(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像表示装置に用いられ、画像表示素子の画素の２次元的な配向方向に対応して設けられた各画素からの出射光の光路を偏向する光偏向素子よりなる光路偏向手段を有する光路偏向装置であって、
前記画素の２次元的な配向方向に対して第一の画素配列方向に沿って光路の偏光または焦点位置の移動が可能な第一の光路偏向手段と第二の画素配列方向に沿って光路の偏向または焦点位置の移動が可能な第二の光路偏向手段とからなる一対の光路偏向手段と、
該一対の光路偏向手段の間に設けられた偏光面回転手段とから構成され、
前記一対の光路偏向手段の光偏向素子が、それぞれ、二枚の基板と、少なくとも一方の基板上に画素ピッチに対応して形成したライン電極アレイと、該二枚の基板間に設けられ電圧印加によって屈折率分布の制御が可能な液晶層と、少なくとも一方の液晶層界面に接して設けられ液晶分子方向を規制する配向膜とを有し、それぞれの光偏向素子においてライン電極に対する配向膜の配向処理方向が同一であることを特徴とする光路偏向装置。
【請求項２】
請求項１記載の光路偏向装置において、
前記光偏向素子の配向膜の配向処理方向が、それぞれライン電極のライン方向と略平行であることを特徴とする光路偏向装置。
【請求項３】
請求項１記載の光路偏向装置において、
前記光偏向素子の配向膜の配向処理方向をライン電極のライン方向から４５°以上１３５°以下とすることを特徴とする光路偏向装置。
【請求項４】
請求項１記載の光路偏向装置において、
前記光偏向素子の液晶層に高分子を含むことを特徴とする光路偏向装置。
【請求項５】
請求項１記載の光路偏向装置において、
前記偏光面回転手段として、直線偏光の偏光面を前記第一の画素配列方向から前記第二の画素配列方向に回転させる高分子液晶よりなる偏光面回転手段を設けたことを特徴とする光路偏向装置。
【請求項６】
請求項１記載の光路偏向装置において、
前記光偏向素子の一方の基板が垂直配向処理されていることを特徴とする光路偏向装置。
【請求項７】
請求項１記載の光路偏向装置において、
前記光偏向素子の配向膜が、光照射によって配向規制力を生じ得るものであることを特徴とする光路偏向装置。
【請求項８】
画像情報に従って光を制御可能な複数の画素が二次元的に配列した画像表示素子と、該画像表示素子を照明する光源及び照明装置と、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画素の２次元的な配向方向に対応して設けられた各画素からの出射光の光路を偏向する光偏向素子よりなる光路偏向手段を有する光路偏向装置とを備え、サブフィールド毎の光路の偏向状態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することで、前記画像表示素子の見かけ上の画素数を増倍して表示する画像表示装置において、
前記光路偏向装置として、請求項１〜７のいずれか一つに記載の光路偏向装置を備えたことを特徴とする画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光路偏向装置と、その光路偏向装置を備え、プロジェクションディスプレイ、ヘッドマウントディスプレイなどの電子ディスプレイ装置に応用される画像表示装置に関する。より詳しくは、光軸をシフトさせて実画素数を増倍させる光路偏向装置と、画像情報に従って光を制御可能な複数の画素を有する小型の画像表示素子をレンズで拡大した画像を観察する画像表示装置に関し、特に、前記光路偏向装置を用いて光軸をシフトさせて実画素数を増倍させる画素シフト方式の画像表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
画像表示装置に関する従来技術として、画像表示素子の画素数を見かけ上増倍して高解像表示する技術が知られている。
例えば、特開平６−３２４３２０号公報「画像表示装置、画像表示装置の解像度改善方法、撮像方法、記録装置および再生装置」には、ＬＣＤ等の画像表示装置の画素数を増加させることなく、表示画像の解像度を、見掛け上、向上させることが記載されている。また、縦方向及び横方向に配列された複数個の画素の各々が、表示画素パターンに応じて発光することにより、画像が表示される画像表示装置と、観測者またはスクリーンとの間に、光路をフィールドごとに偏向する光学部材を配することが記載されている。さらに、フィールド毎に、前記光路の偏向に応じて表示位置がずれている状態の表示画素パターンを画像表示装置に表示することが記載されている。また、屈折率が異なる部位が、画像情報のフィールドごとに、交互に、画像表示装置と観測者またはスクリーンとの間の光路中に現れるようにすることで、前記光路の偏向が行われることが記載されている。
【０００３】
特開平１０−０２０２４２号公報「投射型表示装置」には、画像表示素子とマイクロレンズアレイを組合わせ、マイクロレンズアレイを振動させることで、画素シフトを行うことが記載されている。
また、本発明に直接関連する内容として、本文中に「本実施の形態では複数画素に対応したマイクロレンズアレイ４を移動変化させたが、光変調素子の隣接する複数画素からの出射光をそれぞれの口径内に含む複数の集光光学素子を隣接配置した集光手段と、集光手段により離散的にされた投射画像を補間するように投射領域を偏向する手段があればよいので、例えば文献（佐藤進；液晶を利用した焦点可変レンズ，光技術コンタクト，Ｖｏｌ３２，Ｎｏ．１１，ｐ．２４〜ｐ．２８，１９９４）に開示されているような液晶レンズを利用し、フィールド信号に同期させて選択的に電圧を印加してレンズの形成位置を変化させるようにしてもよい。」との記載がある。但し、上記文献に記載の円形穴形パターンを持つ液晶マイクロレンズアレイでは光軸方向での焦点距離を変化させることは比較的容易であるが、レンズアレイの配列方向で集光位置を変化させることはできない。
【０００４】
