JPH09318970A - 光書込み式投写型ディスプレイ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 書込み光源と読出し光源との共用化を図り、
装置の小型化および消費電力の低減を可能とする。 【解決手段】 液晶画像形成装置５０と、空間光変調素
子９０と、空間光変調素子９０の光導電層が感応するス
ペクトルを持つ光の一部または大部分を光源１１から分
離する光学素子を備える光源部１０と、光導電層が感応
するスペクトルを持つ光の一部または大部分が分離され
た残りの光源光の内、可視スペクトル光を取り出し、空
間光変調素子９０へ読出し光として照射し、読出し光に
対する空間光変調素子９０の反射光を表示光としてスク
リーン１３０上に投写する投写光学部１１０と、光源光
から分離された、光導電層が感応するスペクトルを持つ
光の一部または大部分を液晶画像形成装置５０に照射す
る書込み光学部３０と、液晶画像形成装置５０の光画像
を、光導電層へ書込み光として結像させる結像光学部７
０とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、書込み光を用いて
画像やデータパターンのような２次元光情報を空間光変
調素子に入力し、表示光を用いてこの情報を２次元的に
表示する機能を持つ光書込み式投写型ディスプレイ装置
に関し、特に書込み光源と読出し光源との共用化を図っ
た光書込み式投写型ディスプレイ装置に関する。

【０００２】［発明の概要］本発明は、１つの光源から
光学素子を用いて書込み光と読出し光とを分離・生成
し、書込み光源と読出し光源との共用化を図り、装置の
小型化および消費電力の低減を図るものである。

【０００３】従来、空間光変調素子を用いた光書込み式
投写型ディスプレイ装置においては、書込み光画像の生
成装置として小型の液晶パネルなどを用いる場合に書込
み光画像生成用の専用光源が必要であり、表示画像生成
用の読出し光源と併せて２つの光源が必要となり、装置
の大型化や、消費電力の増大という課題があった。

【０００４】本発明は、上記課題を解決するものであ
り、特に、読出し光となる、青、緑、赤各色の有効波長
域以外の光に感応する光導電層をもつ空間光変調素子
を、本発明に係る光書込み式投写型ディスプレイ装置の
構成要素として用いる場合には、読出し光と書込み光と
のスペクトル重複が避けられるため、明るい表示画像を
得ることができる。

【０００５】

【従来の技術】従来、偏光板を必要とせず光透過率が高
い光散乱性液晶層と光導電層を用いた光書込み型空間光
変調素子を構成要素として含む光書込み式投写型ディス
プレイ装置としては、次の文献に記載のものが知られて
いる（文献： M.Kawakita, T.Fujii, H.Fujikake, H.Ki
kuchi, K.Takizawa, M,Yokozawa, Asia Display'95 Pro
ceedings of the 15th Internatinal Display Research
Conference,P3.6-4,p971-p972,1995)。

【０００６】この文献記載の装置は、フルカラー画像を
表示するための装置であり。図１０に示すように、書込
み光学部５００と、光分割部６００と、緑色、赤色、青
色各別に設けられた液晶画像形成装置７００（７００
Ｇ，７００Ｒ，７００Ｂ）と、緑色、赤色、青色各別に
設けられたテレセントリック光学系８１０Ｇ，８１０
Ｒ，８１０Ｂを備えた結像光学部８００と、緑色、赤
色、青色各別に設けられた空間光変調素子９００（９０
０Ｇ，９００Ｒ，９００Ｂ）と、投写光学部１０００
と、スクリーン１１００とを備えている。

【０００７】書込み光学部５００は、書込み光源５１０
と、フライアイレンズ５２０と、ケーラー照明系５３０
とを備えている。

【０００８】光分割部６００は、書込み光学部５００か
ら入力された書込み光の１／３を反射し、２／３を透過
する分割ミラー６１０と、この分割ミラー６１０で反射
された光を反射して前記青色の液晶画像形成装置７００
Ｂに入射させる反射ミラー６２０と、分割ミラー６１０
を透過した光の半分を反射すると共に、半分を透過して
前記赤色の液晶画像形成装置７００Ｒに入射させるハー
フミラー６３０と、このハーフミラー６３０で反射され
た光を前記緑色の液晶画像形成装置７００Ｇに向けて反
射させる反射ミラー６４０とを備えている。

【０００９】一方、投写光学部１０００は、キセノンラ
ンプ、ハロゲンランプ、メタルハライドランプなどで構
成された読出し光源１０１０と、この読出し光源１０１
０からの可視光を集光する集光レンズ１０２０と、この
集光レンズ１０２０で集光された光を反射する反射ミラ
ー１０３０と、この反射ミラー１０３０の反射光を前記
各空間光変調素子９００の読出し光として出射すると共
に、この空間光変調素子９００に書き込まれた光画像を
入射して表示光（反射光）として出射するレンズ１０４
０と、このレンズ１０４０から出射される表示光を入射
してスクリーン１１００に投写する投写レンズ１０９０
とを備えている。

【００１０】また、この投写光学部１０００は、レンズ
１０４０を通過した前記読出し光の内で青色光を反射
し、他の色の光を透過するダイクロイックミラー１０５
０と、このダイクロイックミラー１０５０で反射された
青色光を前記青色の空間光変調素子９００Ｂの読出し光
として出射すると共に、この空間光変調素子９００Ｂか
ら出射される青色の表示光をダイクロイックミラー１０
５０に向けて反射する反射ミラー１０６０と、ダイクロ
イックミラー１０５０を透過した光の内、赤色光を透過
し、緑色光を反射する一方、透過した赤色光を前記赤色
の空間光変調素子９００Ｒの読出し光として出射すると
共に、この空間光変調素子９００Ｒから出射される赤色
の表示光を入射するダイクロイックミラー１０７０と、
このダイクロイックミラー１０７０で反射された緑色光
を前記緑色の空間光変調素子９００Ｇの読出し光として
出射すると共に、この空間光変調素子９００Ｇから出射
される緑色の表示光をダイクロイックミラー１０７０に
向けて反射する反射ミラー１０８０とを備えている。

【００１１】上記の構成において、書込み光学部５００
のフライアイレンズ５２０およびケーラー照明光学系５
３０で均一な光束とされた照明光は、光分割部６００内
で均等に３分割され、それぞれ緑色、赤色、青色液晶画
像形成装置７００Ｇ，７００Ｒ，７００Ｂに入射され
る。これら緑色、赤色、青色液晶画像形成装置７００
Ｇ，７００Ｒ，７００Ｂからの各光画像は、各色別のテ
レセントリック光学系８１０Ｇ，８１０Ｒ，８１０Ｂを
介して、各色の空間光変調素子９００Ｇ，９００Ｒ，９
００Ｂに結像される。

【００１２】一方、読出し光源１０１０からの読出し光
は、青色光を反射させるダイクロイックミラー１０５０
と、緑色光を反射させるダイクロイックミラー１０７０
により色分割され、各色の空間光変調素子９００Ｇ，９
００Ｒ，９００Ｂの読出し光として出射される。これら
各色の空間光変調素子９００Ｇ，９００Ｒ，９００Ｂの
反射光（表示光）は、ダイクロイック１０７０，１０５
０で合成された後、レンズ１０４０、投写レンズ１０９
０によりスクリーン１１００に投写される。これによ
り、拡大された画像をスクリーン１１００上に表示する
ことができる。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の光書込み式投写型ディスプレイ装置は、書込み光画
像の形成のために、書込み光専用の光源５１０を備えて
おり、読出し光源１０１０と合わせると２つの光源が一
つの装置内に存在することとなる。このため、装置の大
型化、消費電力の増大の要因となっていた。

