【事件の表示】
　特許第２８３７５３３号「液晶光学装置」の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２８３７５３３号の特許を維持する。
【理由】
１．手続の経緯
　特許第２８３７５３３号の請求項１に係る発明は、平成２年１１月８日に出願され、平成１０年１０月９日に設定登録され、その後、特許異議の申立がなされ、取消理由通知がなされ、その指定期間内である平成１１年１１月５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の判断
（１）訂正の内容
　特許権者が求めている訂正の内容は、以下のとおりである。
ａ．特許請求の範囲に記載される「０．３≦ｔ（ｎ１−ｎ２）／ｒｎ０≦１」を「０．４≦ｔ（ｎ１−ｎ２）／ｒｎ０≦０．９」と訂正する。
ｂ．特許請求の範囲に記載される液晶開口窓に関して「前記液晶開口窓の寸法は１画素の２０％〜５０％であり、」との記載を追加する。
ｃ．発明の詳細な説明の（課題を解決するための手段）中の記載を特許請求の範囲の訂正に合わせて特許請求の範囲のとおりに訂正する。
ｄ．発明の詳細な説明中の式（３）の「０．３ｒ／（ｎ１−ｎ２）≦ｆｅ≦ｒ／（ｎ１−ｎ２）」を「０．４ｒ／（ｎ１−ｎ２）≦ｆｅ≦０．９ｒ／（ｎ１−ｎ２）」と訂正する。
ｅ．発明の詳細な説明中の式（４）の「０．３≦ｔ（ｎ１−ｎ２）／ｒｎ０≦１」を「０．４≦ｔ（ｎ１−ｎ２）／ｒｎ０≦０．９」と訂正する。
ｆ．発明の詳細な説明中の「稠光充填構造」及び「照明光景」をそれぞれ、「稠密充填構造」及び「照明光量」に訂正する。
（２）訂正の目的の適否、新規事項の有無及び拡張・変更の存否
　上記訂正事項ａないしｅは、特許請求の範囲の減縮を目的とするものであり、訂正事項ｆは誤記の訂正を目的とするものである。
　また、訂正事項ａ、ｃ、ｄ、ｅは訂正前明細書（特許公報第６欄第９行〜１２行）の「この値を近軸計算結果と比較すると曲率半径ｒの大きな場合には近軸計算結果の約９０％程度、曲率半径ｒの小さな場合には近軸計算結果の約４０％弱になっている。」との記載、また、訂正事項ｂは訂正前明細書（特許公報第５欄第３６行〜３７行）の「液晶開口窓１０の寸法が１画素の２０％〜５０％の範囲であることが前提条件となる。」との記載にそれぞれ基づくものであり、いずれも新規事項の追加に該当しない。
　さらに、これらの訂正は、実質的に特許請求の範囲を拡張又は変更するものでもない。
（３）独立特許要件
　訂正明細書の請求項１に係る発明は、その特許請求の範囲の請求項１に記載された事項により特定されるとおりのものであって、後述する特許異議申立の理由も含め、これが特許出願の際独立して特許を受けることができないものであるとする理由はない。
　以上のとおりであるから、上記訂正は、特許法第１２０条の４第２項及び同条第３項で準用する第１２６条第２−４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の判断
（１）本件発明
　特許第２８３７５３３号の請求項１に係る発明（以下、「本件発明」という。）は、前記訂正明細書の特許請求の範囲の請求項１に記載された事項により特定される次のとおりのものである。
「一対の液晶セル基板で液晶を挟持してなる液晶パネルの入射光線側にレンズアレイ板を配設して構成する液晶光学装置において、
　前記レンズアレイ板は透明基板の表面に球面状の凸部を多数形成して成り、前記レンズアレイ板を透明接着材を介して前記凸部を前記液晶の液晶開口窓に対向するようにして前記液晶セル基板に接着し、前記液晶開口窓の寸法は１画素の２０％〜５０％であり、また、前記セル基板の厚さｔと屈折率ｎ０、前記凸部の曲率半径ｒと屈折率ｎ１、および前記透明接着材の屈折率ｎ２との間に、０．４≦ｔ（ｎ１−ｎ２）／ｒｎ０≦０．９なる関係を有することを特徴とする液晶光学装置。」
（２）申立の理由の概要
　特許異議申立人古川京子は、甲第１号証ないし甲第４号証を提出して次のａ〜ｃの主張をしている。
