JPH10206885A - 光記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は、光並列演算や表示装置などに使用さ
れる２次元画像を処理するための光記録装置に関し、高
速の書き込みスピードと高い書き込み密度の双方を同時
に実現することができる光記録装置を提供することを目
的とする。 【解決手段】ミラーアレイ５は、表示素子３から空間光
変調素子の書き込み面９’に至る光路上に配置され、表
示素子３からの出射光を光軸Ｘに対して同一の所定角度
方向に反射させる反射面５１、５２・・・が階段状に、
すなわち表示素子の画素からの出射光の光軸方向に離間
しかつ異なる平面内に形成されている。アクチュエータ
７は、ミラーアレイ５の表示素子３側とは反対側の面に
ミラーアレイ５に接して配置されており、ミラーアレイ
５を表示素子３に供給するフィールド信号に同期させて
表示素子３からの出射光の光軸Ｘ方向に移動あるいは振
動できるように形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光並列演算や表示
装置などに使用される２次元画像を処理するための光記
録装置に関し、特に空間光変調子へ２次元画像の書き込
みを行う光記録装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】２次元画像を光並列演算や表示装置に用
いる方法として、空間光変調子に２次元画像を書き込ん
で読み出し光で出力させる方法がある。この方法は、微
弱光で書き込みを行い強力光で読み出したり、書き込み
光と読み出し光の波長や偏光を別々にすることができた
りする等の特徴を有している。この２次元画像を光並列
演算や表示装置に用いる方法の従来の応用例としての、
「第１回画像センシングシンポジウム講演論文集Ｂ１」
に記載された指紋の照合装置を図１４を用いて説明す
る。ＣＣＤカメラ１２などの画像入力装置で取り込んだ
被験者の指紋像とあらかじめメモリ１３に登録されてい
る指紋像を同時に表示素子３で表示し、表示した画像を
結像レンズ１０₁により空間光変調素子９₁上に結像させ
ることで２つの画像情報を空間光変調素子９₁ に書き込
む。次にこの２つの像をレーザ等の読みだし光により読
み出して結像レンズ１０₂ でフーリエ変換し、空間光変
調素子９₂ に書き込む。このフーリエ変換像（干渉縞）
を再びレーザ等の読みだし光を用いて読み出し、結像レ
ンズ１０₃ によりフーリエ変換することにより干渉縞の
数に比例した光の強度信号となる。この光の強度信号を
光検出器１４にて受光し、あらかじめ定めた閾値と比較
して同一指紋かどうかの判定を行う。この相関演算法は
合同変換相関法と呼ばれてよく知られている。また正確
かつ再現性の高い判定を行うためには高精細な画像情報
が必要である。

【０００３】次に、２次元画像を光並列演算や表示装置
に用いる方法の従来の他の応用例としての、「光学２５
巻６号ｐ２５」に記載された投射型表示装置を図１５を
用いて説明する。ＣＲＴ１６に表示した画像を結像レン
ズ１０で空間光変調素子９に結像させ書き込み、書き込
んだ画像を高照度の読みだし光で出力して投影レンズ１
７にてスクリーン１８上に拡大投影して表示する。表示
できる画素の数はＣＲＴの解像度で制約される。ところ
で、空間光変調素子が有している解像度は２値であれば
１００ｌｐ／ｍｍ（２００画素／ｍｍ）程度あり、２０
ｍｍ角の空間光変調素子であれば、４０００×４０００
のデータを書き込み処理する能力がある。

【０００４】一方、空間光変調素子に２次元画像を書き
込む方法には、従来３つの方法がある。例えば、特開平
３−２５９１２２号公報に開示されている方法は、半導
体レーザやＬＥＤなどの点光源を時系列の情報信号に基
づいて発光させ、出力光をガルバノミラーやとポリゴン
ミラーで垂直および水平方向に偏光させて、空間光変調
素子に書き込むようにするものである。また、特開平５
−１００２４３号公報に開示されたものは、発光素子を
ライン状に多数配置したアレイを用い、時系列の情報信
号に基づいて発光させ、出力光をガルバノミラーやポリ
ゴンミラーで偏光させて空間光変調素子に書き込む方法
である。また、特開平３−２５９１２２号公報に開示さ
れた方法は、ＣＲＴやＬＣＤなどの２次元像を用いて書
き込むものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】これら方法の書き込み
スピードと２次元画像の書き込み密度を考えると、点光
源を用いる方法では、２次元情報の書き込み密度は高く
できるものの、１画素ずつ書き込んでいくために走査ス
ピードが遅くなってしまうという問題がある。例えばこ
の方法で４０００×４０００の画素数の書き込みを行う
と仮定し、８面ポリゴンミラーを水平方向の走査に用い
ると、４０００ｌｉｎｅ×３０ｆｐｓ×６０ｓｅｃ÷８
＝９００ｋｒｐｍとなり、通常のポリゴンミラーの回転
数２０〜４０ｋｒｐｍに対し一桁以上高い回転数が必要
となり現実的でない。発光素子をライン状に多数配置し
たアレイを用いた場合には、走査スピードの問題は解決
されるが、多数の光源を用いるためにコスト上昇を招く
と共に、各発光素子の出力バラツキ補正と回折ひろがり
補正の問題が新たに発生する。ＣＲＴやＬＣＤなどの２
次元表示装置を用いる方法では、１秒間に６０フレーム
以上の書き込みスピードがあるが、書き込み密度がＣＲ
ＴおよびＬＣＤの画素数に制限されハイビジョン（１０
３５Ｖ×１９２０Ｈ）程度の書き込み密度となる。

【０００６】このように従来の技術では、何れの方法も
書き込みスピードと書き込み密度に関して一長一短があ
り、例えば４０００×４０００のような空間光変調素子
の性能を１００％活用した高密度２次元画像を、１秒間
に６０フレーム書き込むことはできなかった。

【０００７】本発明の目的は、従来の技術では実現困難
な高速の書き込みスピードと高い書き込み密度の双方を
同時に実現することができる光記録装置を提供すること
にある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的は、光導電体層
と光変調層とを含んで構成された空間光変調素子に対し
て、光による書き込み手段で情報を書き込んで、書き込
まれた情報を読み出し光により出力する光記録装置にお
いて、書き込み手段は、書き込むべき情報を表示する表
示素子と、表示素子の各画素からの出射光の光軸方向に
所定の間隔で離間して配置され、出射光を同一の所定角
度方向にそれぞれ反射させる複数の反射面が形成された
画素分離手段と、複数の反射面を光軸方向に所定の移動
量だけ移動させて、表示装置の同一画素からの出射光を
空間光変調素子上の異なる複数の領域に書き込む書き込
み領域変更手段とを有し、表示素子から空間光変調素子
に至る光路中に配置される光学素子を備え、複数のフィ
ールドで１フレームを構成する時分割書き込みを行うこ
とを特徴とする光記録装置によって達成される。

