(57)【要約】【課題】  光学系の収差を小さくでき、高解像度かつ高鮮鋭度の画像表示特性を有する薄型プロジェクションディスプレイを実現可能とする、フーリエ面を介する投射光学系を提供すること。【解決手段】  投射光学系において、画像表示素子１０からの出射光像を第１の位相変調素子１でフーリエ変換し、該変換によりフーリエ面３０上に現出させたフーリエスペクトルを第２の位相変調素子２で逆フーリエ変換し、スクリーン２０に拡大して結像させるものであって、前記画像表示素子、前記第１および第２の位相変調素子の各光軸が互いに異なり、かつ前記画像表示素子の光軸に対し前記第１および第２の位相変調素子の各光軸ならびに前記スクリーン面の法線が略平行であることとした。【選択図】          図１
2006235406.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
投射光学系において、画像表示素子からの出射光像を第１の位相変調素子でフーリエ変換し、該変換によりフーリエ面上に現出させたフーリエスペクトルを第２の位相変調素子で逆フーリエ変換し、スクリーンに拡大して結像させるものであって、前記画像表示素子、前記第１および第２の位相変調素子の各光軸が互いに異なり、かつ前記画像表示素子の光軸に対し前記第１および第２の位相変調素子の各光軸ならびに前記スクリーン面の法線が略平行であることを特徴とする、フーリエ面を介する投射光学系。
【請求項２】
前記第１および第２の位相変調素子は、いずれもレンズであることを特徴とする請求項１記載のフーリエ面を介する投射光学系。
【請求項３】
前記第１および第２の位相変調素子は、いずれもミラーであること、または、いずれか一方がミラーで他方がレンズであることを特徴とする請求項１記載のフーリエ面を介する投射光学系。
【請求項４】
前記画像表示素子の光軸に平行に同素子からの出射方向を正としてｚ軸が定義され、かつ前記第１、第２の位相変調素子がそれぞれ焦点距離f1、f2を有するものとして、前記画像表示素子と前記第１の位相変調素子の間のｚ軸方向の光学距離がf1、前記第１の位相変調素子と前記第２の位相変調素子の間のｚ軸方向の光学距離がf1＋f2、前記第２の位相変調素子と前記スクリーンの間のｚ軸方向の光学距離がf2、前記第１、第２の位相変調素子と前記フーリエ面の間のｚ軸方向の光学距離がそれぞれf1、f2であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のフーリエ面を介する投射光学系。
【請求項５】
投射光学系において、画像表示素子からの出射光像を第１の位相変調素子、および第２の位相変調素子で、両者の位相変調効果を合成した位相変調効果によりフーリエ変換し、該変換によりフーリエ面上に現出させたフーリエスペクトルを第３の位相変調素子で逆フーリエ変換し、スクリーンに拡大して結像させるものであって、前記画像表示素子と前記第１の位相変調素子とが略接し、前記第２および第３の位相変調素子が前記フーリエ面と略接し、前記画像表示素子、前記第１、第２および第３の位相変調素子の各光軸が一致し、該光軸が前記スクリーン面の法線に略平行であることを特徴とする、フーリエ面を介する投射光学系。
【請求項６】
前記画像表示素子、前記第１、第２および第３の位相変調素子の各光軸が一致し、該光軸が前記スクリーン面の法線に略平行であることに代えて、前記画像表示素子、前記第１、第２および第３の位相変調素子の各光軸が互いに異なり、かつ前記画像表示素子の光軸に対し、前記第１、第２および第３の位相変調素子の各光軸ならびに前記スクリーン面の法線が略平行であることとしたことを特徴とする請求項５記載のフーリエ面を介する投射光学系。
【請求項７】
前記第１、第２および第３の位相変調素子は、いずれもレンズであることを特徴とする請求項５または６に記載のフーリエ面を介する投射光学系。
【請求項８】