【００１４】本発明は、上記の事情に鑑みてなされたも
のであり、その目的は、書込み光源と読出し光源との共
用化を図り、装置の小型化および消費電力の低減を可能
とする光書込み式投写型ディスプレイ装置を提供するこ
とにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに請求項１の発明は、第１透明電極と、この第１透明
電極に積層され、入射光の強さに応じてインピーダンス
が変化する光導電層と、この光導電層に積層される光吸
収層と、この光吸収層に積層され、可視光スペクトルの
全部または一部を反射する誘電体多層膜ミラーと、この
誘電体多層膜ミラーに積層される光変調層と、この光変
調層に積層される第２透明電極とを少なくとも備え、前
記第１透明電極と第２透明電極との間に印加された交流
電圧によって駆動される空間光変調素子と、前記空間光
変調素子の光導電層が感応するスペクトルおよび可視ス
ペクトルを有する光源と、この光源の持つスペクトルの
うち、前記空間光変調素子の光導電層が感応するスペク
トルを持つ光の一部または大部分を分離する１つ以上の
光学素子とから構成される光源部と、前記光源部の光源
光から前記空間光変調素子の光導電層が感応するスペク
トルを持つ光の一部または大部分が分離された後の残り
の光のうち、可視スペクトルの光を取り出し、前記空間
光変調素子へ読出し光として照射するとともに、この読
出し光に対する前記空間光変調素子における反射光を表
示光としてスクリーン上に投写する投写光学部と、入力
画像表示用の液晶画像形成装置と、前記光源部の光源光
から分離された、前記空間光変調素子の光導電層が感応
するスペクトルを持つ光の一部または大部分を用いて、
前記液晶画像形成装置を照明する照明光を生成する書込
み光学部と、前記液晶画像形成装置の光画像を、前記空
間光変調素子の光導電層へ書込み光として結像させる結
像光学部と、から成ることを特徴とするものである。

【００１６】請求項２の発明は、第１透明電極と、この
第１透明電極に積層され、入射光の強さに応じてインピ
ーダンスが変化する光導電層と、この光導電層に積層さ
れる光吸収層と、この光吸収層に積層され、可視光スペ
クトルの全部または一部を反射する誘電体多層膜ミラー
と、この誘電体多層膜ミラーに積層される光変調層と、
この光変調層に積層される第２透明電極とを少なくとも
備え、前記第１透明電極と第２透明電極との間に印加さ
れた交流電圧によって駆動される青色、緑色および赤色
各別の空間光変調素子と、前記空間光変調素子の光導電
層が感応するスペクトルおよび可視スペクトルを有する
光源と、この光源の持つスペクトルのうち、前記空間光
変調素子の光導電層が感応するスペクトルを持つ光の一
部または大部分を分離する１つ以上の光学素子から構成
される光源部と、前記光源部の光源光から前記空間光変
調素子の光導電層が感応するスペクトルを持つ光の一部
または大部分が分離された後の残りの光のうち、可視ス
ペクトルの光を取り出して青色、緑色および赤色の各色
に分離し、それぞれの各空間光変調素子へ読出し光とし
て照射するとともに、この読出し光に対する前記空間光
変調素子における反射光を表示光としてスクリーン上に
投写する投写光学部と、青色、緑色および赤色入力画像
を形成する各別の液晶画像形成装置と、前記光源部の光
源光から分離された、前記空間光変調素子の光導電層が
感応するスペクトルを持つ光の一部または大部分を用い
て、前記液晶画像形成装置を照明する照明光を生成する
書込み光学部と、前記書込み光学部から出射された照明
光を３分割して前記各液晶画像形成装置に出射する光学
素子を備えた分割部と、前記各液晶画像形成装置の光画
像を、前記各空間光変調素子の光導電層に結像させる青
色、緑色および赤色各別の結像光学部と、から成ること
を特徴とするものである。

【００１７】請求項３の発明は、請求項１または２に記
載の光書込み式投写型ディスプレイ装置において、前記
空間光変調素子を構成する光変調層は、前記光源部から
分離された前記書込み光の強さに応じて、インピーダン
スが大幅に変化するＣｄＳ、ＣｄＳｅ、Ｓｅ、ＳｅＴ
ｅ、ＳｅＡｓ、ＧａＡｓ、ＧａＰ、Ｂｉ₁₂ＳｉＯ₂₀、Ｂ
ｉ₁₂ＧｅＯ₂₀、Ｓｉ、アモルファスＳｅ、アモルファス
Ｓｉ、アモルファスＳｉＣ、アモルファスＳｅＴｅ、ア
モルファスＳｅＡｓなどの材料によって構成されること
を特徴とするものである。

【００１８】請求項４の発明は、請求項１、２または３
に記載の光書込み式投写型ディスプレイ装置において、
前記空間光変調素子を構成する光変調層は、ネマティッ
ク液晶、コレステリック液晶、スメクティック液晶、こ
れらネマティック液晶、コレステリック液晶、スメクテ
ィック液晶の混合物によって構成される群のいずれか１
つ以上の液晶、または、予め設定されている屈折率を持
つ透明樹脂にこの透明樹脂と同等な常光屈折率を有する
ネマティック液晶、コレステリック液晶、スメクティッ
ク液晶のいずれか、またはこれら液晶の混合液晶が分散
された液晶・樹脂複合体、または、これらの液晶中に前
記透明樹脂を分散させた液晶・樹脂複合体、から成るこ
とを特徴とするものである。

【００１９】請求項５の発明は、請求項１、２、３また
は４に記載の光書込み式投写型ディスプレイ装置におい
て、前記書込み光学部は、ケーラー照明光学系を有する
ことを特徴とするものである。

【００２０】請求項６の発明は、請求項１、２、３、４
または５記載の光書込み式投写型ディスプレイ装置にお
いて、前記書込み光学部は、前記光源部から分離された
前記空間光変調素子の光導電層が感応するスペクトルを
有する不均一な光束を、均一な光束に変換するフライア
イレンズを有することを特徴とするものである。

【００２１】請求項７の発明は、請求項１、２、３、
４、５または６に記載の光書込み式投写型ディスプレイ
装置において、前記結像光学部は、テレセントリック光
学系で構成されることを特徴とするものである。

【００２２】請求項８の発明は、請求項１、２、３、
４、５、６または７に記載の光書込み式投写型ディスプ
レイ装置において、前記光源部は、キセノンランプ、メ
タルハライドランプ、ハロゲンランプなどの白色光源を
有することを特徴とするものである。

【００２３】

【発明の実施の形態】

＜第１の実施の形態＞図１は本発明に係る光書込み式投
写型ディスプレイ装置の第１の実施の形態を示す構成図
である。

【００２４】この図に示す光書込み式投写型ディスプレ
イ装置は、光源部１０と、書込み光学部３０と、液晶画
像形成装置５０と、結像光学部７０と、空間光変調素子
９０と、投写光学部１１０と、スクリーン１３０とを備
えている。

