(57)【要約】【課題】偏光方向に応じた光路偏向に伴う光の進行方向における像点距離差をなくすことができ、像点距離差に起因する収差の発生を防止できる光路偏向デバイスを提供する。【解決手段】光の入射側に配設されて入射する直線偏光の偏光方向を切換える偏光方向切換手段２と、この偏光方向切換手段２により切換えられた偏光方向に応じて光の進行方向を切換える光路偏向手段（複屈折性媒体）３とを備える構成において、偏光方向に応じた光路偏向手段３による光路偏向に伴う第１，第２の光の進行方向における像点距離に差があっても、像点距離補償手段４によって像点距離が略等しくなるよう調整することで像点距離差がなくなり、像点距離差に起因する収差の発生が防止されるようにした。【選択図】　　　　図１
2004020698.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光の入射側に配設されて入射する直線偏光の偏光方向を切換える偏光方向切換手段と、
この偏光方向切換手段により切換えられた偏光方向に応じて光の進行方向を切換える光路偏向手段と、
この光路偏向手段により切換えられた光の各進行方向における像点距離が略等しくなるよう調整する像点距離補償手段と、
を備える光路偏向デバイス。
【請求項２】
前記光路偏向手段が、偏向用の複屈折性媒体である請求項１記載の光路偏向デバイス。
【請求項３】
前記像点距離補償手段が、前記光の各光進行方向における像点距離差を短縮させる屈折率異方性を有する補償用の複屈折性媒体である請求項１又は２記載の光路偏向デバイス。
【請求項４】
前記補償用の複屈折性媒体は、一軸光学結晶による複屈折板であり、その光学結晶軸が入射光軸と略垂直に設定されている請求項３記載の光路偏向デバイス。
【請求項５】
前記補償用の複屈折性媒体は、ＬｉＮｂＯ３結晶であり、その光学結晶軸が前記偏光方向切換手段により切換えられる偏光方向のうちの一つと略一致するように設定されている請求項３又は４記載の光路偏向デバイス。
【請求項６】
前記補償用の複屈折性媒体の板厚は、当該複屈折性媒体がない場合の前記光路偏向手段による前記光の各進行方向において生ずる像点距離差ΔＬ及び入射光波長における各々の偏光方向の光に対する屈折率ｎｅ，ｎｏに対して、ΔＬ／（１／ｎｏ−１／ｎｅ）±３０（μｍ）の範囲内に設定されている請求項５記載の光路偏向デバイス。
【請求項７】
光の入射側に配設されて入射する直線偏光の偏光方向を切換える偏光方向切換手段と、
この偏光方向切換手段により切換えられた偏光方向に応じて光の進行方向を切換える光路偏向手段と、
を備え、
前記光路偏向手段は、当該光路偏向手段により切換えられる光の各進行方向における像点距離が略等しくなるよう入射光の光軸に対して傾斜した傾斜面を有する光路偏向デバイス。
【請求項８】
入射光の光軸に対して傾斜した前記傾斜面を持つように前記光路偏向手段を傾斜させて保持する保持手段を備える請求項７記載の光路偏向デバイス。
【請求項９】
前記光路偏向手段の入・出射両面を鋸歯構造に形成することにより入射光の光軸に対して傾斜した前記傾斜面を有する請求項７記載の光路偏向デバイス。
【請求項１０】
前記光路偏向手段が、ＬｉＮｂＯ３による複屈折性媒体であり、入射光の光軸と当該複屈折性媒体の法線とのなす前記傾斜面の傾斜角ｉを、ｉ＝０の時にこの複屈折性媒体内で入射光が偏向する角度方向を正とした時、負方向に設定してなる請求項７ないし９の何れか一記載の光路偏向デバイス。
【請求項１１】
前記補償用の複屈折性媒体を挟む位置に配設されて当該複屈折性媒体に対して電界を作用させるための少なくとも一対の電極を備える請求項３ないし６の何れか一記載の光路偏向デバイス。
【請求項１２】
前記複屈折性媒体を挟む位置に配設されて当該複屈折性媒体に対して電界を作用させるための少なくとも一対の電極を備える請求項８ないし１０の何れか一記載の光路偏向デバイス。
【請求項１３】
請求項１１又は１２記載の光路偏向デバイスと、
前記電極に電圧を印加する電圧印加手段と、
この光路偏向デバイスから出射される光の各進行方向における焦点位置を測定する焦点位置測定手段と、
この焦点位置測定手段により測定された各進行方向での焦点位置の差に基づき前記電極に印加する前記電圧印加手段の印加電圧のフィードバック信号を生成するフィードバック信号生成手段と、
を備える光路偏向装置。
【請求項１４】
画像情報に従って光を制御可能な複数の画素を２次元的に配列した画像表示素子と、
この画像表示素子を照明する照明装置と、
前記画像表示素子に表示した画像パターンを観察するための光学装置と、
画像フィールドを時間的に分割した複数のサブフィールドで形成する表示駆動手段と、
前記画像表示素子の各画素からの出射光の光路を前記サブフィールド毎に偏向する請求項１ないし１２の何れか一記載の光路偏向デバイスを有する光路偏向装置又は請求項１３記載の光路偏向装置と、
を備える画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光路偏向デバイス、光路偏向装置及び画像表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電気信号によって光の進行方向（光路）をかえる光学素子（光路偏向素子）として、従来より、ＫＨ２ＰＯ４（ＫＤＰ），ＮＨ４Ｈ２Ｐ（ＡＤＰ），ＬｉＮｂＯ３，ＬｉＴａＯ３，ＧａＡｓ，ＣｄＴｅなど第１次電気光学効果（ポッケルス効果）の大きな材料や、ＫＴＮ，ＳｒＴｉＯ３，ＣＳ２，ニトロベンゼン等の第２次電気光学効果の大きな材料を用いた電気光学デバイスや、ガラス、シリカ、ＴｅＯ２などの材料を用いた音響光学デバイスが知られている（例えば、青木昌治編；「オプトエレクトロニックデバイス」、昭晃堂）。一般的に、電気光学デバイスは、高電圧を印加することで屈折率を変化させ光路或いは光強度を変調させ、音響光学デバイスは、超音波を印加し定在波を誘起することで光回折を制御させる。ただし、これらの方法によって十分大きな光偏向量を得るためには像点距離を長く取る必要があるが材料が高価であるため用途が制限されていた。
【０００３】
