(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
左目像及び右目像を含む立体像を投射するディジタル立体投射システムであって、
共に赤色スペクトル、緑色スペクトル又は青色スペクトルに属し、スペクトル的に隣接するが概ね重複していない第１及び第２スペクトル帯域のうち、対応する帯域にて、第１及び第２光ビームのうち対応するものを発生させる第１及び第２スペクトル隣接光源と、
画像データに従い変調されイメージング光をもたらす一群の画素を有する空間光変調器と、
第１スペクトル隣接光源から第１光ビームを受け取り概ね均一な第１帯域光をもたらす一方で第２スペクトル隣接光源から第２光ビームを受け取り概ね均一な第２帯域光をもたらす照明光学系と、
第１及び第２帯域光が空間的に概ね重複しないよう空間光変調器を第１及び第２帯域光で周期的にスクロールするビーム走査光学系と、
第１帯域光で照明される空間光変調器内画素が左目像用の画像データに従い変調される一方で第２帯域光で照明される空間光変調器内画素が右目像用の画像データに従い変調されるよう、立体像用の画像データに従い空間光変調器内画素を同期的に変調させるコントローラシステムと、
空間光変調器から表示面へとイメージング光を送る投射光学系と、
左目フィルタ及び右目フィルタを有し、第１スペクトル帯域内の光を看者の左目、第２スペクトル帯域内の光を看者の右目へとそれらフィルタで選択的に透過させる看者用フィルタ眼鏡と、
を備えるディジタル立体投射システム。
【請求項２】
請求項１記載のディジタル立体投射システムであって、そのビーム走査光学系が、運動光学素子を少なくとも１個有するディジタル立体投射システム。
【請求項３】
左目像及び右目像を含むカラー立体像を投射するカラーディジタル立体投射システムであって、
カラー立体像を構成する色チャネルのうち互いに異なる色チャネルに対応する複数個の画像形成システムと、
複数個ある画像形成システムからのイメージング光を共通光軸上に結合させる色チャネル結合光学系と、
空間光変調器から表示面へと結合イメージング光を送る投射光学系と、
左目フィルタ及び右目フィルタを有し、第１スペクトル帯域内の光を看者の左目、第２スペクトル帯域内の光を看者の右目へとそれらフィルタにより選択的に透過させる看者用フィルタ眼鏡と、
を備え、その画像形成システムが、それぞれ、
共に赤色スペクトル、緑色スペクトル又は青色スペクトルに属し、スペクトル的に隣接するが概ね重複していない第１及び第２スペクトル帯域のうち、対応する帯域にて、第１及び第２光ビームのうち対応するものを発生させる第１及び第２スペクトル隣接光源と、
画像データに従い変調されイメージング光をもたらす一群の画素を有する空間光変調器と、
第１スペクトル隣接光源から第１光ビームを受け取り概ね均一な第１帯域光をもたらす一方で第２スペクトル隣接光源から第２光ビームを受け取り概ね均一な第２帯域光をもたらす照明光学系と、
第１及び第２帯域光が空間的に概ね重複しないよう空間光変調器を第１及び第２帯域光で周期的にスクロールするビーム走査光学系と、
第１帯域光で照明される空間光変調器内画素が左目像用の画像データに従い変調される一方で第２帯域光で照明される空間光変調器内画素が右目像用の画像データに従い変調されるよう、カラー立体像のうち対応色チャネル用の画像データに従い空間光変調器内画素を同期的に変調させるコントローラシステムと、
を備えるカラーディジタル立体投射システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はディジタル立体投射装置、特にスペクトル的に隣接した色帯域の光でスクロールしつつ左目像及び右目像を別々に形成する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のフィルム式投射機に対する好適な代替物として認められるためには、ディジタル投射システムの画質を所要水準に合致させねばならない。これは特に多色映画投射システムで熟慮すべき点である。在来の映画画質プロジェクタに比肩しうるディジタルプロジェクタにするには高い性能水準に合致させること、即ち高い解像度、広い色域、高い輝度、並びに２０００：１を越えるフレームシーケンシャルコントラスト比を実現することが必要になる。
【０００３】
また、立体投射は映画産業にて特別な関心を抱かれている発展分野である。三次元（３Ｄ）画像即ち視覚上立体的に認識されるコンテンツの提供、特に大映画館でのそれは、看者に上質の視覚体験をもたらすものである。従来型の立体像システムとしてはフィルムを使用するもの、例えば二組のフィルム及びプロジェクタで直交偏光を同時に投射し、左目で左用の偏光、右目で右目用の偏光を捉えさせるものがある。本願では前者を「左目像」、後者を「右目像」と称している。個々の目に対応する偏光を透過するがそれと直交する別の偏光を遮断する直交偏向眼鏡をかければ、看者はそうした像を捉えることができる。
【０００４】
映画産業がディジタル映写に移り変わりゆくなか、Ｉｍａｘ等のベンダは、２個の投射システムを使用し高品質立体像を発生させる策を継続している（Ｉｍａｘは登録商標）。しかしながら、昨今では、従来のディジタルプロジェクタを３Ｄ投射向けに改変する策が採られている。
【０００５】
そうしたディジタルプロジェクタを使用し立体像を発生させる在来の手法には、左目像・右目像間弁別技術が異なる二種類の手法がある。一方の手法はＤｏｌｂｙ  Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓが採用しているものであり、スペクトル的分離即ち色空間分離を使用している（Ｄｏｌｂｙは登録商標）。特許文献１（名称：色分離フィルタを利用した立体像表示実行方法及び装置(Method and device for performing stereoscopic image display based on color selective filters)，発明者：Ｍａｘｉｍｕｓ  ｅｔ  ａｌ．）に記載の手法がその一種、即ち色空間分離によって左目像コンテンツと右目像コンテンツを弁別する手法である。この手法では、左目像を組成する赤（Ｒ）、緑（Ｇ）及び青（Ｂ）の各成分色の波長と、右目像を組成するそれの波長とを僅かに異なる波長にする。色分離を実現する手段としては、白色光照明システム内にフィルタを設ける。フレーム周期のうちある一部の期間では、そのフィルタによって、各成分色光の一部が暫時阻止される。例えば、左目向けのＲＧＢスペクトルを長めの波長、右目向けのそれを短めの波長とする。左目像を提供する際には短波長の方のＲＧＢスペクトルを阻止し、次いで右目像を提供する際には長波長の方のＲＧＢスペクトルを阻止する。左目に係る立体像コンテンツ及び右目に係る立体像コンテンツは、相応の色調整を受けた上で、その目に対応する空間光変調器へと供給される。看者は、対応するフィルタ対を備えた鑑賞眼鏡を装着することで、左目について一組、右目について一組、都合二組の三色（ＲＧＢ）スペクトルを対応する目へと同様に透過させることができる。
【０００６】
他方の手法は偏光を使用するものである。特許文献２（発明者：Ｓｖａｒｄａｌ  ｅｔ  ａｌ．）記載の手法がその一種であり、相直交する二種類の偏光を対応する都合２個の空間光変調器へと供給するようにしている。一方の変調器を経た偏光は他方の変調器を経たそれと同時に投射される。看者は、左目用の偏向透過軸と右目用のそれとが相直交する偏向眼鏡を装着する。
