(57)【要約】【課題】マイクロレンズアレイなどの微小光学素子による画素縮小手段を用いた場合における弊害を回避し、高光利用効率、高画素数、高精細な画像表示装置を提供する。【解決手段】本発明の画像表示装置は、少なくとも空間光変調素子２、偏光素子３、偏光分離素子４，７、反射素子５，６、光偏向素子５２、及び投射レンズ１０を備え、前記偏光素子３は、前記空間光変調素子２の画素の大きさ以下の構造複屈折体が周期的に配列したものであることを特徴とする。このように本発明では、画素縮小に画素サイズ以下の構造複屈折体が周期的に配列した偏光素子３を用いるので、光利用効率が高く、さらに光偏向することにより高画素数であり、その結果、高精細な画像表示装置を実現することができる。【選択図】図１
2006011073.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも空間光変調素子、偏光素子、偏光分離素子、反射素子、光偏向素子、及び投射レンズを備え、前記偏光素子は、前記空間光変調素子の画素の大きさ以下の構造複屈折体が周期的に配列したものであることを特徴とする画像表示装置。
【請求項２】
少なくとも空間光変調素子、偏光素子、複屈折素子、光偏向素子、及び投射レンズを備え、前記偏光素子は、前記空間光変調素子の画素の大きさ以下の構造複屈折体が周期的に配列したものであることを特徴とする画像表示装置。
【請求項３】
請求項２記載の画像表示装置において、
前記複屈折素子は、積層型であることを特徴とする画像表示装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一つに記載の画像表示装置において、
前記空間光変調素子は透過型であることを特徴とする画像表示装置。
【請求項５】
請求項１乃至３のいずれか一つに記載の画像表示装置において、
前記空間光変調素子は反射型であることを特徴とする画像表示装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか一つに記載の画像表示装置において、
前記光偏向素子は機械的な駆動機構を有することを特徴とする画像表示装置。
【請求項７】
請求項１乃至５のいずれか一つに記載の画像表示装置において、
前記光偏向素子は液晶を用いることを特徴とする画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は画像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
多数の画素の配列を有する空間光変調素子を用いる画像表示装置（例えばプロジェクタ装置など）において、画素数の増大、画質の向上が課題となっている。画素数の増大に関しては、空間光変調素子の表示面積を一定とすれば、画素のサイズを物理的に小さく作製すれば画素数は増大する。しかしながら、電気回路も含む画素は半導体作製技術を用いて作製されており、その最小サイズは、その時点での半導体作製技術に左右される。
これに対して、マイクロレンズ等の微小光学素子を画素に対向させて配置し、レンズの集光機能を用いて画素を光学的に縮小させる技術がある。これは物理的な画素のサイズが大きくても、光学的に小さくできる利点がある。しかしながら、レンズを用いることによる画質の劣化が生じる。また、画素数が多くなるにつれて空間光変調素子のコストは増大する。
【０００３】
そこで、以上の方式に対して、空間光変調素子から出射する光の光路を周期的にずらして（例えば光偏向して）、見かけ上の画素数を増やす技術がある。
例えば特許文献１には、空間光変調素子の画素をマイクロレンズを用いて光学的に縮小させ、その出射光を偏向させ、画素数の増大、画像の高精細化を図る技術が開示されている。しかしながら、この技術によれば、マイクロレンズを用い、反射型空間光変調素子の画素アレイにマイクロレンズアレイを対向配置させるため、マイクロレンズの収差が増大し画質の低下を引き起こす。また、マイクロレンズにより画素の像が縮小されると、それに伴い照明系のＦ値が小さくなる。すなわち、ケラレ等による光損失なく、光学系の光利用効率を向上させるためには、投射レンズのＦ値も小さくしなければならず、Ｆ値の小さな投射レンズはコストの増大に繋がる。このため、マイクロレンズを用いないで画素を縮小させる光学系の開発が課題であった。
