(57)【要約】【課題】発熱量を低減しつつ、多様な画像を表示することが可能な表示装置を提供する。【解決手段】照明装置と、前記照明装置からの照明光を利用して画像を表示する光学変調素子と、前記光学変調素子からの光を、第１偏光、及び、前記第１偏光とは異なる第２偏光として出射可能な偏光制御素子と、前記偏光制御素子から出射された前記第１偏光を透過し、前記第２偏光を反射する偏光分離素子と、前記偏光分離素子を透過した透過光を投影面の第１投影領域に投影するとともに、前記偏光分離素子で反射された反射光を前記投影面の前記第１投影領域とは異なる第２投影領域に投影する投影部と、を備えた表示装置。【選択図】図２
2018072598.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
照明装置と、
前記照明装置からの照明光を利用して画像を表示する光学変調素子と、
前記光学変調素子からの光を、第１偏光、及び、前記第１偏光とは異なる第２偏光として出射可能な偏光制御素子と、
前記偏光制御素子から出射された前記第１偏光を透過し、前記第２偏光を反射する偏光分離素子と、
前記偏光分離素子を透過した透過光を投影面の第１投影領域に投影するとともに、前記偏光分離素子で反射された反射光を前記投影面の前記第１投影領域とは異なる第２投影領域に投影する投影部と、
を備えた表示装置。
【請求項２】
前記光学変調素子は、第１画像、及び、前記第１画像とは異なる第２画像を交互に表示する表示領域を備え、
前記偏光制御素子は、前記第１画像が表示されるのに同期して前記表示領域からの光を前記第１偏光として出射し、前記第２画像が表示されるのに同期して前記表示領域からの光を前記第２偏光として出射する出射領域を備えた、請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記光学変調素子は、第１サブ表示領域と、前記第１サブ表示領域とは異なる第２サブ表示領域とを備え、
前記偏光制御素子は、前記第１サブ表示領域からの光を前記第１偏光として出射する第１サブ出射領域と、前記第２サブ表示領域からの光を前記第２偏光として出射する第２サブ出射領域と、を備えた、請求項１に記載の表示装置。
【請求項４】
前記投影部は、凹面鏡を備えた、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項５】
前記投影部は、前記透過光を前記第１投影領域に投影する第１凹面鏡と、前記反射光を前記第２投影領域に投影する第２凹面鏡と、を備え、
前記第１凹面鏡から前記投影面までの光路長は、前記第２凹面鏡から前記投影面までの光路長とは異なる、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項６】
さらに、前記偏光分離素子の前記透過光及び前記反射光を前記投影部の異なる位置に案内する光学系を備えた、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項７】
さらに、前記偏光分離素子と前記投影部との間に位置し、前記透過光及び前記反射光の少なくとも一方に位相差を付与する位相差板を備えた、請求項１乃至６のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項８】
前記照明装置は、各々光源を備えた複数のサブ照明領域を備え、
前記光学変調素子は、前記サブ照明領域の各々に対向する複数のサブ表示領域を備え、
前記光源は、前記サブ表示領域に画像が表示されるのに同期して当該サブ表示領域を駆動するための画像データの階調値に応じた輝度で点灯または消灯する、請求項１乃至７のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項９】
前記偏光制御素子は、前記光学変調素子に表示された第１画像のうちの明部を第１偏光として出射するとともに暗部を第２偏光として出射し、前記光学変調素子に表示された第２画像のうちの明部を第２偏光として出射するとともに暗部を第１偏光として出射する、請求項１乃至８のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項１０】
さらに、前記光学変調素子に表示される第１画像の第１画像データ及び第２画像の第２画像データに応じて前記照明装置の輝度を表す第１輝度データ及び第２輝度データを演算する演算部と、
前記演算部によって演算された前記第１輝度データ及び前記第２輝度データに基づいて前記照明装置の輝度を制御する照明制御部と、を備えた請求項１乃至９のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項１１】
さらに、前記光学変調素子に表示される第１画像の第１画像データ及び第２画像の第２画像データに応じて前記照明装置の輝度を表す第１輝度データ及び第２輝度データを演算する演算部と、
前記演算部によって演算された前記第１輝度データ及び前記第２輝度データを比較して、前記照明装置を高輝度で照明させる方の輝度データに基づいて前記照明装置の輝度を制御する照明制御部と、
前記照明制御部からフィードバックされる輝度データに基づいて前記第１画像データ及び前記第２画像データを再演算して、前記第１画像データに対応した第１画像補正データ及び前記第２画像データに対応した第２画像補正データを生成するデータ生成部と、
前記データ生成部によって生成された前記第１画像補正データ及び前記第２画像補正データに基づいて前記光学変調素子を駆動する駆動部と、を備えた請求項１乃至９のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項１２】
前記演算部は、前記第１画像用の第１入力データに含まれる赤画素、緑画素、青画素のそれぞれの信号値の比率を維持してデータ伸長し、前記第１画像データに変換する、請求項１０または１１に記載の表示装置。
【請求項１３】
さらに、前記第１画像用の赤画素、緑画素、青画素のそれぞれの信号値に基づいて白画素の信号値を含む第１入力データを生成する変換部を備え、
前記演算部は、前記第１入力データに含まれる各色画素の信号値の比率を維持してデータ伸長し、前記第１画像データに変換する、請求項１０または１１に記載の表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この実施形態は、表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
表示装置の一つとして、ヘッドアップディスプレイ（以下、ＨＵＤと称する場合がある）が開発されている。ＨＵＤにおいては、表示パネルに表示された画像は、ミラーを介して、フロントウインドウに投影される。投影された画像は、観察者により、フロントウインドウの前方に虚像として視認される。ここで適用される表示パネルは、例えば、その後方に位置する光源からの光を選択的に透過することで画像を表示している。
【０００３】
近年のＨＵＤでは、異なる位置に多様な画像を表示することが望まれている。単純に表示パネルを大型化した場合、この表示パネルを照明するための光源のサイズも大型化し、光源における発熱量の増加を招くおそれがある。また、外光が光学系のユニット内に入ることに起因して、ユニット内の温度上昇を招くおそれもある。加えて、投影面（例えばフロントウインドウ）の反射率が低いことに起因して虚像の輝度が低いため、虚像の視認性を向上するために光源を高輝度化すると、光源における発熱量の増加を招くおそれがある。このようなＨＵＤの発熱は、ユニット内の光学系の変形や、ＨＵＤを搭載する空間の温度上昇を招くため、できるだけ発熱を抑制したいという要望がある。また、この種のＨＵＤは、構造上できるだけ小型化したいという要望もある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１５１２８号公報
【特許文献２】特開２０１４−１２６７１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本実施形態の目的は、発熱量を低減しつつ、多様な画像を表示することが可能な表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本実施形態によれば、
照明装置と、前記照明装置からの照明光を利用して画像を表示する光学変調素子と、前記光学変調素子からの光を、第１偏光、及び、前記第１偏光とは異なる第２偏光として出射可能な偏光制御素子と、前記偏光制御素子から出射された前記第１偏光を透過し、前記第２偏光を反射する偏光分離素子と、前記偏光分離素子を透過した透過光を投影面の第１投影領域に投影するとともに、前記偏光分離素子で反射された反射光を前記投影面の前記第１投影領域とは異なる第２投影領域に投影する投影部と、を備えた表示装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は、本実施形態における表示装置１０の基本構成を原理的に示す図である。
【図２】図２は、図１に示した表示装置１０における光路を説明するための図である。
【図３Ａ】図３Ａは、本実施形態の表示装置１０によって視認される光学像の表示状態を示す図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、本実施形態の表示装置１０によって視認される光学像の表示状態を示す図である。
【図３Ｃ】図３Ｃは、本実施形態の表示装置１０によって視認される光学像の表示状態を示す図である。
【図３Ｄ】図３Ｄは、本実施形態の表示装置１０によって視認される光学像の表示状態を示す図である。
【図３Ｅ】図３Ｅは、本実施形態の表示装置１０によって視認される光学像の表示状態を示す図である。
【図３Ｆ】図３Ｆは、本実施形態の表示装置１０によって視認される光学像の表示状態を示す図である。
【図４】図４は、本実施形態における表示装置１０を構成する光学部品の配置例を示す斜視図である。
【図５】図５は、本実施形態における表示装置１０を構成する光学部品の他の配置例を示す斜視図である。
【図６】図６は、本実施形態における表示装置１０を構成する光学部品の他の配置例を示す図である。
【図７】図７は、照明装置ＩＬ及び光学変調素子ＯＭの一構成例を示す図である。
【図８】図８は、偏光制御素子ＰＣの一構成例を示す図である。
【図９】図９は、偏光制御素子ＰＣの構成例を示す平面図である。
【図１０】図１０は、時分割駆動方式が適用される表示装置１０の一構成例を示す図である。