【０００７】
各手法には長所と短所がある。まず、スペクトル分離法には、使用する表示スクリーンが安価なものでよいためより早期に実施することができる、という長所がある。スペクトル分離手法では、変調器及び関連する光学系の偏向特性が性能にあまり影響しない。しかしながら、必要となるフィルタ眼鏡が高価である、画質が角度ずれ、頭の動き、傾き等によって左右される、ひっかき傷にも弱い、高価なので盗難に遭いやすい、等の短所もある。こうしたフィルタ眼鏡の改良策としては、３Ｍ  Ｃｏｒｐが蒸着技術無しで達成した多層光学膜を使用する策がある（３Ｍは登録商標）。これは、価格問題への対処、即ちスペクトル分離法のコスト低減に役立つ。
【０００８】
スペクトル分離法の短所としては、更に、色空間調整の難しさやフィルタリングによる顕著な光損失がある。これらは、所要ランプ出力の増大や画像輝度の低下につながる。特許文献３（名称：独立多波長光源を用いたプロジェクタ(Projector using independent multiple wavelength light sources)，発明者：Ｓｉｌｖｅｒｓｔｅｉｎ）では、フィルタリング損失への対策として、互いに独立な複数個のスペクトル隣接光源をビームスプリッタにより結合させ、その結合により得られた光を空間光変調器に送る、という策を提案している。この策には、１個の変調器で左目像と右目像を同時に提供することができないため、それら光源が稼働する時間が半分のみになる、といった短所がある。光源の寿命が長めになるであろうが、相独立した二組の光源が必要になる分、ディスプレイ導入用の初期コストが高くなる。
【０００９】
偏向による左目像・右目像分離法なら、光をより効率的に利用することができる。特許文献４（名称：偏向固体光源を用いた立体投射(Stereo projection using polarized solid state light sources)，発明者：Ｓｉｌｖｅｒｓｔｅｉｎ  ｅｔ  ａｌ．）や、特許文献５（名称：エタンデュ保持偏向スイッチングシステム及び関連方法(Etendue maintaining polarization switching system and related methods)；発明者：Ｓｉｌｖｅｒｓｔｅｉｎ  ｅｔ  ａｌ．）に記載されている投射システムでは、どちらの偏向状態でも光源がフルに活用される。しかしながら、こうした偏向分離法には、一般に構造化金属被覆を伴う偏向保持スクリーンの感度及びコストにまつわる短所がある。構造化金属被覆は高利得であるので軸沿い看取には適しているが、軸から外れた場所からの看取には適していない。更に、この手法では、鏡面反射が生じて看者に不都合をもたらすことがある。コヒーレント光を使用した場合、看者に達する鏡面反射のレベルが高くなるため、この現象はより顕著なものとなる。偏向を利用したプロジェクタは、高角光学系を介した高度偏向制御維持が難しく、また塵埃及び結果に対する感度が高いため、一般に高価格になる。従って、効率上の改善という長所はあるが、幾つかの短所によってかなり打ち消されてしまう。
【００１０】
照明効率上の未解決問題としてはエタンデュ、即ちラグランジュ不変量に関するそれがある。光学分野で周知の通り、エタンデュは、その光学系で取り扱うことができる光量に関連している。潜在的には、エタンデュが大きい方が像が明るくなる。数値的には、エタンデュは二種類のファクタの積、即ち像面積と数値開口との積に比例する。図１に示した単純な系、即ち光源１２、光学系１８及び空間光変調器２０からなる系であれば、光源側エタンデュは光源面積Ａ１及び光源出射角幅θ１の積で表される。同様に、空間光変調器２０側のエタンデュは変調器面積Ａ２及び変調器入射角幅θ２の積に等しい。輝度を高めるには、光源１２の面積を活用してできるだけ多くの光を取り出すのが望ましい。一般には、光源１２のエタンデュが空間光変調器２０のエタンデュに近い構成が有利である。
【００１１】
例えば、数値開口を増すとエタンデュが増して光学系がより多くの光を捕捉できるようになる。同様に、光源面積を増すと光がより広い面積に亘り発生しエタンデュが増すことになる。こうして増大した光源側エタンデュを活用するには、空間光変調器２０側のエタンデュを、光源１２側のそれ以上にしなければならない。しかしながら、一般に、空間光変調器２０を大きくするにはコストがかかる。これが顕著になるのは、ＬＣＯＳ部品、ＤＬＰ（登録商標）部品等のデバイスを使用した場合である。使用するデバイスのサイズが大きいほど、大きいシリコン基板が必要になり、欠陥の発生数が増すからである。一般に、エタンデュを増すと、より複雑且つ高価な光学系になる。
【００１２】
光源側エタンデュが空間変調器側エタンデュと十分に整合しているなら効率は高くなる。エタンデュの整合度合いが低い場合、光学系が光飢渇し空間光変調器に十分な光を供給できない状況か、変調用に生成された光のうちかなりの部分が不効率にも廃棄される状況となる。
【００１３】
固体レーザなら、エタンデュ、寿命、並びにスペクトル的及び輝度的安定性をより優れたものにすることができる。昨今では、ＶＣＳＥＬ（垂直共振器面発光レーザ）アレイ等のデバイスが商品化されており、ディジタル映画投射向け光源の候補等として様々な用途が展望されている。しかしながら、それ自体としては輝度が十分高くない。各色投射に十分な輝度を実現するには、例えば９個のアレイを使用しその出射光を互いに結合させる必要がある。
【００１４】
投射用のレーザアレイとして特に注目を惹いているものとしては、各種ＶＣＳＥＬアレイ、例えばＶＥＣＳＥＬ（垂直拡張共振器面発光レーザ）デバイスや米国カリフォルニア州サニーベール所在のＮｏｖａｌｕｘが製造しているＮＥＣＳＥＬ（ノバラックス拡張共振器面発光レーザ）デバイスがある（Ｎｏｖａｌｕｘ（ノバラックス）は登録商標）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】米国特許第７８３２８６９号明細書
【特許文献２】米国特許第６７９３３４１号明細書
【特許文献３】米国特許出願公開第２００９／０１５３７５２号明細書
【特許文献４】米国特許第７８９１８１６号明細書
【特許文献５】米国特許第８０１６４２２号明細書
【特許文献６】米国特許第６９６７７７８号明細書
【特許文献７】米国特許第７１４７３３２号明細書
【特許文献８】米国特許第７９５９２９５号明細書
【特許文献９】米国特許出願公開第２０１１／０６３７２６号明細書
【特許文献１０】米国特許第６２８３５９７号明細書
【特許文献１１】米国特許出願公開第２００７／２４７７０９号明細書
【特許文献１２】米国特許出願公開第２００８／１５１１９３号明細書
【特許文献１３】独国特許第１９８０８２６４号明細書
【特許文献１４】特開２００３−１８６１１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
