(57)【要約】【課題】市場の要求であるビデオカメラやデジタルスチルカメラなどの小型化に向けて、使用する反射型液晶表示装置のサイズを小型化し光学系全長を短くして高倍率レンズを用いるため、反射型液晶表示装置のフロントライトユニットとレンズが接近しても干渉しない構造にする。部品点数を減らしてコストを押さえる。【解決手段】少なくとも、偏光板と、レンズが組み込まれた筐体と、発光素子と、回路基板上に配置した反射型液晶パネルとを有し、前記筐体内のレンズと前記反射型液晶パネルが対向する位置関係になるように、前記筐体を前記反射型液晶パネルの前面に配置し、前記発光素子を前記筐体内の所定の位置に配置した反射型液晶表示装置とする。【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも、偏光板と、レンズが組み込まれた筐体と、発光素子と、回路基板上に配置した反射型液晶パネルとを有し、前記筐体内のレンズと前記反射型液晶パネルが対向する位置関係になるように、前記筐体を前記反射型液晶パネルの前面に配置し、前記発光素子を前記筐体内の所定の位置に配置したことを特徴とする反射型液晶表示装置。
【請求項２】
少なくとも、偏光板と、レンズが組み込まれた筐体と、発光素子と、回路基板上に配置した反射型液晶パネルとを有し、前記筐体内のレンズと前記反射型液晶パネルが対向する位置関係になるように、前記筐体を前記反射型液晶パネルの前面に配置し、前記発光素子を前記反射型液晶パネルを配置した回路基板上に搭載したことを特徴とする反射型液晶表示装置。
【請求項３】
前記レンズが組み込まれた筐体内にピント調整用鏡筒を設けたことを特徴とする請求項１又は２記載の反射型液晶表示装置。
【請求項４】
前記発光素子の前面に反射部材を配置したことを特徴とする請求項２記載の反射型液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は反射型液晶用フロントライトを有する反射型液晶表示装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示装置はビデオカメラやデジタルスチルカメラなどの電子ビューファインダーとして多く用いられている。その中で透過型液晶表示装置と反射型液晶表示装置に分類される。
【０００３】
反射型液晶用フロントライトを有する反射型液晶表示装置では、フロントライトユニットを構成する部品や構造については特開平１３−１４２０６８号公報、特開平１３−１４２０６９号公報、特開平１３−１８３６３１号公報、特開平１３−１８３６６０号公報、特開平１３−２２８４７３号公報にて開示されている。
【０００４】
また、ビデオカメラやデジタルスチルカメラなどの電子ビューファインダーの拡大レンズは、通常用いるデバイスユニットとは別に設けられており、ヘッドマウントディスプレイのプリズムレンズも同様である。
【０００５】
最近では、ビデオカメラやデジタルスチルカメラは小型化に対する要求が大きく、撮影していない携帯時にいかに小さくデザイン的にも有効性を持たせるかが重要なテーマとなってきている。その中で、電子ビューファインダーも用いるデバイスのサイズが小さくなり、接眼レンズ倍率が大きくなるため電子ビューファインダー全長や容量が小さくなる方向である。
【０００６】
また、いかに組み込みやすく、いかに少ない構成部品で同じ性能を引き出し、製品のコストを押さえるかも大変重要である。
【０００７】
図１は前記公報に開示されている従来の反射型液晶表示装置である。（Ａ）は正面断面図、（Ｂ）は上面図である。回路基板１の上面に反射型液晶パネル２と一端部に発光素子３が搭載されたＦＰＣ１３の他端部が固定されている。さらに反射型液晶パネル２の周囲を囲む基台４が固定されている。前記回路基板１にＦＰＣ１３が固定された部分の上部に位置する基台４の部分は凹部４ｄになっている。また、基台４には３つのガイドピン４ａ、４ｂ、４ｃが備えられており、ガイドピンにより筐体５が位置決め固定されている。前記筐体５の一側面には凹部５ａが形成されており、筐体５の内側からみて、偏光板６、拡散板７、導光板８、反射板（反射枠）９が組み込まれている。導光板８には発光素子３を収納する凹部８ａが形成されており回路基板１に立てるように組み込まれている。反射型液晶パネル２の上部に位置する筐体５の部分は空洞になっており、その上部は開放されている。前記筐体５を正面から見ると筐体５の上面は左下がりの斜面に形成されており、斜面部５ｂには空洞部を覆うように半透過反射シート１０が組み込まれている。前記半透過反射シート１０は反射シート１０ａと偏光板１０ｂの積層板である。
