JP2002372701A - Picture display device - Google Patents

Picture display device

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JP2002372701A
JP2002372701A JP2001179113A JP2001179113A JP2002372701A JP 2002372701 A JP2002372701 A JP 2002372701A JP 2001179113 A JP2001179113 A JP 2001179113A JP 2001179113 A JP2001179113 A JP 2001179113A JP 2002372701 A JP2002372701 A JP 2002372701A
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JP
Japan
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liquid crystal
image
optical path
voltage
image display
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP2001179113A
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Japanese (ja)
Inventor
Toshiaki Tokita
才明 鴇田
Hiroyuki Sugimoto
浩之 杉本
Yoshirou Futamura
恵朗 二村
Yumi Matsuki
ゆみ 松木
Masanori Kobayashi
正典 小林
Yasuyuki Takiguchi
康之 滝口
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Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
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Publication date
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  • Liquid Crystal (AREA)
  • Liquid Crystal Display Device Control (AREA)
  • Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)
  • Projection Apparatus (AREA)
  • Transforming Electric Information Into Light Information (AREA)
  • Control Of Indicators Other Than Cathode Ray Tubes (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a picture display device in which the utilization efficiency of the light of illumination rays is enhanced by enhancing a switching speed for deflecting optical paths and reducing turbulence of a picture. SOLUTION: In this picture display device, electrode arrays are formed at least on the substrate of one side of two sheets of transparent substrates in correspondence with the pitch of pixels and a liquid crystal layer of which the refractive index profile can be controlled by applying a voltage between the two sheets of substrates is provided and the display device displays a picture while doubling the apparent number of pixels by displaying a picture pattern whose display position is shifted in accordance with deflection states of optical paths for every sub-field while deflecting optical paths of exit rays of light from respective pixels by changing the voltage application state to the electrode arrays in synchronization with a display driving signal while setting the voltage to have a waveform which is different at the time of changing over sub-fields and in displaying sub-fields.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、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用素
子をレンズで拡大して画像を観察する画像表示装置に関
し、特に、光軸をより高速に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し、プロジ
ェクションディスプレイや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して好適である。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image display device for observing an image by enlarging a small image display element having a plurality of pixels whose light can be controlled in accordance with image information with a lens, and more particularly to an image display device having an optical axis. A pixel shift type image display device in which the number of actual pixels is increased by shifting at a higher speed is suitable for application to an electronic display device such as a projection display or a head mounted display.

【0002】[0002]

【従来の技術】画像表示素子の画像数を見かけ上増倍し
て高解像表示する技術としては、特開平6−32432
0号公報の「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」がある。こ
の技術は、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
ものである。このために、縦方向および横方向に配列さ
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
変更する光学部材を配している。また、フィールドごと
に、光路の変更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ようにしてい
る。このように画像表示装置を構成することで、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、この光路の変更が行われ
る。
2. Description of the Related Art Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-32432 discloses a technique for apparently multiplying the number of images on an image display element to display a high resolution image.
No. 0, "Image display device, resolution improvement method of image display device, imaging method, recording device and reproducing device". This technique apparently improves the resolution of a display image without increasing the number of pixels of an image display device such as an LCD. For this purpose, an optical path is provided between an image display device and an observer or a screen on which an image is displayed by each of a plurality of pixels arranged in a vertical direction and a horizontal direction emitting light according to a display pixel pattern. An optical member that changes for each field is provided. In addition, a display pixel pattern in a state where the display position is shifted according to the change of the optical path is displayed on the image display device for each field. By configuring the image display device in this way, portions having different refractive indices are alternately provided for each field of image information.
This change in the light path is made by appearing in the light path between the image display device and the observer or screen.

【0003】また、特開平10−20242号公報の
「投射型表示装置」では、画像表示素子とマイクロレン
ズアレイを組み合わせ、マイクロレンズアレイを振動さ
せることで、画素シフトを行うようにしているが、円形
穴形パターンを持つ液晶マイクロレンズアレイを利用
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場合には、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。そこで、レンズの配列面方向での集光位置を制
御する技術の特開平11−109304号公報の「光結
合器」では、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
効率を可変とし、分割電極により焦点位置の制御も可能
としている。しかし、この光結合器では、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
ればならず、半導体レーザアレイと複数の光ファイバ結
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。
In the "projection display device" disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. Hei 10-20242, a pixel shift is performed by combining an image display element and a microlens array and vibrating the microlens array. When using a liquid crystal microlens array with a circular hole pattern and selectively applying a voltage in synchronization with a field signal to change the lens formation position, change the focal length in the optical axis direction. Is relatively easy, but it is not possible to change the condensing position in the arrangement direction of the lens array. Therefore, in the "optical coupler" disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-109304, which is a technique for controlling the condensing position in the direction of the lens array plane, a liquid crystal microlens in which circular hole-shaped pattern electrodes are arranged in an array is used. In addition, a lens with a variable focal length is used, the light coupling efficiency of the optical interconnection element is made variable, and the focal position can be controlled by the divided electrodes. However, in this optical coupler, when a liquid crystal lens having divided electrodes is formed in an array, the electrode wiring becomes complicated, so that the interval of lens formation must be set relatively wide. It is suitable when the installation interval is relatively wide such as optical fiber coupling, but when the interval is relatively narrow like the pixel pitch of the image display device, the aperture ratio of the lens forming portion becomes small. Would.

【0004】また、米国特許6082862号公報の
「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」では、液晶材料
からな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て
いる。
Also, in US Pat. No. 6,082,862, "a projection system using a holographic optical element capable of electrical switching", the angle of an optical path is changed at high speed by a holographic optical element made of a liquid crystal material, and a display image is displayed. Is shifted at high speed.

【0005】また、光路を偏向する技術としては、特開
平10−133135号公報の「光ビーム偏向装置」が
ある。この技術では、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と光ビーム出
射面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、回転機械要素を不要とし、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供し
ている。
As a technique for deflecting the optical path, there is a "light beam deflecting device" disclosed in JP-A-10-133135. According to this technique, a translucent piezoelectric element disposed on a traveling path of a light beam, a transparent electrode provided on a surface of the piezoelectric element, and a light-beam incident surface and a light-beam exit surface of the piezoelectric element. Voltage applying means for applying a voltage to the piezoelectric element via an electrode to change the optical path length of the light beam and deflect the optical axis of the light beam, eliminating the need for a rotating mechanical element, miniaturizing the whole, and achieving high precision.・ Provides a light beam deflecting device that can achieve high resolution and is not easily affected by external vibration.

【0006】また、液晶を用いた光偏向技術としては、
“LIGHT SCANNER EMPLOYING A NEMATIC LIQUID CRYSTA
L”(IBM Technical Disclosure Bulletin, Vol.15, N
o.8 (1973))によるネマティ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ものや、“LARGE-ANGLE
BEAM DEFLCTOR USING LIQUID CRYSTAL”(ELECTRONICSL
ETTERS, Vol.11, No.16 (1975))のネマティック液晶に
不均一電界を与えて直線偏光の光路を曲げる技術がある
が、いずれの技術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るものでは
ない。
[0006] Further, as a light deflection technique using a liquid crystal,
“LIGHT SCANNER EMPLOYING A NEMATIC LIQUID CRYSTA
L ”(IBM Technical Disclosure Bulletin, Vol. 15, N
o.8 (1973)), changing the orientation angle of nematic liquid crystal to bend the optical path of linearly polarized light, and “LARGE-ANGLE”
BEAM DEFLCTOR USING LIQUID CRYSTAL ”(ELECTRONICSL
ETTERS, Vol.11, No.16 (1975)), there is a technology to bend the optical path of linearly polarized light by applying a non-uniform electric field to the nematic liquid crystal. However, all of these technologies are single beam deflectors. It is not applicable to the pixel shift of a two-dimensional image.

【0007】また、液晶マイクロレンズに関する技術と
して、「液晶マイクロレンズ」(Oplus E, Vol.20, No.
10 (1998))では、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。この技術では、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はいない。特許第0301674
4号公報の「液晶マイクロレンズ」では、ネマティック
液晶中で光重合によるポリマーを形成しており、メモリ
性があり、レンズ特性が可変にできるものである。
[0007] As a technique related to a liquid crystal microlens, "Liquid crystal microlens" (Oplus E, Vol. 20, No.
10 (1998)), the focus can be moved in directions other than the optical axis direction by making the electric field distribution asymmetric using a liquid crystal microlens having an electrode division structure. This technique is suitable for controlling the deflection direction of a single beam two-dimensionally. However, in the case of arraying, the electrode wiring becomes complicated, so that an array of beams such as an image display element is used. It is not suitable for application to deflection devices. Patent No. 0316774
In the “Liquid Crystal Microlens” of JP-A No. 4 (1994), a polymer is formed by photopolymerization in a nematic liquid crystal, which has a memory property and can change lens characteristics.

【0008】[0008]

【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用素子をレンズ
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、DM
D(米国テキサスインストルメント社の商品名)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
用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、上述したCR
T、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。
As an image display device for observing an image obtained by enlarging an image display element having a plurality of pixels whose light can be controlled in accordance with image information with a lens, a front projector, a rear projector, and a head mounted device Widely used for product names such as displays. This image display element includes a CRT, a liquid crystal panel, a DM
D (trade name of Texas Instrument Co., USA) is used as a product, and inorganic EL, inorganic LED,
Organic LEDs are also being studied. Also, instead of observing an image obtained by enlarging a small image display element with a lens,
As the image display device for observation at the same magnification, the above-mentioned CR is used.
In addition to T, liquid crystal panel, inorganic EL, inorganic LED, organic LED, plasma display, fluorescent display tube, etc. are used as commodities, and FED (field emission display), PALC (plasma addressing display), etc. have been studied. I have. These are broadly classified into two types, a self-luminous type and a spatial light modulator type, each of which has a plurality of pixels capable of controlling light.

【0009】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、また開口率が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。
A problem common to these image display devices is to increase the resolution, that is, to increase the number of pixels, and to provide an HDTV having about 1000 scanning lines for broadcast display.
Scan line 2000 for high resolution display of a workstation computer is already commercialized.
About this developed product has been announced by using a liquid crystal panel technology (2048 QSXGA by IBM Japan at the '98 Flat Panel Display Exhibition, 2400 QUXGA by Toshiba at the '99 Electronic Display Exhibition, etc.). However, increasing the number of pixels lowers the yield of the liquid crystal panel, and also increases the cost, lowers the brightness and contrast due to the decrease in the aperture ratio,
And power consumption was increasing.

【0010】これらの問題に対して、特開平4−113
308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用素子を
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
像表示装置が開示されている。また、特開平7−360
54号公報には、単一の画像表示用素子を用いて4倍以
上の画素数を有する表示装置が開示されている。これら
は、画像表示用素子から出射した光路を時分割で高速に
変更させ、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
には光路を変更する手段として、電気光学素子と複屈折
材料の組み合わせ機構、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。このうち、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が、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してしま
う。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ってくる。また、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っ
てくる。
To solve these problems, Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-113
Japanese Patent Application Publication No. 308, Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-289004, Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-324320, and the like disclose an image display apparatus that performs interlaced display having twice the number of pixels using a single image display element. ing. Also, Japanese Patent Laid-Open No. 7-360
No. 54 discloses a display device having four or more times the number of pixels using a single image display element. These are so-called pixel shift methods in which the optical path emitted from the image display element is changed at high speed in a time-division manner to increase the apparent number of pixels. JP-A-6-324320 describes a mechanism for changing an optical path, such as a mechanism for combining an electro-optical element and a birefringent material, a lens shift mechanism, a variangle prism, a rotating mirror, and a rotating glass. JP-A-104278 describes means for moving a wedge prism. Among these, the combination of a member exhibiting an electro-optic effect and a birefringent crystal is a technique known as a deflection means conventionally used as a light distribution and optical switch in the field of optical communication, but has a relatively large birefringence. Crystals are required, which increases the equipment cost. Also, as a lens shift mechanism, that is, as a driving system for reciprocating motion, a voice coil, a piezoelectric element, a bimorph, a step motor, a solenoid coil, etc. are described, but when reciprocating at about several tens to several hundreds Hz, The generation of vibration and sound becomes a problem. Also, the vari-angle prism has a problem of vibration and noise because the substrate reciprocates.

【0011】特開平5−313116号公報では、画像
表示用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ってくる。
Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 5-313116 describes a pixel shift method in which an image display element itself is swung at a high speed by a distance smaller than a pixel pitch. In this method, the optical system is fixed and various aberrations are less generated, but since the image display element itself needs to be translated accurately and at high speed, accuracy and durability of the movable part are required.
Vibration and sound become problems.

【0012】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
置コストがアップしてしまう。
Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-133135 proposes a system in which a light-transmitting piezoelectric element is sandwiched between transparent electrodes, and the optical path is shifted by changing the thickness by applying a voltage. A large transparent piezoelectric element is required, which increases the cost of the device.

【0013】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
や傾斜角度を切替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、切替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り、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。
JP-A-6-208345 and JP-A-6-208345
JP-A-324320 describes a method of changing the shift amount of the optical path by switching the thickness and inclination angle of a transparent plate-like refraction plate. As a switching method, the thickness of the refraction plate of one circular rotating body is described. A configuration in which the sheath angle is partially different is illustrated. However, a single circular rotator shifts the optical path only in the one-dimensional direction, and has a problem that the entire optical system becomes large because of the relatively large circular rotator.