【０００９】また上記目的は、光導電体層と光変調層と
を含んで構成された空間光変調素子に対して、光による
書き込み手段で情報を書き込んで、書き込まれた情報を
読み出し光により出力する光記録装置において、書き込
み手段は、書き込むべき情報を表示する表示素子と、表
示素子の各画素からの出射光の光軸方向に所定の間隔で
離間して配置され、各画素からの出射光を同一の所定角
度方向にそれぞれ反射させる複数の反射面が形成された
第１の画素分離手段と、第１の画素分離手段の複数の反
射面を光軸方向に所定の移動量だけ移動させて、表示素
子の同一画素からの出射光を空間光変調素子上の異なる
複数の領域に書き込む第１の書き込み領域変更手段とを
有し、表示素子から空間光変調素子に至る光路中に配置
される第１の光学素子と、第１の光学素子からの出射光
の光軸方向に所定の間隔で離間して配置され、第１の光
学素子からの出射光を当該出射光の光軸および各画素か
らの出射光の光軸に所定角度反射させる複数の反射面が
形成された第２の画素分離手段と、第２の画素分離手段
の複数の反射面を第１の光学素子からの出射光の光軸方
向に所定の移動量だけ移動させ、表示素子の同一画素か
らの出射光を空間光変調素子上の異なる複数の領域に書
き込む第２の書き込み領域変更手段とを有する第２の光
学素子を備え、複数のフィールドで１フレームを構成す
る時分割書き込みを行うこと特徴とする光記録装置のよ
って達成される。

【００１０】さらに上記目的は、光導電体層と光変調層
とを含んで構成された空間光変調素子に対して、光によ
る書き込み手段で情報を書き込んで、書き込まれた情報
を読み出し光により出力する光記録装置において、書き
込み手段は、書き込むべき情報を表示する表示素子と、
表示素子の各画素からの出射光の光軸方向に所定の間隔
で離間して配置され、出射光を同一の所定角度方向にそ
れぞれ反射させる複数の反射面が形成された画素分離手
段と、複数の反射面を光軸方向に所定の移動量だけ移動
させて、表示素子の同一画素からの出射光を空間光変調
素子上の異なる複数の領域に書き込む書き込み領域変更
手段とを有し、表示素子から空間光変調素子に至る光路
中に配置される光学素子と、表示素子と光学素子の間に
位置し、表示素子からの出射光を集光させて光学素子に
結像させる結像光学系を備え、複数のフィールドで１フ
レームを構成する時分割書き込みを行うこと特徴とする
光記録装置によって達成される。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を説明する前
に本発明の基本構成を述べる。本発明は、書き込み用表
示素子の画素数を増やすことなく書き込み密度を向上さ
せるために、書き込み用表示素子からの出射光を離散的
に拡げる画素分離手段、画素分離手段により分離された
画素間隙を補間するように各画素の書き込み領域を変更
する書き込み領域変更手段、及び複数のフィールドで１
フレームを構成する手段により時分割書き込みを行うこ
とを基本としている。本発明では、書き込み手段に通常
用いられる二次元状に配列された多数の画素で構成され
ている表示素子、表示画像を空間光変調素子上に結像す
る投影光学系などの構成部品に加え、表示素子から空間
光変調素子に至る光路上に、表示素子に供給するフィー
ルド信号に同期させて、表示素子からの出射光を離散的
に拡げ画素分離を行い、かつ離散的に拡げられた画素間
隙を補間するように各画素の書き込み領域の変更を行う
光学素子を配置し、書き込み密度の向上を図っている。

【００１２】本発明の第１の実施の形態による光記録装
置について、図面を参照しながら説明する。図１は本実
施の形態における光記録装置の基本構成図、図２は表示
素子からの出射光を離散的に拡げる光学素子の構造及び
空間光変調素子との相関を示した基本構成図、図３は図
２の基本構成図を表示素子からの出射光の光軸に平行な
面で切断したときの縦断面図、図４は表示素子の表示部
が空間光変調素子上に書き込まれる位置を示した説明
図、図５は空間光変調素子の断面図を示したものであ
る。

【００１３】図１において、１は光源、２は自然光を平
行光に変換するためのコリメート変換レンズ、３は二次
元状に配列された多数の画素で構成されている表示素
子、９は空間光変調素子、１０１は光変調素子からの出
射光を離散的に拡げかつ離散的に拡げられた間隙を補間
する光学素子である。図２および図３において、５はミ
ラーアレイ、７は圧電素子からなるアクチュエータ、
９’は空間光変調素子の書き込み面である。ミラーアレ
イ５は、表示素子３から空間光変調素子の書き込み面
９’に至る光路上に配置され、表示素子３からの出射光
を光軸Ｘに対して同一の所定角度方向に反射させる反射
面５１、５２・・・が階段状に、すなわち表示素子の画
素からの出射光の光軸方向に離間しかつ異なる平面内に
形成されている。アクチュエータ７は、ミラーアレイ５
の表示素子３側とは反対側の面にミラーアレイ５に接し
て配置されており、ミラーアレイ５を表示素子３に供給
するフィールド信号に同期させて表示素子３からの出射
光の光軸Ｘ方向に移動あるいは振動できるように形成さ
れている。

【００１４】本実施の形態で用いた表示素子３は、ｐｏ
ｌｙ−Ｓｉ ＴＦＴ（多結晶シリコンをチャネル層に用
いた薄膜トランジスタ）を用いたアクティブマトリック
ス方式の液晶ライトバルブであり、液晶材料には偏光板
を必要としない液晶高分子複合体（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒ
ｙｓｔａｌ Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ）を
用いている。また表示素子３の画素数はｍ×ｎで、画素
ピッチｐは水平、垂直ともに一般的な値である５０μｍ
とした。

【００１５】また本実施の形態で用いた空間光変調素子
９は、光変調層に応答速度が１ｍｓｅｃ以下の強誘電性
液晶を用いている。ここで図５を用いて簡単に空間光変
調素子９の構造を説明する。図５において、空間光変調
素子９は、２枚の対向するガラス基板１９₁と１９₂の間
にスペーサ２４₁、２４₂により所定の幅を有する空間が
形成され、この空間に強誘電性液晶２３が封入されてい
る。ガラス基板１９₁、１９₂の強誘電性液晶側の面に
は、例えばＩＴＯ（インジウム・ティン・オキサイド）
からなる透明電極２０₁、２０₂が形成されている。透明
電極２０₁側表面には例えばａ−Ｓｉ （アモルファス・
シリコン）からなる光導電層２１が形成されている。封
入された強誘電性液晶２３は、強誘電性液晶２３に接し
て対向して設けられた配向膜２２₁、２２₂により所定の
方向に配向させられている。そして、例えば図中左側か
ら書き込み光が入射し、読み出し光は右側から照射され
る。

【００１６】ミラーアレイ５の基板は、材料にプラスチ
ックあるいはアクリル樹脂等を用い、金型による射出成
形で所定の形状に形成されている。シリコンウエハーに
異方性エッチングを行ったり、ガラス基板の研磨や放電
加工したりしてミラーアレイ５の基板を作製することも
できる。この基板上にアルミニウム（Ａｌ）等高反射率
の膜を蒸着あるいはスパッタリングにより形成すること
により所望の光反射ができる階段状の反射面５１、５２
・・・を得ることができる。ミラーアレイ５の大きさは
光変調素子３とほぼ同じ大きさで、重量も約１０ｇ以下
と軽量である。

【００１７】ミラーアレイ５の反射面５１は表示素子３
からの出射光の光軸Ｘに対してθ傾斜している。表示素
子３からの出射光Ｘｆを反射面５１で反射して進行方向
をＸ方向からＺ方向に変え、空間光変調素子の書き込み
面９’に垂直に入射する。本実施の形態においては、ミ
ラーアレイ５の反射面５１の表示素子３からの出射光の
光軸とのなす角をθ＝４５°とした。ミラーアレイ５の
階段形状を構成するもう一方の面５３は表示素子３から
の出射光の光軸Ｘに対して平行に形成されている。反射
面５１、面５３はともに帯状に形成されている。反射面
５１、面５３の表示素子３からの出射光の光軸Ｘ方向の
寸法ａ、ｂは、表示素子３の画素ピッチｐに等しい５０
μｍである。