【０００４】
そこで、特許文献２、特許文献３、特許文献４においては、主として液晶を用いた光偏向素子に関する技術が開示されている。これは空間光変調素子の駆動を高速で行い、光偏向素子で高速に光を偏向させるものであり、これにより、スクリーン上で画素数を見かけ上増大することが可能となる。ここで見かけ上というのは、画素数が増大して見えるのは人の目の残像によるためである。また、このような光偏向素子を用いれば、１０μｍ前後の画素サイズに対して、その半分の５μｍ前後といった、高い精度で偏向制御することが可能である。
【０００５】
ところで、用いる波長よりも小さな周期をもった微細構造を有する素子を用いて光を制御する技術が、例えば非特許文献１に開示されている。これは、フォトリソグラフィ、真空蒸着、スパッタ、ドライエッチング等の作製技術により、光学材料・半導体材料に波長以下の微細な周期構造を作製するものであり、これにより、偏光素子、位相差板、反射防止素子などを作製できる。これらの機能は微細な構造による構造複屈折により発現する。
【０００６】
さらに、特許文献５においては、図８に示すように、構造複屈折体として、光反射体８５，８６の延在方向が異なる領域を有する構造複屈折体８１，８４を一画素内に設け、この構造複屈折体が有する偏光作用と液晶配向作用の双方を利用して、マルチドメイン化を行い、液晶表示装置の高コントラスト化を図るとされる技術が開示されている。ここで、構造複屈折体は液晶表示装置の基板に作製され、また、液晶分子の配向方向と構造複屈折体の延在方向とが沿うという規制がなされている。
【０００７】
さらに、異なる２種類の薄膜を交互に積層した多層膜を、偏光分離素子として用いる技術が、例えば非特許文献２に開示されている。この素子は、同じ位置で入射する互いに直交する直線偏光を分離して異なる位置から出射させるものである。この素子の特徴は、従来の鉱物を用いた複屈折板よりも、偏光分離角を大きくすることが可能となる点にある。逆に、互いに直交する直線偏光を異なる位置から入射すると、位置を一致させて出射させることが可能となる。
【０００８】
【特許文献１】特開平２００３−２４８１８９号公報
【特許文献２】特開２００３−０５７６８９号公報
【特許文献３】特開２００３−２８００４１号公報
【特許文献４】特開２００３−０９０９９１号公報
【特許文献５】特開２００３−７５８５１号公報
【非特許文献１】菊田久雄・岩田耕一、“波長より細かな格子構造による光制御”、光学、２７巻１号（１９９８）、１２−１７
【非特許文献２】白石和男、“大きな分離角をもつ積層型偏向分離素子”、光学、２９巻１２号（２０００）、７５５−７６０
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の第一の課題は、マイクロレンズアレイなどの微小光学素子による画素縮小手段を用いた場合における前述の弊害を回避し、高光利用効率、高画素数、高精細な画像表示装置を提供することである。
また、本発明の第二の課題は、第一の課題に加え、小型化が可能な画像表示装置を提供することである。
さらに本発明の第三の課題は、第二の課題に加え、特に小型化が可能な画像表示装置を提供することである。
さらに本発明の第四の課題は、第三の課題に加え、低コストな画像表示装置を提供することである。
さらに本発明の第五の課題は、第四の課題に加え、高画質な画像表示装置を提供することである。
さらに本発明の第六の課題は、第五の課題に加え、簡易なる機構で光偏向が可能で、装置の小型化に有利なる画像表示装置を提供することである。
さらに本発明の第七の課題は、第六の課題に加え、光偏向の高速化と、装置の小型化に有利なる画像表示装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述の課題を解決するための手段として、本発明では以下のような構成を採っている。