こうしてレーザ技術の改良やフィルタ構成・コストの改良が進んでいるとはいえ、立体投射手法にはまだまだ改良の余地が残っている。例えば、従来手法のうち左目像・右目像間スペクトル分離を使用する手法では、発生した光のうち半分しか個々の目に届かないので、光飢渇が生じやすい。そのため、スペクトル分離法を用いる立体像イメージングシステムにおける光効率向上が求められている。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明に係るシステムは、左目像及び右目像を含む立体像を投射するディジタル立体投射システムであって、
共に赤色スペクトル、緑色スペクトル又は青色スペクトルに属し、スペクトル的に隣接するが概ね重複していない第１及び第２スペクトル帯域のうち、対応する帯域にて、第１及び第２光ビームのうち対応するものを発生させる第１及び第２スペクトル隣接光源と、
画像データに従い変調されイメージング光をもたらす一群の画素を有する空間光変調器と、
第１スペクトル隣接光源から第１光ビームを受け取り概ね均一な第１帯域光をもたらす一方で第２スペクトル隣接光源から第２光ビームを受け取り概ね均一な第２帯域光をもたらす照明光学系と、
第１及び第２帯域光が空間的に概ね重複しないよう空間光変調器を第１及び第２帯域光で周期的にスクロールするビーム走査光学系と、
第１帯域光で照明される空間光変調器内画素が左目像用の画像データに従い変調される一方で第２帯域光で照明される空間光変調器内画素が右目像用の画像データに従い変調されるよう、立体像用の画像データに従い空間光変調器内画素を同期的に変調させるコントローラシステムと、
空間光変調器から表示面へとイメージング光を送る投射光学系と、
左目フィルタ及び右目フィルタを有し、第１スペクトル帯域内の光を看者の左目、第２スペクトル帯域内の光を看者の右目へとそれらフィルタで選択的に透過させる看者用フィルタ眼鏡と、
を備える。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、光源を継続的にオンにしつつ、立体像形成のため生成された光のうち多くの部分を利用することができる。
【００１９】
本発明によれば、更に、投射された立体像を、偏向保存でない在来型の投射スクリーンで看取することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】投射システム向けエタンデュ計算に関わるファクタを示す概念図である。
【図２】従来の色スクローリングシーケンスを示す模式図である。
【図３】スペクトル的に隣接する色帯域を本発明の一実施形態に従い利用する単一チャネル色スクローリングシーケンスを示す模式図である。
【図４Ａ】ディジタル立体投射システム内色チャネル、特にスペクトル的に隣接する色帯域２個を単一のビーム走査器で発生させるタイプのそれに関し構成部材を示す模式図である。
【図４Ｂ】ディジタル立体投射システム内色チャネル、特にスペクトル的に隣接する色帯域それぞれを別々のビーム走査器で発生させるタイプのそれに関し構成部材を示す模式図である。
【図５】それぞれ図４Ａの構成を採る色チャネルを３個有するディジタル立体投射システムを示す模式図である。
【図６Ａ】単一の色帯域に係る光の走査に回転プリズムを使用する形態を示す模式図である。
【図６Ｂ】２個の色帯域に係る光の走査に回転プリズムを使用する形態を示す模式図である。
【図６Ｃ】２個の色帯域に係る光の走査に回転プリズムを使用する形態の別例を示す模式図である。
【図７Ａ】２個のレンズレットアレイを有するユニフォマイジング光学系を示す模式図である。
【図７Ｂ】２本のインテグレーティングバーを有するユニフォマイジング光学系を示す模式図である。
【図８】本発明の一実施形態におけるビーム走査手段を示す模式図である。
【図９】３個の色チャネルを備えると共に固体光源アレイ用の結合光学系を用いるカラーディジタル立体スクロール投射システムの模式図である。
【図１０】３個の色チャネルを備えると共に、本発明の他の実施形態に従い空間光変調器を２個用いるカラーディジタル立体スクロール投射システムの模式図である。
【図１１】図１０に示したダイクロイック結合器向けに使用可能なコームフィルタの一例に関しスペクトル透過率プロットを示す図である。
【図１２Ａ】左目及び右目像形成システムに係る各３個の色帯域を回転プリズムで走査する形態を示す模式図である。
【図１２Ｂ】左目及び右目像形成システムに係る各３個の色帯域を単一の回転プリズムで走査する形態を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
ご留意頂きたいことに、別紙図面は本発明の概念を例示説明するためのものであり、均一の縮尺では描かれていない。
【００２２】
本発明は、本願記載の実施形態同士を組み合わせた構成を包含する。「本実施形態」等の表現で参照されている構成は、本発明の実施形態のうち少なくとも１個で使用されうるものである。それとは別に設けた「一実施形態」「諸実施形態」等の表現は、先の構成とは別の構成を示すもの、先の構成と相容れうる別の構成を示すもののいずれでもありうる（明示がある場合や本件技術分野で習熟を積まれた方々（いわゆる当業者）にとり自明な場合を除く）。「手法」「諸手法」等、単複の別を伴う記載は限定を旨とするものではない。ご留意頂きたいことに、明示的に示されている場合や文脈上当然な場合を除き、本願中の語「或いは」「又は」「若しくは」は非排他的な意味合いのものである。
【００２３】
以下の説明では、本発明に係る装置を構成する部材やそれと密に連携する部材に的を絞っている。ご理解頂けるように、具体的な説明や図示のない諸部材はいわゆる当業者にとり周知の様々な形態をとりうる。
【００２４】
別紙図面及び本明細書での説明は、本発明に係る動作の概要を説明するものであり、実際のサイズ乃至スケールを示すためのものではない。本発明に係る部材のうちレーザアレイやその構成部材については、基本構造、形状及び動作原理を明示するため、その寸法を大きめにして描いてある。更に、光学部品を位置決め・実装するための部材等については、本発明の実施に当たり肝要な諸部材に図示・説明を充てるため、その図示・説明を省いてある。
【００２５】
使用されている語のうち「第１」「第２」等の語は、部材間の順序や優先度合いを示すものではない。単に、部材相互間の区別をよりはっきりと示すためのものである。
【００２６】
本明細書では、「色」「波長域」「スペクトル帯域」等の語をほぼ同義に使用している。しかし、文脈によって使い分ける場面もある。例えば、レーザ等の固体光源について述べる場合、そのピーク発光波長（６３５ｎｍ等）や発光波長域（６３０〜６４０ｎｍ等）で表すことよりは、その成分色スペクトル帯域（Ｒ（赤）等）で表すことの方が多い。また、本明細書で波長域が「別々」であるという場合、それらの波長域間に実質的に重複がないことを表している。
【００２７】
本発明の諸実施形態では、互いに独立なスペクトル隣接光源群を用い立体像表示システムの輝度を向上させる、という課題に挑んでいる。本明細書の文脈上、「スペクトル隣接」とは、互いに同一の成分色に該当していてそのスペクトル帯域が近いけれども、スペクトル帯域同士の重複が概ねない、という意味である。成分色とは、カラー像を形成するに当たり使用される諸色、例えばＲ、Ｇ、Ｂのことであるが、第４の色等々が使用される場合もある。例えば、ある成分色に関しスペクトル隣接色という場合、それらの色が互いに同じ成分色（例えばＲ、Ｇ、Ｂ）に該当すること、しかし左目像・右目像を弁別できるようそのスペクトル帯域（波長域）の波長的重複が実質的に回避されていること、を表している。