【0014】一方、本出願人の出願した特願2000−
352090号の「画像表示装置」では、光路偏向手段
としてポリマー分散液晶によるブラッグ回折素子を用い
ており、微小な液晶滴構造に基づく高速応答性が特徴で
ある。しかし、偏向角の波長依存性が大きいことや、光
利用効率向上には画素縮小素子が別途必要という課題が
ある。
[0014] On the other hand, Japanese Patent Application No. 2000-
No. 3,520,090, “image display device” uses a Bragg diffraction element made of polymer dispersed liquid crystal as an optical path deflecting means, and is characterized by high-speed response based on a fine liquid crystal droplet structure. However, there are problems that the wavelength dependence of the deflection angle is large and that a pixel reduction element is separately required to improve the light use efficiency.

【0015】また、本出願人が出願した特願2001−
12397号の「画像表示装置」では、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
を得ることができる画像表示装置を提案している。この
画像表示装置では、レンズ状の屈折率分布を形成し焦点
位置の電気的な制御が可能な液晶マイクロレンズを用
い、電圧印加する位置を切替えることで画素からの光路
を集光し、かつ、集光位置をシフトさせることができ
る。即ち、効率的な画素シフト機能と画素縮小機能を一
つの素子で両立させることができ、開口率は高いが画素
ピッチが大きな画像表示素子を用いても、光利用効率を
低下させずに画素増倍による高解像度化ができるもので
ある。ここで、「画素シフト」は、図22に示す通り、
観察者には見かけ上の画素が倍増して観察されるよう
に、ライトバルブの画素からの光(投影光)に対してそ
の光路を時間的にシフトする技術であり、「画素縮小」
は、ライトバルブの各画素からの光を、画素の配列ピッ
チに対して所望の比率に縮小する技術である。このライ
トバルブに配列される画素は、通常間隔を狭く、すなわ
ち開口を広くとり照明光の光利用効率を上げている。こ
の状態でライトバルブから投影される光を単純に光路シ
フトさせた場合、隣り合う画素が重なって見づらいもの
になってしまう場合がある(図23)。そこでライトバ
ルブの各画素からの光を所望の大きさに縮小(画素縮
小)してから画素シフトさせることが望ましい。例えば
画素シフトにより2倍の画素倍増を行う場合は、その比
率を略1/2にすることが好適である。しかし、この画
像表示装置においては、画素ピッチに対応する電極アレ
イへの電圧印加状態は、図4に示す通り、所定電圧(実
施例では3V)を印加するモードと電圧を印加しないモ
ードのいわゆるOn/Off 2値であり高速化に対応
することができないため、より高速スイッチングが必要
な用途には二周波駆動法等を採用することが望ましいと
しているが、二周波駆動法は高周波電圧印加時の発熱等
の問題がある。
[0015] Further, Japanese Patent Application No. 2001-210, filed by the present applicant.
In the "image display device" of No. 12397, the optical path is shifted by an electro-optical effect with a relatively simple electrode configuration without providing a mechanical vibration mechanism, and apparently without lowering the light use efficiency. Has proposed an image display device capable of obtaining a high-definition image by multiplying pixels of the above. In this image display device, a liquid crystal microlens that forms a lens-shaped refractive index distribution and can electrically control a focal position is used, and by switching a voltage application position, a light path from a pixel is condensed, and The focusing position can be shifted. That is, an efficient pixel shift function and a pixel reduction function can be compatible with one element, and even if an image display element having a high aperture ratio and a large pixel pitch is used, the pixel increase without reducing the light use efficiency is achieved. The resolution can be increased by doubling. Here, the “pixel shift” is as shown in FIG.
This technique shifts the optical path of light (projection light) from the light valve pixel temporally so that the observer can see and double the apparent pixel.
Is a technique for reducing the light from each pixel of the light valve to a desired ratio with respect to the pixel arrangement pitch. The pixels arranged in the light valve usually have a narrow interval, that is, a wide aperture, to increase the light use efficiency of the illumination light. If the light projected from the light valve is simply shifted in this state in this state, the adjacent pixels may overlap and become difficult to see (FIG. 23). Therefore, it is desirable to reduce the light from each pixel of the light valve to a desired size (pixel reduction) before shifting the pixels. For example, when doubling the number of pixels by performing a pixel shift, it is preferable to reduce the ratio to approximately 1/2. However, in this image display device, the voltage application state to the electrode array corresponding to the pixel pitch is, as shown in FIG. 4, a so-called On mode in which a predetermined voltage (3 V in the embodiment) is applied and a mode in which no voltage is applied. Since it is impossible to cope with high-speed switching because it is / Off 2 value, it is desirable to adopt a dual frequency driving method or the like for applications requiring higher speed switching. There is a problem such as heat generation.

【0016】本発明の目的は、上述の問題を鑑みて、サ
ブフィールド毎に所定の光路偏向を行うことで、低解像
度の画像表示素子を用いて高解像度の画像表示を行うこ
とが可能な画像表示装置において、光路偏向のスイッチ
ング速度を向上させ、画像の乱れを低減し、照明光の光
利用効率を向上させることが可能な画像表示装置を提供
することにある。
An object of the present invention is to provide an image capable of displaying a high-resolution image using a low-resolution image display element by performing a predetermined optical path deflection for each subfield in view of the above-described problem. It is an object of the present invention to provide an image display device capable of improving the switching speed of optical path deflection, reducing image disturbance, and improving the light use efficiency of illumination light.

【0017】[0017]

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明の請求項1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二次元的に配列した
画像表示素子と、前記画像表示素子を照明する光源およ
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、各画素からの出射光の光路を偏向する光路偏向
手段とを有し、前記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であって、前記光路偏向手段
が、二枚の透明基板と、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電極アレイと、これらの二枚
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、前記表示駆動手段と同期して前記電極アレイ
への電圧印加状態をサブフィールド切替え時とサブフィ
ールド表示時とで異なる波形に設定して変化させるよう
にした光路偏向駆動手段とを有することを特徴とする。
したがって、サブフィールド切替え時には液晶の高速動
作が可能な電圧を印加し、所定の液晶分布状態に近づい
たタイミングでこの液晶分布状態を保持するサブフィー
ルド表示時の電圧波形に切替えることで、液晶の高速ス
イッチングを達成することができるとともに、サブフィ
ールド切替えにともなう画像の乱れを改善し、光利用効
率を向上させることが可能である。
In order to solve the above problems, an image display apparatus according to a first aspect of the present invention is an image display apparatus in which a plurality of pixels capable of controlling light in accordance with image information are two-dimensionally arranged. An element, a light source and an illumination device for illuminating the image display element, an optical device for observing an image pattern displayed on the image display element, and a display for forming an image field by a plurality of time-divided subfields A driving unit, and an optical path deflecting unit that deflects an optical path of light emitted from each pixel, and displays an image pattern in which a display position is shifted according to a deflection state of the optical path for each subfield. An image display apparatus for displaying an image by multiplying an apparent number of pixels of an image display element, wherein the optical path deflecting unit is formed on two transparent substrates and at least one of the substrates in correspondence with a pixel pitch. Electrode array, a liquid crystal layer capable of controlling the refractive index distribution by applying a voltage between these two substrates, and changing the voltage application state to the electrode array in synchronization with the display driving means at the time of subfield switching. An optical path deflecting drive unit is provided, which is configured to set and change a waveform to be different from that during subfield display.
Therefore, at the time of subfield switching, a voltage enabling high-speed operation of the liquid crystal is applied, and at the timing approaching a predetermined liquid crystal distribution state, the voltage waveform is switched to a subfield display voltage at which the liquid crystal distribution state is maintained. Switching can be achieved, and image disturbance due to subfield switching can be improved, and light use efficiency can be improved.

【0018】また、本発明の請求項2は、請求項1に記
載の画像表示装置において、前記光路偏向駆動手段は、
サブフィールド切替え時の印加電圧の絶対値を、サブフ
ィールド表示時の電圧絶対値より大きく設定するように
したことを特徴とする。したがって、サブフィールド切
替え時に印加電圧の絶対値を大きくすることで液晶の高
速動作が可能となる。
According to a second aspect of the present invention, in the image display device according to the first aspect, the optical path deflection driving means includes:
The absolute value of the applied voltage at the time of subfield switching is set to be larger than the absolute value of the voltage at the time of subfield display. Therefore, the liquid crystal can operate at high speed by increasing the absolute value of the applied voltage at the time of subfield switching.

【0019】また、本発明の請求項3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二次
元的に配列した画像表示素子と、前記画像表示素子を照
明する光源および照明装置と、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、各画素からの出射光の光路を偏
向する光路偏向手段とを有し、前記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であって、前記
光路偏向手段が、二枚の透明基板と、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電極アレイと、
これらの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、前記表示駆動手段と同期して電
極アレイへの電圧印加状態を、互いに隣り合う電極アレ
イにサブフィールド表示タイミングに同期して交互に電
圧を切替え印加する光路偏向駆動手段とを有し、前記光
路偏向駆動手段は、この切替え電圧の低電圧側が液晶立
上り閾値電圧以下の振幅(非ゼロ)なる交流電圧である
ことを特徴とする。ネマティック型液晶よりなる光路偏
向手段を、交流電圧の電界の強さによって駆動する場
合、従来切替え電圧の低電圧側の振幅は完全Off、す
なわち電圧印加しない状態に設定されていた。この電圧
印加のない状態から高電圧印加状態に変化させるのに比
べて、あらかじめ電圧を液晶立上り閾値電圧の近傍に設
定することで液晶反転の高速化が図れ、光シフトに対し
ても高速動作がはかれる。
According to a third aspect of the present invention, there is provided an image display device in which a plurality of pixels capable of controlling light in accordance with image information are two-dimensionally arranged, a light source for illuminating the image display device, and an illumination. A device, an optical device for observing an image pattern displayed on the image display element, a display driving means for forming an image field by a plurality of sub-fields divided in time, and an optical path of light emitted from each pixel. Light path deflecting means for deflecting the light, and displaying an image pattern in a state where the display position is shifted according to the deflecting state of the light path for each subfield, thereby increasing the apparent number of pixels of the image display element. An image display device, wherein the optical path deflecting means, two transparent substrates, an electrode array formed on at least one of the substrates corresponding to the pixel pitch,
A liquid crystal layer whose refractive index distribution can be controlled by applying a voltage between these two substrates, and a voltage application state to the electrode array in synchronism with the display driving means. Optical path deflection driving means for alternately switching and applying a voltage in synchronization with the switching voltage, wherein the low voltage side of the switching voltage is an AC voltage having an amplitude (non-zero) equal to or smaller than a liquid crystal rising threshold voltage. It is characterized by the following. In the case where the optical path deflecting means made of nematic liquid crystal is driven by the strength of the electric field of the AC voltage, the amplitude of the switching voltage on the low voltage side is conventionally set to the complete OFF state, that is, the state where no voltage is applied. Compared to changing from a state where no voltage is applied to a state where a high voltage is applied, setting the voltage in advance near the liquid crystal rising threshold voltage can speed up liquid crystal inversion and achieve high-speed operation with respect to optical shift. To be peeled off.

【0020】また、本発明の請求項4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二次
元的に配列した画像表示素子と、前記画像表示素子を照
明する光源および照明装置と、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、各画素からの出射光の光路を偏
向する光路偏向手段とを有し、前記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であって、前記
光路偏向手段が、二枚の透明基板と、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電極アレイと、
これらの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、前記表示駆動手段と同期して電
極アレイへの電圧印加状態を互いに隣り合う電極アレイ
にサブフィールド表示タイミングに同期して交互に電圧
を切替え印加する光路偏向駆動手段とを有し、前記光路
偏向駆動手段は、前記電極アレイの画素ピッチに対応し
てその交流位相が略180度反転した電圧印加状態を形
成することを特徴とする。したがって、液晶分子の基板
面法線方向から面内方向への配向を隣り合う電極アレイ
からの横電界を利用して、光路偏向のスイッチング速度
を高速化できる。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided an image display device in which a plurality of pixels capable of controlling light in accordance with image information are two-dimensionally arranged, a light source for illuminating the image display device, and an illumination. A device, an optical device for observing an image pattern displayed on the image display element, a display driving means for forming an image field by a plurality of sub-fields divided in time, and an optical path of light emitted from each pixel. Light path deflecting means for deflecting the light, and displaying an image pattern in a state where the display position is shifted according to the deflecting state of the light path for each subfield, thereby increasing the apparent number of pixels of the image display element. An image display device, wherein the optical path deflecting means, two transparent substrates, an electrode array formed on at least one of the substrates corresponding to the pixel pitch,
A liquid crystal layer whose refractive index distribution can be controlled by applying a voltage between these two substrates, and a voltage application state to the electrode array in synchronization with the display driving means is set to a subfield display timing between adjacent electrode arrays. An optical path deflection driving means for alternately switching and applying a voltage in synchronization with each other, wherein the optical path deflection driving means forms a voltage application state in which the AC phase is inverted by approximately 180 degrees corresponding to the pixel pitch of the electrode array. It is characterized by doing. Therefore, the switching speed of the optical path deflection can be increased by utilizing the horizontal electric field from the adjacent electrode array to align the liquid crystal molecules from the normal direction to the in-plane direction of the substrate surface.

