(57)【要約】【課題】  使用する空間光変調素子の解像度よりも高精細なの画像を簡易に表示できる画像表示装置を提供する。【解決手段】  原画像表示部１０は、特定の偏光状態をもつ光で画像を表示する。偏光制御部１１は、空間光変調素子２３で一つの画像を構成する各画素から出射される光を、それぞれ偏光状態の異なる第１偏光光４１と第２偏光光４２との２種類の光にほぼ50:50で空間分割する。偏光分離部１２は、第１偏光光４１と第２偏光光４２とを同じ進行方向にわずかにずれて進行させる。選択出射部１３は、偏光分離部１２から出射された第１偏光光４１及び第２偏光光４２の光路中に配置され、時分割で交互に第１偏光光４１と第２偏光光４２とを選択的に出射させる。投射部１４は、第１偏光光４１及び第２偏光光４２をスクリーン１５にそれぞれ投射して結像させる。【選択図】図１
2006153918.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
原画像表示手段と偏光制御手段と偏光分離手段と選択出射手段と投射手段とを備え、
前記原画像表示手段は、特定の偏光状態の光を出射して画像を順次表示し、
前記偏光制御手段は、前記原画像表示手段から出射される各画像を構成する光を偏光状態の互いに異なる第１偏光光と第２偏光光とをもつ光に変換し、
前記偏光分離手段は、前記第１偏光光と前記第２偏光光との光路をずらして分離し、
前記選択出射手段は、分離された前記第１偏光光と前記第２偏光光とのいずれかを順次選択して出射させ、
前記投射手段は、分離された前記第１偏光光及び前記第２偏光光を結像させることを特徴とする画像表示装置。
【請求項２】
原画像表示手段と偏光制御手段と偏光分離手段と選択出射手段と投射手段とを備え、
前記原画像表示手段は、特定の偏光状態の光を出射して画像を順次表示し、
前記偏光制御手段は、前記原画像表示手段から出射される各画像を構成する光を偏光状態の互いに異なる第１偏光光と第２偏光光とをもつ光に変換し、
前記偏光分離手段は、前記第１偏光光と前記第２偏光光との光路をずらして分離し、
前記選択出射手段は、分離された前記第１偏光光を透過する第１偏光光透過手段と、分離された前記第２偏光光を透過する第２偏光光透過手段とを有し、
前記投射手段は、分離された前記第１偏光光及び前記第２偏光光を結像させることを特徴とする画像表示装置。
【請求項３】
前記偏光分離手段は偏光ビームスプリッタを有する請求項１または請求項２に記載の画像表示装置。
【請求項４】
前記第１偏光光及び前記第２偏光光は直線偏光である請求項１から請求項３のいずれかに記載の画像表示装置。
【請求項５】
前記偏光制御手段は、前記原画像表示手段から出射される光を空間的に分割して第１偏光光と第２偏光光とを形成する請求項１から請求項４のいずれかに記載の画像表示装置。
【請求項６】
前記偏光制御手段は、前記原画像表示手段から出射される光を時間的に分割して第１偏光光と第２偏光光とを形成する請求項１から請求項４のいずれかに記載の画像表示装置。
【請求項７】
前記偏光分離手段により分離された前記第１偏光光と前記第２偏光光とのずれ量は、光軸に直交する方向において前記画素のピッチより小さい請求項１から請求項６のいずれかに記載の画像表示装置。
【請求項８】
前記偏光制御手段と前記偏光分離手段とを複数備え、
前記偏光制御手段及び前記偏光分離手段から出力された前記第１偏光光及び前記第２偏光光をそれぞれ他の前記偏光制御手段及び前記偏光分離手段に入射させる請求項１から請求項７のいずれかに記載の画像表示装置。
【請求項９】
前記空間光変調素子は、各画素を縮小して画像を表示する請求項１から請求項８のいずれかに記載の画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、もとの画像表示素子よりも解像度の高い画像を表示する画像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