本発明の第一の構成の画像表示装置は、少なくとも空間光変調素子、偏光素子、偏光分離素子、反射素子、光偏向素子、及び投射レンズを備え、前記偏光素子は、前記空間光変調素子の画素の大きさ以下の構造複屈折体が周期的に配列したものであることを特徴とする（請求項１）。
【００１１】
本発明の第二の構成の画像表示装置は、少なくとも空間光変調素子、偏光素子、複屈折素子、光偏向素子、及び投射レンズを備え、前記偏光素子は、前記空間光変調素子の画素の大きさ以下の構造複屈折体が周期的に配列したものであることを特徴とする（請求項２）。
また、本発明の第三の構成の画像表示装置は、第二の構成の画像表示装置において、前記複屈折素子は、積層型であることを特徴とする（請求項３）。
【００１２】
本発明の第四の構成の画像表示装置は、第一乃至第三のいずれか一つの構成の画像表示装置において、前記空間光変調素子は透過型であることを特徴とする（請求項４）。
また、本発明の第五の構成の画像表示装置は、第一乃至第三のいずれか一つに記載の画像表示装置において、前記空間光変調素子は反射型であることを特徴とする（請求項５）。
【００１３】
本発明の第六の構成の画像表示装置は、第一乃至第五のいずれか一つの構成の画像表示装置において、前記光偏向素子は機械的な駆動機構を有することを特徴とする（請求項６）。
また、本発明の第七の構成の画像表示装置は、第一乃至第五のいずれか一つの構成の画像表示装置において、前記光偏向素子は液晶を用いることを特徴とする（請求項７）。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の第一の構成によれば、画素縮小に画素サイズ以下の構造複屈折体が周期的に配列した偏光素子を用いるため、光利用効率が高く、さらに光偏向することにより高画素数であり、その結果、高精細な画像表示装置を実現することができる。
【００１５】
本発明の第二の構成によれば、上記と同様の効果に加え、偏光分離素子と反射素子に代えて、複屈折板を用いることにより、光路長を短くでき、装置の小型化が可能な画像表示装置を実現することができる。
また、本発明の第三の構成によれば、上記の効果に加え、複屈折板に積層型の複屈折板を用いることにより、さらに光路長を短くでき、さらに装置の小型化が可能な画像表示装置を実現することができる。
【００１６】
本発明の第四の構成によれば、第一または第二の構成の効果に加え、透過型の空間光変調素子を用いることにより低コスト化が可能な画像表示装置を実現することができる。
また、本発明の第五の構成によれば、第一または第二の構成の効果に加え、反射型の空間光変調素子を用いることにより高画質な画像表示装置を実現することができる。
【００１７】
本発明の第六の構成によれば、光偏向素子に機械式の方式を用いるため、機構が簡単で、小型化が可能な画像表示装置を実現することができる。
また、本発明の第七の構成によれば、光偏向素子に液晶を用いるため、装置の小型化が可能で、高速な光偏向が可能な画像表示装置を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明を実施するための最良の形態を図示の実施例に基いて詳細に説明する。
【実施例】
【００１９】
［実施例１］
まず、第一、第四の構成に対応する画像表示装置の一実施例を示す。この画像表示装置の光学系の一例を図１に模式的に示す。この光学系は、光源１、空間光変調素子２、偏光素子３、偏光分離素子４，７、反射素子５，６、及び投射レンズ１０から構成されている。これらは基本的な構成のみである。これ以外にも、例えば光源１と透過型空間光変調素子２の間には、フライアイレンズ、コンデンサーレンズなどの光学素子が入る。この例において、空間光変調素子２は透過型としている。透過型空間光変調素子は、プロジェクタ装置に多く使われており、製造技術が確立しているなどの利点があり、低コスト化が図れる。また、偏光分離素子４，７は偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）であり、反射素子５，６はプリズムである。また、反射素子には、プリズムの代わりにミラーを用いても構わない。