【００１８】アクチュエータ７には、高歪率圧電セラミ
ック材料からなる積層型の圧電素子を用いている。アク
チュエータ７はミラーアレイ５の光変調素子３側とは反
対側の面に接着され、表示素子３に供給するフィールド
信号に同期してミラーアレイ５を表示素子３からの出射
光の光軸Ｘ方向に移動変化させる。

【００１９】次に、上記構成の光学系により画像をシフ
トさせて高精細な画像を書き込む動作を図３及び図４を
用いて説明する。本実施の形態においては１画面（１フ
レーム）を２つの画像（フィールド）に分割して書き込
む場合を説明する。垂直方向の画素数が表示素子３の画
素数の２倍である原画像を垂直方向に１画素おきに間引
いて２つの画像に分解し、分解された１つの画像は第１
のフィールドで書き込む。ここでは表示素子３の垂直方
向の１画素列からの出射光に着目して説明する。図３に
おいて、第１のフィールドでのミラーアレイ５は図中Ａ
の位置にある。表示素子３からの出射光Ｘ１（１，
１）、Ｘ１（２，１）は、ミラーアレイ５の反射面５
１、５２で反射し、空間光変調素子の書き込み面９’へ
の入射光Ｚ１（１，１）、Ｚ１（２，１）として空間光
変調素子の書き込み面９’に垂直に入射する。表示素子
３からの出射光はミラーアレイ５で反射して、空間光変
調素子の書き込み面９’上で離散的に拡げられている。

【００２０】次に第２のフィールドでは第１のフィール
ドで間引かれた残りの画像を書き込む。このフィールド
ではフィールド信号に同期させてアクチュエータ７によ
りミラーアレイ５を表示素子３からの出射光の光軸Ｘ方
向にＢの位置まで移動させる。ＡからＢの位置までのミ
ラーアレイ５の移動量Ｌは表示素子３の画素ピッチｐと
同じ５０μｍである。表示素子３からの出射光Ｘ２
（１，１）、Ｘ２（２，１）はミラーアレイ５の反射面
５１’、５２’で反射し、空間光変調素子の書き込み面
９’への入射光Ｚ２（１，１）、Ｚ２（２，１）として
空間光変調素子の書き込み面９’に垂直に入射する。第
２のフィールドにおいて、表示素子３からの出射光は移
動したミラーアレイ５で反射して第１のフィールドで離
散的に拡げられた空間光変調素子の書き込み面９’上の
間隙を補間する。

【００２１】第１および第２のフィールドにおいて、表
示素子３の表示部が空間光変調素子９上の書き込まれる
位置を図４に示す。図４において、Ｐ１（ｉ，ｊ）、Ｐ
２（ｉ，ｊ）、（ｉ＝１〜ｍ，ｊ＝１〜ｎ）はそれぞれ
第１および第２のフィールドで表示素子３の表示部が空
間光変調素子９上で書き込まれる位置である。このよう
に本実施の形態によるミラーアレイ５を含む光学系の構
成を用いることにより、表示素子３での同一画素を２つ
のフィールドで隣接する２つの画素として書き込みでき
るようになる。すなわち表示素子３の画素数の２倍の情
報量を空間光変調素子９に書き込みできるようになる。
そして２フィールドごとに書込まれた画像を空間光変調
素子９に読みだし光を照射して出力し演算を行う。以下
第２フレーム以降は、第１のフレームと同様に、（ｍ×
ｎ）画素を持つ表示素子３を用いて２×（ｍ×ｎ）個の
情報書き込みを実現し、２フィールドごとに空間光変調
素子から画像を出力し演算を行う。本実施の形態による
光記録装置を投射型表示装置に応用した場合にはフィー
ルドに関係なく常時読みだし光を照射し出力すればよ
い。人間の目の残像効果により連続した高精細な画像と
して見ることができる。

【００２２】本実施の形態においては、フィールド信号
に同期させたミラーアレイの振動の振幅は数１０μｍ以
下、振動周波数は数１０Ｈｚ〜数１００Ｈｚである。ま
たミラーアレイ５は表示素子３及び空間光変調素子９と
同等の大きさに形成出来るので、重量は約１０ｇ以下と
軽量にできる。本実施の形態で用いた積層型の圧電素子
からなるアクチュエータ７の駆動能力は数ｋＨｚである
ので、ミラーアレイ５の移動の切り替え時間は１ミリ秒
以下と高速の切り替えができる。このように高速応答性
を有しているので、画素間隙を補間するように画素の書
き込み領域を変更するためのミラーアレイの位置の切り
替え時間の１フィールド内の占める割合は数％以下にな
る。従って切り替え遅延による書き込み時間の低下は生
じない。

【００２３】また本実施の形態においては、ミラーアレ
イ５の移動量Ｌが最小となるように、ミラーアレイ５の
反射面５１、５２・・・は表示素子３からの出射光の光
軸Ｘに対して４５°傾斜させたが、反射面５１、５２・
・・の傾斜角度θは０＜θ＜９０°で任意に設定でき
る。また本実施の形態においては、１フレームを２つの
フィールドに分割して書き込むようにしたが、反射面５
１、５２・・・の傾斜角度θを０＜θ＜９０°で任意に
設定し、ミラーアレイ５の面５３の表示素子３からの出
射光の光軸Ｘ方向の寸法ｂ、およびミラーアレイ５の移
動量Ｌを最適化することにより、１フレームを３つ以上
のフィールドに分割して書き込みを行うことも可能であ
る。

【００２４】ミラーアレイ５の帯状の反射面５１の表示
素子３からの出射光の光軸とのなす角θを０＜θ＜９０
°で任意に設定し、１フレームをｆ個のフィールドに分
割して書き込みを行う場合の光学素子の構造及び光学素
子と空間光変調素子との関係を図６を用いて説明する。
第１のフィールドでは表示素子３からの出射光はミラー
アレイ５の反射面５１で角度θで反射して空間光変調素
子の書き込み面９’に垂直に入射する。次に第２のフィ
ールドではミラーアレイ５はＡからＢに移動し、表示素
子３からの出射光はミラーアレイ５の反射面５１’で反
射され、空間光変調素子の書き込み面９’に入射する。
次に第ｆ番目のフィールドではミラーアレイ５はＢから
Ｃの位置に移動し、ミラーアレイ５の反射面５１’’で
反射され、空間光変調素子の書き込み面９’に入射す
る。以上の動作により表示素子からの出射光を離散的に
拡げ、かつ離散的に拡げられた間隙を補間して書き込み
密度の向上ができる。