【0021】また、本発明の請求項5は、請求項1乃至
4のいずれか1に記載の画像表示装置において、前記光
路偏向手段は、前記電極アレイを双方の基板上に画素ピ
ッチに対応して略重なる位置に形成し、前記光路偏向駆
動手段の電圧印加状態が、前記液晶層を挟んで重なり合
わない前記電極アレイ間で交流電圧を発生することを特
徴とする。したがって、光路偏向に寄与する液晶分子の
み配向を変化させることになるため、液晶分子の配向変
化量を小さくできので、光路偏向のスイッチング速度を
高速化できる。
According to a fifth aspect of the present invention, in the image display device according to any one of the first to fourth aspects, the optical path deflecting means corresponds to the pixel pitch corresponding to the pixel pitch on both substrates. And the voltage application state of the optical path deflection drive means generates an AC voltage between the electrode arrays that do not overlap with the liquid crystal layer interposed therebetween. Therefore, only the liquid crystal molecules contributing to the optical path deflection are changed in orientation, and the amount of change in the orientation of the liquid crystal molecules can be reduced, so that the switching speed of the optical path deflection can be increased.

【0022】また、本発明の請求項6は、請求項1乃至
4のいずれか1に記載の画像表示装置において、前記光
路偏向手段は、前記電極アレイを画素ピッチに対応して
前記液晶層内に形成し、前記光路偏向駆動手段の電圧印
加状態を、互いに隣り合う電極アレイにサブフィールド
表示タイミングに同期して交互に切替え印加することを
特徴とする。したがって、画素縮小が良好に行われ、画
像品質の劣化を低減でき、また高速スイッチングが可能
となる。
According to a sixth aspect of the present invention, in the image display device according to any one of the first to fourth aspects, the optical path deflecting means is configured to set the electrode array in the liquid crystal layer in accordance with a pixel pitch. And the voltage application state of the optical path deflection driving means is alternately switched and applied to adjacent electrode arrays in synchronization with the subfield display timing. Therefore, pixel reduction is performed favorably, deterioration of image quality can be reduced, and high-speed switching can be performed.

【0023】[0023]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の画
像表示装置の構成および動作を説明する。本発明の画像
表示装置の構成を図1に示す。図1によれば、本画像表
示装置は、少なくとも光源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、光路偏向手段
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から構成される。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、LE
Dランプやレーザ光源、白色のランプ光源にシャッタを
組み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31、コンデ
ンサレンズ32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。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The configuration and operation of an image display device according to the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows the configuration of the image display device of the present invention. According to FIG. 1, the present image display device includes at least a light source 1, a light source driving unit 2, an illuminating device 3, an image display element 4, a display driving unit 5, an optical path deflecting unit 6, an optical path deflecting driving unit 7, an image display control circuit. 8, a projection lens 9, and a screen 10. As the light source 1, any light source that can turn on / off white or arbitrary color light at high speed can be used. For example, LE
A combination of a D lamp, a laser light source, a white lamp light source, and a shutter can be used. Lighting device 3
Is for uniformly irradiating the light emitted from the light source 1 to the image display element 4, and includes a fly-eye lens, a diffusion plate 31, a condenser lens 32 and the like. Image display element 4
Is a device for spatially modulating incident uniform illumination light and emitting the light. A transmissive liquid crystal light valve, a reflective liquid crystal light valve, a DMD element, or the like can be used.

【0024】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、拡散板31により均一化された照明光と
なり、コンデンサレンズ32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
として透過型液晶パネルである液晶ライトバルブを用い
ている。この画像表示素子4(液晶ライトバルブ)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、画像表
示素子4の後方に配置された光路偏向手段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。
図1では、画像表示素子4の直後に光路偏向手段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1
0の直前などでもよい。但し、スクリーン10付近に設
置する場合、光路偏向手段6の大きさや電極アレイピッ
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。例えば、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。また、光路偏向手段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よい。
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画像表示素子4を駆動することで、
図2のように見かけ上の画素増倍効果が得られ、使用し
た画像表示素子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。
The light emitted from the light source 1 under the control of the light source driving means 2 becomes illumination light uniformed by the diffusion plate 31 and critically illuminates the image display element 4 by the condenser lens 32. Here, a liquid crystal light valve which is a transmissive liquid crystal panel is used as an example of the image display element 4. The illumination light spatially modulated by the image display element 4 (liquid crystal light valve) is enlarged as image light by a projection lens 9 and projected on a screen 10. Here, the image light is shifted by an arbitrary distance in the pixel arrangement direction by the optical path deflecting means 6 disposed behind the image display element 4.
In FIG. 1, the optical path deflecting unit 6 is provided immediately after the image display element 4, but the position is not limited to this position.
It may be immediately before zero. However, when the optical path deflecting device 6 is installed near the screen 10, the size of the optical path deflecting means 6, the electrode array pitch, and the like are set according to the screen size and the pixel size at that position. In any case, it is preferable that the shift amount is an integer fraction of the pixel pitch. For example, when performing double image multiplication in the pixel arrangement direction, the pixel pitch is set to 1 /, and when triple pixel multiplication is performed, the pixel pitch is set to 3. Further, when the shift amount is increased by the configuration of the optical path deflecting unit 6, the shift amount may be set to a distance of (integer multiple + 1 / integer) of the pixel pitch.
In any case, by driving the image display element 4 with the image signal of the subfield corresponding to the shift position of the pixel,
As shown in FIG. 2, an apparent pixel multiplication effect is obtained, and a high-definition image having a resolution equal to or higher than the resolution of the used image display element 4 can be displayed.

【0025】ここで本発明における用語「サブフィール
ド」、「サブフィールド切替え時」および「サブフィー
ルド表示時」を以下のように定義しておく。通常、液晶
プロジェクタ等の画像表示装置においては、ある周期で
画像を順次書き換え表示しており、その1枚当たりの画
像をフィールドと呼んでいる。本発明においては、時分
割で光路シフトを行うことで画素を倍増して表示する
が、その時分割され表示される画像をサブフィールドと
呼んでいる。例えば、分割数を2、すなわち光路シフト
を2つの位置でスイッチングする場合には、2つのサブ
フィールドで1フィールドの画像を形成することにな
る。また、「サブフィールド切替え時」は光路をシフト
させている時間、「サブフィールド表示時」は光路シフ
トが完了し、1つのサブフィールドを表示する時間を表
すものとする。
Here, the terms "subfield", "when subfield is switched" and "when subfield is displayed" in the present invention are defined as follows. Normally, in an image display device such as a liquid crystal projector, images are sequentially rewritten and displayed at a certain cycle, and an image per sheet is called a field. In the present invention, pixels are doubled and displayed by performing an optical path shift in a time-division manner, and an image displayed in a time-division manner is called a subfield. For example, when the number of divisions is 2, that is, when the optical path shift is switched at two positions, an image of one field is formed by two subfields. Also, “at the time of subfield switching” indicates the time during which the optical path is shifted, and “at the time of subfield display” indicates the time during which the optical path shift is completed and one subfield is displayed.

【0026】なお、図1の画像表示装置では、画像表示
素子4として単板の透過型液晶ライトバルブと、光源1
として単色LEDランプを用いた単色の画像表示装置を
示したが、三原色の光源/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
照明してもよいし、白色ランプ光源と回転カラーフィル
タを組み合わせて時間順の三原色光を生成してもよい。
In the image display device shown in FIG. 1, a single-plate transmission type liquid crystal light valve and a light source 1 are used as the image display element 4.
Although a single-color image display device using a single-color LED lamp has been described above, a full-color image can be displayed by mixing three-primary-color images using a three-primary-color light source / illumination device and three image display elements. Also, a full-color image can be displayed by a field sequential method in which a single-plate image display element is illuminated with light of three primary colors in time order. At this time, the light paths from the three color light sources may be mixed and illuminated by a cross prism, or the three primary color lights may be generated in chronological order by combining a white lamp light source and a rotating color filter.

【0027】光路偏向手段6は、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用いる。この液晶セル
は、二枚の透明基板と、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電極アレイと、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、表示駆動手段5と同期して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とを備えている。
この透明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。電極アレイの材質としては、透明電極の
場合ITO等が、また金属電極の場合は、Al、Cr等
が利用できる。電極アレイ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、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。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することが好まし
い。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。また、ラ
ビング処理や光配向処理を施すことが好ましい。さら
に、電極の表面には絶縁膜を設けてもよい。
The optical path deflecting means 6 uses a liquid crystal cell whose refractive index distribution can be controlled by applying a voltage. This liquid crystal cell comprises two transparent substrates, an electrode array formed on at least one of the substrates corresponding to the pixel pitch, and a liquid crystal layer whose refractive index distribution can be controlled by applying a voltage between the two substrates. And an optical path deflection driving means 7 for changing the state of voltage application to the electrode array in synchronization with the display driving means 5.
Glass, plastic, or the like can be used as the material of the transparent substrate. As a material of the electrode array, ITO or the like can be used for a transparent electrode, and Al or Cr can be used for a metal electrode. The electrode array is placed on the liquid crystal layer side. When the substrate used has conductivity, the substrate can be used as an electrode. On at least one substrate side, the electrodes are formed in an array corresponding to the pixel pitch. The surface of the electrode in contact with the liquid crystal layer is preferably treated so that liquid crystal molecules are aligned. For the alignment treatment, a normal alignment film such as polyimide used for TN liquid crystal, STN liquid crystal and the like can be used. Further, it is preferable to perform a rubbing treatment or a photo-alignment treatment. Further, an insulating film may be provided on the surface of the electrode.

【0028】液晶材料としては、一般的なネマティック
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。スペーサ部材は光の
透過を阻害することが無いように、液晶層の周辺部にの
み設けることが好ましい。
As the liquid crystal material, a general nematic liquid crystal can be used, but it is preferable that the birefringence Δn and the dielectric anisotropy Δε are large. In particular, it is preferable that the ordinary light refractive index of the liquid crystal material is about 1.5 to 1.6 close to the refractive index of the glass substrate, and the extraordinary light refractive index is as large as about 1.7 to 1.8. The thickness of the liquid crystal layer is set by the thickness of the spacer member between the substrates, and is optimized according to Δn and Δε so as to obtain a desired optical path deflection amount and response speed. The spacer member is preferably provided only on the periphery of the liquid crystal layer so as not to hinder light transmission.

【0029】一般に、サブフィールド切替えはライトバ
ルブの画像信号書き換えのタイミングと一致させるのが
光利用効率上、また画像品質上好ましい。この切替え時
間は投影画像が移動し観察者には実質的に劣化した画像
が観察される要因となるため、投影光を遮断する等の措
置がなされることもあり、画像表示品質の点からも光利
用効率の点からも短時間に行うのが好ましい。
In general, it is preferable to make the subfield switching coincide with the timing of rewriting the image signal of the light valve in terms of light use efficiency and image quality. Since this switching time causes the projected image to move and causes the observer to observe a substantially deteriorated image, measures such as blocking the projection light may be taken, and also from the viewpoint of image display quality. It is preferable to perform the reaction in a short time from the viewpoint of light use efficiency.

【0030】一方、光路偏向手段6においては、サブフ
ィールド表示時の駆動電圧は表示画像が揺動しないよう
に液晶の配向状態に対してもっとも適切な形状に保持す
る必要があるが、液晶の配向状態を変化させるサブフィ
ールド切替え時は、特にこの制約に縛られることはな
い。光路偏向駆動手段7では、本出願人の行った考察か
ら、上記の配向状態を保持させる電圧とは別に、サブフ
ィールド切替え時は液晶配向状態の高速スイッチングに
適した波形形状にすることで、画像品質をより向上させ
ることができることが判明した。
On the other hand, in the optical path deflecting means 6, it is necessary to maintain the driving voltage at the time of subfield display in the most appropriate shape for the alignment state of the liquid crystal so that the displayed image does not fluctuate. The subfield switching for changing the state is not particularly limited by this restriction. In consideration of the considerations made by the present applicant, the optical path deflection driving means 7 has a waveform shape suitable for high-speed switching of the liquid crystal alignment state at the time of subfield switching, separately from the voltage for maintaining the above-mentioned alignment state. It has been found that the quality can be further improved.

