JPH10239703A - 空間光変調システムおよび投射型表示システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 光書込型の空間光変調システムで、書込光に
周囲光が重畳している場合でも所期の空間光変調が可能
となり、コントラストの高い出力画像が得られるように
する。 【解決手段】 空間光変調システムは、光書込型の空間
光変調器６０、空間光変調器６０に駆動電圧Ｖｏを印加
する電圧制御駆動手段６２、空間光変調器６０に書込光
を照射する光書込手段５０、および光書込手段５０を制
御して書込光を点滅させる点滅制御手段６４を備えるも
のとする。空間光変調器６０は、光導電部材と電気光学
変換部材を直列接続したものである。駆動電圧Ｖｏは、
ある周期Ｔ１で極性反転させるとともに、この周期Ｔ１
より十分長い周期Ｔ２で位相反転させる。これと同期し
て、書込光を周期Ｔ１で点滅させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、光情報処理や光
計測などに用いられる光書込型の空間光変調システム、
およびこれを用いた投射型表示システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】光書込型の空間光変調システムは、入力
画像光（書込光）から、それに対応した出力画像光（読
出光）を生成するシステムで、入力画像光を生成する書
込光学系と、その生成された入力画像光を出力画像光に
変換する光書込型の空間光変調器と、この空間光変調器
からの出力画像光を外部に取り出す読出光学系とからな
る。

【０００３】図１１は、従来の光書込型の空間光変調シ
ステムに用いられる空間光変調器の一例を示し、その光
書込型の空間光変調器は、それぞれＩＴＯなどの透光性
導電膜からなる電極２１，２２が形成された、ガラスな
どの透光性絶縁材料からなる２枚の支持板１０，１１間
に、ａ−Ｓｉ：Ｈなどの光導電材料からなる光導電部材
３１、誘電体多層膜鏡３３、および電気光学変換部材３
５が、順次積層されたもので、電気的には、光導電部材
３１、誘電体多層膜鏡３３および電気光学変換部材３５
の直列回路を構成する。電気光学変換部材３５には、Ｌ
ｉＮｂＯ_３などの強誘電体やネマチック液晶などの液晶
材料のような電気光学効果を有する材料が用いられる。

【０００４】この空間光変調器は、電極２１，２２間に
交流電圧を印加する。この場合、光導電部材３１への照
度が低いときには、光導電部材３１は高抵抗を呈し、電
気光学変換部材３５に印加される電圧は小さくなる。一
方、支持板１０側から書込光１０１を照射して、光導電
部材３１への照度を高くすると、光導電部材３１は低抵
抗となって、電気光学変換部材３５に大きな電圧が印加
される。

【０００５】そして、一様な読出光１０２を支持板１１
側から照射すると、誘電体多層膜鏡３３で反射した光が
電気光学変換部材３５を透過するとき、電気光学変換部
材３５への印加電圧に応じて、強度や位相、または偏光
状態などの光学特性が変調される。

【０００６】これによって、入力画像光の強度を増幅
し、入力画像光の強度情報を位相情報に変換し、入力画
像光を異なる波長の光に変換し、２つの入力画像光を光
導電部材３１上に重ねて照射して論理和演算や論理積演
算を行うなど、様々な空間光変調を行うことができる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような空間光変調器と、書込光学系および読出光学系と
からなる、従来の光書込型の空間光変調システムは、書
込光に太陽光や室内光、または装置内の迷光などの周囲
光が重畳していると、その周囲光が妨害光として作用す
るため、上記の空間光変調を十分に機能させることがで
きず、出力画像のコントラストが低下する欠点がある。

【０００８】そこで、この発明は、光書込型の空間光変
調システムにおいて、書込光に周囲光が重畳している場
合でも所期の空間光変調が可能となり、コントラストの
高い出力画像が得られるようにしたものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この発明では、光書込型
の空間光変調システムとして、光導電部材と電気光学変
換部材が直列接続された光書込型の空間光変調器と、こ
の空間光変調器に、時間周期Ｔ１で極性反転し、かつ時
間周期Ｔ１より十分長い時間周期Ｔ２で位相反転する駆
動電圧を印加する電圧制御駆動手段と、前記空間光変調
器に、時間周期Ｔ１で点滅する書込光を照射する光書込
手段と、を設ける。

【００１０】

【作用】上記のように構成した、この発明の空間光変調
システムにおいては、空間光変調器に印加される駆動電
圧が、周期Ｔ１で極性反転するとともに、周期Ｔ２で位
相反転し、これに同期して、空間光変調器に照射される
書込光が、周期Ｔ１で点滅する。これによって、書込光
に周囲光が重畳している場合でも所期の空間光変調が可
能となり、コントラストの高い出力画像が得られるよう
になる。