そこで、レンズの配列面方向での集光位置を制御する技術として特開平１１−１０９３０４号公報のように分割電極による方法が開示されている。しかし、分割電極を有する液晶レンズをアレイ状とした場合、電極配線が複雑となるため、レンズ形成の間隔を比較的広く設定しなければならない。また、特開平１１−１０９３０４号公報に開示されいるような半導体レーザーアレイと複数の光ファイバーの結合のように比較的設置間隔が広くても良い場合には適しているが、画像表示素子の画素ピッチのように比較的間隔が狭い場合には、レンズ形成部の開口率が小さくなってしまうという問題がある。
【０００５】
米国特許ＵＳＰ６０８２８６２「IMAGE TILING TECHNIQUE BASED ON ELECTRICALLY SWITCHABLE HOLOGRAMS」には、電気的スイッチングが可能なホログラフィック光学素子を用いたプロジェクションシステムが開示されており、液晶材料から成るホログラフィック光学素子により光路の角度を高速に変化させ、表示画像の位置を高速にシフトさせることが記載されている。
【０００６】
光路を偏向する技術として、例えば、特開平１０−１３３１３５号公報「光ビーム偏向装置」では、回転機械要素を不要化でき、全体の小型化、高精度・高分解能化を実現でき、しかも外部からの振動の影響を受け難い光ビーム偏向装置を提案している。
この光ビーム偏向装置は、光ビームの進行路上に配置される透光性の圧電素子と、この圧電素子の表面に設けられた透明の電極と、圧電素子の光ビーム入射面Ａと光ビーム出射面Ｂとの間の光路長を変化させて光ビームの光軸を偏向させるために電極を介して圧電素子に電圧を印加する電圧印加手段とを備えている。
【０００７】
液晶を用いた光偏向技術として、例えば、IBM Technical Disclosure Bulletin, Vol.15, No.8 (1973)“LIGHT SCANNER EMPLOYING A NEMATIC LIQUID CRYSTAL”には、ネマチック液晶の配向角度を変化させて直線偏光の光路を曲げることが記載されている。
また、ELECTRONICS LETTERS, Vol.11, No.16 (1975)“LARGE-ANGLE BEAM DEFLCTOR USING LIQUID CRYSTAL”には、ネマチック液晶に不均一電界を与えて直線偏光の光路を曲げることが記載されている。
しかし、いずれも単一ビームの偏向器であり、そのままでは二次元画像の画素シフトには適用できない。
【０００８】
液晶マイクロレンズに関する技術として、Ｏ plus Ｅ, Vol.20, No.10 (1998)「液晶マイクロレンズ」には、電極分割構造の液晶マイクロレンズを用いて、電界分布を非対称的にすることで、光軸方向以外に焦点を移動することができることが記載されている。
しかし、単一ビームの偏向方向を二次元的に制御する場合には適しているが、アレイ化する場合には電極配線が複雑になるため、画像表示素子のようにアレイ状のビームの偏向装置への応用には向いていない。
【０００９】
特許第０３０１６７４４号公報「液晶マイクロレンズ」には、ネマチック液晶中で光重合によるポリマーを形成することが記載されている。また、メモリー性があり、レンズ特性が可変にできることが記載されている。
さらに、特開平１１−１０９３０３号公報、特開平１１−１０９３０４号公報の「光結合器」には、円形状の穴抜きパターン電極をアレイ状に配置した液晶マイクロレンズを用いて、焦点距離が可変なレンズとし、光インターコネクション素子の光の結合効率を可変とすることや、分割電極により焦点位置の制御も可能であることが記載されている。
しかし、アレイ状とした場合、電極配線が複雑となるため、レンズ形成の間隔を比較的広く設定しなければならない。半導体レーザーアレイと複数の光ファイバーの結合のように比較的設置間隔が広くても良い場合には適しているが、画像表示素子の画素ピッチのように比較的間隔が狭い場合には、レンズ形成部の開口率が小さくなってしまう。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
画像情報に従って光を制御可能な複数の画素を有する画像表示素子をレンズで拡大した画像を観察する画像表示装置としては、フロントプロジェクタ、リアプロジェクタ、ヘッドマウンテッドディスプレイ等の商品名で広く使用されている。この画像表示用素子としては、ＣＲＴ、液晶パネル、ＤＭＤ（商品名：テキサスインストルメント社：米国）等が商品として使用されており、また、無機ＥＬ、無機ＬＥＤ、有機ＬＥＤ等も研究されている。また、小型の画像表示素子をレンズで拡大した画像を観察するのではなく、等倍で観察する画像表示装置としては、既述のＣＲＴ、液晶パネル、無機ＥＬ、無機ＬＥＤ、有機ＬＥＤ以外に、プラズマディスプレイ、蛍光表示管等が商品として使用されており、また、ＦＥＤ（フィールドエミッションディスプレイ）、ＰＡＬＣ（プラズマアドレッシングディスプレイ）等も研究されている。これらは、自発光型と空間光変調器型の２つに大きく分類されるが、いずれも光を制御可能な複数の画素を有するものである。
【００１１】
これらの画像表示装置に共通の課題は、高解像度化、つまりは大画素数化であり、ブロードキャストの表示を目的とした走査線１０００本程度のＨＤＴＶ用の表示装置が既に商品化され、ワークステーションコンピュータの高解像度表示を目的とした走査線２０００本程度の開発品が、液晶パネルを用いた技術で発表されている（‘９８フラットパネルディスプレイ展にて日本ＩＢＭ社のＱＳＸＧＡ２０４８本、‘９９電子ディスプレイ展にて東芝社のＱＵＸＧＡ２４００本等）。しかしながら、画素数を増加させることは、液晶パネルの歩留まりを低下させ、また開口率を減少するなどにより、コストが増加したり、輝度やコントラストが低下したり、消費電力が増加したりしていた。
【００１２】
