JP2002350780A - 表示装置および画像投射装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 効率的な光路のずれ量を確保して、小型でか
つ低コストの高精細な表示装置及び画像投射装置を提供
する。 【解決手段】 表示装置は、光源１０１からの照明光の
一方の偏光に対して光路を変調するように機能する偏光
変調素子１０６及び光路偏光光学素子１０７よりなる光
路変調手段と、その光路変調手段の出射光路中に設けら
れた反射型画像表示素子１０５とを有する。表示装置
は、反射型画像表示素子１０５の画像表示のタイミング
に同期させて偏光変調素子１０６または光路変更光学素
子１０７を作用させることによって、光路が変調されて
いない画像光と光路が変調された画像光を時系列的に射
出させることにより画像高精細化を実現する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、表示装置および画
像投射装置、より詳細には、反射型表示素子を使用して
高精細な画像表示を得ることができるようにした表示装
置と、該表示装置を用いた画像投射装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶などの小型画像表示素子の画像をレ
ンズ系を介して拡大して表示する表示装置には、ヘッド
マウントディスプレイと呼ばれる眼前に装着またはかざ
して拡大像を観察するタイプと、拡大像をスクリーンに
投影して投影像を観察するいわゆる投射型の表示装置が
ある。

【０００３】一般に表示装置においては、画面の解像度
が表示品質を決める上で重要な要因となる。従来の拡大
投射型表示装置においては、画面の解像度を上げるため
に小型画像表示素子の表示画素数を増やす方法が採られ
てきた。小型画像表示素子としては一般に各画素に対応
させてトランジスタを形成した液晶表示素子が用いられ
ている。このような素子においては、微細加工技術や配
線抵抗、またトランジスタ領域や配線領域の確保の問題
から微細化において限界がある上、このような素子は歩
留まりの低下などによって高コストとなる。また、素子
の画素密度を変えずに素子を大型化する方法では、素子
の生産性が低下するため、同じくコストが高くなるとい
う問題があり、さらに照明光学系や投射光学系が大型化
し、装置の大型化やさらなる高コスト化の問題が生じ
る。

【０００４】一方、特許第２９３９８２６号公報には、
投射型の表示装置において、表示素子とスクリーンの間
（すなわち表示素子の出射光路中）に偏光方向を旋回で
きる光学素子と複屈折効果を有する透明素子とを設け、
投影画像をシフトさせることによって高解像度化を実現
する手法が開示されている。この手法は、画素数の少な
い廉価な画像表示素子を用いて高解像度を実現すること
ができるため、高精細化を実現するための有力な手法で
ある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】拡大表示に用いる液晶
表示素子は透過型と反射型に大別される。透過型は前述
の特許第２９３９８２６号公報で採用されている構成で
あり、ガラスなどの透光性基板の上にトランジスタ及び
その配線、さらに画素電極を形成してなる基板積層体を
用いた液晶素子である。このような透過型の素子では、
画素を高密度化した際には、配線とトランジスタの領域
のために実質的な開口率が低下するという問題が生じ
る。これは、光源の光量が一定であれば明るさの低下を
招き、明るさを一定にするためには光源光量の増加すな
わち消費電力の増加を招く。

【０００６】一方、反射型の液晶素子はシリコンウェハ
ーなどの非透光性基板上にトランジスタおよび配線を形
成し、さらにその上に反射電極を形成してなる基板積層
体を用いた液晶素子である。このような構成の特徴か
ら、反射型の液晶表示素子は高密度化した際にも開口率
の維持が容易であり、高精細化と光利用効率の両立が可
能であるという特徴を有する。

【０００７】しかしながら、上記の特許第２９３９８２
６号公報には、反射型の表示素子を用いた場合の構成に
ついては記載されていない。反射型では表示素子近傍で
照明光と投射光が同じ光路を通ることになるため、透過
型とは異なる特殊な光学系となり、透過型の構成を適用
することは困難を伴う場合がある。

【０００８】図２７は、特許第２９３９８２６号公報の
構成を反射型に適用した構成例を光路とともに示す概略
図で、図中、２０１は光源、２０２，２０３はフライア
イレンズからなるインテグレータ光学系、２０４は偏光
ビームスプリッタ、２０５は反射型の液晶表示素子、２
０６は偏光変調素子、２０７は複屈折板、２０８は投射
レンズである。また２０９はフィールドレンズであり、
フライアイレンズ２０２，２０３を透過した光を液晶表
示素子２０５上に集光するよう機能する。

【０００９】偏光変調素子２０６及び複屈折板２０７
は、偏光ビームスプリッタ２０４と投射レンズ２０８の
間に配置されている。図中に示した光線はインテグレー
タ光学系２０２の中央のフライアイレンズからの照明光
及び投射光を示したものである。各フライアイレンズ
は、図２７に示すように反射型の液晶表示素子２０５の
前面を拡大照明するよう構成される。このため、液晶表
示素子２０５からの反射光は、投射レンズ２０８に至る
過程において図示するように広がる。

【００１０】上記のような構成において、発散する光線
に対して光路変調を行わせるためには、図２７に示すご
とくの液晶表示素子２０５よりかなり大型の偏光変調素
子２０６及び複屈折板２０７を用いなければならない。
さらに、必要な画素のずれ量を確保するための光路のず
れ量も大きくなり、複屈折板２０７を用いた例では複屈
折板の厚さを厚くする必要がある。複屈折板２０７は、
シフト量の精度を確保するために、一般に光学結晶を切
り出したものが用いられ、高価なものである。このよう
な複屈折板２０７の大型化、厚板化は高コスト化を招
き、また偏光変調素子２０６の大型化も同じくコスト増
の要因となる。また、複屈折板２０７の厚さの増加は、
投射レンズ２０８のバックフォーカス長の増加を招き、
高価で大型のレンズ系を採用する必要が生じる。

【００１１】本発明は、上述のごとき実情に鑑みてなさ
れたもので、従来の光路変調方式を用いたときの問題を
解決して効率的な光路のずれ量を確保できるようにする
ことにより、小型でかつ低コストの高精細な表示装置及
び該表示装置を用いた画像投射装置を提供することを目
的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、偏光
した照明光を射出する照明手段と、該照明光の一方の偏
光に対して光路を変調するよう機能する光路変調手段
と、該光路変調手段からの出射光路中に設けられた反射
型画像表示素子と、該反射型画像表示素子による反射光
路中に設けられた結像レンズとを備え、前記光路変調手
段は、前記反射型画像表示素子への入射光および該反射
型画像表示素子による反射光の光路中に配置されている
ことを特徴としたものである。

