JPH11218748A - 空間変調素子及び表示装置 - Google Patents

空間変調素子及び表示装置

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JPH11218748A
JPH11218748A JP10023377A JP2337798A JPH11218748A JP H11218748 A JPH11218748 A JP H11218748A JP 10023377 A JP10023377 A JP 10023377A JP 2337798 A JP2337798 A JP 2337798A JP H11218748 A JPH11218748 A JP H11218748A
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light
spatial modulation
scattering
display device
aperture
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Toshihiro Suzuki
敏弘 鈴木
Hideshi Yoshida
秀史 吉田
Takeshi Goto
猛 後藤
Tetsuya Kobayashi
哲也 小林
Mari Kanbara
真理 管原
Tetsuya Hamada
哲也 浜田
Keiji Hayashi
啓二 林
Hisashi Yamaguchi
久 山口
Takemune Mayama
剛宗 間山
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 空間変調素子及び表示装置に関し、明るい表
示を得ることを目的とする。 【解決手段】 光源と、偏光変換手段と、光を変調する
複数の組の基本制御要素を含む反射型の空間変調素子１
２と、入射光の位相状態に依存して異なった第１及び第
２の散乱能を有する散乱要素１４とを備え、該散乱要素
１４及び該空間変調素子１２は、該偏光変換手段から放
射され、該散乱要素を通過した光が該空間変調素子で反
射されて、再び該散乱要素を通過するように配置される
構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は空間変調素子及び表
示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】液晶表示装置は、一対のガラス基板の間
に液晶を保持してなる空間変調素子（液晶パネル）と、
偏光子及び検光子とからなる。各ガラス基板は電極及び
配向膜を有する。一方の基板の電極は小さな面積をもつ
画素電極であり、画素電極はアクティブマトリクス駆動
構造とともに設けられる。他方の基板の電極は大きな面
積をもつ共通電極である。共通電極をもつ基板はさらに
カラー表示のためにカラーフィルタを含む。しかし、カ
ラーフィルタは光を吸収するので、このタイプの液晶表
示装置は、表示が暗くなるという問題点がある。
【０００３】カラーフィルタを用いずにカラー表示を行
うことができる液晶表示装置がある。このタイプの液晶
表示装置は、ダイクロイックミラー等の色分離手段と３
つの空間変調素子とからなる。光源から放射された光は
色分離手段によりＲ、Ｇ、Ｂの色光に色分離され、３つ
の空間変調素子が分離された色光のそれぞれの光路に配
置される。しかし、このタイプの液晶表示装置は３つの
空間変調素子を必要とするので、コストが高く、全体の
構成が大きくなるという問題点がある。
【０００４】そこで、カラーフィルタを用いずに、且つ
１つの空間変調素子のみでカラー表示を行うことができ
る液晶表示装置が提案されている。空間変調素子は、複
数の組の基本制御要素を含み、各組の基本制御要素は３
つの（Ｒ、Ｇ、Ｂの）画素電極からなる。このタイプの
液晶表示装置は、さらにマイクロレンズアレイを含み、
各マイクロレンズが各組の（３つの）画素電極毎に設け
られる。色分離手段で色分離されたＲ光、Ｇ光、Ｂ光が
各マイクロレンズを通り、各マイクロレンズを通ったＲ
光はＲ画素電極で集光され、Ｇ光はＧ画素電極で集光さ
れ、Ｂ光はＢ画素電極で集光されるようになっている。
【０００５】特開平９−１５６２６号公報及び特開平９
−１０５８９９号公報は、そのような液晶表示装置を開
示している。これらの公報の空間変調素子は、画素電極
が反射面をもつように形成され、単板反射式カラー表示
装置を構成している。単板反射式カラー表示装置はＴＦ
Ｔ等を画素電極の下に配置できるので、開口率が広くな
り、単板通過式液晶表示装置よりも簡単な構造で、明る
い表示を得ることができるようになる。さらに、特開平
９−１０５８９９号公報は、液晶として散乱型液晶を使
用している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上記公報に記載の単板
反射式カラー表示装置では、画素電極により形成される
反射面は互いに異なった角度で傾いて形成されており、
それぞれの反射面が、色分離手段からそれぞれ異なった
角度で入射する入射光に直交するようになっている。つ
まり、反射面に対する入射光と反射光とが共通の光路を
通るので、表示のために反射光を取り出す構成が制限さ
れるという問題がある。
【０００７】従来の液晶表示装置は、素子（液晶パネ
ル）の両側に偏光子及び検光子が配置されており、偏光
子及び検光子はヨウ素系偏光フィルム又は顔料系偏光フ
ィルムにより構成されていてこれらは光を吸収するもの
であるので、表示が暗いという問題がある。本発明の目
的は、反射光が入射光とは異なった光路を通る反射面を
有する空間変調素子及びそれを使用した表示装置を提供
することである。
【０００８】本発明の他の目的は、表示が明るい表示装
置を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明による空間変調素
子は、光を変調する複数の組の基本制御要素を備え、各
組の基本制御要素は互いに異なった角度の反射面を有
し、該基本制御要素の組と対応して設けられた複数の集
光要素を備え、一つの集光要素に入射した光が一組の該
基本制御要素のそれぞれの反射面で反射して該一つの集
光要素と定められた位置関係にある他の集光要素から出
射するように構成されていることを特徴とするものであ
る。
【００１０】すなわち、この空間変調素子では、反射面
に対して反射光が入射光とは異なった光路を通り、入射
した集光要素とは別の集光要素から出射する。この構成
とともに下記の特徴を採用することができる。一組の基
本制御要素が３個（Ｒ、Ｇ、Ｂ）ある。一組の基本制御
要素の反射面が、概ね対応する集光要素の幾何学中心、
又は光軸と交差する部分を向いている。
【００１１】一組の基本制御要素の反射面が、光学的
に、概ね対応する集光要素の幾何学中心、又は光軸と交
差する部分を向いている。一組の基本制御要素の各反射
面上の一点と、所定の２個の集光要素の中心を含み且つ
当該反射面と直交する平面が存在する。この場合、基本