【図１１】図１１は、時分割駆動方式が適用される表示装置の制御例を説明するための図である。
【図１２】図１２は、光学変調素子ＯＭの表示領域ＤＡに表示される画像に応じて照明装置ＩＬにおける照明領域ＩＡを制御する制御例を説明するための図である。
【図１３】図１３は、光学変調素子ＯＭの表示領域ＤＡに表示される画像に応じて偏光制御素子ＰＣにおける出射領域ＡＡを制御する制御例を説明するための図である。
【図１４】図１４は、空間分割駆動方式が適用される表示装置１０の一構成例を示す図である。
【図１５】図１５は、空間分割駆動方式が適用される表示装置１０の他の構成例を示す図である。
【図１６】図１６は、空間分割駆動方式が適用される表示装置１０の他の構成例を示す図である。
【図１７】図１７は、空間分割駆動方式が適用される表示装置１０の他の構成例を示す図である。
【図１８】図１８は、ローカルディミング制御が適用される表示装置１０の一構成例を示す図である。
【図１９】図１９は、ローカルディミング制御が適用される表示装置１０の変形例を説明するための図である。
【図２０】図２０は、画素ＰＸの輝度を制御する際のデータの流れを示すブロック図である。
【図２１】図２１は、演算部ＡＳにおけるデータ処理の一例を示す図である。
【図２２】図２２は、照明制御部ＩＣＳ及びデータ生成部ＤＧＳにおけるデータ処理の一例を示す図である。
【図２３】図２３は、変換部ＴＳ及び演算部ＡＳにおけるデータ処理の一例を示す図である。
【図２４】図２４は、照明制御部ＩＣＳ及びデータ生成部ＤＧＳにおけるデータ処理の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、開示はあくまで一例に過ぎず、当業者において、発明の主旨を保っての適宜変更について容易に想到し得るものについては、当然に本発明の範囲に含有されるものである。また、図面は、説明をより明確にするため、実際の態様に比べて、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。また、本明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同一又は類似した機能を発揮する構成要素には同一の参照符号を付し、重複する詳細な説明を適宜省略することがある。
【０００９】
図１は、本実施形態における表示装置１０の基本構成を原理的に示す図である。図示した例の表示装置１０は、車両等のフロントウインドウを投映用の投影面（スクリーン）１１として利用するヘッドアップディスプレイである。なお、投影面１１は、フロントウインドウそのものに限定されるものではなく、他のコンバイナーが利用されても良い。
【００１０】
表示装置１０は、照明装置ＩＬと、光学変調素子ＯＭと、偏光制御素子ＰＣと、偏光分離素子ＰＳと、光学系ＯＰと、投影部ＰＪと、を備えている。  
照明装置ＩＬは、後述するが、複数の光源を備え、光学変調素子ＯＭを照明する。一例では、光学変調素子ＯＭは、照明装置ＩＬからの照明光を選択的に透過して画像を表示する透過型の素子であり、照明装置ＩＬは、光学変調素子ＯＭの背面側に位置している。なお、光学変調素子ＯＭは、照明装置ＩＬからの照明光を選択的に反射して画像を表示する反射型の素子であっても良く、この場合、照明装置ＩＬは、光学変調素子ＯＭの前面側に配置される。光学変調素子ＯＭとしては、透過型あるいは反射型の液晶装置、ディジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）などのマイクロエレクトロメカニカルシステム（ＭＥＭＳ）などが適用可能である。
【００１１】
偏光制御素子ＰＣは、光学変調素子ＯＭからの光を、第１偏光及び第２偏光として出射可能に構成されている。ここでは、第１偏光及び第２偏光は、互いに直交する振動面を有するものであり、第１偏光をｐ偏光と称し、第２偏光をｓ偏光と称する場合がある。  
このような偏光制御素子ＰＣは、一例として、予めパターン化された第１サブエリア及び第２サブエリアを備え、第１サブエリアは光学変調素子ＯＭの第１表示領域からの光を第１偏光として出射し、第２サブエリアは光学変調素子ＯＭの第２表示領域からの光を第２偏光として出射するように構成されている。このような構成例では、例えば、第１サブエリアは、光学変調素子ＯＭからのｓ偏光に対してλ／２の位相差を付与する位相差層を備え、ｐ偏光として出射する一方で、第２サブエリアは、光学変調素子ＯＭからのｓ偏光に位相差を付与することなく、ｓ偏光として出射する。但し、λは、偏光制御素子ＰＣに入射する光の波長である。  
また、他の例として、偏光制御素子ＰＣは、その出射領域の全面が光学変調素子ＯＭに表示される画像に同期して表示領域からの光を第１偏光または第２偏光として交互に出射するように構成されていても良い。このような構成例では、偏光制御素子ＰＣは、例えば、一対の電極基板間に液晶層を備えた液晶素子であり、液晶層に電圧を印加しないオフ状態と、液晶層に電圧を印加したオン状態とで液晶層のリタデーションを制御するものである。液晶層において、自身を透過する光に対して付与するリタデーションΔｎ・ｄは、例えば、オフ状態でゼロであり、オン状態でλ／２である。なお、Δｎは液晶層の屈折率異方性であり、ｄは液晶層の実質的な厚さであり、λは液晶層に入射する光の波長である。
【００１２】
偏光分離素子ＰＳは、偏光制御素子ＰＣから出射された第１偏光を透過し、第２偏光を反射する。このような偏光分離素子ＰＳとしては、例えば、平板状あるいはキューブ上の偏光ビームスプリッタが適用可能である。  
光学系ＯＰは、偏光分離素子ＰＳによって分離された透過光及び反射光を投影部ＰＪに案内するミラーを備えている。  
投影部ＰＪは、偏光分離素子ＰＳを透過した透過光及び偏光分離素子ＰＳで反射された反射光を投影面１１に投影する。このような投影部ＰＪは、例えば凹面鏡が適用可能である。
【００１３】
表示装置１０を利用するユーザ２００は、投影面１１の前方に虚像２０１を視認することができる。
【００１４】
図２は、図１に示した表示装置１０における光路を説明するための図である。  
照明装置ＩＬから放射された照明光３０１は、例えば自然光であり、ランダムな振動面を有する。光学変調素子ＯＭは、その背面から照明光３０１によって均一に照明される。光学変調素子ＯＭを透過し、光学像として変化した光３０２は、所定の振動面を有する直線偏光であり、一例では、第２偏光（ｓ偏光）である。光学変調素子ＯＭからの光は、偏光制御素子ＰＣに入射し、必要に応じて位相が調整され、偏光制御素子ＰＣから第１偏光３０３Ａ及び第２偏光３０３Ｂとして出射される。
【００１５】
偏光制御素子ＰＣから出射される出射光３０３は、偏光分離素子ＰＳに入射する。偏光分離素子ＰＳは、第１偏光３０３Ａを透過し、第２偏光３０３Ｂを反射する。すなわち、偏光分離素子ＰＳは、光学変調素子ＯＭの光学像を形成する光３０２のうち、第１偏光３０３Ａによって形成される第１光学像と、第２偏光３０３Ｂによって形成される第２光学像とを分離する。
【００１６】
図中の第１光路４０１は偏光分離素子ＰＳを透過した透過光の投影面１１までの光路を示し、第２光路４０２は偏光分離素子ＰＳで反射された反射光の投影面１１までの光路を示している。図示した例では、第１光路４０１及び第２光路４０２は、それぞれ第１偏光３０３Ａ及び第２偏光３０３Ｂの光路に相当するが、これに限らない。例えば、偏光分離素子ＰＳと投影部ＰＪとの間において、第１光路４０１上の第１位置１２１、第２光路４０２上の第２位置１２２及び第３位置１２３の少なくとも１か所に位相差板を配置することができる。第１光路４０１上の１箇所、及び、第２光路４０２上の１箇所にそれぞれλ／４の位相を付与する位相差板が配置された場合、第１偏光３０３Ａ及び第２偏光３０３Ｂは、それぞれ第１光路４０１上及び第２光路４０２上において位相差が付与され、円偏光に変換される。また、第１光路４０１上の１箇所にλ／２の位相差を付与する位相差板が配置された場合には、第１偏光３０３Ａは第２偏光に変換され、第１光路４０１及び第２光路４０２の双方において振動面を揃えることができる。例えば、偏光メガネを使用するユーザは、第１光路４０１の透過光及び第２光路４０２の反射光のいずれも偏光メガネの吸収軸とは非平行の振動面の偏光または円偏光に変換されることで、いずれの光も視認することができる。  
なお、以下の説明では、第１光路４０１を通る光を単に透過光と称し、第２光路４０２を通る光を単に反射光と称する場合があるが、いずれも偏光状態は考慮しない。
【００１７】
これらの透過光及び反射光は、それぞれ投影部ＰＪに案内される。図示した例では、反射光は、ミラーＯＰ１によって反射された後に、ミラーＯＰ２に案内される。透過光は、直接ミラーＯＰ２に案内される。ミラーＯＰ２において、透過光は第１領域ＯＰＡに案内され、反射光は第１領域ＯＰＡとは異なる第２領域ＯＰＢに案内される。ミラーＯＰ２は、透過光及び反射光をそれぞれ投影部ＰＪに向けて反射する。投影部ＰＪにおいて、透過光は第１領域ＰＪＡに案内され、反射光は第１領域ＰＪＡとは異なる第２領域ＰＪＢに案内される。投影部ＰＪは、透過光及び反射光をそれぞれ投影面１１の異なる領域に投影する。投影面１１において、透過光は第１投影領域１１Ａに投影され、反射光は第１投影領域１１Ａとは異なる第２投影領域１１Ｂに投影される。第１投影領域１１Ａに投影された透過光（第１光学像）、及び、第２投影領域１１Ｂに投影された反射光（第２光学像）の各々は、図１に示したように、ユーザ２００からは投影面１１の前方に虚像として視認される。
【００１８】
図３Ａ乃至図３Ｆは、本実施形態の表示装置１０によって視認される光学像の表示状態を示す図である。なお、図３Ａ乃至図３Ｃは、投影面１１の第１投影領域１１Ａ及び第２投影領域１１Ｂがユーザから見て左右に並んでいる例に相当し、図３Ｄ乃至図３Ｆは、第１投影領域１１Ａ及び第２投影領域１１Ｂがユーザから見て上下に並んでいる例に相当する。
【００１９】
図３Ａに示した例は、第１投影領域１１Ａに投影された第１光学像１２Ａ、及び、第２投影領域１１Ｂに投影された第２光学像１２Ｂが左右に並んで表示された状態を示している。ユーザは、第１光学像１２Ａ及び第２光学像１２Ｂのそれぞれの虚像２０１Ａ及び２０１Ｂを視認することができる。  
図３Ｂに示した例は、第１投影領域１１Ａに投影された第１光学像１２Ａのみが表示された状態を示している。ユーザは、第１光学像１２Ａの虚像２０１Ａのみを視認することができる。なお、第２投影領域１１Ｂには黒表示状態の第２光学像が投影されても良いし、第２投影領域１１Ｂに第２光学像を形成する光（反射光）が到達しないようにしても良い。  