【００１３】請求項２の発明は、請求項１の発明におい
て、前記光路変調手段は、入射する光の偏光方向を略直
交する方向に変調可能な偏光変調素子と、該偏光変調素
子の出射光のうち一方の偏光方向の光に対して光路を変
化させる光路変更光学素子とを備えたことを特徴とした
ものである。

【００１４】請求項３の発明は、請求項２の発明におい
て、前記偏光変調素子は、強誘電性液晶を基板間に狭持
してなる液晶素子であることを特徴としたものである。

【００１５】請求項４の発明は、請求項２または３の発
明において、前記光路変更光学素子は、その光軸が前記
一方の偏光方向の光の偏光軸と入射光主光軸とが作る面
内にあって、前記入射光主光軸に対して前記光路変調手
段の光軸が傾斜配置された複屈板であることを特徴とし
たものである。

【００１６】請求項５の発明は、請求項１の発明におい
て、前記光路変調手段は、特定の偏光に対して光路の変
調量が可変である可変光路変調手段であることを特徴と
したものである。

【００１７】請求項６の発明は、請求項５の発明におい
て、前記光路変調手段の光軸は、前記特定の偏光の偏光
軸と入射光主光軸とが作る面内にあって、かつ、前記光
軸の前記入射光主光軸に対する傾斜角を変化させること
によって入射光の光路を変調させることを特徴としたも
のである。

【００１８】請求項７の発明は、請求項５の発明におい
て、前記光路変調手段は、入射光主光軸に対して傾斜し
た界面を有し、該界面を形成する物質の少なくとも一方
の屈折率を変化させることにより入射光の光路を変調さ
せることを特徴としたものである。

【００１９】請求項８の発明は、請求項１ないし７のい
ずれか１の発明において、前記反射型画像表示素子の画
像表示のタイミングに同期させて前記偏光変調素子また
は前記可変光路変調手段を作用させ、光路が変調されて
いない画像光と光路が変調された画像光とを時系列に従
って所定のタイミングで交互に射出させるよう構成した
ことを特徴としたものである。

【００２０】請求項９の発明は、請求項２ないし４のい
ずれか１の発明において、前記反射型画像表示素子は、
液晶の配向変化によって、偏光変調時には１／４λ板と
して機能するとともに、前記偏光変調素子は、偏光変調
の際にλ／２板として機能し、かつ、前記反射型画像表
示素子と前記偏光変調素子による位相変化が相殺する方
向となるように構成したことを特徴としたものである。

【００２１】請求項１０の発明は、請求項１ないし９の
いずれか１の発明において、前記偏光した照明光を射出
する照明手段として偏光ビームスプリッタを備え、該偏
光ビームスプリッタと前記反射型画像表示素子との間の
光路上に前記光路変調手段を配置し、前記偏光ビームス
プリッタにより照明光と画像光とを分離するよう構成し
たことを特徴としたものである。

【００２２】請求項１１の発明は、請求項１ないし１０
のいずれか１の発明において、結像レンズを介して画像
を直接観察するように構成したことを特徴としたもので
ある。

【００２３】請求項１２の発明は、請求項１ないし１１
のいずれか１に記載の表示装置を用いて構成した画像投
射装置であって、投射レンズを介して画像をスクリーン
に投射することを特徴としたものである。

【００２４】請求項１３の発明は、請求項１ないし１１
のいずれか１の発明において、照明光の色を時間的に順
次切り替える手段を有することを特徴としたものであ
る。

【００２５】請求項１４の発明は、請求項１２の発明に
おいて、照明光の色を時間的に順次切り替える手段を有
することを特徴としたものである。

【００２６】

【発明の実施の形態】本発明の表示装置は、反射型画像
表示素子の画像表示のタイミングに同期させて偏光変調
素子または可変光路変調手段を作用させることによっ
て、光路が変調されていない画像光と光路が変調された
画像光を時系列的に射出させるものである。すなわち、
反射型画像表示装置の表示フレーム周期をサブフレーム
に分割し、それに同期させて偏光変調素子または可変光
路変調手段を動作させる。

【００２７】図１は、本発明に適用する画像高精細化の
手法について説明するための図で、図中、Ｐは画素であ
る。図１（Ａ）の表示を行う際、例えば偶数サブフレー
ムにおいて図１（Ｂ）に示すごとくの表示を画像表示素
子に行わせる。ついで偶数フレームにおいては、図１
（Ｃ）なる表示を行わせるとともに、偏光変調素子また
は可変光路変調手段を光路シフトするように作動させ、
図１（Ｂ）の表示の隙間を埋める。これを繰り返すこと
で表示素子の２倍の表示画素数を得ることができる。さ
らに直交する方向に作用する偏光変調素子または可変光
路変調手段を設けることで、４倍の画素密度をも実現す
ることができる。

【００２８】上述のようにして構成した画像表示装置に
おいて、ユーザによる画像の観察は、結像レンズを用い
て反射型画像投射装置の像を直接観察するか、画像をレ
ンズによりスクリーンに拡大投射することによって実現
することができる。以下に本発明に係わる実施例を添付
された図面を参照しながら具体的に説明する。なお、実
施例を説明するための全図において、同様の機能を有す
る部分は同じ符号を付け、その繰り返しの説明は省略す
る。

【００２９】〔構成例１〕本構成例は、偏光した照明光
を射出する照明手段と、該照明光の一方の偏光に対して
光路を変調するように機能する光路変調手段と、その光
路変調手段の出射光路中に設けられた反射型画像表示素
子と、その反射型画像表示素子からの反射光路中に設け
られた結像レンズとを備え、上記光路変調手段を画像表
示素子への入射光及び該画像表示素子からの反射光の光
路中に配置したことを特徴とする表示装置について説明
するものである。上記光路変調手段としては、入射する
光の偏光方向を略直交する方向に変調可能な偏光変調素
子と、その偏光変調素子の一方の偏光に対して光路を変
化させる光路変更光学素子とを備えることが好ましく、
また、ここで用いる偏光変調素子としては強誘電性液晶
を基板間に狭持した液晶素子を用いることが、高速の変
調を行わせる上で好ましい。このような構成において、
光路変更光学素子としてはその光軸が一方の偏光軸と入
射光主光軸の作る面内にあって、入射主光軸に対して光
路変調手段の光軸が傾斜配置された複屈折板であること
が必要である。以下に本構成例１に係わる具体的な実施
例１ないし３を示す。