【００２５】初めに、空間光変調素子９０について詳述
する。図２に示すように、この空間光変調素子９０は光
書込み型の空間光変調素子であり、第１透明基板９１
と、第１透明電極９２と、光導電層９３と、光吸収層９
４と、誘電体多層膜ミラー９５と、光変調層９６と、第
２透明電極９７と、第２透明基板９８とを備え、リード
線１００を介して駆動用交流電源１０１から交流電圧が
印加されている状態で、図２の左側から光導電層９３の
光導電効果を誘起する書込み光が入射されると、この書
込み光の光強度に応じて光変調層９６が駆動される一
方、図２の右側から読出し光が照射されると、書き込ま
れた光画像が表示光（反射光）として出射される。

【００２６】第１透明基板９１および第２透明基板９８
は、この光書込み型空間光変調素子９０の基板となる部
分であり、透明度が高く、かつ平坦性に優れたガラス
や、アクリル等の合成樹脂により形成されている。

【００２７】第１透明電極９２及び第２透明電極９７
は、共に蒸着等の手法によって第１透明基板９１および
第２透明基板９８の一面に密着されたＩｎ₂ Ｏ₃ ：Ｓｎ
などの薄膜であり、リード線１００を介して駆動用交流
電源１０１の各電圧出力端子に接続される。

【００２８】光導電層９３は、書込み光の強度の増加に
対して電気的インピーダンスが大幅に減少するＣｄＳ、
ＣｄＳｅ、Ｓｅ、ＳｅＴｅ、ＧａＡｓ、ＧａＰ、Ｂｉ₁₂
ＳｉＯ₂₀、Ｂｉ₁₂ＧｅＯ₂₀、Ｓｉ、アモルファスＳｅ、
アモルファスＳｉ、アモルファスＳｉＣ、アモルファス
ＳｅＴｅ、ＳｅＡｓ、アモルファスＳｅＡｓなどの材料
によって構成される層である。

【００２９】光吸収層９４は、ＣｄＴｅ膜、ダイヤモン
ドライクカーボン膜、珪素と炭素とゲルマニウムとから
実質的に構成されたアモルファス膜によって構成される
群から選択された１つ以上の膜、あるいは無機顔料、有
機顔料、カーボン、染料によって構成される群から選択
された１つ以上の材料を樹脂中に分散させた樹脂複合体
などで構成される。

【００３０】誘電体多層膜ミラー９５は、ＳｉＯ₂ 膜、
ＴｉＯ₂ 膜、ＨｆＯ₂ 膜、Ｔａ₂ Ｏ₅ 膜、ＺｎＳ膜、Ａ
ｌ₂ Ｏ₃ 膜、Ｎａ₂ ＡｌＦ₆ 膜、ＭｇＦ₂ 膜、ＬａＦ₃
膜、ＧｄＦ₃ 膜、ＳｍＦ₃ 膜、ＣｅＦ₃ 膜、ＺｒＯ₂ 膜
およびＣｅＯ₂ 膜のいずれか、またはこの中から選択さ
れた２つ以上の膜を積層した多層膜によって構成され
る。

【００３１】また、光変調層９６は、板状に形成される
透明樹脂９９Ａと、この透明樹脂９９Ａ内にほぼ均一に
分散される液晶小滴９９Ｂとから成る液晶・樹脂複合体
で構成されている。液晶小滴９９Ｂを構成する液晶とし
ては、常光屈折率ｎ_o が透明樹脂９９Ａの屈折率ｎ_p と
同等の値のものが良い。さらに、この液晶の屈折率異方
性Δｎ（＝ｎ_e −ｎ_o ）は可能な限り大きいものが望ま
しい。このような条件を満たす液晶としては、屈折率異
方性Δｎの大きなネマティック液晶、コレステリック液
晶、スメクティック液晶、またはこれら液晶の混合液晶
が用いられる。ただし、高速性を得るには、低粘性かつ
高弾性のネマティック液晶が適している。その中でも特
に、屈折率異方性Δｎの大きなシアノビフェニル系、タ
ーフェニル系、ピリジン系、ピリミジン系およびトラン
系のネマティック液晶が最適である。

【００３２】なお、この実施の形態では、光変調層９６
としては、透明樹脂９９Ａ内にほぼ均一に分散される液
晶小滴９９Ｂとから成る液晶・樹脂複合体で構成した
が、前記液晶中に前記透明樹脂を分散させた液晶・樹脂
複合体で構成しても良く、また、ネマティック液晶、コ
レステリック液晶、スメクティック液晶、これらネマテ
ィック液晶、コレステリック液晶、スメクティック液晶
の混合物によって構成される群のいずれか１つ以上の液
晶によって構成しても良い。

【００３３】また、透明樹脂９９Ａとしては、紫外線に
より重合が促進し、しかも硬化時の屈折率ｎ_p が１．５
２程度のアクリル樹脂、メタクリル樹脂、エポキシ樹
脂、ウレタン樹脂、ポリスチレン、ポリビニールアルコ
ール、またはこれらの共重合体（例えばアクリル・ウレ
タン共重合体）などが好適である。

【００３４】次に、光書込み式投写型ディスプレイ装置
の各部の構成について説明する。

【００３５】図１に示したように、光源部１０は、例え
ば、キセノンランプ、ハロゲンランプ、メタルハライド
ランプなどの幅広いスペクトルを持つ白色光源１１と、
この白色光源１１から出射された白色光を、例えば４５
度の入射角において波長７００ｎｍ付近で急峻な立上が
りのカットオフ特性を持って色分解するコールドフィル
タ１２とで構成される。この結果、可視域を含む７００
ｎｍより短波長側の光は直進し、７００ｎｍより長波長
側の光は反射される。

【００３６】書込み光学部３０は、光源部１０から分離
された書込み光に含まれる、空間光変調素子９０の光導
電層９３が鋭く感応する波長域以外の余分な光を遮断す
るバンドパスフィルタ３１と、このバンドパスフィルタ
３１を透過した書込み光を集光する集光レンズ３２と、
この集光レンズ３２で集光された光を受光して、平行光
束として出射するコリメータレンズ３３と、このコリメ
ータレンズ３３を出射した平行光束をほぼ９０度反射す
る反射ミラー３４と、この反射ミラー３４で反射された
光をさらにほぼ９０度反射する反射ミラー３５とを備え
ている。

【００３７】液晶画像形成装置５０は、例えば、ＴＦＴ
（Thin Film Transistor）アクティブマトリクス型液晶
パネルを備え、入力されたモノクロビデオ信号を画像表
示する。

【００３８】結像光学部７０は、結像レンズ７１を備
え、液晶画像形成装置５０に表示された書込み画像を導
いて空間光変調素子９０に結像させる。

【００３９】投写光学部１１０は、光源部１０から分離
・出射された光に含まれる可視域以外の余分な紫外光や
赤外光を遮断するバンドパスフィルタ１１１と、このバ
ンドパスフィルタ１１１を透過した可視光を集光する集
光レンズ１１２と、この集光レンズ１１２で集光された
光を反射する反射ミラー１１３と、この反射ミラー１１
３で反射された光を空間光変調素子９０の前記読出し光
として出射すると共に、この空間光変調素子９０に書込
まれた光画像を入射して表示光（反射光）として出射す
るレンズ１１４と、このレンズ１１４から出射された表
示光をスクリーン１３０に投写する投写レンズ１１５と
を備えている。

