JP2003255299A - Optical path deflecting element, optical path deflecting element unit and image display device - Google Patents

Optical path deflecting element, optical path deflecting element unit and image display device

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JP2003255299A
JP2003255299A JP2002059313A JP2002059313A JP2003255299A JP 2003255299 A JP2003255299 A JP 2003255299A JP 2002059313 A JP2002059313 A JP 2002059313A JP 2002059313 A JP2002059313 A JP 2002059313A JP 2003255299 A JP2003255299 A JP 2003255299A
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optical path
liquid crystal
path deflecting
crystal layer
deflecting element
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Hiroyuki Sugimoto
浩之 杉本
Toshiaki Tokita
才明 鴇田
Yumi Matsuki
ゆみ 松木
Yoshirou Futamura
恵朗 二村
Masanori Kobayashi
正典 小林
Yasuyuki Takiguchi
康之 滝口
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Ricoh Co Ltd
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Ricoh Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To improve alignment stability of an entire liquid crystal layer even when the liquid crystal layer is made thick, to prevent the occurrence of a turbid state due to flowage or defects near the center in the thickness direction of the liquid crystal layer and to prevent decrease in transmittance or malfunction of deflection. <P>SOLUTION: The deflecting element comprises a pair of transparent substrates 11, 12 and a liquid crystal layer 15 comprising a chiral smectic C phase with homeotropic alignment and filling the space between the substrates 11, 12. An electric field is applied by electrodes 14 on the liquid crystal layer 15 in the plane direction of the substrates 11, 12 so as to deflect the optical path of the light transmitting through the liquid crystal layer 15. A substrate 17 is inserted to divide the liquid crystal layer 15 into a plurality of layers in the thickness direction of the substrates 11, 12. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

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】この発明は、電気信号により
光の方向を変える光偏向素子及び光偏向素子ユニット、
並びに、この光偏向素子又は光偏向素子ユニットを利用
した画像表示装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical deflecting element and an optical deflecting element unit for changing the direction of light by an electric signal,
Also, the present invention relates to an image display device using the light deflecting element or the light deflecting element unit.

【0002】[0002]

【従来の技術】このような光路偏向素子は、外部からの
電気信号により光の光路を偏向、すなわち、入射光に対
して出射光を平行にシフトするか、ある角度をもって回
転させるか、あるいは、その両者を組合せて光路を切換
えるための光学素子である。
2. Description of the Related Art Such an optical path deflecting element deflects the optical path of light by an electric signal from the outside, that is, shifts outgoing light parallel to incident light, or rotates it at a certain angle, or An optical element for switching the optical path by combining the two.

【0003】液晶材料を用いた光路偏向素子としては、
従来、次のようなものが提案されている。
As an optical path deflector using a liquid crystal material,
Conventionally, the following has been proposed.

【0004】まず、特開平6−18940号公報には、
光空間スイッチの光の損失を低減することを目的に、人
工複屈折板からなる光ビームシフタが提案されている。
First, in Japanese Patent Laid-Open No. 6-18940,
A light beam shifter including an artificial birefringent plate has been proposed for the purpose of reducing the loss of light in the optical space switch.

【0005】また、ピクセルシフト素子としては、特許
第2939826号公報、特開平6−324320号公
報、特開2000−193925公報に開示の技術が知
られている。
As pixel shift elements, the techniques disclosed in Japanese Patent No. 2939826, Japanese Patent Laid-Open No. 6-324320 and Japanese Patent Laid-Open No. 2000-193925 are known.

【0006】ここでいうピクセルシフト素子とは、少な
くとも画像情報に従って光を制御可能な複数の画素が二
次元的に配列された画像表示素子と、画像表示素子を照
明する光源と、画像表示素子に表示した画像パターンを
観察するための光学部材と、画像フィールドを時間的に
分割した複数のサブフィールド毎に画像表示素子と光学
部材の間の光路を偏向する光路偏向素子とを有し、サブ
フィールド毎の光路の偏向に応じて表示位置がずれてい
る状態の画像パターンを表示することで、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に
おいて、光路偏向素子として使用されるデバイスであ
る。
The pixel shift element mentioned here includes an image display element in which a plurality of pixels capable of controlling light according to at least image information are two-dimensionally arranged, a light source for illuminating the image display element, and an image display element. An optical member for observing the displayed image pattern, and an optical path deflecting element for deflecting an optical path between the image display element and the optical member for each of a plurality of subfields obtained by temporally dividing the image field are provided. Used as an optical path deflecting element in an image display device that displays an image pattern in which the display position is shifted according to the deflection of the optical path for each image, thereby multiplying the apparent number of pixels of the image display element. Is a device that will be used.

【0007】なお、この明細書において、平行シフトに
よる光路偏向に対してそのシフトの大きさを「シフト
量」と呼び、回転による光路偏向に対してその回転量を
「回転角」と呼ぶものとする。
In this specification, the magnitude of the shift is called "shift amount" for the optical path deflection by the parallel shift, and the rotation amount is called "rotation angle" for the optical path deflection by the rotation. To do.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のピクセ
ルシフト素子では、構成が複雑であるために、製造コス
トが高く、装置が大型化してしまい、また、光量損失、
光学ノイズが多いという不具合があることに鑑み、本出
願人は、これらの不具合を解決し、簡易な構成で、製造
コストが低く、装置を小型化でき、また、光量損失、光
学ノイズが少ない光路偏向素子を提案している。
However, in the conventional pixel shift element, since the structure is complicated, the manufacturing cost is high, the device becomes large, and the light amount loss,
In view of the problems that there is much optical noise, the present applicant has solved these problems, has a simple configuration, has a low manufacturing cost, can downsize the device, and has an optical path with little light quantity loss and optical noise. A deflection element is proposed.

【0009】すなわち、特願2002−12479(平
成14年1月22日出願、本出願時において未出願公
開)では、透明な一対の基板と、この基板間に充填され
たホメオトロピック配向をなすキラルスメクチックC相
よりなる液晶層と、この液晶に電界を加える為の電極と
を備えている光路偏向素子を提案している。
That is, in Japanese Patent Application No. 2002-12479 (filed on January 22, 2002, unpublished at the time of this application), a pair of transparent substrates and a chiral homeotropic alignment filled between the substrates are provided. An optical path deflecting element is proposed, which includes a liquid crystal layer made of a smectic C phase and an electrode for applying an electric field to the liquid crystal.

【0010】また、特願2001−287907(平成
13年9月20日出願、本出願時において未出願公開)
では、このような光偏向素子において、所望の光路シフ
ト方向に対して略平行に配置された複数本の電極ライン
群を有し、ある時刻における各電極ラインに印加する電
圧値を段階的に異なる値に設定する光路偏向素子を提案
している。
Japanese Patent Application No. 2001-287907 (filed on September 20, 2001, unpublished at the time of this application)
In such an optical deflection element, a plurality of electrode line groups arranged substantially parallel to the desired optical path shift direction are provided, and the voltage value applied to each electrode line at a certain time is changed stepwise. We have proposed an optical path deflector that is set to a value.

【0011】本出願人が提案しているこれらの技術にお
いては、ホメオトロピック配向をなすキラルスメクチッ
クC相からなる液晶層を複屈折板として用いるため、液
晶層の光学軸チルト角と厚みにより光路偏向量が決定さ
れることになる。そのため、光路偏向量を大きく設定し
ようとする場合には、液晶層の厚みを厚くする必要があ
る。
In these techniques proposed by the present applicant, a liquid crystal layer made of a chiral smectic C phase having homeotropic alignment is used as a birefringent plate, so that the optical path is deflected depending on the optical axis tilt angle and the thickness of the liquid crystal layer. The amount will be determined. Therefore, in order to set a large optical path deflection amount, it is necessary to increase the thickness of the liquid crystal layer.

【0012】しかしながら、この場合に、液晶層を挟む
2枚の透明基板の基板間隔を拡大して液晶層を厚く構成
した場合には、液晶層の中央部での配向性が乱れやすく
なり、また、液晶層が白濁するなどを生じ易いという不
具合がある。
However, in this case, when the distance between the two transparent substrates sandwiching the liquid crystal layer is enlarged to make the liquid crystal layer thicker, the alignment property in the central portion of the liquid crystal layer is likely to be disturbed, and However, there is a problem that the liquid crystal layer is likely to become cloudy.

【0013】この発明の目的は、液晶層を厚くしても、
液晶層全体の配向安定性が向上し、液晶層の厚さ方向の
中央付近での流動や欠陥発生による白濁現象の発生を防
止することができ、透過率の低下や偏向動作不良を防止
することができるようにすることである。
The object of the present invention is to increase the thickness of the liquid crystal layer,
Alignment stability of the entire liquid crystal layer is improved, white turbidity due to flow and defects occurring near the center of the liquid crystal layer in the thickness direction can be prevented, and reduction in transmittance and defective deflection operation can be prevented. Is to be able to.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】請求項1に記載の発明
は、一対の透明な第1の基板と、この基板間に充填され
たホメオトロピック配向をなすキラルスメクチックC相
からなる液晶層と、この液晶層に対し前記第1の基板の
板面方向に電界を加えて液晶層を透過する光の光路を偏
向する一対の第1の電極と、前記液晶層を前記第1の基
板の板厚方向に複数に分割する透明な第2の基板と、を
備えている光路偏向素子である。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a pair of transparent first substrates, a liquid crystal layer filled between the substrates and comprising a chiral smectic C phase having homeotropic alignment. A pair of first electrodes for deflecting an optical path of light passing through the liquid crystal layer by applying an electric field to the liquid crystal layer in the plate surface direction of the first substrate, and the liquid crystal layer having a plate thickness of the first substrate. And a transparent second substrate that is divided into a plurality of parts in the direction.

【0015】したがって、第2の基板により液晶層の内
部にも配向規制力を与えることができるため、液晶層を
厚くしても、液晶層全体の配向安定性が向上し、液晶層
の厚さ方向の中央付近での流動や欠陥発生による白濁現
象の発生を防止することができ、透過率の低下や偏向動
作不良を防止することができる。
Therefore, the second substrate can give an alignment regulating force to the inside of the liquid crystal layer, so that even if the liquid crystal layer is thickened, the alignment stability of the entire liquid crystal layer is improved and the thickness of the liquid crystal layer is increased. It is possible to prevent the occurrence of the clouding phenomenon due to the flow and the occurrence of defects near the center of the direction, and it is possible to prevent the decrease in the transmittance and the defective deflection operation.

【0016】請求項2に記載の発明は、請求項1に記載
の発明において、前記第2の基板の少なくとも一方の表
面には垂直配向膜が設けられている。
According to a second aspect of the invention, in the invention of the first aspect, a vertical alignment film is provided on at least one surface of the second substrate.

【0017】したがって、第2の基板の表面にも垂直配
向膜を設けているので、液晶層の内部でも確実に垂直配
向状態が維持しやすくなり、外部からの衝撃などの配向
性を悪化させる要因があっても、光利用効率を確実に高
く維持することができる。
Therefore, since the vertical alignment film is also provided on the surface of the second substrate, the vertical alignment state can be easily maintained even inside the liquid crystal layer, which causes deterioration of the alignment such as impact from the outside. Even if there is, it is possible to reliably maintain high light utilization efficiency.

【0018】請求項3に記載の発明は、請求項1又は2
に記載の発明において、前記一対の第1の電極間には当
該第1の基板の板面方向で当該第1の電極間方向と直交
する方向を長さ方向とする複数のライン状の電極で前記
液晶層に電界を加える第2の電極がそれぞれ間隔をあけ
て設けられている。
The invention described in claim 3 is the invention according to claim 1 or 2.
In the invention described in paragraph 1, between the pair of first electrodes is a plurality of linear electrodes having a length direction in a plate surface direction of the first substrate and a direction orthogonal to the first inter-electrode direction. Second electrodes for applying an electric field to the liquid crystal layer are provided at intervals.

【0019】したがって、各第2の電極に段階的な電圧
などの所望の電位を与えることで、液晶層の内部に所望
の電位分布を形成することができ、光路領域が広い場合
でも第1の基板の面方向に均一な電界分布を与えること
ができるので、光利用効率を高め、光路偏向量の均一性
が向上させることができる。
Therefore, by applying a desired potential such as a stepwise voltage to each second electrode, a desired potential distribution can be formed inside the liquid crystal layer, and even when the optical path region is wide, the first potential distribution can be obtained. Since a uniform electric field distribution can be given in the surface direction of the substrate, it is possible to improve the light utilization efficiency and improve the uniformity of the optical path deflection amount.

