JP6213911B2 - 映像読出装置及び映像読出方法 - Google Patents

Description

本発明は、表示された映像を読み出すための映像読出装置及び映像読出方法に係り、特に、複数の空間光変調器に表示された複数の映像を読み出すための映像読出装置及び映像読出方法に関する。

一般的に、理想的な映像表示の実現を目指す場合、より高い解像度を持つ表示素子が常に求められる。例えば特に電子ホログラフィによる立体映像表示の実現のためには、第１に、超高解像度な表示素子（表示パネル）が必要である。つまり、その時点で製作可能及び入手可能な最も高解像度な表示素子を使う必要がある。第２に、この最も高解像度な複数の表示素子を、例えば２次元アレイ状に並べ、等価的に全体としての解像度を高めるという手法が必要になる。

ここでは、例えば電子ホログラフィ表示装置のような表示系を想定する。このような表示系は、表示素子としての空間光変調器（Spatial Light Modulator：以下、ＳＬＭと表記する）と、偏光ビームスプリッタ（Polarization Beam Splitter：以下、ＰＢＳと表記する）と、前記ＰＢＳを介して前記ＳＬＭに平行光を照射するための光源とを備えていることが知られている（例えば特許文献１参照）。

具体的には、図８（ａ）に示すように複数のＳＬＭ１１を、閲覧者側から（Ｘ軸の正の方向から）見て例えば縦３個かつ横３個（３×３個）で配列した場合、図８（ｂ）に示すように、映像読出装置１１０は、３×３個の２次元配列されたＳＬＭ１１群に対向するように３×３個のプリズム群（ＰＢＳ１２）を備える。そして、光源から（Ｙ軸の負の方向から）見て、個々のＰＢＳ１２が１個分の面積を有するように、光源から遠方に位置するＰＢＳ１２ほどＳＬＭ１１から離間して１個ずつずれるような階段状に３×３個のＰＢＳ１２群を配列すれば、全ＳＬＭ１１から映像データを読み出すことができる。このときに上から（Ｚ軸の正の方向から）見た平面図を図９（ａ）に示す。

図９（ａ）では、光源から遠方の側から（Ｙ軸の正の方向から）、各列を０，１，２で識別する。また、Ｚ軸方向に並んだ３つのＳＬＭ１１をまとめて扱い、列毎のＳＬＭ１１を区別する場合にはＣ⁰，Ｃ¹，Ｃ²と表記する。ＰＢＳ１２も同様にまとめて扱って、ＳＬＭ１１の各列に対応させた列毎のＰＢＳ１２を区別する場合にはＢ⁰，Ｂ¹，Ｂ²と表記する。なお、階段状に配置されたＰＢＳ１２を、ＳＬＭ１１側から数えた段数で区別すると、Ｂ²が階段の１段目となり、Ｂ¹は階段の２段目となり、Ｂ⁰は階段の３段目となる。

そして、図９（ｂ）において、映像読出し光としての平行光を、下から（Ｙ軸の負の方向から）、階段状に配列されたＰＢＳ１２に入射し、このＰＢＳ１２で左方に反射した光をＳＬＭ１１に入射すれば、ＳＬＭ１１から読み出された映像データはＰＢＳ１２を通過して出力されるので、ＳＬＭ１１に表示された映像信号を読み出すことができる。すなわち、視認可能な映像として表示することができる。

ここで、図９（ａ）において、ＳＬＭ１１の長さＳは実質的には、ＳＬＭ１１の画像表示領域の長さを示す。この画像表示領域の周辺には画像表示領域を制御するための不図示の回路が設けられている。よって、距離Ｔの範囲には、隣り合うＳＬＭ１１の各画像表示領域を制御するための不図示の回路がそれぞれ配置されている。このような非表示部分があったとしても、後段に例えば図３に示すような光学系を組み合わせることによって、隣り合うＳＬＭの画像表示領域同士を平面的に隙間なく合成することができることが知られている（例えば特許文献１参照）。そのため、個々のＳＬＭ１１で実現できる解像度以上の映像を表示することができる。よって、例えば、表示する映像信号をホログラムデータとし、入射する平行光は干渉性をもつ光（例えばレーザー光）とした場合、ホログラフィ方式の空間像再生型立体映像表示を実現するための用途に用いることができる。なお、ホログラフィ方式の表示技術として、非特許文献１〜３に記載の技術が知られている。

そして、図９（ｂ）に示すような映像読出装置１１０で映像の読み出しを実現できているときに、電子ホログラフィの高解像度化を目的として、図１０（ａ）に示すように複数のＳＬＭ１１を例えば４×４個でＹＺ平面に平行な平面に配列する場合を想定する。この場合、図１０（ｂ）に示すように、映像読出装置２１０は、４×４個の２次元配列されたＳＬＭ１１群に対向するように４×４個のＰＢＳ１２を備える。この映像読出装置２１０は、４×４個のＰＢＳ１２が階段状に配列されており、全ＳＬＭ１１から映像データを読み出すことができる。このときに上から見た平面図を図１１（ａ）に示す。

図１１（ａ）では、光源から遠方の側から各列を０，１，２，３で識別する。また、Ｚ軸方向に並んだ４つのＳＬＭ１１をまとめて扱う。列毎のＳＬＭ１１を区別する場合には、Ｃ⁰，Ｃ¹，Ｃ²，Ｃ³と表記する。
ＰＢＳ１２も同様にまとめて扱い、区別する場合にはＢ⁰，Ｂ¹，Ｂ²，Ｂ³と表記する。
４×４の配列では、階段状に配置されたＰＢＳ１２において、Ｂ³が階段の１段目となり、Ｂ²、Ｂ¹、Ｂ⁰は、この順番に階段の２，３，４段目となる。この例においても、図１１（ｂ）に示すように、下から平行光が入射しており、各々のＰＢＳ１２を介してＳＬＭ１１を照明し、表示された映像が読み出される。

特開２０１２−２４２５１３号公報

三科、妹尾、山本、大井、栗田、「超高精細液晶パネルを用いた電子ホログラフィーによる立体カラー映像再生」、 HODIC （ホログラフィック・ディスプレイ研究会） , vol. 30, no. 2, pp. 12-17 (May, 2010). Y. Takaki and Y. Tanemoto, "Frameless hologram display module employing resolution redistribution optical system," Proc. SPIE, vol.7619, 761902 (2010). T. Senoh, T. Mishina, K. Yamamoto, R. Oi, and T. Kurita, "Wide viewing-zone-angle full-color electronic holography system using very high resolution liquid crystal display panels," Proc. SPIE, vol.7957, 795709 (2011).