前記第１、第２および第３の位相変調素子は、いずれもミラーであること、または、いずれか一もしくは二がミラーで残りがレンズであることを特徴とする請求項５または６に記載のフーリエ面を介する投射光学系。
【請求項９】
前記画像表示素子の光軸に平行に同素子からの出射方向を正としてｚ軸が定義され、かつ前記第１、第２、第３の位相変調素子がそれぞれ焦点距離f1、f1、f2を有するものとして、前記第１の位相変調素子と前記第２の位相変調素子との間のｚ軸方向の光学距離がf1、前記第３の位相変調素子と前記スクリーンとの間のｚ軸方向の光学距離がf2であることを特徴とする請求項５〜８のいずれかに記載のフーリエ面を介する投射光学系。
【請求項１０】
前記第１、第２および第３の位相変調素子のうちのいずれか二以上が、光学的に等価な位相変調を与える一の位相変調素子に合成され、および/または、前記第１、第２および第３の位相変調素子のうちの少なくともいずれか一が、光学的に等価な位相変調を与える二以上の位相変調素子に分解されてなることを特徴とする請求項５〜９のいずれかに記載のフーリエ面を介する投射光学系。
【請求項１１】
投射光学系において、画像表示素子からの出射光像を、請求項１〜４のいずれかに記載された光学系から画像表示素子およびスクリーンを除いた残りの構成部分および/または請求項５〜１０のいずれかに記載された光学系から画像表示素子およびスクリーンを除いた残りの構成部分が実空間画像面を介して複数段連結されてなる複合光学系内に存在する複数のフーリエ面および前記実空間画像面を介して伝播させ、スクリーンに拡大して結像させることを特徴とする、フーリエ面を介する投射光学系。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フーリエ面を介する投射光学系に関し、特に薄型プロジェクションディスプレイに有利に適用しうる、フーリエ面を介する投射光学系に関する。
【背景技術】
【０００２】
投射光学系の薄型化は、例えばリアプロジェクションディスプレイに関しては、図９に示すようにスクリーン２０に対してプロジェクタ４０からの出射光（プロジェクタ光）を急な角度の方向から入射させることにより実現される。これは投射方向が観察者側か、観察者の反対側かの違いに依存することなく、したがってフロントプロジェクションディスプレイに関しても同様である。このためにスクリーンと位相変調素子（レンズ、ミラー等）を平行に配置し位相変調素子に対しその光軸に対して大きくずれた角度の方向から光を入射させる（例えば非特許文献１参照）、またはスクリーンに対して位相変調素子を傾けその光軸に対して大きなずれのない角度の方向から光を入射させる（例えば特許文献１参照）という方法が採用されている。
【特許文献１】特開平０２−０７９０３７号公報
【非特許文献１】Jun Ogawa et.al.:SID04 DIGEST p170-180
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、非特許文献１記載の方法は、位相変調素子にその光軸に対して大きくずれた角度の方向から光を入射させるため、収差が大きくなるという問題を有する。また、特許文献１記載の方法は、スクリーンに対して位相変調素子を傾けるため、同様に収差が大きくなるという問題を有する。収差が大きくなると、スクリーンに解像度および鮮鋭度の高い画像を表示させることは困難になる。
【０００４】
スクリーンに対して位相変調素子を傾けた光学系を部分光学系として複数段連結させて、実空間画像を間に介することにより個々の部分光学系におけるスクリーンまたは実空間画像に対する位相変調素子の傾きを小さくし収差を低減する光学系が存在するが、光学系をコンパクトにするためには連結させる部分光学系の数に制限があり、このため収差の低減は十分でない。
【０００５】