【００１１】

【発明の実施の形態】図１は、この発明の光書込型の空
間光変調システムの一実施形態を示す。この実施形態の
空間光変調システムは、光書込型の空間光変調器６０、
空間光変調器６０に駆動電圧Ｖｏを印加する電圧制御駆
動手段６２、空間光変調器６０に書込光を照射する光書
込手段（書込光学系）５０、および光書込手段５０を制
御して書込光を点滅させる点滅制御手段６４を備える。
図１では省略しているが、そのほか、空間光変調器６０
の光書込手段５０が配される側と反対側には光読出手段
（読出光学系）を設ける。

【００１２】光書込手段５０は、この実施形態では、Ｌ
ＥＤ５１およびレンズ５３からなる照明光学系と、この
照明光学系によって照明される入力画像５５、およびそ
の照明された入力画像５５を書込光として空間光変調器
６０上に投影して結像させるレンズ５２からなる結像光
学系とによって構成する。

【００１３】空間光変調器６０は、一例として、図２
（ａ）に示すように、それぞれ内側に電極２１，２２が
形成された２枚の支持板１０，１１間に光導電部材３１
および電気光学変換部材３５を積層し、支持板１０，１
１の外側に偏光子４１，４２を配して構成し、偏光子４
１側から書込光１０１を照射し、偏光子４２側から読出
光１０２を照射する。この例では、書込光１０１として
は光導電部材３１に吸収される波長を用い、読出光１０
２としては光導電部材３１に吸収されない波長を用い
る。電気光学変換部材３５には、ＬｉＮｂＯ_３などの強
誘電体やネマチック液晶などの液晶材料のような電気光
学効果を有する材料を用いる。

【００１４】この空間光変調器６０は、図２（ｂ）に示
すように、光導電部材３１が形成する静電容量Ｃ_ＰＣお
よび抵抗Ｒ_ＰＣの並列回路に対して、電気光学変換部材
３５が形成する静電容量Ｃ_ＥＯが直列接続された等価回
路で表される。したがって、電極２１，２２間に印加さ
れる駆動電圧Ｖｏは、静電容量Ｃ_ＰＣに印加される電圧
Ｖ_ＰＣと、静電容量Ｃ_ＥＯに印加される電圧Ｖ_ＥＯとに
分圧される。

【００１５】駆動電圧Ｖｏは、図１の電圧制御駆動手段
６２において、図３（ｂ）に示すように、ある周期Ｔ１
で極性反転させるとともに、この周期Ｔ１より十分長い
周期Ｔ２で位相反転させる。

【００１６】これと同期して、図１の点滅制御手段６４
によって、光書込手段５０のＬＥＤ５１を周期Ｔ１で点
滅させる。空間光変調器６０上の照度は、図３（ａ）に
示すように、光書込手段５０からの書込光１０１による
照度Ｂｓｉｇと、読出光１０２や室内光などの周囲光に
よる照度Ｂａｍｂとの和となる。そして、ＬＥＤ５１が
周期Ｔ１で点滅することによって、書込光１０１による
照度Ｂｓｉｇが周期Ｔ１で変えられる。

【００１７】これによって、図２の電気光学変換部材３
５（静電容量Ｃ_ＥＯ）に印加される電圧Ｖ_ＥＯは、図３
（ｃ）に示すように、周期Ｔ２の前半においては、周期
Ｔ１の前半（駆動電圧Ｖｏが正となり、かつＬＥＤ５１
が点灯する期間）において増加し、周期Ｔ１の後半（駆
動電圧Ｖｏが負となり、かつＬＥＤ５１が消灯する期
間）において減少するとともに、周期Ｔ２の後半におい
ては、周期Ｔ１の前半（駆動電圧Ｖｏが負となり、かつ
ＬＥＤ５１が点灯する期間）において減少し、周期Ｔ１
の後半（駆動電圧Ｖｏが正となり、かつＬＥＤ５１が消
灯する期間）において増加するように、変化する。