【００２５】ここで反射面５１、面５３の表示素子３か
らの出射光の光軸Ｘ方向の寸法ａ、ｂは以下の式のよう
に表される。

【００２６】 （１） ０＜θ＜９０°、θ≠４５°のとき ａ＝ｐ／ｔａｎθ、ｂ＝（ｆ−１）ｐ（１／ｔａｎθ−
１／ｔａｎ２θ） （２） θ＝４５°のとき ａ＝ｐ、ｂ＝（ｆ−１）ｐ すなわちミラーアレイの帯状の反射面の間隔、例えば反
射面５１と反射面５２の表示素子３からの出射光の光軸
方向の間隔Ｍ（＝ａ＋ｂ）は、 （１） ０＜θ＜９０°、θ≠４５°のとき Ｍ＝ｐ×［１／ｔａｎ２θ＋（１／ｔａｎθ−１／ｔａ
ｎ２θ）×ｆ］ （２） θ＝４５°のとき Ｍ＝ｐ×ｆ である。またｆ個のフィールドに分割して書き込みを行
う場合、フィールド信号に同期させて移動するミラーア
レイ５の移動量Ｌはｂ／（ｆ−１）となり、 （１） ０＜θ＜９０°、θ≠４５°のとき Ｌ＝ｐ（１／ｔａｎθ−１／ｔａｎ２θ） （２） θ＝４５°のとき Ｌ＝ｐ である。

【００２７】さらに離散的に画素を補間するので、フィ
ールド信号に同期させて移動するミラーアレイ５の移動
量Ｌは上述の関係から、 （１） ０＜θ＜９０°、θ≠４５°のとき Ｌ＝ｐ（１／ｔａｎθ−１／ｔａｎ２θ）の整数倍 （２） θ＝４５°のとき Ｌ＝ｐの整数倍 であってもかまわない。

【００２８】本実施の形態では、アクチュエータ７とし
て高歪率圧電セラミック材料からなる積層型の圧電素子
を用いたが、表示素子３に供給するフィールド信号の周
波数（数１０Ｈｚ〜数１００Ｈｚ）に同期させてミラー
アレイ５を表示素子３からの出射光の光軸Ｘ方向に表示
素子３の画素ピッチｐの整数倍（θ＝４５°のとき）移
動変化させることができればよいので、電磁アクチュエ
ータ、リニアアクチュエータ、ステッピングモータなど
を用いることもでき、３０フレーム／ｓｅｃの書き込み
速度を確保することができる。

【００２９】次に本発明の第２の実施の形態による光記
録装置を図７および図８を用いて説明する。本実施の形
態による光記録装置の第１の実施の形態との相違点は、
表示素子から空間光変調素子に至る光路上に、表示素子
からの出射光を光軸に対して同一の所定角度反射させる
反射面を階段状に有し、かつ反射面を反射面に入射する
光の光軸方向にシフトさせる手段を有する光学素子を少
なくとも二つ設け、複数のフィールドで１フレームを構
成し時分割書き込みを行う点にある。

【００３０】図７は本実施の形態による光記録装置を説
明するための表示素子からの出射光を離散的に拡げる光
学素子の構造及び空間光変調素子との相関を示した基本
構成図である。図中図１から図３と同一の構成部材につ
いては、同一符号を付している。

【００３１】図７において、１は光源、２はコリメート
レンズ、３は表示素子、５は第１のミラーアレイ、６は
第２のミラーアレイ、７は圧電素子からなる第１のアク
チュエータ、８は圧電素子からなる第２のアクチュエー
タ、９’は空間光変調素子の書き込み面である。光源
１、コリメートレンズ２、光変調素子３、第１のミラー
アレイ５および第１のアクチュエータ７は第１の実施の
形態と同様の構成である。第２のミラーアレイ６は、第
１のミラーアレイ５と第１のアクチュエータ７からなる
第１の光学素子から空間光変調素子９に至る光路上に配
置され、第１の光学素子からの出射光を光軸Ｚに対して
所定角度変化させる反射面６１、６２が階段状に形成さ
れている。第２のアクチュエータ８は、第２のミラーア
レイ６の第１のミラーアレイ５側とは反対側の面に第２
のミラーアレイ６に接して配置されており、第２のミラ
ーアレイ６を表示素子３に供給するフィールド信号に同
期させて第１の光学素子からの出射光の光軸Ｚ方向に移
動あるいは振動できるように形成されている。表示素子
３、第１のミラーアレイ５と第１のアクチュエータ７か
らなる第１の光学素子、第２のミラーアレイ６と第２の
アクチュエータ８からなる第２の光学素子、空間光変調
素子の書き込み面９’の位置関係は、表示素子３からの
出射光Ｘｆ（ｉ，ｊ）の光軸Ｘと第１の光学素子からの
出射光Ｚｆ（ｉ，ｊ）の光軸Ｚと第２の光学素子からの
出射光Ｙｆ（ｉ，ｊ）の光軸Ｙが互いに直交している。
ミラーアレイ６の基板は、ミラーアレイ５と同様の方法
で形成でき、所望の光反射ができる階段状の反射面６
１、６２を得ることができる。

【００３２】ミラーアレイ６の反射面６１は第１の光学
素子からの出射光の光軸Ｚに対してミラーアレイ５と同
様に角度θ傾斜しており、第１の光学素子からの出射光
を反射面６１により進行方向をＺ方向からＹ方向に変
え、空間光変調素子の書き込み面９’に垂直に入射させ
る。本実施の形態においては、ミラーアレイ５の反射面
５１の光変調素子３からの出射光の光軸Ｘとのなす角θ
およびミラーアレイ６の反射面６１の第１の光学素子か
らの出射光の光軸Ｚとのなす角θは４５°とした。ミラ
ーアレイ６の面６３は第１の光学素子からの出射光の光
軸Ｚに対して平行に形成されている。反射面６１、面６
３はともに帯状に形成されており、反射面５１、面５３
の第１の光学素子からの出射光の光軸Ｚ方向の寸法
ａ’、ｂ’は、表示素子の画素ピッチｐと同じ５０μｍ
である。

【００３３】アクチュエータ８はアクチュエータ７と同
様の構成であり、ミラーアレイ６の第１の光学素子側と
は反対側の面の接着し、表示素子３に供給するフィール
ド信号に同期してミラーアレイ６を第１の光学素子から
の出射光の光軸Ｚ方向に移動変化させる。

【００３４】次に、上記構成の光学系により画像をシフ
トさせて高精細な画像を書き込む動作を図７及び図８を
用いて説明する。本実施の形態においては１画面（１フ
レーム）を４つの画像（フィールド）に分割して書き込
む場合で説明する。すなわち、水平および垂直方向の画
素数がそれぞれ表示素子３の画素数の２倍である原画像
を水平および垂直方向に１画素おきに間引いて４つの画
像に分解し、分解された第１の画像は第１のフィールド
で書き込む。このフィールドではミラーアレイ５の位置
はＡ、ミラーアレイ６の位置はＡ’にある。表示素子３
のそれぞれの画素からのからの出射光Ｘ１（１，１）、
Ｘ１（１，２）、Ｘ１（２，１）、Ｘ１（２，２）は第
１の光学素子のミラーアレイ５の反射面５１、５２で反
射し、第２の光学素子への入射光Ｚ１（１，１）、Ｚ１
（１，２）、Ｚ１（２，１）、Ｚ１（２，２）として第
２の光学素子に垂直に入射する。第２の光学素子への入
射光Ｚ１（１，１）、Ｚ１（１，２）、Ｚ１（２，
１）、Ｚ１（２，２）はミラーアレイ６の反射面６１、
６２で反射し、それぞれ空間光変調素子の書き込み面９
への入射光Ｙ１（１，１）、Ｙ１（１，２）、Ｙ１
（２，１）、Ｙ１（２，２）として空間光変調素子の書
き込み面９’の領域Ｐ１（１，１）、Ｐ１（１，２）、
Ｐ１（２，１）、Ｐ１（２，２）に垂直に入射する。表
示素子３からの出射光はミラーアレイ５およびミラーア
レイ６により空間光変調素子の書き込み面９’上で離散
的に拡げられる。

