JPH03504539A - 光透過スクリーンを利用する表示システム - Google Patents

Abstract

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Description

【発明の詳細な説明】 光透過スクリーンを利用する表示システム及びその製造方法本発明はテレビジョ ン受像機、とデオモニタ、ＶＤＵ等用の光透過後部投射スクリーンを利用する表 示システムに関する。

テレビジョン受像機の大きさ、１！Ｌ量及び体積を減少させるために、テレビシ コンスクリーン用に従来の陰極線管の代りに液晶表示装置を使用することに対す る関心か増大している。実際、ＬＣＤスクリーンを利用する種々の小型テレビジ ョン受像機か成功裡に製造されている。しかしながら、今日まで、液晶表示装置 の形をした約５インチ以上の対角線のテレビジョンスクリーンを商業的に製造す ることは不可能であった。

更に、実用的な最大の陰極線管型テレビジョン画像管よりほぼ大きい表示スクリ ーンを与えるために、陰極線管型テレビジョン表示装置と共に後部投射型スクリ ーンの使用に対して最近関心か示されている。

本発明の目的は、容認できない程全体として装置の大きさ、重量又は複雑さを増 大させずに、液晶表示スクリーン又は従来の陰極線管スクリーンの表面上の大き さを増大して液晶表示装置又はこれに対応する大きさの陰極線画像管を構成する 場合に対線する技術問題を回避することかできる手段を提供し、それにより、改 良の表示システムを提供することである。

本発明の１つの態様によれば、対象スクリーン、後部投射画像スクリーン及びこ の後部投射画像スクリーンに対して対象スクリーンの画像を投射するようにした 投射システムを有する表示システムが提供される。

この後部投射画像スク、リーンは一体のグレーデツト型屈折率マイクロレンズの アレイからなる透明材料のシートを有している。

なるべくなら、前記後部投射画像スクリーンは透明プラスチックシートてあフて 、前記一体のグレーデツト型屈折率レンズは光重合可能樹脂よりなる選択的なグ レーデッド型の重合化により形成されることか好ましく、この重合化は製造中に この透明プラスチックシートの領域にわたるこのシートの露光量を対応的に変え ることにより生じている。

後部投射画像スクリーンを作る好適な方法はグレーデッド型屈折率レンズの形で 前記のマイクロレンズ又は／Ｊ％レンズを与えるように屈折率に局部変化を持つ 材料を基板に設ける段階を有する。

なるべくなら、この方法は、紫外光に選択的に露光されたときに前記のグレーデ ツト型圧折率レンズを与える仕方で選択的に重合化する、単量体の形で前記基板 に加えられる化合物を利用したほうがよく、この単量体の暦はこの暦の表面にわ たる点アレイの各点において紫外光に最初露光されて結果とし生じるこの材料の 重合化による所望のマイクロレンズを与える。続いて、この材料は紫外光による 消去露光を受けて、完全に重合化する。

更になるべくなら、このマイクロレンズの領域内において屈折率の変化を高める ために、この材料は選択露光と消去露光との中間でその軟化温度まて加熱される ことが好ましい。

本発明の更に他の態様によれば、本明細書で定義した、マイクロレンズ、及び前 記源から前記光透過シートへその一方の何から光を向けるようにした手段を有し 、両眼の視力を持ち前記マイクロレンズアレイに関して所定の位置又は角度をな した向きにおかれた目を持つ人によって前記の光透過シートがその反対側から見 られるときに、一方の目は前記マイクロレンズアレイの１つおきのマイクロレン ズにより構成される第１の組の前記マイクロレンズから光を受け、他方の目は前 記マイクロレンズアレイの残りの一レンズにより構成される第２の補足的な組の マイクロレンズから光を受け、冬目が前記スクリーンの限界内で前記２つの画像 のそれぞれを見これにより、前記２つの画像が１人の２つの目により見られるこ とになる３次元シーンのぞれぞれの画像と一致するとき、前記マイクロレンズア レイを有する光透過シートを見る人か前記マイクロレンズアレイの領域内におい て対応する３次元画像を見るように構成した３次元表示システムか提供される。

この光透過シートは、なるべくなう、各マイクロレンズまたは小レンズか簡単な 収束レンズ及び薄いプリズムの効果を組み合せて連続のマイクロレンズかこのマ イクロレンズを通る光を左右に偏向するように構成されることか好ましい。これ は前記光透過シートの表面の局部形成によって達成することかできる。最後に述 べた性質の光透過シートは、例えば、補足形状の表面を持つ「マスク」モールド 又は鋳型内に又はその上に連出なプラスチック材料を鋳込み、成型し、又はプレ スすることによって形成してもよい、しかしながら、なるべくなら、各マイクロ レンズの少なくとも収束効果は本発明の最初に述べた態様に従って光透過シート の屈折率の局部変化により提供されることか好ましい、この場合、上述のように 、光透過シートは特定の条件下で（恐らく適切な「現像」処理を伴う）露光によ り変化することができる屈折率を持つ重合物質から作ることかできる０本明細書 において光重合体と呼ぶこのような媒体は、例えば、ファイバ光学フェースプレ ート又は写真マイクロドツトスクリーンのような適切なマスクを使用して光学的 な接触処理により木質的に写真技術を用いることによってその内部に記録するこ とができる。

光重合体を用いる上記の技術は、記録材料の屈折率の本質的な体積的変化に関す る。

体積効果を利用し光重合体を利用してマイクロレンズスクリーンを形成する上記 の方法はグレーデツト型屈折率レンズ（Ｇ、Ｒ，１，Ｎ。

Ｓ、）を製造する手順に類似している。なるべくなら、この方法により形成され たほぼ管状のマイクロレンズは見る人の目により要求される方向で光の到着を制 御するように向きを与えられることが好ましい、従りて、小さい源からの拡大画 像を見るときに、中央の「熱点」の効果を生じさせるスクリーンの方向性の問題 を克服することか提案される。この方向性の制御はスクリーンの製造の場合にレ ーザ源を用いて記録光線の方向調整によって達成することかできる。

上述のように、例えば、光結像技術、電子ビーム技術などを用いてマイクロレン ズスクリーンを製造するにはどの他の適切な技術をも使用することかできる。

なるべくなう１表示装置はテレビジョン受像機、ビデオモニタ、ＶＤＵ等のスク リーンを形成する高分解能液晶表示装置を有することか好ましい、あるいは又、 この表示装置は従来の家庭用のテレビジョン受像機で利用されているものに比較 して比較的小さいサイズの明るい陰極線管表示管を有するものであワてもよい、 しかしながら、説明の便宜上、以下において、光学画像が生じる表示装置のスク リーンはこのスクリーンをマイクロレンズのスクリーンと区別するためにｒＬＣ Ｄスクリーン」と呼ぶことにする。マイクロレンズ又は小レンズの前記のアレイ を有する前記のスクリーンは、例えば、数インチの距離たけＬＣＤスクリーンの 前方に離隔しているが、使用することかできる光折りたたみ技術（以下参照）を 考慮する平行平面内に必ずしもあるものではない、このスクリーンはその上のマ イクロレンズアレイと共に、便宜上、本明細書ではマイクロレンズスクリーンと 呼ぶことにする。ＬＣＤスクリーンとマイクロレンズスクリーンとの間には、こ のマイクロレンズスクリーンのほぼ面内にＬＣＤスクリーンの実像を形成する光 学系か挿入されている。