このように、高解像度かつ高鮮鋭度の画像表示特性を有する薄型プロジェクションディスプレイの実現には、光学系の収差を小さくすることが大きな課題であり、本発明は、この課題を解決しうる、フーリエ面を介する投射光学系を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者らは、前記課題の解決手段として、光軸を互いに平行にずらした２枚の位相変調素子の間にフーリエ面を存在させるという概念に想到し、さらに検討を重ねて本発明をなした。
すなわち、本発明（１）は、投射光学系において、画像表示素子からの出射光像を第１の位相変調素子でフーリエ変換し、該変換によりフーリエ面上に現出させたフーリエスペクトルを第２の位相変調素子で逆フーリエ変換し、スクリーンに拡大して結像させるものであって、前記画像表示素子、前記第１および第２の位相変調素子の各光軸が互いに異なり、かつ前記画像表示素子の光軸に対し前記第１および第２の位相変調素子の各光軸ならびに前記スクリーン面の法線が略平行であることを特徴とする、フーリエ面を介する投射光学系である。
【０００７】
ここで、フーリエ面とは、その面内にフーリエスペクトルが最も鮮明に現れる仮想の平面または曲面である（以下同じ）。
また、画像表示素子の光軸とは、画像表示素子の中心の法線を意味する（以下同じ）。
また、略平行とは、平行または許容交差角度範囲内での交差を意味し、許容交差角度範囲は本発明の目的効果顕現が予想される±５°以内とするが、好ましくは±２．５°以内、より好ましくは±１°以内、理想的には０°すなわち平行である（以下同じ）。
【０００８】
本発明（１）では、第１および第２の位相変調素子は、いずれもレンズであることが好ましい。また、本発明（１）では、第１および第２の位相変調素子は、いずれもミラーであること、または、いずれか一方がミラーで他方がレンズであることも好ましい。
また、本発明（１）では、画像表示素子の光軸に平行に同素子からの出射方向を正としてｚ軸が定義され、かつ第１、第２の位相変調素子がそれぞれ焦点距離f1、f2を有するものとして、画像表示素子と第１の位相変調素子の間のｚ軸方向の光学距離がf1、第１の位相変調素子と第２の位相変調素子の間のｚ軸方向の光学距離がf1＋f2、第２の位相変調素子とスクリーンの間のｚ軸方向の光学距離がf2、第１、第２の位相変調素子とフーリエ面の間のｚ軸方向の光学距離がそれぞれf1、f2であることが好ましい。
【０００９】
次に、本発明（２）は、投射光学系において、画像表示素子からの出射光像を第１の位相変調素子、および第２の位相変調素子で、両者の位相変調効果を合成した位相変調効果によりフーリエ変換し、該変換によりフーリエ面上に現出させたフーリエスペクトルを第３の位相変調素子で逆フーリエ変換し、スクリーンに拡大して結像させるものであって、前記画像表示素子と前記第１の位相変調素子とが略接し、前記第２および第３の位相変調素子が前記フーリエ面と略接し、前記画像表示素子、前記第１、第２および第３の位相変調素子の各光軸が一致し、該光軸が前記スクリーン面の法線に略平行であることを特徴とする、フーリエ面を介する投射光学系である。
【００１０】
本発明（２）では、前記画像表示素子、前記第１、第２および第３の位相変調素子の各光軸が一致し、該光軸が前記スクリーン面の法線に略平行であることに代えて、前記画像表示素子、前記第１、第２および第３の位相変調素子の各光軸が互いに異なり、かつ前記画像表示素子の光軸に対し、前記第１、第２および第３の位相変調素子の各光軸ならびに前記スクリーン面の法線が略平行であることとしてもよい。
【００１１】
本発明（２）では、第１、第２および第３の位相変調素子は、いずれもレンズであることが好ましい。また、本発明（２）では、第１、第２および第３の位相変調素子は、いずれもミラーであること、または、いずれか一もしくは二がミラーで残りがレンズであることも好ましい。
また、本発明（２）では、画像表示素子の光軸に平行に同素子からの出射方向を正としてｚ軸が定義され、かつ第１、第２、第３の位相変調素子がそれぞれ焦点距離f1、f1、f2を有するものとして、第１の位相変調素子と第２の位相変調素子との間のｚ軸方向の光学距離がf1、第３の位相変調素子とスクリーンとの間のｚ軸方向の光学距離がf2であることが好ましい。