【００３５】次に第２のフィールドでは分解された第２
の画像を書き込む。このフィールドではフィールド信号
に同期させてアクチュエータ７によりミラーアレイ５を
表示素子３からの出射光の光軸Ｘ方向にＢの位置まで移
動させる。ここでＡからＢの位置までのミラーアレイ４
の移動量Ｌは表示素子３の画素ピッチｐと同じ５０μｍ
である。ミラーアレイ６の位置は第１のフィールドと同
じである。表示素子３のそれぞれの画素からのからの出
射光Ｘ２（１，１）、Ｘ２（１，２）、Ｘ２（２，
１）、Ｘ２（２，２）は第１の光学素子のミラーアレイ
５の反射面５１’、５２’で反射し、第２の光学素子へ
の入射光Ｚ２（１，１）、Ｚ２（１，２）、Ｚ２（２，
１）、Ｚ２（２，２）として第２の光学素子に垂直に入
射する。第２の光学素子への入射光Ｚ２（１，１）、Ｚ
２（１，２）、Ｚ２（２，１）、Ｚ２（２，２）はミラ
ーアレイ６の反射面６１、６２で反射し、それぞれ空間
光変調素子の書き込み面９’への入射光Ｙ２（１，
１）、Ｙ２（１，２）、Ｙ２（２，１）、Ｙ２（２，
２）として空間光変調素子の書き込み面９’の領域Ｐ２
（１，１）、Ｐ２（１，２）、Ｐ２（２，１）、Ｐ２
（２，２）に垂直に入射する。第２のフィールドでは、
表示素子３からの出射光は第１のフィールドで離散的に
拡げられた間隙のうち表示素子３からの出射光の光軸Ｘ
方向を補間する。

【００３６】次に第３のフィールドでは分解された第３
の画像を表示する。このフィールドではフィールド信号
に同期させてアクチュエータ８によりミラーアレイ６を
第１の光学素子からの出射光の光軸Ｚ方向にＢ’の位置
まで移動させる。ここでＡ’からＢ’の位置までのミラ
ーアレイ５の移動量Ｌ’は表示素子３の画素ピッチｐと
同じ５０μｍである。ミラーアレイ５の位置は第２のフ
ィールドと同じである。表示素子３のそれぞれの画素か
らのからの出射光Ｘ３（１，１）、Ｘ３（１，２）、Ｘ
３（２，１）、Ｘ３（２，２）は第１の光学素子のミラ
ーアレイ５の反射面５１’、５２’で反射し、第２の光
学素子への入射光Ｚ３（１，１）、Ｚ３（１，２）、Ｚ
３（２，１）、Ｚ３（２，２）として第２の光学素子に
垂直に入射する。第２の光学素子への入射光Ｚ３（１，
１）、Ｚ３（１，２）、Ｚ３（２，１）、Ｚ３（２，
２）はミラーアレイ６の反射面６１’、６２’で反射
し、それぞれ空間光変調素子の書き込み面９’への入射
光Ｙ３（１，１）、Ｙ３（１，２）、Ｙ３（２，１）、
Ｙ３（２，２）として空間光変調素子の書き込み面９’
の領域Ｐ３（１，１）、Ｐ３（１，２）、Ｐ３（２，
１）、Ｐ３（２，２）に垂直に入射する。第３のフィー
ルドでは、表示素子３からの出射光は第１のフィールド
で離散的に拡げられた間隙のうち表示素子３からの出射
光の光軸Ｚ方向を補間したことになる。

【００３７】次に第４のフィールドでは分解された第４
の画像を書き込む。このフィールドではフィールド信号
に同期させてアクチュエータ７によりミラーアレイ５を
表示素子３からの出射光の光軸Ｚ方向にＡの位置まで移
動させる。ここでＢからＡの位置までのミラーアレイ４
の移動量Ｌは５０μｍである。すなわちミラーアレイ５
を第１のフィールドでの位置に戻すことになる。ミラー
アレイ６の位置は第３のフィールドと同じである。表示
素子３のそれぞれの画素からのからの出射光Ｘ４（１，
１）、Ｘ４（１，２）、Ｘ４（２，１）、Ｘ４（２，
２）は第１の光学素子のミラーアレイ５の反射面５１、
５２で反射し、第２の光学素子への入射光Ｚ４（１，
１）、Ｚ４（１，２）、Ｚ４（２，１）、Ｚ４（２，
２）として第２の光学素子に垂直に入射する。第２の光
学素子への入射光Ｚ４（１，１）、Ｚ４（１，２）、Ｚ
４（２，１）、Ｚ４（２，２）はミラーアレイ６の反射
面６１’、６２’で反射し、それぞれ空間光変調素子の
書き込み面９’への入射光Ｙ４（１，１）、Ｙ４（１，
２）、Ｙ４（２，１）、Ｙ４（２，２）として空間光変
調素子の書き込み面９’の領域Ｐ４（１，１）、Ｐ４
（１，２）、Ｐ４（２，１）、Ｐ４（２，２）に垂直に
入射する。第４のフィールドでは、表示素子３からの出
射光は第１のフィールドで離散的に拡げられた間隙のう
ち第２および第３のフィールドで補間した以外の残りの
部分を補間することになる。

【００３８】第１から第４のフィールドにおいて、表示
素子３の表示部が空間光変調素子９上に書き込まれる位
置を図８に示す。図８において、Ｐ１（ｉ，ｊ）、Ｐ２
（ｉ，ｊ），Ｐ３（ｉ，ｊ）、Ｐ４（ｉ，ｊ）、（ｉ＝
１〜ｍ，ｊ＝１〜ｎ）はそれぞれ第１から第４のフィー
ルドで表示素子３の表示部が空間光変調素子９上に書き
込まれる位置である。このように本実施の形態によるミ
ラーアレイ５およびミラーアレイ６を含む光学系の構成
を用いることにより、表示素子３での同一画素を用いて
４つのフィールドで４つの画素として書き込みできるよ
うになる。すなわち表示素子３の画素数の４倍の情報量
を空間光変調素子９に書き込みできるようになる。そし
て４フィールドごとに書込まれた画像を空間光変調素子
９に読みだし光を照射して出力し演算を行う。以下第２
フレーム以降は、第１のフレームと同様に、（ｍ×ｎ）
画素を持つ表示素子３を用いて４×（ｍ×ｎ）個の情報
書き込みを実現し、４フィールドごとに空間光変調素子
から画像を出力し演算を行う。