なるべくなう、光学的な観点からＬＣＤスクリーンとマイクロレンズスクリーン との間の所望の有限な物理的な間隔を考慮してＬＣＤスクリーンからの物理的な 距離よりもほぼ大きな表面上の距離のところにマイクロレンズスクリーンを効果 的に配置するために、この光学システムは。

なるべくなう１例えば、鏡又は内部反射プリズム等を組み込む光折りたたみ技術 を利用することが好ましい、かくして、例えば、３インチの対角寸法を持ち、マ イクロレンズスクリーンの後方に３インチ間隔を持つＬＣＤスクリーンの場合、 視聴者により見られる画像は、１３インチの対角寸法を持つマイクロレンズスク リーンの平面内においてＬＣＤスクリーンの画像と見かけ上の大きさが一致する ように構成することができる。

マイクロレンズスクリーンの機能は特定の映画技術で使用されるような研磨ガラ スのような半透明材料からなる後部投射スクリーンの機能、又は、レフ型カメラ の収束スクリーンに類似している。これらの公知の装置では、半透明のスクリー ンの各部分は実際には全ての方向に光を散乱し、モして又はぼ未散乱てその部分 に入る光を透過させ、それにより公知の「ビネット模様」又は「熱点」効果、即 ち、スクリーンの中心から端の方への画像の認識照明強度の低下をもたらす、更 に、これらの公知の装置は画像が見えるべきであるという要求か存在しない方向 にこの画像からの光のかなりの部分か散乱されて、光か浪費されるという付加的 な欠点を有している。更に、この従来装置では、スクリーン上の画像にある焦点 ぼけ（ｂｌｏｓｓｏｍｉｎｇ又はｆｕｚｚｉｎｅｓｓ）か存在する。テレビジョ ン受像機等のＬＣＤスクリーンの拡大画像を提供するためには、後部投射技術に 関連してこのような従来の半透明スクリーンを利用するならばこれらの欠点はか なりのものとなる。これらの欠点はマイクロレンズアレイの適切な構成によって 本発明を実施する表示システムで回避することができる。

かくして、ＬＣＤスクリーンの輻及び高さにわたって一様な明るさのＬＣＤスク リーン上で画像、についてこのスクリーンに関し比較的狭い視聴領域内に置かれ たスクリーンを見る者にとっては、マイクロレンズスクリーンの平面内に形成さ れた対応画像はマイクロレンズスクリーンの幅及び高さにわたって一様な明るさ を有するか、無視し得る光量がマイクロレンズスクリーンから前記の視聴領域外 の場所へ通る。マイクロスクリーン上の画像の大きさに配慮するこのマイクロス クリーンからの通水発明の基礎となる原理及び好適な実施例の特徴は添付図面に 関し更に詳しく以下に記載する。

第１図は後部投射スクリーンとして拡散スクリーンを使用する従来の後部投射表 示システムを示す略図であり、第２１２１は対応する効果が、マイクロレンズア レイを有する後部投射スクリーンを使用して如何に得られるかを示す略図であり 、第３図は有孔マスクを通過する光に対する表面の露光を示す略図であり。

第４図は本発明を実施するシステムを製造する場合に利用することかできる、屈 折率による表面の照明強度の変化を示す、第３図に関連するグラフであり、 第５図は不透明な暦の縁に隣接する光に対する表面の露光を示す略図であり、 第６図は不透明な障害物により部分的にさえぎられた光により照明された表面の 、この不透明な障害物の下での、この障害物により一部しゃ断された光により照 明された表面の照明の変化を示す、１４５図に似た図であり、 第７図は重合体の、重合化に至る、露光に対する屈折率の変化を示すグラフであ り。

第８図はグレーデッド型屈折率レンズの輪郭を示す図であり。

第９図はグレーデツト型屈折率レンズに関する種々の結像条件を示し、 第１０区はグレーデツト型圧折率レンズに応用された受容角の概念を示し、 第１１図は本発明な実施する表示装置用のマイクロレンズスクリーンの製造を示 す図であり。

第１２図は本発明を実施する表示装置における光の正味の偏向を確保うに如何に 構成され得るかを示す図てあり、第１３図は２つの活性層を有する後部投射スク リーンを示す図である。

説明のために、第１図に関しては、研磨ガラススクリーンのような従来の拡散ス クリーン４２に対してテレビジョン画像管のような対象スクリーン４１の実像を 投射する結像システム４０か略示しである。この対象スクリーンに入射するＡ、 Ｂ、Ｃ及びＤで示したようなどの光線についてもこの対象スクリーンの反対側か ら一束の散乱光線が現れる。この散乱光線の出現点において元の光線Ａ、Ｂ、Ｃ 又はＤの軸に関して種々の角度で拡散スクリーンからの相対強度の光のそれぞれ の極性分布が各光線Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄの場合にＰで示される。観察者は狭い拡散角 度を受ける中央放射線を主に見る。従って、観察者は画像の中央部分における視 覚の「熱点」を経験する。この中央の「熱点」は研磨ガラス型の過度に簡略化し た拡散器の特徴を有する。

第２図は、比較上、第１図の従来の拡散スクリーンがマイクロレンズＭのアレイ を有するスクリーン４４により置換された状態を示す、各マイクロレンズＭはこ のアレイの平面近くの焦点に入射光をもたらす、かくして、観察者は、拡散表面 としてこのアレイを見る。このような構成はマイクロスクリーンに、ＬＣＤスク リーン又は陰極線管テレビジョン画像スクリーンの実際の拡大画像を光学系が形 成するテレビジミン表示システムを与えるために使用することができる。

場所により、このアレイの個々のマイクロレンズは薄いプリズム及びレンズ本体 の効果を組み合せるように形成することがてきるということかわかる０本明細書 に３いて「マイクロレンズ」及び「小レンズ」なる用語の使用はこの効果的な組 み合せを含むような広い意味をもつ。

観察者にとって、テレビジョンスクリーンが１３インチの正方形となるように見 えることが望まれるスクリーンの所望の表面領域、例えば、１３インチ平方の領 域にわたりてマイクロレンズスクリーンが展開するということか理解されよう、 この表示装置は、動作時に、見る者の観点から、マイクロレンズアレイを有する シート上にＬＣＤスクリーンか拡大目盛で有効にマツプ化されるように工大され ているのて、スクリーン上の各点（又はむしろ画素）はマイクロレンズスクリー ンの領域における対応場所の対応点（又はむしろ拡大画素）を認識させ、かくし て、観察者は拡大されたＬＣＤスクリーンを見ることになる。