【００１２】
また、本発明（２）では、第１、第２および第３の位相変調素子のうちのいずれか二以上が、光学的に等価な位相変調を与える一の位相変調素子に合成されていてもよく、また、第１、第２および第３の位相変調素子のうちの少なくともいずれか一が、光学的に等価な位相変調を与える二以上の位相変調素子に分解されていてもよい。
また、本発明（３）は、投射光学系において、画像表示素子からの出射光像を、本発明（１）の光学系から画像表示素子およびスクリーンを除いた残りの構成部分および/または本発明（２）の光学系から画像表示素子およびスクリーンを除いた残りの構成部分が実空間画像面を介して複数段連結されてなる複合光学系内に存在する複数のフーリエ面および前記実空間画像面を介して伝播させ、スクリーンに拡大して結像させることを特徴とする、フーリエ面を介する投射光学系である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、高解像度かつ高鮮鋭度の画像表示特性を有する薄型のリア（またはフロント）プロジェクションディスプレイの実現が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の基礎とした光学系は、図３に示すように、光が進行する順に、画像表示素子１０、焦点距離がf1である位相変調素子１、焦点距離がf2である位相変調素子２およびスクリーン２０が配置されてなり、これら光学素子（画像表示素子、位相変調素子およびスクリーンの総称。以下同じ）のうち画像表示素子１０および位相変調素子１，２の光軸が一致し、該光軸がスクリーン２０のスクリーン面の法線に略平行である。ここで、画像表示素子１０の光軸に平行に同素子からの出射方向を正としてｚ軸を定義する（以下同じ）。この光学系では、光学素子間のｚ軸方向の光学距離は、画像表示素子１０〜位相変調素子１の間がf1、位相変調素子１〜位相変調素子２の間がf1＋f2、位相変調素子２〜スクリーン２０の間がf2、とされている。なお、画像表示素子１０が存在する面をx1-y1平面、スクリーン２０のスクリーン面をx3-y3平面とした。
【００１５】
このとき、位相変調素子１からｚ軸方向にf1だけ離れたx2-y2平面にフーリエ面３０が存在する。フーリエ面３０は、そこに実際に何らかの物体が存在するわけではない仮想の面であるが、この面における光の状態（強度および位相）を表す関数f(x2,y2)は、式(1)に示すように表示画像における光の状態を表す関数g(x1,y1)のフーリエ変換により記述される。
【００１６】
【数１】
2006235406.tif 000003
【００１７】
同様に、フーリエ面３０は位相変調素子２からｚ軸方向に-f2だけ離れた位置に存在するため、スクリーン２０における光の状態を表す関数s(x3,y3)は、式(2)に示すようにf(x2,y2)の逆フーリエ変換により記述される。
【００１８】
【数２】
2006235406.tif 000004
【００１９】
式(1)および式(2)より式(3)が成り立つ。
【００２０】
【数３】
2006235406.tif 000005
【００２１】
実際の位相変調素子には収差が存在するため、式(1)および式(2)は完全には成り立たず、式(3)も不完全なものとなることから、s(x3,y3)はg(x1,y1)と完全に等しくはならない。しかし、一般に画像のフーリエスペクトルは低周波成分が多く高周波成分が少ない、同様に位相変調素子における収差は光を１点に集光することができなくなり生じるものであることから低周波成分が多く高周波成分が少ないという特徴を有する。このことから、f(x2,y2)は低周波成分が多く高周波成分が少ないもの同士のコンボリューションとなり、フーリエ面では低周波成分が少なく高周波成分が多い関数となる。また、s(x3,y3)は低周波成分が少なく高周波成分が多いものと低周波成分が多く高周波成分が少ないものとのコンボリューションとなり、収差が補償される。このため、収差を有する位相変調素子を用いた場合であっても、図３の光学系では、s(x3,y3)はg(x1,y1)と非常に近いものとなり、鮮鋭度の高い画像の結像が実現される。