一方で、液晶材料を用いた光学素子も提案されており、一例として特許第２９３９８２６号公報に示される投影表示装置がある。これは、表示素子に表示された画像を投写光学系によりスクリーン上に拡大投影する投影表示装置において、前記表示素子から前記スクリーンに至る光路の途中に透過光の偏光方向を旋回できる光学素子を少なくとも１個以上と複屈折効果を有する透明素子を少なくとも１個以上を有してなる投影画像をシフトする手段と、前記表示素子の開口率を実効的に低減させ、表示素子の各画素の投影領域が前記スクリーン上で離散的に投影される手段と、を備えた構成とされている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
同公報例においては、偏光方向を旋回できる光学素子（偏光方向回転手段）を少なくとも１個以上と複屈折効果を有する透明素子（複屈折性媒体）を少なくとも１個以上を有してなる投影画像シフト手段（ピクセルシフト手段）によりピクセルシフトを行っているが、問題点として、従来構成では複屈折性媒体内の光の進行方向は、直進（第１の光進行方向と呼ぶ）か、或いは屈折により所定角度偏向した方向（第２の光進行方向と呼ぶ）かの何れかの進行方向をとっていたが、これらの光を受光部に結像させる時に各進行方向における像点距離が異なるために収差が発生し、同一面上に良好な結像が得られない問題がある。
【０００５】
この点について、図１０ないし図１２を参照して詳細に説明する。図１０は、従来の複屈折性媒体１００を光路偏向手段として用いた従来の光路偏向デバイス１０１の原理的構成を示す側面図である。即ち、入射する直線偏光の偏光方向を時間的に切換えることが可能な偏光方向切換手段１０２と、この偏光方向切換手段１０２からの光の進行方向を、切換えられたその偏光方向に応じて切換える複屈折性媒体１００とを備えたデバイス構成とされている。
【０００６】
偏光方向切換手段１０２としては、液晶材料が用いられ、特に高速応答が必要な用途では強誘電性液晶が用いられる。また、その常光、異常光の屈折率差Δｎが、厚みｄとの間にΔｎ・ｄ＝λ／２（λは可視光の所定波長）なる関係を満たすものが選ばれる。複屈折性媒体１００としては、従来では、複屈折性を有する光学結晶材料が用いられ、特に一軸性の光学結晶が一般的に用いられている。即ち、ＫＨ２ＰＯ４（ＫＤＰ），ＮＨ４Ｈ２Ｐ（ＡＤＰ），ＬｉＮｂＯ３，ＬｉＴａＯ３，ＧａＡｓ，ＣｄＴｅなど第１次電気光学効果（ポッケルス効果）の大きな材料や、ＫＴＮ，ＳｒＴｉＯ３，ＣＳ２，ニトロベンゼン等の第２次電気光学効果の大きな材料、ガラス、シリカ、ＴｅＯ２などの材料が用いられている。
【０００７】
以下、従来の複屈折性媒体１００を用いた光路偏向デバイス１０１の動作について説明する。入射光は予め直線偏光に設定され、その偏光方向は複屈折性媒体１００の光学結晶軸方向との関係から定められる。具体的には、仮に、直交座標系を図１０中に示す通りにとり、複屈折性媒体１００として一軸性光学結晶材料を用い、その光学結晶軸を（Ｘ，Ｙ，Ｚ）＝（１，０，−１）にとった時、入射光の偏光方向（電場ベクトル方向）はＸＹ面或いはＸＺ面に存在するように選ぶ。ここでは、入射光の偏光方向がＸＹ面内にある場合を例にとり説明する。偏光方向切換手段１０２を通過した時に、入射した光は時間的に０°若しくは９０°の偏光方向の回転（切換え）を受ける。
【０００８】
まず、０°、即ち、偏光方向の回転を受けない場合は、直線偏光は偏光方向をＸＹ面に保ったまま複屈折性媒体１００に入射する。光学結晶軸に対して偏光方向（Ｙ軸方向）は垂直であるため、光は常光として振舞い、回転を受けることなく直進する。この光は、図１０中に「第１の光進行方向」として示される進行方向の位置に出射する。
【０００９】
一方、偏光方向切換手段１０２において９０°の偏光方向の回転を受ける場合は、直線偏光は偏光方向をＸＺ面に回転し複屈折性媒体１００に入射する。９０°回転の原理については後述する。この場合、光学結晶軸に対して偏光方向（Ｚ軸方向）は垂直方向でないため、光は異常光として振舞い、所定方向（図では、斜め下方向）に回転を受けて進行する。この光は、図１０中に「第２の光進行方向」として示される進行方向の位置に出射する。
【００１０】
図１１はこのような光路偏向デバイス１０１を用いた光学システム構成例を示す概略構成図であり、光源１０３から出射した光が光路偏向デバイス１０１を介してレンズ１０４により受光部１０５に結像する様子を示している。光路偏向デバイス１０１による第１の光進行方向を図中一点鎖線で示し、第２の光進行方向を図中破線で示している。
【００１１】
第１及び第２の光進行方向を各々図に示すようにとった時の受光部１０５上での結像状態は、その進行方向によって像点距離が各々異なるために、第１の光進行方向における焦点を受光面に合わせた時には第２の光進行方向における像は図１１（ｂ）に示すように、収差によりボケてしまう。
【００１２】
以下、この収差Ｄｆを代表的な光学系を用いて計算する。図１２は複屈折性媒体（複屈折板）１００としてＬｉＮｂＯ３を用いた時の光の進行方向を示すものである。光学結晶軸は複屈折板１００の法線方向からθだけ傾いたものが用いられる。図中、入射光１０６の偏光方向をＺ軸方向とする。このとき、入射光１０６は複屈折板１００内で屈折し、
γ＝θ−ｔａｎ−１〔（ｎｏ／ｎｅ）２ｔａｎθ〕　………▲１▼
の回転を受ける（末田正、「光エレクトロニクス」昭晃社参照）。ただし、ｎｏは常光屈折率、ｎｅは異常光屈折率であり、屈折率楕円体長軸は偏光面内に設定する。この光の進行方向（角度γ）と複屈折板１００を通過する距離Ｌをまず求める。屈折率は波長６３３ｎｍの時のもの（ｎｏ＝２．２８６，ｎｅ＝２．２００）を用い結晶軸θを４５°とすると、▲１▼式において、
ｔａｎ−１〔（ｎｏ／ｎｅ）２ｔａｎθ〕＝４２．８０５０７
γ＝２．１９４９２５
となる。光路シフト量として仮に６．６μｍを得るためには複屈折板１００の厚みｄは、
ｄ＝６．６／ｔａｎγ＝１７２．２００５
が設定される。
【００１３】
偏光方向がＹ軸方向の光（常光）の場合、上記厚みｄを通過する光は図１０における第１の光進行方向をとり、真空に対する像点距離の変化は、
ｄ（１−１／ｎｏ）＝９３．９２７５　………▲２▼