これらの問題に対して、特開平４−１１３３０８号公報、特開平５−２８９００４号公報、特開平６−３２４３２０号公報等には単一の画像表示素子を用いて２倍の画素数を有するインタレース表示を行う画像表示装置が記述されている。また、特開平７−３６０５４号公報には、単一の画像表示素子を用いて４倍以上の画素数を有する表示装置が記述されている。これらは、画像表示素子から出射した光路を時分割で高速に偏向させ、見かけ上画素数を増大させる方法、いわゆる画素シフト方式である。特開平６−３２４３２０号公報には光路を偏向する手段として、電気光学素子と複屈折材料の組合わせ機構、レンズシフト機構、バリアングルプリズム、回転ミラー、回転ガラス等が記述されており、特開平７−１０４２７８号公報にはウエッジプリズムを移動する手段が記述されている。電気光学効果を示す部材と複屈折結晶との組み合わせは、従来から光通信分野での光分配、光スイッチとして用いられている偏向手段として公知の技術である。しかし、比較的大きな複屈折結晶を必要とし、装置コストがアップする。また、レンズシフト機構、つまりは往復運動させる駆動系としては、ボイスコイル、圧電素子、バイモルフ、ステップモータ、ソレイドコイル等が記載されているが、数十から数百Ｈｚ程度で往復運動を行うと振動や音の発生が問題となる。バリアングルプリズムも基板が往復運動するため、振動や音が問題となる。特開平５−３１３１１６号公報では、画像表示素子自体を画素ピッチよりも小さい距離だけ高速に揺動させる画素シフト方式が記載されている。この方式では、光学系は固定されているで諸収差の発生が少ないが、画像表示素子自体を正確かつ高速に平行移動させる必要があるため、可動部の精度や耐久性が要求され、振動や音が問題となる。
【００１３】
特開平１０−１３３１３５号公報では、透光性の圧電素子を透明の電極で挟み、電圧を印加することで厚みを変化させて光路をシフトさせる方式が提案されているが、比較的大きな透明圧電素子を必要とし、装置コストがアップする。
特開平６−２０８３４５号公報や特開平６−３２４３２０号公報には、透明な板状の屈折板の厚さや傾斜角度を切換えることによって光路のシフト量を変化させる方法の記載があり、切換え方式として一枚の円形回転体の屈折板の厚さや傾斜角度が部分的に異なる構成が例示されている。しかし、一枚の円形回転体では一次元方向のみの光路シフトであること、比較的大きな円形回転体を有することから光学系全体が大型化してしまうという問題がある。
【００１４】
本発明は、以上の課題を解決するためになされたものであり、二枚の光路偏向手段を用いて二次元的に光を偏向させる光路偏向装置において、光路偏向手段の液晶の配向方向とライン電極の相対的位置関係を規定することで、ディバイスの作成時間の短縮やコスト低減を図ることを目的とする。また、本発明は、上記光路偏向装置を用い、機械的な振動機構を設けることなく、比較的簡単な電極構成で電気光学的な効果により光路シフトを行い、光の利用効率を低下させることなく、見かけ上の画素増倍による高精細画像を得ることができ、表示品質を向上させることができる構成の画像表示装置を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１に係る発明は、画像表示装置に用いられ、画像表示素子の画素の２次元的な配向方向に対応して設けられた各画素からの出射光の光路を偏向する光偏向素子よりなる光路偏向手段を有する光路偏向装置であって、前記画素の２次元的な配向方向に対して第一の画素配列方向に沿って光路の偏光または焦点位置の移動が可能な第一の光路偏向手段と第二の画素配列方向に沿って光路の偏向または焦点位置の移動が可能な第二の光路偏向手段とからなる一対の光路偏向手段と、該一対の光路偏向手段の間に設けられた偏光面回転手段とから構成され、前記一対の光路偏向手段の光偏向素子がそれぞれ、二枚の基板と、少なくとも一方の基板上に画素ピッチに対応して形成したライン電極アレイと、該二枚の基板間に設けられ電圧印加によって屈折率分布の制御が可能な液晶層と、少なくとも一方の液晶層界面に接して設けられ液晶分子方向を規制する配向膜とを有し、それぞれの光偏向素子においてライン電極に対する配向膜の配向処理方向が同一であることを特徴としている。
【００１６】
請求項２に係る発明は、請求項１記載の光路偏向装置において、前記光偏向素子の配向膜の配向処理方向が、それぞれライン電極のライン方向と略平行であることを特徴としている。
また、請求項３に係る発明は、請求項１記載の光路偏向装置において、前記光偏向素子の配向膜の配向処理方向をライン電極のライン方向から４５°以上１３５°以下とすることを特徴としている。
さらに請求項４に係る発明は、請求項１記載の光路偏向装置において、前記光偏向素子の液晶層に高分子を含むことを特徴としている。
【００１７】
請求項５に係る発明は、請求項１記載の光路偏向装置において、前記偏光面回転手段として、直線偏光の偏光面を前記第一の画素配列方向から前記第二の画素配列方向に回転させる高分子液晶よりなる偏光面回転手段を設けたことを特徴としている。
また、請求項６に係る発明は、請求項１記載の光路偏向装置において、前記光偏向素子の一方の基板が垂直配向処理されていることを特徴としている。
さらに請求項７に係る発明は、請求項１記載の光路偏向装置において、前記光偏向素子の配向膜が、光照射によって配向規制力を生じ得るものであることを特徴としている。
【００１８】
請求項８に係る発明は、画像情報に従って光を制御可能な複数の画素が二次元的に配列した画像表示素子と、該画像表示素子を照明する光源及び照明装置と、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画素の２次元的な配向方向に対応して設けられた各画素からの出射光の光路を偏向する光偏向素子よりなる光路偏向手段を有する光路偏向装置とを備え、サブフィールド毎の光路の偏向状態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することで、前記画像表示素子の見かけ上の画素数を増倍して表示する画像表示装置において、前記光路偏向装置として、請求項１〜７のいずれか一つに記載の光路偏向装置を備えたことを特徴としている。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の構成、動作および作用について、図面を参照して詳細に説明する。