【００１８】ここで、ＬＥＤ５１の点灯により空間光変
調器６０に入力画像光が入射したときの光導電部材３１
の抵抗をＲ_ＰＣＰ、ＬＥＤ５１の消灯により空間光変調
器６０に入力画像光が入射しないときの光導電部材３１
の抵抗をＲ_ＰＣＤとし、 τ１＝（Ｃ_ＰＣ＋Ｃ_ＥＯ）×Ｒ_ＰＣＰ …（１） τ３＝（Ｃ_ＰＣ＋Ｃ_ＥＯ）×Ｒ_ＰＣＤ …（２） τ２＝１／（１／τ１−１／τ３） …（３） とすると、τ１は、周期Ｔ２の前半の周期Ｔ１の前半に
おける電圧Ｖ_ＥＯの増加、または周期Ｔ２の後半の周期
Ｔ１の前半における電圧Ｖ_ＥＯの減少の時定数、τ３
は、周期Ｔ２の前半の周期Ｔ１の後半における電圧Ｖ
_ＥＯの減少、または周期Ｔ２の後半の周期Ｔ１の後半に
おける電圧Ｖ_ＥＯの増加の時定数で、Ｒ_ＰＣＤ＞Ｒ
_ＰＣＰであるので、τ３＞τ１である。τ２は、周期Ｔ
２の前半における電圧Ｖ_ＥＯの増加、または周期Ｔ２の
後半における電圧Ｖ_ＥＯの減少の時定数である。

【００１９】そして、周期Ｔ１は時定数τ１より十分短
く設定し、かつ周期Ｔ２は時定数τ２より十分長く設定
する。したがって、電圧Ｖ_ＥＯは、周期Ｔ２の前半にお
いては、十分大きな正の電圧となるように周期Ｔ１ごと
に漸次増加し、周期Ｔ２の後半においては、十分大きな
負の電圧となるように周期Ｔ１ごとに漸次減少する。そ
して、周期Ｔ２を電気光学変換部材３５の応答速度より
短く設定することによって、電圧Ｖ_ＥＯの実効電圧に応
じた光学応答が得られる。

【００２０】この実施形態では、上記のように入力画像
光に応じて電気光学変換部材３５への印加電圧Ｖ_ＥＯが
変調されることによって、電気光学変換部材３５に複屈
折の変化を生じて、空間光変調器６０を透過する読出光
１０２の偏光状態が変調され、これが偏光子４１，４２
の作用によって光強度の変化として出力される。

【００２１】そして、周期Ｔ１は時定数τ１より十分短
く設定されるため、入力画像光が入射しないで、周囲光
だけが光導電部材３１に入射する場合には、周期Ｔ１内
に電気光学変換部材３５の容量Ｃ_ＥＯに電荷は蓄積され
ず、電気光学変換部材３５への印加電圧Ｖ_ＥＯはゼロ点
近傍を周期Ｔ１で小さく振動するだけである。周囲光が
定常光ではなく、蛍光灯などのような点滅光でも、その
点滅周期が周期Ｔ１と異なれば、電圧Ｖ_ＥＯは増加しな
い。これは、ロックインアンプの原理と同じである。

【００２２】したがって、書込光１０１に周囲光が重畳
している場合でも所期の空間光変調が可能となり、コン
トラストの高い出力画像が得られるようになる。

【００２３】また、ネマチック液晶など、電気光学材料
の多くは、直流電界の印加によって特性が劣化する。し
かし、上記の実施形態では、駆動電圧Ｖｏを周期Ｔ１で
極性反転させるだけでなく、周期Ｔ２で位相反転させる
ので、電気光学変換部材３５に直流電界が印加されるこ
とがなく、電気光学変換部材３５の特性劣化を生じな
い。

【００２４】上記の実施形態は、書込光１０１の強度を
読出光１０２の強度変化に変換する場合であるが、空間
光変調の目的に応じて、波長や位相の変化に変換するな
ど、所望の変換をするように構成することができる。

【００２５】また、電気光学変換部材３５としては、上
記のように複屈折の変化を生じるものに限らず、プレオ
クロイック効果のような透過率変化を生じるもの、高分
子分散液晶やコレステリック液晶などのように光散乱能
に変化を生じるもの、ＴＮ液晶やコレステリック液晶な
どのように旋光効果を生じるもの、コレステリック液晶
の選択反射効果などのような反射率変化を生じるものな
どを用いて、これら光学特性の変化を利用するようにし
てもよい。

【００２６】また、読出光１０２を空間光変調器６０に
透過させる場合に限らず、図１１に示した空間光変調器
のように誘電体多層膜鏡３３を設けて、この誘電体多層
膜鏡３３で反射した光を出力の読出光として取り出すよ
うにしてもよい。

【００２７】また、入力画像５５は、狭義の画像に限ら
ず、文字や符号などの情報でもよい。その情報の配列
も、２次元的な配列に限らず、線状または点状の配列で
もよい。

【００２８】光書込手段５０の照明用光源としては、Ｌ
ＥＤに限らず、発熱ランプ、蛍光ランプ、放電ランプ、
レーザ光源などの光源を用いることができる。

【００２９】また、上記の実施形態は、照明用光源を点
滅させて入力画像光を点滅させる場合であるが、点滅す
る入力画像光を得る方法は、これに限らず、例えば、定
常的に発光する光源と光シャッタとを組合せてもよい。
その光シャッタとしては、スリットを有する回転円盤を
用いた、いわゆる光チョッパなどの機械的シャッタや、
液晶や強誘電体液晶などの電気光学効果を利用したシャ
ッタなどを用いることができる。また、画像入力に液晶
ディスプレイやＣＲＴディスプレイなどを用いて、入力
画像と全面黒画像を交互に表示することによって、点滅
する入力画像光を得るようにしてもよい。