となる（早水，「光機器の光学」第３版、ｐ４２７、日本オプトメカトロニクス協会編参照）。
【００１４】
一方、偏光方向が異常光の場合、上記厚みｄを通過する光は図１０における第２の光進行方向をとり、その距離Ｌは、
Ｌ＝ｓｑｒｔ（６．６＊６．６＋ｄ＊ｄ）＝１７２．３２６９
となる。
【００１５】
以下、入射光１０６が切る光学結晶の屈折率楕円体の断面における偏光方向屈折率を求める。楕円の式は、図１２においてｘ，ｙ軸を新たに図に示すように楕円体の短軸、長軸方向にとると、
（ｘ／ｎｏ）２＋（ｙ／ｎｅ）２＝１
で示され、複屈折板１００の屈折率楕円体中心を通過する光軸と垂直な線（図１２中に符号１０７で示す線）が楕円体と交差する点がこの光が感じる屈折率ｎｅ′である。即ち、ｎｅ′＝２．２３８４８３である。
【００１６】
従って、上記厚みｄを通過する入射光の真空に対する像点距離の変化は、
ｄ−Ｌ／ｎｅ′＝９５．２１６７　………▲３▼
となる。
【００１７】
▲２▼、▲３▼式より第１の光の進行方向と第２の光の進行方向における像点距離差は、
2004020698.tif 000003
となる。
【００１８】
これは具体的には、図１１において受光部１０５で等しく結像させるためには、光源１０３の位置を▲３▼の場合（第２の進行方向）の方が▲２▼（第１の進行方向）に比べてΔＬだけ遠ざける必要があることを意味する。
【００１９】
逆に、光源１０３の位置及び受光部１０５の位置が固定の場合、受光部１０５の位置での収差Ｄｆは、結像レンズ１０４の像点距離差ΔＬと投射倍率Ｍとから、Ｄｆ＝Ｍ２・ΔＬとなり、Ｍ＝５０／０．８５＝５８．８を仮定すると、
Ｄｆ（ｍｍ）＝４．４６０
となる。この収差は、一般的な結像レンズの焦点深度と比較して無視できない値であり、第１の光の進行方向と第２の光の進行方向とで焦点ボケが発生することを示している。
【００２０】
この結果、このような光路偏向デバイスを画像表示装置や撮像装置に利用する際には、各進行方向によって収差が発生し画像が劣化してしまう不具合があり、また、光スイッチに利用する際にはＳＮ比が劣化してしまうこととなる。
【００２１】
本発明は、偏光方向に応じた光路偏向に伴う光の進行方向における像点距離差をなくすことができ、像点距離差に起因する収差の発生を防止できる光路偏向デバイス、光路偏向装置及び画像表示装置を提供することを目的とする。
【００２２】
本発明は、上記目的を簡単な構造で実現する。
【００２３】
本発明は、上記目的を実現する上で、光学設計上も光路計算が複雑となることなく設計可能にする。
【００２４】
本発明は、上記目的を実現する上で、環境温度等の光偏向量の誤差要因による影響を排除して像点距離を常に一定に保てるようにする。
【００２５】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明の光路偏向デバイスは、光の入射側に配設されて入射する直線偏光の偏光方向を切換える偏光方向切換手段と、この偏光方向切換手段により切換えられた偏光方向に応じて光の進行方向を切換える光路偏向手段と、この光路偏向手段により切換えられた光の各進行方向における像点距離が略等しくなるよう調整する像点距離補償手段と、を備える。
【００２６】
従って、偏光方向に応じた光路偏向手段による光路偏向に伴う光の進行方向における像点距離に差があっても、像点距離補償手段によって像点距離が略等しくなるよう調整することで像点距離差がなくなり、像点距離差に起因する収差の発生が防止される。
【００２７】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の光路偏向デバイスにおいて、前記光路偏向手段が、偏向用の複屈折性媒体である。
【００２８】
従って、請求項１記載の発明を実現する上で、光路偏向手段として一般的な複屈折性媒体を用いることができる。
【００２９】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の光路偏向デバイスにおいて、前記像点距離補償手段が、前記光の各光進行方向における像点距離差を短縮させる屈折率異方性を有する補償用の複屈折性媒体である。
【００３０】
従って、請求項１又は２記載の発明を実現する上で、像点距離補償手段として像点距離差を短縮させる屈折率異方性を有する複屈折性媒体を用いることで、簡単に実現可能となる。
【００３１】
請求項４記載の発明は、請求項３記載の光路偏向デバイスにおいて、前記補償用の複屈折性媒体は、一軸光学結晶による複屈折板であり、その光学結晶軸が入射光軸と略垂直に設定されている。
【００３２】
従って、請求項３記載の発明を実現する上で、補償用の複屈折性媒体として、一軸光学結晶による複屈折板を用い、その光学結晶軸を入射光軸と略垂直に設定することで、各々の進行方向に導かれる光に屈折、散乱等を発生させることなく像点距離差が短縮され、また、光学設計上も光路計算が複雑化することなく容易に設計可能となる。
【００３３】
請求項５記載の発明は、請求項３又は４記載の光路偏向デバイスにおいて、前記補償用の複屈折性媒体は、ＬｉＮｂＯ３結晶であり、その光学結晶軸が前記偏光方向切換手段により切換えられる偏光方向のうちの一つと略一致するように設定されている。
【００３４】
従って、補償用の複屈折性媒体をＬｉＮｂＯ３結晶製とし、その光学結晶軸を偏光方向切換手段により切換えられる偏光方向のうちの一つと略一致するように設定することで、良好な像点距離補償が可能となると同時に、ＬｉＮｂＯ３結晶は光学結晶の中でも潮解性などなく安定で、さらにΔｎ（＝ｎｏ−ｎｅ）が適度な大きさを有しており、取扱いやすい。
【００３５】
請求項６記載の発明は、請求項５記載の光路偏向デバイスにおいて、前記補償用の複屈折性媒体の板厚は、当該複屈折性媒体がない場合の前記光路偏向手段による前記光の各進行方向において生ずる像点距離差ΔＬ及び入射光波長における各々の偏光方向の光に対する屈折率ｎｅ，ｎｏに対して、ΔＬ／（１／ｎｏ−１／ｎｅ）±３０（μｍ）の範囲内に設定されている。
【００３６】
従って、補償用の複屈折性媒体の板厚をΔＬ／（１／ｎｏ−１／ｎｅ）±３０（μｍ）の範囲内に設定することで、各進行方向に導かれる光の像点距離差は適切に短縮される。ちなみに、±３０（μｍ）を超える値に板厚を設定した場合、収差が十分解消されず良好な像が得られない。
