JPH0996780A - 投射型立体画像表示システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 右眼用投射画像の光軸と、左眼用投射画像の
光軸とを１つにして、１台の投射型ディスプレイで偏光
眼鏡を掛けた観察者に良好な立体画像を見せる。 【解決手段】 １／４波長板２１Ｐ、２１Ｓと、透明電
極、２次元アレー状電極、この２次元アレー状電極に接
続されたスイッチおよびこれら２つの電極の間に密着し
て挿入された光変調層とを少なくとも有しスイッチに電
気信号を加えて透明電極を透過して光変調層に入射する
光を変調し空間光変調素子２２Ｐ、２２Ｓとを備えたＰ
偏光変調光学部１０およびＳ偏光変調光学部１１を有
し、可視光をＰ偏光とＳ偏光の２つに分離して、これら
Ｐ偏光変調光学部１０から出射されるＳ偏光変調光（右
眼用画像の光）、Ｓ偏光変調光学部１１から出射される
Ｐ偏光変調光（左眼用画像の光）を取り込んで、投射光
学部９によって右眼・左眼用画像をスクリーン２上に投
射し、偏光眼鏡３を掛けた観察者に立体画像を見せる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、偏光眼鏡を掛けた
観察者にモノクロ、フルカラーなどの立体画像を見せる
投射型立体画像表示システムに関する。

【０００２】［発明の概要｝本発明は、同一物体を左右
の眼で見たときに生じる両眼視差のある左眼用画像およ
び右眼用画像を、互いに直交する直線偏光もしくは回転
方向の異なる円偏光で投射表示し、これらの光画像を互
いに直交する直線偏光だけを透過する偏光眼鏡、あるい
は回転方向の異なる円偏光だけを透過する偏光眼鏡を通
して立体画像を見る眼鏡付き・電気書込み・光散乱方式
の投射型立体画像表示システムに関する発明である。

【０００３】

【従来の技術】従来、眼鏡付き・投射型画像表示システ
ムとしては、文献１（J. M. Haggerty, S. Reinsch, W.
P. Bleha, R. D. Sterling ：“Stereoscopic large s
creendisplays using liquid crystal light valve pro
jectors”SPIE Vol.1255, pp.114-122 (1990)）に示す
装置が知られている。

【０００４】図４１はこの文献１に記載されている投射
型立体画像表示システムの概要を示す構成図である。

【０００５】この図に示す投射型立体画像表示システム
５０１は、右眼用画像拡大投射ディスプレイ５０２と、
左眼用画像拡大投射ディスプレイ５０３と、右眼用１／
２波長板５０４と、左眼用１／２波長板５０５と、スク
リーン５０６と、偏光眼鏡５０７とを備えており、右眼
用画像拡大投射ディスプレイ５０２から出射された右眼
用画像を右眼用１／２波長板５０４により偏光させてス
クリーン５０６上に投射するとともに、左眼用画像拡大
投射ディスプレイ５０３から出射された左眼用画像を左
眼用１／２波長板５０５により偏光させてスクリーン５
０６上に投射する。偏光眼鏡５０７を掛けた人の右眼に
はスクリーン５０６上に投射されている右眼用画像が偏
光眼鏡５０７の右眼用レンズ５０８を介して導かれると
ともに、左眼にはスクリーン５０６上に投射されている
左眼用画像が偏光眼鏡５０７の左眼用レンズ５０９を介
して導かれる。これによって、この者は立体画像を見る
ことができる。

【０００６】右眼用画像拡大投射ディスプレイ５０２
は、図４２に示す如く右眼用画像を表示するブラウン管
５１０と、このブラウン管５１０から出射される右眼用
画像を一面側から取り込むとともに、他面側に読み出し
光が入射されたとき、右眼用画像を読み出して他面側か
ら出射する空間光変調素子５１１と、読み出し光を発生
する放電灯５１２と、この放電灯５１２から出射される
読み出し光中の赤外光を透過して可視光を反射する２つ
のコールドミラー５１３、５１４と、これらのコールド
ミラー５１３、５１４によって赤外光が除去された光か
ら紫外光を除去して、可視光のみを透過させる紫外光カ
ットフィルタ５１５と、この紫外光カットフィルタ５１
５を透過した可視光に含まれている特定の偏光方向のみ
を持った光を透過させる偏光ビームスプリッタ５１６と
を備えている。

【０００７】さらに、右眼用画像拡大投射ディスプレイ
５０２は、偏光ビームスプリッタ５１６を透過した特定
の偏光方向のみを持った光（Ｓ偏波のみの光）を反射し
て空間光変調素子５１１の他面側に入射させるととも
に、この他面側から出射される位相変調された右眼用画
像（Ｐ偏波のみの光）を透過させる偏光ミラー５１７
と、この偏光ミラー５１７によって反射された特定の偏
光方向のみを持った光のうち、特定の波長範囲内の光の
みを透過させて空間光変調素子５１１の他面に入射させ
るとともに、この他面から出射される位相変調された右
眼用画像のうち、特定の波長範囲内の光のみを透過させ
て偏光ミラー５１７に入射させるカラーフィルタ５１８
と、偏光ミラー５１７を透過した右眼用画像（Ｐ偏波の
みの光）を取り込み、これを右眼用１／２波長板５０４
を介して、スクリーン５０６上に投射する投射レンズ５
１９とを備えている。

【０００８】空間光変調素子５１１は、図４３に示す如
くファイバープレート基板５２０と、第１透明電極５２
１と、光導電層５２２と、光吸収層５２３と、誘電体多
層膜ミラー５２４と、第１配向層５２５と、ネマチック
液晶層５２６と、第２配向層５２７と、第２透明電極５
２８と、石英基板５２９とを順次、密着積層して形成し
た素子であり、交流電源５３０によって第１透明電極５
２１と、第２透明電極５２８との間に交流電圧が印加さ
れた状態で、ファイバープレート基板５２０側に光情報
を含む書込み光を入射させることにより、光導電層５２
２の抵抗値を変化させてシール層５３１、５３２で密封
されたネマチック液晶層５２６に２次元的に光情報を書
込む。また、石英基板５２９側に入射される読み出し光
によってネマチック液晶層５２６に書き込まれている光
情報（表示光）を読み出し、これを右眼用画像として出
射する。

【０００９】この際、ネマチック液晶層５２６は、図４
４に示す如く第１透明電極５２１と第２透明電極５２８
との間に電圧を印加していないとき、液晶分子５３３の
長軸方向はＸＹ面内にあり、かつ誘電体多層膜ミラー５
２４の面の法線と、液晶分子５３３の長軸とのなす角度
θが約２度のホメオトロピック配向となり、この状態か
ら、第１透明電極５２１と第２透明電極５２８との間に
電圧を印加していくと、液晶分子５３３の誘電率異方性
が負であれば、印加する電圧によって生じる電界の増加
に伴って、角度θが増大し、液晶分子５３３の長軸が誘
電体多層膜ミラー５２４の面に沿うように配列する。

【００１０】そして、ＸＺ面でかつＸ軸から４５度の角
度に直線偏光した読み出し光がネマチック液晶層５２６
に入射したとき、液晶分子５３３の単軸方向の屈折率ｎ
_o だけに影響される直線偏光と、液晶分子５３３の長軸
方向の屈折率ｎ_e とｎ_o の両者に影響される直線偏光と
に分離されて、ネマチック液晶層５２６内を伝搬するこ
とから、第１透明電極５２１と第２透明電極５２８との
間に印加される電圧の大きさに応じて前記２つの直線偏
波光の間に生じる位相差（retardation ）が変化する。

【００１１】また、右眼用１／２波長板５０４は、右眼
用画像拡大投射ディスプレイ５０２から出射される右眼
用画像を受けて、この右眼用画像の偏光面を一方方向に
１／２だけ回転させながら、透過させて、スクリーン５
０６上に投射する。

【００１２】また、左眼用画像拡大投射ディスプレイ５
０３は右眼用画像拡大投射ディスプレイ５０２と同様に
構成されており、ブラウン管５１０によって左眼用画像
を生成してこれを空間光変調素子５１１の一面側に入射
させながら、放電灯５１２、２枚のコールドミラー５１
３、５１４、紫外光カットフィルタ５１５および偏光ビ
ームスプリッタ５１６によって特定の偏光方向を持った
可視光を生成し、これを偏光ミラー５１７およびカラー
フィルタ５１８によって特定の偏光方向および特定の波
長を持った光にし、これを読み出し光として空間光変調
素子５１１の他面側に入射させるとともに、カラーフィ
ルタ５１８、偏光ミラー５１７および投射レンズ５１９
によって空間光変調素子５１１の他面側から出射される
位相変調された左眼用画像（Ｐ偏波のみの光）を受け
て、これを左眼用１／２波長板５０５を介し、スクリー
ン５０６上に投射させる。

【００１３】左眼用１／２波長板５０５は右眼用１／２
波長板５０４と同様に、左眼用画像拡大投射ディスプレ
イ５０３から出射される左眼用画像を受けて、この左眼
用画像の偏光面を他方方向に１／２だけ回転させながら
透過させて、スクリーン５０６上に投射する。

【００１４】スクリーン５０６は右眼用１／２波長板５
０４を介して投射された右眼用画像と、左眼用１／２波
長板５０５を介して投射された、右眼用画像の偏光方向
と直交する偏光方向を持つ右眼用画像とを偏波方向を保
持しながら反射して、偏光眼鏡５０７の右眼用レンズ５
０８、左眼用レンズ５０９に導く。

【００１５】偏光眼鏡５０７はスクリーン５０６上に表
示されている右眼用画像の偏光方向と同じ偏光方向の光
を透過させる右眼用レンズ５０８と、スクリーン５０６
上に表示されている左眼用画像の偏光方向と同じ偏光方
向の光を透過させる左眼用レンズ５０９とを備えてお
り、右眼用レンズ５０８によってスクリーン５０６で反
射された右眼用画像を透過させてこの偏光眼鏡５０７を
掛けている観察者の右眼に導くとともに、左眼用レンズ
５０９によってスクリーン５０６で反射された左眼用画
像を透過させて観察者の左眼に導き、この観察者に立体
画像を見せる。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の投射型立体画像表示システム５０１において
は、次に述べるような課題があった。

【００１７】＜第１の課題＞まず、立体画像を表示する
際、右眼用画像拡大投射ディスプレイ５０２および右眼
用１／２波長板５０４と、左眼用画像拡大投射ディスプ
レイ５０３および左眼用１／２波長板５０５とを必要と
するため、投射型立体画像表示システム５０１全体が大
がかりになり、コスト高になってしまうという問題があ
った。

【００１８】特に、フルカラーの画像を表示するために
は、コールドミラー５１３、５１４と偏光ビームスプリ
ッタ５１６との間に、色分離光学系を挿入して、白色光
を赤色光、緑色光、青色光の３原色を分離し、そのうち
の一色を使用するようにした右眼用赤色画像拡大投射デ
ィスプレイ、右眼用緑色画像拡大投射ディスプレイ、右
眼用青色画像拡大投射ディスプレイと、左眼用赤色画像
拡大投射ディスプレイ、左眼用緑色画像拡大投射ディス
プレイ、左眼用青色画像拡大投射ディスプレイとを必要
とするため、投射型立体画像表示システム全体のコスト
が飛躍的に高くなってしまうという問題があった。

【００１９】＜第２の課題＞また、従来の投射型立体画
像表示システム５０１では、スクリーン５０６に対し
て、右眼用画像拡大投射ディスプレイ５０２と、左眼用
画像拡大投射ディスプレイ５０３とを正対して並べて配
置することができないため、図４５に示す如くこれら右
眼用画像拡大投射ディスプレイ５０２、左眼用画像拡大
投射ディスプレイ５０３内にある空間光変調素子５１１
の光軸５３４がスクリーン５０６の面に垂直にならな
い。このために、スクリーン５０６の周辺部分で、投射
レンズ５１９の結像面５３５とスクリーン５０６の面と
が大きく離れてしまって、投射レンズ５１９から出射さ
れる右眼用画像（または、左眼用画像）の光がスクリー
ン面の前方や後方で結像して、周辺部分の解像度が低下
してしまうという問題があった。なお、この図４５で
は、説明を簡単にするために、偏光ミラー５１７、カラ
ーフィルタ５１８、ブラウン管５１０、偏光ミラー５１
７に入射する読み出し光などを省略してある。

【００２０】＜第３の課題＞また、従来の投射型立体画
像表示システム５０１では、右眼用画像拡大投射ディス
プレイ５０２および左眼用画像拡大投射ディスプレイ５
０３を設置して、スクリーン５０６上で右眼用画像と、
左眼用画像とを重ね合わせるとき、これら右眼用画像、
左眼用画像の重なり位置（レジストレーション）を調整
しなければならず、設置時の作業が煩雑になってしまう
という問題があった。

【００２１】＜第４の課題＞また、従来の投射型立体画
像表示システム５０１では、スクリーン５０６上に投射
されている投射画像を拡大または縮小するとき、右眼用
画像拡大投射ディスプレイ５０２の投射光学系と、左眼
用画像拡大投射ディスプレイ５０３の投射光学系とを同
時に調整しなければならないため、スクリーン５０６上
に投射されている投射画像を拡大または縮小できるよう
にするには、右眼用画像拡大投射ディスプレイ５０２の
投射レンズ５１９と、左眼用画像拡大投射ディスプレイ
５０３の投射レンズ５１９とを連動させる機構を設けな
ければならないという問題があった。

【００２２】＜第５の課題＞また、従来の投射型立体画
像表示システム５０１では、スクリーン５０６上に投射
されている投射画像を高精細な画像にするとき、右眼用
画像拡大投射ディスプレイ５０２の投射光学系の拡大・
縮小率や各種の収差などの光学特性と、左眼用画像拡大
投射ディスプレイ５０３の投射光学系の拡大・縮小率や
各種の収差などの光学特性とをできるだけ揃えなければ
ならないという問題があった。

【００２３】＜第６の課題＞また、従来の投射型立体画
像表示システム５０１では、スクリーン５０６の手前側
に、右眼用画像拡大投射ディスプレイ５０２および右眼
用１／２波長板５０４と、左眼用画像拡大投射ディスプ
レイ５０３および左眼用１／２波長板５０５とを並べて
配置して、スクリーン５０６上に右眼用画像と、左眼用
画像とを投射しなければならないため、これら右眼用画
像拡大投射ディスプレイ５０２に設けられている空間光
変調素子５１１の出射面（他面）および左眼用画像拡大
投射ディスプレイ５０３に設けられている空間光変調素
子５１１の出射面（他面）と、スクリーン５０６の面と
が並行にならなず、スクリーン５０６上に投射される右
眼用画像（または、左眼用画像）の右辺長さと、左辺長
さとが異なるという台形歪みが発生してしまうという問
題があった。

【００２４】また、このように、スクリーン５０６の手
前側に、右眼用画像拡大投射ディスプレイ５０２および
右眼用１／２波長板５０４と、左眼用画像拡大投射ディ
スプレイ５０３および左眼用１／２波長板５０５とを並
べて配置して、スクリーン５０６上に右眼用画像と、左
眼用画像とを投射しているため、右眼用画像拡大投射デ
ィスプレイ５０２および左眼用画像拡大投射ディスプレ
イ５０３の配置により、スクリーン５０６上に投射され
ている右眼用画像の台形歪みと、左眼用画像の台形歪み
とが異なってしまうことが多く、これらの台形歪みを調
整する歪み調整回路を設けなければならないという問題
がある。

【００２５】＜第７の課題＞また、従来の投射型立体画
像表示システム５０１では、図４４に示す如く空間光変
調素子５１１を構成するネマチック液晶層５２６で、互
いに直交する２つの直線偏波光の間の位相差を変調する
ため、偏光ミラー５１７によってＰ偏波の光と、Ｓ偏波
の光とを十分に分離しないと、クロストーク（右眼用画
像に混入する左眼用画像の割合または左眼用画像に混入
する右眼用画像の割合）が発生し、このクロストークに
よって鮮明な画像が表示できないことがある。

【００２６】このため、図４２に示す如く右眼用画像拡
大投射ディスプレイ５０２や左眼用画像拡大投射ディス
プレイ５０３の偏光ビームスプリッタ５１６によって空
間光変調素子５１１の他面側に入射させる読み出し光の
偏光方向を調整しなければならないという問題があっ
た。

【００２７】＜第８の課題＞また、従来の投射型立体画
像表示システム５０１では、スクリーン５０６上にフル
カラー画像を投射するときには、赤色光、緑色光、青色
光にあった特性の偏光ビームスプリッタ５１６、偏光ミ
ラー５１７、カラーフィルタ５１８を３組、必要とする
ため、投射型立体画像表示システム５０１全体のコスト
が高くなってしまうとともに、各読み出し光の特性を最
適化することが難しいという問題があった。

【００２８】＜第９の課題＞また、従来の投射型立体画
像表示システム５０１では、第８の課題で述べた理由に
より、レジストレーション調整が難しくなる。また、右
眼用画像拡大投射ディスプレイ５０２および左眼用画像
拡大投射ディスプレイ５０３は必然的に大型になり、そ
の分だけコスト高になってしまうという問題があった。

【００２９】＜第１０の課題＞また、従来の投射型立体
画像表示システム５０１では、右眼用画像拡大投射ディ
スプレイ５０２を構成する空間光変調素子５１１および
左眼用画像拡大投射ディスプレイ５０３を構成する空間
光変調素子５１１の温度が変化すると、これら各空間光
変調素子５１１の位相差変調度合いが大きく変化してし
まうので、右眼用画像拡大投射ディスプレイ５０２内部
の温度変化および左眼用画像拡大投射ディスプレイ５０
３内部の温度変化を常に、±１０数℃以内に抑えなけれ
ばならないが、スクリーン５０６上に投射する画面を大
きくするほど、スクリーン５０６上の投射される画像が
暗くなるのを防止するために、放電灯５１２なども大型
化させなければならず、温度を一定に保つのが難しくな
ってしまうという問題があった。

【００３０】＜第１１の課題＞また、従来の投射型立体
画像表示システム５０１では、スクリーン５０６上に投
射する画面を大きくするほど、スクリーン５０６上の投
射される画像が暗くなるのを防止するために、放電灯５
１２なども大型化させなければならず、これによって、
右眼用画像拡大投射ディスプレイ５０２の放電灯５１２
および左眼用画像拡大投射ディスプレイ５０３の放電灯
５１２などを点灯させたとき、内部の温度分布が一様に
なるまで時間がかかり過ぎて、即時点灯表示が難しいと
いう問題があった。

【００３１】＜第１２の課題＞また、従来の投射型立体
画像表示システム５０１では、右眼用画像拡大投射ディ
スプレイ５０２の空間光変調素子５１１を構成するネマ
チック層５２６および左眼用画像拡大投射ディスプレイ
５０３の空間光変調素子５１１を構成するネマチック層
５２６の厚さに応じて特性が大きく変化するため、一様
性に優れた立体画像を表示するために、前記ネマチック
層５２６の厚さムラを、入射光の波長の１０％以下に抑
えなければならず、これによって歩留まりを向上させる
のが難しいとともに、精密な層厚制御を行なわなければ
ならないという問題があった。

【００３２】＜第１３の課題＞また、従来の投射型立体
画像表示システム５０１では、上述した理由により、ス
クリーン５０６上に表示されている右眼用画像と、左眼
用画像とを精密なものにするとき、高精度で高価な空間
光変調素子製作装置を必要とするとともに、この空間光
変調素子製作装置によって製作される空間光変調素子５
１１の光変調特性の空間的なムラに応じて、各ブラウン
管５１０に入力される画像入力信号の大きさなどを変更
する電子回路などが必要となり、投射型立体画像表示シ
ステム５０１全体のコストが高くなってしまうという問
題があった。

【００３３】本発明は上記の事情に鑑み、上述した第１
〜第１３の課題を解決することができる投射型立体画像
表示システムを提供することを目的としている。

【００３４】

【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、本発明に係る投射型立体画像表示システムは、請
求項１では、可視光を発光する光源部と、Ｐ偏光を円偏
光に変換する１／４波長板と、透明電極、２次元アレー
状電極、この２次元アレー状電極に接続されたスイッチ
およびこれら２つの電極の間に密着して挿入された光変
調層とを少なくとも有し前記スイッチに電気信号を加え
て前記透明電極を透過して前記光変調層に入射する光を
変調すると共にこの変調光を前記２次元アレー状電極で
反射させ再び光変調層および透明電極を透過させて電気
信号に応じた光画像を形成する空間光変調素子と、を具
備したＰ偏光変調光学部と、Ｓ偏光を円偏光に変換する
１／４波長板と、透明電極、２次元アレー状電極、この
２次元アレー状電極に接続されたスイッチおよびこれら
２つの電極の間に密着して挿入された光変調層を少なく
とも有し前記スイッチに電気信号を加えて前記透明電極
を透過して前記光変調層に入射する光を変調すると共に
この変調光を前記２次元アレー状電極で反射させ再び光
変調層および透明電極を透過させて電気信号に応じた光
画像を形成する空間光変調素子と、を具備したＳ偏光変
調光学部と、前記可視光に含まれるＰ偏光とＳ偏光とを
分離して各別の前記１／４波長板に出射すると共に、右
眼用画像信号（または左眼用画像信号）で変調されたＳ
偏光と、左眼用画像信号（または右眼用画像信号）で変
調されたＰ偏光とを出射する偏光ビームスプリッタと、
この偏光ビームスプリッタから出射された右眼用画像信
号（または左眼用画像信号）で変調されたＳ偏光と左眼
用画像信号（または右眼用画像信号）で変調されたＰ偏
光とを同時に拡大投射するアパーチャを持つ投射光学部
と、この投射光学部から出射される右眼用画像および左
眼用画像の偏光方向を保持しつつ、反射または透過させ
るスクリーンと、このスクリーンによって反射または透
過された互いに偏光方向が異なる右眼用画像および左眼
用画像を観察者の右眼、左眼に各々導く偏光眼鏡とを少
なくとも具備することを特徴とする。