【００３９】本実施の形態においては、ミラーアレイ５
およびミラーアレイ６の移動量Ｌ、Ｌ’が最小となるよ
うに、ミラーアレイ５の反射面５１、５２・・・は表示
素子３からの出射光の光軸Ｘに対して、ミラーアレイ６
の反射面６１、６２・・・はミラーアレイ５からの出射
光の光軸Ｚに対していずれも４５°傾斜させたが、反射
面５１、５２・・・および反射面６１、６２・・・の傾
斜角度θは０＜θ＜９０°で任意に設定できる。また本
実施の形態においては、１フレームを４つのフィールド
に分割して表示させたが、反射面５１、５２・・・およ
び反射面６１、６２・・・の傾斜角度θは０＜θ＜９０
°で任意に設定し、ミラーアレイ５の面５３の表示素子
３からの出射光の光軸Ｘ方向の寸法ｂおよびフィールド
信号に同期させてミラーアレイ５を移動させる移動量
Ｌ、ミラーアレイ６の面６３のミラーアレイ５からの出
射光の光軸Ｚ方向の寸法ｂ’およびフィールド信号に同
期させてミラーアレイ５を移動させる移動量Ｌ’をそれ
ぞれ最適化することにより、１フレームを４つ以上のｆ
個フィールドに分割して表示を行うことも可能である。

【００４０】ここで第１の実施の形態における図６で示
したと同様に、反射面５１（反射面６１）、面５３（面
６３）の光変調素子３からの出射光の光軸Ｘ方向（ミラ
ーアレイ５からの出射光の光軸Ｚ方向）の寸法ａ
（ａ’）、ｂ（ｂ’）は以下の式のように表される。

【００４１】 （１） ０＜θ＜９０°、θ≠４５°のとき ａ＝ａ’＝ｐ／ｔａｎθ ｂ＝（ｆ１−１）ｐ（１／ｔａｎθ−１／ｔａｎ２
θ）、 ｂ’＝（ｆ２−１）ｐ（１／ｔａｎθ−１／ｔａｎ２
θ） （２） θ＝４５°のとき ａ＝ａ’＝ｐ ｂ＝（ｆ１−１）ｐ、ｂ’＝（ｆ２−１）ｐ 但し、ｆ１、ｆ２は各々のミラーアレイに配分されたフ
ィールド数であって、２以上の整数である。また、ｆ＝
ｆ１×ｆ２である。

【００４２】複数のミラーアレイの帯状の反射面に入射
する光の光軸方向の間隔、例えば反射面５１と反射面５
２の表示素子３からの出射光の光軸方向の間隔Ｍは、 （１） ０＜θ＜９０°、θ≠４５°のとき Ｍ＝ｐ×［１／ｔａｎ２θ＋（１／ｔａｎθ−１／ｔａ
ｎ２θ）×ｆ１］ （２） θ＝４５°のとき Ｍ＝ｐ×ｆ１ である。

【００４３】またｆ個のフィールドに分割して表示を行
う場合、フィールド信号に同期させて移動するミラーア
レイ５の移動量Ｌはｂ／（ｆ１−１）、ミラーアレイ６
の移動量Ｌ’はｂ’／（ｆ２−１）となるから、 （１） ０＜θ＜９０°、θ≠４５°のとき Ｌ＝Ｌ’＝ｐ（１／ｔａｎθ−１／ｔａｎ２θ） （２） θ＝４５°のとき Ｌ＝Ｌ’＝ｐ である。

【００４４】さらに離散的に画素を補間するので、フィ
ールド信号に同期させて移動するミラーアレイ５の移動
量Ｌおよびミラーアレイ６の移動量Ｌ’は上述の関係か
ら、 （１） ０＜θ＜９０°、θ≠４５°のとき Ｌ＝Ｌ’＝ｐ（１／ｔａｎθ−１／ｔａｎ２θ）の整数
倍 （２） θ＝４５°のとき Ｌ＝Ｌ’＝ｐの整数倍 であってもよい。

【００４５】また本実施の形態においては、表示素子
３、第１のミラーアレイ５と第１のアクチュエータ７か
らなる第１の光学素子、第２のミラーアレイ６と第２の
アクチュエータ８からなる第２の光学素子、空間光変調
素子の書き込み面９’の位置関係は、表示素子３からの
出射光Ｘｆ（ｉ，ｊ）の光軸Ｘと第１の光学素子からの
出射光Ｚｆ（ｉ，ｊ）の光軸Ｚと第２の光学素子からの
出射光Ｙｆ（ｉ，ｊ）の光軸Ｙが互いに直交していると
したが、第２の光学素子からの出射光Ｙｆ（ｉ，ｊ）の
光軸Ｙが表示素子３からの出射光Ｘｆ（ｉ，ｊ）の光軸
Ｘと第１の光学素子からの出射光Ｚｆ（ｉ，ｊ）の光軸
Ｚを含む面に平行、あるいは表示素子３からの出射光Ｘ
ｆ（ｉ，ｊ）の光軸Ｘと第１の光学素子からの出射光Ｚ
ｆ（ｉ，ｊ）の光軸Ｚを含む面に直交する面に平行であ
るような位置関係でもかまわない。さらに本実施の形態
においては、第１の光学素子と第２の光学素子の２つの
光学素子を用いて書き込み密度の向上を行ったが、２つ
以上の光学素子を用いてもよく、また第１の光学素子と
第２の光学素子の２つの光学素子を１組として複数組を
組み合せても書き込み密度を上げることができることは
自明である。

【００４６】次に本発明の第３の実施の形態による光記
録装置を図９から図１３を用いて説明する。本実施の形
態による光記録装置の第１の実施の形態との相違点は、
表示素子から空間光変調素子に至る光路上に、結像光学
系を付加し第１の実施の形態の書き込み精度を向上を図
る点にある。図９は本実施の形態における光記録装置の
基本構成図、図１０は表示素子からの出射光を離散的に
拡げる光学素子の構造及び空間光変調素子との相関を示
した基本構成図、図１１は図９の基本構成図を表示素子
からの出射光の光軸に平行な面で切断したときの縦断面
図を示したものである。

【００４７】図９において、１は光源、２は自然光を平
行光に変換するためのコリメートレンズ、３は表示素
子、４は表示素子からの出射光をミラーアレイに結像さ
せる結像光学系、５はミラーアレイ、７は圧電素子から
なるアクチュエータ、９は空間光変調素子、１０１は表
示素子からの出射光を離散的に拡げかつ離散的に拡げら
れた間隙を補間する光学素子である。光源１、コリメー
トレンズ２、表示素子３、ミラーアレイ５、アクチュエ
ータ７、空間光変調素子９は第１の実施の形態と同様の
構成である。また各部の動作及び空間光変調素子への書
き込み、及び演算のための出力方法についても、第１の
実施の形態と同様である。

【００４８】本実施の形態においては、表示素子３は結
像光学系４による表示素子３の結像面がミラーアレイ５
の各反射面５１、５２・・・になるように、光源からの
平行光の光軸、すなわち表示素子３からの出射光の光軸
Ｘに対してα傾けてある。

【００４９】ここで、図１２及び図１３を用いて本実施
の形態において新たに付加した結像光学系４の作用を説
明する。まず図９に示したように光源１から出射された
光はコリメート変換手段２によりコリメート変換され、
表示素子３に入射し、画像信号に応じた光変調が行われ
る。表示素子３で変調された光は、結像光学系４により
ミラーアレイ５の反射面５１、５２・・・に入射する。
このとき結像光学系４が挿入されていないと仮定すると
図１２に示すように、理想的な平行光とならない表示素
子３からの光が、入射すべきミラーアレイ５の反射面に
入射せずに隣接するミラーアレイ５の反射面に入射して
しまうことになる。

