JP2007219136A - 光制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】２次元マトリクス状に配列された開口部の安定した高速開閉制御を行うことができ、しかも、構成、構造の簡素化を図ることができる光制御装置を提供する。
【解決手段】Ｘ方向にＭ個、Ｙ方向にＮ個の、合計、Ｍ×Ｎ個の２次元マトリクス状に配列された開口部を有し、該開口部における光の通過を制御する光制御装置は、少なくとも第１光変調装置１０及び第２光変調装置２０が並置されて成り、第１光変調装置１０は複数の第１開口部１１を有し、第２光変調装置２０は複数の第２開口部２１を有し、第１光変調装置１０における第１開口部１１の射影像と第２光変調装置２０における第２開口部２１の射影像が重複する重複領域が前記開口部に相当し、第１光変調装置１０の第１開口部１１における光通過制御と第２光変調装置２０の第２開口部２１における光通過制御とは独立して行われる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、Ｘ方向にＭ個、Ｙ方向にＮ個の、合計、Ｍ×Ｎ個の２次元マトリクス状に配列された開口部を有し、これらの開口部における光の通過を制御する光制御装置に関する。

Ｘ方向にＭ個、Ｙ方向にＮ個の、合計、Ｍ×Ｎ個の２次元マトリクス状に配列された開口部を有し、これらの開口部における光の通過を制御する光制御装置（一種のライト・バルブ）として、液晶表示装置が周知である。この液晶表示装置は、２枚のガラス基板と、これらの２枚のガラス基板の間に挟まれた液晶分子（例えば、高速動作が可能な強誘電性液晶分子）から構成されている。

そして、例えば、一方のガラス基板には、Ｘ方向に沿って延びる複数の第１電極が設けられ、他方のガラス基板には、Ｙ方向に沿って延びる複数の第２電極が設けられている。即ち、これらの電極は、所謂マトリックス電極構成を有する。また、第１電極と第２電極との間には液晶セルが挟まれている。例えば、図４８の（Ａ）に概念図を示すように、２本の「１」及び「２」の第１電極、及び、「ａ」、「ｂ」及び「ｃ」の３本の第２電極が設けられ、Ｘ方向に沿って３個、Ｙ方向に沿って２個の、合計、６個の開口部が設けられている場合を想定する。そして、第１の電極と第２電極との重複領域から構成された開口部の１つ１つの開閉制御を行うために、期間Ｐｒ₁〜期間Ｐｒ₆における第１電極及び第２の電極に印加される電圧（駆動波形）を、図４８の（Ｂ）に模式的に示す。更には、図４８の（Ｃ）に、第（１，ａ）番目の開口部を構成する液晶セルへの印加電圧を模式的に示す。尚、図４８に示す構造の液晶表示装置については、例えば、特開平４−５８２２０号公報を参照のこと。

あるいは又、第１電極がＭ×Ｎ個の２次元マトリクス状に配列され、第２電極が１枚の接地電極として設けられた液晶表示装置も周知である。６×６個の第１電極が２次元マトリクス状に配列された液晶表示装置の概念図を、図４９の（Ａ）に示す。第（１，１）番目の第１電極に印加される電圧（駆動波形）を図４９の（Ｂ）に模式的に示すが、各第１電極毎に、独立して、電圧を印加することができる。尚、図４９の（Ｂ）において、第１番目の第１電極には、期間Ｐｒ₁にあっては第（１，１）番目の開口部を開状態とするために電圧Ｖ_ON（＝２Ｖ）が印加され、期間Ｐｒ₂にあっては開状態を維持するための電圧Ｖ’_ON（＝Ｖ）が印加され、期間Ｐｒ₃にあっては第（１，１）番目の開口部を閉状態とするために電圧Ｖ_OFF（＝−２Ｖ）が印加され、期間Ｐｒ₄〜期間Ｐｒ₇にあっては第１番目の開口部を閉状態に維持するために電圧Ｖ’_OFF（＝−Ｖ）が印加される。

特開平４−５８２２０号公報 特開２００３−１７３１２８号公報 特開２００３−１６１９１２号公報 特開２００３−２９５１１４号公報 特開２００３−７５７７１号公報 特開２００２−７２１３５号公報 特開２００１−５６４５０号公報 特許第３５２３６０５号公報

ところで、図４８の（Ａ）に概念図を示した液晶表示装置において開口部の開閉制御を行う場合、高電圧を印加して液晶分子を動かす必要があるが、液晶分子に少しでも電圧が印加されると液晶分子が応答して動いてしまうことがある。図４８の（Ｂ）及び（Ｃ）に図示した駆動方式にあっては、第１電極及び第２電極の電圧を足し合わせた電圧が、各開口部を構成する強誘電性液晶分子から成る液晶セルに印加される。即ち、図４８の（Ｃ）に示すように、例えば、開口部の閉状態は、０ボルト及び−２Ｖボルトで実現されている。従って、複数の電圧が印加された液晶セルにおける各状態を安定的に達成することが重要である。ここで、第１電極及び第２電極に印加された電圧の足し合わせによって開口部における開閉制御が行われるため、本来、電圧を印加したくない液晶セルにも、第１電極あるいは第２電極のいずれかの電圧が印加されることは避けられない。従って、電圧が印加された液晶セルにおいては、開口部が開状態あるいは閉状態に遷移し始めてしまう虞がある。また、開状態あるいは閉状態においては複数の電位が生じてしまう（例えば、閉状態において、０ボルト及びー２Ｖボルト）。以上のとおり、開口部の開状態あるいは閉状態を確実に維持できないという現象が生じる得る。

また、図４９の（Ａ）に示す概念図を示す液晶表示装置にあっては、各開口部を構成する第１電極に個別に電圧を印加することが可能であるため、電圧の制御が容易であり、図４８の（Ａ）に示す液晶表示装置のような問題点は解決される。しかしながら、各第１電極に電圧を供給する引出し電極が必要なため、第１電極の数が多くなると、第１電極からの引出し配線の数が膨大になるし、特に、液晶表示装置の中心付近に位置する第１電極からの引出し配線の長さが長くなる。しかも、第１電極の間を引出し電極が通るため、第１電極と第１電極との間に或る程度の距離が必要とされる。そのため、駆動回路の複雑化、開口率の低下につながる。

更には、図４８の（Ａ）あるいは図４９の（Ａ）に示す概念図を示す液晶表示装置において強誘電性液晶を用いる場合、駆動電圧の印加に際して、ＤＣ的にプラス・マイナス０に近づける必要がある（例えば、図４９の（Ｃ）参照）。即ち、プラス電位、又は、マイナス電位を、或る期間、印加した場合（ここで、印加した電圧×時間をＶ×ｔとする）、同じＶ×ｔの量を打ち消すような電圧を、或る期間、印加する必要がある。強誘電性液晶においては、このような操作を行わないと、強誘電性液晶内部に電荷が蓄積され、一種の焼付けが発生してしまう。そして、開口部の開状態あるいは閉状態の時間がバランスしていない場合、連続的な開閉動作において、ＤＣ的にプラス・マイナス０に近づけるための駆動期間（一種のダミー期間）が必要となる（図４９の（Ｃ）参照）。このダミー期間にあっては、開口部の開閉制御を行うことができないので、液晶表示装置全体への光の入射を制限する必要がある。また、有効でない期間が発生するため、高速での開口部の開閉制御も非効率となるし、強誘電性液晶の動作速度限界近くでの開口部の開閉制御を行うことができなくなる。更には、このダミー期間中は、光の利用もできないため、光の利用効率も低下する。

従って、本発明の目的は、２次元マトリクス状に配列された開口部の安定した高速開閉制御を行うことができ、しかも、構成、構造の簡素化を図ることができる光制御装置を提供することにあり、更には、強誘電性液晶を用いる場合であっても、駆動電圧の印加に際してＤＣ的にプラス・マイナス０に近づけるといった要求に容易に答え得る構成、構造を有する光制御装置を提供することにある。

上記の目的を達成するための本発明の光制御装置は、Ｘ方向にＭ個、Ｙ方向にＮ個の、合計、Ｍ×Ｎ個の２次元マトリクス状に配列された開口部を有し、該開口部における光の通過を制御する光制御装置であって、
少なくとも第１光変調装置及び第２光変調装置が並置されて成り、
第１光変調装置は複数の第１開口部を有し、
第２光変調装置は複数の第２開口部を有し、
第１光変調装置における第１開口部の射影像と第２光変調装置における第２開口部の射影像が重複する重複領域が、前記開口部に相当し、
第１光変調装置の第１開口部における光通過制御と、第２光変調装置の第２開口部における光通過制御とは、独立して行われることを特徴とする。

本発明の光制御装置にあっては、第１光変調装置における第１開口部は、Ｘ方向に沿って２個、Ｙ方向に沿ってＮ個の、合計、２×Ｎ個の第１開口部ユニットから構成され；第２光変調装置における第２開口部は、Ｘ方向に沿ってＭ個、Ｙ方向に沿って２個の、合計、２×Ｍ個の第２開口部ユニットから構成されている形態とすることができる。尚、第１光変調装置及び第２光変調装置を液晶表示装置から構成する場合、第１光変調装置は、２×Ｎ個の第１開口部ユニットを構成する２×Ｎ本の第１電極（Ｘ方向に沿って延びる）と、これらの第１電極に対向する共通第２電極から構成され、第１電極と第２電極との間には液晶セルが挟まれた構造とすることができ、第２光変調装置は、２×Ｍ個の第２開口部ユニットを構成する２×Ｍ本の第１電極（Ｙ方向に沿って延びる）と、これらの第１電極に対向する共通第２電極から構成され、第１電極と第２電極との間には液晶セルが挟まれた構造とすることができる。

あるいは又、本発明の光制御装置にあっては、第１光変調装置における第１開口部は、Ｙ方向に沿ってＮ個の第１開口部ユニットから構成され；第２光変調装置における第２開口部は、Ｘ方向に沿ってＭ個、Ｙ方向に沿って２個の、合計、２×Ｍ個の第２開口部ユニットから構成されている形態とすることができる。尚、第１光変調装置及び第２光変調装置を液晶表示装置から構成する場合、第１光変調装置は、Ｎ個の第１開口部ユニットを構成するＮ本の第１電極（Ｘ方向に沿って延びる）と、これらの第１電極に対向する共通第２電極から構成され、第１電極と第２電極との間には液晶セルが挟まれた構造とすることができ、第２光変調装置は、２×Ｍ個の第２開口部ユニットを構成する２×Ｍ本の第１電極（Ｙ方向に沿って延びる）と、これらの第１電極に対向する共通第２電極から構成され、第１電極と第２電極との間には液晶セルが挟まれた構造とすることができる。

あるいは又、本発明の光制御装置にあっては、第１光変調装置における第１開口部は、Ｘ方向に沿って２個、Ｙ方向に沿ってＮ個の、合計、２×Ｎ個の第１開口部ユニットから構成され；第２光変調装置における第２開口部は、Ｘ方向に沿ってＭ個の第２開口部ユニットから構成されている形態とすることができる。尚、第１光変調装置及び第２光変調装置を液晶表示装置から構成する場合、第１光変調装置は、２×Ｎ個の第１開口部ユニットを構成する２×Ｎ本の第１電極（Ｘ方向に沿って延びる）と、これらの第１電極に対向する共通第２電極から構成され、第１電極と第２電極との間には液晶セルが挟まれた構造とすることができ、第２光変調装置は、Ｍ個の第２開口部ユニットを構成するＭ本の第１電極（Ｙ方向に沿って延びる）と、これらの第１電極に対向する共通第２電極から構成され、第１電極と第２電極との間には液晶セルが挟まれた構造とすることができる。

あるいは又、本発明の光制御装置にあっては、
第１光変調装置及び第２光変調装置と共に、更に、第３光変調装置が並置されて成り、
第３光変調装置は複数の第３開口部を有し、
第１光変調装置における第１開口部の射影像と第２光変調装置における第２開口部の射影像と第３光変調装置における第３開口部の射影像とが重複する重複領域が、前記開口部に相当し、
第１光変調装置の第１開口部における光通過制御と、第２光変調装置の第２開口部における光通過制御と、第３光変調装置の第３開口部における光通過制御とは、独立して行われる構成とすることができる。

そして、このような構成にあっては、第１光変調装置における第１開口部は、Ｙ方向に沿ってＮ個の第１開口部ユニットから構成され；第２光変調装置における第２開口部は、Ｘ方向に沿ってＭ個の第２開口部ユニットから構成され；第３光変調装置における第３開口部は、Ｘ方向に沿って２個の第３開口部ユニットから構成され、又は、Ｙ方向に沿って２個の第３開口部ユニットから構成されている形態とすることができる。尚、第１光変調装置、第２光変調装置及び第３光変調装置を液晶表示装置から構成する場合、第１光変調装置は、Ｎ個の第１開口部ユニットを構成するＮ本の第１電極（Ｘ方向に沿って延びる）と、これらの第１電極に対向する共通第２電極から構成され、第１電極と第２電極との間には液晶セルが挟まれた構造とすることができ、第２光変調装置は、Ｍ個の第２開口部ユニットを構成するＭ本の第１電極（Ｙ方向に沿って延びる）と、これらの第１電極に対向する共通第２電極から構成され、第１電極と第２電極との間には液晶セルが挟まれた構造とすることができ、第３光変調装置は、２個の第３開口部ユニットを構成する２本の第１電極（Ｘ方向に沿って延び、あるいは又、Ｙ方向に沿って延びる）と、これらの第１電極に対向する共通第２電極から構成され、第１電極と第２電極との間には液晶セルが挟まれた構造とすることができる。

以上に説明した種々の構成、形態を含む本発明の光制御装置にあっては、第１光変調装置及び第２光変調装置は、強誘電性液晶表示装置から成り；第１光変調装置には第１の方向に偏光した光が入射し、第１光変調装置から第２の方向に偏光された光が射出され；第２光変調装置には、第１光変調装置から射出された第２の方向に偏光した光が入射し、第２光変調装置から第１の方向に偏光された光が射出される形態とすることができる。あるいは又、第１光変調装置及び第２光変調装置は、強誘電性液晶表示装置から成り；第２光変調装置には第１の方向に偏光した光が入射し、第２光変調装置から第２の方向に偏光された光が射出され；第１光変調装置には、第２光変調装置から射出された第２の方向に偏光した光が入射し、第１光変調装置から第１の方向に偏光された光が射出される形態とすることができる。あるいは又、第１光変調装置及び第２光変調装置は、強誘電性液晶表示装置から成り；第１光変調装置には第１の方向に偏光した光が入射し、第１光変調装置から第１の方向に偏光された光が射出され；第２光変調装置には、第１光変調装置から射出された第１の方向に偏光した光が入射し、第２光変調装置から第１の方向に偏光された光が射出される形態とすることができるし、また、第１光変調装置及び第２光変調装置は、強誘電性液晶表示装置から成り；第２光変調装置には第１の方向に偏光した光が入射し、第２光変調装置から第１の方向に偏光された光が射出され；第１光変調装置には、第２光変調装置から射出された第１の方向に偏光した光が入射し、第１光変調装置から第１の方向に偏光された光が射出される形態とすることができる。このように、第１光変調装置及び第２光変調装置を強誘電性液晶表示装置から構成することで、高速にて開口部の開閉制御を行うことができる。但し、第１光変調装置や第２光変調装置は、強誘電性液晶表示装置に限定されるものではなく、例えば、可動ミラーが２次元マトリクス状に配列された２次元型のＭＥＭＳから成る形態とすることもできる。尚、第１光変調装置及び第２光変調装置を液晶表示装置から構成する場合、液晶表示装置は周知の構造を有する。即ち、液晶表示装置は２枚のガラス基板から構成され、第１電極は一方のガラス基板の内面に形成され、第２電極は他方のガラス基板の内面に形成され、２枚のガラス基板はそれらの外周部において接合されている。

本発明の光制御装置にあっては、少なくとも第１光変調装置及び第２光変調装置が並置されて成り、第１光変調装置の第１開口部における光通過制御と第２光変調装置の第２開口部における光通過制御とは独立して行われるので、構成、構造の簡素化を図ることができ、しかも、２次元マトリクス状に配列された開口部の安定した高速開閉制御を行うことが可能となる。即ち、開口部の開閉制御を行うに際して中間電位を必要としなくてすみ、開口部の開状態と閉状態の安定した動作を行うことができる。しかも、行方向（Ｙ方向）及び列方向（Ｘ方向）の電位を独立して設定することができるので、各液晶セルに対する電圧の制御が容易である。また、各液晶セルに個別に電圧を印加する必要がないので、駆動回路を簡素化することができる。更には、各液晶セル間に引出し電極を配置する必要がないので、構造の簡素化を図ることができるし、開口率の低下が生じることもない。そして、強誘電性液晶を用いる場合であっても、駆動電圧の印加に際して、連続的な動作においてＤＣ的にプラス・マイナス０に近づけるといった要求に容易に答え得る構成、構造を達成することができる。従って、強誘電性液晶の動作速度限界で光制御装置を作動させる場合であっても、ＤＣ的なバランスを確保する時間が必要でなく、動作速度限界付近での動作が可能となる。また、全ての時間において光の利用が可能となるため、光利用効率の低下も避けることができる。

以下、図面を参照して、実施例に基づき本発明を説明する。

実施例１は、本発明の光制御装置に関する。実施例１の光制御装置を構成する第１光変調装置及び第２光変調装置の模式的な正面図を、図１の（Ａ）及び（Ｂ）に示すが、実際には、第１光変調装置と第２光変調装置とは、重なるように並置されている。

この光変調装置は、Ｘ方向にＭ個、Ｙ方向にＮ個の、合計、Ｍ×Ｎ個の２次元マトリクス状に配列された開口部１１，２１を有し、これらの開口部１１，２１における光の通過を制御する。尚、実施例１〜実施例５にあっては、Ｍ＝４，Ｎ＝４，Ｍ×Ｎ＝１６としたが、これに限定するものではない。そして、少なくとも第１光変調装置及び第２光変調装置（実施例１においては、第１光変調装置１０Ａ及び第２光変調装置２０Ａ）が並置されて成る。更には、第１光変調装置１０Ａは複数の第１開口部１１を有し、第２光変調装置２０Ａは複数の第２開口部２１を有する。ここで、第１光変調装置１０Ａにおける第１開口部１１の射影像と第２光変調装置２０Ａにおける第２開口部２１の射影像が重複する重複領域が開口部に相当する。そして、第１光変調装置１０Ａの第１開口部１１における光通過制御と、第２光変調装置２０Ａの第２開口部２１における光通過制御とは、独立して行われる。

より具体的には、実施例１の光制御装置にあっては、第１光変調装置１０Ａにおける第１開口部１１は、Ｘ方向に沿って２個、Ｙ方向に沿ってＮ個（具体的には４個）の、合計、２×Ｎ個（具体的には８個）の第１開口部ユニット１２から構成されている。一方、第２光変調装置２０Ａにおける第２開口部２１は、Ｘ方向に沿ってＭ個（具体的には４個）、Ｙ方向に沿って２個の、合計、２×Ｍ個（具体的には８個）の第２開口部ユニット２２から構成されている。

ここで、第１光変調装置１０Ａ及び第２光変調装置２０Ａは強誘電性液晶表示装置から成り、第１光変調装置１０Ａには、第１の偏光板（図示せず）を通して第１の方向に偏光した光が入射し、第１光変調装置１０Ａから第２の方向に偏光された光が第２の偏光板（図示せず）を通して射出され、第２光変調装置２０Ａには、第１光変調装置１０Ａから射出された第２の方向に偏光した光が入射し、第２光変調装置２０Ａから第１の方向に偏光された光が第３の偏光板（図示せず）を通して射出される。あるいは又、第２光変調装置２０Ａには、第１の偏光板（図示せず）を通して第１の方向に偏光した光が入射し、第１光変調装置２０Ａから第２の方向に偏光された光が第２の偏光板（図示せず）を通して射出され、第１光変調装置１０Ａには、第２光変調装置２０Ａから射出された第２の方向に偏光した光が入射し、第１光変調装置１０Ａから第１の方向に偏光された光が第３の偏光板（図示せず）を通して射出される。

より具体的には、第１光変調装置１０Ａは、２×Ｎ個（具体的には８個）の第１開口部ユニット１２を構成する２×Ｎ本（具体的には、Ｘ方向に沿って延びる８本）の第１電極（Ｘ１１，Ｘ１２，Ｘ１３，Ｘ１４，Ｘ２１，Ｘ２２，Ｘ２３，Ｘ２４）と、これらの第１電極に対向する１つの共通第２電極（図示せず）から構成され、第１電極と第２電極との間には、強誘電性液晶セル（図示せず）が挟まれた構造を有する。また、第２光変調装置２０Ａは、２×Ｍ個（具体的には８個）の第２開口部ユニット２２を構成する２×Ｍ本（具体的には、Ｙ方向に沿って延びる８本）の第１電極（Ｙ１１，Ｙ１２，Ｙ１３，Ｙ１４，Ｙ２１，Ｙ２２，Ｙ２３，Ｙ２４）と、これらの第１電極に対向する１つの共通第２電極（図示せず）から構成され、第１電極と第２電極との間には、強誘電性液晶セル（図示せず）が挟まれた構造を有する。

実施例１の光変調装置の開口部における光の通過を制御するために、第１開口部ユニット１２を構成する第１電極（Ｘ１１，Ｘ１２，Ｘ１３，Ｘ１４，Ｘ２１，Ｘ２２，Ｘ２３，Ｘ２４）への印加電圧、及び、第２開口部ユニット２２を構成する第１電極（Ｙ１１，Ｙ１２，Ｙ１３，Ｙ１４，Ｙ２１，Ｙ２２，Ｙ２３，Ｙ２４）への印加電圧を、模式的に図３に示す。

図３、あるいは、後述する図５、図７、図９中、Ｐｒ₁〜Ｐｒ₁₆は、電圧を印加するそれぞれの期間（時間：ｔ）を指し、（１）〜（１６）は、期間Ｐｒ₁〜期間Ｐｒ₁₆を意味する。また、図３、あるいは、後述する図５、図７、図９中、開口部を開状態とするための印加電圧であるＶ_ON（電極Ｘ１１，Ｙ１１における印加電圧パターンにのみ示すが、他の印加電圧パターンにおいても同じである）の値を「Ｖ₀」ボルトとし、開口部を閉状態とするための印加電圧であるＶ_OFF（電極Ｘ１１，Ｙ１１における印加電圧パターンにのみ示すが、他の印加電圧パターンにおいても同じである）の値を「−Ｖ₀」ボルトとし、開口部を閉状態に維持するための印加電圧であるＶ’_OFFの値を「−Ｖ₀／４」ボルトとする。尚、以下においては、電極Ｘ１１，Ｙ１１における印加電圧パターンを説明するが、他の印加電圧パターンも基本的には同じである。

第２開口部ユニット２２における印加電圧パターンにあっては、例えば、第２開口部ユニット２２における第１電極Ｙ１１に、期間Ｐｒ₁、期間Ｐｒ₅、期間Ｐｒ₁₃〜期間Ｐｒ₁₅において、Ｖ_ON（＝Ｖ₀）が印加され、Ｖ_ON（＝Ｖ₀）が印加された期間が終わった次の期間である期間Ｐｒ₂、期間Ｐｒ₆、期間Ｐｒ₁₆において、Ｖ_OFF（＝−Ｖ₀）が印加され、Ｖ_OFF（＝−Ｖ₀）が印加された期間の次の期間である期間Ｐｒ₃〜期間Ｐｒ₄、期間Ｐｒ₇〜期間Ｐｒ₁₂において、Ｖ’_OFF（＝−Ｖ₀／４）が印加される。即ち、第２開口部ユニット２２における第１電極Ｙ１１に印加されるプラス側の印加電圧と時間の積は、５・Ｖ₀・ｔである。一方、第２開口部ユニット２２における第１電極Ｙ１１に印加されるマイナス側の印加電圧と時間の積は、［−３・Ｖ₀・ｔ＋８（−Ｖ₀／４）・ｔ］＝（−５・Ｖ₀・ｔ）である。従って、第２開口部ユニット２２における駆動電圧の印加にあっては、ＤＣ的にプラス・マイナス０となっている。

また、第１開口部ユニット１２における印加電圧パターンにあっては、例えば、第１開口部ユニット１２における第１電極Ｘ１１に、期間Ｐｒ₁〜期間Ｐｒ₄、期間Ｐｒ₁₂において、Ｖ_ON（＝Ｖ₀）が印加され、Ｖ_ON（＝Ｖ₀）が印加された期間が終わった次の期間である期間Ｐｒ₅、期間Ｐｒ₁₃、及び、期間Ｐｒ₁₆において、Ｖ_OFF（＝−Ｖ₀）が印加され、Ｖ_OFF（＝−Ｖ₀）が印加された期間の次の期間である期間Ｐｒ₆〜期間Ｐｒ₁₁、期間Ｐｒ₁₄〜期間Ｐｒ₁₅において、Ｖ’_OFF（＝−Ｖ₀／４）が印加される。即ち、第１開口部ユニット１２における第１電極Ｘ１１に印加されるプラス側の印加電圧と時間の積は、５・Ｖ₀・ｔである。一方、第１開口部ユニット１２における第１電極Ｘ１１に印加されるマイナス側の印加電圧と時間の積は、［−３・Ｖ₀・ｔ＋８（−Ｖ₀／４）・ｔ］＝（−５・Ｖ₀・ｔ）である。従って、第１開口部ユニット１２における駆動電圧の印加にあっても、ＤＣ的にプラス・マイナス０となっている。

以上に説明したとおり、期間Ｐｒ₁のみ、第１光変調装置１０Ａの第１開口部ユニット１２と第２光変調装置２０Ａの第２開口部ユニット２２との同時作動によって、第１光変調装置１０Ａにおける第１開口部１１の射影像と第２光変調装置２０Ａにおける第２開口部２１の射影像が重複する重複領域に相当する第（１，１）番目の開口部［図１の（Ａ）参照）］が開状態となり、その他の期間Ｐｒ₂〜期間Ｐｒ₁₆にあっては、いずれか一方の開口部ユニットが不作動であるが故に、第（１，１）番目の開口部は閉状態となる。

同様に、期間Ｐｒ₂のみ第（１，２）番目の開口部が開状態となり、期間Ｐｒ₃のみ第（１，３）番目の開口部が開状態となり、期間Ｐｒ₄のみ第（１，４）番目の開口部が開状態となり、期間Ｐｒ₅のみ第（２，１）番目の開口部が開状態となり、期間Ｐｒ₆のみ第（２，２）番目の開口部が開状態となり、期間Ｐｒ₇のみ第（２，３）番目の開口部が開状態となり、期間Ｐｒ₈のみ第（２，４）番目の開口部が開状態となり、期間Ｐｒ₉のみ第（３，１）番目の開口部が開状態となり、期間Ｐｒ₁₀のみ第（３，２）番目の開口部が開状態となり、期間Ｐｒ₁₁のみ第（３，３）番目の開口部が開状態となり、期間Ｐｒ₁₂のみ第（３，４）番目の開口部が開状態となり、期間Ｐｒ₁₃のみ第（４，１）番目の開口部が開状態となり、期間Ｐｒ₁₄のみ第（４，２）番目の開口部が開状態となり、期間Ｐｒ₁₅のみ第（４，３）番目の開口部が開状態となり、期間Ｐｒ₁₆のみ第（４，４）番目の開口部が開状態となる。

このように、実施例１の光変調装置にあっては、少なくとも第１光変調装置及び第２光変調装置が並置されて成り、第１光変調装置の第１開口部における光通過制御と第２光変調装置の第２開口部における光通過制御とは独立して行われるので、構成、構造の簡素化を図ることができ、しかも、２次元マトリクス状に配列された開口部の安定した高速開閉制御を行うことが可能となる。更には、強誘電性液晶を用いる場合であっても、駆動電圧の印加に際してＤＣ的にプラス・マイナス０に近づけるといった要求に容易に答え得る構成、構造を達成することができるので、ＤＣ的にプラス・マイナス０に近づけるための駆動期間（一種のダミー期間）が必要とされない。従って、液晶表示装置全体への光の入射を制限する必要がないし、有効でない期間が発生しないため、高速での開閉制御を効率良く行うことができるし、強誘電性液晶の動作速度限界近くでの開口部の開閉制御を行うことができ、光の利用効率が低下することもない。更には、第１光変調装置の第１開口部における光通過制御と第２光変調装置の第２開口部における光通過制御とは独立して行われるので、不所望の開口部が開状態あるいは閉状態に遷移し始めてしまうといった現象が生じることもなく、閉状態を確実に維持することができる。尚、第１光変調装置１０Ａを、２×Ｎ個の第１開口部ユニットとする代わりに、場合によっては、例えば、３×Ｎ個の第１開口部ユニット、４×Ｎ個の第１開口部ユニットとすることができるし、第２光変調装置２０Ａを、場合によっては、例えば、３×Ｍ個の第２開口部ユニット、４×Ｍ個の第２開口部ユニットとすることができる。以下の実施例においても同様とすることができる。

実施例２は、実施例１の変形である。実施例２の光制御装置を構成する第１光変調装置１０Ｂ及び第２光変調装置２０Ｂの模式的な正面図を図２の（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、第１光変調装置１０Ｂにおける第１開口部１１は、Ｙ方向に沿ってＮ個（具体的には４個）の第１開口部ユニット１２から構成され、第２光変調装置２０Ｂにおける第２開口部２１は、Ｘ方向に沿ってＭ個（具体的には４個）、Ｙ方向に沿って２個の、合計、２×Ｍ個（具体的には、８個）の第２開口部ユニット２２から構成されている。

ここで、実施例２にあっても、第１光変調装置１０Ｂ及び第２光変調装置２０Ｂは強誘電性液晶表示装置から成り、第１光変調装置１０Ｂには、第１の偏光板（図示せず）を通して第１の方向に偏光した光が入射し、第１光変調装置１０Ｂから第２の方向に偏光された光が第２の偏光板（図示せず）を通して射出され、第２光変調装置２０Ｂには、第１光変調装置１０Ｂから射出された第２の方向に偏光した光が入射し、第２光変調装置２０Ｂから第１の方向に偏光された光が第３の偏光板（図示せず）を通して射出される。あるいは又、第２光変調装置２０Ｂには、第１の偏光板（図示せず）を通して第１の方向に偏光した光が入射し、第２光変調装置２０Ｂから第２の方向に偏光された光が第２の偏光板（図示せず）を通して射出され、第１光変調装置１０Ｂには、第２光変調装置２０Ｂから射出された第２の方向に偏光した光が入射し、第１光変調装置１０Ｂから第１の方向に偏光された光が第３の偏光板（図示せず）を通して射出される。

より具体的には、第１光変調装置１０Ｂは、Ｎ個（具体的には４個）の第１開口部ユニット１２を構成するＮ本（具体的には、Ｘ方向に沿って延びる４本）の第１電極（Ｘ１１，Ｘ１２，Ｘ１３，Ｘ１４）と、これらの第１電極に対向する１つの共通第２電極（図示せず）から構成され、第１電極と第２電極との間には、強誘電性液晶セル（図示せず）が挟まれた構造を有する。一方、第２光変調装置２０Ｂは、２×Ｍ個（具体的には８個）の第２開口部ユニット２２を構成する２×Ｍ本（具体的には、Ｙ方向に沿って延びる８本）の第１電極（Ｙ１１，Ｙ１２，Ｙ１３，Ｙ１４，Ｙ２１，Ｙ２２，Ｙ２３，Ｙ２４）と、これらの第１電極に対向する１つの共通第２電極（図示せず）から構成され、第１電極と第２電極との間には、強誘電性液晶セル（図示せず）が挟まれた構造を有する。