図１は本発明の一実施形態を示す画像表示装置の構成説明図である。この画像表示装置は、光源１、光源駆動手段２、照明装置３、画像表示素子４、表示駆動手段５、光路偏向装置６、光路偏向駆動手段７、画像表示制御回路８、投射レンズ９、スクリーン１０などから構成されている。光源１としては、白色あるいは任意の色の光を高速にＯＮ／ＯＦＦできるものならば全て用いることができる。例えば、ＬＥＤランプやレーザー光源、白色のランプ光源にシャッターを組合わせたものなど用いることができる。照明装置３は光源１から出た光を均一に画像表示素子４に照射するものであり、フライアイレンズ、拡散板、コンデンサレンズなどから構成される。画像表示素子４は、入射した均一照明光を空間光変調して出射するもので、透過型液晶ライトバルブ、反射型液晶ライトバルブ、ＤＭＤ素子などを用いることができる。
【００２０】
光源駆動手段２で制御されて光源１から放出された光は、照明装置３の拡散板により均一化された照明光となり、コンデンサレンズにより画像表示素子４をクリティカル照明する。ここでは、画像表示素子４の一例として透過型液晶ライトバルブを用いている。この液晶ライトバルブ４で空間光変調された照明光は、画像光として投射レンズ９で拡大されスクリーン１０に投射される。ここで、液晶ライトバルブ４の後方に配置された光路偏向装置６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。
【００２１】
図１の構成では、液晶ライトバルブ４の直後に光路偏向装置６を設置しているが、この位置には限定されず、スクリーンの直前などでも良い。但し、スクリーン付近に設置する場合、光路偏向装置６を構成する光路偏向手段（例えば液晶光偏向素子）の大きさや電極ピッチなどは、その位置での画面サイズや画素サイズに応じて設定される。いずれの場合でも、シフト量は画素ピッチの整数分の１であることが好ましい。画素の配列方向に対して２倍の画像増倍を行う場合は画素ピッチの１／２にし、３倍の画素増倍を行う場合は画素ピッチの１／３にする。この光路偏向装置６を構成する光路偏向手段を画素配列方向の縦横二次元に用いることにより（例えば光路偏向装置６として、２倍の画像増倍を行う光偏向素子を二枚用いることにより）、図２のように見かけ上の画素４倍の効果が得られ、使用した液晶ライトバルブ４の解像度以上の高精細な画像を表示することができる。また、光路偏向装置６の構成によってシフト量が大きくなる場合には、シフト量を画素ピッチの「整数倍＋整数分の１」の距離に設定しても良い。いずれの場合も、画素のシフト位置に対応したサブフィールドの画像信号で液晶ライトバルブ４を駆動する。
【００２２】
図１の構成では、単板の透過型液晶ライトバルブと単色ＬＥＤランプを用いた単色の画像表示装置を示したが、三源色の光源／照明装置と３枚の画像表示素子を用いて、三原色の画像を混合してフルカラー画像を表示させることもできる。また、単板の画像表示素子を時間順次に三原色光で照明するフィールドシーケンシャル方式でもフルカラー画像を表示することができる。この時、三色の光源からの光路をクロスプリズムで混合して照明しても良いし、白色ランプ光源と回転カラーフィルターの組み合わせて時間順次の三原色光を生成しても良い。
【００２３】
本発明では、光路偏向装置６で縦横二方向に画素増倍を行うことを特徴としており、具体的には図３に示すような構成の光路偏向装置６を用いる。この光路偏向装置６は、光路を図１の紙面に垂直な方向（図３のＳX 方向）にシフトさせる第一の光路偏向手段６ａと、図１の紙面の上下方向（図３のＳY 方向）にシフトさせる第二の光路偏向手段６ｂと、その間に設けた偏光面回転手段６ｃから成る。本発明では光路偏向装置６として、電圧印加によって屈折率分布の制御が可能な液晶セルを画素の二次元的な配列方向に対して一枚づつ合計二枚の光路偏向手段（光偏向素子）６ａ，６ｂを用い、画像表示素子４の見かけ上の画素数を増倍して表示する画像表示装置であり、前記第一、第二の光路偏向手段（光偏向素子）６ａ，６ｂのそれぞれが、二枚の基板と、少なくとも一方の基板上に画素ピッチに対応して形成したライン電極アレイと、該二枚の基板間に電圧印加によって屈折率分布の制御が可能な液晶層と、少なくとも一方の液晶層界面に接して設けられ液晶分子方向を規制する配向膜とを有している。そして、本発明の画像表示装置では、表示駆動手段５と同期してライン電極アレイへの電圧印加状態を変化させる光路偏向駆動手段７において、画素の二次元的な配列方向に対して、第一の画素配列方向に沿って光路の偏向または焦点位置の移動が可能な第一の光路偏向手段（光偏向素子）６ａと、第二の画素配列方向に沿って光路の偏向または焦点位置の移動が可能な第二の光路偏向手段（光偏向素子）６ｂを有し、該光路偏向手段（光偏向素子）を構成する基板の少なくとも一方の基板を配向処理し、配向膜の配向処理方向を第一の光路偏向手段（光偏向素子）６ａにおける液晶のライン電極に対する配向処理方向と、第二の光路偏向手段（光偏向素子）６ｂにおける液晶のライン電極に対する配向処理方向を一致させることを特徴としている（請求項１，８）。この場合、仮に、配向膜が各光路偏向手段（光偏向素子）６ａ，６ｂにおいて液晶層の両側に設けられ、これらの配向方向が異なる場合においても、第一及び第二の光路偏向手段（光偏向素子）６ａ，６ｂにおいては、互いに液晶層の両側に対応する配向膜が設けられ、各配向膜の配向処理方向が同一の方向となるように設定されることを意味する。
【００２４】
液晶セル基板の材質としては、ガラス、プラスチック等を使用できる。電極の材質としては、ＩＴＯ、Ｃｒ等が利用できる。電極層は液晶層側になるように設置する。また、使用する基板自身が導電性を有している場合は、基板を電極としても利用することができる。少なくとも一方の基板側では、ライン電極が画素ピッチに対応してアレイ状に形成されている。ここで、ライン電極アレイのピッチは画素ピッチと一対一で対応している場合に限らず、所望の屈折率分布を得るために、画素ピッチの整数倍あるいは整数分の１に一致させる場合もある。また、複数本のライン電極を一組として、その組を画素ピッチに対応させる場合も有り得る。
【００２５】