【0020】なお、第2の電極を透明電極とすれば、光
の透過率が向上し、光利用効率が高く、光路全体を比較
的均一に偏向することが可能となる。
If the second electrode is a transparent electrode, the light transmittance is improved, the light utilization efficiency is high, and the entire optical path can be deflected relatively uniformly.

【0021】請求項4に記載の発明は、請求項3に記載
の発明において、前記第2の電極は、前記第2の基板の
表面上に形成されていて、前記第2の電極と前記液晶層
との間には誘電体が形成されている。
According to a fourth aspect of the invention, in the third aspect of the invention, the second electrode is formed on the surface of the second substrate, and the second electrode and the liquid crystal are formed. A dielectric is formed between the layers.

【0022】したがって、第2の電極の近傍では電位分
布が不均一になって、第2の電極近傍で光路シフト量が
不均一になるような場合にも、誘電体により液晶層内に
おける第1の基板の面方向での電位分布が鈍るので、均
一な電界分布を与えることができ、光利用効率を高め、
光路偏向量をより均一にすることができる。
Therefore, even when the potential distribution becomes non-uniform near the second electrode and the optical path shift amount becomes non-uniform near the second electrode, the first dielectric in the liquid crystal layer is formed by the dielectric. Since the electric potential distribution in the plane direction of the substrate becomes dull, a uniform electric field distribution can be given and the light utilization efficiency can be improved.
The amount of optical path deflection can be made more uniform.

【0023】請求項5に記載の発明は、請求項1〜4の
いずれかの一に記載の発明において、前記液晶層に沿っ
て前記一対の第1の電極間方向に延びた抵抗体が形成さ
れている。
According to a fifth aspect of the present invention, in the invention according to any one of the first to fourth aspects, a resistor extending along the liquid crystal layer in the direction between the pair of first electrodes is formed. Has been done.

【0024】したがって、光路偏向素子の有効面積が大
きく、光路偏向量が大きな場合でも、抵抗体に第1の電
極間方向に電圧を印加すれば、比較的簡単な構成で、液
晶層内の平面方向での電界強度を均一化し、均一な光路
偏向効果を得ることができる。
Therefore, even if the effective area of the optical path deflecting element is large and the amount of optical path deflection is large, if a voltage is applied to the resistor in the direction between the first electrodes, the plane in the liquid crystal layer can be relatively simple. It is possible to make the electric field strength in the direction uniform and obtain a uniform optical path deflection effect.

【0025】請求項6に記載の発明は、請求項5に記載
の発明において、前記抵抗体は、前記第2の基板を兼ね
ている。
According to a sixth aspect of the invention, in the fifth aspect of the invention, the resistor also serves as the second substrate.

【0026】したがって、光路偏向素子の構成を簡易な
ものとし、透過率などの光学特性も向上させ、光路偏向
量をより均一にすることができる。
Therefore, the structure of the optical path deflecting element can be simplified, the optical characteristics such as the transmittance can be improved, and the amount of optical path deflection can be made more uniform.

【0027】請求項7に記載の発明は、請求項1〜6の
いずれかの一に記載の発明において、前記液晶層への入
射光の偏光方向を前記光路の偏向方向と一致させる偏光
方向制御素子を備えている。
According to a seventh aspect of the present invention, in the invention according to any one of the first to sixth aspects, the polarization direction control is performed so that the polarization direction of the light incident on the liquid crystal layer coincides with the polarization direction of the optical path. Equipped with elements.

【0028】したがって、光路の偏向方向、すなわち液
晶層に電界を加えたときに、液晶分子の傾斜方向に平行
な偏光方向の光のみを液晶層に入射させることができる
ので、偏向されない光の発生を防止し、確実な光路偏向
を実現することができる。
Therefore, when the polarization direction of the optical path, that is, when an electric field is applied to the liquid crystal layer, only light having a polarization direction parallel to the tilt direction of the liquid crystal molecules can be made incident on the liquid crystal layer, so that undeflected light is generated. Can be prevented, and reliable optical path deflection can be realized.

【0029】請求項8に記載の発明は、請求項1〜7の
いずれかの一に記載の光路偏向素子を2つ備えていて、
この2つの光路偏向素子を光の入射方向に直列に前記液
晶層の法線方向が略一致するように、かつ、前記一対の
第1の電極間方向が互いに直交するように配置されてお
り、前記両光路偏向素子間には前記光の入射方向の手前
側に位置する光路偏向素子の出射光に対して偏光方向を
90°回転させる偏光回転素子を備えている、光路偏向
素子ユニットである。
The invention described in claim 8 is provided with two optical path deflecting elements according to any one of claims 1 to 7,
The two optical path deflecting elements are arranged in series in a light incident direction so that the normal direction of the liquid crystal layer substantially coincides with each other and the direction between the pair of first electrodes is orthogonal to each other, An optical path deflecting element unit is provided between both the optical path deflecting elements, and a polarization rotating element that rotates the polarization direction by 90 ° with respect to the outgoing light of the optical path deflecting element located on the front side of the incident direction of the light.

【0030】したがって、2つの光路偏向素子を用い
て、2次元方向への光路偏向を確実に行うことができ
る。
Therefore, it is possible to surely perform the optical path deflection in the two-dimensional direction by using the two optical path deflecting elements.

【0031】請求項9に記載の発明は、照明光を画像情
報に基づいて空間光変調して画像光として出射する画像
表示素子と、この画像表示素子と同期し、前記画像表示
素子の各画素から入射されてくる画像光の光路を偏向し
て前記画像表示素子の見かけ上の画素数を増倍して表示
する請求項1〜7のいずれかの一に記載の光路偏向素子
又は請求項8に記載の光路偏向素子ユニットと、を備え
ている画像表示装置である。
According to a ninth aspect of the present invention, an image display element that spatially modulates illumination light based on image information and emits it as image light, and each pixel of the image display element in synchronization with the image display element. 8. The optical path deflecting element according to claim 1, wherein the optical path of the image light incident from the device is deflected to multiply and display the apparent number of pixels of the image display element. And an optical path deflecting element unit according to claim 1.

【0032】したがって、請求項1〜8のいずれかの一
に記載の発明と同様の作用、効果を奏する画像表示装置
を提供することができる。
Therefore, it is possible to provide an image display device having the same operation and effect as the invention according to any one of claims 1 to 8.

【0033】[0033]

【発明の実施の形態】この発明の一実施の形態について
説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION An embodiment of the present invention will be described.

【0034】図1は、この発明の一実施の形態である画
像表示装置の概要を示す概念図である。図1において、
符号1は、照明用の光源であり、白色あるいは任意の色
の光を高速にON,OFFできるものであるならば、い
かなる種類や型の光源であっても利用することができ
る。たとえば、LEDランプやレーザ光源、あるいは、
白色のランプ光源などを2次元アレイ状に配列して、か
かる光源に対して高速動作するシャッタを組合せたもの
などを照明用の光源として用いることができる。
FIG. 1 is a conceptual diagram showing an outline of an image display device according to an embodiment of the present invention. In FIG.
Reference numeral 1 is a light source for illumination, and any kind or type of light source can be used as long as it can turn on or off white light or light of any color at high speed. For example, LED lamp or laser light source, or
A white lamp light source or the like may be arranged in a two-dimensional array, and a combination of such a light source and a shutter that operates at high speed may be used as a light source for illumination.

【0035】符号2は、光源から出た光を均一に画像表
示素子3に照射させるための照明装置であり、拡散板2
a、コンデンサレンズ2bなどから構成される。
Reference numeral 2 is an illuminating device for uniformly irradiating the image display element 3 with the light emitted from the light source.
a, a condenser lens 2b, and the like.

【0036】符号3は、照明装置2から入射した均一の
照明光を画像情報に基づいて空間光変調し、画像光とし
て出射する画像表示素子である。画像表示素子3として
は、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。
Reference numeral 3 is an image display element that spatially modulates the uniform illumination light incident from the illumination device 2 based on image information and emits it as image light. As the image display element 3, a transmissive liquid crystal light valve, a reflective liquid crystal light valve, a DMD element or the like can be used.

【0037】符号4は、画像表示素子3から出射される
画像光の光路を偏向して、偏向画像光として出射する光
路偏向素子である。この光路偏向素子4による光路の偏
向量に応じて、スクリーン6上に投射される画像表示位
置がずらされ、画像表示素子3の実際の画素数を見かけ
上増倍した画素数として画像表示させることができる。
Reference numeral 4 is an optical path deflecting element which deflects the optical path of the image light emitted from the image display element 3 and emits it as deflected image light. The image display position projected on the screen 6 is shifted according to the deflection amount of the optical path by the optical path deflecting element 4, and the actual pixel number of the image display element 3 is displayed as an apparently multiplied pixel number. You can

【0038】符号5,6は、画像表示素子3に表示され
た画像パターンを観察するための光学部材であり、符号
5は投射レンズ、符号6はスクリーンである。さらに、
符号7は光源1を駆動するための光源駆動回路であり、
符号8は画像表示素子3を駆動するための表示駆動回路
であり、符号9は光路偏向素子4を駆動するための光偏
向駆動回路である。また、符号10は、光源駆動回路
7、表示駆動回路8、光路偏向駆動回路9などを含め画
像表示装置の全体を制御するための画像表示制御回路で
ある。
Reference numerals 5 and 6 are optical members for observing the image pattern displayed on the image display element 3, reference numeral 5 is a projection lens, and reference numeral 6 is a screen. further,
Reference numeral 7 is a light source drive circuit for driving the light source 1,
Reference numeral 8 is a display drive circuit for driving the image display element 3, and reference numeral 9 is an optical deflection drive circuit for driving the optical path deflection element 4. Further, reference numeral 10 is an image display control circuit for controlling the entire image display device including the light source drive circuit 7, the display drive circuit 8, the optical path deflection drive circuit 9, and the like.

【0039】次に、図1に示す画像表示装置の基本的な
動作について説明する。
Next, the basic operation of the image display device shown in FIG. 1 will be described.

【0040】光源駆動回路7で制御されて光源1から放
射された光は、拡散板2aにより均一化された照明光と
なり、コンデンサレンズ2bにより、光源駆動回路7と
同期して動作する表示駆動回路8により制御されている
画像表示素子3をクリティカルに照明する。ここでは、
画像表示素子3の例として、透過型液晶パネル、すなわ
ち、透過型液晶ライトバルブを用いている。透過型液晶
ライトバルブからなる画像表示素子3により空間光変調
された照明光は、画像光として光路偏向素子4に入射さ
れ、光路偏向素子4から出射された出射光は、偏向画像
光として、投射レンズ5で拡大された後、スクリーン6
に投射される。すなわち、透過型液晶ライトバルブから
なる画像表示素子3の画像光の出射側に配置されている
光路偏向素子4によって、画像光は、光路偏向駆動回路
9からの駆動信号に応じて、画素の配列方向に任意の距
離だけシフト(偏向)された偏向画像光として出射され
て、投射レンズ5を介して、スクリーン6上に投射され
る(光路偏向素子4、スクリーン6における画素のシフ
ト方向については、図1に図示している)。
The light emitted from the light source 1 under the control of the light source drive circuit 7 becomes illumination light uniformized by the diffusion plate 2a, and the display drive circuit operated in synchronization with the light source drive circuit 7 by the condenser lens 2b. The image display element 3 controlled by 8 is illuminated critically. here,
As an example of the image display element 3, a transmissive liquid crystal panel, that is, a transmissive liquid crystal light valve is used. The illumination light spatially light-modulated by the image display element 3 including a transmissive liquid crystal light valve is incident on the optical path deflecting element 4 as image light, and the emitted light emitted from the optical path deflecting element 4 is projected as deflected image light. After being magnified by the lens 5, the screen 6
Projected on. That is, by the optical path deflecting element 4 arranged on the image light emitting side of the image display element 3 formed of a transmissive liquid crystal light valve, the image light is arranged in pixels according to the drive signal from the optical path deflection drive circuit 9. Is emitted as deflected image light that is shifted (deflected) by an arbitrary distance in the direction, and is projected onto the screen 6 through the projection lens 5 (the optical path deflecting element 4, the pixel shift direction in the screen 6, (Illustrated in FIG. 1).

【0041】ここに、光路偏向素子4により、画像表示
素子3と同期し、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ごとに光路を偏向して、表示位置が
ずれている状態の画像パターンを表示させることで、画
像表示素子3の見掛け上の画素数を増倍して表示する。
このように、光路偏向素子4によるシフト量は、画像表
示素子3の画素の配列方向に対して2倍の画像増倍を行
うことから、画素ピッチの1/2に設定される。そし
て、画素のシフト量に応じて、画像表示素子3を駆動す
る画像信号を当該シフト量分だけ補正することで、見掛
け上高精細な画像を表示することができる。
Here, the optical path deflecting element 4 synchronizes with the image display element 3 to deflect the optical path for each of a plurality of subfields obtained by temporally dividing the image field, and the image pattern in a state where the display position is displaced. Is displayed, the apparent number of pixels of the image display element 3 is multiplied and displayed.
In this way, the shift amount by the optical path deflecting element 4 is set to ½ of the pixel pitch because the image multiplication is performed twice in the pixel arrangement direction of the image display element 3. Then, by correcting the image signal that drives the image display element 3 by the shift amount according to the shift amount of the pixel, an apparently high-definition image can be displayed.