実施例２の光変調装置の開口部における光の通過を制御するために、第１開口部ユニット１２を構成する第１電極（Ｘ１１，Ｘ１２，Ｘ１３，Ｘ１４）への印加電圧、及び、第２開口部ユニット２２を構成する第１電極（Ｙ１１，Ｙ１２，Ｙ１３，Ｙ１４，Ｙ２１，Ｙ２２，Ｙ２３，Ｙ２４）への印加電圧を、模式的に図３に示す。

実施例２の光変調装置にあっても、期間Ｐｒ₁のみ第（１，１）番目の開口部が開状態となり、期間Ｐｒ₂のみ第（１，２）番目の開口部が開状態となり、期間Ｐｒ₃のみ第（１，３）番目の開口部が開状態となり、期間Ｐｒ₄のみ第（１，４）番目の開口部が開状態となり、期間Ｐｒ₅のみ第（２，１）番目の開口部が開状態となり、期間Ｐｒ₆のみ第（２，２）番目の開口部が開状態となり、期間Ｐｒ₇のみ第（２，３）番目の開口部が開状態となり、期間Ｐｒ₈のみ第（２，４）番目の開口部が開状態となり、期間Ｐｒ₉のみ第（３，１）番目の開口部が開状態となり、期間Ｐｒ₁₀のみ第（３，２）番目の開口部が開状態となり、期間Ｐｒ₁₁のみ第（３，３）番目の開口部が開状態となり、期間Ｐｒ₁₂のみ第（３，４）番目の開口部が開状態となり、期間Ｐｒ₁₃のみ第（４，１）番目の開口部が開状態となり、期間Ｐｒ₁₄のみ第（４，２）番目の開口部が開状態となり、期間Ｐｒ₁₅のみ第（４，３）番目の開口部が開状態となり、期間Ｐｒ₁₆のみ第（４，４）番目の開口部が開状態となる。

実施例３も、実施例１の変形である。実施例３の光制御装置を構成する第１光変調装置１０Ｃ及び第２光変調装置２０Ｃの模式的な正面図を図４の（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、第１光変調装置１０Ｃにおける第１開口部１１は、Ｘ方向に沿って２個、Ｙ方向に沿ってＮ個（具体的には４個）の、合計、２×Ｎ個（具体的には８個）の第１開口部ユニット１２から構成され、第２光変調装置２０Ｃにおける第２開口部２１は、Ｘ方向に沿ってＭ個（具体的には４個）の第２開口部ユニット２２から構成されている。

ここで、実施例３にあっても、第１光変調装置１０Ｃ及び第２光変調装置２０Ｃは強誘電性液晶表示装置から成り、第１光変調装置１０Ｃには、第１の偏光板（図示せず）を通して第１の方向に偏光した光が入射し、第１光変調装置１０Ｃから第２の方向に偏光された光が第２の偏光板（図示せず）を通して射出され、第２光変調装置２０Ｃには、第１光変調装置１０Ｃから射出された第２の方向に偏光した光が入射し、第２光変調装置２０Ｃから第１の方向に偏光された光が第３の偏光板（図示せず）を通して射出される。あるいは又、第２光変調装置２０Ｃには、第１の偏光板（図示せず）を通して第１の方向に偏光した光が入射し、第２光変調装置２０Ｃから第２の方向に偏光された光が第２の偏光板（図示せず）を通して射出され、第１光変調装置１０Ｃには、第２光変調装置２０Ｃから射出された第２の方向に偏光した光が入射し、第１光変調装置１０Ｃから第１の方向に偏光された光が第３の偏光板（図示せず）を通して射出される。

より具体的には、第１光変調装置１０Ｃは、２×Ｎ個（具体的には８個）の第１開口部ユニット１２を構成する２×Ｎ本（具体的には、Ｘ方向に沿って延びる８本）の第１電極（Ｘ１１，Ｘ１２，Ｘ１３，Ｘ１４，Ｘ２１，Ｘ２２，Ｘ２３，Ｘ２４）と、これらの第１電極に対向する１つの共通第２電極（図示せず）から構成され、第１電極と第２電極との間には、強誘電性液晶セル（図示せず）が挟まれた構造を有する。一方、第２光変調装置２０Ｃは、Ｍ個（具体的には４個）の第２開口部ユニット２２を構成するＭ本（具体的には、Ｙ方向に沿って延びる４本）の第１電極（Ｙ１１，Ｙ１２，Ｙ１３，Ｙ１４）と、これらの第１電極に対向する１つの共通第２電極（図示せず）から構成され、第１電極と第２電極との間には、強誘電性液晶セル（図示せず）が挟まれた構造を有する。

実施例３の光変調装置の開口部における光の通過を制御するために、第１開口部ユニット１２を構成する第１電極（Ｘ１１，Ｘ１２，Ｘ１３，Ｘ１４，Ｘ２１，Ｘ２２，Ｘ２３，Ｘ２４）への印加電圧、及び、第２開口部ユニット２２を構成する第１電極（Ｙ１１，Ｙ１２，Ｙ１３，Ｙ１４）への印加電圧を、模式的に図５に示す。

実施例３の光変調装置にあっては、期間Ｐｒ₁のみ第（１，１）番目の開口部が開状態となり、期間Ｐｒ₂のみ第（２，１）番目の開口部が開状態となり、期間Ｐｒ₃のみ第（３，１）番目の開口部が開状態となり、期間Ｐｒ₄のみ第（４，１）番目の開口部が開状態となり、期間Ｐｒ₅のみ第（１，２）番目の開口部が開状態となり、期間Ｐｒ₆のみ第（２，２）番目の開口部が開状態となり、期間Ｐｒ₇のみ第（３，２）番目の開口部が開状態となり、期間Ｐｒ₈のみ第（４，２）番目の開口部が開状態となり、期間Ｐｒ₉のみ第（１，３）番目の開口部が開状態となり、期間Ｐｒ₁₀のみ第（２，３）番目の開口部が開状態となり、期間Ｐｒ₁₁のみ第（３，３）番目の開口部が開状態となり、期間Ｐｒ₁₂のみ第（４，３）番目の開口部が開状態となり、期間Ｐｒ₁₃のみ第（１，４）番目の開口部が開状態となり、期間Ｐｒ₁₄のみ第（２，４）番目の開口部が開状態となり、期間Ｐｒ₁₅のみ第（３，４）番目の開口部が開状態となり、期間Ｐｒ₁₆のみ第（４，４）番目の開口部が開状態となる。

実施例４も、実施例１の変形である。図６の（Ａ）及び（Ｂ）に、実施例４の光制御装置を構成する第１光変調装置１０Ｄ、第２光変調装置２０Ｄ及び第３光変調装置３０Ｄの模式的な正面図を示すように、実施例４の光制御装置は、第１光変調装置１０Ｄ及び第２光変調装置２０Ｄと共に、更に、第３光変調装置３０Ｄが並置されて成り、第３光変調装置３０Ｄは複数の第３開口部３１を有し、第１光変調装置１０Ｄにおける第１開口部１１の射影像と第２光変調装置２０Ｄにおける第２開口部２１の射影像と第３光変調装置３０Ｄにおける第３開口部３１の射影像とが重複する重複領域が開口部に相当し、第１光変調装置１０Ｄの第１開口部１１における光通過制御と、第２光変調装置２０Ｄの第２開口部２１における光通過制御と、第３光変調装置３０Ｄの第３開口部３１における光通過制御とは、独立して行われる。

より具体的には、第１光変調装置１０Ｄにおける第１開口部１１は、Ｙ方向に沿ってＮ個（具体的には４個）の第１開口部ユニット１２から構成され、第２光変調装置２０Ｄにおける第２開口部２１は、Ｘ方向に沿ってＭ個（具体的には４個）の第２開口部ユニット２２から構成され、第３光変調装置３０Ｄにおける第３開口部３１は、Ｘ方向に沿って２個の第３開口部ユニット３２から構成されている。

ここで、実施例４にあっては、第１光変調装置１０Ｄ、第２光変調装置２０Ｄ及び第３光変調装置３０Ｄは強誘電性液晶表示装置から成り、第１光変調装置１０Ｄには、第１の偏光板（図示せず）を通して第１の方向に偏光した光が入射し、第１光変調装置１０Ｄから第２の方向に偏光された光が第２の偏光板（図示せず）を通して射出され、第２光変調装置２０Ｄには、第１光変調装置１０Ｄから射出された第２の方向に偏光した光が入射し、第２光変調装置２０Ｄから第１の方向に偏光された光が第３の偏光板（図示せず）を通して射出され、第３光変調装置３０Ｄには、第２光変調装置２０Ｄから射出された第１の方向に偏光した光が入射し、第３光変調装置３０Ｄから第２の方向に偏光された光が第４の偏光板（図示せず）を通して射出される。尚、第１光変調装置１０Ｄ、第２光変調装置２０Ｄ、及び、第３光変調装置３０Ｄの並び順は、本質的に任意である。

より具体的には、第１光変調装置１０Ｄは、Ｎ個（具体的には４個）の第１開口部ユニット１２を構成するＮ本（具体的には、Ｘ方向に沿って延びる４本）の第１電極（Ｘ１１，Ｘ１２，Ｘ１３，Ｘ１４）と、これらの第１電極に対向する１つの共通第２電極（図示せず）から構成され、第１電極と第２電極との間には、強誘電性液晶セル（図示せず）が挟まれた構造を有する。一方、第２光変調装置２０Ｄは、Ｍ個（具体的には４個）の第２開口部ユニット２２を構成するＭ本（具体的には、Ｙ方向に沿って延びる４本）の第１電極（Ｙ１１，Ｙ１２，Ｙ１３，Ｙ１４）と、これらの第１電極に対向する１つの共通第２電極（図示せず）から構成され、第１電極と第２電極との間には、強誘電性液晶セル（図示せず）が挟まれた構造を有する。更には、第３光変調装置３０Ｄは、２個の第３開口部ユニット３２を構成する２本（Ｙ方向に沿って延びる）の第１電極（α，β）と、これらの第１電極に対向する１つの共通第２電極（図示せず）から構成され、第１電極と第２電極との間には、強誘電性液晶セル（図示せず）が挟まれた構造を有する。

実施例４の光変調装置の開口部における光の通過を制御するために、第１開口部ユニット１２を構成する第１電極（Ｘ１１，Ｘ１２，Ｘ１３，Ｘ１４）、第２開口部ユニット２２を構成する第１電極（Ｙ１１，Ｙ１２，Ｙ１３，Ｙ１４）への印加電圧、及び、第３開口部ユニット３２を構成する第１電極（α，β）への印加電圧を、模式的に図７に示す。

第２開口部ユニット２２における印加電圧パターンにあっては、例えば、第２開口部ユニット２２における第１電極Ｙ１１に、期間Ｐｒ₁、期間Ｐｒ₄〜期間Ｐｒ₅、期間Ｐｒ₈〜期間Ｐｒ₉、期間Ｐｒ₁₂〜期間Ｐｒ₁₃、期間Ｐｒ₁₆において、Ｖ_ON（＝Ｖ₀）が印加され、Ｖ_ON（＝Ｖ₀）が印加された期間が終わった次の期間及びそれに続く期間である期間Ｐｒ₂〜期間Ｐｒ₃、期間Ｐｒ₆〜期間Ｐｒ₇、期間Ｐｒ₁₀〜期間Ｐｒ₁₁、期間Ｐｒ₁₄〜期間Ｐｒ₁₅において、Ｖ_OFF（＝−Ｖ₀）が印加される。即ち、第２開口部ユニット２２における第１電極Ｙ１１に印加されるプラス側の印加電圧と時間の積は、８・Ｖ₀・ｔである。一方、第２開口部ユニット２２における第１電極Ｙ１１に印加されるマイナス側の印加電圧と時間の積は、−８・Ｖ₀・ｔである。従って、第２開口部ユニット２２における駆動電圧の印加にあっては、ＤＣ的にプラス・マイナス０となっている。

また、第１開口部ユニット１２における印加電圧パターンにあっては、例えば、第１開口部ユニット１２における第１電極Ｘ１１に、期間Ｐｒ₁〜期間Ｐｒ₄、期間Ｐｒ₁₂において、Ｖ_ON（＝Ｖ₀）が印加され、Ｖ_ON（＝Ｖ₀）が印加された期間が終わった次の期間である期間Ｐｒ₅、期間Ｐｒ₁₃、及び、期間Ｐｒ₁₆において、Ｖ_OFF（＝−Ｖ₀）が印加され、Ｖ_OFF（＝−Ｖ₀）が印加された期間の次の期間である期間Ｐｒ₆〜期間Ｐｒ₁₁、期間Ｐｒ₁₄〜期間Ｐｒ₁₅において、Ｖ’_OFF（＝−Ｖ₀／４）が印加される。即ち、第１開口部ユニット１２における第１電極Ｘ１１に印加されるプラス側の印加電圧と時間の積は、５・Ｖ₀・ｔである。一方、第１開口部ユニット１２における第１電極Ｘ１１に印加されるマイナス側の印加電圧と時間の積は、［−３・Ｖ₀・ｔ＋８（−Ｖ₀／４）・ｔ］＝（−５・Ｖ₀・ｔ）である。従って、第１開口部ユニット１２における駆動電圧の印加にあっても、ＤＣ的にプラス・マイナス０となっている。

更には、第３開口部ユニット３２における印加電圧パターンにあっては、例えば、第３開口部ユニット３２における第１電極αに、期間Ｐｒ₁〜期間Ｐｒ₂、期間Ｐｒ₅〜期間Ｐｒ₆、期間Ｐｒ₉〜期間Ｐｒ₁₀、期間Ｐｒ₁₃〜期間Ｐｒ₁₄において、Ｖ_ON（＝Ｖ₀）が印加される。一方、期間Ｐｒ₃〜期間Ｐｒ₄、期間Ｐｒ₇〜期間Ｐｒ₈、期間Ｐｒ₁₁〜期間Ｐｒ₁₂、期間Ｐｒ₁₅〜期間Ｐｒ₁₆において、Ｖ_OFF（＝−Ｖ₀）が印加される。即ち、第３開口部ユニット３２における第１電極αに印加されるプラス側の印加電圧と時間の積は、８・Ｖ₀・ｔである。一方、第３開口部ユニット３２における第１電極αに印加されるマイナス側の印加電圧と時間の積は、−８・Ｖ₀・ｔである。従って、第３開口部ユニット３２における駆動電圧の印加にあっても、ＤＣ的にプラス・マイナス０となっている。

以上に説明したとおり、第１光変調装置１０Ｄの第１電極Ｘ１１と、第２光変調装置２０Ｄの第１電極Ｙ１１と、第３光変調装置３０Ｄの第１電極αとの同時作動によって、第１光変調装置１０Ｄにおける第１開口部１１の射影像と第２光変調装置２０Ｄにおける第２開口部２１の射影像と第３光変調装置３０Ｄにおける第１開口部３１の射影像とが重複する重複領域に相当する第（１，１）番目の開口部［図６の（Ａ）参照）］が開状態となり、その他の期間Ｐｒ₂〜期間Ｐｒ₁₆にあっては、第（１，１）番目の開口部は閉状態となる。

同様に、期間Ｐｒ₂のみ第（１，２）番目の開口部が開状態となり、期間Ｐｒ₃のみ第（１，３）番目の開口部が開状態となり、期間Ｐｒ₄のみ第（１，４）番目の開口部が開状態となり、期間Ｐｒ₅のみ第（２，１）番目の開口部が開状態となり、期間Ｐｒ₆のみ第（２，２）番目の開口部が開状態となり、期間Ｐｒ₇のみ第（２，３）番目の開口部が開状態となり、期間Ｐｒ₈のみ第（２，４）番目の開口部が開状態となり、期間Ｐｒ₉のみ第（３，１）番目の開口部が開状態となり、期間Ｐｒ₁₀のみ第（３，２）番目の開口部が開状態となり、期間Ｐｒ₁₁のみ第（３，３）番目の開口部が開状態となり、期間Ｐｒ₁₂のみ第（３，４）番目の開口部が開状態となり、期間Ｐｒ₁₃のみ第（４，１）番目の開口部が開状態となり、期間Ｐｒ₁₄のみ第（４，２）番目の開口部が開状態となり、期間Ｐｒ₁₅のみ第（４，３）番目の開口部が開状態となり、期間Ｐｒ₁₆のみ第（４，４）番目の開口部が開状態となる。

実施例５は、実施例４の変形である。図８の（Ａ）及び（Ｂ）に、実施例５の光制御装置を構成する第１光変調装置１０Ｅ、第２光変調装置２０Ｅ及び第３光変調装置３０Ｅの模式的な正面図を示すように、第１光変調装置１０Ｅにおける第１開口部１１は、Ｙ方向に沿ってＮ個（具体的には４個）の第１開口部ユニット１２から構成され、第２光変調装置２０Ｅにおける第２開口部２１は、Ｘ方向に沿ってＭ個（具体的には４個）の第２開口部ユニット２２から構成されている。また、第３光変調装置３０Ｅにおける第３開口部３１は、実施例４とは異なり、Ｙ方向に沿って２個の第３開口部ユニット３２から構成されている。

実施例５の光変調装置の開口部における光の通過を制御するために、第１開口部ユニット１２を構成する第１電極（Ｘ１１，Ｘ１２，Ｘ１３，Ｘ１４）、第２開口部ユニット２２を構成する第１電極（Ｙ１１，Ｙ１２，Ｙ１３，Ｙ１４）への印加電圧、及び、第３開口部ユニット３２を構成する第１電極（α，β）への印加電圧を、模式的に図９に示す。

第１開口部ユニット１２における印加電圧パターンにあっては、例えば、第１開口部ユニット１２における第１電極Ｘ１１に、期間Ｐｒ₁、期間Ｐｒ₄〜期間Ｐｒ₅、期間Ｐｒ₈〜期間Ｐｒ₉、期間Ｐｒ₁₂〜期間Ｐｒ₁₃、期間Ｐｒ₁₆において、Ｖ_ON（＝Ｖ₀）が印加され、Ｖ_ON（＝Ｖ₀）が印加された期間が終わった次の期間及びそれに続く期間である期間Ｐｒ₂〜期間Ｐｒ₃、期間Ｐｒ₆〜期間Ｐｒ₇、期間Ｐｒ₁₀〜期間Ｐｒ₁₁、期間Ｐｒ₁₄〜期間Ｐｒ₁₅において、Ｖ_OFF（＝−Ｖ₀）が印加される。即ち、第１開口部ユニット１２における第１電極Ｘ１１に印加されるプラス側の印加電圧と時間の積は、８・Ｖ₀・ｔである。一方、第１開口部ユニット１２における第１電極Ｘ１１に印加されるマイナス側の印加電圧と時間の積は、−８・Ｖ₀・ｔである。従って、第２開口部ユニット２２における駆動電圧の印加にあっては、ＤＣ的にプラス・マイナス０となっている。

また、第２開口部ユニット２２における印加電圧パターンにあっては、例えば、第２開口部ユニット２２における第１電極Ｙ１１に、期間Ｐｒ₁〜期間Ｐｒ₄、期間Ｐｒ₁₂において、Ｖ_ON（＝Ｖ₀）が印加され、Ｖ_ON（＝Ｖ₀）が印加された期間が終わった次の期間である期間Ｐｒ₅、期間Ｐｒ₁₃、及び、期間Ｐｒ₁₆において、Ｖ_OFF（＝−Ｖ₀）が印加され、Ｖ_OFF（＝−Ｖ₀）が印加された期間の次の期間である期間Ｐｒ₆〜期間Ｐｒ₁₁、期間Ｐｒ₁₄〜期間Ｐｒ₁₅において、Ｖ’_OFF（＝−Ｖ₀／４）が印加される。即ち、第２開口部ユニット２２における第１電極Ｙ１１に印加されるプラス側の印加電圧と時間の積は、５・Ｖ₀・ｔである。一方、第２開口部ユニット２２における第１電極Ｙ１１に印加されるマイナス側の印加電圧と時間の積は、［−３・Ｖ₀・ｔ＋８（−Ｖ₀／４）・ｔ］＝（−５・Ｖ₀・ｔ）である。従って、第２開口部ユニット２２における駆動電圧の印加にあっても、ＤＣ的にプラス・マイナス０となっている。

更には、第３開口部ユニット３２における印加電圧パターンにあっては、例えば、第３開口部ユニット３２における第１電極αに、期間Ｐｒ₁〜期間Ｐｒ₂、期間Ｐｒ₅〜期間Ｐｒ₆、期間Ｐｒ₉〜期間Ｐｒ₁₀、期間Ｐｒ₁₃〜期間Ｐｒ₁₄において、Ｖ_ON（＝Ｖ₀）が印加される。一方、期間Ｐｒ₃〜期間Ｐｒ₄、期間Ｐｒ₇〜期間Ｐｒ₈、期間Ｐｒ₁₁〜期間Ｐｒ₁₂、期間Ｐｒ₁₅〜期間Ｐｒ₁₆において、Ｖ_OFF（＝−Ｖ₀）が印加される。即ち、第３開口部ユニット３２における第１電極αに印加されるプラス側の印加電圧と時間の積は、８・Ｖ₀・ｔである。一方、第３開口部ユニット３２における第１電極αに印加されるマイナス側の印加電圧と時間の積は、−８・Ｖ₀・ｔである。従って、第３開口部ユニット３２における駆動電圧の印加にあっても、ＤＣ的にプラス・マイナス０となっている。

以上に説明したとおり、期間Ｐｒ₁のみ、第１光変調装置１０Ｅの第１電極Ｘ１１と、第２光変調装置２０Ｅの第１電極Ｙ１１と、第３光変調装置３０Ｅの第１電極αとの同時作動によって、第１光変調装置１０Ｅにおける第１開口部１１の射影像と第２光変調装置２０Ｅにおける第２開口部２１の射影像と第３光変調装置３０Ｅにおける第１開口部３１の射影像とが重複する重複領域に相当する第（１，１）番目の開口部［図８の（Ａ）参照）］が開状態となり、その他の期間Ｐｒ₂〜期間Ｐｒ₁₆にあっては、第（１，１）番目の開口部は閉状態となる。

同様に、期間Ｐｒ₂のみ第（２，１）番目の開口部が開状態となり、期間Ｐｒ₃のみ第（３，１）番目の開口部が開状態となり、期間Ｐｒ₄のみ第（４，１）番目の開口部が開状態となり、期間Ｐｒ₅のみ第（１，２）番目の開口部が開状態となり、期間Ｐｒ₆のみ第（２，２）番目の開口部が開状態となり、期間Ｐｒ₇のみ第（３，２）番目の開口部が開状態となり、期間Ｐｒ₈のみ第（４，２）番目の開口部が開状態となり、期間Ｐｒ₉のみ第（１，３）番目の開口部が開状態となり、期間Ｐｒ₁₀のみ第（２，３）番目の開口部が開状態となり、期間Ｐｒ₁₁のみ第（３，３）番目の開口部が開状態となり、期間Ｐｒ₁₂のみ第（４，３）番目の開口部が開状態となり、期間Ｐｒ₁₃のみ第（１，４）番目の開口部が開状態となり、期間Ｐｒ₁₄のみ第（２，４）番目の開口部が開状態となり、期間Ｐｒ₁₅のみ第（３，４）番目の開口部が開状態となり、期間Ｐｒ₁₆のみ第（４，４）番目の開口部が開状態となる。

以下、実施例１〜実施例５において説明した本発明の光変調装置を、立体画像を表示することができる３次元像表示装置に適用した例を説明する。

ところで、光波を離散化し、理論的にはほぼ実世界における光波から成る場と等価である状況を光線によって再現することで立体画像を生成する技術として、光線再生法（インテグラルフォトグラフィ法とも呼ばれる）が知られている。光線再生法にあっては、予め、多くの方向へ伝搬する多数の光線から構成された光線群を、光学的手段によって空間に散布する。次に、任意の位置に位置する仮想的な物体の表面から伝搬される光線をこの光線群から選択し、選択された光線の強度や位相の変調を行うことによって、光線から成る像を空間に生成する。観察者は、この像を立体画像として観察することができる。光線再生法による立体画像は、任意の点において、複数の方向からの像が多重結像されたものであり、実世界における３次元物体を見たときと同様に、任意の点について、見る位置によって見え方が異なる。

光線再生法を実現するための装置として、液晶表示装置やプラズマ表示装置等の平面型表示装置とマイクロレンズアレイやピンホールアレイとを組み合わせた装置が提案されている（例えば、上述の特許文献２〜特許文献８を参照のこと）。また、プロジェクタ・ユニットを多数並べた装置も考えられる。図４７に、プロジェクタ・ユニットを用いて光線再生法を実現する３次元像表示装置の一構成例を示す。この装置は、多数のプロジェクタ・ユニット７０１を水平方向及び垂直方向に並列的に配置し、各プロジェクタ・ユニット７０１から角度の異なる光線を出射するようにしたものである。これにより、ある断面７０２内の任意の点において多視角の像を多重再生し、立体画像を実現している。

上述の光線再生法によれば、視覚機能としての焦点調節及び両眼輻輳角調節に対して有効に働く程度の光線によって画像を生成するので、眼精疲労が極めて少ない立体画像を提供することができる。それだけでなく、仮想物体上の同一要素から複数の方向へ連続的に光線が射出されていることから、視点位置の移動に伴う画像の変化を連続的に提供することができる。

しかしながら、現状の光線再生法によって生成された画像は、実世界における物体と比較すると臨場感に欠ける。これは、現状の光線再生法による立体画像が、実世界の物体から観察者が得る情報量に対して非常に少量の情報、即ち、少量の光線によって生成されていることに起因していると考えられる。一般に、人間の視認限界は角度分解能で１分程度と云われており、現状の光線再生法による立体画像は、この人間の視覚に対して不十分な光線によって生成されている。従って、実世界の物体が有する高い臨場感やリアリティを有する立体画像を生成するためには、少なくとも多量の光線によって画像を生成することが課題である。

そして、その実現のためには、空間的に高い密度で光線群を生成することのできる技術が必要とされ、液晶表示装置等の表示装置の表示密度を高くすることが考えられる。あるいは又、図４７に示した多数のプロジェクタ・ユニット７０１を配置する装置の場合、各プロジェクタ・ユニット７０１を出来るだけ小型化し、空間的に高い密度で並べることが考えられる。しかしながら、現在の表示装置における表示密度の飛躍的な向上は、光利用効率や回折限界の問題から困難である。また、図４７に示した装置の場合、各プロジェクタ・ユニット７０１を小型化するのには限界があるため、空間的に高い密度で並べることは困難であると考えられる。いずれの場合にあっても、高密度の光線群を生成するためには、複数のデバイスが必要となり、装置全体の大型化は避けられない。

然るに、実施例１〜実施例５において説明した本発明の光変調装置を、立体画像を表示することができる３次元像表示装置に適用することで、３次元像表示装置全体を大型化することなく、立体画像の表示に必要な光線群を空間的に高い密度で生成・散布することができ、実世界の物体と同質に近い光線による立体画像を得ることを可能とする３次元像表示装置を提供することができる。

このような３次元像表示装置は、
（Ａ）光源、
（Ｂ）複数の画素を有し、光源からの光を各画素によって変調して２次元画像を生成し、且つ、生成した２次元画像における空間周波数を、各画素から生じる複数の回折次数に対応した回折角に沿って射出する光変調手段、
（Ｃ）光変調手段から射出された２次元画像における空間周波数をフーリエ変換して、前記複数の回折次数に対応する数のフーリエ変換像を生成するフーリエ変換像形成手段、
（Ｄ）前記複数の回折次数に対応する数だけ生成されたフーリエ変換像の内、所望の回折次数に対応するフーリエ変換像を選択するフーリエ変換像選択手段、並びに、
（Ｅ）フーリエ変換像選択手段によって選択されたフーリエ変換像の共役像を形成する共役像形成手段、
を備えていることを特徴とする。

尚、このような３次元像表示装置を、便宜上、第Ａ−１の態様に係る３次元像表示装置と呼ぶ。ここで、フーリエ変換像選択手段が、実施例１〜実施例５において説明した本発明の光変調装置から構成されている。

あるいは又、３次元像表示装置は、
（Ａ）光源、
（Ｂ）複数の画素を有し、光源からの光を各画素によって変調して２次元画像を生成し、且つ、生成した２次元画像における空間周波数を、各画素から生じる複数の回折次数に対応した回折角に沿って射出する光変調手段、
（Ｃ）光変調手段から射出された２次元画像における空間周波数をフーリエ変換して、前記各画素から生じる複数の回折次数に対応する数のフーリエ変換像を生成し、該フーリエ変換像の内の所定のフーリエ変換像のみを選択し、更には、該選択されたフーリエ変換像を逆フーリエ変換して、光変調手段によって生成された２次元画像の共役像を形成する画像制限・生成手段、
（Ｄ）複数の開口領域を有し、２次元画像の共役像における空間周波数を、各開口領域から生じる複数の回折次数に対応した回折角に沿って射出するオーバーサンプリングフィルタ、
（Ｅ）オーバーサンプリングフィルタから射出された２次元画像の共役像における空間周波数をフーリエ変換して、前記各開口領域から生じる複数の回折次数に対応する数のフーリエ変換像を生成するフーリエ変換像形成手段、
（Ｆ）前記各開口領域から生じる複数の回折次数に対応する数だけ生成されたフーリエ変換像の内、所望の回折次数に対応するフーリエ変換像を選択するフーリエ変換像選択手段、並びに、
（Ｇ）フーリエ変換像選択手段によって選択されたフーリエ変換像の共役像を形成する共役像形成手段、
を備えていることを特徴とする。

尚、このような３次元像表示装置を、便宜上、第Ｂ−１の態様に係る３次元像表示装置と呼ぶ。ここで、フーリエ変換像選択手段が、実施例１〜実施例５において説明した本発明の光変調装置から構成されている。

あるいは又、３次元像表示装置は、
（Ａ）光源、
（Ｂ）複数の画素を有し、光源からの光に基づき２次元画像を生成する２次元画像形成装置、
（Ｃ）入射する光を屈折させて略一点に集光する光学パワーを有する光学素子が２次元マトリクス状に配列されて成り、透過する光の位相を変調する位相格子としての機能を有し、入射した２次元画像における空間周波数を、複数の回折次数に対応した回折角に沿って射出する光学装置、
（Ｄ）光学装置から射出された２次元画像における空間周波数をフーリエ変換して、前記複数の回折次数に対応する数のフーリエ変換像を生成するフーリエ変換像形成手段、
（Ｅ）前記複数の回折次数に対応する数だけ生成されたフーリエ変換像の内、所望の回折次数に対応するフーリエ変換像を選択するフーリエ変換像選択手段、並びに、
（Ｆ）フーリエ変換像選択手段によって選択されたフーリエ変換像の共役像を形成する共役像形成手段、
を備えていることを特徴とする。

尚、このような３次元像表示装置を、便宜上、第Ｃ−１の態様に係る３次元像表示装置と呼ぶ。ここで、フーリエ変換像選択手段が、実施例１〜実施例５において説明した本発明の光変調装置から構成されている。

第Ａ−１の態様に係る３次元像表示装置において、共役像形成手段には、フーリエ変換像選択手段によって選択されたフーリエ変換像を逆フーリエ変換することにより、光変調手段によって生成された２次元画像の実像を形成する逆フーリエ変換手段が含まれる構成とすることが好ましい。