【００４０】次に上記構成を有する第１の実施の形態の
作用を説明する。

【００４１】先ず、光書込み型の空間光変調素子９０の
動作を説明すると、この空間光変調素子９０を駆動する
場合、第１透明電極９２と第２透明電極９７間に交流電
圧が印加される。結像光学部７０を介して結像された書
込み光は、光導電層９３側から入射される。一方、投写
光学部１１０のレンズ１１４を介して出射された読出し
光は、光変調層９６側から入射され、光変調層９６で光
散乱を伴う光強度変調を受ける。変調された読出し光
は、誘電体多層膜ミラー９５で反射され、表示光とな
る。なお、誘電体多層膜ミラー９５から漏れた読出し光
は、光吸収層９４で吸収される。このとき、書込み光が
極めて弱いか、または入射しない場合には、光変調層９
６よりも電気的インピーダンスが高い光導電層９３側
に、駆動電圧の大半が印加される。このため、光変調層
９６の液晶分子の配列方向は樹脂界面の規制力を受け液
晶小滴９９Ｂごとに不規則になる。その結果、読出し光
は、液晶小滴９９Ｂと透明樹脂９９Ａの屈折率の不整合
により、反射や屈折を繰り返し、強く散乱される。一
方、十分な強度の書込み光が入射した場合、光変調層９
６は透明に変化し、入射した読出し光は、誘電体多層膜
ミラー９５で反射されて出射される。

【００４２】ここで、正反射されてきた表示光のみを光
学系により取り出せば、書込み光によって変調された表
示光の光画像を得ることができる。こうして得られた光
画像は、投写光学部１１０のレンズ１１４、投写レンズ
１１５を介してスクリーン１３０に投写される。

【００４３】この場合、前記書込み光、および読出し光
は、光源部１０の白色光源１１を共通の光源として得ら
れている。白色光源１１から照射された白色光は、コー
ルドフィルタ１２で、書込み光と読出し光とに分離され
る。

【００４４】書込み光は、書込み光学部３０のバンドパ
スフィルタ３１によりこの中に含まれる空間光変調素子
９０の光導電層９３が鋭く感応しない波長域の光がカッ
トされた後、集光レンズ３２およびコリメータレンズ３
３を介して平行光束となり、反射ミラー３４，３５で反
射されて液晶画像形成装置５０に照射される。

【００４５】一方、読出し光は、投写光学部１１のバン
ドパスフィルタ１１１によりこの中に含まれる紫外光や
赤外光がカットされた後、集光レンズ１１２で集光さ
れ、反射ミラー１１３、レンズ１１４を介して空間光変
調素子９０に照射されるのである。

【００４６】《実験例１》次に、図２に示すような構成
をもつ空間光変調素子を試作するとともに、図３に示す
光学系を用いた実験について説明する。

【００４７】ここで、空間光変調素子９０を構成する光
導電層９３としては、厚さ３０μｍのアモルファスＳｉ
を用いた。その相対分光感度特性を図４に示す。同図か
ら理解できるように、この光導電層９３は、特に７００
〜８００ｎｍの光に対して高い感度を有している。した
がって、この帯域の光を書込み光として用いれば、読出
し光と書込み光が重複する波長域がなく、書込み光源と
読出し光源とを共有しても、読出し光の損失は生じない
こととなる。

【００４８】また、空間光変調素子９０を構成する光吸
収層９４としては、緑色の光を効率良く吸収する顔料分
散樹脂を用い、誘電体多層膜ミラー９５としては、Ｈｆ
Ｏ₂とＳｉＯ₂ とから成る緑色の光を効率良く反射する
ものを用いた。

【００４９】さらに、空間光変調素子９０を構成する光
変調層９６としては、予め設定された屈折率をもつ透明
樹脂９９Ａに、この透明樹脂９９Ａと同等な常光屈折率
を有するネマチック液晶から成る液晶小滴９９Ｂを均一
に分散した液晶・樹脂複合体を用いた。

【００５０】次に、実験に使用した図３に示す光学系の
構成について説明すると、この光学系は、光源部１０
と、書込み光学部３０と、読出し光学部１５０と、出射
された読出し光の入射強度をモニタするパワーメータで
構成された光検出器１７０とを備えている。

【００５１】光源部１０は、１ｋＷのキセノンランプ１
３と、入射角４５度のコールドミラー１２とで構成し、
コールドミラー１２でキセノンランプ１３の光を分割し
て書込み光学部３０と、読出し光学部１５０に入射させ
るようにした。書込み光学部３０は、コリメータレンズ
３６と、バンドパスフィルタ３７と、反射ミラー３８
と、ＴＦＴ液晶パネル３９と、偏光板４０と、結像レン
ズ４１とで構成し、結像レンズを介して緑色の空間光変
調素子に結像させるようにした。

【００５２】読出し光学部１５０は、バンドパスフィル
タ１５１と、集光レンズ１５２と、反射ミラー１５３
と、コリメータレンズ１５４と、ハーフミラー１５５
と、読出しレンズ１５６と、開口１５７とで構成し、コ
ールドミラー１２で分離された読出し光をハーフミラー
により空間光変調素子９０に導くと共に、空間光変調素
子９０からの表示光をハーフミラー１５５、読出しレン
ズ１５６および開口１５７を介して光検出器１７０に導
き、その強度を測定した。

【００５３】図５は、図３に示した光学系を用いて測定
した空間光変調素子９０における、書込み強度に対する
表示光強度を規格化して示したものである。空間光変調
素子９０の第１透明基板９１の位置において、書込み強
度は３ｍＷ／ｃｍ² を越える値を示した。この値は空間
光変調素子９０を動作させるのに十分な光強度であるこ
とが確認された。

【００５４】＜第２の発明の実施の形態＞図６は、本発
明に係る光書込み式投写型ディスプレイ装置の第２の実
施の形態を示す構成図である。

【００５５】この実施の形態は、フルカラー画像を表示
するための装置であり、光源部１０と、書込み光学部３
０と、光分割部１９０と、緑色液晶画像形成装置５０
Ｇ、赤色液晶画像形成装置５０Ｒ、青色液晶画像形成装
置５０Ｂとから成る液晶画像形成装置５０と、緑色用レ
ンズ７０Ｇ、赤色用レンズ７０Ｒ、および青色用レンズ
７０Ｂから成る結像光学部７０と、緑色空間光変調素子
９０Ｇ、赤色空間光変調素子９０Ｒ、青色空間光変調素
子９０Ｂから成る空間光変調素子９０と、投写光学部１
１０と、スクリーン１３０とから構成されている。

【００５６】光源部１０は、第１の実施形態と同様、白
色光源１１と、コールドフィルタ１２とから構成され、
白色光源１１から照射された光はコールドフィルタ１２
で色分解されて、それぞれ書込み光学部３０と、投写光
学部１１０に出射される。