【００３７】
請求項７記載の発明の光路偏向デバイスは、光の入射側に配設されて入射する直線偏光の偏光方向を切換える偏光方向切換手段と、この偏光方向切換手段により切換えられた偏光方向に応じて光の進行方向を切換える光路偏向手段と、を備え、前記光路偏向手段は、当該光路偏向手段により切換えられる光の各進行方向における像点距離が略等しくなるよう入射光の光軸に対して傾斜した傾斜面を有する。
【００３８】
従って、偏光方向に応じた光路偏向手段による光路偏向に伴う光の進行方向における像点距離に差があっても、像点距離が略等しくなるよう当該光路偏向手段を入射光の光軸に対して傾斜した傾斜面を有することで、像点距離差がなくなり、像点距離差に起因する収差の発生が防止される。特に、補償用の複屈折性媒体のような別部材を追加して備える必要がなく、例えば光路偏向手段の姿勢設定だけで簡単に実現可能となる。
【００３９】
請求項８記載の発明は、請求項７記載の光路偏向デバイスにおいて、入射光の光軸に対して傾斜した前記傾斜面を持つように前記光路偏向手段を傾斜させて保持する保持手段を備える。
【００４０】
従って、光路偏向手段の姿勢設定だけで簡単に請求項７記載の発明が実現可能となる。
【００４１】
請求項９記載の発明は、請求項７記載の光路偏向デバイスにおいて、前記光路偏向手段の入・出射両面を鋸歯構造に形成することにより入射光の光軸に対して傾斜した前記傾斜面を有する。
【００４２】
従って、偏光方向切換手段と当該光路偏向手段との設置時の位置調整を簡略化でき、さらに光路偏向手段を光軸に垂直に配置することができるため、大面積化した時に必要なスペースを比較的小さくすることもできる。
【００４３】
請求項１０記載の発明は、請求項７ないし９の何れか一記載の光路偏向デバイスにおいて、前記光路偏向手段が、ＬｉＮｂＯ３による複屈折性媒体であり、入射光の光軸と当該複屈折性媒体の法線とのなす傾斜面の傾斜角ｉを、ｉ＝０の時にこの複屈折性媒体内で入射光が偏向する角度方向を正とした時、負方向に設定してなる。
【００４４】
従って、例えば画像表示装置において受光部上に良好に結像させるためには受光位置における結像レンズの焦点深度以内に各進行方向の像点距離の差を抑える必要があるが、入射光の光軸と複屈折性媒体の法線とのなす傾斜角ｉを負方向に設定することで、上記条件を満たすための関係を保つことができる。
【００４５】
請求項１１記載の発明は、請求項３ないし６の何れか一記載の光路偏向デバイスにおいて、前記補償用の複屈折性媒体を挟む位置に配設されて当該複屈折性媒体に対して電界を作用させるための少なくとも一対の電極を備える。
【００４６】
従って、像点距離は入射光の波長や環境変動によって変化してしまうが、補償用の複屈折性媒体を挟む位置に配設されて当該複屈折性媒体に対して電界を作用させるための少なくとも一対の電極を備えるので、これらの電極間に印加する電圧を適正に制御することで像点距離の変動を抑えることが可能となる。この結果、特に画像表示装置において投影光の波長を時間的に切換えるカラー化方式であるフィールドシーケンシャル法における色毎の像点距離の変動を抑えることが可能となり、高精細なカラー画像表示に役立つ。
【００４７】
請求項１２記載の発明は、請求項８ないし１０の何れか一記載の光路偏向デバイスにおいて、前記複屈折性媒体を挟む位置に配設されて当該複屈折性媒体に対して電界を作用させるための少なくとも一対の電極を備える。
【００４８】
従って、像点距離は入射光の波長や環境変動によって変化してしまうが、傾斜配設された偏向用の複屈折性媒体を挟む位置に配設されて当該複屈折性媒体に対して電界を作用させるための少なくとも一対の電極を備えるので、これらの電極間に印加する電圧を適正に制御することで像点距離の変動を抑えることが可能となる。この結果、特に画像表示装置において投影光の波長を時間的に切換えるカラー化方式であるフィールドシーケンシャル法における色毎の像点距離の変動を抑えることが可能となり、高精細なカラー画像表示に役立つ。
【００４９】
請求項１３記載の発明の光路偏向装置は、請求項１１又は１２記載の光路偏向デバイスと、前記電極に電圧を印加する電圧印加手段と、この光路偏向デバイスから出射される光の各進行方向における焦点位置を測定する焦点位置測定手段と、この焦点位置測定手段により測定された各進行方向での焦点位置の差に基づき前記電極に印加する前記電圧印加手段の印加電圧のフィードバック信号を生成するフィードバック信号生成手段と、を備える。
【００５０】
従って、像点距離は入射光の波長や環境変動によって変化してしまうが、光路偏向デバイスから出射される光の各進行方向における焦点位置を測定し、測定された各進行方向での焦点位置の差に基づき電極極に印加する印加電圧のフィードバック信号を生成することで、常に像点距離を一定に保つことが可能となる。この結果、特に画像表示装置において投影光の波長を時間的に切換えるカラー化方式であるフィールドシーケンシャル法における色毎の像点距離の変動をなくすことが可能となり、高精細なカラー画像表示に役立つ。
【００５１】
請求項１４記載の発明の画像表示装置は、画像情報に従って光を制御可能な複数の画素を２次元的に配列した画像表示素子と、この画像表示素子を照明する照明装置と、前記画像表示素子に表示した画像パターンを観察するための光学装置と、画像フィールドを時間的に分割した複数のサブフィールドで形成する表示駆動手段と、前記画像表示素子の各画素からの出射光の光路を前記サブフィールド毎に偏向する請求項１ないし１２の何れか一記載の光路偏向デバイスを有する光路偏向装置又は請求項１３記載の光路偏向装置と、を備える。
【００５２】
従って、従来のピクセルシフト技術では投射光をスクリーンに結像させる時にシフト位置毎に像点距離が異なるために収差が発生し、同一面上に良好な結像が得られない問題があり、画像が劣化してしまう不具合があったが、本発明によれば、画像表示装置内に像点距離の差をなくす構成の請求項１ないし１２の何れか一記載の光路偏向デバイスを有する光路偏向装置又は請求項１３記載の光路偏向装置を備えているので、上記不具合を解消でき、焦点ボケによる画像劣化のない良好な表示が可能となる。