ａ．本件請求項１に係る発明は、数値限定の上限においてｔ（ｎ１−ｎ２）／ｒｎ０＝１となる構成を含んでおり、この構成は、甲第１号証に記載されているから、この発明についての特許は、特許法第２９条第１項の規定に違反してされたものであって、取り消されるべきものである。
ｂ．本件請求項１に係る発明は、甲第１号証に記載された発明に甲第２号証ないし甲第４号証に記載された「球面収差」に関する周知の技術事項を適用することにより当業者が容易に発明できたものであるから、この発明についての特許は、特許法第２９条第２項の規定に違反してされたものであって、取り消されるべきものである。
ｃ．本件明細書特許請求の範囲の記載は、次の点で特許法第３６条第４項の規定に違反しているので、本件特許は取り消されるべきである。（なお、申立人は、特許法第３６条第５項の規定に違反していると記載しているが、本件特許は平成２年１１月８日の出願に対してなされたものであるから、昭和６２年改正の特許法が適用され、これによれば、特許請求の範囲の記載については第３６条第４項に規定されている。）
▲１▼本件明細書の発明の詳細な説明（特許公報第５欄第３４行〜第３７行）には「なお、本発明においては、液晶セル基板１の厚さが０．５ｍｍ〜１．１ｍｍ、液晶３の１画素の大きさが５０μｍ平方〜１５０μｍ平方、液晶開口窓１０の寸法が１画素の２０％〜５０％の範囲であることが前提条件となる」と記載されており、この内容は発明の構成に欠くことができない事項であるが、この前提条件が特許請求の範囲に記載されていない。
▲２▼特許請求の範囲の請求項１には「０．３≦ｔ（ｎ１−ｎ２）／ｒｎ０≦１」と記載されているが、本件明細書の発明の詳細な説明（特許公報第６欄第２行〜第１２行）の記載からすれば「０．４≦ｔ（ｎ１−ｎ２）／ｒｎ０≦０．９」とすべきものであり、この記載は、発明の詳細な説明の記載と合致していない。
▲３▼本件特許発明の数値限定の根拠となるシミュレーションは、液晶３の１画素の寸法１００μｍ、開口窓１０の寸法２０μｍという特定の条件でのみ実施されているにも関わらず、特許請求の範囲において、この条件の限定がない。
（３）判断
ａ．異議申立人の主張ａについて
　上記訂正請求により、訂正後の本件発明は、その数値限定の上限が０．９となり、ｔ（ｎ１−ｎ２）／ｒｎ０＝１となる構成は、本件発明に含まれないものとなったから、もはや、この点に関する申立人の主張は理由がない。
ｂ．異議申立人の主張ｂについて
　甲第１号証（特開昭６０−１６５６２３号公報）には、液晶セル基板１，６で液晶１０を挟持したパネルの入射光側の基板１の背面に微小レンズ配列１１を配設し、微小レンズ配列１１は半球状の微小レンズの配列とされ（第３頁左下欄第１３〜１４行）、平行光２０，２１，２２が微小レンズ配列１１により液晶開口窓１２に集光される構造が記載されているところであるが、この微小レンズについてその球面収差までを考慮して、液晶セル基板の厚さｔと屈折率ｎ０、微小レンズの曲率半径ｒと屈折率ｎ１等の関係を規定することについては記載されていないし、また、それを示唆する記載もない。
　また、甲第１号証に記載されている微小レンズ配列は、その凸部が液晶基板と反対側の入射光側に向くものであって、本件発明のごとくレンズアレイ板の凸部が透明接着材を介して液晶開口窓に対向するように液晶セル基板に接着されるという構造のものではないから、甲第２号証ないし甲第４号証において球面収差に関する技術事項が周知であるとしても、甲第１号証に記載されたものに基づいて、本件発明のごとく液晶セル基板の厚さｔと屈折率ｎ０、微小レンズの曲率半径ｒと屈折率ｎ１、透明接着材の屈折率ｎ２との関係を規定することが当業者に容易であるとは認められない。
　したがって、この点に関する申立人の主張は採用できない
ｃ．異議申立人の主張ｃについて
　主張▲１▼について
　訂正請求により、「液晶開口窓の寸法は１画素の２０％〜５０％であり」との構成が特許請求の範囲に記載され、また、基板の厚さ、画素の大きさ、開口窓の寸法の絶対的な値自体は、発明の構成に欠くことができない事項とはいえないから、この点に関する申立人の主張は採用できない。