【0042】次に、この発明の一実施の形態である光路
偏向素子4について説明する。
Next, the optical path deflecting element 4 which is an embodiment of the present invention will be described.

【0043】まず、図2は、光路偏向素子4の一例を示
す液晶パネル部分の断面を模式的に示す図である。図2
に示すように、光路偏向素子4は、第1の基板である、
一対の透明な基板11,12を対向配置させて設けてい
る。基板11,12としては、ガラス、石英、プラスチ
ックなどを用いることができるが、複屈折性のない透明
材料を用いるのが望ましい。基板11,12の厚みは、
例えば、数十μm〜数mmである。基板11,12のそ
れぞれ内側の面には垂直配向膜13が形成されている。
垂直配向膜13は、基板11,12表面に対して液晶分
子をホメオトロピック配向させることができる材料なら
ば様々な材料を用いることができるが、例えば、液晶デ
ィスプレイ用の垂直配向剤、シランカップリング剤、S
iO蒸着膜などを用いることができる。なお、この明
細書でいうホメオトロピック配向とは、基板面に対して
液晶分子が垂直に配向した状態だけではなく、数十度程
度までチルトした配向状態も含むものである。
First, FIG. 2 is a diagram schematically showing a cross section of a liquid crystal panel portion showing an example of the optical path deflecting element 4. Figure 2
, The optical path deflecting element 4 is a first substrate,
A pair of transparent substrates 11 and 12 are provided so as to face each other. Glass, quartz, plastic, or the like can be used for the substrates 11 and 12, but it is preferable to use a transparent material having no birefringence. The thickness of the substrates 11 and 12 is
For example, it is several tens of μm to several mm. Vertical alignment films 13 are formed on the inner surfaces of the substrates 11 and 12, respectively.
As the vertical alignment film 13, various materials can be used as long as they can perform homeotropic alignment of liquid crystal molecules with respect to the surfaces of the substrates 11 and 12. For example, a vertical alignment agent for liquid crystal displays and silane coupling. Agent, S
An iO 2 vapor deposition film or the like can be used. The homeotropic alignment referred to in this specification includes not only a state in which liquid crystal molecules are vertically aligned with respect to the substrate surface but also an alignment state in which the liquid crystal molecules are tilted to about tens of degrees.

【0044】基板11,12間はスペーサを挟んで一定
距離に維持され、また、基板11,12間には一対の電
極14と液晶層15とが形成されている。スペーサとし
ては数μm〜数mm程度の厚さのシート状の部材、ある
いは、同程度の粒径の粒子などが用いられ、光路偏向素
子4の有効領域外に設けることが望ましい。電極14
は、基板11,12の板面方向の両側部に設けられ、そ
の材料としては、アルミ、銅、クロムなどの金属、IT
Oなどの透明電極などを用いることができる。液晶層1
5内に均一な水平電界を印加するためには、電極14
は、液晶層15の厚みと同程度の厚みを持つ金属シート
を用いることが望ましく、また、光路偏向素子4の有効
領域外に設けられる。図2の例では、前述のスペーサ
は、金属シート状の電極14が兼用していて、この金属
シート状の電極14の厚みにより液晶層15厚みが規定
される。液晶層15としては、スメクチックC相を形成
可能な液晶が用いられる。そして、電極14,14間に
電圧を印加することで、液晶層15に対し、基板11,
12の板面方向に電界が印加される。
A constant distance is maintained between the substrates 11 and 12 with a spacer interposed therebetween, and a pair of electrodes 14 and a liquid crystal layer 15 are formed between the substrates 11 and 12. As the spacer, a sheet-shaped member having a thickness of about several μm to several mm or particles having a similar particle size is used, and it is desirable to provide the spacer outside the effective area of the optical path deflecting element 4. Electrode 14
Are provided on both sides of the substrates 11 and 12 in the plate surface direction, and the material thereof is a metal such as aluminum, copper or chromium, or IT.
A transparent electrode such as O can be used. Liquid crystal layer 1
In order to apply a uniform horizontal electric field in the electrode 5,
It is desirable to use a metal sheet having the same thickness as the liquid crystal layer 15, and it is provided outside the effective area of the optical path deflecting element 4. In the example of FIG. 2, the above-mentioned spacer is also used as the metal sheet-shaped electrode 14, and the thickness of the metal sheet-shaped electrode 14 defines the thickness of the liquid crystal layer 15. As the liquid crystal layer 15, liquid crystal capable of forming a smectic C phase is used. Then, by applying a voltage between the electrodes 14 and 14, the substrate 11 and the liquid crystal layer 15 are
An electric field is applied in the plate surface direction of 12.

【0045】ここで、液晶層15について詳細に説明す
る。「スメクチック液晶」は液晶分子の長軸方向を層状
に配列してなる液晶層である。このような液晶に関し、
液晶層15の法線方向(層法線方向)と液晶分子の長軸
方向とが一致している液晶を「スメクチックA相」、法
線方向と一致していない液晶を「スメクチックC相」と
呼んでいる。
Here, the liquid crystal layer 15 will be described in detail. The "smectic liquid crystal" is a liquid crystal layer in which the long axis direction of liquid crystal molecules is arranged in layers. Regarding such liquid crystal,
The liquid crystal in which the normal direction of the liquid crystal layer 15 (layer normal direction) and the long axis direction of the liquid crystal molecules are coincident with each other is referred to as "smectic A phase", and the liquid crystal which is not coincident with the normal direction is referred to as "smectic C phase". I'm calling.

【0046】スメクチックC相よりなる強誘電液晶は、
一般的に外部電界が働かない状態において、各層毎に液
晶ダイレクタ方向が螺旋的に回転している、いわゆる螺
旋構造をとり、「キラルスメクチックC相」と呼ばれ
る。また、キラルスメクチックC相反強誘電液晶は各層
毎に液晶ダイレクタが対向する方向を向く。これらのキ
ラルスメクチックC相よりなる液晶は、不斉炭素を分子
構造に有し、これによって自発分極しているため、この
自発分極Psと外部電界Eにより定まる方向に液晶分子
が再配列することで光学特性が制御される。なお、この
例では、液晶層15として強誘電液晶を例として光路偏
向素子4の説明を行うが、反強誘電液晶も光路偏向素子
4に使用することができる。
The ferroelectric liquid crystal composed of the smectic C phase is
Generally, in a state in which an external electric field does not work, a liquid crystal director direction spirally rotates for each layer, that is, a so-called spiral structure is formed, which is called a “chiral smectic C phase”. Further, in the chiral smectic C reciprocal ferroelectric liquid crystal, the liquid crystal directors face each other in each layer. The liquid crystal composed of these chiral smectic C phases has an asymmetric carbon in the molecular structure and is spontaneously polarized by this, so that the liquid crystal molecules are rearranged in a direction determined by the spontaneous polarization Ps and the external electric field E. The optical properties are controlled. In this example, the optical path deflecting element 4 is described by taking a ferroelectric liquid crystal as the liquid crystal layer 15, but an antiferroelectric liquid crystal can also be used in the optical path deflecting element 4.

【0047】キラルスメクチックC相は、スメクチック
A相やネマチック液晶に比較して極めて高速な応答性を
有しており、サブmsオーダーでのスイッチングが可能
である点が特徴である。特に、電界方向に対して液晶ダ
イレクタ方向が一義的に決定されるため、スメクチック
A相よりなる液晶に比べ、ダイレクタ方向の制御が容易
であり、扱いやすい。
The chiral smectic C phase has an extremely high-speed responsivity as compared with the smectic A phase and nematic liquid crystal, and is characterized in that switching in the sub-ms order is possible. In particular, since the direction of the liquid crystal director is uniquely determined with respect to the direction of the electric field, the director direction is easier to control and easier to handle than liquid crystal composed of a smectic A phase.

【0048】ホメオロトピック配向をなすスメクチック
C相よりなる液晶層15は、ホモジニアス配向(液晶ダ
イレクタが基板面に平行に配向している状態)をとる場
合に比べて、液晶ダイレクタの動作が基板11,12か
らの規制力を受けにくく、外部電界方向の調整で光路偏
向方向の制御が行いやすく、必要電界が低いという利点
を有する。また、液晶ダイレクタがホモジニアス配向し
ている場合、電界方向だけでなく基板面に液晶ダイレク
タが強く依存するため、光路偏向素子4の設置につい
て、より位置精度が求められることになる。逆に、本例
のようなホメオロトピック配向の場合は、光偏向に対し
て光路偏向素子4のセッティング余裕度が増す。これら
の特徴を活かす上で、厳密に螺旋軸を基板11,12面
に垂直に向ける必要はなく、ある程度傾いていても差し
支えない。液晶ダイレクタが基板11,12からの規制
力を受けずに2つの方向を向くことが可能であればよ
い。
The liquid crystal layer 15 made of the smectic C phase having homerotopic orientation has the operation of the liquid crystal director in the substrate 11 as compared with the case where the liquid crystal layer 15 has a homogeneous orientation (a state in which the liquid crystal director is oriented parallel to the substrate surface). , 12 is less likely to receive the restriction force, the control of the optical path deflection direction can be easily performed by adjusting the external electric field direction, and the required electric field is low. Further, when the liquid crystal director is homogeneously aligned, the liquid crystal director strongly depends not only on the direction of the electric field but also on the surface of the substrate, so that more positional accuracy is required for the installation of the optical path deflecting element 4. On the contrary, in the case of the homeotopic orientation as in this example, the setting margin of the optical path deflecting element 4 increases with respect to the light deflection. In order to make full use of these characteristics, it is not necessary to strictly orient the spiral axis perpendicular to the surfaces of the substrates 11 and 12, and it may be inclined to some extent. It suffices if the liquid crystal director can face two directions without receiving the restriction force from the substrates 11 and 12.

【0049】次に、光路偏向素子4の動作原理について
図3を参照して説明する。図3は、図2に示す光路偏向
素子4について液晶分子の配向状態を模式的に示したも
のであり、垂直配向膜13、電極(スペーサ)14は省
略してある。図3では、便宜上紙面表裏方向に電圧が印
加される場合を示しており、よって、電界は紙面表裏方
向に作用する。電界方向は目的とする光の偏向方向に対
応して、図3において図示しない電源により切換えられ
る。また、光路偏向素子4に対する入射光は直線偏光で
ある。
Next, the operating principle of the optical path deflecting element 4 will be described with reference to FIG. FIG. 3 schematically shows the alignment state of liquid crystal molecules in the optical path deflecting element 4 shown in FIG. 2, and the vertical alignment film 13 and the electrodes (spacers) 14 are omitted. FIG. 3 shows the case where a voltage is applied in the front and back direction of the paper for convenience, so that the electric field acts in the front and back direction of the paper. The electric field direction is switched by a power source (not shown in FIG. 3) in accordance with the desired light deflection direction. The incident light on the optical path deflecting element 4 is linearly polarized light.

