(57)【要約】【課題】入射光の偏向に際してのノイズ光の比率を抑制する。【解決手段】光の入射方向に沿って複数設けられて電界変化に応じて入射光に対する出射光路をそれぞれ変化させる複数の光偏向素子２，３間に設けられて、入射光の偏光方向を切り替える偏光方向切替手段４を、入射光波長λ（ｎｍ）の範囲が４３６（ｎｍ）＜λ＜７００（ｎｍ）である場合の入射光波長λ（ｎｍ）に対するリターデーションＲｅ（λ）が、０．９６８＜Ｒｅ（λ）／Ｒｅ（５４６）＜１．０３２を満足するように設定された半波長位相差板によって構成した。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光の入射方向に沿って複数設けられて電界変化に応じて入射光に対する出射光路をそれぞれ変化させる光偏向素子と、
前記光偏向素子間に設けられて入射光の偏光方向を切り替える偏光方向切替手段と、
を具備し、
前記偏光方向切替手段は、入射光波長λ（ｎｍ）の範囲が４３６（ｎｍ）＜λ＜７００（ｎｍ）である場合の入射光波長λ（ｎｍ）に対するリターデーションＲｅ（λ）が、
０．９６８＜Ｒｅ（λ）／Ｒｅ（５４６）＜１．０３２
を満足するように設定された半波長位相差板である光偏向装置。
【請求項２】
前記偏光方向切替手段は、脂肪族化合物によって形成された半波長位相差板である請求項１記載の光偏向装置。
【請求項３】
前記偏光方向切替手段は、ポリビニルアルコールによって形成された半波長位相差板である請求項１または２記載の光偏向装置。
【請求項４】
前記偏光方向切替手段は、リターデーションＲｅ（λ）が長波長側程低くなる高分子材料を光の入射方向に沿って複数積層することによって形成された半波長位相差板である請求項１記載の光偏向装置。
【請求項５】
前記偏光方向切替手段は、ポリカーボネートによって形成された半波長位相差板である請求項４記載の光偏向装置。
【請求項６】
前記偏光方向切替手段は、光の入射方向に沿って積層した複数の層を有し、少なくとも一層がポリカーボネートによって形成された半波長位相差板である請求項４記載の光偏向装置。
【請求項７】
前記偏光方向切替手段は、入射光波長λ（ｎｍ）の範囲が４３６（ｎｍ）＜λ＜７００（ｎｍ）である場合に、板面に直交する方向の屈折率ｎｚ、板面内の長軸方向の屈折率ｎｘ、板面内の短軸方向の屈折率ｎｙの関係が、
ｎｙ＜ｎｚ＜ｎｘ
となるように設定された半波長位相差板である請求項１ないし６の何れか一に記載の光偏向装置。
【請求項８】
前記偏光方向切替手段は、入射光波長λ（ｎｍ）の範囲が４３６（ｎｍ）＜λ＜７００（ｎｍ）である場合に、板面に直交する方向の屈折率ｎｚ、板面内の長軸方向の屈折率ｎｘ、板面内の短軸方向の屈折率ｎｙの関係が、
０．９５（ｎｘ＋ｎｙ）＜ｎｚ＜１．０５（ｎｙ＋ｎｙ）／２
となるように設定された半波長位相差板である請求項１ないし６の何れか一に記載の光偏向装置。
【請求項９】
前記偏光方向切替手段の遅相軸と前記偏光方向切替手段による入射光偏光方向とのなす角φ（ｒａｄ．）は、光の入射方向に沿って第１番目となる光偏向素子への入射光の偏光方向と光の入射方向に沿って入射側より第ｎ番目となる光偏向素子とのなす角φｎ（ｒａｄ．）、光の入射方向に沿って第１番目となる光偏向素子への入射光の偏光方向と光の入射方向に沿って入射側より第ｎ＋１番目となる光偏向素子とのなす角φｎ＋１（ｒａｄ．）に対して
｜（φｎ＋φｎ＋１）／２−φ｜＜０．０３２π
を満足するように設定されている請求項４記載の光偏向装置。
【請求項１０】
光の入射方向に沿って複数設けられて電界変化に応じて入射光に対する出射光路をそれぞれ変化させる複数の光偏向素子と、
前記光偏向素子間に設けられて入射光の偏光方向を切り替える偏光方向切替手段と、
を具備し、
前記偏光方向切替手段は、ツイスト構造を有する液晶によって形成される旋光子である光偏向装置。
【請求項１１】
前記偏光方向切替手段は、高分子化された液晶によって形成される旋光子である請求項１０記載の光偏向装置。
【請求項１２】
前記偏光方向切替手段は、入射光波長λ（ｎｍ）の範囲が４３６（ｎｍ）＜λ＜７００（ｎｍ）であり、前記液晶の複屈折がΔｎ、および、入射側の光偏向素子から出射される直線偏光の偏光方向と該光偏向素子の出射側の光偏向素子の光偏向方向によって設定される入射直線偏光方向とのなす角がφ（ｒａｄ．）である場合に、液晶層厚ｔ（μｍ）が、
０．２４７（φ／Δｎ）＜ｔ＜１００
を満足するように設定された液晶である請求項９、１０または１１記載の光偏向装置。
【請求項１３】
前記偏光方向切替手段の遅相軸方向とこの偏光方向切替手段よりも光の入射側に配置される前記光偏向素子の電界印加方向とのなす角が、９．０°未満に設定されている請求項９、１０、１１または１２記載の光偏向装置。
【請求項１４】
前記偏光方向切替手段は、隣接する光偏向素子の基板表面に密着支持されている請求項１ないし１３のいずれか一に記載の光偏向装置。
【請求項１５】
光の入射方向に沿って入射側の前記光偏向素子よりも光の入射方向に沿って入射側に設けられた紫外線除去部材を具備する請求項１ないし１４のいずれか一に記載の光偏向装置。
【請求項１６】
前記光偏向素子は、光学的に透明な一対の基板と、この基板間に充填されたホメオトロピック配向をなすキラルスメクチックＣ相の液晶と、この液晶に対して電界を印加する電界印加手段とを具備する請求項１ないし１５のいずれか一に記載の光偏向装置。
【請求項１７】
画像情報にしたがって光を制御可能な複数の画素が２次元的に配列される画像表示素子と、
前記画像表示素子を照明する照明手段と、
前記画像表示素子が表示する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単位で前記画像表示素子を駆動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１６のいずれか一に記載の光偏向装置と、
を具備する画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光偏向装置および画像表示装置に関する。
【０００２】
【定義】
本明細書において、「光偏向素子」とは、外部からの電気信号により光の光路を偏向、即ち、入射光に対して出射光を平行にシフトさせるか、或る角度を持って回転させるか、或いは、その両者を組合せて光路を切換えることが可能な光学素子を意味する。この説明において、平行シフトによる光偏向に対してそのシフトの大きさを「シフト量」と呼び、回転による光偏向に対してその回転量を「回転角」と呼ぶものとする。
【０００３】
「光偏向方向」とは、光偏向素子への入射光の光軸から、偏向を受けシフト或いは回転して出射する出射光の光軸に垂直に伸ばした垂線の方向を意味する。
【０００４】
「光偏向装置」とは、このような光偏向素子を含み、光の光路を偏向させるデバイスを意味する。
【０００５】
また、「ピクセルシフト素子」とは、少なくとも画像情報に従って光を制御可能な複数の画素を二次元的に配列した画像表示素子と、画像表示素子を照明する光源と、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部材と、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毎に画像表示素子と光学部材の間の光路を偏向する光偏向手段とを有し、光偏向手段によりサブフィールド毎の光路の偏向に応じて表示位置がずれている状態の画像パターンを表示させることで、画像表示素子の見掛け上の画素数を増倍して表示する画像表示装置における光偏向手段を意味する。従って、基本的には、上記定義による光偏向素子や光偏向装置を光偏向手段として応用することが可能といえる。
【０００６】
【従来の技術】
入射された光の光路を切替えて出射する光路偏向素子として、透明な一対の基板と、これらの基板間に充填されたホメオトロピック配向をなすキラルスメクチックＣ相よりなる液晶と、この液晶に電界を作用させる少なくとも１組以上の電界印加手段と、を備える光偏向素子がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００７】
特許文献１には、偏光方向の異なる２つの光偏向素子を直列に配列し、該光偏向素子間に前段の光偏向素子からの出射光の偏光方向を後段の光偏向素子の偏光方向に揃えるように偏光方向を切り替える偏光方向切替手段を設置した光偏向デバイスが開示されている。ここで、光路偏向素子に対して光が入射する側を前段、光路偏向素子から光が出射される側を後段とする。
【０００８】
また、特許文献１には、前段の光偏向素子と後段の光偏向素子の電界発生方向が直交するように前段の光偏向素子と後段の光偏向素子とを光の入射方向に沿って直列に配列し、光偏向素子の間に偏光方向切替手段として１／２波長板を設置した光偏光デバイスが開示されている。
【０００９】
このような偏光方向切替手段としては、ファラデー回転素子やツイスト構造を有する液晶素子などを用いることができる。特許文献１によれば、偏光方向回転角φ１は偏光方向回転角φ２と略一致するよう設定するが、ツイスト構造を有する液晶素子は波長の変動による偏光方向回転角のバラツキを比較的小さく設定することが可能であるため、ツイスト構造を有する液晶素子を偏光方向切替手段として用いることは特に好適である。
【００１０】
ツイスト構造を有する液晶素子としては、いわゆる低分子ツイストネマティック液晶を、前述したφ２のツイスト角が得られるように互いに配向処理を施した一対の透明基板中に充填した構造をなす素子や、あるいは高分子によりツイスト構造を形成した液晶素子等が用いられる。高分子によってツイスト構造を形成した液晶素子においては、一対の透明基板を用いることなく、例えば、ベースフィルム上に直接液晶を構成することができるため、厚みを抑えることが可能となる。このような液晶素子は、該液晶素子が占めるスペースを省スペース化するという観点から好ましい。
【００１１】