制御要素の反射面上の一点における法線が、所定の２個
の集光要素の中心を結ぶ線分を概ね二等分する。
【００１２】一組の基本制御要素の各反射面上の一点
と、所定の２個の集光要素の各々の中心を最短光学距離
で結ぶ二線分が存在し、該二線分の該反射面近傍部分を
含む平面が、該反射面と概ね直交する。この場合、一組
の該基本制御要素の各反射面上の一点と、所定の２個の
集光要素の各々の中心を最短光学距離で結ぶ二線分が、
該反射面と概ね同じ角度をなす。
【００１３】本発明は、この空間変調素子が備えられて
いる表示装置を提供する。さらに、本発明は、光源と、
偏光変換手段と、光を変調する複数の組の基本制御要素
を含む反射型の空間変調素子と、入射光の位相状態に依
存して異なった第１及び第２の散乱能を有する散乱要素
とを備え、該散乱要素及び該空間変調素子は、該偏光変
換手段から放射され、該散乱要素を通過した光が該空間
変調素子で反射されて、再び該散乱要素を通過するよう
に配置されることを特徴とする反射型表示装置を提供す
る。
【００１４】この構成とともに下記の特徴を採用するこ
とができる。各組の基本制御要素は互いに異なった角度
の反射面を有する。空間変調素子は、第１の制御信号に
依存して空間変調素子に入射する光の位相状態と概ね同
様な光の位相状態で光を空間変調素子から出射させ、且
つ第２の制御信号に応じて空間変調素子に入射する光の
位相状態と概ね直交する位相状態で光を空間変調素子か
ら出射させる。散乱要素の第１の散乱能は第１の制御信
号に依存して空間変調素子から出射する位相状態の光を
比較的に小さな散乱で通過させ、散乱要素の第２の散乱
能は第２の制御信号に依存して空間変調素子から出射す
る位相状態の光を比較的に大きな散乱でわずかに通過さ
せる。
【００１５】空間変調素子で反射されて散乱要素を通過
してくる光を投射するための投射レンズと、投射レンズ
の内部又は該投射レンズの近傍に配置された第１のアパ
チャ要素と、散乱要素から出射した光を該投射レンズで
集光させる集光部材とを備える。集光部材と第１のアパ
チャ要素とは、第１の制御信号に依存して空間変調素子
から出射する位相状態の光が第１のアパチャ要素を実質
的に通過し且つ第２の制御信号に依存して空間変調素子
から出射する位相状態の光が第１のアパチャ要素を実質
的に通過しないように配置されている。
【００１６】第１のアパチャ要素が、色分離方向に長い
アパチャを備え、あるいは、第１のアパチャ要素が色分
離方向に配列した複数のアパチャを備える。光源の出射
光を互いに異なった角度で進む複数の異なる波長帯の光
に色分離する色分離手段と、分離された波長帯の光をそ
れぞれ１組の基本制御要素に集光する集光要素とをさら
に備えている。
【００１７】異なる波長帯の光の色分離方向の散乱要素
への射影と、散乱要素に入射する直線偏光の偏光方向の
散乱要素への射影とが、概ね直交又は平行となる。光源
の光を受ける第２のアパチャ要素をさらに備える。偏光
変換手段が、ミラーと、平行化レンズと、所定の偏光を
通過し且つそれに直交する偏光を反射する偏光分離要素
とからなり、第２のアパチャ要素から出射する無偏光が
平行化レンズで概ね平行にされた後で偏光分離要素で偏
光分離され、偏光分離要素で反射された偏光が平行化レ
ンズでミラーに集光され且つミラーで反射された後に偏
光分離要素を通過し、偏光分離要素を通過した偏光はそ
のまま進むように構成されている。
【００１８】偏光分離要素は無偏光を互いに直交する円
偏光に分離する。あるいは、偏光分離要素は無偏光を互
いに直交する直線偏光に分離する。この場合には、ミラ
ーの近傍には、ミラーで反射された直線偏光を入射直線
偏光に直交する直線偏光に位相変換する位相変換膜が設
けられる。第１のアパチャ要素のアパチャと、第２のア
パチャ要素のアパチャと、ミラーが概ね同一平面又は近
傍に配置されており、第１のアパチャ要素のアパチャ
と、第２のアパチャ要素のアパチャと、ミラーが概ね同
一直線上にない。
【００１９】複数の組の空間変調素子と散乱要素と、複
数の組の空間変調素子と散乱要素から出射する光を合成
して出射するようにした。さらに、本発明は、光源と、
光を変調する複数の組の基本制御要素を含む透過型の空
間変調素子と、偏光変換手段と、入射光の位相状態に依
存して異なった第１及び第２の散乱能を有する散乱要素
とを備え、該散乱要素及び該偏光変換手段は、該空間変
調素子の一方の側及び他方の側に配置されることを特徴
とする通過型表示装置を提供する。
【００２０】この構成とともに下記の特徴を採用するこ
とができる。偏光変換手段が光源と空間変調素子の間に
配置された偏光子である。空間変調素子は、第１の制御
信号に依存して空間変調素子に入射する光の位相状態と
概ね同様な光の位相状態で光を空間変調素子から出射さ
せ、且つ第２の制御信号に応じて空間変調素子に入射す
る光の位相状態と概ね直交する位相状態で光を空間変調
素子から出射させる。散乱要素の第１の散乱能は第１の
制御信号に依存して空間変調素子から出射する位相状態
の光を比較的に小さな散乱で通過させ、散乱要素の第２
の散乱能は第２の制御信号に依存して空間変調素子から
出射する位相状態の光を比較的に大きな散乱でわずかに
通過させる。
【００２１】空間変調素子及び散乱要素を通過してくる
光を投射するための投射レンズと、投射レンズの内部又
は投射レンズの近傍に配置された第１のアパチャ要素
と、空間変調素子から出射した光を投射レンズで集光さ
せる集光部材とを備え、集光部材と第１のアパチャ要素
とは、第１の制御信号に依存して空間変調素子から出射
する位相状態の光が第１のアパチャ要素を実質的に通過
し且つ第２の制御信号に依存して空間変調素子から出射
する位相状態の光が該第１のアパチャ要素を実質的に通
過しないように配置されている。
【００２２】第１のアパチャ要素が、色分離方向に長い
アパチャを備え、あるいは第１のアパチャ要素が色分離
方向に配列した複数のアパチャを備える。光源の出射光
を互いに異なった角度で進む複数の異なる波長帯の光に
色分離する色分離手段と、分離された波長帯の光をそれ
ぞれ１組の基本制御要素に集光する集光要素とをさらに
備えている。
【００２３】異なる波長帯の光の色分離方向の散乱要素
への射影と、散乱要素に入射する直線偏光の偏光方向の
散乱要素への射影とが、概ね直交又は平行となる。光源
の光を受ける第２のアパチャ要素をさらに備え、偏光変
換手段が、ミラーと、平行化レンズと、所定の偏光を通
過し且つそれに直交する偏光を反射する偏光分離要素と
からなり、第２のアパチャ要素から出射する無偏光が平
行化レンズで概ね平行にされた後で偏光分離要素で偏光
分離され、偏光分離要素で反射された偏光が平行化レン
ズでミラーに集光され且つミラーで反射された後に偏光
分離要素を通過し、偏光分離要素を通過した偏光はその
まま進むように構成されている。
【００２４】偏光分離要素は無偏光を互いに直交する円
偏光に分離する。あるいは、偏光分離要素は無偏光を互
いに直交する直線偏光に分離する。この場合、ミラーの
近傍には、ミラーで反射された直線偏光を入射直線偏光