また、第Ｂ−１の態様に係る３次元像表示装置において、共役像形成手段には、フーリエ変換像選択手段によって選択されたフーリエ変換像を逆フーリエ変換することにより、画像制限・生成手段によって生成された２次元画像の共役像の実像を形成する逆フーリエ変換手段が含まれる構成とすることが好ましい。

更には、第Ｃ−１の態様に係る３次元像表示装置において、共役像形成手段には、フーリエ変換像選択手段によって選択されたフーリエ変換像を逆フーリエ変換することにより、２次元画像形成装置によって生成された２次元画像の実像を形成する逆フーリエ変換手段が含まれる構成とすることが好ましい。

上記の好ましい構成を含む第Ａ−１の態様あるいは第Ｂ−１の態様に係る３次元像表示装置において、光変調手段は２次元的に配列された複数の画素を有する２次元空間光変調器から成り、各画素は開口を備えている形態とすることができ、この場合、２次元空間光変調器を、液晶表示装置（より具体的には、透過型若しくは反射型の液晶表示装置）、あるいは、２次元空間光変調器の各開口内には可動ミラーが設けられている構成（可動ミラーが２次元マトリクス状に配列された２次元型のＭＥＭＳから成る構成）とすることが好ましい。ここで、開口の平面形状は矩形とすることが望ましい。開口の平面形状を矩形とするとき、フラウンホーファー回折が生じ、Ｍ×Ｎ組の回折光が生成される。即ち、係る開口によって、入射光波の振幅（強度）を周期的に変調し、格子の光透過率分布に一致した光量分布が得られる振幅格子が形成される。

また、上記の好ましい構成を含む第Ｃ−１の態様に係る３次元像表示装置において、２次元画像形成装置を液晶表示装置（より具体的には、透過型若しくは反射型の液晶表示装置）から構成することが好ましい。

あるいは又、上記の好ましい構成を含む第Ａ−１の態様あるいは第Ｂ−１の態様に係る３次元像表示装置において、光変調手段は、
（Ｂ−１）１次元画像を生成する１次元空間光変調器、
（Ｂ−２）１次元空間光変調器によって生成された１次元画像を２次元的に展開して２次元画像を生成する走査光学系、及び、
（Ｂ−３）２次元画像の生成面に配置され、生成した２次元画像における空間周波数を、複数の回折次数に対応した回折角に沿って射出する格子フィルタ、
から成る形態とすることができる。尚、格子フィルタは、振幅格子から構成されていてもよいし、透過光量の位相を変調する、即ち、光の振幅(強度）はそのままで、位相を変調する位相格子から構成されていてもよい。

あるいは又、上記の好ましい構成を含む第Ｃ−１の態様に係る３次元像表示装置において、２次元画像形成装置は、
（Ｂ−１）１次元画像を生成する１次元画像形成装置、及び、
（Ｂ−２）１次元画像形成装置によって生成された１次元画像を２次元的に展開して２次元画像を生成する走査光学系、
から成る形態とすることができる。

更には、上記の好ましい構成、形態を含む第Ａ−１の態様に係る３次元像表示装置において、フーリエ変換像形成手段はレンズから成り、このレンズの前側焦点面に光変調手段が配置されており、このレンズの後側焦点面にフーリエ変換像選択手段が配置されている構成とすることができる。

また、以上に説明した好ましい形態、構成を含む第Ｂ−１の態様に係る３次元像表示装置において、画像制限・生成手段は、
（Ｃ−１）２枚のレンズ、及び、
（Ｃ−２）該２枚のレンズの間に配置され、前記所定のフーリエ変換像のみを通過させる画像制限開口部、
から構成されている形態とすることができる。

更には、以上に説明した好ましい形態、構成を含む第Ｂ−１の態様に係る３次元像表示装置において、オーバーサンプリングフィルタは、回折光生成部材、より具体的には、例えば格子フィルタから成る形態とすることができる。尚、格子フィルタは、振幅格子から構成されていてもよいし、位相格子から構成されていてもよい。

また、上記の好ましい構成、形態を含む第Ｂ−１の態様に係る３次元像表示装置において、フーリエ変換像形成手段はレンズから成り、このレンズの前側焦点面にオーバーサンプリングフィルタが配置されており、このレンズの後側焦点面にフーリエ変換像選択手段が配置されている構成とすることができる。

更には、以上に説明した好ましい形態、構成を含む第Ｃ−１の態様に係る３次元像表示装置において、フーリエ変換像形成手段はレンズから成り；該レンズの前側焦点面に、光学装置を構成する光学素子の焦点が位置しており；該レンズの後側焦点面にフーリエ変換像選択手段が配置されている構成とすることができる。

以上に説明した好ましい構成、形態を含む第Ａ−１の態様に係る３次元像表示装置において、フーリエ変換像選択手段は、前記複数の回折次数に対応する数の開閉制御可能な開口部を有する構成とすることができる。また、以上に説明した好ましい構成、形態を含む第Ｂ−１の態様に係る３次元像表示装置において、フーリエ変換像選択手段は、前記各開口領域から生じる複数の回折次数に対応する数の開閉制御可能な開口部を有する構成とすることができる。また、以上に説明した好ましい構成、形態を含む第Ｃ−１の態様に係る３次元像表示装置において、フーリエ変換像選択手段は、前記複数の回折次数に対応する数の開閉制御可能な開口部を有する構成とすることができる。そして、これらの場合、フーリエ変換像選択手段は、実施例１〜実施例５において説明した本発明の光変調装置、具体的には、例えば液晶表示装置（より具体的には、透過型の液晶表示装置）から成る形態とすることができるし、可動ミラーが２次元マトリクス状に配列された２次元型のＭＥＭＳから成る形態とすることもできる。また、フーリエ変換像選択手段においては、光変調手段あるいは２次元画像形成装置による２次元画像の生成タイミングと同期して所望の開口部を開状態とすることによって、所望の回折次数に対応するフーリエ変換像を選択する構成とすることが好ましい。

更には、上記の好ましい構成、形態を含む第Ａ−１の態様に係る３次元像表示装置において、前記２次元画像における空間周波数は、画素構造の空間周波数を搬送（キャリア）周波数とした画像情報に相当する構成とすることができる。

また、上記の好ましい構成、形態を含む第Ｂ−１の態様に係る３次元像表示装置において、前記２次元画像における空間周波数は、画素構造の空間周波数を搬送（キャリア）周波数とした画像情報に相当する構成とすることができ、更には、前記２次元画像の共役像における空間周波数は、前記２次元画像における空間周波数から画素構造の空間周波数が除去された空間周波数である構成とすることができる。即ち、平面波成分の０次回折を搬送（キャリア）周波数とする１次回折として得られるものであって、光変調手段の画素構造（開口構造）の空間周波数の半分以下の空間周波数が、画像制限・生成手段において選択され、あるいは又、画像制限開口部を通過する。光変調手段あるいは後述する２次元画像形成装置に表示された空間周波数は全て伝達される。

更には、上記の好ましい構成、形態を含む第Ｃ−１の態様に係る３次元像表示装置において、前記２次元画像における空間周波数は、２次元画像形成装置における画素構造の空間周波数を搬送（キャリア）周波数とした画像情報に相当する構成とすることができる。

あるいは又、３次元像表示装置は、
（Ａ）光源、
（Ｂ）Ｘ方向及びＹ方向に沿って２次元マトリクス状に配列されたＰ×Ｑ個（但し、Ｐ及びＱは任意の正の整数）の開口を有し、光源からの光の通過、反射、あるいは回折を開口毎に制御することで２次元画像を生成し、且つ、該２次元画像に基づき、開口毎に、Ｘ方向に沿って第ｍ次から第ｍ’次までのＭ組の（但し、ｍ及びｍ’は整数であり、Ｍは正の整数）、Ｙ方向に沿って第ｎ次から第ｎ’次までのＮ組の（但し、ｎ及びｎ’は整数であり、Ｎは正の整数）の、合計、Ｍ×Ｎ組の回折光を生成する２次元画像形成装置、
（Ｃ）その前側焦点面に２次元画像形成装置が配置されている第１のレンズ、
（Ｄ）第１のレンズの後側焦点面に配置され、Ｘ方向に沿ってＭ個、Ｙ方向に沿ってＮ個の、合計、Ｍ×Ｎ個の開閉制御可能な開口部を有する空間フィルタ、
（Ｅ）その前側焦点面に空間フィルタが配置されている第２のレンズ、並びに、
（Ｆ）第２のレンズの後側焦点に、その前側焦点が位置している第３のレンズ、
を備えていることを特徴とする。

尚、このような３次元像表示装置を、便宜上、第Ａ−２の態様に係る３次元像表示装置と呼ぶ。ここで、空間フィルタが、実施例１〜実施例５において説明した本発明の光変調装置から構成されている。

あるいは又、３次元像表示装置は、
（Ａ）光源、
（Ｂ）Ｘ方向及びＹ方向に沿って２次元マトリクス状に配列された開口を有し、光源からの光の通過、反射、あるいは回折を開口毎に制御することで２次元画像を生成し、且つ、該２次元画像に基づき、開口毎に、複数の回折次数の回折光を生成する２次元画像形成装置、
（Ｃ）その前側焦点面に２次元画像形成装置が配置されている第１のレンズ、
（Ｄ）第１のレンズの後側焦点面に配置され、所定回折次数の回折光のみを通過させる画像制限開口部、
（Ｅ）その前側焦点面に画像制限開口部が配置されている第２のレンズ、
（Ｆ）第２のレンズの後側焦点面に配置され、Ｘ方向及びＹ方向に沿って２次元マトリクス状に配列されたＰ₀×Ｑ₀個（但し、Ｐ₀及びＱ₀は任意の正の整数）の開口領域を有し、第２のレンズによって生成された２次元画像の共役像に基づき、開口領域毎に、Ｘ方向に沿って第ｍ次から第ｍ’次までのＭ組の（但し、ｍ及びｍ’は整数であり、Ｍは正の整数）、Ｙ方向に沿って第ｎ次から第ｎ’次までのＮ組の（但し、ｎ及びｎ’は整数であり、Ｎは正の整数）の、合計、Ｍ×Ｎ組の回折光を生成するオーバーサンプリングフィルタ、
（Ｇ）その前側焦点面にオーバーサンプリングフィルタが配置されている第３のレンズ、
（Ｈ）第３のレンズの後側焦点面に配置され、Ｘ方向に沿ってＭ個、Ｙ方向に沿ってＮ個の、合計、Ｍ×Ｎ個の開閉制御可能な開口部を有する空間フィルタ、
（Ｉ）その前側焦点面に空間フィルタが配置されている第４のレンズ、並びに、
（Ｊ）第４のレンズの後側焦点に、その前側焦点が位置している第５のレンズ、
を備えていることを特徴とする。

尚、このような３次元像表示装置を、便宜上、第Ｂ−２の態様に係る３次元像表示装置と呼ぶ。ここで、空間フィルタが、実施例１〜実施例５において説明した本発明の光変調装置から構成されている。

あるいは又、３次元像表示装置は、
（Ａ）光源、
（Ｂ）複数の画素を有し、光源からの光に基づき２次元画像を生成する２次元画像形成装置、
（Ｃ）入射する光を屈折させて略一点に集光する光学パワーを有する光学素子が、Ｘ方向及びＹ方向に沿って２次元マトリクス状にＰ₀×Ｑ₀個（但し、Ｐ₀及びＱ₀は任意の正の整数）配列されて成り、透過する光の位相を変調する位相格子としての機能を有し、入射した２次元画像における空間周波数を、複数の回折次数（総数Ｍ×Ｎ）に対応した回折角に沿って射出する光学装置、
（Ｄ）その前側焦点面に光学装置を構成する光学素子の焦点が位置している第１のレンズ、
（Ｅ）第１のレンズの後側焦点面に配置され、Ｘ方向に沿ってＭ個、Ｙ方向に沿ってＮ個の、合計、Ｍ×Ｎ個の開閉制御可能な開口部を有する空間フィルタ、
（Ｆ）その前側焦点面に空間フィルタが配置されている第２のレンズ、並びに、
（Ｇ）第２のレンズの後側焦点に、その前側焦点が位置している第３のレンズ、
を備えていることを特徴とする。

尚、このような３次元像表示装置を、便宜上、第Ｃ−２の態様に係る３次元像表示装置と呼ぶ。ここで、空間フィルタが、実施例１〜実施例５において説明した本発明の光変調装置から構成されている。

第Ａ−２の態様に係る３次元像表示装置において、２次元画像形成装置は、２次元的に配列されたＰ×Ｑ個の画素を有する液晶表示装置（より具体的には、透過型若しくは反射型の液晶表示装置）から成り、各画素には開口が備えられている形態とすることができ、あるいは、２次元画像形成装置における各開口には可動ミラーが設けられている構成（可動ミラーが２次元マトリクス状に配列された開口のそれぞれに配置された２次元型のＭＥＭＳから成る構成）とすることが好ましい。ここで、開口の平面形状は矩形とすることが望ましい。開口の平面形状を矩形とするとき、フラウンホーファー回折が生じ、Ｍ×Ｎ組の回折光が生成される。即ち、係る開口によって振幅格子が形成される。

また、第Ｂ−２の態様に係る３次元像表示装置において、２次元画像形成装置は、２次元的に配列されたＰ×Ｑ個の画素を有する液晶表示装置（より具体的には、透過型若しくは反射型の液晶表示装置）から成り、各画素には開口が備えられており、Ｐ₀＞Ｐ，Ｑ₀＞Ｑを満足する形態とすることができ、あるいは、２次元画像形成装置には、Ｐ×Ｑ個の開口が設けられており、各開口には可動ミラーが設けられており（可動ミラーが２次元マトリクス状に配列された開口のそれぞれに配置された２次元型のＭＥＭＳから成る構成）、Ｐ₀＞Ｐ，Ｑ₀＞Ｑを満足する形態とすることができる。開口の平面形状は矩形とすることが望ましい。開口の平面形状を矩形とするとき、フラウンホーファー回折が生じ、Ｍ×Ｎ組の回折光が生成される。即ち、係る開口によって振幅格子が形成される。また、オーバーサンプリングフィルタは、回折光生成部材、より具体的には、例えば格子フィルタから成る形態とすることができる。尚、格子フィルタは、振幅格子から構成されていてもよいし、位相格子から構成されていてもよい。

第Ｃ−２の態様に係る３次元像表示装置において、２次元画像形成装置は、２次元的に配列されたＰ×Ｑ個（但し、Ｐ₀≧Ｐ，Ｑ₀≧Ｑ）の画素を有する液晶表示装置（より具体的には、透過型若しくは反射型の液晶表示装置）から成る構成とすることができる。尚、ＰとＰ₀、ＱとＱ₀のより具体的な関係として、１≦Ｐ₀／Ｐ≦４、１≦Ｑ₀／Ｑ≦４を例示することができる。

あるいは又、第Ｃ−２の態様に係る３次元像表示装置において、２次元画像形成装置は、
（Ｂ−１）１次元画像を生成する１次元画像形成装置、及び、
（Ｂ−２）１次元画像形成装置によって生成された１次元画像を２次元的に展開して２次元画像を生成する走査光学系、
から成る構成とすることができる。そして、この場合にあっては、１次元画像形成装置は、光源からの光を回折することによって１次元画像を生成する構成とすることができる。更には、第３のレンズの後方には、更に、異方性の光拡散を生じさせる部材（異方性拡散フィルタ、異方性拡散シート、あるいは、異方性拡散フィルム）が配置されている形態とすることもできる。

上記の好ましい構成、形態を含む第Ａ−２の態様、第Ｂ−２の態様あるいは第Ｃ−２の態様に係る３次元像表示装置においては、空間フィルタは、実施例１〜実施例５において説明した本発明の光変調装置、具体的には、Ｍ×Ｎ個の開口部（画素）を有する液晶表示装置（より具体的には、透過型の液晶表示装置）から成る構成とすることができるし、可動ミラーが２次元マトリクス状に配列された２次元型のＭＥＭＳから成る形態とすることもできる。また、空間フィルタにおいては、２次元画像形成装置による２次元画像の生成タイミングと同期して所望の開口部を開状態とする構成とすることができる。

あるいは又、３次元像表示装置は、
（Ａ）光源、
（Ｂ）Ｘ方向に沿ってＰ個の画素を有し、１次元画像を生成する１次元空間光変調器；１次元空間光変調器によって生成された１次元画像を２次元的に展開して２次元画像を生成する走査光学系；及び、２次元画像の生成面に配置され、画素毎に、第ｍ次から第ｍ’次までのＭ組の（但し、ｍ及びｍ’は整数であり、Ｍは正の整数）回折光を生成する回折光生成手段から成る２次元画像形成装置、
（Ｃ）その前側焦点面に回折光生成手段が配置されている第１のレンズ、
（Ｄ）第１のレンズの後側焦点面に配置され、Ｘ方向に沿ってＭ個、Ｙ方向に沿ってＮ個（但し、Ｎは正の整数）の、合計、Ｍ×Ｎ個の開閉制御可能な開口部を有する空間フィルタ、
（Ｅ）その前側焦点面に空間フィルタが配置されている第２のレンズ、並びに、
（Ｆ）第２のレンズの後側焦点に、その前側焦点が位置している第３のレンズ、
を備えていることを特徴とする。

尚、このような３次元像表示装置を、便宜上、第Ａ−３の態様に係る３次元像表示装置と呼ぶ。ここで、空間フィルタが、実施例１〜実施例５において説明した本発明の光変調装置から構成されている。

第Ａ−３の態様に係る３次元像表示装置において、１次元空間光変調器は、光源からの光を回折することによって１次元画像を生成する構成とすることができる。

あるいは又、３次元像表示装置は、
（Ａ）光源、
（Ｂ）１次元画像を生成する１次元空間光変調器；１次元空間光変調器によって生成された１次元画像を２次元的に展開して２次元画像を生成する走査光学系；及び、２次元画像の生成面に配置され、画素毎に、複数の回折次数の回折光を生成する回折光生成手段から成る２次元画像形成装置、
（Ｃ）その前側焦点面に回折光生成手段が配置されている第１のレンズ、
（Ｄ）第１のレンズの後側焦点面に配置され、所定回折次数の回折光のみを通過させる画像制限開口部、
（Ｅ）その前側焦点面に画像制限開口部が配置されている第２のレンズ、
（Ｆ）第２のレンズの後側焦点面に配置され、Ｘ方向及びＹ方向に沿って２次元マトリクス状に配列されたＰ₀×Ｑ₀個（但し、Ｐ₀及びＱ₀は任意の正の整数）の開口領域を有し、第２のレンズによって生成された２次元画像の共役像に基づき、開口領域毎に、Ｘ方向に沿って第ｍ次から第ｍ’次までのＭ組の（但し、ｍ及びｍ’は整数であり、Ｍは正の整数）、Ｙ方向に沿って第ｎ次から第ｎ’次までのＮ組の（但し、ｎ及びｎ’は整数であり、Ｎは正の整数）の、合計、Ｍ×Ｎ組の回折光を生成するオーバーサンプリングフィルタ、
（Ｇ）その前側焦点面にオーバーサンプリングフィルタが配置されている第３のレンズ、
（Ｈ）第３のレンズの後側焦点面に配置され、Ｘ方向に沿ってＭ個、Ｙ方向に沿ってＮ個の、合計、Ｍ×Ｎ個の開閉制御可能な開口部を有する空間フィルタ、
（Ｉ）その前側焦点面に空間フィルタが配置されている第４のレンズ、並びに、
（Ｊ）第４のレンズの後側焦点に、その前側焦点が位置している第５のレンズ、
を備えていることを特徴とする。

尚、このような３次元像表示装置を、便宜上、第Ｂ−３の態様に係る３次元像表示装置と呼ぶ。ここで、空間フィルタが、実施例１〜実施例５において説明した本発明の光変調装置から構成されている。

第Ｂ−３の態様に係る３次元像表示装置において、１次元空間光変調器は、Ｘ方向に沿ってＰ個の画素を有し、光源からの光を回折することによって１次元画像を生成し、Ｐ₀＞Ｐを満足する形態とすることができる。オーバーサンプリングフィルタは、回折光生成部材、より具体的には、例えば格子フィルタから成る形態とすることができる。尚、格子フィルタは、振幅格子から構成されていてもよいし、位相格子から構成されていてもよい。

上記の好ましい構成を含む第Ａ−３の態様あるいは第Ｂ−３の態様に係る３次元像表示装置において、空間フィルタは、実施例１〜実施例５において説明した本発明の光変調装置、具体的には、Ｍ×Ｎ個の開口部（画素）を有する液晶表示装置（より具体的には、透過型の液晶表示装置）から成る構成とすることができるし、可動ミラーが２次元マトリクス状に配列された２次元型のＭＥＭＳから成る形態とすることもできる。また、空間フィルタにおいては、２次元画像の生成タイミングと同期して所望の開口部を開状態とする構成とすることができる。

更には、上記の好ましい構成を含む第Ａ−３の態様に係る３次元像表示装置において、第３のレンズの後方には、更に、異方性の光拡散を生じさせる部材（異方性拡散フィルタ、異方性拡散シート、あるいは、異方性拡散フィルム）が配置されている形態とすることもできる。

第Ａ−２の態様、第Ｂ−２の態様、第Ａ−３の態様、あるいは、第Ｂ−３の態様に係る３次元像表示装置において、ｍ及びｍ’は整数であり、Ｍは正の整数であるが、ｍ，ｍ’，Ｍの関係は、ｍ≦ｍ’であり、且つ、Ｍ＝ｍ’−ｍ＋１である。また、ｎ及びｎ’は整数であり、Ｎは正の整数であるが、ｎ，ｎ’，Ｎの関係は、ｎ≦ｎ’であり、且つ、Ｎ＝ｎ’−ｎ＋１である。また、回折次数の総数に相当するＭ，Ｎの数として、限定するものではないが、
０≦Ｍ（＝ｍ’−ｍ＋１）≦２１
好ましくは、例えば、
５≦Ｍ（＝ｍ’−ｍ＋１）≦２１
また、
０≦Ｎ（＝ｎ’−ｎ＋１）≦２１
好ましくは、例えば、
５≦Ｎ（＝ｎ’−ｎ＋１）≦２１
を例示することができる。Ｍの値とＮの値は、等しくてもよいし、異なっていてもよいし、Ｍの値とＮの値は、等しくてもよいし、異なっていてもよいし、｜ｍ’｜の値と｜ｍ｜の値は、等しくてもよいし、異なっていてもよいし、｜ｎ’｜の値と｜ｎ｜の値は、等しくてもよいし、異なっていてもよい。また、第Ｃ−２の態様に係る３次元像表示装置における光学装置においては、入射した２次元画像における空間周波数が、複数の回折次数（総計Ｍ×Ｎ）に対応した回折角に沿って射出されるが、ここで、Ｘ方向に沿って第ｍ次から第ｍ’次までのＭ組の（但し、ｍ及びｍ’は整数であり、Ｍは正の整数）、Ｙ方向に沿って第ｎ次から第ｎ’次までのＮ組の（但し、ｎ及びｎ’は整数であり、Ｎは正の整数）の、合計、Ｍ×Ｎ組の回折光が生成されるとしたとき、ｍ，ｍ’，Ｍの関係、ｎ，ｎ’，Ｎの関係は、上記のとおりとすることができる。

以上に説明した種々の好ましい構成、形態を含む第Ｂ−１の態様、第Ｂ−２の態様、第Ｂ−３の態様に係る３次元像表示装置におけるオーバーサンプリングフィルタを構成する格子フィルタの構造として、平板ガラスにＰ₀×Ｑ₀個の凹部が２次元マトリクス状に形成された構造（位相格子タイプ）を例示することができる。ここで、係る凹部が開口領域に相当する。開口領域（凹部）の平面形状を、例えば、矩形とするとき、フラウンホーファー回折が生じ、Ｍ×Ｎ組の回折光が生成される。また、上述したとおり、Ｐ₀＞Ｐ，Ｑ₀＞Ｑを満足することが好ましいが、より具体的には、１≦Ｐ₀／Ｐ≦４、１≦Ｑ₀／Ｑ≦４を例示することができる。

また、以上に説明した種々の好ましい構成、形態を含む第Ｃ−１の態様及び第Ｃ−２の態様に係る３次元像表示装置において、２次元画像形成装置における各画素は、平面形状が矩形の開口を有している。そして、第Ｃ−１の態様及び第Ｃ−２の態様に係る３次元像表示装置における光学装置の具体的な構造として、以下の構成を例示することができる。即ち、光学素子の平面形状を、対応する画素の開口の平面形状と同一の形状あるいは相似の形状とすることが好ましい。また、各光学素子は、正の光学パワーを有する凸レンズから構成されており、あるいは又、負の光学パワーを有する凹レンズから構成されており、あるいは又、正の光学パワーを有するフレネルレンズから構成されており、あるいは又、負の光学パワーを有するフレネルレンズから構成されていることが望ましい。云い換えれば、各光学素子は屈折型の格子状素子から成る。そして、光学装置は、一種のマイクロレンズアレイから構成されており、光学装置を構成する材料としてガラスやプラスチックを挙げることができ、マイクロレンズアレイを製造する周知の方法に基づき作製することができる。尚、光学装置は、２次元画像形成装置の後方に隣接して配置されている。このように、光学装置を２次元画像形成装置の後方に隣接して配置することで、２次元画像形成装置に起因した回折現象の影響を無視することができる。あるいは又、２次元画像形成装置と光学装置との間に、例えば、２枚の凸レンズを配置し、一方の凸レンズの前側焦点面に２次元画像形成装置を配置し、一方の凸レンズの後側焦点に他方の凸レンズの前側焦点を位置させ、他方の凸レンズの後側焦点面に光学装置を配置する構成とすることもできる。一般に、回折格子を２つの範疇に分類すると、先に述べたように、入射光波の振幅（強度）を周期的に変調し、格子の光透過率分布に一致した光量分布が得られる振幅格子と、透過光量の位相を変調する、即ち、光の振幅(強度）はそのままで、位相を変調する位相格子とに分類することができるが、第Ｃ−１の態様及び第Ｃ−２の態様に係る３次元像表示装置における光学装置は、後者の位相格子として機能する。

以上に説明した種々の好ましい構成、形態を含む第Ａ−１の態様、第Ｂ−１の態様、第Ｃ−１の態様、第Ａ−２の態様、第Ｂ−２の態様、第Ｃ−２の態様、第Ａ−３の態様、第Ｂ−３の態様に係る３次元像表示装置（以下、これらを総称して、第Ａ−１の態様〜第Ｂ−３の態様に係る３次元像表示装置と呼ぶ）における光源として、レーザ、発光ダイオード（ＬＥＤ）や白色光源を挙げることができる。光源と光変調手段あるいは２次元画像形成装置との間に、光源から射出された光を整形するための照明光学系を配置してもよい。

２次元空間光変調器あるいは２次元画像形成装置を構成する液晶表示装置においては、例えば、次に述べる透明第１電極と透明第２電極の重複領域であって液晶セルを含む領域が、１画素（１ピクセル）に相当する。そして、液晶セルを一種の光シャッター（ライト・バルブ）として動作させることによって、即ち、各画素の光透過率を制御することによって、光源から射出された光の光透過率を制御し、全体として、２次元画像を得ることができる。第Ａ−１の態様、第Ｂ−１の態様、第Ａ−２の態様、第Ｂ−２の態様、第Ａ−３の態様、第Ｂ−３の態様に係る３次元像表示装置にあっては、透明第１電極と透明第２電極の重複領域には、矩形の開口が設けられており、光源から射出された光が係る開口を通過することによって、画素毎に、フラウンホーファー回折が生じ、Ｍ×Ｎ組の回折光が生成される。

液晶表示装置は、例えば、透明第１電極を備えたフロント・パネル、透明第２電極を備えたリア・パネル、及び、フロント・パネルとリア・パネルとの間に配された液晶材料から成る。フロント・パネルは、より具体的には、例えば、ガラス基板やシリコン基板から成る第１の基板と、第１の基板の内面に設けられた透明第１電極（共通電極とも呼ばれ、例えば、ＩＴＯから成る）と、第１の基板の外面に設けられた偏光フィルムとから構成されている。更には、透明第１電極上には配向膜が形成されている。一方、リア・パネルは、より具体的には、例えば、ガラス基板やシリコン基板から成る第２の基板と、第２の基板の内面に形成されたスイッチング素子と、スイッチング素子によって導通／非導通が制御される透明第２電極（画素電極とも呼ばれ、例えば、ＩＴＯから成る）と、第２の基板の外面に設けられた偏光フィルムとから構成されている。透明第２電極を含む全面には配向膜が形成されている。これらの透過型の液晶表示装置を構成する各種の部材や液晶材料は、周知の部材、材料から構成することができる。尚、スイッチング素子として、単結晶シリコン半導体基板に形成されたＭＯＳ型ＦＥＴや薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）といった３端子素子や、ＭＩＭ素子、バリスタ素子、ダイオード等の２端子素子を例示することができる。あるいは又、複数の走査電極が第１の方向に延び、複数のデータ電極が第２の方向に延びる、所謂マトリックス電極構成を有する液晶表示装置とすることもできる。透過型の液晶表示装置にあっては、光源からの光は、第２の基板から入射し、第１の基板から射出される。一方、反射型の液晶表示装置にあっては、光源からの光は、第１の基板から入射し、例えば、第２の基板の内面に形成された第２電極（画素電極）によって反射され、再び、第１の基板から射出される。開口は、例えば、透明第２電極と配向膜との間に、光源からの光に不透明な絶縁材料層を形成し、係る絶縁材料層に開口を形成することで得ることができる。尚、反射型の液晶表示装置として、その他、ＬＣｏＳ（Liquid Crystal on Silicon）タイプを用いることもできる。

また、１次元空間光変調器（１次元画像形成装置）として、より具体的には、回折格子−光変調素子（ＧＬＶ：Grating Light Valve）が一次元的にアレイ状に配列されて成る装置（以下、回折格子−光変調装置と呼ぶ場合がある）を挙げることができる。

第Ａ−１の態様、第Ａ−２の態様、第Ａ−３の態様、第Ｃ−１の態様、第Ｃ−２の態様に係る３次元像表示装置にあっては、共役像形成手段によって形成された共役像を投射する光学的手段を備えていてもよいし、あるいは第３のレンズの後方に、第３のレンズによって形成された像を投射する光学的手段を備えていてもよい。また、第Ｂ−１の態様、第Ｂ−２の態様、第Ｂ−３の態様に係る３次元像表示装置にあっては、共役像形成手段によって形成された共役像を投射する光学的手段を備えていてもよいし、あるいは第５のレンズの後方に、第５のレンズによって形成された像を投射する光学的手段を備えていてもよい。

第Ａ−１の態様〜第Ｂ−３の態様に係る３次元像表示装置において、２次元画像の画素（ピクセル）の数Ｐ×Ｑを（Ｐ，Ｑ）で表記したとき、（Ｐ，Ｑ）の値として、具体的には、ＶＧＡ（６４０，４８０）、Ｓ−ＶＧＡ（８００，６００）、ＸＧＡ（１０２４，７６８）、ＡＰＲＣ（１１５２，９００）、Ｓ−ＸＧＡ（１２８０，１０２４）、Ｕ−ＸＧＡ（１６００，１２００）、ＨＤ−ＴＶ（１９２０，１０８０）、Ｑ−ＸＧＡ（２０４８，１５３６）の他、（１９２０，１０３５）、（７２０，４８０）、（１２８０，９６０）等、画像表示用解像度の幾つかを例示することができるが、これらの値に限定するものではない。