【００３５】請求項２では、白色光を発光する光源部
と、この白色光からＰ偏光とＳ偏光とを分離する偏光ビ
ームスプリッタと、青色のＰ偏光を円偏光に変換する１
／４波長板と、透明電極、２次元アレー状電極、２次元
アレー状電極に接続されたスイッチおよびこれら２つの
電極の間に密着して挿入された光変調層を少なくとも有
し前記スイッチに電気信号を加えて前記透明電極を透過
して前記光変調層に入射する青色光を変調すると共にこ
の変調光を前記２次元アレー状電極で反射させ再び光変
調層および透明電極を透過させて電気信号に応じた光画
像を形成する空間光変調素子と、を具備した青色Ｐ偏光
変調光学部と、緑色のＰ偏光を円偏光に変換する１／４
波長板と、透明電極、２次元アレー状電極、２次元アレ
ー状電極に接続されたスイッチおよびこれら２つの電極
の間に密着して挿入された光変調層を少なくとも有し前
記スイッチに電気信号を加えて前記透明電極を透過して
前記光変調層に入射する緑色光を変調すると共にこの変
調光を前記２次元アレー状電極で反射させ再び光変調層
および透明電極を透過させて電気信号に応じた光画像を
形成する空間光変調素子と、を具備した緑色Ｐ偏光変調
光学部と、赤色のＰ偏光を円偏光に変換する１／４波長
板と、透明電極、２次元アレー状電極、２次元アレー状
電極に接続されたスイッチおよびこれら２つの電極の間
に密着して挿入された光変調層を少なくとも有し前記ス
イッチに電気信号を加えて前記透明電極を透過して前記
光変調層に入射する赤色光を変調すると共にこの変調光
を前記２次元アレー状電極で反射させ再び光変調層およ
び透明電極を透過させて電気信号に応じた光画像を形成
する空間光変調素子と、を具備した赤色Ｐ偏光変調光学
部と、青色のＳ偏光を円偏光に変換する１／４波長板
と、透明電極、２次元アレー状電極、２次元アレー状電
極に接続されたスイッチおよびこれら２つの電極の間に
密着して挿入された光変調層を少なくとも有し前記スイ
ッチに電気信号を加えて、前記透明電極を透過して前記
光変調層に入射する青色光を変調すると共にこの変調光
を前記２次元アレー状電極で反射させ再び光変調層およ
び透明電極を透過させて電気信号に応じた光画像を形成
する空間光変調素子と、を具備した青色Ｓ偏光変調光学
部と、緑色のＳ偏光を円偏光に変換する１／４波長板
と、透明電極、２次元アレー状電極、２次元アレー状電
極に接続されたスイッチおよびこれら２つの電極の間に
密着して挿入された光変調層を少なくとも有し前記スイ
ッチに電気信号を加えて前記透明電極を透過して前記光
変調層に入射する緑色光を変調すると共にこの変調光を
前記２次元アレー状電極で反射させ再び光変調層および
透明電極を透過させて電気信号に応じた光画像を形成す
る空間光変調素子と、を具備した緑色Ｓ偏光変調光学部
と、赤色のＳ偏光を円偏光に変換する１／４波長板と、
透明電極、２次元アレー状電極、２次元アレー状電極に
接続されたスイッチおよびこれら２つの電極の間に密着
して挿入された光変調層を少なくとも有し前記スイッチ
に電気信号を加えて前記透明電極を透過して前記光変調
層に入射する赤色光を変調すると共にこの変調光を前記
２次元アレー状電極で反射させ再び光変調層および透明
電極を透過させて電気信号に応じた光画像を形成する空
間光変調素子と、を具備した赤色Ｓ偏光変調光学部と、
前記偏光ビームスプリッタにより分離されたＰ偏光の白
色光を青色Ｐ偏光、緑色Ｐ偏光および赤色Ｐ偏光の３原
色光に分離してそれぞれ前記青色Ｐ偏光変調光学部、緑
色Ｐ偏光変調光学部および赤色Ｐ偏光変調光学部に出射
すると共に、前記青色Ｐ偏光変調光学部の空間光変調素
子および１／４波長板を介して出射される青色光と、前
記緑色Ｐ偏光変調光学部の空間光変調素子および１／４
波長板を介して出射される緑色光と、前記赤色Ｐ偏光変
調光学部の空間光変調素子および１／４波長板を介して
出射される赤色光とを合成するＰ偏光用色分解・合成光
学部と、前記偏光ビームスプリッタにより分離されたＳ
偏光の白色光を青色Ｓ偏光、緑色Ｓ偏光および赤色Ｓ偏
光の３原色光に分離してそれぞれ前記青色Ｓ偏光変調光
学部、緑色Ｓ偏光変調光学部および赤色Ｓ偏光変調光学
部に出射すると共に、前記青色Ｓ偏光変調光学部の空間
光変調素子および１／４波長板を介して出射される青色
光と、前記緑色Ｓ偏光変調光学部の空間光変調素子およ
び１／４波長板を介して出射される緑色光と、前記赤色
Ｓ偏光変調光学部の空間光変調素子および１／４波長板
を介して出射される赤色光とを合成するＳ偏光用色分解
・合成光学部と、前記Ｐ偏光用色分解・合成光学部およ
び前記偏光ビームスプリッタを通って出射される右眼用
画像信号（または左眼用画像信号）で変調されたフルカ
ラーまたはマルチカラーのＳ偏光と、前記Ｓ偏光用色分
解・合成光学部および前記偏光ビームスプリッタを通っ
て出射される左眼用画像信号（または右眼用画像信号）
で変調されたフルカラーまたはマルチカラーのＰ偏光と
を同時に拡大投射するアパーチャを持つ投射光学部と、
この投射光学部から出射される右眼用画像および左眼用
画像の偏光方向を保持しつつ、反射または透過させるス
クリーンと、このスクリーンによって反射または透過さ
れた互いに偏光方向が異なる右眼用画像および左眼用画
像を観察者の右眼、左眼に各々導く偏光眼鏡とを少なく
とも具備することを特徴とする。

【００３６】請求項３では、白色光を発光する光源部
と、白色光を青色光、緑色光および赤色光の３原色光に
分解する色分解光学部と、この色分解光学部で分解され
た青色光をＰ偏光とＳ偏光に分離する偏光ビームスプリ
ッタと、この青色Ｐ偏光を青色円偏光に変換する１／４
波長板と、透明電極、２次元アレー状電極、２次元アレ
ー状電極に接続されたスイッチおよびこれら２つの電極
の間に密着して挿入された光変調層を少なくとも有し前
記スイッチに電気信号を加えて、前記透明電極を透過し
て前記光変調層に入射する青色光を変調すると共にこの
変調光を前記２次元アレー状電極で反射させ再び光変調
層および透明電極を透過させて電気信号に応じた光画像
を形成する空間光変調素子と、を具備した青色Ｐ偏光変
調光学部と、前記偏光ビームスプリッタで分離された青
色Ｓ偏光を青色円偏光に変換する１／４波長板と、透明
電極、２次元アレー状電極、２次元アレー状電極に接続
されたスイッチおよびこれら２つの電極の間に密着して
挿入された光変調層を少なくとも有し前記スイッチに電
気信号を加えて前記透明電極を透過して前記光変調層に
入射する青色光を変調すると共にこの変調光を前記２次
元アレー状電極で反射させ再び光変調層および透明電極
を透過させて電気信号に応じた光画像を形成する空間光
変調素子と、を具備した青色Ｓ偏光変調光学部と、前記
色分解光学部で分解された緑色光をＰ偏光とＳ偏光に分
離する偏光ビームスプリッタと、この緑色Ｐ偏光を緑色
円偏光に変換する１／４波長板と、透明電極、２次元ア
レー状電極、２次元アレー状電極に接続されたスイッチ
およびこれら２つの電極の間に密着して挿入された光変
調層を少なくとも有し前記スイッチに電気信号を加えて
前記透明電極を透過して前記光変調層に入射する緑色光
を変調すると共に前記２次元アレー状電極で反射させ再
び光変調層および透明電極を透過させて電気信号に応じ
た光画像を形成する空間光変調素子と、を具備した緑色
Ｐ偏光変調光学部と、前記偏光ビームスプリッタで分離
された緑色Ｓ偏光を緑色円偏光に変換する１／４波長板
と、透明電極、２次元アレー状電極、２次元アレー状電
極に接続されたスイッチおよびこれら２つの電極の間に
密着して挿入された光変調層を少なくとも有し前記スイ
ッチに電気信号を加えて、前記透明電極を透過して前記
光変調層に入射する緑色光を変調すると共にこの変調光
を前記２次元アレー状電極で反射させ再び光変調層およ
び透明電極を透過させて電気信号に応じた光画像を形成
する空間光変調素子と、を具備した緑色Ｓ偏光変調光学
部と、前記色分解光学部で分解された赤色光をＰ偏光と
Ｓ偏光に分離する偏光ビームスプリッタと、この赤色Ｐ
偏光を赤色円偏光に変換する１／４波長板と、透明電
極、２次元アレー状電極、２次元アレー状電極に接続さ
れたスイッチおよびこれら２つの電極の間に密着して挿
入された光変調層とを少なくとも有し前記スイッチに電
気信号を加えて前記透明電極を透過して前記光変調層に
入射する赤色光を変調すると共にこの変調光を前記２次
元アレー状電極で反射させ再び光変調層および透明電極
を透過させて電気信号に応じた光画像を形成する空間光
変調素子と、を具備した赤色Ｐ偏光変調光学部と、前記
偏光ビームスプリッタで分離された赤色Ｓ偏光を赤色円
偏光に変換する１／４波長板と、透明電極、２次元アレ
ー状電極、２次元アレー状電極に接続されたスイッチお
よびこれら２つの電極の間に密着して挿入された光変調
層とを少なくとも有し前記スイッチに電気信号を加えて
前記透明電極を透過して前記光変調層に入射する赤色光
を変調すると共にこの変調光を前記２次元アレー状電極
で反射させ再び光変調層および透明電極を透過させて電
気信号に応じた光画像を形成する空間光変調素子と、を
具備した赤色Ｓ偏光変調光学部と、前記青色Ｐ偏光変調
光学部から出射された青色Ｓ偏光と、青色Ｓ偏光変調光
学部から出射された青色Ｐ偏光と、緑色Ｐ偏光変調光学
部から出射された緑色Ｓ偏光と、緑色Ｓ偏光変調光学部
から出射された緑色Ｐ偏光と、赤色Ｐ偏光変調光学部か
ら出射された赤色Ｓ偏光と、赤色Ｓ偏光変調光学部から
出射された赤色Ｐ偏光とを合成して右眼用画像および左
眼用画像を生成する色合成光学部と、この色合成光学部
から出射された右眼用画像および左眼用画像の光を拡大
投射するアパーチャを持つ投射光学部と、この投射光学
部から出射される右眼用画像および左眼用画像の偏光方
向を保持しつつ、反射または透過させるスクリーンと、
このスクリーンによって反射または透過された互いに偏
光方向が異なる右眼用画像および左眼用画像を観察者の
右眼、左眼に各々導く偏光眼鏡とを少なくとも具備する
ことを特徴とする。

【００３７】請求項４では、可視光を発光する光源部
と、この可視光に含まれるＰ偏光とＳ偏光とを分離する
偏光ビームスプリッタと、透明電極、２次元アレー状透
明電極、この２次元アレー状透明電極に接続されたスイ
ッチおよびこれら２つの電極の間に密着して挿入された
光変調層と、赤色光以外の可視光を遮断する赤色光フィ
ルタ、緑色光以外の可視光を遮断する緑色光フィルタお
よび青色光以外の可視光を遮断する青色光フィルタを少
なくとも有し、前記スイッチに右眼用画像信号を加えて
前記光変調層に入射する前記偏光ビームスプリッタを透
過したＰ偏光を変調して電気信号に応じた光画像を形成
するカラーフィルタ付き空間光変調素子と、前記Ｐ偏光
をＳ偏光に変換する１／２波長板と、透明電極、２次元
アレー状透明電極、この２次元アレー状透明電極に接続
されたスイッチおよびこれら２つの電極の間に密着して
挿入された光変調層と、赤色光以外の可視光を遮断する
赤色光フィルタ、緑色光以外の可視光を遮断する緑色光
フィルタおよび青色光以外の可視光を遮断する青色光フ
ィルタを少なくとも有し、前記スイッチに左眼用画像信
号を加えて前記光変調層に入射する前記偏光ビームスプ
リッタで反射したＳ偏光を変調して電気信号に応じた光
画像を形成するカラーフィルタ付き空間光変調素子と、
前記Ｓ偏光をＰ偏光に変換する１／２波長板と、Ｐ偏光
を変調する前記カラーフィルタ付き空間光変調素子およ
び１／２波長板を通過したＳ偏光と、Ｓ偏光を変調する
前記カラーフィルタ付き空間光変調素子および１／２波
長板を通過したＰ偏光とを合成して右眼用画像および左
眼用画像を生成する偏光ビームスプリッタと、この色合
成光学部から出射された右眼用画像および左眼用画像の
光を同時に遮断または透過するアパーチャーを持つ投射
光学部と、この投射光学部から出射される右眼用画像お
よび左眼用画像の偏光方向を保持しつつ、反射または透
過させるスクリーンと、このスクリーンによって反射ま
たは透過された互いに偏光方向が異なる右眼用画像およ
び左眼用画像を観察者の右眼、左眼に各々導く偏光眼鏡
とを少なくとも具備することを特徴とする。

【００３８】請求項５では、請求項１に記載の投射型立
体画像表示システムにおいて、前記空間光変調素子とし
て、透明電極、２次元アレー状電極、この２次元アレー
状電極に接続されたスイッチおよびこれら２つの電極の
間に密着して挿入された光変調層と、赤色光以外の可視
光を遮断する赤色光フィルタ、緑色光以外の可視光を遮
断する緑色光フィルタおよび青色光以外の可視光を遮断
する青色光フィルタと、を少なくとも有し、前記スイッ
チに電気信号を加えて、前記透明電極を透過して前記光
変調層に入射する白色光を変調すると共に、この変調光
を前記２次元アレー状電極で反射させ、再び光変調層お
よび透明電極を透過させて、電気信号に応じた光画像を
形成するカラーフィルタ付き反射型空間光変調素子で構
成したことを特徴とする。

【００３９】請求項６では、請求項１、２、３、４また
は５のいずれかに記載の投射型立体画像表示システムに
おいて、前記空間光変調素子は、前記光変調層としてネ
マチック液晶、コレステリック液晶、スメクチック液
晶、あるいはこれら液晶の混合物からなる群より選ばれ
た一種以上の液晶の常光屈折率、異常光屈折率またはこ
の液晶がランダムに配向した際の屈折率のいずれかと同
等の屈折率を持つ樹脂中にこの液晶を分散させた液晶・
樹脂複合体、またはこの液晶中にこの樹脂を分散させた
液晶・樹脂複合体を有し、かつ、この液晶・樹脂複合体
が電気信号で駆動されることを特徴とする。

【００４０】請求項７では、請求項１、２、３、４、５
または６のいずれかに記載の投射型立体画像表示システ
ムにおいて、前記空間光変調素子は、ＭＯＳ（Metal Ox
iside Semiconductor ）トラジスタ、薄膜トランジスタ
（ＴＦＴ：Thin Film Transistor）、リングダイオー
ド、逆対向ダイオードＭＩＭ（Metal Insulator Metal
）素子からなる群より選ばれた素子をスイッチとする
ことを特徴とする。

【００４１】請求項８では、前記請求項１、２、３、
５、６または７のいずれかに記載の投射型立体画像表示
システムにおいて、前記空間光変調素子を構成するスイ
ッチは、前記液晶・樹脂複合体と前記２次元アレー電極
との間に配置されており、液晶・樹脂複合体を通過した
光が直接スイッチに届かないように構成されていること
を特徴とする。

【００４２】請求項９では、請求項１、２、３、５、
６、７または８のいずれかに記載の投射型立体画像表示
システムにおいて、前記空間光変調素子は、前記光変調
層と前記２次元アレー電極との間に誘電体多層膜ミラー
を有することを特徴とする。

【００４３】請求項１０では、請求項９に記載の投射型
立体画像表示システムにおいて、前記誘電体多層膜ミラ
ーは、高い屈折率をもつ誘電体薄膜と低い屈折率をもつ
誘電体薄膜を交互に積層した構造を有し、高屈折率をも
つ誘電体薄膜の比抵抗と比誘電率をそれぞれρ_H および
ε_H とし、抵屈折率をもつ誘電体薄膜の比抵抗と比誘電
率をそれぞれρ_L およびε_L とし、さらに前記電気信号
のフレーム周波数をｆおよび真空の誘電率をε₀ とする
と、以下の式（１）〜（３）を満足することを特徴とす
る。

【００４４】 ρ_H ＜（２πｆε_H ε₀ Ｓ）^-1 （１） ρ_L ＜（２πｆε_L ε₀ Ｓ）^-1 （２） Ｓ＞５ （３） 請求項１１では、請求項１、２、３、４、５、６、７、
８、９または１０のいずれかに記載の投射型立体画像表
示システムにおいて、前記１／４波長板と前記偏光ビー
ムスプリッタとを屈折率整合用液体層を介して密着させ
たことを特徴とする。

【００４５】請求項１２では、請求項２、３、４、５、
６、７、８、９、１０または１１において、前記偏光ビ
ームスプリッタと、前記Ｐ偏光用色分解・合成光学部お
よびＳ偏光用色分解・合成光学部または前記色分解光学
部と、前記１／４波長板と、前記空間光変調素子とを光
学素子として構成された前記各偏光変調光学部におい
て、少なくとも２つ以上の光学素子を屈折率整合用液体
層を介して密着したことを特徴とする。

【００４６】請求項１３では、請求項２、３、４、５、
６、７、８、９、１０、１１または１２のいずれかに記
載の投射型立体画像表示システムにおいて、前記色分解
・合成光学部または色分解光学部は、ダイクロイックミ
ラーまたはダイクロイックリズムで構成されていること
を特徴とする。

【００４７】請求項１４では、請求項３、４、５、６、
７、８、９、１０、１１、１２または１３のいずれかに
記載の投射型立体画像表示システムにおいて、前記色合
成光学部は、ダイクロイックミラーまたはダイクロイッ
クプリズムで構成されていることを特徴とする。

【００４８】請求項１５では、請求項１、２、３、４、
５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３または１
４のいずれかに記載の投射型立体画像表示システムにお
いて、前記空間光変調素子を構成する透明基板の代わり
に前記１／４波長板を用いて空間光変調素子を構成し、
空間光変調素子と１／４波長板を一体化させたことを特
徴とする投射型立体画像表示システム。

【００４９】請求項１６では、請求項１、２、３、４、
５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４ま
たは１５のいずれかに記載の投射型立体画像表示システ
ムにおいて、前記偏光ビームスプリッタ、１／４波長
板、空間光変調素子の透明基板の全ての面あるいは一部
の面には、反射防止膜が積層されていることを特徴とす
る。

【００５０】請求項１７では、請求項１、２、３、４、
５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、
１５または１６のいずれかに記載の投射型立体画像表示
システムにおいて、入力された右眼用画像信号を受ける
右眼用画像信号入力端子と、入力された左眼用画像信号
を受ける左眼用画像信号入力端子と、立体画像を表示す
るときには、前記右眼用画像信号入力端子に入力されて
いる右眼用画像信号を右眼用に設定されたＰ偏光変調光
学部またはＳ偏光変調光学部に供給するとともに、前記
左眼用画像信号入力端子に入力されている左眼用画像信
号を左眼用に設定されたＳ偏光変調光学部またはＰ偏光
変調光学部に供給する一方、非立体画像を表示するとき
には、前記右眼用画像信号入力端子に入力されている右
眼用画像信号または前記左眼用画像信号入力端子に入力
されている左眼用画像信号のいずれかを選択して、前記
Ｐ偏光変調光学部およびＳ偏光変調光学部に供給するス
イッチ群とを備えたことを特徴とする。

【００５１】請求項１８では、請求項１、２、３、４、
５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、
１５、１６または１７のいずれかに記載の投射型立体画
像表示システムにおいて、前記偏光ビームスプリッタと
反射型スクリーンとの間に１／４波長板が設置され、こ
の波長板を通して前記Ｐ偏光およびＳ偏光が回転方向の
異なる円偏光にそれぞれ変換され、入射光と反射光の偏
光状態が変わらない反射型スクリーンで反射されたこの
円偏光を１／４波長板と偏光板とを持つ偏光眼鏡で見る
ことを特徴とする。

【００５２】請求項１９では、請求項１、２、３、４、
５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、
１５、１６、１７または１８のいずれかに記載の投射型
立体画像表示システムにおいて、前記アパーチャをもつ
投射光学部と前記スクリーンとの間にミラーを有し、か
つ、このスクリーンが入射光と透過光の偏光状態が変わ
らない透過型スクリーンであることを特徴とする。

【００５３】

【発明の実施の形態】

＜眼鏡付き・電気書込み・光散乱方式の投射型立体画像
表示システムの構成＞次に、本発明に係る眼鏡付き・電
気書込み・光散乱方式の投射型立体画像表示システムの
実施の一形態について図面を参照して説明する。

【００５４】＜第１の実施の形態＞図１は本発明に係る
眼鏡付き・電気書込み・光散乱方式の投射型立体画像表
示システムにおける実施の一形態を示している。

【００５５】この図に示す投射型立体画像表示システム
１は、スクリーン２と、偏光眼鏡３と、画像拡大投射デ
ィスプレイ４とを備えており、画像拡大投射ディスプレ
イ４によってスクリーン２上に互いに直交する偏光方向
を持つ右眼用画像と左眼用画像とを表示して、偏光眼鏡
３を掛けた観察者にモノクロの立体画像を見せる。

【００５６】スクリーン２は、画像拡大投射ディスプレ
イ４によって投射された右眼・左眼用画像中の右眼用画
像（Ｓ偏光画像）と、この右眼用画像の偏光方向と直交
する偏光方向を持つ左眼用画像（Ｐ偏光画像）とを偏波
方向を保持しながら反射して、偏光眼鏡３に導く。

【００５７】偏光眼鏡３は、スクリーン２上に表示され
ている右眼用画像の偏光方向と同じ偏光方向の光を透過
させる右眼用偏光板（または偏光フィルム）５と、スク
リーン２上に表示されている左眼用画像の偏光方向と同
じ偏光方向の光を透過させる左眼用偏光板（または偏光
フィルム）６とを備えており、右眼用偏光板５によって
スクリーン２で反射された右眼用画像を透過させてこの
偏光眼鏡３を掛けている観察者の右眼に導くとともに、
左眼用偏光板６によってスクリーン２で反射された左眼
用画像を透過させて観察者の左眼に導き、この観察者に
モノクロの立体画像を見せる。

【００５８】また、画像拡大投射ディスプレイ４は、光
源部７と、光路分離・合成部８と、投射光学部９と、Ｐ
偏光変調光学部１０と、Ｓ偏光変調光学部１１とを備え
ており、光源部７の可視光を光路分離・合成部８により
Ｐ偏光とＳ偏光とに分離して、Ｐ偏光変調光学部１０と
Ｓ偏光変調光学部１１とに各々入射させるとともに、こ
れらＰ偏光変調光学部１０から出射される変調されたＳ
偏光（以下、これを右眼用画像の光と称する）、Ｓ偏光
変調光学部１１から出射される変調されたＰ偏光（以
下、これを左眼用画像の光と称する）を取り込んで、１
つの右眼・左眼用画像を合成し、これを投射光学部９に
よってスクリーン２上に投射する。

【００５９】光源部７は、可視光を発生する光源１２
と、この光源１２から出射される光に含まれている赤外
光および紫外光をそれぞれカットする赤外光カットフィ
ルタ１３および紫外光カットフィルタ１４と、赤外光お
よび紫外光がカットされた可視光のみを平行光にして光
路分離・合成部８に入射させるレンズ１５とを備えてい
る。

【００６０】光路分離・合成部８は、各入出力面に反射
防止膜がコーティングされた偏光ビームスプリッタ１６
を備えており、光源部７から出射される可視光中のＰ偏
光を透過してＰ偏光変調光学部１０に導くとともに、可
視光中のＳ偏光を反射してＳ偏光変調光学部１１に導
く。この動作と並行してＰ偏光変調光学部１０から出射
される右眼用画像の光と、Ｓ偏光変調光学部１１から出
射される左眼用画像の光とを合成し、１つの右眼・左眼
用画像を生成して投射光学部９に入射させる。

【００６１】投射光学部９は、光路分離・合成部８から
出射される右眼・左眼用画像の光を集光するレンズ１７
と、このレンズ１７により集光された右眼・左眼用画像
の光を開口部１８から出射する一方、それ以外の散乱光
や迷光を遮蔽するアパーチャ１９と、このアパーチャ１
９から出射される右眼・左眼用画像の光をスクリーン２
上に投射するレンズ２０とを備えている。

【００６２】また、Ｐ偏光変調光学部１０は、１／４波
長板２１Ｐと、右眼用画像信号Ｉ_Rが供給される空間光
変調素子２２Ｐとを備えており、１／４波長板２１Ｐに
よって光路分離・合成部８から出射されるＰ偏光を円偏
光に変換して、空間光変調素子２２Ｐに入射させると共
に、この空間光変調素子２２Ｐから出射される右眼用画
像の光を光路分離・合成部８に入射させる。

【００６３】Ｓ偏光変調光学部１１も同様に、１／４波
長板２１Ｓと、左眼用画像信号Ｉ_Lが供給される空間光
変調素子２２Ｓとを備えており、１／４波長板２１Ｓに
よって光路分離・合成部８から出射されるＳ偏光を円偏
光に変換して、空間光変調素子２２Ｓに入射させると共
に、この空間光変調素子２２Ｓから出射される左眼用画
像の光を光路分離・合成部８に入射させる。なお、１／
４波長板および空間光変調素子は、Ｐ偏光変調光学部１
０およびＳ偏光変調光学部１１で共に同一構成のものが
採用されているが、Ｐ偏光変調光学部１０のものを示す
場合には、添字Ｐを付して１／４波長板２１Ｐおよび空
間光変調素子２２Ｐと称し、Ｓ偏光変調光学部１１のも
のを示す場合には、添字Ｓを付して１／４波長板２１Ｓ
および空間光変調素子２２Ｓと称し、共通のものを示す
場合には、添字を省略して１／４波長板２１および空間
光変調素子２２と称することにする。また、空間光変調
素子２２は、後述するように、そのスイッチ構成の相違
により、空間光変調素子２２Ａ〜２２Ｄがある。

【００６４】図２は上述したＰ偏光変調光学部１０やＳ
偏光変調光学部１１で使用される空間光変調素子２２の
一例を示す構成図である。同図を参照しながら、この空
間光変調素子２２について詳細に説明する。