【０００８】
図２も前記公報に開示されている反射型液晶表示装置で図１と同様の構造である。（Ａ）は正面断面図、（Ｂ）は上面図である。反射型液晶表示装置は図中に示す目１１方向から画像を観るものである。発光素子３からの光（矢印▲１▼）は導光板８の外面から導光板８に導入される。導入された光は前記導光板８の内側面の前面に配置された拡散板７で拡散され、偏光板６を透過した直線偏光光（以下Ｐ波という）だけが矢印▲２▼の方向に進む。半透過反射シート１０はＰ波を反射するものであり、前記半透過反射シート１０で反射されたＰ波は矢印▲３▼に進み反射型液晶パネル２に入射するように半透過反射シート１０が曲率をもって（または斜めに）配置されている。
【０００９】
前記反射型液晶パネル２は電源オフ状態で前記Ｐ波がそのまま液晶を通過するように配置してあり、反射型液晶パネル２で反射されたＰ波は矢印▲４▼方向に進む。前記半透過反射シート１０の偏光板１０ｂは前記Ｐ波を透過しない状態に配置してあり、電源オフ状態では黒表示状態となっている。
【００１０】
前記反射型液晶パネル２の電源オン状態で前記Ｐ波は液晶で偏光され、反射型液晶パネル２で偏光されて反射された偏光光は矢印▲４▼方向に進む。前記半透過反射シート１０の前記偏光板１０ｂは電源オン状態で反射された光を透過する状態に配置されているので、電源オン状態では白表示状態となっている。
【００１１】
偏光板の偏光方向と反射型液晶パネルの配置・組み合わせは反射型液晶パネルにより適宜選定される。
【００１２】
電子ビューファインダーやデジタルスチルカメラに用いる場合、前記目１１の方向のある適正な位置に拡大レンズ（図示無し）を配置して、前記反射型液晶パネル２の映像を、拡大レンズを介して観ている。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
市場の要求であるビデオカメラやデジタルスチルカメラなどの小型化は、使用するデバイスのサイズ（特に画面サイズ）の小型化と光学系全長を短くして高倍率レンズを用いることとうまくマッチしている。しかしながら、反射型液晶用フロントライトを有する反射型液晶表示装置において高倍率レンズを用いることは、前記反射型液晶表示装置のフロントライトユニットとレンズが接近していく方向であり、ある倍率からは干渉してしまう。これは、ヘッドマウントディスプレイのように臨場感を必要とするものでは、さらに悪条件となり光学設計も難しくなる。デザイン的にも小型化を追求しながら、前記フロントライトユニットと前記レンズの干渉を避けることは重要な課題となっている。
【００１４】
前記フロントライトユニットと前記レンズの干渉を避けるために、レンズ枚数を増やして光学設計することは、部品点数が増えコスト面でも逆行することになる。むしろできるだけ部品点数を減らしてコストを押さえることは、市場の競争に勝ち抜くためにすべての製品に当てはまる最大の重要課題である。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
少なくとも、偏光板と、レンズが組み込まれた筐体と、発光素子と、回路基板上に配置した反射型液晶パネルとを有し、前記筐体内のレンズと前記反射型液晶パネルが対向する位置関係になるように、前記筐体を前記反射型液晶パネルの前面に配置し、前記発光素子を前記筐体内の所定の位置に配置した反射型液晶表示装置とする。
【００１６】
少なくとも、偏光板と、レンズが組み込まれた筐体と、発光素子と、回路基板上に配置した反射型液晶パネルとを有し、前記筐体内のレンズと前記反射型液晶パネルが対向する位置関係になるように、前記筐体を前記反射型液晶パネルの前面に配置し、前記発光素子を、前記反射型液晶パネルを配置した回路基板上に搭載した反射型液晶表示装置とする。
【００１７】
前記レンズが組み込まれた筐体内にピント調整用鏡筒を設けた反射型液晶表示装置とする。
【００１８】
前記発光素子の前面に反射部材を配置した反射型液晶表示装置とする。