以上の技術によれば、マイクロレンズの構成か要素の規則正しい位置配列を提供 するようにすることかできる。完全に規則正しいアレイは、見られる画像内に（ 視覚上の「雑音」の種とみることかてきる）どのような粒状状態をも導入するこ とはない、小レンズの位置を整えることによる「粒状状態」の減少により、この ような投射映像のノイズ及び鮮明度の著しい改善か行われ、そして、本発明を具 体化する表示システムは、視る者の観点から、見られるスクリーンにわたり一様 な明るさを持つ明るい画像を提供する利点を有する。これにもかかわらず画像は 鮮明で、かつはっきりとなる、しかしながら、過度の規則性により、事実上２次 元低周波回折格子であるものの構成に原因する回折効果か生じる可能性がある。

（又恐らく、過度の規則性により、特にカラーテレビジョンではモアレ（Ｍｏｉ ｒｅ）効果が生じる可能性かある）１回折問題及びモアレ問題は、さもなければ 完全に規則的なアレイとなるものに被制御不規則量を注入することにより回避す ることかできる。又、マイクロレンズアレイへの付加物としてリリーフ画像「ガ の眼（ｍｏｔｈｅｙｅ）Ｊ表面をマイクロレンズスクリーンに提供することもて き、かくして、マイクロレンズスクリーンからの漂遊光友射を大いに減少するこ とかできる。

本発明を実施する表示システムて使用されるマイクロレンズスクリーンを提供す るいくつかの方法を以下に詳細に説明する。

以下に考慮される方法では、写真技術又はアナログ技術をマイクロレンズスクリ ーンの製造に使用する。

ここては２つの試みか考慮されている。その第１はレンズを形成する円形凸型の 領域のアレイをその１つの表面に持つ透明シートを究極的に製造することか意図 されている。この試みはリリーフ画像試行と呼ぶことにする。この試みは支持体 上のフォトレジスト層を選択的にある種のスクリーンを介して露光するそれ自体 公知の技術を利用してもよい、考えられるＩ８２の試みは可変の屈折材料を使用 して、マイクロレンズスクリーンの平面に直角又はほぼ直角に伸びる軸を持つ有 効な管状の又は円筒状のレンズとしてマイクロレンズを作ることである。このレ ンズの性質及び特性は以下に詳細の述べる。この試みでは、又ある種のスクリー ンを介して光重合体の選択的な露光を行う技術を利用してもよい、考えられるこ れらの再試みの場合、重要な特徴は関連する写真又は準写真的な技術で、容易に 実行できる仕方で、各マイクロレンズアレイに対応するはずの領域にわたり所定 変化の露光を提供することである。

可変の屈折率を示す重合材料はそれ自体公知てあって１本明細書では光重合体と 呼ぶことにする。かくして、例えば、アクリルアミド単量体の重合化は光、例え ば、レーザ光への露光によって促進させることができるということが知られてい る。かくして、例えば、適当なハインタに分散され基板にコーティングとして与 えられた対応単量体力）らなる暦を露光することによって光重合体にホログラム を生じさせることか知られる。この場合、単量体の重合化の度合はそのコーティ ングの場合の光強度に依存する。材料の屈折率は重合化の度合で変るので、屈折 率の局部変化は露光中の照明の局部変化の制御により制Ｗ態勢で発生させること かできる。この特性の１つの公知材料はアクリルアミド単量体を基材とする。こ の慮量体の重合化は紫外光、例えＣ，：ＵＶレーザ光に露光することにより、又 は、単量体コーティングに、入手可能な可視光レーザ又は他の高強度源により発 生される波長を持つ可視光により単量体を重合化させる漂白可能な増感剤をその 単量体コーティングに組み込むことにより完全に促進させることかできる。この 場合、増感剤はその後重合化に続く漂白段階により完全に漂白されるか、又は、 エム２シエイ、シューディ（Ｍ、Ｊ、Ｊｅｕｄｙ）及びシエイ、シエイ、ロビラ ード（Ｊ。

Ｊ、Ｒｏｂｉｌｌａｒｄ）による論文［スベクトラル　７オトセンシタイゼーシ ヨン　オブ　ア　バリアプル　インデックス　マテリアル　フォー　レコーディ ング　フェイズ　ホログラムス　ウィズ　ハイ　エフイシャンシ（Ｓｐｅｃｔｒ ａｌ　　Ｐｈｏｔｏｓｅｎｓｉｔｉｚａｔｉ。

ｎ　　ｏｆ　　ａ　　Ｖａｒｉａｂｌｅ　　Ｉｎｄｅｘ　　Ｍａｔｅｒｉａｌ　 　ｆｏｒ　　Ｒｅｃｏｒｄｉｎｇ　　Ｐｈａｓｅ　　Ｈｏｒｏｇｒａｍｓ　　ｗ ｉｔｈ　　Ｈｉｇｈ　　Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ）Ｊ　　（ｒオプティクス　コミ ュニケーションズ（Ｏｐｔｉｃｓ　　Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ）Ｊ　−Ｖ ｏｌ、１３、Ｎｏ、１−１９７５年１月）に開示されたように、可視スペクトル の波長の光を一時的に吸収するように紫外光に露出し、そして２同時にその波長 の、レーザ光のような光にコーチインク剤を選択的に露光することによって一時 的に活性化できる光互変異性増感剤を量体コーティングに組み込むことにより完 全に漂白させることかできる。かくして１例えば、使用される可変屈折率材料は 、上記の文献で開示されたように、＜露光の前に）アクリルアミド単量体、ポリ ビニールアルコールハインタ、助触媒としてのトリエタノールアミン、及び光互 変異性増感剤としてのインドリノスピロピランを含む膜の形て製造してもよい。

以下に述べるように、特、定の条件が満足されれば、各レンズの領域にわたりて それぞれの感光材料の露出の必要な段階的変化は非常に簡単な形のスクリーンと 関連する回折効果を用いて達成することかできるということが期待される。かく して、例えば、規則的なアレイに複数の円形の完全に不透明な点を一有する欠点 のないスクリーンを効果的に含むスクリーンを使用することかでき、又は逆に、 円形で明確な穴のアレイを有する不透明なスクリーンを使用することもできる。

明確な穴からの回折光を調べるならば、しかしながら１回折による制限は十分に この方法の有効性を支配するものてあってもよいということる。Ｐて回折振幅を 考え、そして、ｒ”　−（ｙ’−ｙ）”　＋Ｄ２ということを注意すると、Ｐの 全回折振幅は次のごとく与えられる。