【００５３】
【発明の実施の形態】
本発明の第一の実施の形態を図１及び図２に基づいて説明する。図１は、本実施の形態の光路偏向デバイス１の原理的な構成例を示す側面図である。本実施の形態の光路偏向デバイス１は、概略的には、偏光方向切換手段２と光路偏向手段としての偏向用の複屈折性媒体３とを備えた図１０に示したような従来構成に加えて、その出射側（光進行方向の後段）に複屈折性媒体３により切換えられた光の各進行方向における像点距離が略等しくなるよう調整する像点距離補償手段４を配設させた構成とされている。
【００５４】
ここに、当該光路偏向デバイス１に入射する直線偏光の偏光方向を時間的に切換える偏光方向切換手段２としては、従来の場合と同様に、液晶層を用いて構成することができる。複屈折性媒体３は、例えば、ＬｉＮｂＯ３よりなる複屈折板であり図１中に矢印で示す光学結晶方向は法線方向より４５°傾いている。
【００５５】
従来例で説明した通り、光シフト量６．６μｍを確保する場合、複屈折板３の板厚は１７２．２μｍが必要となり、その時の第１の光進行方向と第２の光進行方向との像点距離差ΔＬは１．２９μｍである。像点距離補償手段４は、この像点距離差ΔＬが例えば結像レンズ（図示せず）の焦点深度に比較して十分小さな値となるように補正するものである。
【００５６】
このような像点距離補償手段４としては、第１及び第２の進行方向における像点距離差ΔＬを短縮させる屈折率異方性を有する複屈折性媒体（補償用の複屈折性媒体）を好適に用いることが有効であり、その具体例として、複屈折性媒体３と同様に、ＬｉＮｂＯ３を使用することが可能である。ただし、その光学結晶軸は、複屈折性媒体３で設定される光シフト量を変化させないよう、光軸と垂直な方向に設定するのが好ましい。ちなみに、この関係を保てない場合は像点距離補償手段４においても光シフトが発生することになり光学設計が複雑化する。
【００５７】
像点距離補償手段４用の複屈折性媒体としては、石英，ＫＤＰ（ＫＨ２ＰＯ４），ＤＫＤＰ（ＫＤ２ＰＯ４），ＬｉＮｂＯ３，ＬｉＴａＯ３などを用いることができるが、中でも、潮解性がなく安定して使用でき、さらにΔｎ（＝ｎｏ−ｎｅ）が適度な大きさのＬｉＮｂＯ３が特に優れている。
【００５８】
ここではＬｉＮｂＯ３を像点距離補償手段４に用いた場合の適切な厚みｄｃｏｍｐについての例を示す。複屈折性媒体３から出射した２つの進行方向（第１の光進行方向、第２の光進行方向）の光は、偏光方向が互いに垂直であり、上記▲４▼に示す通り第２の光進行方向の光が進んでいる。そこで、第１の光の進行方向が常光に対応し、第２の光の進行方向が異常光に対応するように像点距離補償手段４を配置させる。
【００５９】
この時、各々の進行方向の場合の真空に対する像点移動距離は厚みをｄｃｏｍｐとおけば、ｄｃｏｍｐ　（１−１／ｎｏ）及びｄｃｏｍｐ　（１−１／ｎｅ）で表される。従って、前述のΔＬ＝１．２９の像点移動距離差を解消するためには、
ｄｃｏｍｐ　（１−１／ｎｏ）−ｄｃｏｍｐ　（１−１／ｎｅ）＝ΔＬ＝１．２９
を満足する厚み、即ち、ｄｃｏｍｐ＝７５．４（μｍ）に設定すればよい。
【００６０】
図２はＬｉＮｂＯ３厚ｄｃｏｍｐに対する収差を示すもので、結像レンズとして焦点深度±２ｍｍのものを採用した場合、像点距離補償手段４の厚みは、
４２＜ｄｃｏｍｐ＜１０９
に設定することで良好な結像を得ることができる。
【００６１】
一般的に、ＬｉＮｂＯ３を像点距離補償手段４に用いた場合、ｄｃｏｍｐとしては、この像点距離補償手段４を設けない場合の像点距離差ΔＬ及び入射光波長におけるＬｉＮｂＯ３の異常光、常光の屈折率ｎｅ，ｎｏによって定まる値、即ち、ｄｃｏｍｐ＝ΔＬ／（１／ｎｅ−１／ｎｏ）（上記の場合、７５μｍ）に対して、±３０μｍの範囲内に設定することで良好な像点距離補償が可能となる。
【００６２】
本発明の第二の実施の形態を図３ないし図５に基づいて説明する。図３は、本実施の形態の光路偏向デバイス１１の原理的な構成例を示す側面図である。本実施の形態の光路偏向デバイス１１は、概略的には、偏光方向切換手段１２と光路偏向手段としての複屈折性媒体１３とを備える基本構成において、この複屈折性媒体１３により切換えられた光の各進行方向における像点距離が略等しくなるよう入射光の光軸に対して傾斜した傾斜面１４を持つように当該複屈折性媒体１３を傾斜させて保持する保持手段１５を備える構成とされている。
【００６３】
ここに、当該光路偏向デバイス１１に入射する直線偏光の偏光方向を時間的に切換える偏光方向切換手段１２としては、従来の場合と同様に、液晶層を用いて構成することができる。複屈折性媒体１３は、例えば、ＬｉＮｂＯ３よりなる複屈折板であり図３中に矢印で示す光学結晶方向は法線方向より４５°傾いている。また、この複屈折性媒体１３は保持手段１５によって入射光の光軸に対して所定角度ｉだけ傾斜させた傾斜面１４を持つように設置されている。
【００６４】
以下、図４を参照して、複屈折性媒体１３が所定角度ｉだけ傾斜させた傾斜面１４を持つことで第１，第２の進行方向の光間の像点距離の差を補償させることが可能な点について説明する。図４（ａ），（ｂ）は複屈折性媒体（複屈折板）１３としてＬｉＮｂＯ３を用いた時の光の進行方向を示すものであり、入射光１６，１７は複屈折板１３の法線方向から角度ｉだけ傾斜している（角度は時計回り方向を正にとるものとする）。図４（ａ）は入射光１６の偏光方向が図中に示す直交座標系においてＺ方向であり、図４（ｂ）は入射光１７の偏光方向がＹ方向である場合を示している。何れの場合も入射光１６，１７の偏光方向のみ異なり光学結晶及びその配置は同様である。光学結晶軸は前述の場合と同様にＬｉＮｂＯ３を想定し、複屈折板１３の法線方向からΨ（＝４５°）だけ傾いたものが用いられ、厚みはｄ＝１７２．２μｍに設定される。このとき、図４（ａ）において光学結晶内での光進行方向の法線とのなす角ｒ′は、
ｔａｎｒ′＝−Ｂ／Ｃ＋ｓｉｎ（ｉ）＊｛（ＡＢ−Ｃ２）／（Ｂ−ｓｉｎ２（ｉ））｝１／２　……▲５▼