図３Ｃに示した例は、第２投影領域１１Ｂに投影された第２光学像１２Ｂのみが表示された状態を示している。ユーザは、第２光学像１２Ｂの虚像２０１Ｂのみを視認することができる。なお、第１投影領域１１Ａには黒表示状態の第１光学像が投影されても良いし、第１投影領域１１Ａに第１光学像を形成する光（透過光）が到達しないようにしても良い。
【００２０】
図３Ｄに示した例は、第１投影領域１１Ａに投影された第１光学像１２Ａ、及び、第２投影領域１１Ｂに投影された第２光学像１２Ｂが上下に並んで表示された状態を示している。ユーザは、第１光学像１２Ａ及び第２光学像１２Ｂのそれぞれの虚像２０１Ａ及び２０１Ｂを視認することができる。  
図３Ｅに示した例は、第１投影領域１１Ａに投影された第１光学像１２Ａのみが表示された状態を示している。ユーザは、第１光学像１２Ａの虚像２０１Ａのみを視認することができる。図３Ｆに示した例は、第２投影領域１１Ｂに投影された第２光学像１２Ｂのみが表示された状態を示している。ユーザは、第２光学像１２Ｂの虚像２０１Ｂのみを視認することができる。
【００２１】
ヘッドアップディスプレイにおいて、第１光学像１２Ａ及び第２光学像１２１Ｂとしては、例えば、標識、ルート案内、マップ、計器類などが表示される。
【００２２】
図４は、本実施形態における表示装置１０を構成する光学部品の配置例を示す斜視図である。図中の第１方向Ｘ、第２方向Ｙ、及び、第３方向Ｚは、互いに直交しているが、９０度以外の角度で交差していても良い。第１方向Ｘ及び第２方向Ｙで規定されるＸ−Ｙ平面は、照明装置ＩＬ等の光学部品の主面と平行であり、第３方向Ｚは、照明装置ＩＬから放射された光の進行方向に相当する。
【００２３】
表示装置１０は、ユーザの前方の空間部に配置される。一例では、表示装置１０は、ユーザ前方に位置するダッシュボード４３０内に配置される。ダッシュボード４３０の天板には、開口４３１が設けられている。照明装置ＩＬの開口４３１には、透明なカバー部材（図中の斜線部）４３２が取り付けられている。カバー部材４３２は、ガラス板や樹脂板などである。
【００２４】
照明装置ＩＬ、光学変調素子ＯＭ、偏光制御素子ＰＣ、及び、偏光分離素子ＰＳは、この順に第３方向Ｚに沿って同一直線上に並んでいる。偏光分離素子ＰＳ及びミラーＯＰ１は、第１方向Ｘに並んでいる。ミラーＯＰ２は、第１方向Ｘに延出した平板ミラーであり、偏光分離素子ＰＳ及びミラーＯＰ１の第３方向Ｚに並んでいる。投影部ＰＪは、ミラーＯＰ２の第２方向Ｙに並んでいる。投影部ＰＪは、第１方向Ｘに延出した母線を有し、且つ、ミラーＯＰ２から見て凹状の曲面を有する凹面鏡である。投影部ＰＪは、カバー部材４３２と対向している。
【００２５】
偏光分離素子ＰＳを透過した透過光の投影部ＰＪまでの第１光路４０１は、偏光分離素子ＰＳとミラーＯＰ２との間で第３方向Ｚと平行であり、ミラーＯＰ２と投影部ＰＪとの間で第２方向Ｙと平行である。偏光分離素子ＰＳで反射された反射光の投影部ＰＪまでの第２光路４０２は、偏光分離素子ＰＳとミラーＯＰ１との間で第１方向Ｘと平行であり、ミラーＯＰ１とミラーＯＰ２との間で第３方向Ｚと平行であり、ミラーＯＰ２と投影部ＰＪとの間で第２方向Ｙと平行である。  
第１光路４０１の透過光及び第２光路４０２の反射光は、投影部ＰＪによって反射される。反射された第１光路４０１の第１光学像及び第２光路４０２の第２光学像は、カバー部材４３２を介して図示しない投影面に投影される。
なお、図４に示した配置例において、ミラーＯＰ２は省略して良い。具体的には、ミラー０Ｐ２を配置する代わりに、光学変調素子ＯＭを通った光が直接投影部ＰＪに入光するように、各構成素子を配置してもよい。
【００２６】
図５は、本実施形態における表示装置１０を構成する光学部品の他の配置例を示す斜視図である。なお、図示した配置例において、図４に示した配置例と同一の光学部品には同一の参照符号を付して詳細な説明を省略する。
【００２７】
照明装置ＩＬ、光学変調素子ＯＭ、偏光制御素子ＰＣ、及び、ミラーＯＰ３は、この順に第３方向Ｚに沿って同一直線上に並んでいる。ミラーＯＰ３、偏光分離素子ＰＳ、及び、ミラーＯＰ４は、この順に第１方向Ｘに並んでいる。投影部ＰＪは、偏光分離素子ＰＳ及びミラーＯＰ４の第２方向Ｙに並んでいる。投影部ＰＪは、図示しないカバー部材と対向している。
【００２８】
偏光制御素子ＰＣから出射された出射光は、ミラーＯＰ３によって第１方向Ｘに反射される。偏光分離素子ＰＳを透過した透過光の投影部ＰＪまでの第１光路４０１は、偏光分離素子ＰＳとミラーＯＰ４との間で第１方向Ｘと平行であり、ミラーＯＰ４と投影部ＰＪとの間で第２方向Ｙと平行である。偏光分離素子ＰＳで反射された反射光の投影部ＰＪまでの第２光路４０２は、偏光分離素子ＰＳと投影部ＰＪとの間で第２方向Ｙと平行である。  
第１光路４０１の透過光及び第２光路４０２の反射光は、図示しないカバー部材を介して投影面に投影される。
【００２９】
図５に示した配置例によれば、図４に示した配置例と比較して、ミラーＯＰ２のような大型の光学部品を必要としないため、コスト削減及び小型化が可能となる。
なお、図５に示した配置例において、ミラーＯＰ３は省略して良い。具体的には、照明装置ＩＬを偏光制御素子ＰＣに対して第１方向Ｘに並ぶように配置してもよい。このようにすることで第３方向Ｚ方向のスペースを縮小でき、更なる小型化が可能となる。
【００３０】
なお、図４及び図５に示した配置例では、投影部ＰＪは、第１光路４０１及び第２光路４０２のそれぞれの光がともに案内される単一の凹面鏡であるが、図示した例に限らない。なお、投影部ＰＪは、図６を参照して説明するように、第１光路４０１及び第２光路４０２のそれぞれの光が個別に案内される２つの凹面鏡によって構成されていても良い。
【００３１】
図６は、本実施形態における表示装置１０を構成する光学部品の他の配置例を示す図である。図示した配置例は、図４及び図５に示した例と比較して、投影部ＰＪが第１凹面鏡ＰＪＡ及び第２凹面鏡ＰＪＢを備えた点で相違している。第１凹面鏡ＰＪＡは、第１光路４０１上の偏光分離素子ＰＳと投影面１１との間に位置している。第２凹面鏡ＰＪＢは、第２光路４０２上のミラーＯＰ５と投影面１１との間に位置している。  
偏光分離素子ＰＳの透過光は、第１光路４０１を進行し、第１凹面鏡ＰＪＡに入射し、投影面１１に投影される。一方、偏光分離素子ＰＳの反射光は、第２光路４０２を進行し、ミラーＯＰ５で反射された後に、第２凹面鏡ＰＪＢに入射し、投影面１１に投影される。
【００３２】
図６に示した配置例によれば、第１凹面鏡ＰＪＡ及び第２凹面鏡ＰＪＢの仰角などを調整して、第１光学像及び第２光学像のそれぞれの投影位置を調整することができる。また、第１凹面鏡ＰＪＡから投影面１１までの光路長と、第２凹面鏡ＰＪＢから投影面１１までの光路長とが異なっている場合、２つの虚像２０１Ａ及び２０１Ｂの結像位置を異ならせることができる。図示した例では、第１光学像の虚像２０１Ａは、第２光学像の虚像２０１Ｂよりもユーザ２００から遠い位置に視認される。第１凹面鏡ＰＪＡ及び第２凹面鏡ＰＪＢの少なくとも一方が可動式であれば、ユーザの要望に応じて光学像の結像位置を変更することが可能となる。また、本表示装置１０を搭載している車両の速度や使用環境などに応じて光学像の結像位置を自動的に変更することも可能である。
【００３３】
上記した本実施形態によれば、１つの照明装置ＩＬと、１つの光学変調素子ＯＭとを備えた表示装置１０において、複数種類の異なる画像を投影面１１の異なる領域に投影・表示することができる。しかも、これらの異なる画像は、いずれか１つを選択的に表示することができ、あるいは、すべてを同時に表示することができる。つまり、小型の表示装置１０において、光学変調素子ＯＭにおける表示領域の面積よりも広範囲に亘って画像を表示することができる。したがって、多様な画像を表示することができる。  
また、照明装置ＩＬは、光学変調素子ＯＭの表示領域を照明する規模に小型化することができる。更に、投影面１１に画像を選択的に表示する場合において、表示可能な領域全体に対する照明装置ＩＬでの発熱量を低減することができる。
【００３４】
次に、本実施形態に適用可能な照明装置ＩＬ及び光学変調素子ＯＭの一構成例について説明する。
【００３５】
図７は、照明装置ＩＬ及び光学変調素子ＯＭの一構成例を示す図である。図示した例の光学変調素子ＯＭは、液晶表示パネルであり、第１基板ＳＵＢ１、第２基板ＳＵＢ２、及び、第１基板ＳＵＢ１と第２基板ＳＵＢ２との間に保持された液晶層ＬＣとを備えている。偏光板ＰＬ１は、第１基板ＳＵＢ１の背面側に位置している。偏光板ＰＬ２は、第２基板ＳＵＢ２の前面側に位置している。例えば、偏光板ＰＬ１及び偏光板ＰＬ２のそれぞれの吸収軸はＸ−Ｙ平面内において直交している。偏光板ＰＬ２の透過軸は、図２を参照して説明した光（第２偏光）３０２の振動面と平行である。
【００３６】
光学変調素子ＯＭは、画像を表示する表示領域ＤＡを備えている。光学変調素子ＯＭは、表示領域ＤＡにおいて、第１方向Ｘ及び第２方向Ｙにマトリクス状に配置された複数の画素ＰＸを備えている。第１基板ＳＵＢ１は、複数の走査線Ｇ（ゲート線ともいう）、及び、走査線Ｇと交差する複数の信号線Ｓ（データ配線あるいはソース線ともいう）を備えている。画素ＰＸを駆動する駆動部ＤＲは、走査線ドライバＧＤ及び信号線ドライバＳＤを含んでいる。各走査線Ｇは、表示領域ＤＡの外側に引き出され、走査線ドライバＧＤに接続されている。各信号線Ｓは、表示領域ＤＡの外側に引き出され、信号線ドライバＳＤに接続されている。走査線ドライバＧＤ及び信号線ドライバＳＤは、表示領域ＤＡに画像を表示するための画像データに基づいて制御される。  
各画素ＰＸは、スイッチング素子ＳＷ（例えば薄膜トランジスタ）、画素電極ＰＥ、共通電極ＣＥなどを備えている。スイッチング素子ＳＷは、走査線Ｇ及び信号線Ｓに電気的に接続されている。画素電極ＰＥは、スイッチング素子ＳＷに電気的に接続されている。共通電極ＣＥは、複数の画素電極ＰＥと対向している。画素電極ＰＥ及び共通電極ＣＥは、液晶層ＬＣを駆動する駆動電極として機能する。画素電極ＰＥ及び共通電極ＣＥは、例えば、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）やインジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）などの透明導電材料によって形成されている。
【００３７】