【００１９】
【発明の実施の形態】
図３は本発明に係わる反射型液晶表示装置の正面断面図である。回路基板２０の上面に反射型液晶パネル２１と一端部に発光素子２２が搭載されたＦＰＣ２３の他端部が固定されている。さらに反射型液晶パネル２１の周囲を囲む基台２４が固定されている。前記回路基板２０にＦＰＣ２３が固定された部分の上部に位置する基台２４の部分は凹部２４ｂになっている。また、基台２４には３つのガイドピン２４ａ、（残り２個図無し）が備えられており、ガイドピンにより筐体２５が位置決め固定されている。前記反射型液晶パネル２１の上部に位置する筐体２５の部分は空洞になっており、その上部は開放されている。前記筐体２５の最上部には偏光板２６を組み込むための凹部２５ａが形成されている。筐体２５の内側には拡大レンズ２７が配置されている。前記拡大レンズ２７は光学面２７ａを有し、レンズホルダー２８とピント調整用鏡筒２９によって適正な位置に保持される。前記拡大レンズ２７と前記基台２４の間で周辺部よりの所定の位置には、前記発光素子２２が光を前記光学面２７ａの周辺部２７ｂへ導くための適正な向きに配置されている。前記発光素子２２が搭載されたＦＰＣ２３は、前記レンズホルダー２８と前記ピント調整用鏡筒２９と前記筐体２５それぞれに形成された窓部２８ａ、２９ａ、２５ｂを通って前記回路基板２０へつながっている。前記筐体２５からは遮光用のリブ２５ｃが形成されている。
【００２０】
前記発光素子２２からのいろいろな成分の光（矢印▲１▼）は、前記拡大レンズ２７を通り前記光学面２７ａの周辺部２７ｂに到達し（矢印▲２▼）、反射して矢印▲３▼の方向に進み前記拡大レンズ２７を透過する。
【００２１】
前記反射型液晶パネル２１は電源オフ状態で直線偏光光（以下Ｐ波という）がそのまま液晶を通過するように配置してあり、反射型液晶パネル２１で反射されたＰ波は矢印▲４▼方向に進み前記拡大レンズ２７を透過する。前記偏光板２６はＰ波を透過しない状態に配置してあり、電源オフ状態では黒表示状態となっている。Ｐ波以外の成分の光は、液晶を通過しないようになっている。
【００２２】
前記反射型液晶パネル２１の電源オン状態で前記Ｐ波は液晶で偏光され、反射型液晶パネル２１で偏光されて反射された偏光光は矢印▲４▼方向に進み前記拡大レンズ２７を透過する。前記偏光板２６は電源オン状態で反射された光を透過する状態に配置されているので、電源オン状態では白表示状態となっている。
【００２３】
偏光板の偏光方向と反射型液晶パネルの配置・組み合わせは反射型液晶パネルにより適宜選定される。
【００２４】
電子ビューファインダーやデジタルスチルカメラに用いる場合、前記目３０の方向のある適正な位置で、前記拡大レンズ２７で拡大された前記反射型液晶パネル２１の映像を観ることができる。
【００２５】
図４は本発明に係わる別の実施形態による反射型液晶表示装置の正面断面図である。回路基板３１の上面に反射型液晶パネル２１と発光素子２２が搭載され、反射型液晶パネル２１の周囲を囲む基台３２が固定されている。前記基台３２には３つのガイドピン３２ａ、３２ｂ、（残り１個図無し）が備えられており、ガイドピンにより筐体３３が位置決め固定されている。前記反射型液晶パネル２１の上部に位置する筐体３３の部分は空洞になっており、その上部は開放されている。前記筐体３３の最上部には偏光板２６を組み込むための凹部３３ａが形成されている。筐体３３の内側には、反射面３４ａを有する反射部材３４を貼り合わせた拡大レンズ２７が配置されている。前記拡大レンズ２７と反射部材３４はレンズホルダー３５とピント調整用鏡筒３６によって適正な位置に保持される。前記拡大レンズ２７と前記基台３２の間で周辺部よりのスペースを確保して、前記発光素子２２が前記回路基板３１の所定の位置に上向きに置かれている。この時、前記反射部材３４は前記発光素子２２の位置や向きに合わせて光りを前記反射型液晶パネル２１へ導くための最良の曲面を有するように決められ配置されている。前記反射部材３４は、上記条件を満たしていれば拡大レンズ２７に貼り合わせてなくても良い。また、前記反射部材３４は拡大レンズ２７と一体形成しても良い。前記筐体３３からは遮光用のリブ３３ｂが形成されている。
【００２６】