多数の画素を２次元的に配列した空間光変調素子を用いて画像を表示するプロジェクタ装置等の画像表示装置において、より簡易に高精細な画像を表示することが望まれている。画素数の固定された空間光変調素子を用いて高精細な画像を表示するために、画素サイズを物理的に小さく製造して画素数を多くする方法がある。しかしながら、電気回路も含む各画素は、半導体作製技術を用いて精密に製造されており、半導体作製技術の能力及びコストに依存して画素の縮小には限界がある。
【０００３】
特許文献１には、液晶表示パネルと液晶素子と複屈折板とを備えたウォブリング素子とを用いて、液晶表示パネルから出射する光をウォブリング素子によりシフトさせ、画素数の固定された液晶表示パネルから出射する光の光路を周期的にずらし、みかけ上の画素数を増やして高精細な画像を表示する画像表示装置が提案されている。
【０００４】
特許文献１では、ウォブリング素子のシフト量は、複屈折板の常光と異常光との偏光分離角と、複屈折板の厚みとに依存するため、複屈折板の平行度、平面性及び作製精度が、画面全面でのシフト量の均一性を左右する。複屈折板の作製精度が悪ければ、画面全面のシフト量が不均一となり、最終的に表示される画像が劣化する一方、高精度に作製するためにはコストがかかる。また、特許文献１では、各画素から出射される光が一つの光路しかとらないように電気的に複屈折板を制御して偏光状態を変化させるため、ウォブリング素子の制御が複雑となる。
【０００５】
【特許文献１】特開２００３―１８５９７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、使用する空間光変調素子の解像度よりも高精細な画像を簡易に表示できる画像表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明の第１の画像表示装置は、原画像表示手段と偏光制御手段と偏光分離手段と選択出射手段と投射手段とを備え、原画像表示手段は、特定の偏光状態の光を出射して画像を順次表示し、偏光制御手段は、原画像表示手段から出射される各画像を構成する光を偏光状態の互いに異なる第１偏光光と第２偏光光とをもつ光に変換し、偏光分離手段は、第１偏光光と第２偏光光との光路をずらして分離し、選択出射手段は、分離された第１偏光光と第２偏光光との一方のみを選択して出射させ、投射手段は、分離された第１偏光光及び第２偏光光を結像させる。
【０００８】
この発明の第２の画像表示装置は、原画像表示手段と偏光制御手段と偏光分離手段と選択出射手段と投射手段とを備え、原画像表示手段は、特定の偏光状態の光を出射して画像を順次表示し、偏光制御手段は、原画像表示手段から出射される各画像を構成する光を偏光状態の互いに異なる第１偏光光と第２偏光光とをもつ光に変換し、偏光分離手段は、第１偏光光と第２偏光光との光路をずらして分離し、選択出射手段は、分離された第１偏光光を透過する第１偏光光透過手段と、分離された第２偏光光を透過する第２偏光光透過手段とを有し、投射手段は、分離された第１偏光光及び第２偏光光を結像させる。
【０００９】
偏光分離手段は偏光ビームスプリッタを有するとよい。第１偏光光及び第２偏光光は直線偏光であるとよい。偏光制御手段は、原画像表示手段から出射される光を空間的に分割して第１偏光光と第２偏光光とを形成するとよい。偏光制御手段は、原画像表示手段から出射される光を時間的に分割して第１偏光光と第２偏光光とを形成するとよい。偏光分離手段により分離された第１偏光光と第２偏光光とのずれ量は、光軸に直交する方向において画素のピッチより小さいとよい。偏光制御手段と偏光分離手段とを複数備え、偏光制御手段及び偏光分離手段から出力された第１偏光光及び第２偏光光をそれぞれ他の偏光制御手段及び偏光分離手段に入射させるとよい。空間光変調素子は、各画素を縮小して画像を表示するとよい。
【発明の効果】
【００１０】
この発明の第１の画像表示装置によれば、偏光分離手段により一つの画像を二つの異なる偏光状態をもつ第１偏光光と第２偏光光とに分離し、選択出射部により選択的に出射させるようにするため、画像ごとに光路を変化させる機構を必要とせず、簡易な構造で原画像表示手段よりも高精細な画像を表示することができる。この発明の第２の画像表示装置によれば、偏光分離手段により一つの画像を二つの異なる偏光状態をもつ第１偏光光と第２偏光光とに分離し、選択出射部により選択的に出射させるようにするため、画像ごとに光路を変化させる機構を必要とせず、簡易な構造で原画像表示手段よりも高精細な画像を表示することができる。