特許文献１における光偏向デバイスは、直列に配列された２つの光偏向素子、該光偏向素子間に前段の光偏向素子からの出射光の偏光方向を後段の光偏向素子の偏光方向にそろえる１／２波長板を備えている。２つの光偏向素子は、偏光方向が互いに直交するように配設されている。
【００１２】
このような光偏向デバイスによれば、前段の光偏向素子において上下方向（Ｚ軸方向）に２位置、後段の光偏向素子において左右方向（Ｙ軸方向）に２位置の光シフトを行うことが可能である。このため、光偏向デバイス全体としては、合計で４位置に光をシフトさせることが可能となる。
【００１３】
なお、特許文献１に示す光偏向デバイスにおいては、偏光方向切替手段として、雲母、水晶等の複屈折性材料により形成される１／２波長板を使用することも可能である。雲母、水晶等の複屈折性材料は、温度による特性変動が比較的少なく、温度変化の大きい環境での使用時に特に有用である。
【００１４】
特許文献１に示すように、光偏向デバイスに入射する光は、Ｚ軸方向に偏光方向を有しており、光進行方向に対して前段側の光偏向素子において上下方向（Ｚ軸方向）に偏向を受けた後、１／２波長板によって偏光方向を９０°回転されてＹ軸方向の偏光方向とされる。これにより、後段の光偏向素子で左右方向（Ｙ軸方向）の偏向を受ける。
【００１５】
このような光偏向装置（光偏向デバイス）は、例えば、液晶パネル等の画像表示素子が表示する画像の表示位置をフィールド単位でずらすことで、表示画像を見かけ上高精細化するようにした画像表示装置に適用することが可能である。
【００１６】
【特許文献１】
特開２００２−３２８４０２公報
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、特許文献１に記載された技術では、半波長位相差板を用いた偏光方向切替手段が開示されているが、半波長位相差板のリターデーション値に対する考察がなされていない。ここで、リターデーションとは、常光線と異常光線の位相差であり、位相遅れともいう。
【００１８】
上述の画像表示装置において、リターデーション値が考慮されていない光偏向装置を用いた場合、リターデーション値によっては、光偏向装置からの出射光に含まれるノイズ光によって表示画像のコントラストが低下してしまうという不具合が生じる。
【００１９】
本発明の目的は、入射光の偏向に際してのノイズ光の比率を抑制することである。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明の光偏向装置は、光の入射方向に沿って複数設けられて電界変化に応じて入射光に対する出射光路をそれぞれ変化させる光偏向素子と、前記光偏向素子間に設けられて入射光の偏光方向を切り替える偏光方向切替手段と、を具備し、前記偏光方向切替手段は、入射光波長λ（ｎｍ）の範囲が４３６（ｎｍ）＜λ＜７００（ｎｍ）である場合の入射光波長λ（ｎｍ）に対するリターデーションＲｅ（λ）が、０．９６８＜Ｒｅ（λ）／Ｒｅ（５４６）＜１．０３２を満足するように設定された半波長位相差板である。
【００２１】
したがって、４３６（ｎｍ）＜λ＜７００（ｎｍ）の範囲における入射光波長λ（ｎｍ）に対しては、ノイズ光の比率を１０％以内に抑えることができる。これによって、本発明の光偏向装置を、例えば、請求項１７記載の画像表示装置に適用した場合に、視認可能な範囲におけるコントラストの悪化を抑制することができる。
【００２２】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の光偏向装置において、前記偏光方向切替手段は、脂肪族化合物によって形成された半波長位相差板である。
【００２３】
ここで、脂肪族化合物としては、パラフィン系、オレフィン系、アセチレン系に分類できるが、リターデーションの波長依存性の観点からは、特に、ポリビニルアルコール等のパラフィン系、および、ポリエチレンやポリプロピレン等のオレフィン系の化合物が優れている。
【００２４】
したがって、可視光域でのリターデーションの波長依存性が比較的少ない材料を用いて半波長位相差板を形成することでノイズ光の比率を低減することができる。これによって、本発明の光偏向装置を、例えば、請求項１７記載の画像表示装置に適用した場合に、視認可能な範囲におけるコントラストの悪化を抑制することができる。
【００２５】
請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の光偏向装置において、前記偏光方向切替手段は、ポリビニルアルコールによって形成された半波長位相差板である。
【００２６】
ここで、ポリビニルアルコールは、熱可塑性を有する非結晶性プラスチックであり、透明性が高い。
【００２７】
したがって、光利用効率を低下させることなくノイズ光の比率を低減することができる。これによって、本発明の光偏向装置を、例えば、請求項１７記載の画像表示装置に適用した場合に、視認可能な範囲におけるコントラストの悪化を抑制することができる。
【００２８】
請求項４記載の発明は、請求項１記載の光偏向装置において、前記偏光方向切替手段は、リターデーションＲｅ（λ）が長波長側程低くなる高分子材料を光の入射方向に沿って複数積層することによって形成された半波長位相差板である。
【００２９】
ここで、通常の高分子材料は、長波長側程リターデーションが低下する傾向にあるため、単独使用ではノイズ光を低減することが困難であることが懸念される。
【００３０】
したがって、長波長側程リターデーションが低下する傾向にある高分子材料であっても複数積層することで、ノイズ光の比率を低減することができる。
【００３１】
請求項５記載の発明は、請求項４記載の光偏向装置において、前記偏光方向切替手段は、ポリカーボネートによって形成された半波長位相差板である。
【００３２】
したがって、耐湿性に優れ、環境変化による光学特性の劣化が少ないポリカーボネートを用いることで、耐湿性を向上させ、環境変化による光学特性の劣化を抑制することができる。
【００３３】
請求項６記載の発明は、請求項４記載の光偏向装置において、前記偏光方向切替手段は、光の入射方向に沿って積層した複数の層を有し、少なくとも一層がポリカーボネートによって形成された半波長位相差板である。
【００３４】
したがって、複数積層することでノイズ光の比率を低減し、ポリカーボネートを用いることで耐湿性を向上させ、環境変化による光学特性の劣化を抑制することができる。これによって、変化の激しい環境においても安定した性能を発揮させることができる。
【００３５】
請求項７記載の発明は、請求項１ないし６の何れか一に記載の光偏向装置において、前記偏光方向切替手段は、入射光波長λ（ｎｍ）の範囲が４３６（ｎｍ）＜λ＜７００（ｎｍ）である場合に、板面に直交する方向の屈折率ｎｚ、板面内の長軸方向の屈折率ｎｘ、板面内の短軸方向の屈折率ｎｙの関係が、ｎｙ＜ｎｚ＜ｎｘとなるように設定された半波長位相差板である。
【００３６】
したがって、広入射角成分によるノイズ光の発生を効果的に抑制することができる。これによって、本発明の光偏向装置を、例えば、請求項１７記載の画像表示装置に適用した場合に、より広角度成分の光を発する光源を用いた場合にもノイズ光の発生を抑制しつつ明るい表示を行うことができる。
【００３７】
請求項８記載の発明は、請求項１ないし６の何れか一に記載の光偏向装置において、前記偏光方向切替手段は、入射光波長λ（ｎｍ）の範囲が４３６（ｎｍ）＜λ＜７００（ｎｍ）である場合に、板面に直交する方向の屈折率ｎｚ、板面内の長軸方向の屈折率ｎｘ、板面内の短軸方向の屈折率ｎｙの関係が、０．９５（ｎｘ＋ｎｙ）＜ｎｚ＜１．０５（ｎｙ＋ｎｙ）／２となるように設定された半波長位相差板である。
【００３８】
したがって、広入射角成分によるノイズ光の発生を一層効果的に抑制することができる。これによって、本発明の光偏向装置を、例えば、請求項１７記載の画像表示装置に適用した場合に、より広角度成分の光を発する光源を用いた場合にもノイズ光の発生を抑制しつつより明るい表示を行うことができる。
【００３９】
請求項９記載の発明は、請求項４記載の光偏向装置において、前記偏光方向切替手段の遅相軸と前記偏光方向切替手段による入射光偏光方向とのなす角φ（ｒａｄ．）は、光の入射方向に沿って第１番目となる光偏向素子への入射光の偏光方向と光の入射方向に沿って入射側より第ｎ番目となる光偏向素子とのなす角φｎ（ｒａｄ．）、光の入射方向に沿って第１番目となる光偏向素子への入射光の偏光方向と光の入射方向に沿って入射側より第ｎ＋１番目となる光偏向素子とのなす角φｎ＋１（ｒａｄ．）に対して｜（φｎ＋φｎ＋１）／２−φ｜＜０．０３２πを満足するように設定されている。
【００４０】
したがって、ノイズ光の発生を抑制することができる。ことができる。これによって、本発明の光偏向装置を、例えば、請求項１７記載の画像表示装置に適用した場合に、視認可能な範囲におけるコントラストの悪化を抑制することができる。
【００４１】
請求項１０記載の発明の光偏向装置は、光の入射方向に沿って複数設けられて電界変化に応じて入射光に対する出射光路をそれぞれ変化させる複数の光偏向素子と、前記光偏向素子間に設けられて入射光の偏光方向を切り替える偏光方向切替手段と、を具備し、前記偏光方向切替手段は、ツイスト構造を有する液晶によって形成される旋光子である。
【００４２】
したがって、光の入射方向の寸法を格別高精度に管理することなく、特定波長域における偏光方向の切り替えの性能を確保することができる。これによって、生産性の向上を図ることができる。また、使用可能な温度域を広くし、より広温度域で使用することができる。
【００４３】
請求項１１記載の発明は、請求項１０記載の光偏向装置において、前記偏光方向切替手段は、高分子化された液晶によって形成される旋光子である。
【００４４】
したがって、液晶を狭持するために２枚の基板を用いることなく、単一の基板によって液晶を支持することができる。これによって、２枚の基板間に液晶を狭持するタイプの液晶と比較して光路長を短くし、偏光方向切替手段が占めるスペース省スペース化して光偏向装置の小型化を図ることができる。特に、高分子材料の側鎖に液晶分子を備えた構造の液晶とすることにより、液晶の使用可能温度範囲を広げることができる。