【0050】図3(a)に示すように、紙面の手前側への
電界が印加された場合、液晶分子16の自発分極が正な
らば液晶ダイレクタが図右上に傾斜した分子数が増加
し、液晶層15としての平均的な光学軸も図右上方向に
傾斜して複屈折板として機能する。キラルスメクチック
C相のらせん構造が解ける閾値電界以上では、すべての
液晶ダイレクタがチルト角θを示し、光学軸が上側に角
度θで傾斜した複屈折板となる。異常光として左側から
入射した直線偏光は上側に平行シフトする。ここで、液
晶分子の長軸方向の屈折率をne、短軸方向の屈折率を
no、液晶層15の厚み(ギャップ)をdとするときシフ
ト量Sは以下の式で表される(詳細については、例え
ば、“「結晶光学」応用物理学会、光学懇話会編、p19
8”参照)。 S=[(1/no)2−(1/ne)2]sin(2θ・d) ÷[2((1/ne)2sin2θ+(1/no)2cos2θ)] …… (1)
As shown in FIG. 3 (a), when an electric field is applied to the front side of the paper surface, if the spontaneous polarization of the liquid crystal molecules 16 is positive, the number of molecules in which the liquid crystal director tilts to the upper right of the figure increases. The average optical axis of the liquid crystal layer 15 also functions as a birefringent plate by inclining in the upper right direction in the figure. Above the threshold electric field at which the helical structure of the chiral smectic C phase can be solved, all the liquid crystal directors exhibit the tilt angle θ, and the optical axis becomes a birefringent plate tilted upward by the angle θ. The linearly polarized light that enters from the left side as extraordinary light is parallel-shifted to the upper side. Here, when the refractive index in the major axis direction of the liquid crystal molecules is ne, the refractive index in the minor axis direction is no, and the thickness (gap) of the liquid crystal layer 15 is d, the shift amount S is represented by the following formula (details) For more information, see “Crystal Optics” Society of Applied Physics, Optics Forum, p19.
8 ”). S = [(1 / no) 2 − (1 / ne) 2 ] sin (2θ ・ d) ÷ [2 ((1 / ne) 2 sin 2 θ + (1 / no) 2 cos 2 θ )] …… (1)

【0051】同様に、図2(b)のように、電極14への
印加電圧を反転して紙面の奥側への電界が印加された場
合、液晶分子16の自発分極が正ならば液晶ダイレクタ
は図右下に傾斜し、光学軸が下側に角度θで傾斜した複
屈折板として機能する。異常光として左側から入射した
直線偏光は下側に平行シフトする。電界方向の反転によ
って、2S分の光路偏向量が得られる。
Similarly, as shown in FIG. 2B, when the voltage applied to the electrode 14 is reversed and an electric field is applied to the back side of the paper, if the spontaneous polarization of the liquid crystal molecules 16 is positive, the liquid crystal director. Serves as a birefringent plate which is inclined to the lower right of the figure and whose optical axis is inclined downward at an angle θ. The linearly polarized light that enters from the left side as extraordinary light is parallel-shifted to the lower side. By reversing the direction of the electric field, an optical path deflection amount of 2S can be obtained.

【0052】ところで、図2に示す光路偏向素子4にお
いて、光路偏向量を大きく設定する場合には、液晶層1
5の厚みを大きく設定する必要がある。しかし、液晶層
15が厚い場合、液晶層中央付近での配向性が悪化しや
すく、透過率などの光学特性が低下しやすいという不具
合がある。
By the way, in the optical path deflecting element 4 shown in FIG. 2, when a large optical path deflection amount is set, the liquid crystal layer 1 is used.
It is necessary to set the thickness of 5 large. However, when the liquid crystal layer 15 is thick, there is a problem that the alignment property in the vicinity of the center of the liquid crystal layer is likely to be deteriorated and the optical characteristics such as transmittance are likely to be deteriorated.

【0053】そこで、光路偏向素子4は、図4に示すよ
うに、第2の基板として、液晶層15を厚み方向に分割
する透明な中間基板17を設けるのがよい。中間基板1
7の材料としては、ガラス、プラスチックなどを用いる
ことができるが、複屈折性の無い透明材料が望ましい。
中間基板17の厚さは、光学特性の悪化を防止するため
に薄い方が望ましいが、基板の製造方法や取り扱いの容
易性などから、数μmから数百μmの厚みが望ましい。
中間基板17を設けたことにより、スペーサを兼ねた電
極14も、電極14a,14bの2つに分割され、液晶
層15も液晶層15a,15bの2つに分割されて、そ
れぞれ独立に電界を印加可能に構成されている。液晶層
15aと15bは電気的に接触していてもよい。図4の
光路偏向素子4において、その他の構成については、図
2の光路偏向素子4と同一であるため、図2と同一の部
材には図2と同一の符号を付して、詳細な説明は省略す
る。
Therefore, as shown in FIG. 4, the optical path deflecting element 4 is preferably provided with a transparent intermediate substrate 17 which divides the liquid crystal layer 15 in the thickness direction as a second substrate. Intermediate board 1
As the material of No. 7, glass, plastic or the like can be used, but a transparent material having no birefringence is desirable.
It is desirable that the thickness of the intermediate substrate 17 is thin in order to prevent deterioration of optical characteristics, but a thickness of several μm to several hundreds μm is desirable from the viewpoint of the manufacturing method of the substrate and the ease of handling.
By providing the intermediate substrate 17, the electrode 14 also serving as a spacer is divided into two electrodes 14a and 14b, and the liquid crystal layer 15 is also divided into two liquid crystal layers 15a and 15b, so that an electric field can be independently applied. It is configured to be applicable. The liquid crystal layers 15a and 15b may be in electrical contact with each other. The other components of the optical path deflecting element 4 of FIG. 4 are the same as those of the optical path deflecting element 4 of FIG. 2. Therefore, the same members as those of FIG. Is omitted.

【0054】図4の光路偏向素子4によれば、液晶層1
5の内部にも基板17の表面からの配向規制力を与える
ことでできるため、液晶層15の全体の配向安定性が向
上する。したがって、液晶層15が厚い場合に生じる、
層中央付近での流動や欠陥発生による白濁現象の発生を
防止することができ、透過率の低下や偏向動作不良を防
止することができる。
According to the optical path deflecting element 4 of FIG. 4, the liquid crystal layer 1
Since the alignment regulating force from the surface of the substrate 17 can be applied to the inside of the liquid crystal 5, the alignment stability of the entire liquid crystal layer 15 is improved. Therefore, when the liquid crystal layer 15 is thick,
It is possible to prevent the occurrence of white turbidity due to flow and the occurrence of defects near the center of the layer, and it is possible to prevent a decrease in transmittance and defective deflection operation.

【0055】図5は、光路偏向素子4の他の構成例を示
す模式図である。この例で、図4の光路偏向素子4と相
違する点は、中間基板17の表面に垂直配向膜18a,
18bを形成していることである。垂直配向膜18a,
18bとしては、前述の透明基板11,12上に形成し
た垂直配向膜13と同様の垂直配向膜を用いることがで
きる。その他の点については、図5の光路偏向素子4と
共通であり、詳細な説明は省略する。
FIG. 5 is a schematic view showing another structural example of the optical path deflecting element 4. This example is different from the optical path deflecting element 4 of FIG. 4 in that the vertical alignment film 18a,
18b is formed. Vertical alignment film 18a,
As 18b, a vertical alignment film similar to the vertical alignment film 13 formed on the transparent substrates 11 and 12 described above can be used. Other points are common to the optical path deflecting element 4 in FIG. 5, and detailed description thereof will be omitted.

【0056】図5の光路偏向素子4によれば、中間基板
17の表面にも垂直配向膜を設けているので、液晶層1
5の内部でも確実に垂直配向状態が維持しやすくなる。
そして、外部からの衝撃などの配向性を悪化させる要因
があっても、確実に光利用効率を高く維持することがで
きる。
According to the optical path deflecting element 4 of FIG. 5, since the vertical alignment film is also provided on the surface of the intermediate substrate 17, the liquid crystal layer 1 is formed.
Even in the inside of 5, it is easy to surely maintain the vertical alignment state.
Even if there is a factor that deteriorates the orientation such as an impact from the outside, it is possible to reliably maintain the high light utilization efficiency.

【0057】図6は、光路偏向素子4の他の構成例を示
す模式図である。この例で、図5の光路偏向素子4と相
違する点は、中間基板17の光路を含む領域に、光路偏
向方向に互いに間隔をあけて並列した複数本のライン状
の電極19を設け、光路偏向駆動回路9は、この電極1
9も介して液晶層15を駆動する構成とされていること
である。電極19は、基板11,12の板面方向に左右
一対の電極14,14間に、基板11,12の板面方向
で電極間14,14方向と直交する方向を長さ方向とす
る。この場合に、電極ライン9を設けた基板17の表面
上にも配向膜18a,18bを形成してもよい。その他
の点については、図6の光路偏向素子4と共通であり、
詳細な説明は省略する。
FIG. 6 is a schematic view showing another structural example of the optical path deflecting element 4. In this example, the difference from the optical path deflecting element 4 of FIG. 5 is that a plurality of line-shaped electrodes 19 arranged in parallel in the optical path deflecting direction at intervals are provided in a region including the optical path of the intermediate substrate 17, The deflection drive circuit 9 uses this electrode 1
9 is also configured to drive the liquid crystal layer 15. The electrode 19 has a lengthwise direction between the pair of left and right electrodes 14 and 14 in the plate surface direction of the substrates 11 and 12, and a direction orthogonal to the interelectrode 14 and 14 directions in the plate surface direction of the substrates 11 and 12. In this case, the alignment films 18a and 18b may be formed on the surface of the substrate 17 provided with the electrode lines 9. Other points are common to the optical path deflecting element 4 of FIG.
Detailed description is omitted.

【0058】図6では、一例として8本の電極19を設
けていて、一端部の電極14に最も近い電極19から光
路偏向駆動回路9により印加される。すなわち、基板1
1,12の板面方向の両端に位置する各電極14に、電
源21により、+5V,−5Vの電圧が所定の周波数で
交互に印加される場合、各電極19には、この+5〜−
5Vの電圧を複数の抵抗22により分圧した各電圧が印
加される。なお、各電極19に段階的な電圧を印加する
手段としては、この構成に限られるものではなく、複数
の電源を各電極19に直接接続する構成などとしてもよ
い。また、電極19の本数やライン幅、ライン間隔、各
電極19のライン間の電位差などは、所望の光路サイズ
や光路偏向量などに基づき、適宜設定することができ
る。
In FIG. 6, eight electrodes 19 are provided as an example, and the light is applied from the electrode 19 closest to the electrode 14 at one end by the optical path deflection drive circuit 9. That is, the substrate 1
When voltages of +5 V and -5 V are alternately applied at a predetermined frequency by the power source 21 to the electrodes 14 located at both ends of the plate surfaces 1 and 12 in the plate surface direction, each of the electrodes 19 has +5 to −5 V.
Each voltage obtained by dividing the voltage of 5 V by the plurality of resistors 22 is applied. The means for applying a stepwise voltage to each electrode 19 is not limited to this configuration, and a configuration in which a plurality of power sources are directly connected to each electrode 19 may be used. Further, the number of electrodes 19, the line width, the line interval, the potential difference between the lines of each electrode 19, and the like can be appropriately set based on the desired optical path size, optical path deflection amount, and the like.

【0059】このように、両電極14,14間に所定間
隔で配置されたライン状の各電極1により電位を設定す
ることで、比較的幅の広い液晶層15の内部に強制的に
所望の電位勾配を作ることができる。しかしながら、電
極19のライン幅の部分では電位が等しいことから、微
視的にみると電極19の近傍では所望の電位勾配は得ら
ず、電界分布が不均一になるため、電極19の幅が狭い
ほど望ましい。電極19の材料としては、ライン幅を1
μm程度の細さで形成することが可能な金属細線を用い
るのが望ましい。
As described above, the electric potential is set by the line-shaped electrodes 1 arranged at a predetermined interval between the electrodes 14, 14 so that the liquid crystal layer 15 having a relatively wide width is forcibly desired. A potential gradient can be created. However, since the potentials are equal in the line width portion of the electrode 19, microscopically, a desired potential gradient is not obtained in the vicinity of the electrode 19 and the electric field distribution becomes non-uniform, so that the width of the electrode 19 is small. The narrower the better. The material of the electrode 19 has a line width of 1
It is desirable to use a metal thin wire that can be formed with a thinness of about μm.

【0060】このような光路偏向素子4によれば、有効
面積が比較的大きな場合でも、巨視的には光路偏向素子
4の全面で比較的均一な水平電界を印加することができ
るため、光路偏向量を均一にすることができる。
According to such an optical path deflecting element 4, even if the effective area is relatively large, a relatively uniform horizontal electric field can be applied macroscopically to the entire surface of the optical path deflecting element 4, so that the optical path deflecting element 4 can be deflected. The amount can be uniform.

【0061】しかし、ライン上の電極19を金属で形成
した場合、その部分が遮光されるために、素子の全体の
光利用効率が低下する。そこで、各電極19は透明電極
材料で形成するのが望ましい。透明電極材料としてはI
TO膜などを用いることができる。この場合、透明電極
材料の電極19が形成された基板17の表面上に配向膜
18aを設けてもよい。ITO膜を用いる場合も電極1
9の幅は狭いことが望ましいが、電極19を細く加工す
る場合は切れてしまうなど加工精度が問題となる場合が
ある。確実に細線を形成するためには、ライン幅を数μ
m〜10μm程度に設定するのが望ましい。
However, when the electrode 19 on the line is formed of metal, that portion is shielded from light, and the light utilization efficiency of the entire element is reduced. Therefore, it is desirable that each electrode 19 is formed of a transparent electrode material. I as a transparent electrode material
A TO film or the like can be used. In this case, the alignment film 18a may be provided on the surface of the substrate 17 on which the electrode 19 of the transparent electrode material is formed. Electrode 1 when using ITO film
It is desirable that the width of 9 is narrow, but when the electrode 19 is thinly processed, it may be cut off and the processing accuracy may become a problem. To reliably form fine lines, make the line width a few μm.
It is desirable to set the thickness to about m to 10 μm.