【００３０】さらに、入力画像光を周期Ｔ１で点滅させ
れば、その発光時間は、必ずしも図３（ａ）のようにＴ
１／２である必要はなく、これより短くてもよい。ま
た、空間光変調器６０の駆動電圧Ｖｏの極性が変化しな
いＴ１／２の時間内に複数回、発光させるようにしても
よい。発光時間中の発光強度も、必ずしも図３（ａ）の
ように一定である必要はなく、時間とともに変化するよ
うにしてもよい。

【００３１】光導電部材３１としては、ＳｉやＣｄＳな
どの半導体や、ポリビニルカルバゾールなどの有機光導
電体などを用いることができる。ただし、電気光学変換
部材３５が光導電部材３１と比較して十分に高抵抗とな
るように、光導電材料３１および電気光学変換部材３５
を選ぶ必要がある。

【００３２】〔実施例１〕実施例１では、図１〜図３に
示した実施形態において、光書込手段５０のＬＥＤ５１
として波長６３０ｎｍを発光するものを用い、その点滅
周期Ｔ１を０．５ｍ秒とするとともに、入力画像５５と
してはガラス基板上にＣｒを蒸着・エッチングして作製
したものを用いる。

【００３３】空間光変調器６０の光導電部材３１は、厚
さ２０μｍのａ−Ｓｉ：Ｈ蒸着膜によって形成する。そ
の比誘電率は１２、暗所での比抵抗は１０^８Ω／ｃｍ、
３００ｌｘ照射時の比抵抗は１０^６Ω／ｃｍである。電
気光学変換部材３５は、急峻な閾値特性を有するＳＴＮ
液晶とする。その厚みは５μｍ、閾値電圧Ｖｔｈは２．
０Ｖ、閾値電圧Ｖｔｈ以下での比誘電率は６、応答速度
は３００ｍ秒である。電極２１，２２には、ＩＴＯ蒸着
膜を用いる。駆動電圧Ｖｏの極性反転の周期Ｔ１は、上
記のように０．５ｍ秒とし、位相反転の周期Ｔ２は、１
０ｍ秒とする。

【００３４】空間光変調システム全体を暗所に置き、照
度Ｂａｍｂを変化させられるように波長６３０ｎｍの別
のＬＥＤを用意して、これからの光を周囲光として、光
書込手段５０からの書込光１０１（照度Ｂｓｉｇ）に重
畳して、空間光変調器６０に照射する。そして、読出光
１０２の波長を１．３μｍとして、空間光変調器６０の
透過強度を出力強度として測定した。

【００３５】この実施例１での、照度Ｂｓｉｇ，Ｂａｍ
ｂと電気光学変換部材３５への印加電圧Ｖ_ＥＯとの関係
を知るために、上記パラメータを用いてコンピュータ・
シミュレーションを行った。

【００３６】図４（ａ）〜（ｄ）に、Ｂａｍｂ＝０ｌ
ｘ、Ｂｓｉｇ＝３００，２００，１００，０ｌｘにおけ
る、Ｖｏで規格化したＶ_ＥＯの実効電圧Ｖ_ＥＯ／Ｖｏの
時間変化を示す。図４（ｄ）から明らかなように、Ｂｓ
ｉｇ＝０ｌｘ，Ｂａｍｂ＝０ｌｘにおいても、Ｖ_ＥＯに
大きな振動を生じる。これは、電気光学変換部材３５と
光導電部材３１との容量結合による誘導成分である。Ｂ
ｓｉｇを増加させた場合、周期Ｔ２の前半には正の電圧
が、後半には負の電圧が印加されるようになり、上記の
誘導成分が重畳される以外は図３（ｃ）で期待した特性
が得られることがわかる。

【００３７】図４（ｅ）〜（ｈ）に、Ｂａｍｂ＝３００
ｌｘ、Ｂｓｉｇ＝３００，２００，１００，０ｌｘにお
ける、Ｖｏで規格化したＶ_ＥＯの実効電圧Ｖ_ＥＯ／Ｖｏ
の時間変化を示す。図４（ｈ）から明らかなように、Ｂ
ｓｉｇ＝０ｌｘにおけるＶ_ＥＯの振動の振幅が、図４
（ｄ）のＢａｍｂ＝０ｌｘのときより大きくなる。これ
は、Ｂａｍｂが大きいために、周期Ｔ１の後半において
も、容量Ｃ_ＥＯに電荷が蓄積されて、Ｖ_ＥＯが大きく増
加または減少するからである。そのため、周期Ｔ１の比
較的大きな振幅が重畳されるものの、Ｂｓｉｇを増加さ
せた場合には、Ｂａｍｂ＝０ｌｘのときと同様に、周期
Ｔ２の前半には正の電圧が、後半には負の電圧が印加さ
れるようになり、図３（ｃ）で期待した特性が得られる
ことがわかる。