【００３０】（実施例１）図２は、本発明による表示装
置の構成例を光路ともに図示した概略図で、図中、１０
１は光源、１０２，１０３はフライアイレンズからなる
インテグレータ光学系、１０４は偏光ビームスプリッ
タ、１０５は反射型の画像表示素子である液晶表示素
子、１０６は偏光変調素子、１０７は複屈折板（光路変
更光学素子）、１０８は投射レンズである。また図中、
１０９はフィールドレンズであり、フライアイレンズ１
０３を透過した光を液晶表示素子１０５上に集光するよ
うに機能する。

【００３１】偏光変調素子１０６、及び複屈折板からな
る光路変更光学素子１０７は、偏光ビームスプリッタ１
０４と液晶表示素子１０５との間に配置されている。こ
のような構成とすることにより、偏光変調素子１０６及
び光路変更光学素子１０７から構成される光路変調手段
が画像表示素子の入射（照明）及び反射の共通光路中に
配置されることになる。

【００３２】図３ないし図６は、本実施例の作用を説明
するもので、これらの図において、偏光変調素子１０６
及び液晶表示素子１０５は、ｏｎの時に入射光の偏光面
を９０度変調するものとする。なお、図３ないし図６で
は説明のために液晶表示素子１０５への入射光である照
明光と反射光である画像光の光軸をずらして示している
が、これら図中の２本の一点鎖線は本来一致しているも
のである。

【００３３】図３は、偏光変調素子１０６がｏｎで、液
晶表示素子１０５がｏｆｆの場合の作用を示す図で、図
中、矢印は光の偏光方向を表している。図３の左側に
は、図しない偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）が配さ
れ、該ＰＢＳから出射した光Ｌ１は強誘電性液晶素子で
ある偏光変調素子１０６を透過し、紙面垂直方向の偏光
に変調され、複屈折板からなる光路変更光学素子１０７
に入射する。光路変更光学素子１０７は、点線１０７ｘ
で示した方向に光軸を有した複屈折板であり、その光軸
は、偏光変調素子１０６からの出射光の一方の偏光軸
（本例では、偏光変調素子がｏｆｆの時の縦方向の偏光
方向）と入射光主光軸の作る面内にあって、入射主光軸
に対して傾斜配置されている。このような構成におい
て、偏光変調素子１０６を透過した光は光路の変調を受
けることなく液晶表示素子１０５を照明する。

【００３４】この場合、液晶表示素子１０５はｏｆｆで
あるので、光の偏光方向は変調されることなく反射し、
再度光路変更光学素子１０７に入射し、ここでも光路変
調を受けることなく偏光変調素子１０６に入射する。偏
光変調素子１０６の出射光は偏光変調素子１０６がｏｎ
であるので偏光面が９０度回転され入射偏光Ｌ１と同じ
光路、及び偏光状態で再度ＰＢＳに入射する（Ｌ２a−
ｏｆｆ）。この偏光は図２に示す光学系において、ＰＢ
Ｓ１０４の反射光となるので投射光とはならず光源１０
１に戻る。

【００３５】図４は、図３に示す構成において、液晶表
示素子１０５がｏｎである場合を示している。このと
き、液晶表示素子１０５からの反射光は、偏光変調を受
けて縦方向の偏光となる。この光は光路変更光学素子１
０７により光路シフトを受けて出射し、偏光変調素子１
０６によって偏光面が９０度変えられて射出する（Ｌ２
ａ−ｏｎ）。この偏光は図２に示す光学系において、Ｐ
ＢＳ１０４の透過光となるので投射光となって投射レン
ズ１０８を介してスクリーンに至る。この投射光の光軸
は図のように−ｄの距離だけシフトすることになる。

【００３６】図５は、図２において偏光変調素子１０６
がｏｆｆの場合を示す図である。この場合、入射光Ｌ１
は偏光面の変調は受けずに再度ＰＢＳに戻る。この偏光
は図２において、ＰＢＳ１０４の反射光となるので投射
光とはならず光源１０１に戻る。なお、光路は図５に示
すように２度変調されるが、元の光路に戻るだけであ
り、また非投射光であるので画像には関与しない。

【００３７】図６は、図５において液晶表示素子１０５
がｏｎである場合を示す図である。この場合、光路は図
のように往路で＋ｄのシフトを受け、帰路ではシフトを
受けない。図２の構成でＰＢＳ１０４に戻る光はＰＢＳ
１０４の透過光となるので投射光となってスクリーンに
至る。なおこの場合、ＰＢＳ出射光は全体で＋ｄのシフ
トを受けることになるが、実際の画像シフトは投射光と
画素の位置関係で決まり、照明光のシフトは影響しない
のでこの場合には実質的にはシフトは起こらない。投射
光のみに注目すると、図４と図６の対比から偏光変調素
子１０６のｏｎ／ｏｆｆによってｄの光路シフトが起こ
ることになる。

【００３８】上記のような構成において、図２に示すよ
うに、偏光変調素子１０６及び光路変更光学素子１０７
は、液晶表示素子１０５近傍の最も光路幅の狭い場所に
配置可能である。このことから、図２７の構成に比べて
二つの素子を小型に形成できる。また、画像として必要
な光軸のシフト量は、画素のピッチ、及び光軸変調を行
う場所での画像の拡大倍率に依存するので、図２に示す
光学系のように投射レンズ１０８に近づくほど発散する
光学系では液晶表示素子１０５に近いほど小さいシフト
量ですむことになる。

【００３９】光路変更光学素子１０７としては、光学結
晶を斜めに切り出したものを好適に用いることができ
る。光路シフト量は光軸の傾斜角、常光および異常光に
対する光学結晶の屈折率（複屈折）、及び光学結晶の厚
さに依存するので、本発明のように小さいシフト量の場
合には薄い結晶や小さい複屈折の材料を使用することが
でき、材料コストを低減することができる。さらに、光
路変更光学素子１０７と偏光変調素子１０６の面積が小
さいことからも低コスト化が可能である。また、光路変
更光学素子１０７を薄く形成した場合には、投射レンズ
１０８のバックフォーカス長を短く設定できるため、安
価な投射レンズを採用できるという利点がある。

【００４０】なお、図３ないし図６において、入射光の
偏光方向が９０度回転した構成においても同様の効果が
得られる。さらに、図２ではＰＢＳ１０４の反射光を液
晶表示素子１０５に導く構成で説明したが、透過光を液
晶表示素子１０５に導き、反射光を投射レンズ１０８に
導くよう構成することもできる。