で示される（Ｍ．Ｆｒａｎｃｏｎ　ａｎｄ　Ｓ．Ｍａｌｌｉｃｋ：Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ　Ｉｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｅｒｓ，ＷＩＬＥＹ−ＩＮＴＥＲＳＣＩＥＮＣＥ，（１９７１）　ｐ．１４０）。ただし、
ａ＝１／ｎｅ＝１／２．２００＝０．４３７４
ｂ＝１／ｎｏ＝１／２．２８６＝０．４５４５
Ａ＝ｓｉｎ２Ψ／ａ２＋ｃｏｓ２Ψ／ｂ２　＝５．０３２９
Ｂ＝ｃｏｓ２Ψ／ａ２＋ｓｉｎ２Ψ／ｂ３　＝５．０３２９
Ｃ＝ｓｉｎΨ・ｃｏｓΨ・（１／ｂ２−１／ａ２）　＝−０．１９３
一方、図４（ｂ）において光学結晶内での光進行方向の法線とのなす角ｒは、
ｔａｎｒ＝ｂ＊ｓｉｎ（ｉ）／（１−ｂ２ｓｉｎ２（ｉ））１／２　…………▲６▼
で表される。
【００６５】
これらの▲５▼▲６▼式から各々の偏光方向における入射角ｉに対する像点距離差、シフト量が求められる。
【００６６】
図５はその計算結果を示すものである。入射角０°の時には前述の通り、６．６μｍシフトし、収差はやはり前述の通り４．４６０ｍｍであり焦点ボケが発生する。この状態から光の入射角を変えることで像点距離差は変化し、−１７°において像点距離差が０となる。このとき、光シフト量は６．７６μｍであり初期値からの変化はほとんどない。即ち、ＬｉＮｂＯ３を光軸から１７°傾斜させることで光シフト量を確保したまま像点距離差を解消し、第１の光進行方向及び第２の光進行方向における結像位置を一致させることが可能となる。
【００６７】
結像レンズとして焦点深度±２ｍｍのものを採用した場合、入射角（傾斜角）ｉは、
−２４＜ｉ＜−１０
に設定することで良好な結像を得ることができる。このように入射角ｉは負の方向、即ち、ｒ′を小さくする方向に傾けることで光路長差を補償することが可能となる。一般的に、ＬｉＮｂＯ３を用いた場合、入射角（傾斜角）ｉとしては、光学シフト量等、用途によって定まる中心値（上記の場合、−１７°）に対して、±７°の範囲内に設定することで良好な像点距離補償が可能である。
【００６８】
本発明の第三の実施の形態を図６に基づいて説明する。本実施の形態の光路偏向デバイス１１では、第二の実施の形態における傾斜配設の複屈折性媒体１３に代えて、光路偏向手段としての複屈折性媒体２１の入・出射両面をＺ方向に複数に分割した形の鋸歯構造に加工することにより入射光の光軸に対して所定角度ｉだけ傾斜した傾斜面２２を持たせた構成としたものである。複屈折性媒体２１はＬｉＮｂＯ３よりなる複屈折板であり光学結晶方向は図６中に矢印で示すように法線方向より４５°傾いている。複屈折性媒体２１の鋸歯構造は、例えば、グラジュエーションマスク等を用いたフォトリソグラフィ工程で形成することができる。
【００６９】
このような構造をとることで、偏光方向切換手段１２と複屈折板２１との設置時の位置調整を簡略化でき、さらに複屈折板２１を光軸に垂直に配置することができるため、大面積化した時に必要なスペースを比較的小さくすることができる。
【００７０】
本発明の第四の実施の形態を図７及び図８に基づいて説明する。本実施の形態は、例えば図１に示したような構成の光路偏向デバイス１を利用した光路偏向装置３１の構成例を示す。
【００７１】
本実施の形態の光路偏向装置３１では、光路偏向デバイス１が備える像点距離補償手段としての複屈折性媒体４の入・出射両面にこの複屈折性媒体４を挟むように配設されて複屈折性媒体４に電界を作用させるための一対の電極３２ａ，３２ｂが設けられ、これらの電極３２ａ，３２ｂ間に電圧を印加するために電圧印加手段としての電源３３が接続されている。
【００７２】
電極３２ａ，３２ｂ間に印加する電圧値は、入射光の波長や環境変動によって変化する像点距離差ΔＬを、複屈折性媒体４への電圧印加により電界を作用させることで所望の位置に制御するために印加される。入射光波長が変化する場合、前述の波長６３３ｍｍの屈折率（ｎｏ＝２．２８６，ｎｅ＝２．２００）から求められるΔＬ（＝１．２９）は前述の第一の実施の形態中の計算からＬｉＮｂＯ３を７５．４μｍ厚に設定することで解消できた。この条件で、例えば波長３３９０ｎｍの光を入射させた場合、ＬｉＮｂＯ３の３３９０ｎｍにおける屈折率（ｎｏ＝２．１４６，ｎｅ＝２．０８１）に対して電圧を印加することで、波長６３３ｎｍにおいて屈折率関係式（１／ｎｅ−１／ｎｏ）より求められる値、即ち、１／２．２０−１／２．２８６＝０．０１６６と同じ値が得られる電圧を求めればよい。
【００７３】
ＬｉＮｂＯ３の場合、作用させる電界Ｅによる屈折率の変化Δｎｏ及びΔｎｅは波長３３９０ｎｍにおいて各々、
Δｎｏ＝−３．２１×１０−１１Ｅ
Δｎｅ＝−１２６．２×１０−１１Ｅ
で表され、ＬｉＮｂＯ３の厚みとして前述のｄｃｏｍｐ　＝７５．４（μｍ）を採用すると、電極３２ａ，３２ｂに印加する電圧Ｖに変換すると、
Δｎｏ＝−４．２８×１０−７Ｖ
Δｎｅ＝−１．６８×１０−６Ｖ
の値が得られる。
【００７４】
図８は波長３３９０ｎｍにおいて電圧Ｖを変化させた時の（１／ｎｅ−１／ｎｏ）の値の変化を示すものである。この図から分かるように、６３３ｎｍの時の値０．０１６６を得るのに６．９ｋＶの電圧を印加すればよいことになる。
【００７５】
具体的には、光路偏向装置３１としては、図７に示すように、光路偏向デバイス１から出射される光の各進行方向（第１，２の進行方向）における焦点位置を測定するための焦点距離測定手段３４と、この焦点距離測定手段３４により得られた各進行方向での焦点位置の差に基づき、電源３３で発生する印加電圧を制御するためのフィードバック信号を生成するフィードバック信号生成手段３５を付加して構成すればよい。なお、３６は焦点距離測定手段３４に光路偏向デバイス１から出射される光の一部を導くためのミラーである。
【００７６】