照明装置ＩＬは、表示領域ＤＡに対向する照明領域ＩＡを備えている。照明装置ＩＬは、照明領域ＩＡにおいて、第１方向Ｘ及び第２方向Ｙにマトリクス状に配置された光源ＬＳを備えている。光源ＬＳは、例えば白色に発光する発光ダイオードであるが、これに限定されるものではない。白色に発光する光源ＬＳとしては、例えば、赤色、緑色、及び、青色にそれぞれ発光する発光ダイオードを１チップ化したものや、青色または近紫外に発光する発光ダイオードと蛍光体とを組み合わせたものなどが適用可能である。このような光源ＬＳは、供給される電流の大きさに応じて輝度を制御することができる。  
一例では、１個の光源ＬＳは、ｍ＊ｎ個の画素ＰＸからなるサブ表示領域と対向するように配置されている。但し、ｍ及びｎは正の整数であり、ｍは第１方向Ｘに並んだ画素ＰＸの個数に相当し、ｎは第２方向Ｙに並んだ画素ＰＸの個数に相当する。光源ＬＳの各々について、点灯および消灯は、個別に制御することができる。このため、照明装置ＩＬは、照明領域ＩＡにおいて、点灯および消灯を個別に制御可能なサブ照明領域を形成することができる。サブ照明領域は、少なくとも１個の光源ＬＳを備えている。サブ照明領域は、Ｘ−Ｙ平面内において、第１方向Ｘに延びた帯状、第２方向Ｙに延びた帯状、第１方向Ｘ及び第２方向Ｙに並んだマトリクス状など種々の形状に形成することができる。
【００３８】
次に、本実施形態に適用可能な偏光制御素子ＰＣの一構成例について説明する。
【００３９】
図８は、偏光制御素子ＰＣの一構成例を示す図である。図８の（ａ）は第１モードに制御された偏光制御素子ＰＣの断面図であり、図８の（ｂ）は第２モードに制御された偏光制御素子ＰＣの断面図である。
【００４０】
偏光制御素子ＰＣは、支持基板１１及び１２、制御電極（第１電極）１３、制御電極（第２電極）１４、配向膜１５及び１６、及び、液晶層１７を備えている。制御電極１３は支持基板１１と配向膜１５との間に位置し、制御電極１４は支持基板１２と配向膜１６との間に位置している。液晶層１７は、配向膜１５と配向膜１６との間、あるいは、制御電極１３と制御電極１４との間に位置している。支持基板１１及び１２は、ガラス基板や樹脂基板などの可視光に対して透明な基板である。制御電極１３及び１４は、ＩＴＯやＩＺＯなどの透明導電材料によって形成されている。液晶層１７は、例えば、ネマティック液晶の液晶分子１７Ｍを含んでいる。なお、液晶層１７としては、正の誘電率異方性を有する構成と、負の誘電率異方性を有する構成とのいずれも適用可能である。配向膜１５及び１６としては、液晶分子１７Ｍを主面に平行な方向に配向させる配向規制力を有する水平配向膜であっても良いし、液晶分子１７Ｍを主面の法線に平行な方向に配向させる配向規制力を有する垂直配向膜であっても良い。
【００４１】
図８の（ａ）に示した第１モードでは、液晶分子１７Ｍは、その長軸が主面（あるいは、Ｘ−Ｙ平面）と平行な方向に配向している。この場合、第３方向Ｚに沿って液晶層１７を透過する光に対して付与されるリタデーションは、例えばλ／２であり、液晶層１７を透過する直線偏光は、その偏光軸をＸ−Ｙ平面内で９０度回転した偏光状態の直線偏光に変換される。このような第１モードでは、偏光制御素子ＰＣは、例えば光学変調素子ＯＭからの第２偏光を、第１偏光として出射する。
【００４２】
図８の（ｂ）に示した第２モードでは、液晶分子１７Ｍは、その長軸が第３方向Ｚと平行な方向に配向している。この場合、第３方向Ｚに沿って液晶層１７を透過する光に対して付与されるリタデーションはゼロであり、液晶層１７を透過する直線偏光は、その偏光状態が維持される。このような第２モードでは、偏光制御素子ＰＣは、例えば光学変調素子ＯＭからの第２偏光を、第２偏光として出射する。
なお、図８に示した偏光制御素子ＰＣの例では、制御電極１３及び１４が液晶層１７の両側に位置しているが、制御電極１３及び１４の双方が液晶層１７の一方の側に位置していても良い。例えば、制御電極１３及び１４の双方は、支持基板１１と液晶層１７との間に配置され、制御電極１３及び１４の間に形成される電界を利用して液晶分子１７Ｍの配向を制御しても良い。
【００４３】
図９は、偏光制御素子ＰＣの構成例を示す平面図である。偏光制御素子ＰＣは、Ｘ−Ｙ平面において、出射領域ＡＡを備えている。一例では、出射領域ＡＡは、第１方向Ｘに沿った短辺及び第２方向Ｙに沿った長辺を有する長方形状であるが、その形状は図示した例に限らず、他の多角形状であっても良いし、円形状や楕円形状などであっても良い。このような出射領域ＡＡは、上記の通り光学変調素子ＯＭからの光を、第１偏光及び第２偏光として出射可能に構成されている。
【００４４】
図９の（ａ）に示した構成例では、制御電極１３及び１４は、いずれも出射領域ＡＡの全面に亘って途切れることなく延在した単一のシート状電極によって構成されている。上記の通り、制御電極１３及び１４は、液晶層１７を挟んで対向している。駆動部ＤＲＡは、制御電極１３及び１４の各々と電気的に接続されている。このような構成例では、駆動部ＤＲＡが制御電極１３及び１４に対して印加する電圧を制御することにより、出射領域ＡＡの全面において液晶層１７の液晶分子１７Ｍの配向方向が制御される。これにより、偏光制御素子ＰＣは、出射領域ＡＡの全面において上記の第１モード（主として第１偏光として出射するモード）と第２モード（主として第２偏光として出射するモード）とを制御ことができる。
【００４５】
図９の（ｂ）に示した構成例は、図９の（ａ）に示した構成例と比較して、出射領域ＡＡが帯状の複数のサブ出射領域ＳＡを備えた点で相違している。制御電極１３は、図９の（ａ）に示した構成例と同様に、単一のシート状電極によって構成されている。制御電極１４は、互いに離間した複数の帯状電極１４１乃至１４７によって構成されている。図示した例では、帯状電極１４１乃至１４７の各々は、第１方向Ｘに延在した長方形状であり、第２方向Ｙに間隔をおいて並んでいる。制御電極１３、及び、帯状電極１４１乃至１４７は、互いに対向している。駆動部ＤＲＡは、制御電極１３と電気的に接続されるとともに、帯状電極１４１乃至１４７の各々と電気的に接続されている。サブ出射領域ＳＡは、制御電極１３と、帯状電極１４１乃至１４７のうちの１つとがＸ−Ｙ平面で重なる重複部に相当する。つまり、図示した例では、各サブ出射領域ＳＡは、第１方向Ｘに延在した帯状の領域である。  
なお、帯状電極１４１乃至１４７の各々は、第２方向Ｙに延在し、第１方向Ｘに間隔をおいて並んでいても良い。また、ここに示した構成例は、制御電極１３及び１４のうちの一方がシート状電極によって構成され他方が複数の帯状電極によって構成された例に相当するものであり、制御電極１３が複数の帯状電極によって構成され、制御電極１４が単一のシート状電極によって構成されても良い。  
このような構成例では、駆動部ＤＲＡが帯状電極１４１乃至１４７に対して個別に印加する電圧を制御することにより、サブ出射領域ＳＡの各々において液晶分子１７Ｍの配向方向が制御される。これにより、偏光制御素子ＰＣは、サブ出射領域ＳＡ毎に第１モードと第２モードとを制御することができる。なお、この構成例の偏光制御素子ＰＣは、帯状電極１４１乃至１４７の全てを一括して駆動することにより、出射領域ＡＡの全面において第１モードと第２モードとを制御することもできる。
【００４６】
図９の（ｃ）に示した構成例は、図９の（ａ）に示した構成例と比較して、出射領域ＡＡがマトリクス状の複数のサブ出射領域ＳＡを備えた点で相違している。制御電極１３は、互いに離間した複数の帯状電極１３１乃至１３５によって構成されている。制御電極１４は、互いに離間した複数の帯状電極１４１乃至１４６によって構成されている。図示した例では、帯状電極１３１乃至１３５の各々は、第２方向Ｙに延在し、第１方向Ｘに間隔をおいて並んでいる。また、帯状電極１４１乃至１４６の各々は、第１方向Ｘに延在し、第２方向Ｙに間隔をおいて並んでいる。帯状電極１３１乃至１３５、及び、帯状電極１４１乃至１４６は、互いに対向している。駆動部ＤＲＡは、帯状電極１３１乃至１３５の各々と電気的に接続されるとともに、帯状電極１４１乃至１４６の各々と電気的に接続されている。サブ出射領域ＳＡは、帯状電極１３１乃至１３５のうちの１つと、帯状電極１４１乃至１４６のうちの１つとがＸ−Ｙ平面で交差する四角形状の交差部に相当する。つまり、図示した例では、サブ出射領域ＳＡは、第１方向Ｘ及び第２方向Ｙにマトリクス状に配列されている。  
このような構成例では、駆動部ＤＲＡが帯状電極１３１乃至１３５及び帯状電極１４１乃至１４６に対して個別に印加する電圧を制御することにより、サブ出射領域ＳＡの各々において液晶分子１７Ｍの配向方向が制御される。これにより、偏光制御素子ＰＣは、サブ出射領域ＳＡ毎に第１モードと第２モードとを制御することができる。なお、この構成例の偏光制御素子ＰＣは、帯状電極１３１乃至１３５及び帯状電極１４１乃至１４６の全てを一括して駆動することにより、出射領域ＡＡの全面において第１モードと第２モードとを制御することもできる。
【００４７】
なお、上記の各構成例において、サブ出射領域ＳＡの形状は、四角形状に限定されるものではなく、他の多角形状であっても良いし、円形状や楕円形状などであっても良いし、任意の形状とすることができる。このようなサブ出射領域ＳＡの形状を規定する制御電極１３及び１４の形状は、自由に選択することができる。制御電極１３及び１４をそれぞれ構成する帯状電極の本数は、図示した例に限らない。
【００４８】
≪時分割駆動方式≫  
次に、時分割駆動方式について説明する。ここでは、投影面１１の第１投影領域１１Ａ及び第２投影領域１１Ｂに、それぞれ第１画像『Ａ』の第１光学像１２Ａ及び第２画像『Ｂ』の第２光学像１２Ｂが投影される場合について説明する。なお、これらの第１光学像１２Ａ及び第２光学像１２Ｂの投影位置については、投影面１１の左右に並んだ位置（例えば図３Ａ乃至図３Ｃ）であっても良いし、投影面１１の上下に並んだ位置（例えば図３Ｄ乃至図３Ｆ）であっても良い。
【００４９】
図１０は、時分割駆動方式が適用される表示装置１０の一構成例を示す図である。表示装置１０において、メイン制御部１００は、照明装置ＩＬ、光学変調素子ＯＭ、及び、偏光制御素子ＰＣをそれぞれ制御する。メイン制御部１００は、光学変調素子ＯＭに対して、第１画像に対応した第１画像データＤ１、及び、第２画像に対応した第２画像データＤ２を順次入力する。また、メイン制御部１００は、第１画像データＤ１及び第２画像データＤ２の各々に基づいて照明に必要な輝度を演算し、生成した輝度データに基づいて照明装置ＩＬを駆動する。また、メイン制御部１００は、偏光制御素子ＰＣに対して、光学変調素子ＯＭに第１画像及び第２画像がそれぞれ表示されるのに同期して、第１モード及び第２モード（あるいは出射光の偏光状態）を切り替える切り替え信号ＳＳを入力する。