【００４１】（実施例２）図７は、本発明による表示装
置の他の構成例を光路とともに図示した概略図で、図
中、１０５ｒ、１０５ｇ、１０５ｂは反射型の画像表示
素子である液晶表示素子、１０６ｒ、１０６ｇ、１０６
ｂは偏光変調素子、１０７ｒ、１０７ｇ、１０７ｂは複
屈折板（光路変更光学素子）、１１０はダイクロイック
プリズムである。

【００４２】図２においては、液晶表示素子１０５を１
枚で構成した例について説明したが、図７の構成のよう
に、３枚の液晶表示素子１０５ｒ、１０５ｇ、１０５ｂ
を用いて構成することもできる。ここでダイクロイック
プリズム１１０は、照明光を３色に分離するとともに、
液晶表示素子１０５ｒ、１０５ｇ、１０５ｇからの反射
光を合成するよう機能する。図７ではクロスダイクロイ
ックプリズムとして示したが、同様の機能を有するいわ
ゆるフィリップスプリズムであってもよい。液晶表示素
子１０５ｒ、１０５ｇ、１０５ｂ、偏光変調素子１０６
ｒ、１０６ｇ、１０６ｂ及び光路変更光学素子１０７
ｒ、１０７ｇ、１０７ｂは、それぞれ赤、緑、青の色光
に対して設けられるものである。この構成においては、
偏光変調素子、光路変更光学素子が液晶表示素子の数に
対応させて必要となるが、波長に応じた適切なシフト量
が設定できる上、偏光変調素子を波長にあわせて特性を
設定できるため、画像のにじみを最小限に押さえること
ができるという利点がある。

【００４３】（実施例３）図８は、偏光ビームスプリッ
タを各波長ごとに分離して設け（ＰＢＳ１０４ｒ、１０
４ｇ、１０４ｂ）、ダイクロイックプリズム１１０を合
成のみに用いた構成例を示すものである。分光はダイク
ロイックミラー１１１ａ、１１１ｂで行い、ミラー１１
２などを用いて照明光を各偏光ビームスプリッタ１０４
ｒ、１０４ｇ、１０４ｂに導く。また図８において、１
１３は光路調整のためのリレーレンズである。この構成
は、図７の構成に比べてプリズムが多くなり、光学系が
大きくなる反面、さらに高いコントラストが得られると
いう利点がある。

【００４４】ここで上記各実施例に用いる偏光変調素子
１０６（１０６ｒ、１０６ｇ、１０６ｂ）は、入射光の
偏光方向を略９０度変調できるものであれば使用するこ
とができ、電気光学結晶や液晶セルを好ましく例示する
ことができる。なかでも液晶セルは、上記のような機能
を廉価なコストで実現できるため特に好ましく用いるこ
とができる。液晶セルとしては９０度ねじれたネマティ
ック液晶によるセルや、同じくネマティック液晶の電界
による傾き角変化を利用した複屈折モードの液晶セル、
強誘電性液晶のティルト角変化を利用した強誘電性液晶
セルなどを採用することができるが、中でも高速応答性
が得られることから強誘電性液晶セルを特に好ましく用
いることができる。なお、各実施例の説明ではすべてフ
ライアイレンズを用いた均一化照明系を例にしている
が、本発明において、照明方式はこれに限られるもので
はない。

【００４５】本発明で用いる反射型の液晶表示素子１０
５としては、光の偏光方向を略９０度変調できる反射型
の表示素子であれば用いることができる。具体的には液
晶を用いたものを好ましく用いる。液晶動作方式として
は、９０度ねじれたねじれネマティック液晶による方式
や、同じくネマティック液晶の電界による傾き角変化を
利用した複屈折モード方式、強誘電性液晶や反強誘電性
液晶のティルト角変化を利用した強誘電性液晶方式、反
強誘電性液晶方式などを採用することができるが、中で
も高速応答性が得られることから強誘電性液晶方式及び
反強誘電性液晶方式を特に好ましく用いることができ
る。

【００４６】強誘電性液晶ないし反強誘電性液晶の場
合、液晶のｏｎ状態とｏｆｆ状態のうち一方の状態で１
／４波長板として機能させ、他方の状態で位相差を持た
ないよう構成することが好ましい。このような構成によ
って、一方の配向状態で往復の光路で１／２波長板とし
て機能させることができる。その際、偏光変調素子１０
６は、強誘電性液晶などのように液晶の複屈折を用いた
方式の場合、液晶のｏｎ状態とｏｆｆ状態のうち一方の
状態では１／２波長板として機能させ、他方の状態では
位相差を持たないよう構成することが好ましい。

【００４７】さらに偏光変調素子１０６と液晶表示素子
１０５は、位相差を有する配向状態において互いに位相
差を減ずるよう構成することが好ましい。このように構
成することで、可視波長域に渡って高いコントラストを
実現することができる。具体的には、両者が位相差を有
する状態での配向方向（照明光の主光軸に垂直な面に投
影した際の方向）を互いに直交するよう構成することに
よって上記機能を実現することができる。

【００４８】〔構成例２〕本構成例は、偏光した照明光
を射出する照明手段、該照明光の一方の偏光に対して光
路を変調するよう機能する光路変調手段、光路変調手段
の出射光路中に設けられた反射型画像表示素子、画像表
示素子の反射光路中に設けられた結像レンズを備え、前
記光路変調手段を画像表示素子への入射光及び該画像表
示素子からの反射光の光路中に配置したことを特徴とす
る表示装置において、上記光路変調手段が特定の偏光に
対して光路の変調量が可変である可変光路変調手段であ
ることを特徴とする表示装置について説明するものであ
る。

【００４９】ここで用いる光路変調手段としては、光軸
が一方の偏光軸と入射光主光軸の作る面内にあって、か
つ、該光軸の主光軸に対する傾斜角を変化させることに
よって入射偏光の光路を変調させる光路変調手段、また
は、主光軸に対して傾斜した界面を有し、界面を形成す
る物質の少なくとも一方の屈折率を変化させることによ
り入射偏光の光路を変調させる光路変調手段を好ましく
用いる。以下に本構成例に係わる具体的な実施例４ない
し６を説明する。

【００５０】（実施例４）図９は、本発明による表示装
置の更に他の構成例を光路とともに図示した概略図で、
単板式の投射装置を構成した例に示したものである。図
９において、１１４は光路変調手段であり、具体的に
は、光軸が一方の偏光軸と入射光主光軸の作る面内にあ
って、かつ、該光軸の主光軸に対する傾斜角を変化させ
ることによって入射偏光の光路を変調させる光路変調手
段、または、主光軸に対して傾斜した界面を有し、界面
を形成する物質の少なくとも一方の屈折率を変化させる
ことにより入射偏光の光路を変調させる光路変調手段を
好ましく例示できる。