第Ａ−１の態様、第Ａ−２の態様、第Ａ−３の態様に係る３次元像表示装置においては、光変調手段あるいは２次元画像形成装置等によって、２次元画像が生成され、且つ、生成された２次元画像における空間周波数が各画素や回折光生成手段から生じる複数の回折次数に対応した回折角に沿って射出され、フーリエ変換像形成手段あるいは第１のレンズによって空間周波数をフーリエ変換して、複数の回折次数に対応する数のフーリエ変換像が生成され、フーリエ変換像選択手段あるいは空間フィルタによって、複数の回折次数に対応する数だけ生成されたフーリエ変換像の内の所望の回折次数に対応するフーリエ変換像が２次元画像の形成タイミングと同期して選択され、共役像形成手段（第２のレンズ及び第３のレンズ）によって、フーリエ変換像選択手段あるいは空間フィルタに基づき選択されたフーリエ変換像の共役像が形成され、最終的に観察者に到達するといった操作が、順次、時系列的に繰り返されることで、複数の回折次数に相当する光線群を、空間的に高い密度で、しかも、複数の方向に分布した状態で、生成・散布することができる結果、係る光線群により、従来には無い、光の回折現象を効率的に利用した光線再生法に基づき、３次元像表示装置全体を大型化することなく、実世界の物体に近い質感の立体画像を得ることができる。

また、第Ｂ−１の態様、第Ｂ−２の態様、第Ｂ−３の態様に係る３次元像表示装置においては、光変調手段（２次元画像形成装置）によって、２次元画像が生成され、且つ、生成された２次元画像における空間周波数が各画素等から生じる複数の回折次数に対応した回折角に沿って射出され、画像制限・生成手段（第１のレンズ）によって空間周波数がフーリエ変換されて複数の回折次数に対応する数のフーリエ変換像が生成され、その内の所定のフーリエ変換像のみが画像制限・生成手段（画像制限開口部）によって選択され、画像制限・生成手段（第２のレンズ）によって２次元画像の共役像が生成される。そして、係る２次元画像の共役像における空間周波数が、オーバーサンプリングフィルタから、各開口領域から生じる複数の回折次数に対応した回折角に沿って射出され、フーリエ変換像形成手段（第３のレンズ）によって空間周波数がフーリエ変換されて、各開口領域から生じる複数の回折次数に対応する数のフーリエ変換像が生成される。次いで、フーリエ変換像選択手段（空間フィルタ）によって、各開口領域から生じる複数の回折次数に対応する数だけ生成されたフーリエ変換像の内の所望の回折次数に対応するフーリエ変換像が２次元画像の形成タイミングと同期して選択され、共役像形成手段（第２のレンズ及び第３のレンズ）によって、フーリエ変換像選択手段（空間フィルタ）に基づき選択されたフーリエ変換像の共役像が形成され、最終的に観察者に到達する。そして、このような操作が、順次、時系列的に繰り返されることで、オーバーサンプリングフィルタにおける各開口領域から生じる複数の回折次数に相当する光線群を、空間的に高い密度で、しかも、複数の方向に分布した状態で、生成・散布することができる結果、係る光線群により、従来には無い、光の回折現象を効率的に利用した光線再生法に基づき、３次元像表示装置全体を大型化することなく、実世界の物体に近い質感の立体画像を得ることができる。しかも、第Ｂ−１の態様、第Ｂ−２の態様、第Ｂ−３の態様に係る３次元像表示装置にあっては、オーバーサンプリングフィルタを配置することによって、即ち、光変調手段（２次元画像形成装置）とは独立して、読み出した画像（２次元画像の共役像）を新たに空間的にサンプリングするので、最終的に得られる画像の大きさと視野角とを、独立して制御することができる。従って、観察される立体画像の領域を広げつつ、表示される立体画像のスケール（大きさ）を大きくすることが可能となる。

第Ｃ−１の態様あるいは第Ｃ−２の態様に係る３次元像表示装置においては、２次元画像形成装置によって２次元画像が生成され、生成された２次元画像における空間周波数が、屈折型の格子状素子から成る光学素子の集合体である光学装置によって複数の回折次数に対応した回折角に沿って射出され、フーリエ変換像形成手段あるいは第１のレンズによって空間周波数をフーリエ変換して、複数の回折次数に対応する数のフーリエ変換像が生成され、フーリエ変換像選択手段あるいは空間フィルタによって、複数の回折次数に対応する数だけ生成されたフーリエ変換像の内の所望の回折次数に対応するフーリエ変換像が２次元画像の形成タイミングと同期して選択され、共役像形成手段（第２のレンズ及び第３のレンズ）によって、フーリエ変換像選択手段あるいは空間フィルタに基づき選択されたフーリエ変換像の共役像が形成され、最終的に観察者に到達するといった操作が、順次、時系列的に繰り返されることで、複数の回折次数に相当する光線群を、空間的に高い密度で、しかも、複数の方向に分布した状態で、生成・散布することができる結果、係る光線群により、従来には無い、光の回折現象を効率的に利用した光線再生法に基づき、３次元像表示装置全体を大型化することなく、実世界の物体に近い質感の立体画像を得ることができる。

２次元画像形成装置によって生成された２次元画像における空間周波数を、矩形の開口を有し、係る矩形の開口に基づきフラウンホーファー回折を発生させる振幅格子によって複数の回折次数に対応した回折角に沿って射出させた場合、高い開口率を有する振幅格子の作製が困難な場合がある。そして、光利用効率は開口の開口率に依存するが故に、高い光利用効率を達成することが困難となる虞がある。一方、２次元画像における空間周波数をフーリエ変換してフーリエ変換像を生成するとき、複数の回折次数に対応したフーリエ変換像間のユニフォーミティ（回折次数間の光強度の均一性）は、開口が小さい程、向上する。第Ｃ−１の態様あるいは第Ｃ−２の態様に係る３次元像表示装置においては、振幅格子ではなく、屈折型の格子状素子から成る光学素子の集合体である光学装置を採用することで、光学素子それ自体に高い開口率を与えることができ、光利用効率の向上を実現することができるだけでなく、光学素子に入射した光は略一点に集光されるので、小さな開口を得たと等価となり、複数の回折次数に対応したフーリエ変換像間において高いユニフォーミティを達成することができる。しかも、光学装置の最適化を図ることで、高い次数の回折に対しても多くのエネルギーを分配することが可能となる。尚、例えばガラス平板に多数の凹部を形成した位相格子を採用すれば、光利用効率を高めることは可能である。しかしながら、位相変調によるパターン生成の場合、特定の面内において任意のパターン生成は可能であるが、任意の面内において光線による画像を生成するシステムにあっては、任意の面内において特定のパターンを生成することは極めて困難である。第Ｃ−１の態様あるいは第Ｃ−２の態様に係る３次元像表示装置においては、位相格子の代わりに、屈折型の格子状素子から成る光学素子の集合体である光学装置を採用することで、このような位相格子における問題を解消することができる。

しかも、フーリエ変換像選択手段あるいは空間フィルタには高速作動が要求されるが、本発明の光変調装置を適用することで十分に対応することができる。

実施例６は、第Ａ−１の態様及び第Ａ−２の態様に係る３次元像表示装置に関する。図１２、図１３及び図１４に、単色表示の実施例６の３次元像表示装置の概念図を示す。尚、以下の説明において、光軸をｚ軸とし、ｚ軸に直交する平面内での直交座標をｘ軸、ｙ軸とし、ｘ軸と平行な方向をＸ方向、ｙ軸と平行な方向をＹ方向とする。Ｘ方向を、例えば３次元像表示装置における水平方向とし、Ｙ方向を、例えば３次元像表示装置における垂直方向とする。ここで、図１２は、ｙｚ平面における実施例６の３次元像表示装置の概念図である。ｘｚ平面における実施例６の３次元像表示装置の概念図も、実質的には図１２と同様である。また、図１３は、実施例６の３次元像表示装置を斜めから見たときの概念図であり、図１４は、実施例６の３次元像表示装置の構成要素の配置状態を模式的に示す図である。

従来の光線再生法による立体画像の表示では、任意の位置に存在する仮想物体表面を仮想的な原点とした複数の光線を出射することを目的として、予め、様々な角度で出射する光線を提供できる装置を備えておく必要がある。即ち、例えば、図４７に示した装置にあっては、多数（例えば、Ｍ×Ｎ個）のプロジェクタ・ユニット７０１を水平方向及び垂直方向に並列的に配置しなければならない。

一方、実施例６の３次元像表示装置１０１にあっては、図１２〜図１４に示した構成要素を備える３次元像表示装置単体で、従来の技術と比較して、空間的に密度が高く、且つ、大量の光線群を生成・形成することが可能である。実施例６の３次元像表示装置１０１は、１つの３次元像表示装置で、図４７に示した多数（Ｍ×Ｎ個）のプロジェクタ・ユニット７０１を水平方向及び垂直方向に並列的に配置した装置と等価の機能を有する。尚、例えばマルチユニット方式を採用する場合には、図４６に示すように、分割された３次元画像の数だけ、実施例６の３次元像表示装置１０１を備えればよい。図４６においては、実施例６の３次元像表示装置１０１を、４×４＝１６、備えた装置を例示している。

第Ａ−１の態様に係る３次元像表示装置の構成要素に沿って説明すると、実施例６の３次元像表示装置１０１は、
（Ａ）光源１１０、
（Ｂ）複数の画素１３１を有し、光源からの光を各画素１３１によって変調して２次元画像を生成し、且つ、生成した２次元画像における空間周波数を、各画素１３１から生じる複数の回折次数（総計Ｍ×Ｎ）に対応した回折角に沿って射出する光変調手段１３０、
（Ｃ）光変調手段１３０から射出された２次元画像における空間周波数をフーリエ変換して、前記複数の回折次数（総計Ｍ×Ｎ）に対応する数のフーリエ変換像を生成するフーリエ変換像形成手段１４０、
（Ｄ）前記複数の回折次数に対応する数だけ生成されたフーリエ変換像の内、所望の回折次数に対応するフーリエ変換像を選択するフーリエ変換像選択手段１５０、並びに、
（Ｅ）フーリエ変換像選択手段によって選択されたフーリエ変換像の共役像を形成する共役像形成手段１６０、
を備えている。

更には、共役像形成手段１６０には、フーリエ変換像選択手段１５０によって選択されたフーリエ変換像を逆フーリエ変換することにより、光変調手段１３０によって生成された２次元画像の実像を形成する逆フーリエ変換手段（具体的には、後述する第２のレンズＬ₂）が備えられている。また、フーリエ変換像形成手段１４０はレンズから成り、このレンズの前側焦点面に光変調手段１３０が配置されており、このレンズの後側焦点面にフーリエ変換像選択手段１５０が配置されている。フーリエ変換像選択手段１５０あるいは後述する空間フィルタＳＦは、実施例１〜実施例５において説明した本発明の光変調装置から成り、複数の回折次数に対応する数の開閉制御可能な開口部１５１を有する。

ここで、２次元画像における空間周波数は、画素構造の空間周波数を搬送周波数とした画像情報に相当する。

また、第Ａ−２の態様に係る３次元像表示装置の構成要素に沿って説明すると、実施例６の３次元像表示装置１０１は、
（Ａ）光源１１０、
（Ｂ）Ｘ方向及びＹ方向に沿って２次元マトリクス状に配列されたＰ×Ｑ個（但し、Ｐ及びＱは任意の正の整数である）の開口を有し、光源１１０からの光の通過を開口毎に制御することで２次元画像を生成し、且つ、該２次元画像に基づき、開口毎に、Ｘ方向に沿って第ｍ次から第ｍ’次までのＭ組の（但し、ｍ及びｍ’は整数であり、Ｍは正の整数）、Ｙ方向に沿って第ｎ次から第ｎ’次までのＮ組の（但し、ｎ及びｎ’は整数であり、Ｎは正の整数）の、合計、Ｍ×Ｎ組の回折光を生成する２次元画像形成装置１３０、
（Ｃ）その前側焦点面に２次元画像形成装置１３０が配置されている第１のレンズ（より具体的には、実施例６にあっては凸レンズ）Ｌ₁、
（Ｄ）第１のレンズＬ₁の後側焦点面に配置され、Ｘ方向に沿ってＭ個、Ｙ方向に沿ってＮ個の、合計、Ｍ×Ｎ個の開閉制御可能な開口部１５１を有する空間フィルタＳＦ、
（Ｅ）その前側焦点面に空間フィルタＳＦが配置されている第２のレンズ（より具体的には、実施例６にあっては凸レンズ）Ｌ₂、並びに、
（Ｆ）第２のレンズＬ₂の後側焦点に、その前側焦点が位置している第３のレンズ（より具体的には、実施例６にあっては凸レンズ）Ｌ₃、
を備えている。

ここで、実施例６あるいは後述する実施例９、実施例１２にあっては、Ｐ＝１０２４、Ｑ＝７６８であり、ｍ＝−５、ｍ’＝５、Ｍ＝ｍ’−ｍ＋１＝１１、ｎ＝−５、ｎ’＝５、Ｎ＝ｎ’−ｎ＋１＝１１である。但し、これらの値に限定するものではない。また、ｚ軸（光軸に相当する）は、実施例６あるいは後述する実施例７〜実施例１２の３次元像表示装置を構成する各構成要素の中心を通り、しかも、３次元像表示装置を構成する各構成要素と直交する。第Ａ−１の態様に係る３次元像表示装置の構成要素と第Ａ−２の態様あるいは第Ａ−３の態様に係る３次元像表示装置の構成要素とを対比すると、光変調手段１３０は２次元画像形成装置１３０に対応し、フーリエ変換像形成手段１４０は第１のレンズＬ₁に対応し、フーリエ変換像選択手段１５０は空間フィルタＳＦに対応し、逆フーリエ変換手段は第２のレンズＬ₁に対応し、共役像形成手段１６０は第２のレンズＬ₂及び第３のレンズＬ₃に対応している。それ故、便宜上、２次元画像形成装置１３０、第１のレンズＬ₁、空間フィルタＳＦ、第２のレンズＬ₁、及び、第３のレンズＬ₃という用語に基づき、以下、説明を行う。

光源１１０と２次元画像形成装置１３０との間には、光源１１０から射出された光を整形するための照明光学系１２０が配置されている。そして、光源１１０から射出され、照明光学系１２０を通過した光（照明光）によって、２次元画像形成装置１３０が照明される。照明光として、例えば、空間コヒーレンスの高い光源１１０からの光を照明光学系１２０によって平行光に整形された光を用いる。尚、照明光の特性、及び、係る照明光を得るための具体的な構成例に関しては、後述する。

２次元画像形成装置１３０は、２次元的に配列された複数の画素１３１を有する２次元空間光変調器から成り、各画素１３１は開口を備えている。具体的には、２次元画像形成装置１３０あるいは２次元空間光変調器は、２次元的に配列された、即ち、Ｘ方向及びＹ方向に沿って２次元マトリクス状に配列された、Ｐ×Ｑ個の画素１３１を有する透過型の液晶表示装置から成り、各画素１３１には開口が備えられている。

１つの画素１３１は、透明第１電極と透明第２電極の重複領域であって液晶セルを含む領域から構成されている。そして、液晶セルを一種の光シャッター（ライト・バルブ）として動作させることによって、即ち、各画素１３１の光透過率を制御することによって、光源１１０から射出された光の光透過率を制御し、全体として、２次元画像を得ることができる。透明第１電極と透明第２電極の重複領域には、矩形の開口が設けられており、係る開口を光源１１０から射出された光が通過するとフラウンホーファー回折が生じる結果、各画素１３１において、Ｍ×Ｎ組＝１２１組の回折光が生成される。云い換えれば、画素１３１の数はＰ×Ｑであるが故に、総計、（Ｐ×Ｑ×Ｍ×Ｎ）本の回折光が生じると考えることもできる。２次元画像形成装置１３０においては、２次元画像における空間周波数が、各画素１３１から生じる複数の回折次数（総計Ｍ×Ｎ）に対応した回折角に沿って２次元画像形成装置１３０から射出される。尚、２次元画像における空間周波数によっても回折角は異なる。

焦点距離ｆ₁を有する第１のレンズＬ₁の前側焦点面（光源側の焦点面）には２次元画像形成装置１３０が配置されており、第１のレンズＬ₁の後側焦点面（観察者側の焦点面）には空間フィルタＳＦが配置されている。第１のレンズＬ₁によって、複数の回折次数に対応する数であるＭ×Ｎ＝１２１個のフーリエ変換像が生成され、これらのフーリエ変換像は、空間フィルタＳＦ上に結像する。尚、図１３においては、便宜上、６４個のフーリエ変換像を点状にて図示した。

空間フィルタＳＦは、具体的には、フーリエ変換像を、空間的、且つ、時間的にフィルタリングするための時間的な開閉制御が可能な空間フィルタである。より具体的には、空間フィルタＳＦは、複数の回折次数に対応する数（具体的には、Ｍ×Ｎ＝１２１）の開閉制御可能な開口部１５１を有する。そして、空間フィルタＳＦにおいては、２次元画像形成装置１３０による２次元画像の生成タイミングと同期して所望の１つの開口部１５１を開状態とすることによって、所望の回折次数に対応する１つのフーリエ変換像を選択する。より具体的には、空間フィルタＳＦを、例えば、実施例１〜実施例５において説明した本発明の光変調装置から成るＭ×Ｎ個の開口部（画素）を有する強誘電性液晶を用いた透過型の液晶表示装置、あるいは、可動ミラーが２次元マトリクス状に配列された装置を含む２次元型のＭＥＭＳから構成することができる。尚、液晶表示装置から成る空間フィルタＳＦの模式的な正面図を図１５に示す。図１５中、数字（ｍ₀，ｎ₀）は、開口部１５１の番号を示し、且つ、回折次数を示す。即ち、例えば、第（３，２）番目の開口部１５１には、ｍ₀＝３，ｎ₀＝２の回折次数を有するフーリエ変換像が入射する。

前述したとおり、共役像形成手段１６０は、具体的には、第２のレンズＬ₂及び第３のレンズＬ₃から構成されている。そして、焦点距離ｆ₂を有する第２のレンズＬ₂は、空間フィルタＳＦによってフィルタリングされたフーリエ変換像を逆フーリエ変換することにより、２次元画像形成装置１３０によって形成された２次元画像の実像ＲＩを形成する。また、焦点距離ｆ₃を有する第３のレンズＬ₃は、空間フィルタＳＦによってフィルタリングされたフーリエ変換像の共役像ＣＩを形成する。

第２のレンズＬ₂は、その前側焦点面上に、空間フィルタＳＦが位置するように配置され、その後側焦点面に、２次元画像形成装置１３０によって形成された２次元画像の実像ＲＩが形成されるように配置されている。ここで得られる実像ＲＩの２次元画像形成装置１３０に対する倍率は、第２のレンズＬ₂の焦点距離ｆ₂を任意に選択することによって変化させることができる。

一方、第３のレンズＬ₃は、その前側焦点面が第２のレンズＬ₂の後側焦点面に一致するように配置され、その後側焦点面にフーリエ変換像の共役像ＣＩが形成されるように配置されている。ここで、第３のレンズＬ₃の後側焦点面は空間フィルタＳＦの共役面であることから、空間フィルタＳＦ上の１つの開口部１５１に相当する部分から、２次元画像形成装置１３０によって生成された２次元画像が出力されていることと等価となる。そして、最終的に生成・出力される光線の量は、画素数分（Ｐ×Ｑ）の光線に、光学系を透過した複数の回折次数（具体的にはＭ×Ｎ）を乗じた量で定義することができる。また、第３のレンズＬ₃の後側焦点面にはフーリエ変換像の共役像ＣＩが形成されるが、第３のレンズＬ₃の後側焦点面においては、光線群が２次元的に整然と配置されているとみなせる。即ち、全体としては、第３のレンズＬ₃の後側焦点面に、図４７に示したプロジェクタ・ユニットが複数の回折次数分（具体的にはＭ×Ｎ個）、配置されている状態と等価である。

図１３及び図１６に模式的に示すように、２次元画像形成装置１３０における１つの画素１３１によって、Ｘ方向に沿って第−５次から第＋５次までの１１組の、Ｙ方向に沿って第−５次から第＋５’次までの１１組の、合計、Ｍ×Ｎ組＝１２１組の回折光が生成される。尚、図１６では、０次光（ｎ₀＝０）、±１次光（ｎ₀＝±１）、及び、±２次光（ｎ₀＝±２）の回折光のみを代表して図示しているが、実際には、更に高次の回折光が生成され、これらの回折光に基づき、最終的に立体画像が形成される。ここで、各回折次数の回折光（光束）には、２次元画像形成装置１３０によって形成された２次元画像の全画像情報（全ての画素の情報）が集約されている。２次元画像形成装置１３０上の同一画素から回折によって生成される複数の光線群（１１×１１＝１２１の光線群）は、同時刻において、全て、同一の画像情報を有する。云い換えれば、Ｐ×Ｑ個の画素１３１を有する透過型の液晶表示装置から成る２次元画像形成装置１３０においては、光源１１０からの光が各画素１３１によって変調されて２次元画像が生成され、且つ、生成された２次元画像における空間周波数は、各画素１３１から生じる複数の回折次数（総計Ｍ×Ｎ）に対応した回折角に沿って射出される。即ち、２次元画像のＭ×Ｎ個の一種のコピーが２次元画像形成装置１３０から、複数の回折次数（総計Ｍ×Ｎ）に対応した回折角に沿って射出される。

そして、２次元画像形成装置１３０によって形成された２次元画像の全画像情報が集約された２次元画像における空間周波数は、第１のレンズＬ₁によってフーリエ変換され、複数の回折次数（総計Ｍ×Ｎ）に対応する数のフーリエ変換像が生成され、係るフーリエ変換像は空間フィルタＳＦ上に結像される。第１のレンズＬ₁において、複数の回折次数に対応した回折角に沿って射出された２次元画像における空間周波数のフーリエ変換像が生成されるので、空間的に高い密度にてフーリエ変換像を得ることができる。

ここで、光源１１０から射出された光（照明光）の波長をλ（ｍｍ）、２次元画像形成装置１３０によって形成された２次元画像における空間周波数をν（ｌｐ／ｍｍ）、第１のレンズＬ₁の焦点距離をｆ₁（ｍｍ）とすると、第１のレンズＬ₁の後側焦点面では、光軸から距離Ｙ₁（ｍｍ）の位置に、空間周波数νを有する光（フーリエ変換像）が現れる。

Ｙ₁＝ｆ₁・λ・ν （１）

第１のレンズＬ₁における集光状態を、図１７に模式的に示す。尚、図１７中、「Ｙ₀」は、２次元画像形成装置１３０によって形成された２次元画像のｙ軸方向の長さを示し、「Ｙ₁」は、２次元画像形成装置１３０によって形成された２次元画像に基づく空間フィルタＳＦ上でのフーリエ変換像のｙ軸方向の間隔を示す。また、０次の回折光を実線で示し、第１次の回折光を点線で示し、第２次の回折光を一点鎖線で示す。各回折次数の回折光が、云い換えれば、回折次数に対応する数だけ生成されたフーリエ変換像が、第１のレンズＬ₁によって空間フィルタＳＦ上の異なる開口部１５１に集光される（図１３も参照）。開口部１５１の数は、先に説明したとおりＭ×Ｎ個＝１２１個である。空間フィルタＳＦへの集光角（空間フィルタＳＦから射出された後の発散角）θは、回折次数が同じフーリエ変換像（あるいは回折光）にあっては、Ｐ×Ｑ個の画素１３１において同一である。空間フィルタＳＦ上において、隣接する回折次数のフーリエ変換像の間の間隔は、式（１）から求めることができる。式（１）から、第１のレンズＬ₁の焦点距離ｆ₁を任意に選択することによって、フーリエ変換像の位置（空間フィルタＳＦ上の結像位置）を変化させることが可能である。

第１のレンズＬ₁において、複数の回折次数に対応した回折角に沿って射出された２次元画像における空間周波数を透過させるためには、利用する回折次数に応じて第１のレンズＬ₁の開口率ＮＡを選択する必要があり、焦点距離に拘わらず、第１のレンズＬ₁以降の全てのレンズの開口率は、第１のレンズＬ₁の開口率ＮＡ以上であることが要求される。

開口部１５１の大きさは、式（１）におけるＹ₁の値と同じ値とすればよい。一例として、照明光の波長λを５３２ｎｍ、第１のレンズＬ₁の焦点距離ｆ₁を５０ｍｍ、２次元画像形成装置１３０の１画素１３１の大きさを１３μｍ〜１４μｍ程度とすると、Ｙ₁の値は約２ｍｍとなる。これは、空間フィルタＳＦ上において、約２ｍｍ間隔という高い密度で各回折次数に対応したフーリエ変換像を得ることができることを意味する。云い換えれば、空間フィルタＳＦ上において、Ｘ方向、Ｙ方向のいずれの方向においても、約２ｍｍ間隔で、１１×１１＝１２１個のフーリエ変換像を得ることができる。

ここで、２次元画像形成装置１３０によって形成された２次元画像における空間周波数νは、２次元画像がＰ×Ｑ個の画素１３１から構成される２次元画像形成装置１３０によって形成されているので、最高でも、２次元画像形成装置１３０を構成する連続した２つの画素１３１から成る周期を有する周波数である。

図１８の（Ａ）に、２次元画像形成装置１３０によって形成された２次元画像における空間周波数が最も低い状態にある２次元画像形成装置１３０の模式的な正面図を示す。ここで、最も空間周波数が低い状態とは、全ての画素を、黒表示、又は、白表示にした場合であり、この場合の２次元画像における空間周波数は、平面波成分のみ（ＤＣ成分）を有する。尚、図１８の（Ａ）では白表示とした場合を示す。この場合における、第１のレンズＬ₁によって結像されたフーリエ変換像の光強度の周波数特性を模式的に図１９の（Ａ）に示すが、フーリエ変換像の光強度のピークは周波数ν₁の間隔で現れる。

一方、図１８の（Ｂ）に、２次元画像形成装置１３０によって形成された２次元画像における空間周波数が最も高い状態にある２次元画像形成装置１３０の模式的な正面図を示す。ここで、最も空間周波数が高い状態とは、全ての画素が、黒表示と白表示とを交互に表示する場合である。この場合における、第１のレンズＬ₁によって結像されたフーリエ変換像の光強度の周波数特性を模式的に図１９の（Ｂ）に示すが、フーリエ変換像の光強度のピークは周波数ν₂（＝ν₁／２）の間隔で現れる。図２０の（Ａ）に、空間フィルタＳＦ上（ｘｙ平面上）におけるフーリエ変換像の分布を模式的に示し、図２０の（Ｂ）及び（Ｃ）に、図２０の（Ａ）のｘ軸（点線で表す）上におけるフーリエ変換像の光強度分布を模式的に示す。尚、図２０の（Ｂ）は最低空間周波数成分（平面波成分）を示し、図２０の（Ｃ）は最高空間周波数成分を示す。

空間フィルタＳＦにおける開口部１５１の平面形状は、フーリエ変換像の形状に基づき決定すればよい。更には、フーリエ変換像の平面波成分のピーク位置が中心となるように、各々の回折次数に対して開口部１５１を設ければよい。これによって、各開口部１５１の中心位置１５２に、フーリエ変換像の光強度のピークが位置する。即ち、２次元画像における空間周波数が最低空間周波数成分（平面波成分）の場合におけるフーリエ変換像の周期的なパターンを中心として、２次元画像における正負の最高空間周波数を全て通過させ得るような開口部１５１とすればよい。

ところで、最も空間周波数が高い状態とは、図１８の（Ｂ）に示したように、全ての画素が、黒表示と白表示とを交互に表示する場合である。また、２次元画像形成装置１３０における画素構造の空間周波数と、２次元画像における空間周波数との関係は、以下のとおりである。即ち、開口が画素の全てを占めている（即ち、開口率１００％）と仮定したとき、２次元画像における最高空間周波数は、画素構造の空間周波数の（１／２）である。また、開口が画素の或る割合（１００％未満）を占めている場合には、２次元画像における最高空間周波数は、画素構造の空間周波数の（１／２）を下回る。それ故、空間フィルタＳＦにおいて現れる画素構造に起因した周期的なパターンの間隔の半分の位置までに、２次元画像における空間周波数は全て出現する。このことから、全ての開口部１５１を、空間的に相互に干渉することなく配置することができる。即ち、例えば、第（３，２）番目の開口部１５１には、ｍ₀＝３，ｎ₀＝２の回折次数を有するフーリエ変換像が入射する一方、ｍ₀＝３，ｎ₀＝２の回折次数を有するフーリエ変換像は、他の開口部１５１には入射しない。これにより、フーリエ変換像毎に独立した開口部１５１を有する空間フィルタＳＦ上において、１つの開口部１５１に位置するフーリエ変換像内に、２次元画像形成装置１３０によって形成された２次元画像における空間周波数が存在する一方、開口部１５１の空間的な制限によって２次元画像形成装置１３０によって形成された２次元画像における空間周波数が欠落することはない。尚、画素構造の空間周波数を搬送周波数と見做すことができ、２次元画像における空間周波数は、画素構造の空間周波数を搬送周波数とした画像情報に相当する。

そして、空間フィルタＳＦにおいては、Ｍ×Ｎ個のフーリエ変換像のそれぞれの通過／不通過を制御するために、開口部１５１の開閉制御が行われる。空間フィルタＳＦを、例えば、実施例１〜実施例５において説明した本発明の光変調装置から構成すれば、液晶セルを一種の光シャッター（ライト・バルブ）として高速動作させることによって開口部１５１の開閉制御を行うことができる。

以下、空間フィルタＳＦにおける開口部１５１の開閉制御のタイミングについて説明する。

空間フィルタＳＦにおいては、所望の回折次数に対応するフーリエ変換像を選択するために、２次元画像形成装置１３０の画像出力と同期して、開口部１５１の開閉制御を行う。この操作を、図２１、図２２、及び、図２３を参照して説明する。尚、図２１の最上段は、２次元画像形成装置１３０における画像出力のタイミングを示しており、図２１の中段は、空間フィルタＳＦにおける第（３，２）番目の開口部１５１の開閉タイミングを示し、図２１の下段は、第（３，３）番目の開口部１５１の開閉タイミングを示す。尚、後述する実施例８〜実施例１２の３次元像表示装置における動作も同様とすることができる。

図２１に示すように、２次元画像形成装置１３０において、例えば時間ｔ_1S〜ｔ_1Eの間（期間Ｔ₁）に画像「Ａ」が表示され、時間ｔ_2S〜ｔ_2Eの間（期間Ｔ₂）に画像「Ｂ」が表示されるとする。このとき、空間フィルタＳＦにおいては、図２１に示すように、期間Ｔ₁にあっては第（３，２）番目の開口部１５１を、期間Ｔ₂にあっては第（３，３）番目の開口部１５１を開状態とする。こうして、２次元画像形成装置１３０における同じ画素１３１において異なる回折次数として生成され、第１のレンズＬ₁によって生成されるフーリエ変換像に、異なる画像情報を付加することができる。云い換えれば、期間Ｔ₁にあっては、２次元画像形成装置１３０における或る画素１３１において得られるｍ₀＝３，ｎ₀＝２の回折次数を有するフーリエ変換像には、画像「Ａ」に関する画像情報が含まれている。一方、期間Ｔ₂にあっては、２次元画像形成装置１３０における同じ或る画素において得られるｍ₀＝３，ｎ₀＝３の回折次数を有するフーリエ変換像には、画像「Ｂ」に関する画像情報が含まれている。尚、期間Ｔの長さは、前述した期間Ｐｒの長さと同じである。