【００５０】その結果、空間光変調素子の書き込み面
９’では、本来入射するべきミラーアレイによって集光
される位置から離れた位置に集光され、空間光変調素子
の書き込み面上で本来の表示位置から離れて表示されて
しまう。このような状態では、空間光変調素子の書き込
み面上に本来書き込まれるべき情報と異なる情報が書き
込まれることになり、書き込み精度が低下する。表示素
子３からの光が理想的な平行光でない場合でも、本実施
の形態のように表示素子３からミラーアレイ５に至る光
路上に結像光学系４を配置することにより、表示素子３
の各画素からの出射光の全てをミラーアレイの所定の各
反射面に入射できるようになる。

【００５１】本実施の形態の結像光学系４は、実像に対
して１対１の倒立像を形成する光学系である。図１３は
本実施の形態による結像光学系４を用いた結像の様子を
示している。ｒはレンズの焦点距離である。表示素子３
からの出射された平行光は、ミラーアレイ５平行に入射
される必要があるので、結像光学系４は少なくとも２つ
のレンズを組合せて構成されるアフォーカル光学系を用
いている。表示素子３の各画素からの出射光は結像光学
系４によりミラーアレイ５の所定の各反射面に入射す
る。理想的な平行光でない表示素子３からの光は、ミラ
ーアレイ５の各反射面入射する角度がずれるので、空間
光変調素子の書き込み面９’では集光される画素は少し
広がった形になるが、図１２に示した隣接するミラーア
レイの反射面に別の画素の情報の一部が入射するような
ことはないので書き込み精度を低下させることはない。

【００５２】本実施の形態では、結像光学系４は１対１
の倒立像を形成する光学系であったが、それ以外にｋ倍
の像を形成する光学系であっても、１／ｋ倍の像を形成
する光学系であってもよい。

【００５３】本実施の形態において、ミラーアレイ５の
帯状の反射面５１の表示素子３からの出射光の光軸との
なす角θを０＜θ＜９０°で任意に設定し、ｋ倍の像を
形成する結像光学系４を用いて、１フレームをｆ個のフ
ィールドに分割して表示を行う場合、第１のフィールド
では光変調素子３からの出射光は結像光学系４によりｋ
倍の倒立像としてミラーアレイ５の反射面５１で角度θ
で反射して空間光変調素子の書き込み面９’に垂直に入
射する。次に第２のフィールドではミラーアレイ５はＡ
からＢに移動し、表示素子３からの出射光はミラーアレ
イ５の反射面５１’で反射され、空間光変調素子の書き
込み面９’に入射する。次に第ｆ番目のフィールドでは
ミラーアレイ５はＢからＣの位置に移動し、ミラーアレ
イ５の反射面５１’’で反射され、空間光変調素子の書
き込み面９’に入射する。以上の動作により表示素子か
らの出射光を離散的に拡げ、かつ離散的に拡げられた間
隙を補間して書き込み密度を向上させることができるよ
うになる。

【００５４】ここで反射面５１、面５３の表示素子３か
らの出射光の光軸Ｘ方向の寸法ａ、ｂは以下の式のよう
に表される。 （１） ０＜θ＜９０°、θ≠４５°のとき ａ＝ｋｐｓｉｎα／ｔａｎθ、 ｂ＝ｋ（ｆ−１）ｐｓｉｎα（１／ｔａｎθ−１／ｔａ
ｎ２θ） （２） θ＝４５°のとき ａ＝ｋｐｓｉｎα 、ｂ＝ｋ（ｆ−１）ｐｓｉｎα

【００５５】すなわちミラーアレイの帯状の反射面の間
隔、例えば反射面５１と反射面５２の表示素子３からの
出射光の光軸方向の間隔Ｍ（＝ａ＋ｂ）は、 （１） ０＜θ＜９０°、θ≠４５°のとき Ｍ＝ｋｐｓｉｎα×［１／ｔａｎ２θ＋（１／ｔａｎθ
−１／ｔａｎ２θ）×ｆ］ （２） θ＝４５°のとき Ｍ＝ｋｐｓｉｎα×ｆ である。

【００５６】またｆ個のフィールドに分割して表示を行
う場合、フィールド信号に同期させて移動するミラーア
レイ５の移動量Ｌはｂ／（ｆ−１）となり、 （１） ０＜θ＜９０°、θ≠４５°のとき Ｌ＝ｋｐｓｉｎα（１／ｔａｎθ−１／ｔａｎ２θ） （２） θ＝４５°のとき Ｌ＝ｋｐｓｉｎα である。

【００５７】さらに離散的に画素を補間するので、フィ
ールド信号に同期させて移動するミラーアレイ５の移動
量Ｌは上述の関係から、 （１） ０＜θ＜９０°、θ≠４５°のとき Ｌ＝ｋｐｓｉｎα（１／ｔａｎθ−１／ｔａｎ２θ）の
整数倍 （２） θ＝４５°のとき Ｌ＝ｋｐｓｉｎαの整数倍 であってもかまわない。

【００５８】ここでミラーアレイ５の各反射面の表示素
子３からの出射光の光軸Ｘとのなす角θと、表示素子３
の光軸Ｘとのなす角αの関係は以下の式のように表され
る。 （１） ０＜θ＜９０°、θ≠４５°のとき ｔａｎα＝１／｛ｋ×［１／ｔａｎ２θ＋（１／ｔａｎ
θ−１／ｔａｎ２θ）×ｆ］｝ （２） θ＝４５°のとき ｔａｎα＝１／ｋｆ

【００５９】

【発明の効果】以上の通り、本発明によれば、空間光変
調素子への二次元像書き込みを行う光記録装置におい
て、二次元状に画素を並べた表示素子から空間光変調素
子に至る光路上に位置し、表示素子の各画素からの出射
光の光軸方向に所定の間隔で離間して配置され、表示素
子の各画素からの出射光を同一の所定角度方向にそれぞ
れ反射させる複数の反射面が形成された画素分離手段
と、複数の反射面を表示素子の各画素からの光軸方向に
所定の移動量だけ移動させて、表示素子の同一画素から
の出射光を空間光変調素子上の異なる複数の領域に書き
込むための書き込み領域変更手段とを有する光学素子を
用いて、表示素子からの出射光を離散的に拡げ画素分離
を行い、かつ離散的に拡げられた画素間隙を補間するよ
うに時分割書き込みを行うので、表示素子の画素数の数
倍の二次元情報を空間光変調素子に書き込むことが可能
である。

【００６０】また書き込み領域の変更は、数１０Ｈｚ〜
数１００Ｈｚのスピードで行うことができるので、フレ
ーム数を減らすことなく表示素子の画素数の数倍の二次
元情報を空間光変調素子に書き込むことが可能である。
さらに表示素子から光学素子に至る光路上に表示素子に
よって表示された画像を光学素子上に結像する結像光学
系を設けることで、時分割書き込みによる書き込み精度
の低下を防止することができる。またこの書き込み手段
を用いた相関演算器では、高精細な画像を処理すること
ができるので正確で再現性の高い光記録装置を実現する
ことができる。また投射型表示装置では書込み用の表示
素子の画素数に制限されない高精細な表示が可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態による光記録装置を
示す図である。