【００６５】この図に示す空間光変調素子２２は、シリ
コンあるいはガラス等から成る基板２５と、この基板２
５上に形成された２次元アレー状電極２６と、平板状の
透明電極２７と、両電極２６、２７間に挿入された光変
調層２８（図２には図示せず）と、透明電極２７上に形
成された第１の反射防止膜２９と、この反射防止膜２９
上に形成された透明基板３０と、この透明基板３０上に
形成された第２の反射防止膜３１とを少なくとも備えて
いる。また、各アレー状電極２６には、画素数に対応し
たスイッチ３２が設けられ、各電極には画像信号供給線
３３、走査信号供給線３４およびスイッチ３２を通して
信号が接続される。すなわち、画像信号および走査信号
が同時に供給されたスイッチ３２のみがＯＮ状態にな
り、２次元アレー状電極２６のうちＯＮ状態のスイッチ
３２に接続された電極だけに画像信号が供給されるよう
になっている。

【００６６】２次元アレー状電極２６は、画素に対応す
る小型電極からなり、各小型電極に少なくとも１個のス
イッチ３２が付いている構造を有する。ここで、画素数
をＬ、画像信号供給線３３の本数をＭおよび走査信号供
給線３４の本数をＮとすると、Ｌ＝Ｍ×Ｎの関係を持
つ。この小型電極の総数をＬ_a とすると、Ｌ_a ≧Ｌの関
係を有する。また読出し光３５が直接スイッチ３２に入
射するのを避けるため、図３に示すようにスイッチ３２
は２次元アレー状電極２６の下に設置されている。

【００６７】スイッチ３２は、走査信号供給線３４から
供給される走査信号を受けて画像信号供給線３３から供
給される画像信号を２次元アレー状電極２６に送る機能
を有し、走査信号が供給されない場合、２次元アレー状
電極２６に送られた電荷を少なくとも次の走査信号が供
給されるまで逃がさない程高い遮断抵抗率をもつことが
必要である。

【００６８】スイッチ３２としては、ＭＯＳ（Metal Ox
iside Semiconductor ）トランジスタ、薄膜トランジス
タ（ＴＦＴ：Thin Film Transistor）およびダイオード
などが用いられる。ダイオードを用いた代表的なスイッ
チとしては、リングダイオード接続（例えば、S. Togas
hi：SID Digest, pp.324-325 (1984) ）、逆対向ダイオ
ード接続（例えば、N. Szydlo ：Japan Display '83 Di
gest, pp.416-418（1985) ）およびＭＩＭ（Metal Insu
lator Metal ）素子（例えば、S. Morozumi ：Japan Di
splay '83 Digest， pp.404-407 (1983)）などがある。

【００６９】《ＭＯＳトランジスタアレーを用いた空間
光変調素子２２Ａ》図４は、ＭＯＳトランジスタアレー
（例えば、永田徹也、小林真一、佐藤秀夫、星野稔、長
江慶治、早坂昭夫、實方寛、J.R.Havens, P.Jones, D.R
eddy, A.Tomita：信学技報 EID94-77 pp.97-101 (199
4)）をスイッチ３２として用いた空間光変調素子２２Ａ
の一部断面を示している。

【００７０】図４に示すように、スイッチ３２を構成す
るＭＯＳトランジスタ４０は、シリコン基板２５ａ上に
形成されている。４１がソース電極線、４２がドレイン
電極線、４３がゲート電極線であり絶縁層４４および４
５に挟まれた状態で形成されている。また、この空間光
変調素子２２Ａは、電荷を蓄積するコンデンサ４６と、
絶縁層４５上に形成され、読出し光３５を遮断する遮光
層４７と、遮光層４７上に絶縁層４８を挟んで形成さ
れ、ドレイン電極線４２から電荷を受けて光変調層２８
に電界を供給する前記電極２６と、全画素共通の前記透
明電極２７と、透明基板３０と、第１の反射防止膜２９
および第２の反射防止膜３１とを備えている。電極２６
は前述したように１画素に対応する大きさを有し、ソー
ス電極線４１とゲート電極線４２に供給される電荷量に
応じて、画素各電極ごと独立に駆動される。また、透明
電極２７は、コモン電極であり、全ての画素に同じ電位
を供給する役目を持つ。

【００７１】なお、同図に破線で示すように、電極２６
と光変調層２８の間に誘電体多層膜ミラー４９を形成
し、変調された読出し光３５をより一層効率的に利用す
ることも可能である。

【００７２】《ＴＦＴアレーを用いた空間光変調素子２
２Ｂ》図５は、ＴＦＴアレーをスイッチ３２として用い
た空間光変調素子２２Ｂの一部断面を示している。

【００７３】図５において、２５ｂはガラス基板、５０
はゲート電極、５１はＳｉＮ_x からなる絶縁層、５２は
非晶質シリコン（ａ−Ｓｉ）のチャンネル層、５３はこ
のチャンネル層５２を保護するＳｉＮ_x 絶縁層、５４は
ソース電極、５５はｎ⁺ ａ−Ｓｉ膜、５６はＳｉＮ_x か
らなる絶縁層、５７はドレイン電極、２６はこのドレイ
ン電極５７と接続され光変調層２８に電界を印加するた
めの電極、２７は全画素共通の透明電極、２９は第１の
反射防止膜、３０は透明基板、３１は第２の反射防止
膜、３５は読出し光である。

【００７４】図５に示すＴＦＴアレーをスイッチ３２と
して用いた空間光変調素子２２Ｂの構造では、図４の遮
光層４７に相当する遮光層はないが、図６に示すように
遮光層５８を設けることも可能である。また図４および
図５に破線で示すように、電極２６と光変調層２８の間
に誘電体多層膜ミラー４９を形成し、変調された読出し
光３５をより一層効率的に利用することも可能である。

【００７５】なお、図５に示す空間光変調素子２２Ｂに
は、ａ−Ｓｉ膜５５が用いられているが、このａ−Ｓｉ
膜５５に代えて耐熱特性や応答特性に優れたポリシリコ
ン膜を用いることもできる。この空間光変調素子２２Ｂ
の作成法については後述する。

【００７６】《ＭＩＮ素子を用いた空間光変調素子２２
Ｃ》図７は、さらに他の一例として、ＭＩＮ素子を用い
た空間光変調素子２２Ｃの一部断面を示している。

【００７７】ここで、２５ｃはガラス基板、６０は絶縁
膜、６１はタンタル（Ｔａ）膜の電極、６２はＴａ₂ Ｏ
₅ からなる絶縁膜、６３は絶縁膜、２６は金属電極、５
８は遮光層、６４は絶縁層、２８は光変調層、２７は全
画素共通の透明電極、３０は透明基板、３５は読出し
光、２９、３１は反射防止膜である。電極２６は１画素
に対応する大きさを有し、画像情報に対応する電荷量を
蓄積し、各電極ごと独立に駆動される。また同図の破線
で示すように、電極２６と光変調層２８の間に誘電体多
層膜ミラー４９を形成し、変調された読出し光３５をよ
り一層効率的に利用することも可能である。

【００７８】《単純マトリックス型電極構造の空間光空
調素子２２Ｄ》このほか、スイッチ３２を使用しないい
わゆる単純マトリックス型電極構造の空間光空調素子も
ある。図８は、単純マトリックス型電極構造の空間光変
調素子２２Ｄの一例を示している。

【００７９】図８において、２５ｄは基板、６９は電
極、２８は光変調層（図８には図示せず）、２７は透明
電極、３０は透明基板、３５は読出し光である。ここ
で、基板２５ｄは読出し光３５に対して透明または不透
明のいずれの光学特性をもつ材料でもよい。ただし、読
出し光３５に対して透明な特性をもつ基板の場合には、
図８に示すように電極６９と接しない基板表面を曇りガ
ラス状にして電極６９で反射されない読出し光３５を散
乱させる必要がある。また、図８に拡大して示すよう
に、透明基板３０の両面に反射防止膜２９および３１を
蒸着し、読出し光３５の反射を抑えることもできる。さ
らに、電極６９と光変調層２８の間に誘電体多層膜ミラ
ー４９（図８には図示せず）を形成し、変調された読出
し光３５をより一層効率的に利用することも可能であ
る。

【００８０】《光変調層２８の構成》図２〜図８に示し
た光変調層２８は、図９に示すように、液晶７１を透明
樹脂７２中に分散させた液晶・樹脂複合体７３で構成さ
れる。もしくは図１０に示すように、液晶７１中に透明
樹脂７２を分散させた液晶・樹脂複合体７３で構成され
る。液晶７１は、ネマチック液晶、コレステリック液
晶、スメクチック液晶、あるいはこれら液晶の混合物か
らなる群より選ばれた一種以上のものから成る。また、
透明樹脂７２は、液晶７１の常光屈折率、異常光屈折率
またはこの液晶７１がランダムに配向した際の屈折率の
いずれかと同等の屈折率を持つ樹脂から成る。

【００８１】ここで、７４は電極であり、前述した２次
元アレー状電極２６および図８に示した電極６９に相当
する。また、７５は透明電極であり、前述した透明電極
２７に相当する。電極７４（すなわち電極２６または電
極６９）と透明電極７５（すなわち透明電極２７）の間
に印加される交流電圧は、液晶・樹脂複合体７３中の液
晶分子の長軸を印加電界の方向とほぼ一致させるのに必
要な交流電圧の実効値よりも大きな実効値を持てば良
く、具体的には５〜２０Ｖ程度とされる。

【００８２】この光変調層２８の作用を説明すると、図
２に示したように、画像信号は画像信号供給線３３に、
また走査信号は走査信号供給線３４にそれぞれ供給され
る。画像信号および走査信号が同時に供給されたスイッ
チ３２のみがＯＮ状態になり、画像信号が２次元アレー
状電極２６に供給される。一方、読出し光３５は、ガラ
ス等からなる透明基板３０側から入射し、２次元アレー
状電極２６と全画素共通の透明電極２７の間に挿入され
た光変調層２８である液晶・樹脂複合体７３において変
調され、２次元アレー状電極２６で反射し、透明基板３
０側に出射する。

【００８３】この場合、液晶・樹脂複合体７３の構成要
素である液晶７１の常光屈折率または異常光屈折率と、
この液晶・樹脂複合体７３の構成要素である透明樹脂７
２の屈折率とがほぼ一致しているときには、液晶・樹脂
複合体７３に電圧が印加されていない状態では液晶７１
と透明樹脂７２の屈折率が異なっていることから、光は
液晶・樹脂複合体７３中で散乱する。一方、液晶・樹脂
複合体７３に十分大きな電圧が印加された状態では液晶
７１と透明樹脂７２の屈折率がほぼ一致し、同液晶・樹
脂複合体７３に入射した光は散乱せずに透過する。

【００８４】また、液晶７１がランダムに配向した際の
屈折率と透明樹脂７２の屈折率とがほぼ一致していると
きには、液晶・樹脂複合体７３に電圧が印加されていな
い状態で液晶７１と透明樹脂７２の屈折率が一致してい
ることから同液晶・樹脂複合体７３に入射した光はその
まま透過する。一方、同液晶・樹脂複合体７３に十分大
きな電圧が印加された状態では、液晶７１と透明樹脂７
２の屈折率がくい違い、同液晶・樹脂複合体７３に入射
した光は散乱する。

【００８５】これら両方の液晶・樹脂複合体７３が使用
できるが、前者の液晶７１の常光屈折率または異常光屈
折率と樹脂７２の屈折率とがほぼ一致しているタイプが
好ましい。これは、液晶７１がランダムに配向した際の
屈折率と樹脂７２の屈折率とがほぼ一致しているタイプ
のものでは、大面積の範囲でマクロ的にみると、部分的
に液晶７１のランダムな状態が異なり、光透過状態時に
ムラがあるように見えることがあるためである。これに
対して、液晶７１の常光屈折率または異常光屈折率と樹
脂の屈折率とがほぼ一致しているタイプの液晶・樹脂複
合体７３は、電圧を印加して液晶分子が一定の方向に配
列した状態で光透過状態になるため、ランダム配向時に
偏った配向をしていてもほぼ均一に光透過することにな
る。また、電圧を印加していない状態では、液晶分子は
樹脂７２の壁面に配列し、ランダムに配向しているのと
実質的に同じ状態になる。この状態は光散乱状態であ
り、光透過状態とは異なり、わずかに屈折率がずれても
目立ちにくく、複素誘電率傾斜型ミラーを備えた空間光
空調素子として使用した場合にムラとなって認識される
ことはほとんどない。特に、これらの中でも液晶７１の
常光屈折率と樹脂７２の屈折率とがほぼ一致しているタ
イプがその性能上、最適である。

【００８６】この液晶・樹脂複合体７３は、液晶７１と
樹脂７２を構成する材料とを混ぜ合わせて溶液状または
ラテックス状にしておいて、これを光硬化、熱硬化、溶
媒除去による硬化、反応硬化等により樹脂７２と液晶７
１を分離させて、樹脂７２中に液晶７１が図９に示すよ
うに粒子状に分散した状態、もしくは図１１に示すよう
に液晶７１がポリマー樹脂７２中に連通状に分散した状
態、あるいは図１０に示すようにこの液晶７１中に樹脂
７２を分散させた状態をとることによって製作される。
光硬化または熱硬化タイプの樹脂は、密閉系内で硬化で
きるため空間光変調素子２２の製作上好ましい。特に、
光硬化タイプの樹脂は、熱による影響を受けにくく、短
時間で硬化させることができ好ましい。

【００８７】具体的な製法としては、従来のツイステッ
ドネマチック液晶と同様にシール材を用いてセルを形成
し、注入口から未硬化のネマチック液晶と樹脂前駆体
（樹脂が硬化する前の状態、ここでは、例えばモノマー
あるいはオリゴマー等の状態の総称として用いる）を封
入した後、硬化することもできる。

【００８８】また、本発明の各実施の形態による液晶・
樹脂複合体７３の場合には、シール材を用いずに、画像
情報に応じて画素ごとに電荷を蓄積する電極２６と全画
素共通の電位を供給する透明電極２７との間に未硬化の
樹脂前駆体と液晶７１との混合物を挿入し、透明電極２
７や透明基板３０を通して紫外光を照射する、あるいは
加熱するなどの方法により樹脂前駆体を硬化させて、液
晶・樹脂複合体７３を有する空間光変調素子２２を形成
することもできる。もちろん、その後、周囲にシール材
を塗布してもよい。この製法によれば、単に未硬化の液
晶７１と樹脂前駆体との混合物をロールコート、スピン
コート、印刷、ディスペンサーによる塗布等で供給すれ
ば良いため、注入工程が簡便であり、生産性が極めて良
い。

【００８９】また、これらの未硬化の樹脂前駆体と液晶
７１との混合物には、基板間隙制御用のセラミック粒
子、プラスチック粒子、ガラス粒子、ガラス繊維等のス
ペーサー、顔料、色素、粘度調整剤、その他、本発明の
性能に悪影響を与えない添加剤を添加しても良い。

【００９０】《誘電体多層膜ミラー４９》前にも述べた
ように図２〜図８において、２次元アレー状電極２６と
光変調層２８の間に２次元アレー状電極２６に密着して
誘電体多層膜ミラー４９を設け、反射率を向上させて一
層明るい画像を表示することもできる。ただし、ＴＦＴ
などのスイッチ３２の駆動電圧の大きさには限りがある
ため、誘電体多層膜ミラー４９を構成する高屈折率層の
抵抗率ρ_H および低屈折率層の屈折率ρ_L は、以下の式
を満足しなければならない。

【００９１】 ρ_H ＜（２πｆε_H ε₀ Ｓ）^-1 （４） ρ_L ＜（２πｆε_L ε₀ Ｓ）^-1 （５） ただし、 Ｓ＞５ （６） である。ここで、ε_H は高屈折率層の比誘電率、ε_L は
低屈折率層の比較誘電率、ε₀ は真空の誘電率およびｆ
は空間光変調素子に印加する電気信号のフレーム周波数
である。（４）〜（６）式は、誘電体多層膜ミラー４９
のインピーダンスが比抵抗に支配され、電気信号の大部
分が液晶・樹脂複合体層７３に印加されることを示して
いる。

【００９２】図２〜図８に示す空間光変調素子２２に用
いられる誘電体多層膜ミラー４９は、ＳｉＯ₂ 膜、Ｔｉ
Ｏ₂ 膜、ＨｆＯ₂ 膜、Ｔａ₂ Ｏ₅ 膜、ＺｎＳ膜、Ａｌ₂
Ｏ₃膜、Ｎａ₂ Ａ１Ｆ₆ 膜、ＭｇＦ₂ 膜、ＬａＦ₃ 膜、
ＧｄＦ₃ 膜、ＳｍＦ₃ 膜、ＣｅＦ₃ 膜、ＺｒＯ₂ 膜およ
びＣｅＯ₂ 膜からなる群より選ばれた二種以上の膜を積
層した多層膜で構成される。これらの群からなる多層膜
は、（４）〜（６）式を満足するように高屈折率層およ
び低屈折率層の電気特性が制御されている。

【００９３】《反射防止膜２９、３１》図２〜図８に示
す本発明の投射型立体画像表示システムを構成する空間
光変調素子２２に用いられる反射防止膜２９、３１は、
ＳｉＯ₂ 膜、ＴｉＯ₂ 膜、ＨｆＯ₂ 膜、Ｔａ₂ Ｏ₅ 膜、
ＺｎＳ膜、Ｎａ₂ Ａ１Ｆ₆ 膜、ＭｇＦ₂ 膜、ＣｅＦ
₃ 膜、ＺｒＯ₂ 膜およびＣｅＯ₂ 膜からなる群より選択
された一種以上の膜を積層した多層膜で構成される。

【００９４】なお、図２〜図８の構成から反射防止膜２
９、３１のいずれか一方、あるいは両方を取り除いた素
子構成も可能である。さらに、図２に示す構成例では、
光変調層２８と反射防止膜２９との間に透明電極２７が
挿入されているが、反射防止膜２９と透明電極２７を入
れ替えて、光変調層２８と透明電極２７の間に反射防止
膜２９を挿入することも可能である。

【００９５】＜各種の変形例＞図１２に示す変形例は、
空間光変調素子２２を構成する透明基板３０に１／４波
長板２１を接合した１／４波長板付き空間光変調素子８
０を示してる。この場合、空間光変調素子２２と１／４
波長板２１との間には、透明基板３０の屈折率と同じか
それに近い屈折率をもつ屈折率整合液８１が挿入されて
いる。また、１／４波長板２１の一面には、反射防止膜
８２が積層されている。なお、なお、この反射防止膜８
２は省略可能である。

【００９６】図１３に示す変形例は、１／４波長フィル
ム付き空間光変調素子９０を示してる。図２〜図８に示
した各空間光変調素子２２に１／４波長フィルム９１を
密着し、同フィルム９１表面に反射防止膜９２を積層し
て１／４波長板を省略しＰ偏光変調光学部１０およびＳ
偏光変調光学部１１の構成を簡略化したものである。も
ちろん、反射防止膜９２を省略することも可能である。

【００９７】図１４に示す変形例は、１／４波長板組み
込み型空間光変調素子１００を示している。この空間光
変調素子１００は、空間光変調素子２２を構成する透明
基板３０の代わりに反射防止膜８２（これは省略可能）
が付いた１／４波長板２１を密着させた構成のものであ
る。図中、１０１は空間光変調素子２２から透明基板３
０を取り除いた残りの部分である。

【００９８】さらに、図１５に示す変形例は、図２に示
す２個の空間光変調素子２２Ｐ、２２Ｓと１／４波長板
２１Ｐ、２１Ｓと偏光ビームスプリッタ１６とを密着し
たものである。この場合、偏光ビームスプリッタ１６と
１／４波長板２１の間、および１／４波長板２１と空間
光変調素子２２の間には、１／４波長板２１の屈折率と
等しいかあるいはそれに近い屈折率を持つ屈折率整合用
液体１１１が挿入されている。このように構成すること
によって、空間光変調素子２２の透明基板３０面に積層
された反射防止膜３１と１／４波長板２１Ｐ、２１Ｓの
両面に設けられた反射防止膜を省略して、Ｐ偏光変調光
学部１０およびＳ偏光変調光学部１１の構成を簡略化す
ることができる。

【００９９】また、図１６に示す変形例は、図１３の１
／４波長フィルム付き空間光変調素子９０の反射防止膜
９２を省略した２個の空間光変調素子９５Ｐ、９５Ｓと
偏光ビームスプリッタ１６の屈折率整合用液体１２１を
介して密着したものである。この場合、この屈折率整合
用液体１２１の屈折率は、偏光ビームスプリッタ１６と
１／４波長フィルムの屈折率に近い値を持つ。このよう
に構成することによっても、Ｐ偏光変調光学部１０およ
びＳ偏光変調光学部１１の構成を簡略化することができ
る。

【０１００】また、図１７に示す変形例は、図１４の１
／４波板組み込み型空間光変調素子１００の反射防止膜
８２を省略した２個の空間光変調素子１０５Ｐ、１０５
Ｓと偏光ビームスプリッタ１６を屈折率整合用液体１２
１を介して密着させ、１／４波長フィルムと偏光ビーム
スプリッタに積層された反射防止膜を省略したものであ
る。この場合、屈折率整合用液体１２１は偏光ビームス
プリッタ１６と１／４波長フィルムの屈折率に近い値を
持つ。このように構成することによっても、Ｐ偏光変調
光学部およびＳ偏光変調光学部の構成を簡略化すること
もできる。

【０１０１】以上に述べた本発明の投射型立体画像表示
システムでは、光源１２からの可視領域のＰ偏光をＰ偏
光変調光学部１０で、またＰ偏光と同じ波長帯域を持つ
Ｓ偏光をＳ偏光変調光学部１１でそれぞれ変調して、偏
光ビームスプリッタ１６で合成して投射光学部９を通し
て反射型のスクリーン２に拡大・投射するため、白黒や
単色の立体画像を表示することができる。

【０１０２】《光路分離・合成部８の変形例》図１に示
した光路分離・合成部８は、プリズムを用いた偏光ビー
ムスプリッタ１６によって構成されていたが、この偏光
ビームスプリッタ１６の代わりに、図１８に示すよう
に、平面状の偏光ビームスプリッタ１３０によって構成
することもできる。この偏光ビームスプリッタの両面に
は、それぞれ誘電体多層膜ミラー１３２、１３３が積層
されている。

【０１０３】＜第２の実施の形態＞図１９は本発明に係
る眼鏡付き・電気書込み・光散乱方式の投射型立体画像
表示システムの他の構成を示している。

【０１０４】この図に示す投射型立体画像表示システム
１５０は、スクリーン１５１と、偏光眼鏡１５２と、画
像拡大投射ディスプレイ１５３とを備えており、画像拡
大投射ディスプレイ１５３によってスクリーン１５１上
に互いに直交する偏光方向を有する右眼用ＲＧＢ画像と
左眼用ＲＧＢ画像とを表示して、偏光眼鏡１５２を掛け
た観察者にフルカラー、マルチカラーまたはモノクロの
立体画像を見せる。

【０１０５】スクリーン１５１は、画像拡大投射ディス
プレイ１５３によって投射された右眼・左眼用ＲＧＢ画
像中の右眼用ＲＧＢ画像（Ｓ偏光状態の画像）と、この
右眼用ＲＧＢ画像の偏光方向と直交する偏光方向を持つ
左眼用ＲＧＢ画像（Ｐ偏光状態の画像）とを偏波方向を
保持しながら反射して、偏光眼鏡１５２の右眼用偏光板
１５４、左眼用偏光板１５５に導く。

【０１０６】また、画像拡大投射ディスプレイ１５３
は、光源部１５６と、光路分離・合成部１５７と、投射
光学部１５８と、Ｐ偏光変調光学部１５９と、Ｓ偏光変
調光学部１６０とを備えている。Ｐ偏光変調光学部１５
９は、青色Ｐ偏光変調光学部１５９Ｂと、緑色Ｐ偏光変
調光学部１５９Ｇと、赤色Ｐ偏光変調光学部１５９Ｒと
を備え、Ｓ偏光変調光学部１６０は、青色Ｓ偏光変調光
学部１６０Ｂと、緑色Ｓ偏光変調光学部１６０Ｇと、赤
色Ｓ偏光変調光学部１６０Ｒとを備えている。

【０１０７】光源部１５６は、可視光を発生する光源１
６１と、この光源１６１から出射される可視光に含まれ
ている赤外光および紫外光をカットする赤外光カットフ
ィルタ１６２および紫外光カットフィルタ１６３と、赤
外光および紫外光がカットされた可視光のみを平行光に
して光路分離・合成部１５７に出射するレンズ１６４と
を備えている。