ライン電極の液晶層に接する面は、液晶分子が配向するように処理されており、配向処理には、ＴＮ液晶、ＳＴＮ液晶等に用いられるポリイミド等の通常の配向膜が利用できるが、配向処理としてラビング処理等を施すことが好ましい。また、配向処理として光配向を用いることにより、配向膜への汚染や静電気の発生が起こらないため、工程の清潔性が維持でき液晶の均一性が高まるため、高精細な綺麗な画像が得られより好ましい（請求項７，８）。
【００２６】
配向処理方向は第一の光路偏向手段（光偏向素子）６ａにおける液晶のライン電極に対する配向処理方向と、第二の光路偏向手段（光偏向素子）６ｂにおける液晶のライン電極に対する配向処理方向を一致させることで、二つのディバイス間で電圧に対する液晶の動作が同様となるので液晶駆動方法が単純となる。また、第一と第二の光路偏向手段（光偏向素子）６ａ，６ｂは同一のディバイスでよく、ディバイス作成時間の短縮、コストダウンが図れる（請求項１，８）。さらに、配向処理方向をライン電極のライン方向と略平行とすることにより、より低電圧で必要な屈折率分布が達成されるため好ましい。これは、図４に示すように、液晶に電圧を印加した際、電極の直下にない液晶分子の配向がねじれを伴った配向となるため屈折率変化が強くなることによる（請求項２，８）。また、配向処理方向をライン電極のライン方向から４５°以上１３５°以下とすることにより、液晶のねじれ方向が一様となり易いためディスクリネーションが少なくなり高精細な画像に適し好ましい（請求項３，８）。
【００２７】
また、配向処理を片面はホモジニアス、他面は垂直配向となるように処理することにより、液晶をハイブリッド型に配向させることで液晶のねじれ方向が一様となり易いため、ディスクリネーションが少なくなり高解像度の表示が可能となる（請求項６，８）。
【００２８】
液晶材料としては、一般的なネマチック液晶を用いることができるが、複屈折Δｎや誘電異方性Δεが大きい方が好ましい。特に、液晶材料の常光屈折率がガラス基板の屈折率に近い１．５〜１．６程度で、異常光屈折率が１．７〜１．８程度と大きいことが好ましい。液晶層の厚さは基板間のスペーサ部材の厚さよって設定し、ΔｎやΔεに応じて所望の光路偏向量や応答速度が得られるように最適化される。さらに、液晶層中に高分子を含ませることにより、ディスクリネーションが減少し、さらに、セル駆動速度が上がるためスムーズな動画にも対応できる画像素子となる。これは、液晶と高分子の接触面積が広く、液晶に対する高分子の配向規制力が強いため、液晶の電界に対する応答速度を大幅に高速化できるためである。液晶としては、例えば図１５に一覧で示す化学式（ａ）〜（ｇ）のような構造の光硬化型の高分子液晶が上げられるが、通常の高分子でも良く、これらに限定されない（請求項４，８）。
【００２９】
以下に光路偏向装置６に用いられる単一の光偏向素子の動作説明をする。実際には以下に説明する光偏向素子を二枚用いて光路偏向装置６を構成し、画素増倍させる。図５は液晶光偏向素子の構成、動作の説明図であり、図５の（ａ）は液晶セルの非動作時の液晶配向状態を模式的に示している。この図５（ａ）の例では、無電界では液晶層１３の液晶分子が基板１１ａ，１１ｂに沿って平行になるようにホモジニアス配向処理されている。この図では液晶分子の長軸が紙面の左右方向になるような配向処理を想定している。上側の基板１１ｂには電極ライン１２ｂがアレイ状に形成されている。この例では、間隔の広い２本の電極ラインを一組として、画素一つに対応させる。電極間の間隔が狭い部分は画素間の境界部に対応する。下側の電極１２ａは基板１１ａの全面に形成されているが、上側基板１１ｂと対称なアレイ電極でも良い。
【００３０】
図５の（ｂ）（動作状態▲１▼）は黒で着色して表示した電極ラインにのみ閾値以上の電圧を印加した場合を示す。電圧を印加した電極部では電界によって垂直に配向し、無印加の電極部では水平に配向したままになる。この液晶セル内部の不均一電界による配向方向の分布によって異常光に対する屈折率分布が生じる。紙面に平行な偏光面を持つ直線偏光を入射する場合、液晶分子長軸が基板に垂直に配向するにしたがって実効的な屈折率が小さくなり、図６の実線（状態▲１▼）のような屈折率分布の影響を受ける。状態▲１▼の画素の中心部に入射した偏光は屈折率の傾斜による屈折効果によって図の右側に偏向される。
【００３１】
次に、図５の（ｃ）(動作状態▲２▼)のように電圧を印加する電極を切換えると、液晶分子の配向状態も変化し、図６の破線のような屈折率分布に変化する。状態▲２▼の画素の中心部に入射した偏光は屈折率の傾斜によるレンズ効果によって図の左側に偏向される。この時の変化速度は、液晶材料の物性や電界によって最適化される。画素シフト方式では、サブフレームの時間が１０ｍｓｅｃ以下とすることが好ましいため、応答時間としては数ｍｓｅｃ以下が要求される。ネマチック液晶を用いた場合には２周波駆動法または液晶層に高分子を混合する事により高速応答化しても良い。２周波駆動法を用いる場合には、一つの電極ラインに駆動周波数の異なる電圧が印加できる駆動手段を用いる必要がある。いずれかの方法で、状態▲１▼と▲２▼を液晶ライトバルブに表示するサブフレームの駆動タイミングに合わせて切換えることで、見かけ上の画素増倍作用を得ることができる。
【００３２】
図７では液晶ライトバルブの四つの画素から出射して来た光が紙面下側から液晶セルに入射する場合の模式図を示している。例えば、第一のサブフレームで四つの画素がそれぞれ▲１▼▲３▼▲５▼▲７▼の状態の時、液晶セルを図５（ｂ）の動作状態▲１▼にすると各画素からの光は右側に偏向する。第二のサブフレームでは四つの画素をそれぞれ▲２▼▲４▼▲６▼▲８▼の状態に切換え、それに同期して液晶セルを図５（ｃ）の動作状態▲２▼に切換えると、各画素からの光は左側に偏向する。液晶セル中で斜めに進んだ光は、サブフレームを数十Ｈｚから数百Ｈｚで切換えることで、液晶セル上では見かけ上▲１▼▲２▼▲３▼▲４▼▲５▼▲６▼▲７▼▲８▼と並んだ八つの画素となる。また、液晶セルから出射した光が投射光学系の光軸に対して平行になるような光学素子を設けても良い。
【００３３】