に直交する直線偏光に位相変換する位相変換膜が設けら
れる。複数の組の空間変調素子と散乱要素と、複数の組
の空間変調素子と散乱要素から出射する光を合成して出
射するようにした。
【００２５】
【発明の実施の形態】図１は本発明の第１実施例による
液晶表示装置１０を示している。液晶表示装置１０は空
間変調素子１２と散乱要素１４とからなる。矢印Ａで示
されるように、偏光が偏光変換手段１８（図２）から散
乱要素１４に入射するようになっている。散乱要素１４
及び空間変調素子１２は、偏光変換手段１８を通って放
射され、散乱要素１４を通過した光が空間変調素子１２
に入射し、この空間変調素子１２で反射されて、再び散
乱要素１４を通過するように配置される。
【００２６】図２は図１の液晶表示装置１０の一部であ
る光源１６と、偏光変換手段１８と、色分離手段２０と
を示している。光源１６は無偏光光源であり、偏光変換
手段１８は無偏光を直線偏光（又は円偏光）に偏光分離
する。図１には、偏光変換手段１８が直線偏光が放射す
る例が示されている。偏光変換手段１８は偏光フィルム
や偏光ビームスプリッタ等によって構成されることがで
き、色分離手段２０の手前、又は色分離手段２０の後に
配置されることができる。
【００２７】色分離手段２０はダイクロイックミラー２
０Ｇ、２０Ｂ、２０Ｒを含み、光源１６の光のうち、赤
色の波長帯域の光（Ｒ）がダイクロイックミラー２０Ｒ
で反射され、青色の波長帯域の光（Ｂ）がダイクロイッ
クミラー２０Ｂで反射され、緑色の波長帯域の光（Ｇ）
がダイクロイックミラー２０Ｇで反射される。赤色の光
（Ｒ）、青色の光（Ｂ）及び緑色の光（Ｇ）は色分離さ
れて互いに異なった角度で進む。
【００２８】図３は散乱要素１４の一例を示す図である
散乱要素１４は屈折率ｎ0 を有する母材フィルムに、屈
折率ｎ0 、ｎ1 を有する微小な（例えば、直径数μｍか
ら数１０μｍの）分散材１４ａが分散しているものであ
る。例えば、屈折率が１．５のポリメタクリル酸メチル
（ＰＭＭＡ）を母材フィルムとして用い、分散材として
屈折率が１．５および１．６の複屈折性をもつ液晶高分
子を方向性を持たせて分散することで散乱要素１４を構
成することができる。
【００２９】また、同様な分散材を用い、母材フィルム
として屈折率が１．６のポリカーボネート（ＰＣ）を用
いても散乱要素１４を構成することができる。すなわ
ち、複屈折性を有する分散材の一方の屈折率と、母材フ
ィルムの屈折率がほぼ同じとなるように材料を選択する
ことで、散乱要素１４を構成することができる。
【００３０】上記のように構成して得られた散乱要素１
４は、入射光の位相状態に依存して異なった第１及び第
２の散乱能を有することができる。例えば、図３に示さ
れる所定の振動方向を有する直線偏光ＰＬ１が散乱要素
１４に入射すると、図４に示されるように、この直線偏
光ＰＬ１はほとんど散乱することなくそのまま散乱要素
１４を通過する。このとき、散乱要素１４は第１の散乱
能を示す。直線偏光ＰＬ１とは垂直な方向に振動する直
線偏光ＰＬ２が散乱要素１４に入射すると、図４に示さ
れるように、この直線偏光ＰＬ２は大きく散乱され、そ
のまま散乱要素１４を通過するする成分は小さい。この
とき、散乱要素１４は第２の散乱能を示す。散乱要素１
４及び偏光変換手段１８は、直線偏光ＰＬ１が第１の散
乱能で散乱要素１４を通過するように配置される。偏光
変換手段１８が無偏光を円偏光に偏光分離する場合に
も、散乱要素１４は所定の円偏光を比較的に小さな散乱
で通過させる第１の散乱能と、他の円偏光を比較的に大
きな散乱でわずかに通過させる第２の散乱能とを有す
る。
【００３１】さらに、異なる波長帯の光の色分離方向の
散乱要素１４への射影と、散乱要素１４に入射する直線
偏光の偏光方向の散乱要素１４への射影とが、概ね直交
又は平行となるようになっている。つまり、直線偏光
が、Ｐ偏光又はＳ偏光として散乱要素１４へ入射するよ
うになっており、それによって、光の反射を抑え、光の
利用効率を高くするようになっている。
【００３２】図１の空間変調素子１２は液晶パネルであ
り、このような空間変調素子（液晶パネル）１２が図５
及び図６に図解的に示されている。図１、図５、及び図
６において、空間変調素子（液晶パネル）１２は一対の
ガラス基板２２、２４の間に液晶２６を保持してなるも
のである。ガラス基板２２は電極２８、配向膜３０、及
びブラックマトリクス３２を有する。ガラス基板２４は
電極３４及び配向膜３６を有する。液晶２６はツイスト
ネマチック型の液晶であり、配向膜３０、３６は直交す
る方向にラビングされている。
【００３３】一方の基板２２の電極２８は大きな面積を
もつ共通電極であり、他方の基板２４の電極３４は小さ
な面積をもつ画素電極である。画素電極３４は図６に示
されるようにアクティブマトリクス駆動構造とともに設
けられる。アクティブマトリクス駆動構造はゲートバス
ライン３８、ドレインバスライン４０、及び薄膜トラン
ジスタ（ＴＦＴ）４２を含む。共通電極２８は透明なＩ
ＴＯで作られるのに対して、画素電極３４は反射性を有
する金属で作られ、その表面が反射面４４になる。図１
には、説明の簡単化のために反射面４４のみが示されて
いる。
【００３４】画素電極３４は反射面４４を提供する遮光
性のある金属で作られるので、ＴＦＴ４２は図６に示さ
れるように画素電極３４で隠される位置に設けられるこ
とができ、画素電極３４で規定される開口部を大きくす
ることができる。そして、１つの画素電極３４が光を変
調する１つの基本制御要素を規定する。図６では、３つ
の画素電極（３つの基本制御要素）３４が１組のＧ、
Ｂ、Ｒのカラー要素を構成している。図１では、１組の
Ｇ、Ｂ、Ｒの反射面４４が４４Ｇ、４４Ｂ、４４Ｒで示
されている。反射面４４Ｇ、４４Ｂ、４４Ｒは後で説明
するように互いに傾いて設けられている。
【００３５】図１において、空間変調素子１２のガラス
基板２２の表面にはマイクロレンズアレイ４６が配置さ
れている。マイクロレンズアレイ４６は複数のマイクロ
レンズ（集光要素）４６ａを含む。各マイクロレンズ４
６ａが１組の反射面４４Ｇ、４４Ｂ、４４Ｒに対応して
設けられる。赤色の光（Ｒ）はマイクロレンズ４６ａを
通って反射面４４Ｒで集光され、反射面４４Ｒで反射さ
れる。青色の光（Ｂ）はマイクロレンズ４６ａを通って
反射面４４Ｂで集光され、反射面４４Ｂで反射される。
緑色の光（Ｇ）はマイクロレンズ４６ａを通って反射面
４４Ｇで集光され、反射面４４Ｇで反射される。それぞ
れの色光の反射面４４Ｇ、４４Ｂ、４４Ｒでの反射は、
反射面４４Ｇ、４４Ｂ、４４Ｒの配置及び構成によって
異なる。反射の詳細は後で説明される。
【００３６】空間変調素子１２の画素電極３４は図示し
ない制御装置に接続され、第１の制御信号に応じて空間
変調素子１２に入射する光の位相状態と概ね同様な光の
位相状態で光を空間変調素子１２から出射させ（ＴＮ液
晶の旋光なしの状態）、且つ第２の制御信号に応じて空
間変調素子１２に入射する光の位相状態と概ね直交する
位相状態で光を空間変調素子１２から出射させる（ＴＮ
液晶の旋光あり）。