【００５０】
光学変調素子ＯＭは、図７に示した駆動部ＤＲに画像データが入力されることにより、画像データに対応した画像を表示領域ＤＡに表示する。すなわち、光学変調素子ＯＭは、第１画像データＤ１が入力されることにより表示領域ＤＡに第１画像を表示し、第２画像データＤ２が入力されることにより表示領域ＤＡに第２画像を表示する。光学変調素子ＯＭは、第１画像データＤ１及び第２画像データＤ２が交互に入力されることにより、表示領域ＤＡに、第１画像及び第２画像を交互に表示する。  
偏光制御素子ＰＣは、図９の（ａ）に示した駆動部ＤＲＡに切り替え信号ＳＳが入力されることにより、出射領域ＡＡの全面において第１モードと第２モードとが切り替えられる。すなわち、偏光制御素子ＰＣは、表示領域ＤＡに第１画像が表示されるのに同期して出射領域ＡＡが第１モードに切り替えられ、表示領域ＤＡからの第２偏光を第１偏光として出射する。偏光制御素子ＰＣは、表示領域ＤＡに第２画像が表示されるのに同期して出射領域ＡＡが第２モードに切り替えられ、表示領域ＤＡからの第２偏光を第２偏光として出射する。
【００５１】
上記の通り、第１偏光は、偏光分離素子ＰＳを透過し、この透過光は第１光路４０１を経て投影面１１の第１投影領域１１Ａに第１光学像１２Ａとして投影される。また、第２偏光は、偏光分離素子ＰＳで反射され、この反射光は第２光路４０２を経て投影面１１の第２投影領域１１Ｂに第２光学像１２Ｂとして投影される。画像を表示するフレーム周波数が例えば６０Ｈｚである場合、第１光学像１２Ａ及び第２光学像１２Ｂを１２０Ｈｚで交互に投影することにより、ユーザに対して第１光学像１２Ａ及び第２光学像１２Ｂをほぼ同時に視認させることができる（図３Ａあるいは図３Ｄ）。なお、第１光学像１２Ａ及び第２光学像１２Ｂの投影タイミングの切り替えは、上記の例に限らない。例えば、ある一定の期間に亘って連続的に第１光学像１２Ａが投影され、ユーザに対して第１光学像１２Ａのみを視認（図３Ｂあるいは図３Ｅ）させた後に、第２光学像１２Ｂが投影され、ユーザに対して第１光学像１２Ａのみを視認（図３Ｃあるいは図３Ｆ）させても良い。
【００５２】
図１１は、時分割駆動方式が適用される表示装置の制御例を説明するための図である。ここでは、光学変調素子ＯＭに入力される第１画像データＤ１及び第２画像データＤ２の時系列（ａ）と、偏光制御素子ＰＣに入力される切り替え信号ＳＳの時系列（ｂ）とを示している。切り替え信号ＳＳは、例えば、第１画像データＤ１が入力される期間に亘ってローレベルＬとなり、第２画像データＤ２が入力される期間に亘ってハイレベルＨとなる。切り替え信号ＳＳがローレベルＬの場合、偏光制御素子ＰＣの出射領域ＡＡは第１モードに設定され、切り替え信号ＳＳがハイレベルＨの場合、偏光制御素子ＰＣの出射領域ＡＡは第２モードに設定される。
【００５３】
図示した例では、第１画像データＤ１が光学変調素子ＯＭに入力される期間と、第２画像データＤ２が光学変調素子ＯＭに入力される期間との間には、ブランキング期間ＢＷＰが設定されている。ブランキング期間ＢＷＰは、光学変調素子ＯＭに対して黒画像を表示させるための黒画像データが入力される期間である。このようなブランキング期間ＢＷＰとしては、例えば１フレーム期間が設定されている。
【００５４】
例えば、光学変調素子ＯＭにおいて第１画像Ａから第２画像Ｂに切り替わる際に、ブランキング期間ＢＷＰを設けることなく第２画像用の第２画像データＤ２の書き込み開始時点と偏光制御素子ＰＣのモード切り替え時点とが一致する場合、以下の不具合が発生しうる。すなわち、光学変調素子ＯＭに第２画像データＤ２の書き込みが開始された直後、光学変調素子ＯＭには、第１画像Ａの一部が表示されている。この状態で偏光制御素子ＰＣが第１モードから第２モードに切り替えられると、第１画像Ａの一部を表示している光が第２光路４０２を経て第２投影領域１１Ｂに投影されてしまう。つまり、第１画像Ａの第１光学像１２Ａは、本来第１投影領域１１Ａに投影されるべきところ、その一部が第２投影領域１１Ｂに投影されてしまい、また、第２画像Ｂの第２光学像１２Ｂは、第２投影領域１１Ｂに投影される。このため、第２投影領域１１Ｂを観察していたユーザに対しては、第２光学像１２Ｂの他に、第１光学像１２Ａの一部が残像として視認されてしまう。
【００５５】
そこで、図１１に示した例では、上記の通り、ブランキング期間ＢＷＰが設けられている。これにより、光学変調素子ＯＭにおいて、第１画像Ａから第２画像Ｂに切り替わる際に、表示領域ＤＡに第１画像Ａ及び第２画像Ｂを同時に表示している期間が存在しなくなる。加えて、偏光制御素子ＰＣに対する切り替え信号ＳＳの変化時点を、ブランキング期間ＢＷＰのリアエッジに設定している。これにより、光学変調素子ＯＭの表示領域ＤＡの全域が第１画像Ａから黒画像に切り替わる間、その光学像は、第１投影領域１１Ａに投影され続け、第２投影領域１１Ｂに投影されることはない。このため、第１画像Ａと第２画像Ｂとが切り替わる際に、残像が視認されるのを防止することができる。なお、黒画像とは、光学変調素子ＯＭから偏光制御素子ＰＣに到達する光がほとんど存在しないことを意味し、投影される光学像が存在しない。つまり、黒画像を含む第１画像Ａの光学像が第１投影領域１１Ａに投影された状態では、黒画像に相当する領域は透明な状態に視認され、第１投影領域１１Ａの一部が黒色で遮光されることはない。
【００５６】
なお、ここでは、残像対策として、光学変調素子ＯＭに対してブランキング期間ＢＷＰに黒画像データを入力する例について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、ブランキング期間ＢＷＰには、照明装置ＩＬの光源ＬＳを消灯しても良い。
【００５７】
また、ブランキング期間ＢＷＰを設ける代わりに、照明装置ＩＬにおける照明領域ＩＡや、偏光制御素子ＰＣにおける出射領域ＡＡのモードを制御することでも同様に残像を防止することができる。これらの制御例について、以下に図面を参照しながら説明する。
【００５８】
図１２は、光学変調素子ＯＭの表示領域ＤＡに表示される画像に応じて照明装置ＩＬにおける照明領域ＩＡを制御する制御例を説明するための図である。図示した例では、光学変調素子ＯＭは、表示領域ＤＡにおいて、それぞれ第１方向Ｘに延びた第１乃至第３サブ表示領域ＤＡ１乃至ＤＡ３を備えている。照明装置ＩＬは、照明領域ＩＡにおいて、第１乃至第３サブ表示領域ＤＡ１乃至ＤＡ３にそれぞれ対向する第１乃至第３サブ照明領域ＩＡ１乃至ＩＡ３を備えている。詳述しないが、第１乃至第３サブ表示領域ＤＡ１乃至ＤＡ３の各々は複数の画素ＰＸによって構成され、第１乃至第３サブ照明領域ＩＡ１乃至ＩＡ３の各々は１個以上の光源ＬＳを備えている。
【００５９】
まず、図１２の（ａ）に示したように、第１乃至第３サブ表示領域ＤＡ１乃至ＤＡ３に亘って第１画像『Ａ』が表示されている状態では、第１乃至第３サブ照明領域ＩＡ１乃至ＩＡ３はいずれも点灯しており、第１乃至第３サブ表示領域ＤＡ１乃至ＤＡ３がそれぞれ照明される。第１乃至第３サブ表示領域ＤＡ１乃至ＤＡ３の光つまり第１画像『Ａ』を表示している光（第２偏光）は、第１モードに制御された偏光制御素子ＰＣで第１偏光として出射された後に、偏光分離素子ＰＳを透過し、第１光路４０１を経て第１投影領域１１Ａに第１光学像１２Ａとして投影される。
【００６０】
その後、図１２の（ｂ）に示したように、光学変調素子ＯＭにおいて第１画像Ａから第２画像Ｂに切り替わる際に、第２画像用の第２画像データＤ２の書き込み開始直後では、第１サブ表示領域ＤＡ１に第２画像『Ｂ』の一部が表示されるとともに、第２サブ表示領域ＤＡ２及び第３サブ表示領域ＤＡ３には第１画像『Ａ』の一部が表示されている。このような状態では、例えば、第１サブ照明領域ＩＡ１は点灯し、第２サブ照明領域ＩＡ２及び第３サブ照明領域ＩＡ３はいずれも消灯している。このため、第１サブ表示領域ＤＡ１のみが照明される。第２画像データＤ２の書込が開始された時点では、上記の通り、偏光制御素子ＰＣが第２モードに切り替わっているため、第１サブ表示領域ＤＡ１の光つまり第２画像『Ｂ』を表示している光（第２偏光）は、偏光制御素子ＰＣで第２偏光として出射された後に、偏光分離素子ＰＳで反射され、第２光路４０２を経て第２投影領域１１Ｂに第２光学像１２Ｂとして投影される。このとき、第２サブ表示領域ＤＡ２及び第３サブ表示領域ＤＡ３には第１画像『Ａ』が表示されているが、照明されていないため、これらの領域からの光はほとんど投影されることはない。
【００６１】
その後、図１２の（ｃ）に示したように、第１サブ表示領域ＤＡ１及び第２サブ表示領域ＤＡ２に第２画像『Ｂ』の一部が表示されるとともに、第３サブ表示領域ＤＡ３には第１画像『Ａ』の一部が表示されている。このような状態では、例えば、第１サブ照明領域ＩＡ１及び第２サブ照明領域ＩＡ２はいずれも点灯し、第３サブ照明領域ＩＡ３は消灯している。このため、第１サブ表示領域ＤＡ１及び第２サブ表示領域ＤＡ２が照明される。第１サブ表示領域ＤＡ１及び第２サブ表示領域ＤＡ２の光は、第２投影領域１１Ｂに第２光学像１２Ｂとして投影される一方で、第３サブ表示領域ＤＡ３からの光はほとんど投影されることはない。
【００６２】
その後、図１２の（ｄ）に示したように、第１乃至第３サブ表示領域ＤＡ１乃至ＤＡ３に亘って第２画像『Ｂ』が表示される。このような状態では、第１乃至第３サブ照明領域ＩＡ１乃至ＩＡ３はいずれも点灯しており、第１乃至第３サブ表示領域ＤＡ１乃至ＤＡ３が照明される。第１乃至第３サブ表示領域ＤＡ１乃至ＤＡ３の光は、第２投影領域１１Ｂに第２光学像１２Ｂとして投影される。
【００６３】
このような制御例によれば、表示領域ＤＡに第１画像及び第２画像が同時に表示されている時点であっても、残像を抑制することができる。
【００６４】
図１３は、光学変調素子ＯＭの表示領域ＤＡに表示される画像に応じて偏光制御素子ＰＣにおける出射領域ＡＡを制御する制御例を説明するための図である。図示した例では、偏光制御素子ＰＣは、出射領域ＡＡにおいて、第１乃至第３サブ表示領域ＤＡ１乃至ＤＡ３にそれぞれ対向する第１乃至第３サブ出射領域ＳＡ１乃至ＳＡ３を備えている。詳述しないが、図９の（ｂ）に示した通り、サブ出射領域ＳＡの各々は制御電極１３及び１４が対向する領域に相当する。
【００６５】