次に図８は画素縮小機能を備える液晶光偏向素子の構成、動作の説明図である。図８の（ａ）は液晶セルの非動作時の液晶配向状態を模式的に示している。この図８（ａ）の例では、液晶セルの上側の基板１１ｂに画像表示素子の画素ピッチと同じピッチで電極アレイ１２ｂが形成されている。各電極の幅は特に限定されないが、液晶セル内の所望の電界強度分布に応じて設定される。図８の（ｂ）（動作状態▲１▼）では等間隔の電極の交互に閾値以上の電圧を印加している。この電圧印加により前述の説明のように液晶層１３に屈折率分布が生じる。この例では図５に比べて電圧を印加する電極の間隔が大きく、屈折率分布も図９の実線（状態▲１▼）のようにピッチが比較的大きな凸レンズ状になっている。この場合、画像表示素子の２画素に対して一つの凸レンズ効果を持たせることが特徴である。
【００３４】
ここで、図７と同様な説明図を図１０に示す。本実施例では液晶セルに入射する入射側画素のサイズは比較的大きく設定される。例えば、液晶セルが図８（ｂ）の状態▲１▼の時、四つの画素に第一のサブフレームとして▲１▼▲３▼▲５▼▲７▼の状態を表示すると、図９の実線の屈折率分布によって▲１▼と▲３▼、▲５▼と▲７▼がそれぞれ縮小される。この時、図１０の上部に実線で示した出力側画素のように、画素ピッチは一定でなくなる。次に第二のサブフレームの表示タイミングに合わせて、図８（ｃ）（状態▲２▼）のように電圧を印加する電極を切換えると、屈折率分布は図９の破線のように切換わる。ここで、第二のサブフレームとして▲２▼▲４▼▲６▼▲８▼の状態を表示すると、図１０の上部の破線で示した位置に縮小された画素が移動する。サブフレームを数十Ｈｚから数百Ｈｚで切換えることで、液晶セル上では見かけ上▲２▼▲１▼▲３▼▲４▼▲６▼▲５▼▲７▼▲８▼と変則的に並んだ八つの画素となる。この様な変則的な画素シフトによる表示画像が正常な画像として形成されるように、画像表示素子上でサブフィールド画像のデータを補正して表示する。この構成では、簡単な電極構成で、液晶レンズの集光による画素縮小効果と、液晶レンズ形成位置の切換えによる画素シフト効果を一つの液晶セルで両立できる。また、図１１には液晶をハイブリッド型に配向させたときの構成、動作の概略説明図を示した。
【００３５】
図１０の構成では、光路が液晶レンズにより集光された非平行光であるため、液晶セルの出射側からの位置によって、画素サイズが変化してしまう。例えば、投射光学系を用いずに液晶セルの出射側に拡散板などを置いて直接画像を観察するような場合、液晶セルと拡散板の位置がずれると見かけ上の画素サイズが変わってしまう。また、拡大光学系を用いる場合でも、レンズ設計の点から液晶セルからの出射光は平行であることが好ましい。そこで、本発明の他の構成では、液晶セルから出射した光が投射光学系の光軸に対して平行になるような光学素子を設ける。この光学素子は、液晶レンズアレイの特性が凸レンズの場合、その光路を平行光にもどすような凹レンズアレイであることが好ましい。例えば、図１２は光路偏向手段の液晶セルの出射側に凹レンズアレイを設置した例を示す説明図であり、図１２に示すように、凹レンズアレイは入射側の画素ピッチに等しく、入射側画素位置に対して半画素分ずらした位置に設置することが好ましい。
【００３６】
図５や図８では上部基板１１ｂの電極１２ｂのみアレイ状に形成しているが、図１３に示す液晶光偏向素子の構成例のように、上下両基板１１ａ，１１ｂの電極１２ａ，１２ｂをアレイ状に形成しても良い。また、図１４に示す液晶光偏向素子の構成例のように、上下両基板１１ａ，１１ｂの電極１２ａ，１２ｂの間に、斜線部で示すような補助電極アレイ１４を追加し、液晶層１３内の電界分布を調整するために補助的に電圧を印加しても良い。図１４では一画素に対して補助的な電極アレイ１４を１本づつ追加しているが、より細かく屈折率分布を調整するために複数本づつ追加して印加電圧を段階的に変化させても良い。
【００３７】
ここまでの構成では、一つの光偏向素子（液晶セル）を用いて一方向の画素増倍を行う説明を行ったが、本発明では、二つの光偏向素子（液晶セル）を用いて縦横二方向に画素増倍を行うことを特徴とし、各光路偏向手段としての液晶セルの配向処理方向が各液晶セルのライン電極に対して同方向にされているため、液晶の配列方向が９０°ずれている。このため光路偏向装置６としては、図３に示したように、二つの光偏向素子（液晶セル）６ａ，６ｂの間に偏光面回転手段６ｃを設ける必要がある。
この偏光面回転手段６ｃとしては、ＴＮ液晶セルや強誘電性液晶セル、半波長板、ファラデー回転子などを用いることができる。液晶セルの場合は電界印加によるスイッチングをする必要は無いので、電極は設けなくても良いが、基板表面の配向処理やその方向性は最適化する必要がある。さらに、液晶として高分子液晶を用いることで基板が必要で無くなるため、素子を薄くすることができる。ここで高分子液晶とは、液晶層に高分子と液晶を含むものを指す（請求項５）。
【００３８】
また、半波長板など波長依存性がある場合は、ダイクロイックミラーなどで色毎に光路を分離して各色毎の半波長板を設け、再び合成しても良い。このように光路偏向装置６として、二方向への光路偏向手段（光偏向素子）６ａ，６ｂと、その間に偏光面回転手段６ｃを設けることで、縦横二方向に見かけ上の画素数が増倍した高精細な画像を表示することができる。
【００３９】
【実施例】
次に、本発明の具体的な実施例を説明する。
（実施例１）
図１，３に示すような構成の画像表示装置を作成した。光源１としてＬＥＤランプ、画像表示素子４として対角０．９インチＸＧＡ（１０２４×７６８ドット）のポリシリコンＴＦＴ液晶パネルを用いた。画素ピッチは縦横ともに約１８μｍである。光路偏向装置６の第一、第二の光路偏向手段（光偏向素子）６ａ，６ｂとして、ライン電極に対し同方向に配向処理された液晶マイクロレンズを２つ作成し、互いの配向処理方向が直交するように配置し、さらに、偏光面回転手段６ｃとして、偏向面回転素子を二つの光路偏向手段（光偏向素子）６ａ，６ｂの間に挟んで配置した。