【００５１】図１０ないし図１３は、本実施例の作用を
説明するための図で、矢印は光の偏光方向を表してい
る。これらの図において、液晶表示素子１０５はｏｎの
時に入射光の偏光面を９０度変調するものとし、光路変
調手段１１４はｏｎの時に特定の偏光方向を有する光の
光路を曲折またはシフトさせるものとする。なお、図１
０ないし図１３では、説明のために液晶表示素子１０５
への入射光である照明光と反射光である画像光の光軸を
ずらして表記しているが、各図中の２本の一点鎖線は本
来一致しているものである。

【００５２】図１０は、光路変調手段１１４がｏｆｆで
液晶表示素子１０５がｏｆｆの場合の作用を示す図であ
る。図１０の左側にある図示しない偏光ビームスプリッ
タ（ＰＢＳ）から入射した直線偏光Ｌ１は、光路変調を
受けずに光路変調手段１１４を透過し、液晶表示素子１
０５を照明する。この場合、液晶表示素子１０５はｏｆ
ｆであるので光の偏光方向は変調されることなく反射
し、再度光路変調手段１１４に入射する。光路変調手段
１１４に再度入射した光は同様に変調を受けずに出射し
て入射偏光Ｌ１と同じ光路及び偏光状態で再度ＰＢＳに
入射する（Ｌ２ａ−ｏｆｆ）。この偏光は図９に示す光
学系において、ＰＢＳ１０４の反射光となるので投射光
とはならず光源に戻る。

【００５３】図１１は、図１０において液晶表示素子１
０５がｏｎである場合を示す図である。このとき、液晶
表示素子１０５からの反射光は偏光変調を受けて縦方向
の偏光となる。しかしながら、この偏光は光路変調手段
１１４がｏｆｆであるので光路シフトを受けず光路変調
手段１１４を射出する（Ｌ２ａ−ｏｎ）。この偏光は図
９に示す光学系において、ＰＢＳ１０４の透過光となる
ので投射光となってスクリーンに至る。

【００５４】図１２は、図１０において光路変調手段１
１４がｏｎの場合を示す図である。この場合にも、入射
光Ｌ１は、図１０と同様に偏光面及び光路の変調は受け
ずに再度ＰＢＳに戻る。この偏光は図９において、ＰＢ
Ｓ１０４の反射光となるので投射光とはならず光源に戻
る。

【００５５】図１３は、図１２において液晶表示素子１
０５がｏｎの場合について説明した図である。この場
合、光路は図１３に示すように復路で−ｄのシフトを受
ける。ＰＢＳに戻る光の偏光方向はＰＢＳの透過光とな
るので投射光となってスクリーンに至る。すなわち投射
光のみに注目すると、図１１と図１３の対比から光路変
調手段１１４のｏｎ／ｏｆｆによって−ｄの光路シフト
が起こることになる。

【００５６】上記のような構成において、図９に示すよ
うに、光路変調手段１１４は液晶表示素子１０５の近傍
の最も光路幅の狭い場所に配置可能である。このことか
ら、図２７の構成に比べて二つの素子を小型に形成でき
る。また、画像として必要な光軸のシフト量は、画素の
ピッチ及び光軸変調を行う場所での画像の拡大倍率に依
存するので、図９に示すように、投射レンズ１０８に近
づくほど発散する光学系では液晶表示素子１０５に近い
ほど小さいシフト量ですむことになる。

【００５７】図１４ないし図１６は、光路変調手段１１
４として上記例示したもののうちの前者すなわち、光軸
が一方の偏光軸と入射光主光軸の作る面内にあって、か
つ、該光軸の主光軸に対する傾斜角を変化させることに
よって入射偏光の光路を変調させる光路変調手段の具体
的構成例を示したものである。図１４ないし図１６にお
いて、１１４ｍは液晶などの光学異方性を有する分子、
１１４ａ、１１４ｂは基板を表し、液晶１１４ｍは、主
光軸と変調すべき偏光の偏光面とが形成する平面内にお
いて主光軸に対して傾斜した配向構造を形成するように
したものである。さらに液晶１１４ｍの配向方向は、外
部電界などによって変調可能であり、図１４ないし図１
７にそれぞれ示すような配向構造間で構造変化を行なわ
せることができる。図１４の状態では、図示したように
縦方向の偏光に対して複屈折効果によって光路が曲折す
るのに対して、図１５及び図１６の状態では曲折は生じ
ない。また図１７では図１４に対して逆方向の曲折が生
ずることになる。一方、紙面垂直方向の偏光に対して
は、上記図１４ないし図１７のいずれの状態においても
光路の変調を起こすことはない。

【００５８】また図１０ないし図１３で示したような光
路シフトの効果を用いた高精細化を実現するには、光路
を曲折する分子の傾斜方向は、主光軸と投射光となる偏
光状態の偏光方向とが形成する面内にあることが必要で
ある。このような光路変調手段１１４としては、誘電異
方性が正または負のネマティック液晶を傾斜配向させた
液晶素子、誘電異方性が負のネマティック液晶を垂直配
向させた液晶素子、誘電異方性が正のネマティック液晶
を水平配向させた液晶素子及び垂直配向させた強誘電性
液晶素子などを好ましく例示することができる。

【００５９】上記のような光路変調手段１１４の構成に
おいて、光路のシフト量は液晶分子の傾斜角、液晶の常
光および異常光に対する光路変調手段の屈折率（複屈
折）、及び光路変調手段の厚さに依存するので、本発明
のように小さいシフト量の場合には薄い液晶層厚で実現
することができ、液晶の応答速度を改善することができ
る。さらに、光路変調手段の面積が小さいことから、低
コスト化が可能である。

【００６０】さらに、図２で説明した光学系と同様に、
図９においてＰＢＳ１０４の透過光を液晶表示素子に導
き、反射光を投射レンズ１０８に導くよう構成すること
もできる。同様に、図７や図８の光学系と同様に３板式
として構成することも可能であり、この場合の効果も図
２の光学系の場合と同様である。

【００６１】（実施例５）図１８及び図１９は、光路変
調手段の別の好ましい構成を示した図で、主光軸に対し
て傾斜した界面を有し、界面を形成する物質の少なくと
も一方の屈折率を変化させることにより入射偏光の光路
を変調させるものである。本実施例に示す光路変調手段
は、基板１１５ａ、１１５ｂの間に液晶などからなる外
場によって光学特性が変化する材料（本実施例では液晶
１１６）が挟持されている。基板１１５ａ、１１５ｂと
液晶１１６の界面は、図示するように主光軸に対して傾
斜するように構成されている。

