。
　【００３６】
　集光部材３は画素１からの射出光束の拡がり角を小さくなるように各画素１から射出する光束の向きを制御して、光束のケラレを少なくしている。本実施例では集光部材３をレンズより構成している。
　【００３７】
　集光部材３は集光部材２の集光点２ａ近傍に配置されており、又集光部材３の焦点位置が集光部材２近傍に位置するように各要素の屈折力を設定している。画素１と集光部材２そして集光部材３は１つの画素ユニット１ａを構成している。
　【００３８】
　尚、本実施例において第１集光手段と第２集光手段とを液晶ライトバルブと共に貼り合わせて構成しても良い。又第１集光手段と第２集光手段とを同一形状のレンズより構成しても良い。
　【００３９】
　又、第１集光手段と液晶ライトバルブとの間又は第２集光手段と液晶ライトバルブとの間に偏光フィルターや位相フィルターそしてカラーフィルター等を設けて構成しても良い。
　【００４０】
　図４は本発明の表示装置の実施例３の説明図である。図４では表示装置を構成する複数の画素のうちの１つの画素近傍を示している。
　【００４１】
　本実施例では図２の実施例１の透過型の液晶ライトバルブの代わりに反射型の液晶ライトバルブを用いている点が異なっており、その他の構成は同じである。
　【００４２】
　図４において１３は反射部であり、画素１毎に設けられている。点線の光束Ｌａは光源からの照明光であり、実線の光束Ｌｂはライトバルブ１の反射部１３で反射した画像情報を有した光束である。
　【００４３】
　レンズ２から、その集光点２ａまでの距離ｆとレンズ２から画素１の中心までの距離Ｌは前述の条件式（１）を満足するように設定されている。
　【００４４】
　図５は本発明の表示装置を用いた投射装置の実施例２の要部概略図である。本実施例の表示装置４０は図３に示す画素ユニット１ａを図６に示すようにマトリックス状に複数個配列した構成より成っている。
　【００４５】
　図５において４１はメタルハライドランプ等の白色光源、４２は放物面等のコールドミラーから成る反射鏡で白色光源４１からの光束を反射させている。４３はコンデンサーレンズであり、白色光源４１からの照明光を効率良く表示装置４０に導光している。表示装置４０は図６に示すように複数の集光部材を有する第１集光手段４４、複数の画素を有する液晶ライトバルブ４５そして複数の集光部材を有する第２集光手段４６より成っている。
　【００４６】
　図５において４７は投影系であり、表示装置４０に形成された画像情報をスクリーン（不図示）面上に投影している。４７ａは投影系４７の入射瞳であり、その面上に白色光源４１の像がコンデンサーレンズ４３と表示装置４０を介して結像するようにしている。
　【００４７】
　表示装置４０は図６に示すように各画素の開口部の中心と投影系４７の入射瞳４７ａの中心を結ぶ線Ｌａｉ　（ｉ＝１，〜ｎ）が第１集光手段４４の各レンズの中心と第２集光手段４６の各レンズの中心とを通過するように各要素を構成している。
　【００４８】
　これにより各画素からの射出光束が入射瞳４７ａ上で重なるようにして、液晶ライトバルブ４５からの光束を効率良く投影系４７の入射瞳４７ａに集光している。
　【００４９】
　本実施例において第１集光手段４４と液晶ライトバルブ４５との間、及び第２集光手段４６と液晶ライトバルブ４５との間に偏光フィルターや位相フィルターを設けても良い。
　【００５０】
　又、Ｒ，Ｇ，Ｂ色用のカラーフィルターを設けてカラー画像の投影を行なっても良い。コンデンサーレンズ４３と表示装置４０の組合わせを３つ用いて図１の表示装置２１，２２，２３の位置に各々配置してカラー画像の投影を行なうようにしても良い。
　【００５１】
　図７は本発明の表示装置を用いた投射装置の実施例３の要部概略図である。
　【００５２】
　同図において６３は第１集光手段、６４は液晶ライトバルブ、６５は第２集光手段であり、これより表示装置４０を構成しており、この構成は図６に示す構成と略同じである。６６１，６６２は各々投影系６６の一部を構成するレンズである。
　【００５３】
　本実施例では投影系６６の表示装置４０側をテレセントリック系とし、投影系６６の入射瞳６６ａが無限遠に位置するようにしている。これにより第１集光手段６３と第２集光手段６５とを液晶ライトバルブ６４に対して対称形となるように構成している。この他の構成は図５の実施例２と同様である。
　【００５４】
　【発明の効果】
　本発明によれば前述の如く複数の画素をマトリックス状に配列した液晶ライトバルブ（液晶パネル）に対して複数の微小レンズ（集光部材）を有した第１集光手段を適切に配置した表示装置を用いることにより、比較的大きなＦナンバーの暗い投射レンズであっても液晶パネルに表示された画像情報を光量の損失を少なくしつつ明るく投射することができる表示装置及びそれを用いた投射装置を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
　【図１】　本発明の表示装置を用いた投射装置の実施例１の要部概略図
　【図２】　本発明の表示装置の実施例１の一部分の説明図
　【図３】　本発明の表示装置の実施例２の一部分の説明図
　【図４】　本発明の表示装置の実施例３の一部分の説明図
　【図５】　本発明の表示装置を用いた投射装置の実施例２の要部概略図
　【図６】　図５の一部分の説明図
　【図７】　本発明の表示装置を用いた投射装置の実施例３の要部概略図
　【図８】　従来の投射装置の概略図
　【図９】　従来の表示装置の概略図
　【図１０】　従来の表示装置の概略図
　【符号の説明】
　１　　画素
　２，３　集光部材
　１ａ　　画素ユニット
　２１，２２，２３　液晶ライトバルブ
　３１，３２，３３　ダイクロイックミラー
　３０，４１　光源
　３５，４７，６６　投射系
　３６　制御手段
　４０　表示装置
　４３　コンデンサーレンズ
　４４　第１集光手段
　４５　ライトバルブ
　４６　第２集光手段