【００１１】
偏光分離手段が偏光ビームスプリッタを有することにより、簡素な光学系で画像表示装置を簡単かつ低コストに製造できる。第１偏光光及び第２偏光光が直線偏光であることにより、画像表示装置を簡単な機構で低コストに製造できる。偏光制御手段が原画像表示手段から出射される光を空間的に分割して第１偏光光と第２偏光光とを形成することにより、簡単な機構で偏光制御手段を構成して画像表示装置を簡単かつ低コストに製造できる。偏光制御手段が原画像表示手段から出射される光を時間的に分割して第１偏光光と第２偏光光とを形成することにより、空間的に分割する場合に比較して光強度を維持して明るい画像を表示できる。
【００１２】
偏光分離手段により分離された第１偏光光と第２偏光光とのずれ量が光軸に直交する方向において画素の周期より小さいことにより、見かけ上もとの画像の画素間にさらに画素を配置したのと同等に高精細に画像を表示できる。偏光制御手段と偏光分離手段とを複数備え、偏光制御手段及び偏光分離手段から出力された第１偏光光及び第２偏光光をそれぞれ他の偏光制御手段及び偏光分離手段に入射させることにより、画像を複数の方向にシフトしてより高精細に画像を表示できる。空間光変調素子が各画素を縮小して画像を表示することにより、画素の重複を低減してより高精細に画像を表示できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
画像表示装置１は、図１の構成図に示すように、原画像表示部１０と偏光制御部１１と偏光分離部１２と選択出射部１３と投射部１４とスクリーン１５と表示制御部１６とを備える、例えばプロジェクタ装置である。なお、原画像表示部１０から出射される光は、広がりながら進行して投射部１４により、スクリーン１５に結像されるが、説明の便宜上、図１には直線的に進行するように描かれている。
【００１４】
原画像表示部１０は、光源２０と集光・照明・偏光変換光学系２１と第１偏光ビームスプリッタ（PBS）２２と空間光変調素子２３とを有し、特定の偏光状態をもつ光、例えば直線偏光した光で画像を表示する。
【００１５】
光源２０は、白色ランプにより白色光を出射する。なお、光源２０は、ハロゲンランプ、キセノンランプ、メタルハライド、超高圧水銀ランプ等であってもよい。集光・照明・偏光変換光学系２１は、光源２０から出射された白色光を直線偏光に偏光してＳ偏光として第１偏光ビームスプリッタ２２に入射する。第１偏光ビームスプリッタ２２は、集光・照明・偏光変換光学系２１側から入射されるＳ偏光の光を空間光変調素子２３側に反射し、空間光変調素子２３側から入射されるＳ偏光の光を集光・照明・偏光変換光学系２１側に反射する一方、空間光変調素子２３側から入射されるＰ偏光の光を透過して直進させる。
【００１６】
空間光変調素子２３は、直交する方向に２次元的に配列された複数の画素をもつ反射型液晶素子で構成されており、各画素に入射された光は液晶層により偏光方向を制御されて反射層で反射されて逆方向に出射される。具体的には、空間光変調素子２３は、図２（ａ）の断面図に示すように、２次元配列の画素に対応した画素電極３０を設けたシリコンバックプレーン３１とカバーガラス３２との間に液晶層３３を挟んだ構成をもち、各画素電極３０をON/OFFして液晶の配列を変化させることにより、カバーガラス３２側から入射し、各画素電極で反射してカバーガラス３２から出射する光の偏光方向を制御する。画素電極３０がOFFの状態の画素で反射した光は、入射時の偏光方向を維持したままＳ偏光として第１偏光ビームスプリッタ２２に入射されるため、集光・照明・偏光変換光学系２１側に反射される。画素電極３０がONの状態の画素で反射した光は、偏光方向を90度回転してＰ偏光として第１偏光ビームスプリッタ２２に入射されるため、第１偏光ビームスプリッタ２２を透過して直進する。なお、空間光変調素子２３は、液晶を用いた透過型、反射型の液晶素子の他、デジタルミラーデバイス（DMD）等の可動式のマイクロミラー等であってもよい。