【００４５】
請求項１２記載の発明は、請求項９、１０または１１記載の光偏向装置において、前記偏光方向切替手段は、入射光波長λ（ｎｍ）の範囲が４３６（ｎｍ）＜λ＜７００（ｎｍ）であり、前記液晶の複屈折がΔｎ、および、入射側の光偏向素子から出射される直線偏光の偏光方向と該光偏向素子の出射側の光偏向素子の偏光方向によって設定される入射直線偏光方向とのなす角がφ（ｒａｄ．）である場合に、液晶層厚ｔ（μｍ）が、０．２４７（φ／Δｎ）＜ｔ＜１００を満足するように設定された液晶である。
【００４６】
したがって、実用上、偏光方向の切り替えを良好に行うことができる。
【００４７】
請求項１３記載の発明は、請求項９、１０、１１または１２記載の光偏向装置において、前記偏光方向切替手段の遅相軸方向とこの偏光方向切替手段よりも光の入射側に配置される前記光偏向素子の電界印加方向とのなす角が、９．０°未満に設定されている。
【００４８】
したがって、ノイズ光の発生を抑制し、入射光を効率よく偏向することができる。
【００４９】
請求項１４記載の発明は、請求項１ないし１３のいずれか一に記載の光偏向装置において、前記偏光方向切替手段は、隣接する光偏向素子の基板表面に密着支持されている。
【００５０】
したがって、偏光方向切替手段とこの偏光方向切替手段に隣接する光偏向素子との間にスペースが存在しないので、光学特性の向上を図り、一層の省スペース化を図ることができる。また、偏光方向切替手段と光偏向素子とを独立して作製した後にアッセンブリする場合と比較して光偏向装置における光軸の位置調整を容易化することができる。これによって、生産性の向上を図ることができる。
【００５１】
請求項１５記載の発明は、請求項１ないし１４のいずれか一に記載の光偏向装置において、光の入射方向に沿って入射側の前記光偏向素子よりも光の入射方向に沿って入射側に設けられた紫外線除去部材を具備する。
【００５２】
したがって、径時劣化を抑制することができる。これによって、光偏向装置の信頼性の向上を図ることができる。
【００５３】
請求項１６記載の発明は、請求項１ないし１５のいずれか一に記載の光偏向装置において、前記光偏向素子は、光学的に透明な一対の基板と、この基板間に充填されたホメオトロピック配向をなすキラルスメクチックＣ相の液晶と、この液晶に対して電界を印加する電界印加手段とを具備する。
【００５４】
したがって、電界印加手段によって印加する電界方向によって複数の光路を選択することができる。これによって、比較的広波長範囲の入射光の光路偏向を選択的に行うことができる。
【００５５】
請求項１７記載の発明の画像表示装置は、画像情報にしたがって光を制御可能な複数の画素が２次元的に配列される画像表示素子と、前記画像表示素子を照明する照明手段と、前記画像表示素子が表示する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単位で前記画像表示素子を駆動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１６のいずれか一に記載の光偏向装置と、を具備する。
【００５６】
したがって、可視光領域において波長に依存せずに良好な光路偏向を行うことができる。これによって、色再現性に優れ、高精細な画像を得ることができる。
【００５７】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施の形態について図１ないし図４を参照して説明する。本実施の形態は、光偏向装置への適用例を示す。
【００５８】
図１は、本発明の第１の実施の形態の光偏向装置を示す概略図である。光偏向装置１は、光偏向素子２，３、光偏向素子２，３の間に設けられた偏光方向切替手段４を有している。
【００５９】
光偏向素子２，３としては、公知の各種の光偏向素子を用いることが可能であり、ここでは説明を省略する。
【００６０】
なお、本実施の形態では、偏向方向が異なる２つの光偏向素子２，３を用いたため合計で４つの光路を選択することを可能としたが、光偏向素子２，３および偏光方向切替手段４の数はこれに限るものではなく、選択すべき偏向光路の数によって任意に決定することができる。
【００６１】
本実施の形態では、光偏向装置１に対しては、図１中左方より＋Ｚ方向に進行する光が入射するものとする。また、本実施の形態では、光偏向素子２，３は入射側に近い方から順に第１段目、第２段目とする。
【００６２】
次に、偏光方向切替手段４について説明する。図２は、偏光方向切替手段４の構成例を示す説明図である。偏光方向切替手段４は、半波長位相差板５、半波長位相差板５を保護するためのベースフィルム６，７を備えている。
【００６３】
半波長位相差板５は、ポリビニルアルコール、ポリプロピレン、ポリエチレン等の脂肪族化合物等によって形成することが可能である。これらの高分子材料は、一軸延伸することで光学異方性を誘起することができる。これによって、上述した光偏向装置に適用可能な半波長位相差板を得ることができる。
【００６４】
ところで、脂肪族化合物としては、パラフィン系、オレフィン系、アセチレン系に分類できるが、リターデーションの波長依存性の観点からは、特に、ポリビニルアルコール等のパラフィン系、および、ポリエチレンやポリプロピレン等のオレフィン系の化合物が優れている。
【００６５】
半波長位相差板５を形成する高分子材料を延伸する方法としては、特に制約はないが、周速差を有するローラ対間に、半波長位相差板５を形成する高分子材料を通すことにより所望の延伸倍率を得る縦延伸法、または、テンターを用いた横延伸法などを利用することが可能である。
【００６６】
伸延に際しての延伸温度や延伸倍率については所望とする位相差に応じて適宜設定される。通常は、延伸温度としてガラス転移点以上の温度を設定し、延伸倍率を１〜３倍に設定するのが一般的である。
【００６７】
特に、上述した高分子材料の中で、ポリビニルアルコールが半波長位相差板５を形成する材料として好ましい。ポリビニルアルコールは、熱可塑性を有する非結晶性プラスチックであり、透明性が高いため光利用効率を低下させることがないため有用である。
【００６８】
また、ポリビニルアルコールは、良好な加工性を有しており、例えば、偏光方向切替手段を２つ以上用いて６光路以上の光偏向を行う光偏向装置において特に有用である。
【００６９】
ポリビニルアルコールは、延伸のさせ方を制御することで、遅相軸および進相軸の屈折率波長依存性を制御することが可能である。本実施の形態の半波長位相差板５は、延伸のさせ方を制御することによって、入射光波長λ（ｎｍ）に対するリターデーションＲｅ（λ）が所定の範囲を満足するようにされている（（１）式参照）。
【００７０】
ベースフィルム６，７を形成する材料としては、例えば、トリアセテート等が挙げられる。
【００７１】
特に図示しないが、ベースフィルム６，７の外側にポリエチレンテレフタレートなどによって形成されたプロテクトフィルムを設けてもよい。
【００７２】
ここで、図３は、光偏向装置１における２つの光偏向素子２，３により選択的に偏向可能な偏向方向Ｐ１，Ｐ２をＸ−Ｙ面内に模式的に投影した状態を示す説明図である。図２において、第１段目の光偏向素子２の偏光方向Ｐ１は、Ｙ軸方向と一致している。第１段目の光偏向素子２に入射した光は、入射光軸（原点）から等距離だけ±Ｙ方向のいずれかの方向にシフトされる。第２段目の光偏向素子３の偏光方向Ｐ２は、Ｘ軸方向と一致している。第２段目の光偏向素子３に入射した光は、入射光軸（原点）から等距離だけ、±Ｘ方向のいずれかの方向にシフトする。
【００７３】
ところで、偏光方向切替手段４からの出射光が入射する第２段目（以降）の光偏向素子３においては、偏光方向切替手段４からの出射光が直線偏光でない場合に、所定方向以外の偏光成分がノイズ光となってしまう。
【００７４】
一軸光学特性を有する光偏向素子は、入射光に含まれる特定の直線偏光のみに対して偏向作用を発揮する。そして、偏向作用を発揮する方向と直角方向の直線偏光に対しては偏向作用を発揮せずにそのまま光偏向素子を直進させる。従って、光偏向素子３に対して所望の偏向を行わせるためには、偏光方向に合わせて入射光（直線偏光）の偏光方向をあらかじめ設定する必要がある。
【００７５】
すなわち、第１段目の光偏向素子２から出射された光に対して、第２段目の光偏向素子３によって良好な偏向制御を行うためには、偏光方向切替手段４において、第１段目の光偏向素子２の偏光方向Ｐ１と第２段目の光偏向素子３の偏光方向Ｐ２のなす角φの正確な切り替えが必要となる。
【００７６】
なお、本実施の形態では、第１段目の光偏向素子２の偏光方向Ｐ１と第２段目の光偏向素子３の偏光方向Ｐ２のなす角φは９０°である。
【００７７】
本実施の形態の光偏向装置１では、半波長位相差板５のリターデーションＲｅ（λ）が、以下に示す（１）式の範囲内となるように調整されている。
【００７８】
０．９６８＜Ｒｅ（λ）／Ｒｅ（５４６）＜１．０３２  ・・・（１）
ところで、リターデーションＲｅ（λ）は、角度（ｒａｄ．）単位で表記すると、波長λにおける複屈折Δｎおよび層厚ｔを用いて以下に示す（２）式によって表される。
【００７９】
Ｒｅ（λ）＝２πΔｎ・ｔ／λ  ・・・（２）
例えば、偏光方向切替手段４を構成する半波長位相差板５の、λ＝５４６（ｎｍ）におけるリターデーションＲｅ（５４６）をｍπ（ｍ＝１，３，…）とし、ある波長λ１でのリターデーションＲｅ（λ１）がｍ（１＋α）πであるとすると、リターデーションＲｅ（λ）と、λ＝５４６（ｎｍ）におけるリターデーションＲｅ（５４６）との比は以下に示す（３）式で表される。
【００８０】
Ｒｅ（λ）／Ｒｅ（５４６）＝１＋α  ・・・（３）