図２２に、２次元画像形成装置１３０における画像形成のタイミングと開口部１５１の制御のタイミングとを模式的に示す。期間Ｔ₁にあっては、２次元画像形成装置１３０において画像「Ａ」が表示され、Ｍ×Ｎ個のフーリエ変換像が空間フィルタＳＦの対応する開口部１５１にフーリエ変換像「α」として集光される。期間Ｔ₁では、第（３，２）番目の開口部１５１のみを開くので、ｍ₀＝３，ｎ₀＝２の回折次数を有するフーリエ変換像「α」のみが空間フィルタＳＦを通過する。次の期間Ｔ₂にあっては、２次元画像形成装置１３０において画像「Ｂ」が表示され、同様にＭ×Ｎ個のフーリエ変換像が空間フィルタＳＦの対応する開口部１５１にフーリエ変換像「β」として集光される。期間Ｔ₂では、第（３，３）番目の開口部１５１のみを開くので、ｍ₀＝３，ｎ₀＝３の回折次数を有するフーリエ変換像「β」のみが空間フィルタＳＦを通過する。以下、順次、２次元画像形成装置１３０の画像形成タイミングに同期して、空間フィルタＳＦにおける開口部１５１の開閉制御を行う。尚、図２２において、開状態の開口部１５１を実線で囲み、閉状態の開口部１５１を点線で囲んだ。

このようなタイミングで２次元画像形成装置１３０における画像形成と開口部１５１の開閉制御とを行った場合に、この３次元像表示装置の最終出力として得られる画像を、図２３に模式的に示す。図２３において、画像「Ａ’」は、第（３，２）番目の開口部１５１のみを開くので、ｍ₀＝３，ｎ₀＝２の回折次数を有するフーリエ変換像「α」のみが空間フィルタＳＦを通過する結果得られる画像であり、画像「Ｂ’」は、第（３，３）番目の開口部１５１のみを開くので、ｍ₀＝３，ｎ₀＝３の回折次数を有するフーリエ変換像「β」のみが空間フィルタＳＦを通過する結果得られる画像であり、画像「Ｃ’」は、第（４，２）番目の開口部１５１のみを開くので、ｍ₀＝４，ｎ₀＝２の回折次数を有するフーリエ変換像「γ」のみが空間フィルタＳＦを通過する結果得られる画像である。尚、図２３に示す画像は、観察者が眺める画像である。図２３においては、便宜上、画像と画像とを実線で区分したが、係る実線は仮想の実線である。また、正確には、同時刻に、図２３に示した画像が得られるわけではないが、画像の切り替え期間は非常に短時間なので、観察者の目には同時に表示されているように観察される。例えば、１フレームの表示期間内に、２次元画像形成装置１３０における全ての次数分（Ｍ×Ｎ）の画像形成と、空間フィルタＳＦにおける１つの画像の選択が行われる。また、図２３では平面的に図示しているが、観察者に実際に観察されるのは立体画像である。

即ち、前述したように、第３のレンズＬ₃の後側焦点面からは、２次元画像形成装置１３０によって生成された２次元画像（例えば、時系列的に、画像「Ａ’」、画像「Ｂ’」・・・画像「Ｃ’」）が出力される。即ち、全体としては、第３のレンズＬ₃の後側焦点面に、図４７に示したプロジェクタ・ユニットが複数の回折次数分（具体的にはＭ×Ｎ個）、配置されており、時系列的に、或るプロジェクタ・ユニットから画像「Ａ’」が出力され、別のプロジェクタ・ユニットから画像「Ｂ’」が出力され、更に別のプロジェクタ・ユニットから画像「Ｃ’」が出力されると等価となる。そして、例えば、或る物体を種々の位置（角度）から撮影した多数の画像（あるいは、コンピュータによって作成した画像）のデータに基づき、２次元画像形成装置１３０において画像を時系列的に再生すれば、これらの画像に基づき立体画像を得ることができる。

尚、回折次数に依存して、得られる画像の明るさが相違する場合には、最も暗い画像を基準として、明るい画像を減光する減光フィルタを第３のレンズＬ₃の後側焦点面に配置すればよい。後述する実施例７〜実施例１２においても同様である。

また、空間フィルタＳＦに設けられた開口部１５１の開閉制御を、全ての開口部１５１に対して行わなくともよい。即ち、例えば、１つおきに開口部１５１の開閉制御を行ってもよいし、所望の位置に位置する開口部１５１だけの開閉制御を行ってもよい。後述する実施例７〜実施例１２においても同様である。

光源及び照明光学系の構成例を、図２４の（Ａ）〜（Ｃ）、図２５の（Ａ）〜（Ｂ）に示す。ここで、光源によって射出され、照明光学系によって整形され、２次元画像形成装置１３０を照明する光（照明光）の特性を、以下、空間コヒーレンスを用いて説明する。

空間コヒーレンスは、任意の空間における断面で生じる光の干渉性を示し、その度合いは、生成される干渉縞のコントラストで示すことができる。干渉縞の生成過程において、最もコントラストの高い干渉縞は、平面波若しくは平面波と光学的に交換可能な球面波の干渉によって生成される。このことから、空間コヒーレンスの最も高い光は、平面波（若しくは球面波）であることが分かる。１つの進行方向の成分のみを有する例えば平面波は空間コヒーレンスが最も高く、空間コヒーレンスの度合いが低くなるに従い、進行方向の成分が複数存在するようになる。また、光の進行方向成分の分布は、発光原点若しくは２次発光点の空間的な大きさを議論することと等価である。以上のことから、空間コヒーレンスは、発光原点若しくは２次発光点の空間的な大きさに基づき議論することができる。空間コヒーレンス、即ち、光源の空間的な大きさは、３次元像表示装置における画像の空間周波数特性を決定する要因となる。完全な空間コヒーレンスを有する光以外を照明光に用いると、高周波成分から順番にコントラストの低下が生じる。得られる画像の空間周波数特性は、具体的なアプリケーションによって異なる要求があることから、ここでは、具体的数値に言及せず、異なる要求に柔軟に対応するための様々な構成方法について述べる。

実施例６の３次元像表示装置１０１においては、照明光として空間コヒーレンスの高い光を用いる場合と、そうでない場合において、光源及び照明光学系の構成方法が異なる。また、光源の特性により照明光学系の構成が異なる。以下では、光源及び照明光学系における構成方法の組み合わせについて説明する。尚、光源は全ての場合において、単色若しくは単色に近い光源であることを前提としている。

図２４の（Ａ）は、第１構成例として、空間コヒーレンスの高い光源１１０Ａにより、全体として空間コヒーレンスの高い照明光学系１２０Ａを構成した例を示している。光源１１０Ａは、例えばレーザから構成されている。照明光学系１２０Ａは、光源側から順に、レンズ１２１Ａ、円形開口板１２２Ａ、及び、レンズ１２４Ａから構成されている。円形開口板１２２Ａには、中央に円形のアパーチャ１２３Ａが設けられている。レンズ１２４Ａにおける集光位置にアパーチャ１２３Ａが配置されている。レンズ１２４Ａは、コリメータレンズとして機能する。

図２４の（Ｂ）は、第２構成例として、空間コヒーレンスの高い光源１１０Ｂを用いて、全体として空間コヒーレンスの高くない照明光学系１２０Ｂを構成した例を示している。光源１１０Ｂは、例えばレーザから構成されている。照明光学系１２０Ｂは、光源側から順に、レンズ１２１Ｂ、拡散板１２２Ｂ、及び、レンズ１２４Ｂから構成されている。拡散板１２２Ｂは、可動拡散板であってもよい。

図２４の（Ｃ）及び図２５の（Ａ）は、第３構成例及び第４構成例として、空間コヒーレンスの高くない光源１１０Ｃ，１１０Ｄを用いて、全体として空間コヒーレンスの高い照明光学系１２０Ｃ，１２０Ｄを構成した例を示している。光源１１０Ｃ，１１０Ｄとしては、例えば発光ダイオード（ＬＥＤ）や白色光源を用いる。図２４の（Ｃ）の照明光学系１２０Ｃは、光源側から順に、レンズ１２１Ｃ、円形開口板１２２Ｃ、及び、レンズ１２４Ｃから構成されている。円形開口板１２２Ｃには、中央に円形のアパーチャ１２３Ｃが設けられている。レンズ１２４Ｃにおける集光位置に、アパーチャ１２３Ｃが配置されている。レンズ１２４Ｃは、コリメータレンズとして機能する。一方、図２５の（Ａ）の照明光学系１２０Ｄは、図２４の（Ｃ）の照明光学系１２０Ｃに比べてレンズ１２１Ｃが省略され、光源側から順に、円形開口板１２２Ｄ、アパーチャ１２３Ｄ、及び、レンズ１２４Ｄから構成されている。

図２５の（Ｂ）は、第５構成例として、空間コヒーレンスの高くない光源１１０Ｅを用いて、全体として空間コヒーレンスの高くない照明光学系１２０Ｅを構成した例を示している。光源１１０Ｅの他は、レンズ１２４Ｅのみで構成されている。

各構成例において、全体として空間コヒーレンスの高い照明光学系を構築する場合には、光源に依存することなく２次発光点を小さくしている。また、全体として空間コヒーレンスの高くない照明光学系を構築する場合には、光源に依存すること無く、２次発光点を大きくしている。以上に説明した光源及び照明光学系の各構成例は、以下の実施例７〜実施例１２にも適用することができる。

以上に説明したように、実施例６の３次元像表示装置１０１によれば、光変調手段（２次元画像形成装置）１３０によって生成された２次元画像における空間周波数が、複数の回折次数に対応した回折角に沿って射出され、フーリエ変換像形成手段１４０（第１のレンズＬ₁）によってフーリエ変換されることで得られたフーリエ変換像は、フーリエ変換像選択手段１５０（空間フィルタＳＦ）によって、空間的、且つ、時間的にフィルタリングされ、そのフィルタリングされたフーリエ変換像の共役像ＣＩが形成される構成を有するので、３次元像表示装置全体を大型化することなく、空間的に高い密度で、しかも、複数の方向に分布した状態で、光線群を生成・散布することができる。また、光線群の構成要素である個々の光線を、独立して、時間的及び空間的に制御することができる。これにより、実世界の物体と同質に近い光線による立体画像を得ることができる。

また、実施例６の３次元像表示装置１０１によれば、光線再生法を利用しているので、焦点調節、輻輳、運動視差などの視覚機能を満足した立体画像を提供することが可能である。更には、実施例６の３次元像表示装置１０１によれば、高次回折光を効率的に利用しているので、従来の画像出力手法と比較して、１つの画像出力デバイス（２次元画像形成装置１３０）によって制御可能な光線（２次元画像の一種のコピー）を、複数の回折次数分だけ（即ち、Ｍ×Ｎ個）、得ることができる。しかも、実施例６の３次元像表示装置１０１によれば、空間的、且つ、時間的にフィルタリングを行うので、３次元像表示装置の時間的特性を、３次元像表示装置の空間的特性に変換することができる。また、拡散スクリーン等を用いること無く、立体画像を得ることができる。更には、どのような方向からの観察に対しても適切な立体画像を提供することができる。また、空間的に高い密度で光線群を生成・散布することができるので、視認限界に近い精細な空間画像を提供することができる。

実施例７は、第Ｂ−１の態様及び第Ｂ−２の態様に係る３次元像表示装置に関する。図２６、図２７及び図２８に、単色表示の実施例７の３次元像表示装置の概念図を示す。ここで、図２６は、ｙｚ平面における実施例７の３次元像表示装置の概念図である。ｘｚ平面における実施例７の３次元像表示装置の概念図も、実質的には図２６と同様である。また、図２７は、実施例７の３次元像表示装置を斜めから見たときの概念図であり、図２８は、実施例７の３次元像表示装置の構成要素の配置状態を模式的に示す図である。

第Ｂ−１の態様に係る３次元像表示装置の構成要素に沿って説明すると、実施例７の３次元像表示装置５０１は、
（Ａ）光源１１０、
（Ｂ）複数の画素５３１を有し、光源１１０からの光を各画素５３１によって変調して２次元画像を生成し、且つ、生成した２次元画像における空間周波数を、各画素５３１から生じる複数の回折次数に対応した回折角に沿って射出する光変調手段５３０、
（Ｃ）光変調手段５３０から射出された２次元画像における空間周波数をフーリエ変換して、前記各画素５３１から生じる複数の回折次数に対応する数のフーリエ変換像を生成し、これらのフーリエ変換像の内の所定のフーリエ変換像（例えば、平面波成分の０次回折を搬送周波数とする１次回折に対応するフーリエ変換像）のみを選択し、更には、この選択されたフーリエ変換像を逆フーリエ変換して、光変調手段５３０によって生成された２次元画像の共役像（２次元画像の実像）を形成する画像制限・生成手段５３２、
（Ｄ）複数の開口領域５３４を有し、２次元画像の共役像における空間周波数を、各開口領域５３４から生じる複数の回折次数に対応した回折角に沿って射出するオーバーサンプリングフィルタ（回折光生成部材）ＯＳＦ、
（Ｅ）オーバーサンプリングフィルタＯＳＦから射出された２次元画像の共役像における空間周波数をフーリエ変換して、各開口領域５３４から生じる複数の回折次数に対応する数のフーリエ変換像を生成するフーリエ変換像形成手段５４０、
（Ｆ）各開口領域５３４から生じる複数の回折次数に対応する数だけ生成されたフーリエ変換像の内、所望の回折次数に対応するフーリエ変換像を選択するフーリエ変換像選択手段５５０、並びに、
（Ｇ）フーリエ変換像選択手段５５０によって選択されたフーリエ変換像の共役像を形成する共役像形成手段５６０、
を備えている。

更には、共役像形成手段５６０には、フーリエ変換像選択手段５５０によって選択されたフーリエ変換像を逆フーリエ変換することにより、画像制限・生成手段５３２によって生成された２次元画像の共役像（以下、単に、「２次元画像の共役像」と呼ぶ場合がある）を形成する逆フーリエ変換手段（具体的には、後述する第４のレンズＬ₄）が備えられている。また、フーリエ変換像形成手段５４０はレンズから成り、このレンズの前側焦点面にオーバーサンプリングフィルタＯＳＦが配置されており、このレンズの後側焦点面にフーリエ変換像選択手段５５０が配置されている。フーリエ変換像選択手段５５０は、各開口領域５３４から生じる複数の回折次数に対応する数の開閉制御可能な開口部５５１を有する。

ここで、２次元画像における空間周波数は、画素構造の空間周波数を搬送周波数とした画像情報に相当する。また、２次元画像の共役像における空間周波数は、２次元画像における空間周波数から画素構造の空間周波数が除去された空間周波数である。

また、第Ｂ−２の態様に係る３次元像表示装置の構成要素に沿って説明すると、実施例７の３次元像表示装置５０１は、
（Ａ）光源１１０、
（Ｂ）Ｘ方向及びＹ方向に沿って２次元マトリクス状に配列された開口（個数：Ｐ×Ｑ）を有し、光源１１０からの光の通過、反射、あるいは回折を開口毎に制御することで２次元画像を生成し、且つ、該２次元画像に基づき、開口毎に、複数の回折次数の回折光を生成する２次元画像形成装置５３０、
（Ｃ）その前側焦点面に２次元画像形成装置５３０が配置されている第１のレンズＬ₁、
（Ｄ）第１のレンズＬ₁の後側焦点面に配置され、所定回折次数の回折光（例えば、平面波成分の０次回折を搬送周波数とする１次回折に対応するフーリエ変換像）のみを通過させる画像制限開口部５３３、
（Ｅ）その前側焦点面に画像制限開口部５３３が配置されている第２のレンズＬ₂、
（Ｆ）第２のレンズＬ₂の後側焦点面に配置され、Ｘ方向及びＹ方向に沿って２次元マトリクス状に配列されたＰ₀×Ｑ₀個（但し、Ｐ₀及びＱ₀は任意の正の整数）の開口領域５３４を有し、第２のレンズＬ₂によって生成された２次元画像の共役像に基づき、開口領域５３４毎に、Ｘ方向に沿って第ｍ次から第ｍ’次までのＭ組の（但し、ｍ及びｍ’は整数であり、Ｍは正の整数）、Ｙ方向に沿って第ｎ次から第ｎ’次までのＮ組の（但し、ｎ及びｎ’は整数であり、Ｎは正の整数）の、合計、Ｍ×Ｎ組の回折光を生成するオーバーサンプリングフィルタ（回折光生成部材）ＯＳＦ、
（Ｇ）その前側焦点面にオーバーサンプリングフィルタＯＳＦが配置されている第３のレンズＬ₃、
（Ｈ）第３のレンズＬ₃の後側焦点面に配置され、Ｘ方向に沿ってＭ個、Ｙ方向に沿ってＮ個の、合計、Ｍ×Ｎ個の開閉制御可能な開口部５５１を有する空間フィルタＳＦ、
（Ｉ）その前側焦点面に空間フィルタＳＦが配置されている第４のレンズＬ₄、並びに、
（Ｊ）第４のレンズＬ₄の後側焦点に、その前側焦点が位置している第５のレンズＬ₅、
を備えている。

尚、実施例７にあっては、第１のレンズＬ₁、第２のレンズＬ₂、第３のレンズＬ₃、第４のレンズＬ₄及び第５のレンズＬ₅は、具体的には、凸レンズから構成されている。また、画像制限・生成手段５３２は、２枚のレンズ（第１のレンズＬ₁及び第２のレンズＬ₂）、及び、これらの２枚のレンズ（第１のレンズＬ₁及び第２のレンズＬ₂）の間に配置され、所定のフーリエ変換像（例えば、平面波成分の０次回折を搬送周波数とする１次回折に対応するフーリエ変換像）のみを通過させる画像制限開口部５３３から構成されている。更には、オーバーサンプリングフィルタ（回折光生成部材）ＯＳＦは格子フィルタ（回折格子フィルタ）から成り、より具体的には、平板ガラスにＰ₀×Ｑ₀個の凹部（開口領域に相当し、平面形状は矩形である）が２次元マトリクス状に形成された構造を有する。即ち、オーバーサンプリングフィルタ（回折光生成部材）ＯＳＦは、位相格子から構成されている。後述する実施例１０あるいは実施例１２にあっても同様である。

ここで、実施例７あるいは後述する実施例１０あるいは実施例１２にあっては、Ｐ₀＝２０４８、Ｑ₀＝１５３６であり、Ｐ＝１０２４、Ｑ＝７６８であり、ｍ＝−５、ｍ’＝５、Ｍ＝ｍ’−ｍ＋１＝１１、ｎ＝−５、ｎ’＝５、Ｎ＝ｎ’−ｎ＋１＝１１である。但し、これらの値に限定するものではない。また、ｚ軸（光軸に相当する）は、実施例７あるいは後述する実施例１０あるいは実施例１２の３次元像表示装置５０１を構成する各構成要素の中心を通り、しかも、３次元像表示装置５０１を構成する各構成要素と直交する。第Ｂ−１の態様に係る３次元像表示装置の構成要素と第Ｂ−２の態様あるいは第Ｂ−３の態様に係る３次元像表示装置の構成要素とを対比すると、光変調手段５３０は２次元画像形成装置５３０に対応し、画像制限・生成手段５３２は、第１のレンズＬ₁、画像制限開口部５３３及び第２のレンズＬ₂に対応し、フーリエ変換像形成手段５４０は第３のレンズＬ₃に対応し、フーリエ変換像選択手段５５０は空間フィルタＳＦに対応し、逆フーリエ変換手段は第４のレンズＬ₄に対応し、共役像形成手段５６０は第４のレンズＬ₄及び第５のレンズＬ₅に対応している。それ故、便宜上、２次元画像形成装置５３０、第１のレンズＬ₁、画像制限開口部５３３、第２のレンズＬ₂、第３のレンズＬ₃、空間フィルタＳＦ、第４のレンズＬ₄、及び、第５のレンズＬ₅という用語に基づき、以下、説明を行う。

光源１１０と２次元画像形成装置５３０との間には、光源１１０から射出された光を整形するための照明光学系１２０が配置されている。そして、光源１１０から射出され、照明光学系１２０を通過した光（照明光）によって、２次元画像形成装置５３０が照明される。照明光として、例えば、空間コヒーレンスの高い光源１１０からの光を照明光学系１２０によって平行光に整形された光を用いる。尚、照明光の特性、及び、係る照明光を得るための具体的な構成例に関しては、前述した照明光学系１２０と同様とすることができる。

２次元画像形成装置５３０は、２次元的に配列された複数の画素５３１を有する２次元空間光変調器から成り、各画素５３１は開口を備えている。具体的には、２次元画像形成装置５３０あるいは２次元空間光変調器は、２次元的に配列された、即ち、Ｘ方向及びＹ方向に沿って２次元マトリクス状に配列された、Ｐ×Ｑ個の画素５３１を有する透過型の液晶表示装置から成り、各画素５３１には開口が備えられている。

１つの画素５３１は、透明第１電極と透明第２電極の重複領域であって液晶セルを含む領域から構成されている。そして、液晶セルを一種の光シャッター（ライト・バルブ）として動作させることによって、即ち、各画素５３１の光透過率を制御することによって、光源１１０から射出された光の光透過率を制御し、全体として、２次元画像を得ることができる。透明第１電極と透明第２電極の重複領域には、矩形の開口が設けられており、係る開口を光源１１０から射出された光が通過するとフラウンホーファー回折が生じる結果、各画素５３１において、Ｍ×Ｎの回折光が生成される。云い換えれば、画素５３１の数はＰ×Ｑであるが故に、総計（Ｐ×Ｑ×Ｍ×Ｎ）本の回折光が生じると考えることもできる。２次元画像形成装置５３０においては、２次元画像における空間周波数が、各画素５３１から生じる複数の回折次数（総計Ｍ×Ｎ）に対応した回折角に沿って２次元画像形成装置５３０から射出される。尚、２次元画像における空間周波数によっても回折角は異なる。

焦点距離ｆ₁を有する第１のレンズＬ₁の前側焦点面（光源側の焦点面）には２次元画像形成装置５３０が配置されており、第１のレンズＬ₁の後側焦点面（観察者側の焦点面）には画像制限開口部５３３が配置されている。第１のレンズＬ₁によって、複数の回折次数に対応する数のフーリエ変換像が生成され、これらのフーリエ変換像は、画像制限開口部５３３が位置する平面内に結像する。そして、所定回折次数の回折光（例えば、平面波成分の０次回折を搬送周波数とする１次回折に対応するフーリエ変換像）のみが画像制限開口部５３３を通過する。また、焦点距離ｆ₂を有する第２のレンズＬ₂の前側焦点面には画像制限開口部５３３が配置されており、第２のレンズＬ₂の後側焦点面にはオーバーサンプリングフィルタＯＳＦが配置されている。更には、焦点距離ｆ₃を有する第３のレンズＬ₃の前側焦点面にはオーバーサンプリングフィルタＯＳＦが配置されており、第３のレンズＬ₃の後側焦点面には空間フィルタＳＦが配置されている。第３のレンズＬ₃によって、各開口領域５３４から生じる複数の回折次数に対応する数であるＭ×Ｎ＝１２１個のフーリエ変換像が生成され、これらのフーリエ変換像は、空間フィルタＳＦ上に結像する。尚、図２７においては、便宜上、６４個のフーリエ変換像を点状にて図示した。

空間フィルタＳＦは、具体的には、フーリエ変換像を、空間的、且つ、時間的にフィルタリングするための時間的な開閉制御が可能な空間フィルタである。より具体的には、空間フィルタＳＦは、各開口領域５３４から生じる複数の回折次数に対応する数（具体的には、Ｍ×Ｎ＝１２１）の開閉制御可能な開口部５５１を有する。そして、空間フィルタＳＦにおいては、２次元画像形成装置５３０による２次元画像の生成タイミングと同期して所望の１つの開口部５５１を開状態とすることによって、所望の回折次数に対応する１つのフーリエ変換像を選択する。より具体的には、空間フィルタＳＦを、例えば、実施例１〜実施例５において説明した本発明の光変調装置から成るＭ×Ｎ個の開口部（画素）を有する強誘電性液晶を用いた透過型の液晶表示装置、あるいは、可動ミラーが２次元マトリクス状に配列された装置を含む２次元型のＭＥＭＳから構成することができる。尚、液晶表示装置から成る空間フィルタＳＦの模式的な正面図は、図１５に示したと同様である。図１５中、数字（ｍ₀，ｎ₀）は、開口部５５１（図１５にあっては、参照番号１５１で示す）の番号を示し、且つ、回折次数を示す。即ち、例えば、第（３，２）番目の開口部５５１には、ｍ₀＝３，ｎ₀＝２の回折次数を有するフーリエ変換像が入射する。

前述したとおり、共役像形成手段５６０は、具体的には、第４のレンズＬ₄及び第５のレンズＬ₅から構成されている。そして、焦点距離ｆ₄を有する第４のレンズＬ₄は、空間フィルタＳＦによってフィルタリングされたフーリエ変換像を逆フーリエ変換することにより、第２のレンズＬ₂によって生成された２次元画像の共役像の実像ＲＩを形成する。また、焦点距離ｆ₅を有する第５のレンズＬ₅は、空間フィルタＳＦによってフィルタリングされたフーリエ変換像の共役像ＣＩを形成する。

第４のレンズＬ₄は、その前側焦点面上に、空間フィルタＳＦが位置するように配置され、その後側焦点面に、第２のレンズＬ₂によって生成された２次元画像の共役像の実像ＲＩが形成されるように配置されている。ここで得られる実像ＲＩの第２のレンズＬ₂によって形成された実像に対する倍率は、第４のレンズＬ₄の焦点距離ｆ₄を任意に選択することによって変化させることができる。

一方、第５のレンズＬ₅は、その前側焦点面が第４のレンズＬ₄の後側焦点面に一致するように配置され、その後側焦点面にフーリエ変換像の共役像ＣＩが形成されるように配置されている。ここで、第５のレンズＬ₅の後側焦点面は空間フィルタＳＦの共役面であることから、空間フィルタＳＦ上の１つの開口部５５１に相当する部分から、２次元画像の共役像が出力されていることと等価となる。そして、最終的に生成・出力される光線の量は、画素数分（Ｐ×Ｑ）であって、画像制限開口部５３３を通過した光線に、光学系を透過した複数の回折次数（具体的にはＭ×Ｎ）を乗じた量で定義することができる。また、第５のレンズＬ₅の後側焦点面にはフーリエ変換像の共役像ＣＩが形成されるが、第５のレンズＬ₅の後側焦点面においては、光線群が２次元的に整然と配置されているとみなせる。即ち、全体としては、第５のレンズＬ₅の後側焦点面に、図４７に示したプロジェクタ・ユニット７０１が複数の回折次数分（具体的にはＭ×Ｎ個）、配置されている状態と等価である。

図２９に模式的に示すように、２次元画像形成装置５３０における１つの画素５３１によって、Ｘ方向及びＹ方向に沿って、合計、Ｍ×Ｎ組の回折光が生成される。尚、図２９では、０次光（ｎ₀＝０）、±１次光（ｎ₀＝±１）、及び、±２次光（ｎ₀＝±２）の回折光のみを代表して図示しているが、実際には、更に高次の回折光が生成され、これらの回折光の一部に基づき、最終的に立体画像が形成される。ここで、各回折次数の回折光（光束）には、２次元画像形成装置５３０によって形成された２次元画像の全画像情報（全ての画素の情報）が集約されている。２次元画像形成装置５３０上の同一画素から回折によって生成される複数の光線群は、同時刻において、全て、同一の画像情報を有する。云い換えれば、Ｐ×Ｑ個の画素５３１を有する透過型の液晶表示装置から成る２次元画像形成装置５３０においては、光源１１０からの光が各画素５３１によって変調されて２次元画像が生成され、且つ、生成された２次元画像における空間周波数は、各画素５３１から生じる複数の回折次数（総計Ｍ×Ｎ）に対応した回折角に沿って射出される。即ち、２次元画像のＭ×Ｎ個の一種のコピーが２次元画像形成装置５３０から、複数の回折次数（総計Ｍ×Ｎ）に対応した回折角に沿って射出される。

そして、２次元画像形成装置５３０から射出された２次元画像における空間周波数は、第１のレンズＬ₁によってフーリエ変換され、各画素５３１から生じる複数の回折次数に対応する数のフーリエ変換像が生成される。そして、これらのフーリエ変換像の内、所定のフーリエ変換像（例えば、平面波成分の０次回折を搬送周波数とする１次回折に対応するフーリエ変換像）のみが画像制限開口部５３３を通過し、更には、この選択されたフーリエ変換像が第２のレンズＬ₂によって逆フーリエ変換され、２次元画像形成装置５３０によって生成された２次元画像の共役像が形成され、この２次元画像の共役像は、オーバーサンプリングフィルタＯＳＦ上に結像する。尚、２次元画像における空間周波数は、画素構造の空間周波数を搬送周波数とした画像情報に相当するが、０次の平面波を搬送波とする画像情報の領域のみ（即ち、画素構造の空間周波数の最大１／２の空間周波数まで）が、云い換えれば、平面波成分の０次回折を搬送周波数とする１次回折として得られるものであって、光変調手段の画素構造（開口構造）の空間周波数の半分以下の空間周波数が、画像制限開口部５３３を通過する。こうして、オーバーサンプリングフィルタＯＳＦ上に結像された２次元画像の共役像にあっては、２次元画像形成装置５３０の画素構造は含まれず、一方、２次元画像形成装置５３０によって生成された２次元画像における空間周波数の全てが含まれている。

２次元画像形成装置５３０によって形成された２次元画像の全画像情報が集約された２次元画像の共役像における空間周波数は、オーバーサンプリングフィルタＯＳＦにおける各開口領域５３４から生じる複数の回折次数に対応した回折角に沿って射出され、第３のレンズＬ₃によってフーリエ変換され、複数の回折次数（総計Ｍ×Ｎ）に対応する数のフーリエ変換像が生成され、係るフーリエ変換像は空間フィルタＳＦ上に結像される。第３のレンズＬ₃において、複数の回折次数に対応した回折角に沿って射出された２次元画像の共役像における空間周波数のフーリエ変換像が生成されるので、空間的に高い密度にてフーリエ変換像を得ることができる。

ここで、光源１１０から射出された光（照明光）の波長をλ（ｍｍ）、第２のレンズＬ₂によって生成された２次元画像の共役像における空間周波数をν₀（ｌｐ／ｍｍ）、第３のレンズＬ₃の焦点距離をｆ₃（ｍｍ）とすると、第３のレンズＬ₃の後側焦点面では、以下の式（２）で表される光軸から距離Ｙ₁（ｍｍ）の位置に、空間周波数ν₀を有する光（フーリエ変換像）が現れる。

第３のレンズＬ₃における集光状態を、図３０に模式的に示す。尚、図３０中、「Ｙ₀」は、第２のレンズＬ₂によって生成された２次元画像の共役像のｙ軸方向の長さを示し、「Ｙ₁」は、第２のレンズＬ₂によって生成された２次元画像の共役像に基づく空間フィルタＳＦ上でのフーリエ変換像のｙ軸方向の間隔を示す。また、０次の回折光を実線で示し、第１次の回折光を点線で示し、第２次の回折光を一点鎖線で示す。各回折次数の回折光が、云い換えれば、回折次数に対応する数だけ生成されたフーリエ変換像が、第３のレンズＬ₃によって空間フィルタＳＦ上の異なる開口部５５１に集光される（図２７も参照）。開口部５５１の数は、先に説明したとおりＭ×Ｎ個＝１２１個である。空間フィルタＳＦへの集光角（空間フィルタＳＦから射出された後の発散角であり、視野角でもある）θは、回折次数が同じフーリエ変換像（あるいは回折光）にあっては、Ｐ₀×Ｑ₀個の開口領域５３４において同一であり、以下の式（３）から求めることができる。空間フィルタＳＦ上において、隣接する回折次数のフーリエ変換像の間の間隔は、式（２）から求めることができる。式（２）から、第３のレンズＬ₃の焦点距離ｆ₃を任意に選択することによって、フーリエ変換像の位置（空間フィルタＳＦ上の結像位置）を変化させることが可能である。尚、式（３）中、「ｗ」は、オーバーサンプリングフィルタＯＳＦに投影された２次元画像の共役像のＹ方向の長さであり、第２のレンズＬ₂の焦点距離ｆ₂を任意に選択することによって変化させることができる。