【００３８】図５（ａ）に、ＢｓｉｇとＶ_ＥＯ／Ｖｏと
の関係を示す。Ｂａｍｂ＝０ｌｘの場合と比較してＢａ
ｍｂ＝３００ｌｘでは、上記のように周期Ｔ１の振幅が
重畳されるため、実効電圧Ｖ_ＥＯ／Ｖｏの変化は小さく
なるが、Ｖｔｈ／Ｖｏ＝０．４８となるようにＶｏ＝
４．１７Ｖに設定したところ、Ｂｓｉｇに対する出力強
度の特性として、図５（ｂ）に示すような特性が得られ
た。そして、暗時にはＢｓｉｇ≦５０ｌｘ、明時にはＢ
ｓｉｇ≧２００ｌｘとなるように設定したところ、入力
画像５５に応じた２値の出力画像を得ることができた。

【００３９】〔実施例２〕実施例２では、空間光変調器
６０は、図６（ａ）（ｂ）に示すように、支持板１０上
の電極２１を、画素ごとに分割して形成して、電極２１
の端部上に、一方向（図６（ｂ）の左右方向）に並ぶ画
素に共通に光導電部材３１を形成し、さらに光導電部材
３１上に、電極２３を形成するとともに、支持板１１上
の電極２２を、支持板１０上の電極２１と対向させて、
一方向（図６（ｂ）の左右方向）に並ぶ画素に共通に形
成して、支持板１０，１１間に電気光学変換部材３５を
配し、支持板１０，１１の外側に偏光子４１，４２を配
して構成する。

【００４０】図６（ｂ）では４画素分しか示していない
が、実際上は、例えば４８×４８画素分ないしそれ以上
設ける。そして、電極２２は、互いに結線して接地する
とともに、電極２３は、互いに結線して電圧制御駆動手
段６２に接続する。

【００４１】電極２１，２２にはＩＴＯ蒸着膜を用い、
電極２３にはＡｌ蒸着膜を用いる。光導電部材３１は、
厚さ５μｍのａ−Ｓｉ：Ｈ蒸着膜によって形成する。そ
の比誘電率は１２、暗所での比抵抗は１０^７Ω／ｃｍ、
３００ｌｘ照射時の比抵抗は１０^５Ω／ｃｍである。光
導電部材３１の面内抵抗は十分に高いので、電流は厚み
方向にしか流れないと考えてよい。

【００４２】電気光学変換部材３５は、急峻な閾値特性
を有するＳＴＮ液晶とする。その厚みは５μｍ、閾値電
圧Ｖｔｈは２．０Ｖ、閾値電圧Ｖｔｈ以下での比誘電率
は６、応答速度は３００ｍ秒である。

【００４３】光導電部材３１のうち、光電導体として機
能する部分は、電極２１と電極２３が交差する部分だけ
であり、その１画素当たりの面積は、０．１ｍｍ×０．
１ｍｍとする。また、電気光学変換部材３５のうち、電
気光学変換機能を果たす部分は、電極２１と電極２２が
交差する部分だけであり、その１画素当たりの面積は、
１ｍｍ×１ｍｍとする。

【００４４】このように電極を分割するのは、光導電部
材３１が形成する容量Ｃ_ＰＣと電気光学変換部材３５が
形成する容量Ｃ_ＥＯとの間の関係を、Ｃ_ＰＣ＜＜Ｃ_ＥＯ
とすることによって、実施例１において生じる、容量結
合に起因するＶ_ＥＯの大きな振動を除去するためであ
る。

【００４５】空間光変調器６０以外の空間光変調システ
ムの構成は、実施例１と同じである。ただし、ＬＥＤ５
１の点滅および駆動電圧Ｖｏの極性反転の周期Ｔ１は、
０．１ｍ秒とし、駆動電圧Ｖｏの位相反転の周期Ｔ２
は、実施例１と同様に１０ｍ秒とする。また、読出光１
０２は白色光とする。

【００４６】この実施例２での、照度Ｂｓｉｇ，Ｂａｍ
ｂと電気光学変換部材３５への印加電圧Ｖ_ＥＯとの関係
を知るために、上記パラメータを用いてコンピュータ・
シミュレーションを行った。