例えば、半波長位相差板５を用いて、波長５４６ｎｍの直線偏光の入射光を角度φだけ回転させ出射させる場合、半波長位相差板５の遅相軸を入射光の偏光方向から角度φ／２だけ傾け配置させればよい。しかしながら、一方で、この配置状態で波長λ１の光を入射させると、ｓｉｎ（ｍαπ）に対応した出射光偏光方向と直交する成分が発生する。
【００８１】
偏光方向切替手段４に対しては、この成分がノイズ光としてふるまうため、ｓｉｎ（ｍαπ）に対応した出射光偏光方向と直交する成分は小さいほどよい。
【００８２】
本発明者によれば、光偏向装置１を、例えば、画像表示装置に適用する場合、ノイズ光成分の割合は±１０％以内、望ましくは、±１％以内に抑えることは、画像視認性を確保する上で好適であるということが官能評価を通じて得られた。
【００８３】
ここで、ｍ＝１とした場合、ｓｉｎ（ｍαπ）＜０．１を満たすαは、以下の（４）式によって与えられる。
【００８４】
−０．０３２＜α＜０．０３２    ・・・（４）
すなわち、Ｒｅ（λ）／Ｒｅ（５４６）を、上記の（１）式の範囲内とすることで良好な偏光方向切替特性を得ることができる。
【００８５】
ところで、入射直線偏光に対して、偏光方向Ｐ１を任意の角度φに切り替えた出射直線偏光Ｐ２を得るためには、半波長位相差板５のリターデーションＲｅを波長λに対してλ／２に設計し、さらに、半波長位相差板５の遅相軸Ａと半波長位相差板５による入射光の偏光方向とがφ／２の角度をなすように配置角度を設定すればよい（図４（ａ）参照）。
【００８６】
複数の光偏向素子２，３を有する光偏向装置１においては、偏光方向切替手段４に対して前段側（光が入射する側）に隣接する第ｎ番目の光偏向素子２と、偏光方向切替手段４に対して後段側（光が出射する側）に隣接する第ｎ＋１番目の光偏向素子３とのそれぞれによる光偏向方向と、光偏向装置１に入射する入射光の偏光方向Ｂとのなす角をそれぞれφｎ，φｎ＋１とするとき、偏光方向切替手段４の遅相軸Ｃと入射光偏光方向とのなす角φ（ｒａｄ．）が以下に示す（５）式を満足するようにすることで、ノイズ光を１０％以内に抑えることが可能となる（図４（ｂ）参照）。
【００８７】
｜（φｎ＋φｎ＋１）／２−φ｜＜０．０３２π  ・・・（５）
本実施の形態の光偏向装置１によれば、光の入射方向に沿って複数設けられて電界変化に応じて入射光に対する出射光路をそれぞれ変化させる複数の光偏向素子２，３と、光偏向素子２，３間に設けられて入射光の偏光方向を切り替える偏光方向切替手段４と、を具備し、偏光方向切替手段４は、入射光波長λ（ｎｍ）の範囲が４３６（ｎｍ）＜λ＜７００（ｎｍ）である場合の入射光波長λ（ｎｍ）に対するリターデーションＲｅ（λ）が、０．９６８＜Ｒｅ（λ）／Ｒｅ（５４６）＜１．０３２を満足するように設定された半波長位相差板５であるため、４３６（ｎｍ）＜λ＜７００（ｎｍ）の範囲における入射光波長λ（ｎｍ）に対するノイズ光の比率を１０％以内に抑えることができる。
【００８８】
これによって、本実施の形態の光偏向装置１を、例えば、画像情報にしたがって光を制御可能な複数の画素が２次元的に配列される画像表示素子と、この画像表示素子を照明する照明手段と、画像表示素子が表示する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単位で画像表示素子を駆動する表示駆動手段と、を備える画像表示装置（図１４参照）において、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光偏向装置１として適用した場合に、視認可能な範囲におけるコントラストの悪化を抑制することができる。
【００８９】
また、本実施の形態の光偏向装置１によれば、偏光方向切替手段４は、脂肪族化合物によって形成された半波長位相差板５であり、パラフィン系、オレフィン系、アセチレン系に分類できる脂肪族化合物のうち、特に、リターデーションの波長依存性の観点において優れ可視光域でのリターデーションの波長依存性が比較的少ない材料である、ポリビニルアルコール等のパラフィン系、および、ポリエチレンやポリプロピレン等のオレフィン系の化合物を用いて半波長位相差板５を形成することでノイズ光の比率を低減することができる。
【００９０】
これによって、本実施の形態の光偏向装置１を上述したような図示しない画像表示装置に適用した場合に、視認可能な範囲におけるコントラストの悪化を抑制することができる。
【００９１】
さらに、本実施の形態の光偏向装置１によれば、偏光方向切替手段４は、熱可塑性を有する非結晶性プラスチックであり、透明性が高いポリビニルアルコールによって形成された半波長位相差板５であるため、光利用効率を低下させることなくノイズ光の比率を低減することができる。
【００９２】
これによって、本実施の形態の光偏向装置１を上述したような図示しない画像表示装置に適用した場合に、視認可能な範囲におけるコントラストの悪化を抑制することができる。
【００９３】
次に、本発明の第２の実施の形態について図５を参照して説明する。なお、第１の実施の形態と同一部分は同一符号で示し、説明も省略する。以下、同様とする。
【００９４】
図５は、本発明の第２の実施の形態の光偏向装置における偏光方向切替手段を示す概略図である。本実施の形態の半波長位相差板１０ａ，１０ｂは、ポリカーボネートによって形成された半波長位相差板１０ａ、１０ｂを光の入射方向に沿って積層することによって構成されている。各半波長位相差板１０ａ、１０ｂは、それぞれの光軸が所定角度で一致するように積層されている。
【００９５】
一般に、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリサルフォン、ポリオレフィンなどの材料は、光学異方性を延伸等の操作で誘起させることが可能であり、半波長位相差板として使用することができる。中でも、ポリカーボネートは、特に、耐環境性および透明性が高いという点で優れている。
【００９６】
しかしながら、これらの材料のリターデーションＲｅ（λ）は、長波長側に向かって低下する逆分散特性を有している。このため、単体で用いた場合には、上述した（１）式で規定するリターデーション特性を得ることは困難である。
【００９７】
ここで、図６は、単体構造の半波長位相差板におけるリターデーションの波長依存性を材料ごとに示すグラフである。図６中、実線はポリプロピレン（ＰＰ）とポリカーボネート（ＰＣ）の単体構造におけるリターデーションの波長依存性をそれぞれ示している。この２種類の材料を用いて形成された半波長位相差板では、遅相軸を平行に積層した場合と、直交させ積層した場合のリターデーションにおいて、破線に示すような逆極性が得られる。すなわち、遅相軸の相互角度によってリターデーションの波長依存性が設計できるようになる。
【００９８】
本実施の形態では、半波長位相差板１０ａ、１０ｂの遅相軸方向を入射偏光方向に対応して調整し、遅相軸方向を入射偏光方向に対応して調整した半波長位相差板１０ａ、１０ｂを積層することで、上述したように規定されたリターデーション特性を得ることが可能である。
【００９９】
また、耐候性に優れたポリカーボネートを用いることで、所望のリターデーション特性を有し、長寿命を実現可能な偏光方向切替手段１０を構築することができる。
【０１００】
ところで、入射光に広入射角成分が含まれる場合、入射光が偏光方向切替手段１０を透過する際に偏光解消が発生し、ノイズ光が発生しやすくなる。これは偏光方向切替手段１０を構成する半波長位相差板１０ａ，１０ｂの屈折率が一様ではなく、屈折率楕円体としてｎｙ、ｎｚ、ｎｘ成分を有する為である。
【０１０１】
なお、本実施の形態では、半波長位相差板５の板面と直交する方向の屈折率をｎｚ、板面内の長軸方向の屈折率をｎｘ、短軸方向をｎｙとする。
【０１０２】
光の入射光軸はＺ方向であるが、この方向からθ°傾いて入射する光が感じる屈折率は、以下の２点がある。
【０１０３】
まず、Ｚ軸に対してＸ軸方向に傾いている場合、光の入射光軸に対してθ°傾いて入射する光が感じる屈折率は以下に示す（６）式によって表される（吉見、長塚：「位相差フィルム」、液晶ポリマーの屈折率制御（日本科学会編）、１９９８参照）。
【０１０４】
2005037530.tif 000003
Ｚ軸からＹ軸方向に傾いている場合、光の入射光軸に対してθ°傾いて入射する光が感じる屈折率は以下に示す（７）式によって表される。
【０１０５】
2005037530.tif 000004
本実施の形態の光偏向装置１では、ｎｙ，ｎｚ，ｎｘの関係を以下に示す（８）式を満足するように設定し、（６）式および（７）式におけるΔｎのθ依存性を低下させることで広入射角成分の偏光解消を低減させることが可能である。
【０１０６】
ｎｙ＜ｎｚ＜ｎｘ    ・・・（８）
加えて、ｎｙ，ｎｚ，ｎｘの関係を以下に示す（９）式を満足するように設定することで、ｎｘ方向およびｎｙ方向のノイズ光をほぼ解消することが可能となる。
【０１０７】
2005037530.tif 000005
一般的に、材料の延伸によって光学異方性を誘起させる場合、延伸方向の屈折率が高くなる性質がある。例えば、Ｘ方向に延伸させた時には、ｎｘが大きな値を持つようになる（ｎｙ＝ｎｚ＜ｎｘ）。
【０１０８】
このような場合には、厚み方向の屈折率ｎｚをｎｙより大きくするための延伸・配向処理を行うことで上述した（８）式の関係を得ることができる。
【０１０９】
このように、本実施の形態の光偏向装置１によれば、偏光方向切替手段１０は、リターデーションＲｅ（λ）が長波長側程低くなる高分子材料を光の入射方向に沿って複数積層することによって形成された半波長位相差板１０ａ，１０ｂであるため、通常の高分子材料は、長波長側程リターデーションが低下する傾向にあるため、単独使用ではノイズ光を低減することが困難であることが懸念されるが、長波長側程リターデーションが低下する傾向にある高分子材料であっても複数積層することで、ノイズ光の比率を低減することができる。
【０１１０】
また、本実施の形態の光偏向装置１によれば、偏光方向切替手段１０は、少なくとも一層がポリカーボネートによって形成された半波長位相差板１０ａまたは１０ｂであるため、耐湿性に優れ、環境変化による光学特性の劣化が少ないポリカーボネートを用いることで、耐湿性を向上させ、環境変化による光学特性の劣化を抑制することができる。