ここでに＝２π／入１、そして、λ、は入射光の空中での波長である。

この積分の計算は著しく困難であるか、この積分外の１　／　ｒを除く通常の近 似は証明することが容易である。べき指数ｋｒの近似は更に困難である０通常、 遠距離近似（Ｄ＞　　ｙ、ｙ’　、Ｄ）か用いられるか、この近似は十分に正確 でなくてもよい。

まず通常の遠距離試行を考慮すると、次の近似か得られる、通常は、開口により 回折される光を集めるために結像レンズか使用される。

これにより、式ｅｘｐ　（−ｉｋｙ”　／２ｆ’　）（ｆ’はレンズの焦点距離 である）の位相変移か有効に導入される。Ｄ＝ｆ″を便宜１選ふと、位相因子ｋ ｒのｙの２次の項が打ち消される。かくして、Ｐでの振幅についての積分は次の ごとくなる この積分は計算のために変形することかできる、かくして、もしもＤ−ｆ’なら ば、べき指数のこの困った２次部分か消えて、次の形のＰでの全回折振幅が得ら れる、 ここでφ＝　ｋＤ　＋　ｋｙ　’　２／２Ｄである。

これにより次の結果か得られる、 ここで５ｉｎｃ　　Ｚ＝ｓｉｎ　　Ｚ／Ｚである。

この強度は。

振幅Ｘ振幅１ に比例する。ここで＊印は共役ａ票数である０ｍ算をすると、　依存項は消減し １強度は次の式に比例する、 ５ｉｎｃ２（ｋｄｙ’／２Ｄ） この式はスリットの代表的なフラウンホーファー回折を示すｊ８４図に示したよ うに表すことができる。第４図は位置（ｙ軸）に対する光の強度（Ｘ軸）のグラ フである。

中因のピークの幅は次により与えられる厳密にこの結果は近界の場合には適用さ れるべきではないが、Δｙ′ｗｄの場合、ｄ”＞２Ｄ入、を有しなければならな い、これは幾何学的な影の中に入る回折パターンの制約近似条件である。

次にある数値を入れてみる。λ、＝ｇ０．５．を仮定してみる０例えば、Ｄ＝１ ００ＪＬを設定すると２輻ｄのスリットはｄｚ〜２丁１００−０．５　　１０１ Ｌか矛盾のない結果を生じるはすである。この計算は、ある種の幾何学的な影の なかに局部化される回折パターンを与えるように要求される最小スリット幅に関 するガイドラインを与えるに役立つかもしれない、明らかに、この計１は厳密な 意味ではがくして、実際、このシステムの考えられる挙動を説明するために小鏡 ＃回折の更に厳密な理論が必要である。これにより、今まで学んだツウランホー フッーの場合から明確に区別されるフレネルの回折理論を使用することになる。

実際、フレネルの近似式は依然として真理に対して唯一の部分的に正確な案内で はあるか、すてに使用されたものより一層ｆＨ，密な試みである。精度に対する 連続的な試みは、ｒである半径因子に対する拡張の場合に剰余項を含めることに よって簡単に達成される。尚、レンズ導入の工夫により前の場合においてｙ２を 便宜上除去した。今そのレンズを無視して、受光面５７の上方の距離りのところ に配置された不透明なスクリーン５５の縁部５３におけるフレネル回折を示す第 ５図に示したように縁部におけるフレネル回折の問題を扱う、この場合、光は下 方の受光面５７及びスクリーン５５に入射し、曲線は縁部５３に相対的な面５７ の水平位置に対する面５７における光強度の変化（ｙ軸）を示すグラフである。

尚、観察面に３ける強度は幾何学的な影の中へ鋭くは減衰はしない。

「影」の縁においては、強度は不妨害値の値の４分の１であり、そして、（垂直 の破線により示される）影の縁の丁度外において（水平の破線により示される） 不妨害値の１．３７まで立ち上る。この変数は次の式により定義される、 ここでｙは１１！察平面内における実際の長さの座標である。このパターンは影 のφでは事実上消滅しており、この場合Ｖ〜−３である。これにより、この問題 は概略評価することかできる。かくして、縁端効果か独立であるためには、以下 に示すように不透明な線かＶ〜６の長さであることを要求してもよいであろう、 第６図は第５図に似た図であるが、不透明な障害物６５の後における照明の除々 なる変化を示す、不透明な障害物の長さが十分な場合には、かなりの幾何字形の 帯域が存在する。

例えば、Ｌ＝ｌＯＯｇを前のように選んで入＝ｏ、５ｕとすると、多くのことは 記録媒体の精密でセンシトメトリックな特性に依存する。かくして、ｊ！光の「 閾値」は縁部の向上か期待できるということを意味する。可変屈折率の光重合体 を使用する技術では、この光１合体のリアルタイム特性は重要となる可能性かあ る。かくして、恐らく、フレネル回折パターンの最も明るい部分は記録中にその 内部に更に光を引き込む。

第７図は光重合体の場合の仮定の△ｎ（ｙ軸）対露光（Ｘ軸）のプロットを示す 、垂直の破線により示されるｗ４値エネルギーはこの露光レベル以下では何も起 こらないということを意味する。

このモデル化及びフラウンホーファーの場合において前に使用したモデル化によ れば、１０ミクロンと３０ミクロンとの間のどこかに１ＯＯＵの距離因子の場合 に適切な障害物又は穴のサイズがあるということが結論づけられる０円形の点に 関する円筒対称性への一般化は数字の劇的な変化を生じるものとは見られない。

１００μよりもよい近似を達成できるならば、更に小さな障害物サイズを利用す ることかできる。かくして十分に大きな穴の場合又は充分に小さな波長の場合に はこの穴を介する露光により同様な大きさの照明パターンか作られるという結論 になる。

可変の屈折率光重合体を用いる技術を以下に更に詳しく考えると、以下の説明は 露光に対する屈折率の変化を示す媒体への可変の露光を用いてＧＲＩＮレンズの 製造に上記の考慮が如何に応用できるかを示す、まず従来のＧＲＩＮ（グレーデ ッド型屈折率）レンズを見ることにする。

第８図は代表的なＧＲＩＮレンズ構造を示す。

ＧＲＩＮレンズのパラメータは以下のごとく特定される：この屈折率レンズはｒ に対し放物線状となるように従来加工されている。従って、 ここで、ｎｏ。は光軸上の屈折率であり、Ａは正の定数である。尚、ｒに対して 屈折率か減少し、かくして、光重合体の場合の効果を模擬するには接触記録状態 て明確な穴のスクリーンを必要とし、黒点スクリーンは必要としない。

ここでピッチＰを次のごとく手にする：ピッチが解れば、レンズの長さを代える ことによって種々の結像特性を定義することかできる。

第９０はＧＲＩＮレンズの種々の結像条件を示す。

これらのレンズのアレイか光重合体の暦に形成される場合を考慮すると、各ＧＲ ＩＮの長さを変えることは結像媒体の厚さを変えることに相当する０図を見て、 恐らく、Ｌ＝ｏ、２５Ｐと物足したくなるはずであるｅ　’１１１８１をｄ／２ 　（ｄはレンズの直径である）と定義すると１次の式次に　Δｎ＝ｎ紬−ｎロー を定義すると、近似的に。