【００２２】
本発明（１）の最良の形態は、本発明の基礎とした光学系（図３に例示）において画像表示素子および位相変調素子の各光軸ならびにスクリーン面の法線を互いに平行にずらしたものに相当する。その例を図１、図２に示す。このようにした場合（すなわち位相変調素子にその光軸に対して大きくずれた角度の方向から光を入射させる場合）でも、フーリエ面を介して光が伝播し、上記と同様の議論が成り立ち、収差を低減する効果が得られることを本発明者らは見出したのである。
【００２３】
もっとも実際の光学系では製作誤差が不可避的に付随するため、フーリエ面は最良の形態からある程度ずれたものになるのであるが、その場合でも急角度投射画像を従来よりも鮮明にスクリーン上に映し出すことができるので、本発明では、各光学素子間の光学距離の厳密な限定を外した上位概念である“フーリエ面を介する画像伝播”を骨子要件とした（この点は本発明（１）〜（３）に共通する）。
【００２４】
上記論述において、位相変調素子とは入射光に対して位置の違いにより異なる位相を与える光学素子のことであり、理想的には位置の違いによりパラボリックに変化する位相を与えることが望ましい。位相変調素子としては、図１に示すレンズ（図３でも同様）の他、図２に示すミラー等が用いられる。
次に、図４は本発明（２）の最良の形態の第１例を示すものである。この光学系では、光が進行する順に、画像表示素子１０、焦点距離がf1である位相変調素子１および２、焦点距離がf2である位相変調素子３およびスクリーン２０が配置され、画像表示素子１０および位相変調素子１，２の各光軸が一致し、これら光軸がスクリーン２０のスクリーン面に略平行であり、画像表示素子１０と位相変調素子１とが略接し、位相変調素子２と３とが略接し、第１の位相変調素子１と第２の位相変調素子２との間のｚ軸方向の光学距離がf1、第３の位相変調素子３とスクリーン２０との間のｚ軸方向の光学距離がf2である。
【００２５】
この光学系では、第１の位相変調素子１からｚ軸方向にf1だけ離れた位置にフーリエ面３０が存在し、図３の場合と同様にg(x1,y1)、f(x2,y2)およびs(x3,y3)に関して式(4),(5),(6)が成り立ち、フーリエ面３０を介して画像の伝播が行われるため、図３の光学系と同様に収差低減効果を得ることができる。
【００２６】
【数４】
2006235406.tif 000006
【００２７】
図４の光学系では、画像表示素子１０と位相変調素子１とが略接しており、光が回折により拡がる前に位相変調素子１による位相変調を行うことができるため、位相変調素子の径を図３の光学系に比べて小さくすることができる。特に、プロジェクタの拡大結像系の場合、図３の光学系において逆フーリエ変換を行う位相変調素子２は非常に大きなものとなるが、図４の光学系において逆フーリエ変換を行う位相変調素子３は、位相変調素子２に比べ非常に小さくすることが可能である。
【００２８】
このことから、図４の光学系では、位相変調素子が安価である、収差が少ない、という有用な特長を有する。また、式(3)と式(6)との比較からわかるように、光が回折により拡がる前に位相変調素子１による位相変調を行うため、光を有効に利用することが可能であり、明るい投射画像を得ることができる。さらに、光学系全体の大きさが、図３では２f2＋２f1であるのに対し、図４ではf1＋f2に略等しいものとなり、大幅にコンパクトであるという有用な特長を有する。
【００２９】
さらに、フーリエ面３０が仮想の面であることから、フーリエ面３０を挟んで近接する、焦点距離がf1である位相変調素子２および焦点距離がf2である位相変調素子３は、光学的に等価な位相変調を与える一つの位相変調素子に合成することが可能である。この合成成品である位相変調素子の焦点距離（記号f3で表す）は式(7)で表される。