【0031】図3は、従来のフィールド、サブフィール
ド、光路偏向手段およびライトバルブ画像信号の関係を
示す概略図である。基準クロックをもとにフィールドパ
ルス(FP)およびサブフィールドパルス(SFP)が
画像表示装置内のコントローラで生成される。本図3で
はサブフィールドが2つの場合を示している。サブフィ
ールド表示時間に先立ち、サブフィールド切替え時間が
設定され、このサブフィールド切替え時間にライトバル
ブの書き換え信号が更新され、ライトバルブの表示が書
き換えられる。また、光路偏向駆動信号は、第n番目の
電極アレイと隣り合う第n+1番目の電極アレイの駆動
波形を示す。従来はここに示すとおり所定(交流)電圧
を印加するモードと電圧を印加しないモードの、いわゆ
るOn/Off 2値であり、より高速スイッチングが
必要な用途には不適当であった。本発明の光路偏向駆動
手段7では、サブフィールド切替え時とサブフィールド
表示時とで異なる波形を設定する、特に、サブフィール
ド切替時の印加電圧の絶対値をサブフィールド表示時の
電圧絶対値より大きく設定することで、より高速スイッ
チングが可能となる。例えば、図17に示すように、サ
ブフィールド切替え時の印加電圧の絶対値を、サブフィ
ールド表示時の電圧絶対値より大きく設定する。ただ
し、この印加電圧の変更は、サブフィールド切替時の初
期の段階で行うことが好ましく、例えば、表示時との電
圧の差が大きければ大きいほど短時間で行った方がよ
い。これは、適正な時間以上に長く取りすぎると、サブ
フィールド表示時に設定される液晶の配向状態以上に液
晶分子が移動してしまい、かえって安定するのに時間が
かかってしまうことがあるからである。なお、交流電圧
でなく直流電圧を用いる場合でも、その振幅をサブフィ
ールド切替え時に増大させることで同様の効果が得られ
る。
FIG. 3 is a schematic diagram showing the relationship between a conventional field, subfield, optical path deflecting means, and light valve image signal. A field pulse (FP) and a subfield pulse (SFP) are generated by a controller in the image display device based on the reference clock. FIG. 3 shows a case where there are two subfields. Prior to the subfield display time, the subfield switching time is set, and at this subfield switching time, the light valve rewrite signal is updated, and the light valve display is rewritten. The optical path deflection drive signal indicates a drive waveform of the (n + 1) th electrode array adjacent to the nth electrode array. Conventionally, as shown here, a so-called On / Off 2 value of a mode in which a predetermined (AC) voltage is applied and a mode in which no voltage is applied, which is not suitable for applications requiring higher-speed switching. In the optical path deflection driving means 7 of the present invention, different waveforms are set at the time of subfield switching and at the time of subfield display. In particular, the absolute value of the applied voltage at the time of subfield switching is larger than the voltage absolute value at the time of subfield display. By setting, higher-speed switching becomes possible. For example, as shown in FIG. 17, the absolute value of the applied voltage at the time of subfield switching is set to be larger than the absolute value of the voltage at the time of subfield display. However, it is preferable to change the applied voltage at an early stage of switching the subfield. For example, it is better to change the applied voltage in a shorter time as the voltage difference from the display time is larger. This is because if the time is taken longer than the proper time, the liquid crystal molecules move more than the alignment state of the liquid crystal set at the time of subfield display, and it may take time to be stabilized. . Even when a DC voltage is used instead of an AC voltage, a similar effect can be obtained by increasing the amplitude at the time of subfield switching.

【0032】図4は、光路偏向手段6の動作を説明する
ための図である。図4(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。無電界では液晶分
子が基板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。ここでは液晶分子の長軸が図面の左右方
向になるような配向処理を想定している。ここに示す液
晶の特性としては、電界方向に対して液晶分子長軸方向
が向く誘電率特性を有するものとし、異常光に対する屈
折率が、常光に対する屈折率よりも大きいものとする。
上側の透明基板には電極ライン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。一方、下側の電極は全面
に形成されているが、上側基板と対称なアレイ電極でも
よい。このときの光路偏向駆動手段7は、電圧印加状態
が、互いに隣り合う電極アレイにサブフィールド表示タ
イミングに同期して交互に電圧を切替え印加する。この
切替え電圧の低電圧側は、液晶立上り閾値電圧VRth
以下の振幅V1(V1≠0)である交流電圧を用いる。
FIG. 4 is a diagram for explaining the operation of the optical path deflecting means 6. FIG. 4A schematically shows a liquid crystal alignment state when the liquid crystal cell is not operated. In the absence of an electric field, a homogeneous alignment treatment is performed so that the liquid crystal molecules are parallel along the substrate. Here, it is assumed that the alignment process is performed such that the major axis of the liquid crystal molecules is in the horizontal direction of the drawing. As the characteristics of the liquid crystal shown here, it is assumed that the liquid crystal has a dielectric constant characteristic in which the long axis direction of the liquid crystal molecules is oriented with respect to the direction of the electric field, and the refractive index for extraordinary light is larger than the refractive index for ordinary light.
Electrode lines are formed in an array on the upper transparent substrate. In this example, two electrode lines with a wide interval are set as one set and correspond to one pixel. The portion where the distance between the electrodes is small corresponds to the boundary between pixels. On the other hand, the lower electrode is formed on the entire surface, but may be an array electrode symmetrical to the upper substrate. At this time, the optical path deflection driving means 7 alternately switches the voltage applied to the electrode arrays adjacent to each other in synchronization with the subfield display timing. The low voltage side of the switching voltage is a liquid crystal rising threshold voltage VRth.
An AC voltage having the following amplitude V1 (V1 ≠ 0) is used.

【0033】ここで、液晶立上り閾値電圧VRthおよ
び液晶立下り閾値電圧VDthを次のように定義する。
即ち、図4の網掛けして示された電極ラインにおいて、
電極アレイへ全く電圧を印加しない状態から徐々に電圧
を加えていった時、電極下部に位置する液晶の配向変化
により、この部分を通過する直線偏光の屈折率が変化し
始め、ある電圧以上では飽和する。この時の屈折率の差
から求められる屈折率の変化率において、変化率10%
に対応する電圧を液晶立上り閾値電圧VRth、変化率
90%に対応する電圧を液晶立下り閾値電圧VDthと
定義する(図5参照)。
Here, the liquid crystal rising threshold voltage VRth and the liquid crystal falling threshold voltage VDth are defined as follows.
That is, in the shaded electrode line of FIG.
When a voltage was gradually applied from a state in which no voltage was applied to the electrode array, the refractive index of linearly polarized light passing through this portion began to change due to a change in the orientation of the liquid crystal located below the electrodes. Saturates. At this time, the change rate of the refractive index obtained from the difference in the refractive index is 10%.
Is defined as a liquid crystal rising threshold voltage VRth, and a voltage corresponding to a change rate of 90% is defined as a liquid crystal falling threshold voltage VDth (see FIG. 5).

【0034】例えば、図4および図9において、網掛け
して示された電極アレイが高電圧側電圧V2を、網掛け
して示されていない電極アレイがV1を印加している状
態をあらわしている。従来V1は設定されていなく電圧
印加されていない状態であったがV1を設定することで
高速化が図れる。V1印加時、液晶分子はその電圧によ
って配向状態がやや変化する(図4や図9では基板に平
行な状態からやや傾く)ものの実際の光シフトに対して
は画像劣化にならない程度のものに設定するのが好まし
い。また、交流電圧でなく直流電圧を用いる場合でも、
その極性を反転させることで同様の効果が得られる。な
おV1は液晶立下り閾値電圧VDth以上に設定するの
が好ましい。
For example, in FIGS. 4 and 9, the shaded electrode array applies a high voltage V2 and the unshaded electrode array applies V1. I have. Conventionally, V1 was not set and no voltage was applied, but setting V1 can increase the speed. When V1 is applied, the alignment state of the liquid crystal molecules is slightly changed by the voltage (in FIGS. 4 and 9, the liquid crystal molecules are slightly tilted from the state parallel to the substrate), but the liquid crystal molecules are set to such a degree that the actual light shift does not cause image deterioration. Is preferred. Also, when using a DC voltage instead of an AC voltage,
A similar effect can be obtained by reversing the polarity. Note that V1 is preferably set to be equal to or higher than the liquid crystal falling threshold voltage VDth.

【0035】さて、動作状態1(図4(B)参照)は、
網掛けして示された電極ラインにのみ液晶立下り閾値電
圧VDth以上の電圧を印加した場合を示している。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。この図面に平
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。この動作状態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
の左側に偏向される。
Now, the operation state 1 (see FIG. 4B)
The figure shows a case where a voltage equal to or higher than the liquid crystal falling threshold voltage VDth is applied only to the shaded electrode lines. In the electrode part where voltage is applied, it is oriented vertically by the electric field,
The electrode portion without application remains horizontally oriented. The distribution of the alignment direction due to the non-uniform electric field inside the liquid crystal cell generates a refractive index distribution for extraordinary light. When linearly polarized light having a plane of polarization parallel to this drawing is incident, the effective refractive index decreases as the long axis of the liquid crystal molecules is oriented perpendicular to the substrate, and the refraction as shown by the solid line (state 1) in FIG. Affected by rate distribution. The polarized light that has entered the central part of the pixel in this operation state 1 is deflected to the left side in the figure by the refraction effect due to the gradient of the refractive index.

【0036】次に、動作状態2(図4(C)参照)のよ
うに電圧を印加する電極を切替えると、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。動作状態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右側に偏向され
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。動作状態
1と動作状態2を画像表示素子4(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
替えることで、見かけ上の画素増倍作用を得ることがで
きる。図7は、画像表示素子4(液晶ライトバルブ)の
四つの画素から出射してきた光が図の下方から液晶セル
に入射する場合の画像表示素子の動作を説明するための
模式図である。例えば、第一のサブフレームで四つの画
素がそれぞれA、C、E、Gの状態の時、液晶セルを図
4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B、
D、F、Hの状態に切替え、それに同期して液晶セルを
動作状態2に切替えると、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で切替えることで、液晶セル上で
は見かけ上A、B、C、D、E、F、G、H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
てもよい。図8は、本発明の光路偏向手段6の配置を示
す概略図である。(透明)電極アレイ61は、図面の上
下方向にライン状に形成されている。画像表示素子4を
出射した光が図面に左右方向の直線偏光の場合、画像表
示素子4の全体を図面の左右方向に画素シフトさせるこ
とができる。したがって、比較的簡単な電極構成で、画
面の横方向での解像度が高い高精細な画像表示装置が実
現できる。
Next, when the electrode to which the voltage is applied is switched as in the operation state 2 (see FIG. 4C), the alignment state of the liquid crystal molecules also changes, and the refractive index distribution changes as shown by the broken line in FIG. I do. The polarized light that has entered the central part of the pixel in the operation state 2 is deflected to the right in the drawing by the lens effect due to the gradient of the refractive index. The change speed at this time is optimized by the physical properties of the liquid crystal material and the electric field. In the pixel shift method, since the subframe time is preferably 10 msec or less, a response time of several msec or less is required. Image display element 4 (liquid crystal light valve) for operating state 1 and operating state 2
By switching in accordance with the drive timing of the sub-frame to be displayed, an apparent pixel multiplication effect can be obtained. FIG. 7 is a schematic diagram for explaining the operation of the image display element when light emitted from four pixels of the image display element 4 (liquid crystal light valve) enters the liquid crystal cell from below the figure. For example, when four pixels are in the states A, C, E, and G in the first sub-frame, respectively, when the liquid crystal cell is set to the operation state 1 in FIG. 4, light from each pixel is deflected to the right. In the second sub-frame, the four pixels are B,
When the liquid crystal cell is switched to the operation state 2 in synchronization with the states of D, F, and H, light from each pixel is deflected to the left. The light traveling obliquely in the liquid crystal cell is apparently lined up with A, B, C, D, E, F, G, and H on the liquid crystal cell by switching the subframe from several tens Hz to several hundred Hz. There are eight pixels. Further, an optical element may be provided so that the light emitted from the liquid crystal cell becomes parallel to the optical axis of the projection optical system. FIG. 8 is a schematic diagram showing the arrangement of the optical path deflecting means 6 of the present invention. The (transparent) electrode array 61 is formed in a line in the vertical direction in the drawing. When the light emitted from the image display element 4 is linearly polarized light in the horizontal direction in the drawing, the entire image display element 4 can be pixel-shifted in the horizontal direction in the drawing. Therefore, a high-definition image display device having a high resolution in the horizontal direction of the screen can be realized with a relatively simple electrode configuration.

【0037】図7のように液晶セルにより光の方向のみ
が変わる場合には、出射側の画素サイズに合わせて入射
側の画素サイズを小さく調整しておく必要がある。入射
側の画素サイズの調整法としては、画素位置に対応した
開口部を持つマスクを通して光路を規制する方法や、画
素位置に対応したマイクロレンズアレイで集光する方法
などを適用できる。しかし、マスクを使う方式は光利用
効率が低下するし、マイクロレンズアレイを新たに設け
るとコストアップになる。そこで、本発明の他の構成で
は、一つの液晶セルに画素サイズの縮小機能と光路偏向
機能を同時に持たせることにする。
When only the direction of light is changed by the liquid crystal cell as shown in FIG. 7, it is necessary to adjust the size of the pixel on the incident side to be small in accordance with the size of the pixel on the emitting side. As a method of adjusting the pixel size on the incident side, a method of regulating an optical path through a mask having an opening corresponding to a pixel position, a method of condensing light with a microlens array corresponding to a pixel position, and the like can be applied. However, the method using a mask lowers the light use efficiency, and the cost increases if a microlens array is newly provided. Therefore, in another configuration of the present invention, one liquid crystal cell has both the function of reducing the pixel size and the function of deflecting the optical path.

【0038】図9は、画素縮小機能を備えた液晶光偏向
素子の概略を示す。使用する材料や処理方法などの基本
的な構成は図4と同様であるが、電極アレイのピッチや
幅などが異なる。図9では、上側の基板に画像表示素子
4の画素ピッチと同じピッチで電極アレイが形成されて
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。動作状態1
(図9(A)参照)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
明のように液晶層に屈折率分布が生じる。図4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1
0の実線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。
FIG. 9 schematically shows a liquid crystal light deflecting element having a pixel reduction function. The basic configuration such as the material used and the processing method is the same as that of FIG. 4, but the pitch and width of the electrode array are different. In FIG. 9, an electrode array is formed on the upper substrate at the same pitch as the pixel pitch of the image display element 4. The width of each electrode is not particularly limited, but is set according to a desired electric field intensity distribution in the liquid crystal cell. Operating state 1
In FIG. 9A, a voltage equal to or higher than a threshold is applied alternately to electrodes at regular intervals. By this voltage application, a refractive index distribution is generated in the liquid crystal layer as described above. The distance between the electrodes to which the voltage is applied is larger than that in FIG.
It has a convex lens shape with a relatively large pitch as shown by the solid line of 0.