【０１０８】光路分離・合成部１５７は、各入出力面に
反射防止膜がコーティングされ、光源部１５６から出射
される可視光（平行光）中に含まれるＰ偏光を透過させ
て出射するとともに、Ｐ偏光変調光学部１５９で変調さ
れた右眼用ＲＧＢ画像の光（Ｓ偏光状態の平行光）を反
射して投射光学部１５８に導き、さらに光源部１５６か
ら出射される可視光（平行光）中に含まれるＳ偏光を反
射させて出射するとともに、Ｓ偏光変調光学部１６０で
変調された左眼用ＲＧＢ画像の光（Ｐ偏光状態の平行
光）を透過させて投射光学部１５８に導く偏光ビームス
プリッタ１６５を備えている。

【０１０９】投射光学部１５８は、光路分離・合成部１
５７から出射される右眼・左眼用ＲＧＢ画像の光を集光
するレンズ１６６と、小さな開口部１６７によってレン
ズ１６６で集光された右眼・左眼用ＲＧＢ画像の光を出
射し、それ以外の散乱光や迷光を遮蔽するアパーチャ１
６８と、このアパーチャ１６８から出射される右眼・左
眼用ＲＧＢ画像の光をスクリーン１５１上に投射するレ
ンズ１６９とを備えている。

【０１１０】また、Ｐ偏光変調光学部１５９は、偏光ビ
ームスプリッタ１６５から出射されるＰ偏光のうち、青
色の光を反射して、これを青色Ｐ偏光変調光学部１５９
Ｂに入射させるとともに、この青色Ｐ偏光変調光学部１
５９Ｂから出射される右眼用Ｂ画像（Ｓ偏光状態の平行
光）を反射して、偏光ビームスプリッタ１６５に入射さ
せる青色用ダイクロイックミラー１７０ＰＢと、この青
色用ダイクロイックミラー１７０ＰＢを透過した偏光ビ
ームスプリッタ１６５からのＰ偏光のうち、緑色の光を
反射し、赤色の光を透過させて、これらを緑色Ｐ偏光変
調光学部１５９Ｇ、赤色Ｐ偏光変調光学部１５９Ｒに各
々入射させるとともに、これら緑色Ｐ偏光変調光学部１
５９Ｇから出射される右眼用Ｇ画像（Ｓ偏光状態の平行
光）を反射し、赤色Ｐ偏光変調光学部１５９Ｒから出射
される右眼用Ｒ画像（Ｓ偏光状態の平行光）を透過させ
て、青色用ダイクロイックミラー１７０ＰＢに入射さ
せ、偏光ビームスプリッタ１６５に入射させる緑色用ダ
イクロイックミラー１７０ＰＧとを備えている。

【０１１１】青色Ｐ偏光変調光学部１５９Ｂは、青色Ｐ
偏光を円偏光に変換する１／４波長板１７１ＰＲＢと、
図２〜図８に示す素子構成を有し、右眼用画像信号Ｉ_RB
を取り込んで前記青色の円偏光を変調する青色用空間光
変調素子１７２ＰＲＢとを備えている。

【０１１２】緑色Ｐ偏光変調光学部１５９Ｇも同様に、
緑色Ｐ偏光を円偏光に変換する１／４波長板１７１ＰＲ
Ｇと、図２〜図８に示す素子構成を有し、右眼用Ｇ画像
信号Ｉ_RGを取り込んで前記緑色の円偏光を変調する緑色
用空間光変調素子１７２ＰＲＧとを備えている。

【０１１３】赤色Ｐ偏光変調光学部１５９Ｒも同様に、
赤色Ｐ偏光を円偏光に変換する１／４波長板１７１ＰＲ
Ｒと、図２〜図８に示す素子構成を有し、右眼用Ｒ画像
信号Ｉ_RRを取り込んで前記赤色の円偏光を変調する赤色
用空間光変調素子１７２ＰＲＲとを備えている。

【０１１４】一方、Ｓ偏光変調光学部１６０は、Ｐ偏光
変調光学部１５９と同様に、偏光ビームスプリッタ１６
５から出射されるＳ偏光のうち、青色の光を反射して、
これを青色Ｓ偏光変調光学部１６０Ｂに入射させるとと
もに、この青色Ｓ偏光変調光学部１６０Ｂから出射され
る左眼用Ｂ画像（Ｐ偏光状態の平行光）を反射して、偏
光ビームスプリッタ１６５に入射させる青色用ダイクロ
イックミラー１７０ＳＢと、この青色用ダイクロイック
ミラー１７０ＳＢを透過した偏光ビームスプリッタ１６
５からのＳ偏光のうち、緑色の光を反射し、赤色の光を
透過させて、これらを緑色Ｓ偏光変調光学部１６０Ｇ、
赤色Ｓ偏光変調光学部１６０Ｒに各々入射させるととも
に、これら緑色Ｓ偏光変調光学部１６０Ｇから出射され
る左眼用Ｇ画像（Ｐ偏光状態の平行光）を反射し、前記
赤色Ｓ偏光変調光学部１６０Ｒから出射される左眼用Ｒ
画像（Ｐ偏光状態の平行光）を透過させて、前記青色用
ダイクロイックミラー１７０ＳＢに入射させ、偏光ビー
ムスプリッタ１６５に入射させる緑色用ダイクロイック
ミラー１７０ＳＧとを備えている。

【０１１５】青色Ｓ偏光変調光学部１６０Ｂは、青色Ｓ
偏光を円偏光に変換する１／４波長板１７１ＳＬＢと、
図２〜図８に示す素子構成を有し、左眼用Ｂ画像信号Ｉ
_LBを取り込んで前記青色の円偏光を変調する青色用空間
光変調素子１７２ＳＬＢとを備えている。

【０１１６】緑色Ｓ偏光変調光学部１６０Ｇも同様に、
緑色Ｓ偏光を円偏光に変換する１／４波長板１７１ＳＬ
Ｇと、図２〜図８に示す素子構成を有し、左眼用Ｇ画像
信号Ｉ_LGを取り込んで前記緑色の円偏光を変調する緑色
用空間光変調素子１７２ＳＬＧとを備えている。

【０１１７】赤色Ｓ偏光変調光学部１６０Ｒも同様に、
赤色Ｓ偏光を円偏光に変換する１／４波長板１７１ＳＬ
Ｒと、図２〜図８に示す素子構成を有し、左眼用Ｒ画像
信号Ｉ_LRを取り込んで前記赤色の円偏光を変調する赤色
用空間光変調素子１７２ＳＬＲとを備えている。

【０１１８】上述した各空間光変調素子は、図２〜図８
に示したものと同一構成のものが採用されているが、そ
れぞれ青色光、緑色光および赤色光の各波長範囲で最適
な変調特性となるように、液晶７１と、透明樹脂７２と
の配合比や液晶・樹脂複合体７３の厚さなどが調整され
て、波長依存性を持っている光変調層２８の液晶・樹脂
複合体７３の透過率や消光比などの電気光学特性が最適
化されている。

【０１１９】上記構成の投射型立体画像表示システム１
５０において、光源部１５６から出射された赤外光およ
び紫外光を含まない可視光は光路分離・合成部１５７の
偏光ビームスプリッタ１６５によってＰ偏光とＳ偏光と
に分離され、Ｐ偏光はＰ偏光変調光学部１５９へ、Ｓ偏
光はＳ偏光変調光学部１６０へ入射される。Ｐ偏光変調
光学部１５９に入射されたＰ偏光は、青色用ダイクロイ
ックミラー１７０ＰＢ、および緑色用ダイクロイックミ
ラー１７０ＰＧによって青色の光、緑色の光、赤色の光
に分離されて青色Ｐ偏光変調光学部１５９Ｂと、緑色Ｐ
偏光変調光学部１５９Ｇと、赤色Ｐ偏光変調光学部１５
９Ｒとに各々導かれる。一方、Ｓ偏光変調光学部１６０
に入射されたＳ偏光は、青色用ダイクロイックミラー１
７０ＳＢ、および緑色用ダイクロイックミラー１７０Ｓ
Ｇによって青色の光、緑色の光、赤色の光に分離されて
青色Ｓ偏光変調光学部１６０Ｂと、緑色Ｓ偏光変調光学
部１６０Ｇと、赤色Ｓ偏光変調光学部１６０Ｒとに各々
導かれる。

【０１２０】Ｐ偏光変調光学部１５９の青色Ｐ偏光変調
光学部１５９Ｂと、緑色Ｐ偏光変調光学部１５９Ｇと、
赤色Ｐ偏光変調光学部１５９Ｒでは、それぞれの１／４
波長板１７１ＰＲＢ、１７１ＰＲＧ、１７１ＰＲＲによ
って、入射された青色Ｐ偏光、緑色Ｐ偏光、赤色Ｐ偏光
が円偏光に変換された後、それぞれの空間光変調素子１
７２ＰＲＢ、１７２ＰＲＧ、１７２ＰＲＲにおいて、右
眼用Ｂ画像信号Ｉ_RB、右眼用Ｇ画像信号Ｉ_RGおよび右眼
用Ｒ画像信号Ｉ_RRにより変調される。同様に、Ｓ偏光変
調光学部１６０の青色Ｓ偏光変調光学部１６０Ｂと、緑
色Ｓ偏光変調光学部１６０Ｇと、赤色Ｓ偏光変調光学部
１６０Ｒでは、それぞれの１／４波長板１７１ＳＬＢ、
１７１ＳＬＧ、１７１ＳＬＲによって、入射された青色
Ｓ偏光、緑色Ｓ偏光、赤色Ｓ偏光が円偏光に変換された
後、それぞれの空間光変調素子１７２ＳＬＢ、１７２Ｓ
ＬＧ、１７２ＳＬＲにおいて、左眼用Ｂ画像信号Ｉ_LB、
左眼用Ｇ画像信号Ｉ_LGおよび左眼用Ｒ画像信号Ｉ_LRによ
り変調される。

【０１２１】赤色Ｐ偏光変調光学部１５９Ｒ、緑色Ｐ偏
光変調光学部１５９Ｇおよび青色Ｐ偏光変調光学部１５
９Ｂから出射される光はＳ偏光変調光（右眼用ＲＧＢ画
像の光）となり、また、赤色Ｓ偏光変調光学部１６０
Ｒ、緑色Ｓ偏光変調光学部１６０Ｇおよび青色Ｓ偏光変
調光学部１６０Ｂから出射される光はＰ偏光変調光（左
眼用ＲＧＢ画像の光）となり、偏光ビームスプリッタ１
６５によって１つの右眼・左眼用ＲＧＢ画像に合成され
た後、投射光学部１５８を介してスクリーン１５１上に
投射される。

【０１２２】スクリーン１５１では、投射された右眼・
左眼用ＲＧＢ画像中の右眼用ＲＧＢ画像（Ｓ偏光状態の
画像）と、この右眼用ＲＧＢ画像の偏光方向と直交する
偏光方向を持つ左眼用ＲＧＢ画像（Ｐ偏光状態の画像）
とを偏波方向を保持しながら反射して、偏光眼鏡１５２
の右眼用偏光板１５４、左眼用偏光板１５５に導く。こ
れによって、観察者は、フルカラー、マルチカラーおよ
び白黒表示の鮮明な立体画像を見ることができるのであ
る。

【０１２３】＜第３の実施の形態＞図２０は、本発明に
係る眼鏡付き・電気書込み・光散乱方式の投射型立体画
像表示システムの他の実施の形態を示している。なお、
図１９と同一構成部分には同一符号を付してその説明を
省略する。

【０１２４】図２０に示す投射型立体画像表示システム
は、図１９に示すＰ偏光変調光学部１５９を構成する青
色用ダイクロイックミラー１７０ＰＢ、および緑色用青
色用ダイクロイックミラー１７０ＰＧの代わりに、ダイ
クロイックプリズム１７０ＰＰを、また、Ｓ偏光変調光
学部１６０を構成する青色用ダイクロイックミラー１７
０ＳＢ、および緑色用ダイクロイックミラー１７０ＳＧ
の代わりにダイクロイックプリズム１７０ＳＰをそれぞ
れ用いたことを特徴としている。

【０１２５】この場合、ダイクロイックプリズム１７０
ＰＰは、青色用ダイクロイックミラー１７０ＰＢと緑色
用ダイクロイックミラー１７０ＰＧとを合わせた特性を
有する。また、ダイクロイックプリズム１７０ＳＰも同
様に、青色用ダイクロイックミラー１７０ＳＢと緑色用
ダイクロイックミラー１７０ＳＧとを合わせた特性を有
する。

【０１２６】この図２０に示す実施の形態は、各ダイク
ロイックミラー１７０ＰＢ、１７０ＰＧおよび１７０Ｓ
Ｂ、１７０ＳＧがダイクロイックプリズム１７０ＰＰお
よび１７０ＳＰに代わっている点を除いては図１９に示
した実施の形態と全く同じ構成である。ただし、レンズ
１６６と、青色Ｐ偏光変調光学部１５９Ｂ、緑色Ｐ偏光
変調光学部１５９Ｇ、赤色Ｐ偏光変調光学部１５９Ｒ、
青色Ｓ偏光変調光学部１６０Ｂ、緑色Ｓ偏光変調光学部
１６０Ｇ、赤色Ｓ偏光変調光学部１６０Ｒまでの各距離
が同一になるように、Ｌ字型の各ダイクロイックプリズ
ム１７０ＰＰ、１７０ＳＰの形状が定められている。

【０１２７】ここで、ダイクロイックプリズム１７０Ｐ
Ｐおよび１７０ＳＰは、白色光から先ず青色光を反射し
てそれ以外の可視光を透過し、次に緑色光を反射して赤
色光を透過する特性を持つが、先ず青色光を反射してそ
れ以外の可視光を透過し、次に赤色光を反射して緑色光
を透過する特性を持つように設計することもできる。ま
た、白色光から先ず赤色光を反射してそれ以外の可視光
を透過し、次に緑色光を反射して青色光を透過する特性
や、先ず赤色光を反射してそれ以外の可視光を透過し、
次に青色光を反射して緑色光を透過するように設計する
こともできる。もちろんこのとき、ダイクロイックプリ
ズムの特性に応じて、三原色の変調光学系の配置は変更
されなければならない。

【０１２８】＜第４の実施の形態＞図２１は、本発明に
係る眼鏡付き・電気書込み・光散乱方式の投射型立体画
像表示システムの他の実施の形態を示している。なお、
図１９と同一構成部分には同一符号を付してその説明は
省略する。

【０１２９】図２１に示す投射型立体画像表示システム
は、図１９に示した偏光変調光学部１５９の青色用ダイ
クロイックミラー１７０ＰＢおよび緑色用ダイクロイッ
クミラー１７０ＰＧの代わりに、直方体状のダイクロイ
ックプリズム１７０ＰＰＰを、また、Ｓ偏光変調光学部
１６０の青色用ダイクロイックミラー１７０ＳＢおよび
緑色用ダイクロイックミラー１７０ＳＧの代わりにダイ
クロイックプリズム１７０ＰＰＰと同じ光学特性を有す
る直方体状のダイクロイックプリズム１７０ＳＰＰをそ
れぞれ用いたことを特徴としている。

【０１３０】この図２１に示す実施の形態は、各ダイク
ロイックミラー１７０ＰＢ、１７０ＰＧおよび１７０Ｓ
Ｂ、１７０ＳＧがダイクロイックプリズム１７０ＰＰＰ
および１７０ＳＰＰに代わっている点を除いては図１９
に示した実施の形態と全く同じ構成である。ただし、レ
ンズ１６６と、青色Ｐ偏光変調光学部１５９Ｂ、緑色Ｐ
偏光変調光学部１５９Ｇ、赤色Ｐ偏光変調光学部１５９
Ｒ、青色Ｓ偏光変調光学部１６０Ｂ、緑色Ｓ偏光変調光
学部１６０Ｇ、赤色Ｓ偏光変調光学部１６０Ｒまでの各
距離が同一になるように、ダイクロイックプリズム１７
０ＰＰＰおよび１７０ＳＰＰの形状が、立方体あるいは
正方形の断面を持つ直方体で構成されている。また、図
２１に示すダイクロイックプリズム１７０ＰＰＰおよび
１７０ＳＰＰは、図中のＡＣ面で青色光を反射すると共
に、それ以外の可視光を透過し、ＢＤ面で緑色光を反射
し、それ以外の光を透過する機能を持っている。もちろ
ん、ＡＣ面で赤色光を反射すると共に、それ以外の可視
光を透過し、ＢＤ面で緑色光を反射しそれ以外の光を透
過させることもできる。このようにＡＣ面およびＢＤ面
の波長選択特性を変えれば、種々の組合せの光学配置を
構成することができる。ただし、このとき３原色のＰ偏
光変調光学部１５９およびＳ偏光変調光学部１６０もＡ
Ｃ面およびＢＤ面の波長選択特性に応じて配置を変更す
る必要がある。

【０１３１】また、図２０に示したダイクロイックプリ
ズム１７０ＰＰおよび１７０ＳＰと、偏光ビームスプリ
ッタ１６５を屈折率整合用液体を介して密着し、ダイク
ロイックプリズムや偏光ビームスプリッタにおけるフレ
ネル反射を軽減することも可能である。同様にして、図
２１のダイクロイックプリズム１７０ＰＰＰおよび１７
０ＳＰＰと偏光ビームスプリッタ１６５を屈折率整合用
液体を介して密着し、ダイクロイックプリズムや偏光ビ
ームスプリッタにおけるフレネル反射を軽減することも
可能である。

【０１３２】一例を図２２に示す。なお、この図２２に
おいても図１９と同一構成部分には同一符号を付してそ
の説明を省略する。

【０１３３】図２２に示す構成は、図２０に示すＬ字型
のダイクロイックプリズム１７０ＰＰおよび１７０ＳＰ
とＬ字形の偏光ビームスプリッタ１８０を屈折率整合用
液体１８１を介して密着したものである。ここで、レン
ズ１６６と、青色Ｐ偏光変調光学部１５９ＰＢ、緑色Ｐ
偏光変調光学部１５９ＰＧ、赤色Ｐ偏光変調光学部１５
９ＰＲ、青色Ｓ偏光変調光学部１６０Ｂ、緑色Ｓ偏光変
調光学部１６０Ｇ、赤色Ｓ偏光変調光学部１６０Ｒまで
の各距離が同一になるように、Ｌ字型の各ダイクロイッ
クプリズム１７０ＰＰ、１７０ＳＰおよびＬ字形の偏光
ビームスプリッタ１８０の形状が定められている。

【０１３４】＜第５の実施の形態＞図２３は、本発明に
係る眼鏡付き・電気書込み・光散乱方式の投射型立体画
像表示システムの他の実施の形態を示している。なお、
図１９と同一構成部分には同一符号を付してその説明を
省略する。

【０１３５】図２３は、白色光を発光する光源１６１
と、赤外光を遮断する赤外光カットフィルタ１６２およ
び紫外光を遮断する紫外光カットフィルタ１６３と、光
源１６１からの光を平行光に変換するレンズ１６４と、
白色光を３原色光に分離する色分解光学部１９１と、青
色光をＰ偏光とＳ偏光に分離する青色用偏光ビームスプ
リッタ１９３Ｂと、分離された青色のＰ偏光を変調する
青色Ｐ偏光変調光学部１５９Ｂと、分離された青色のＳ
偏光を変調する青色Ｓ偏光変調光学部１６０Ｂとを備え
ている。また、色分解光学部１９１で分離された緑色光
をＰ偏光とＳ偏光に分離する緑色用偏光ビームスプリッ
タ１９３Ｇと、分離された緑色のＰ偏光を変調する緑色
Ｐ偏光変調光学部１５９Ｇと、分離された緑色のＳ偏光
を変調する緑色Ｓ偏光変調光学部１６０Ｇとを備えてい
る。また、色分解光学部１９１で分離された赤色光をＰ
偏光とＳ偏光に分離する赤色用偏光ビームスプリッタ１
９３Ｒと、分離された赤色のＰ偏光を変調する赤色Ｐ偏
光変調光学部１５９Ｒと、分離された赤色のＳ偏光を変
調する赤色Ｓ偏光変調光学部１６０Ｒとを備えている。
さらに、青色用偏光ビームスプリッタ１９３Ｂ、緑色用
偏光ビームスプリッタ１９３Ｇ、および赤色用偏光ビー
ムスプリッタ１９３Ｒを介してそれぞれ出射された変調
後の３原色光を合成する色合成光学部１９２と、合成さ
れた３原色光をアパーチャ１６８を通して入射光と反射
光の偏光状態が変わらない反射型スクリーン１５１に投
射するレンズ１６６および１６９と、互いに直交する直
線偏光だけを透過する偏光眼鏡１５２とを備えて構成さ
れている。

【０１３６】この場合、色分解光学部１９１は、青色光
を反射しそれ以外の可視光を透過する特性をもつダイク
ロイックミラー１９１Ｂと、緑色光を反射し赤色光を透
過する特性をもつダイクロイックミラー１９１Ｇとで構
成されている。また、色合成光学部１９２は、青色光を
反射しそれ以外の可視光を透過する特性をもつダイクロ
イックミラー１９２Ｂと、緑色光を反射し赤色光を透過
する特性をもつダイクロイックミラー１９２Ｇとで構成
されている。なお、ダイクロイックミラー１９１Ｂおよ
び１９２Ｂに赤色光を反射してそれ以外の可視光を透過
する特性を与えることも可能である。また、ダイクロイ
ックミラー１９１Ｇおよび１９２Ｇに青色光を反射して
緑色光を透過する特性や、緑色光を反射して青色光を透
過する特性を与えることも可能である。

【０１３７】この実施の形態では、Ｐ偏光を変調する青
色Ｐ偏光変調光学部１５９Ｂ、緑色Ｐ偏光変調光学部１
５９Ｇおよび赤色Ｐ偏光変調光学部１５９ＲおよびＳ偏
光を変調する青色Ｓ偏光変調光学部１６０Ｂ、緑色Ｓ偏
光変調光学部１６０Ｇおよび赤色Ｓ偏光変調光学部１６
０Ｒは、図１９および図２０に示したＰ偏光およびＳ偏
光の青色変調光学部、緑色変調光学部および赤色変調光
学部と同一であり、Ｐ偏光を変調する青色、緑色および
赤色変調光学系に所属する空間光変調素子には、右眼用
画像信号（もしくは左眼用画像信号）が導かれ、かつＳ
偏光を変調する青色、緑色および赤色変調光学系に所属
する空間光変調素子には、左眼用画像信号（もしくは右
眼用画像信号）がそれぞれ導かれる。

【０１３８】上記構成において、青色用ダイクロイック
ミラー１９１Ｂおよび緑色用ダイクロイックミラー１９
１Ｇによって光源部１５６から出射される白色光が青色
光、緑色光、赤色光に分離され後、青色用偏光ビームス
プリッタ１９３Ｂ、緑色用偏光ビームスプリッタ１９３
Ｇおよび赤色用偏光ビームスプリッタ１９３Ｒによって
前記青色光、緑色光、赤色光が各々、Ｐ偏光とＳ偏光と
に分離される。これによって、青色のＰ偏光、青色のＳ
偏光と、緑色のＰ偏光、緑色のＳ偏光と、赤色のＰ偏
光、赤色のＳ偏光とが生成され、これらが青色Ｐ偏光変
調光学部１５９Ｂ、青色Ｓ偏光変調光学部１６０Ｂと、
緑色Ｐ偏光変調光学部１５９Ｇ、緑色Ｓ偏光変調光学部
１６０Ｇと、赤色Ｐ偏光変調光学部１５９Ｒ、赤色Ｓ偏
光変調光学部１６０Ｒとに各々入射される。

【０１３９】また、この動作と並行して、青色用偏光ビ
ームスプリッタ１９３Ｂでは、青色Ｐ偏光変調光学部１
５９Ｂから出射される右眼用Ｂ画像と、青色Ｓ偏光変調
光学部１６０Ｂから出射される左眼用Ｂ画像とが合成さ
れて右眼用・左眼用Ｂ画像が作成され、緑色用偏光ビー
ムスプリッタ１９３Ｇでは、緑色Ｐ偏光変調光学部１５
９Ｇから出射される右眼用Ｇ画像と、緑色Ｓ偏光変調光
学部１６０Ｇから出射される左眼用Ｇ画像とが合成され
て右眼用・左眼用Ｇ画像が作成され、赤色用偏光ビーム
スプリッタ１９３Ｒでは、赤色Ｐ偏光変調光学部１５９
Ｒから出射される右眼用Ｒ画像と、赤色Ｓ偏光変調光学
部１６０Ｒから出射される左眼用Ｒ画像とが合成されて
右眼用・左眼用Ｒ画像が作成される。そして、色合成光
学部１９２を構成する緑色用ダイクロイックミラー１９
２Ｇおよび青色用ダイクロイックミラー１９２Ｂによっ
て、前記右眼用・左眼用Ｂ画像と、右眼用・左眼用Ｇ画
像と、右眼用・左眼用Ｒ画像とが合成されて右眼用・左
眼用ＲＧＢ画像が作成され、この右眼用・左眼用ＲＧＢ
画像が投射光学部１５８に入射されるのである。