【００３０】
【数５】
2006235406.tif 000007
【００３１】
このときフーリエ面は、合成成品である位相変調素子が、レンズの場合はその内部に存在し、ミラーの場合はその反射面内に存在する。この反射面が曲面の場合、フーリエ面は曲面になるが、これを微小な平面の集まりとして、平面の場合と同様に扱うことができる。
また、上記の位相変調素子２，３の合成に限らず、位相変調素子１〜３の全て、または位相変調素子１，２を、光学的に等価な位相変調を与える一つの位相変調素子に合成した場合にも同様の議論が成り立つ。逆に、位相変調素子1〜３の少なくとも一つを光学的に等価な位相変調を与える複数の位相変調素子に分解することも可能である。
【００３２】
上記の合成または分解がなされたとき、第１の位相変調素子１と第２の位相変調素子２との間のｚ軸方向の光学距離（記号ξ1で表す）、第３の位相変調素子３とスクリーン２０との間のｚ軸方向の光学距離（記号ξ2で表す）はそれぞれ、次のようになる。
(A1)  第１、第２を合成し、該合成成品の焦点距離がf3である場合：ξ1＝f1、ξ2＝f2
(A2)  第２、第３を合成し、該合成成品の焦点距離がf3である場合：ξ1＝f1、ξ2＝f2
(A3)  第１、第２、第３を合成し、該合成成品の焦点距離がf3である場合：ξ1＝f1、ξ2＝f2
(A4)  分解の場合：分解前と同じ、ξ1＝f1、ξ2＝f2
また、図４では、画像表示素子および位相変調素子の各光軸が一致する例を示したが、本発明（２）の最良の形態ではこれのみに限らず、例えば図５、図６に示すように、画像表示素子および位相変調素子の各光軸ならびにスクリーン面の法線が互いに平行にずれている場合でも、同様の議論が成り立つため、収差を低減する効果を得ることができる。なお、図５は、図４において画像表示素子および位相変調素子の各光軸ならびにスクリーン面の法線を互いに平行にずらした例であり、位相変調素子１〜３はレンズである。また、図６は、図５において位相変調素子２，３を、光学的に等価な位相変調を与える一つの位相変調素子４（この例ではミラーとした）に合成した例である。
【００３３】
上述の本発明（１）ないし（２）は、一つのフーリエ面を介する光学系に関するものであるが、さらに、複数のフーリエ面を介する光学系であっても同様の効果が得られる。かかる複数のフーリエ面を介する光学系は、投射光学系において、画像表示素子からの出射光像を、本発明（１）の光学系から画像表示素子およびスクリーンを除いた残りの構成部分および/または本発明（２）の光学系から画像表示素子およびスクリーンを除いた残りの構成部分が実空間画像面を介して複数段連結されてなる複合光学系内に存在する複数のフーリエ面および前記実空間画像面を介して伝播させ、スクリーンに拡大して結像させること（すなわち本発明（３）の要旨構成）により、実現することができる。ここで、実空間画像面は、その面内において画像が最も鮮明に結像する架空の面であり、そこに実際に何らかの物体が存在するわけではない。
【００３４】
同様に、本発明（１）〜（３）の光学系と従来のフーリエ面を介さない光学系とを連結しても、従来に比べ収差の少ない投射光学系を実現することができる。
次に、実施例について述べる。以下の実施例ではフーリエスペクトルの確認実験を行った。
【実施例１】
【００３５】
図７は、実施例１におけるフーリエスペクトル確認実験の説明図である。波動光学の理論上、画像表示素子１０（素子面は前述のようにx1-y1平面に存在）からの出射光像“Ａ"は、ｚ軸方向に光学距離fを隔てて配置された焦点距離fを有するレンズからなる位相変調素子１によりフーリエ変換され、さらにｚ軸方向に光学距離fを隔てた位置に存在する仮想のフーリエ面３０（前述のようにx2-y2平面に存在）上のフーリエスペクトルとなって現出する。
【００３６】