しかしながら、従来の電子ホログラフィ表示装置では、一方向（例えばＺ軸方向）に並べられたＳＬＭ１１の個数が、図９（ｂ）に示すように例えば３個のように少なければ、ＰＢＳ１２を階段状に並べることで読出しを実現できたとしても、図１１（ｂ）に示すように、例えば４個のように多く並べられると、光軸に平行でない光の一部を読み出せなくなる場合がある。

前記したホログラフィ方式による立体映像表示に、これらの映像読出装置１１０，２１０を用いた場合、ＳＬＭ１１の表示面にて、平行光は回折し、読み出し光であるＳＬＭ１１の表示面による反射光は、特定の方向に強度を有することになる。この回折した読出し光の回折角度の最大値φは、下記式（１）に示すように、ＳＬＭ１１に表示できる最大の空間周波数ω＝１／（２ｐ）と、入射した光の波長λとによって一意に定まる。ここで、ｐはＳＬＭ１１の画像表示領域の画素ピッチを示す。なお、このときの視域角Ψは、下記式（２）で表される。

この最大の回折角度をもった読出し光を、プリズム群（ＰＢＳ１２）はすべて透過させる必要がある。これに対して、図１１（ａ）の映像読出装置２１０のように、例えば４段のような多段の階段状にＰＢＳ１２を設置した場合、図１１（ｂ）に示すように、最大の回折角度をもった読出し光は、ＳＬＭ１１に近接して設置された例えば１〜３段目のＰＢＳ１２（Ｂ³，Ｂ²，Ｂ¹）を透過できても、さらに離れた位置に設置した例えば４段目のＰＢＳ１２（Ｂ⁰）を透過することが困難になる。図１１（ｂ）において、Ｃ⁰からの反射光を破線で模式的に示すように、光軸に平行な光の外側では、Ｃ⁰に対向するように設けられた４段目のＢ⁰から回折光２１１がはみ出す。なお、図１１（ｂ）では、説明のため、１〜３段目に比べて４段目の回折光２１１を誇張して示した。

そこで、所定個数のＳＬＭ１１に対して同数のＰＢＳ１２を階段状に並べることで映像データの読出しを実現できる状態を前提として、ＳＬＭ１１及びＰＢＳ１２の個数を増加させたとしても、最大の回折角度をもった読出し光が透過できるような位置に、ＰＢＳ１２を設置する技術が望まれる。

そのための１つの手法として、隣り合うＳＬＭ１１同士の距離Ｔ（図１１（ａ）参照）を大きくして、かつ、それに合わせてプリズム（ＰＢＳ１２）を大きくすることが考えられる。これによれば、ＳＬＭ１１から離れた位置に設置した例えば４段目のＢ⁰のようなプリズム（ＰＢＳ１２）にあっても、最大の回折角度をもった読出し光が透過できるようになる。しかしながら、この手法の場合には、装置が大型になる問題があり、さらに加えて、そもそも隣り合うＳＬＭ１１同士の距離Ｔ（図１１（ａ）参照）を大きくする前提なので、それらの合成、すなわち後段の光学系による隙間のない映像表示の実現が困難になるなどの問題が生じてしまう。

また、考えられる他の手法として、例えば図１２（ａ）に示すような架空の映像読出装置３１０を用いる手法を想定する。この映像読出装置３１０では、図１２（ａ）において上側の２つのＢ⁰，Ｂ¹のプリズム（ＰＢＳ１２）が、図１２（ａ）において下側の２つのＢ²，Ｂ³のプリズム（ＰＢＳ１２）をＺ軸周りに１８０度回転させた向きで配置されている。この構成は、光源の入射方向を上下の２方向に振り分けることを企図した構成である。この映像読出装置３１０によればＰＢＳ１２の段数を半分に減らすことが可能であると考えられる。しかしながら、この手法では、ＰＢＳ１２の段数を半分にするために複数の光源を用いる必要がある。

そこで、映像読出装置３１０を改良して単一光源によって、光源からの平行光を２方向に振り分ける構造を実現しようとすれば、例えば図１２（ｂ）に示すような架空の映像読出装置４１０が考えられる。この映像読出装置４１０では、図１２（ｂ）において下からの平行光を、まずハーフミラー４１１によって、直進する（Ｙ軸の正の方向に進む）光と、左方に反射する光とに分岐する。一方において、直進する光は、図１２（ｂ）において下側の２つのＢ²，Ｂ³のプリズム（ＰＢＳ１２）に入射する。他方において、左方への反射光は、時計回りに配置された３個のミラー４１２，４１３，４１４によって、９０度ずつ向きを変えて反射することで、光源からの平行光の入射方向とは反対向き（Ｙ軸の負の方向）に進み、図１２（ｂ）において上側の２つのＢ⁰，Ｂ¹のプリズム（ＰＢＳ１２）に入射する。しかしながら、映像読出装置４１０の構造では、光源からの光路が複雑になってしまうことになる。したがって、光源からの平行光を２方向に振り分ける手法を実現するシステム、即ち、図１２（ａ）に示す映像読出装置３１０及び図１２（ｂ）に示す映像読出装置４１０はいずれも複雑なシステムになるという問題がある。

本発明は、以上のような問題点に鑑みてなされたものであり、表示素子に表示した映像データのうち、光の一部が読み出せなくなるような事態を簡易な構成で回避できる映像読出装置を提供することを課題とする。
また、本発明は、表示素子に表示した映像データのうち、光の一部が読み出せなくなるような事態を複雑なシステムを用いることなく回避できる映像読出方法を提供することを他の課題とする。

前記課題を解決するために、本発明の請求項１に係る映像読出装置は、それぞれが液晶パネルである複数の空間光変調器と、前記複数の空間光変調器のそれぞれと対向するように設けられた複数の偏光ビームスプリッタと、を備え、前記複数の空間光変調器に光源からの平行光を前記複数の偏光ビームスプリッタを介して照射したときの反射光を当該複数の空間光変調器に表示された映像情報として読み出して出力する映像読出装置であって、すべての前記偏光ビームスプリッタは、２個の前記偏光ビームスプリッタを一組とした複数の組で構成されており、前記一組の偏光ビームスプリッタは、前記光源から見て前記偏光ビームスプリッタの１個分の面積を有するように配置され、前記一組の偏光ビームスプリッタを単位として前記光源から遠ざかる方向に順次並べることで複数の段差を設けるように配置され、前記すべての組の偏光ビームスプリッタは、前記光源からの平行光が一方向から入射するように配置され、前記一組の偏光ビームスプリッタにおいていずれか一方の偏光ビームスプリッタに入射する光または出射する光、の光路上に半波長板を備えており、前記複数の空間光変調器は、２次元配列または前記光源からの平行光の光軸方向に１次元配列され、前記一組の偏光ビームスプリッタにおいて２個の偏光ビームスプリッタの間に前記半波長板を備えており、前記偏光ビームスプリッタが前記空間光変調器からの前記反射光を出力する側に、当該出力する光から特定の向きの偏光を取り出す偏光板を、前記一組の偏光ビームスプリッタ毎に備え、前記偏光板は、前記一組の偏光ビームスプリッタにおいて少なくとも前記光源に近い偏光ビームスプリッタの側に配置されていることを特徴とする。