【０１４０】図２３に示す本発明に係る眼鏡付き・電気
書込み・光散乱方式の投射型立体画像表示システムは、
同一平面内に全ての光学部品が配置された構成である
が、これを図２４、図２５、図２６および図２７に示す
ように立体的に配置することもできる。ここで、図２
４、図２５、図２６および図２７に付けられた番号と図
２３の番号と一致するものは、同一の光学部品である。
また、図２４はＸ、Ｙ、Ｚ直交座標のＸ、Ｙ平面の配置
を、図２５は図２４の青色変調光学系１９４Ｂ（一点鎖
線で囲まれた領域）のＹ、Ｚ平面の配置を、図２６は図
２４の緑色変調光学系１９４Ｇ（一点鎖線で囲まれた領
域）のＹ、Ｚ平面の配置を、および図２７は図２４の青
色変調光学系１９４Ｒ（一点鎖線で囲まれた領域）の
Ｙ、Ｚ平面の配置をそれぞれ示している。

【０１４１】この変形例は、図２４に示す如く、青色変
調光学系１９４Ｂと、緑色変調光学系１９４Ｇと、赤色
変調光学系１９４Ｒとを備えており、光源部１５６から
出射される白色光を青色光、緑色光、赤色光に分離する
とともに、これら青色光〜赤色光を各々、Ｐ偏光、Ｓ偏
光に分離して、青色Ｐ偏光変調光学部１５９Ｂ、青色Ｓ
偏光変調光学部１６０Ｂと、緑色Ｐ偏光変調光学部１５
９Ｇ、緑色Ｓ偏光変調光学部１６０Ｇと、赤色Ｐ偏光変
調光学部１５９Ｒ、赤色Ｓ偏光変調光学部１６０Ｒとに
各々入射させながら、これら青色Ｐ偏光変調光学部１５
９Ｂ〜赤色Ｓ偏光変調光学部１６０Ｒから出射される右
眼用Ｂ画像〜左眼用Ｒ画像を各々合成して右眼用・左眼
用Ｂ画像、右眼用・左眼用Ｇ画像、右眼用・左眼用Ｒ画
像を作成した後、これら右眼用・左眼用Ｂ画像〜右眼用
・左眼用Ｒ画像を合成して、右眼用・左眼用ＲＧＢ画像
を作成し、これを投射光学部を構成するレンズ１６６、
アパーチャ１６８、レンズ１６９を介してスクリーン１
５１に拡大・投射する。

【０１４２】青色変調光学系１９４Ｂは、図２５に示す
如く光源部１５６から出射される白色光中に含まれてい
る青色光をＹ軸のプラス方向（例えば、右方向）に反射
し、それ以外の光を透過させる青色用ダイクロイックミ
ラー１９５Ｂと、この青色用ダイクロイックミラー１９
５Ｂから出射される青色光をＺ軸のマイナス方向（例え
ば、下方方向）に反射する青色用ミラー１９６Ｂと、こ
の青色用ミラー１９６Ｂによって反射された青色光をＰ
偏光とＳ偏光とに分離して、青色Ｐ偏光変調光学部１５
９Ｂ、青色Ｓ偏光変調光学部１６０Ｂとに各々入射させ
るとともに、これら青色Ｐ偏光変調光学部１５９Ｂから
出射される右眼用Ｂ画像の光と、青色Ｓ偏光変調光学部
１６０Ｂから出射される左眼用Ｂ画像の光とを合成し
て、右眼・左眼用Ｂ画像の光をＹ軸のプラス方向（例え
ば、右方向）出射する青色用偏光ビームスプリッタ１９
７Ｂと、この青色用偏光ビームスプリッタ１９７Ｂから
出射される右眼・左眼用Ｂ画像の光をＸ軸のマイナス方
向（例えば、紙面の表から裏方向）に反射する青色用ダ
イクロイックミラー１９８Ｂとを備え、この青色用ダイ
クロイックミラー１９８Ｂで反射された右眼・左眼用Ｂ
画像の光は、緑色変調光学系１９６Ｇの後述する緑色ダ
イクロイックミラー１９８Ｇに導かれる。

【０１４３】緑色変調光学系１９６Ｇは、図２６に示す
如く青色変調光学系１９６Ｂの青色用ダイクロイックミ
ラー１９５Ｂを透過した光中に含まれている緑色光をＹ
軸のプラス方向（例えば、右方向）に反射し、それ以外
の光を透過させる緑色用ダイクロイックミラー１９５Ｇ
と、この緑色用ダイクロイックミラー１９５Ｇから出射
される緑色光をＺ軸のマイナス方向（例えば、下方方
向）に反射する緑色用ミラー１９６Ｇと、この緑色用ミ
ラー１９６Ｇによって反射された緑色光をＰ偏光とＳ偏
光とに分離して、緑色Ｐ偏光変調光学部１５９Ｇ、緑色
Ｓ偏光変調光学部１６０Ｇとに各々入射させるととも
に、これら緑色Ｐ偏光変調光学部１５９Ｇから出射され
る右眼用Ｇ画像の光と、緑色Ｓ偏光変調光学部１６０Ｇ
から出射される左眼用Ｇ画像の光とを合成して、右眼・
左眼用Ｇ画像の光をＹ軸のプラス方向（例えば、右方
向）出射する緑色用偏光ビームスプリッタ１９７Ｇと、
この緑色用偏光ビームスプリッタ１９７Ｇから出射され
る右眼・左眼用Ｇ画像の光をＹ軸のプラス方向（例え
ば、前方方向）に反射するとともに、青色変調光学系１
９６Ｂの青色用ダイクロイックミラー１９８Ｂから出射
された右眼・左眼用Ｂ画像の光を透過させて、Ｘ軸のマ
イナス方向（例えば、紙面の表から裏方向）に出射する
緑色用ダイクロイックミラー１９８Ｇとを備え、緑色用
ダイクロイックミラー１９８Ｇで反射された右眼・左眼
用Ｇ画像の光、およびこの緑色用ダイクロイックミラー
１９８Ｇを透過された右眼・左眼用Ｂ画像の光は、赤色
変調光学系１９６Ｒの後述する赤色ダイクロイックミラ
ー１９８Ｒに導かれる。

【０１４４】赤色変調光学系１９６Ｒは、図２７に示す
如く緑色変調光学系１９６Ｇの緑色用ダイクロイックミ
ラー１９５Ｇを透過した光中に含まれている赤色光をＹ
軸のプラス方向（例えば、右方向）に反射し、それ以外
の光を透過させる赤色用ダイクロイックミラー１９５Ｒ
と、この赤色用ダイクロイックミラー１９５Ｒから出射
される赤色光をＺ軸のマイナス方向（例えば、下方方
向）に反射する赤色用ミラー１９６Ｒと、この赤色用ミ
ラー１９６Ｒによって反射された赤色光をＰ偏光とＳ偏
光とに分離して、赤色Ｐ偏光変調光学部１５９Ｒ、赤色
Ｓ偏光変調光学部１６０Ｒとに各々入射させるととも
に、これら赤色Ｐ偏光変調光学部１５９Ｒから出射され
る右眼用Ｒ画像の光と、赤色Ｓ偏光変調光学部１６０Ｒ
から出射される左眼用Ｒ画像の光とを合成して、右眼・
左眼用Ｒ画像の光をＹ軸のプラス方向（例えば、右方
向）出射する赤色用偏光ビームスプリッタ１９７Ｒと、
この赤色用偏光ビームスプリッタ１９７Ｒから出射され
る右眼・左眼用Ｒ画像の光をＸ軸のマイナス方向（例え
ば、紙面の表から裏方向）に反射するとともに、緑色変
調光学系１９４Ｇの緑色用ダイクロイックミラー１９８
Ｇから出射された右眼・左眼用ＧＢ画像の光を透過させ
て、Ｘ軸のマイナス方向（例えば、紙面の表から裏方
向）に出射する赤色用ダイクロイックミラー１９８Ｒと
を備えている。そして、赤色用ダイクロイックミラー１
９８Ｒで反射された右眼・左眼用Ｒ画像の光は、この赤
色用ダイクロイックミラー１９８Ｒを透過された右眼・
左眼用Ｂ画像の光、および右眼・左眼用Ｇ画像の光とと
もに前記投射光学部のレンズ１６６、アパーチャ１６
８、レンズ１６９を介してスクリーン１５１に拡大・投
射される。

【０１４５】なお、図１９、図２０、図２１、図２２、
図２３および図２４に示す投射型立体画像表示システム
のＰ偏光を制御する青色、緑色および赤色偏光変調光学
部１５９Ｂ、１５９Ｇ、１５９ＲおよびＳ偏光を制御す
る青色、緑色および赤色偏光変調光学部１６０Ｂ、１６
０Ｇ、１６０Ｒに所属する空間光変調素子と１／４波長
板の代わりに、図１２に示した空間光変調素子８０を用
いるようにすれば、各偏光変調光学部の構成を簡単にす
ることもできる。

【０１４６】また、図１３に示したように、図１９、図
２０、図２１、図２２、図２３および図２４の空間光変
調素子に１／４波長フィルム９１を密着し、同フィルム
表面に反射防止膜９２を積層して１／４波長板を省略
し、図１９、図２０、図２１、図２２、図２３および図
２４のＰ偏光変調光学系およびＳ偏光変調光学系の構成
を簡略化することもできる。もちろん、反射防止膜９２
を省略することも可能である。

【０１４７】また、図１４に示したように、図１９、図
２０、図２、図２２、図２３および図２４の空間光変調
素子に１／４波長板を密着し、同１／４波長板表面に反
射防止膜８２を積層して、図１９、図２０、図２１、図
２２、図２３および図２４のＰ偏光変調光学部およびＳ
偏光変調光学部の構成を簡略化することもできる。もち
ろん、反射防止膜８２を省略することも可能である。

【０１４８】また、図１５、図１６および図１７に示し
たように、図１９、図２０、図２１、図２２、図２３お
よび図２４の空間光変調素子、１／４波長板あるいは１
／４波長フィルムおよび偏光ビームスプリッタ１６を屈
折率整合用液体１１１あるいは１２１を介して密着し、
図１９、図２０、図２１、図２２、図２３および図２４
のＰ偏光変調光学系およびＳ偏光変調光学系の構成を小
型化することもできる。

【０１４９】以上に述べた種々の構成において、各偏光
ビームスプリッタ１６、１６５、１９３Ｂ〜１９３Ｒ、
１９７Ｂ〜１９７Ｒと、各１／４波長板２１、１７１Ｐ
ＲＢ〜１７１ＳＬＲの空気に触れる面には、反射防止膜
が施されている。

【０１５０】これまでに述べた図１９、図２０、図２
１、図２２、図２３および図２４に示す本発明に係る眼
鏡付き・電気書込み・光散乱方式の投射型立体画像表示
システムの実施の形態では、光源１６１からの白色光の
Ｐ偏光をＰ偏光変調光学部１５９で、またＰ偏光と同じ
波長帯域を持つＳ偏光をＳ偏光変調光学部１６０でそれ
ぞれ変調して、偏光ビームスプリッタ１６５で合成して
投射光学部１５８を通して反射型スクリーン１５１に拡
大・投射するため、フルカラー、マルチカラーおよび白
黒表示の立体画像を表示することができる。

【０１５１】また、上述した本発明に係る眼鏡付き・電
気書込み・光散乱方式の投射型立体画像表示システムの
実施の形態では、図１、図１９、図２０、図２１、図２
２、図２３および図２４に示すように、Ｐ偏光とＳ偏光
を拡大・投射する方式について記述した。この方式のほ
か、偏光ビームスプリッタと反射型スクリーンの間に１
／４波長板を設置し、該波長板を通してＰ偏光およびＳ
偏光を回転方向の異なる円偏光に変換する機能をもつ眼
鏡付き・電気書込み・光散乱方式の投射型立体画像表示
システムを構成することも可能である。

【０１５２】一つの実施の形態を図２８に示す。図２８
では、図２３の偏光ビームスプリッタ１９３Ｂ、１９３
Ｇ、１９３Ｒと反射型スクリーン１５１の間に、新たに
１／４波長板２００Ｂ、２００Ｇ、２００Ｒを加える構
成を採用している。ただし、同図に示すように、偏光眼
鏡２０１には偏光板２０３、２０５の前に１／４波長板
（あるいは１／４波長フィルム）２０２、２０４を設け
る必要がある。

【０１５３】この他に、図示しないが、図１９、図２
０、図２１、図２２、および図２４の偏光ビームスプリ
ッタと反射型スクリーンの間に１／４波長板を設置し、
該波長板を通してＰ偏光およびＳ偏光を回転方向の異な
る円偏光に変換する投射型立体画像表示システムを構成
し、図２８と同様の機能を付加することができる。

【０１５４】さらに図示しないが、図１、図１９、図２
０、図２１、図２２、図２３、図２４の構成に上記機能
を付加した投射型立体画像表示システムに、図１８、図
１２〜図１７の構成を組み込み、本発明に係る眼鏡付き
・電気書込み・光散乱方式の投射型立体画像表示システ
ムを簡略化できることは言うまでもない。

【０１５５】これまで述べた本発明に係る眼鏡付き・電
気書込み・光散乱方式の投射型立体画像表示システムの
実施の形態では、図１、図１９、図２０、図２１、図２
２、図２３、図２４および図２８に示すように、Ｐ偏光
とＳ偏光の画像を、あるいは右円偏光と左円偏光の画像
を反射型スクリーンに拡大・投射する方式について記述
した。これらの方式のほか、投射レンズ１６９と反射型
スクリーン１５１の間にミラーを設置し、かつ、反射型
スクリーン１５１の代わりに、入射光の偏光状態を保存
し、かつ高い透過率をもつ透過型スクリーンを設け、該
スクリーンを透過した光画像を互いに直交する直線偏光
だけを透過する偏光眼鏡、あるいは回転方向の異なる円
偏光だけを透過する偏光眼鏡を通して立体画像を見る眼
鏡付き・電気書込み・光散乱方式の投射型立体画像表示
システムを構成することも可能である。

【０１５６】一つの実施の形態を図２９に示す。図２９
では、投射光学部９を構成するレンズ２０の前方に２枚
のミラー２１０および２１１を設けた投射光学部９を構
成すると共に、ミラー２１０、２１１を介して導かれた
右眼・左眼用画像を透過表示する透過スクリーン２１２
を設けるようにしたものである。偏光眼鏡３を掛けた観
察者は、この透過スクリーン２１２の背後からモノクロ
立体画像を見ることができる。

【０１５７】図１ばかりでなく、図１９、図２０、図２
１、図２２、図２３、図２４および図２８の投射レンズ
１６９と反射型スクリーン１５１の間にミラー２１０、
２１１を設置し、かつ、反射型スクリーン１５１の代わ
りに、入射光の偏光状態を保存する透過型スクリーン２
１２を設け、該スクリーン２１２を透過した光画像を互
いに直交する直線偏光だけを透過する偏光眼鏡、あるい
は回転方向の異なる円偏光だけを透過する偏光眼鏡を通
して立体画像を見る眼鏡付き・電気書込み・光散乱方式
の投射型立体画像表示システムを構成することも可能で
ある。

【０１５８】更に、図１に示した投射レンズ２０と反射
型スクリーン２の間に、また図１９、図２０、図２１、
図２２、図２３、図２４および図２８に示した投射レン
ズ１６９と反射型スクリーン１５１の間にそれぞれミラ
ーを設置し、かつ、反射型スクリーン２または１５１の
代わりに、入射光の偏光状態を保存する透過型スクリー
ンを設け、該スクリーンを透過した光画像を互いに直交
する直線偏光だけを透過する偏光眼鏡、あるいは回転方
向の異なる円偏光だけを透過する偏光眼鏡を通して立体
画像を見る眼鏡付き・電気書込み・光散乱方式の投射型
立体画像表示システムに対して、図１２〜図１７に示し
た各空間光変調素子、および図１８に示した偏光ビーム
スプリッタ１３０を適用することも勿論可能である。

【０１５９】＜空間光変調素子の変形例＞このほか図２
および図３の空間光変調素子の代わりに、カラーフィル
タをもつ空間光変調素子を用いてフルカラー画像を表示
する眼鏡付き・電気書込み・光散乱方式の投射型立体画
像表示システムを構成することもできる。この空間光変
調素子は、図２および図３に示す空間光変調素子を構成
する透明基板３０と透明電極２７との間に、図３０に示
すように２次元アレー状電極２６を構成する１個もしく
は複数個の小型電極に対応してＲ、Ｇ、Ｂ３原色のカラ
ーフィルタ２２０を配置する構成を有する。即ち、図３
０の空間光変調素子は、Ｒ、Ｇ、Ｂサブピクセルをまと
めて１つのピクセルとする単板式フルカラー表示素子で
ある。ただし、Ｒは赤色光以外の可視光を遮断するカラ
ーフィルタ、Ｇは緑色光以外の可視光を遮断するカラー
フィルタ、Ｂは青色光以外の可視光を遮断するカラーフ
ィルタである。Ｒ、Ｇ、Ｂカラーフィルタの配置は、図
３０に示す配置ばかりでなく、従来知られている単板式
液晶カラーディスプレイのカラーフィルタの配置を用い
ることができる。また、カラーフィルタ２２０と透明電
極２７を入れ替えて透明基板３０とカラーフィルタ２２
０の間に透明電極２７を挿入することもできる。さらに
図３〜図８に示す空間光変調素子を構成する透明基板３
０と透明電極２７との間にカラーフィルタ２２０を挿入
するか、あるいは、透明電極２７と液晶・樹脂複合体７
３との間にカラーフィルタ２２０を挿入して、図３０と
同じ単板式フルカラー表示素子を構成することができ
る。また、この単板式フルカラー表示素子を図１の空間
光変調素子２２Ｐおよび２２Ｓに用いれば、フルカラー
単板式の眼鏡付き・電気書込み・光散乱方式の投射型立
体画像表示システムを構成することができる。

【０１６０】《透過型空間光変調素子》これまで、液晶
・樹脂複合体に接して設けられている電極もしくは誘電
体多層膜ミラーにより、読出し光を反射させる空間光変
調素子（以後反射型空間光変調素子と呼ぶ）について述
べてきたが、前記電極を透明電極とし、かつ前記誘電体
多層膜ミラーを除去した空間光変調素子（以後透過型空
間光変調素子と呼ぶ）を用いても本発明に係る眼鏡付き
・電気書込み・光散乱方式の投射型立体画像表示システ
ムを構成することができる。

【０１６１】図３１は透過型空間光変調素子の基本構成
を示している。ここで、２３０は画素に対応する小型の
透明電極からなる２次元アレー状電極、２３１はその表
面に２次元アレー状電極２３０をもつ透明基板、３３は
画像情報を供給する画像信号供給線、３４は走査信号を
供給する走査信号供給線、２３２は小型透明電極に画像
情報に相当する電荷量を供給するスイッチであり、ＴＦ
Ｔ、ＭＩＭなど、反射型空間光変調素子に用いられてい
る素子で透明基板上に形成できる素子である。２８は光
変調層である液晶・樹脂複合体７３（図３１には図示せ
ず）、２７は全画素共通の透明電極、３０は透明基板で
ある。２３３は入射光である。また、図３１の透明基板
３０と透明電極２７との間に、あるいは透明電極２７と
液晶・樹脂複合体７３（光変調層２８）との間にカラー
フィルタ２２０を挿入し、フルカラー画像を表示するこ
ともできる。

【０１６２】図３２は、図３０の反射型空間光変調素子
と同様に、１個もしくは複数個の小型透明電極をＲ、
Ｇ、Ｂ画像の１サブピクセルに対応させ、これらをまと
めて１つの画素とする単板式フルカラーの透過型空間光
変調素子である。ここでＲ、Ｇ、Ｂカラーフィルタ２２
０は小型透明電極２３０と基板２３１の間に挿入されて
いる。他の構成は図３１と同様である。

【０１６３】《透過型空間光変調素子を用いた眼鏡付き
・電気書込み・光散乱方式の投射型立体画像表示システ
ム》図３３は、この透過型空間光変調素子を用いた本発
明に係る眼鏡付き・電気書込み・光散乱方式の投射型立
体画像表示システムを示している。

【０１６４】同図に示すように、光源１６１から発光さ
れた可視光は、赤外光を遮断する赤外光カットフィルタ
１６２、紫外光を遮断する紫外光カットフィルタ１６
３、および光源１６１からの光を平行光に変換するレン
ズ１６４を介して偏光ビームスプリッタ２４０に入射さ
れる。

【０１６５】偏光ビームスプリッタ２４０は、入射され
た平行光に含まれるＰ偏光を透過させてミラー２４１に
導く。ミラー２４１で反射されたＰ偏光はＰ偏光用の透
過型空間光変調素子２４２Ｐで右眼用画像信号Ｉ_R （も
しくは左眼用画像信号Ｉ_L ）によって変調される。一
方、偏光ビームスプリッタ２４０は、入射された平行光
に含まれるＳ偏光を反射してミラー２４４に導く。ミラ
ー２４４で反射されたＳ偏光はＳ偏光用の透過型空間光
変調素子２４２Ｓで左眼用画像信号Ｉ_L （もしくは右眼
用画像信号Ｉ_R ）によって変調される。

【０１６６】変調されたＰ偏光、Ｓ偏光は、それぞれ１
／４波長板２４３、２４５を経て偏光ビームスプリッタ
２４６に入射される。

【０１６７】偏光ビームスプリッタ２４６は、変調され
たＰ偏光とＳ偏光、すなわち右眼用画像と左眼用画像を
合成する。合成された光は、レンズ１６６を介してアパ
ーチャ１６８の開口部に集光され、さらにレンズ１６９
を通して偏光保存可能な反射型スクリーン１５１に拡大
・投射される。観察者は、互いに直交する直線偏光だけ
を透過する偏光眼鏡１５２によってモノクロ立体画像を
見る。なお、図３３を構成する一部あるいは全ての光学
部品の入出力面あるいは一部の入出力面に、反射防止膜
を施すことも可能である。

【０１６８】《非立体画像の表示》以上に述べた本発明
に係る眼鏡付き・電気書込み・光散乱方式の投射型立体
画像表示システムを用いて、立体画像だけでなく非立体
画像を表示することも可能である。一例として、フルカ
ラーの立体画像を投射表示する図１９に示した投射型立
体画像表示システムを用いて立体画像および非立体画像
を表示する方法を図３４をによって説明する。

【０１６９】すなわち図３４に示すように、信号切替装
置２５０を使用して、入力された右眼用画像信号Ｉ_R と
左眼用画像信号Ｉ_L とを、Ｐ偏光変調光学部１０とＳ偏
光変調光学部１１とに各々供給して、立体画像を表示す
る一方、右眼用画像信号Ｉ_Rのみを選択し、これをＰ偏
光変調光学部１０とＳ偏光変調光学部１１とに供給し
て、非立体画像を表示するようにしている。

【０１７０】この場合、信号切替装置２５０は、右眼用
画像信号Ｉ_R を取り込む右眼用入力端子２５１と、左眼
用画像信号Ｉ_L を取り込む左眼用入力端子２５２と、非
立体画像を表示するとき開状態、立体画像を表示すると
き閉状態にされて右眼用入力端子２５１に入力されてい
る右眼用画像信号Ｉ_R を通過させて、Ｐ偏光変調光学部
１０の右眼用画像入力端子２５３に供給する第１スイッ
チ２５５と、非立体画像を表示するとき開状態、立体画
像を表示するとき閉状態にされて左眼用入力端子２５２
に入力されている左眼用画像信号Ｉ_L を通過させて、Ｓ
偏光変調光学部１１の左眼用画像入力端子２５４に供給
する第２スイッチ２５６と、入力端子２５７ａに右眼用
画像信号Ｉ_R が入力されたとき、この右眼用画像信号Ｉ
_R を２つに分けて、第１、第２出力端子２５７ｂ、２５
７ｃから出力する映像分配器２５７と、立体画像を表示
するとき開状態、非立体画像を表示するとき閉状態にさ
れて、右眼用入力端子２５１に入力されている右眼用画
像信号Ｉ_R を通過させて、映像分配器２５７の入力端子
２５７ａに入力する第３スイッチ２５８と、立体画像を
表示するとき開状態、非立体画像を表示するとき閉状態
にされて、映像分配器２５７の第１出力端子２５７ｂか
ら出力される右眼用画像信号Ｉ_R を通過させて、Ｐ偏光
変調光学部１０の右眼用画像入力端子２５３に供給する
第４スイッチ２５９と、立体画像を表示するとき開状
態、非立体画像を表示するとき閉状態にされて、映像分
配器２５７の第２出力端子２５７ｃから出力される右眼
用画像信号Ｉ_R を通過させて、Ｓ偏光変調光学部１１の
左眼用画像入力端子２５４に供給する第５スイッチ２６
０とを備えている。