Ｙ₁＝ｆ₃・λ・ν₀ （２）
θ ＝２×ａｒｃｔａｎ（ｗ／２ｆ₃） （３）

第３のレンズＬ₃において、各開口領域５３４から生じる複数の回折次数に対応した回折角に沿って射出された２次元画像の共役像における空間周波数を透過させるためには、利用する回折次数に応じて第３のレンズＬ₃の開口率ＮＡを選択する必要があり、焦点距離に拘わらず、第３のレンズＬ₃以降の全てのレンズの開口率は、第３のレンズＬ₃の開口率ＮＡ以上であることが要求される。

開口部５５１の大きさは、式（２）におけるＹ₁の値と同じ値とすればよい。一例として、照明光の波長λを５３２ｎｍ、第３のレンズＬ₃の焦点距離ｆ₃を５０ｍｍ、オーバーサンプリングフィルタＯＳＦにおける開口領域５３４の大きさを１３μｍ〜１４μｍ程度とすると、Ｙ₁の値は約２ｍｍとなる。これは、空間フィルタＳＦ上において、約２ｍｍ間隔という高い密度で各回折次数に対応したフーリエ変換像を得ることができることを意味する。云い換えれば、空間フィルタＳＦ上において、Ｘ方向、Ｙ方向のいずれの方向においても、約２ｍｍ間隔で、１１×１１＝１２１個のフーリエ変換像を得ることができる。

ここで、２次元画像の共役像における空間周波数ν₀は、オーバーサンプリングフィルタＯＳＦがＰ₀×Ｑ₀個の開口領域５３４から構成されているので、最高でも、オーバーサンプリングフィルタＯＳＦを構成する連続した２つの開口領域５３４から成る周期を有する周波数である。

２次元画像の共役像における空間周波数が最も低い状態にある２次元画像形成装置５３０の模式的な正面図は、図１８の（Ａ）に示したと同様であるし、第３のレンズＬ₃によって結像されたフーリエ変換像の光強度の周波数特性は、図１９の（Ａ）に示したと同様である。また、２次元画像の共役像における空間周波数が最も高い状態にある２次元画像形成装置５３０の模式的な正面図は、図１８の（Ｂ）に示したと同様であるし、第３のレンズＬ₃によって結像されたフーリエ変換像の光強度の周波数特性は、図１９の（Ｂ）に示したと同様である。更には、空間フィルタＳＦ上（ｘｙ平面上）におけるフーリエ変換像の分布は、図２０の（Ａ）〜（Ｃ）に示したと同様である。

空間フィルタＳＦにおける開口部５５１の平面形状は、フーリエ変換像の形状に基づき決定すればよい。更には、フーリエ変換像の平面波成分のピーク位置が中心となるように、各々の回折次数に対して開口部５５１を設ければよい。これによって、各開口部５５１の中心位置に、フーリエ変換像の光強度のピークが位置する。即ち、２次元画像の共役像における空間周波数が最低空間周波数成分（平面波成分）の場合におけるフーリエ変換像の周期的なパターンを中心として、２次元画像の共役像における正負の最高空間周波数を全て通過させ得るような開口部５５１とすればよい。

ところで、最も空間周波数が高い状態とは、図１８の（Ｂ）に示したように、全ての画素が、黒表示と白表示とを交互に表示する場合である。また、オーバーサンプリングフィルタＯＳＦにおける開口領域構造の空間周波数と、２次元画像の共役像における空間周波数との関係は、以下のとおりである。即ち、開口領域５３４の開口率が１００％であると仮定したとき、２次元画像の共役像における最高空間周波数は、開口領域構造の空間周波数の（１／２）である。また、開口領域５３４の開口率が或る割合（１００％未満）を占めている場合には、２次元画像の共役像における最高空間周波数は、開口領域構造の空間周波数の（１／２）を下回る。それ故、空間フィルタＳＦにおいて現れる開口領域構造に起因した周期的なパターンの間隔の半分の位置までに、２次元画像の共役像における空間周波数は全て出現する。このことから、全ての開口部５５１を、空間的に相互に干渉することなく配置することができる。即ち、例えば、第（３，２）番目の開口部５５１には、ｍ₀＝３，ｎ₀＝２の回折次数を有するフーリエ変換像が入射する一方、ｍ₀＝３，ｎ₀＝２の回折次数を有するフーリエ変換像は、他の開口部５５１には入射しない。これにより、フーリエ変換像毎に独立した開口部５５１を有する空間フィルタＳＦ上において、１つの開口部５５１に位置するフーリエ変換像内に、２次元画像の共役像における空間周波数が存在する一方、開口部５５１の空間的な制限によって２次元画像の共役像における空間周波数が欠落することはない。尚、開口領域構造の空間周波数を搬送周波数と見做すことができ、２次元画像の共役像における空間周波数は、開口領域構造の空間周波数を搬送周波数とした画像情報に相当する。

そして、空間フィルタＳＦにおいては、Ｍ×Ｎ個のフーリエ変換像のそれぞれの通過／不通過を制御するために、開口部５５１の開閉制御が行われる。空間フィルタＳＦを、例えば、実施例１〜実施例５において説明した本発明の光変調装置から構成すれば、液晶セルを一種の光シャッター（ライト・バルブ）として高速動作させることによって開口部５５１の開閉制御を行うことができる。

実施例７の３次元像表示装置において、オーバーサンプリングフィルタＯＳＦを取り除いた３次元像表示装置を比較のために想定する。尚、このような３次元像表示装置を、便宜上、比較用３次元像表示装置と呼ぶ。実施例７の３次元像表示装置と比較用３次元像表示装置とを対比して、以下、説明を行う。

尚、光源１１０から射出された光（照明光）の波長をλ（ｍｍ）、２次元画像形成装置５３０によって形成された２次元画像における空間周波数をν（ｌｐ／ｍｍ）とする。

ところで、投影角（視野角）θは、観察される立体画像の領域を決定する重要なパラメータである。一方、空間フィルタＳＦ上におけるフーリエ変換像の位置及び間隔（Ｙ₁）は、表示される立体画像及び運動視差の連続性、表示される立体画像のスケール（大きさ）を決定する重要なパラメータである。そして、投影角（視野角）θの値、及び、空間フィルタＳＦ上におけるフーリエ変換像の位置及び間隔に相当するＹ₁の値は、大きければ大きいほど、好ましい。

ところで、前述した式（２）から、Ｙ₁を制御する変数は、光（照明光）の波長λ、及び、第３のレンズＬ₃の焦点距離ｆ₃であり、更には、空間周波数ν₀の基となる２次元画像形成装置５３０によって形成された２次元画像における空間周波数νである。ここで、光（照明光）の波長λは、画像の色調に変化が生じるので、現実的には任意の値をとることができない。しかも、可視光の波長は約４００ｎｍから約７００ｎｍであり、変化量は高々１．７５倍であり、操作領域が狭い。また、空間周波数νの値を高くするためには、２次元画像形成装置５３０における画素のピッチを細かくする必要があるが、２次元画像形成装置５３０における画素のピッチを細かくすることは、現実的には困難である。従って、式（２）におけるＹ₁の値を大きくするためには、第３のレンズＬ₃の焦点距離ｆ₃を長くすることが最も現実的である。然るに、焦点距離ｆ₃を長くすると、式（３）から、オーバーサンプリングフィルタＯＳＦに投影された２次元画像の共役像のＹ方向の長さｗを一定とした場合、即ち、第２のレンズＬ₂の焦点距離ｆ₂を一定とした場合、投影角（視野角）θの値が小さくなる。即ち、式（２）と式（３）とは独立の関係には無く、Ｙ₁の値と投影角（視野角）θの値とは、所謂トレードオフの関係にある。

ところで、実施例７の３次元像表示装置５０１にあっては、光変調手段あるいは２次元画像形成装置５３０によって２次元画像が生成されるが、この２次元画像における空間周波数νは、２次元画像形成装置を構成する開口の開口構造に依存した値である。一方、この２次元画像の共役像における空間周波数ν₀は、オーバーサンプリングフィルタＯＳＦにおける開口領域５３４の開口領域構造に依存しており、Ｐ₀＞Ｐ，Ｑ₀＞Ｑであるが故に、２次元画像形成装置５３０における画素構造（開口構造）の空間周波数（搬送周波数）よりも、オーバーサンプリングフィルタＯＳＦにおける開口領域構造の空間周波数（搬送周波数）の方が高く、ν₀＞νである。尚、オーバーサンプリングフィルタＯＳＦは、例えば、平板ガラスに、直接、格子模様を形成することで作製することができるので、格子模様のピッチを細かくすれば、搬送周波数を高くすることができ、２次元画像の共役像におけるオーバーサンプリングフィルタＯＳＦによって生成された空間周波数ν₀の値を容易に高くすることができる。従って、空間周波数ν₀の値を容易に大きくすることができ、式（２）から求められるＹ₁の値を大きくすることができる。尚、たとえ第３のレンズＬ₃の焦点距離ｆ₃を短く設定しても、式（２）から求められるＹ₁の値を大きくすることができる。一方、第３のレンズＬ₃の焦点距離ｆ₃を短く設定できるので、式（３）から求められる視野角θの値を大きくすることができる。あるいは又、第２のレンズＬ₂の焦点距離ｆ₂を適切に設定することでｗの値を大きくすることができ、その結果、式（３）から求められる視野角θの値を大きくすることができる。

このように、実施例７の３次元像表示装置５０１にあっては、Ｙ₁の値と投影角（視野角）θの値とを、独立して制御することができる。従って、観察される立体画像の領域を広げつつ、表示される立体画像のスケール（大きさ）を大きくすることが可能となる。しかも、そのために、光源からの光の波長を変える必要が無く、波長変動に伴う色調の変化も全くない。また、第３のレンズＬ₃の焦点距離ｆ₃を変更する必要も、本質的には無い。

例えば、比較用３次元像表示装置において、２次元画像形成装置５３０のサイズが対角０．７インチであり、正方形の平面形状の開口（Ｐ×Ｑ＝１０２４×７６８）を有しているとする。また、開口の間隔を１４μｍ、光源１１０から射出される光の波長λを５３２ｎｍ、ｆ₂＝ｆ₃＝ｆ₄＝ｆ₅＝５０ｍｍとした場合、第５のレンズＬ₅を透過した後の空間フィルタＳＦの共役面における共役像の間隔は１．９ｍｍ、２次元画像形成装置５３０のＹ方向に対応する視野角θ_Yは１６．１度、２次元画像形成装置５３０のＸ方向に対応する視野角θ_Xは１２．１度となる。

また、比較用３次元像表示装置において、第２のレンズＬ₂によって結像される２次元画像の共役像の大きさを大きくするために、第２のレンズＬ₂の焦点距離ｆ₂を１００ｍｍとした場合、視野角θ_Yは３１．５度、視野角θ_Xは２３．９度となり、視野角を大きくすることができる。然るに、２次元画像の共役像の大きさが２倍となったが故に、式（２）におけるν₀の値が半分となってしまうので、第５のレンズＬ₅を透過した後の空間フィルタＳＦの共役面における共役像の間隔は、０．９５ｍｍとなってしまう。この場合、通常よりも空間的に密度の高い光線群が生成されるが、光線群の１つ当たりの生成面積が１／４になるので、観察像の大きさが１／４となってしまう。

そこで、１４μｍの間隔（＝Ｙ₀）を有する正方格子を備えた回折フィルタから成るオーバーサンプリングフィルタＯＳＦを配置すると、２倍に拡大された２次元画像の共役像に対する新たな空間的なサンプリングを、元の２次元画像形成装置５３０の画素間隔と同様の空間周波数で行うことになり、視野角θ_Yは３１．５度、視野角θ_Xは２３．９度となり、視野角を大きくすることができると共に、第５のレンズＬ₅を透過した後の空間フィルタＳＦの共役面における共役像の間隔を１．９ｍｍとすることができる。即ち、この場合、通常よりも空間的に密度の高い光線群が生成され、しかも、光線群の１つ当たりの生成面積は変わらず、観察像の大きさも変わらない。このオーバーサンプリングフィルタＯＳＦは、平板ガラスにピッチ１４μｍの２次元マトリクス状に配列された格子を描画するのみで作製することができる。

以上に説明したように、実施例７の３次元像表示装置５０１によれば、光変調手段（２次元画像形成装置）５３０によって生成された２次元画像における空間周波数が、複数の回折次数に対応した回折角に沿って射出され、所定回折次数に対応するフーリエ変換像のみが画像制限・生成手段５３２によって選択され、第２のレンズＬ₂によって生成された２次元画像の共役像がフーリエ変換像形成手段５４０（第３のレンズＬ₃）によってフーリエ変換されることで得られたフーリエ変換像は、フーリエ変換像選択手段５５０（空間フィルタＳＦ）によって、空間的、且つ、時間的にフィルタリングされ、そのフィルタリングされたフーリエ変換像の共役像ＣＩが形成される構成を有するので、３次元像表示装置全体を大型化することなく、空間的に高い密度で、しかも、複数の方向に分布した状態で、光線群を生成・散布することができる。また、２次元画像形成装置５３０とオーバーサンプリングフィルタＯＳＦとを設けることによって、観察される立体画像の領域を広げつつ、表示される立体画像のスケール（大きさ）を大きくすることが可能となる。しかも、光線群の構成要素である個々の光線を、独立して、時間的及び空間的に制御することができる。これにより、実世界の物体と同質に近い光線による立体画像を得ることができる。

また、実施例７の３次元像表示装置５０１によれば、光線再生法を利用しているので、焦点調節、輻輳、運動視差などの視覚機能を満足した立体画像を提供することが可能である。更には、実施例７の３次元像表示装置５０１によれば、高次回折光を効率的に利用しているので、従来の画像出力手法と比較して、１つの画像出力デバイス（２次元画像形成装置５３０）によって制御可能な光線（２次元画像の一種のコピー）を、複数の回折次数分だけ（即ち、Ｍ×Ｎ個）、オーバーサンプリングフィルタＯＳＦによって得ることができる。しかも、実施例７の３次元像表示装置５０１によれば、空間的、且つ、時間的にフィルタリングを行うので、３次元像表示装置の時間的特性を、３次元像表示装置の空間的特性に変換することができる。また、拡散スクリーン等を用いること無く、立体画像を得ることができる。更には、どのような方向からの観察に対しても適切な立体画像を提供することができる。また、空間的に高い密度で光線群を生成・散布することができるので、視認限界に近い精細な空間画像を提供することができる。

更には、実施例７の３次元像表示装置５０１にあっては、第５のレンズを透過した後の空間フィルタＳＦの共役面における共役像の大きさと投影角（視野角）とを、独立して制御することができる。従って、観察される立体画像の領域を広げつつ、表示される立体画像のスケール（大きさ）を大きくすることが可能となる。

実施例８は、第Ｃ−１の態様及び第Ｃ−２の態様に係る３次元像表示装置に関する。図３１、図３２、図３３及び図３４に、単色表示の実施例８の３次元像表示装置の概念図を示す。ここで、図３１は、ｙｚ平面における実施例８の３次元像表示装置の概念図である。ｘｚ平面における実施例８の３次元像表示装置の概念図も、実質的には図３１と同様である。また、図３３は、実施例８の３次元像表示装置を斜めから見たときの概念図であり、図３４は、実施例８の３次元像表示装置の構成要素の配置状態を模式的に示す図である。

第Ｃ−１の態様に係る３次元像表示装置の構成要素に沿って説明すると、実施例８の３次元像表示装置６０１は、
（Ａ）光源１１０、
（Ｂ）複数の画素６３１を有し、光源１１０からの光に基づき２次元画像を生成する２次元画像形成装置６３０、
（Ｃ）入射する光を屈折させて略一点に集光する光学パワーを有する光学素子６３６が２次元マトリクス状に配列されて成り、透過する光の位相を変調する位相格子としての機能を有し、２次元画像形成装置６３０から入射した２次元画像における空間周波数を、複数の回折次数（総計Ｍ×Ｎ）に対応した回折角に沿って射出する光学装置６３５、
（Ｄ）光学装置６３５から射出された２次元画像における空間周波数をフーリエ変換して、前記複数の回折次数（総計Ｍ×Ｎ）に対応する数のフーリエ変換像を生成するフーリエ変換像形成手段６４０、
（Ｅ）前記複数の回折次数（総計Ｍ×Ｎ）に対応する数だけ生成されたフーリエ変換像の内、所望の回折次数に対応するフーリエ変換像を選択するフーリエ変換像選択手段６５０、並びに、
（Ｆ）フーリエ変換像選択手段６５０によって選択されたフーリエ変換像の共役像を形成する共役像形成手段６６０、
を備えている。

更には、共役像形成手段６６０には、フーリエ変換像選択手段６５０によって選択されたフーリエ変換像を逆フーリエ変換することにより、２次元画像形成装置６３０によって生成された２次元画像の実像を形成する逆フーリエ変換手段（具体的には、後述する第２のレンズＬ₂）が備えられている。また、フーリエ変換像形成手段６４０はレンズから成り、このレンズの前側焦点面に光学装置６３５を構成する光学素子６３６の焦点（実施例８にあっては、後側焦点）が位置しており、このレンズの後側焦点面にフーリエ変換像選択手段６５０が配置されている。フーリエ変換像選択手段６５０は、複数の回折次数（総計Ｍ×Ｎ）に対応する数の開閉制御可能な開口部６５１を有する。

ここで、２次元画像における空間周波数は、２次元画像形成装置６３０における画素構造の空間周波数を搬送周波数とした画像情報に相当する。

また、第Ｃ−２の態様に係る３次元像表示装置の構成要素に沿って説明すると、実施例８の３次元像表示装置６０１は、
（Ａ）光源１１０、
（Ｂ）複数（Ｐ×Ｑ個）の画素６３１を有し、光源１１０からの光に基づき２次元画像を生成する２次元画像形成装置６３０、
（Ｃ）入射する光を屈折させて略一点に集光する光学パワーを有する光学素子６３６が、Ｘ方向及びＹ方向に沿って２次元マトリクス状にＰ₀×Ｑ₀個（但し、Ｐ₀及びＱ₀は任意の正の整数）配列されて成り、透過する光の位相を変調する位相格子としての機能を有し、入射した２次元画像における空間周波数を、複数の回折次数（総計Ｍ×Ｎ）に対応した回折角に沿って射出する光学装置６３５、
（Ｄ）その前側焦点面に光学装置６３５を構成する光学素子６３６の焦点（実施例８にあっては、後側焦点）が位置している（より具体的には、実施例８にあっては凸レンズ）Ｌ₁、
（Ｅ）第１のレンズＬ₁の後側焦点面に配置され、Ｘ方向に沿ってＭ個、Ｙ方向に沿ってＮ個の、合計、Ｍ×Ｎ個の開閉制御可能な開口部６５１を有する空間フィルタＳＦ、
（Ｆ）その前側焦点面に空間フィルタＳＦが配置されている第２のレンズ（より具体的には、実施例８にあっては凸レンズ）Ｌ₂、並びに、
（Ｇ）第２のレンズＬ₂の後側焦点に、その前側焦点が位置している第３のレンズ（より具体的には、実施例８にあっては凸レンズ）Ｌ₃、
を備えている。

ここで、実施例８あるいは後述する実施例１１あるいは実施例１２にあっては、光学装置６３５において、Ｘ方向に沿って第ｍ次から第ｍ’次までのＭ組の（但し、ｍ及びｍ’は整数であり、Ｍは正の整数）、Ｙ方向に沿って第ｎ次から第ｎ’次までのＮ組の（但し、ｎ及びｎ’は整数であり、Ｎは正の整数）の、合計、Ｍ×Ｎ組の回折光が生成される。ここで、Ｐ＝Ｐ₀＝１０２４、Ｑ＝Ｑ₀＝７６８であり、ｍ＝−５、ｍ’＝５、Ｍ＝ｍ’−ｍ＋１＝１１、ｎ＝−５、ｎ’＝５、Ｎ＝ｎ’−ｎ＋１＝１１である。但し、これらの値に限定するものではない。また、ｚ軸（光軸に相当する）は、実施例８あるいは後述する実施例１１あるいは実施例１２の３次元像表示装置６０１を構成する各構成要素の中心を通り、しかも、３次元像表示装置６０１を構成する各構成要素と直交する。第Ｃ−１の態様に係る３次元像表示装置の構成要素と第Ｃ−２の態様に係る３次元像表示装置の構成要素とを対比すると、フーリエ変換像形成手段６４０は第１のレンズＬ₁に対応し、フーリエ変換像選択手段６５０は空間フィルタＳＦに対応し、逆フーリエ変換手段は第２のレンズＬ₁に対応し、共役像形成手段６６０は第２のレンズＬ₂及び第３のレンズＬ₃に対応している。それ故、便宜上、２次元画像形成装置６３０、第１のレンズＬ₁、空間フィルタＳＦ、第２のレンズＬ₁、及び、第３のレンズＬ₃という用語に基づき、以下、説明を行う。

光源１１０と２次元画像形成装置６３０との間には、光源１１０から射出された光を整形するための照明光学系１２０が配置されている。そして、光源１１０から射出され、照明光学系１２０を通過した光（照明光）によって、２次元画像形成装置６３０が照明される。照明光として、例えば、空間コヒーレンスの高い光源１１０からの光を照明光学系１２０によって平行光に整形された光を用いる。尚、照明光の特性、及び、係る照明光を得るための具体的な構成例に関しては、前述した照明光学系１２０と同様とすることができる。

２次元画像形成装置６３０は、２次元的に配列された複数の画素６３１を有しており、各画素６３１は開口を備えている。具体的には、２次元画像形成装置６３０は、２次元的に配列された、即ち、Ｘ方向及びＹ方向に沿って２次元マトリクス状に配列された、Ｐ×Ｑ個の画素６３１を有する透過型の液晶表示装置から成り、各画素６３１には開口が備えられている。

１つの画素６３１は、透明第１電極と透明第２電極の重複領域であって液晶セルを含む領域から構成されている。そして、液晶セルを一種の光シャッター（ライト・バルブ）として動作させることによって、即ち、各画素６３１の光透過率を制御することによって、光源１１０から射出された光の光透過率を制御し、全体として、２次元画像を得ることができる。透明第１電極と透明第２電極の重複領域には、矩形の開口が設けられており、係る開口を光源１１０から射出された光が通過することで２次元画像が生成される。

２次元画像形成装置６３０の後方に隣接して（例えば、２次元画像形成装置６３０と密着して、あるいは、若干の隙間を介して）光学装置６３５が配置されている。尚、光学装置６３５を２次元画像形成装置６３０に隣接して配置することで、２次元画像形成装置６３０を構成する画素６３１の開口を通過する光に起因した回折現象の影響を無視することができる。ここで、実施例８において、光学装置６３５を構成する光学素子６３６の平面形状は、対応する画素６３１の開口の平面形状と相似形の矩形形状であり、各光学素子６３６は正の光学パワーを有する屈折型の格子状素子、具体的には、凸レンズ（焦点距離ｆ₀）から構成されている。そして、光学装置６３５は、一種のマイクロレンズアレイから構成されており、マイクロレンズアレイを製造する周知の方法に基づき、ガラスから作製されている。

光学装置６３５は位相格子として機能する。即ち、２次元画像形成装置６３０において生成された２次元画像にあっては、各画素６３１から射出された光（この光は平行光と見做すことができる）は、２次元画像形成装置６３０に隣接して配置された光学装置６３５における対応する光学素子６３６に入射する。そして、光学素子６３６に入射した光は、屈折して、焦点距離ｆ₀の所で略一点に集光され、更には、その点から後方に向かって進行していく。このような状態を別の観点から眺めると、図３２に概念図を示すように、光学装置６３５の後方の距離ｆ₀の所に、恰も、光学素子６３６に対応した矩形の開口領域（一種のピンホール）６３７が存在し、光学素子６３６から射出された光は、係る仮想の開口領域６３７を通過すると見做すことができる。その結果、フラウンホーファー回折が生じたと等価の現象が生じ、各画素６３１に対応する光学素子６３６において（より具体的には、光学素子６３６に対応する仮想の開口領域６３７において）、Ｍ×Ｎ組＝１２１組の回折光が生成される。云い換えれば、画素６３１及び光学素子６３６の数はＰ₀×Ｑ₀＝Ｐ×Ｑであるが故に、総計、（Ｐ×Ｑ×Ｍ×Ｎ）本の回折光が光学装置６３５において生じると考えることもできる。そして、２次元画像における空間周波数が、各光学素子６３６から生じる複数の回折次数（総計Ｍ×Ｎ）に対応した回折角に沿って光学装置６３５から射出される。尚、２次元画像における空間周波数によっても回折角は異なる。焦点距離ｆ₀の値は、本質的に任意の値とすることができるが、光学装置６３５を構成する多数の光学素子６３６は同一の焦点距離ｆ₀を有する。光学素子６３６から射出される光は、図３２に示すように、光学素子６３６の開口数で決まる角度で伝播するが、伝播する光は広がり、しかも、光量の損失がほぼ無い状況を得ることができる。ここで、光学素子６３６の配列ピッチあるいは大きさをｄ₀とすると、波長λの平行光が、大きさｄ₀、焦点距離ｆ₀の光学素子６３６によって集光される光の幅Ｄは、
Ｄ＝２．４４λ／ｓｉｎ（ａｒｃｔａｎ（ｄ₀／２ｆ₀））
で表すことができる。このことから、光学素子６３６を用いることによって光学的な開口率は（Ｄ²／ｄ₀ ²）で表すことができるが、開口率の低下に伴う光量損失は生じない。

更には、焦点距離ｆ₁を有する第１のレンズＬ₁の前側焦点面（光源側の焦点面）には光学装置６３５を構成する光学素子６３６の後側焦点（焦点距離ｆ₀）が位置しており、第１のレンズＬ₁の後側焦点面（観察者側の焦点面）には空間フィルタＳＦが配置されている。第１のレンズＬ₁によって、複数の回折次数に対応する数であるＭ×Ｎ＝１２１個のフーリエ変換像が生成され、これらのフーリエ変換像は、空間フィルタＳＦ上に結像する。尚、図３３においては、便宜上、６４個のフーリエ変換像を点状にて図示した。

空間フィルタＳＦは、具体的には、フーリエ変換像を、空間的、且つ、時間的にフィルタリングするための時間的な開閉制御が可能な空間フィルタである。より具体的には、空間フィルタＳＦは、複数の回折次数に対応する数（具体的には、Ｍ×Ｎ＝１２１）の開閉制御可能な開口部６５１を有する。そして、空間フィルタＳＦにおいては、２次元画像形成装置６３０による２次元画像の生成タイミングと同期して所望の１つの開口部６５１を開状態とすることによって、所望の回折次数に対応する１つのフーリエ変換像を選択する。より具体的には、空間フィルタＳＦを、例えば、実施例１〜実施例５において説明した本発明の光変調装置から成るＭ×Ｎ個の開口部（画素）を有する強誘電性液晶を用いた透過型の液晶表示装置、あるいは、可動ミラーが２次元マトリクス状に配列された装置を含む２次元型のＭＥＭＳから構成することができる。尚、液晶表示装置から成る空間フィルタＳＦの模式的な正面図は、図１５に示したと同様である。図１５中、数字（ｍ₀，ｎ₀）は、開口部６５１（図１５にあっては、参照番号１５１で示す）の番号を示し、且つ、回折次数を示す。即ち、例えば、第（３，２）番目の開口部６５１には、ｍ₀＝３，ｎ₀＝２の回折次数を有するフーリエ変換像が入射する。

前述したとおり、共役像形成手段６６０は、具体的には、第２のレンズＬ₂及び第３のレンズＬ₃から構成されている。そして、焦点距離ｆ₂を有する第２のレンズＬ₂は、空間フィルタＳＦによってフィルタリングされたフーリエ変換像を逆フーリエ変換することにより、２次元画像形成装置６３０によって形成された２次元画像の実像ＲＩを形成する。また、焦点距離ｆ₃を有する第３のレンズＬ₃は、空間フィルタＳＦによってフィルタリングされたフーリエ変換像の共役像ＣＩを形成する。

第２のレンズＬ₂は、その前側焦点面上に、空間フィルタＳＦが位置するように配置され、その後側焦点面に、２次元画像形成装置６３０によって形成された２次元画像の実像ＲＩが形成されるように配置されている。ここで得られる実像ＲＩの２次元画像形成装置６３０に対する倍率は、第２のレンズＬ₂の焦点距離ｆ₂を任意に選択することによって変化させることができる。

一方、第３のレンズＬ₃は、その前側焦点面が第２のレンズＬ₂の後側焦点面に一致するように配置され、その後側焦点面にフーリエ変換像の共役像ＣＩが形成されるように配置されている。ここで、第３のレンズＬ₃の後側焦点面は空間フィルタＳＦの共役面であることから、空間フィルタＳＦ上の１つの開口部６５１に相当する部分から、２次元画像形成装置６３０によって生成された２次元画像が出力されていることと等価となる。そして、最終的に生成・出力される光線の量は、画素数分（Ｐ×Ｑ）の光線に、光学系を透過した複数の回折次数（具体的にはＭ×Ｎ）を乗じた量で定義することができる。また、第３のレンズＬ₃の後側焦点面にはフーリエ変換像の共役像ＣＩが形成されるが、第３のレンズＬ₃の後側焦点面においては、光線群が２次元的に整然と配置されているとみなせる。即ち、全体としては、第３のレンズＬ₃の後側焦点面に、図４７に示したプロジェクタ・ユニットが複数の回折次数分（具体的にはＭ×Ｎ個）、配置されている状態と等価である。

図３３及び図３５に模式的に示すように、光学装置６３５における１つの光学素子６３６によって（より具体的には、光学素子６３６の後側焦点に位置する仮想の開口領域６３７において）、Ｘ方向に沿って第−５次から第＋５次までの１１組の、Ｙ方向に沿って第−５次から第＋５’次までの１１組の、合計、Ｍ×Ｎ組＝１２１組の回折光が生成される。尚、図３５では、０次光（ｎ₀＝０）、±１次光（ｎ₀＝±１）、及び、±２次光（ｎ₀＝±２）の回折光のみを代表して図示しているが、実際には、更に高次の回折光が生成され、これらの回折光に基づき、最終的に立体画像が形成される。ここで、各回折次数の回折光（光束）には、２次元画像形成装置６３０によって形成された２次元画像の全画像情報（全ての画素の情報）が集約されている。２次元画像形成装置６３０上の同一画素から回折によって生成される複数の光線群（１１×１１＝１２１の光線群）は、同時刻において、全て、同一の画像情報を有する。云い換えれば、Ｐ×Ｑ個の画素６３１を有する透過型の液晶表示装置から成る２次元画像形成装置６３０においては、光源１１０からの光に基づき２次元画像が生成され、且つ、生成された２次元画像における空間周波数は、各光学素子６３６から生じる複数の回折次数（総計Ｍ×Ｎ）に対応した回折角に沿って光学装置６３５から射出される。即ち、２次元画像のＭ×Ｎ個の一種のコピーが２次元画像形成装置６３０から、複数の回折次数（総計Ｍ×Ｎ）に対応した回折角に沿って射出される。