かかる構成によれば、映像読出装置は、複数の偏光ビームスプリッタを単純に階段状に配列したときの階段の段数を半分にすることができる。仮に個々の偏光ビームスプリッタが光源から見て偏光ビームスプリッタの１個分の面積を有する場合、光源から遠方に位置する偏光ビームスプリッタほど空間光変調器から離間して１個ずつずれるような階段状に設ける必要があり、この階段の段数によっては光軸に平行でない光の一部を読み出せなくなる。一方、本発明に係る映像読出装置は、一組の偏光ビームスプリッタが光源に対して偏光ビームスプリッタの１個分の面積を有するので、一組を構成する２つの偏光ビームスプリッタは１個ずつずれることはなく、一組の偏光ビームスプリッタを単位とした階段状の配置となる。したがって、一組の偏光ビームスプリッタによる階段の段数を、個々の偏光ビームスプリッタによる単純な階段状の場合の半分にすることができる。これにより、映像読出装置は、単純な階段状の場合では読み出せなかった光の一部をすべて読み出すことができる。
また、かかる構成によれば、映像読出装置は、光源からの平行光が照射されるとき、すべての組の偏光ビームスプリッタは、光源からの平行光が一方向から入射する。したがって、例えば光源からの平行光が２方向から入射するといった複雑なシステム構成とすることなく、簡易な構成で、単純な階段状の場合では読み出せなかった光の一部をすべて読み出すことができる。
また、かかる構成によれば、映像読出装置は、半波長板を適切な位置に備えることで、一組の偏光ビームスプリッタからの２つの出射光の干渉性を保持するため、ホログラムの表示に適用できる。

かかる構成によれば、映像読出装置において、一組の偏光ビームスプリッタに入射する光源からの平行光は、光源に近い手前側に配置された偏光ビームスプリッタに入射する光の偏光の向きと、半波長板の先の奥側に配置された偏光ビームスプリッタに入射する光の偏光の向きと、が同じ向きになるので、一組を形成する２つの偏光ビームスプリッタで同じ向きの偏光の光を読み出すことができる。

かかる構成によれば、映像読出装置は、偏光板によって、不要な偏光成分を除去することでクロストークを防止することができる。

また、本発明の請求項２に係る映像読出装置は、それぞれが液晶パネルである複数の空間光変調器と、前記複数の空間光変調器のそれぞれと対向するように設けられた複数の偏光ビームスプリッタと、を備え、前記複数の空間光変調器に光源からの平行光を前記複数の偏光ビームスプリッタを介して照射したときの反射光を当該複数の空間光変調器に表示された映像情報として読み出して出力する映像読出装置であって、すべての前記偏光ビームスプリッタは、２個の前記偏光ビームスプリッタを一組とした複数の組で構成されており、前記一組の偏光ビームスプリッタは、前記光源から見て前記偏光ビームスプリッタの１個分の面積を有するように配置され、前記一組の偏光ビームスプリッタを単位として前記光源から遠ざかる方向に順次並べることで複数の段差を設けるように配置され、前記すべての組の偏光ビームスプリッタは、前記光源からの平行光が一方向から入射するように配置され、前記一組の偏光ビームスプリッタにおいていずれか一方の偏光ビームスプリッタに入射する光または出射する光、の光路上に半波長板を備えており、前記一組の偏光ビームスプリッタにおいて前記光源に近い偏光ビームスプリッタと対向している前記空間光変調器は前記光源からの平行光の光軸と直交する方向に配置され、前記光源から遠い偏光ビームスプリッタと対向している前記空間光変調器は前記光源からの平行光の光軸方向に配置され、前記一組の偏光ビームスプリッタにおいていずれかの偏光ビームスプリッタが前記空間光変調器からの前記反射光を出力する側に、前記半波長板を備えていることとした。

かかる構成によれば、映像読出装置は、一組の偏光ビームスプリッタにおいて光源からの平行光が直進する位置に、光源から遠方の側の偏光ビームスプリッタを介して平行光を照射する空間光変調器を配置することができる。これにより、一組の偏光ビームスプリッタを構成するいずれか一方において空間光変調器からの反射光として出力され且つ半波長板を通過して出力される光の偏光の向きと、他方において空間光変調器からの反射光として出力される光の偏光の向きと、を揃えることができる。また、この半波長板の配置によれば、クロストークの発生原因とはならないので、偏光板等の設置は不要である。