【００２０】
偏光素子３は、空間光変調素子２の画素の大きさ以下の構造複屈折体が周期的に配列したものであり、構造性複屈折を有することを特徴とする。この偏光素子３の構成例を図２（ａ），（ｂ），（ｃ）に模式的に示す。図２（ａ）は偏光素子３の一部３１を拡大して示すものであり、構造複屈折体を含む基本単位３２（と呼ぶことにする）が８×８に配列したものを示してある。構造複屈折体は、基本単位３２において黒で示した半分の領域である。配列は、実際には、空間光変調素子２の画素数と同じであり、例えばＸＧＡ規格のもので１０２７×７６８の数がある。ここで、光軸は紙面に垂直である。この素子に空間光変調素子２から出射した直線偏光８２が入射する。また、この基本単位３２の大きさは、空間光変調素子の一画素（正方画素）３３の大きさと同じである。現状では、この一画素の大きさは１０μｍ前後である。また、基本単位３２において、白で示した領域は平坦である。この基本単位３２を拡大して示したものが図２（ｂ）であり、直線３６に沿った断面を示したものが同図（ｃ）である。図２（ｃ）は、基本単位３２の領域に周期的な溝状の構造（構造複屈折体）３４と平坦部３５があるものを表している。この溝状の構造（構造複屈折体）３４の周期（ピッチ）は、図中の符号３７で示すピッチあり、画像表示装置に使用する波長よりも小さいものである。例えば周期（ピッチ）３７は１００ｎｍ前後の値である。また、この基板は石英ガラスなどの光学材料であり、この溝に高屈折率部材が充填されていてもよい。
【００２１】
このような、微細な構造を有する素子は、波長板として機能することが知られており、このピッチ及び溝の深さにより、その遅延位相差が決る。これは用いる波長に合わせて設計する。このような偏光素子３を用いることにより、画素の大きさで、また、画素毎に、偏光の制御が可能となる。図１では空間光変調素子２と偏光素子３とを分けて記載しているが、空間光変調素子２の出射側基板の内面側に上記構造を形成し、偏光素子の機能を持たせてもよい。以下、この偏光素子をλ／２板（１／２波長板）として説明する。
【００２２】
図１において、空間光変調素子２を出射した直線偏光光（ｐ偏光とする）は、偏光素子３に入射し、図２で説明した平坦な領域３５を透過するｐ偏光は、そのままｐ偏光として出射され、構造複屈折体３４を透過するｐ偏光はｓ偏光に変換されて出射される。図１の透過型空間光変調素子２においては画素を４つのみ示しており、また、それに合わせて偏光素子３においては基本単位を４つ示してある。偏光素子３を出射した時点で、ｐ偏光とｓ偏光とが１：１の割合となっており、一画素の情報を伝達する光のうち、面積で半分はｐ偏光、残りの半分はｓ偏光である。従来の空間光変調素子においては、一画素の情報を伝達する光は全て同じ偏光である。このｐ偏光とｓ偏光とは、偏光素子３を出射した後、ＰＢＳ４に入る。このときｐ偏光、ｓ偏光のＰＢＳ４に入射する位置はそれぞれ異なる。ＰＢＳ４に入射後、ｐ偏光は直進し、ｓ偏光は反射され進路を変える。続いてｐ偏光、ｓ偏光共にプリズム５，６に入射する。プリズム５，６により両偏光とも、反射され進路を変え、プリズム５，６を出射する。次に、ｐ偏光、ｓ偏光ともに、ＰＢＳ７に入射し、ｓ偏光は反射され進路を変え、ｐ偏光は直進して、ＰＢＳ７から出射される。ＰＢＳ７から出射されたs，ｐ偏光は光偏向素子５２により、二つの光路（図１中一点鎖線と点線）を取り得る（光偏向の効果）。この光偏向素子５２は平板の透光性部材であり、例えばガラス平板でよい。図９（ａ）に示すように、ガラス平板が入射光に対して垂直であれば、光は直進するが、図９（ｂ）に示すように、ガラス平板を傾けることにより、光が屈折し、光偏向が可能となる。光偏向素子が無ければ、図１において、ＰＢＳ７を出射する複数のｓ＋ｐの偏光の間には、画素の大きさの半分の間隔が生じており、これが投射レンズ１０を経て、スクリーンなどの観察面（図示せず）に投射される。このときのスクリーン上に投射された画像は図６（ａ）のように、周期的に隙間のあいた画像５５となる（ここで、空間光変調素子はすべての画素点灯している状態（全白）としている）。画素は縮小されているものの、画素数が少ない。これを光偏向素子５２により、画素の大きさの半分シフトさせ、図６（ｂ）に示すような、隙間のない画素数の２倍の画像５６にする。