【００４７】図７（ａ）〜（ｄ）に、Ｂａｍｂ＝０ｌ
ｘ、Ｂｓｉｇ＝３００，２００，１００，０ｌｘにおけ
る、Ｖｏで規格化したＶ_ＥＯの実効電圧Ｖ_ＥＯ／Ｖｏの
時間変化を示す。図４（ｄ）と図７（ｄ）を比較すると
明らかなように、実施例２によれば、電気光学変換部材
３５と光導電部材３１との容量結合によるＶ_ＥＯの振動
を大きく低減することができる。また、Ｂｓｉｇを増加
させた場合、周期Ｔ２の前半には正の電圧が、後半には
負の電圧が印加されるようになり、図３（ｃ）で期待し
た特性が得られることがわかる。

【００４８】図７（ｅ）〜（ｈ）に、Ｂａｍｂ＝３００
ｌｘ、Ｂｓｉｇ＝３００，２００，１００，０ｌｘにお
ける、Ｖｏで規格化したＶ_ＥＯの実効電圧Ｖ_ＥＯ／Ｖｏ
の時間変化を示す。図７（ｈ）から明らかなように、Ｂ
ｓｉｇ＝０ｌｘにおけるＶ_ＥＯの振動の振幅が、図７
（ｄ）のＢａｍｂ＝０ｌｘのときより大きくなる。これ
は、Ｂａｍｂが大きいために、周期Ｔ１の後半において
も、容量Ｃ_ＥＯに電荷が蓄積されて、Ｖ_ＥＯが大きく増
加または減少するからである。そのため、周期Ｔ１の比
較的大きな振幅が重畳されるものの、Ｂｓｉｇを増加さ
せた場合には、Ｂａｍｂ＝０ｌｘのときと同様に、周期
Ｔ２の前半には正の電圧が、後半には負の電圧が印加さ
れるようになり、図３（ｃ）で期待した特性が得られる
ことがわかる。

【００４９】図８（ａ）に、ＢｓｉｇとＶ_ＥＯ／Ｖｏと
の関係を示す。図５（ａ）と図８（ａ）を比較すると明
らかなように、実施例２によれば、Ｂａｍｂ＝３００ｌ
ｘにおけるＢｓｉｇに対するＶ_ＥＯ／Ｖｏの傾きが大き
くなり、Ｖｔｈの変動に対してより安定に動作するよう
になる。Ｖｔｈ／Ｖｏ＝０．２となるようにＶｏ＝１０
Ｖに設定したところ、Ｂｓｉｇに対する出力強度の特性
として、図８（ｂ）に示すような特性が得られた。そし
て、暗時にはＢｓｉｇ≦２０ｌｘ、明時にはＢｓｉｇ≧
１８０ｌｘとなるように設定したところ、入力画像５５
に応じた２値の出力画像を得ることができた。

【００５０】このように、実施例２によれば、光導電部
材３１が形成する容量Ｃ_ＰＣと電気光学変換部材３５が
形成する容量Ｃ_ＥＯとの間の関係を、Ｃ_ＰＣ＜＜Ｃ_ＥＯ
とすることによって、書込光１０１に周囲光が重畳して
いる場合でも、より安定に動作する光書込型の空間光変
調システムを得ることができる。

【００５１】〔実施例３〕この発明の空間光変調システ
ムは、投射型表示システムとして好適に利用することが
でき、実施例３は、このように空間光変調システムを投
射型表示システムとする場合である。

【００５２】従来の投射型表示システムは、投光器から
白色のスクリーン上に画像を投影している。そのため、
スクリーンに太陽光や室内光などの周囲光が入射する
と、表示のコントラストが著しく低下して、視認性が著
しく悪くなる。コントラストを高くするために、ブライ
ンドを閉じて太陽光を遮断し、または室内の照明を落と
すなどによって、周囲光の光量を下げると、手元の資料
が読めなくなり、または筆記できなくなるなどの不都合
を生じる。また、コントラストを高くするために投射光
量を増加させる場合には、投光器の大型化や高消費電力
化を招く欠点がある。

【００５３】実施例３の投射型表示システムは、図１〜
図３に示した実施例１の空間光変調システム、または空
間光変調器６０を図６のように構成した実施例２の空間
光変調システムにおいて、光書込手段５０を投光器と
し、空間光変調器６０をスクリーンとするものである。

【００５４】これによれば、上述したように実施例１ま
たは２の空間光変調システムによれば書込光１０１に周
囲光が重畳している場合でもコントラストの高い出力画
像を得ることができることから、周囲光が存在する明所
でもコントラストの高い表示が得られる投射型表示シス
テムを実現することができる。実施例２の空間光変調シ
ステムを明るい室内に置き、照度Ｂａｍｂを与えるため
の別のＬＥＤを消灯したところ、コントラストの高い出
力画像の表示を得ることができた。