【００６２】液晶１１６は、電界等の印加によって例え
ば図１８と図１９のような状態との間で可逆的に変化を
起こす。基板１１５ａ、１１５ｂに挟持された材料が本
例のように液晶である場合、液晶の常光に対する屈折率
をｎｏ、異常光に対する屈折率をｎｅとしたとき、液晶
層に入射した光の曲折は基板の屈折率ｎｓと液晶層の実
効的な屈折率で決定される。垂直方向の偏光に対して
は、図１８においては、ほぼｎｅが実効的に働き、図１
９ではｎｏが実効的となる。

【００６３】一般にｎｅ＞ｎｏであるので、電界によっ
て図１８と図１９の間で配向を変化させることで、光路
の曲折の程度を制御可能である。図では簡略化のために
ｎｏ＝ｎｓとして記載した。一方、紙面垂直方向の偏光
に対してはいずれの配向の場合も実効的にｎｏが作用す
るので光路は曲折されずに素子を透過する。

【００６４】図２０及び図２１は、図１８及び図１９に
示す光路変調手段を変形した別の好ましい構成例を示す
図であり、鋸歯状構造１１７を基板１１５ａの内面に形
成することによって傾斜した界面を構成した例を示すも
のである。図２２は、図２０に対応する別の構成例であ
り両側の基板１１５ａ、１１５ｂに鋸歯状構造１１７を
形成した例を示すものである。図２３は、図２０の構成
をさらに改良したものであり、傾斜界面（図示する例で
は鋸歯状構造１１７）を有する素子を二つ組み合わせた
ものである。本構成では、２つの素子の間隔を調整する
ことによって任意の光路シフト量を得ることができると
いう特徴を有する。

【００６５】本実施例に用いる液晶１１６を封入した素
子としては、誘電異方性が負のネマティック液晶を垂直
配向させた液晶素子、誘電異方性が正のネマティック液
晶を水平配向させた液晶素子及び水平配向させた強誘電
性液晶素子などを好ましく例示することができる。強誘
電性液晶の場合、電界による配向状態の変化は図２０と
図２４に示す状態間の変化となり、同様にして光軸シフ
トの変調が可能となる。とくに強誘電性液晶を用いた場
合には、高速の光路変調が可能となり特に好ましい。こ
こで説明した構成例２（実施例４及び実施例５）では、
構成例１（実施例１ないし３）に比べて光路変調をさせ
るための構造が簡略化できるという特徴がある。

【００６６】（実施例６）図２５は、本発明による画像
表示装置の好ましい構成例を示す図で、図２に示した構
成を用いた画像表示装置を示すものである。図２５に示
す画像表示装置は、照明光の色選択手段１１８が新たに
付加されている。色選択手段１１８としては、たとえば
図２６に示すような複数色のカラーフィルタ１１８ｒ，
１１８ｇ，１１８ｂからなる回転フィルターを例示する
ことができる。このカラーフィルタによる色選択手段１
１８は、回転することにより順次異なる色光で反射型画
像表示装置を照明する。このように構成することによ
り、単板においてもフルカラー表示を実現することがで
きる。

【００６７】上記構成に用いることができる他の色選択
手段１１８としては、カラーリンク社からカラースイッ
チという商品名で商品化されているもので、液晶および
位相差板を用いた色選択手段を好ましく用いることがで
きる。なお、図２５において、１１９はコンデンサーレ
ンズ、１２０はコリメートレンズを表す。このような単
板方式のカラー表示装置は、上記の例のように白色光源
に色選択手段を組み合わせて実現することもできるが、
光源自体の発光波長自体を制御することによっても実現
することができる。具体的には、発光ダイオードやレー
ザなど高速変調可能な光源を照明光として用いればよ
い。この際、必要に応じてダイクロイックプリズムなど
の光束合成手段などを用いる。

【００６８】上述のようにして構成した画像表示装置
は、単純な光学系で多色表示を行わせることができるた
め特に好ましい構成である。なお、図２５では図２の構
成をもとに説明したが、図９の構成を用いることによっ
ても同様にして好適な構成を実現することができる。

【００６９】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明に
よれば、偏光した照明光を射出する照明手段と、該照明
光の一方の偏光に対して光路を変調するよう機能する光
路変調手段と、該光路変調手段からの出射光路中に設け
られた反射型画像表示素子と、該反射型画像表示素子に
よる反射光路中に設けられた結像レンズとを備え、前記
光路変調手段は、前記反射型画像表示素子への入射光お
よび該反射型画像表示素子による反射光の光路中に配置
されていることを特徴とする表示装置とすることによ
り、反射型の画像表示素子を用いた画像拡大表示装置に
おいて、表示素子の画素数以上の高精細表示を簡略な構
成で実現できる。また光路変調手段を表示素子近傍に配
置することができるので、光路変調手段自体の小型化、
薄型化が可能となり、装置全体の小型化、低コスト化を
達成することができる。また高精細な反射型表示素子を
使用するため、きわめて高精細な画像が得られ、文字や
画像を表示した際、印刷物のような自然な表示を得るこ
とができる。

【００７０】請求項２の発明によれば、請求項１の発明
において、前記光路変調手段は、入射する光の偏光方向
を略直交する方向に変調可能な偏光変調素子と、該偏光
変調素子の出射光のうち一方の偏光方向の光に対して光
路を変化させる光路変更光学素子とを備えたことを特徴
とする表示装置とすることにより、請求項１の発明の光
路変調手段の好ましい構成を提供することができ、これ
により効率的な光路シフト手段を提供できる。

【００７１】請求項３の発明によれば、請求項２の発明
において、前記偏光変調素子は、強誘電性液晶を基板間
に狭持してなる液晶素子であることを特徴とする表示装
置とすることにより、光路変調を高速で行わせることが
できるので、フレーム周波数を高くでき、フリッカーの
ない高画質の表示を行わせることができる。

【００７２】請求項４の発明によれば、請求項２または
３の発明において、前記光路変更光学素子は、その光軸
が前記一方の偏光方向の光の偏光軸と入射光主光軸とが
作る面内にあって、前記入射光主光軸に対して前記光路
変調手段の光軸が傾斜配置された複屈板であることを特
徴とする表示装置とすることにより、請求項２の発明の
光路偏光素子の好ましい具体的構成を提供でき、これに
より、効率的な光路シフト方法を提供できる。