【００５７】書込み光学部３０は、光源部１０から出射
される光中に含まれ、空間光変調素子９０の光導電層９
３が鋭く感応しない波長域の光を遮断するバンドパスフ
ィルタ４２と、フライアイレンズ４３と、ケーラー照明
光学系４４とから構成されている。フライアイレンズ４
３は、蠅の目のような小さなレンズを並べたアレイ状の
レンズであり、その一個一個の微小レンズにより、書込
み光源が多光源化され、各光源からの光により、照明物
体である液晶画像形成装置５０の全面が照明される。こ
れにより微小レンズの個数分だけ重ね合わされた空間的
に一様な照明を可能とするものである。また、ケーラー
照明光学系４４は、照明物体である液晶画像形成装置５
０上で、光源光が平行光束で透過する照明光学系であ
り、書込み光を平行光束にして光分割部１９０に出射す
る。

【００５８】光分割部１９０は、反射ミラー１９１と、
分割ミラー１９２と、ハーフミラー１９３と、反射ミラ
ー１９４とを備えている。ケーラー照明光学系４４から
出射された平行光束は反射ミラー１９１によって分割ミ
ラー１９２に向けて反射される。分割ミラー１９２で
は、入射された平行光束の一部が青色液晶画像形成装置
５０Ｂに向けて出射され、他の平行光束は透過してハー
フミラー１９３に出射される。ハーフミラー１９３で
は、入射された平行光束の半分が赤色液晶画像形成装置
５０Ｒに向けて反射され、残りの半分は透過して反射ミ
ラー１９４に出射される。反射ミラー１９４では、入射
された平行光束が緑色液晶画像形成装置５０Ｇに向けて
出射される。

【００５９】一方、投写光学部１１０は、光源部１０か
ら出射される光中に含まれる可視光以外の余分な紫外光
や赤外光を遮断するバンドパスフィルタ１１１と、この
バンドパスフィルタ１１１からの可視光を集光する集光
レンズ１１２と、この集光レンズ１１２で集光された光
を反射する反射ミラー１１３と、この反射ミラー１１３
の反射光を前記各空間光変調素子９０の読出し光として
出射すると共に、この空間光変調素子９０に書き込まれ
た光画像を入射して表示光（反射光）として出射するレ
ンズ１１６と、このレンズ１１６から出射される表示光
を入射してスクリーン１３０に投写する投写レンズ１１
５とを備えている。

【００６０】また、この投写光学部１１０は、レンズ１
１６を通過した前記読出し光の内で青色光を反射し、他
の色の光を透過するダイクロイックミラー１１７と、こ
のダイクロイックミラー１１７で反射された青色光を前
記青色空間光変調素子９０Ｂの読出し光として出射する
と共に、この青色空間光変調素子９０Ｂから出射される
青色の表示光をダイクロイックミラー１１７に向けて反
射する反射ミラー１１８と、ダイクロイックミラー１１
７を透過した光の内、赤色光を透過し、緑色光を反射す
る一方、透過した赤色光を赤色空間光変調素子９０Ｒの
読出し光として出射すると共に、この赤色空間光変調素
子９０Ｒから出射される赤色の表示光を入射するダイク
ロイックミラー１１９と、このダイクロイックミラー１
１９で反射された緑色光を緑色空間光変調素子９０Ｇの
読出し光として出射すると共に、この空間光変調素子９
０Ｇから出射される緑色の表示光をダイクロイックミラ
ー１１９に向けて反射する反射ミラー１２０とを備えて
いる。

【００６１】上記の構成において、白色光源１１から照
射された光はコールドフィルタ１２で色分解されて書込
み光学部３０に出射される。書込み光学部３０では、バ
ンドパスフィルタ４２で空間光変調素子９０の光導電層
９３が鋭く感応しない波長域の光がカットされた後、フ
ライアイレンズ４３により書込み光源が多光源化され
る。これにより、液晶画像形成装置５０上に、例えば光
源１１のフィラメントや電極などの光源像が結像するこ
とはなく、結像光学部７０を介して空間光変調素子９０
上に結像される書込み画像に輝度ムラが発生することが
防止できる。

【００６２】フライアイレンズで多光源化された照明光
は、ケーラー照明光学系４４で均一な平行光束とされた
後、光分割部１９０内で均等に３分割され、それぞれ緑
色、赤色、青色液晶画像形成装置５０Ｇ，５０Ｒ，５０
Ｂに入射される。これら緑色、赤色、青色液晶画像形成
装置５０Ｇ，５０Ｒ，５０Ｂからの各光画像は、各色別
のレンズ７０Ｇ，７０Ｒ，７０Ｂを介して、各色の空間
光変調素子９０Ｇ，９０Ｒ，９０Ｂに結像される。

【００６３】一方、光源部１０のコールドフィルタ１２
で分離・出射された光は、投写光学部１１０のバンドパ
スフィルタ１１１で可視光以外の紫外光や赤外光がカッ
トされた後、集光レンズ１１２、反射ミラー１１３およ
びレンズ１１６を経て、ダイクロイックミラー１１７に
照射される。そして青色光を反射させるダイクロイック
ミラー１１７と、緑色光を反射させるダイクロイックミ
ラー１１９により色分割され、各色の空間光変調素子９
０Ｇ，９０Ｒ，９０Ｂの読出し光として出射される。こ
れら各色の空間光変調素子９０Ｇ，９０Ｒ，９０Ｂの反
射光（表示光）は、ダイクロイック１１９，１１７で合
成された後、レンズ１１６、投写レンズ１１５を介して
スクリーン１３０に投写される。これにより、拡大され
たフルカラー画像をスクリーン１３０上に表示すること
ができる。

【００６４】《実験例２》図６に示す光書込み式投写型
ディスプレイ装置を実際に試作して空間光変調素子へ入
射する書込み強度を測定した。

【００６５】光源１１には、１ｋＷのキセノンランプを
用い、バンドパスフィルタ４２には、半値幅６７０ｎｍ
〜７９０ｎｍの干渉フィルタを用い、液晶画像形成装置
５０には４４０×４８０ドットの対角長１．３インチの
ＴＦＴ液晶パネルを用いた。

【００６６】その結果、各空間光変調素子へ入射する光
強度は、２ｍＷ／ｃｍ² を越える値を得ることができ
た。これは、図５の特性をもつ空間光変調素子を動作さ
せるのに十分な強度である。

【００６７】また、投写実験においても、光出力２００
０ルーメン以上と明るく、かつ色純度の優れたフルカラ
ー画像表示を得ることができた。投写装置自体も書込み
光源が不要となり、小型化と低消費電力化が可能となる
ことが確認された。