【００２８】
看者用のフィルタ眼鏡では、左目（右目）に対し左目像（右目像）形成用スペクトル帯域の光を透過させるが右目像（左目像）形成用スペクトル帯域の光は阻止する、というフィルタ群を使用する。阻止の仕方は反射でも吸収でもよい。
【００２９】
一例として、表１に、一般的な成分色のスペクトル範囲と、本発明の一実施形態におけるスペクトル隣接帯域群のリストを示す。立体像表示の場合、このようにスペクトル帯域同士の実質的な重複を各色毎になくしておけば、察知可能なクロストークが現れにくくなる。即ち、左目像（右目像）形成用色チャネル情報が看者の右目（左目）で捉えられることが実質的になくなる。こうしたことが成り立つのは、様々な動作条件（例えば視認角）に亘り、左目用（右目用）フィルタが右目用（左目用）の光を適正に阻止している場合のみである。
【表１】
0005964436.tif 000002
【００３０】
この例では、個々のスペクトル帯域が約１０ｎｍの帯域幅を有している。また、同一の成分色に係るスペクトル隣接帯域同士が約１５ｎｍの波長差を有している。レーザを使用することで得られる効果としては、スペクトル帯域幅を抑えること、ひいてはスペクトル隣接帯域間の波長差を拡げうることがある。これがなぜ望ましいかといえば、左目用（右目用）フィルタが角度に対して不可避的に敏感であり、フィルタエッジが非直交方向からの入射でシフトするからである。このシフト問題は様々な光学フィルタに共通の問題である。その点、光源の帯域幅が狭ければこの問題は生じにくくなる。即ち、クロストーク上の問題を実質的に発生させることなく共通のシフトが発生するようにすることができる。レーザの帯域幅は一般に１ｎｍオーダと狭い。その点でレーザは理想的な光源である。しかし、コヒーレンス偽像例えばレーザスペックルを減らすためには、帯域幅がある程度大きいことも求められる。スペクトル帯域同士の間隔を十分にとり且つスペックル感度を抑えるためには、帯域幅は５〜１０ｎｍ程度の方がよい、といえよう。スペクトル帯域同士の間隔を１５〜２０ｎｍにすることは、フィルタのシフト問題への現実的な対策となる。
【００３１】
図２に、成分色Ｒ、Ｇ及びＢの光からカラー像を発生させるに当たり従来の非立体像用投射装置で使用されてきた色スクロールシーケンスを模式的に示す。図中の画像フレーム２８ａ、２８ｂ、２８ｃ、２６ｄ及び２８ｅは互いに異なる時点のものである。各フレームの画像領域３２は、図示の如く、Ｒ色成分に係る帯域光３４ｒ、Ｇ色成分に係る帯域光３４ｇ、並びにＢ色成分に係る帯域光３４ｂによって、垂直方向に走査されている。画像フレームの下端に達したら上端に戻る、というかたちで各帯域光がスクロールされているので、どの時点をとっても、各色成分が画像フレーム内の１／３ずつを占めている。
【００３２】
垂直方向にスクロールするのは、水平方向にスクロールすると、看者が横方向に動いたときに色帯域の動きが察知されるからである。この現象を一般にレインボウ効果と呼ぶ。また、本シーケンスで帯域光として使用されるのは、例えば、照明部材からの光で空間光変調器を走査することで得た光、或いは空間光変調器からのイメージング光である。走査動作は、看者に察知されない速度（即ち１４４Ｈｚ等といった高い周波数）で周期的に実行する。本シーケンスから読み取れるように、各画像フレーム２８ａ〜２８ｅ内にはそれぞれ三通りの成分色が現れており、互いに別の画像領域がそれによって走査されている。本シーケンスで形成される画像においては、Ｒ帯域光３４ｒ、Ｇ帯域光３４ｇ及びＢ帯域光３４ｂで運ばれるＲ、Ｇ及びＢの像コンテンツを使用し個々の画像フレームが形成される。
【００３３】
自明な通り、図２に示した色スクロール方式は非立体カラーイメージング用のものであり、立体カラーイメージングシステムに適用するには難がある。この方式で立体カラー像を提供するとなると、各成分色当たり二通り、都合六通りのスペクトル帯域でスクロールする必要があるからである。それぞれその光源なりのエタンデュを有する６個の光源で単一のチップを照明するとなると、クロストーク防止のため個々の光源間に十分なギャップを設ける必要があるし、個々の色に係る色データから他の色に係る色データへと短時間で遷移させるとなると、利用可能なエタンデュが消尽されたり光学的に高速なレンズが必要になったりする。これは実現可能なことではあるが望ましくないことである。なぜなら、プロジェクタの輝度がかなり制限されることとなるし、光学系のコストがひときわ高い構成になるからである。
【００３４】
画質及び輝度を高めるため、非立体イメージング用映画品質投射システムでは、しばしば、色別のチャネル、一般にはＲ、Ｇ及びＢの各色チャネルが設けられる。空間光変調器は各チャネル毎に設けられる。こうした構成では、フィルタ、被覆等といった部材の構成及び形状を最適化しやすく、各波長の光についてその性能を高めやすい。
【００３５】
図３に、本発明の第１実施形態に係る立体投射システム向けの色走査方式を示す。この方式では、異なる色成分に係る帯域によってスクロールされる図２の方式と異なり、単一の成分色スペクトル帯域内でスペクトル隣接しているスペクトル帯域によって、画像領域３２がスクロールされている。図示例でスペクトル隣接しているスペクトル帯域はＲ１及びＲ２であり、本実施形態ではそれらＲ１及びＲ２により画像フレーム３８ａ、３８ｂ、３８ｃ、３８ｃ、３８ｄ及び３８ｅがスクロールされる。帯域Ｒ１は立体像のうち左目像の投射、帯域Ｒ２は右目像の投射に使用される。後に詳述する通り、立体像を構成する各色チャネル毎に、これと同様のスペクトルスクロール機構が使用される。スクロールに使用されるスペクトル隣接帯域間のスペクトル的な重複はほとんどなく、一方のスペクトル帯域に係る光のうち高々５％が他方のスペクトル帯域に重なるに留まる。更に、個々の色チャネルにて光が同一色成分に属するので、個々の色成分に係る光学部品用の光学被覆をその色成分向けに最適化させることができる。
【００３６】
図４Ａ及び図４Ｂに、本発明の一実施形態に関し単一色チャネル内スペクトル隣接帯域でのスクロールに適した赤色チャネル４０ｒの構成を模式的に示す。まず、光源４２ａからはスペクトル帯域Ｒ１の光ビーム、光源４２ｂからはスペクトル帯域Ｒ２の光ビームが発せられる。照明光学系９０は概ね均一な帯域光を空間光変調器６０に供給し、その変調器６０ではスペクトル隣接帯域それぞれに関し変調が実行される。ビーム走査光学系９２には、帯域光での周期的スクロールを実行するビーム走査器５０が備わっている。ご理解頂けるように、照明光学系９０に複数個のレンズ４８を設ける場合、そのレンズ４８のうち幾つかをユニフォマイジング光学系４４・ビーム走査光学系９２間、他の幾つかをビーム走査光学系９２・空間光変調器６０間に配置するとよい。照明光学系９０は、例えばそのユニフォマイジング光学系４４の出射面を空間光変調器６０上にイメージングすることで、均一な帯域光を発生させる。この方式の長所としては、投射中に光源４２ａ及び４２ｂを連続稼働させうるため、他の立体投射方式に比べ出射光量が多い点がある。
【００３７】