【０１１１】
さらに、本実施の形態の光偏向装置１によれば、偏光方向切替手段１０は、光の入射方向に沿って積層した複数の層を有し、少なくとも一層がポリカーボネートによって形成された半波長位相差板１０ａまたは１０ｂであるため、複数積層することでノイズ光の比率を低減し、また、ポリカーボネートを用いることで耐湿性を向上させ、環境変化による光学特性の劣化を抑制することができる。
【０１１２】
これによって、変化の激しい環境においても安定した性能を発揮させることができる。
【０１１３】
加えて、本実施の形態の光偏向装置１によれば、偏光方向切替手段１０は、入射光波長λ（ｎｍ）の範囲が４３６（ｎｍ）＜λ＜７００（ｎｍ）である場合に、板面に直交する方向の屈折率ｎｚ、板面内の長軸方向の屈折率ｎｘ、板面内の短軸方向の屈折率ｎｙの関係が、ｎｙ＜ｎｚ＜ｎｘとなるように設定された半波長位相差板１０ａ，１０ｂであるため、広入射角成分によるノイズ光の発生を効果的に抑制することができる。
【０１１４】
これによって、本実施の形態の光偏向装置１を、例えば、画像情報にしたがって光を制御可能な複数の画素が２次元的に配列される画像表示素子と、この画像表示素子を照明する照明手段と、画像表示素子が表示する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単位で画像表示素子を駆動する表示駆動手段と、を備える画像表示装置（図１４参照）において、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光偏向装置１として適用して、より広角度成分の光を発する光源を用いた場合にもノイズ光の発生を抑制しつつ明るい表示を行うことができる。
【０１１５】
本実施の形態の光偏向装置１によれば、偏光方向切替手段１０は、入射光波長λ（ｎｍ）の範囲が４３６（ｎｍ）＜λ＜７００（ｎｍ）である場合に、板面に直交する方向の屈折率ｎｚ、板面内の長軸方向の屈折率ｎｘ、板面内の短軸方向の屈折率ｎｙの関係が、０．９５（ｎｘ＋ｎｙ）＜ｎｚ＜１．０５（ｎｙ＋ｎｙ）／２となるように設定された半波長位相差板１０ａ，１０ｂであるため、広入射角成分によるノイズ光の発生を一層効果的に抑制することができる。
【０１１６】
これによって、本発明の光偏向装置１を、例えば、上述したような図示しない画像表示装置に適用した場合に、より広角度成分の光を発する光源を用いた場合にもノイズ光の発生を抑制しつつより明るい表示を行うことができる。
【０１１７】
本実施の形態の光偏向装置１によれば、偏光方向切替手段１０の遅相軸と偏光方向切替手段１０による入射光偏光方向とのなす角φ（ｒａｄ．）は、光の入射方向に沿って第１番目となる光偏向素子２への入射光の偏光方向と光の入射方向に沿って入射側より第ｎ番目となる光偏向素子（本実施の形態では光偏向素子２）とのなす角φｎ（ｒａｄ．）、光の入射方向に沿って第１番目となる光偏向素子２への入射光の偏光方向と光の入射方向に沿って入射側より第ｎ＋１番目となる光偏向素子（本実施の形態では光偏向素子３）とのなす角φｎ＋１（ｒａｄ．）に対して｜（φｎ＋φｎ＋１）／２−φ｜＜０．０３２πを満足するように設定されているため、ノイズ光の発生を抑制することができる。
【０１１８】
これによって、本発明の光偏向装置１を、例えば、上述したような図示しない画像表示装置に適用した場合に、視認可能な範囲におけるコントラストの悪化を抑制することができる。
【０１１９】
次に、本発明の第３の実施の形態について図７を参照して説明する。本実施の形態は、上述した光偏光装置における偏光方向切替手段が上述した各種実施の形態と異なる。
【０１２０】
図７は、本発明の第３の実施の形態の光偏向装置における偏光方向切替手段を示しており、（ａ）は断面図、（ｂ）は液晶層内を模式的に示す斜視図である。本実施の形態の偏光方向切替手段２０は、図７（ａ）に示すように、液晶層２１１、液晶層を保持する基板２２，２３を備えている。基板２２，２３表面には、液晶分子の長軸方向を規制するための図示しない配向膜がそれぞれ設けられている。
【０１２１】
この配向膜は、例えば、ポリイミドなどによって形成された薄膜を用い、この薄膜を不織布等によって一定方向にラビングすることで配向方向を揃えることができる。なお、液晶分子を配向させる配向膜については公知の技術であるため説明を省略する。
【０１２２】
液晶層２１内には、層厚を規定するためのスペーサ２４が設けられている。スペーサ２４は、例えば、シリカなどによって形成することができる。
【０１２３】
液晶層２１の周囲は、シール剤２５によって封止されている。
【０１２４】
図７（ｂ）において、入射光側の液晶分子の長軸方向は、入射光の偏光方向Ｐ１と一致する方向に配向されている。液晶層２１における液晶分子は、層厚方向にねじれた構造をとり、出射光側では後段の光偏向素子３に入射させる偏光方向Ｐ２と一致した方向をとるように配向されている。
【０１２５】
このように本実施の形態の光偏向装置１は、光の入射方向に沿って複数設けられて電界変化に応じて入射光に対する出射光路をそれぞれ変化させる複数の光偏向素子２，３と、光偏向素子２，３間に設けられて入射光の偏光方向を切り替える偏光方向切替手段４と、を具備し、偏光方向切替手段２，３は、ツイスト構造を有する液晶によって形成される旋光子であるため、光の入射方向の寸法を格別高精度に管理することなく、特定波長域における偏光方向の切り替えの性能を確保することができる。
【０１２６】
これによって、生産性の向上を図ることができる。
【０１２７】
また、使用可能な温度域を広くし、より広温度域で使用することができる。
【０１２８】
次に、本発明の第４の実施の形態について図８を参照して説明する。本実施の形態は、図７に示す光偏向装置の偏光方向切替手段２０とは異なる偏光方向切替手段を有している。
【０１２９】
図８は、本発明の第４の実施の形態の光偏向装置における偏光方向切替手段を示す断面図である。本実施の形態の偏光方向切替手段３０は、ポリマー液晶層３１、ポリマー液晶層３１を保持するベースフィルム３２を備えている。ベースフィルム３２には、あらかじめ、表面に配向処理がなされている。
【０１３０】
ポリマー液晶層３１は、ツイスト構造をとる（図６（ｂ）参照）。本実施の形態のポリマー液晶層３１におけるツイスト構造は、あらかじめ表面に配向処理がなされたベースフィルム３２と、表面に配向処理および離型処理がなされている図示しない補助基板とを所定ギャップで対向させ、この間に、ネマティック液晶、光硬化高分子のプレポリマーおよび光重合開始剤を混合した液体を毛管法等により注入し、各配向処理の方向に基づくツイスト角を液晶分子に付与した状態で紫外線を照射し架橋・高分子化し、最終的に補助基板を剥離することで得られる。なお、このようなツイスト構造をとる液晶セルの作製方法については公知の技術であるため説明を省略する。
【０１３１】
ところで、ポリマー液晶層３１の液晶層厚ｔ（μｍ）は、ポリマー液晶層３１を透過する直線偏光がφ（ｒａｄ．）回転して出射する際に、直線偏光を維持させることが可能となる厚さを有している。
【０１３２】
本実施の形態の液晶層厚ｔは、入射光の波長λ（ｎｍ）が波長４３６（ｎｍ）＜λ＜７００（ｎｍ）の範囲において、以下に示す（１０）式を満足するように設定されている。
【０１３３】
０．２４７・（φ／Δｎ）＜ｔ＜１００  ・・・（１０）
一般に、旋光性を利用した液晶素子において、入射する直線偏光の波長λと液晶のツイストピッチｐ、および複屈折Δｎの間にはモーガン条件と呼ばれる直線偏光の偏光度保持性能を規定する条件があり、以下に示す（１１）式で表される。
【０１３４】
ｐ・Δｎ／λ  ＞  ｘ    ・・・（１１）
ここで、ｘとしては０．７、好ましくは１．０程度の値が選ばれ、この条件を満たす場合に、入射光は直線偏光の偏光度を劣化させずに旋光して出射することが可能となる。
【０１３５】
上述と同様に、液晶層厚をｔ、ツイスト角をφとすると、液晶のツイストピッチｐは以下に示す（１２）式で表される。
【０１３６】
ｐ＝２π・ｔ／φ    ・・・（１２）
例えば、ｘ＝０．７とすると、（１２）式より（１１）式は
２π・ｔ／φ・Δｎ／λ＞０．７  ・・・（１１）’
となる。
【０１３７】
本実施の形態では、入射光の波長λが４５０ｎｍ以上６５０ｎｍ以下となる波長域で（１１）’式を成立させるために、ポリマー液晶層３１の層厚ｔが、以下に示す（１３）式を満足するように設定されている。
【０１３８】
０．２４７・（φ／Δｎ）＜ｔ    ・・・（１３）
なお、０．２４７・（φ／Δｎ）＞ｔである場合には、モーガン条件を満たさないため、液晶への入射直線偏光は直線偏光を保持できなくなり楕円偏光化して出射することになりノイズ光が増加してしまう。
【０１３９】
また、ｔ＞１００である場合には、紫外線硬化法などによって液晶をポリマー化する際に液晶厚が厚すぎて、紫外線が均一に照射されにくくなり、安定構造を作るのが難しくなってしまう。
【０１４０】
このように、本実施の形態の光偏向装置１によれば、光偏向素子２，３は、高分子化された液晶によって形成される旋光子であるため、液晶を狭持するために２枚の基板を用いることなく、単一の基板３２によって液晶を支持することができる。
【０１４１】
これによって、２枚の基板間に液晶を狭持するタイプの液晶と比較して光路長を短くし、偏光方向切替手段３０が占めるスペース省スペース化して光偏向装置１の小型化を図ることができる。
【０１４２】
特に、高分子材料の側鎖に液晶分子を備えた構造の液晶とすることにより、液晶の使用可能温度範囲を広げることができる。
【０１４３】