【0062】このように電極19に透明電極材料を用い
れば、電極19で透過光路が遮光されることがないの
で、素子の光利用効率が向上する。
When the transparent electrode material is used for the electrode 19 as described above, the transmission light path is not blocked by the electrode 19, so that the light utilization efficiency of the device is improved.

【0063】電極19の間隔が比較的広い場合、電極1
9,19間の電位が電極14,14間の電位の平均値よ
りも小さくなる場合がある。すなわち、電極19,19
間に所望の電界方向とは逆方向の電界が発生する場合が
ある。
When the distance between the electrodes 19 is relatively wide, the electrode 1
The potential between electrodes 9 and 19 may be smaller than the average value of the potential between electrodes 14 and 14. That is, the electrodes 19, 19
An electric field in the direction opposite to the desired electric field direction may be generated between them.

【0064】そこで、図7に示すように、図6に示す光
路偏向素子4の中間基板17の電極19が形成されてい
る面上に誘電体層23を設けてもよい。この場合に、中
間基板17及び誘電体層23と液晶層15との間に、垂
直配向膜18a,18bを設けてもよい。誘電体層23
としては、ガラスや樹脂など透明性の高いものを用いる
ことができるが、複屈折性のないものが望ましい。ま
た、誘電体層23と液晶層15の間に垂直配向膜18
a,18bを設ける場合、垂直配向膜18a,18bの
形成時に誘電体層23を劣化させないような材料と形成
方法を用いるのが望ましい。特に、誘電体層23及び垂
直配向膜18a,18bが樹脂で形成されている場合、
両者の塗布溶媒などを最適化しておく必要がある。
Therefore, as shown in FIG. 7, a dielectric layer 23 may be provided on the surface of the intermediate substrate 17 of the optical path deflecting element 4 shown in FIG. 6 on which the electrode 19 is formed. In this case, the vertical alignment films 18a and 18b may be provided between the liquid crystal layer 15 and the intermediate substrate 17 and the dielectric layer 23. Dielectric layer 23
As the material, a highly transparent material such as glass or resin can be used, but a material having no birefringence is preferable. In addition, the vertical alignment film 18 is provided between the dielectric layer 23 and the liquid crystal layer 15.
When a and 18b are provided, it is desirable to use a material and a forming method that do not deteriorate the dielectric layer 23 when forming the vertical alignment films 18a and 18b. In particular, when the dielectric layer 23 and the vertical alignment films 18a and 18b are made of resin,
It is necessary to optimize both coating solvents and the like.

【0065】このように、基板17の電極19の形成面
と液晶層15との間に誘電体層23を設けることで、電
極19に印加した不連続な電位分布が鈍り、液晶層15
内の平面方向での電位勾配が均一になる。したがって、
液晶層15内の平面方向への電界強度分布が均一にな
り、光路偏向素子4の全域でより均一な光路偏向量を得
ることができる。
By thus providing the dielectric layer 23 between the surface of the substrate 17 on which the electrode 19 is formed and the liquid crystal layer 15, the discontinuous potential distribution applied to the electrode 19 becomes dull, and the liquid crystal layer 15 becomes dull.
The potential gradient in the plane direction inside becomes uniform. Therefore,
The electric field intensity distribution in the plane direction in the liquid crystal layer 15 becomes uniform, and a more uniform optical path deflection amount can be obtained in the entire area of the optical path deflecting element 4.

【0066】図8は、光路偏向素子4の他の構成例を示
す模式図である。この例で、図5の光路偏向素子4と相
違する点は、図8に示すように、中間基板17の表面に
透明抵抗体層24を設けていることである。透明抵抗体
層24は液晶層15に沿って電極14,14間方向に延
びている。図5の光路偏向素子4と共通する部材につい
ては同一符号を付して、詳細な説明は省略する。この場
合に、透明抵抗体層24と液晶層15との間に垂直配向
膜を設けてもよいが、電極14と透明抵抗体層24と
は、電気的に接続されていることが望ましい(図8の例
では、透明抵抗体層24と電極14との接触部には垂直
配向膜は形成されていない)。透明抵抗体層24の材料
としては、酸化スズ系、酸化インジウム系などの導電性
粉末の樹脂分散膜やITO膜を用いることができる。
FIG. 8 is a schematic view showing another structural example of the optical path deflecting element 4. In this example, the difference from the optical path deflecting element 4 of FIG. 5 is that a transparent resistor layer 24 is provided on the surface of the intermediate substrate 17, as shown in FIG. The transparent resistor layer 24 extends along the liquid crystal layer 15 in the direction between the electrodes 14, 14. The same members as those of the optical path deflecting element 4 in FIG. 5 are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted. In this case, a vertical alignment film may be provided between the transparent resistor layer 24 and the liquid crystal layer 15, but it is desirable that the electrode 14 and the transparent resistor layer 24 be electrically connected (see FIG. In the example of No. 8, the vertical alignment film is not formed at the contact portion between the transparent resistor layer 24 and the electrode 14). As the material of the transparent resistor layer 24, a resin dispersion film of conductive powder such as tin oxide or indium oxide or an ITO film can be used.

【0067】なお、通電したときの発熱量が小さい条件
で使用することが望ましい。ここで、透明抵抗体層24
の表面抵抗をRs(Ω/)、電極間の距離をa(cm)、電
極の長さをb(cm)とすると、透明抵抗体層24の全体
の抵抗R(Ω)は“R=a/b×Rs”になる。この抵抗
体にE(V)の電圧を印加すると、“E×E/R”の電力
P(W)を消費する。電流I(A)は、“I=E/R”で
求められる。透明抵抗体層24の面積は、“a×b”だ
から、“P/(a×b)”で得られる単位面積当たりの消
費電力Pd(W/cm)は、温度上昇を予測するため
の特性値となる。この例では、1cm当たり数百ボルト
から数キロボルトの電位差を加えるため、発熱を抑える
ためには抵抗値を大きくする必要がある。単位面積当た
り消費電力が0.01W/cm程度ならば、温度上昇
は10℃以下程度に抑えられる。例えば、光路偏向素子
4の液晶層15部分の面積を3cm×4cmとし、表面
抵抗値“Rs=1×10Ω/”、電極14,14間の
距離を3cm、電極14の長さを4cmとしたときに、
透明抵抗体層24の抵抗値は1.33×10Ωにな
る。この3cmの間に3000Vの電圧を印加すると、
22.5μAの電流が流れる。このとき、全体で約0.
07W、単位面積当たり約0.006W/cm の電力
を消費する。この程度ならば発熱は実用上問題ない。
Conditions under which the amount of heat generated when energized is small
It is desirable to use. Here, the transparent resistor layer 24
Surface resistance of Rs (Ω /), distance between electrodes is a (cm),
If the pole length is b (cm), the entire transparent resistor layer 24 is
The resistance R (Ω) of is “R = a / b × Rs”. This resistance
When E (V) voltage is applied to the body, “E × E / R” power
Consume P (W). The current I (A) is “I = E / R”
Desired. The area of the transparent resistor layer 24 is “axb”
From the above, the consumption per unit area obtained by "P / (axb)"
Power consumption Pd (W / cmTwo) For predicting temperature rise
It becomes the characteristic value of. In this example, hundreds of volts per cm
Suppresses heat generation by applying a potential difference of several kilovolts from
Therefore, it is necessary to increase the resistance value. Unit area hit
Power consumption is 0.01 W / cmTwoIf the temperature rises
Is suppressed to about 10 ° C. or less. For example, optical path deflector
The area of the liquid crystal layer 15 of No. 4 is 3 cm × 4 cm, and
Resistance value “Rs = 1 × 108Ω / ", between electrodes 14 and 14
When the distance is 3 cm and the length of the electrode 14 is 4 cm,
The resistance value of the transparent resistor layer 24 is 1.33 × 10.8Become Ω
It If a voltage of 3000 V is applied during this 3 cm,
A current of 22.5 μA flows. At this time, the total is about 0.
07W, about 0.006W / cm per unit area TwoPower of
Consume. At this level, there is no practical problem with heat generation.

【0068】したがって、表面抵抗値が1×10Ω/
程度以上の高抵抗の透明抵抗体層24を形成することが
望ましい。これに対応した体積抵抗値を考える場合、抵
抗体の膜厚が0.1μmの時は10Ωcm以上、膜厚
が1μmのときは10Ωcm以上、膜厚が10μmの
時は10Ωcm以上であることが望ましい。このよう
な高抵抗値の透明抵抗体としては、帯電防止塗料などと
同様の材料を用いることができる。このとき、抵抗体の
時定数はマイクロ秒以下であり、数百マイクロ秒周期で
電圧を切換えるような用途では、実用上問題ない値であ
る。
Therefore, the surface resistance value is 1 × 10 8 Ω /
It is desirable to form the transparent resistor layer 24 having a high resistance equal to or higher than that. Considering the volume resistance value corresponding to this, when the film thickness of the resistor is 0.1 μm or more, 10 3 Ωcm or more, when the film thickness is 1 μm, 10 4 Ωcm or more, and when the film thickness is 10 μm, 10 5 Ωcm. The above is desirable. As the transparent resistor having such a high resistance value, the same material as an antistatic paint can be used. At this time, the time constant of the resistor is a microsecond or less, which is a value that causes no practical problem in applications where the voltage is switched at a cycle of several hundred microseconds.

【0069】このように、透明抵抗体層24の両端部に
電圧を印加して通電することで、透明抵抗体層24の表
面近傍の液晶層15内に連続的な電位勾配を形成するこ
とができ、比較的簡単な構成で液晶層15の水平方向に
均一な電界分布を与えることができる。
As described above, by applying a voltage to both ends of the transparent resistor layer 24 to energize it, a continuous potential gradient can be formed in the liquid crystal layer 15 near the surface of the transparent resistor layer 24. It is possible to provide a uniform electric field distribution in the horizontal direction of the liquid crystal layer 15 with a relatively simple structure.

【0070】図9は、光路偏向素子4の他の構成例を示
す模式図である。この例で、図8の光路偏向素子4と相
違する点は、図9に示すように、中間基板17自体を透
明抵抗体層24で形成したことである。この場合に、透
明抵抗体層24(中間基板17)の表面に垂直配向膜1
8a,18bを形成してもよいが、透明抵抗体層24が
電極14,14と接触するように構成する。透明抵抗体
層24としては、酸化スズ系、酸化インジウム系などの
導電性粉末の樹脂分散膜や有機発光素子や有機トランジ
スタに用いられる有機半導体材料等を用いることができ
る。透明抵抗体層24の電気特性は図8を参照して前述
した例と同様である。
FIG. 9 is a schematic view showing another structural example of the optical path deflecting element 4. In this example, the difference from the optical path deflecting element 4 of FIG. 8 is that the intermediate substrate 17 itself is formed of the transparent resistor layer 24, as shown in FIG. In this case, the vertical alignment film 1 is formed on the surface of the transparent resistor layer 24 (intermediate substrate 17).
Although 8a and 18b may be formed, the transparent resistor layer 24 is configured to be in contact with the electrodes 14 and 14. As the transparent resistor layer 24, a resin dispersion film of conductive powder such as tin oxide or indium oxide, or an organic semiconductor material used for an organic light emitting element or an organic transistor can be used. The electrical characteristics of the transparent resistor layer 24 are similar to those of the example described above with reference to FIG.

【0071】この例では、光路偏向素子4の構成を簡易
にすることができ、透過率などの光学特性も向上させる
ことができる。
In this example, the structure of the optical path deflecting element 4 can be simplified and optical characteristics such as transmittance can be improved.

【0072】以上説明した各光路偏向素子4の例では、
光路の偏向方向、すなわち電界印加時の液晶分子16の
傾斜方向に平行な偏光方向の直線偏光のみが光路の偏向
を受け、これに直交した直線偏光は直進したままであ
る。したがって、無偏光の光を入射した場合、出射光に
は偏向を受けない成分を含むため、光路偏向の有無に対
するコントラストが低下してしまう。
In the example of each optical path deflecting element 4 described above,
Only the linearly polarized light having a polarization direction parallel to the deflection direction of the optical path, that is, the tilt direction of the liquid crystal molecules 16 when an electric field is applied, undergoes the deflection of the optical path, and the linearly polarized light orthogonal to this linearly remains straight. Therefore, when non-polarized light is incident, the emitted light contains a component that is not deflected, so that the contrast with respect to the presence or absence of optical path deflection is reduced.