【0039】この場合、画像表示素子4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り、図
11に液晶レンズによる画像縮小効果と画像シフト効果
を説明するための説明図を示した。本発明では液晶セル
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、液晶セルが動作状態1の時、四つの画素に
第一のサブフレームとしてA、C、E、Gの状態を表示
すると、図10の実線の屈折率分布によってAとC、E
とGがそれぞれ縮小される。この時、図11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、動作状態2(図9(B)参照)のように電圧を
印加する電極を切替えると、屈折率分布は図10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
B、D、F、Hの状態を表示すると、図11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で切替えることで、液晶セ
ル上では見かけ上B、A、C、D、F、E、G、Hと変
則的に並んだ八つの画素となる。
In this case, the feature is that one convex lens effect is given to two pixels of the image display element 4. FIG. 11 is an explanatory diagram for explaining the image reduction effect and the image shift effect by the liquid crystal lens. Indicated. In the present invention, the size of the incident side pixel that enters the liquid crystal cell is set relatively large. For example, when the state of A, C, E, and G is displayed as the first sub-frame on the four pixels when the liquid crystal cell is in the operation state 1, when A, C, and E are shown by the solid line refractive index distribution in FIG.
And G are respectively reduced. At this time, the pixel pitch is not constant, as shown by the output-side pixel indicated by the solid line in the upper part of FIG. Next, when the electrodes to which a voltage is applied are switched as in the operation state 2 (see FIG. 9B) in accordance with the display timing of the second sub-frame, the refractive index distribution switches as shown by the broken line in FIG. . Here, when the states of B, D, F, and H are displayed as the second subframe, the reduced pixel moves to the position indicated by the broken line in the upper part of FIG. By switching the sub-frame from several tens Hz to several hundreds Hz, eight pixels appearing irregularly as B, A, C, D, F, E, G and H on the liquid crystal cell.

【0040】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
4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替え
による画素シフト効果を一つの液晶セルで両立できる。
したがって、単純な素子構成で、かつ、光の利用効率の
低下を防止することができる。
The sub-field image data is corrected and displayed on the image display element 4 so that the display image due to such an irregular pixel shift is formed as a normal image. With this configuration, with a simple electrode configuration, a single liquid crystal cell can achieve both the pixel reduction effect by condensing the liquid crystal lens and the pixel shift effect by switching the liquid crystal lens formation position.
Therefore, it is possible to prevent a decrease in light use efficiency with a simple element configuration.

【0041】図11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
どをお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には、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に示すように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。
In the configuration shown in FIG. 11, since the optical path is non-parallel light condensed by the liquid crystal lens, the pixel size changes depending on the position from the emission side of the liquid crystal cell. For example, in the case of directly observing an image with a diffusion plate or the like on the exit side of the liquid crystal cell without using the projection optical system, an apparent pixel size changes if the position of the liquid crystal cell and the diffusion plate are shifted. In addition, even when the magnifying optical system is used, it is preferable that light emitted from the cell is parallel from the viewpoint of lens design. Therefore, in another configuration of the present invention, an optical element is provided such that light emitted from the liquid crystal cell is parallel to the optical axis of the projection optical system. When the characteristic of the liquid crystal lens array is a convex lens, this optical element is preferably a concave lens array that returns its optical path to parallel light. For example, as shown in FIG.
It is preferable to dispose it at a position shifted by a half pixel from the incident side pixel position.

【0042】図11の液晶セルを図8と同様に配置する
ことで、画像表示素子4を出射した光が図面に左右方向
の直線偏光の場合、画像表示素子4の全体を図面の左右
方向に画素シフトさせることができる。したがって、画
面の横方向での解像度が高く、画素の位置精度が高い高
精細な画像表示装置が実現できる。
By arranging the liquid crystal cell of FIG. 11 in the same manner as in FIG. 8, when the light emitted from the image display element 4 is linearly polarized in the horizontal direction in the drawing, the entire image display element 4 is moved in the horizontal direction in the drawing. Pixel shift can be performed. Therefore, a high-definition image display device having high resolution in the horizontal direction of the screen and high pixel position accuracy can be realized.

【0043】図4や図9では上部基板の電極のみアレイ
状に形成しているが、図13のように上下両基板の電極
をアレイ状に形成し、上下電極の重なる位置の電極に電
圧を印加しこの部分の液晶を垂直に配向させる構造を示
している。この場合、サブフィールド切替えに伴って電
圧On状態からOff状態に切替える操作を行う場合
に、液晶の反転速度(立ち下がり速度)が立ち上がり速
度に比べ低下する傾向にあり、二周波駆動法を用いるこ
とでこの改善が図れる。図19は、電極アレイのn−1
番目からn+2番目までの4本について電圧印加状態を
示している。従来はn−1番目とn+1番目およびn番
目とn+2番目は、それぞれ交流電圧印加タイミングが
等しいため、1つの電源から位相の揃った電圧を供給し
ていた。そのため例えばn−1番目とn+1番目が同位
相の交流電圧を発生している時、n番目電極アレイの直
下の液晶分子にはこれらの電極から等しい電界が加わる
ことになり横方向の電界は発生しなかった。
In FIGS. 4 and 9, only the electrodes of the upper substrate are formed in an array, but as shown in FIG. 13, the electrodes of both the upper and lower substrates are formed in an array, and a voltage is applied to the electrode at the position where the upper and lower electrodes overlap. This shows a structure in which the liquid crystal is vertically aligned by applying a voltage. In this case, when the operation of switching from the voltage On state to the Off state is performed in accordance with the subfield switching, the inversion speed (falling speed) of the liquid crystal tends to be lower than the rising speed. Can improve this. FIG. 19 shows n-1 of the electrode array.
The voltage application state is shown for the four lines from the nth to the (n + 2) th. Conventionally, the AC voltage application timings of the (n−1) th and (n + 1) th and the (n) th and (n + 2) th are equal to each other, so that a single power supply supplies voltages having the same phase. Therefore, for example, when the (n-1) th and (n + 1) th are generating AC voltages having the same phase, an equal electric field is applied from these electrodes to the liquid crystal molecules directly below the nth electrode array, and a horizontal electric field is generated. Did not.

【0044】一方、本発明では、これらの交流位相を1
80度反転させることにより、n番目電極アレイの直下
の液晶分子にはこれらの電極から周波数の等しい横方向
の交流電界が加わることになる。n番目とn+2番目に
交流電圧が加わっている状態、すなわちn番目とn+2
番目の下部の液晶が基板垂直方向に配向している状態
(図4および図9参照)からn−1番目とn+1番目の
交流電圧が印加されて後、液晶分子が横方向を向くのに
この横電界は液晶配向に作用して、より高速な液晶配向
を達成できる。
On the other hand, in the present invention, these AC phases are set to 1
By inverting by 80 degrees, a horizontal alternating electric field having the same frequency is applied from these electrodes to the liquid crystal molecules immediately below the n-th electrode array. The state in which the AC voltage is applied to the nth and n + 2th, that is, the nth and n + 2
After the (n-1) th and (n + 1) th AC voltages are applied from the state where the liquid crystal at the bottom is oriented in the substrate vertical direction (see FIGS. 4 and 9), the liquid crystal molecules are oriented in the horizontal direction. The lateral electric field acts on the liquid crystal alignment, and a higher speed liquid crystal alignment can be achieved.

【0045】交流電圧でなく直流電圧を用いる場合で
も、その極性を反転させることで同様の効果が得られ
る。これらの電極アレイ間に補助電極を設ける場合(図
14参照)はその位相差を、電極間隔に対応させ適宜設
定することで同様の横電界を発生することができる。
Even when a DC voltage is used instead of an AC voltage, the same effect can be obtained by reversing the polarity. When an auxiliary electrode is provided between these electrode arrays (see FIG. 14), a similar lateral electric field can be generated by appropriately setting the phase difference in accordance with the electrode interval.

【0046】また、二周波駆動法によらない場合は、液
晶層を挟んで斜め方向に電界を発生させ、これをサブフ
ィールド切替えに対応させて反転させる等の方法で立ち
下がり速度の低下をなくすことが可能である。この場合
の光路偏向駆動手段7では、網掛けして示された電極ア
レイはそれぞれ位相が180度反転している交流電圧が
印加され、網掛けして示されていない電極アレイはその
際フローティングまたはフローティング時と同等の電圧
に設定するのが好ましい。この設定によって、液晶を挟
んだ網掛けして示された電極アレイ間で最も強い電界が
発生し、液晶分子の誘電率の正負に対応して電極アレイ
を結ぶ方向に沿って、もしくは、これと垂直な方向に沿
って液晶分子は配向する。一方電極を挟んで重なり合う
位置に対向する電極間では、液晶分子の配向変化を生じ
せしめるほど大きな電界は発生しないため、液晶分子は
配向を変えることはない。図20では、初期的に液晶分
子が基板面に垂直もしくは水平に配向された状態で形成
されたものが、垂直に配向されている場合を示してい
る。
When the two-frequency driving method is not used, an electric field is generated in an oblique direction with the liquid crystal layer interposed therebetween, and the electric field is inverted in accordance with the subfield switching to prevent the fall speed from decreasing. It is possible. In the optical path deflection driving means 7 in this case, an AC voltage whose phase is inverted by 180 degrees is applied to each of the shaded electrode arrays, and the unshaded electrode arrays are floating or It is preferable that the voltage is set to be equal to the voltage at the time of floating. By this setting, the strongest electric field is generated between the shaded electrode arrays sandwiching the liquid crystal, and along the direction connecting the electrode arrays corresponding to the positive or negative of the dielectric constant of the liquid crystal molecules, or with this. The liquid crystal molecules are aligned along the vertical direction. On the other hand, a large electric field is not generated between the electrodes opposed to the overlapping position with the electrodes interposed therebetween so as to cause a change in the alignment of the liquid crystal molecules, so that the liquid crystal molecules do not change the alignment. FIG. 20 shows a case where the liquid crystal molecules are initially formed in a state of being oriented vertically or horizontally to the substrate surface, but are oriented vertically.

【0047】また、二周波駆動法によらない他の場合と
して、光路偏向手段6における電極アレイを画素ピッチ
に対応して液晶層内に形成するようにし、このときの光
路偏向駆動手段7は、表示駆動手段5と同期して電極ア
レイへの電圧印加状態を互いに隣り合う電極アレイにサ
ブフィールド表示タイミングに同期して交互に切替え印
加するようにした。これにより、液晶分子には横方向電
界が発生し、液晶分子が交流発生している電極付近では
電界によって配向を変化させ、これによって光路が変化
する(図21参照)。網掛けして示された電極アレイと
網掛けして示されていない電極アレイは、サブフィール
ドに同期して交互に切替え交流電圧が印加される。
In another case that is not based on the dual frequency driving method, the electrode array in the optical path deflecting means 6 is formed in the liquid crystal layer corresponding to the pixel pitch. The voltage application state to the electrode array is alternately switched and applied to the adjacent electrode arrays in synchronization with the subfield display timing in synchronization with the display driving means 5. As a result, a horizontal electric field is generated in the liquid crystal molecules, and the orientation is changed by the electric field near the electrode where the liquid crystal molecules are generating an alternating current, thereby changing the optical path (see FIG. 21). The alternating voltage is applied to the shaded electrode array and the shaded electrode array alternately in synchronization with the subfield.

【0048】これまでの構成では、一つの液晶セルを用
いて一方向の画素増倍を行うことができるが、より高精
細な表示を行うためには、縦横二方向に画素増倍を行う
必要がある。そこで、図15に示すような光路偏向手段
6を用いる。この光路偏向手段6は、光路を図面に垂直
な方向にシフトさせる第一光路偏向手段62と、図面の
上下方向にシフトさせる第二光路偏向手段63と、その
間に設けた偏光面回転手段64からなっている。第一光
路偏向手段62および第二光路偏向手段63は前述の構
成と同様であり、それぞれの偏向方向が画像表示素子4
の画素配列の二方向に一致している。一般的には画素配
列の方向は直交しているので、図16のように第一光路
偏向手段62と第二光路偏向手段63の作用方向も直交
するように電極アレイの方向や配向処理の方向が設定さ
れる。ここで、本発明で用いる光路偏向手段6としての
液晶セルでは光路をシフトさせる方向と光の直線偏光の
方向が一致している必要があるため、二つの液晶セルの
間に偏光面回転手段64を設ける必要がある。
In the above-described configuration, pixel multiplication in one direction can be performed using one liquid crystal cell. However, in order to perform higher-definition display, pixel multiplication must be performed in two directions in the vertical and horizontal directions. There is. Therefore, an optical path deflecting unit 6 as shown in FIG. 15 is used. The optical path deflecting means 6 includes a first optical path deflecting means 62 for shifting the optical path in a direction perpendicular to the drawing, a second optical path deflecting means 63 for shifting the light path in the vertical direction in the drawing, and a polarization plane rotating means 64 provided therebetween. Has become. The first optical path deflecting means 62 and the second optical path deflecting means 63 are the same as those described above, and their respective deflecting directions are determined by the image display element 4.
In two directions. Generally, since the directions of the pixel array are orthogonal, the direction of the electrode array and the direction of the alignment processing are set so that the operation directions of the first optical path deflecting means 62 and the second optical path deflecting means 63 are also orthogonal as shown in FIG. Is set. Here, in the liquid crystal cell as the optical path deflecting means 6 used in the present invention, since the direction of shifting the optical path and the direction of the linearly polarized light of light need to coincide, the polarization plane rotating means 64 is provided between the two liquid crystal cells. It is necessary to provide.