また、本実施の形態の光偏向装置１によれば、偏光方向切替手段３０は、入射光波長λ（ｎｍ）の範囲が４３６（ｎｍ）＜λ＜７００（ｎｍ）であり、ポリマー液晶３１の複屈折がΔｎ、および、入射側の光偏向素子から出射される直線偏光の偏光方向と該光偏向素子の出射側の光偏向素子３の偏光方向によって設定される入射直線偏光方向とのなす角がφ（ｒａｄ．）である場合に、ポリマー液晶３１の層厚ｔ（μｍ）が、０．２４７（φ／Δｎ）＜ｔ＜１００を満足するように設定された液晶であるため、実用上、偏光方向の切り替えを良好に行うことができる。
【０１４４】
本実施の形態の光偏向装置１によれば、偏光方向切替手段３０の遅相軸方向とこの偏光方向切替手段３０よりも光の入射側に配置される光偏向素子２の電界印加方向とのなす角が、９．０°未満に設定されているため、ノイズ光の発生を抑制し、入射光を効率よく偏向することができる。
【０１４５】
次に、本発明の第５の実施の形態について図９を参照して説明する。
【０１４６】
図９は、本発明の第５の実施の形態の光偏向装置における偏光方向切替手段を示す断面図である。本実施の形態の光偏向装置１Ａは、図８に示す偏光方向切替手段３０を、光偏向素子２，３で狭持することにより構成されている。
【０１４７】
本実施の形態では、偏光方向切替手段３０におけるポリマー液晶層３１およびベースフィルム３２が、光偏向素子３の基板表面に密着支持されている。
【０１４８】
このような密着構造をとることで、ポリマー液晶３１の平坦性を光偏向素子３の表面によって確保することができる。
【０１４９】
このような光偏向装置１Ａの作製工程としては、はじめに光偏向素子３および偏光方向切替手段３０をそれぞれ別個に作製し、その後両者を貼り合わせてもよいし、一方（３または３０）を作製した後、作製した一方（３または３０）に他方（３０または３）を積層するようにして形成してもよい。
【０１５０】
いずれにしても、偏光方向切替手段３０において設定した出射光の偏光方向と、光偏向素子３における入射光偏光方向は、これらを一体形成する際に一致させておく必要がある。
【０１５１】
本実施の形態の光偏向装置１によれば、偏光方向切替手段３０は、隣接する光偏向素子の基板表面に密着支持されているため、偏光方向切替手段とこの偏光方向切替手段に隣接する光偏向素子との間にスペースが存在しないので、光学特性の向上を図り、一層の省スペース化を図ることができる。
【０１５２】
また、偏光方向切替手段３０と光偏向素子３とを独立して作製した後にアッセンブリする場合と比較して光偏向装置１Ａにおける光軸の位置調整を容易化することができる。
【０１５３】
これによって、生産性の向上を図ることができる。
【０１５４】
次に、本発明の第６の実施の形態について図１０を参照して説明する。
【０１５５】
図１０は、本発明の第６の実施の形態の光偏光装置を示す概略図である。本実施の形態の光偏光装置１Ｂは、光の入射方向に沿って直列に配列された２つの光偏向素子２Ａ，３Ａを備えている。２つの光偏向素子２Ａ，３Ａは、偏向方向が互いに所定角（φ）傾いた方向に設置されている。２つの光偏向素子２Ａ，３Ａ間には、前段の光偏向素子２Ａからの出射光の偏光方向を後段の光偏向素子３Ａの偏光方向にそろえる偏光方向切替手段４が設けられている。
【０１５６】
各光偏向素子２Ａ，３Ａは、それぞれ透明な一対の基板５０，５１を備えている。基板５０，５１のうちの少なくとも一方の内面には、図示しない配向膜が形成されている。
【０１５７】
基板５０，５１間には、ホメオトロピック配向をなすキラルスメクチックＣ相よりなる液晶５２が充填されている。
【０１５８】
基板５０，５１には、液晶５２に電界を作用させる電界印加手段Ｖが設けられている。電界印加手段Ｖは、例えば、基板５０，５１に設けられて電源に接続された一対の電極（図示せず）によって実現することができる。このような電極は、光偏向素子２Ａ，３Ａにおける光路と重ならない位置で光偏向素子２Ａ，３Ａの液晶回転軸に対して略垂直方向に電界ベクトルが向くように設置されている。また、電極は、基板５０，５１と一体化させて設けても、分離させて設けても良い。電界印加手段Ｖは、１つに限るものではなく、２つ以上設けてもよい。
【０１５９】
なお、液晶５２の膜厚を規定するためのスペーサを電極として兼用することも可能である。
【０１６０】
入射光は、電極対によって形成される電界の方向によって偏向を受け、選択的に２つの光路をとることが可能となっている。
【０１６１】
ここで、液晶に関して説明する。「スメクチック液晶」は液晶分子の長軸方向を層状に配列してなる液晶分子である。このような液晶に関し、上記層の法線方向（層法線方向）と液晶分子の長軸方向とが一致している液晶を「スメクチックＡ相」、法線方向と一致していない液晶を「キラルスメクチックＣ相」と呼んでいる。
【０１６２】
本実施の形態のように、キラルスメクチックＣ相よりなる液晶５２には、強誘電液晶と反強誘電液晶とがある。キラルスメクチックＣ相強誘電液晶は、一般的に外部電界が働かない状態において各層毎に液晶ダイレクタ方向が螺旋的に回転しているいわゆる螺旋構造をとる。キラルスメクチックＣ相反強誘電液晶は、各層毎に液晶ダイレクタが対向する方向を向く。
【０１６３】
これらのキラルスメクチックＣ相よりなる液晶５２は、不斉炭素を分子構造に有し、これによって自発分極しているため、この自発分極Ｐｓと外部電界Ｅにより定まる方向に液晶分子が再配列することで光学特性が制御される。
【０１６４】
液晶５２においてホメオトロピック配向のための配向法としては、従来より行われている方法を適用することができる。即ち、▲１▼ずり応力法、▲２▼磁場配向法、▲３▼温度勾配法、▲４▼ＳｉＯ斜法蒸着法、▲５▼光配向法等が挙げられる（例えば、竹添、福田「強誘電性液晶の構造と物性」コロナ社、ｐ２３５参照）。
【０１６５】
公知の技術であるため説明を省略するが、このような光偏向素子２Ａ，３Ａでは、電界印加手段としての一対の電極間に印加された電圧によって形成される電界方向に応じて、入射された光を各々２光路に選択的に偏向させる。
【０１６６】
図１０に示す光偏向装置１Ｂによれば、光偏向素子２によって図９中上下方向（Ｚ軸方向）に光シフトが行われ、光偏向素子３において光偏向素子２のシフト方向からφなす角度方向に光シフトが行われる。このため、光偏向装置全体としては、合計４位置に光をシフトさせることが可能である。
【０１６７】
ここで、図１１は、偏光方向切替手段４の遅相軸方向と、偏光方向切替手段４の前段に配置される光偏向素子２Ａの電界印加方向とのなす角をパラメータとし、偏向に際して発生するノイズ光の波長依存性を示すグラフである。偏光方向切替手段４の遅相軸方向と、偏光方向切替手段４の前段に配置される光偏向素子２Ａの電界印加方向とのなす角が９°である場合には、ノイズ光が多く発生していることが判る。本実施の形態では、偏光方向切替手段４の遅相軸方向と、偏光方向切替手段４の前段に配置される光偏向素子２Ａの電界印加方向とのなす角が９°以下となるように設定されている。
【０１６８】
本実施の形態の光偏向装置１Ｂによれば、光偏向特性、すなわち、光偏向量や偏向に際して発生するノイズ光の波長に対する依存性が少ないため、偏光方向切替手段４と組合せることで、波長に対する依存性のない複数の光路選択が可能となる。
【０１６９】
なお、本実施の形態では、偏光方向切替手段４を用いたが、これに限るものではなく、上述した各種実施の形態における偏光方向切替手段１０，２０，３０を用いてもよい。
【０１７０】
本実施の形態の光偏向装置１Ｂによれば、光偏向素子２Ａ，３Ａは、光学的に透明な一対の基板５０，５１と、この基板５０，５１間に充填されたホメオトロピック配向をなすキラルスメクチックＣ相の液晶５２と、この液晶５２に対して電界を印加する電界印加手段Ｖとを具備するため、電界印加手段Ｖによって印加する電界方向によって複数の光路を選択することができるので、比較的広波長範囲の入射光の光路偏向を選択的に行うことができる。
【０１７１】
次に、本発明の第７の実施の形態について図１２を参照して説明する。
【０１７２】
図１２は、本発明の第７の実施の形態の光偏向装置を概略的に示す側面図である。本実施の形態の光偏向装置６０は、光偏向素子６１，６２，６３，６４および偏光方向切替手段６５，６６，６７を備えている。偏光方向切替手段６５，６６，６７は、それぞれ光偏向素子６１，６２，６３，６４の間に設けられている各光偏向素子６１，６２，６３または６４における入射光の偏光方向は、各光偏向素子６１，６２，６３または６４の間に設けられた偏光方向切替手段６５，６６または６７によって任意の方向に設定することが可能である（図１３参照）。
【０１７３】
本実施の形態の光偏向装置６０は、光が入射される側に設けられた光偏向素子６１の入射側に設けられた紫外線除去部材としての紫外線除去フィルタ６８を備えている。紫外線除去フィルタ６８は、市販のものを用いることが可能である。例えば、誘電体多層膜干渉フィルタ等を好適に使用することができる。
【０１７４】
紫外線除去フィルタ６８を設けることにより、各偏光方向切替手段６５，６６，６７で扱う波長よりも短波長側、すなわち、４００ｎｍ以下の波長域の光を除去することができる。４００ｎｍ以下の波長域の光が偏光方向切替手段６５，６６，６７に入射されることにより、偏光方向切替手段６５，６６，６７を形成する材料の劣化が懸念されるが、紫外線除去フィルタを設けることにより４００ｎｍ以下の波長域の光が偏光方向切替手段６５，６６，６７の構成材料を劣化させることを防止することができる。
【０１７５】
このように、本実施の形態の光偏向装置１Ｂは、光の入射方向に沿って入射側の光偏向素子６１よりも光の入射方向に沿って入射側に設けられた紫外線除去フィルタ６８を具備するため、径時劣化を抑制することができ、光偏向装置の信頼性の向上を図ることができる。
【０１７６】
次に、本発明の第８の実施の形態について図１４を参照して説明する。本実施の形態は、画像表示装置への適用例を示す。
【０１７７】
図１４は、本発明の第８の実施の形態の画像表示装置を示す概略図である。本実施の形態の画像表示装置７０は、図１２に示すように、ＬＥＤランプを２次元アレイ状に配列した照明手段としての光源７１を有している。この光源７１からスクリーン７２に向けて発せられる光の進行方向には拡散板７３、コンデンサレンズ７４、画像表示素子としての透過型液晶パネル７５、画像パターンを観察するための光学部材としての投射レンズ７６が順に配設されている。光源７１は、光源ドライブ部７７によって駆動制御され、透過型液晶パネル７５は表示駆動手段としての液晶ドライブ部７８によって駆動制御される。