一般に、x1-y1平面内の短辺2a×長辺2bの矩形画像がx2-y2平面内にフーリエ変換されてなるフーリエスペクトルＶ(x2,y2)は、式(8)で表される。
【００３７】
【数６】
2006235406.tif 000008
【００３８】
長辺2bに比べ短辺2aが十分小さい場合、式(8)においてaの影響はbに比べ大きく現れるため、矩形画像のフーリエスペクトルは光の強度がsinc関数で変化し、矩形画像の長辺方向に直交した点線となる。
出射光像“Ａ”は三本の直線で構成されており、これは長辺2bに比べ短辺2aが十分小さい三つの矩形画像の集合とみなしうるため、出射光像“Ａ”のフーリエスペクトルは、図７に示すように三つの矩形画像のフーリエスペクトルの集合により表される。
【００３９】
実施例１では、f＝５ｍ、2a＝０．５ｍｍとし、光源として波長λ＝６３５ｎｍのレーザ光源を用いた。このとき図７に示す形のフーリエスペクトルが観察され、該フーリエスペクトルのサイドローブ間隔は、式(8)による計算結果６．３５ｍｍと略等しいことが確認された。
【実施例２】
【００４０】
実施例１と同様の実験を、図８に示す光学系において行った。ここで、図８に示す光学系は位相変調素子１を一つだけ用い、これを画像表示素子１０に略接する位置に置いたものであるが、フーリエ変換に第１、第２の順で二つの位相変調素子を用いる場合、第２の位相変調素子は光の位相の状態にのみ作用し、直後の光強度の状態に影響を与えないため、光強度の状態のみを観察する場合には省略可能である。それゆえ、図８に示す光学系はフーリエ変換に二つの位相変調素子を用いる光学系（本発明（２）に相当するもの）と光学的に等価なものである。
【００４１】
実施例２では、f＝５ｍ、2a＝０．５ｍｍとし、光源として波長λ＝６３５ｎｍのレーザ光源を用いた。このとき図７に示したものと同様のフーリエスペクトルが観察され、該フーリエスペクトルのサイドローブ間隔は、式(8)による計算結果６．３５ｍｍと略等しいことが確認された。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明は、高解像度かつ高鮮鋭度の画像表示特性を有する薄型リアプロジェクションディスプレイまたは薄型フロントプロジェクションディスプレイの設計・製造に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明（１）の光学系において位相変調素子にレンズを用いた例を示す模式図である。
【図２】本発明（１）の光学系において位相変調素子にミラーを用いた例を示す模式図である。
【図３】本発明の基礎とした光学系の概念を示す模式図である。
【図４】本発明（２）の光学系において画像表示素子および位相変調素子の各光軸が一致している例を示す模式図である。
【図５】本発明（２）の光学系において画像表示素子および位相変調素子の各光軸ならびにスクリーン面の法線が互いに平行にずれている例を示す模式図である。
【図６】本発明（２）の光学系において第２、第３の位相変調素子を一の位相変調素子に合成した例を示す模式図である。
【図７】実施例１におけるフーリエスペクトル確認実験の説明図である。
【図８】実施例２におけるフーリエスペクトル確認実験の説明図である。
【図９】従来の薄型リアプロジェクションディスプレイの例を示す模式図である。
【符号の説明】
【００４４】
１  位相変調素子（第１の位相変調素子）
２  位相変調素子（第２の位相変調素子）
３  位相変調素子（第３の位相変調素子）
４  位相変調素子
１０  画像表示素子
１５  レンズ
１６  ミラー（歪曲ミラー）
１７  ミラー（平面ミラー）
２０  スクリーン
３０  フーリエ面
４０  プロジェクタ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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