【００５５】このように投射型表示システムとする場
合、図２または図６に示したように読出光１０２を偏光
子４２側から空間光変調器６０に照射して表示を行う代
わりに、例えば、読出光１０２を入射させずに偏光子４
２の外側に反射板を設け、その反射板で反射した光を偏
光子４１側に透過させて表示を行うようにしてもよい。

【００５６】〔実施例４〕実施例４は、カラー画像を表
示する場合で、図１の空間光変調器６０を、例えば、図
９に示すように、図６に示した実施例２の空間光変調器
に対してカラーフィルタ７１，７２，７３を付加したも
のとする。カラーフィルタ７１，７２，７３は、それぞ
れ赤、緑、青の色光を透過させるものとし、支持板１０
上に図６で示した画素の１つ１つに対応して形成する。

【００５７】図９は、３つの画素に対してカラーフィル
タ７１，７２，７３の１組が設けられた状態を示してい
るが、実際上は、３つの画素のそれぞれを副画素とし、
カラーフィルタ７１，７２，７３の１組を１画素とし
て、例えば１６×４８画素分ないしそれ以上設ける。

【００５８】また、実施例４では、空間光変調器６０を
このように構成するのに対応して、光書込手段５０のＬ
ＥＤ５１として白色光を発光するものを用い、入力画像
５５をカラー画像とする。その他の構成は、実施例２と
同じである。

【００５９】この実施例４では、カラーフィルタ７１は
赤色光しか透過させないため、その副画素には入力画像
５５の赤色成分だけが書き込まれる。そして、この副画
素は読出光１０２の赤色成分しか透過させないため、こ
の副画素では入力画像５５の赤色成分に応じた赤色表示
がなされる。緑色光、青色光を透過させる副画素につい
ても、同様である。したがって、これらの混色によって
カラー表示が可能となる。

【００６０】図９の例は、図６に示した実施例２の空間
光変調器に対してカラーフィルタ７１，７２，７３を付
加する場合、すなわちカラーフィルタ７１，７２，７３
に対応して電極２１を分割して形成する場合であるが、
必ずしもこのように電極２１を分割する必要はなく、例
えば、図２に示した実施例１の空間光変調器において支
持板１０上にカラーフィルタ７１，７２，７３を設けて
もよい。その場合にも、カラーフィルタ７１，７２，７
３のそれぞれの部分が１つの副画素を構成し、カラーフ
ィルタ７１，７２，７３の１組の部分が１画素を構成す
る。

【００６１】〔実施例５〕実施例５は、書込光を赤外域
の不可視光とするとともに、カラー画像を表示する場合
で、図１の空間光変調器６０を、例えば、図１０に示す
ように、図６に示した実施例２の空間光変調器に対して
カラーフィルタ７１，７２，７３，７４，７５，７６を
付加したものとする。

【００６２】カラーフィルタ７４，７５，７６は、それ
ぞれ波長８００ｎｍ、９００ｎｍ、１０００ｎｍの光だ
けを透過させるものとし、支持板１０上に図６で示した
画素の１つ１つに対応して光導電部材３１を覆うように
形成する。カラーフィルタ７１，７２，７３は、それぞ
れ赤、緑、青の色光を透過させるものとし、支持板１１
上に上記の画素の１つ１つに対応して光導電部材３１お
よび電気光学変換部材３５を覆うように形成する。

【００６３】図１０は、３つの画素に対してカラーフィ
ルタ７１，７２，７３，７４，７５，７６の１組が設け
られた状態を示しているが、実際上は、３つの画素のそ
れぞれを副画素とし、カラーフィルタ７１，７２，７
３，７４，７５，７６の１組を１画素として、例えば１
６×４８画素分ないしそれ以上設ける。

【００６４】また、実施例５では、空間光変調器６０を
このように構成するのに対応して、光書込手段５０を、
入力画像５５の赤、緑、青に色分解した光を、それぞれ
波長８００ｎｍ、９００ｎｍ、１０００ｎｍの光に変換
して空間光変調器６０に照射する構成とする。その他の
構成は、実施例４と同じである。

【００６５】この実施例５では、入力画像５５の波長８
００ｎｍに変換された成分は赤色に対応する情報を有し
ているとともに、カラーフィルタ７４は波長８００ｎｍ
の光しか透過させないため、その副画素には入力画像５
５の赤色成分だけが書き込まれる。そして、この副画素
はカラーフィルタ７１によって読出光１０２の赤色成分
しか透過させないため、この副画素では入力画像５５の
赤色成分に応じた赤色表示がなされる。緑色光、青色光
を透過させる副画素についても、同様である。したがっ
て、これらの混色によってカラー表示が可能となる。