　主張▲２▼について
　訂正請求により、数値範囲について「０．４≦ｔ（ｎ１−ｎ２）／ｒｎ０≦０．９」と訂正されたから、この点に関する申立人の主張は、もはや理由がない。
　主張▲３▼について
　シミュレーションの条件は、本件発明の数値範囲を導くための１手段にすぎないものであって、その具体的な条件自体が特許請求の範囲に記載されていなければならないというものでもないから、この点に関する申立人の主張は採用できない。
４．むすび
　以上のとおりであるから、特許異議の理由及び証拠によっては本件発明についての特許を取り消すことはできない。
　よって、結論のとおり決定する。
【異議決定日】
平成１１年１２月１５日（１９９９．１２．１５）
【訂正の要旨】
　訂正の要旨
　特許第２８３７５３３号発明の明細書について次のａ〜ｆのとおり訂正する。
ａ．特許請求の範囲に記載される「０．３≦ｔ（ｎ１−ｎ２）／ｒｎ０≦１」を「０．４≦ｔ（ｎ１−ｎ２）／ｒｎ０≦０．９」と訂正する。
ｂ．特許請求の範囲に記載される液晶開口窓に関して「前記液晶開口窓の寸法は１画素の２０％〜５０％であり、」との記載を追加する。
ｃ．発明の詳細な説明の（課題を解決するための手段）中の記載を特許請求の範囲の訂正に合わせて特許請求の範囲のとおりに訂正する。
ｄ．発明の詳細な説明中の式（３）の「０．３ｒ／（ｎ１−ｎ２）≦ｆｅ≦ｒ／（ｎ１−ｎ２）」を「０．４ｒ／（ｎ１−ｎ２）≦ｆｅ≦０．９ｒ／（ｎ１−ｎ２）」と訂正する。
ｅ．発明の詳細な説明中の式（４）の「０．３≦ｔ（ｎ１−ｎ２）／ｒｎ０≦１」を「０．４≦ｔ（ｎ１−ｎ２）／ｒｎ０≦０．９」と訂正する。
ｆ．発明の詳細な説明中の「稠光充填構造」及び「照明光景」をそれぞれ、「稠密充填構造」及び「照明光量」に訂正する。
（５４）【発明の名称】
液晶光学装置
（５７）【特許請求の範囲】
　【請求項１】　一対の液晶セル基板で液晶を挟持してなる液晶パネルの入射光線側にレンズアレイ板を配設して構成する液晶光学装置において、
　前記レンズアレイ板は透明基板の表面に球面状の凸部を多数形成して成り、前記レンズアレイ板を透明接着材を介して前記凸部を前記液晶の液晶開口窓に対向するようにして前記液晶セル基板に接着し、
前記液晶開口窓の寸法は１画素の２０％〜５０％であり、また、
０．４≦ｔ（ｎ１−ｎ２）／ｒｎ０≦０．９
なる関係を有することを特徴とする液晶光学装置。
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
　本発明は、液晶テレビ、液晶ビデオプロジェクタ等に用いられる液晶パネルに関し、特に照明光を液晶パネルに照射し投影レンズを介してスクリーンに拡大投影する液晶プロジェクタに用いられる液晶光学装置に関する。
（従来の技術）
　一般に液晶パネルの全面積のうち画素配線や画素トランジスタ（非晶質シリコン又は多結晶シリコンの薄膜トランジスタ）の占める面積が６０〜７０％であるため、各画素毎に実際に照明光が透過しうる液晶開口窓の面積は３０〜４０％と小さく、照明光のうち６０〜７０％は利用できず無駄になってしまう。
　そこで、１画素毎に微小レンズを設け、これによって照明光を液晶開口窓に集光させて照明の利用効率を上げ、投影画像を明るくしようとする発明が多数出願されている（例えば、特開昭６０−１６５６２３号公報参照）。
（発明が解決しようとする課題）
　従来の技術において述べたものにおいては、ごく概念的にしか記載されておらず、実際大きな効果を得るためにどのような仕様で微小レンズ等を製作してよいか具体的に示されていないという問題を有していた。
　本発明は、従来の技術が有するこのような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、実際に実現可能性の高い液晶パネルとレンズアレイの組合せを構成し、且つシュミレーションにより照明の利用効率を上げるための各構成部品の厚さ、屈折率およびレンズ面の曲率半径との間に存在する数値関係を見い出し、投影画像をより明るくすることができる液晶光学装置を提供しようとするものである。