前記発光素子２２からのいろいろな成分の光（矢印▲１▼）は、前記反射部材３４の前記反射面３４ａに到達し（矢印▲２▼）、反射して矢印▲３▼の方向に進み前記反射型液晶パネル２１に到達する。
【００２７】
前記反射型液晶パネル２１は電源オフ状態で直線偏光光（以下Ｐ波という）がそのまま液晶を通過するように配置してあり、反射型液晶パネル２１で反射されたＰ波は矢印▲４▼方向に進み前記拡大レンズ２７を透過する。前記偏光板２６はＰ波を透過しない状態に配置してあり、電源オフ状態では黒表示状態となっている。Ｐ波以外の成分の光は液晶を通過しないようになっている。
【００２８】
前記反射型液晶パネル２１の電源オン状態で前記Ｐ波は液晶で偏光され、反射型液晶パネル２１で偏光されて反射された偏光光は矢印▲４▼方向に進み前記拡大レンズ２７を透過する。前記偏光板２６は電源オン状態で反射された光を透過する状態に配置されているので、電源オン状態では白表示状態となっている。
【００２９】
偏光板の偏光方向と反射型液晶パネルの配置・組み合わせは反射型液晶パネルにより適宜選定される。
【００３０】
電子ビューファインダーやデジタルスチルカメラに用いる場合、前記目３０の方向のある適正な位置で、前記拡大レンズ２７で拡大された前記反射型液晶パネル２１の映像を観ることができる。
【００３１】
図５も本発明に係わる別の実施形態による反射型液晶表示装置の正面断面図である。図３で示した反射型液晶表示装置の拡大レンズ２７の代わりに、ヘッドマウントディスプレイに搭載されているプリズムレンズ３７を用いた構成を示したものである。前記プリズムレンズ３７は光学面３７ａ、３７ｂ、３７ｃ、３７ｄを有している。回路基板３８の上面に反射型液晶パネル２１が配置され、前記プリズムレンズ３７の光学面３７ｄに対して適正な位置、適正な傾きを持って固定されている。また、一端部に発光素子２２が搭載されたＦＰＣ３９の他端部が前記回路基板３８に固定されている。さらに反射型液晶パネル２１の周囲を囲む基台４０が固定されている。前記回路基板３８にＦＰＣ３９が固定された部分の上部に位置する基台４０の部分は凹部４０ａになっている。また、基台４０には３つのガイドピン４０ｂ、（残り２個図無し）が備えられており、ガイドピンにより筐体４１が位置決め固定されている。前記反射型液晶パネル２１の上部に位置する筐体４１の部分は空洞になっており、その上部は開放されている。前記筐体４１の最上部には偏光板４２を組み込むための凹部４１ａが形成されている。前記筐体４１の内側にはプリズムレンズ３７が配置されている。
【００３２】
前記発光素子２２からのいろいろな成分の光（矢印▲１▼）は、前記プリズムレンズ３７の光学面３７ａを透過し前記光学面３７ｂに到達し（矢印▲２▼）、反射して矢印▲３▼の方向に進み前記プリズムレンズ３７の光学面３７ｄを透過する。
【００３３】
前記反射型液晶パネル２１は電源オフ状態で直線偏光光（以下Ｐ波という）がそのまま液晶を通過するように配置してあり、反射型液晶パネル２１で反射されたＰ波は矢印▲４▼方向に進み前記プリズムレンズ３７の光学面３７ｄを透過する。再び光学面３７ｃで全反射し矢印▲５▼に進む。さらに、前記プリズムレンズ３７の光学面３７ａで反射して矢印▲６▼方向に進み光学面３７ｃを透過する。前記偏光板４２は前記Ｐ波を透過しない状態に配置してあり、電源オフ状態では黒表示状態となっている。Ｐ波以外の成分の光は、液晶を通過しないようになっている。
【００３４】
前記反射型液晶パネル２１の電源オン状態で前記Ｐ波は液晶で偏光され、反射型液晶パネル２１で偏光されて反射された偏光光は矢印▲４▼方向に進み前記プリズムレンズ３７の光学面３７ｄを透過する。再び光学面３７ｃで全反射し矢印▲５▼に進む。さらに、前記プリズムレンズ３７の光学面３７ａで反射して矢印▲６▼方向に進み光学面３７ｃを透過する。前記偏光板４２は電源オン状態で反射された光を透過する状態に配置されているので、電源オン状態では白表示状態となっている。
【００３５】
偏光板の偏光方向と反射型液晶パネルの配置・組み合わせは反射型液晶パネルにより適宜選定される。
【００３６】
ヘッドマウントディスプレイに用いる場合、前記目３０の方向のある適正な位置で、前記プリズムレンズ３７で拡大された前記反射型液晶パネル２１の映像を観ることができる。
【００３７】