まず、図１３の（ａ）に示したように、第１乃至第３サブ表示領域ＤＡ１乃至ＤＡ３に亘って第１画像『Ａ』が表示されている状態では、第１乃至第３サブ出射領域ＳＡ１乃至ＳＡ３はいずれも第１モードに制御されている。第１乃至第３サブ表示領域ＤＡ１乃至ＤＡ３の第１画像『Ａ』を表示している光（第２偏光）は、第１乃至第３サブ出射領域ＳＡ１乃至ＳＡ３の各々において第１偏光３０３Ａとして出射される。その後、第１偏光３０３Ａは、偏光分離素子ＰＳを透過し、第１投影領域１１Ａに第１光学像１２Ａとして投影される。
【００６６】
その後、図１３の（ｂ）に示したように、第１サブ表示領域ＤＡ１に第２画像『Ｂ』の一部が表示されるとともに、第２サブ表示領域ＤＡ２及び第３サブ表示領域ＤＡ３には第１画像『Ａ』の一部が表示されている。このような状態では、例えば、第１サブ出射領域ＳＡ１は第２モードに制御され、第２サブ出射領域ＳＡ２及び第３サブ出射領域ＳＡ３はいずれも第１モードに制御されている。このため、第１サブ表示領域ＤＡ１の第２画像『Ｂ』を表示している光（第２偏光）は、第１サブ出射領域ＳＡ１において第２偏光３０３Ｂとして出射された後に、偏光分離素子ＰＳで反射され、第２投影領域１１Ｂに第２光学像１２Ｂとして投影される。このとき、第２サブ表示領域ＤＡ２及び第３サブ表示領域ＤＡ３の第１画像『Ａ』を表示している光（第２偏光）は、第２サブ出射領域ＳＡ２及び第３サブ出射領域ＳＡ３において第１偏光３０３Ａとして出射された後に、偏光分離素子ＰＳを透過し、第１投影領域１１Ａに第１光学像１２Ａとして投影される。
【００６７】
その後、図１３の（ｃ）に示したように、第１サブ表示領域ＤＡ１及び第２サブ表示領域ＤＡ２に第２画像『Ｂ』の一部が表示されるとともに、第３サブ表示領域ＤＡ３には第１画像『Ａ』の一部が表示されている。このような状態では、例えば、第１サブ出射領域ＳＡ１及び第２サブ出射領域ＳＡ２はいずれも第２モードに制御され、第３サブ出射領域ＳＡ３は第１モードに制御されている。このため、第１サブ表示領域ＤＡ１及び第２サブ表示領域ＤＡ２の光は、第１サブ出射領域ＳＡ１及び第２サブ出射領域ＳＡ２において第２偏光３０３Ｂとして出射された後に偏光分離素子ＰＳで反射され、第２投影領域１１Ｂに第２光学像１２Ｂとして投影される。また、第３サブ表示領域ＤＡ３の光は、第３サブ出射領域ＳＡ３において第１偏光３０３Ａとして出射された後に、偏光分離素子ＰＳを透過し、第１投影領域１１Ａに第１光学像１２Ａとして投影される。
【００６８】
その後、図１３の（ｄ）に示したように、第１乃至第３サブ表示領域ＤＡ１乃至ＤＡ３に亘って第２画像『Ｂ』が表示される。このような状態では、第１乃至第３サブ出射領域ＳＡ１乃至ＩＡ３はいずれも第２モードに制御されている。第１乃至第３サブ表示領域ＤＡ１乃至ＤＡ３の光は、第１乃至第３サブ出射領域ＳＡ１乃至ＳＡ３において第２偏光３０３Ｂとして出射された後に偏光分離素子ＰＳで反射され、第２投影領域１１Ｂに第２光学像１２Ｂとして投影される。
【００６９】
このような制御例によれば、表示領域ＤＡに第１画像及び第２画像が同時に表示されている時点であっても、残像を抑制することができる。
【００７０】
≪空間分割駆動方式≫  
次に、空間分割駆動方式について説明する。
【００７１】
図１４は、空間分割駆動方式が適用される表示装置１０の一構成例を示す図である。ここでは、説明に必要な主要部のみを簡略化して図示している。光学変調素子ＯＭは、表示領域ＤＡにおいて、互いに重複しない第１サブ表示領域ＤＡ１及び第２サブ表示領域ＤＡ２を備えている。図示した例では、第１サブ表示領域ＤＡ１及び第２サブ表示領域ＤＡ２は、第１方向Ｘに並んでいる。第１サブ表示領域ＤＡ１には第１画像『Ａ』が表示され、第２サブ表示領域ＤＡ２には第２画像『Ｂ』が表示される。  
偏光制御素子ＰＣは、出射領域ＡＡにおいて、第１サブ表示領域ＤＡ１に対向する第１サブ出射領域ＳＡ１、及び、第２サブ表示領域ＤＡ２に対向する第２サブ出射領域ＳＡ２を備えている。第１サブ出射領域ＳＡ１は、図中に右下がりの斜線で示した領域に相当し、透過光に対してλ／２の位相差を付与する位相差層を備えている。このため、第１サブ出射領域ＳＡ１は、第１サブ表示領域ＤＡ１からの第２偏光を第１偏光３０３Ａとして出射する。第２サブ出射領域ＳＡ２は、図中に右上がりの斜線で示した領域に相当し、位相差層を備えておらず、透過光に対して位相差を付与しない。このため、第２サブ出射領域ＳＡ２は、第２サブ表示領域ＤＡ２からの第２偏光を第２偏光３０３Ｂとして出射する。以下、空間分割駆動方式の説明においては、単に第１サブ出射領域ＳＡ１と称する領域は位相差層を備え、単に第２サブ出射領域ＳＡ２と称する領域は位相差層を備えていないものとする。  
第１サブ出射領域ＳＡ１から出射された第１偏光３０３Ａ及び第２サブ出射領域ＳＡ２から出射された第２偏光３０３Ｂは、それぞれ上記の通り第１光路４０１及び第２光路４０２を経て第１投影領域１１Ａ及び第２投影領域１１Ｂに投影される。
【００７２】
図１５は、空間分割駆動方式が適用される表示装置１０の他の構成例を示す図である。図１５に示した構成例は、図１４に示した構成例と比較して、第１サブ表示領域ＤＡ１及び第２サブ表示領域ＤＡ２、及び、第１サブ出射領域ＳＡ１及び第２サブ出射領域ＳＡ２がそれぞれ第２方向Ｙに並んでいる点で相違している。第１サブ出射領域ＳＡ１から出射された第１偏光３０３Ａ及び第２サブ出射領域ＳＡ２から出射された第２偏光３０３Ｂは、上記と同様に、それぞれ第１投影領域１１Ａ及び第２投影領域１１Ｂに投影される。
【００７３】
図１６は、空間分割駆動方式が適用される表示装置１０の他の構成例を示す図である。図１６に示した構成例は、図１４に示した構成例と比較して、偏光制御素子ＰＣにおいて、第１サブ出射領域ＳＡ１及び第２サブ出射領域ＳＡ２がそれぞれ帯状に形成され、且つ、交互に配置されている点で相違している。図示した例では、第１サブ出射領域ＳＡ１及び第２サブ出射領域ＳＡ２は、それぞれ第１方向Ｘに延びた帯状に形成されている。また、第１サブ出射領域ＳＡ１及び第２サブ出射領域ＳＡ２は、第２方向Ｙに沿って交互に配置されている。なお、第１サブ出射領域ＳＡ１及び第２サブ出射領域ＳＡ２は、それぞれ第１方向Ｘとは異なる方向に延びた帯状に形成されていても良い。  
第１サブ表示領域ＤＡ１及び第２サブ表示領域ＤＡ２は、それぞれ第１サブ出射領域ＳＡ１及び第２サブ出射領域ＳＡ２と対向している。つまり、第１サブ表示領域ＤＡ１及び第２サブ表示領域ＤＡ２は、それぞれ第１方向Ｘに延びた帯状に形成され、第２方向Ｙに沿って交互に配置されている。ここでは、第１サブ表示領域ＤＡ１は図中に縦線で示した領域に相当し、第２サブ表示領域ＤＡ２は図中に横線で示した領域に相当する。第１サブ表示領域ＤＡ１及び第２サブ表示領域ＤＡ２は、複数の画素によって構成されている。このような表示領域ＤＡにおいては、複数の第１サブ表示領域ＤＡ１の集合体によって第１画像が表示され、複数の第２サブ表示領域ＤＡ２の集合体によって第２画像が表示される。  
第１サブ表示領域ＤＡ１の各々からの第２偏光は、第１サブ出射領域ＳＡ１から第１偏光３０３Ａとして出射され、第１投影領域１１Ａに投影される。第２サブ表示領域ＤＡ２の各々からの第２偏光は、第２サブ出射領域ＳＡ２から第２偏光３０３Ｂとして出射され、第２投影領域１１Ｂに投影される。
【００７４】
図１７は、空間分割駆動方式が適用される表示装置１０の他の構成例を示す図である。図１７に示した構成例は、図１４に示した構成例と比較して、偏光制御素子ＰＣにおいて、第１サブ出射領域ＳＡ１及び第２サブ出射領域ＳＡ２の各々がチェッカーパターン状に形成されている点で相違している。つまり、第１サブ出射領域ＳＡ１及び第２サブ出射領域ＳＡ２は、第１方向Ｘ及び第２方向Ｙに沿って交互に配置されている。  
第１サブ表示領域ＤＡ１及び第２サブ表示領域ＤＡ２は、それぞれ第１サブ出射領域ＳＡ１及び第２サブ出射領域ＳＡ２と対向している。つまり、第１サブ表示領域ＤＡ１及び第２サブ表示領域ＤＡ２は、チェッカーパターン状に形成されており、第１方向Ｘ及び第２方向Ｙに沿って交互に配置されている。  
第１サブ表示領域ＤＡ１の各々からの第２偏光は、第１サブ出射領域ＳＡ１から第１偏光３０３Ａとして出射され、それらの集合体が第１光学像として第１投影領域１１Ａに投影される。第２サブ表示領域ＤＡ２の各々からの第２偏光は、第２サブ出射領域ＳＡ２から第２偏光３０３Ｂとして出射され、それらの集合体が第２光学像として第２投影領域１１Ｂに投影される。
【００７５】
このような空間分割駆動方式によれば、偏光制御素子ＰＣの偏光制御を電気的に行う必要がなく、所定のサブ表示領域に対応する画像を各々表示することで、複数の画像を選択的に投影することができる。
【００７６】
≪ローカルディミング制御≫  
次に、ローカルディミング制御について説明する。
【００７７】
図１８は、ローカルディミング制御が適用される表示装置１０の一構成例を示す図である。照明装置ＩＬは、照明領域ＩＡにおいて、マトリクス状に配置された複数のサブ照明領域ＩＡ１１、ＩＡ１２…を備えている。光学変調素子ＯＭは、表示領域ＤＡにおいて、マトリクス状に配置された複数のサブ表示領域ＤＡ１１、ＤＡ１２…を備えている。図７を参照して説明した通り、サブ照明領域の各々は、１個以上の光源を備えている。サブ表示領域の各々は、サブ照明領域と対向し、ｍ＊ｎ個の複数個との画素ＰＸを備えている。サブ照明領域の輝度は、光源に供給される電流値に応じて制御することができる。このため、サブ照明領域の各々の光源の電流値を変えることで、サブ照明領域毎に輝度を変えることができる。各サブ照明領域から出射された光は、対向するサブ表示領域を照明する。このため、表示領域ＤＡにおいて、階調が低い画素を多く含むサブ表示領域を照明するサブ照明領域の輝度は低く設定し、階調が高い画素を多く含むサブ表示領域を照明するサブ照明領域の輝度は高く設定することで、表示領域ＤＡに表示された画像のコントラスト比を向上することができる。
【００７８】
以下、制御の一例について簡単に説明する。メイン制御部１００は、演算部ＡＳ、照明制御部ＩＣＳなどを備えている。演算部ＡＳは、光学変調素子ＯＭに画像を表示するための入力データに対して必要に応じた処理を施して画像データを生成する。そして、演算部ＡＳは、生成した画像データを光学変調素子ＯＭに入力する。これにより、光学変調素子ＯＭは、表示領域ＤＡに画像を表示することができる。一方で、演算部ＡＳは、表示領域ＤＡの全画素分の画像データの階調値から、各サブ照明領域と重畳するサブ表示領域に含まれる画素の最大階調値を算出する。照明制御部ＩＣＳは、演算部ＡＳで算出された最大階調値に基づいて、サブ照明領域の光源に供給する電流値を算出する。そして、照明制御部ＩＣＳは、算出した電流値を光源に供給する。演算部ＡＳ及び照明制御部ＩＣＳは、同期信号に基づいて制御される。これにより、サブ照明領域に備えられた光源は、重畳するサブ表示領域に画像が表示されるのに同期して、最大階調値に応じた輝度で点灯する。なお、サブ表示領域の最大階調値が低い場合は、本来の輝度よりも抑制して表示してもよく、更に、極めて低い場合には、光源は消灯してもよい。また、ここでは、サブ表示領域の最大階調値に基づいて光源の電流値を決定したが、サブ表示領域に含まれる画素の平均階調値に基づいて光源の電流値を決定するなど他の手法を適用しても良い。いずれにしても、光源の電流値は、画素データから所定のアルゴリズムで得た階調値に基づいて決定される。