か得られる。ここでｎは屈折率の乎均値である０次に、例えば、Ｌ＝５０終（媒 体の層の厚さ）ｄ＝１５μ、ｎ＝１．６の例を作り、そして、次に、正しい長さ 対ピッチの比を与えるに必要なΔｎの値を見いだす、明らかに、 であるから、 このことば値ΔｎｗＯ，０２を与える。この結果は例えば、ポリアクリルアミド （以下参照）のような光重合体の厚い暦を用いて実際に達成可能である。

ここに述べた妥協案では１．Ｊ〜レンズ問題に対する矛盾のない解決が恐らく可 能となる。上記層はΔｎの利用可能な値に対して矛盾のない適切な厚さでなけれ ばならない、ピッチ条件Ｌ＝０．２ＳＰの場合、受入れ角度は次の式により与え られる ８　＝　５ｉｎ−’　［ｎＭ（”ｉ−］　＝　５ｉｎ−’［１，６”’：””　 Ｈ’）が決定される。

第１０（３は入射光線が全内郡歪即ちｒトラッピング」を受ける角度範囲を定義 する受入れ角度の概念を説明する。

等価な焦点距離は次の式により与えられる、しかし、　Ｌ　−０，２５Ｐ　−（ ０，２５）２ｎ／ｖ／Ｔ２次乗数Ａを計算し、そして、商業的に入手可能な５Ｅ ＬＦＯＣレンズと比較する。この場合、次の値が得られる、この値は固体構成型 の最小レンズ、例えばＬ＝５．２ｍｍ、Ｄ＝２．０ｍｍ、　Ｆス＝ｏ、３／ｍｍ と比較されるべきである。この顕著な差はレンズを製造する我々の能力であり、 固体構成の場合の比較的低い屈折率勾配値に比較して光学的に発生される場合は 非常に高い屈折率勾配を有次に、より広い受入れ角が要求される場合、であるの で、唯一の選択はＬを減少することであるか、もしも　ｎを増加する場合にはそ れをすることだけができる。

、＝２２．にすることができる。

これにより受入れ角が次の値に増大される、８・−・Ｌｎ−’（ｎ軸　９千１− ・Ｉｎ−’［１，６と穆ソ丑鍔］・　　Ｒ４５” 効果はかくして劇的となる。

紫外光に対する最初の結像の後に５そして冷却可能で紫外光への最終の「消去」 露光を受ける前に成る期間重合体がその軟化温度迄加熱されるならΔｎのかなり の増加を得ることができるかもしれない０重合体／−単量体層における分子の移 動度を増加させることによりて加熱すると最初に露光され重合化された領域の方 へ単量体分子の更なる移動が可能となり、かくして、最初の露光により開始され たプロセスが改善されるということか考えられる。

この部分で概略述べた小レンズのモデル化は放物線状の屈折率分布の公知の場合 に制限されるが、明らかに、屈折率の任意分布の更に一般的な場合にこれらの考 えかたは妥当性を有する。明らかに、ここに述べた結果を模擬するためには中心 の方へ向９て増大する屈折率を有する円筒状の要素を製造することが必要なだけ である。非放物線分布の一般的な場合は理論的には困難であるが計算練習としは 取り組むことがてきる。

明らかに、小レンズ問題の微妙な部分の一部は結像効果の達成である。尚、これ は屈折率がプロフィルされない場合には起こり得ない、かくして、端における屈 折率の段階的不連続性は光ファイバの性能を模擬するたけとなり、そして、受入 れ及び出現に関する角度分布は制限される。

小さい点のような不透明な障害物の周りでの回折は直接的な形又は補足的な形の いずれかで、ここに述べた形をほぼ有する円筒状の小レンズを符号化することか できる回折パターンとなると最終的に結論付けられる。あるいはまた、レーザビ ームの自然ガウスプロフィールは、例えば、スキャナでの場合のように側々の点 の記録の場合に利用することもできる。

上述のように、空間的に可変の強度を持つ光への露光時に屈折率の変化を示す材 料の中に、明確なドツトマスクスクリーンを介し露光に基づく技術によってマイ クロレンズスクリーンを製造することが提案されこの提案した方法は直接的な陰 画の製°造から得られる特製のドツトスクリーンを使用し陽画の生成物をコピー で作ることである０例えば、スクリーンは、約２ミクロンの乳剤の厚さを持つイ ーストマンコダックのグラフィックアーツ板から作ることかできる。この材料は 、マスクの層内における回折効果を避けるに充分薄くかつ整色性であるので好ま しい、製造環境では、スクリーンを介し、重合表面の照射はエキシマのようなｕ 、ｖ、レーザからの光により行われることが期待される。このような源の場合は 、迅速かつ効率的に露光するための能力及び何ワットもの紫外線を得ることか期 待できる。この紫外線の他の大きな利点はより短い波長（＞２００ｎｍ）による 回折効果の減少である。

第１１図に示したようにコリメーションシステムを介し、又は、恐らくスキャナ を使用して照射は起こり得るか、その場合、レーザビーム６０は鏡６２に向けら れ、この鏡６２はこの鏡により反射されるレーザビームが、ド・ントマスク６６ を介して選択的に重合化される単量体のＲ６４を走査するように移動される。

光重合体となる前の材料の重合化には紫外線か望ましい、これは重合体／単量体 か本来紫外線に感光するからである。従って、感光染料は必必要なしに製造する ことかできる。

上記の重合体は、厳密には１本発明による方法でマイクロレンズアレイを製造す る結像露光の後においてのみ重合体となる。

この材料は最初は単量体の形で支持基板に対する塗布剤として与えられる粘性流 体を有し、この支持基板の上においてこの塗布剤は所望のドツトマスク像どうり にある期間紫外線に露光され、その結果として、重合化がその照射された領域で 最初に生じ、単量体の分子のこれらの重合化領域への移動か生じる。続いて、全 コーティング剤は紫外光への「消去」露光を受けて残りか重合化される。

尚、照射幾何学では、この照射の到着角度を指示し、かくして、第１２図に略示 したようにスクリーン（７２）の表面の、小レンズ７０（複数）をそれらの位置 により傾劇させることが可能となる。

正味の光学的な方向性をこのスクリーンに導入することは物事の性質上、起こり 得る興味ある変化である。

又プロフィール形と接触状態に非プロフィールドツトスクリーンを使用すること によって、例えば第１３図（７４は「プロフィール」グレーデッド型屈折率マイ クロレンズスクリーンと接触状態の模擬ガラスファイバスクリーン（ここではガ ラスファイバは一方の面から他方の面へスクリーン面に直角に伸びている）を示 し、これら両スクリーンは重合体層として形成されている）に示したように、熱 点の除去のための光分布を操作することかてきるよ、うにしである、７８で示し たように、スクリーン７４に斜めにあたる光線８０のような光線の案内はスクリ ーン７４のそれぞれのセル即ち模擬光学フィルム内にこの光線の全内部反射によ り行われる。