【００１７】
なお、空間光変調素子２３は、図２（ｂ）の断面図に示すように、液晶層３３とカバーガラス３２との間にマイクロレンズアレイ３４を有して隙間に樹脂３５を充填した構造をもつものであってもよい。カバーガラス３２側から入射した光は、マイクロレンズアレイ３４で集光されながら液晶層３３を透過し、画素電極３０で反射されて、マイクロレンズアレイ３４でさらに集光されながら集光点３６でもっとも細くなった後に発散しながらカバーガラス３２側から出射する。マイクロレンズアレイ３４を設けることにより、集光点３６において実際の画素よりも小さな領域から光が出射するように見せることができる。なお、空間光変調素子２３は、マイクロレンズアレイの代わりに、画素を凹面鏡状にして入射光を集光するものであってもよく、またマイクロレンズと凹面鏡とを組合わせたものであってもよい。実際の画素よりも小さな領域から光が出射するように見せることにより、スクリーン１５に投影する際に隣接する画素の重なりを減らして、より高精細な画像を表示できる。
【００１８】
偏光制御部１１は、空間光変調素子２３で一つの画像を構成する各画素から出射される光を、それぞれ偏光状態の異なる第１偏光光４１と第２偏光光４２との２種類の光にほぼ50:50で空間分割する。第１偏光光４１の光の強度と第２偏光光４２の光の強度とは同強度となる。偏光制御部１１は、電気的または機械的に駆動しないで空間分割により第１偏光光４１と第２偏光光４２とを生成することにより、電気的または機械的な駆動部分有する場合に比較して耐久性を高めることができる。
【００１９】
偏光制御部１１は、例えば図３（ａ）の平面図に示すように、透過する光の偏光方向を維持したまま透過させる光学ガラス等の透光性材料５１と、透過する光の偏光方向を90度回転させるλ／２板５２とを50:50の面積比でモザイク状に配置して構成されている。図３（ｂ）の斜視図に示すように、同一の画素から出射して第１偏光ビームスプリッタ２２を透過した直線偏光の光は、偏光制御部１１に入射されるまでに広がり、透光性材料とλ／２板とをほぼ50:50で含む広い範囲に入射し、一部の光は偏光方向を維持したまま透光性材料を透過して第１偏光光４１となり、他の一部の光は偏光方向を90度回転させてλ／２板を透過して第２偏光光４２となることにより、偏光方向の異なる２種類の光にほぼ50:50で空間分割する。なお、透光性材料とλ／２板とで形成されるパターンは、50:50で均一に分布していれば、他の配置であってもよい。なお、第１偏光光の偏光方向に対する第２偏光光の偏光方向の角度は90度に限られるものではなく、例えば、λ／２の遅相軸の調整により45度になるようにしたものであってもよい。
【００２０】
なお、偏光制御部１１は、第１偏光光４１と第２偏光光４２との偏光状態を異ならせて出射すればよく、例えば、第１偏光光４１を右回りの円偏光または楕円偏光とし、第２偏光光４２を左回りの円偏光または楕円偏光とするもの等であってもよい。第１偏光光４１及び第２偏光光４２を直線偏光とすることにより、光学系の簡素化及び低コスト化が図れる。
【００２１】
偏光分離部１２は、図１に示すように第２偏光ビームスプリッタ６１とプリズム６２と光路差補正部６３とを有する。第２偏光ビームスプリッタ６１は、第１偏光光４１を直進させ、第２偏光光４２を直角に反射して進行方向を変えることにより第１偏光光４１と第２偏光光４２とを分離する。プリズム６２は、プリズムや反射鏡等で形成されて第２偏光ビームスプリッタ６１で反射された第２偏光光４２をさらに直角に反射し、第１偏光光４１に平行に進行させる。偏光分離部１２から出射される第１偏光光４１と第２偏光光４２とは、分離されて同じ進行方向にわずかにずれて進行する。第１偏光光４１と第２偏光光４２との間隔は、第２偏光光４２が第２偏光ビームスプリッタ６１で反射してからプリズム６２で反射するまでの距離に等しい。光路差補正部６３は、高屈折率部材で形成されて第２偏光ビームスプリッタ６１を透過した第１偏光光４１の進路に挿入されて第１偏光光４１と第２偏光光４２との光路差を補正する。