【００２３】
ここで、プリズム５とＰＢＳ７との間に隙間１０００を設けておく。この隙間１０００は画素の大きさの半分とする。このようにすると、ＰＢＳ７を出射するｐ偏光とｓ偏光とは、ＰＢＳ７の出射面において、同じ位置から出射する（図中ｓ＋ｐ）。すなわち、異なる位置で入射した一画素の情報を有するｐ偏光とｓ偏光とが、同じ位置で重なって出射する。ここで一画素の大きさを考えると、この重なりにより面積で１／２となっている。これは、光学的に画素を縮小していることになる（画素縮小の効果、高精細化）。また、光の強度的には１／２のｐ偏光と１／２のｓ偏光とが重なっているため、足すと１である。従って、光学部材による吸収等を除いて光損失は無く、高光利用効率が可能である。
【００２４】
従来のマイクロレンズ等を用いた画素縮小の場合、レンズの収差により画質劣化、光利用効率の低下、また、画素を縮小することによりＦ値が小さくなり、それに伴う光利用効率の低下という問題があったが、本発明においてはレンズを用いていないため、収差がなく、それによる画質の劣化、光利用効率の低下が無い。また、集光でなく、いわば分割と偏向により画素を縮小するためＦ値が変らず、Ｆ値が小さくなる不利益が生じない。
【００２５】
なお、この実施例で示したようにＰＢＳを２つ、プリズムを２つ用いるのは、ｐ偏光とｓ偏光との光路差を、意図的に設けた間隔１０００を除いて、同じにするためであり、多少の画像劣化を許容するならこれ以外の構成であっても問題はない。
【００２６】
［実施例２］
上記の実施例１の説明（図）においては、入・出射光は平行光として説明している。しかしながら、実際には照明角があり、ＰＢＳ４に入射する光線の内、スキュー光においては、完全に所望の直線偏光にならない。このような場合、クリーナー用の偏光子等を用いて、好ましくない偏光光をカットすれば良い。
また、ＰＢＳ７とプリズム５との間の間隔１０００は、例えば１辺１０μｍの正方画素に対して、その半分の５μｍである（隙間が空気の場合）。この精度を確保するには、既存の光学技術で用いられているように、例えば紫外線硬化樹脂などの接着剤を用いて、貼り合せればよい。このとき接着剤の屈折率により間隔は５μｍ以下でもよい。
【００２７】
［実施例３］
次に第六の構成に対応する実施例を示す。図１で示した実施例１の構成では、画素縮小と光偏向とが個別に行われており、光路に光偏向素子を挿入するため光路も長くなるが、画素縮小と光偏向とを同時に行い、また光路も短い構成の一例を以下に示す。
【００２８】
図５は機械的な駆動機構を有する光偏向素子の一例を示す図であり、これは上記で説明した２つのＰＢＳ４，７と２つのプリズム５，６からなる光学系をステージ５１に載せ、ステージを左右（符号５３，５４の矢印の方向）に振動させることにより光偏向素子５２の機能を持たせるものである。振動させる素子として、ピエゾ素子を用いれば高速に動かすことが可能となる。これは駆動機構として単純であり、光学系の一部をステージに載せて動かすため、光学系に素子を追加し光路を長くすることがない。このため、装置の小型化が可能となる。また、ピエゾ素子は、印加する電圧により振動量を変えることができる。この量は、例えば1辺１０μｍの正方画素に対して、その半分の５μｍであり、用いる材料及び印加電圧により調整する。また、ピエゾ素子であるため、１μｍ以下の振動も可能であり、光偏向の精度を非常に高くすることができる。
【００２９】
［実施例４］