【０１７８】
透過型液晶パネル７５と投射レンズ７６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偏向手段７９が介在されている。光偏向手段７９は、ドライブ部８０に接続されている。
【０１７９】
本実施の形態では、光偏向手段７９として、前述したような光偏向装置１，１Ａ，１Ｂを用いることが可能である。
【０１８０】
光源ドライブ部７７で制御されて光源７１から放出された照明光は、拡散板７３により均一化された照明光となり、コンデンサレンズ７４により液晶ドライブ部７８で照明光源と同期して制御されて透過型液晶パネル７５をクリティカル照明する。この透過型液晶パネル７５で空間光変調された照明光は、画像光として光偏向手段７９に入射し、光偏向手段７９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７６で拡大されスクリーン７２上に投射される。
【０１８１】
ここで、光偏向手段７９により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毎の光路の偏向に応じて表示位置がずれている状態の画像パターンを表示させることで、透過型液晶パネル７５の見掛け上の画素数を増倍して表示することができる。
【０１８２】
このように光偏向手段７９によるシフト量は透過型液晶パネル７５の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。
【０１８３】
シフト量に応じて透過型液晶パネル７５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。
【０１８４】
この際、光偏向手段７９として、前述した各実施の形態のような光偏向装置１，１Ａ，１Ｂを用いているので、光の利用効率を向上させ、光源の負荷を増加することなく観察者により明るく高品質の画像を提供できる。
【０１８５】
このように、本実施の形態の画像表示装置７０は、画像情報にしたがって光を制御可能な複数の画素が２次元的に配列される透過型液晶パネル７５と、透過型液晶パネル７５を照明する光源７１と、透過型液晶パネル７５が表示する画像パターンを観察するための投射レンズ７６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単位で透過型液晶パネル７５を駆動する液晶ドライブ部７８と、透過型液晶パネル７５の各画素からの出射光の光路をサブフィールド毎に偏向する光偏向装置７９と、を具備するため、可視光領域において波長に依存せずに良好な光路偏向を行うことができる。
【０１８６】
これによって、色再現性に優れ、高精細な画像を得ることができる。
【０１８７】
【実施例】
次に、本発明の実施例について説明する。
【０１８８】
＜実施例１＞
図１０に示す光偏向装置１Ｂにおいて、偏光方向切替手段７９としてポリビニールアルコール（ＰＶＡ）によって形成された半波長位相差板５を用いた。半波長位相差板５は、波長５４６ｎｍの入射光に対して偏光面が９０°回転するように、厚みおよび一軸延伸条件が選定されている。半波長位相差板５のベースフィルム６，７は、トリアセテートフィルムと、トリアセテートフィルムの上にラミネートされた一軸延伸されたＰＶＡによって構成されている。
【０１８９】
このような半波長位相差板５を用いて、４３６（ｎｍ）＜λ＜７００（ｎｍ）の範囲におけるリターデーションＲｅ（λ）を評価したところ、上述の（１）式を満足する上述の（１）式を満たした。
【０１９０】
光偏向手段としては、図１０に示す光偏向素子を用いた。光偏向素子は、偏光方向が９０°回転するように組合されており、光偏向素子間に上記の半波長位相差板５を設けることで、前段側の光偏向素子からの出射光の偏光方向を９０°回転させるようにした。
【０１９１】
このような光偏向装置１Ｂを図１２に示す画像表示装置７０に適用し、スクリーン７２に表示される画像の評価を行った。なお、光偏向手段７９によるシフト量としては、透過型液晶パネル７５の画素の配列方向に対して２倍の画像増倍を行った。
【０１９２】
この結果、見掛け上高精細な画像を表示することが確認できた。
【０１９３】
また、波長５４６ｎｍの緑色だけでなく、４５０ｎｍ域の青、６５０ｎｍ域の赤もきわめて良好な表示が行えることが確認できた。
【０１９４】
＜比較例１＞
実施例１と同様の半波長位相差板を、ＰＶＡの延伸条件を変化させて作製した。
【０１９５】
比較例１では、λ＝４５０（ｎｍ）の時にはＲｅ（λ）／Ｒｅ（５４６）＞１．０３２であり、λ＝６５０（ｎｍ）の時にはＲｅ（λ）／Ｒｅ（５４６）＜０．９６８であった。
【０１９６】
このとうな半波長位相差板を用いて実施例１と同様の評価を行ったところ、緑色は鮮明に表示されるものの、青および赤色にゴーストが発生し良好な表示を行うことができなかった。
【０１９７】
すなわち、実施例１と比較例１との結果から、入射光波長λ（ｎｍ）に対するリターデーションＲｅ（λ）が、４３６（ｎｍ）＜λ＜７００（ｎｍ）の範囲において（１）式を満足する半波長位相差板５が良好に機能することが認められる。
【０１９８】
さらに、この条件を満たす半波長位相差板をＰＶＡによって構成することが可能であることが確認された。
【０１９９】
＜実施例２＞
偏光方向切替手段としてポリカーボネート（ＰＣ）よりなる半波長位相差板を作製した。ＰＣは、波長５４６ｎｍの入射光に対して９０°偏光面が回転するように厚みおよび一軸延伸条件が選定されている。
【０２００】
しかしながら、単層では波長λに対してＲｅ（λ）／Ｒｅ（５４６）の値が単調低下し、（１）式を満足する条件は得られなかった。
【０２０１】
そこで、異なる延伸条件にて作製した２枚のＰＣを、遅相軸を適当な角度で組合せて積層したところ、（１）式を満足する半波長位相差板が得られた。
【０２０２】
このとき、ベースフィルムとしてトリアセテートフィルムを選定し、この上に積層したＰＣをラミネートして構成した。
【０２０３】
このような偏光方向偏光手段を、図１２に示す画像表示装置に適用して画像評価結果を行った。なお、光偏向手段７９によるシフト量は透過型液晶パネル７５の画素の配列方向に対して２倍の画像増倍を行った。
【０２０４】
この結果、見掛け上高精細な画像を表示することが確認できた。
【０２０５】
また、波長５４６ｎｍの緑色だけでなく、４５０ｎｍ域の青、６５０ｎｍ域の赤もきわめて良好な表示が行えることが確認できた。
【０２０６】
＜実施例３＞
偏光方向回転手段として液晶ポリマーよりなる旋光子を作製した。ベースフィルムにはトリアセテートフィルムを用いた。配向膜は、ＡＬ３０４６−Ｒ３１（ＪＳＲ社製）をスピンコートによって成膜し、この膜に対してローラーラビング装置で配向処理を施した。
【０２０７】
セルギャップを調製するため、ＵＶ硬化接着剤に５μｍの真絲球を混合し液晶層が封止される領域の周囲に塗布した。
【０２０８】
そして、両ベースフィルムをラビング方向が９０度となるように重ねて貼り合わせた状態でＵＶ硬化接着剤を硬化させることによりセルを作製した。このとき、液晶層のギャップは５μｍとした。
【０２０９】
液晶は、液晶性骨格を部分構造として有す光硬化高分子のプレポリマーをネマティック液晶（メルク社、ＺＬＩ−２４７１）と混合し、毛細管法によりセル中に注入した。また、この中に、光重合開始剤（ＩＲＧ−６５１、チバガイギー社製）を混合した。光重合開始剤は、重合性液晶に対し１ｗｔ％混合した。液晶に用いたプレポリマーは、２０ｍＷ／ｃｍ２の強度の紫外線を、室温無電界条件で１分間照射することで高分子化した。
【０２１０】
液晶の複屈折Δｎは、入射光の波長λが波長４３６（ｎｍ）＜λ＜７００（ｎｍ）の範囲で０．１２から０．１０の範囲であった。
【０２１１】
前段の光偏向素子からの出射直線偏光の偏光方向と、後段の光偏向素子の光偏光方向によって設定される入射直線偏光方向とのなす角を９０°とし、上述のラビングの角度と一致させた。本実施例においては、Δｎ＝０．１において０．２４７・（φ／Δｎ）＝３．８８（μｍ）、Δｎ＝０．１２では、０．２４７（φ／Δｎ）＝３．２３（μｍ）である。
【０２１２】
波長４３６（ｎｍ）＜λ＜７００（ｎｍ）の範囲の直線偏光を、この偏光方向切替手段に入射させた時、入射光と直交した方向に偏光方向を有する出射光が得られることが確認された。
【０２１３】
光偏向手段として図９に示す光偏向素子を２つ用いそれらの偏光方向を９０°となるよう組合せ、光偏向素子間に偏光方向を９０°回転させる上記旋光子を設けた。
【０２１４】
このような光偏向装置を図１２に示す画像表示装置に適用し、画像の評価を行った。光偏向手段７９によるシフト量を、透過型液晶パネル７５の画素の配列方向に対して２倍の画像増倍とした。
【０２１５】
この結果、見掛け上高精細な画像を表示することが確認できた。波長５４６ｎｍの緑色だけでなく、４５０ｎｍ域の青、６５０ｎｍ域の赤もきわめて良好な表示が行えることが確認できた。
【０２１６】
＜比較例２＞
実施例３における液晶層の膜厚を３μｍとし、実施例３と同様の評価を行った。
【０２１７】
ここで、直線偏光を偏光方向切替手段に入射させた際に、実施例３とは異なり楕円偏光が出射されることが確認された。
【０２１８】
また、表示画像においては、ゴーストが発生し良好な表示を行うことができなかった。
【０２１９】
＜実施例４＞
実施例３に述べているベースフィルムの片側を、等しい屈折率を有するＵＶ接着剤を介して光偏向素子に接着した。その構造は図８に示すものとなる。
【０２２０】
このような光偏向装置を図１２に示す画像表示装置に適用し、画像を評価した。光偏向手段７９によるシフト量は、透過型液晶パネル７５の画素の配列方向に対して２倍の画像増倍を行った。