【００２２】
なお、偏光分離部１２は、例えば図４（ａ）に示すように第２偏光ビームスプリッタ７１と第１プリズム７２と第２プリズム７３と第３偏光ビームスプリッタ７４と光路差補正部７５とを有するものであってもよい。第２偏光ビームスプリッタ７１は、第１偏光光４１を直進させて、第２偏光光４２を直角に反射して進行方向を変えることにより第１偏光光４１と第２偏光光４２とを分離する。第１プリズム７２は、第２偏光ビームスプリッタ７１で反射された第２偏光光４２をさらに直角に反射し、第１偏光光４１に平行に進行させる。第２プリズム７３は第２偏光光４２をさらに直角に反射して第１偏光光４１に近づける。第３偏光ビームスプリッタ７４は第１偏光光４１を直進させるとともに、第２プリズム７３で反射した第２偏光光４２を直角に反射して再度第１偏光光４１に平行に進行させる。第１プリズム７２と第２プリズム７３との間隔は、第２偏光ビームスプリッタ７１と第３偏光ビームスプリッタ７４との間隔より若干小さく配置され、第３偏光ビームスプリッタにおいて第１偏光光４１が透過する位置と第２偏光光４２が透過するとは、わずかにずれている。光路差補正部６３は、高屈折率部材で形成されて第２偏光ビームスプリッタ６１と第３偏光ビームスプリッタ７４との間の第１偏光光４１の進路に挿入されて第１偏光光４１と第２偏光光４２との光路差を補正する。偏光分離部１２が、第２偏光ビームスプリッタ７１と第１プリズム７２と光路差補正部７５と第３偏光ビームスプリッタ７４と第２プリズム７３とを有することにより、第１偏光光４１と第２偏光光４２との光路をより近づけることができる。なお、第１プリズム７２及び第２プリズム７３は、反射鏡等の他の反射部材で形成されていてもよい。
【００２３】
また、偏光分離部１２は、例えば図４（ｂ）に示すように、第２偏光ビームスプリッタ８１と第１λ／２板８２と第１プリズム８３と第３偏光ビームスプリッタ８４と第２プリズム８５と第２λ／２板８６とを有するものであってもよい。第１偏光光４１は、第２偏光ビームスプリッタ８１に対してＰ偏光として入射し、第２偏光ビームスプリッタ８１を透過して第１λ／２板８２により偏光方向を90度回転され、第１プリズム８３に対してＳ偏光として入射して直角に反射され、第３偏光ビームスプリッタ８４にＳ偏光として入射して直角に反射されて出射される。第２偏光光４２は、第２偏光ビームスプリッタ８１に対してＳ偏光として入射して直角に反射され、わずかに間隔を開けて配置された第２プリズム８５にＳ偏光として入射して直角に反射され、第２λ／２板８６により偏光方向を90度回転されて第３偏光ビームスプリッタ８４にＰ偏光として入射し、第３偏光ビームスプリッタ８４を透過して出射される。第３偏光ビームスプリッタ８４から出射される第１偏光光４１と第２偏光光４２との間隔は、第２偏光ビームスプリッタ８１と第２プリズム８５との間隔に等しい。第２偏光ビームスプリッタ８１と第２プリズム８５との間隔は、投射部１４のディフォーカスの範囲内に収まることが好ましい。偏光分離部１２が、第２偏光ビームスプリッタ８１と第１λ／２板８２と第１プリズム８３と第３偏光ビームスプリッタ８４と第２プリズム８５と第２λ／２板８６とを有することにより、光路差補正部７５を設けずに第１偏光光４１と第２偏光光４２との光路差をあわせることができる。
【００２４】
偏光分離部１２に、複屈折板を用いず偏光ビームスプリッタやプリズム等の部材を用いることにより、簡素な構成で高精度かつ小型に低コストに画像表示装置を製造できる。なお、偏光分離部１２は異なる２つの部材を薄く交互に堆積させた積層型の構造であってもよく、鉱物材料を用いた複屈折板よりも常光と異常光の偏光分離角を大きくできるため、偏光分離部１２を小さくできる。
【００２５】