焦点距離測定手段３４は、通常、カメラのオートフォーカス機構に用いられている焦点距離測定手段を好適に用いることができ、例えばＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ　Ｃｏｕｐｌｅｄ　Ｄｅｖｉｃｅ）アレイを利用することができる。動作としては、入射光としてある空間周波数を有する画像パターンを用意しこの光の一部或いは全部をＣＣＤアレイに入射させる。予めＣＣＤアレイにおいて、ある定められた焦点距離の時に得られる画像信号を基準信号としてフィードバック信号生成手段３５に記憶させておき、この値に最も近くなる画像信号が得られるように電源３３からの電圧を選べばよい。これによって、像点距離を常に一定に保つことが可能な光路偏向装置３１を構成することができ、環境温度等、光偏向量の誤差要因による影響を排除することができる。この結果、特に画像表示装置において投影光の波長を時間的に切換えるカラー化方式であるフィールドシーケンシャル法における色毎の像点距離の変動をなくすことが可能となり、高精細なカラー画像表示が可能となる。
【００７７】
また基準信号を用いる代わりに、各進行方向における画像信号の差が最も少なくなるようにフィードバックしてもよく、これによって各進行方向における像点位置の差を低減させることが可能となる。
【００７８】
ミラー３６にはハーフミラーを用いて常時光の一部が焦点距離測定手段に導かれるようにしてもよいが、光利用効率を低下させないために、必要な時にのみ光路中に挿入され、それ以外は光路外に退避させるように設計するのが好ましい。
【００７９】
なお、本実施の形態では、像点距離補償手段としての複屈折性媒体４の両面に一対の電極３２ａ，３２ｂを設けて電圧を印加させるように構成したが、例えば、第二、第三の実施の形態のように像点距離補償手段を別個に要せず、光路偏向手段として設けられ傾斜面を有する複屈折性媒体１３，２１の場合にもその両面に一対の電極を設けて電圧印加可能に構成してもよい。
【００８０】
本発明の第五の実施の形態を図９に基づいて説明する。本実施の形態は、画像表示装置への適用例を示す。図９において、４１はＬＥＤランプを２次元アレイ状に配列した照明装置用の光源であり、この光源４１からスクリーン４２に向けて発せられる光の進行方向には拡散板４３、コンデンサレンズ４４、画像表示素子としての透過型液晶パネル４５、画像パターンを観察するための光学装置としての投射レンズ４６が順に配設されている。４７は光源４１に対する光源ドライブ部、４８は透過型液晶パネル４５に対する表示駆動手段としての液晶ドライブ部である。
【００８１】
ここに、透過型液晶パネル４５と投射レンズ４６との間の光路上にはピクセルシフト素子として機能する光路偏向装置４９が介在されている。この光路偏向装置４９は、前述した各実施の形態で説明したような光路偏向デバイス１又は１１等を有する構成、或いは、光路偏向装置３１からなるものであり、その光路偏向デバイスの有効領域は透過型液晶パネル７５に対応するように設定されている。この光路偏向装置４９には電圧印加回路及びこの電圧印加回路中のスイッチ等を開閉制御する機能を果たすドライブ制御部５０が接続されている。
【００８２】
光源ドライブ部４７で制御されて光源４１から放出された照明光は、拡散板４３により均一化された照明光となり、コンデンサレンズ４４により液晶ドライブ部４８で照明光源と同期して制御されて透過型液晶パネル４５をクリティカル照明する。この透過型液晶パネル４５で空間光変調された照明光は、画像光として光路偏向装置４９の有効領域に入射し、この光路偏向装置４９によって画像光が画素の配列方向に任意の距離だけシフトされる。この光は投射レンズ４６で拡大されスクリーン４２上に投射される。
【００８３】
シフト量は画素の配列方向に対して２倍の画像増倍を行うことから画素ピッチの１／２に設定される。シフト量に応じて液晶パネル４５を駆動する画像信号をシフト量分だけ補正することで、見掛け上高精細な画像を表示することができる。
【００８４】
ここに、従来の光路偏向デバイスでは投射光をスクリーンで結像させる時にシフト位置毎に像点距離が異なるために収差が発生し、同一面上に良好な結像が得られない問題があり、画像が劣化してしまう不具合があったが、本実施の形態では、光路偏向装置４９は前述の光路偏向デバイス１，１１等を有しているので、このような像点距離の差がなくなるように補償されるので、上記不具合を解消でき、焦点ボケによる画像劣化のない良好な表示が可能となる。
【００８５】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、光路偏向手段により切換えられた光の各進行方向における像点距離が略等しくなるよう調整する像点距離補償手段を備えるので、偏光方向に応じた光路偏向手段による光路偏向に伴う光の進行方向における像点距離に差があっても、像点距離補償手段によって像点距離が略等しくなるよう調整することで像点距離差をなくすことができ、像点距離差に起因する収差の発生を防止することができる。
【００８６】
請求項２記載の発明によれば、請求項１記載の発明を実現する上で、光路偏向手段として一般的な複屈折性媒体を用いることができる。
【００８７】
請求項３記載の発明によれば、請求項１又は２記載の発明を実現する上で、像点距離補償手段として像点距離差を短縮させる屈折率異方性を有する複屈折性媒体を用いることで、簡単に実現することができる。
【００８８】
請求項４記載の発明によれば、請求項３記載の発明を実現する上で、補償用の複屈折性媒体として、一軸光学結晶による複屈折板を用い、その光学結晶軸を入射光軸と略垂直に設定することで、各々の進行方向に導かれる光に屈折、散乱等を発生させることなく像点距離差を短縮させることができ、また、光学設計上も光路計算が複雑化することなく容易に設計することができる。
【００８９】
請求項５記載の発明によれば、請求項３又は４記載の光路偏向デバイスにおいて、補償用の複屈折性媒体をＬｉＮｂＯ３結晶製とし、その光学結晶軸を偏光方向切換手段により切換えられる偏光方向のうちの一つと略一致するように設定したので、良好な像点距離補償が可能となると同時に、ＬｉＮｂＯ３結晶は光学結晶の中でも潮解性などなく安定で、さらにΔｎ（＝ｎｏ−ｎｅ）が適度な大きさを有しており、取扱いやすいものとすることができる。
【００９０】
請求項６記載の発明によれば、請求項５記載の光路偏向デバイスにおいて、補償用の複屈折性媒体の板厚をΔＬ／（１／ｎｏ−１／ｎｅ）±３０（μｍ）の範囲内に設定したので、各進行方向に導かれる光の像点距離差を適切に短縮させることができる。
【００９１】