【0073】そこで、図10に示すように、光路偏向素
子4への入射光の偏光方向を光路の偏向方向と一致させ
るための手段を設けてもよい。この例では、偏光方向制
御素子として直線偏光板25を設けている。直線偏光板
25の偏光方向を電極14,14間方向と直交する方向
(電極14,19の長手方向)に平行にして、光路偏向
素子4の入射面側に設置する。
Therefore, as shown in FIG. 10, means may be provided for making the polarization direction of the light incident on the optical path deflecting element 4 coincident with the deflection direction of the optical path. In this example, a linear polarization plate 25 is provided as a polarization direction control element. The polarization direction of the linearly polarizing plate 25 is set parallel to the direction orthogonal to the direction between the electrodes 14, 14 (longitudinal direction of the electrodes 14, 19) and is installed on the incident surface side of the optical path deflecting element 4.

【0074】これにより、入射光が無偏光の場合でも、
液晶分子16の傾斜による光路偏向作用を受けない光成
分をカットするので、確実に光路偏向による光スイッチ
ングを行うことができる。
As a result, even if the incident light is unpolarized,
Since the light component that is not subjected to the optical path deflecting action due to the inclination of the liquid crystal molecules 16 is cut, it is possible to reliably perform the optical switching by the optical path deflection.

【0075】画像表示装置においては、前述した光路偏
向素子4に代えて、図11に示す光路偏向素子ユニット
31を用いてもよい。図11は、光路偏向素子ユニット
31の構成例を示す模式図である。この光路偏向素子ユ
ニット31は、図2〜図10を参照して前述したいずれ
かの光路偏向素子4を2つ用い(これを光路偏向素子4
a,4bとする)、これに偏光回転素子である1/2波
長板26とを組合せて構成される。なお、図11の例で
は、光路偏向素子4a,4bにおける配向膜18a,1
8b、中間基板17などは図示を省略している(なお、
符号32は、光路偏向素子4a,4bにそれぞれ電圧を
供給する電源である)。
In the image display device, the optical path deflecting element unit 31 shown in FIG. 11 may be used instead of the optical path deflecting element 4 described above. FIG. 11 is a schematic diagram showing a configuration example of the optical path deflecting element unit 31. This optical path deflecting element unit 31 uses two of the optical path deflecting elements 4 described above with reference to FIGS.
a and 4b) and a half-wave plate 26 which is a polarization rotation element. In the example of FIG. 11, the alignment films 18a, 1a in the optical path deflecting elements 4a, 4b are arranged.
8b, the intermediate substrate 17 and the like are omitted from the drawing (note that
Reference numeral 32 is a power supply that supplies a voltage to each of the optical path deflecting elements 4a and 4b).

【0076】光路偏向素子4a,4bは、一対の電極1
4,14の電極間方向を互いに直交させるようにして、
それぞれの液晶層15の法線方向が略一致するようにし
て、光進行方向に対して直列に配列されている。これら
の光路偏向素子4a,4b間には偏光回転素子である1
/2波長板26が配置されている。1/2波長板26
は、一般に用いられている可視光用のものをそのまま適
用することができる。この光路偏向素子ユニット31に
入射する光は、図11に示すように、Z軸方向に偏光方
向を有しており、光進行方向に対して前段側の光路偏向
素子4aにおいて上下方向(Z軸方向)に偏向を受けた
後、1/2波長板26によって偏光方向を90°回転さ
せてY軸方向の偏光方向とされることで、後段の光路偏
向素子4bで左右方向(Y軸方向)の偏向を受ける。
The optical path deflecting elements 4a and 4b include a pair of electrodes 1
By making the inter-electrode directions of 4 and 14 orthogonal to each other,
The liquid crystal layers 15 are arranged in series with respect to the light traveling direction so that the normal directions thereof are substantially the same. A polarization rotation element 1 is provided between these optical path deflecting elements 4a and 4b.
A half wave plate 26 is arranged. 1/2 wave plate 26
Can be applied as it is for a visible light that is generally used. As shown in FIG. 11, the light incident on the optical path deflecting element unit 31 has a polarization direction in the Z-axis direction, and the light is deflected in the vertical direction (Z-axis direction) in the optical path deflecting element 4a on the front side with respect to the light traveling direction. Direction), the polarization direction is rotated by 90 ° by the ½ wavelength plate 26 to be the polarization direction in the Y-axis direction, so that the optical path deflecting element 4b in the subsequent stage is in the left-right direction (Y-axis direction). Subject to bias.

【0077】このような構成の光路偏向素子ユニット3
1によれば、光路偏向素子4aにおいて上下方向(Z軸
方向)に2位置、光路偏向素子4bにおいて左右方向
(Y軸方向)に2位置の光シフトが行われるため、光路
偏向素子ユニット31全体としては合計4位置に光をシ
フトさせることが可能となる。
Optical path deflecting element unit 3 having such a configuration
According to 1, the optical shift is performed at two positions in the vertical direction (Z-axis direction) in the optical path deflecting element 4a and at two positions in the horizontal direction (Y-axis direction) in the optical path deflecting element 4b. As a result, the light can be shifted to a total of 4 positions.

【0078】この場合に、光路偏向素子4a,4bとし
て、図2〜図10を参照して前述したいずれかの例の光
路偏向素子4を用いているので、光の利用効率を向上さ
せ、光源1の負荷を増加することなく、観察者に対して
明るく高品質の画像を提供することができる。そして、
光路偏向の位置制御を、光路偏向素子4a,4bにおけ
る電極14,14による電界印加方向及び電界強度によ
り行うことで、適切なピクセルシフト量が保持され、良
好な画像を得ることができる。
In this case, since the optical path deflecting element 4 of any one of the examples described above with reference to FIGS. 2 to 10 is used as the optical path deflecting elements 4a and 4b, the light utilization efficiency is improved and the light source is improved. A bright and high-quality image can be provided to the observer without increasing the load of 1. And
By performing the position control of the optical path deflection by the electric field application direction and the electric field intensity by the electrodes 14 and 14 in the optical path deflecting elements 4a and 4b, an appropriate pixel shift amount is held and a good image can be obtained.

【0079】[0079]

【実施例】この発明の実施例について説明する。Embodiments of the present invention will be described.

【0080】[実施例1]まず、大きさ3cm×4c
m、厚さ1mmのガラス基板の表面をシランカップリン
グ剤(東レ・ダウコーニング・シリコーン製のAY43−
021を使用)で処理して垂直配向膜18a,18bを
形成した。また、中間基板17として大きさ3cm×4
cm、厚さ150μmのカバーガラスを用い、その両面
に上記の垂直配向膜18a,18bを形成した。
[Example 1] First, a size of 3 cm x 4 c
silane coupling agent (Toray Dow Corning AY43-
No. 021) was used to form vertical alignment films 18a and 18b. The size of the intermediate substrate 17 is 3 cm × 4.
cm, and a cover glass having a thickness of 150 μm was used, and the vertical alignment films 18a and 18b were formed on both surfaces thereof.

【0081】次に、厚み50μm、幅1mm、長さ3c
mの2本のアルミ電極シート(電極14)をスペーサと
し、垂直配向膜13,13を内面に形成した二枚のガラ
ス基板(基板11,12)の間に中間基板17を挟みこ
んで、上下二層の50μmの空間を形成して張り合わせ
た。それぞれの空間の2本のアルミ電極シートは平行
で、その間隔は10mmとした。
Next, the thickness is 50 μm, the width is 1 mm, and the length is 3 c.
Two aluminum electrode sheets (electrodes 14) of m are used as spacers, and the intermediate substrate 17 is sandwiched between two glass substrates (substrates 11 and 12) having the vertical alignment films 13 and 13 formed on the inner surfaces, and the upper and lower sides are sandwiched. Two layers of 50 μm space were formed and laminated. The two aluminum electrode sheets in each space were parallel to each other, and the distance between them was 10 mm.

【0082】この基板を約90度に加熱した状態で、2
つの基板間の空間に強誘電性液晶(チッソ製CS102
9)を毛管法にて注入した。これを冷却後、接着剤で封
止し、図4に示すような、2層の液晶層15を積層した
有効領域幅が10mmの光路偏向素子4を作成した。
With this substrate heated to about 90 degrees, 2
Ferroelectric liquid crystal (CS102 made by Chisso
9) was injected by the capillary method. After cooling this, it was sealed with an adhesive, and an optical path deflecting element 4 having an effective area width of 10 mm was prepared by laminating two liquid crystal layers 15 as shown in FIG.

【0083】この光路偏向素子4の入射面側に開口部5
μm角、ピッチ20μmのマスクパターンを設け、この
マスクパターンを通して直線偏光で照明した。直線偏光
の向きは、アルミ電極シートの長手方向と同一に設定し
た。マスクパターンを透過した光を光路偏向素子4の2
本のアルミ電極シートの間を通して顕微鏡で観察した。
その結果、無電界時にはマスクパターンがそのまま観察
された。2本のアルミ電極シートの一方を接地し、もう
一方にパルスジェネレータと高速パワーアンプを用いて
±4000V、周波数60Hzの矩形波交流電圧を印加
したところ、光路偏向素子4の中央部では開口パターン
がアルミ電極シートの長手方向に約14μmのシフト量
で揺動して観察された。マスクパターン、光路偏向素子
4、顕微鏡は機械的に静止しているので、電気光学的に
光路シフトすることが確認できた。また、数時間の連続
動作の後も、光路偏向素子4の透過率は高く、良好な光
路シフト動作が維持できた。アルミ電極シートから約1
mm程度の距離の光路偏向素子4の端部では、シフト量
は約14μmであり、素子の有効領域内での均一性は実
用上問題ないと判断された。
An opening 5 is formed on the incident surface side of the optical path deflecting element 4.
A mask pattern having a μm angle and a pitch of 20 μm was provided, and linearly polarized light was illuminated through this mask pattern. The direction of linearly polarized light was set to be the same as the longitudinal direction of the aluminum electrode sheet. The light that has passed through the mask pattern 2
It was observed under a microscope through the aluminum electrode sheet of the book.
As a result, the mask pattern was observed as it was when no electric field was applied. When one of the two aluminum electrode sheets is grounded and a rectangular wave AC voltage of ± 4000 V and a frequency of 60 Hz is applied to the other aluminum sheet using a pulse generator and a high-speed power amplifier, an opening pattern is formed in the center of the optical path deflecting element 4. It was observed by oscillating with a shift amount of about 14 μm in the longitudinal direction of the aluminum electrode sheet. Since the mask pattern, the optical path deflecting element 4, and the microscope are mechanically stationary, it was confirmed that the optical path is shifted electro-optically. Further, even after continuous operation for several hours, the transmittance of the optical path deflecting element 4 was high, and good optical path shifting operation could be maintained. About 1 from aluminum electrode sheet
At the end of the optical path deflecting element 4 with a distance of about mm, the shift amount was about 14 μm, and it was judged that the uniformity in the effective area of the element was not a practical problem.

【0084】しかし、電圧を±2000Vにして駆動し
た場合、光路偏向素子4の端部では、シフト量は約14
μmを維持していたが、光路偏向素子4の中央部ではシ
フト量が約6μmに低下した。これは、水平に配置した
アルミ電極シートの間隔が比較的大きいため、アルミ電
極シートの近傍に電界が集中し、光路偏向素子4の中央
部では実効的な電界が小さくなっているためと考えられ
る。±4000Vの場合のように、電界が最も小さい部
分でもシフト量が飽和するような充分な電圧を印加する
ことができれば、シフト量の均一性は確保できるが、で
きるだけ低電圧で駆動する必要がある場合にはシフト量
の不均一性が問題となる。
However, when driven with a voltage of ± 2000 V, the shift amount is about 14 at the end of the optical path deflecting element 4.
However, the shift amount was reduced to about 6 μm at the central portion of the optical path deflecting element 4. It is considered that this is because the horizontally arranged aluminum electrode sheets have a relatively large distance, so that the electric field is concentrated in the vicinity of the aluminum electrode sheets and the effective electric field is small in the central portion of the optical path deflecting element 4. . If a sufficient voltage can be applied so that the shift amount is saturated even in a portion where the electric field is the smallest, as in the case of ± 4000 V, the shift amount can be uniform, but it is necessary to drive the voltage as low as possible. In this case, the nonuniformity of the shift amount becomes a problem.