【図２】本発明の第１の実施の形態におけるミラーアレ
イの構造、及び光学素子と空間光変調素子との相関を示
した図である。

【図３】本発明の第１の実施の形態におけるミラーアレ
イを表示素子からの出射光の光軸に平行な面で切断した
縦断面図である。

【図４】本発明の第１の実施の形態における表示素子の
表示部が空間光変調素子上に書き込まれる位置を示した
説明図である。

【図５】本発明の第１の実施の形態における空間光変調
素子の構成断面図である。

【図６】本発明の第１の実施の形態におけるミラーアレ
イの構造、及び光学素子と空間光変調素子との相関を示
した図である。

【図７】本発明の第２の実施の形態におけるミラーアレ
イの構造、及び光学素子と空間光変調素子との相関を示
した図である。

【図８】本発明の第２の実施の形態における表示素子の
表示部が空間光変調素子上に書き込まれる位置を示した
説明図である。

【図９】本発明の第３の実施の形態におけるミラーアレ
イの構造、及び光学素子と空間光変調素子との相関を示
した図である。

【図１０】本発明の第３の実施の形態におけるミラーア
レイを表示素子からの出射光の光軸に平行な面で切断し
た縦断面図である。

【図１１】本発明の第３の実施の形態におけるミラーア
レイの構造、及び光学素子と空間光変調素子との相関を
示した図である。

【図１２】結像光学系がない場合の表示素子からの出射
光がミラーアレイに集光する位置を示す図である。

【図１３】本発明の第３の実施の形態における結像光学
系を用いた場合の光変調素子からの出射光がミラーアレ
イに集光する位置を示す図である。

【図１４】従来の指紋照合装置に応用された例の構成図
である。

【図１５】従来の投射型表示装置に応用された例の構成
図である

【符号の説明】

１ 光源 ２ コリメート変換レンズ ３ 表示素子 ４ 結像光学系 ５ 第１のミラーアレイ ６ 第２のミラーアレイ ７ 圧電素子からなる第１のアクチュエータ ８ 圧電素子からなる第２のアクチュエータ ９ 空間光変調素子 ９’ 空間光変調素子の書き込み面 １０１ 光学素子 １０ 結像レンズ １１ ビームスプリッタ １２ ＣＣＤカメラ １３ メモリ １４ 光検出器 １５ 相関判定回路 １６ ＣＲＴ １７ 投射レンズ １８ スクリーン １９ ガラス板 ２０ 透明電極 ２１ 光導電層 ２２ 配向膜 ２３ 強誘電性液晶 ２４ スペーサ ５１、５２、５１’、５２’ 第１のミラーアレイの反
射面 ５３、５４ 表示素子からの出射光の光軸に平行な第１
のミラーアレイの面 ６１、６２、６１’、６２’ 第２のミラーアレイの反
射面 ６３、６４ 第１の光学素子から出射光の光軸に平行な
第２のミラーアレイの面θ ミラーアレイの反射面の反
射面への入射光の光軸とのなす角 Ｘｆ（ｉ，ｊ） 表示素子からの出射光 Ｙｆ（ｉ，ｊ） 第２の光学素子からの出射光 Ｚｆ（ｉ，ｊ） 第１の光学素子からの出射光 Ｐｆ（ｉ，ｊ） 第ｆのフィールドで表示素子の表示部
が空間光変調素子上に書き込まれる領域 ｐ 表示素子の画素ピッチ ａ 第１のミラーアレイの反射面の表示素子からの出射
光の光軸方向の寸法 ｂ 表示素子からの出射光の光軸に平行な第１のミラー
アレイの階段状の面の表示素子からの出射光の光軸方向
の寸法 ａ’ 第２のミラーアレイの反射面の第１の光学素子か
らの出射光の光軸方向の寸法 ｂ’ 第１の光学素子からの出射光の光軸に平行な第２
のミラーアレイの階段状の面の第１の光学素子からの出
射光の光軸方向の寸法 Ｌ 第１のミラーアレイの移動量 Ｌ’ 第２のミラーアレイの移動量

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藤曲 啓志 神奈川県足柄上郡中井町境430 グリーン テクなかい 富士ゼロックス株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】光導電体層と光変調層とを含んで構成され
   た空間光変調素子に対して、光による書き込み手段で情
   報を書き込んで、書き込まれた前記情報を読み出し光に
   より出力する光記録装置において、 前記書き込み手段は、書き込むべき情報を表示する表示
   素子と、前記表示素子の各画素からの出射光の光軸方向
   に所定の間隔で離間して配置され、前記出射光を同一の
   所定角度方向にそれぞれ反射させる複数の反射面が形成
   された画素分離手段と、前記複数の反射面を前記光軸方
   向に所定の移動量だけ移動させて、前記表示装置の同一
   画素からの出射光を前記空間光変調素子上の異なる複数
   の領域に書き込む書き込み領域変更手段とを有し、前記
   表示素子から前記空間光変調素子に至る光路中に配置さ
   れる光学素子を備え、 複数のフィールドで１フレームを構成する時分割書き込
   みを行うことを特徴とする光記録装置。
2. 【請求項２】光導電体層と光変調層とを含んで構成され
   た空間光変調素子に対して、光による書き込み手段で情
   報を書き込んで、書き込まれた前記情報を読み出し光に
   より出力する光記録装置において、 前記書き込み手段は、書き込むべき情報を表示する表示
   素子と、前記表示素子の各画素からの出射光の光軸方向
   に所定の間隔で離間して配置され、前記各画素からの出
   射光を同一の所定角度方向にそれぞれ反射させる複数の
   反射面が形成された第１の画素分離手段と、前記第１の
   画素分離手段の複数の反射面を前記光軸方向に所定の移
   動量だけ移動させて、前記表示素子の同一画素からの出
   射光を前記空間光変調素子上の異なる複数の領域に書き
   込む第１の書き込み領域変更手段とを有し、前記表示素
   子から前記空間光変調素子に至る光路中に配置される第
   １の光学素子と、前記第１の光学素子からの出射光の光
   軸方向に所定の間隔で離間して配置され、前記第１の光
   学素子からの出射光を当該出射光の光軸および前記各画
   素からの出射光の光軸に所定角度反射させる複数の反射
   面が形成された第２の画素分離手段と、前記第２の画素
   分離手段の複数の反射面を前記第１の光学素子からの出
   射光の光軸方向に所定の移動量だけ移動させ、前記表示
   素子の同一画素からの出射光を前記空間光変調素子上の
   異なる複数の領域に書き込む第２の書き込み領域変更手
   段とを有する第２の光学素子を備え、複数のフィールド
   で１フレームを構成する時分割書き込みを行うこと特徴
   とする光記録装置。
3. 【請求項３】光導電体層と光変調層とを含んで構成され
   た空間光変調素子に対して、光による書き込み手段で情
   報を書き込んで、書き込まれた前記情報を読み出し光に
   より出力する光記録装置において、 前記書き込み手段は、書き込むべき情報を表示する表示
   素子と、前記表示素子の各画素からの出射光の光軸方向
   に所定の間隔で離間して配置され、前記出射光を同一の
   所定角度方向にそれぞれ反射させる複数の反射面が形成
   された画素分離手段と、前記複数の反射面を前記光軸方
   向に所定の移動量だけ移動させて、前記表示素子の同一
   画素からの出射光を前記空間光変調素子上の異なる複数
   の領域に書き込む書き込み領域変更手段とを有し、前記
   表示素子から前記空間光変調素子に至る光路中に配置さ
   れる光学素子と、前記表示素子と前記光学素子の間に位
   置し、前記表示素子からの出射光を集光させて前記光学
   素子に結像させる結像光学系を備え、複数のフィールド
   で１フレームを構成する時分割書き込みを行うこと特徴
   とする光記録装置。