【００７９】
このようなローカルディミング制御は、上記の時分割駆動方式及び空間分割方式のいずれにも適用可能である。これにより、投影面１１に投影される光学像のコントラスト比を向上することができる。加えて、照明装置ＩＬの消費電力を低減することができ、照明装置ＩＬでの発熱量を低減することができる。
【００８０】
≪変形例≫  
【００８１】
図１９は、ローカルディミング制御が適用される表示装置１０の変形例を説明するための図である。ここで説明する変形例は、1つのサブ照明領域と対向する位置に、階調値の差が大きい複数のサブ表示領域（明部及び暗部）が存在する場合の制御例に相当する。ここでは説明を簡略化するために、図示したように、第１画像ＩＭＡが画像ブロックＡ１乃至Ａ６を備え、第２画像ＩＭＢが画像ブロックＢ１乃至Ｂ６を備えている場合を想定する。第１画像ＩＭＡのうち、画像ブロックＡ１、Ａ２、Ａ４が明部（図中の縦線部）であり、画像ブロックＡ３、Ａ５、Ａ６が暗部である。第２画像ＩＭＢのうち、画像ブロックＢ２、Ｂ３が明部（図中の横線部）であり、画像ブロックＢ１、Ｂ４乃至Ｂ６が暗部である。
【００８２】
光学変調素子ＯＭは、画像ブロックＡ１乃至Ａ３をそれぞれ表示するサブ表示領域ＤＡ１１乃至ＤＡ１３、画像ブロックＢ１乃至Ｂ３をそれぞれ表示するサブ表示領域ＤＡ２１乃至ＤＡ２３、画像ブロックＡ４乃至Ａ６をそれぞれ表示するサブ表示領域ＤＡ３１乃至ＤＡ３３、及び、画像ブロックＢ４乃至Ｂ６をそれぞれ表示するサブ表示領域ＤＡ４１乃至ＤＡ４３を備えている。  
照明装置ＩＬは、サブ表示領域ＤＡ１１及びＤＡ２１と重畳するサブ照明領域ＩＡ１１、サブ表示領域ＤＡ１２及びＤＡ２２と重畳するサブ照明領域ＩＡ１２、サブ表示領域ＤＡ１３及びＤＡ２３と重畳するサブ照明領域ＩＡ１３、サブ表示領域ＤＡ３１及びＤＡ４１と重畳するサブ照明領域ＩＡ２１、サブ表示領域ＤＡ３２及びＤＡ４２と重畳するサブ照明領域ＩＡ２２、及び、サブ表示領域ＤＡ３３及びＤＡ４３と重畳するサブ照明領域ＩＡ２３を備えている。  
偏光制御素子ＰＣは、サブ表示領域ＤＡ１１乃至ＤＡ１３と重畳するサブ出射領域ＳＡ１１乃至ＳＡ１３、サブ表示領域ＤＡ２１乃至ＤＡ２３と重畳するサブ出射領域ＳＡ２１乃至ＳＡ２３、サブ表示領域ＤＡ３１乃至ＤＡ３３と重畳するサブ出射領域ＳＡ３１乃至ＳＡ３３、及び、サブ表示領域ＤＡ４１乃至ＤＡ４３と重畳するサブ出射領域ＳＡ４１乃至ＳＡ４３を備えている。
【００８３】
メイン制御部１００は、光学変調素子ＯＭを制御して、第１画像ＩＭＡ及び第２画像ＩＭＢを表示領域ＤＡに表示させる。また、メイン制御部１００は、光学変調素子ＯＭに画像が表示されるのに同期して、照明装置ＩＬ及び偏光制御素子ＰＣを制御する。以下に、照明装置ＩＬ及び偏光制御素子ＰＣの制御例について説明する。
【００８４】
メイン制御部１００は、第１画像ＩＭＡ及び第２画像ＩＭＢのそれぞれの階調値に基づいて、対応するサブ照明領域の点灯および消灯を選択するとともに、点灯するサブ照明領域の輝度（サブ照明領域に備えられる光源の電流値）を決定し、照明装置ＩＬを駆動する。図示した例では、表示領域ＤＡのうち、サブ表示領域ＤＡ１１、ＤＡ１２、ＤＡ２２、ＤＡ２３、ＤＡ３１が明部であり、サブ表示領域ＤＡ１３、ＤＡ２１、ＤＡ３２、ＤＡ３３、ＤＡ４１乃至ＤＡ４３が暗部である。このとき、サブ照明領域ＩＡ１１乃至１３、ＩＡ２１は、それぞれ決定された輝度で点灯され（ＯＮ）、サブ照明領域ＩＡ２２及びＩＡ２３は、消灯される（ＯＦＦ）。これにより、明部に相当するサブ表示領域は、それぞれ所定の輝度で照明される。一方で、サブ表示領域ＤＡ１３、ＤＡ２１、ＤＡ４１は、暗部に相当するが、それぞれ隣接する明部のサブ表示領域ＤＡ１１、ＤＡ２３、ＤＡ３１とともに点灯したサブ照明領域によって照明される。このような状態で、第１画像ＩＭＡ及び第２画像ＩＭＢがそれぞれ投影面に投影された場合、暗部が明るく視認されてしまい、表示品位の劣化やコントラスト感の低下を招くおそれがある。
【００８５】
そこで、メイン制御部１００は、第１画像ＩＭＡ及び第２画像ＩＭＢのそれぞれの階調値、点灯されるサブ照明領域の情報等に基づいて、サブ出射領域毎にモードを決定し、偏光制御素子ＰＣを駆動する。このような偏光制御素子ＰＣとしては、例えば図９の（ｃ）に示したような構成例が適用可能である。偏光制御素子ＰＣにおいて、基本的には、第１画像ＩＭＡが表示されるサブ表示領域と重畳するサブ出射領域は第１モードに制御され、第２画像ＩＭＢが表示されるサブ表示領域と重畳するサブ出射領域は第２モードに制御される。つまり、通常は、サブ出射領域ＳＡ１１乃至ＳＡ１３、及び、ＳＡ３１乃至ＳＡ３３は、第１モードに制御され、サブ出射領域ＳＡ２１乃至ＳＡ２３、及び、ＳＡ４１乃至ＳＡ４３は、第２モードに制御される。これに対して、本制御例では、暗部に相当するサブ表示領域と重畳するサブ出射領域は、本来とは逆のモードに制御される。図示した例では、第１画像ＩＭＡが表示されるサブ表示領域と重畳するサブ出射領域のうち、サブ表示領域ＤＡ１３は、第２モードに制御される。また、第２画像ＩＭＢが表示されるサブ表示領域と重畳するサブ出射領域のうち、サブ表示領域ＤＡ２１及びＤＡ４１は、第１モードに制御される。図中では、第１モードに制御されたサブ出射領域は右下がりの斜線で示し、第２モードに制御されたサブ出射領域は右上がりの斜線で示している。
【００８６】
これにより、偏光制御素子ＰＣは、光学変調素子ＯＭに表示された第１画像ＩＭＡのうちの明部を第１モードのサブ出射領域から第１偏光として出射するとともに、第１画像ＩＭＡのうちの暗部を第２モードのサブ出射領域から第２偏光として出射する。同様に、偏光制御素子ＰＣは、光学変調素子ＯＭに表示された第２画像ＩＭＢのうちの明部を第２モードのサブ出射領域から第２偏光として出射するとともに、第１画像ＩＭＡのうちの暗部を第１モードのサブ出射領域から第１偏光として出射する。したがって、第１画像ＩＭＡのうちの明部のみが投影面１１の第１投影領域１１Ａに投影され、暗部の光は第２投影領域１１Ｂに案内される。同様に、第２画像ＩＭＢのうちの明部のみが投影面１１の第２投影領域１１Ｂに投影され、暗部の光は第１投影領域１１Ａに案内される。このため、表示品位の劣化やコントラスト感の低下を抑制することができる。
【００８７】
≪照明装置の輝度制御≫
【００８８】
図２０は、画素ＰＸの輝度を制御する際のデータの流れを示すブロック図である。  
メイン制御部１００は、変換部ＴＳ、演算部ＡＳ、データ生成部ＤＧＳ、照明制御部ＩＣＳ、偏光制御部ＰＣＣ等を有している。光学変調素子ＯＭは、透過型の表示パネルであるものとして、説明する。なお、光学変調素子ＯＭが反射型の表示パネルである場合は、以下の説明文中の透過率を反射率と置き換えるものとする。また、本構成例の説明において、ＲＧＢデータは（Ｒ，Ｇ，Ｂ）、ＲＧＢＷデータは（Ｒ，Ｇ，Ｂ，Ｗ）と表現する場合がある。
【００８９】
変換部ＴＳは、リニア変換回路を有し、例えば、それぞれ８ビット（０〜２５５）のＲＧＢデータで表される第１画像のデータを、リニアなＲＧＢデータで表される第１入力データＤ１１に変換する。変換部ＴＳは、第２画像のデータも同様に第２入力データＤ２１に変換する。さらに、変換部ＴＳは、第１入力データＤ１１及び第２入力データＤ２１を、０以上１以下の値となる様に正規化する。第１入力データＤ１１及び第２入力データＤ２１は、例えば、ＲＧＢ画素の輝度に相当し、０の時に画素が黒表示、１の時に画素が白表示となる。なお、第１入力データＤ１１及び第２入力データＤ２１の正規化処理は、必ずしも必要ではない。光学変調素子ＯＭがＲＧＢ画素に加えてＷ画素を備えている場合、変換部ＴＳは、例えば、８ビットのＲＧＢデータをリニアなＲＧＢデータに変換した後に、ＲＧＢデータの共通部分をＷデータへ割り付けて、ＲＧＢＷデータを生成する。
【００９０】
演算部ＡＳは、第１画像用の第１入力データＤ１１に含まれる赤画素、緑画素、青画素のそれぞれの信号値（ＲＧＢデータ）の比率を維持してデータ伸長し、第１画像データＤ１２に変換する。このとき、例えば、各データの伸長率は、ＲＧＢデータの最大値の逆数である。つまり、第１入力データＤ１１（Ｒ１１、Ｇ１１、Ｂ１１）にあってＲ１１＞Ｇ１１≧Ｂ１１である場合、伸長率は（１／Ｒ１１）で表される。第１画像データＤ１２（Ｒ１２，Ｇ１２，Ｂ１２）は、それぞれ、Ｒ１２＝（１／Ｒ１１）×Ｒ１１＝１、Ｇ１２＝（１／Ｒ１１）×Ｇ１１＝Ｇ１１／Ｒ１１、Ｂ１２＝（１／Ｒ１１）×Ｂ１１＝Ｂ１１／Ｒ１１として算出される。演算部ＡＳは、同様に、第２画像用の第２入力データＤ２１から第２画像データＤ２２を算出する。
【００９１】
次に、演算部ＡＳは、第１画像データＤ１２に基づいて、第１画像データＤ１２で駆動される領域において所望の画素輝度を実現するために必要な照明装置ＩＬの輝度を表す第１輝度データＤ３１を演算する。第１輝度データＤ３１は、例えば、０以上１以下の値に正規化されており、０の時に照明装置ＩＬを消灯させ、１の時に照明装置ＩＬを最大輝度で点灯させる。第１画像データＤ１２がＲＧＢ画素の透過率に相当するものとしたとき、画素輝度は、画素の透過率と照明装置の輝度との積として表すことができる。演算部ＡＳは、第１入力データＤ１１から第１画像データＤ１２への伸長率の逆数から第１輝度データＤ３１を算出する。つまり、伸長率を１／Ｒ１１とした場合には、第１輝度データＤ３１は、Ｒ１１と算出される。演算部ＡＳは、同様に、第２画像データＤ２２に基づいて第２輝度データＤ３２を算出する。
【００９２】
照明制御部ＩＣＳは、第１輝度データＤ３１及び第２輝度データＤ３２を比較し、第３輝度データＤ３３を生成する。第３輝度データＤ３３は、例えば第１輝度データＤ３１及び第２輝度データＤ３２のいずれか一方が選択される。選択される輝度データは、例えば、第１輝度データＤ３１及び第２輝度データＤ３２のうち値の大きい輝度データ、すなわち照明装置ＩＬを高輝度で駆動させるための輝度データである。照明制御部ＩＣＳは、第３輝度データＤ３３に基づいて照明装置ＩＬの輝度を制御する。第３輝度データＤ３３は、照明装置ＩＬの第１画像データＤ１２及び第２画像データＤ２２に対応する領域に配置された光源の電流値を決定するデータである。また、照明制御部ＩＣＳは、第３輝度データＤ３３をデータ生成部ＤＧＳへフィードバックする。