【0049】偏光面回転手段64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。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ごとに光路を分離し
て各色ごとの半波長板を設け、再び合成してもよい。こ
のように二方向への光路偏向手段(62、63)と、そ
の間に偏光面回転手段64を設けることで、縦横二方向
に見かけ状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。比較的簡単な電極構成の素子を組み合わ
せることで、縦横二方向への光路シフトが実現できる。
As the polarization plane rotating means 64, a TN liquid crystal cell, a ferroelectric liquid crystal cell, a half-wave plate, a Faraday rotator or the like can be used. In the case of a liquid crystal cell, since there is no need to perform switching by applying an electric field, no electrodes need be provided, but it is necessary to optimize the alignment treatment and the directionality of the substrate surface. When there is wavelength dependence such as a half-wave plate, the optical path may be separated for each color by a dichroic mirror or the like, and a half-wave plate for each color may be provided, and then combined again. By providing the optical path deflecting means (62, 63) in two directions and the polarization plane rotating means 64 between them, a high-definition image with an apparent number of pixels multiplied in two directions is displayed. Can be. By combining elements having a relatively simple electrode configuration, an optical path shift in two directions can be realized.

【0050】(実施例)以下、本発明を実施するための
最良な形態における画像表示装置について説明する。
(Embodiment) Hereinafter, an image display apparatus according to a best mode for carrying out the present invention will be described.

【0051】<実施例1>本発明の実施例1として、図
1のような画像表示装置を作成した。この画像表示装置
は、画像表示素子4として対角0.9インチXGA(1
024×768ドット)のポリシリコンTFT液晶パネ
ルを用い、画素ピッチは縦横ともに約18μm、画素の
開口率は約50%である。また、画像表示素子4の光源
1側にマイクロレンズアレイを設けて照明光の集光率を
高める構成とした。本実施例1では、光源1としてRG
B三色のLED光源を用い、上記の一枚の液晶パネルに
照射する光の色を高速に切替えてカラー表示を行う、い
わゆるフィールドシーケンシャル方式を採用している。
一般的には、画像表示のフレーム周波数が60Hzの場
合、1フレーム内をさらに3色分に分割するため、各色
に対応した画像を180Hzで切替える。液晶パネルの
各色の画像の表示タイミングに合わせて、対応した色の
LED光源をON/OFFすることで、観察者にはフル
カラー画像が見える。この方式はカラーフィルタを使用
せず、一枚の液晶パネルで良いので、画像の高精細化と
装置の小型化に有利である。本実施例1では、フィール
ドシーケンシャル方式に画素シフト方式を組み合わせて
いる。
Example 1 As Example 1 of the present invention, an image display device as shown in FIG. 1 was prepared. In this image display device, a 0.9-inch diagonal XGA (1
(024 × 768 dots) polysilicon TFT liquid crystal panel is used, the pixel pitch is about 18 μm both vertically and horizontally, and the pixel aperture ratio is about 50%. Further, a microlens array is provided on the light source 1 side of the image display element 4 to increase the light collection rate of the illumination light. In the first embodiment, RG is used as the light source 1.
A so-called field-sequential system is used in which color light is displayed by switching the color of light illuminating one liquid crystal panel at high speed using LED light sources of three colors B.
Generally, when the frame frequency of image display is 60 Hz, an image corresponding to each color is switched at 180 Hz in order to further divide one frame into three colors. By turning ON / OFF the LED light source of the corresponding color in accordance with the display timing of the image of each color on the liquid crystal panel, the observer can see the full color image. Since this method does not use a color filter and requires only one liquid crystal panel, it is advantageous for high definition of an image and miniaturization of an apparatus. In the first embodiment, the pixel shift method is combined with the field sequential method.

【0052】画像の横方向に二倍の画素増倍を行うため
には、画素位置を120Hzでシフトさせ、サブフィー
ルド画像の表示時間は8.3ミリ秒以内である。この時
間には、光路が切り変わるのに必要な時間(光路切替え
時間)Δtと液晶パネルが画像表示に使用できる時間が
含まれている。画像表示に使用できる時間が長いほど、
フィールドシーケンシャル方式のLED発光時間を長く
できるため、LEDの発光輝度を小さくすることがで
き、LED光源の負担が小さくなる。したがって、光路
切替え時間Δtはできるだけ短い方が好ましい。
To perform double pixel multiplication in the horizontal direction of the image, the pixel position is shifted at 120 Hz, and the display time of the subfield image is within 8.3 milliseconds. This time includes a time (optical path switching time) Δt required for switching the optical path and a time during which the liquid crystal panel can be used for image display. The longer the time available for displaying images,
Since the LED emission time of the field sequential system can be extended, the emission luminance of the LED can be reduced, and the burden on the LED light source is reduced. Therefore, it is preferable that the optical path switching time Δt is as short as possible.

【0053】(液晶マイクロレンズアレイの作成)液晶
マイクロレンズアレイを作成するためには、まず、IT
O蒸着膜つきのガラス基板(3cm×4cm、厚さ0.
15mm)を2枚用意し、一方のガラス基板はITOを
そのまま残し、もう一方の基板に対しては、基板上のI
TO蒸着膜をエッチングして、幅10μm、ピッチ18
μmのITOラインを形成し、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。その上
で、2枚のガラス基板のITO側にポリイミド系の配向
材料をスピンコートし、約0.1μmの配向膜を形成
し、ガラス基板のアニール処理後ラビング処理を行っ
た。この際、エッチング済みの基板に対しては、ITO
ラインに対して直角方向にラビングを行った。この二枚
のガラス基板の間の周辺部に8μm厚のスペーサを挟
み、上下基板のラビング方向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、誘電率異方性
が正のネマティック液晶を常圧下で注入し、液晶セルを
作成した。上下基板のラビング処理の方向は一致してい
るため、図4(A)のように液晶分子が全て同じ向きに
配向した状態となる。液晶セルの動作確認のため、液晶
ライトバルブを模した開口幅が13μm角で縦横のピッ
チが18μmの遮光マスクを液晶セルの入射側に電極と
の位置を合わせて貼り付け、液晶セルの入射側から平行
光を照射して出射側から観察すると、遮光マスクの開口
部の形状がそのまま観察された。また、図9のように交
互の電極ラインに約3Vの電圧を印加した場合、液晶層
内にレンズ効果が現れた。液晶セルの出射側に薄い拡散
層を有する拡散板を合わせて、出射面での拡散光を観察
すると、開口幅が約4μm×13μmに縮小されて、図
11の上部の実線のように配列していることが確認でき
た。次に、電圧を印加する電極ラインを切替えると、縮
小された光路の位置が図11の上部の破線のように移動
することが確認できた。
(Preparation of Liquid Crystal Microlens Array ) In order to prepare a liquid crystal microlens array, first, the IT
Glass substrate with O-deposited film (3 cm x 4 cm, thickness 0.
15 mm) are prepared, one glass substrate is left with ITO as it is, and the other substrate is
Etch the TO deposited film to a width of 10 μm and a pitch of 18
A μm ITO line was formed, and a comb-shaped electrode was formed so that the same voltage could be applied alternately to the ITO line. Then, a polyimide-based alignment material was spin-coated on the ITO side of the two glass substrates to form an approximately 0.1 μm alignment film, and a rubbing process was performed after annealing the glass substrates. At this time, the etched substrate is ITO
Rubbing was performed at right angles to the line. An empty cell was produced by sandwiching an 8 μm thick spacer between the two glass substrates so that the rubbing directions of the upper and lower substrates coincided with each other. A nematic liquid crystal having a positive dielectric anisotropy was injected into the cell under normal pressure to prepare a liquid crystal cell. Since the rubbing directions of the upper and lower substrates are the same, the liquid crystal molecules are all oriented in the same direction as shown in FIG. In order to confirm the operation of the liquid crystal cell, a light-shielding mask simulating a liquid crystal light valve with an opening width of 13 μm square and a vertical and horizontal pitch of 18 μm was attached to the incident side of the liquid crystal cell so as to be aligned with the electrode. When the collimated light was irradiated from above and observed from the emission side, the shape of the opening of the light shielding mask was observed as it was. When a voltage of about 3 V was applied to the alternate electrode lines as shown in FIG. 9, a lens effect appeared in the liquid crystal layer. When a diffuser having a thin diffusion layer is aligned with the exit side of the liquid crystal cell and the diffused light is observed at the exit surface, the aperture width is reduced to about 4 μm × 13 μm, and the aperture is arranged as shown by the solid line in the upper part of FIG. Was confirmed. Next, it was confirmed that when the electrode line to which the voltage was applied was switched, the position of the reduced optical path moved as shown by the broken line in the upper part of FIG.

【0054】この液晶セルを液晶ライトバルブ(画像表
示素子4)の直後に設置し、画素位置と電極ラインの位
置合わせを調整した。光源1として小型の白色ランプを
用い、透過型液晶ライトバルブによる白黒表示の観察実
験を行った。液晶ライトバルブに120Hzのサブフィ
ールド画像信号で駆動し、それに同期して液晶セルの電
極ラインへの印加電圧波形形状を切替えた。このときの
結果を表1に示す。請求項1および2に示す光路偏向駆
動手段7を用いて周波数1kHzの矩形波を用意し、サ
ブフィールド切替え時とサブフィールド表示時とでその
電圧振幅を変化させる(図17参照)と、反転速度(液
晶立上り時間と液晶立下り時間の平均値)が向上し画像
品質も改良された。
This liquid crystal cell was placed immediately after the liquid crystal light valve (image display element 4), and the alignment between the pixel position and the electrode line was adjusted. Using a small white lamp as the light source 1, an observation experiment of black-and-white display using a transmission type liquid crystal light valve was performed. The liquid crystal light valve was driven by a subfield image signal of 120 Hz, and in synchronization with this, the waveform of the voltage applied to the electrode lines of the liquid crystal cell was switched. Table 1 shows the results. A rectangular wave having a frequency of 1 kHz is prepared by using the optical path deflection driving means 7 according to claim 1 and the voltage amplitude is changed between the subfield switching and the subfield display (see FIG. 17). (The average value of the liquid crystal rise time and the liquid crystal fall time) was improved, and the image quality was also improved.

【0055】[0055]

【表1】 [Table 1]

【0056】本実施例1では、図11のように各画素の
シフト方向が共通ではないので、サブフィールド画像を
補正して駆動し、液晶レンズセルの出射側に薄い拡散層
を有する拡散板を合わせて、出射面での拡散光を拡大観
察すると、横方向の画素密度が二倍の高精細な表示画像
が得られた。但し、画像周辺付近で画素サイズが不均一
な部分が生じていた。これは、液晶レンズセルの出射面
と拡散板の間の間隔が不均一であり、光路の集光に起因
して画素サイズが変化したものと考えられる。
In the first embodiment, since the shift direction of each pixel is not common as shown in FIG. 11, the subfield image is corrected and driven, and a diffusion plate having a thin diffusion layer on the exit side of the liquid crystal lens cell is used. In addition, when the diffused light on the emission surface was observed under magnification, a high-definition display image with twice the pixel density in the horizontal direction was obtained. However, there was a portion where the pixel size was uneven near the periphery of the image. This is presumably because the distance between the exit surface of the liquid crystal lens cell and the diffusion plate was not uniform, and the pixel size was changed due to light focusing on the optical path.

【0057】<実施例2>本発明の実施例2は、実施例
1と同様にして液晶レンズセルを作成し、請求項3に示
す光路偏向駆動手段7を用いて周波数1kHzの矩形波
を用意した。なお本液晶レンズセルにおける液晶立上り
閾値電圧は0.3Vであり、液晶立下り閾値電圧は、2.
8Vであった。このときの結果を表2に示す。液晶立上
り閾値電圧以下の振幅V1(V1≠0)を有する交流電
圧印加と、液晶立下り閾値電圧以上の振幅V2を有する
交流電圧印加とで変化させる(図18参照)と、反転速
度が向上し画像品質も改良された。ただしV1として
0.5Vを印加したところ、コントラストの低下が見ら
れた。これは液晶立上り閾値電圧以上の振幅であったた
め、液晶分子の配向状態が良好でなく、所望のレンズ効
果が得られなかったためである。
<Embodiment 2> In Embodiment 2 of the present invention, a liquid crystal lens cell is prepared in the same manner as in Embodiment 1, and a rectangular wave having a frequency of 1 kHz is prepared by using the optical path deflection driving means 7 according to Claim 3. did. The liquid crystal rising threshold voltage of the present liquid crystal lens cell is 0.3 V, and the liquid crystal falling threshold voltage is 2.3 V.
It was 8V. Table 2 shows the results. When the voltage is changed by applying an AC voltage having an amplitude V1 (V1 ≠ 0) equal to or smaller than the liquid crystal rising threshold voltage and applying an AC voltage having an amplitude V2 equal to or larger than the liquid crystal falling threshold voltage (see FIG. 18), the inversion speed is improved. Image quality has also been improved. However, when a voltage of 0.5 V was applied as V1, a decrease in contrast was observed. This is because the amplitude was equal to or higher than the rising threshold voltage of the liquid crystal, the orientation state of the liquid crystal molecules was not good, and the desired lens effect could not be obtained.