【０１７１】上記の構成において、立体画像を表示させ
るときには、第３、第４、第５スイッチ２５８、２５
９、２６０を開状態にするとともに、第１、第２スイッ
チ２５５、２５６を閉状態にして、右眼用入力端子２５
１、左眼用入力端子２５２に入力されている右眼用画像
信号Ｉ_R と左眼用画像信号Ｉ_L とを、Ｐ偏光変調光学部
１０の右眼用画像入力端子２５３とＳ偏光変調光学部１
１の左眼用画像入力端子２５４とに各々供給して立体画
像を表示させる。

【０１７２】また、非立体画像を表示させるときには、
第１、第２スイッチ２５５、２５６を開状態にするとと
もに、第３、第４、第５スイッチ２５８、２５９、２６
０を閉状態にして、右眼用入力端子２５１に入力されて
いる右眼用画像信号Ｉ_R を映像分配器２５７の入力端子
２５７ａに供給しながら、この映像分配器２５７の第１
出力端子２５７ｂから出力される右眼用画像信号Ｉ_R を
Ｐ偏光変調光学部１０の右眼用画像入力端子２５３に供
給し、さらに映像分配器２５７の第２出力端子２５７ｃ
から出力される右眼用画像信号Ｉ_R をＳ偏光変調光学部
１１の左眼用画像入力端子２５４に供給して非立体画像
を表示させる。

【０１７３】以上、図３４に示した信号切替装置２５０
を使用して図１、図２０〜図３３に示す本発明に係る眼
鏡付き・電気書込み・光散乱方式の投射型立体画像表示
システムにおいても、立体画像と非立体画像を表示する
ように構成することも勿論可能である。

【０１７４】＜投射型立体画像表示システムの動作＞ま
ず、本発明に係る投射型立体画像表示システムを構成す
る反射型空間光変調素子の動作を説明する。ここでは、
図２に示す空間光変調素子２２の構成要素である光変調
層２８として、この光変調層２８に十分大きな電圧を印
加した場合、液晶の常光屈折率と樹脂の屈折率とがほぼ
一致し、かつ正の誘電率異方性を持つ図９の構成の液晶
・樹脂複合体７３が使用されているものとする。

【０１７５】以上を前提にしてこの空間光変調素子２２
の基本動作を述べる。まず、光変調層２８である液晶・
樹脂複合体層７３に電圧が印加されていない場合、液晶
７１の分子は、樹脂７２の不規則な壁面に応じて、様々
な方向を向く。このとき液晶７１は、この液晶７１を囲
む樹脂７２の屈折率と異なる屈折率を持つ。従って、読
出し光３５は、液晶７１と樹脂７２の境界面や液晶内部
で屈折し、これを繰り返すことによって液晶・樹脂複合
体層７３中で散乱される。

【０１７６】次に、電圧が液晶・樹脂複合体７３を挾む
両電極７４、７５（図２の電極２６、２７に相当）に印
加されると、その大きさに応じて液晶・樹脂複合体層７
３に電圧が印加される。印加電圧が十分大きい場合、液
晶分子の長軸は電界の印加方向を向き、液晶・樹脂複合
体層７３にほぼ垂直に入射した読出し光３５は、液晶７
１の中で液晶７１の常光屈折率とほぼ同じ屈折率を感じ
る。この場合、液晶７１の常光屈折率と樹脂７２の屈折
率はほぼ同一であるため、読出し光３５は散乱せずに液
晶・樹脂複合体層７３中を直進し、２次元アレー状電極
２６で反射した後、再び液晶・樹脂複合体層７３中を直
進・透過する。

【０１７７】次に、この空間光変調素子２２を構成要素
とする本発明に係る投射型立体画像表示システムの動作
原理を詳細に説明する。

【０１７８】図１において、先ず、光源１２から出射し
た光は、赤外光カットフィルタ１３および紫外光カット
フィルタ１４により可視光だけが選別され、レンズ１５
を介して偏光ビームスプリッタ１６に入射される。偏光
ビームスプリッタ１６では、入射光をＰ偏光とこれに直
交するＳ偏光に分けて、それぞれＰ偏光変調光学部１０
およびＳ偏光変調光学部１１に送る。

【０１７９】Ｐ偏光変調光学部１０に入射したＰ偏光
は、１／４波長板２１Ｐで円偏光に変換された後、空間
光変調素子２２Ｐに入射する。ここで、空間光変調素子
２２Ｐに右眼用画像信号Ｉ_R （あるいは左眼用画像信号
Ｉ_L ）が加えられると、液晶・樹脂複合体層７３に電界
が印加され、前記円偏光が変調される。

【０１８０】ここで、十分大きな電界が印加されると、
液晶・樹脂複合体層７３に入射した円偏光は、散乱せず
に液晶・樹脂複合体層７３（光変調層２８と同一）を透
過し、２次元アレー状電極２６で反射されるか、もしく
は液晶・樹脂複合体層７３と２次元アレー状電極２６の
間に設けられた誘電体多層膜ミラー４９で反射されて、
液晶・樹脂複合体層７３を通り抜け、再び１／４波長板
２１Ｐを通過してＳ偏光に変換される。このＳ偏光は、
偏光ビームスプリッタ１６で反射された後、投射光学部
９を構成するレンズ１７、アパーチャ１９およびレンズ
２０を高い透過率で通過し、反射型スクリーン２で反射
して、偏光眼鏡３の右眼用偏光板５あるいは左眼用偏光
板６に導かれる。

【０１８１】一方、電界が印加されていない液晶・樹脂
複合体層７３に入射した円偏光は強く散乱され、２次元
アレー状電極２６で反射されるか、もしくは液晶・樹脂
複合体層７３（光変調層２８と同一）と２次元アレー状
電極２６の間に設けられた誘電体多層膜ミラー４９で反
射されて、液晶・樹脂複合体層７３でさらに散乱を受け
る。空間光変調素子２２Ｐを出射した光はランダムな偏
光状態になっているため、１／４波長板２１Ｐを通過し
てもランダムな偏光状態は変わらない。大部分の散乱光
は、アパーチャ１９で遮断されるため、偏光ビームスプ
リッタ１６、レンズ１７およびアパーチャ１９を通過し
てレンズ２０に到達する光はきわめて少ない。

【０１８２】以上に述べたようにＰ偏光は、Ｐ偏光変調
光学部１０でＳ偏光に変換され、偏光ビームスプリッタ
１６、レンズ１７、アパーチャ１９およびレンズ２０を
経由して偏光眼鏡の右眼（あるいは左眼）だけに右眼用
光画像（あるいは左眼用光画像）が送られる。その光画
像強度は、右眼用画像信号Ｉ_R （あるいは左眼用画像信
号Ｉ_R ）に応じて変化する。

【０１８３】同様に、Ｓ偏光は、Ｓ偏光変調光学部１１
でＰ偏光に変換され、１／４波長板２１Ｓ、偏光ビーム
スプリッタ１６、レンズ１７、アパーチャ１９およびレ
ンズ２０を経由して偏光眼鏡の左眼（あるいは右眼）だ
けに左眼用光画像（あるいは右眼用光画像）が送られ
る。その光画像強度は、左眼用画像信号Ｉ_L （あるいは
右眼用画像信号Ｉ_R ）に応じて変化する。

【０１８４】以上に述べたように、本発明に係る投射型
立体画像表示システムは入力画像信号Ｉ_R 、Ｉ_L に応じ
て、読出し光３５を散乱あるいは直進させる。従って、
図１に示すように空間光変調素子２２から出射した読出
し光を１／４波長板２１と偏光ビームスプリッタ１６を
通した後、レンズ１７とアパーチャ１９を組み合わせ
て、非散乱光をアパーチャ１９の開口部１８を通して通
過させ、散乱光をアパーチャ１９で遮断すれば、立体画
像を高いコントラスト比で表示することができる。

【０１８５】＜空間光変調素子２２の作成法＞投射型立
体画像表示システムは、空間光変調素子２２を除けばい
ずれも既存の光学素子および電子機器を用いて構成する
ことができる。従って、ここでは液晶・樹脂複合体７３
を用い、かつ図５、図６に示すａ−Ｓｉ膜からなるＴＦ
Ｔを用いた空間光変調素子２２の作成法について記述す
る。

【０１８６】前述したように空間光変調素子２２は、種
々の材料・素子から構成されるが、ここでは、光変調層
２８である液晶・樹脂複合体７３として表１に示すネマ
チック液晶と、表２に示す透明樹脂とを１：１の重量比
で混合した厚さ６μｍの複合膜を採用した。また、この
複合膜に信号を流すスイッチ３２として逆スタガー構造
のＴＦＴを採用した。また、誘電体多層膜ミラー４９と
してＳｉＯ₂ 薄膜とＴｉＯ₂ 薄膜を交互に９層重ねた厚
さ０．６９μｍの多層膜を採用した。さらに、透明電極
２７としてＩｎ₂ Ｏ₃ に５％のＳｎを添加した厚さ０．
０５μｍのＩＴＯ透明電極膜を、２次元アレー状電極２
６としてアルミニウム薄膜（Ａｌ薄膜）を、反射防止膜
２９としてＭｇＦ₂ 膜を、および反射防止膜３１として
ＣｅＦ₃膜、ＺｒＯ₂ 膜およびＭｇＦ₂ 膜を、それぞれ
採用した空間光変調素子２２を例として、その作成法を
詳細に述べる。

【０１８７】

【表１】

【表２】 まず、ガラス基板２５上にゲート電極金属Ｃｒをスパッ
タで形成し、フォトリソグラフィによりゲート電極パタ
ーン（図５、図６に示すゲート電極５０）を形成する。
次に、プラズマＣＶＤ法によりゲート絶縁膜５１のＳｉ
Ｎ_x 、チャンネル層５２のａ−Ｓｉおよびｎ⁺ ａ−Ｓｉ
膜５５を連続的に成膜する。さらにチャンネル保護層と
してＳｉＮ_x を成膜する。これらをパターン化し、ソー
ス電極５４およびドレイン電極５７を形成する。次に、
再びＳｉＮ_x でチャンネル保護層やソース電極５４およ
びドレイン電極５７を覆うように絶縁層を形成した後、
Ａｌ薄膜を蒸着して遮光層５８を形成する（図６の構成
の場合）。ここで、チャンネル保護層５３やソース電極
５４およびドレイン電極５７を覆うように形成された前
記ＳｉＮ_x 絶縁層には予めコンタクト窓を設けておく。
さらに、Ａｌ薄膜の遮光層５８やチャンネル保護層５３
やソース電極５４およびドレイン電極５７を覆うように
形成された前記ＳｉＮ_x 絶縁層上に再びＳｉＮ_x 絶縁層
を設ける。ここでもＳｉＮ_x 絶縁層にはコンタクト窓が
設けられている。さらに、Ａｌ薄膜電極（電極２６）を
最後に形成したＳｉＮ_x 絶縁層５６上に形成し、このＡ
ｌ薄膜電極（電極２６）と前記ドレイン電極５７とを前
記２つのＳｉＮ_x 絶縁層のコンタクト窓を通して接続す
る。さらに、このＡｌ薄膜電極（電極２６）は、入射光
を高い反射率で反射する必要があるため、その表面を鏡
面になるように研磨する。

【０１８８】次に、イオンビームアシスト（ＩＡＤ）法
を用いてＴｉＯ₂ 膜とＳｉＯ₂ 膜を交互に９層積層した
厚さ０．６９μｍの誘電体多層膜ミラー４９を前記Ａｌ
薄膜電極（電極２６）の上に形成する。この方法で得ら
れた誘電体多層膜ミラー４９は、波長５００〜５９０ｎ
ｍの光に対して、９７％以上の高反射率を有する。な
お、デバイスの構成を簡単にする場合には、この誘電体
多層膜ミラー４９を省略することもできる。

【０１８９】次に、表１に示すネマチック液晶と表２に
示す透明樹脂前駆体を１：１の重量比で混合し、直径６
μｍのスペーサー球を適当量加えた後、この混合液を前
記誘電体多層膜ミラー４９とガラス基板３０とで挾み、
これに波長３６５ｎｍ、光強度４０ｍＷ／ｃｍ² の紫外
線を照射して厚さ６μｍ、比抵抗２×１０¹⁰Ωｃｍの液
晶・樹脂複合体層７３（光変調層２８）を形成し、空間
光変調素子２２を構成する。

【０１９０】ただし、光変調層２８とガラス基板３０と
の間には、透明電極２７としてＩｎ₂ Ｏ₃ に５％のＳｎ
を添加した厚さ０．０５μｍのＩＴＯ層を、さらに反射
防止膜２９としてＭｇＦ₂ 膜を電子ビーム蒸着法により
形成する。また、ガラス基板３０の一方の表面には他の
反射防止膜３１であるＣｅＦ₃ 膜、ＺｒＯ₂ 膜およびＭ
ｇＦ₂ 膜を電子ビーム蒸着法により形成する。

【０１９１】ここで、前記誘電体多層膜ミラー４９を構
成するＳｉＯ₂ 膜とＴｉＯ₂ 膜との比抵抗は、前述の
（４）〜（６）式を満足するように、予め制御されてい
るため、空間光変調素子に印加される大部分の電圧は、
前記光変調層２８である液晶・樹脂複合体７３に印加さ
れる。

【０１９２】＜投射型立体画像表示システムの画像表示
特性＞試作した空間光変調素子を、図３５に示すような
光学系に設置してその画像表示特性を測定した。この光
学系では、読出し用光源であるキセノンランプ２７１
（３００Ｗ）から出射した読出し光２７２は、アパーチ
ャ２７３、レンズ２７４、赤外光カットフィルタ２７
５、紫外光カットフィルタ２７６および透過帯域５００
〜５９０ｎｍのバンドパスフィルタ２７７を通過して偏
光ビームスプリッタ２７８に入射する。

【０１９３】偏光ビームスプリッタ２７８は、緑色の読
出し光のＳ偏光だけを反射し、Ｓ偏光の緑色光を円偏光
に変換する１／４波長板２７９を通して空間光変調素子
３２２に送る。空間光変調素子３２２は、画像信号を受
けて円偏光状態の読出し光を変調する。この空間光変調
素子３２２の構成要素である誘電体多層膜ミラーで反射
された円偏光状態の非散乱光は１／４波長板２７９を通
ってＰ偏光に変換され、偏光ビームスプリッタ２７８を
透過して、レンズ２８０、アパーチャ２８１、レンズ２
８２を経由して、スクリーンに投射される読出し光２８
３として光検出器２８４に入射する。

【０１９４】以上に述べたように、図３５に示すシステ
ムは、画像信号Ｉで緑色のＳ偏光状態の読出し光を変調
する光学系であり、これまで述べてきた緑色Ｓ偏光変調
光学系と同一である。バンドパスフィルタ２７７および
１／４波長板２７９を変えて青色光あるいは赤色光のみ
を選択してＳ偏光を円偏光に変換すれば、青色Ｓ偏光変
調光学系および赤色Ｓ偏光変調光学系を容易に構成でき
る。もちろん、図３５の光学部品を用いてＰ偏光変調光
学系を構成し、バンドパスフィルタ２７７の帯域を変更
すれば、青色Ｐ偏光変調光学系、緑色Ｐ偏光変調光学系
および赤色Ｐ偏光変調光学系も容易に構成することがで
きる。

【０１９５】仮に、空間光変調素子がホモジニアスある
いはホメオトロピックなどの配向を持つ液晶層で構成さ
れ、読出し光が位相差変調を受けるならば、図２８ある
いは図１７、図１８、図１９、図２０、図２１および図
２２に示すように、１個の偏光ビームスプリッタで可視
光の全領域をカバーすることは容易ではない。なぜなら
ば、１個の偏光ビームスプリッタで可視光全域にわたり
Ｐ偏光とＳ偏光を分離しようとすると、Ｐ偏光波変調光
学系から出射したＳ偏光（信号光）にＳ偏光変調光学系
のＳ偏光（雑音光）が混入したり、Ｓ偏光波変調光学系
から出射したＰ偏光（信号光）にＰ偏光変調光学系のＰ
偏光（雑音光）が混じったりするためである。かかる信
号光と雑音光の比は、表示画像の画質を定量的に評価す
る一つのパラメータになり、ここではクロストークと呼
ぶことにする。

【０１９６】偏光ビームスプリッタのＰ偏光とＳ偏光の
分離特性の一例を図３６および図３７に示す。図３６
は、偏光ビームスプリッタに無偏波光を入射したときの
偏光ビームスプリッタを透過するＰ偏光とＳ偏光の透過
率を示している。一方、図３７は、偏光ビームスプリッ
タに無偏波光を入射したときの偏光ビームスプリッタで
反射するＳ偏光とＰ偏光の反射率を示している。図３６
では透過率の高い成分が信号光であり、低い成分が信号
光と直交する直線偏波特性をもつ雑音光である。一方、
図３７では反射率の高い成分が信号光であり、低い成分
が信号光と直交する直線偏波特性をもつ雑音光である。
これにより、１個の偏光ビームスプリッタで可視光全領
域においてＰ偏光とＳ偏光を分離しようとすると、スペ
クトルによっては雑音光が混入し易いことが分かる。従
って、空間光変調素子がホモジニアスあるいはホメオト
ロピックなどの配向を持つ液晶層で構成され、読出し光
を位相差変調する従来の眼鏡付き・光書込み方式の投射
型立体画像表示システムでは、前述した文献１に示すよ
うに、３個の偏光ビームスプリッタで可視光全領域を３
分割し、クロストークの低減を図っている。このため、
投射光学系が複雑になるなどの問題が生じている。

【０１９７】しかし、本発明に係る眼鏡付き・電気書込
み・光散乱方式の投射型立体画像表示システムでは、空
間光変調素子は、液晶・樹脂複合体の散乱現象を利用し
て変調するため、偏光ビームスプリッタのＰ偏光とＳ偏
光の分離特性は本質的な問題にならない。即ち、空間光
変調素子がオフ状態（液晶・樹脂複合体層に電界が印加
されない状態）のときは、Ｐ偏光あるいはＳ偏光変調光
学系に入射した光は偏光状態に依存することなく散乱さ
れ、アパーチャを通過する光量は非常に少なくなるから
である。

【０１９８】一方、空間光変調素子がオン状態（液晶・
樹脂複合体層に十分な電界が印加される状態）のとき
は、信号光であるＰ偏光あるいはＳ偏光は、それぞれＳ
偏光あるいはＰ偏光に変換され、偏光ビームスプリッタ
を反射あるいは透過して、スクリーンに向かう。このと
き雑音光は信号光と直交する直線偏光に変換されて読出
し光源の方向に向かうため、信号光に含まれる雑音成分
は非常に少ない。従って、本発明に係る眼鏡付き・電気
書込み・光散乱方式の投射型立体画像表示システムは、
クロストークが少なく明るい立体画像を表示できること
が分かる。

【０１９９】＜入力信号とスクリーンに表示される読出
し光の強度との関係＞以上の説明をより明確にするた
め、空間光変調素子への入力信号とスクリーンに表示さ
れる読出し光の強度との関係を実験により求めたとこ
ろ、図３８および図３９に示すような結果を得た。図３
８は緑色Ｐ偏光変調光学系における入力信号と規格化さ
れた読出し光強度（％）との関係を示す測定結果、図３
９は緑色Ｓ偏光変調光学系における入力信号と規格化さ
れた読出し光強度（％）との関係を示す測定結果であ
る。ここで、図３８の縦軸の規格化された読出し光強度
は、Ｐ偏光変調光学系でＰ偏光がＳ偏光に変換された読
出し光が、アパーチャに続くレンズを通過したときの透
過光強度を偏光ビームスプリッタに入射する読出し光強
度で規格化した値である。また、図３９の縦軸の規格化
された読出し光強度は、Ｓ偏光変調光学系でＳ偏光がＰ
偏光に変換された読出し光が、アパーチャに続くレンズ
を通過したときの透過光強度を偏光ビームスプリッタに
入射する読出し光強度で規格化した値である。また、両
図において、実線は入力信号を増大させた場合、破線は
入力信号を減少させた場合の規格化された読出し光強度
をそれぞれ示す。両図から理解できるように、約６０：
１の消光比と２１％以上の規格化された読出し光強度を
確保することができる。

【０２００】＜入力信号とクロストークとの関係＞図４
０は、空間光変調素子への入力信号とクロストークとの
関係を示している。図４０の縦軸のクロストークは、信
号光量に対する雑音光量の比である。図中の□印は緑色
Ｐ偏光変調光学系の測定結果を、また◆印は緑色Ｓ偏光
変調光学系の測定結果をそれぞれ示している。ここで、
実線は入力信号を増加させた場合、破線は入力信号を減
少させた場合をそれぞれ表している。同図に示す縦軸の
クロストークは、Ｐ偏光変調光学系から出射したＳ偏光
（信号光）とＳ偏光変調光学系から出射したＳ偏光（雑
音光）との比、あるいはＳ偏光変調光学系から出射した
Ｐ偏光（信号光）とＰ偏光変調光学系から出射したＰ偏
光（雑音光）との比を表している。言い替えると、この
雑音光は、右眼用信号（あるいは左眼用信号）と対の関
係にある左眼用信号（あるいは右眼用信号）で変調さ
れ、かつ右眼用信号（あるいは左眼用信号）に対応する
読出し光と同じ直線偏波状態を持っている。図４０に示
されるように、入力信号が大きい場合は、クロストーク
は非常に小さく、立体感に優れていることがわかる。一
方、入力信号が小さくなると、クロストークは増大し、
立体感はやや薄れる。これらの特性は、「暗くなれば遠
近感が薄れる」など我々の日常体験とも一致しており、
本発明に係る眼鏡付き・電気書込み・光散乱方式の投射
型立体画像表示システムが、自然な立体画像を表示でき
ることを示すものである。

【０２０１】以上は緑色Ｓ偏光光学系と緑色Ｐ偏光変調
光学系の実験結果であるが、青色のＰ偏光およびＳ偏光
変調光学系、赤色のＰ偏光およびＳ偏光変調光学系につ
いても同様の実験を行い、緑色のＰ偏光およびＳ偏光変
調光学系とほぼ同じ光変調特性が得られた。

【０２０２】＜空間光変調素子の動画像表示特性＞次
に、緑色Ｐ偏光変調光学系を用いて空間光変調素子の動
画像表示特性を評価した。反射型スクリーンには、ゲイ
ン８で対角長６０インチの高利得な反射型スクリーンを
用いた。その結果、反射型スクリーン面で約４０：１の
コントラスト比と約２００ｃｄ／ｍ² のピーク輝度が得
られた。また、空間光変調素子のマトリックス構造もす
べて明瞭に表示され、本発明に係る眼鏡付き・電気書込
み・光散乱方式の投射型立体画像表示システムが中心部
および周辺部で高い解像度を持つことが判明した。

【０２０３】さらに、誘電体多層膜ミラーを持たない２
個の空間光変調素子を２個用いて図１に示す本発明に係
る投射型立体画像表示システムを構成し、白黒立体画像
表示実験を行い、前記の反射型スクリーン面で３５：１
のコントラスト比と約４００ｃｄ／ｍ² のピーク輝度を
得た。

【０２０４】また、ディスプレイとスクリーンとの距離
を変えても投射画像のサイズを容易に変更できること、
表示された立体画像の解像度がスクリーンの中心部分と
周辺部分で殆ど違わないことおよび右眼用画像と左眼用
画像に従来の眼鏡付き・光書込み・投射型立体画像表示
システムで発生する台形歪が生じないことなどを確認し
た。

【０２０５】さらに、Ｐ偏光変調光学系およびＳ偏光変
調光学系の空間光変調素子の入力端子群に同一の画像信
号を入力して、非立体画像を表示することを試み、この
非立体画像が立体画像とほぼ同じ解像度でスクリーン上
で立体画像の約２倍の明るさを有することも確認した。
ただしこの場合、偏光眼鏡を取り外した。