図４Ａに示す構成では、光源４２ａからの光ビームと光源４２ｂからの光ビームをビーム結合器４６で平行光軸上に結合させ、それらスペクトル隣接な光ビームをユニフォマイジング光学系４４、例えばレンズレットアレイやユニフォマイジングバーに送ることで、実質的に均一なスペクトル隣接光ビームを発生させるようにしている。ビーム走査器５０は、その結合されたスペクトル隣接光ビームを照明光学系９０経由で空間光変調器６０に差し向け周期的にスクロールさせる。照明光学系９０ではそのビームによるイメージングのほかビームの整形及び調整が実行される。この図では照明光学系９０がレンズ４８として示されているが、これとは別の或いは複数個の光学部品を含む形態で照明光学系９０を実現することもできる。帯域光間クロストークを防ぐためのビーム分離は、ビーム走査器５０に入射する光ビーム間の空間的乃至角度的分離によって実現できる。角度的分離を実行する場合、他の部品例えばダイクロイックビーム結合器をビーム走査器５０の下流に設け、走査されているビームを平行光軸上に戻すようにするのが望ましい。
【００３８】
空間光変調器６０は、相応の帯域光３６ａ及び３６ｂからなる画像フレーム３８を発生させる。帯域光３６ａ及び３６ｂによるスクロールは前述の通り周期的に実行される。空間光変調器６０は一群の画素を有しており、画像データに従い個別の画素が変調されることでイメージング光を発生させる。空間光変調器内画素のうちスペクトル帯域Ｒ１の光で照明されているものは左目像用の画像データ、スペクトル帯域Ｒ２の光で照明されているものは右目像用の画像データに従い変調される。
【００３９】
図４Ｂに示す別の構成では、光源４２ａから来る光ビーム用と、光源４２ｂから来る光ビーム用とに分け、ユニフォマイジング光学系４４及びビーム走査器５０が設けられているので、走査された光ビームが２本発生する。ビーム結合器４６はそれら走査光ビーム同士を結合させることで結合走査ビームを発生させる。発生した結合光ビームは照明光学系９０により空間光変調器６０上に送られる。このように複数個のビーム走査器５０でビーム走査光学系９２を実現してもよい。
【００４０】
図５に、色チャネルを赤色チャネル４０ｒ、緑色チャネル４０ｇ及び青色チャネル４０ｂの３個有するディジタル立体投射システム１００を模式的に示す。赤色チャネル４０ｒはスペクトル隣接したＲ色のスペクトル帯域Ｒ１及びＲ２、緑色チャネル４０ｇはスペクトル隣接したＧ色のスペクトル帯域Ｇ１及びＧ２、青色チャネル４０ｂはスペクトル隣接したＢ色のスペクトル帯域Ｂ１及びＢ２を扱う。投射光学系７０は、３個ある空間光変調器６０からのイメージング光を表示面７２へと送る。看者は、左目用のフィルタ７６Ｌと右目用のフィルタ７６Ｒを有する鑑賞眼鏡７４越しにその表示面７２を看取する。フィルタ７６Ｌは、左目像用のイメージング光（スペクトル帯域Ｒ１、Ｇ１及びＢ１の光）を選択的に透過させる一方、右目像用のイメージング光（スペクトル帯域Ｒ２、Ｇ２及びＢ２の光）を吸収又は反射する。同様に、フィルタ７６Ｒは、右目像用のイメージング光（スペクトル帯域Ｒ２、Ｇ２及びＢ２の光）を選択的に透過させる一方、左目像用のイメージング光（スペクトル帯域Ｒ１、Ｇ１及びＢ１の光）を吸収又は反射する。
【００４１】
フィルタ７６Ｌ及び７６Ｒは、本件技術分野で既知の諸手法で形成することができる。例えば、フィルタ７６Ｌ及び７６Ｒの一方又は双方を、多層薄膜被覆付光学面を有するダイクロイックフィルタにするとよい。多層薄膜被覆を使用することで、一群のノッチを有するスペクトルコームフィルタを実現することができる。即ち、左目（右目）用のイメージング光に対応するスペクトル帯域の光は透過させるが右目（左目）用のイメージング光に対応するスペクトル帯域の光は吸収又は反射するフィルタを実現することができる。所要のスペクトル透過特性を有する多層薄膜被覆の設計・製造手法は本件技術分野で周知である。
【００４２】
或いは、フィルタ７６Ｌ及び７６Ｒの一方又は双方を、相互押し出しストレッチポリマ膜構造を有する多層ダイクロイックフィルタとしてもよい。その種の膜を形成する手法としては、例えば特許文献６（名称：シャープなバンドエッジを有する光学膜(Optical film with sharpened bandedge)，発明者：Ｗｈｅａｔｌｅｙ  ｅｔ  ａｌ．）に記載の手法がある。この手法では、相互押し出し装置が、様々な熱可塑性ポリマ素材からなるストリームをヒートプラスディファイングエクストルーダ等のソースから受け取る。エクストルーダは、それらポリマ素材の多層構造を押し出す。機械マニピュレート部が、その多層構造を所要の光学厚になるまでストレッチする。
【００４３】
コントローラシステム８０は、各空間光変調器６０を構成する画素を、立体像用画像データに従い同期的に変調させる。コントローラシステム８０は、ビーム走査器５０との連携を通じ、どの空間光変調器内画素がどのスペクトル隣接帯域の光によってどの時点で照明されるかを察知する。第１スペクトル帯域の光で照明された空間光変調器内画素は左目像用画像データに従い、第２スペクトル帯域の光で照明された空間光変調器内画素は右目像用画像データに従い変調される。第１及び第２スペクトル帯域の光によるスクロールが連続的に行われるので、空間光変調器内画素のうちどの部分が左目像用画像データに従い変調されどの部分が右目像用画像データに従い変調されるのかは連続的に切り替わっていく。
【００４４】
投射光学系７０は、例えば、３個の色チャネルから来る光ビームを（例えばビーム結合光学系を使用し）結合させた後、その結合光ビームを単一の投射レンズ越しに投射する。投射光学系７０は、或いは、表示面７２上で位置が揃うよう、３個の色チャネルから来る光ビームを色チャネル別の投射レンズ越しに投射する。
【００４５】
図４Ａ及び図４Ｂを参照して先に説明した通り、ビーム走査光学系９２は１個又は複数個のビーム走査器５０を有している。ビーム走査光学系９２を用い帯域光スクロールを実行する手法は複数通りある。ビーム走査光学系９２は照明用光路上の相応な位置に配置すればよい。図６Ａに、本発明の一実施形態に関し、走査素子が１個の素子即ち回転プリズム５２であるビーム走査器５０を模式的に示す。この構成では、各成分色帯域内のスペクトル隣接帯域毎に回転プリズム５２が設けられる。プリズム５２を回転させると、屈折により光ビーム（ここではスペクトル帯域Ｒ１の光ビーム）の出射位置が変わり、空間光変調器６０がそのビームによって周期的にスクロールされることとなる。図６Ａの構成は、例えば、図４Ｂに示した構成の色チャネルで使用される。
【００４６】
図６Ａのうち上段の図では、プリズム５２が、光ビームがプリズム表面に直交方向から入射するような向きになっている。この場合、光ビームは、その向きを変えずにプリズム５２から出射される。中段の図では、プリズム５２が軸Ｏ回りで回転し、光ビームがプリズム表面に斜め方向から入射するような向きになっている。この場合、光ビームは、下方に屈折し空間光変調器の下部に入射する。下段の図では、プリズム５２が更に回転し、光ビームがプリズム５２の別の面に入射するような向きになっている。この場合、光ビームは、上方に屈折し空間光変調器の上部に入射する。注記すべきことに、入射してくる光ビームにはある程度の空間的な（並びに角度的な）拡がりがあるので、プリズムの姿勢によっては、入射ビームのうちある部分の光線と他の部分の光線とがプリズム上の別の面に入射することがある。この場合、光線のうち一部は上方、他の一部は下方に転向される。即ち、図３中の画像フレーム３８ｅの如く、帯域光が上下に分かれ、一部がその画像フレーム中の上部、他の一部が下部を組成する状態になる。