【0058】[0058]

【表2】 [Table 2]

【0059】<実施例3>本発明の実施例3は、実施例
1と同様にして液晶レンズセルを作成し、請求項4に示
す光路偏向駆動手段7を用いて周波数1kHz、3Vの
矩形波を用意した。その結果、電極アレイの画素ピッチ
に対応してその交流位相が略180度反転した電圧印加
状態を得た(図19および表3参照)。本実施例3によ
ると、電極アレイの画素ピッチに対応してその交流位相
が略180度反転させることで反転速度が向上し画像品
質も改良された。
Third Embodiment In a third embodiment of the present invention, a liquid crystal lens cell is prepared in the same manner as in the first embodiment, and a rectangular wave having a frequency of 1 kHz and a voltage of 3 V is formed by using the optical path deflection driving means 7 according to the fourth embodiment. Was prepared. As a result, a voltage application state was obtained in which the AC phase was inverted by approximately 180 degrees corresponding to the pixel pitch of the electrode array (see FIG. 19 and Table 3). According to the third embodiment, by inverting the AC phase by approximately 180 degrees corresponding to the pixel pitch of the electrode array, the inversion speed is improved and the image quality is also improved.

【0060】[0060]

【表3】 [Table 3]

【0061】<実施例4>本発明の実施例4は、薄いガ
ラス基板(3cm×4cm、厚さ0.15mm)上のI
TO蒸着膜をエッチングして、幅10μm、ピッチ18
μm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側にポリイミド系の配向材料をスピン
コートし、約0.1μmの配向膜を形成した。ガラス基
板のアニール処理後、ITOラインに対して直角方向に
ラビング処理を行った。このITOのライン電極を有す
るガラス基板を2枚用意し、それぞれのガラス周辺部に
8μm厚のスペーサを設け、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、以後
の行程を実施例1と同様に行い液晶マイクロレンズアレ
イを作製した。この得られたセルに対して、請求項5に
示す光路偏向駆動手段7を用いて、電圧印加状態が、液
晶層を挟んで重なり合わない電極アレイ間で交流電圧を
発生するように(図20参照)周波数1kHz、3Vの
矩形波を印加した。サブフィールド切替えのタイミング
に同期させ交流電圧を印加する電極ラインを交互に切替
え液晶反転時間と表示画像品質を評価した。本実施例4
による液晶反転時間は1.6μsであり、従来よりも高
速の応答が可能であることが確認され、また表示画像品
質も良好であった。
<Embodiment 4> In Embodiment 4 of the present invention, a thin glass substrate (3 cm × 4 cm, thickness 0.15 mm) is used.
Etch the TO deposited film to a width of 10 μm and a pitch of 18
A μm ITO line was formed. Comb electrodes were formed so that the same voltage could be applied alternately to the ITO lines. A polyimide-based alignment material was spin-coated on the ITO side of the glass substrate to form an approximately 0.1 μm alignment film. After the annealing of the glass substrate, a rubbing treatment was performed in a direction perpendicular to the ITO line. Two glass substrates having this ITO line electrode are prepared, an 8 μm-thick spacer is provided around each of the glass substrates, and the two substrates are bonded together so that the ITO line positions of the upper and lower substrates coincide with each other to produce an empty cell. Was performed in the same manner as in Example 1 to produce a liquid crystal microlens array. With respect to the obtained cell, an AC voltage is generated between the electrode arrays that do not overlap with the liquid crystal layer interposed therebetween by using the optical path deflection driving means 7 according to claim 5 (FIG. 20). Reference) A rectangular wave having a frequency of 1 kHz and 3 V was applied. The electrode lines to which the AC voltage was applied were alternately switched in synchronization with the subfield switching timing, and the liquid crystal inversion time and the display image quality were evaluated. Example 4
, The liquid crystal inversion time was 1.6 μs, and it was confirmed that a faster response than before was possible, and the display image quality was also good.

【0062】(5)実施例5 本発明の実施例5は、実施例1に示した液晶マイクロレ
ンズアレイに替え、以下の液晶マイクロレンズアレイを
作製した。薄いガラス基板(3cm×4cm、厚さ0.
15mm)にポリイミド系の配向材料をスピンコートし
約0.1μmの配向膜を形成し、これをアニール処理し
た後ラビング処理を行った。このラビング済みのガラス
基板に、幅8μm、ピッチ18μmのストライプライン
状に形成された開口部を有するCrマスクを、ラビング
方向とストライプライン方向が直行する方向に合わせて
密着させ、この状態で膜厚5μmのAlを蒸着により基
板に形成し電極とした。このAlラインは交互に同一電
圧を印加できるようにくし形電極とした。この基板に対
向するもう一方のガラス基板に、ポリイミド系の配向材
料をスピンコートし、約0.1μmの配向膜を形成し
た。ガラス基板のアニール処理後、Alラインに対して
直角方向にラビング処理を行った。この二枚のガラス基
板の間の周辺部に8μm厚のスペーサを挟み張り合わせ
て空セルを作製した。このセルの中に、誘電率異方性が
正のネマティック液晶を常圧下で注入し、液晶セルを作
成した。上下基板のラビング処理の方向は一致している
ため、ライン電極と直行する方向に液晶分子が全て同じ
向きに配向した状態となる。図21のように、互いに隣
り合う電極アレイにサブフィールド表示タイミングに同
期して交互に切替え(一本おきに)約3Vの電圧を印加
したところ、液晶層内にレンズ効果が現れた。液晶セル
の出射側に薄い拡散層を有する拡散板を合わせて、出射
面での拡散光を観察すると、開口幅が約4μm×13μ
mに縮小されて配列していることが確認できた。次に、
電圧を印加する電極ラインを切替えたところ、縮小され
た光路の位置が移動することが確認できた。本実施例5
による液晶反転時間は1.6μsであり、従来よりも高
速の応答が可能である事が確認され、また表示画像品質
も良好であった。
(5) Example 5 In Example 5 of the present invention, the following liquid crystal microlens array was produced in place of the liquid crystal microlens array shown in Example 1. Thin glass substrate (3cm x 4cm, thickness of 0.
15 mm), a polyimide-based alignment material was spin-coated to form an approximately 0.1 μm alignment film, which was annealed and then rubbed. A Cr mask having an opening formed in the form of a stripe line with a width of 8 μm and a pitch of 18 μm is brought into close contact with the rubbed glass substrate in a direction perpendicular to the rubbing direction and the stripe line direction. 5 μm Al was formed on the substrate by vapor deposition to form an electrode. This Al line was a comb-shaped electrode so that the same voltage could be applied alternately. The other glass substrate facing this substrate was spin-coated with a polyimide-based alignment material to form an approximately 0.1 μm alignment film. After the annealing of the glass substrate, a rubbing treatment was performed in a direction perpendicular to the Al line. An empty cell was fabricated by sandwiching an 8 μm-thick spacer between the two glass substrates at the periphery. A nematic liquid crystal having a positive dielectric anisotropy was injected into the cell under normal pressure to prepare a liquid crystal cell. Since the rubbing directions of the upper and lower substrates are the same, the liquid crystal molecules are all oriented in the same direction in a direction perpendicular to the line electrodes. As shown in FIG. 21, when a voltage of about 3 V was alternately applied (every other electrode) to adjacent electrode arrays in synchronization with the subfield display timing, a lens effect appeared in the liquid crystal layer. When a diffusion plate having a thin diffusion layer is aligned with the exit side of the liquid crystal cell and the diffused light is observed on the exit surface, the opening width is about 4 μm × 13 μm.
It was confirmed that the array was reduced to m. next,
When the electrode line to which the voltage was applied was switched, it was confirmed that the position of the reduced optical path moved. Example 5
, The liquid crystal inversion time was 1.6 μs, and it was confirmed that a higher speed response was possible than before, and the display image quality was also good.

【0063】以上の各実施例では、画像表示素子4を直
接あるいは拡大レンズ系を通して観察したが、投射レン
ズを通してスクリーン上に投影して観察しても同様な効
果が得られる。
In each of the above embodiments, the image display element 4 is observed directly or through a magnifying lens system. However, the same effect can be obtained by observing the image display element 4 on a screen through a projection lens.

【0064】[0064]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
サブフィールド毎に所定の光路偏向を行うことで、低解
像度の画像表示素子を用いて高解像度の画像表示を行う
ことが可能な画像表示装置において、光路偏向のスイッ
チング速度を向上させ、画像の乱れを低減し、照明光の
光利用効率を向上させることができる。
As described above, according to the present invention,
By performing a predetermined optical path deflection for each subfield, in an image display device capable of displaying a high-resolution image using a low-resolution image display element, the switching speed of the optical path deflection is improved, and the image is distorted. And the light use efficiency of the illumination light can be improved.

【0065】また、本発明の請求項1によれば、サブフ
ィールド切替え時には液晶の高速動作が可能な電圧を印
加し、所定の液晶分布状態に近づいたタイミングでこの
液晶分布状態を保持するサブフィールド表示時の電圧波
形に切替えることで、サブフィールド切替にともなう画
像の乱れを改善し、光利用効率を向上させることができ
る。
Further, according to the first aspect of the present invention, a sub-field which applies a voltage enabling high-speed operation of the liquid crystal at the time of sub-field switching and maintains this liquid crystal distribution state at a timing approaching a predetermined liquid crystal distribution state. By switching to the voltage waveform at the time of display, disturbance of an image due to switching of subfields can be improved, and light use efficiency can be improved.

【0066】また、本発明の請求項2によれば、サブフ
ィールド切替時には印加電圧の絶対値を大きくすること
で液晶の高速動作が可能となる。
According to the second aspect of the present invention, high speed operation of the liquid crystal becomes possible by increasing the absolute value of the applied voltage at the time of subfield switching.

【0067】また、本発明の請求項3によれば、ネマテ
ィック型液晶よりなる光路偏向手段を、交流電圧の電界
の強さによって駆動する場合、従来は液晶立上り閾値電
圧が完全Off、すなわち電圧印加しない状態に設定さ
れていたが、この電圧印加のない状態から高電圧印加状
態に変化させるのに比べて、あらかじめ電圧を液晶立上
り閾値電圧の近傍に設定することで液晶反転の高速化が
図れ、光シフトに対しても高速動作がはかれる。
According to the third aspect of the present invention, when the optical path deflecting means made of a nematic liquid crystal is driven by the strength of an electric field of an AC voltage, conventionally, the rising threshold voltage of the liquid crystal is completely Off, that is, the voltage application is performed. Although it was set to a state in which no voltage is applied, compared to changing from a state in which no voltage is applied to a state in which a high voltage is applied, the liquid crystal inversion can be accelerated by setting the voltage in advance near the liquid crystal rising threshold voltage, High-speed operation can be performed for optical shift.

【0068】また、本発明の請求項4によれば、液晶分
子の基板面法線方向から面内方向への配向を隣り合う電
極アレイからの横電界を利用して、光路偏向のスイッチ
ング速度を高速化できる。
According to the fourth aspect of the present invention, the liquid crystal molecules are oriented from the normal direction of the substrate surface to the in-plane direction by utilizing the horizontal electric field from the adjacent electrode array to reduce the switching speed of the optical path deflection. Speed up.

【0069】また、本発明の請求項5によれば、光路偏
向に寄与する液晶分子のみ配向を変化させることになる
ため、液晶分子の配向変化量を小さくできるので、光路
偏向のスイッチング速度を高速化できる。
According to the fifth aspect of the present invention, since only the liquid crystal molecules contributing to the optical path deflection are changed, the amount of change in the alignment of the liquid crystal molecules can be reduced, so that the switching speed of the optical path deflection can be increased. Can be

【0070】また、本発明の請求項6によれば、画素縮
小が良好に行われ、画像品質の劣化を低減でき、また高
速スイッチングが可能となる。
Further, according to the sixth aspect of the present invention, the pixel reduction can be performed favorably, the deterioration of the image quality can be reduced, and the high-speed switching can be performed.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明による画像表示装置の構成を示す図で
ある。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an image display device according to the present invention.

【図2】 画素のシフト位置に対応したサブフィールド
の画像信号で画像表示素子を駆動した場合に、見かけ上
の画素増倍効果が得られることを説明するための図であ
る。
FIG. 2 is a diagram for explaining that an apparent pixel multiplication effect can be obtained when an image display element is driven by an image signal of a subfield corresponding to a pixel shift position.

【図3】 従来のフィールド、サブフィールド、光路偏
向手段およびライトバルブ画像信号の関係を示す概略図
である。
FIG. 3 is a schematic diagram showing the relationship between a conventional field, subfield, optical path deflecting means, and a light valve image signal.

【図4】 本発明の液晶光路偏向素子の動作を説明する
ための模式図である。
FIG. 4 is a schematic diagram for explaining the operation of the liquid crystal optical path deflecting element of the present invention.

【図5】 液晶に対し電圧を印加したときに、液晶を通
過する直線偏光の屈折率の変化率と液晶立上り閾値電圧
および液晶立下り閾値電圧の関係を説明するための図で
ある。
FIG. 5 is a diagram for explaining the relationship between the rate of change of the refractive index of linearly polarized light passing through the liquid crystal and the rise threshold voltage of the liquid crystal and the fall threshold voltage of the liquid crystal when a voltage is applied to the liquid crystal.

【図6】 図4の液晶光路偏向素子の液晶セル内におけ
る屈折率分布の変化を説明するための図である。
FIG. 6 is a diagram for explaining a change in a refractive index distribution in a liquid crystal cell of the liquid crystal optical path deflecting element of FIG.

【図7】 画像表示素子(液晶ライトバルブ)の四つの
画素から出射してきた光が図の下方から液晶セルに入射
する場合の画像表示素子の動作を説明するための模式図
である。
FIG. 7 is a schematic diagram for explaining the operation of the image display element when light emitted from four pixels of the image display element (liquid crystal light valve) enters the liquid crystal cell from below in the figure.