【００３７】散乱要素１４と空間変調素子１２とは、散
乱要素１４をほぼストレートに通過する直線偏光ＰＬ１
の振動方向が、空間変調素子１２の基板２２の配向膜３
０のラビング方向と一致するように配置される。つま
り、散乱要素１４の第１の散乱能はこの第１の制御信号
に依存して空間変調素子１４から出射する位相状態の光
を比較的に小さな散乱で通過させ、散乱要素１４の第２
の散乱能はこの第２の制御信号に依存して空間変調素子
１２から出射する位相状態の光を比較的に大きな散乱で
わずかに通過させる。
【００３８】従って、制御装置が第１の制御信号が発生
したときには、直線偏光ＰＬ１が、散乱要素１４から空
間変調素子１２に入射し、反射面４４で反射して直線偏
光ＰＬ１のままで空間変調素子１２から出射し、散乱要
素１４に再入射する。再入射した直線偏光ＰＬ１は散乱
要素１４をほとんど散乱なく通過し、明るい色表示を行
うことができる。
【００３９】一方、制御装置が第２の制御信号が発生し
たときには、直線偏光ＰＬ１が、散乱要素１４から空間
変調素子１２に入射し、反射面４４で反射して位相状態
を変えて直線偏光ＰＬ２となって空間変調素子１２から
出射し、散乱要素１４に再入射する。再入射した直線偏
光ＰＬ２は散乱要素１４で大きく散乱しつつ通過し、色
表示を行うことができる。このように、散乱要素１４は
従来の偏光フィルムによる検光子と同様の作用を行う
が、従来の偏光フィルムのように光の吸収を行うもので
はないので、従来のＴＮ液晶の信頼性の高い画像表示特
性を維持しつつ、コントラストよく、明るい色表示を行
うことができる。
【００４０】図７から図１９は画素電極３４で形成され
る反射面４４の種々の特徴を示す図である。上記したよ
うに、Ｇ、Ｂ、Ｒの色光が互いに異なった角度で一つの
マイクロレンズ４６ａに入射し、一組の（３つの）反射
面４４Ｇ、４４Ｂ、４４Ｒで集光され、且つ反射される
ようになっている。Ｇ、Ｂ、Ｒの色光の伝播角度は色分
離手段２０のダイクロイックミラー２０Ｇ、２０Ｂ、２
０Ｒの配置によって定められる。
【００４１】図７においては、反射面４４Ｇ、４４Ｂ、
４４Ｒは、Ｇ、Ｂ、Ｒの色光がそれぞれの反射面４４
Ｇ、４４Ｂ、４４Ｒへ垂直に入射し、従って入射光の光
路と反射光の光路とが同じになるように配置されてい
る。この場合、Ｂ光がマイクロレンズ４６ａの光軸に沿
って進み、Ｇ光とＲ光がマイクロレンズ４６ａの光軸に
対して両側に傾斜して進むようになっている。従って、
一組の（３つの）反射面４４Ｇ、４４Ｂ、４４Ｒは、概
ね対応するマイクロレンズ４６ａの幾何学中心、又は光
軸と交差する部分を向いている。
【００４２】図８においては、反射面４４Ｇ、４４Ｂ、
４４Ｒの配置は図７のものと同様であるが、光屈折部材
４８が反射面４４Ｇ、４４Ｂ、４４Ｒを覆って設けられ
ている。図７においては、入射光及び反射光はガラス基
板２２、共通電極２８、配向膜３０、液晶２６、配向膜
３６（図５参照）を直進すると仮定して説明したが、実
際には光はこれらの部材で屈折されて必ずしも直進する
とは限らない。
【００４３】光屈折部材４８はそのような光の屈折の影
響を補償して、少なくとも光が反射面４４Ｇ、４４Ｂ、
４４Ｒに入射する部分において、Ｇ、Ｂ、Ｒの色光がそ
れぞれの反射面４４Ｇ、４４Ｂ、４４Ｒへ垂直に入射す
るようにしたものである。この場合、一組の反射面４４
Ｇ、４４Ｂ、４４Ｒが、光学的に、概ね対応するマイク
ロレンズ（集光要素）４６ａの幾何学中心、又は光軸と
交差する部分を向いていることになる。図９から図１９
は反射面４４へ入射する光の光路と反射面４４で反射し
た光の光路とが異なる場合を示している。この場合、一
つのマイクロレンズ４６ａに入射した光が一組の画素電
極（基本制御要素）３４のそれぞれの反射面４４Ｇ、４
４Ｂ、４４Ｒで反射して入射したときのマイクロレンズ
４６ａと定められた位置関係にある他のマイクロレンズ
４６ａから出射するように構成されている。
【００４４】図９及び図１０においては、反射面４４
Ｇ、４４Ｂ、４４Ｒは図７の場合と同様に形成されてい
る。しかし、図１０に示されるように、反射面４４Ｇ、
４４Ｂ、４４Ｒはマイクロレンズ４６ａに対して色分離
方向とは垂直な方向に半画素分ずつピッチをずらして配
置され、一つのマイクロレンズ４６ａに入射したＧ、
Ｂ、Ｒの色光がそれぞれの反射面４４Ｇ、４４Ｂ、４４
Ｒで反射して当該入射したマイクロレンズ４６ａに色分
離方向とは垂直な方向で（図９の紙面に対して垂直方向
に）隣接する他のマイクロレンズ４６ｂから出射する。
【００４５】図１１はこのようなマイクロレンズ４６
ａ、４６ｂ及び反射面４４Ｇ、４４Ｂ、４４Ｒの構成を
もつ空間変調素子１２への入射光Ｌｉｎ及び出射光Ｌｏ
ｕｔの関係を示す図である。入射光Ｌｉｎは空間変調素
子１２へ斜め下方向から入射し、出射光Ｌｏｕｔは空間
変調素子１２から斜め上へ向かって出射する。図１２は
図１１の変形例を示す図である。入射光Ｌｉｎは空間変
調素子１２へ斜め下方向から入射し、出射光Ｌｏｕｔは
空間変調素子１２から法線方向へ出射する。こうすれ
ば、より鮮明な画像を表示することができるようにな
る。
【００４６】図１３は図９及び図１０のマイクロレンズ
４６ａ、４６ｂ及び反射面４４Ｇ、４４Ｂ、４４Ｒの関
係を示す斜視図である。図９及び図１０を参照して説明
したように色分離方向とは垂直な方向に並んでいる２つ
のマイクロレンズ４６ａ、４６ｂの一方から光が入射し
て他方から出射する関係が成り立つためには、一組の基
本制御要素の各反射面上の一点と、所定の２個の集光要
素の中心を含み且つ当該反射面と直交する平面が存在す
ることが必要である。図１３においては、反射面４４Ｒ
上の一点４４Ｒｏと、２つのマイクロレンズ４６ａ、４
６ｂの中心４６ａｏ、４６ｂｏとによって、平面５０が
形成されることを示している。このことは、反射面４４
Ｇ、４４Ｂ、４４Ｒの各々について成り立つ。
【００４７】図１４は図１０の線XIV −XIV に沿った断
面におけるマイクロレンズ（集光要素）４６ａ、４６ｂ
及び反射面４４Ｇ、４４Ｂ、４４Ｒの関係を示す図であ
る。この場合には、基本制御要素の反射面４４Ｒ（又は
４４Ｇ、４４Ｂ）上の一点４４Ｒｏにおける法線５２
が、所定の２個の集光要素マイクロレンズ（集光要素）
４６ａ、４６ｂの中心４６ａｏ、４６ｂｏを結ぶ線分を
概ね二等分する関係が成立する。実施例においては、２
つのマイクロレンズ４６ａ、４６ｂは互いに隣接するも
のであるが、図１３及び図１４の関係は互いに隣接する
２つのマイクロレンズ４６ａ、４６ｂに限定されるもの
ではない。
【００４８】図１５及び図１６においては、反射面４４
Ｇ、４４Ｂ、４４Ｒはマイクロレンズ４６ａに対して色
分離方向に半画素分ずつピッチをずらして配置され、一
つのマイクロレンズ４６ａから入射したＧ、Ｂ、Ｒの色
光がそれぞれの反射面４４Ｇ、４４Ｂ、４４で反射して
色分離方向に隣接する他のマイクロレンズ４６ａから出
射する。
【００４９】図１７はこのようなマイクロレンズ４６
ａ、４６ａ及び反射面４４Ｇ、４４Ｂ、４４Ｒの関係を
示す図である。この場合には、一組の基本制御要素の各