【００４７】
図６Ｂに、ビーム走査器５０の別例構成として、ある色チャネルに属するスペクトル隣接帯域（図示例ではＲ１及びＲ２）のうち一方に係る帯域光と他方に係る帯域光とが、単一の回転プリズム５２により同時走査される構成を模式的に示す。これは図４Ａに例示した構成に適する構成である。図示例の場合、スペクトル帯域Ｒ１に係る光ビームと、スペクトル帯域Ｒ２に係る光ビームとが、プリズム５２に入射する。プリズム５２が回転すると、両光ビームが屈折により同期的に転向される。
【００４８】
図６Ｃに、ビーム走査器５０の更なる別例構成として、ある色チャネルに属するスペクトル隣接帯域（図示例ではＲ１及びＲ２）のうち一方に係る帯域光と他方に係る帯域光とが、単一の回転プリズム５２により同時走査される構成の別例を模式的に示す。この構成では、回転プリズム５２に入射する２本の光ビームが、互いに異なる角度で飛来している。それらスペクトル隣接な光ビームは、それぞれユニフォマイジング光学系４４でユニフォマイズされる。この例では、そのユニフォマイジング光学系４４にインテグレーティングバー５８が備わっている。照明光学系９０は、レンズ４８を複数個有する第１段９４と、同じくレンズ４８を複数個有する第２段９６とに分かれている。この例では、第１段９４内のレンズ４８が、インテグレーティングバー５８の出射面とプリズム５２との間にテレセントリシティが生じるように構成・配置されている。同様に、第２段９６内のレンズ４８も、プリズム５２・空間光変調器６０間にテレセントリシティが生じるように構成・配置されている。ダイクロイック結合器８２はダイクロイック面８４を１個又は複数個有する結合器であり、走査光ビームを平行光軸上に送り出し空間光変調器６０を照明するのに使用されている。
【００４９】
図６Ｃに示した多角型の構成は、特許文献７（名称：カラー照明スクロールを伴う投射システム(Projection system with scrolling color illumination)，発明者：Ｃｏｎｎｅｒ）記載のものに似ている。特許文献７記載の投射システムは、空間光変調器の諸部分を互いに異なる色帯域で同時に照明するスクロール用プリズムアセンブリを備えている。このシステムでは、白色光を複数通りの色帯域に分割し、スクロール用プリズムを介し別々の方向へと伝搬させる。スクロール色帯域の光は、個々別々の色帯域がスクロール用プリズムアセンブリから互いに平行に出射していくよう、反射によって結合される。但し、特許文献７には、互いに別の光源から来るスペクトル隣接帯域の光でスクロールを行わせ立体像を投射する点に関し教示がない。
【００５０】
回転プリズム等の屈折素子は、ビーム走査器５０として好適に使用できる部材の一種である。本願では、「プリズム」「プリズム素子」等の語を、光学系での常識に従い、概ねその光入射面が平坦なｎ面多角柱状光学素子のうち光屈折性のある透明固体素材で形成されている透明素子、なる意味で使用している。ご理解頂けるように、形状及び表面輪郭に関しいう限り、光学的な意味でのプリズムの範囲は幾何学的定義によるそれよりも広く、より広範な範囲を包含している。図６Ａ〜図６Ｃにはその断面が正方形の正方プリズムを示したが、切り子面の個数を４個超にした方が走査結果がよくなる場合も多い。例えば、六角プリズムや八角プリズムを用いた実施も可能である。
【００５１】
ビーム走査器５０として使用できるその他の部材としては、回転ミラーその他の反射性部材、ビーム光路を並進させて光屈折を起こす部材、反復運動部材例えばガルバノメータ駆動ミラー、枢動型のプリズム、ミラー乃至レンズ等がある。
【００５２】
ビーム走査器５０を複数個使用する場合、全ビーム走査器５０の回転を同期させること、ひいては各スペクトル帯域に係る画像データ同士を同期させることが重要となる。図示しないが、その手法の一つとしては、互いに別のビーム走査器５０に係る運動光学部品が共通のモータで制御されるよう光学的な構成を工夫する、という手法がある。例えば、単一の軸及び単一のモータで複数個のプリズム５２を駆動する構成にすればよい。また、単一の回転プリズム５２を用い複数通りのスペクトル帯域を走査する場合、複数通りの方向から来る光ビームをそのプリズム５２で転向させる構成や、そのプリズム５２上の互いに異なる部分で光ビームを転向させる構成（図６Ｂ参照）にすればよい。
【００５３】
図４Ａ、図４Ｂ及び図５に例示した通り、ビーム光路をスペクトル隣接帯域間で互いに平行にするには、ビーム結合器４６を用い空間光変調器６０を照明するようにすればよい。そのビーム結合器４６としては、ダイクロイックビーム結合器等、本件技術分野で既知の各種ビーム結合光学系を使用することができる。
【００５４】
ユニフォマイジング光学系４４には、光源４２ａ及び４２ｂから来る光ビームを調整し、実質的に均一な走査用光ビームを発生させる働きがある。本願では、この表現「実質的に均一」を、空間光変調器６０に入射する光ビームの強度が十分に一定であり、看者がその違いを視認できない、という意味で使用している。実際には、ユニフォマイズされた光ビームの強度が約３０％の精度で一定であればよい。そうすれば、発生する変動の大部分が、ユニフォマイズされたビームのエッジに向かい低レベルになる。ユニフォマイジング光学系４４としては、本件技術分野で既知の諸構成、例えばインテグレーティングバーやレンズレットアレイを使用することができる。
【００５５】
図７Ａに、図４Ａに示した構成で使用可能なユニフォマイジング光学系４４の一例を示す。このユニフォマイジング光学系４４では、光ビームをユニフォマイズするのに一対のレンズレットアレイ５４が使用されている。空間的に隣接する光ビームのうち１本（例えばスペクトル帯域Ｒ１に係る方）はレンズレットアレイ５４の上半分を通り、もう１本（例えばスペクトル帯域Ｒ２に係る方）は同じレンズレットアレイ５４の下半分を通る。５６は不透明なブロックであり、スペクトル隣接帯域間で光ビームを遮りクロストークを防ぐのに使用されている。こうした構成であれば、一色当たり１個のレンズレットアレイ構造でよいのでコストを抑えることができる。
【００５６】
図７Ｂに、図４Ａに示した構成で使用可能なユニフォマイジング光学系４４の別例を示す。このユニフォマイジング光学系４４では、光ビームをユニフォマイズするのに一対のインテグレーティングバー５８が使用されている。空間的に隣接する光ビームのうち１本（例えばスペクトル帯域Ｒ１に係る方）は上側のインテグレーティングバー５８を通り、もう１本（例えばスペクトル帯域Ｒ２に係る方）は下側のインテグレーティングバー５８を通る。
【００５７】
先に述べた通り、実施に当たっては、イメージング光をビーム走査光学系９２に通しつつ、ユニフォマイジング光学系４４の出射面を空間光変調器６０上に照明光学系９０でイメージングする構成にするのが望ましい。いわゆる当業者には自明な通り、こうした機能は、様々な構成の照明光学系９０で実現することができる。図８に、照明光学系９０が第１段９４と第２段９６に分かれていて、各段がレンズ４８を２個ずつ有する構成を示す。第１段９４内のレンズ４８は、インテグレーティングバー５８の出射面の像を中間像面９８上、即ちビーム走査器５０の一構成部材たるプリズム５２の位置に発生させる。第２段９６は、その中間像面９８の像を空間光変調器６０上に発生させることで、実質的に均一な帯域光３６ａ及び３６ｂをもたらす。空間光変調器は、プリズム５２の回転に伴いそれら帯域光によって走査される。レンズ４８を適宜用いれば、中間像の倍率をプリズム５２のサイズに従い調整することや、走査帯域光の倍率を空間光変調器６０のサイズに従い調整することができる。