（課題を解決するための手段）
　上記課題を解決すべく本発明は、一対の液晶セル基板で液晶を挟持してなる液晶パネルの入射光線側にレンズアレイ板を配設して構成する液晶光学装置において、前記レンズアレイ板は透明基板の表面に球面状の凸部を多数形成して成り、前記レンズアレイ板を透明接着材を介して前記凸部を前記液晶の液晶開口窓に対向するようにして前記液晶セル基板に接着し、
前記液晶開口窓の寸法は１画素の２０％〜５０％であり、また、
０．４≦ｔ（ｎ１−ｎ２）／ｒｎ０≦０．９
なる関係を有するものである。
（作用）
　球面状の凸部によって照明光が液晶パネルの各液晶開口部に集光し照明光の利用効率が向上する。
（実施例）
　以下に本発明の実施例を添付図面に基づいて説明する。
　第１図は本発明に係る液晶光学装置の断面図、第２図は球面状凸部による光線の屈折状態を示す模式図である。
　液晶光学装置は、一対の液晶セル基板１，２で液晶３を挟持してなる液晶パネル４の照明光である入射光５側にレンズアレイ板を構成するガラス基板６を配設し、このガラス基板６の表面に液晶３の各画素と１対１に対向するように球面状の凸部７を形成し。これらの凸部７を透明接着部材たる低屈折率樹脂材料８を介して液晶セル基板１に接着して構成されている。
　液晶３は各画素毎に光を透過可能な液晶開口窓１０を有し、それ以外の部分１１は薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）、画素配線等で光を利用できない部分である。
　球面状の凸部７は、例えばＮｉスタンパを用いて２Ｐ樹脂材料や熱硬化性樹脂材料をガラス基板６上にアレイ状に付着形成するような方法で形成される。
　凸部７を形成するためのＮｉスタンパの形状原型、いわゆる「マザー」は、例えばガラス基板にフォトリソグラフィ技術を用いて数μｍ径から十数μｍ径程度の円形開口を持つ金属マスクを形成し、これをフッ酸系のエッチャント用いて適当な時間エッチングすることにより製作する。ガラスのエッチングはマスク開口部からほぼ等方的に進行するため球面状の凹部が得られ、その曲率半径はエッチング時間等によって制御できる。また、エッチング工程を２段階に分ける等の方法により、半球状より浅い凹部や隣接する凹部同士が完全につながったいわゆる稠
密
　ガラス基板６としては、例えばコーニング社製の７０５９基板や一般的なソーダライム基板等が適用できる。なお、プラスチック基板でもよい。このようにして製作した球面状凹部アレイを用いて一般的な電鋳方法によりＮｉマスタ（形状が反転して球面状アレイとなる）をとり、更にこれを用いて電鋳方法により「マザー」と同形状のＮｉスタンパが出来る。
　そして、ガラス基板６の表面に樹脂材料を塗布し、Ｎｉスタンパを密着させれば所望な球面状の凸部７のアレイを製作することが出来る。
　このようにして製作された球面状凸部７のアレイ付きガラス基板６を凸部７が液晶セル基板１の側になるように低屈折率樹脂材料８を用いて液晶セル基板１に接着する。この時液晶３の各液晶開口窓１０と各凸部７は１対１に対向している。
　次に第１図に示すような液晶光学装置を構成し、更に照明光である入射光線５の利用効率を上げてより明るい投影画像を得るためには、液晶セル基板１の屈折率と厚さ、凸部７の曲率半径等に対して以下の様な数値限定条件に従って光学系を構成する必要がある。
　ここで、液晶セル基板１の屈折率をｎ０、その厚さをｔ、凸部の屈折率をｎ１、その曲率半径をｒ、低屈折率樹脂材料８の屈折率をｎ２とする。
　照明光である略平行な入射光線５がガラス基板６に入射するとき、凸部７の球面で光線が屈折する。この時、ｎ１＞ｎ２であれば、凸部７は凸レンズとして作用する。この凸レンズ効果により入射光線５が液晶開口窓１０に出来るだけ多く入射する時が、照明光の利用効率の最大時である。
　凸部７と低屈折率樹脂材料８による曲率半径ｒの球面での屈折による凸レンズの焦点距離ｆは、近軸条件が満足されていれば次式の関係がある。