【００７３】請求項５の発明によれば、請求項１の発明
において、前記光路変調手段は、特定の偏光に対して光
路の変調量が可変である可変光路変調手段であることを
特徴とする表示装置とすることにより、請求項１の発明
の光路変調手段の別の好ましい構成を提供でき、これに
より部品点数をより低減することができる。

【００７４】請求項６の発明によれば、請求項５の発明
において、前記光路変調手段の光軸は、前記特定の偏光
の偏光軸と入射光主光軸とが作る面内にあって、かつ、
前記光軸の前記入射光主光軸に対する傾斜角を変化させ
ることによって入射光の光路を変調させることを特徴と
する表示装置とすることにより、可変光路変調手段の好
ましい具体的構成を提供することができ、これにより効
率的な光路シフト方法を提供できる。

【００７５】請求項７の発明によれば、請求項５の発明
において、前記光路変調手段は、入射光主光軸に対して
傾斜した界面を有し、該界面を形成する物質の少なくと
も一方の屈折率を変化させることにより入射光の光路を
変調させることを特徴とする表示装置とすることによ
り、請求項５の発明の可変光路変調手段の好ましい具体
的構成を提供することができ、これにより効率的な光路
シフト方法を提供できる。

【００７６】請求項８の発明によれば、請求項１ないし
７のいずれか１の発明において、前記反射型画像表示素
子の画像表示のタイミングに同期させて前記偏光変調素
子または前記可変光路変調手段を作用させ、光路が変調
されていない画像光と光路が変調された画像光とを時系
列に従って所定のタイミングで交互に射出させるよう構
成したことを特徴とする表示装置とすることにより、画
素増大の効率的な画像制御手段を提供することができ
る。

【００７７】請求項９の発明によれば、請求項２ないし
４のいずれか１の発明において、前記反射型画像表示素
子は、液晶の配向変化によって、偏光変調時には１／４
λ板として機能するとともに、前記偏光変調素子は、偏
光変調の際にλ／２板として機能し、かつ、前記反射型
画像表示素子と前記偏光変調素子による位相変化が相殺
する方向となるように構成したことを特徴とする表示装
置とすることにより、請求項２の発明の好ましい光学系
構成を提供し、さらに高いコントラストを実現すること
ができる。

【００７８】請求項１０の発明によれば、請求項１ない
し９のいずれか１の発明において、前記偏光した照明光
を射出する照明手段として偏光ビームスプリッタを備
え、該偏光ビームスプリッタと前記反射型画像表示素子
との間の光路上に前記光路変調手段を配置し、前記偏光
ビームスプリッタにより照明光と画像光とを分離するよ
う構成したことを特徴とする表示装置とすることによ
り、光学系構成のより具体的な好ましい構成例を提供
し、これにより小型で光コントラスト表示可能な表示装
置を提供することができる。

【００７９】請求項１１の発明によれば、請求項１ない
し１０のいずれか１の発明において、結像レンズを介し
て画像を直接観察するように構成したことを特徴とする
表示装置とすることにより、具体的な表示装置の構成を
提供することができる。

【００８０】請求項１２の発明によれば、請求項１ない
し１１のいずれか１の発明において、投射レンズを介し
て画像をスクリーンに投射することを特徴とする画像投
射装置とすることにより、表示装置を用いた画像投射装
置の構成を提供できる。

【００８１】請求項１３の発明によれば、請求項１ない
し１２のいずれか１の発明において、照明光の色を時間
的に順次切り替える手段を有することを特徴とする表示
装置とすることにより、１組の表示素子および光路変調
手段でカラー表示を行わせることができるため、小型の
カラー表示装置を提供することができる。

【００８２】請求項１４の発明によれば、請求項１ない
し１２のいずれか１の発明において、照明光の色を時間
的に順次切り替える手段を有することを特徴とする画像
投射装置とすることにより、１組の表示素子および光路
変調手段でカラー表示を行わせることができるため、小
型のカラー画像投射装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に適用する画像高精細化の手法につい
て説明するための図である。