【００６６】しかも、この実施例５によれば、書込光１
０１を不可視光とするため、書込光１０１が偏光子４１
や支持板１０の表面で反射しても、視認性を損なうこと
がない。

【００６７】図１０の例は、それぞれの副画素の光導電
部材３１が特定波長の不可視光に対してのみ作用するよ
うにカラーフィルタ７４，７５，７６を用いる場合であ
るが、それぞれの副画素の光導電部材３１が特定波長の
不可視光に対してのみ感度を有する場合には、必ずしも
カラーフィルタ７４，７５，７６を用いる必要はない。

【００６８】また、図１０の例は、それぞれの副画素が
特定波長の読出光のみを透過させるようにカラーフィル
タ７１，７２，７３を用いる場合であるが、例えば電気
光学変換部材３５が副画素ごとに異なる透過スペクトル
を持つようにし、または副画素ごとに異なる波長の読出
光を照射するようにするなどによって、必ずしもカラー
フィルタ７１，７２，７３を用いる必要はない。

【００６９】なお、実施例５は、書込光１０１を不可視
光とするために空間光変調器６０を上記のような構成と
する場合であるが、上記のような構成の空間光変調器
を、より一般的に、入力画像と出力画像の色変換を行う
ために用いることができる。

【００７０】

【発明の効果】上述したように、この発明によれば、書
込光に周囲光が重畳している場合でも所期の空間光変調
が可能となり、コントラストの高い出力画像が得られる
光書込型の空間光変調システムを実現することができ
る。また、周囲光が存在する明所でもコントラストの高
い表示が得られる投射型表示システムを実現することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の空間光変調システムおよび投射型表
示システムの一実施形態を示す図である。

【図２】実施例１に用いる空間光変調器の断面と等価回
路を示す図である。

【図３】実施例１の動作の説明に供する図である。

【図４】実施例１の動作の説明に供する図である。

【図５】実施例１の動作の説明に供する図である。

【図６】実施例２に用いる空間光変調器の断面図および
上面透視図である。

【図７】実施例２の動作の説明に供する図である。

【図８】実施例２の動作の説明に供する図である。

【図９】実施例４に用いる空間光変調器の断面図であ
る。

【図１０】実施例５に用いる空間光変調器の断面図であ
る。

【図１１】従来の空間光変調システムに用いられる空間
光変調器の断面図である。

【符号の説明】

１０，１１ 支持板 ２１，２２，２３ 電極 ３１ 光導電部材 ３３ 誘電体多層膜鏡 ３５ 電気光学変換部材 ４１，４２ 偏光子 ５０ 光書込手段（投光器） ５１ ＬＥＤ ５５ 入力画像 ６０ 空間光変調器 ６２ 電圧制御駆動手段 ６４ 点滅制御手段 ７１，７２，７３，７４，７５，７６ カラーフィルタ １０１ 書込光 １０２ 読出光

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】光導電部材と電気光学変換部材が直列接続
   された光書込型の空間光変調器と、 この空間光変調器に、時間周期Ｔ１で極性反転し、かつ
   時間周期Ｔ１より十分長い時間周期Ｔ２で位相反転する
   駆動電圧を印加する電圧制御駆動手段と、 前記空間光変調器に、時間周期Ｔ１で点滅する書込光を
   照射する光書込手段と、 を備えることを特徴とする空間光変調システム。
2. 【請求項２】請求項１の空間光変調システムにおいて、 前記空間光変調器の特定部位の光導電部材が前記書込光
   の特定波長成分に対してのみ作用するとともに、前記特
   定部位の光導電部材に対応した読出部位が別の特定波長
   成分を出力することを特徴とする空間光変調システム。
3. 【請求項３】請求項２の空間光変調システムにおいて、 前記空間光変調器に、異なる波長成分に対して作用する
   複数の部位を配置したことを特徴とする空間光変調シス
   テム。
4. 【請求項４】請求項２の空間光変調システムにおいて、 前記別の特定波長成分のみを透過させるフィルタを、対
   をなす光導電部材と電気光学変換部材の双方を覆うよう
   に配置したことを特徴とする空間光変調システム。
5. 【請求項５】請求項１〜４のいずれかの空間光変調シス
   テムの前記光書込手段を投光器とし、前記空間光変調器
   をスクリーンとしたことを特徴とする投射型表示システ
   ム。
6. 【請求項６】請求項５の投射型表示システムにおいて、 前記書込光が赤外光であり、前記読出光が可視光である
   ことを特徴とする投射型表示システム。