尚、全ての照射幾何学においては、光の方向か重要である。ｖｃ触されたシステ ムの拡散照射により結像媒体の深さにおいてはマイクロレンズ画像の混乱（ｓｃ ｒａｍｂｌｇ）か生じる。

また、光重合体層とスクリーン（このスクリーンを介してこの光重合体層を露光 する）との接触の緊密さの問題を扱うことか必要てあり、そして、光重合体はそ の粘着性ある単量体の形で依然として存在しながらマスクスクリーンに付着され 得るということを強調しておく、照射により重合体は橋掛は結合され、そして、 固い欠点のない基板に転送することかできる丈夫な剥離層か生しる。この自己接 着性は大いに好都合である。

生産高靭でマイクロレンズスクリーンを製造するには１例えば、コンベアベルト の形をした滑らかなプラスチックシート材よりなる無端基板を利用することがで きると考えられる。このコンベアベルトはその動作行程の上流端において単量体 を塗布され、続いて、走査紫外線レーザの下を通り、この紫外線レーザによって 、個々の「マイクロレンズ」領域（複数）はこのコンベアベルトか前方へ移動さ れるに従フてその材料の表面にわたって１つづつ露光され、その後、おそらく各 露光された「マイクロレンズ」領域かある期間「硬化」することができる受動領 域を通過した後に、コンベアはその材料の温度を１００℃にあげるためのオーブ ンを通過し、続いて、冷却することかできる冷却領域を通過し、それから、残り の単量体を重合化するための「消去」の紫外線放射を受ける領域を通過し、そし て、最後に、この重合体か基板からはかされ、そして個々のマイクロレンズスク リーンを有する重合体か別々の矩形状のシートに切断される場所に至る。

所望ならば、この重合体をこの重合体の保護のため及び安全性のためにこの透明 なプラスチックよつなる上下のシートの間にサンドイッチ式にはさんで、このマ イクロレンズアレイの無許可の再生を見込むこの重合体のどの面の輪郭の解析を も回避することかできる。

特に、この木露光の流体単量体は紫外光に露光、及び、結果としての重合化の前 にこの２つの透明なシートの間にサンドイッチ式にはさんでもよいし、又は、こ のマイクロレンズを組み込む重合体の露光シートはこれらのプラスチックシート の間にはさみ、そして、例えば、露光及び重合化の後に透明な接着媒体を挿入し てよい。

本発明を実施する場合に使用されるに適した光重合体は入手可能であるか、この 光重合体は疎水性であることの利点と、重合化形態で１通常の家庭の周囲条件下 で良好な安定性を持つという対線利点を有しているので、製造中に厳格に制御さ れた周囲条件を維持し、取り扱いを極めて慎重にすることは必要ではなく、又、 付加的な保護層（上述のように、これらは他の理由で利用可能であるけれども） を設けることは必要ではない。

従来の形のマイクロレンズを形成するリリーフバターニングを組み込当な変形可 能な材料よりなるマスタシートかこのマスタシートの表面に（単一のマイクロレ ンズに対応する）補足的な凹部を形成するために各活性化時に、配列された抑圧 装置により「走査」される、この走査はこの抑圧装置及び（又は）マスタシート の割り出し移動により行われ、この抑圧装置は各段階で作動される。この押圧装 置は（マスタシートがマイクロレンズスクリーンの表面の「陰画」を形成する凸 状の部分球面を持つか、又は、マスタシートがマイクロレンズスクリーン面の「 陽画」を形成すべき凹状の部分球面を持つ）適当な輪郭を有する先端部を備えた 小さいダイアモンドの形状を取ることかできる。このダイアモンドはダイアモン ド工具をこのマスタシートの材料の中へ突き刺すように電気的に作動される構成 の圧電モータ素子に取り付けられている。

又、マイクロレンズスクリーンはそこを通過する光線に対し所定の角度のずれを 与え、そして、観察者が、投射システムの主光軸に関してかなりの角度でスクリ ーンを見るようにこのずれた路に沿ワて位置付けられるように構成することによ り、改良の結果が得られるということが解った。なるべくなら、これは投射シス テムの主光軸に対して幾分マイクロレンズスクリーンを傾斜させることにより達 成したほうが良く、このマイクロレンズは所望のずれを与えるように配列されて いる。グレーデット型屈折率レンズ（ＧＲＩＮ）か、上述のように、使用される 場合。

このずれはファイバ光学装置のようにいくつかの点で作用するレンズの性質から 自動的に生じる。このようなシステムでは、マイクロレンズスクリーンは投射シ ステムの光軸及びＨ察者の視線の両方に関して傾斜される。

上述のように、光軸はずれの投射／視聴は回折効果をほぼ減少させ、見られる画 像によりよい色彩バランスを与え、そして、マイクロレンズスクリーンからの光 の正面散乱をほぼ除去して改良されたコントラストと色彩飽和を与えるというこ とかわかった。光学投射システムの主軸に対するマイクロレンズスクリーンの傾 斜により「キーストーン」効果の問題か潜在的に提出される。この「キーストン 」効果は、しかしながら、光学系の適切な変形により、又は、ＬＣＤスクリーン 、又は、陰極線管表示装置か使用されるときこの陰極線管表示装置に加えられる 電子的又は構造上の保償手段の保償形状により除去することかできるということ かわかる。

公知のシステムの欠点のいくつかを回避る３次元表示システムを提供可能にする には上記のマイクロレンズスクリーン装置の変形例を使用してもよい、かくして 、本明細書で定義されるように、マイクロレンズアレイを組み込んた光透過シー ト、２つの光学像の源、又はそれぞれの源、及び前記源から前記シートへその一 方の側から光を向けるようにした手段を有する３次元表示システムを提供するこ とができ、前記アレイに関し所定の位置又は角度をなす向きに置かれた目を有す る双眼視力を持つ人によって前記シートがその反対側から見られるときに、１つ の眼は前記アレイの１つおきのマイクロレンズにより構成される前記マイクロレ ンズの第１の組か、ら光を受け、一方、他方の眼は前記アレイの残りのレンズに より構成される第２の補足的な組のマイクロレンズから光を受けるように構成さ れ、結果として各画は前記スクリーンの限界内て前記２つの画像のそれぞれを認 識し、それにより、前記２つの画像は３次元のシーンを見る人の２つの眼によっ て見られるてあろうその３次元のシーンのそれぞれの画像か前記２つの画像とが 一致するとき、マイクロレンズアレイを有するシートを見る人はそのアレイの領 域内において対応する３次元の画像を認識するように構成される。