反射面４４Ｇ、４４Ｂ、４４Ｒ上の一点と、所定の２個
のマイクロレンズ４６ａ、４６ａの各々の中心４６ａ
ｏ、４６ａｏを最短光学距離で結ぶ二線分５３、５４が
存在し、該二線分５３、５４の反射面４４Ｇ、４４Ｂ、
４４Ｒ近傍部分を含む平面５６が、反射面４４Ｇ、４４
Ｂ、４４Ｒと概ね直交する。図１７は反射面４４Ｒにつ
いて示しており、他の反射面４４Ｇ、４４Ｂについても
同様である。ここで、最短光学距離とは、図８で説明し
たように屈折がある場合を考慮した表現である。
【００５０】さらに、一組の基本制御要素の各反射面４
４Ｇ、４４Ｂ、４４Ｒ上の一点と、所定の２個のマイク
ロレンズ４６ａ、４６ａの各々の中心を最短光学距離で
結ぶ二線分５３、５４が、該反射面と概ね同じ角度α、
βをなす。この例においても、２つのマイクロレンズ４
６ａ、４６ａは互いに隣接するものであるが、図１５及
び図１６の関係は互いに隣接する２つのマイクロレンズ
４６ａ、４６ａに限定されるものではない。
【００５１】図１８は図１５の空間変調素子の変形例を
示す図である。この場合、１組の反射面４４Ｇ、４４
Ｂ、４４Ｒは出射側となる一方のマイクロレンズ４６ａ
のほぼ真下にある。マイクロレンズ４６ａの光軸に対す
る反射面４４Ｇ、４４Ｂ、４４Ｒの角度は段々と小さく
なり、一方の（図１３で左側の）マイクロレンズ４６ａ
から入射したＢ光が他方の（図１３で右側の）マイクロ
レンズ４６ａからその光軸方向に出射するようになって
いる。従って、この場合には、入射光及び反射光は図１
２に示したような関係になる。
【００５２】図１９は反射面４４Ｇ、４４Ｂ、４４Ｒと
マイクロレンズ４６ａとの関係の変形例を示す図であ
る。この例においては、２つのマイクロレンズ４６ａ、
４６ｃは色分離方向に斜め方向に半画素分ずつピッチを
ずらして配置され、一つのマイクロレンズ４６ａから入
射したＧ、Ｂ、Ｒの色光がそれぞれの反射面４４Ｇ、４
４Ｂ、４４Ｒで反射して他のマイクロレンズ４６ｃから
出射する。
【００５３】図２０は投射型表示装置の一実施例を示す
図である。投射型表示装置６０は、光源１６と、色分離
手段２０と、偏光ビームスプリッタ（偏光変換手段）１
８ａと、空間変調素子１２と、投射レンズ６２とからな
る。空間変調素子１２は図９から図１６を参照して説明
した反射面４４（４４Ｇ、４４Ｂ、４４Ｒ）のいずれか
を含むものとすることができる。色分離手段２０で色分
離されたＧ、Ｂ、Ｒの色光は偏光ビームスプリッタ１８
ａで偏光分離され、一部偏光のみが偏光ビームスプリッ
タ１８ａを通過する。この偏光は空間変調素子１２に入
射し、振動方向が９０度回転した偏光が偏光ビームスプ
リッタ１８ａで反射され、投射レンズ６２で投射され
る。
【００５４】図２１及び図２２は投射型表示装置の他の
実施例を示す図である。図２１は空間変調素子１２を含
む部分を示し、図２２は光源及び投射レンズを含む部分
を示している。投射型表示装置６０は、光源１６と、偏
光変換手段１８と、色分離手段２０と、入射側のアパチ
ャ要素６４及び出射側のアパチャ要素６６を含む遮光板
６８と、集光レンズ７０と、散乱要素１４と、マイクロ
レンズアレイ４６と、空間変調素子１２とからなる。光
は、入射側のアパチャ要素６４のアパチャ６４Ｇ、６４
Ｂ、６４Ｒを通って散乱要素１４及び空間変調素子１２
へ入射し、空間変調素子１２の反射面で反射して、出射
側のアパチャ要素６６のアパチャ６６Ｏを通って投射レ
ンズ６２へ向かう。
【００５５】散乱要素１４は図１から図６を参照して説
明したものと同様の特徴を有する。空間変調素子１２は
図６から図１６を参照して説明した反射面４４（４４
Ｇ、４４Ｂ、４４Ｒ）のいずれかを含むものとすること
ができる。ただし、この実施例では、入射側のアパチャ
要素６４及び出射側のアパチャ要素６６とが別に設けら
れ、入射側のアパチャ要素６４を通る入射光の光路と、
出射側のアパチャ要素６６を通る出射光の光路とは、互
いに対して角度を形成する。このために、マイクロレン
ズアレイ４６のマイクロレンズ４６ａ（４６ｂ、４６
ｃ）と反射面４４（４４Ｇ、４４Ｂ、４４Ｒ）とは、図
９から図１９を参照して説明したように、一つのマイク
ロレンズから入射した光が反射面で反射して他のマイク
ロレンズから出射するようにするのが好ましい。
【００５６】集光レンズ７０は、入射側のアパチャ要素
６４のアパチャ６４Ｇ、６４Ｂ、６４Ｒを通る光を平行
に近くして散乱要素１４及び空間変調素子１２へ入射さ
せ、そして、空間変調素子１２の反射面４４（４４Ｇ、
４４Ｂ、４４Ｒ）で反射した光を出射側のアパチャ要素
６６のアパチャ６６Ｏを通して投射レンズ６２で集光さ
せる。このようにして、空間変調素子１２で形成した画
像を投射レンズ６２でスクリーンに投射し、明るい、コ
ントラストの優れた画像を得ることができる。
【００５７】図２３は遮光板６８に設けた入射側のアパ
チャ要素６４及び出射側のアパチャ要素６６の特徴を示
す図である。入射側のアパチャ要素６４は色分離方向に
配列した複数のアパチャ６４Ｇ、６４Ｂ、６４Ｒからな
る。同様に、出射側のアパチャ要素６６は色分離方向に
配列した複数のアパチャ６６Ｇ、６６Ｂ、６６Ｒからな
る。入射側のアパチャ要素６４のアパチャ６４Ｇ、６４
Ｂ、６４Ｒは出射側のアパチャ要素６６のアパチャ６６
Ｇ、６６Ｂ、６６Ｒとそれぞれに対応し、ある色の光が
入射側のアパチャ要素６４の特定のアパチャから入射
し、そして出射側のアパチャ要素６６の対応するアパチ
ャから出射するようになっている（例えば６４Ｇ−６６
Ｇ）。
【００５８】また、少なくとも出射側のアパチャ要素６
６は色分離方向に長いアパチャを備えることができる
（例えば図２７、図２８参照）。また、入射側のアパチ
ャ要素６４及び出射側のアパチャ要素６６は必ずしも共
通の遮光板６８に設ける必要はない。出射側のアパチャ
要素６６は投射レンズ６２の内部又は投射レンズ６２の
近傍に配置される。
【００５９】図２４は投射型表示装置の他の実施例を示
す図である。この投射型表示装置６０は、図２１の投射
型表示装置６０と類似している。しかし、図２１の投射
型表示装置６０がダイクロイックミラー２０Ｇ、２０
Ｂ、２０Ｒからなる色分離手段２０を備えるのに対し
て、図２４の投射型表示装置６０はカラーフィルタから
なる色分離手段２０ａを備えている。この色分離手段２
０ａはあらゆる位置に配置されることができる。カラー
フィルタは光を吸収するので明るさが現象する問題はあ
るが、液晶表示装置は、散乱要素１４を利用する利点、
反射面４４（４４Ｇ、４４Ｂ、４４Ｒ）を利用する利
点、及びアパチャ要素６４、６６を利用する利点を備え
るものとすることができる。
【００６０】図２５及び図２６は投射型表示装置の他の
実施例を示す図である。この投射型表示装置６０は、図
１及び図２２の投射型表示装置６０の偏光変換手段１８
の代わりに、集光レンズ７０と散乱要素１４との間に配
置された偏光分離膜７２を含む。この偏光分離膜７２は
光源１６（図２２）から放射された無偏光のうち、一部
の直線偏光を通過させ、それと直交する直線偏光を反射
させる。偏光分離膜７２を通過した直線偏光は上記説明