選択出射部１３は、偏光分離部１２から出射された第１偏光光４１及び第２偏光光４２の光路中に配置され、時分割で交互に第１偏光光４１と第２偏光光４２とを選択的に透過する。選択出射部１３は、例えば、図５に示すように、第１偏光光４１を透過する第１偏光光透過部９１と第２偏光光４２を透過する第２偏光光透過部９２とをもち、第１偏光光透過部９１及び第２偏光光透過部９２を機械的に直線的に移動させ、または回転させて、時分割でいずれか一方を第１偏光光４１及び第２偏光光４２の進路に挿入することにより、第１偏光光４１と第２偏光光４２とを選択的に透過させる。選択出射部１３を設けることにより、同一の画像に対して偏光分離部１２で第１偏光光４１と第２偏光光４２との２つの光路をもつ光を発生させても、いずれかを選択的に出射させることができ、偏光分離部１２の構成を簡単にできる。
【００２６】
投射部１４は、偏光分離部１２と選択出射部１３との間に配置されたレンズで構成されて、第１偏光光４１及び第２偏光光４２をスクリーン１５にそれぞれ投射して結像させる。空間光変調素子２３の同一の画素から出射された第１偏光光４１と第２偏光光４２とは、スクリーン１５に間隔ｄ分離れて投射される。なお、スクリーン１５に第１偏光光４１及び第２偏光光４２による画像を投射できれば、他の位置に配置されたものであってもよい。偏光分離部１２における第１偏光光４１と第２偏光光４２との間隔が小さいほど、スクリーン１５上の間隔ｄが小さくなり、例えば、間隔ｄが空間光変調素子２３の画素ピッチ以下であれば、スクリーン１５上で画素を部分的に重ねてより高精細に画像を表示できる。
【００２７】
表示制御部１６は、最終的に表示される各画像を１ラインずつとばして抜き出した画像Ａと画像Ｂとに分割処理し、空間光変調素子２３の各画素電極のON/OFFを切り替えることにより画像Ａと画像Ｂとを順に表示させ、空間光変調素子２３で画像Ａを表示させる場合には選択出射部１３で第１偏光光４１を透過させ、空間光変調素子２３で画像Ｂを表示させる場合には選択出射部１３で第２偏光光４２を透過させる。
【００２８】
原画像表示部１０から画像Ａが出射されると、画像Ａは偏光制御部１１で第１偏光光４１と第２偏光光４２とに空間分割され、偏光分離部１２により第１偏光光４１と第２偏光光４２との光路をずらされ、選択出射部１３により第１偏光光４１のみを選択的に透過されて投射部１４によりスクリーン１５に結像する。次に、原画像表示部１０から画像Ｂが出射されると、画像Ｂは偏光制御部１１で第１偏光光４１と第２偏光光４２とに空間分割され、偏光分離部１２により第１偏光光４１と第２偏光光４２との光路をずらされ、選択出射部１３により第２偏光光４２のみを選択的に透過されて投射部１４によりスクリーン１５に結像する。第１偏光光４１を用いて表示された画像Ａと、第２偏光光４２を用いて表示された画像Ｂとの照射位置は、スクリーン１５においてｄだけずれた位置に投射される。
【００２９】
原画像表示部１０から出射されてスクリーン１５に表示される画像Ａ及び画像Ｂの光路を単純化した図６の模式図に示すように、実線で示される画像Ａと破線で示される画像Ｂとのずれｄをスクリーン１５に表示される画素の間隔の半分に設定し、画像Ａと画像Ｂとの切り替え速度を、人がフリッカーを感じない60Hz以上の高速に設定することにより、残像の効果により画像Ａと画像Ｂとが同時に見えて、空間光変調素子２３の解像度の２倍の解像度の画像を表示することができる。
【００３０】
この画像表示装置１によれば、偏光分離部１２により一つの画像を二つの異なる偏光状態をもつ第１偏光光４１と第２偏光光４１とに分離し、これを選択出射部１３により選択的に出射させるようにするため、画像ごとに光路を変化させる機構を必要とせず、簡易な構造で高精細な画像を表示することができる。
【００３１】
なお、選択出射部１３は、図７に示すように、第１偏光光透過部９１と第２偏光光透過部９２とを、第１偏光光４１及び第２偏光光４２の進路中に並べて配置したものであってもよい。例えば、選択出射部１３を偏光板等で眼鏡型またはコンタクトレンズ型に形成し、スクリーン１５を用いずに、観察者の右目に第１偏光光透過部９１を透過した第１偏光光４１を入射し、観察者の左目に第２偏光透過部１２２を透過した第２偏光光４２を入射させることにより、異なる位置に結像する第１偏光光４１と第２偏光光４２とにより、高精細な画像を、簡単な装置で観察者に見せることができる。なお、空間光変調素子２３により角度を変えた画像を表示することにより３次元画像を見せることができる。選択出射部１３は、偏光板等で形成されているとよい。