また、前記課題を解決するために、本発明の請求項３に係る映像読出方法は、それぞれが液晶パネルである複数の空間光変調器と、前記複数の空間光変調器のそれぞれと対向するように設けられた複数の偏光ビームスプリッタを備えた映像読出装置によって、当該複数の空間光変調器に表示された映像情報を読み出す映像読出方法であって、すべての前記偏光ビームスプリッタは、２個の前記偏光ビームスプリッタを一組とした複数の組で構成されており、前記一組の偏光ビームスプリッタは、光源から見て前記偏光ビームスプリッタの１個分の面積を有するように配置され、前記一組の偏光ビームスプリッタを単位として前記光源から遠ざかる方向に順次並べることで複数の段差を設けるように配置され、前記すべての組の偏光ビームスプリッタは、前記光源からの平行光が一方向から入射するように配置され、前記一組の偏光ビームスプリッタにおいていずれか一方の偏光ビームスプリッタに入射する光または出射する光、の光路上に半波長板を備え、前記複数の空間光変調器は、２次元配列または前記光源からの平行光の光軸方向に１次元配列され、前記一組の偏光ビームスプリッタにおいて２個の偏光ビームスプリッタの間に前記半波長板を備えており、前記偏光ビームスプリッタが前記空間光変調器からの前記反射光を出力する側に、当該出力する光から特定の向きの偏光を取り出す偏光板を、前記一組の偏光ビームスプリッタ毎に備え、前記偏光板は、前記一組の偏光ビームスプリッタにおいて少なくとも前記光源に近い偏光ビームスプリッタの側に配置されており、前記光源からの平行光を前記複数の偏光ビームスプリッタを介して前記複数の空間光変調器に照射し、前記複数の空間光変調器からの反射光を当該複数の空間光変調器に表示された映像情報として読み出して前記映像読出装置から出力することを特徴とする。
また、本発明の請求項４に係る映像読出方法は、それぞれが液晶パネルである複数の空間光変調器と、前記複数の空間光変調器のそれぞれと対向するように設けられた複数の偏光ビームスプリッタを備えた映像読出装置によって、当該複数の空間光変調器に表示された映像情報を読み出す映像読出方法であって、すべての前記偏光ビームスプリッタは、２個の前記偏光ビームスプリッタを一組とした複数の組で構成されており、前記一組の偏光ビームスプリッタは、前記光源から見て前記偏光ビームスプリッタの１個分の面積を有するように配置され、前記一組の偏光ビームスプリッタを単位として前記光源から遠ざかる方向に順次並べることで複数の段差を設けるように配置され、前記すべての組の偏光ビームスプリッタは、前記光源からの平行光が一方向から入射するように配置され、前記一組の偏光ビームスプリッタにおいていずれか一方の偏光ビームスプリッタに入射する光または出射する光、の光路上に半波長板を備え、前記一組の偏光ビームスプリッタにおいて前記光源に近い偏光ビームスプリッタと対向している前記空間光変調器は前記光源からの平行光の光軸と直交する方向に配置され、前記光源から遠い偏光ビームスプリッタと対向している前記空間光変調器は前記光源からの平行光の光軸方向に配置され、前記一組の偏光ビームスプリッタにおいていずれかの偏光ビームスプリッタが前記空間光変調器からの前記反射光を出力する側に、前記半波長板を備えており、前記光源からの平行光を前記複数の偏光ビームスプリッタを介して前記複数の空間光変調器に照射し、前記複数の空間光変調器からの反射光を当該複数の空間光変調器に表示された映像情報として読み出して前記映像読出装置から出力することを特徴とする。

本発明に係る映像読出装置によれば、表示素子に表示した映像データのうち、光の一部が読み出せなくなるような事態を簡易な構成で回避することができる。
また、本発明に係る映像読出方法によれば、表示素子に表示した映像データのうち、光の一部が読み出せなくなるような事態を複雑なシステムを用いることなく回避することができる。

本発明の第１実施形態に係る映像読出装置の構成を説明するための斜視図であって、（ａ）はＳＬＭ、（ｂ）はＰＢＳを示している。 本発明の第１実施形態に係る映像読出装置を模式的に示す平面図であって、（ａ）は２つのＰＢＳペア、（ｂ）は２つのＰＢＳペアに入射する光、（ｃ）は各ＰＢＳペアにおける反射光および透過光の偏光の向きを示している。 本発明の第１実施形態に係る映像読出装置を含む電子ホログラフィ表示装置を模式的に示す構成図である。 本発明の第２実施形態に係る映像読出装置の構成を説明するための斜視図であって、（ａ）はＳＬＭ、（ｂ）はＰＢＳを示している。 本発明の第２実施形態に係る映像読出装置を模式的に示す平面図であって、（ａ）は２つのＰＢＳペア、（ｂ）は２つのＰＢＳペアに入射する光、（ｃ）は各ＰＢＳペアにおける反射光および透過光の偏光の向きを示している。 本発明の第２実施形態に係る映像読出装置を含む電子ホログラフィ表示装置を模式的に示す構成図である。 本発明の実施形態に係る映像読出装置で用いる光照射手段の一例を模式的に示す平面図である。 従来想定されている映像読出装置を模式的に示す構成図であって、（ａ）はＳＬＭの斜視図、（ｂ）はＰＢＳの斜視図である。 図８の映像読出装置を模式的に示す構成図であって、（ａ）はＰＢＳの平面図、（ｂ）はＰＢＳに入射する光を示している。 従来想定されている映像読出装置を模式的に示す構成図であって、（ａ）はＳＬＭの斜視図、（ｂ）はＰＢＳの斜視図である。 図１０の映像読出装置を模式的に示す構成図であって、（ａ）はＰＢＳの平面図、（ｂ）はＰＢＳに入射する光を示している。 架空の映像読出装置の構成を模式的に示す平面図であって、（ａ）は２光源タイプ、（ｂ）は１光源タイプを示している。

以下、図面を参照して本発明の映像読出装置及び映像読出方法を実施するための形態について詳細に説明する。なお、各図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするため誇張していることがある。
（第１実施形態）
［映像読出装置の概要］
図１（ｂ）に示す映像読出装置１０は、複数のＳＬＭ１１と、複数のＳＬＭ１１のそれぞれと対向するように設けられた複数のＰＢＳ１２とを備え、複数のＳＬＭ１１に光源からの平行光を複数のＰＢＳ１２を介して照射したときの反射光を当該複数のＳＬＭ１１に表示された映像情報として読み出して出力するものである。以下では、ＰＢＳ１２がＳＬＭ１１からの反射光を出力する側のことを、映像読出装置１０の出力側という。この映像読出装置１０は、ＳＬＭ１１及びＰＢＳ１２に加え、半波長板１３と、偏光板１４とを備えている。

以下では、ＳＬＭ１１の台数の具体的な数値例を挙げ、図８〜図１２を参照して説明した構成と同じ構成には同じ符号を付して説明を適宜省略する。また、図８（ａ）に示すような３×３個のＳＬＭ１１に対してＰＢＳ１２を階段状に３段に並べたときには映像の読出しを実現でき、図１０（ａ）に示すような４×４個のＳＬＭ１１に対応してＰＢＳ１２を階段状に４段に並べたときには、最大の回折角度をもった読出し光が４段目（Ｂ⁰）を透過できない場合を想定する。また、Ｚ軸の正の方向を上とする座標系において、光源からの平行光は、水平方向の縦方向（Ｙ軸に沿った方向）からＰＢＳ１２に入射し、映像読出し光は、水平方向の横方向（Ｘ軸の正の方向）に出力されるように構成されている。よって、観察者は、読み出された映像をＸ軸の正の方向から観察することになる。