そして、２次元画像形成装置６３０によって形成された２次元画像の全画像情報が集約された２次元画像における空間周波数は、第１のレンズＬ₁によってフーリエ変換され、複数の回折次数（総計Ｍ×Ｎ）に対応する数のフーリエ変換像が生成され、係るフーリエ変換像は空間フィルタＳＦ上に結像される。第１のレンズＬ₁において、複数の回折次数に対応した回折角に沿って射出された２次元画像における空間周波数のフーリエ変換像が生成されるので、空間的に高い密度にてフーリエ変換像を得ることができる。

ここで、光源１１０から射出された光（照明光）の波長をλ（ｍｍ）、２次元画像形成装置６３０によって形成された２次元画像における空間周波数をν（ｌｐ／ｍｍ）、第１のレンズＬ₁の焦点距離をｆ₁（ｍｍ）とすると、式（１）に示したとおり、第１のレンズＬ₁の後側焦点面では、光軸から距離Ｙ₁（ｍｍ）の位置に、空間周波数νを有する光（フーリエ変換像）が現れる。

第１のレンズＬ₁における集光状態を、図３６に模式的に示す。尚、図３６中、「Ｙ₀」は、２次元画像形成装置６３０によって形成された２次元画像のｙ軸方向の長さを示し、「Ｙ₁」は、２次元画像形成装置６３０によって形成された２次元画像に基づく空間フィルタＳＦ上でのフーリエ変換像のｙ軸方向の間隔を示す。また、０次の回折光を実線で示し、第１次の回折光を点線で示し、第２次の回折光を一点鎖線で示す。各回折次数の回折光が、云い換えれば、回折次数に対応する数だけ生成されたフーリエ変換像が、第１のレンズＬ₁によって空間フィルタＳＦ上の異なる開口部６５１に集光される（図３３も参照）。開口部６５１の数は、先に説明したとおりＭ×Ｎ個＝１２１個である。空間フィルタＳＦへの集光角（空間フィルタＳＦから射出された後の発散角）θは、回折次数が同じフーリエ変換像（あるいは回折光）にあっては、Ｐ×Ｑ個の画素６３１において同一である。空間フィルタＳＦ上において、隣接する回折次数のフーリエ変換像の間の間隔は、式（１）から求めることができる。式（１）から、第１のレンズＬ₁の焦点距離ｆ₁を任意に選択することによって、フーリエ変換像の位置（空間フィルタＳＦ上の結像位置）を変化させることが可能である。

第１のレンズＬ₁において、複数の回折次数に対応した回折角に沿って射出された２次元画像における空間周波数を透過させるためには、利用する回折次数に応じて第１のレンズＬ₁の開口率ＮＡを選択する必要があり、焦点距離に拘わらず、第１のレンズＬ₁以降の全てのレンズの開口率は、第１のレンズＬ₁の開口率ＮＡ以上であることが要求される。

開口部６５１の大きさは、式（１）におけるＹ₁の値と同じ値とすればよい。一例として、照明光の波長λを５３２ｎｍ、第１のレンズＬ₁の焦点距離ｆ₁を５０ｍｍ、２次元画像形成装置６３０における画素６３１の大きさを１３μｍ〜１４μｍ程度とすると、Ｙ₁の値は約２ｍｍとなる。これは、空間フィルタＳＦ上において、約２ｍｍ間隔という高い密度で各回折次数に対応したフーリエ変換像を得ることができることを意味する。云い換えれば、空間フィルタＳＦ上において、Ｘ方向、Ｙ方向のいずれの方向においても、約２ｍｍ間隔で、１１×１１＝１２１個のフーリエ変換像を得ることができる。

ここで、２次元画像形成装置６３０によって形成された２次元画像における空間周波数νは、２次元画像がＰ×Ｑ個の画素６３１から構成される２次元画像形成装置６３０によって形成されているので、最高でも、２次元画像形成装置６３０を構成する連続した２つの画素６３１から成る周期を有する周波数である。

２次元画像の共役像における空間周波数が最も低い状態にある２次元画像形成装置６３０の模式的な正面図は、図１８の（Ａ）に示したと同様であるし、第１のレンズＬ₁によって結像されたフーリエ変換像の光強度の周波数特性は、図１９の（Ａ）に示したと同様である。また、２次元画像の共役像における空間周波数が最も高い状態にある２次元画像形成装置５３０の模式的な正面図は、図１８の（Ｂ）に示したと同様であるし、第１のレンズＬ₁によって結像されたフーリエ変換像の光強度の周波数特性は、図１９の（Ｂ）に示したと同様である。更には、空間フィルタＳＦ上（ｘｙ平面上）におけるフーリエ変換像の分布は、図２０の（Ａ）〜（Ｃ）に示したと同様である。

空間フィルタＳＦにおける開口部６５１の平面形状は、フーリエ変換像の形状に基づき決定すればよい。更には、フーリエ変換像の平面波成分のピーク位置が中心となるように、各々の回折次数に対して開口部６５１を設ければよい。これによって、各開口部６５１の中心位置に、フーリエ変換像の光強度のピークが位置する。即ち、２次元画像における空間周波数が最低空間周波数成分（平面波成分）の場合におけるフーリエ変換像の周期的なパターンを中心として、２次元画像における正負の最高空間周波数を全て通過させ得るような開口部６５１とすればよい。

ところで、最も空間周波数が高い状態とは、図１９の（Ｂ）に示したように、全ての画素が、黒表示と白表示とを交互に表示する場合である。また、２次元画像形成装置６３０における画素構造の空間周波数と、２次元画像における空間周波数との関係は、以下のとおりである。即ち、開口が画素の全てを占めている（即ち、開口率１００％）と仮定したとき、２次元画像における最高空間周波数は、画素構造の空間周波数の（１／２）である。また、開口が画素の或る割合（１００％未満）を占めている場合には、２次元画像における最高空間周波数は、画素構造の空間周波数の（１／２）を下回る。それ故、空間フィルタＳＦにおいて現れる画素構造に起因した周期的なパターンの間隔の半分の位置までに、２次元画像における空間周波数は全て出現する。このことから、全ての開口部６５１を、空間的に相互に干渉することなく配置することができる。即ち、例えば、第（３，２）番目の開口部６５１には、ｍ₀＝３，ｎ₀＝２の回折次数を有するフーリエ変換像が入射する一方、ｍ₀＝３，ｎ₀＝２の回折次数を有するフーリエ変換像は、他の開口部６５１には入射しない。これにより、フーリエ変換像毎に独立した開口部６５１を有する空間フィルタＳＦ上において、１つの開口部６５１に位置するフーリエ変換像内に、２次元画像形成装置６３０によって形成された２次元画像における空間周波数が存在する一方、開口部６５１の空間的な制限によって２次元画像形成装置６３０によって形成された２次元画像における空間周波数が欠落することはない。尚、画素構造の空間周波数を搬送周波数と見做すことができ、２次元画像における空間周波数は、画素構造の空間周波数を搬送周波数とした画像情報に相当する。

そして、空間フィルタＳＦにおいては、Ｍ×Ｎ個のフーリエ変換像のそれぞれの通過／不通過を制御するために、開口部６５１の開閉制御が行われる。空間フィルタＳＦを、例えば、実施例１〜実施例５において説明した本発明の光変調装置から構成すれば、液晶セルを一種の光シャッター（ライト・バルブ）として高速動作させることによって開口部６５１の開閉制御を行うことができる。

以上に説明したように、実施例８の３次元像表示装置６０１によれば、２次元画像形成装置６３０によって生成された２次元画像における空間周波数が、複数の回折次数に対応した回折角に沿って射出され、フーリエ変換像形成手段６４０（第１のレンズＬ₁）によってフーリエ変換されることで得られたフーリエ変換像は、フーリエ変換像選択手段６５０（空間フィルタＳＦ）によって、空間的、且つ、時間的にフィルタリングされ、そのフィルタリングされたフーリエ変換像の共役像ＣＩが形成される構成を有するので、３次元像表示装置全体を大型化することなく、空間的に高い密度で、しかも、複数の方向に分布した状態で、光線群を生成・散布することができる。また、光線群の構成要素である個々の光線を、独立して、時間的及び空間的に制御することができる。これにより、実世界の物体と同質に近い光線による立体画像を得ることができる。

また、実施例８の３次元像表示装置６０１によれば、光線再生法を利用しているので、焦点調節、輻輳、運動視差などの視覚機能を満足した立体画像を提供することが可能である。更には、実施例８の３次元像表示装置６０１によれば、高次回折光を効率的に利用しているので、従来の画像出力手法と比較して、１つの画像出力デバイス（２次元画像形成装置６３０及び光学装置６３５）によって制御可能な光線（２次元画像の一種のコピー）を、複数の回折次数分だけ（即ち、Ｍ×Ｎ個）、得ることができる。しかも、実施例８の３次元像表示装置６０１によれば、空間的、且つ、時間的にフィルタリングを行うので、３次元像表示装置の時間的特性を、３次元像表示装置の空間的特性に変換することができる。また、拡散スクリーン等を用いること無く、立体画像を得ることができる。更には、どのような方向からの観察に対しても適切な立体画像を提供することができる。また、空間的に高い密度で光線群を生成・散布することができるので、視認限界に近い精細な空間画像を提供することができる。

実施例９は、実施例６の変形であり、第Ａ−１の態様及び第Ａ−３の態様に係る３次元像表示装置に関する。実施例９の３次元像表示装置の概念図を図３７に示す。

実施例９における光変調手段２３０は、実施例６における液晶表示装置とは異なり、Ｐ個（例えば、１９２０個）に区画された１次元画像を形成する１次元空間光変調器（具体的には、回折格子−光変調装置４０１）；１次元空間光変調器（回折格子−光変調装置４０１）によって形成され、Ｐ個に区画された１次元画像を２次元的に展開して（走査して）、Ｐ×Ｑ個に区画された２次元画像を形成する走査光学系（具体的には、スキャンミラー４０５）；及び、２次元画像の生成面に配置され、生成した２次元画像における空間周波数を、複数の回折次数（具体的には、総数Ｍ×Ｎ）に対応した回折角に沿って射出する格子フィルタ（回折格子フィルタ）３３２を備えている。ここで、走査光学系（スキャンミラー４０５）によって形成され、Ｐ×Ｑ個に区画された２次元画像の区画毎に、格子フィルタ３３２によってＭ×Ｎ組の回折光が生成される。尚、格子フィルタ３３２は、振幅格子から構成されていてもよいし、位相格子から構成されていてもよい。

あるいは又、第Ａ−３の態様に係る３次元像表示装置の構成要素に沿って説明すると、実施例９の３次元像表示装置１０１は、
（Ａ）光源１１０、
（Ｂ）Ｘ方向に沿ってＰ個の画素を有し、１次元画像を生成する１次元空間光変調器（具体的には、回折格子−光変調装置４０１）；１次元空間光変調器によって生成された１次元画像を２次元的に展開して２次元画像を生成する走査光学系（具体的には、スキャンミラー４０５）；及び、２次元画像の生成面に配置され、画素毎に、第ｍ次から第ｍ’次までのＭ組の（但し、ｍ及びｍ’は整数であり、Ｍは正の整数）回折光を生成する回折光生成手段（具体的には、格子フィルタ３３２）から成る２次元画像形成装置２３０、
（Ｃ）その前側焦点面に回折光生成手段が配置されている第１のレンズ（具体的には、実施例９にあっては凸レンズ）Ｌ₁、
（Ｄ）第１のレンズＬ₁の後側焦点面に配置され、Ｘ方向に沿ってＭ個、Ｙ方向に沿ってＮ個（但し、Ｎは正の整数）の、合計、Ｍ×Ｎ個の開閉制御可能な開口部１５１を有する空間フィルタＳＦ、
（Ｅ）その前側焦点面に空間フィルタＳＦが配置されている第２のレンズ（具体的には、実施例９にあっては凸レンズ）Ｌ₂、並びに、
（Ｆ）第２のレンズＬ₂の後側焦点に、その前側焦点が位置している第３のレンズ（具体的には、実施例９にあっては凸レンズ）Ｌ₃、
を備えている。

ここで、１次元画像はＸ方向に延びているとする。また、走査方向はＹ方向であり、２次元画像はＸ方向及びＹ方向に沿って形成されているとする。但し、代替的に、Ｘ方向とＹ方向とを交換してもよい。尚、図３７においては、照明光学系１２０の図示を省略している。後述する実施例１０及び実施例１１においても同様とすることができる。

１次元空間光変調器（回折格子−光変調装置４０１）は、光源１１０からの光を回折することによって１次元画像を生成する。より具体的には、回折格子−光変調装置４０１は、回折格子−光変調素子（ＧＬＶ）４１０が一次元的にアレイ状に配列されて成る。回折格子−光変調素子４１０は、マイクロマシン製造技術を応用して製造され、反射型の回折格子から構成されており、光スイッチング作用を有し、光のオン／オフ制御を電気的に制御することで画像を表示する。そして、光変調手段２３０にあっては、回折格子−光変調素子４１０のそれぞれから射出された光を、ガルバノミラーやポリゴンミラーから成るスキャンミラー４０５で走査して２次元画像を得る。従って、Ｐ×Ｑ（例えば１９２０×１０８０）の画素（ピクセル）から構成された２次元画像を表示するために、Ｐ個（＝１９２０個）の回折格子−光変調素子４１０から回折格子−光変調装置４０１を構成すればよい。

スキャンミラー４０５で走査して得られた２次元画像に基づき、回折光を生成させる必要がある。そのために、振幅型若しくは位相型のフィルタを２次元展開された面に配置することで、回折光を生成させる。具体的には、スキャンミラー４０５で走査して得られた２次元画像は、走査用レンズ系３３１を通過し、２次元画像の生成面に配置された格子フィルタ（回折格子フィルタ）３３２に入射し、格子フィルタ３３２において、Ｐ×Ｑ個に区画された２次元画像の区画毎に、Ｍ×Ｎ組の回折光が生成される。即ち、格子フィルタ３３２からは、生成した２次元画像における空間周波数が、格子フィルタ３３２の各区画（画素に相当する）から生じる複数の回折次数に対応した回折角に沿って射出される。格子フィルタ３３２は、焦点距離ｆ₁を有する第１のレンズＬ₁の前側焦点面上に配置されている。

１次元空間光変調器を用いる場合、形成される画像が１次元であることから、回折も１次元空間において起こる。従って、得られる回折光をＹ方向に拡散させることを目的とした光学系が必要となる。実施例９あるいは後述する実施例１１の３次元像表示装置にあっては、第３のレンズＬ₃（共役像形成手段１６０）よりも下流（観察者側）に、１次元方向に生じている回折光を２次元方向に拡散させる異方性の光拡散を生じさせる部材（異方性拡散フィルタ、異方性拡散フィルムあるいは異方性拡散シートとも呼ばれる）３３３が配置されている。

以上の点を除き、実施例９の３次元像表示装置の構成、構造は、実施例６において説明した３次元像表示装置の構成、構造と同様とすることができるので、詳細な説明は省略する。

以下、回折格子−光変調素子４１０の構成、構造を説明する。

回折格子−光変調素子４１０を構成する下部電極４１２、固定電極４２１、可動電極４２２等の配置を、図３８に模式的に示す。尚、図３８においては、下部電極４１２、固定電極４２１、可動電極４２２、支持部４１４，４１５，４１７，４１８を明示するために、これらに斜線を付した。

この回折格子−光変調素子４１０は、下部電極４１２、帯状（リボン状）の固定電極４２１、並びに、帯状（リボン状）の可動電極４２２から成る。下部電極４１２は支持体４１１上に形成されている。また、固定電極４２１は、支持部４１４，４１５に支持され、下部電極４１２の上方に支持、張架されている。更には、可動電極４２２は、支持部４１７，４１８に支持され、下部電極４１２の上方に支持、張架されており、固定電極４２１に対して並置されている。図示した例において、１つの回折格子−光変調素子４１０は、３本の固定電極４２１と３本の可動電極４２２から構成されている。３本の可動電極４２２は纏めて制御電極に接続され、制御電極は、図示しない接続端子部に接続されている。一方、３本の固定電極４２１は纏めてバイアス電極に接続されている。バイアス電極は、複数の回折格子−光変調素子４１０において共通とされており、図示しないバイアス電極端子部を介して接地されている。下部電極４１２も、複数の回折格子−光変調素子４１０において共通とされており、図示しない下部電極端子部を介して接地されている。

接続端子部、制御電極を介して可動電極４２２へ電圧を印加し、且つ、下部電極４１２へ電圧を印加すると（実際には、下部電極４１２は接地状態にある）、可動電極４２２と下部電極４１２との間に静電気力（クーロン力）が発生する。そして、この静電気力によって、下部電極４１２に向かって可動電極４２２が下方に変位する。尚、可動電極４２２の変位前の状態を図３９の（Ａ）及び図３９の（Ｃ）の左側に示し、変位後の状態を図３９の（Ｂ）及び図３９の（Ｃ）の右側に示す。そして、このような可動電極４２２の変位に基づき、可動電極４２２と固定電極４２１とによって反射型の回折格子が形成される。ここで、図３９の（Ａ）は、図３８の矢印Ｂ−Ｂに沿った固定電極等の模式的な断面図、及び、図３８の矢印Ａ−Ａに沿った可動電極等の模式的な断面図（但し、回折格子−光変調素子が作動していない状態にある）であり、図３９の（Ｂ）は、図３８の矢印Ａ−Ａに沿った可動電極等の模式的な断面図であり（但し、回折格子−光変調素子が作動している状態にある）、図３９の（Ｃ）は、図３８の矢印Ｃ−Ｃに沿った固定電極、可動電極等の模式的な断面図である。

隣接する固定電極４２１の間の距離をｄ（図３９の（Ｃ）参照）、可動電極４２２及び固定電極４２１に入射する光（入射角：θ_i）の波長をλ、回折角をθ_mとすると、
ｄ［ｓｉｎ（θ_i）−ｓｉｎ（θ_m）］＝ｍ_Dif・λ
で表すことができる。ここで、ｍ_Difは次数であり、０，±１，±２・・・の値をとる。

そして、可動電極４２２の頂面と固定電極４２１の頂面の高さの差Δｈ₁（図３９の（Ｃ）参照）が（λ／４）のとき、回折光の光強度は最大の値となる。

このような、回折格子−光変調装置を含む光変調手段（２次元画像形成装置）２３０の概念図を図４０に示す。即ち、実施例９の光変調手段２３０は、レーザを射出する光源１１０、この光源１１０から射出された光を集光する集光レンズ（図示せず）、集光レンズを通過した光が入射する回折格子−光変調装置４０１、回折格子−光変調装置４０１から射出された光が通過するレンズ４０３及び空間フィルタ４０４、空間フィルタ４０４を通過した１本の光束を結像させる結像レンズ（図示せず）、結像レンズを通過した１本の光束を走査するスキャンミラー４０５から構成されている。

このような光変調手段２３０にあっては、可動電極４２２が図３９の（Ａ）及び図３９の（Ｃ）の左側に示した状態である回折格子−光変調素子４１０の不作動時、可動電極４２２及び固定電極４２１の頂面で反射された光は空間フィルタ４０４で遮られる。一方、可動電極４２２が図３９の（Ｂ）及び図３９の（Ｃ）の右側に示した状態である回折格子−光変調素子４１０の作動時、可動電極４２２及び固定電極４２１で回折された±１次（ｍ_Dif＝±１）の回折光は空間フィルタ４０４を通過する。このような構成にすることで、光のオン／オフ制御を制御することができる。また、可動電極４２２に印加する電圧を変化させることで、可動電極４２２の頂面と固定電極４２１の頂面の高さの差Δｈ₁を変化させることができ、その結果、回折光の強度を変化させて、階調制御を行うことができる。

実施例１０は、実施例７の変形であり、第Ｂ−１の態様及び第Ｂ−３の態様に係る３次元像表示装置に関する。実施例１０の３次元像表示装置の概念図を図４１に示す。

実施例１０における光変調手段２３０は、実施例７における液晶表示装置とは異なり、Ｐ個（例えば、１９２０個）に区画された１次元画像を形成する１次元空間光変調器（具体的には、回折格子−光変調装置４０１）；１次元空間光変調器（回折格子−光変調装置４０１）によって形成され、Ｐ個に区画された１次元画像を２次元的に展開して（走査して）、Ｐ×Ｑ個に区画された２次元画像を形成する走査光学系（具体的には、スキャンミラー４０５）；及び、２次元画像の生成面に配置され、生成した２次元画像における空間周波数を、複数の回折次数（具体的には、総数Ｍ×Ｎ）に対応した回折角に沿って射出する格子フィルタ（回折格子フィルタ）３３２を備えている。ここで、走査光学系（スキャンミラー４０５）によって形成され、Ｐ×Ｑ個に区画された２次元画像の区画毎に、格子フィルタ３３２によってＭ×Ｎ組の回折光が生成される。尚、格子フィルタ３３２は、振幅格子から構成されていてもよいし、位相格子から構成されていてもよい。

あるいは又、第Ｂ−３の態様に係る３次元像表示装置の構成要素に沿って説明すると、実施例１０の３次元像表示装置５０１は、
（Ａ）光源１１０、
（Ｂ）１次元画像を生成する１次元空間光変調器（具体的には、回折格子−光変調装置４０１）；１次元空間光変調器によって生成された１次元画像を２次元的に展開して２次元画像を生成する走査光学系（具体的には、スキャンミラー４０５）；及び、２次元画像の生成面に配置され、画素毎に、複数の回折次数の回折光を生成する回折光生成手段（具体的には、格子フィルタ３３２）から成る２次元画像形成装置２３０、
（Ｃ）その前側焦点面に回折光生成手段（格子フィルタ３３２）が配置されている第１のレンズＬ₁、
（Ｄ）第１のレンズＬ₁の後側焦点面に配置され、所定回折次数の回折光（例えば、平面波成分の０次回折を搬送周波数とする１次回折に対応するフーリエ変換像）のみを通過させる画像制限開口部５３３、
（Ｅ）その前側焦点面に画像制限開口部５３３が配置されている第２のレンズＬ₂、
（Ｆ）第２のレンズＬ₂の後側焦点面に配置され、Ｘ方向及びＹ方向に沿って２次元マトリクス状に配列されたＰ₀×Ｑ₀個（但し、Ｐ₀及びＱ₀は任意の正の整数であり、Ｐ₀＞Ｐ）の開口を有し、第２のレンズＬ₂によって形成された２次元画像の実像に基づき、開口毎に、Ｘ方向に沿って第ｍ次から第ｍ’次までのＭ組の（但し、ｍ及びｍ’は整数であり、Ｍは正の整数）、Ｙ方向に沿って第ｎ次から第ｎ’次までのＮ組の（但し、ｎ及びｎ’は整数であり、Ｎは正の整数）の、合計、Ｍ×Ｎ組の回折光を生成するオーバーサンプリングフィルタＯＳＦ、
（Ｇ）その前側焦点面にオーバーサンプリングフィルタＯＳＦが配置されている第３のレンズＬ₃、
（Ｈ）第３のレンズＬ₃の後側焦点面に配置され、Ｘ方向に沿ってＭ個、Ｙ方向に沿ってＮ個の、合計、Ｍ×Ｎ個の開閉制御可能な開口部５５１を有する空間フィルタＳＦ、
（Ｉ）その前側焦点面に空間フィルタＳＦが配置されている第４のレンズＬ₄、並びに、
（Ｊ）第４のレンズＬ₄の後側焦点に、その前側焦点が位置している第５のレンズＬ₅、
を備えている。

以上の点を除き、実施例１０の３次元像表示装置の構成、構造は、実施例７において説明した３次元像表示装置の構成、構造と同様とすることができるので、詳細な説明は省略する。尚、実施例１０における１次元空間光変調器（回折格子−光変調装置４０１）、走査用レンズ系３３１、格子フィルタ（回折格子フィルタ）３３２、回折格子−光変調素子４１０は、実施例９における１次元空間光変調器（回折格子−光変調装置４０１）、走査用レンズ系３３１、格子フィルタ（回折格子フィルタ）３３２、回折格子−光変調素子４１０と同様とすればよい。

実施例１１は、実施例８の変形である。実施例１１の３次元像表示装置の概念図を図４２に示す。

実施例１１における２次元画像形成装置２３０は、実施例８における液晶表示装置とは異なり、Ｐ個（例えば、１９２０個）に区画された１次元画像を形成する１次元画像形成装置（具体的には、回折格子−光変調装置４０１）；及び、１次元画像形成装置（回折格子−光変調装置４０１）によって生成され、Ｐ個に区画された１次元画像を２次元的に展開して（走査して）、Ｐ×Ｑ個に区画された２次元画像を形成する走査光学系（具体的には、スキャンミラー４０５）を備えている。そして、走査光学系の後方に光学装置６３５が配置されている。光学装置６３５によって、２次元画像の生成面に配置され、生成した２次元画像における空間周波数は、複数の回折次数（具体的には、総数Ｍ×Ｎ）に対応した回折角に沿って射出される。

以上の点を除き、実施例１１の３次元像表示装置の構成、構造は、実施例８において説明した３次元像表示装置の構成、構造と同様とすることができるので、詳細な説明は省略する。尚、実施例１１における１次元空間光変調器（回折格子−光変調装置４０１）、走査用レンズ系３３１、格子フィルタ（回折格子フィルタ）３３２、回折格子−光変調素子４１０は、実施例９における１次元空間光変調器（回折格子−光変調装置４０１）、走査用レンズ系３３１、格子フィルタ（回折格子フィルタ）３３２、回折格子−光変調素子４１０と同様とすればよい。

実施例１２は、実施例６、実施例７あるいは実施例８の変形である。実施例１２の３次元像表示装置の概念図を、図４３に示す。実施例６、実施例７あるいは実施例８の３次元像表示装置にあっては、光透過型の２次元画像形成装置１３０，５３０，６３０を用いた。一方、実施例１２の３次元像表示装置にあっては、反射型の光変調手段（２次元画像形成装置）１３０Ａ，５３０Ａ，６３０Ａを用いる。反射型の光変調手段（２次元画像形成装置）１３０Ａ，５３０Ａ，６３０Ａとして、例えば、反射型の液晶表示装置を挙げることができるし、あるいは又、各開口内に可動ミラーが設けられている構成（可動ミラーが２次元マトリクス状に配列された２次元型のＭＥＭＳから成る構成）を挙げることができる。可動ミラーの移動／非移動によって２次元画像が生成され、しかも、開口によってフラウンホーファー回折が発生する。尚、図４３においては、光学装置の図示は省略している。

そして、実施例１２の３次元像表示装置にあっては、ｚ軸（光軸）上にビームスプリッタ１７０が備えられている。ビームスプリッタ１７０は、偏光成分の違いにより光を透過又は反射させる機能を有する。ビームスプリッタ１７０は、光源１１０から射出された光を反射型の光変調手段（２次元画像形成装置）１３０Ａ，５３０Ａ，６３０Ａに向けて反射する。また、光変調手段（２次元画像形成装置）１３０Ａ，５３０Ａ，６３０Ａからの反射光を透過する。この点を除き、実施例１２の３次元像表示装置の構成、構造は、実施例６、実施例７あるいは実施例８の３次元像表示装置の構成、構造と同様とすることができるので、詳細な説明は省略する。

以上、本発明の光制御装置を好ましい実施例に基づき説明したが、本発明の光制御装置はこれらの実施例に限定されるものではない。例えば、第１光変調装置及び第２光変調装置の模式的な正面図を、図１０の（Ａ）及び（Ｂ）あるいは図１１の（Ａ）及び（Ｂ）に示すが、第１光変調装置１０Ｆ，１０Ｇにおける第１開口部１１は、Ｍ×Ｎ個、設けられ；第２光変調装置２０Ｆ，２０Ｇにおける第２開口部２１は、Ｘ方向に沿って２個の第２開口部ユニット２２から構成され（図１０の（Ａ）及び（Ｂ）参照）、又は、Ｙ方向に沿って２個の第２開口部ユニット２２から構成されている（図１１の（Ａ）及び（Ｂ））形態とすることもできる。このような光制御装置にあっては、第１光変調装置１０Ｆ，１０Ｇ及び第２光変調装置２０Ｆ，２０Ｇを強誘電性液晶表示装置から構成する場合、第１光変調装置１０Ｆ，１０Ｇは、Ｍ×Ｎ個の第１開口部１１を構成するＮ本の第１電極（Ｘ方向に沿って延びる、例えば第１電極Ｘ１１，Ｘ１２，Ｘ１３，Ｘ１４）とＭ本の第２電極（Ｙ方向に沿って延びる、例えば第２電極Ｙ１１，Ｙ１２，Ｙ１３，Ｙ１４）から構成され、第１電極と第２電極との間には、強誘電性液晶セルが挟まれた構造とすることができ、第２光変調装置２０Ｆ，２０Ｇは、２個の第２開口部ユニット２２を構成する２本の第１電極（Ｘ方向に沿って延び、あるいは又、Ｙ方向に沿って延びる第１電極α，β）と、これらの第１電極に対向する共通第２電極から構成され、第１電極と第２電極との間には、強誘電性液晶セルが挟まれた構造とすることができる。

そして、第１光変調装置１０Ｆ，１０Ｇには、第１の偏光板（図示せず）を通して第１の方向に偏光した光が入射し、第１光変調装置１０Ｆ，１０Ｇから第２の方向に偏光された光が第２の偏光板（図示せず）を通して射出され、第２光変調装置２０Ｆ，２０Ｇには、第１光変調装置１０Ｆ，１０Ｇから射出された第２の方向に偏光した光が入射し、第２光変調装置２０Ｆ，２０Ｇから第１の方向に偏光された光が第３の偏光板（図示せず）を通して射出される。あるいは又、第２光変調装置２０Ｆ，２０Ｇには、第１の偏光板（図示せず）を通して第１の方向に偏光した光が入射し、第２光変調装置２０Ｆ，２０Ｇから第２の方向に偏光された光が第２の偏光板（図示せず）を通して射出され、第１光変調装置１０Ｆ，１０Ｇには、第２光変調装置２０Ｆ，２０Ｇから射出された第２の方向に偏光した光が入射し、第１光変調装置１０Ｆ，１０Ｇから第１の方向に偏光された光が第３の偏光板（図示せず）を通して射出される。

このような光変調装置の開口部における光の通過を制御するために、第１開口部ユニット１２を構成する第１電極（Ｘ１１，Ｘ１２，Ｘ１３，Ｘ１４）、第２電極（Ｙ１１，Ｙ１２，Ｙ１３，Ｙ１４）への印加電圧、及び、第２開口部ユニット２２を構成する第１電極（α，β）への印加電圧は、図７あるいは図９に示したと同様とすることができる。

即ち、図１０の（Ａ）及び（Ｂ）に示した例にあっては、図７に示すように、第１開口部ユニット１２における印加電圧パターンにあっては、例えば、第１開口部ユニット１２における第２電極Ｙ１１に、期間Ｐｒ₁、期間Ｐｒ₄〜期間Ｐｒ₅、期間Ｐｒ₈〜期間Ｐｒ₉、期間Ｐｒ₁₂〜期間Ｐｒ₁₃、期間Ｐｒ₁₆において、Ｖ_ON（＝Ｖ₀）が印加され、Ｖ_ON（＝Ｖ₀）が印加された期間が終わった次の期間及びそれに続く期間である期間Ｐｒ₂〜期間Ｐｒ₃、期間Ｐｒ₆〜期間Ｐｒ₇、期間Ｐｒ₁₀〜期間Ｐｒ₁₁、期間Ｐｒ₁₄〜期間Ｐｒ₁₅において、Ｖ_OFF（＝−Ｖ₀）が印加される。即ち、第１開口部ユニット１２における第２電極Ｙ１１に印加されるプラス側の印加電圧と時間の積は、８・Ｖ₀・ｔである。一方、第１開口部ユニット１２における第２電極Ｙ１１に印加されるマイナス側の印加電圧と時間の積は、−８・Ｖ₀・ｔである。従って、第２開口部ユニット２２における駆動電圧の印加にあっては、ＤＣ的にプラス・マイナス０となっている。