これらの特徴を組み込む本発明の実施例においては、２つの画像源はそれぞれ小 型テレビジョン受像機て使用される形式で、画素と呼ばれる多数の個々の表示単 位からなるそれぞれの液晶表示スクリーンを有する。これらの２つのＬＣＤスク リーンはほぼｍ一平面内に並べて配置され、そして、同一方向を向くように構成 することができる。この２つのスクリーンの正面には、この２つのスクリーンと 乎行でかつこのスクリーンからあるＪ［をおいて、マイクロレンズ又は小レンズ のアレイを有する光透過スクリーンか取り付けられている。このアレイのシート とＬＣＤスクリーンは互いに適所において固定されている。前記の光透過スクリ ーンは本明細書では「マイクロレンズスクリーン」と呼ぶことにする。マイクロ レンズスクリーンは２つのＬＣＤスクリーン間を通る中心軸に中心を置き、かつ 、この中心軸に垂直で、この中心軸に関してその２つのＬＣＤスクリーンは対称 配置となっている。このアレイにおけるマイクロレンズ又は小レンズは、各々、 一般的には、薄いプリズムとレンズ本体の効果を組み合せるような形状を有して いる。即ち、各小レンズはこのレンズを通過する光線に対してこのレンズか与え るそれぞれの角度偏向を特徴としている。各小レンズは、かくして、それぞれの 偏向角度で「符号化」されるといってもよい。更に、このアレイの交互のマイク ロレンズは２つのＬＣＤスクリーンの別々のものに有効に割り当てられているの で、このマイクロレンズは第１のＬＣＤスクリーンに割り轟てられて、このアレ イの中の１つおきのマイクロレンズを有する第１の組と、第２のＬＣＤスクリー ンに割り当てられてこのアレイの中の残り介在するマイクロレンズを有する第２ の組に属するとみなすことができる。マイクロレンズスクリーンは、双眼の視力 を持つ観察者がマイクロレンズスクリーンを「真向から」見、及びそこから所定 の距離でスクリーンに直接面するような所定の位置から見られることか理想的で ある。この位置は本明細書では理想的なＨ察者の位置と呼ぶことにする。

第１の組のマイクロレンズは第１のスクリーンのそれぞれの部分からの光を理想 的な観察者の位置に置かれた観察者の右の目に向け、一方、第２の組のマイクロ レンズはその理想的な観察者の位置にある観察者の左目の方へ第２のＬＣＤスク リーンからの光を向けるようにしである。別な方法で表現すれば、小レンズは中 心軸の左及び右の方への小さい角度の符号化を交互に与えられ、そして、その２ つのＬＣＤスクリーンからの２９の映像はマイクロレンズの符号化に等価な光軸 外れ角てマイクロレンズスクリーンに達するような仕方でマイクロレンズアレイ に供給される。第１と第２の組のマイクロレンズは、それぞれ、理想的なＭ察者 の位置では観察者の左右の目に対して全熱光を向けないよう構成されることか好 ましい、この構成は、例えば、理想的な［察者の位置にある観察者の左右の眼に 与えられるそれぞれの光学画像かつや消しの黒い領域の光字画像となるように構 成することにより容易に工夫することができる。これは種々の方法で、例えば、 ＬＣＤスクリーンとマイクロレンズスクリーンとの間に挿入したシャドウマスク を使用して、特定の適切な向きにあるマイクロレンズのみか中心軸の左又は右の いずれかへのそれぞれの到来画像を受けるようになし得る。

上記の構成の結果、理想的な観察者の位置に置かれた観察者の各画はマイクロレ ンズスクリーンの縁により境界を決められた視野部分内において、右眼で第１の ＬＣＤスクリーンの画像を、そして、左眼で第２のＬＣＤスクリーンの画像を見 ることになる。第１と第２のＬＣＤスクリーンにより与えられる画像が３次元の 対象又はシーンを見る観察者の２つの眼に与えられるであろう視野と対応する場 合、マイクロレンズスクリーンのｉＩ！察者は元の画像又はシーンの対応する３ 次元の再生物を見ることになる。かくして、第１と第２のＬＣＤスクリーンの画 像内容が、はぼ、例えば、人間の頭の２つの眼の配列に対応する仕方に配列され た前記！ｓｌと第２のカメラのレンズを持つと共に、３次元シーンを走査する双 子のカメラ装置よりなる第１と第２のＴＶカメラのそれぞれから得られるものに ほぼ対応する場合、そのシーンは理想的な観察者の位置から再生画像を見る観察 者により３次元で効果的に見られることになる。

尚、マイクロレンズスクリーンは２つのＬＣＤスクリーンの観察者の拡大視野の それぞれの眼に同時に与えることもできる。

もちろん、上記の３−Ｄシステムは画像源を提供するために小型スクリーン又は ＬＣＤスクリーンを利用する装置に限定されるものではない。代りに、これら２ つの画像源は、例えば、２つの陰極線管又は２つのフィルム投射スクリーンによ り与えてもよい、しかしながら、この提案した仕方でのＬＣＤスクリーンの使用 によりマイクロレンズスクリーンと共にこのＬＣＤスクリーンはせいぜい従来の テレビジョン受像機の大きさの単位内に組み込むことができると考えられる。

説明の便宜上、表示システムの動作はマイクロレンズスクリーンに対し所定の位 置及び向きに置かれたＨ″ａ者の点から説明されたが、光学の考慮及び精神的物 質的考慮から、所望の３次元効果か理想的な観察者の位置の付近の比較的広い位 置範囲にわたって認識可能であるということが理解される。それは、理想的な観 察者の位置とは具なるいくつかの観察者の位置においては、それらの画像の一方 又は他方の不完全な認識又は観察者の一方又は他方の眼によるそれらの２つ画像 の相対的にずれた部分の認識のような欠陥か存在することがあるが、これらの欠 陥は特に効果の容認性を必ずしも害するものてはないからである。

説明の便宜上、ＬＣＤスクリーンがマイクロスクリーンの直後においてこのマイ クロスクリーンからある距離のところに、このマイクロスクリーンの中心軸に対 称的に配置されるとして説明したが、実際には各ＬＣＤスクリーンとマイクロレ ンズスクリーンとの間には１例えば、鏡又は内部反射プリズム等、及び（又は） レンズ、湾曲鏡等を組み込む光折つたたみ技術を利用するそれぞれの光学系を挿 入して、マイクロレンズスクリーンに対してはＬＣＤスクリーンか単にその特定 の場所にあるように見えるようにすることかできる。この光折りたたみ技術によ りＬＣＤスクリーンの物理的な位置決めの場合に（例えば、他の設計要件に従い ）より大きな自由が与えられ、そして、装置は正面から背面までの寸法でコンパ クトにすることかできる。