【0085】比較例として、中間基板17を用いず、ア
ルミ電極シートの厚みを100μmにして、一層の液晶
層15を形成した以外は、前述の実施例1と同様の光路
偏向素子4を作成した。これに、±4000V、周波数
60Hzの矩形波交流電圧を印加したところ、光路偏向
素子4の中央部では、開口パターンがアルミ電極シート
の長手方向に約14μmのシフト量で揺動して観察され
たが、数10分程度連続して動作させた時点で、液晶層
が白濁化し始め、開口パターンの透過画像がボヤケてシ
フト量も少なくなってしまった。これは、液晶層15が
比較的厚いため、液晶層15の中央での配向規制力が弱
く、配向方向の切替え動作の繰り返しと共に、垂直配向
状態が崩れたためと考えられる。
As a comparative example, an optical path deflecting element 4 similar to that of the above-described Example 1 was prepared except that the intermediate substrate 17 was not used, the thickness of the aluminum electrode sheet was 100 μm, and one liquid crystal layer 15 was formed. . When a rectangular wave AC voltage having a frequency of ± 4000 V and a frequency of 60 Hz was applied to this, an opening pattern was observed oscillating in the longitudinal direction of the aluminum electrode sheet with a shift amount of about 14 μm in the central portion of the optical path deflecting element 4. However, the liquid crystal layer began to become cloudy when the liquid crystal layer was continuously operated for several tens of minutes, and the transmission image of the aperture pattern was blurred and the shift amount was reduced. It is considered that this is because the liquid crystal layer 15 is relatively thick, so that the alignment regulating force at the center of the liquid crystal layer 15 is weak, and the vertical alignment state collapses as the alignment direction switching operation is repeated.

【0086】[実施例2]大きさ3cm×4cm、厚さ
150μmのカバーガラスの片面に、ITO透明電極ラ
イン群(電極19)を形成した。この透明電極ライン
は、厚さ0.1μm、ライン幅10μm、ラインピッチ
100μm、ラインの有効長さ2cmとし、作成しよう
とする光路偏向素子4の有効幅を10mmとして100
本配置した。透明電極ラインの一端は電源からの接点を
得るために幅とピッチを大きく作成した。カバーガラス
の電極形成面に同一のカバーガラスを貼り付け、カバー
ガラス内部に透明電極ラインがサンドイッチされた基板
を作成した。カバーガラスの張り合わせには、紫外線硬
化型の光学部品用接着剤を用い、透明電極ライン端部の
接点部への貼り付けは避けた。
Example 2 An ITO transparent electrode line group (electrode 19) was formed on one surface of a cover glass having a size of 3 cm × 4 cm and a thickness of 150 μm. This transparent electrode line has a thickness of 0.1 μm, a line width of 10 μm, a line pitch of 100 μm, and an effective length of the line of 2 cm, and the effective width of the optical path deflecting element 4 to be created is 10 mm.
The book is arranged. One end of the transparent electrode line was made large in width and pitch in order to obtain a contact from the power supply. The same cover glass was attached to the electrode forming surface of the cover glass to prepare a substrate in which transparent electrode lines were sandwiched inside the cover glass. An ultraviolet-curable adhesive for optical components was used to bond the cover glasses, and sticking of the transparent electrode line end portion to the contact portion was avoided.

【0087】この厚さ約300μmの張り合わせ基板を
中間基板17として用い、実施例1と同様に、液晶層1
5の合計厚みが100μm、有効幅10mmの光路偏向
素子4を作成した。
Using this laminated substrate having a thickness of about 300 μm as the intermediate substrate 17, the liquid crystal layer 1 was prepared in the same manner as in Example 1.
An optical path deflecting element 4 having a total thickness of 5 and 100 μm and an effective width of 10 mm was prepared.

【0088】光路偏向素子4の入射面側に開口部5μm
角、ピッチ20μmのマスクパターンを設け、このマス
クパターンを通して直線偏光で照明した。直線偏光の向
きは、透明電極ラインの長手方向と同一に設定した。マ
スクパターンを透過した光を光路偏向素子4の透明電極
ライン群の形成領域を通して顕微鏡で観察した。無電界
時にはマスクパターンがほぼそのまま観察され、透明電
極ラインに透過率の低下などは実用上問題無いレベルで
あった。
Opening 5 μm on the incident surface side of the optical path deflecting element 4
A mask pattern having a corner and a pitch of 20 μm was provided, and linearly polarized light was illuminated through this mask pattern. The direction of linearly polarized light was set to be the same as the longitudinal direction of the transparent electrode line. The light transmitted through the mask pattern was observed with a microscope through the formation region of the transparent electrode line group of the optical path deflecting element 4. When there was no electric field, the mask pattern was observed almost as it was, and the decrease in the transmittance of the transparent electrode line was at a practically acceptable level.

【0089】100本の透明電極ラインの一端に導線を
接続し、図6のような直列接続された各抵抗22間に接
続した。各抵抗22の抵抗値は200kΩとし、101
個を直列に接続した。抵抗22の直列接続の両端はスペ
ーサを兼用したアルミ電極シート(電極14)に接続し
た。抵抗22の直列接続の両端にパルスジェネレータと
高速パワーアンプを用いて、±2000V、周波数60
Hzの矩形波交流電圧を印加したところ、光路偏向素子
4の有効領域の両端部から1mmの位置及び中央部で、
約9μmで等しい光路シフト量が得られた。また、数時
間の連続動作の後も、光路偏向素子4の光の透過率は高
く、良好な光路シフト動作が維持できた。
A conductive wire was connected to one end of 100 transparent electrode lines and connected between the resistors 22 connected in series as shown in FIG. The resistance value of each resistor 22 is set to 200 kΩ, and 101
The pieces were connected in series. Both ends of the series connection of the resistor 22 were connected to an aluminum electrode sheet (electrode 14) which also serves as a spacer. Using a pulse generator and a high-speed power amplifier at both ends of the series connection of the resistor 22, ± 2000V, frequency 60
When a rectangular wave AC voltage of Hz was applied, at a position 1 mm from both ends of the effective area of the optical path deflecting element 4 and at the center,
An equal optical path shift amount was obtained at about 9 μm. Further, even after continuous operation for several hours, the light transmittance of the optical path deflecting element 4 was high, and good optical path shifting operation could be maintained.

【0090】[実施例3]図1のような画像表示装置を
作製した。画像表示素子3としては、対角0.9インチ
XGA(1024×768ドット)のポリシリコンTF
T液晶パネルを用いた。画素ピッチは縦横ともに約18
μmである。画素の開口率は約50%である。また、画
像表示素子3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。本実施例では、
光源1としてRGB3色のLED光源を用い、上述の一
枚の液晶パネルに照射する光の色を高速に切換えてカラ
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。
Example 3 An image display device as shown in FIG. 1 was produced. As the image display device 3, a diagonal 0.9 inch XGA (1024 × 768 dots) polysilicon TF
A T liquid crystal panel was used. The pixel pitch is approximately 18 in both vertical and horizontal directions.
μm. The pixel aperture ratio is about 50%. In addition, a microlens array is provided on the light source 1 side of the image display element 3 to increase the converging rate of the illumination light. In this embodiment,
A so-called field sequential method is adopted in which an LED light source of RGB three colors is used as the light source 1 and color display is performed by rapidly switching the colors of light applied to the above-mentioned one liquid crystal panel.

【0091】本実施例では、画像表示のフレーム周波数
が60Hz、ピクセルシフトによる4倍の画素増倍のた
めのサブフィールド周波数を4倍の240Hzとする。
一つのサブ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720Hzで切換える。液晶パネル
における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。
In this embodiment, the frame frequency for image display is 60 Hz, and the subfield frequency for pixel multiplication of 4 times by pixel shift is 4 times 240 Hz.
Since one sub-frame is divided into three colors,
The image corresponding to each color is switched at 720 Hz. By turning on and 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.

【0092】光路偏向素子4の基本構成は実施例2と同
様であるが、この同一構成の光路偏向素子4を2枚用
い、光路偏向素子ユニット31を形成した。入射側を光
路偏向素子4a、出射側を光路偏向素子4bとし、これ
らを互いの透明電極ラインの方向が直交し、画像表示素
子3の画素の配列方向に一致するように配置した。
The basic structure of the optical path deflecting element 4 is the same as that of the second embodiment, but two optical path deflecting elements 4 having the same structure are used to form the optical path deflecting element unit 31. The incident side is the optical path deflecting element 4a, and the emitting side is the optical path deflecting element 4b. These are arranged so that the directions of the transparent electrode lines are orthogonal to each other and coincide with the arrangement direction of the pixels of the image display element 3.

【0093】さらに、光路偏向素子4aと4bとの間に
1/2波長板26を設けた。1/2波長板26は次のよ
うに作成した。まず、薄いガラス基板(3cm×4c
m、厚さ0.15mm)上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。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、ラビング方向が直交するように上下基板を張り合わ
せて空セルを作製した。このセルの中に、誘電率異方性
が正のネマチック液晶にカイラル材を適量混合した材料
を常圧下で注入し、液晶分子の配向が90度捻じれたT
N液晶セルを作成し、1/2波長板26とした。このセ
ルには電極を設けていないため、単なる偏光回転素子と
して機能する。
Further, a ½ wavelength plate 26 is provided between the optical path deflecting elements 4a and 4b. The half-wave plate 26 was prepared as follows. First, a thin glass substrate (3 cm x 4 c
m, thickness 0.15 mm) was spin-coated with a polyimide-based alignment material to form an alignment film of about 0.1 μm, and the glass substrate was annealed and then rubbed. An empty cell was manufactured by sandwiching a spacer having a thickness of 8 μm in the peripheral portion between two glass substrates and bonding the upper and lower substrates so that the rubbing directions were orthogonal to each other. A nematic liquid crystal having a positive dielectric anisotropy and a proper amount of a chiral material was injected into this cell under normal pressure, and the orientation of the liquid crystal molecules was twisted by 90 degrees.
An N liquid crystal cell was prepared and used as a half-wave plate 26. Since this cell has no electrode, it functions as a simple polarization rotation element.

【0094】光路偏向素子4aから出射した光の偏光面
と1/2波長板26の入射面のラビング方向が一致する
ように、2つの光路偏向素子4a,4bの間に1/2波
長板26を挟んで配置した。1/2波長板26により光
路偏向素子4aからの出射光の偏光面が90度回転し、
光路偏向素子4bの偏向方向に一致する。
The half-wave plate 26 is arranged between the two light-path deflecting elements 4a and 4b so that the polarization plane of the light emitted from the light-path deflecting element 4a and the rubbing direction of the incident surface of the half-wave plate 26 coincide with each other. It was placed across. The polarization plane of the light emitted from the optical path deflecting element 4a is rotated by 90 degrees by the half-wave plate 26,
It coincides with the deflection direction of the optical path deflecting element 4b.

【0095】この光路偏向素子4a、1/2波長板2
6、光路偏向素子4bからなる光路偏向素子ユニット3
1を画像表示素子3である液晶ライトバルブの直後に設
置した。また、本実施例では画像表示素子3からの出射
光が既に直線偏光であり、その偏光方向が光路偏向素子
4aの光路偏向方向と一致するように配置されている
が、光路偏向素子4aへの入射光の偏光度を確実にする
ために、光路偏向素子4aの入射面側に直線偏光板25
を設けた。
The optical path deflecting element 4a and the half-wave plate 2
6. Optical path deflecting element unit 3 including optical path deflecting element 4b
1 was installed immediately after the liquid crystal light valve which is the image display element 3. Further, in this embodiment, the light emitted from the image display element 3 is already linearly polarized light, and the polarization direction is arranged so as to match the optical path deflection direction of the optical path deflecting element 4a. In order to ensure the polarization degree of the incident light, the linear polarizing plate 25 is provided on the incident surface side of the optical path deflecting element 4a.
Was set up.

【0096】光路偏向素子4a,4bを駆動する矩形波
交流電圧を±2000V、周波数120Hzとし、2枚
の光路偏向素子4a,4bにおける縦と横の位相を90
度ずらして、4方向に画素シフトするように駆動タイミ
ングを設定した。そして、画像表示素子3に表示するサ
ブフィールド画像を240Hzで書き換えることで、縦
横2方向に見かけ上の画素数が4倍に増倍した高精細画
像が表示できた。光路偏向素子4a,4bの切換え時間
は約0.4msecであり、充分な光利用効率が得られ
た。また、フリッカーなどは観測されなかった。さら
に、数時間の連続動作の後も、良好な画像コントラスト
やシャープネスが維持できた。
The rectangular wave AC voltage for driving the optical path deflecting elements 4a and 4b is ± 2000 V and the frequency is 120 Hz, and the vertical and horizontal phases of the two optical path deflecting elements 4a and 4b are 90.
The drive timing was set so as to shift the pixels in four directions with a shift. Then, by rewriting the subfield image displayed on the image display element 3 at 240 Hz, a high-definition image in which the apparent number of pixels was multiplied by 4 in the vertical and horizontal directions could be displayed. The switching time of the optical path deflecting elements 4a and 4b was about 0.4 msec, and sufficient light utilization efficiency was obtained. No flicker was observed. Furthermore, good image contrast and sharpness could be maintained even after continuous operation for several hours.