図３や図４で示した前記反射型液晶表示装置の拡大レンズ２７や図５で示した前記反射型液晶表示装置のプリズムレンズ３７の代わりに、拡大レンズとプリズムレンズを組み合わせたものを用いた、電子ビューファインダーやデジタルスチルカメラ、ヘッドマウントディスプレイなどの製品に搭載する反射型液晶表示装置の構成とする場合もある。
【００３８】
【発明の効果】
本発明によれば、発光素子と拡大レンズもしくはプリズムレンズと偏光板とそれらを保持する筐体のみを配置することにより反射型液晶表示装置を構成するので、構成部品を減らすことができ、コストの削減につながる。
【００３９】
また、構成部品とレンズが干渉することを避けながら高倍率レンズを用いることができ、使用する反射型液晶パネルのサイズ（特に画面サイズ）の小型化と、光学系全長を短くして市場の要求であるビデオカメラやデジタルスチルカメラなどの製品の小型化を進めることができる。デザイン的にも自由度が広がる。
【００４０】
ヘッドマウントディスプレイのように臨場感を必要とするものでは、光学設計の難しさ（レンズやプリズムレンズと反射型液晶表示装置が干渉する方向になるため、ある位置から接近するのを規制しなければならない。）やレンズ枚数を増やす（光学系全長を短くしながら、レンズと反射型液晶表示装置の干渉を避けるため。）などのコスト面での不利な要因をできるだけ軽減させることができる。
【００４１】
発光素子を反射型液晶パネルと同じ基板に搭載しその上部に導光板を配置することで、基板が一枚ですみ反射型液晶表示装置の構成が簡素になる。
【００４２】
電子ビューファインダーやデジタルスチルカメラ、ヘッドマウントディスプレイなどの製品に搭載する前記反射型液晶表示装置では、フロントライト部に配置した前記拡大レンズもしくはプリズムレンズが本来の役目である映像の拡大や臨場感を引き出す効果を兼ねて、本来の完成品の構成にある拡大レンズもしくはプリズムレンズを廃止することができ、部品点数を最小限に減らしてコストを押さえることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来技術による反射型液晶表示装置で（Ａ）は正面断面図、（Ｂ）は上面図
【図２】従来技術による反射型液晶表示装置で（Ａ）は正面断面図、（Ｂ）は上面図
【図３】本発明の一実施形態を示す反射型液晶表示装置の正面断面図
【図４】本発明の別の実施形態を示す反射型液晶表示装置の正面断面図
【図５】本発明の別の実施形態を示す反射型液晶表示装置の正面断面図
【符号の説明】
１      回路基板
２      反射型液晶パネル
３      発光素子
４      基台
４ａ    ガイドピン
４ｂ    ガイドピン
４ｃ    ガイドピン
５      筐体
５ａ    凹部
５ｂ    斜面部
６      偏光板
７      拡散板
８      導光板
８ａ    凹部
９      反射板
１０    半透過反射シート
１０ａ  反射シート
１０ｂ  偏光板
１１    目
２０    回路基板
２１    反射型液晶パネル
２２    発光素子
２３    ＦＰＣ
２４    基台
２４ａ  ガイドピン
２４ｂ  凹部
２５    筐体
２５ａ  凹部
２５ｂ  窓部
２５ｃ  リブ
２６    偏光板
２７    拡大レンズ
２７ａ  光学面
２７ｂ  周辺部
２８    レンズホルダー
２８ａ  窓部
２９    ピント調整用鏡筒
２９ａ  窓部
３０    目
３１    回路基板
３２    基台
３２ａ  ガイドピン
３２ｂ  ガイドピン
３３    筐体
３３ａ  凹部
３３ｂ  リブ
３４    反射部材
３４ａ  反射面
３５    レンズホルダー
３６    ピント調整用鏡筒
３７    プリズムレンズ
３７ａ  光学面
３７ｂ  光学面
３７ｃ  光学面
３７ｄ  光学面
３８    回路基板
３９    ＦＰＣ
４０    基台
４０ａ  凹部
４１    筐体
４１ａ  凹部
４２    偏光板
【図１】
2004151576.tif 000003
【図２】
2004151576.tif 000004
【図３】
2004151576.tif 000005
【図４】
2004151576.tif 000006
【図５】
2004151576.tif 000007