【００６８】＜第３の実施の形態＞図７は本発明に係る
光書込み式投写型ディスプレイ装置の第３の実施の形態
を示す構成図である。

【００６９】この実施の形態は、図６に示した第２の実
施形態とは投写光学部１１０の構成と、図８に示される
ように空間光変調素子９０の構成が相違する。

【００７０】先ず、空間光変調素子９０の構成につい
て、図８を参照して説明すると、この空間光変調素子９
０は光書込み型の空間光変調素子であり、第１透明基板
９１と、第１透明電極９２と、光導電層としてのａ−Ｓ
ｉＣ層１０２と、光吸収層９４と、誘電体多層膜ミラー
９５と、光変調層としての垂直配向ネマティック液晶層
１０３と、第２透明電極９７と、第２透明基板９８とを
備え、リード線１００を介して駆動用交流電源１０１か
ら交流電圧が印加されている状態で、図２の左側からａ
−ＳｉＣ層（光導電層）１０２の光導電効果を誘起する
書込み光が入射されると、この書込み光の光強度に応じ
て垂直配向ネマティック液晶層（光変調層）１０３が駆
動される一方、図２の右側から読出し光が照射される
と、書き込まれた光画像が表示光（反射光）として出射
される。なお、第１透明基板９１、第１透明電極９２、
光吸収層９４、誘電体多層膜ミラー９５、第２透明電極
９７、および第２透明基板９８の構成については、図２
に示した第１の実施形態の空間光変調素子と同様である
ため、その説明は省略する。

【００７１】光変調層としての垂直配向ネマティック液
晶層１０３は、屈折率異方性Δｎの大きなネマティック
液晶（負の誘電率異方性を有する）を垂直配向させたも
のである。

【００７２】なお、この実施の形態では、光導電層１０
２はａ−ＳｉＣで構成したが、図４に示すような特性を
もつａ−Ｓｉで構成しても良い。

【００７３】一方、図７に示すように、投写光学部１１
０は、光源部１０から分離・出射された光に含まれる可
視域以外の余分な紫外光や赤外光を遮断するバンドパス
フィルタ１１１と、このバンドパスフィルタ１１１を透
過した可視光の内で青色光のみを反射し赤色光および緑
色光を透過するダイクロイックミラー１２１と、このダ
イクロイックミラー１２１を透過した光の内で赤色光の
みを反射し緑色光を透過するダイクロイックミラー１２
２と、このダイクロイックミラー１２２を透過した緑色
光を反射する反射ミラー１２３と、ダイクロイックミラ
ー１２１で反射された青色光を反射する反射ミラー１２
４Ｂと、この反射ミラー１２４Ｂで反射された青色光を
受光して青色空間光変調素子９０Ｂの読出し光として出
射すると共に、この青色空間光変調素子９０Ｂに書込ま
れた光画像を入射して表示光として出射する偏光ビーム
スプリッタ１２５Ｂと、ダイクロイックミラー１２２で
反射された赤色光を反射する反射ミラー１２４Ｒと、こ
の反射ミラー１２４Ｒで反射された赤色光を受光して赤
色空間光変調素子９０Ｒの読出し光として出射すると共
に、この赤色空間光変調素子９０Ｒに書込まれた光画像
を入射して表示光として出射する偏光ビームスプリッタ
１２５Ｒと、反射ミラー１２３で反射された緑色光を反
射する反射ミラー１２４Ｇと、この反射ミラー１２４Ｇ
で反射された緑色光を受光して緑色空間光変調素子９０
Ｇの読出し光として出射すると共に、この青色空間光変
調素子９０Ｇに書込まれた光画像を入射して表示光とし
て出射する偏光ビームスプリッタ１２５Ｇと、この偏光
ビームスプリッタ１２５Ｇから供給され緑色の表示光を
反射する反射ミラー１２６と、前記偏光ビームスプリッ
タ１２５Ｂから供給され青色の表示光を反射する反射ミ
ラー１２７と、反射ミラー１２６で反射された緑色の表
示光と、反射ミラー１２７で反射された青色の表示光
と、前記偏光ビームスプリッタ１２５Ｒから供給される
赤色の表示光とを受光して合成するダイクロイックプリ
ズム１２８と、このダイクロイックプリズム１２８で合
成された表示光を集光してスクリーン１３０に投写する
投写レンズ１１５とを備えている。

【００７４】次にこの第３の実施の形態の作用を説明す
る。

【００７５】先ず、空間光変調素子９０から説明する、
この空間光変調素子９０を駆動する場合は、第１の実施
の形態と同様に、第１透明電極９２と第２透明電極９７
との間に交流電圧１０１を印加する。結像光学部７０を
介して結像された書込み光は、光導電層であるａ−Ｓｉ
Ｃ層１０２側から入射される。一方、各偏光ビームスプ
リッタ１２５Ｒ，１２５Ｂ，１２５Ｇを介して直線偏光
となった読出し光は、光変調層である垂直配向ネマティ
ック液晶層１０３側から入射され、この垂直配向ネマテ
ィック液晶層１０３でリタデーションの変化に伴う偏光
状態の変化として変調を受け、誘電体多層膜ミラー９５
で反射され、再び各偏光ビームスプリッタ１２５Ｒ，１
２５Ｂ，１２５Ｇを介して光強度変調された表示光とし
て出射される。出射された表示光は反射ミラー１２６，
１２７、ダイクロイックプリズム１２８、投写レンズ１
１５を介してスクリーン１３０に投写される。なお、誘
電体多層膜ミラー９５で反射されずに漏れた光は光吸収
層９４で吸収される。

【００７６】この場合、上述した結像光学部７０を介し
て結像される書込み光が極めて弱いか、または入射しな
い場合には、光変調層である垂直配向ネマティック液晶
層１０３よりも電気的インピーダンスの高い光導電層で
あるａ−ＳｉＣ層１０２側に駆動電圧の大半が印加され
る。このため、光変調層（垂直配向ネマティック液晶
層）１０３の液晶分子の配列方向は、ガラス基板（第２
透明基板９８）と直交したままであり、その結果、読出
し光は複屈折を受けないため、偏光状態は変化せず再び
各偏光ビームスプリッタ１２５Ｒ，１２５Ｂ，１２５Ｇ
を介して光源側に反射される。

【００７７】一方、十分な強度の書込み光が入射された
場合には、光導電層（ａ−ＳｉＣ層）１０２に配分され
ていた電圧の一部が光変調層（垂直配向ネマティック液
晶層）１０３側に移る。このとき、液晶分子（負の誘電
率異方性）の配列は、一度に電界と直交する方向に傾く
ため、液晶分子の屈折率は異常光屈折率ｎ_e に近づき、
リタデーションΔｎ・ｄが生じ、入射する直線偏光は偏
光状態が変化し楕円偏光となり、誘電体多層膜ミラー９
５で反射されて出射される。これによって、入射した直
線偏光と直交する偏光成分が生じる。

【００７８】ここで、各偏光ビームスプリッタ１２５
Ｒ，１２５Ｂ，１２５Ｇにより偏光方向が入射光と直交
する成分のみ取り出せば、書込み光によって変調された
表示光の光画像を得ることができる。このようにして得
られた光画像が投写レンズ１１５を介してスクリーン１
３０に投写されるのである。

【００７９】＜第４の実施の形態＞図９は本発明に係る
光書込み式投写型ディスプレイ装置の第４の実施の形態
を示す構成図である。なお、この実施の形態は、図７に
示した実施の形態とは光源部の構成のみが相違してお
り、他の構成部分は同一であるため、光源部１０につい
てのみ説明し他の構成部分についての説明は省略する。

【００８０】図９に示されるように、光源部１０は、光
源としてメタルハライドランプを使用し、また、コール
ドフィルタ１２の代わりに干渉ミラーを使用したもので
ある。