【００５８】
コントローラシステム８０（図５参照）は、各空間光変調器６０を構成する画素群を、立体像用画像データに従い同期的に変調させる。コントローラシステム８０内論理回路は、各光帯域３６ａ及び３６ｂの位置に相応するよう、左目像コンテンツに係る画像データ及び右目像コンテンツに係る画像データを供給する。コントローラシステム８０としては、例えばコンピュータやプロジェクタシステム専用のプロセッサ乃至マイクロプロセッサを使用することができる。同一ハードウェア内に組み込んでもよい。
【００５９】
本発明を実施するに当たっては、レーザ、発光ダイオード（ＬＥＤ）等の固体光源をはじめ、そのスペクトル帯域幅が１０ｎｍ以下の狭帯域光源を使用するのが望ましい。他種光源、例えば量子ドット光源も使用することができる。更に、その色チャネル向けのスペクトルコンテンツを通すフィルタを１個又は複数個の白色光源に付加したものも使用することができる。多色光乃至白色光を諸色の光に分解する手法は、画像投射分野ではいわゆる当業者にとり周知である。そうした手法は、例えば、Ｘ−ｃｕｂｅ（登録商標）、フィリップス（登録商標）プリズム等といった標準的なデバイスを相応の光調整・供給手法と組み合わせる形態にて実行することができる。
【００６０】
図９に、投射光学系７０に関し共通光路を使用するディジタル立体投射システム１００を模式的に示す。このディジタル立体投射システムには、赤色チャネル４０ｒ、緑色チャネル４０ｇ及び青色チャネル４０ｂが備わっている。各色チャネルには、スペクトル隣接帯域の対毎に１個又は複数個の光源アレイ（例えばレーザアレイ光源）が備わっている。スペクトル隣接帯域のうち第１のものに係る光ビームは光源４２ａ、第２のものに係る光ビームは光源４２ｂで発生させる。各色チャネルには、光源４２ａ及び４２ｂからの光ビームを共通の方向へと転向させる光転向プリズム３０が設けられており、スペクトル隣接帯域（例えばスペクトル帯域Ｒ１及びＲ２）の光ビームからなる結合光ビームを発生させるのに使用されている。スペクトル隣接帯域のうち第１のもの（例えばＲ１）に由来する光ビームはその結合光ビームの一方の側に、第２のもの（例えばＲ２）に由来する光ビームは他方の側に集まっている。こうした使途に使用できる光転向プリズム３０としては、例えば、前掲の特許文献３（名称：独立多波長光源を用いたプロジェクタ(Projector using independent multiple wavelength light sources)，発明者：Ｓｉｌｖｅｒｓｔｅｉｎ，譲受人：本願出願人，審査に係属中）に記載のものがある。
【００６１】
各成分色チャネルの結合光ビームは、対応するユニフォマイジング光学系４４、ビーム走査光学系９２及び照明光学系９０を通り更にダイクロイック面６８で反射される。これにより、対応する空間光変調器６０上に、走査第１帯域光３６ａ及び走査第２帯域光３６ｂがもたらされる。コントローラシステム８０（図５参照）はその空間光変調器内の画素群を立体像用画像データに従い変調させる。即ち、空間光変調器内画素のうち第１帯域光（例えばＲ１内の光）で照明されるものを左目像用画像データ、第２帯域光（例えばＲ２内の光）で照明されるものを右目像用画像データに従い変調させる。
【００６２】
空間光変調器６０にて生じる変調イメージング光ビームは、ダイクロイック面６８を透過した後、ダイクロイック面８４複数個を有するダイクロイック結合器８２の働きで共通光軸上に結合される。その結合光ビームは、投射光学系７０によって図示しない表示面上に投射され、装着している鑑賞眼鏡７４（図５参照）を介し看者によって看取される。
【００６３】
図９に示した構成では、赤色、緑色及び青色の各成分色チャネル当たり１個、都合３個の空間光変調器６０が使用されている。各空間光変調器６０は、対応する成分色チャネルにて使用したスペクトル隣接帯域に係るスクロール帯域光によって照明される。こうした空間光変調器は、そのディジタル立体投射システム１００内でも高価格且つ複雑な構成部材の一つとなりがちである。
【００６４】
図１０に、別例に係るディジタル立体投射システム１１０、特に左目像形成システム４１Ｌに係る空間光変調器６０Ｌと右目像形成システム４１Ｒに係る空間光変調器６０Ｒを併せ空間光変調器が２個だけの構成を模式的に示す。左目像形成システム４１Ｌには、各成分色スペクトル（Ｒ１、Ｇ１及びＢ１）毎に１個ずつ、都合３個の左目光源４３Ｌが備わっている。同様に、右目像形成システム４１Ｒには、各成分色スペクトル（Ｒ２、Ｇ２及びＢ２）毎に１個ずつ、都合３個の右目光源４３Ｒが備わっている。各右目光源４３Ｒは、対応する左目光源４３Ｌに対しスペクトル隣接である。
【００６５】
左目像及び右目像形成システムは、それぞれ、ユニフォマイジング光学系４４、ビーム走査光学系９２、照明光学系９０及びダイクロイック面６８を備えており、ダイクロイック面６８の働きで走査光ビームが空間光変調器６０Ｌ及び６０Ｒ上に送られる構成となっている。この構成では、左目像形成システム４１Ｌが、それぞれＲ、Ｇ及びＢスペクトル帯域（Ｒ１、Ｇ１及びＢ１）に対応する都合３通りの走査帯域光３４ｒ、３４ｇ及び３４ｂを発生させる。同様に、右目像形成システム４１Ｒは、それぞれＲ、Ｇ及びＢスペクトル帯域（Ｒ２、Ｇ２及びＢ２）に対応する都合３通りの走査帯域光３５ｒ、３５ｇ及び３５ｂを発生させる。
【００６６】
コントローラシステム（図示せず）は、左目像形成システム４１Ｌ内空間光変調器６０Ｌを構成する画素群を、左目像用画像データに従い同期的に変調させる。その際、各帯域光（Ｒ１、Ｇ１及びＢ１）によって照明される画素群は、左目像用画像データのうち、対応する色チャネルに係る画像データに従い変調される。同様に、コントローラシステムは、右目像形成システム４１Ｒ内空間光変調器６０Ｒを構成する画素群を、右目像用画像データに従い同期的に変調させる。その際、各帯域光（Ｒ２、Ｇ２及びＢ２）によって照明される画素群は、右目像用画像データのうち、対応する色チャネルに係る画像データに従い変調される。
【００６７】
ダイクロイック結合器８２に備わるダイクロイック面８４は、左目像形成システム４１Ｌからのイメージング光並びに右目像形成システム４１Ｇからのイメージング光を共通光軸上に結合させる。投射光学系７０はその軸上のイメージング光を表示面上に投射する。ダイクロイック面８４としては、相応のノッチ群を有するスペクトルコームフィルタを使用するのが望ましい。即ち、右目光源４３Ｒ由来のイメージング光に相応するスペクトル帯域（Ｒ２、Ｇ２及びＢ２）の光を透過させる一方、左目光源４３Ｌ由来のイメージング光に相応するスペクトル帯域（Ｒ１、Ｇ１及びＢ１）の光を反射させる、という特性のものを使用するのが望ましい。スペクトルコームフィルタは、先に述べた通り、本件技術分野で既知の諸手法、例えば多層薄膜被覆法や相互押し出しストレッチポリマ膜構造形成法で形成することができる。ダイクロイック面８４として使用可能なスペクトルコームフィルタをもたらすダイクロイックフィルタ形成手法としては、更にルゲートフィルタ法がある。ルゲートフィルタは一種の干渉フィルタであり、深くて狭い阻止域を呈する一方、それ以外のスペクトルでは高くて平坦な通過域を呈する。ルゲートフィルタの製造には、光学膜層内に亘り屈折率を連続的に変化させる製造プロセスが使用される。ルゲートフィルタには、その屈折率が異なる物質による層を幾つか設ける標準的なノッチフィルタに比べ、リプルが少なく高調波反射が生じないという特徴がある。