したのと同様にして投射レンズ６２で投射される。
【００６１】遮光膜６８の入射側のアパチャ要素６４の
近くにはミラー７４及び四分の一波長板７６が配置され
ている。偏光分離膜７２で反射した直線偏光は、ミラー
７４で反射され、四分の一波長板７６で位相が９０度回
転して偏光分離膜７２を通過する直線偏光になる。従っ
て、この直線偏光も偏光分離膜７２を通過し、上記説明
したのと同様にして投射レンズ６２で投射される。この
ようにして、偏光分離するにもかかわらず、ほとんど全
ての光を利用することができる。
【００６２】さらに、偏光分離膜７２は所定の円偏光を
通過させ、それに直交する円偏光を反射させるものとす
ることもできる。この場合には、円偏光がミラー７４で
反射されると円偏光が９０度回転するので、四分の一波
長板７６は不要である。直線偏光の場合も円偏光の場合
も、偏光変換手段が、ミラー７４と、平行化レンズ７０
と、所定の偏光を通過し且つそれに直交する偏光を反射
する偏光分離要素７２とからなる構成とすることによ
り、入射側のアパチャ要素６４から出射する無偏光が平
行化レンズ７０で概ね平行にされた後で偏光分離要素７
２で偏光分離され、偏光分離要素７２で反射された偏光
が平行化レンズ７０でミラー７４に集光され且つミラー
７４で反射された後に偏光分離要素７２を通過し、偏光
分離要素７２を通過した偏光はそのまま進む。ただし、
図２９に示されるように、偏光分離要素７２を最初に通
過した偏光Ｌ1 と、偏光分離要素７２で反射し且つミラ
ー７４で反射した後で偏光分離要素７２を通過した偏光
Ｌ2 とでは、少し光路がずれる。
【００６３】図２７は図２５及び図２６の入射側のアパ
チャ要素６４、出射側のアパチャ要素６６、及びミラー
７４の位置関係を示す図である。出射側のアパチャ要素
６６とミラー７４とは隣接する。図２８は図２５及び図
２６の入射側のアパチャ要素６４、出射側のアパチャ要
素６６、及びミラー７４の位置関係の変化例を示す図で
ある。図２８の入射側のアパチャ要素６４の形状が図２
７の入射側のアパチャ要素６４の形状とは異なったい
る。いずれの場合にも、出射側のアパチャ要素６６は色
分離方向に長いアパチャを有する。出射側のアパチャ要
素６６は色分離方向に複数のアパチャを有するものとす
ることもできる。 図３０から図３３は本発明の他の実
施例を示す図である。図１から図２９の実施例は反射型
の液晶表示装置であったが、図３０から図３３は透過型
の液晶表示装置である。
【００６４】図３０においては、液晶表示装置８０は、
光源１６と、偏光変換手段（偏光フィルム）１８と、空
間変調素子８２と、散乱素子１４と、集光レンズ７０
と、投射レンズ６２とからなる。空間変調素子８２は、
反射面４４（４４Ｇ、４４Ｂ、４４Ｒをもたない点を除
くと図１から図６を参照して説明したものと同様であ
る。散乱素子１４は、図１から図６を参照して説明した
ものと同様であり、上記したように、ＴＮ液晶表示装置
の検光子と同様の作用をする。しかし、散乱素子１４を
検光子として使用すれば、偏光フィルムタイプの検光子
と比べて、より明るい表示を得ることができる。
【００６５】図３１は液晶表示装置８０の変形例を示す
図である。この液晶表示装置８０は、偏光変換手段１８
と散乱素子１４の配置が図３０のものとは逆になってい
る点を除くと図３０の実施例と同様である。散乱素子１
４は偏光子としても作用する。図３２は本発明の他の実
施例を示す図である。この実施例では、複数の組の空間
変調素子８２と散乱要素１４とが設けられ、光源１６と
複数の組の空間変調素子８２と散乱要素１４との間に偏
光分離手段８４が設けられている。よって、共通の光源
１６から照射された光を偏光分離手段８４によって所定
の偏光とそれに直交する偏光とに分離し、所定の偏光を
一方の組の空間変調素子８２と散乱要素１４を通過さ
せ、他方の偏光をもう一方の組の空間変調素子８２と散
乱要素１４を通過させる。このようにして、複数の組の
空間変調素子８２と散乱要素１４から出射する光をそれ
ぞれの投射レンズ６２によって投射して画像を合成す
る。
【００６６】図３３は複数の組の散乱要素１４と空間変
調素子８２とが設けられた他の例を示す図である。この
例では、偏光ビームスプリッタ８６によって複数の組の
散乱要素１４と空間変調素子８２の画像光を合成してい
る。なお、反射型の空間変調素子１２の場合にも、複数
の組の空間変調素子１２と散乱要素１４とから出射した
光を合成して投射することができる。
【００６７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
明るいカラー表示装置及びプロジェクタを実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例による液晶表示装置を示す
断面図である。
【図２】図１の液晶表示装置の一部である光源と、偏光
変換手段と、色分離手段とを示す図である。
【図３】図１の散乱要素の構成を示す図である。
【図４】図３の散乱要素の特徴を説明する図である。
【図５】空間変調素子の構成を示す略断面図である。
【図６】図６の空間変調素子の画素電極を示す図であ
る。
【図７】反射面へ入射する光の光路と反射面で反射した
光の光路とが等しい空間変調素子（液晶パネル）を示す
断面図である。
【図８】図７の空間変調素子の変形例を示す断面図であ
る。
【図９】反射面へ入射する光の光路と反射面で反射した
光の光路とが異なる空間変調素子の一例を示す断面図で
ある。
【図１０】図９の集光要素と画素電極との関係を示す図
である。
【図１１】図１０の空間変調素子への入射光と反射光と
の関係の一例を示す図である。
【図１２】空間変調素子への入射光と反射光との関係の
他の例を示す図である。
【図１３】図１０の集光要素と反射面との関係を示す斜
視図である。
【図１４】図１０の集光要素と反射面との関係を示す断
面図である。
【図１５】反射面へ入射する光の光路と反射面で反射し
た光の光路とが異なる空間変調素子の他の例を示す断面
図である。
【図１６】図１５の集光要素と画素電極との関係を示す
図である。
【図１７】図１５の集光要素と反射面との関係を示す斜
視図である。
【図１８】反射面へ入射する光の光路と反射面で反射し
た光の光路とが異なる空間変調素子の他の例を示す断面
図である。
【図１９】他の例の集光要素と画素電極との関係を示す
図である。
【図２０】投射型表示装置の例を示す図である。
【図２１】投射型表示装置の他の例を示す図である。
【図２２】図２１の投射型表示装置の色分離部と投射レ
ンズとアパチャとを示す図である。
【図２３】アパチャを有する遮光板を示す図である。
【図２４】投射型表示装置の他の例を示す図である。
【図２５】投射型表示装置の他の例を示す平面図であ
る。
【図２６】図２５の投射型表示装置の垂直断面図であ
る。
【図２７】図２５及び図２６のアパチャ及びミラーを示
す図である。
【図２８】アパチャ及びミラーの他の例を示す図であ
る。
【図２９】図２５及び図２６の光の光路を示す図であ
る。
【図３０】投射型表示装置の他の例を示す図である。