【０２０６】以上の実験結果は、１台の本発明に係る眼
鏡鏡付き・電気書込み・光散乱方式の投射型立体画像表
示システムで、従来の２台の光書込み・投射型画像表示
システムを用いた眼鏡付き・光書込み・投射型立体画像
表示システムの約２倍の光利用効率で画像を表示でき、
かつ従来の眼鏡付き・光書込み・投射型立体画像表示シ
ステムの持つ様々な欠点を克服できることを示してい
る。即ち、この実験に用いた空間光変調素子およびこれ
を含む光学系は、スクリーンとディスプレイとの間の調
整がきわめて容易であること、解像度が表示場所によっ
て大きく変化しないこと、電気信号の切り替えだけで立
体画像と非立体画像を表示できること、非立体画像は立
体画像の２倍以上の明るさを持つことなどの特徴を有
し、従来の２台の光書込み・投射型画像表示システムを
用いた眼鏡付き・光書込み・投射型立体画像表示システ
ムの諸問題を解決できることを明らかにした。

【０２０７】＜本発明に係る各実施の形態の効果＞以上
説明したように、この発明による投射型立体画像表示シ
ステム、例えば図１に示す第１の実施の形態の投射型立
体画像表示システム１では、光源部７によって可視光を
生成し、光路分離・合成部８によって前記可視光を２つ
に分離して、Ｐ偏光変調光学部１０と、Ｓ偏光変調光学
部１１とに各々入射させるとともに、これらＰ偏光変調
光学部１０から出射されるＳ偏光変調光（右眼用画像の
光）、Ｓ偏光変調光学部１１から出射されるＰ偏光変調
光（左眼用画像の光）を取り込んで、１つの右眼・左眼
用画像を合成し、投射光学部９によって前記右眼・左眼
用画像を前記スクリーン２上に投射し、偏光眼鏡３を掛
けた観察者に立体画像を見せるようにしているので、各
実施の形態において、次に述べるような効果を有する。

【０２０８】《第１の効果》まず、１台の画像拡大投射
ディスプレイ１５３およびこの画像拡大投射ディスプレ
イ１５３に対応する画像拡大投射ディスプレイなどによ
って白黒、マルチカラーおよびフルカラーなどの立体画
像を表示することができる。

【０２０９】《第２の効果》そして、投射光学部９、１
５８などで使用するレンズ２０、１６９などとして、ズ
ームレンズを使用すれば、１つのズームレンズの調整を
行うだけで、投射画像の拡大や縮小を自由に行なうこと
ができる。

【０２１０】《第３の効果》また、従来の投射型立体画
像表示システム５０１では、スクリーン５０６上に投射
される画像の右眼用画像の形状と、左眼用画像の形状と
を完全な正方形や長方形などにすることができないこと
から、台形歪みが発生するが、本発明による各実施の形
態の投射型立体画像表示システム１、１５０およびこれ
ら投射型立体画像表示システム１、１５０に対応する各
投射型立体画像表示システムでは、スクリーン２、１５
１に対して、画像拡大投射ディスプレイ４、１５３など
を正対させることができるので、このような台形歪みが
発生しないようにすることができる。

【０２１１】《第４の効果》また、従来の投射型立体画
像表示システム５０１では、スクリーン５０６の周辺部
において、画像の解像度が低下することを防止すること
ができないが、本発明による各実施の形態の投射型立体
画像表示システム１、１５０およびこれら投射型立体画
像表示システム１、１５０に対応する各投射型立体画像
表示システムでは、スクリーン２、１５１の中央部分で
も、周辺部分でも、ほぼ同じ解像度の画像にすることが
できる。

【０２１２】《第５の効果》また、従来の投射型立体画
像表示システム５０１では、右眼用画像拡大投射ディス
プレイ５０２および左眼用画像拡大投射ディスプレイ５
０３によってスクリーン５０６上に投射される右眼用画
像の位置調整およびフォース調整と、左眼用画像の位置
調整およびフォース調整と、これら右眼用画像と左眼用
画像との重ね合わせ（レジストレーション）調整を必要
とするが、本発明による各実施の形態の投射型立体画像
表示システム１、１５０およびこれら投射型立体画像表
示システム１、１５０に対応する各投射型立体画像表示
システムでは、投射光学部９、１５８などで使用するレ
ンズ２０、１６９などのフォーカス調整程度の調整作業
を行なうだけで、スクリーン２、１５１上に鮮明な右眼
用画像と、左眼用画像とを良好なレジストレーション状
態で表示することができる。

【０２１３】《第６の効果》また、本発明による各実施
の形態の投射型立体画像表示システム１、１５０および
これら投射型立体画像表示システム１、１５０に対応す
る各投射型立体画像表示システムでは、偏光ビームスプ
リッタ１６、１６５などのＰ／Ｓ分離特性が表示画像の
クロストークに影響を与えることがないため、スクリー
ン２、１５１上に鮮明な画像を表示することができる。

【０２１４】《第７の効果》このため、従来の投射型立
体画像表示システム５０１では、右眼用画像拡大表示デ
ィスプレイ５０２内や左眼用画像拡大表示ディスプレイ
５０３内などに、偏光ビームスプリッタ５１６などの予
備的なＰ／Ｓ分離光学系を設けなければならないが、本
発明による各実施の形態の投射型立体画像表示システム
１、１５０およびこれら投射型立体画像表示システム
１、１５０に対応する各投射型立体画像表示システムで
は、このような予備的なＰ／Ｓ分離光学系を不要にする
ことができる。

【０２１５】《第８の効果》また、従来の投射型立体画
像表示システム５０１では、右眼用画像拡大表示ディス
プレイ５０２内や左眼用画像拡大表示ディスプレイ５０
３内などに、青色光、緑色光および赤色光に応じた特性
を持つ偏光ミラー５１７などを必要とするが、本発明に
よる各実施の形態による投射型立体画像表示システム
１、１５０およびこれら投射型立体画像表示システム
１、１５０に対応する各投射型立体画像表示システムで
は、このような特性の偏光ミラーなどを不要にすること
ができる。

【０２１６】《第９の効果》このため、従来の投射型立
体画像表示システム５０１では、フルカラーの立体画像
やマルチカラーの立体画像を表示させる際、右眼用画像
拡大表示ディスプレイ５０２内や左眼用画像拡大表示デ
ィスプレイ５０３毎に、青色光用の投射光学系と、緑色
光用の投射光学系と、赤色光用の投射光学系とを必要す
るが、本発明による各実施の形態の投射型立体画像表示
システム１、１５０およびこれら投射型立体画像表示シ
ステム１、１５０に対応する各投射型立体画像表示シス
テムでは、１つの投射光学系（画像拡大投射ディスプレ
イ４、１５３など）で、スクリーン２、１５１上にフル
カラーの立体画像やマルチカラーの立体画像を表示する
ことができる。

【０２１７】《第１０の効果》以上の理由から、従来の
投射型立体画像表示システム５０１に比べて、本発明に
よる各実施の形態の投射型立体画像表示システム１、１
５０およびこれら投射型立体画像表示システム１、１５
０に対応する各投射型立体画像表示システムでは、シス
テムサイズを半減させることができ、製造コストを大幅
に低減させることができる。

【０２１８】《第１１の効果》また、本発明による各実
施の形態の投射型立体画像表示システム１、１５０およ
びこれら投射型立体画像表示システム１、１５０に対応
する各投射型立体画像表示システムでは、画像拡大投射
ディスプレイ４、１５３などによってスクリーン２、１
５１に投射される１台あたりの画像の明るさを、従来の
投射型立体画像表示システム５０１の右眼用画像拡大投
射ディスプレイ５０２および左眼用画像拡大投射ディス
プレイ５０３によってスクリーン５０６に投射される１
台あたりの画像の明るさの２倍程度まで、高めることが
できる。

【０２１９】《第１２の効果》また、従来の投射型立体
画像表示システム５０１では、右眼用画像拡大投射ディ
スプレイ５０２や左眼用画像拡大投射ディスプレイ５０
３で位相差変調方式を使用しているため、右眼用画像拡
大投射ディスプレイ５０２内部の温度や左眼用画像拡大
投射ディスプレイ５０３内部の温度を厳密に制御するこ
とが必要であるが、本発明による各実施の形態の投射型
立体画像表示システム１、１５０およびこれら投射型立
体画像表示システム１、１５０に対応する各投射型立体
画像表示システムでは、画像拡大投射ディスプレイ４、
１５３などで、光散乱方式を使用しているため、画像拡
大投射ディスプレイ４、１５３などの温度管理を不要に
することができる。

【０２２０】《第１３の効果》これによって、本発明に
よる各実施の形態の投射型立体画像表示システム１、１
５０およびこれら投射型立体画像表示システム１、１５
０に対応する各投射型立体画像表示システムでは、即時
点灯表示を行なうことができる。

【０２２１】《第１４の効果》また、本発明による各実
施の形態の投射型立体画像表示システム１、１５０およ
びこれら投射型立体画像表示システム１、１５０に対応
する各投射型立体画像表示システムでは、空間光変調素
子２２などを構成する光変調層２８などの厚さを厳密に
制御しなくても、鮮明な立体画像を表示することができ
る。

【０２２２】《第１５の効果》このため、本発明による
各実施の形態の投射型立体画像表示システム１、１５０
およびこれら投射型立体画像表示システム１、１５０に
対応する各投射型立体画像表示システムでは、空間光変
調素子２２などの歩留りを向上させることができるとと
もに、空間光変調素子２２などを作成する空間光変調素
子作製装置などの製造コストを低減させることができ、
これによって投射型立体画像表示システム１、１５０全
体の製造コストを大幅に低減させることができる。

【０２２３】《第１６の効果》さらに、本発明による各
実施の形態の投射型立体画像表示システム１、１５０お
よびこれら投射型立体画像表示システム１、１５０に対
応する各投射型立体画像表示システムでは、画像拡大投
射ディスプレイ４、１５３などによってスクリーン２、
１５１に非立体画像を表示させたとき、立体画像を表示
させたときに比べ、同じ解像度で、画像の明るさを、２
倍程度まで、高めることができる。

【０２２４】

【発明の効果】以上説明したように、この発明は、同一
物体を左右の眼で見たときに生じる両眼視差のある左眼
用画像および右眼用画像を、互いに直交する直線偏光も
しくは回転方向の異なる円偏光で表示し、これらの光画
像を互いに直交する直線偏光だけを透過する偏光眼鏡、
あるいは回転方向の異なる円偏光を直線偏光に変換して
透過する偏光眼鏡を通して立体画像を見る眼鏡付き・電
気書込み・投射型立体画像表示システムに関するもの
で、特許請求の範囲に記載された構成を有するので、以
下に述べるような効果を奏する。

【０２２５】（１）１台の眼鏡付き・電気書込み・光散
乱方式の投射型立体画像表示システムによって、白黒、
マルチカラーおよびフルカラーの立体画像を表示するこ
とができる。

【０２２６】（２）従って、投射レンズとしてズームレ
ンズを用いれば、投射画像の拡大・縮小を自由に行うこ
とができる。

【０２２７】（３）従来の眼鏡付き・光書込み・投射型
立体画像表示システムで必然的に発生していた右眼用お
よび左眼用画像の左右の長さが違ういわゆる台形歪が、
全く発生しない。

【０２２８】（４）従って、従来の眼鏡付き・光書込み
・投射型立体画像表示システムで必然的に発生していた
スクリーン周辺での解像度の低下がない。

【０２２９】（５）ディスプレイとスクリーンとの位置
調整は、投射画像のサイズとフォーカス調整だけであ
り、従来の２台の光書込み投射型画像表示システムで必
須の調整項目である右眼用画像と左眼用画像の重ね合わ
せ（レジストレーション）の調整を行う必要がない。

【０２３０】（６）偏光ビームスプリッタのＰ偏光とＳ
偏光の分離特性が、表示画像のクロストーク特性に与え
る影響が非常に少ない。

【０２３１】（７）そのため、従来の眼鏡付き・光書込
み・投射型立体画像表示システムに組み込まれている予
備的な偏光ビームスプリッタは不要である。

【０２３２】（８）さらに、赤色光、緑色光および青色
光にあった特性を持つ３組の偏光ビームスプリッタおよ
び偏光ミラーも不要である。

【０２３３】（９）従って、従来の眼鏡付き・光書込み
・投射型立体画像表示システムに用いられる３組の３原
色光用投射光学系は不要であり、３原色光を１つの投射
光学系に入射することができる。

【０２３４】（１０）以上の理由で、立体ディスプレイ
に比べて、ディスプレイのサイズの半減と、コストの大
幅な低減が可能になる。

【０２３５】（１１）１台の本発明に係る眼鏡付き・電
気書込み・光散乱方式の投射型立体画像表示システム
で、従来の２台の光書込み・眼鏡付き投射型立体画像表
示システムとほぼ同じ明るさの画像を表示することがで
きる。

【０２３６】（１２）従来の眼鏡付き・光書込み・投射
型立体画像表示システムは位相差変調方式を用いている
ため、ディスプレイ内部の温度を厳密に制御しなければ
ならないが、本発明に係る眼鏡付き・電気書込み・光散
乱方式の投射型立体画像表示システムは光散乱方式を用
いているため、動作温度の管理は不要である。

【０２３７】（１３）従って、即時点灯表示が可能であ
る。

【０２３８】（１４）空間光変調素子を構成している液
晶・樹脂複合体層の厚さを厳密に制御する必要がない。

【０２３９】（１５）このため、空間光変調素子の歩留
り向上や、空間光変調素子作製装置の低廉価が可能とな
り、この点でも従来の眼鏡付き・光書込み・投射型立体
画像表示システムに比べて大幅なコストダウンが可能で
ある。

【０２４０】（１６）１台の本発明に係る眼鏡付き・電
気書込み・光散乱方式の投射型立体画像表示システム
で、立体画像と立体画像の２倍の明るさをもつ非立体画
像を、立体画像とほぼ同じ解像度で表示できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る投射型立体画像表示システムの一
例を示す構成図である。

【図２】本発明に係る投射型立体画像表示システムの構
成要素である空間光変調素子の構造を示す断面図であ
る。

【図３】本発明に係る投射型立体画像表示システムの構
成要素である空間光変調素子の構造の一部を示す断面図
である。

【図４】本発明に係る投射型立体画像表示システムの構
成要素である空間光変調素子の他の構造を示す断面図で
ある。

【図５】本発明に係る投射型立体画像表示システムの構
成要素である空間光変調素子のさらに他の構造を示す断
面図である。

【図６】本発明に係る投射型立体画像表示システムの構
成要素である空間光変調素子のさらに他の構造を示す断
面図である。

【図７】本発明に係る投射型立体画像表示システムの構
成要素である空間光変調素子のさらに他の構造を示す断
面図である。

【図８】本発明に係る投射型立体画像表示システムの構
成要素である空間光変調素子のさらに他の構造を示す断
面図である。

【図９】本発明に係る投射型立体画像表示システムの空
間光変調素子の構成要素である液晶・樹脂複合体の構造
例を示す断面図である。

【図１０】本発明に係る投射型立体画像表示システムの
空間光変調素子の構成要素である液晶・樹脂複合体の他
の構造例を示す断面図である。

【図１１】本発明に係る投射型立体画像表示システムの
空間光変調素子の構成要素である液晶・樹脂複合体のさ
らに他の構造例を示す断面図である。

【図１２】本発明に係る投射型立体画像表示システムの
構成要素である１／４波長板付き空間光変調素子の構成
例を示す断面図である。

【図１３】本発明に係る投射型立体画像表示システムの
構成要素である１／４波長フィルム付き空間光変調素子
の構成例を示す断面図である。

【図１４】本発明に係る投射型立体画像表示システムの
構成要素である１／４波長板組み込み型空間光変調素子
の構成例を示す断面図である。

【図１５】本発明に係る投射型立体画像表示システムの
構成要素である空間光変調素子と１／４波長板と偏光ビ
ームスプリッタの他の構成例を示す断面図である。

【図１６】本発明に係る投射型立体画像表示システムの
構成要素である１／４波長フィルム付き空間光変調素子
と偏光ビームスプリッタの構成例を示す断面図である。

【図１７】本発明に係る投射型立体画像表示システムの
構成要素である１／４波長組み込み型空間光変調素子と
偏光ビームスプリッタの構成例を示す断面図である。

【図１８】本発明に係る眼鏡付き・電気書込み・光散乱
方式の投射型立体画像表示システムの構成要素である偏
光ビームスプリッタの他の例を示す構成図である。

【図１９】フルカラーあるいはマルチカラー立体画像を
表示する本発明に係る投射型立体画像表示システムの系
統図である。

【図２０】フルカラーあるいはマルチカラー立体画像を
表示する本発明に係る投射型立体画像表示システムの他
の系統図である。

【図２１】フルカラーあるいはマルチカラー立体画像を
表示する本発明に係る投射型立体画像表示システムの他
の系統図である。

【図２２】フルカラーあるいはマルチカラー立体画像を
表示する本発明に係る投射型立体画像表示システムの他
の系統図である。

【図２３】フルカラーあるいはマルチカラー立体画像を
表示する本発明に係る投射型立体画像表示システムの他
の系統図である。

【図２４】フルカラーあるいはマルチカラー立体画像を
表示する本発明に係る眼鏡付き・電気書込み・光散乱方
式の投射型立体画像表示システムの他の系統図である。

【図２５】フルカラーあるいはマルチカラー立体画像を
表示する本発明に係る投射型立体画像表示システムの青
色変調光学系の系統図である。

【図２６】フルカラーあるいはマルチカラー立体画像を
表示する本発明に係る投射型立体画像表示システムの緑
色変調光学系の系統図である。

【図２７】フルカラーあるいはマルチカラー立体画像を
表示する本発明に係る眼鏡付き・電気書込み・光散乱方
式の投射型立体画像表示システムの赤色変調光学系の系
統図である。

【図２８】本発明に係る投射型立体画像表示システムの
他の構成例を示す系統図である。

【図２９】本発明に係る投射型立体画像表示システムの
他の構成例を示す系統図である。

【図３０】本発明に係る投射型立体画像表示システムの
空間光変調素子の他の構成例を示す断面図である。

【図３１】本発明に係る投射型立体画像表示システムの
空間光変調素子の他の構成例を示す断面図である。

【図３２】本発明に係る投射型立体画像表示システムの
空間光変調素子の他の構成例を示す断面図である。

【図３３】本発明に係る投射型立体画像表示システムの
他の構成例を示す系統図である。

【図３４】立体画像と非立画像を切り換える本発明に係
る投射型立体画像表示システムの電子回路の系統図であ
る。

【図３５】本発明に係る投射型立体画像表示システムの
Ｓ偏光変調光学系の光変調特性を測定する評価光学系の
系統図である。

【図３６】本発明に係る投射型立体画像表示システムを
構成する偏光ビームスプリッタのＰ偏光とＳ偏光に対す
る透過率のスペクトル依存性を示す測定結果の説明図で
ある。

【図３７】本発明に係る投射型立体画像表示システムを
構成する偏光ビームスプリッタのＳ偏光とＰ偏光に対す
る反射率のスペクトル依存性を示す測定結果の説明図で
ある。

【図３８】本発明に係る投射型立体画像表示システムの
緑色Ｐ偏光変調光学系の光変調特性を示す測定結果の説
明図である。

【図３９】本発明に係る投射型立体画像表示システムの
緑色Ｓ偏光変調光学系の光変調特性を示す測定結果の説
明図である。

【図４０】本発明に係る投射型立体画像表示システムの
緑色Ｐ偏光変調光学系および緑色Ｓ偏光変調光学系のク
ロストーク特性を示す測定結果の説明図である。

【図４１】従来の眼鏡付き・光書込み方式の投射型立体
画像表示システムの一構成例を示す系統図である。

【図４２】従来の眼鏡付き・光書込み方式の投射型立体
画像表示システムの光学系を示す系統図である。

【図４３】従来の眼鏡付き・光書込み方式の投射型立体
画像表示システムの空間光変調素子の構造を示す断面図
である。

【図４４】従来の眼鏡付き・光書込み方式の投射型立体
画像表示システムの空間光変調素子の構成要素であるネ
マチック液晶層の液分子晶の配向を示す概念図である。

【図４５】従来の眼鏡付き・光書込み方式の投射型立体
画像表示システムの空間光変調素子と投射レンズとスク
リーンとの関係を示す図である。

【符号の説明】

１、１５０ 投射型立体画像表示システム ２、１５１ スクリーン ３、１５２、２０１ 偏光眼鏡 ４、１５３ 画像拡大ディスプレイ ５、６、１５４、１５５、２０３、２０５ 偏光板 ７、１５６ 光源部 ８、１５７ 光分離・合成部 ９、１５８ 投射光学部 １０、１５９ Ｐ偏光変調光学部 １１、１６０ Ｓ偏光変調光学部 １３、１６２、２７５ 赤外光カットフィルタ １４、１６３、２７６ 紫外光カットフィルタ １５、１７、２０、１６４、１６６、１６９、２７４、
２８０、２８２ レンズ １６、１３０、１６５、１８０、１９３Ｂ、１９３Ｇ、
１９３Ｒ、１９７Ｂ、１９７Ｇ、１９７Ｒ、２４０、２
４６、２７８ 偏光ビームスプリッタ １９、１６８、２８１ アパーチャ ２１、２１Ｐ、２１Ｓ、１７１ＰＲＢ、１７１ＰＲＧ、
１７１ＰＲＲ、１７１ＳＬＢ、１７１ＳＬＧ、１７１Ｓ
ＬＲ、２００Ｂ、２００Ｇ、２００Ｒ、２０２、２０
４、２４３、２４５、２７９ １／４波長板 ２２、２２Ａ〜２２Ｄ、２２Ｐ、２２Ｓ、１７２ＰＲ
Ｂ、１７２ＰＲＧ、１７２ＰＲＲ、１７２ＳＬＢ、１７
２ＳＬＧ、１７２ＳＬＲ、２４２Ｐ、２４２Ｓ、３２２
空間光変調素子 ２５ 基板 ２６、２３０ ２次元アレー状電極 ２７ 平板状透明電極 ２８ 光変調層 ２９、３１、８２、９２ 反射防止膜 ３２、２３２ スイッチ ３３ 画像信号供給線 ３４ 走査線信号供給線 ３５ 読出し光 ４０ ＭＯＳトランジスタ ４９、１３２、１３３ 誘電体多層膜ミラー ５８ 遮光層 ６９ 電極 ７１ 液晶 ７２ 透明樹脂 ７３ 液晶・樹脂複合体 ８０ １／４波長板付き空間光変調素子 ８１ 屈折率整合液 ９０ １／４波長フィルム付き空間光変調素子 ９１ １／４波長フィルム ９５Ｐ、９５Ｓ １／４波長フィルム付き空間光変調素
子の反射防止膜９２を省略した空間光変調素子 １００ １／４波長板組み込み型空間光変調素子 １０５Ｐ、１０５Ｓ １／４波長フィルム板組み込み型
空間光変調素子の反射防止膜８２を省略した空間光変調
素子 １１１、１２１ 屈折率整合用液体 １５９Ｂ 青色Ｐ偏光変調光学部 １５９Ｇ 緑色Ｐ偏光変調光学部 １５９Ｒ 赤色Ｐ偏光変調光学部 １６０Ｂ 青色Ｓ偏光変調光学部 １６０Ｇ 緑色Ｓ偏光変調光学部 １６０Ｒ 赤色Ｓ偏光変調光学部 １７０ＰＢ、１７０ＰＧ、１７０ＳＢ、１７０ＳＧ、１
９１Ｂ、１９１Ｇ、１９２Ｇ、１９２Ｂ、１９５Ｂ、１
９５Ｇ、１９５Ｒ、１９６Ｂ、１９６Ｇ、１９６Ｒ、１
９８Ｂ、１９８Ｇ、１９８Ｒ ダイクロイックミラー １７０ＰＰ、１７０ＳＰ、１７０ＰＰＰ、１７０ＳＰＰ
ダイクロイックプリズム １９１ 色分解光学部 １９２ 色合成光学部 １９４Ｂ 青色変調光学系 １９４Ｇ 緑色変調光学系 １９４Ｒ 赤色変調光学系 ２１０、２１１、２４１、２４４ ミラー ２１２ 透過スクリーン ２２０ カラーフィルタ ２３３ 入射光 ２５０ 信号切替装置 ２５１、２５２、２５３、２５４ 入力端子 ２５５、２５６、２５８、２５９、２６０ スイッチ ２５７ 映像分配器 ２５７ａ、２５７ｂ、２５７ｃ 映像分配器の入出力端
子 ２７７ バンドパスフィルタ