第２の及び！＠１のＬＣＤスクリーン又はこれらの等個物により提供される完全 な左右の画像を得ることは必要ではないかも知れない、恐らく、例えば１画像の 内容の８０％は１つの源から得られ、２０％は他の源から得られ、そして、３次 元の効果か依然としてシャドウマスクを用いずに与えられる。

本発明の他の変形例においては、上述のＧＲＩＮマイクロレンズスクリーンは、 例えば、光重合化の前に最初に単量体の暦か与えられた基板てあって仕上げ製品 の中で光重合体の層を支持するその基板を金属箔又は金属化ポリエステルで作る ことによってこのＧＲＩＮマイクロレンズスクリーンの一方の面に反射層を与え てもよい、この変形例では、光学的な結像システムはＬＤＣスクリーン又は陰極 線管対象スクリーンから光重合体／マイクロレンズ層を介して光を方向付けてそ の傘属暦又は金属化層から光を反射させ、そして、もう一度マイクロレンズ層を 通過して観察者に至るように構成しである。この構成では、スクリーンは全体と して反射スクリーン又は、正面投射スクリーンとして動作するか、拡散効果は前 述の実施例の場合のように、光透過重合体層内におけるグレーデツト型屈折率マ イクロレンズのアレイにより得られる。スクリーンに関連して本明細書で使用し た「光透過」なる用語は最後に述べた変形例を含むように解釈されるべきである 。

尚、上述のＧＲＩＮマイクロレンズを利用するマイクロレンズスクリーンでは、 このスクリーンの効果は表面効果よりもむしろ体積効果であり、実際、なるべく なら、このスクリーンの表面は完全に平坦であることか望ましい、ここに提案し たマイクロレンズスクリーンは比較的厚い層での体積効果を利用するので、従来 のレンズの効果の簡単な模擬の他に第１２図と第１３図に関して例えば述べた「 光管」効果を利用して所望の結果を確保することが可能である。

上述の実施例は、マイクロレンズスクリーンに映像を投射する対象スクリーンを テレビジョウン画像管又はＬＣＤスクリーンが与えるテレビジョン表示システム に関するか、本発明は同様に、マイクロフィッシュヴ二ア、スライトヴユア、コ ンピュータ及び他の用途等のビデオ表示ユニット等のようなアナログ表示システ ムにも等しく応用することができる。

国際調査報告 ”’　　　　”””−−”　　　　ＰＣＴ／ＧＢ　８８１００４２２国際調査報 告

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. １．対象スクリーン、画像スクリーン及びこの対象スクリーンの画像を画像スク リーンに投射するようにした投射システムを有し、前記画像スクリーンは一体の グレーデド型屈折率マイクロレンズのアレイからなる透明材料のシートを有して いることを特徴とする表示システム。
2. ２．本明細書で定義したマイクロレンズアレイを組み込んだ透明材料のシートを 有する画像スクリーン、２つの光学画像の源又はそれぞれの源、及びこれらの源 から前記シートに光を向けろようにした手段を有し、前記画像スクリーンが、両 眼の視力を有し、前記マイクロレンズのアレイに関して所定位置又は所定の角度 の向きに置かれた眼を持つ人によって見られるとき、一方の眼は前記マイクロレ ンズアレイの１つおきのマイクロレンズによって構成される第１の組の前記マイ クロレンズから光を受け、他方の眼は前記マイクロレンズアレイの残りのレンズ によって構成される第２の補足的な組のマイクロレンズから光を受けるように構 成され、従って各眼は前記マイクロレンズスクリーンの限界内で前記２つの画像 のそれぞれを見、それにより、３次元のシーンを見る人の２つの眼によって見ら れるであろうその３次元シーンのそれぞれの画像と前記２つの画像がー致すると きに前記マイクロレンズアレイを有すろ前記シートを見る人は前記マイクロレン ズアレイの領域内において対応する３次元画像を見ることを特徴とする３次元表 示システム。
3. ３．透明材料の前記シートは一体のグレーデッド型屈折率マイクロレンズのアレ イからなることを特徴とする請求の範囲第２項による表示システム。
4. ４．前記画像スクリーンは後部投射スクリーンであることを特徴とする請求の範 囲１又は請求の範囲第３項による表示システム。
5. ５．前記画像スクリーンはその一面に反射層を固定した透明材料よりなる前記シ ートを有し、前記投射システムは、前記反射層にあたり、及び前記透明材料を通 して反射されろように前記透明材料のシートを介して光を投射し、それにより前 記画像スクリーンが正面投射スクリーンとなるようにしたことを特徴とする請求 の範囲第１項１又は第３項による表示システム。
6. ６．前記透明材料は透明な光重合体であり、この光重合体では、前記一体のグレ ーデッド型屈折率レンズは光重台可能樹脂の選択的なグレーデッド型重合化によ り形成されており、この光重合化は前記シートの製造中にこのシートの領域にわ たってこのシートの露光を対応的に変えることによって製造されたことを特徴と する請求の範囲第１項又は第３項による表示システム。
7. ７．前記透明なプラスチックはポリアクリルアミドを有することを特徴とする請 求の範囲第６項による表示システム。
8. ８．光重台化可能な単量体の層を基板に与え、及び、アレイに前記グレーデッド 型屈折率レンズを与えるような仕方で選択的に前記単量体を重合化させるために 、前記層の表面にわたり点よりなるアレイの各点において紫外光に前記層を選択 的に露光する段階を有するプロセスにより前記対象スクリーン（単数又は複数） を提供し、前記投射システムを提供し及び前記後部画像投射スクリーンを提供す る段階を有することを特徴とする請求の範囲第４項による表示システムを製造す ろ方法。
9. ９．前記プロセスにおいて、前記点における前記層の選択的な露光、及びその後 の選択的な重合化の後に、前記層は紫外光に対し消去露光を受けることを特徴と する請求の範囲第８項による表示システムを製造する方法。
10. １０．紫外光に対する前記の選択的な露光の後及びとの消去露光の前にも、前記 層の材料は前記マイクロレンズの領域内における屈折率の変化を高めるためにそ の軟化温度まで加熱されることを特徴とする請求の範囲第８項又は第９項による 表示システムを製造する方法。
11. １１．前記選択的な露光は、完全に不透明な点よりなるアレイを有する明確なス クリーン又は欠点のない穴よりなるアレイを有する不透明なスクリーンを有する マスクを介して紫外光に前記層を露光することにより行われ、及び、回折効果は 各マイクロレンズの領域にわたって露光時に所望の変化を与えるために利用され ることを特徴とする請求の範囲第８項ないし第１０項のいずれか１つによる表示 システムを製造する方法。
12. １２．前記選択的な露光は紫外線レーザのビームに対して前記層の個々のマイク ロレンズ領域を１つづつ露光し、及び、各マイクロレンズの領域にわたり露光時 に所望の変化を与えるために前記レーザビームの断面にわたる光の強度変化用い ることにより行われることを特徴とする請求の範囲第６項ないし第８項のいずれ か１つによる表示システムを製造する方法。