【００８１】メタルハライドランプ１４をプロジェクタ
に用いる場合には、水銀の発光色の一つである波長５７
８ｎｍ付近の強い輝線がそのスペクトル中に含まれ、こ
れは表示光の色純度を悪化させる原因であり、通常はこ
の輝線を除いた形で読出し光を生成する。そこで、この
輝線のみを干渉ミラーで反射させ、書込み光学部３０へ
導き、書込み光として利用する。

【００８２】この場合、空間光変調素子９０の構成要素
である光導電層の材料としては、波長５７８ｎｍの光に
鋭敏に感応させるために、光学バンドギャップの制御が
容易なアモルファスＳｉＣなどの材料が有効である。

【００８３】＜その他の実施の形態＞以上、前述した各
実施の形態において結像光学部７０は、結像レンズ７
１、または各色別の結像レンズ７１Ｇ，７１Ｒ，７１Ｂ
で構成したが、これは、図１０に示したようにテレセン
トリック光学系で構成するようにしても良い。テレセン
トリック光学系は、液晶画像形成装置７０からの主光線
が結像レンズの焦点を通るように配置された光学系であ
る。このテレセントリック光学系を結像光学部７０に使
用すると、空間光変調素子９０をその光軸方向に移動し
ても、光導電層９３に結像した書込み画像の大きさは変
化しない。そのため、このテレセントリック光学系を使
用した場合、光導電層９３の厚みが異なる空間光変調素
子９０を使用しても、その厚み方向において書込み画像
の大きさが異ならないため、高解像度な書込み画像の変
調が可能となる。

【００８４】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明に
よれば、１つの光源から光学素子を用いて書込み光と読
出し光とを分離・生成し、書込み光源と読出し光源との
共用化を図ってモノクロ画像を表示するようにしている
ので、装置の小型化および消費電力の低減が可能とな
る。

【００８５】請求項２の発明によれば、１つの光源から
光学素子を用いて書込み光と読出し光とを分離・生成
し、書込み光源と読出し光源との共用化を図ってフルカ
ラー画像を表示するようにしているので、装置の小型化
および消費電力の低減が可能となる。

【００８６】請求項３の発明によれば、空間光変調素子
を構成する光導電層は、前記光源部から分離された前記
書込み光の強さに応じて、インピーダンスが大幅に変化
するＣｄＳ、ＣｄＳｅ、Ｓｅ、ＳｅＴｅ、ＳｅＡｓ、Ｇ
ａＡｓ、ＧａＰ、Ｂｉ₁₂ＳｉＯ₂₀、Ｂｉ₁₂ＧｅＯ₂₀、Ｓ
ｉ、アモルファスＳｅ、アモルファスＳｉ、アモルファ
スＳｉＣ、アモルファスＳｅＴｅ、アモルファスＳｅＡ
ｓなどの材料によって構成されるので、書込み光は、読
出し光源として用いられる白色光源から光学素子を介し
て分離・生成することができ、このため、単一光源化が
可能となって装置の小型化および消費電力の低減が可能
となる。

【００８７】請求項４の発明によれば、前記空間光変調
素子を構成する光変調層を、ネマチック液晶、コレステ
リック液晶、スメクチック液晶、これらネマチック液
晶、コレステリック液晶、スメクチック液晶の混合物に
よって構成される群のいずれか１つ以上の液晶、また
は、予め設定されている屈折率を持つ透明樹脂にこの透
明樹脂と同等な常光屈折率を有するネマティック液晶、
コレステリック液晶、スメクティック液晶のいずれか、
またはこれら液晶の混合液晶が分散された液晶・樹脂複
合体、またはこれらの液晶中に前記透明樹脂を分散させ
た液晶・樹脂複合体のいずれかで構成するようにしたの
で、空間的に一様で高品質な高輝度投写画像の表示を、
単一光源化による装置の小型化および消費電力の低減を
図りつつも可能となる。

【００８８】請求項５の発明によれば、書込み光源から
液晶画像形成装置を照明する照明光を生成するケーラー
照明光学系を備えるように構成したので、書込み画像の
輝度ムラが大幅に減少し、空間的に一様で高品質な高輝
度投写画像の表示を、単一光源化による装置の小型化お
よび消費電力の低減を図りつつも可能となる。

【００８９】請求項６の発明によれば、書込み光源部に
フライアイレンズを有する構成としたので、書込み光源
から出射される不均一な光束を矩形の均一な光束に変換
でき、光利用率を大幅に向上させることができると共
に、ケーラー照明光学系と相俟って、空間的に一様な照
明を可能としつつ、単一光源化による装置の小型化およ
び消費電力の低減が可能となる。

【００９０】請求項７の発明によれば、結像光学部をテ
レセントリック光学系で構成するようにしたので、光導
電層の厚みが異なる空間光変調素子でも、その厚み方向
において書込み画像の大きさが異ならないため、解像度
の高い書込み画像の変調を可能としつつ、単一光源化に
よる装置の小型化および消費電力の低減が可能となる。

【００９１】請求項８の発明によれば、光源を白色光源
としたので、書込み光は、空間光変調素子の構成要素で
ある光導電層がどの波長域に感応するものであっても、
光源部の光学素子によりその波長域を光源光から分離
し、生成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る光書込み式投写型ディスプレイ装
置の第１実施の形態を示す構成図である。

【図２】本発明に係る光書込み式投写型ディスプレイ装
置の構成要素となる空間光変調素子の一例を示す構成図
である。

【図３】図１に示した光書込み式投写型ディスプレイ装
置の作用効果を実証するための実験光学系を示す構成図
である。

【図４】空間光変調素子を構成する光導電層の一例とし
てのアモルファスシリコン膜の相対分光感度特性を示す
説明図である。

【図５】図３に示した光書込み式投写型ディスプレイ装
置の作用効果を示す説明図である。

【図６】本発明に係る光書込み式投写型ディスプレイ装
置の第２の実施の形態を示す構成図である。

【図７】本発明に係る光書込み式投写型ディスプレイ装
置の第３の実施の形態を示す構成図である。

【図８】本発明に係る光書込み式投写型ディスプレイ装
置の構成要素となる空間光変調素子の他の例を示す構成
図である。

【図９】本発明に係る光書込み式投写型ディスプレイ装
置の第４の実施の形態を示す構成図である。

【図１０】従来の光書込み式投写型ディスプレイ装置の
一例を示す構成図である。

【符号の説明】

１０ 光源部 １１ 白色光源 １２ コールドフィルタ １４ メタルハライドランプ １５ 干渉ミラー ３０ 書込み光学部 ４３ フライアイレンズ ４４ ケーラー照明光学系 ５０，５０Ｂ，５０Ｇ，５０Ｒ 液晶画像形成装置 ７０ 結像光学部 ９０，９０Ｂ，９０Ｇ，９０Ｒ 空間光変調素子 ９１ 第１透明基板 ９２ 第１透明電極 ９３ 光導電層 ９４ 光吸収層 ９５ 誘電体多層膜ミラー ９６ 光変調層 ９７ 第２透明電極 ９８ 第２透明基板 ９９Ａ 透明樹脂 ９９Ｂ 液晶小滴 １１０ 投写光学部 １１７，１１９，１２１，１２２ ダイクロイックミラ
ー １２５Ｂ，１２５Ｒ，１２５Ｇ 偏光ビームスプリッタ １２８ ダイクロイックプリズム １３０ スクリーン １９０ 光分割部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 菊池 宏 東京都世田谷区砧一丁目10番11号 日本放 送協会放送技術研究所内 (72)発明者 藤掛 英夫 東京都世田谷区砧一丁目10番11号 日本放 送協会放送技術研究所内 (72)発明者 河北 真宏 東京都世田谷区砧一丁目10番11号 日本放 送協会放送技術研究所内