Claims (19)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 可視光を発光する光源部と、 Ｐ偏光を円偏光に変換する１／４波長板と、透明電極、
   ２次元アレー状電極、この２次元アレー状電極に接続さ
   れたスイッチおよびこれら２つの電極の間に密着して挿
   入された光変調層とを少なくとも有し前記スイッチに電
   気信号を加えて前記透明電極を透過して前記光変調層に
   入射する光を変調すると共にこの変調光を前記２次元ア
   レー状電極で反射させ再び光変調層および透明電極を透
   過させて電気信号に応じた光画像を形成する空間光変調
   素子と、を具備したＰ偏光変調光学部と、 Ｓ偏光を円偏光に変換する１／４波長板と、透明電極、
   ２次元アレー状電極、この２次元アレー状電極に接続さ
   れたスイッチおよびこれら２つの電極の間に密着して挿
   入された光変調層を少なくとも有し前記スイッチに電気
   信号を加えて前記透明電極を透過して前記光変調層に入
   射する光を変調すると共にこの変調光を前記２次元アレ
   ー状電極で反射させ再び光変調層および透明電極を透過
   させて電気信号に応じた光画像を形成する空間光変調素
   子と、を具備したＳ偏光変調光学部と、 前記可視光に含まれるＰ偏光とＳ偏光とを分離して各別
   の前記１／４波長板に出射すると共に、右眼用画像信号
   （または左眼用画像信号）で変調されたＳ偏光と、左眼
   用画像信号（または右眼用画像信号）で変調されたＰ偏
   光とを出射する偏光ビームスプリッタと、 この偏光ビームスプリッタから出射された右眼用画像信
   号（または左眼用画像信号）で変調されたＳ偏光と左眼
   用画像信号（または右眼用画像信号）で変調されたＰ偏
   光とを同時に拡大投射するアパーチャを持つ投射光学部
   と、 この投射光学部から出射される右眼用画像および左眼用
   画像の偏光方向を保持しつつ、反射または透過させるス
   クリーンと、 このスクリーンによって反射または透過された互いに偏
   光方向が異なる右眼用画像および左眼用画像を観察者の
   右眼、左眼に各々導く偏光眼鏡と、 を少なくとも具備することを特徴とする投射型立体画像
   表示システム。
2. 【請求項２】 白色光を発光する光源部と、 この白色光からＰ偏光とＳ偏光とを分離する偏光ビーム
   スプリッタと、 青色のＰ偏光を円偏光に変換する１／４波長板と、透明
   電極、２次元アレー状電極、２次元アレー状電極に接続
   されたスイッチおよびこれら２つの電極の間に密着して
   挿入された光変調層を少なくとも有し前記スイッチに電
   気信号を加えて前記透明電極を透過して前記光変調層に
   入射する青色光を変調すると共にこの変調光を前記２次
   元アレー状電極で反射させ再び光変調層および透明電極
   を透過させて電気信号に応じた光画像を形成する空間光
   変調素子と、を具備した青色Ｐ偏光変調光学部と、 緑色のＰ偏光を円偏光に変換する１／４波長板と、透明
   電極、２次元アレー状電極、２次元アレー状電極に接続
   されたスイッチおよびこれら２つの電極の間に密着して
   挿入された光変調層を少なくとも有し前記スイッチに電
   気信号を加えて前記透明電極を透過して前記光変調層に
   入射する緑色光を変調すると共にこの変調光を前記２次
   元アレー状電極で反射させ再び光変調層および透明電極
   を透過させて電気信号に応じた光画像を形成する空間光
   変調素子と、を具備した緑色Ｐ偏光変調光学部と、 赤色のＰ偏光を円偏光に変換する１／４波長板と、透明
   電極、２次元アレー状電極、２次元アレー状電極に接続
   されたスイッチおよびこれら２つの電極の間に密着して
   挿入された光変調層を少なくとも有し前記スイッチに電
   気信号を加えて前記透明電極を透過して前記光変調層に
   入射する赤色光を変調すると共にこの変調光を前記２次
   元アレー状電極で反射させ再び光変調層および透明電極
   を透過させて電気信号に応じた光画像を形成する空間光
   変調素子と、を具備した赤色Ｐ偏光変調光学部と、 青色のＳ偏光を円偏光に変換する１／４波長板と、透明
   電極、２次元アレー状電極、２次元アレー状電極に接続
   されたスイッチおよびこれら２つの電極の間に密着して
   挿入された光変調層を少なくとも有し前記スイッチに電
   気信号を加えて、前記透明電極を透過して前記光変調層
   に入射する青色光を変調すると共にこの変調光を前記２
   次元アレー状電極で反射させ再び光変調層および透明電
   極を透過させて電気信号に応じた光画像を形成する空間
   光変調素子と、を具備した青色Ｓ偏光変調光学部と、 緑色のＳ偏光を円偏光に変換する１／４波長板と、透明
   電極、２次元アレー状電極、２次元アレー状電極に接続
   されたスイッチおよびこれら２つの電極の間に密着して
   挿入された光変調層を少なくとも有し前記スイッチに電
   気信号を加えて前記透明電極を透過して前記光変調層に
   入射する緑色光を変調すると共にこの変調光を前記２次
   元アレー状電極で反射させ再び光変調層および透明電極
   を透過させて電気信号に応じた光画像を形成する空間光
   変調素子と、を具備した緑色Ｓ偏光変調光学部と、 赤色のＳ偏光を円偏光に変換する１／４波長板と、透明
   電極、２次元アレー状電極、２次元アレー状電極に接続
   されたスイッチおよびこれら２つの電極の間に密着して
   挿入された光変調層を少なくとも有し前記スイッチに電
   気信号を加えて前記透明電極を透過して前記光変調層に
   入射する赤色光を変調すると共にこの変調光を前記２次
   元アレー状電極で反射させ再び光変調層および透明電極
   を透過させて電気信号に応じた光画像を形成する空間光
   変調素子と、を具備した赤色Ｓ偏光変調光学部と、 前記偏光ビームスプリッタにより分離されたＰ偏光の白
   色光を青色Ｐ偏光、緑色Ｐ偏光および赤色Ｐ偏光の３原
   色光に分離してそれぞれ前記青色Ｐ偏光変調光学部、緑
   色Ｐ偏光変調光学部および赤色Ｐ偏光変調光学部に出射
   すると共に、前記青色Ｐ偏光変調光学部の空間光変調素
   子および１／４波長板を介して出射される青色光と、前
   記緑色Ｐ偏光変調光学部の空間光変調素子および１／４
   波長板を介して出射される緑色光と、前記赤色Ｐ偏光変
   調光学部の空間光変調素子および１／４波長板を介して
   出射される赤色光とを合成するＰ偏光用色分解・合成光
   学部と、 前記偏光ビームスプリッタにより分離されたＳ偏光の白
   色光を青色Ｓ偏光、緑色Ｓ偏光および赤色Ｓ偏光の３原
   色光に分離してそれぞれ前記青色Ｓ偏光変調光学部、緑
   色Ｓ偏光変調光学部および赤色Ｓ偏光変調光学部に出射
   すると共に、前記青色Ｓ偏光変調光学部の空間光変調素
   子および１／４波長板を介して出射される青色光と、前
   記緑色Ｓ偏光変調光学部の空間光変調素子および１／４
   波長板を介して出射される緑色光と、前記赤色Ｓ偏光変
   調光学部の空間光変調素子および１／４波長板を介して
   出射される赤色光とを合成するＳ偏光用色分解・合成光
   学部と、 前記Ｐ偏光用色分解・合成光学部および前記偏光ビーム
   スプリッタを通って出射される右眼用画像信号（または
   左眼用画像信号）で変調されたフルカラーまたはマルチ
   カラーのＳ偏光と、前記Ｓ偏光用色分解・合成光学部お
   よび前記偏光ビームスプリッタを通って出射される左眼
   用画像信号（または右眼用画像信号）で変調されたフル
   カラーまたはマルチカラーのＰ偏光とを同時に拡大投射
   するアパーチャを持つ投射光学部と、 この投射光学部から出射される右眼用画像および左眼用
   画像の偏光方向を保持しつつ、反射または透過させるス
   クリーンと、 このスクリーンによって反射または透過された互いに偏
   光方向が異なる右眼用画像および左眼用画像を観察者の
   右眼、左眼に各々導く偏光眼鏡と、 を少なくとも具備することを特徴とする投射型立体画像
   表示システム。
3. 【請求項３】 白色光を発光する光源部と、 白色光を青色光、緑色光および赤色光の３原色光に分解
   する色分解光学部と、 この色分解光学部で分解された青色光をＰ偏光とＳ偏光
   に分離する偏光ビームスプリッタと、 この青色Ｐ偏光を青色円偏光に変換する１／４波長板
   と、透明電極、２次元アレー状電極、２次元アレー状電
   極に接続されたスイッチおよびこれら２つの電極の間に
   密着して挿入された光変調層を少なくとも有し前記スイ
   ッチに電気信号を加えて、前記透明電極を透過して前記
   光変調層に入射する青色光を変調すると共にこの変調光
   を前記２次元アレー状電極で反射させ再び光変調層およ
   び透明電極を透過させて電気信号に応じた光画像を形成
   する空間光変調素子と、を具備した青色Ｐ偏光変調光学
   部と、 前記偏光ビームスプリッタで分離された青色Ｓ偏光を青
   色円偏光に変換する１／４波長板と、透明電極、２次元
   アレー状電極、２次元アレー状電極に接続されたスイッ
   チおよびこれら２つの電極の間に密着して挿入された光
   変調層を少なくとも有し前記スイッチに電気信号を加え
   て前記透明電極を透過して前記光変調層に入射する青色
   光を変調すると共にこの変調光を前記２次元アレー状電
   極で反射させ再び光変調層および透明電極を透過させて
   電気信号に応じた光画像を形成する空間光変調素子と、
   を具備した青色Ｓ偏光変調光学部と、 前記色分解光学部で分解された緑色光をＰ偏光とＳ偏光
   に分離する偏光ビームスプリッタと、 この緑色Ｐ偏光を緑色円偏光に変換する１／４波長板
   と、透明電極、２次元アレー状電極、２次元アレー状電
   極に接続されたスイッチおよびこれら２つの電極の間に
   密着して挿入された光変調層を少なくとも有し前記スイ
   ッチに電気信号を加えて前記透明電極を透過して前記光
   変調層に入射する緑色光を変調すると共に前記２次元ア
   レー状電極で反射させ再び光変調層および透明電極を透
   過させて電気信号に応じた光画像を形成する空間光変調
   素子と、を具備した緑色Ｐ偏光変調光学部と、 前記偏光ビームスプリッタで分離された緑色Ｓ偏光を緑
   色円偏光に変換する１／４波長板と、透明電極、２次元
   アレー状電極、２次元アレー状電極に接続されたスイッ
   チおよびこれら２つの電極の間に密着して挿入された光
   変調層を少なくとも有し前記スイッチに電気信号を加え
   て、前記透明電極を透過して前記光変調層に入射する緑
   色光を変調すると共にこの変調光を前記２次元アレー状
   電極で反射させ再び光変調層および透明電極を透過させ
   て電気信号に応じた光画像を形成する空間光変調素子
   と、を具備した緑色Ｓ偏光変調光学部と、 前記色分解光学部で分解された赤色光をＰ偏光とＳ偏光
   に分離する偏光ビームスプリッタと、 この赤色Ｐ偏光を赤色円偏光に変換する１／４波長板
   と、透明電極、２次元アレー状電極、２次元アレー状電
   極に接続されたスイッチおよびこれら２つの電極の間に
   密着して挿入された光変調層とを少なくとも有し前記ス
   イッチに電気信号を加えて前記透明電極を透過して前記
   光変調層に入射する赤色光を変調すると共にこの変調光
   を前記２次元アレー状電極で反射させ再び光変調層およ
   び透明電極を透過させて電気信号に応じた光画像を形成
   する空間光変調素子と、を具備した赤色Ｐ偏光変調光学
   部と、 前記偏光ビームスプリッタで分離された赤色Ｓ偏光を赤
   色円偏光に変換する１／４波長板と、透明電極、２次元
   アレー状電極、２次元アレー状電極に接続されたスイッ
   チおよびこれら２つの電極の間に密着して挿入された光
   変調層とを少なくとも有し前記スイッチに電気信号を加
   えて前記透明電極を透過して前記光変調層に入射する赤
   色光を変調すると共にこの変調光を前記２次元アレー状
   電極で反射させ再び光変調層および透明電極を透過させ
   て電気信号に応じた光画像を形成する空間光変調素子
   と、を具備した赤色Ｓ偏光変調光学部と、 前記青色Ｐ偏光変調光学部から出射された青色Ｓ偏光
   と、青色Ｓ偏光変調光学部から出射された青色Ｐ偏光
   と、緑色Ｐ偏光変調光学部から出射された緑色Ｓ偏光
   と、緑色Ｓ偏光変調光学部から出射された緑色Ｐ偏光
   と、赤色Ｐ偏光変調光学部から出射された赤色Ｓ偏光
   と、赤色Ｓ偏光変調光学部から出射された赤色Ｐ偏光と
   を合成して右眼用画像および左眼用画像を生成する色合
   成光学部と、 この色合成光学部から出射された右眼用画像および左眼
   用画像の光を拡大投射するアパーチャを持つ投射光学部
   と、 この投射光学部から出射される右眼用画像および左眼用
   画像の偏光方向を保持しつつ、反射または透過させるス
   クリーンと、 このスクリーンによって反射または透過された互いに偏
   光方向が異なる右眼用画像および左眼用画像を観察者の
   右眼、左眼に各々導く偏光眼鏡と、 を少なくとも具備することを特徴とする投射型立体画像
   表示システム。
4. 【請求項４】 可視光を発光する光源部と、 この可視光に含まれるＰ偏光とＳ偏光とを分離する偏光
   ビームスプリッタと、 透明電極、２次元アレー状透明電極、この２次元アレー
   状透明電極に接続されたスイッチおよびこれら２つの電
   極の間に密着して挿入された光変調層と、赤色光以外の
   可視光を遮断する赤色光フィルタ、緑色光以外の可視光
   を遮断する緑色光フィルタおよび青色光以外の可視光を
   遮断する青色光フィルタを少なくとも有し、前記スイッ
   チに右眼用画像信号を加えて前記光変調層に入射する前
   記偏光ビームスプリッタを透過したＰ偏光を変調して電
   気信号に応じた光画像を形成するカラーフィルタ付き空
   間光変調素子と、 前記Ｐ偏光をＳ偏光に変換する１／２波長板と、 透明電極、２次元アレー状透明電極、この２次元アレー
   状透明電極に接続されたスイッチおよびこれら２つの電
   極の間に密着して挿入された光変調層と、赤色光以外の
   可視光を遮断する赤色光フィルタ、緑色光以外の可視光
   を遮断する緑色光フィルタおよび青色光以外の可視光を
   遮断する青色光フィルタを少なくとも有し、前記スイッ
   チに左眼用画像信号を加えて前記光変調層に入射する前
   記偏光ビームスプリッタで反射したＳ偏光を変調して電
   気信号に応じた光画像を形成するカラーフィルタ付き空
   間光変調素子と、 前記Ｓ偏光をＰ偏光に変換する１／２波長板と、 Ｐ偏光を変調する前記カラーフィルタ付き空間光変調素
   子および１／２波長板を通過したＳ偏光と、Ｓ偏光を変
   調する前記カラーフィルタ付き空間光変調素子および１
   ／２波長板を通過したＰ偏光とを合成して右眼用画像お
   よび左眼用画像を生成する偏光ビームスプリッタと、 この色合成光学部から出射された右眼用画像および左眼
   用画像の光を同時に遮断または透過するアパーチャーを
   持つ投射光学部と、 この投射光学部から出射される右眼用画像および左眼用
   画像の偏光方向を保持しつつ、反射または透過させるス
   クリーンと、 このスクリーンによって反射または透過された互いに偏
   光方向が異なる右眼用画像および左眼用画像を観察者の
   右眼、左眼に各々導く偏光眼鏡と、 を少なくとも具備することを特徴とする投射型立体画像
   表示システム。
5. 【請求項５】 請求項１に記載の投射型立体画像表示シ
   ステムにおいて、 前記空間光変調素子として、 透明電極、２次元アレー状電極、この２次元アレー状電
   極に接続されたスイッチおよびこれら２つの電極の間に
   密着して挿入された光変調層と、 赤色光以外の可視光を遮断する赤色光フィルタ、緑色光
   以外の可視光を遮断する緑色光フィルタおよび青色光以
   外の可視光を遮断する青色光フィルタと、を少なくとも
   有し、 前記スイッチに電気信号を加えて、前記透明電極を透過
   して前記光変調層に入射する白色光を変調すると共に、
   この変調光を前記２次元アレー状電極で反射させ、再び
   光変調層および透明電極を透過させて、電気信号に応じ
   た光画像を形成するカラーフィルタ付き反射型空間光変
   調素子で構成したことを特徴とする投射型立体画像表示
   システム。
6. 【請求項６】 請求項１、２、３、４または５のいずれ
   かに記載の投射型立体画像表示システムにおいて、 前記空間光変調素子は、前記光変調層としてネマチック
   液晶、コレステリック液晶、スメクチック液晶、あるい
   はこれら液晶の混合物からなる群より選ばれた一種以上
   の液晶の常光屈折率、異常光屈折率またはこの液晶がラ
   ンダムに配向した際の屈折率のいずれかと同等の屈折率
   を持つ樹脂中にこの液晶を分散させた液晶・樹脂複合
   体、またはこの液晶中にこの樹脂を分散させた液晶・樹
   脂複合体を有し、かつ、この液晶・樹脂複合体が電気信
   号で駆動されることを特徴とする投射型立体画像表示シ
   ステム。
7. 【請求項７】 請求項１、２、３、４、５または６のい
   ずれかに記載の投射型立体画像表示システムにおいて、 前記空間光変調素子は、ＭＯＳ（Metal Oxiside Semico
   nductor ）トラジスタ、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：Th
   in Film Transistor）、リングダイオード、逆対向ダイ
   オードＭＩＭ（Metal Insulator Metal ）素子からなる
   群より選ばれた素子をスイッチとすることを特徴とする
   投射型立体画像表示システム。
8. 【請求項８】 前記請求項１、２、３、５、６または７
   のいずれかに記載の投射型立体画像表示システムにおい
   て、 前記空間光変調素子を構成するスイッチは、前記液晶・
   樹脂複合体と前記２次元アレー電極との間に配置されて
   おり、液晶・樹脂複合体を通過した光が直接スイッチに
   届かないように構成されていることを特徴とする投射型
   立体画像表示システム。
9. 【請求項９】 請求項１、２、３、５、６、７または８
   のいずれかに記載の投射型立体画像表示システムにおい
   て、 前記空間光変調素子は、前記光変調層と前記２次元アレ
   ー電極との間に誘電体多層膜ミラーを有することを特徴
   とする投射型立体画像表示システム。
10. 【請求項１０】 請求項９に記載の投射型立体画像表示
    システムにおいて、 前記誘電体多層膜ミラーは、高い屈折率をもつ誘電体薄
    膜と低い屈折率をもつ誘電体薄膜を交互に積層した構造
    を有し、高屈折率をもつ誘電体薄膜の比抵抗と比誘電率
    をそれぞれρ_H およびε_H とし、抵屈折率をもつ誘電体
    薄膜の比抵抗と比誘電率をそれぞれρ_L およびε_L と
    し、さらに前記電気信号のフレーム周波数をｆおよび真
    空の誘電率をε₀ とすると、以下の式（１）〜（３）を
    満足することを特徴とする投射型立体画像表示システ
    ム。 ρ_H ＜（２πｆε_H ε₀ Ｓ）^-1 （１） ρ_L ＜（２πｆε_L ε₀ Ｓ）^-1 （２） Ｓ＞５ （３）
11. 【請求項１１】 請求項１、２、３、４、５、６、７、
    ８、９または１０のいずれかに記載の投射型立体画像表
    示システムにおいて、 前記１／４波長板と前記偏光ビームスプリッタとを屈折
    率整合用液体層を介して密着させたことを特徴とする投
    射型立体画像表示システム。
12. 【請求項１２】 請求項２、３、４、５、６、７、８、
    ９、１０または１１において、 前記偏光ビームスプリッタと、前記Ｐ偏光用色分解・合
    成光学部およびＳ偏光用色分解・合成光学部または前記
    色分解光学部と、前記１／４波長板と、前記空間光変調
    素子とを光学素子として構成された前記各偏光変調光学
    部において、少なくとも２つ以上の光学素子を屈折率整
    合用液体層を介して密着したことを特徴とする投射型立
    体画像表示システム。
13. 【請求項１３】 請求項２、３、４、５、６、７、８、
    ９、１０、１１または１２のいずれかに記載の投射型立
    体画像表示システムにおいて、 前記色分解・合成光学部または色分解光学部は、ダイク
    ロイックミラーまたはダイクロイックリズムで構成され
    ていることを特徴とする投射型立体画像表示システム。
14. 【請求項１４】 請求項３、４、５、６、７、８、９、
    １０、１１、１２または１３のいずれかに記載の投射型
    立体画像表示システムにおいて、 前記色合成光学部は、ダイクロイックミラーまたはダイ
    クロイックプリズムで構成されていることを特徴とする
    投射型立体画像表示システム。
15. 【請求項１５】 請求項１、２、３、４、５、６、７、
    ８、９、１０、１１、１２、１３または１４のいずれか
    に記載の投射型立体画像表示システムにおいて、 前記空間光変調素子を構成する透明基板の代わりに前記
    １／４波長板を用いて空間光変調素子を構成し、空間光
    変調素子と１／４波長板を一体化させたことを特徴とす
    る投射型立体画像表示システム。
16. 【請求項１６】 請求項１、２、３、４、５、６、７、
    ８、９、１０、１１、１２、１３、１４または１５のい
    ずれかに記載の投射型立体画像表示システムにおいて、 前記偏光ビームスプリッタ、１／４波長板、空間光変調
    素子の透明基板の全ての面あるいは一部の面には、反射
    防止膜が積層されていることを特徴とする投射型立体画
    像表示システム。
17. 【請求項１７】 請求項１、２、３、４、５、６、７、
    ８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５または１
    ６のいずれかに記載の投射型立体画像表示システムにお
    いて、 入力された右眼用画像信号を受ける右眼用画像信号入力
    端子と、 入力された左眼用画像信号を受ける左眼用画像信号入力
    端子と、 立体画像を表示するときには、前記右眼用画像信号入力
    端子に入力されている右眼用画像信号を右眼用に設定さ
    れたＰ偏光変調光学部またはＳ偏光変調光学部に供給す
    るとともに、前記左眼用画像信号入力端子に入力されて
    いる左眼用画像信号を左眼用に設定されたＳ偏光変調光
    学部またはＰ偏光変調光学部に供給する一方、非立体画
    像を表示するときには、前記右眼用画像信号入力端子に
    入力されている右眼用画像信号または前記左眼用画像信
    号入力端子に入力されている左眼用画像信号のいずれか
    を選択して、前記Ｐ偏光変調光学部およびＳ偏光変調光
    学部に供給するスイッチ群と、 を備えたことを特徴とする投射型立体画像表示システ
    ム。
18. 【請求項１８】 請求項１、２、３、４、５、６、７、
    ８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６ま
    たは１７のいずれかに記載の投射型立体画像表示システ
    ムにおいて、 前記偏光ビームスプリッタと反射型スクリーンとの間に
    １／４波長板が設置され、この波長板を通して前記Ｐ偏
    光およびＳ偏光が回転方向の異なる円偏光にそれぞれ変
    換され、入射光と反射光の偏光状態が変わらない反射型
    スクリーンで反射されたこの円偏光を１／４波長板と偏
    光板とを持つ偏光眼鏡で見ることを特徴とする投射型立
    体画像表示システム。
19. 【請求項１９】 請求項１、２、３、４、５、６、７、
    ８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、
    １７または１８のいずれかに記載の投射型立体画像表示
    システムにおいて、 前記アパーチャをもつ投射光学部と前記スクリーンとの
    間にミラーを有し、かつ、このスクリーンが入射光と透
    過光の偏光状態が変わらない透過型スクリーンであるこ
    とを特徴とする投射型立体画像表示システム。