本実施形態に係る映像読出装置１０は、図１（ａ）に示すような４×４個のＳＬＭ１１のそれぞれと対向するように、ＳＬＭ１１と同数（１６個）のＰＢＳ１２を主に備えている。すべてのＰＢＳ１２は、２個のＰＢＳ１２を一組とした複数の組で構成されている。一組のＰＢＳ１２，１２は、光源から見てＰＢＳ１２の１個分の面積を有するように配置されている。つまり、一組のＰＢＳ１２，１２は、光源からの平行光の光軸方向に並べられており、光源から見ると、奥に配置されたＰＢＳ１２は、手前に配置されたＰＢＳ１２の陰になっており、２つのＰＢＳ１２は重なって１つに見える。一組のＰＢＳ１２，１２の向きは同じであり、光源からの平行光が同じ向きから入射する。以下では、Ｙ軸に沿った方向（光源からの平行光の入射方向）に並べた２個のＰＢＳ１２のことをＰＢＳペア３０と呼ぶ。

映像読出装置１０では、ＰＢＳペア３０を単位として、光源から遠ざかる方向に順次並べることで複数の段差を設けるように配置されている。つまり、映像読出装置１０では、ＰＢＳペア３０が階段状に配置されており、ＰＢＳペア３０は複数段の構成となっている。図１（ｂ）に示すように、これらのＰＢＳペア３０のすべて（８個）に、光源からの平行光が一方向から入射するようにすべて（１６個）のＰＢＳ１２が配置されている。
このときに上から見た平面図である図２（ａ）に示すように、ＰＢＳペア３０が階段状に配置され、Ｂ³及びＢ²が階段の１段目となり、Ｂ¹及びＢ⁰が階段の２段目となる。

映像読出装置１０は、図１（ｂ）及び図２（ａ）に示すように、ＰＢＳペア３０毎に半波長板１３を備えている。本実施形態では、ＰＢＳペア３０において、２個のＰＢＳ１２，１２の間に半波長板１３を備えている。
以下では、ＰＢＳペア３０において、光源に近い側のＰＢＳ１２を第１のＰＢＳと呼び、光源から遠い側のＰＢＳ１２を第２のＰＢＳと呼ぶ。半波長板１３は、第１のＰＢＳと第２のＰＢＳとの間に介在している。
本実施形態では、第２のＰＢＳに入射する光の光路上に半波長板１３を備えている。言い換えると、第１のＰＢＳから出射する光の光路上に半波長板１３を備えている。

図１（ｂ）及び図２（ａ）に示すように、本実施形態では、さらに映像読出装置１０の出力側に、当該出力する光から特定の向きの偏光を取り出す偏光板１４をＰＢＳ１２毎に備えている。この偏光板１４は、ＰＢＳペア３０において少なくとも第１のＰＢＳの側に配置されている。ここでは、一例として、各ＰＢＳ１２が、Ｘ軸の正の方向の側に偏光板１４を備える形態を図示した。偏光板１４は、例えば公知の偏光フィルタ等で構成される。
映像読出装置１０は、図２（ｂ）に示すように、下から平行光が入射すると、複数のＰＢＳ１２を介してそれぞれが対向するＳＬＭ１１の表示面に光を照射し、その反射光を当該表示面に表示された映像として読み出す。

［電子ホログラフィ表示装置の構成］
図３は、映像読出装置１０を含む電子ホログラフィ表示装置１の一例を模式的に示す構成図である。電子ホログラフィ表示装置１は、ＳＬＭ１１（Ｃ⁰，Ｃ¹，Ｃ²，Ｃ³）及びＰＢＳ１２を含む映像読出装置１０と、光照射手段２０と、映像読出装置１０の後段の光学系（Ｌ₀，Ｆ，Ｌ₁，Ｌ₂，Ｌ₃）とを備えている。

ＳＬＭ１１は、ホログラムを表示できる程度に十分精細な画素で構成された画像表示領域を備えたもので、例えば、７６８０×４３２０の画素を持った反射型の液晶パネルを用いることができる。ＳＬＭ１１としては、例えば書き換え可能型か書き換え不可能型かにはよらずに適用できる。つまり、その書き換えフレーム周波数は任意に設定してよい。
なお、図示を省略するが、従来公知のように制御装置が表示駆動装置を制御し、この表示駆動装置が表示データに従ってＳＬＭ１１を駆動する。
ＰＢＳ１２については前記の通りなのでここでは説明を省略する。

光照射手段２０は、平行光を映像読出装置１０に入射するためのものである。
光照射手段２０は、例えば、光源としてのレーザー装置２１と、レーザー光を集光してピンホール絞り２３の位置にフォーカスするフォーカスレンズ２２と、ピンホール絞り２３通過後に拡大するレーザー光を平行光とする凸レンズ２４とを備える。これらレーザー装置２１、フォーカスレンズ２２、ピンホール絞り２３、凸レンズ２４としては従来公知のものを使用することができる。

映像読出装置１０に入射する平行光の偏光は、例えばランダム偏光としておく。またはＰＢＳ１２の反射面に対して４５度の入射角をもつ直線偏光としておく。言い換えると、例えばＰＢＳ１２の反射面における偏光の定義として、反射面に平行な向きの偏光をＰ偏光、反射面に垂直向きの偏光をＳ偏光とすると、Ｐ偏光とＳ偏光とが等しく合成された状態の直線偏光にしておく。要するに、ＰＢＳペア３０の階段の１段目のＢ³や階段の２段目のＢ¹のような第１のＰＢＳ（識別子がいずれも奇数なので、特に区別しない場合、以下ではＢ^oddと呼称する）において、透過する光と、反射する光とが丁度半分ずつになるように設定しておけばよい。なお、ＰＢＳペア３０の階段の１段目のＢ²や階段の２段目のＢ⁰は、特に区別しない場合、以下ではＢ^evenと呼称する。

映像読出装置１０の後段の光学系については、例えばＹＺ平面に平行な面についてのＸ軸方向の位置を、図３において位置Ｐ₀、Ｐ₁、Ｐ₂、Ｐ₃と仮定すると、次のように配置される。位置Ｐ₀は、列毎のＳＬＭ１１（Ｃ⁰，Ｃ¹，Ｃ²，Ｃ³）が配列される位置である。
位置Ｐ₁は、列毎のＳＬＭ１１に対応して、空間フィルタＦ⁰，Ｆ¹，Ｆ²，Ｆ³（総称してＦという）が配列される位置である。なお、空間フィルタの個数はＺ軸方向も含めると１６個である。