【図３１】投射型表示装置の他の例を示す図である。
【図３２】投射型表示装置の他の例を示す図である。
【図３３】投射型表示装置の他の例を示す図である。
【符号の説明】
１０…液晶表示装置 １２…空間変調素子 １４…散乱要素 １６…光源 １８…偏光変換手段 ２０…色分離手段 ２２、２４…基板 ２６…液晶 ２８…共通電極 ３４…画素電極 ４４…反射面 ４６…マイクロレンズアレイ ４８…光屈折部材 ６２…投射レンズ ６４…アパチャ要素 ６６…アパチャ要素 ７０…集光レンズ ７２…偏光分離膜 ７４…ミラー ７６…四分の一波長板 ８２…空間変調素子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 後藤 猛 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 富士通株式会社内 (72)発明者 小林 哲也 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 富士通株式会社内 (72)発明者 管原 真理 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 富士通株式会社内 (72)発明者 浜田 哲也 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 富士通株式会社内 (72)発明者 林 啓二 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 富士通株式会社内 (72)発明者 山口 久 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 富士通株式会社内 (72)発明者 間山 剛宗 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 富士通株式会社内

Claims (34)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 光を変調する複数の組の基本制御要素を
    備え、各組の基本制御要素は互いに異なった角度の反射
    面を有し、 該基本制御要素の組と対応して設けられた複数の集光要
    素を備え、一つの集光要素に入射した光が一組の該基本
    制御要素のそれぞれの反射面で反射して該一つの集光要
    素と定められた位置関係にある他の集光要素から出射す
    るように構成されていることを特徴とする空間変調素
    子。
  2. 【請求項２】 一組の該基本制御要素が３個あることを
    特徴とする請求項１に記載の空間変調素子。
  3. 【請求項３】 一組の該基本制御要素の反射面が、概ね
    対応する集光要素の幾何学中心、又は光軸と交差する部
    分を向いていることを特徴とする請求項１に記載の空間
    変調素子、または、空間変調素子を用いた表示装置。
  4. 【請求項４】 一組の該基本制御要素の反射面が、光学
    的に、概ね対応する集光要素の幾何学中心、又は光軸と
    交差する部分を向いていることを特徴とする請求項２に
    記載の空間変調素子、または、空間変調素子を用いた表
    示装置。
  5. 【請求項５】 一組の該基本制御要素の各反射面上の一
    点と、所定の２個の集光要素の中心を含み且つ当該反射
    面と直交する平面が存在することを特徴とする請求項１
    に記載の空間変調素子。
  6. 【請求項６】 基本制御要素の反射面上の一点における
    法線が、所定の２個の集光要素の中心を結ぶ線分を概ね
    二等分することを特徴とする請求項５に記載の空間変調
    素子。
  7. 【請求項７】 一組の該基本制御要素の各反射面上の一
    点と、所定の２個の集光要素の各々の中心を最短光学距
    離で結ぶ二線分が存在し、該二線分の該反射面近傍部分
    を含む平面が、該反射面と概ね直交することを特徴とす
    る請求項１に記載の空間変調素子。
  8. 【請求項８】 一組の該基本制御要素の各反射面上の一
    点と、所定の２個の集光要素の各々の中心を最短光学距
    離で結ぶ二線分が、該反射面と概ね同じ角度をなすこと
    を特徴とする請求項７に記載の空間変調素子。
  9. 【請求項９】 該空間変調素子が備えられていることを
    特徴とする請求項１から８に記載の表示装置。
  10. 【請求項１０】 光源と、 偏光変換手段と、 光を変調する複数の組の基本制御要素を含む反射型の空
    間変調素子と、 入射光の位相状態に依存して異なった第１及び第２の散
    乱能を有する散乱要素とを備え、該散乱要素及び該空間
    変調素子は、該偏光変換手段から放射され、該散乱要素
    を通過した光が該空間変調素子で反射されて、再び該散
    乱要素を通過するように配置されることを特徴とする表
    示装置。
  11. 【請求項１１】 各組の基本制御要素は互いに異なった
    角度の反射面を有することを特徴とする請求項１０に記
    載の表示装置。
  12. 【請求項１２】 該空間変調素子は、第１の制御信号に
    依存して該空間変調素子に入射する光の位相状態と概ね
    同様な光の位相状態で光を該空間変調素子から出射さ
    せ、且つ第２の制御信号に応じて該空間変調素子に入射
    する光の位相状態と概ね直交する位相状態で光を該空間
    変調素子から出射させ、 該散乱要素の第１の散乱能は該第１の制御信号に依存し
    て該空間変調素子から出射する位相状態の光を比較的に
    小さな散乱で通過させ、該散乱要素の第２の散乱能は該
    第２の制御信号に依存して該空間変調素子から出射する
    位相状態の光を比較的に大きな散乱でわずかに通過させ
    ることを特徴とする請求項１０に記載の表示装置。
  13. 【請求項１３】 該空間変調素子で反射されて該散乱要
    素を通過してくる光を投射するための投射レンズと、 該投射レンズの内部又は該投射レンズの近傍に配置され
    た第１のアパチャ要素と、 該散乱要素から出射した光を該投射レンズで集光させる
    集光部材とを備え、該集光部材と該第１のアパチャ要素
    とは、該第１の制御信号に依存して該空間変調素子から
    出射する位相状態の光が該第１のアパチャ要素を実質的
    に通過し且つ該第２の制御信号に依存して該空間変調素
    子から出射する位相状態の光が該第１のアパチャ要素を
    実質的に通過しないように配置されていることを特徴と
    する請求項１２に記載の表示装置。
  14. 【請求項１４】 該第１のアパチャ要素が、色分離方向
    に長いアパチャを備えることを特徴とする請求項１３に
    記載の表示装置。
  15. 【請求項１５】 該第１のアパチャ要素が色分離方向に
    配列した複数のアパチャを備えることを特徴とする請求
    項１３に記載の表示装置。