次に第一、第五の構成の画像表示装置の一実施例を図３に示す。これは空間光変調素子に反射型を用いた場合の例である。反射型空間光変調素子４０は、画素（反射電極）の下に、電気回路を設けることができるため、利用できる画素の面積が、透過型空間光変調素子に比べて大きくできる（開口率の向上）。このため高画質な画像が可能となる。図３は画像表示装置の前段側のみを図示しており、図３において、符号３８は光源、３９は偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）、４０は反射型空間光変調素子、４１はフィールドレンズ、４２は中間像、４３は偏光素子である。ここでＰＢＳ３９は、図１に示した偏光分離素子４，７とは別に設けたものである。なお、偏光素子４３以降の光学系に関しては、図１に示した光学系と同様であるため省略する。また、これらは基本構成のみ示してあり、これ以外の光学素子も挿入されている。また、偏光素子４３の構成は、図２に示した偏光素子と同様であるので、ここでは説明を省略する。
【００３０】
光源３８から出射した白色光は、光源３８とＰＢＳ３９との間にある図示しない均一照明光学系や偏光変換光学系を経て、直線偏光光（ｓ偏光とする）としてＰＢＳ３９に入射し、反射型空間光変調素子４０（４画素のみ描いてある）に入射する。反射型空間光変調素子４０により変調され出射する偏光光は、ｐ偏光の場合はＰＢＳ３９を直進し、ｓ偏光の場合、光源３８側に戻っていく。このｐ偏光を用いて、フィールドレンズ４１により、中間像４２を形成する。このとき中間像４２の倍率は等倍が望ましく、フィールドレンズ４１は両側テレセントリックであることが望ましい。この中間像４２の位置に偏光素子４３を設置する（図では区別するために離して描いてあるが、中間像４２の位置に一致するものとする）。これ以降、画素の縮小及び光偏光に関しては、上記の実施例と同様であり、画素縮小、及び画素数の増大が可能となる。
【００３１】
［実施例５］
次に第二、第七の構成の画像表示装置の一実施例を図４に示す。図４（ａ）において、符号４４は光源、４５は透過型空間光変調素子、４６は偏光素子、４７は複屈折素子、４８，５０は光偏向素子、４９はλ／２板である。光偏向素子５０以降の光学系は図示していないが、投射レンズ及びスクリーンがあるものとする。また、透過型空間光変調素子４５と偏光素子４６の構成、動作は、実施例１で説明した透過型空間光変調素子２と偏光素子３の構成、動作と同様であるので、ここでは説明を省略する。
【００３２】
複屈折素子４７の機能を説明した図を図４（ｂ）に示す。図４（ｂ）は複屈折素子４７として複屈折板５００を用いた例を示しており、この複屈折板５００に偏光素子４６によりｐ偏光とｓ偏光とに分離された偏光光が入射する。これらが複屈折板５００を通るときに、ｓ偏光は偏向され、ｐ偏光は直進し、同じ位置から出射する（ｐ＋ｓ）。複数のｐ＋ｓ（画素が異なる）の間には、画素の大きさの半分の間隔がある。このとき、複屈折板５００の厚みは、用いる波長、複屈折板の偏光分離角により設計する。
【００３３】
次に図４（ｃ），（ｄ）は、光偏向素子４８，５０に液晶を用いた場合の動作の一例を示しており、この例では、液晶を用いた光偏向素子４８１（４８２），５０１（５０２）を用いて、ｐ＋ｓ偏光を偏向させ、間隔を埋め、図６（ｂ）に示したような画像５６を表示させるようにする。液晶を用いた光偏向素子は２枚用い（第一の光偏向素子４８１（４８２）と第二の光偏向素子５０１（５０２）とする）、その間にλ／２板４９１（４９２）を置く。この２つの光偏向素子が両方ともオフの場合（図４（ｃ）の光偏向素子４８１，５０１の場合）、ｐ＋ｓ偏光は第一の光偏向子を直進し、λ／２板４９１でｐがｓにｓがｐになるが、第二の光偏向素子も直進する。すなわち、入射位置と出射位置とは変らない。これに対して、この２つの光偏向素子が両方ともオンの場合（図４（ｄ）の光偏向素子４８２，５０２の場合）は、ｐ＋ｓ偏光は偏向される。
【００３４】
ここで図４（ｄ）の場合、光偏向素子はｓ（或はｐ）のみを偏向する。第一の光偏向素子４８２ではｐ偏光は直進、ｓ偏光は偏向され、λ／２板４９２でｐ偏光はｓ偏光に、ｓ偏光はｐ偏光に変換される。第二の光偏向素子５０２では、ｓ偏光は偏向され、ｐ偏光は直進する。したがって、出射位置は入射位置よりもシフトしている。複屈折板や、液晶を用いた光偏向素子４８，５０は、図１に示したＰＢＳ４，７やプリズム５，６等の光学素子と比較して、薄く、光路を短くできるため、装置の小型化が可能となる。また、この光偏向素子の液晶材料としてはツイストネマチック型、垂直配向型などであるが、垂直配向型を用いた場合、より高速な偏向が可能となる。