【００６８】
図１１に、図１０のダイクロイック面８４として使用可能な理想的スペクトルコームフィルタについて、波長の変化によるスペクトル透過率の変化たるスペクトル透過率プロット２００を示す。このスペクトルコームフィルタは一群のノッチを備えており、右目光源４３Ｒ（図１０参照）由来のイメージング光に相応するスペクトル帯域（Ｒ２、Ｇ２及びＢ２）の光を透過させる一方、左目光源４３Ｌ（図１０参照）由来のイメージング光に相応するスペクトル帯域（Ｒ１、Ｇ１及びＢ１）の光を反射させる、という特性を有している。この例では、左目光源４３Ｌに係るスペクトル帯域（Ｒ１、Ｇ１及びＢ１）及び右目光源４３Ｒに係るスペクトル帯域（Ｒ２、Ｇ２及びＢ２）が、前掲の表１に示したスペクトル隣接帯域のそれに対応している。このスペクトル透過率プロット２００中の低透過率領域がいずれも高スペクトル反射率領域であること、並びにその逆も成り立つことに留意されたい（反射率と透過率の和は、理想的には各波長で１．０になるのだが、実際には幾ばくかの光吸収がある）。実際のフィルタでは、理想的なスペクトル透過率プロット２００と違い、任意波長で完全な透過乃至反射が生じることはない。ノッチが完全にシャープなエッジを呈することもない。しかし、実際のフィルタもこの理想的プロットに十分近くなるよう設計及び形成されるので、性能的に大きく相違することはない。
【００６９】
図１２Ａにビーム走査光学系９２の一例構成、特に図１０に示した構成中の左目像形成システムに係る回転プリズム５２Ｌと右目像形成システムに係る回転プリズム５２Ｒを有する構成を示す。この構成では、左目光源からの光ビーム（Ｒ１、Ｇ１及びＢ１）が相平行な３本の光ビームとなって回転プリズム５２Ｌに入射し、走査帯域光３４ｒ、３４ｇ及び３４ｂとなって空間光変調器６０Ｌ上にもたらされている。同様に、右目光源からの光ビーム（Ｒ２、Ｇ２及びＢ２）が相平行な３本の光ビームとなって回転プリズム５２Ｒに入射し、走査帯域光３５ｒ、３５ｇ及び３５ｂとなって空間光変調器６０Ｒ上にもたらされている。
【００７０】
図１２Ｂにビーム走査光学系９２の別例構成、特に単一のプリズム５２が左目像形成システム４１Ｌ（図１０参照）に係る帯域光と右目像形成システム４１Ｇ（図１０参照）に係る帯域光との同時走査に使用される構成を示す。この構成では、左目光源からの光ビーム（Ｒ１、Ｇ１及びＢ１）が相平行な３本の光ビームとなって第１方向から回転プリズム５２に入射し、走査帯域光３４ｒ、３４ｇ及び３４ｂとなって空間光変調器６０Ｌ上にもたらされている。右目光源からの光ビーム（Ｒ２、Ｇ２及びＢ２）は相平行な３本の光ビームとなって別の方向（左目光源に係る光ビームの方向に対し略直交する方向）から回転プリズム５２に入射し、走査帯域光３５ｒ、３５ｇ及び３５ｂとなって空間光変調器６０Ｒ上にもたらされている。この構成には、回転プリズム５２の所要個数が１個である、という長所がある。その分システムコストが抑えられる。更に、プリズム間で回転を同期させる必要がないためシステムが簡略になる。
【００７１】
注記すべきことに、図１２Ｂに示した単一プリズム型の構成を、図６Ｃに示した多角型の構成と組み合わせることもできる。そうした構成では、左目光源からの光ビーム（Ｒ１、Ｇ１及びＢ１）が、平行ビームではなく互いに異なる方向からのビームとして回転プリズム５２に入射されることとなろう。同様に、右目光源からの光ビーム（Ｒ２、Ｇ２及びＢ２）も、互いに異なる方向からのビームとして回転プリズム５２に入射されることとなろう。左目像形成システム由来の走査光ビームと右目像形成システム由来の走査光ビームを平行光軸上に結合させる役目は、ダイクロイック結合器８２（図６Ｃ参照）に担わせることができる。
【００７２】
以上、その好適な実施形態を参照しつつ本発明に関し詳細に説明したが、本発明の技術的範囲を逸脱することなく様々な変形及び修正を施せる点をご理解頂きたい。例えば、光源としては様々なものを使用することができる。レーザその他の発光デバイスからなるアレイ等である。その出射光を同一の光軸上に結合させる手段としては、プリズム以外の結合光学系も使用することができる。別紙模式図では光学系をレンズ乃至ブロックとして表記したが、それ以外にも様々な光学部品を使用することができる。照明光乃至イメージング光を相応に導波し調整することができればよい。各色チャネル内の空間光変調器６０としては、様々なタイプの空間光変調器を使用することができる。例えば、米国テキサス州ダラス所在のＴｅｘａｓ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓが製造しているディジタル光プロセッサ（ＤＬＰ；登録商標）等のディジタルマイクロミラーアレイのほか、液晶アレイも使用することができる。照明光路上で更なるフィルタリングを施すことで１個又は複数個の光源からのスペクトル成分を減衰させ、スペクトル隣接帯域同士が実質的に重複しないようにすることもできる。
【００７３】
このように、本発明に係る装置及び方法では、立体像のうち左目像と右目像を個別に形成すべく各色帯域光でスクロールする構成を採っている。また左目用スペクトル帯域成分と右目用スペクトル帯域成分とをスペクトル隣接にしている。
【符号の説明】
【００７４】
１２，４２ａ，４２ｂ  光源、１８  光学系、２０，６０，６０Ｌ，６０Ｒ  空間光変調器、２８ａ〜２８ｅ，３８，３８ａ〜３８ｅ  画像フレーム、３０  光転向プリズム、３２  画像領域、３４ｂ，３４ｇ，３４ｒ，３５ｂ，３５ｇ，３５ｒ，３６ａ，３６ｂ  光帯域、４０ｒ  赤色チャネル、４０ｇ  緑色チャネル、４０ｂ  青色チャネル、４１Ｌ  左目像形成システム、４１Ｇ  右目像形成システム、４３Ｌ  左目光源、４３Ｒ  右目光源、４４  ユニフォマイジング光学系、４６  ビーム結合器、４８  レンズ、５０  ビーム走査器、５２，５２Ｌ，５２Ｒ  プリズム、５４  レンズレットアレイ、５６  ブロック、５８  インテグレーティングバー、６８，８４  ダイクロイック面、７０  投射光学系、７２  表示面、７４  鑑賞眼鏡、７６Ｌ，７６Ｒ  フィルタ、８０  コントローラシステム、８２  ダイクロイック結合器、９０  照明光学系、９２  ビーム走査光学系、９４  第１段、９６  第２段、９８  中間像面、１００，１１０  ディジタル立体投射システム、２００  スペクトル透過率プロット、Ａ１  光源面積、Ａ２  変調器面積、Ｂ１，Ｂ２，Ｇ１，Ｇ２，Ｒ１，Ｒ２  スペクトル帯域、Ｏ  軸、θ１  出射角幅、θ２  入射角幅。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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