  16. 【請求項１６】 該光源の出射光を互いに異なった角度
    で進む複数の異なる波長帯の光に色分離する色分離手段
    と、分離された波長帯の光をそれぞれ１組の基本制御要
    素に集光する集光要素とをさらに備えていることを特徴
    とする請求項１３に記載の表示装置。
  17. 【請求項１７】 異なる波長帯の光の色分離方向の該散
    乱要素への射影と、該散乱要素に入射する直線偏光の偏
    光方向の散乱要素への射影とが、概ね直交又は平行とな
    ることを特徴とする請求項１６に記載の表示装置。
  18. 【請求項１８】 該光源の光を受ける第２のアパチャ要
    素をさらに備え、 該偏光変換手段が、ミラーと、平行化レンズと、所定の
    偏光を通過し且つそれに直交する偏光を反射する偏光分
    離要素とからなり、 該第２のアパチャ要素から出射する無偏光が該平行化レ
    ンズで概ね平行にされた後で該偏光分離要素で偏光分離
    され、該偏光分離要素で反射された偏光が平行化レンズ
    で該ミラーに集光され且つ該ミラーで反射された後に該
    偏光分離要素を通過し、該偏光分離要素を通過した偏光
    はそのまま進むように構成されていることを特徴とする
    請求項１７に記載の表示装置。
  19. 【請求項１９】 該偏光分離要素は無偏光を互いに直交
    する円偏光に分離することを特徴とする請求項１８に記
    載の表示装置。
  20. 【請求項２０】 該偏光分離要素は無偏光を互いに直交
    する直線偏光に分離し、該ミラーの近傍には、該ミラー
    で反射された直線偏光を入射直線偏光に直交する直線偏
    光に位相変換する位相変換膜が設けられることを特徴と
    する請求項１８に記載の表示装置。
  21. 【請求項２１】 該第１のアパチャ要素のアパチャと、
    該第２のアパチャ要素のアパチャと、該ミラーが概ね同
    一平面又は近傍に配置されており、該第１のアパチャ要
    素のアパチャと、該第２のアパチャ要素のアパチャと、
    ミラーが概ね同一直線上にないことを特徴とする請求項
    １８に記載の表示装置。
  22. 【請求項２２】 複数の組の該空間変調素子と該散乱要
    素と、該複数の組の該空間変調素子と該散乱要素から出
    射する光を合成して出射するようにしたことを特徴とす
    る請求項１０に記載の表示装置。
  23. 【請求項２３】 光源と、 光を変調する複数の組の基本制御要素を含む透過型の空
    間変調素子と、 偏光変換手段と、 入射光の位相状態に依存して異なった第１及び第２の散
    乱能を有する散乱要素とを備え、該散乱要素及び該偏光
    変換手段は、該空間変調素子の一方の側及び他方の側に
    配置されることを特徴とする表示装置。
  24. 【請求項２４】 該偏光変換手段が該光源と該空間変調
    素子の間に配置された偏光子であることを特徴とする請
    求項２３に記載の表示装置。
  25. 【請求項２５】 該空間変調素子は、第１の制御信号に
    依存して該空間変調素子に入射する光の位相状態と概ね
    同様な光の位相状態で光を該空間変調素子から出射さ
    せ、且つ第２の制御信号に応じて該空間変調素子に入射
    する光の位相状態と概ね直交する位相状態で光を該空間
    変調素子から出射させ、 該散乱要素の第１の散乱能は該第１の制御信号に依存し
    て該空間変調素子から出射する位相状態の光を比較的に
    小さな散乱で通過させ、該散乱要素の第２の散乱能は該
    第２の制御信号に依存して該空間変調素子から出射する
    位相状態の光を比較的に大きな散乱でわずかに通過させ
    ることを特徴とする請求項２３に記載の表示装置。
  26. 【請求項２６】 該空間変調素子及び該散乱要素を通過
    してくる光を投射するための投射レンズと、 該投射レンズの内部又は該投射レンズの近傍に配置され
    た第１のアパチャ要素と、 該空間変調素子から出射した光を該投射レンズで集光さ
    せる集光部材とを備え、該集光部材と該第１のアパチャ
    要素とは、該第１の制御信号に依存して該空間変調素子
    から出射する位相状態の光が該第１のアパチャ要素を実
    質的に通過し且つ該第２の制御信号に依存して該空間変
    調素子から出射する位相状態の光が該第１のアパチャ要
    素を実質的に通過しないように配置されていることを特
    徴とする請求項２５に記載の表示装置。
  27. 【請求項２７】 該第１のアパチャ要素が、色分離方向
    に長いアパチャを備えることを特徴とする請求項２６に
    記載の表示装置。
  28. 【請求項２８】 該第１のアパチャ要素が色分離方向に
    配列した複数のアパチャを備えることを特徴とする請求
    項２６に記載の表示装置。
  29. 【請求項２９】 該光源の出射光を互いに異なった角度
    で進む複数の異なる波長帯の光に色分離する色分離手段
    と、分離された波長帯の光をそれぞれ１組の基本制御要
    素に集光する集光要素とをさらに備えていることを特徴
    とする請求項２６に記載の表示装置。
  30. 【請求項３０】 異なる波長帯の光の色分離方向の該散
    乱要素への射影と、該散乱要素に入射する直線偏光の偏
    光方向の散乱要素への射影とが、概ね直交又は平行とな
    ることを特徴とする請求項２６に記載の表示装置。
  31. 【請求項３１】 該光源の光を受ける第２のアパチャ要
    素をさらに備え、 該偏光変換手段が、ミラーと、平行化レンズと、所定の
    偏光を通過し且つそれに直交する偏光を反射する偏光分
    離要素とからなり、 該第２のアパチャ要素から出射する無偏光が該平行化レ
    ンズで概ね平行にされた後で該偏光分離要素で偏光分離
    され、該偏光分離要素で反射された偏光が平行化レンズ
    で該ミラーに集光され且つ該ミラーで反射された後に該
    偏光分離要素を通過し、該偏光分離要素を通過した偏光
    はそのまま進むように構成されていることを特徴とする
    請求項２６に記載の表示装置。
  32. 【請求項３２】 該偏光分離要素は無偏光を互いに直交
    する円偏光に分離することを特徴とする請求項３１に記
    載の表示装置。
  33. 【請求項３３】 該偏光分離要素は無偏光を互いに直交
    する直線偏光に分離し、該ミラーの近傍には、該ミラー
    で反射された直線偏光を入射直線偏光に直交する直線偏
    光に位相変換する位相変換膜が設けられることを特徴と
    する請求項３１に記載の表示装置。
  34. 【請求項３４】 複数の組の該空間変調素子と該散乱要
    素と、該複数の組の該空間変調素子と該散乱要素から出
    射する光を合成して出射するようにしたことを特徴とす
    る請求項２３に記載の表示装置。
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