この光路偏向装置６の駆動方式として、画像の縦横方向に４倍の画素増倍を行うためには、スイッチング時間を１ミリ秒以下と高速に切換える必要があるため、ネマチック液晶セルの二周波駆動方式を採用した。
また、第一、第二の光路偏向手段６ａ，６ｂである二枚の液晶マイクロレンズ、および偏光面回転手段６ｃである偏向面回転素子は以下のように作成した。
【００４０】
液晶マイクロレンズ：
薄いガラス基板（３ｃｍ×４ｃｍ、厚さ０．１０ｍｍ）上のＩＴＯ蒸着膜をエッチングして、幅１０μｍ、ピッチ１８μｍのＩＴＯラインを形成した。このＩＴＯラインの交互に同一電圧を印加できるようにくし形電極とした。ガラス基板のＩＴＯ側に配向膜としてＡＬ３０４６−Ｒ３１（ＪＳＲ社製）をスピンコートで形成し、ローラーラビング装置で配向処理した。ラビング方向はＩＴＯ電極ラインのライン方向と平行とした。この二枚のガラス基板の間の周辺部に４μｍ厚のスペーサを挟み、上下基板のＩＴＯライン位置が一致するように張り合わせて空セルを作製した。このセルの中に、ネマティック液晶を常圧下で注入し液晶マイクロレンズを作成した。
【００４１】
偏向面回転素子：
薄いガラス基板（３ｃｍ×４ｃｍ、厚さ０．１５ｍｍ）上に配向膜としてＡＬ３０４６−Ｒ３１（ＪＳＲ社製）をスピンコートで形成し、ローラーラビング装置で配向処理した。二枚のガラス基板の間の周辺部に３μｍ厚のスペーサを挟み、ラビング方向が直交するように上下基板を張り合わせて空セルを作製した。このセルの中に、ネマティック液晶（メルク社、ＺＬＩ−２４７１）を常圧下で注入し、液晶分子の配向が９０度捻じれたＴＮ液晶セルを作成した。
【００４２】
本実施例の画像表示装置では、光路偏向装置６の第一の光路偏向手段６ａと第二の光路偏向手段６ｂが同一方向に配向処理されているため、第一の光路偏向手段６ａと第二の光路偏向手段６ｂは同一のディバイスでよく、ディバイス作成時間の短縮、コストの点で有利となった。また、ライン電極に対する液晶の配列方向が二つのセルで同じため、電圧に対する液晶マイクロレンズの焦点位置の依存性が二つのセルで同一であるので、駆動電圧の制御が簡単であった。さらに、ラビング方向がＩＴＯ電極のライン方向と平行となっており、比較的低電圧で大きな屈折率変化が得られた（請求項１，２，８）。
【００４３】
（実施例２）
（１）実施例１の液晶マイクロレンズの作成において、ラビング方向をＩＴＯ電極のライン方向から４０°とした以外は全く同様に画像表示装置を作成した。この画像表示装置をサンプル１とする。
（２）実施例１の液晶マイクロレンズの作成において、ラビング方向をＩＴＯ電極のライン方向から４５°とした以外は全く同様に画像表示装置を作成した。この画像表示装置をサンプル２とする。
（３）実施例１の液晶マイクロレンズの作成において、ラビング方向をＩＴＯ電極のライン方向から７５°とした以外は全く同様に画像表示装置を作成した。この画像表示装置をサンプル３とする。
（４）実施例１の液晶マイクロレンズの作成において、ラビング方向をＩＴＯ電極のライン方向から９０°とした以外は全く同様に画像表示装置を作成した。この画像表示装置をサンプル４とする。
【００４４】
サンプル１から４までの画像表示装置の画像を目視評価した。ラビング方向をＩＴＯ電極のライン方向から４５°以上としたサンプル２，３，４の画像は液晶配向方向が一定に決まりやすいためディスクリネーションが少なく、ラビング方向をＩＴＯ電極のライン方向から４５度より小さいサンプル１よりもコントラストが良く見やすかった（請求項３，８）。
【００４５】
（実施例３）
実施例１の液晶マイクロレンズの作成において、同様な基板に配向材料としてベンゾフェノン骨格を持つポリイミドをスピンコートし、３３０ｎｍの偏光を５分間照射することにより光配向処理を行った以外は全く同様に画像表示装置を作成した。
本実施例ではラビング処理を行わずに配向処理を行ったので、不純物によるディスクリネーションが全く起こらず極めて均一な液晶配向がなされ、高精細画像が得られた（請求項７，８）。
【００４６】
（実施例４）
実施例１の液晶マイクロレンズの作成方法を変更した以外は全く同様に画像表示装置を作成した。駆動方式は通常の単一周波数での駆動を行った。
液晶マイクロレンズの作成では、実施例１により作成した空セルに、液晶として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（２０重量％）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。液晶性骨格を部分構造として有する光硬化型高分子のプレポリマーは図１５に示す化学式（ａ），（ｄ），（ｇ）の物質の混合物を用い、それぞれの割合がa：ｄ：ｇ＝４８：４８：４とした。また、この中に、光重合開始剤（ＩＲＧ−６５１、チバガイギー社）を上記重合性液晶に対し１ｗｔ％混合した。このプレポリマーは２０ｍＷ／ｃｍ２の強度の紫外線を１分間室温で照射し高分子化した。
【００４７】
本実施例では、ラビング方向をＩＴＯ電極のライン方向から０°となっており、比較的低電圧で大きな屈折率変化が得られる構成となっているが、液晶のみであるとディスクリネーションが発生しやすい構成となっている。しかし、高分子を混合したことにより液晶の配向方向に規制力が働きディスクリネーションの発生が抑えられ高品質の画像が得られた。さらに、液晶と高分子の接触面積が広く、液晶に対する高分子の配向規制力が強いため、液晶の電界に対する応答速度を大幅に高速化でき、二周波駆動を必要とせず、単一の周波数での駆動で十分なセルの応答速度が得られ画像表示ができた（請求項４，８）。
【００４８】
（実施例５）
実施例１の偏向面回転素子の作成方法を変更した以外は全く同様に画像表示装置を作成した。
偏向面回転素子は、液晶として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（図１５の化学式（ａ），（ｄ），（ｇ）の物質の混合物）を用い、それぞれの割合がa：ｄ：ｇ＝４８：４８：４とした。また、この中に、光重合開始剤（ＩＲＧ−６５１、チバガイギー社）を上記重合性液晶に対し１ｗｔ％混合した。該プレポリマーは２０ｍＷ／ｃｍ２の強度の紫外線を５分間室温で照射し高分子化した。液晶層が硬化した後、基板をポリマーから取り除き偏向面回転素子とした。