【0097】[0097]

【発明の効果】請求項1に記載の発明は、液晶層を厚く
しても、液晶層全体の配向安定性が向上し、液晶層の厚
さ方向の中央付近での流動や欠陥発生による白濁現象の
発生を防止することができ、透過率の低下や偏向動作不
良を防止することができる。
According to the first aspect of the present invention, even if the liquid crystal layer is thickened, the alignment stability of the entire liquid crystal layer is improved, and white turbidity occurs due to flow or defects near the center of the liquid crystal layer in the thickness direction. It is possible to prevent the occurrence of the phenomenon, and it is possible to prevent a decrease in transmittance and a defective deflection operation.

【0098】請求項2に記載の発明は、請求項1に記載
の発明において、液晶層の内部でも確実に垂直配向状態
が維持しやすくなり、外部からの衝撃などの配向性を悪
化させる要因があっても、光利用効率を確実に高く維持
することができる。
According to the invention described in claim 2, in the invention described in claim 1, the vertical alignment state can be easily maintained even inside the liquid crystal layer, and there is a factor that deteriorates the alignment property such as impact from the outside. Even if there is, it is possible to reliably maintain high light utilization efficiency.

【0099】請求項3に記載の発明は、請求項1又は2
に記載の発明において、液晶層の内部に所望の電位分布
を形成することができ、光路領域が広い場合でも第1の
基板の面方向に均一な電界分布を与えることができるの
で、光利用効率を高め、光路偏向量の均一性が向上させ
ることができる。
The invention according to claim 3 is the invention according to claim 1 or 2.
In the invention described in (1) above, a desired potential distribution can be formed inside the liquid crystal layer, and a uniform electric field distribution can be given in the surface direction of the first substrate even when the optical path region is wide. And the uniformity of the optical path deflection amount can be improved.

【0100】請求項4に記載の発明は、請求項3に記載
の発明において、第2の電極の近傍では電位分布が不均
一になって、第2の電極近傍で光路シフト量が不均一に
なるような場合にも、液晶層に均一な電界分布を与える
ことができ、光利用効率を高め、光路偏向量をより均一
にすることができる。
According to the invention described in claim 4, in the invention described in claim 3, the potential distribution becomes non-uniform near the second electrode and the optical path shift amount becomes non-uniform near the second electrode. Even in such a case, a uniform electric field distribution can be given to the liquid crystal layer, the light utilization efficiency can be improved, and the optical path deflection amount can be made more uniform.

【0101】請求項5に記載の発明は、請求項1〜4の
いずれかの一に記載の発明において、光路偏向素子の有
効面積が大きく、光路偏向量が大きな場合でも、比較的
簡単な構成で、液晶層内の平面方向での電界強度を均一
化し、均一な光路偏向効果を得ることができる。
According to a fifth aspect of the present invention, in the invention according to any one of the first to fourth aspects, even if the effective area of the optical path deflecting element is large and the optical path deflection amount is large, a relatively simple structure is provided. Thus, the electric field strength in the plane direction in the liquid crystal layer can be made uniform, and a uniform optical path deflection effect can be obtained.

【0102】請求項6に記載の発明は、請求項5に記載
の発明において、光路偏向素子の構成を簡易なものと
し、透過率などの光学特性も向上させ、光路偏向量をよ
り均一にすることができる。
According to a sixth aspect of the invention, in the invention of the fifth aspect, the structure of the optical path deflecting element is simplified, the optical characteristics such as the transmittance are improved, and the optical path deflection amount is made more uniform. be able to.

【0103】請求項7に記載の発明は、請求項1〜6の
いずれかの一に記載の発明において、液晶層で偏向され
ない光の発生を防止し、確実な光路偏向を実現すること
ができる。
According to the invention described in claim 7, in the invention described in any one of claims 1 to 6, it is possible to prevent generation of light which is not deflected in the liquid crystal layer and to realize reliable optical path deflection. .

【0104】請求項8に記載の発明は、2つの光路偏向
素子を用いて、2次元方向への光路偏向を確実に行うこ
とができる。
According to the eighth aspect of the invention, it is possible to surely perform the optical path deflection in the two-dimensional direction by using the two optical path deflecting elements.

【0105】請求項9に記載の発明は、請求項1〜8の
いずれかの一に記載の発明と同様の効果を奏する画像表
示装置を提供することができる。
The invention described in claim 9 can provide an image display device having the same effect as that of the invention described in any one of claims 1 to 8.

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

【図1】この発明の一実施の形態である画像表示装置の
全体構成を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing an overall configuration of an image display device according to an embodiment of the present invention.

【図2】画像表示装置が備える光路偏向素子の一例を示
す模式図である。
FIG. 2 is a schematic view showing an example of an optical path deflecting element included in the image display device.

【図3】光路偏向素子の動作を説明する説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram illustrating an operation of an optical path deflecting element.

【図4】この発明の一実施の形態である光路偏向素子の
模式図である。
FIG. 4 is a schematic diagram of an optical path deflecting element that is an embodiment of the present invention.

【図5】他の実施の形態である光路偏向素子の模式図で
ある。
FIG. 5 is a schematic view of an optical path deflecting element according to another embodiment.

【図6】他の実施の形態である光路偏向素子の模式図で
ある。
FIG. 6 is a schematic view of an optical path deflecting element according to another embodiment.

【図7】他の実施の形態である光路偏向素子の模式図で
ある。
FIG. 7 is a schematic view of an optical path deflecting element according to another embodiment.

【図8】他の実施の形態である光路偏向素子の模式図で
ある。
FIG. 8 is a schematic view of an optical path deflecting element according to another embodiment.

【図9】他の実施の形態である光路偏向素子の模式図で
ある。
FIG. 9 is a schematic diagram of an optical path deflecting element according to another embodiment.

【図10】他の実施の形態である光路偏向素子の模式図
である。
FIG. 10 is a schematic view of an optical path deflecting element according to another embodiment.

【図11】この発明の一実施の形態である光路偏向素子
ユニットの模式図である。
FIG. 11 is a schematic diagram of an optical path deflecting element unit according to an embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 光源 3 画像表示素子 4 光路偏向素子 4a 光路偏向素子 4b 光路偏向素子 11 第1の基板 12 第1の基板 14 第1の電極 15 液晶層 17 第2の基板 19 第2の電極 23 誘電体 24 抵抗体 25 偏光方向制御素子 26 偏光回転素子 1 light source 3 image display device 4 Optical path deflector 4a Optical path deflecting element 4b Optical path deflecting element 11 First substrate 12 First substrate 14 First electrode 15 Liquid crystal layer 17 Second substrate 19 Second electrode 23 Dielectric 24 resistor 25 Polarization direction control element 26 Polarization rotator

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (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 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 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) 2H049 BA02 BA42 BB03 BB05 BC22 2H088 EA45 EA47 GA04 GA17 HA01 HA03 HA06 HA28 JA05 MA06 2K002 AA07 AB04 BA06 CA14 EA14 HA03    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (72) Inventor Yumi Matsuki             1-3-3 Nakamagome, Ota-ku, Tokyo Stocks             Company Ricoh (72) Inventor Emura Nimura             1-3-3 Nakamagome, Ota-ku, Tokyo Stocks             Company Ricoh (72) Inventor Masanori Kobayashi             1-3-3 Nakamagome, Ota-ku, Tokyo Stocks             Company Ricoh (72) Inventor Yasuyuki Takiguchi             1-3-3 Nakamagome, Ota-ku, Tokyo Stocks             Company Ricoh F-term (reference) 2H049 BA02 BA42 BB03 BB05 BC22                 2H088 EA45 EA47 GA04 GA17 HA01                       HA03 HA06 HA28 JA05 MA06                 2K002 AA07 AB04 BA06 CA14 EA14                       HA03

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 一対の透明な第1の基板と、 この基板間に充填されたホメオトロピック配向をなすキ
ラルスメクチックC相からなる液晶層と、 この液晶層に対し前記第1の基板の板面方向に電界を加
えて液晶層を透過する光の光路を偏向する一対の第1の
電極と、 前記液晶層を前記第1の基板の板厚方向に複数に分割す
る透明な第2の基板と、を備えている光路偏向素子。
1. A pair of transparent first substrates, a liquid crystal layer filled between the substrates and composed of a chiral smectic C phase having homeotropic alignment, and a plate surface of the first substrate with respect to the liquid crystal layer. A pair of first electrodes for deflecting the optical path of light passing through the liquid crystal layer by applying an electric field in the direction, and a transparent second substrate for dividing the liquid crystal layer into a plurality of pieces in the thickness direction of the first substrate. And an optical path deflecting element including.
【請求項2】 前記第2の基板の少なくとも一方の表面
には垂直配向膜が設けられている、請求項1に記載の光
路偏向素子。
2. The optical path deflecting element according to claim 1, wherein a vertical alignment film is provided on at least one surface of the second substrate.
【請求項3】 前記一対の第1の電極間には当該第1の
基板の板面方向で当該第1の電極間方向と直交する方向
を長さ方向とする複数のライン状の電極で前記液晶層に
電界を加える第2の電極がそれぞれ間隔をあけて設けら
れている、請求項1又は2に記載の光路偏向素子。
3. A plurality of line-shaped electrodes between the pair of first electrodes, the plurality of line-shaped electrodes having a length direction in a plate surface direction of the first substrate and a direction orthogonal to the first inter-electrode direction. The optical path deflecting element according to claim 1, wherein the second electrodes for applying an electric field to the liquid crystal layer are provided at intervals.
【請求項4】 前記第2の電極は、前記第2の基板の表
面上に形成されていて、 前記第2の電極と前記液晶層との間には誘電体が形成さ
れている、請求項3に記載の光路偏向素子。
4. The second electrode is formed on the surface of the second substrate, and a dielectric is formed between the second electrode and the liquid crystal layer. 3. The optical path deflecting element according to item 3.
【請求項5】 前記液晶層に沿って前記一対の第1の電
極間方向に延びた抵抗体が形成されている、請求項1〜
4のいずれかの一に記載の光路偏向素子。
5. A resistor body extending in the direction between the pair of first electrodes is formed along the liquid crystal layer.
4. The optical path deflecting element according to any one of 4 above.
【請求項6】 前記抵抗体は、前記第2の基板を兼ねて
いる、請求項5に記載の光路偏向素子。
6. The optical path deflecting element according to claim 5, wherein the resistor also serves as the second substrate.
【請求項7】 前記液晶層への入射光の偏光方向を前記
光路の偏向方向と一致させる偏光方向制御素子を備えて
いる、請求項1〜6のいずれかの一に記載の光路偏向素
子。
7. The optical path deflecting element according to claim 1, further comprising a polarization direction control element that matches a polarization direction of light incident on the liquid crystal layer with a polarization direction of the optical path.
【請求項8】 請求項1〜7のいずれかの一に記載の光
路偏向素子を2つ備えていて、この2つの光路偏向素子
を光の入射方向に直列に前記液晶層の法線方向が略一致
するように、かつ、前記一対の第1の電極間方向が互い
に直交するように配置されており、 前記両光路偏向素子間には前記光の入射方向の手前側に
位置する光路偏向素子の出射光に対して偏光方向を90
°回転させる偏光回転素子を備えている、光路偏向素子
ユニット。
8. An optical path deflecting element according to claim 1, comprising two optical path deflecting elements, wherein the two optical path deflecting elements are arranged in series in a light incident direction and a normal direction of the liquid crystal layer is The optical path deflecting elements are arranged so as to be substantially coincident with each other and the directions between the pair of first electrodes are orthogonal to each other, and the optical path deflecting elements located between the both optical path deflecting elements are on the front side in the incident direction of the light. The polarization direction to the outgoing light of 90
An optical path deflecting element unit that includes a polarization rotating element that rotates by °.
【請求項9】 照明光を画像情報に基づいて空間光変調
して画像光として出射する画像表示素子と、 この画像表示素子と同期し、前記画像表示素子の各画素
から入射されてくる画像光の光路を偏向して前記画像表
示素子の見かけ上の画素数を増倍して表示する請求項1
〜7のいずれかの一に記載の光路偏向素子又は請求項8
に記載の光路偏向素子ユニットと、を備えている画像表
示装置。
9. An image display element which spatially modulates illumination light based on image information and emits it as image light, and image light which is synchronized with the image display element and enters from each pixel of the image display element. The optical path of the image display device is deflected to multiply the apparent number of pixels of the image display element for display.
9. The optical path deflecting element according to claim 7, or
And an optical path deflecting element unit according to claim 1.
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