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１透明電極と、この第１透明電極に積
   層され、入射光の強さに応じてインピーダンスが変化す
   る光導電層と、この光導電層に積層される光吸収層と、
   この光吸収層に積層され、可視光スペクトルの全部また
   は一部を反射する誘電体多層膜ミラーと、この誘電体多
   層膜ミラーに積層される光変調層と、この光変調層に積
   層される第２透明電極とを少なくとも備え、前記第１透
   明電極と第２透明電極との間に印加された交流電圧によ
   って駆動される空間光変調素子と、 前記空間光変調素子の光導電層が感応するスペクトルお
   よび可視スペクトルを有する光源と、この光源の持つス
   ペクトルのうち、前記空間光変調素子の光導電層が感応
   するスペクトルを持つ光の一部または大部分を分離する
   １つ以上の光学素子とから構成される光源部と、 前記光源部の光源光から前記空間光変調素子の光導電層
   が感応するスペクトルを持つ光の一部または大部分が分
   離された後の残りの光のうち、可視スペクトルの光を取
   り出し、前記空間光変調素子へ読出し光として照射する
   とともに、この読出し光に対する前記空間光変調素子に
   おける反射光を表示光としてスクリーン上に投写する投
   写光学部と、 入力画像表示用の液晶画像形成装置と、 前記光源部の光源光から分離された、前記空間光変調素
   子の光導電層が感応するスペクトルを持つ光の一部また
   は大部分を用いて、前記液晶画像形成装置を照明する照
   明光を生成する書込み光学部と、 前記液晶画像形成装置の光画像を、前記空間光変調素子
   の光導電層へ書込み光として結像させる結像光学部と、 から成ることを特徴とする光書込み式投写型ディスプレ
   イ装置。
2. 【請求項２】 第１透明電極と、この第１透明電極に積
   層され、入射光の強さに応じてインピーダンスが変化す
   る光導電層と、この光導電層に積層される光吸収層と、
   この光吸収層に積層され、可視光スペクトルの全部また
   は一部を反射する誘電体多層膜ミラーと、この誘電体多
   層膜ミラーに積層される光変調層と、この光変調層に積
   層される第２透明電極とを少なくとも備え、前記第１透
   明電極と第２透明電極との間に印加された交流電圧によ
   って駆動される青色、緑色および赤色各別の空間光変調
   素子と、 前記空間光変調素子の光導電層が感応するスペクトルお
   よび可視スペクトルを有する光源と、この光源の持つス
   ペクトルのうち、前記空間光変調素子の光導電層が感応
   するスペクトルを持つ光の一部または大部分を分離する
   １つ以上の光学素子から構成される光源部と、 前記光源部の光源光から前記空間光変調素子の光導電層
   が感応するスペクトルを持つ光の一部または大部分が分
   離された後の残りの光のうち、可視スペクトルの光を取
   り出して青色、緑色および赤色の各色に分離し、それぞ
   れの各空間光変調素子へ読出し光として照射するととも
   に、この読出し光に対する前記空間光変調素子における
   反射光を表示光としてスクリーン上に投写する投写光学
   部と、 青色、緑色および赤色入力画像を形成する各別の液晶画
   像形成装置と、 前記光源部の光源光から分離された、前記空間光変調素
   子の光導電層が感応するスペクトルを持つ光の一部また
   は大部分を用いて、前記液晶画像形成装置を照明する照
   明光を生成する書込み光学部と、 前記書込み光学部から出射された照明光を３分割して前
   記各液晶画像形成装置に出射する光学素子を備えた分割
   部と、 前記各液晶画像形成装置の光画像を、前記各空間光変調
   素子の光導電層に結像させる青色、緑色および赤色各別
   の結像光学部と、 から成ることを特徴とする光書込み式投写型ディスプレ
   イ装置。
3. 【請求項３】 請求項１または２に記載の光書込み式投
   写型ディスプレイ装置において、 前記空間光変調素子を構成する光変調層は、 前記光源部から分離された前記書込み光の強さに応じ
   て、インピーダンスが大幅に変化するＣｄＳ、ＣｄＳ
   ｅ、Ｓｅ、ＳｅＴｅ、ＳｅＡｓ、ＧａＡｓ、ＧａＰ、Ｂ
   ｉ₁₂ＳｉＯ₂₀、Ｂｉ₁₂ＧｅＯ₂₀、Ｓｉ、アモルファスＳ
   ｅ、アモルファスＳｉ、アモルファスＳｉＣ、アモルフ
   ァスＳｅＴｅ、アモルファスＳｅＡｓなどの材料によっ
   て構成されることを特徴とする光書込み式投写型ディス
   プレイ装置。
4. 【請求項４】 請求項１、２または３に記載の光書込み
   式投写型ディスプレイ装置において、 前記空間光変調素子を構成する光変調層は、 ネマティック液晶、コレステリック液晶、スメクティッ
   ク液晶、これらネマティック液晶、コレステリック液
   晶、スメクティック液晶の混合物によって構成される群
   のいずれか１つ以上の液晶、 または、予め設定されている屈折率を持つ透明樹脂にこ
   の透明樹脂と同等な常光屈折率を有するネマティック液
   晶、コレステリック液晶、スメクティック液晶のいずれ
   か、またはこれら液晶の混合液晶が分散された液晶・樹
   脂複合体、 または、これらの液晶中に前記透明樹脂を分散させた液
   晶・樹脂複合体、 から成ることを特徴とする光書込み式投写型ディスプレ
   イ装置。
5. 【請求項５】 請求項１、２、３または４に記載の光書
   込み式投写型ディスプレイ装置において、 前記書込み光学部は、ケーラー照明光学系を有すること
   を特徴とする光書込み式投写型ディスプレイ装置。
6. 【請求項６】 請求項１、２、３、４または５記載の光
   書込み式投写型ディスプレイ装置において、 前記書込み光学部は、前記光源部から分離された前記空
   間光変調素子の光導電層が感応するスペクトルを有する
   不均一な光束を、均一な光束に変換するフライアイレン
   ズを有することを特徴とする光書込み式投写型ディスプ
   レイ装置。
7. 【請求項７】 請求項１、２、３、４、５または６に記
   載の光書込み式投写型ディスプレイ装置において、 前記結像光学部は、テレセントリック光学系で構成され
   ることを特徴とする光書込み式投写型ディスプレイ装
   置。
8. 【請求項８】 請求項１、２、３、４、５、６または７
   に記載の光書込み式投写型ディスプレイ装置において、 前記光源部は、キセノンランプ、メタルハライドラン
   プ、ハロゲンランプなどの白色光源を有することを特徴
   とする光書込み式投写型ディスプレイ装置。