請求項７記載の発明の光路偏向デバイスによれば、偏光方向に応じた光路偏向手段による光路偏向に伴う光の進行方向における像点距離に差があっても、像点距離が略等しくなるよう当該光路偏向手段を入射光の光軸に対して傾斜させた傾斜面を有するので、像点距離差をなくすことができ、像点距離差に起因する収差の発生を防止することができ、特に、補償用の複屈折性媒体のような別部材を追加して備える必要がなく、例えば光路偏向手段の姿勢設定だけで簡単に実現することができる。
【００９２】
請求項８記載の発明によれば、光路偏向手段の姿勢設定だけで簡単に請求項７記載の発明を実現することができる。
【００９３】
請求項９記載の発明によれば、請求項７記載の光路偏向デバイスを実現する上で、偏光方向切換手段と当該光路偏向手段との設置時の位置調整を簡略化することができ、さらに光路偏向手段を光軸に垂直に配置することができるため、大面積化した時に必要なスペースを比較的小さくすることもできる。
【００９４】
請求項１０記載の発明によれば、請求項７ないし９の何れか一記載の光路偏向デバイスにおいて、例えば画像表示装置において受光部上に良好に結像させるためには受光位置における結像レンズの焦点深度以内に各進行方向の像点距離の差を抑える必要があるが、入射光の光軸と複屈折性媒体の法線とのなす傾斜角ｉを負方向に設定することで、上記条件を満たすための関係を保つことができる。
【００９５】
請求項１１記載の発明によれば、請求項３ないし６の何れか一記載の光路偏向デバイスにおいて、像点距離は入射光の波長や環境変動によって変化してしまうが、補償用の複屈折性媒体を挟む位置に配設されて当該複屈折性媒体に対して電界を作用させるための少なくとも一対の電極を備えるので、これらの電極間に印加する電圧を適正に制御することで像点距離の変動を抑えることができ、この結果、特に画像表示装置において投影光の波長を時間的に切換えるカラー化方式であるフィールドシーケンシャル法における色毎の像点距離の変動を抑えることが可能となり、高精細なカラー画像表示に役立てることができる。
【００９６】
請求項１２記載の発明によれば、請求項８ないし１０の何れか一記載の光路偏向デバイスにおいて、像点距離は入射光の波長や環境変動によって変化してしまうが、傾斜配設された偏向用の複屈折性媒体を挟む位置に配設されて当該複屈折性媒体に対して電界を作用させるための少なくとも一対の電極を備えるので、これらの電極間に印加する電圧を適正に制御することで像点距離の変動を抑えることができ、この結果、特に画像表示装置において投影光の波長を時間的に切換えるカラー化方式であるフィールドシーケンシャル法における色毎の像点距離の変動を抑えることが可能となり、高精細なカラー画像表示に役立てることができる。
【００９７】
請求項１３記載の発明の光路偏向装置によれば、像点距離は入射光の波長や環境変動によって変化してしまうが、光路偏向デバイスから出射される光の各進行方向における焦点位置を測定し、測定された各進行方向での焦点位置の差に基づき電極極に印加する印加電圧のフィードバック信号を生成することで、常に像点距離を一定に保つことができ、この結果、特に画像表示装置において投影光の波長を時間的に切換えるカラー化方式であるフィールドシーケンシャル法における色毎の像点距離の変動をなくすことが可能となり、高精細なカラー画像表示に役立てることができる。
【００９８】
請求項１４記載の発明の画像表示装置によれば、従来のピクセルシフト技術では投射光をスクリーンに結像させる時にシフト位置毎に像点距離が異なるために収差が発生し、同一面上に良好な結像が得られない問題があり、画像が劣化してしまう不具合があるが、本発明によれば、画像表示装置内に像点距離の差をなくす構成の請求項１ないし１２の何れか一記載の光路偏向デバイスを有する光路偏向装置又は請求項１３記載の光路偏向装置を備えているので、上記不具合を解消でき、焦点ボケによる画像劣化のない良好な表示を行わせることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一の実施の形態の光路偏向デバイスの原理的構成を示す側面図である。
【図２】その結晶の板厚とフォーカスとの関係を示す特性図である。
【図３】本発明の第二の実施の形態の光路偏向デバイスの原理的構成を示す側面図である。
【図４】傾斜面による像点距離補償の原理を説明するための模式図である。
【図５】入射角と光学長差、シフト量との関係を示す特性図である。
【図６】本発明の第三の実施の形態の光路偏向デバイスの原理的構成を示す側面図である。
【図７】本発明の第四の実施の形態の光路偏向装置の概略構成を示す側面図である。
【図８】その印加電圧と１／ｎｏ−１／ｎｅとの関係を示す特性図である。
【図９】本発明の第五の実施の形態の画像表示装置の概略構成を示す側面図である。
【図１０】従来の光路偏向デバイスの原理的構成を示す側面図である。
【図１１】その像点距離差に起因する収差によりボケが生ずる様子を示し、（ａ）は光学系の側面図、（ｂ）は受光部の正面図である。
【図１２】収差を計算するための説明図である。
【符号の説明】
１　　　光路偏向デバイス
２　　　偏光方向切換手段
３　　　光路偏向手段、複屈折性媒体
４　　　像点距離補償手段、補償用の複屈折性媒体
１１　　　光路偏向デバイス
１２　　　偏光方向切換手段
１３　　　光路偏向手段、複屈折性媒体
１４　　　傾斜面
１５　　　保持手段
２１　　　光路偏向手段、鋸歯構造の複屈折性媒体
２２　　　傾斜面
３１　　　光路偏向装置
３２ａ，３２ｂ　　　電極
３３　　　電圧印加手段
４１　　　照明装置
４５　　　画像表示素子
４６　　　光学装置
４８　　　表示駆動手段
４９　　　光路偏向装置
【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】
2004020698.tif 000012
【図１０】
2004020698.tif 000013
【図１１】
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【図１２】
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