位置Ｐ₂は、列毎のＳＬＭ１１に対応して、集光レンズＬ⁰ ₁，Ｌ¹ ₁，Ｌ² ₁，Ｌ³ ₁（総称してＬ₁という）が配列される位置であり、位置Ｐ₁から集光レンズＬ₁の焦点距離ｆ₁だけ離間している。なお、集光レンズＬ₁の個数はＺ軸方向も含めると１６個である。
位置Ｐ₃は、この電子ホログラフィ表示装置１で表示するホログラム像が、光学系の最終段の集光レンズＬ₃により投影される仮想面Ｖの位置であって、集光レンズＬ₃の主点から焦点距離ｆ₃だけ離間している。

集光レンズＬ₁と集光レンズＬ₃との間には、集光レンズＬ₃よりも大きな集光レンズＬ₂が設けられる。集光レンズＬ₂の位置は、位置Ｐ₂から、集光レンズＬ₂の焦点距離ｆ₂だけ離間している。
空間フィルタＦの前段には、集光レンズＬ⁰ ₀，Ｌ¹ ₀，Ｌ² ₀，Ｌ³ ₀（総称してＬ₀という）が配列される。集光レンズＬ₀の位置は、位置Ｐ₁から、集光レンズＬ₀の焦点距離ｆ₀だけ離間している。位置Ｐ₀から集光レンズＬ₀までの距離ａは、ＳＬＭ１１からの最大の回折角度をもった読出し光が集光レンズＬ₀に入射できるように配置されている。なお、集光レンズＬ₀の個数はＺ軸方向も含めると１６個である。

［電子ホログラフィ表示装置の動作］
光照射手段２０が、ランダム偏光のレーザー光を平行光として映像読出装置１０に入射すると、映像読出装置１０のＰＢＳ１２で反射した光がＳＬＭ１１を照明して、ＳＬＭ１１に表示されたホログラムデータ等の映像情報を読み出すので、映像読出装置１０のＰＢＳ１２から、表示に必要なＰ偏光が出力される。

図３に示す位置Ｐ₀から位置Ｐ₂の間では、集光レンズＬ₀で集光した後、空間フィルタＦを通す際に、ホログラムによる共役光や高次回折光等が遮断される。また、ＳＬＭ１１の光軸に平行な光線について、集光レンズＬ₀の位置と集光レンズＬ₁の位置との双方に着目してみると、位置Ｐ₂では、ＳＬＭ１１の画像表示領域に表示された画像が拡大されており、この空間フィルタＦを透過した光は、集光レンズＬ₁で再び平行光線あるいはほぼ平行光線となって、大きな集光レンズＬ₂に入射している。よって、隣り合うＳＬＭ１１の画像表示領域同士を平面的に隙間なく合成することができる。なお、大きな集光レンズＬ₂の後段において、それよりも小さな集光レンズＬ₃が画像を投影することで、画像が縮小されることになるが、これらの後段の光学系では視域角を広角化する効果がある。

［映像読出装置の動作］
図２（ｃ）を参照して映像読出装置１０のＰＢＳペア３０による動作について説明する。図２（ｃ）において、Ｃ^oddは、前記したＢ^oddに対応している。すなわち、ＰＢＳペア３０の階段の１段目のＢ³で照明するＣ³や、階段の２段目のＢ¹で照明するＣ¹は識別子がいずれも奇数なので、特に区別しない場合、Ｃ^oddと呼称する。また、Ｃ^evenは、前記したＢ^evenに対応している。すなわち、ＰＢＳペア３０の階段の１段目のＢ²で照明するＣ²や、階段の２段目のＢ⁰で照明するＣ⁰を特に区別しない場合、Ｃ^evenと呼称する。ＰＢＳペア３０に入射する平行光のうち、Ｓ偏光を破線の矢印で示し、Ｐ偏光を太い実線の矢印で示す。なお、図２（ｃ）では、反射光や透過光を見易くするために各部材間の距離や位置関係を誇張している場合がある。

映像読出装置１０の各ＰＢＳペア３０に入射する平行光は、手前のＰＢＳ１２（Ｂ^odd）で２つに分岐する。
＜分岐後その１＞
一方では、符号ｄ１で示すＳ偏光成分が反射して、手前のＳＬＭ１１（Ｃ^odd）に入射する。読み出された光、すなわち手前のＳＬＭ１１（Ｃ^odd）の表示面で反射した光はＰ偏光であるので、符号ｄ２で示すように手前のＰＢＳ１２（Ｂ^odd）を通過して出力される。
また、このとき手前のＳＬＭ１１（Ｃ^odd）でＳ偏光のまま反射した成分は、手前のＰＢＳ１２（Ｂ^odd）で再度反射して光源方向へ戻る戻り成分である。なお、この成分は閲覧者側に出力されないので図示を省略する。

＜分岐後その２＞
他方では、符号ｄ３で示すＰ偏光成分は、手前のＰＢＳ１２（Ｂ^odd）を通過し、ＰＢＳペア３０の間の半波長板１３を通過することで、符号ｄ４で示すようにＳ偏光になった後、奥側のＰＢＳ１２（Ｂ^even）に入射する。この後は、Ｂ^oddにおけるＳ偏光と同様にして、奥側のＳＬＭ１１（Ｃ^even）で映像を読出したＰ偏光成分は、符号ｄ５で示すように奥側のＰＢＳ１２（Ｂ^even）を通過して出力される。
なお、図示を省略するが、このとき奥側のＳＬＭ１１（Ｃ^even）でＳ偏光のまま反射した成分は、奥側のＰＢＳ１２（Ｂ^even）で再度反射して、手前のＰＢＳ１２（Ｂ^odd）の側（半波長板１３の側）へ戻る。

本実施形態では、ＰＢＳペア３０の各ＰＢＳ１２の出力端側には、偏光板１４が設けられている。その理由は、偏光板１４によって、不要な偏光成分を除去することでクロストークを防止するためである。そのため、ＰＢＳペア３０の各ＰＢＳ１２のうち、例えば手前のＰＢＳ１２（Ｂ^odd）にだけ偏光板１４を設けるようにしてもよい。