【００３２】
また、図８に示すように、偏光制御部１１と偏光分離部１２とを２段繰り返して配置して原画像表示部１０から出射された光を透過させることにより、第１偏光光４１を偏光方向の直交する２つの偏光光Ｂと偏光光Ｃとに分離するとともに、第２偏光光４２を偏光方向の直交する２つの偏光光Ａと偏光光Ｄとに分離するものであってもよく、偏光制御部１１と偏光分離部１２とを多段に繰り返してさらに多くの偏光光に分離するものであってもよい。偏光制御部１１と偏光分離部１２とを多段に繰り返し配置することにより、スクリーン１５に投射する画像の画素数をさらに増加させて高精細な画像を簡単に表示することができる。
【００３３】
第２の実施形態の画像表示装置は、第１の実施形態の画像表示装置１において偏光制御部１１のかわりに、空間光変調素子２３から出射される光を時分割（フィールドシーケンシャル）により、偏光状態の異なる第１偏光光４１と第２偏光光４２とを出射する偏光制御部１００を用いる。時分割を用いた偏光制御部１００は、例えば、図９（ａ）の平面図に示すように、透過する光の偏光方向を維持したまま透過させる光学ガラス等の透光性材料５１と、透過する光の偏光方向を90度回転させるλ／２板５２とを、50:50の面積比で扇状に交互に配置した円板状に形成され、図９（ｂ）の斜視図に示すように、空間光変調素子２３から出射される光の光路に円板の一部を挿入して配置される。同一の画素から出射して第１偏光ビームスプリッタ２２を透過した直線偏光の光は、透光性材料５１が光路に挿入されている時間では、入射された光が偏光方向を維持したまま透光性材料を透過して第１偏光光４１となり、λ／２が光路に挿入されている時間では、入射された光が偏光方向を90度回転させて第２偏光光４２となることにより、空間光変調素子２３で表示される一画像を構成する各画素の光を50:50の時間割合で偏光方向の異なる２種類の光に変化させる。なお、時間分割を用いた偏光制御部１００は、図９（ｃ）に示すように、液晶層の液晶の配列方向を電圧で制御し、空間光変調素子２３から入射する直線偏光の光を、そのままの偏光方向で透過するか、偏光方向を90度回転させて透過するかを選択するものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】画像表示装置の構成図である。
【図２】空間光変調素子の断面図である。
【図３】偏光制御部の構成図である。
【図４】偏光分離部の他の構成図である。
【図５】選択出射部の構成図である。
【図６】原画像表示部からスクリーンへの各画像の光路を示す図である。
【図７】選択出射部の他の構成図である。
【図８】偏光制御部と偏光分離部とを多段に配置した部分の構成図である。
【図９】時分割の偏光制御部の構成図である。
【符号の説明】
【００３５】
１；画像表示装置、１０；原画像表示部、１１；偏光制御部、１２；偏光分離部、
１３；選択出射部、１４；投射部、１５；スクリーン、１６；表示制御部、
２０；光源、２１；集光・照明・偏光変換光学系、２２；第１偏光ビームスプリッタ、
２３；空間光変調素子、３０；画素電極、３１；シリコンバックプレーン、
３２；カバーガラス、３３；液晶層、３４；マイクロレンズアレイ、３５；樹脂、
３６；集光点、４１；第１偏光光、４２；第２偏光光、５１；透光性材料、
５２；λ／２板、６１；第２偏光ビームスプリッタ、６２；プリズム、
６３；光路差補正部、７１；第２偏光ビームスプリッタ、７２；第１プリズム、
７３；第２プリズム、７４；第３偏光ビームスプリッタ、７５；光路差補正部、
８１；第２偏光ビームスプリッタ、８２；第１λ／２板、８３；第１プリズム、
８４；第３偏光ビームスプリッタ、８５；第２プリズム、８６；第２λ／２板、
９１；第１偏光光透過部、９２；第２偏光光透過部、１００；偏光制御部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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