　ｆ＝ｒ／（ｎ１−ｎ２）　　　　　（１）
　屈折光線を液晶開口窓１０に集光させるためにはｆ＝ｒ／ｎ０とすればよい。従って、ｔ、ｎ０、ｒ、ｎ１、ｎ２の関係は基本的に
　ｔ／ｎ０＝ｒ／（ｎ１−ｎ２）　　（２）
となる必要がある。
　しかしながら、球面による屈折効果は正の球面収差が大きく発生してしまい、第２図に示すように近軸光線よりも周辺光線はもっと凸部７側に集光する。従って、入射光線５の全エネルギーが最も小さい領域に集光する像点Ｉは前記近軸計算による像点ＩＩよりも凸部７側に近くなる。
　そこで、実際に第１図に示す光学系により光線追跡を行い、１画素の寸法を１００μｍ平方、液晶開口窓１０の寸法を２０μｍ平方としたときに球面の屈折によって液晶開口窓１０に入射する光線の本数を計算しその本数の最大値から実効的な焦点位置を算出した。
　第３図は各構成部品の所定屈折率における凸部の曲率半径ｒと液晶セル基板１中の焦点距離との関係を示す計算結果の一例である。液晶セル基板１としては、コーニング社製７０５９基板を想定してｎ０＝１．５３とし、ガラス基板６の表面に樹脂材料を塗布し、Ｎｉスタンパを密着して成形した凸部７の屈折率は樹脂材料からｎ１＝１．５９、低屈折率樹脂材料８の屈折率はｎ２＝１．４９として計算した。
　第３図中、横軸は球面状凸部７の曲率半径ｒを、縦軸は液晶セル基板１（屈折率ｎ０＝１．５３）中の焦点距離の値である。実線は、近軸条件を満足する場合の式（１）、（２）を用いた計算結果である。これに対して点線は、前記の様な光線追跡により求めた実効的な焦点距離と曲率半径ｒとの関係である。従って、本光学系において、球面収差を含めて最も集光効果が大きく得られる位置が第３図中の点線の値である。この値を近軸計算結果と比較すると曲率半径ｒの大きな場合には近軸計算結果の約９０％程度、曲率半径ｒの小さな場合には近軸計算結果の約４０％弱になっている。
　以上のシミュレーション結果より、最も集光効果が大きく得られる実効的な焦点距離ｆｅは、およそ
　
０．４
０．９
のように示される。従って、この値ｆｅをｔ／ｎ０に等しくすることにより、液晶開口位置で最大の集光効果が得られる。
　即ち、ｔ、ｎ０、ｒ、ｎ１、ｎ２の間の数値関係を
　
０．４≦ｔ（ｎ１−ｎ２）／ｒｎ０≦０．９
とする必要がある。
　なお、本実施例では球面状凸部７付ガラス基板６が液晶セル基板１の一方の面のみに設けたが、双方の面において別個に設けてもよい。この場合式（４）は双方の面において別個に満足されなければならない。
　また、各式において焦点距離は球面の頂点からの距離であり、解析する場合にはレンズの厚みを考慮すべきであるが、本用途では焦点距離４００〜８００μｍ程度に比べ、レンズの厚みは数１０μｍ以下であり事実上考慮の必要はない。
　なお、本発明においては、液晶セル基板１の厚さｔが０．５ｍｍ〜１．５ｍｍ、液晶３の１画素の大きさが５０μｍ平方〜１５０μｍ平方、液晶開口窓１０の寸法が１画素の２０％〜５０％の範囲にあることが前提条件となる。
　例えば、凸部７の１個の大きさ約１００μｍ平方で曲率半径ｒが約７５μｍ、ｎ０＝１．５３、ｔ＝１．１ｍｍ、ｎ１＝１．５９、ｎ２＝１．４９の光学系の場合、約４０μｍ平方に集光する照明光量が凸部７を形成しない場合に比べ２倍以上得られた。
（発明の効果）
　以上説明したように本発明によれば、所定の条件式を満足するように各数値を設定することによって最大の集光効果が得られ、照明光の利用効率の向上が図れる。
【図面の簡単な説明】
　第１図は本発明に係る液晶光学装置の断面図、第２図は球面上凸部による構成の屈折状態を示す模式図、第３図は各構成部品の所定屈折率における凸部の曲率半径ｒと液晶セル基板中の焦点距離との関係を示す計算結果の一例である。
　１，２…液晶セル基板、３…液晶、４…液晶パネル、５…入射光線、６…ガラス基板、７…凸部、８…低屈折率樹脂材料（透明接着部材）、１０…液晶開口窓、ｎ０…液晶セル基板の屈折率、ｎ１…凸部の屈折率、ｎ２…低屈折率樹脂材料の屈折率、ｔ…液晶セル基板の厚さ、ｒ…凸部の曲率半径。