即ち偏光板１４は、半波長板１３やＰＢＳ１２が、上記したような理想通りの働きをするならば、本来不要のものであるといえる。しかしながら、実際には、Ｓ偏光を完全にＰ偏光へ変換したり、逆に偏光を完全にＳ偏光へ変換したりするわけではなく、それぞれがある程度の混じり合った状態になるため、それがクロストークを発生させる原因になる。ただし、ここでいうクロストークは、奥側のＳＬＭ１１（Ｃ^even）でＳ偏光のまま反射し、奥側のＰＢＳ１２（Ｂ^even）を介して、手前のＰＢＳ１２（Ｂ^odd）へ戻る光が主である。そのため、前記＜分岐後その１＞で説明したように、手前のＳＬＭ１１（Ｃ^odd）でＳ偏光のまま反射した成分が、手前のＰＢＳ１２（Ｂ^odd）において反射して射出するという戻り成分（Ｓ偏光成分）のみが問題になる。つまり、本来必要なＰ偏光成分とは直交した偏光になっている。そのため、手前のＰＢＳ１２（Ｂ^odd）の出力側に偏光板１４を設置することにより容易にクロストークの成分を取り除くことができる。これが、手前のＰＢＳ１２（Ｂ^odd）にだけ偏光板１４を設けるようにしてもよい理由である。

ただし、手前のＰＢＳ１２（Ｂ^odd）の出力側に偏光板１４を入れる場合、図２（ｃ）に示すように奥側のＰＢＳ１２（Ｂ^even）の出力側に偏光板１４を入れてもよい。それは、ＰＢＳペア３０において、２つのＰＢＳ１２から出力される光強度を、簡便に合わせることができるからである。

なお、ＰＢＳペア３０において、２つのＰＢＳ１２から出力される光強度を合わせる目的のためには偏光板１４を用いる代わりに、減光（ＮＤ：Neutral Density）フィルタを用いる方法もある。

さらに、光強度を合わせる別な方法として、光源の偏光を回転させることで、Ｓ偏光成分とＰ偏光成分の割合を変化させ、奥側のＰＢＳ１２（Ｂ^even）を透過する光の割合と反射する光の割合とを変化させるという方法も考えられる。
具体的には、本実施形態のように光源にランダム偏光のビームを用いる場合、光源から、手前のＰＢＳ１２（Ｂ^odd）に入射する部分に、半波長板１３を挿入しておけば、その回転角度を調節することによって容易に光源ビームの偏光の回転角を制御することができ、偏光成分の割合を自由に調整できる。

第１実施形態に係る映像読出装置及び映像読出方法によれば、階段状に配置されるＰＢＳの段数を半減することで、光源から複数のＳＬＭ群への光の入射及び映像情報読出し方法を改善し、ＳＬＭに表示した映像データのうち、光の一部が読み出せなくなるような事態を回避することができる。そして、ＰＢＳペアを備えることで、単一光源からの平行光を一方向から入射することが可能であり、多数のＳＬＭを簡単な光路で照明して映像情報を読み出すことができる。これにより、単一のＳＬＭでは成しえない超高解像度の映像表示を、多数のＳＬＭを用いることによって実現することができるようになる。ホログラム方式等の立体映像表示に特に有効に利用できる。

（第２実施形態）
［映像読出装置］
図４及び図５を参照して、第２実施形態に係る映像読出装置１０Ａについて説明する。第１実施形態と同じ構成には同じ符号を付して説明を省略する。なお、図４〜図６は、図１〜図３にそれぞれ対応している。

図４（ｂ）に示す映像読出装置１０Ａは、図４（ａ）に示すような１６個のＳＬＭ１１を照明するために、ＳＬＭ１１と同数（１６個）のＰＢＳ１２を主に備えている。図示するように、列毎のＳＬＭ１１のうちの一部の列を、ＰＢＳ１２の透過光の方向（Ｙ軸方向）に設置した点が第１実施形態とは相違している。
映像読出装置１０Ａでは、図４（ｂ）に示すように、ＰＢＳペア３０において光源に近いＰＢＳ１２と対向しているＳＬＭ１１は光源からの平行光の光軸と直交する方向（Ｘ軸方向）に配置されている点は、図２（ｂ）に示した第１実施形態の映像読出装置１０と同様である。ただし、映像読出装置１０Ａでは、図４（ｂ）に示すように、ＰＢＳペア３０において光源から遠いＰＢＳ１２と対向しているＳＬＭ１１は光源からの平行光の光軸方向（Ｙ軸方向）に配置されている点が映像読出装置１０とは異なっている。

図５（ａ）の仮想線は、列毎のＳＬＭ１１のうちのＣ⁰を、図２（ａ）にて示した位置から、ＰＢＳペア３０の階段の２段目のＢ⁰においてＹ軸の正方向の側に移動したことを示している。また、Ｃ²を、図２（ａ）にて示した位置から、Ｂ²においてＹ軸の正方向の側に移動したことを示している。

映像読出装置１０Ａでは、このように構成したことで、図２（ａ）に示すようなＰＢＳペア３０を構成するＰＢＳ１２，１２間に設置していた半波長板１３が不要になり、それに伴って手前のＰＢＳ１２（Ｂ^odd）でのクロストークの心配もなくなる。よって、クロストークの成分を取り除く目的の偏光板１４は必要ない。
映像読出装置１０Ａは、図５（ｂ）に示すように、下から平行光が入射すると、複数のＰＢＳ１２を介してそれぞれが対向するＳＬＭ１１の表示面に光を照射し、その反射光を当該表示面に表示された映像として読み出す。

映像読出装置１０Ａを、図６に示すような電子ホログラフィ表示装置１Ａに適用してホログラムの表示に用いる場合には、図４（ｂ）および図５（ａ）に示すようにＰＢＳペア３０毎に半波長板１３を備えるようにする。そして、この場合、映像読出装置１０Ａは、ＰＢＳペア３０のうちの一方のＰＢＳ１２（例えば奥側のＰＢＳ１２）が、光源から見た出力段となり、半波長板１３を備えることとする。つまり、本実施形態では、ＰＢＳペア３０において奥側のＰＢＳ１２から出射する光の光路上にだけ半波長板１３を備えている。なお、変形例として、ＰＢＳペア３０において手前側のＰＢＳ１２から出射する光の光路上にだけ半波長板１３を備えるようにしてもよい。
図６は、映像読出装置１０Ａを含む電子ホログラフィ表示装置１Ａの一例を模式的に示す構成図であり、映像読出装置１０Ａ以外は図３に示す装置と同様なので説明を省略する。

［映像読出装置の動作］
図５（ｃ）を参照して映像読出装置１０ＡのＰＢＳペア３０による動作について説明する。なお、図５（ｃ）では、反射光や透過光を見易くするために各部材間の距離や位置関係を誇張している場合がある。
映像読出装置１０Ａの各ＰＢＳペア３０に入射する平行光は、手前のＰＢＳ１２（Ｂ^odd）で２つに分岐する。このうち、手前のＳＬＭ１１（Ｃ^odd）に入射するＳ偏光については第１実施形態と同じである（符号ｄ１，ｄ２参照）。