また、照明制御部ＩＣＳは、第１輝度データＤ３１及び第２輝度データＤ３２に基づいて、各々の輝度データにおける暗部及び明部の有無を確認し、偏光制御素子ＰＣを制御するのに必要な制御データを偏光制御部ＰＣＣへフィードバックする。偏光制御部ＰＣＣは、制御データに基づいて偏光制御素子ＰＣを制御し、図１９を参照して説明したように、サブ出射領域毎に対応するモードとなるように偏光制御素子ＰＣを駆動する。
【００９３】
データ生成部ＤＧＳは、フィードバックされる第３輝度データＤ３３に基づいて、第１画像データＤ１２を再演算し、第１画像データＤ１２に対応した第１画像補正データＤ１３を生成する。第１画像補正データＤ１３は、第１輝度データＤ３１を第３輝度データＤ３３で除算した値（Ｄ３１／Ｄ３３）を補正係数として、第１画像データＤ１２に乗算して算出される。つまり、第１画像補正データＤ１３のＲＧＢデータ（Ｒ１３，Ｇ１３，Ｂ１３）は、それぞれ、Ｒ１３＝（Ｄ３１／Ｄ３３）×Ｒ１２、Ｇ１３＝（Ｄ３１／Ｄ３３）×Ｇ１２、Ｂ１３＝（Ｄ３１／Ｄ３３）×Ｂ１２、として計算される。第３輝度データＤ３３として第１輝度データＤ３１が選択されていた場合は、第１画像補正データＤ１３は、第１画像データＤ１２と等しい。また、データ生成部ＤＧＳは、第３輝度データＤ３３に基づいて、第２画像データＤ２２を再演算し、第２画像データＤ２２に対応した第２画像補正データＤ２３を生成する。なお、このときの補正係数は、第２輝度データＤ３２を第３輝度データＤ３３で除算した値（Ｄ３２／Ｄ３３）と表される。
【００９４】
この様にして生成された第１画像補正データＤ１３及び第２画像補正データＤ２３は、駆動部ＤＲに入力される。駆動部ＤＲは、第１画像補正データＤ１３及び第２画像補正データＤ２３に基づいて光学変調素子ＯＭを駆動し、第１画像及び第２画像が表示される。このとき、光学変調素子ＯＭが印加電圧によって変調（透過率又は反射率）を制御される液晶表示パネルの場合、駆動部ＤＲは、第１画像補正データＤ１３及び第２画像補正データＤ２３に基づいて、光学変調素子ＯＭへの印加電圧を制御する。すなわち、光学変調素子ＯＭへの印加電圧は、第１画像補正データＤ１３及び第２画像補正データＤ２３の補正係数に比例して変化する。
上記の例に限らず、個々に領域に対応した画像データから輝度データや補正データを算出するのではなく、第１画像及び第２画像をそれぞれ表示するための画像データに含まれる最大階調値等から対応する領域の照明装置ＩＬの出力を決めて画像補正データを算出しても良い。
【００９５】
なお、メイン制御部１００のデータ処理は、ハードウェア又はソフトウェアのいずれかによって機能が実現されていればよく、特に限定されるものではない。また、変換部ＴＳ、演算部ＡＳ、照明制御部ＩＣＳ、データ生成部ＤＧＳのそれぞれがハードウェアによって構成されるものである場合、各部が物理的に区別される必要はなく、物理的に単一の回路によって複数の機能が実現されるものとしてもよい。
【００９６】
次に、図２１及び図２２を参照し、第１及び第２画像がＲＧＢ画素によって表現される場合のデータ処理を、数値の一例を挙げて説明する。ここでは、第１入力データＤ１１（Ｒ１１，Ｇ１１，Ｂ１１）＝（０．２０，０．８０，０．８０）であり、第２入力データＤ２１（Ｒ２１，Ｇ２１，Ｂ２１）＝（０．６０，０．６０，０．６０）であるものとする。
【００９７】
図２１は、演算部ＡＳにおけるデータ処理の一例を示す図である。  
第１入力データＤ１１の最大値は、Ｇ１１＝Ｂ１１＝０．８０であるため、演算部ＡＳは、第１入力データＤ１１の伸長率を１／０．８０として、データ伸長する。第１画像データＤ１２（Ｒ１２，Ｇ１２，Ｂ１２）は、第１入力データＤ１１に伸長率を乗算して、（０．２５，１．００，１．００）と算出される。第１輝度データＤ３１は伸長率（１／０．８０）の逆数であるため、演算部ＡＳによって第１輝度データＤ３１＝０．８０が演算される。  
第２入力データＤ２１の最大値は、Ｒ２１＝Ｇ２１＝Ｂ２１＝０．６０であるため、演算部ＡＳは、第２入力データＤ２１の伸長率を１／０．６０として、データ伸長する。第２画像データＤ２２（Ｒ２２，Ｇ２２，Ｂ２２）は、第２入力データＤ２１に伸長率を乗算して、（１．００，１．００，１．００）と算出される。第１輝度データＤ３１は伸長率（１／０．６０）の逆数であるため、演算部ＡＳによって第２輝度データＤ３２＝０．６０が演算される。
【００９８】
図２２は、照明制御部ＩＣＳ及びデータ生成部ＤＧＳにおけるデータ処理の一例を示す図である。  
照明制御部ＩＣＳは、第１輝度データＤ３１＝０．８０、及び第２輝度データＤ３２＝０．６０を比較し、第３輝度データＤ３３として、第１輝度データＤ３１を選択する。データ生成部ＤＧＳは、フィードバックされた第３輝度データＤ３３＝０．８０に基づいて再演算し、第２画像データＤ２２（１．００，１．００，１．００）から、第２画像補正データＤ２３（Ｒ２３，Ｇ２３，Ｂ２３）＝（０．７５，０．７５，０．７５）を生成する。なお、第３輝度データＤ３３＝第１輝度データＤ３１なので、データ生成部ＤＧＳは、第１画像補正データＤ１３については再演算を行わず、第１画像補正データＤ１３（Ｒ１３，Ｇ１３，Ｂ１３）＝第１画像データＤ１２（Ｒ１２，Ｇ１２，Ｂ１２）＝（０．２５，１．００，１．００）を生成する。
【００９９】
次に、図２３及び図２４を参照し、第１及び第２画像がＲＧＢＷ画素によって表現される場合のデータ処理を、数値の一例を挙げて説明する。ここでは、変換部ＴＳで変換された第１ＲＧＢデータＤ１０（Ｒ１０，Ｇ１０，Ｂ１０）＝（０．３０，０．９０，０．９０）であり、第２ＲＧＢデータＤ２０（Ｒ２０，Ｇ２０，Ｂ２０）＝（０．１５，０．９０，０．１５）であるものとする。
【０１００】
図２３は、変換部ＴＳ及び演算部ＡＳにおけるデータ処理の一例を示す図である。  
変換部ＴＳは、第１ＲＧＢデータＤ１０のＲデータ、Ｇデータ、及びＢデータに共通のデータ０．３０をＷデータに割り付けることで、ＲＧＢデータをＲＧＢＷデータに変換し、第１入力データＤ１１（Ｒ１１，Ｇ１１，Ｂ１１，Ｗ１１）＝（０.００，０．６０，０．６０，０．３０）を算出する。また、変換部ＴＳは、第２ＲＧＢデータＤ２０のＲデータ、Ｇデータ、及びＢデータに共通のデータ０．１５をＷデータに割り付けることで、ＲＧＢデータをＲＧＢＷデータに変換し、第２入力データＤ２１（Ｒ２１，Ｇ２１，Ｂ２１，Ｗ２１）＝（０.００，０．７５，０．００，０．１５）を算出する。
【０１０１】
第１入力データＤ１１の最大値は、Ｇ１１＝Ｂ１１＝０．６０であるため、演算部ＡＳは、第１入力データＤ１１の伸長率を１／０．６０として、データ伸長する。第１画像データＤ１２（Ｒ１２，Ｇ１２，Ｂ１２，Ｗ１２）は、第１入力データＤ１１に伸長率を乗算して、（０．００，１．００，１．００，０．５０）と算出される。第１輝度データＤ３１は伸長率（１／０．６０）の逆数であるため、演算部ＡＳによって第１輝度データＤ３１＝０．６０が演算される。  
第２入力データＤ２１の最大値は、Ｇ２１＝０．７５であるため、演算部ＡＳは、第２入力データＤ２１の伸長率を１／０．７５として、データ伸長する。第２画像データＤ２２（Ｒ２２，Ｇ２２，Ｂ２２，Ｗ２２）は、第２入力データＤ２１に伸長率を乗算して、（０．００，１．００，０．００，０．２０）と算出される。第１輝度データＤ３１は伸長率（１／０．７５）の逆数であるため、演算部ＡＳによって第２輝度データＤ３２＝０．７５が演算される。
【０１０２】
図２４は、照明制御部ＩＣＳ及びデータ生成部ＤＧＳにおけるデータ処理の一例を示す図である。  
照明制御部ＩＣＳは、第１輝度データＤ３１＝０．６０、及び第２輝度データＤ３２＝０．７５を比較し、第３輝度データＤ３３として、第２輝度データＤ３２を選択する。データ生成部ＤＧＳは、フィードバックされた第３輝度データＤ３３＝０．７５に基づいて再演算し、第１画像データＤ１２（０．００，１．００，１．００，０．５０）から、第１画像補正データＤ１３（Ｒ１３，Ｇ１３，Ｂ１３，Ｗ１３）＝（０．００，０．８０，０．８０，０．４０）を生成する。なお、第３輝度データＤ３３＝第２輝度データＤ３２なので、データ生成部ＤＧＳは、第２画像補正データＤ２３については再演算を行わず、第２画像補正データＤ２３（Ｒ２３，Ｇ２３，Ｂ２３，Ｗ２３）＝第２画像データＤ２２（Ｒ２２，Ｇ２２，Ｂ２２，Ｗ２２）＝（０．００，１．００，０．００，０．２０）を生成する。
【０１０３】
照明装置ＩＬの輝度は、第３輝度データＤ３３に基づいて制御されるため、第１入力データＤ１１及び第２入力データＤ１２に基づいて照明装置ＩＬの輝度が制御される場合に比べて、照明装置ＩＬの輝度を抑制し、照明装置ＩＬの消費電力を低減することができ、照明装置ＩＬでの発熱量を低減することができる。
【０１０４】
以上説明したように、本実施形態によれば、発熱量を低減しつつ、多様な画像を表示することが可能な表示装置を提供することができる。
【０１０５】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。さらにまた、請求項の各構成要素において、構成要素を分割して表現した場合、或いは複数を合わせて表現した場合、或いはこれらを組み合わせて表現した場合であっても本発明の範疇である。
【符号の説明】
【０１０６】
ＩＬ…照明装置  ＯＭ…光学変調素子  ＰＣ…偏光制御素子  ＰＳ…偏光分離素子  ＰＪ…投影部
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
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【図３Ｅ】
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【図３Ｆ】
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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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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