【００３５】
［実施例６］
次に第三の構成の画像表示装置の一実施例を示す。画像表示装置の構成は図４と同様であるが、本実施例では、複屈折素子４７として積層型の複屈折素子を用いている。ここで、図７は積層型複屈折素子の一例を示す概略断面図である。これは、高屈折率部材６０１と低屈折率部材６０２が交互に積層されたものである。偏光光に対する機能は図４（ｂ）で説明した鉱物等を用いた複屈折板５００と同じである。しかし、積層型の場合、偏光分離角が大きくできる利点がある。これにより、ｐ偏光とｓ偏光とを偏向させる場合であっても、通常の鉱物の複屈折板よりも素子の厚みを薄くすることが可能となる。これにより、さらに装置の小型化が可能となる。
【００３６】
以上、本発明の実施例を説明したが、以上の例においては、画素の大きさを１／２に縮小し、画素数を２倍に増大することを想定して説明してきた。しかしながら、画素の縮小が１／２、画素数の増大が２倍に限られるものではない。
画素をさらに縮小するには、構造複屈折体をより小さく作製する必要があるが、現状の半導体作製技術を用いれば問題なく作製することができる。
また、空間光変調素子の駆動（オンとオフとの切り換え）の高速化も必要となり、画素数の増大に比例してこの速度を高速化することになる。現状の空間光変調素子の多くは、ツイストネマチック型の液晶が用いられているが、これを垂直配向型の液晶のように高速駆動できるものに置きかえれば、この問題も解決することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
以上説明したとおり、本発明によれば、画素縮小に画素サイズ以下の構造複屈折体を用いるため、光利用効率が高く、さらに光偏向することにより高画素数であり、その結果、高精細で高画質な画像表示装置を実現することができる。従って本発明は、高精細で高画質な画像表示を行うプロジェクタ装置などに利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の一実施例を示す図であって、画像表示装置の光学系の一例を模式的に示す図である。
【図２】図１に示す画像表示装置に用いられる偏光素子の構成例を模式的に示す図である。
【図３】本発明の別の実施例を示す図であって、画像表示装置の光学系の一部を模式的に示す図である。
【図４】本発明のさらに別の実施例を示す図であって、画像表示装置の光学系の構成、動作の説明図である。
【図５】機械的な駆動機構を有する光偏向素子の一例を示す図である。
【図６】本発明に係る画像表示装置によりスクリーン上に投射された画像の例を示す図であり、（ａ）は画素シフトを行う前の画像の例を示す図、（ｂ）は画素シフトを行ったときの画像の例を示す図である。
【図７】積層型複屈折素子の一例を示す概略断面図である。
【図８】従来技術の一例を示す図であって、液晶表示装置の一画素の構造複屈折体の例を示す図である。
【図９】ガラス平板からなる光偏向素子の構成、動作の説明図である。
【符号の説明】
【００３９】
１，３８，４４：光源
２，４５：透過型空間光変調素子
３，４３，４６：偏光素子
４，７：偏光分離素子（偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ））
５，６：反射素子（プリズム）
１０：投射レンズ
３４：構造複屈折体
３９：偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）
４０：反射型空間光変調素子
４１：フィールドレンズ
４２：中間像
４７：複屈折素子
４８，５０：光偏向素子
４９：λ／２板
５２：光偏向素子
【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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