更には、第１開口部ユニット１２における印加電圧パターンにあっては、例えば、第１開口部ユニット１２における第１電極Ｘ１１に、期間Ｐｒ₁〜期間Ｐｒ₄、期間Ｐｒ₁₂において、Ｖ_ON（＝Ｖ₀）が印加され、Ｖ_ON（＝Ｖ₀）が印加された期間が終わった次の期間である期間Ｐｒ₅、期間Ｐｒ₁₃、及び、期間Ｐｒ₁₆において、Ｖ_OFF（＝−Ｖ₀）が印加され、Ｖ_OFF（＝−Ｖ₀）が印加された期間の次の期間である期間Ｐｒ₆〜期間Ｐｒ₁₁、期間Ｐｒ₁₄〜期間Ｐｒ₁₅において、Ｖ’_OFF（＝−Ｖ₀／４）が印加される。即ち、第１開口部ユニット１２における第１電極Ｘ１１に印加されるプラス側の印加電圧と時間の積は、５・Ｖ₀・ｔである。一方、第１開口部ユニット１２における第１電極Ｘ１１に印加されるマイナス側の印加電圧と時間の積は、［−３・Ｖ₀・ｔ＋８（−Ｖ₀／４）・ｔ］＝（−５・Ｖ₀・ｔ）である。従って、第１開口部ユニット１２における駆動電圧の印加にあっても、ＤＣ的にプラス・マイナス０となっている。

また、第２開口部ユニット２２における印加電圧パターンにあっては、例えば、第２開口部ユニット２２における第１電極αに、期間Ｐｒ₁〜期間Ｐｒ₂、期間Ｐｒ₅〜期間Ｐｒ₆、期間Ｐｒ₉〜期間Ｐｒ₁₀、期間Ｐｒ₁₃〜期間Ｐｒ₁₄において、Ｖ_ON（＝Ｖ₀）が印加される。一方、期間Ｐｒ₃〜期間Ｐｒ₄、期間Ｐｒ₇〜期間Ｐｒ₈、期間Ｐｒ₁₁〜期間Ｐｒ₁₂、期間Ｐｒ₁₅〜期間Ｐｒ₁₆において、Ｖ_OFF（＝−Ｖ₀）が印加される。即ち、第２開口部ユニット２２における第１電極αに印加されるプラス側の印加電圧と時間の積は、８・Ｖ₀・ｔである。一方、第２開口部ユニット２２における第１電極αに印加されるマイナス側の印加電圧と時間の積は、−８・Ｖ₀・ｔである。従って、第２開口部ユニット２２における駆動電圧の印加にあっても、ＤＣ的にプラス・マイナス０となっている。

以上に説明したとおり、期間Ｐｒ₁のみ、第１光変調装置１０Ｆの第１電極Ｘ１１と第２電極Ｙ１１との同時作動によって、更には、第２光変調装置２０Ｆの第１電極αとの同時作動によって、第１光変調装置１０Ｆにおける第１開口部１１の射影像と第２光変調装置２０Ｆにおける第２開口部２１の射影像が重複する重複領域に相当する第（１，１）番目の開口部［図１０の（Ａ）参照）］が開状態となり、その他の期間Ｐｒ₂〜期間Ｐｒ₁₆にあっては、第（１，１）番目の開口部は閉状態となる。

同様に、期間Ｐｒ₂のみ第（１，２）番目の開口部が開状態となり、期間Ｐｒ₃のみ第（１，３）番目の開口部が開状態となり、期間Ｐｒ₄のみ第（１，４）番目の開口部が開状態となり、期間Ｐｒ₅のみ第（２，１）番目の開口部が開状態となり、期間Ｐｒ₆のみ第（２，２）番目の開口部が開状態となり、期間Ｐｒ₇のみ第（２，３）番目の開口部が開状態となり、期間Ｐｒ₈のみ第（２，４）番目の開口部が開状態となり、期間Ｐｒ₉のみ第（３，１）番目の開口部が開状態となり、期間Ｐｒ₁₀のみ第（３，２）番目の開口部が開状態となり、期間Ｐｒ₁₁のみ第（３，３）番目の開口部が開状態となり、期間Ｐｒ₁₂のみ第（３，４）番目の開口部が開状態となり、期間Ｐｒ₁₃のみ第（４，１）番目の開口部が開状態となり、期間Ｐｒ₁₄のみ第（４，２）番目の開口部が開状態となり、期間Ｐｒ₁₅のみ第（４，３）番目の開口部が開状態となり、期間Ｐｒ₁₆のみ第（４，４）番目の開口部が開状態となる。

あるいは又、図１１の（Ａ）及び（Ｂ）に示した例にあっては、図９に示すように、第１開口部ユニット１２における印加電圧パターンにあっては、例えば、第１開口部ユニット１２における第１電極Ｘ１１に、期間Ｐｒ₁、期間Ｐｒ₄〜期間Ｐｒ₅、期間Ｐｒ₈〜期間Ｐｒ₉、期間Ｐｒ₁₂〜期間Ｐｒ₁₃、期間Ｐｒ₁₆において、Ｖ_ON（＝Ｖ₀）が印加され、Ｖ_ON（＝Ｖ₀）が印加された期間が終わった次の期間及びそれに続く期間である期間Ｐｒ₂〜期間Ｐｒ₃、期間Ｐｒ₆〜期間Ｐｒ₇、期間Ｐｒ₁₀〜期間Ｐｒ₁₁、期間Ｐｒ₁₄〜期間Ｐｒ₁₅において、Ｖ_OFF（＝−Ｖ₀）が印加される。即ち、第１開口部ユニット１２における第１電極Ｘ１１に印加されるプラス側の印加電圧と時間の積は、８・Ｖ₀・ｔである。一方、第１開口部ユニット１２における第１電極Ｘ１１に印加されるマイナス側の印加電圧と時間の積は、−８・Ｖ₀・ｔである。従って、第２開口部ユニット２２における駆動電圧の印加にあっては、ＤＣ的にプラス・マイナス０となっている。

更には、第１開口部ユニット１２における印加電圧パターンにあっては、例えば、第１開口部ユニット１２における第２電極Ｙ１１に、期間Ｐｒ₁〜期間Ｐｒ₄、期間Ｐｒ₁₂において、Ｖ_ON（＝Ｖ₀）が印加され、Ｖ_ON（＝Ｖ₀）が印加された期間が終わった次の期間である期間Ｐｒ₅、期間Ｐｒ₁₃、及び、期間Ｐｒ₁₆において、Ｖ_OFF（＝−Ｖ₀）が印加され、Ｖ_OFF（＝−Ｖ₀）が印加された期間の次の期間である期間Ｐｒ₆〜期間Ｐｒ₁₁、期間Ｐｒ₁₄〜期間Ｐｒ₁₅において、Ｖ’_OFF（＝−Ｖ₀／４）が印加される。即ち、第１開口部ユニット１２における第２電極Ｙ１１に印加されるプラス側の印加電圧と時間の積は、５・Ｖ₀・ｔである。一方、第１開口部ユニット１２における第２電極Ｙ１１に印加されるマイナス側の印加電圧と時間の積は、［−３・Ｖ₀・ｔ＋８（−Ｖ₀／４）・ｔ］＝（−５・Ｖ₀・ｔ）である。従って、第１開口部ユニット１２における駆動電圧の印加にあっても、ＤＣ的にプラス・マイナス０となっている。

また、第２開口部ユニット２２における印加電圧パターンにあっては、例えば、第２開口部ユニット２２における第１電極αに、期間Ｐｒ₁〜期間Ｐｒ₂、期間Ｐｒ₅〜期間Ｐｒ₆、期間Ｐｒ₉〜期間Ｐｒ₁₀、期間Ｐｒ₁₃〜期間Ｐｒ₁₄において、Ｖ_ON（＝Ｖ₀）が印加される。一方、期間Ｐｒ₃〜期間Ｐｒ₄、期間Ｐｒ₇〜期間Ｐｒ₈、期間Ｐｒ₁₁〜期間Ｐｒ₁₂、期間Ｐｒ₁₅〜期間Ｐｒ₁₆において、Ｖ_OFF（＝−Ｖ₀）が印加される。即ち、第２開口部ユニット２２における第１電極αに印加されるプラス側の印加電圧と時間の積は、８・Ｖ₀・ｔである。一方、第２開口部ユニット２２における第１電極αに印加されるマイナス側の印加電圧と時間の積は、−８・Ｖ₀・ｔである。従って、第２開口部ユニット２２における駆動電圧の印加にあっても、ＤＣ的にプラス・マイナス０となっている。

以上に説明したとおり、期間Ｐｒ₁のみ、第１光変調装置１０Ｇの第１電極Ｘ１１と第２電極Ｙ１１との同時作動によって、更には、第２光変調装置２０Ｇの第１電極αとの同時作動によって、第１光変調装置１０Ｇにおける第１開口部１１の射影像と第２光変調装置２０Ｇにおける第２開口部２１の射影像が重複する重複領域に相当する第（１，１）番目の開口部［図１１の（Ａ）参照）］が開状態となり、その他の期間Ｐｒ₂〜期間Ｐｒ₁₆にあっては、第（１，１）番目の開口部は閉状態となる。

同様に、期間Ｐｒ₂のみ第（２，１）番目の開口部が開状態となり、期間Ｐｒ₃のみ第（３，１）番目の開口部が開状態となり、期間Ｐｒ₄のみ第（４，１）番目の開口部が開状態となり、期間Ｐｒ₅のみ第（１，２）番目の開口部が開状態となり、期間Ｐｒ₆のみ第（２，２）番目の開口部が開状態となり、期間Ｐｒ₇のみ第（３，２）番目の開口部が開状態となり、期間Ｐｒ₈のみ第（４，２）番目の開口部が開状態となり、期間Ｐｒ₉のみ第（１，３）番目の開口部が開状態となり、期間Ｐｒ₁₀のみ第（２，３）番目の開口部が開状態となり、期間Ｐｒ₁₁のみ第（３，３）番目の開口部が開状態となり、期間Ｐｒ₁₂のみ第（４，３）番目の開口部が開状態となり、期間Ｐｒ₁₃のみ第（１，４）番目の開口部が開状態となり、期間Ｐｒ₁₄のみ第（２，４）番目の開口部が開状態となり、期間Ｐｒ₁₅のみ第（３，４）番目の開口部が開状態となり、期間Ｐｒ₁₆のみ第（４，４）番目の開口部が開状態となる。

また、以上、３次元像表示装置を好ましい実施例に基づき説明したが、３次元像表示装置は実施例６〜実施例１２に限定するものではない。実施例においては、オーバーサンプリングフィルタを構成する格子フィルタを位相格子から構成したが、代替的に振幅格子から構成してもよい。

２次元画像形成装置６３０と光学装置６３５との間に、例えば、２枚の凸レンズを配置し、一方の凸レンズの前側焦点面に２次元画像形成装置６３０を配置し、一方の凸レンズの後側焦点に他方の凸レンズの前側焦点を位置させ、他方の凸レンズの後側焦点面に光学装置６３５を配置する構成とすることもできる。また、光学装置６３５を構成する光学素子６３６を、代替的に凹レンズから構成することもできる。この場合には、仮想の開口領域６３７は、２次元画像形成装置６３０の前方（光源側）に位置する。更には、光学素子６３６を、通常のレンズに代えて、フレネルレンズから構成してもよい。

実施例６、実施例９，実施例１２においては、フーリエ変換像形成手段１４０を構成するレンズ（第１のレンズＬ₁）の前側焦点面に光変調手段（２次元画像形成装置）１３０，１３０Ａや回折光生成手段が配置されており、後側焦点面にフーリエ変換像選択手段が配置されている構成としたが、場合によっては、２次元画像における空間周波数にクロストークが生じる結果、最終的に得られる立体画像に劣化が生じるものの、係る劣化が許容されるならば、フーリエ変換像形成手段１４０を構成するレンズ（第１のレンズＬ₁）の前側焦点面からずれた位置に光変調手段（２次元画像形成装置）１３０，１３０Ａや回折光生成手段を配置してもよいし、後側焦点面からずれた位置にフーリエ変換像選択手段を配置してもよい。また、第１のレンズＬ₁、第２のレンズＬ₂、第３のレンズＬ₃は凸レンズに限定されず、適宜、適切なレンズを選択すればよい。また、実施例７、実施例１０、実施例１２においては、フーリエ変換像形成手段５４０を構成するレンズ（第３のレンズＬ₃）の前側焦点面にオーバーサンプリングフィルタＯＳＦが配置されており、後側焦点面にフーリエ変換像選択手段５５０（空間フィルタＳＦ）が配置されている構成としたが、場合によっては、２次元画像の共役像における空間周波数にクロストークが生じる結果、最終的に得られる立体画像に劣化が生じるものの、係る劣化が許容されるならば、フーリエ変換像形成手段５４０を構成するレンズ（第３のレンズＬ₃）の前側焦点面からずれた位置にオーバーサンプリングフィルタＯＳＦを配置してもよいし、後側焦点面からずれた位置にフーリエ変換像選択手段５５０（空間フィルタＳＦ）を配置してもよい。また、第１のレンズＬ₁、第２のレンズＬ₂、第３のレンズＬ₃、第４のレンズＬ₄、第５のレンズＬ₅は凸レンズに限定されず、適宜、適切なレンズを選択すればよい。また、実施例８、実施例１１あるいは実施例１２においては、フーリエ変換像形成手段６４０を構成するレンズ（第１のレンズＬ₁）の前側焦点面に光学装置６３５を構成する光学素子６３６の焦点が位置しており、後側焦点面にフーリエ変換像選択手段が配置されている構成としたが、場合によっては、２次元画像における空間周波数にクロストークが生じる結果、最終的に得られる立体画像に劣化が生じるものの、係る劣化が許容されるならば、フーリエ変換像形成手段６４０を構成するレンズ（第１のレンズＬ₁）の前側焦点面からずれた位置に光学装置６３５を構成する光学素子６３６の焦点を位置させてもよいし、後側焦点面からずれた位置にフーリエ変換像選択手段を配置してもよい。また、第１のレンズＬ₁、第２のレンズＬ₂、第３のレンズＬ₃は凸レンズに限定されず、適宜、適切なレンズを選択すればよい。

実施例６〜実施例１２においては、光源は全ての場合において単色若しくは単色に近い光源であることを前提としているが、光源は、このような構成に限定するものではない。光源１１０の波長帯域が複数の帯域に及んでもよい。但し、この場合には、例えば、実施例６における３次元像表示装置を例にとり説明すると、図４４の（Ａ）に示すように、照明光学系１２０と光変調手段（２次元画像形成装置）１３０との間に、波長選択を行う狭帯域フィルタ１７１を配置することが好ましく、これによって、波長帯域を分別、選択し、単色光を抽出することができる。

あるいは又、光源１１０の波長帯域が広帯域に及んでもよい。但し、この場合には、図４４の（Ｂ）に示すように、照明光学系１２０と光変調手段（２次元画像形成装置）１３０との間に、ダイクロイックプリズム１７２及び波長選択を行う狭帯域フィルタ１７１Ｇを配置することが好ましい。具体的には、ダイクロイックプリズム１７２は、例えば赤色光、青色光を別々の方向に反射すると共に、緑色光を含む光線を透過する。ダイクロイックプリズム１７２における緑色光を含む光線の出射側に、緑色光を分別・選択する狭帯域フィルタ１７１Ｇが配置されている。

また、図４５に示すように、ダイクロイックプリズム１７２における緑色光を含む光線の出射側に緑色光を分別・選択する狭帯域フィルタ１７１Ｇを配置し、赤色光を含む光線の出射側に赤色光を分別・選択する狭帯域フィルタ１７１Ｒを配置し、青色光を含む光線の出射側に、青色光を分別・選択する狭帯域フィルタ１７１Ｂを配置すれば、３原色を表示する３つの３次元像表示装置に対する光源を構成することができる。このような構成の３つの３次元像表示装置を用い、あるいは又、赤色光を射出する光源と３次元像表示装置、緑色光を射出する光源と３次元像表示装置、及び、青色光を射出する光源と３次元像表示装置の組合せを用い、各３次元像表示装置からの画像を、例えば光合成プリズムを用いて合成することで、カラー表示を行うことができる。尚、ダイクロイックプリズムの代わりに、ダイクロイックミラーを用いることもできる。尚、以上に説明したこれらの３次元像表示装置の変形例は実施例７〜実施例１２に適用することができることは云うまでもない。

更には、第Ｂ−１の態様〜第Ｂ−３の態様に係る３次元像表示装置と第Ｃ−１の態様〜第Ｃ−２の態様に係る３次元像表示装置とを組合せてもよい。

図１の（Ａ）及び（Ｂ）は、実施例１の光制御装置を構成する第１光変調装置及び第２光変調装置の模式的な正面図である。 図２の（Ａ）及び（Ｂ）は、実施例２の光制御装置を構成する第１光変調装置及び第２光変調装置の模式的な正面図である。 図３は、実施例１あるいは実施例２の光変調装置の開口部における光の通過を制御するために、第１開口部ユニット及び第２開口部ユニットを構成する第１電極への印加電圧を模式的に示す図である。 図４の（Ａ）及び（Ｂ）は、実施例３の光制御装置を構成する第１光変調装置及び第２光変調装置の模式的な正面図である。 図５は、実施例３の光変調装置の開口部における光の通過を制御するために、第１開口部ユニット及び第２開口部ユニットを構成する第１電極への印加電圧を模式的に示す図である。 図６の（Ａ）及び（Ｂ）は、実施例４の光制御装置を構成する第１光変調装置及び第２光変調装置の模式的な正面図である。 図７は、実施例４の光変調装置の開口部における光の通過を制御するために、第１開口部ユニット及び第２開口部ユニット、第３開口部ユニットを構成する第１電極への印加電圧を模式的に示す図である。 図８の（Ａ）及び（Ｂ）は、実施例５の光制御装置を構成する第１光変調装置及び第２光変調装置の模式的な正面図である。 図９は、実施例５の光変調装置の開口部における光の通過を制御するために、第１開口部ユニット、第２開口部ユニット、第３開口部ユニットを構成する第１電極への印加電圧を模式的に示す図である。 図１０の（Ａ）及び（Ｂ）は、本発明の光制御装置の別の例を構成する第１光変調装置及び第２光変調装置の模式的な正面図である。 図１１の（Ａ）及び（Ｂ）は、本発明の光制御装置の更に別の例を構成する第１光変調装置及び第２光変調装置の模式的な正面図である。 図１２は、実施例６の３次元像表示装置のｙｚ平面における概念図である。 図１３は、実施例６の３次元像表示装置を斜めから見たときの概念図である。 図１４は、実施例６の３次元像表示装置の構成要素の配置状態を模式的に示す図である。 図１５は、実施例６の３次元像表示装置におけるフーリエ変換像選択手段（空間フィルタ）の１例の模式的な正面図である。 図１６は、実施例６の３次元像表示装置における光変調手段（２次元画像形成装置）によって、複数の回折次数の回折光が生成される状態を模式的に示す図である。 図１７は、実施例６の３次元像表示装置におけるフーリエ変換像形成手段（第１のレンズＬ₁）における集光状態、及び、フーリエ変換像選択手段（空間フィルタ）における結像状態を模式的に示す図である。 図１８の（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ、光変調手段（２次元画像形成装置）によって形成された２次元画像における空間周波数が最も低い状態、及び、最も高い状態を示す光変調手段（２次元画像形成装置）の模式的な正面図である。 図１９の（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ、光変調手段（２次元画像形成装置）によって形成された２次元画像における空間周波数が最も低い状態、及び、最も高い状態におけるフーリエ変換像の光強度の周波数特性を模式的に示す図である。 図２０の（Ａ）は、フーリエ変換像選択手段（空間フィルタ）のｘｙ平面上におけるフーリエ変換像の分布を示す模式図であり、図２０の（Ｂ）及び（Ｃ）は、図２０の（Ａ）のｘ軸上でのフーリエ変換像の光強度分布を示す図である。 図２１は、光変調手段（２次元画像形成装置）における２次元画像の形成タイミングとフーリエ変換像選択手段（空間フィルタ）の開口部の開閉タイミングとを示す図であり、上段には、光変調手段（２次元画像形成装置）における２次元画像の形成タイミングを示し、中段及び下段には、フーリエ変換像選択手段（空間フィルタ）の開口部の開閉タイミングを示す。 図２２は、フーリエ変換像選択手段（空間フィルタ）による空間フィルタリングの概念を模式的に時系列で示す図である。 図２３は、図２２に示した空間フィルタリングの結果得られる画像を模式的に示す図である。 図２４の（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）は、それぞれ、実施例６の３次元像表示装置における光源及び照明光学系の第１構成例、第２構成例、及び、第３構成例を示す模式図である。 図２５の（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ、実施例６の３次元像表示装置における光源及び照明光学系の第４構成例、及び、第５構成例を示す模式図である。 図２６は、実施例７の３次元像表示装置のｙｚ平面における概念図である。 図２７は、実施例７の３次元像表示装置を斜めから見たときの概念図である。 図２８は、実施例７の３次元像表示装置の構成要素の配置状態を模式的に示す図である。 図２９は、実施例７の３次元像表示装置における光変調手段（２次元画像形成装置）によって、複数の回折次数の回折光が生成される状態を模式的に示す図である。 図３０は、実施例７の３次元像表示装置におけるフーリエ変換像形成手段（第３のレンズＬ₃）における集光状態、及び、フーリエ変換像選択手段（空間フィルタ）における結像状態を模式的に示す図である。 図３１は、実施例８の３次元像表示装置のｙｚ平面における概念図である。 図３２は、実施例８の３次元像表示装置における光学装置の動作、作用を説明するための概念図である。 図３３は、実施例８の３次元像表示装置を斜めから見たときの概念図である。 図３４は、実施例８の３次元像表示装置の構成要素の配置状態を模式的に示す図である。 図３５は、実施例８の３次元像表示装置を構成する２次元画像形成装置によって、複数の回折次数の回折光が生成される状態を模式的に示す図である。 図３６は、実施例８の３次元像表示装置において、フーリエ変換像形成手段（第１のレンズＬ₁）における集光状態、及び、フーリエ変換像選択手段（空間フィルタ）における結像状態を模式的に示す図である。 図３７は、実施例９の３次元像表示装置の概念図である。 図３８は、実施例９の３次元像表示装置において、回折格子−光変調素子を構成する下部電極、固定電極、可動電極の配置を模式的に示す図である。 図３９の（Ａ）は、図３８の矢印Ｂ−Ｂに沿った固定電極等の模式的な断面図、及び、図３８の矢印Ａ−Ａに沿った可動電極等の模式的な断面図（但し、回折格子−光変調素子が作動していない状態にある）であり、図３９の（Ｂ）は、図３８の矢印Ａ−Ａに沿った可動電極等の模式的な断面図であり（但し、回折格子−光変調素子が作動している状態にある）、図３９の（Ｃ）は、図３８の矢印Ｃ−Ｃに沿った固定電極、可動電極等の模式的な断面図である。 図４０は、実施例９の３次元像表示装置における光変調手段（２次元画像形成装置）の一部分等の概念図である。 図４１は、実施例１０の３次元像表示装置の概念図である。 図４２は、実施例１１の３次元像表示装置の概念図である。 図４３は、実施例１２の３次元像表示装置の一部分のｙｚ平面における概念図である。 図４４の（Ａ）及び（Ｂ）は、実施例６の３次元像表示装置の変形例の一部分のｙｚ平面における概念図である。 図４５は、実施例６の３次元像表示装置の変形例の別の変形例の一部分のｙｚ平面における概念図である。 図４６は、実施例６の３次元像表示装置を複数組み合わせたマルチユニット方式の３次元像表示装置を示す構成図である。 図４７は、従来の３次元像表示装置の一構成例を示す図である。 図４８の（Ａ）は、従来の液晶表示装置における第１電極及び第２電極の配置を模式的に示す図であり、図４８の（Ｂ）は、この液晶表示装置において、第１の電極と第２電極との重複領域から構成される開口部の１つ１つの開閉制御を行うために、第１電極及び第２の電極に印加される電圧を模式的に示す図である。 図４９の（Ａ）は、図４８の（Ａ）とは別の形式の従来の液晶表示装置における第１電極の配置を模式的に示す図であり、図４９の（Ｂ）及び（Ｃ）は、この液晶表示装置において、第１の電極と第２電極との重複領域から構成される開口部の１つ１つの開閉制御を行うために、第１電極及び第２の電極に印加される電圧を模式的に示す図である。

符号の説明

１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ，１０Ｅ，１０Ｆ，１０Ｇ・・・第１光変調装置、１１・・・第１開口部、１２・・・第１開口部ユニット、２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄ，２０Ｅ、２０Ｆ、２０Ｇ・・・第２光変調装置、２１・・・第２開口部、２２・・・第２開口部ユニット、３０Ｄ，３０Ｅ・・・第３光変調装置、３１・・・第３開口部、３２・・・第３開口部ユニット、１０１，５０１，６０１・・・３次元像表示装置、１１０，１１０Ａ，１１０Ｂ，１１０Ｃ，１１０Ｄ，１１０Ｅ・・・光源、１２０，１２０Ａ，１２０Ｂ，１２０Ｃ，１２０Ｄ，１２０Ｅ・・・照明光学系、１２１Ａ，１２１Ｂ，１２１Ｃ，１２４Ａ，１２４Ｂ，１２４Ｃ，１２４Ｄ，１２４Ｅ・・・レンズ、１２２Ａ，１２２Ｃ，１２２Ｄ・・・円形開口板、１２２Ｂ・・・拡散板、１２３Ａ，１２３Ｃ，１２３Ｄ・・・アパーチャ、１３０，２３０，５３０，６３０・・・光変調手段（２次元画像形成装置）、１３１，５３１，６３１・・・画素、５３２・・・画像制限・生成手段、５３３・・・画像制限開口部、５３４・・・開口領域、６３５・・・光学装置、６３６・・・光学素子、６３７・・・仮想の開口領域、１４０，５４０，６４０・・・フーリエ変換像形成手段、１５０，５５０，６５０・・・フーリエ変換像選択手段、１５１，５５１，６５１・・・開口部、１５２・・・開口部中心位置、１６０，５６０，６６０・・・共役像形成手段、１７０・・・ビームスプリッタ、１７１，１７１Ｒ，１７１Ｇ，１７１Ｂ・・・狭帯域フィルタ、１７２・・・ダイクロイックプリズム、３３１・・・走査用レンズ系、３３２・・・格子フィルタ、３３３・・・異方性拡散フィルタ、４０１・・・回折格子−光変調装置、４０３・・・レンズ、４０４・・・空間フィルタ、４０５・・・スキャンミラー、４１０・・・回折格子−光変調素子、４１１・・・支持体、４１２・・・下部電極、４１４，４１５，４１７，４１８・・・支持部、４２１・・・固定電極、４２２・・・可動電極、Ｌ₁・・・第１のレンズ、Ｌ₂・・・第２のレンズ、Ｌ₃・・・第３のレンズ、Ｌ₄・・・第４のレンズ、Ｌ₅・・・第５のレンズ、ＯＳＦ・・・オーバーサンプリングフィルタ、ＳＦ・・・空間フィルタ、ＲＩ・・・実像（逆フーリエ変換像）、ＣＩ・・・フーリエ変換像の共役像

Claims (8)

1. Ｘ方向にＭ個、Ｙ方向にＮ個の、合計、Ｍ×Ｎ個の２次元マトリクス状に配列された開口部を有し、該開口部における光の通過を制御する光制御装置であって、
   少なくとも第１光変調装置及び第２光変調装置が並置されて成り、
   第１光変調装置は複数の第１開口部を有し、
   第２光変調装置は複数の第２開口部を有し、
   第１光変調装置における第１開口部の射影像と第２光変調装置における第２開口部の射影像が重複する重複領域が、前記開口部に相当し、
   第１光変調装置の第１開口部における光通過制御と、第２光変調装置の第２開口部における光通過制御とは、独立して行われることを特徴とする光制御装置。
2. 第１光変調装置における第１開口部は、Ｘ方向に沿って２個、Ｙ方向に沿ってＮ個の、合計、２×Ｎ個の第１開口部ユニットから構成され、
   第２光変調装置における第２開口部は、Ｘ方向に沿ってＭ個、Ｙ方向に沿って２個の、合計、２×Ｍ個の第２開口部ユニットから構成されていることを特徴とする請求項１に記載の光制御装置。
3. 第１光変調装置における第１開口部は、Ｙ方向に沿ってＮ個の第１開口部ユニットから構成され、
   第２光変調装置における第２開口部は、Ｘ方向に沿ってＭ個、Ｙ方向に沿って２個の、合計、２×Ｍ個の第２開口部ユニットから構成されていることを特徴とする請求項１に記載の光制御装置。
4. 第１光変調装置における第１開口部は、Ｘ方向に沿って２個、Ｙ方向に沿ってＮ個の、合計、２×Ｎ個の第１開口部ユニットから構成され、
   第２光変調装置における第２開口部は、Ｘ方向に沿ってＭ個の第２開口部ユニットから構成されていることを特徴とする請求項１に記載の光制御装置。
5. 第１光変調装置及び第２光変調装置と共に、更に、第３光変調装置が並置されて成り、
   第３光変調装置は複数の第３開口部を有し、
   第１光変調装置における第１開口部の射影像と第２光変調装置における第２開口部の射影像と第３光変調装置における第３開口部の射影像とが重複する重複領域が、前記開口部に相当し、
   第１光変調装置の第１開口部における光通過制御と、第２光変調装置の第２開口部における光通過制御と、第３光変調装置の第３開口部における光通過制御とは、独立して行われることを特徴とする請求項１に記載の光制御装置。
6. 第１光変調装置における第１開口部は、Ｙ方向に沿ってＮ個の第１開口部ユニットから構成され、
   第２光変調装置における第２開口部は、Ｘ方向に沿ってＭ個の第２開口部ユニットから構成され、
   第３光変調装置における第３開口部は、Ｘ方向に沿って２個の第３開口部ユニットから構成され、又は、Ｙ方向に沿って２個の第３開口部ユニットから構成されていることを特徴とする請求項５に記載の光制御装置。
7. 第１光変調装置及び第２光変調装置は、強誘電性液晶表示装置から成り、
   第１光変調装置には第１の方向に偏光した光が入射し、第１光変調装置から第２の方向に偏光された光が射出され、
   第２光変調装置には、第１光変調装置から射出された第２の方向に偏光した光が入射し、第２光変調装置から第１の方向に偏光された光が射出されることを特徴とする請求項１に記載の光制御装置。
8. 第１光変調装置及び第２光変調装置は、強誘電性液晶表示装置から成り、
   第２光変調装置には第１の方向に偏光した光が入射し、第２光変調装置から第２の方向に偏光された光が射出され、
   第１光変調装置には、第２光変調装置から射出された第２の方向に偏光した光が入射し、第１光変調装置から第１の方向に偏光された光が射出されることを特徴とする請求項１に記載の光制御装置。