【図8】 本発明の光路偏向手段の配置を示す概略図で
ある。
FIG. 8 is a schematic view showing an arrangement of an optical path deflecting means of the present invention.

【図9】 本発明の画素縮小機能を備えた液晶偏向素子
の動作を説明するための模式図である。
FIG. 9 is a schematic diagram for explaining the operation of the liquid crystal deflecting element having the pixel reduction function of the present invention.

【図10】 画素縮小機能を備えた液晶光偏向素子にお
ける屈折率分布の変化を説明するための図である。
FIG. 10 is a diagram for explaining a change in a refractive index distribution in a liquid crystal light deflecting element having a pixel reduction function.

【図11】 液晶レンズによる画素縮小効果と画素シフ
ト効果を説明するための説明図である。
FIG. 11 is an explanatory diagram for explaining a pixel reduction effect and a pixel shift effect by a liquid crystal lens.

【図12】 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として、凹レンズ
アレイを設置した例である。
FIG. 12 is an example in which a concave lens array is installed as an optical element that causes light emitted from a liquid crystal cell to be parallel to the optical axis of a projection optical system.

【図13】 液晶光路偏向素子の他の構成を示す図であ
る。
FIG. 13 is a diagram showing another configuration of the liquid crystal optical path deflecting element.

【図14】 光路偏向手段に補助電極を設置した例であ
る。
FIG. 14 is an example in which an auxiliary electrode is provided in an optical path deflecting unit.

【図15】 縦横二方向に画素増倍を行う本発明の画像
表示装置の他の構成を示す図である。
FIG. 15 is a diagram illustrating another configuration of the image display device of the present invention that performs pixel multiplication in two directions vertically and horizontally.

【図16】 二方向増倍用の光路偏向手段の配置を示す
概略図である。
FIG. 16 is a schematic diagram showing an arrangement of optical path deflecting means for two-way multiplication.

【図17】 実施例1のサブフィールド切替え時とサブ
フィールド表示時とで異なる駆動波形の例である。
FIG. 17 is an example of driving waveforms that are different between the subfield switching and the subfield display of the first embodiment.

【図18】 実施例2のサブフィールド切替え時とサブ
フィールド表示時とで異なる駆動波形の例である。
FIG. 18 is an example of driving waveforms that are different between subfield switching and subfield display according to the second embodiment.

【図19】 実施例3で、電極アレイの画素ピッチに対
応してその交流位相が略180度反転した電圧印加状態
を得る光路偏向の駆動信号の例である。
FIG. 19 is an example of an optical path deflection drive signal for obtaining a voltage application state in which the AC phase is inverted by approximately 180 degrees corresponding to the pixel pitch of the electrode array in the third embodiment.

【図20】 実施例4で、液晶層を挟んで斜め方向に電
界を発生させるようにしたときの効果を説明するための
図である。
FIG. 20 is a diagram for explaining an effect when an electric field is generated in an oblique direction with a liquid crystal layer interposed therebetween in Example 4.

【図21】 実施例5で、互いに隣り合う電極アレイに
サブフィールド表示タイミングに同期して交互に切替え
て電圧を印加したときの効果を説明するための図であ
る。
FIG. 21 is a diagram for explaining an effect when a voltage is applied to adjacent electrode arrays alternately in synchronization with a subfield display timing in the fifth embodiment.

【図22】 画素シフト機能の概略説明図である。FIG. 22 is a schematic explanatory diagram of a pixel shift function.

【図23】 画素縮小機能の概略説明図である。FIG. 23 is a schematic explanatory diagram of a pixel reduction function.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…光源、2…光源駆動手段、3…照明装置、31…拡
散板、32…コンデンサレンズ、4…画像表示素子、5
…表示駆動手段、6…光路偏向手段、62…第一光路偏
向手段、63…第二光路偏向手段、64…偏光面回転手
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。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Light source, 2 ... Light source drive means, 3 ... Illumination device, 31 ... Diffusion plate, 32 ... Condenser lens, 4 ... Image display element, 5
... display driving means, 6 ... optical path deflecting means, 62 ... first optical path deflecting means, 63 ... second optical path deflecting means, 64 ... polarization plane rotating means, 7 ... optical path deflecting driving means, 8 ... image display control circuit, 9
... projection lens, 10 ... screen.

───────────────────────────────────────────────────── 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) G09G 3/20 641 G09G 3/20 641E 5C058 660 660E 5C080 680 680C 3/34 3/34 J 3/36 3/36 H04N 5/66 H04N 5/66 B 5/74 5/74 E (72)発明者 二村 恵朗 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 松木 ゆみ 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 小林 正典 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 滝口 康之 東京都大田区中馬込1丁目3番6号 株式 会社リコー内 Fターム(参考) 2H088 EA33 EA37 EA45 GA02 HA06 MA03 MA10 MA13 2H089 HA33 QA05 QA11 QA12 TA03 TA04 TA07 2H093 NA07 NA21 NA34 NA36 NA43 NA80 NC42 NC90 ND52 ND54 NE04 NE07 NF04 2K002 AA07 AB06 BA06 DA14 EA14 EA30 GA07 HA02 5C006 AA01 AA14 AA22 AC28 AF44 AF47 BB16 BB29 EA01 EC11 EC13 FA11 FA21 5C058 BA25 EA02 EA11 EA26 5C080 AA10 BB05 DD03 DD07 DD08 EE28 FF11 JJ02 JJ04 JJ05 JJ06 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) G09G 3/20 641 G09G 3/20 641E 5C058 660 660E 5C080 680 680 680 3/34 3/34 J 3/36 3 / 36 H04N 5/66 H04N 5/66 B 5/74 5/74 E (72) Inventor Ero Nimura 1-3-6 Nakamagome, Ota-ku, Tokyo Inside Ricoh Company, Ltd. (72) Inventor Yumi Matsuki Tokyo 1-3-6 Nakamagome, Ota-ku, Ricoh Co., Ltd. (72) Inventor Masanori Kobayashi 1-3-6, Nakamagome, Ota-ku, Tokyo In Ricoh Co., Ltd. (72) Inventor Yasuyuki Takiguchi Nakamagome, Ota-ku, Tokyo 1-3-6, Ricoh Co., Ltd. F term (reference) 2H088 EA33 EA37 EA45 GA02 HA06 MA03 MA10 MA13 2H089 HA33 QA05 QA11 QA12 TA03 TA04 TA07 2H093 N A07 NA21 NA34 NA36 NA43 NA80 NC42 NC90 ND52 ND54 NE04 NE07 NF04 2K002 AA07 AB06 BA06 DA14 EA14 EA30 GA07 HA02 5C006 AA01 AA14 AA22 AC28 AF44 AF47 BB16 BB29 EA01 EC11 EC13 FA11 FA21 5C058 BA25 EA02 EA02 DD08 JJ04 JJ05 JJ06

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 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、前記画像表
示素子を照明する光源および照明装置と、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、各画素からの出射光
の光路を偏向する光路偏向手段とを有し、前記サブフィ
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であ
って、前記光路偏向手段が、二枚の透明基板と、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電極
アレイと、これらの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、前記表示駆動手段と
同期して前記電極アレイへの電圧印加状態をサブフィー
ルド切替え時とサブフィールド表示時とで異なる波形に
設定して変化させるようにした光路偏向駆動手段とを有
することを特徴とする画像表示装置。
An image display device in which a plurality of pixels capable of controlling light in accordance with image information are two-dimensionally arranged, a light source and a lighting device for illuminating the image display device, and an image pattern displayed on the image display device An optical device for observing an image, a display driving unit for forming an image field by a plurality of sub-fields divided in time, and an optical path deflecting unit for deflecting an optical path of light emitted from each pixel. An image display device for displaying an image pattern in a state where a display position is shifted in accordance with a deflection state of an optical path for each field so as to increase an apparent number of pixels of an image display element and display the image pattern. The deflecting means comprises two transparent substrates, an electrode array formed on at least one of the substrates corresponding to the pixel pitch, and the refractive index distribution can be controlled by applying a voltage between these two substrates. Liquid crystal layer, and an optical path deflecting drive unit configured to change and set a voltage application state to the electrode array to a different waveform between subfield switching and subfield display in synchronization with the display driving unit. An image display device comprising:
【請求項2】 請求項1に記載の画像表示装置におい
て、前記光路偏向駆動手段は、サブフィールド切替え時
の印加電圧の絶対値を、サブフィールド表示時の電圧絶
対値より大きく設定するようにしたことを特徴とする画
像表示装置。
2. The image display device according to claim 1, wherein said optical path deflection driving means sets an absolute value of an applied voltage at a time of subfield switching to be larger than an absolute value of a voltage at the time of subfield display. An image display device characterized by the above-mentioned.
【請求項3】 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、前記画像表
示素子を照明する光源および照明装置と、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、各画素からの出射光
の光路を偏向する光路偏向手段とを有し、前記サブフィ
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であ
って、前記光路偏向手段が、二枚の透明基板と、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電極
アレイと、これらの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、前記表示駆動手段と
同期して電極アレイへの電圧印加状態を、互いに隣り合
う電極アレイにサブフィールド表示タイミングに同期し
て交互に電圧を切替え印加する光路偏向駆動手段とを有
し、前記光路偏向駆動手段は、この切替え電圧の低電圧
側が液晶立上り閾値電圧以下の振幅(非ゼロ)なる交流
電圧であることを特徴とする画像表示装置。
3. An image display element in which a plurality of pixels capable of controlling light in accordance with image information are two-dimensionally arranged, a light source and a lighting device for illuminating the image display element, and an image pattern displayed on the image display element. An optical device for observing an image, a display driving unit that forms an image field by a plurality of subfields divided in time, and an optical path deflecting unit that deflects an optical path of light emitted from each pixel. An image display device which displays an image pattern in a state where a display position is shifted according to a deflection state of an optical path for each field to increase an apparent number of pixels of an image display element and display the image pattern. The deflecting means comprises two transparent substrates, an electrode array formed on at least one of the substrates corresponding to the pixel pitch, and the refractive index distribution can be controlled by applying a voltage between these two substrates. Liquid crystal layer, and optical path deflection driving means for alternately switching and applying the voltage to the electrode arrays in synchronization with the subfield display timing to the electrode arrays adjacent to each other in synchronization with the display driving means. The image display device, wherein the optical path deflection driving means has an alternating voltage whose amplitude (non-zero) is equal to or lower than a liquid crystal rising threshold voltage on the low voltage side of the switching voltage.
【請求項4】 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、前記画像表
示素子を照明する光源および照明装置と、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、各画素からの出射光
の光路を偏向する光路偏向手段とを有し、前記サブフィ
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であ
って、前記光路偏向手段が、二枚の透明基板と、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電極
アレイと、これらの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、前記表示駆動手段と
同期して電極アレイへの電圧印加状態を互いに隣り合う
電極アレイにサブフィールド表示タイミングに同期して
交互に電圧を切替え印加する光路偏向駆動手段とを有
し、前記光路偏向駆動手段は、前記電極アレイの画素ピ
ッチに対応してその交流位相が略180度反転した電圧
印加状態を形成することを特徴とする画像表示装置。
4. An image display device in which a plurality of pixels capable of controlling light in accordance with image information are two-dimensionally arranged, a light source and a lighting device for illuminating the image display device, and an image pattern displayed on the image display device An optical device for observing an image, a display driving unit for forming an image field by a plurality of sub-fields divided in time, and an optical path deflecting unit for deflecting an optical path of light emitted from each pixel. An image display device which displays an image pattern in a state where a display position is shifted according to a deflection state of an optical path for each field to increase an apparent number of pixels of an image display element and display the image pattern. The deflecting means comprises two transparent substrates, an electrode array formed on at least one of the substrates corresponding to the pixel pitch, and the refractive index distribution can be controlled by applying a voltage between these two substrates. And a light path deflection driving means for alternately switching and applying a voltage to the electrode arrays adjacent to each other in synchronization with the subfield display timing in synchronization with the display driving means. An image display device, wherein the optical path deflection driving means forms a voltage application state in which the AC phase is inverted by approximately 180 degrees corresponding to the pixel pitch of the electrode array.
【請求項5】 請求項1乃至4のいずれか1に記載の画
像表示装置において、前記光路偏向手段は、前記電極ア
レイを双方の基板上に画素ピッチに対応して略重なる位
置に形成し、前記光路偏向駆動手段の電圧印加状態が、
前記液晶層を挟んで重なり合わない前記電極アレイ間で
交流電圧を発生することを特徴とする画像表示装置。
5. The image display device according to claim 1, wherein the optical path deflecting unit forms the electrode array on both substrates at a position substantially overlapping with a pixel pitch. The voltage application state of the optical path deflection driving means is:
An image display device, wherein an AC voltage is generated between the electrode arrays that do not overlap with the liquid crystal layer interposed therebetween.
【請求項6】 請求項1乃至4のいずれか1に記載の画
像表示装置において、前記光路偏向手段は、前記電極ア
レイを画素ピッチに対応して前記液晶層内に形成し、前
記光路偏向駆動手段の電圧印加状態を、互いに隣り合う
電極アレイにサブフィールド表示タイミングに同期して
交互に切替え印加することを特徴とする画像表示装置。
6. The image display apparatus according to claim 1, wherein said optical path deflecting means forms said electrode array in said liquid crystal layer corresponding to a pixel pitch, and said optical path deflecting drive is performed. An image display device wherein voltage application states of the means are alternately switched and applied to electrode arrays adjacent to each other in synchronization with a subfield display timing.
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