【０２２１】
この結果、見掛け上高精細な画像を表示することが確認できた。空気層が介在しないことで実施例３に示す結果に比べ、さらに画像品質の向上が確認できた。
【０２２２】
＜実施例５＞
実施例２に述べているベースフィルムの片側を光偏向素子に置き換え、光偏向素子表面を用いて液晶ポリマーを作製した。
【０２２３】
その構造は図８に示すものとなる。
【０２２４】
図１２に示す画像表示装置を用い、画像評価結果を行った。光偏向手段７９によるシフト量は、透過型液晶パネル７５の画素の配列方向に対して２倍の画像増倍を行った。
【０２２５】
この結果、見掛け上高精細な画像を表示することが確認できた。空気層が介在しないことで実施例３に示す結果に比べ、さらに画像品質の向上が確認できた。
【０２２６】
【発明の効果】
請求項１記載の発明の光偏向装置によれば、４３６（ｎｍ）＜λ＜７００（ｎｍ）の範囲における入射光波長λ（ｎｍ）に対するノイズ光の比率を１０％以内に抑えることができるので、本発明の光偏向装置を、例えば、請求項１７記載の画像表示装置に適用した場合に、視認可能な範囲におけるコントラストの悪化を抑制することができる。
【０２２７】
請求項２記載の発明によれば、請求項１記載の光偏向装置において、パラフィン系、オレフィン系、アセチレン系の脂肪族化合物、特に、ポリビニルアルコール等のパラフィン系、および、ポリエチレンやポリプロピレン等のオレフィン系の化合物等、可視光域でのリターデーションの波長依存性が比較的少なくリターデーションの波長依存性に優れている材料を用いて半波長位相差板を形成することでノイズ光の比率を低減することができるので、本発明の光偏向装置を、例えば、請求項１７記載の画像表示装置に適用した場合に、視認可能な範囲におけるコントラストの悪化を抑制することができる。
【０２２８】
請求項３記載の発明によれば、請求項１または２記載の光偏向装置において、熱可塑性を有する非結晶性プラスチックであり、透明性が高いポリビニルアルコールを用いることにより、光利用効率を低下させることなくノイズ光の比率を低減することができるので、本発明の光偏向装置を、例えば、請求項１７記載の画像表示装置に適用した場合に、視認可能な範囲におけるコントラストの悪化を抑制することができる。
【０２２９】
請求項４記載の発明によれば、請求項１記載の光偏向装置において、通常の高分子材料は、長波長側程リターデーションが低下する傾向にあるため、単独使用ではノイズ光を低減することが困難であることが懸念されるが、長波長側程リターデーションが低下する傾向にある高分子材料であっても複数積層することで、ノイズ光の比率を低減することができるので、本発明の光偏向装置を、例えば、請求項１７記載の画像表示装置に適用した場合に、視認可能な範囲におけるコントラストの悪化を抑制することができる。
【０２３０】
請求項５記載の発明によれば、請求項４記載の光偏向装置において、耐湿性に優れ、環境変化による光学特性の劣化が少ないポリカーボネートを用いることで、耐湿性を向上させ、環境変化による光学特性の劣化を抑制することができる。
【０２３１】
請求項６記載の発明によれば、請求項４記載の光偏向装置において、複数積層することでノイズ光の比率を低減し、ポリカーボネートを用いることで耐湿性を向上させ、環境変化による光学特性の劣化を抑制することができるので、変化の激しい環境においても安定した性能を発揮させることができる。
【０２３２】
請求項７記載の発明によれば、請求項１ないし６の何れか一に記載の光偏向装置において、広入射角成分によるノイズ光の発生を効果的に抑制することができるので、本発明の光偏向装置を、例えば、請求項１７記載の画像表示装置に適用した場合に、より広角度成分の光を発する光源を用いた場合にもノイズ光の発生を抑制しつつ明るい表示を行うことができる。
【０２３３】
請求項８記載の発明によれば、請求項１ないし６の何れか一に記載の光偏向装置において、広入射角成分によるノイズ光の発生を一層効果的に抑制することができるので、本発明の光偏向装置を、例えば、請求項１７記載の画像表示装置に適用した場合に、より広角度成分の光を発する光源を用いた場合にもノイズ光の発生を抑制しつつより明るい表示を行うことができる。
【０２３４】
請求項９記載の発明によれば、請求項４記載の光偏向装置において、ノイズ光の発生を抑制することができるので、本発明の光偏向装置を、例えば、請求項１７記載の画像表示装置に適用した場合に、視認可能な範囲におけるコントラストの悪化を抑制することができる。
【０２３５】
請求項１０記載の発明の光偏向装置によれば、光の入射方向の寸法を格別高精度に管理することなく、特定波長域における偏光方向の切り替えの性能を確保することができるので、生産性の向上を図ることができる。また、使用可能な温度域を広くし、より広温度域で使用することができる。
【０２３６】
請求項１１記載の発明によれば、請求項１０記載の光偏向装置において、液晶を狭持するために２枚の基板を用いることなく、単一の基板によって液晶を支持することができるので、２枚の基板間に液晶を狭持するタイプの液晶と比較して光路長を短くし、偏光方向切替手段が占めるスペース省スペース化して光偏向装置の小型化を図ることができ、特に、高分子材料の側鎖に液晶分子を備えた構造の液晶とすることにより、液晶の使用可能温度範囲を広げることができる。
【０２３７】
請求項１２記載の発明によれば、請求項９、１０または１１記載の光偏向装置において、実用上、偏光方向の切り替えを良好に行うことができる。
【０２３８】
請求項１３記載の発明によれば、請求項９、１０、１１または１２記載の光偏向装置において、ノイズ光の発生を抑制し、入射光を効率よく偏向することができる。
【０２３９】
請求項１４記載の発明によれば、請求項１ないし１３のいずれか一に記載の光偏向装置において、偏光方向切替手段とこの偏光方向切替手段に隣接する光偏向素子との間にスペースが存在しないので、光学特性の向上を図り、一層の省スペース化を図ることができ、また、偏光方向切替手段と光偏向素子とを独立して作製した後にアッセンブリする場合と比較して光偏向装置における光軸の位置調整を容易化することができるので、生産性の向上を図ることができる。
【０２４０】
請求項１５記載の発明によれば、請求項１ないし１４のいずれか一に記載の光偏向装置において、径時劣化を抑制することができるので、光偏向装置の信頼性の向上を図ることができる。
【０２４１】
請求項１６記載の発明によれば、請求項１ないし１５のいずれか一に記載の光偏向装置において、電界印加手段によって印加する電界方向によって複数の光路を選択することができるので、比較的広波長範囲の入射光の光路偏向を選択的に行うことができる。
【０２４２】
請求項１７記載の発明の画像表示装置によれば、可視光領域において波長に依存せずに良好な光路偏向を行うことができるので、色再現性に優れ、高精細な画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態の光偏向装置を示す概略図である。
【図２】偏光方向切替手段の構成例を示す説明図である。
【図３】光偏向装置における２つの光偏向素子により選択的に偏向可能な偏光方向をＸ−Ｙ面内に模式的に投影した状態を示す説明図である。
【図４】偏光方向の切り替えについて説明する説明図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態の光偏向装置における偏光方向切替手段を示す概略図である。
【図６】単体構造の半波長位相差板におけるリターデーションの波長依存性を材料ごとに示すグラフである。
【図７】本発明の第３の実施の形態の光偏向装置における偏光方向切替手段を示しており、（ａ）は断面図、（ｂ）は液晶層内を模式的に示す斜視図である。
【図８】本発明の第４の実施の形態の光偏向装置における偏光方向切替手段を示す断面図である。
【図９】本発明の第５の実施の形態の光偏向装置における偏光方向切替手段を示す断面図である。
【図１０】本発明の第６の実施の形態の光偏光装置を示す概略図である。
【図１１】偏光方向切替手段の遅相軸方向と、偏光方向切替手段の前段に配置される光偏向素子の電界印加方向とのなす角をパラメータとし、偏向に際して発生するノイズ光の波長依存性を示すグラフである。
【図１２】本発明の第７の実施の形態の光偏向装置を概略的に示す側面図である。
【図１３】その偏光方向について説明する説明図である。
【図１４】本発明の第８の実施の形態の画像表示装置を示す概略図である。
【符号の説明】
１              光偏向装置
１Ａ            光偏向装置
１Ｂ            光偏向装置
２，３          光偏向素子
２Ａ，３Ａ      光偏向素子
４              偏光方向切替手段
５              半波長位相差板
１０              偏光方向切替手段
２０              偏光方向切替手段
３０              偏光方向切替手段
５０，５１        基板
５２              液晶
６０              偏光方向切替手段
６８              紫外線除去部材
７０              画像表示装置
７１              照明手段
７５              画像表示素子
７６              光学装置
７８              表示駆動手段
７９              光偏向装置
Ｖ              電界印加手段
【図１】
2005037530.tif 000006
【図２】
2005037530.tif 000007
【図３】
2005037530.tif 000008
【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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