【図２】 本発明による表示装置の構成例を光路ととも
に図示した概略図である。

【図３】 本発明の第１の実施例の作用を説明するため
の図である。

【図４】 本発明の第１の実施例の作用を説明するため
の他の図である。

【図５】 本発明の第１の実施例の作用を説明するため
の更に他の図である。

【図６】 本発明の第１の実施例の作用を説明するため
の更に他の図である。

【図７】 本発明による表示装置の他の構成例を光路と
ともに図示した概略図である。

【図８】 偏光ビームスプリッタを各波長ごとに分離し
て設け、ダイクロイックプリズムを合成のみに用いた構
成例を示す図である。

【図９】 本発明による表示装置の更に他の構成例を光
路とともに図示した概略図で、単板式の投射装置を構成
した例に示した図である。

【図１０】 本発明の第４の実施例の作用を説明するた
めの図である。

【図１１】 本発明の第４の実施例の作用を説明するた
めの他の図である。

【図１２】 本発明の第４の実施例の作用を説明するた
めの更に他の図である。

【図１３】 本発明の第４の実施例の作用を説明するた
めの更に他の図である。

【図１４】 光路変調手段の構成例とその作用を示す図
である。

【図１５】 光路変調手段の構成例とその作用を示す他
の図である。

【図１６】 光路変調手段の構成例とその作用を示す更
に他の図である。

【図１７】 光路変調手段の構成例とその作用を示す更
に他の図である。

【図１８】 光路変調手段の別の好ましい構成及び作用
を示した図である。

【図１９】 光路変調手段の別の好ましい構成及び作用
を示した他の図である。

【図２０】 図１８及び図１９に示す光路変調手段を変
形した他の好ましい構成例を示す図である。

【図２１】 図１８及び図１９に示す光路変調手段を変
形した更に他の好ましい構成例を示す図である。

【図２２】 図２０に対応する別の構成例であり、両側
の基板に鋸歯状構造を形成した例を示す図である。

【図２３】 図２０の構成をさらに改良したものであ
り、傾斜界面を有する素子を二つ組み合わせたことを示
す図である。

【図２４】 図２０の強誘電性液晶の他の配向状態を示
す図である。

【図２５】 本発明による画像表示装置の好ましい構成
例を示す図で、図２に示した構成を用いた画像表示装置
を示す図である。

【図２６】 色選択手段の一例である回転フィルタを示
す図である。

【図２７】 従来の構成を反射型に適用した構成例を光
路とともに示す概略図である。

【符号の説明】

１０１…光源、１０２，１０３…インテグレータ光学
系、１０４，１０４ｒ，１０４ｇ，１０４ｂ…偏光ビー
ムスプリッタ（ＰＢＳ）、１０５，１０５ｒ，１０５
ｇ，１０５ｂ…液晶表示素子、１０６，１０６ｒ，１０
６ｇ，１０６ｂ…偏光変調素子、１０７，１０７ｒ，１
０７ｇ，１０７ｂ…複屈折板（光路変更光学素子）、１
０８…投射レンズ、１０９…フィールドレンズ、１１０
…ダイクロイックプリズム、１１１ａ、１１１ｂ…ダイ
クロイックミラー、１１２…ミラー、１１３…リレーレ
ンズ、１１４…光路変調手段、１１４ａ，１１４ｂ，１
１５ａ，１１５ｂ…基板、１１４ｍ…液晶、１１６…液
晶、１１７…鋸歯状構造、１１８…色選択手段、１１９
…コンデンサーレンズ、１２０…コリメートレンズ、２
０１…光源、２０２，２０３…インテグレータ光学系、
２０４…偏光ビームスプリッタ、２０５…反射型の液晶
表示素子、２０６…偏光変調素子、２０７…複屈折板、
２０８…投射レンズ、２０９…フィールドレンズ、Ｐ…
画素。

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０２Ｆ 1/13363 Ｇ０２Ｆ 1/13363 Ｇ０３Ｂ 21/00 Ｇ０３Ｂ 21/00 Ｅ 21/14 21/14 Ｚ Ｈ０４Ｎ 5/74 Ｈ０４Ｎ 5/74 Ｋ (72)発明者 加藤 幾雄 東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株式 会社リコー内 (72)発明者 逢坂 敬信 東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株式 会社リコー内 (72)発明者 鴇田 才明 東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株式 会社リコー内 (72)発明者 杉本 浩之 東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株式 会社リコー内 (72)発明者 宮垣 一也 東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株式 会社リコー内 Ｆターム(参考） 2H088 EA10 EA13 EA14 EA15 EA16 EA47 GA02 GA04 HA12 HA13 HA15 HA20 HA24 HA28 JA05 JA09 JA19 JA20 KA07 MA03 2H091 FA02X FA05X FA10X FA11X FA14Z FA26X FA41X FA50X FD06 FD26 HA07 HA09 HA12 KA02 LA11 LA30 MA02 MA07 2H099 AA12 BA09 CA02 CA07 DA09 5C058 BA25 EA01 EA02 EA11 EA12 EA42

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 偏光した照明光を射出する照明手段と、
   該照明光の一方の偏光に対して光路を変調するよう機能
   する光路変調手段と、該光路変調手段からの出射光路中
   に設けられた反射型画像表示素子と、該反射型画像表示
   素子による反射光路中に設けられた結像レンズとを備
   え、前記光路変調手段は、前記反射型画像表示素子への
   入射光および該反射型画像表示素子による反射光の光路
   中に配置されていることを特徴とする表示装置。
2. 【請求項２】 前記光路変調手段は、入射する光の偏光
   方向を略直交する方向に変調可能な偏光変調素子と、該
   偏光変調素子の出射光のうち一方の偏光方向の光に対し
   て光路を変化させる光路変更光学素子とを備えたことを
   特徴とする請求項１に記載の表示装置。
3. 【請求項３】 前記偏光変調素子は、強誘電性液晶を基
   板間に狭持してなる液晶素子であることを特徴とする請
   求項２に記載の表示装置。
4. 【請求項４】 前記光路変更光学素子は、その光軸が前
   記一方の偏光方向の光の偏光軸と入射光主光軸とが作る
   面内にあって、前記入射光主光軸に対して前記光路変調
   手段の光軸が傾斜配置された複屈板であることを特徴と
   する請求項２または３に記載の表示装置。
5. 【請求項５】 前記光路変調手段は、特定の偏光に対し
   て光路の変調量が可変である可変光路変調手段であるこ
   とを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
6. 【請求項６】 前記光路変調手段の光軸は、前記特定の
   偏光の偏光軸と入射光主光軸とが作る面内にあって、か
   つ、前記光軸の前記入射光主光軸に対する傾斜角を変化
   させることによって入射光の光路を変調させることを特
   徴とする請求項５に記載の表示装置。
7. 【請求項７】 前記光路変調手段は、入射光主光軸に対
   して傾斜した界面を有し、該界面を形成する物質の少な
   くとも一方の屈折率を変化させることにより入射光の光
   路を変調させることを特徴とする請求項５に記載の表示
   装置。
8. 【請求項８】 前記反射型画像表示素子の画像表示のタ
   イミングに同期させて前記偏光変調素子または前記可変
   光路変調手段を作用させ、光路が変調されていない画像
   光と光路が変調された画像光とを時系列に従って所定の
   タイミングで交互に射出させるよう構成したことを特徴
   とする請求項１ないし７のいずれか１に記載の表示装
   置。
9. 【請求項９】 前記反射型画像表示素子は、液晶の配向
   変化によって、偏光変調時には１／４λ板として機能す
   るとともに、前記偏光変調素子は、偏光変調の際にλ／
   ２板として機能し、かつ、前記反射型画像表示素子と前
   記偏光変調素子による位相変化が相殺する方向となるよ
   うに構成したことを特徴とする請求項２ないし４のいず
   れか１に記載の表示装置。
10. 【請求項１０】 前記偏光した照明光を射出する照明手
    段として偏光ビームスプリッタを備え、該偏光ビームス
    プリッタと前記反射型画像表示素子との間の光路上に前
    記光路変調手段を配置し、前記偏光ビームスプリッタに
    より照明光と画像光とを分離するよう構成したことを特
    徴とする請求項１ないし９のいずれか１に記載の表示装
    置。
11. 【請求項１１】 結像レンズを介して画像を直接観察す
    るように構成したことを特徴とする請求項１ないし１０
    のいずれか１に記載の表示装置。
12. 【請求項１２】 請求項１ないし１１のいずれか１に記
    載の表示装置を用いて構成した画像投射装置であって、
    投射レンズを介して画像をスクリーンに投射することを
    特徴とする画像投射装置。
13. 【請求項１３】 照明光の色を時間的に順次切り替える
    手段を有することを特徴とする請求項１ないし１１のい
    ずれか１に記載の表示装置。
14. 【請求項１４】 照明光の色を時間的に順次切り替える
    手段を有することを特徴とする請求項１２に記載の画像
    投射装置。