本実施例では、液晶をポリーマー化することで基板を取り除くことができるためディバイスの薄型化が可能となった（請求項５，８）。
【００４９】
（実施例６）
実施例１の液晶マイクロレンズの作成方法を変更した以外は全く同様に画像表示装置を作成した。
液晶マイクロレンズの一方のガラス基板のＩＴＯ側に配向膜としてＡＬ３０４６−Ｒ３１（ＪＳＲ社製）をスピンコートで形成し、ローラーラビング装置で配向処理した。ラビング方向はＩＴＯ電極のライン方向から０°とし、対向電極のＩＴＯ側にＪＡＬＳ−２０２１−Ｒ２（ＪＳＲ社製）を用いて垂直配向処理を行った。この二枚のガラス基板の間の周辺部に４μｍ厚のスペーサを挟み、上下基板のＩＴＯライン位置が一致するように張り合わせて空セルを作製した。このセルの中に、ネマティック液晶を常圧下で注入し液晶マイクロレンズを作成した。
本実施例では、液晶がハイブリッド型に配向されているので電圧印加時の液晶のねじれ方向が一様となり易くディスクリネーションが少なく高解像度の表示ができた（請求項６，８）。
【００５０】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１記載の光路偏向装置においては、一対の光路偏向手段（光源側より第一の光路偏向手段（光偏向素子）と第二の光路偏向手段（光偏向素子））が同一方向に配向処理されているため、第一の光路偏向手段（光偏向素子）と第二の光路偏向手段（光偏向素子）は同一のディバイスでよく、ディバイス作成時間の短縮となる。また、ライン電極に対する液晶の配列方向が二つのセルで同一となるため、二つのセルでの電圧印加をほぼ同様に行うことができる。
【００５１】
請求項２記載の光路偏向装置においては、請求項１の構成及び効果に加えて、電界を加えたときの屈折率変化が大きいため少ない電圧で動作が可能となる。
請求項３記載の光路偏向装置においては、請求項１の構成及び効果に加えて、液晶配向方向が一定に決まりやすいためディスクリネーションが起こりずらいので、高精細画像が得られる。また、ライン方向から４５°より小さい場合、または１３５°より大きい場合には、ディスクリネーションが起こりやすい。
請求項４記載の光路偏向装置においては、請求項１の構成及び効果に加えて、高速応答が可能で、高分子で囲まれているためディスクリネーションが起こりずらいので、高精細な動画像が得られる。
【００５２】
請求項５記載の光路偏向装置においては、請求項１の構成及び効果に加えて、素子の薄型化が可能となる。
請求項６記載の光路偏向装置においては、請求項１の構成及び効果に加えて、ディスクリネーションが起こりずらいので、高精細な画像が得られる。
請求項７記載の光路偏向装置においては、請求項１の構成及び効果に加えて、配向膜への汚染や静電気の発生が起こらないため、工程の清潔性が維持でき液晶の均一性が高まるため、高精細で綺麗な画像が得られる。
【００５３】
請求項８記載の画像表示装置においては、光路偏向装置として、請求項１〜７のいずれか一つに記載の光路偏向装置を備えたことにより、請求項１〜７のいずれかの効果が得られ、機械的な振動機構を設けることなく、比較的簡単な電極構成で電気光学的な効果により光路シフトを行い、光の利用効率を低下させることなく、見かけ上の画素増倍による高精細画像を得ることができ、表示品質を向上させることができる。また、画像表示システムとして簡単な構成とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示す画像表示装置の構成説明図である。
【図２】図１に示す画像表示装置の画素の表示例であり、元の画素に対して見かけ上の画素が４倍となった例を示す図である。
【図３】図１に示す画像表示装置における２方向増倍用の光路偏向装置の配置、構成例を示す図である。
【図４】光路偏向装置の光偏向素子に用いられる液晶セルの一例を示す図であり、ライン電極の法線方向と９０°の方向に配向処理した場合の液晶配向状態の説明図である。
【図５】光路偏向装置に用いられる液晶光偏向素子の一例を示す図であって、液晶光偏向素子の構成、動作の説明図である。
【図６】図５に示す液晶光偏向素子の液晶セル内の屈折率分布の変化を示す図である。
【図７】図５に示す液晶光偏向素子の液晶セルによる画素位置のシフトの説明図である。
【図８】光路偏向装置に用いられる液晶光偏向素子の別の例を示す図であって、画素縮小機能を備える液晶光偏向素子の構成、動作の説明図である。
【図９】図８に示す液晶光偏向素子における液晶セル内の屈折率分布の変化を示す図である。
【図１０】図８に示す液晶光偏向素子の液晶レンズによる画素縮小効果と画素シフト効果の説明図である。
【図１１】光路偏向装置に用いられる液晶光偏向素子のさらに別の例を示す図であって、ハイブリッド配向させたときの液晶の構成、動作の説明図である。
【図１２】光路偏向手段に光束平行化手段として凹レンズアレイを設置した場合の動作の説明図である。
【図１３】光路偏向装置に用いられる液晶光偏向素子のさらに別の例を示す構成説明図である。
【図１４】光路偏向装置に用いられる液晶光偏向素子のさらに別の例を示す構成説明図である。
【図１５】光硬化型の高分子液晶の構造を表す化学式を一覧で示す図である。
【符号の説明】
１：光源
２：光源駆動手段
３：照明装置
４：画像表示素子
５：表示駆動手段
６：光路偏向装置
６ａ：第一の光路偏向手段（光偏向素子）
６ｂ：第二の光路偏向手段（光偏向素子）
６ｃ：偏向面回転手段
７：光路偏向駆動手段
８：画像表示制御回路
９：投射レンズ
１０：スクリーン
１１ａ，１１ｂ：基板
１２ａ：電極（または電極アレイ）
１２ｂ：電極アレイ
１３：液晶層
１４：補助電極アレイ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【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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