＜分岐後その２＞
他方では、符号ｄ６で示すＰ偏光成分は、ＰＢＳペア３０を通過し、そのまま奥側のＳＬＭ１１（Ｃ^even）に入射する。奥側のＳＬＭ１１（Ｃ^even）で映像を読出したＳ偏光成分は、符号ｄ７で示すように奥側のＰＢＳ１２（Ｂ^even）で反射して出力端側の半波長板１３を通過することで、符号ｄ８で示すようにＰ偏光になって出力される。

第２実施形態に係る映像読出装置よれば、第１実施形態と同様の効果を奏する。また、図５（ａ）に示す映像読出装置１０Ａは、半波長板１３を適切な位置に備えるので、ＰＢＳペア３０の各ＰＢＳ１２の出力が同じＰ偏光となり干渉性を保持するため、ホログラムの表示に適用できる。なお、その際に、使用する半波長板１３の特性によっては、ＰＢＳペア３０の各ＰＢＳ１２の出力における光強度バランスが崩れる可能性がある。そのような場合、前記した光強度を合わせる方法のいずれかを併用すればよい。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は、前記実施形態に限定されるものではない。例えば、前記実施形態では、一方向に４個のＳＬＭ１１を配列する場合について説明したが、一方向に配列するＳＬＭ１１の個数はこれに限定されるものではない。前提のように３×３個の配列で単純な階段状に並べても問題がない場合、一方向に６個のＳＬＭ１１を配列して、３段のＰＢＳペア３０を構成することで同様の効果を奏する。また、ＰＢＳ１２の大きさと回折角度の関係によっては、それ以上の数のＳＬＭ１１を設置しながら段数を半減することも可能になる。

前記第１実施形態では、図１（ａ）に示すようにＳＬＭ１１で２次元アレイが形成されているものとして説明したが、ＳＬＭ１１が光源からの平行光の光軸方向に１次元配列されている場合でも前記第１実施形態と同様の効果を奏する。

前記第２実施形態では、図５（ａ）を参照して説明したように、列毎のＳＬＭ１１のうちのＣ⁰やＣ²の位置を、図２（ａ）に示した位置から変更したが、このときさらにＣ¹を、Ｂ¹に近接させて、Ｃ³及びＢ³の位置関係と同様の位置関係になるように構成してもよい。この場合、列毎のＳＬＭ１１のうちのＣ⁰とＣ¹とを組み合わせた配置と、Ｃ²とＣ³とを組み合わせた配置と、が一致することになる。

（光源についての変形例）
光源としては単色光を用いてもよいし、図７に示すような時分割のＲＧＢの３色によるカラー光源を実現する光照射手段２０Ｃを用いることもできる。
光照射手段２０Ｃは、ＲＧＢに対応した、レーザー装置２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂと、フォーカスレンズ２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂと、ピンホール絞り２３Ｒ，２３Ｇ，２３Ｂと、凸レンズ２４とを備える。さらに、光照射手段２０Ｃは、レーザー光を遮断するためのシャッター２５Ｒ，２５Ｇ，２５Ｂと、３方から入射されるレーザー光を凸レンズ２４へ照射するための三色性プリズム組立体２７とを備える。

これらシャッター２５Ｒ，２５Ｇ，２５Ｂ等による時分割で、ある瞬間（フレーム時間）には、いずれか１つの波長の光のみによってＳＬＭ１１が照明される。この場合、入射光の波長（色）に対応する映像信号をＳＬＭ１１に同期して表示することによって、時分割カラー表示を実現する。シャッター２５Ｒ，２５Ｇ，２５Ｂは、図示するようなモーター２６Ｒ，２６Ｇ，２６Ｂによって駆動されるホイールシャッターのような機械式シャッターを用いることができる。その他、液晶式等の電気的なシャッター等を利用することもできる。さらに色域を広げるために３種類より多い波長の光源を用いてもよい。

また、光源はホログラフィに用いる場合は空間コヒーレントであればよく、時間インコヒーレントでもよい。２次元映像の表示に用いる場合は、空間・時間共にインコヒーレントな光でもよい。

本発明に係る映像読出装置及び映像読出方法は、２次元アレイ状に複数の空間光変調器を並べた高解像度映像表示装置や、それを応用した電子ホログラフィ立体映像表示装置等に利用することができる。

１，１Ａ 電子ホログラフィ表示装置
１０，１０Ａ 映像読出装置
１１ ＳＭＬ（空間光変調器）
１２ ＰＢＳ（偏光ビームスプリッタ）
１３ 半波長板
１４ 偏光板
２０，２０Ｃ 光照射手段
２１（２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂ） レーザー装置
２２（２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂ） フォーカスレンズ
２３（２３Ｒ，２３Ｇ，２３Ｂ） ピンホール絞り
２４ 凸レンズ
２５Ｒ，２５Ｇ，２５Ｂ シャッター
２６Ｒ，２６Ｇ，２６Ｂ モーター
２７ 三色性プリズム組立体
３０ ＰＢＳペア

Claims (4)

1. それぞれが液晶パネルである複数の空間光変調器と、前記複数の空間光変調器のそれぞれと対向するように設けられた複数の偏光ビームスプリッタと、を備え、前記複数の空間光変調器に光源からの平行光を前記複数の偏光ビームスプリッタを介して照射したときの反射光を当該複数の空間光変調器に表示された映像情報として読み出して出力する映像読出装置であって、
   すべての前記偏光ビームスプリッタは、２個の前記偏光ビームスプリッタを一組とした複数の組で構成されており、
   前記一組の偏光ビームスプリッタは、前記光源から見て前記偏光ビームスプリッタの１個分の面積を有するように配置され、
   前記一組の偏光ビームスプリッタを単位として前記光源から遠ざかる方向に順次並べることで複数の段差を設けるように配置され、
   前記すべての組の偏光ビームスプリッタは、前記光源からの平行光が一方向から入射するように配置され、
   前記一組の偏光ビームスプリッタにおいていずれか一方の偏光ビームスプリッタに入射する光または出射する光、の光路上に半波長板を備えており、
   前記複数の空間光変調器は、２次元配列または前記光源からの平行光の光軸方向に１次元配列され、
   前記一組の偏光ビームスプリッタにおいて２個の偏光ビームスプリッタの間に前記半波長板を備えており、
   前記偏光ビームスプリッタが前記空間光変調器からの前記反射光を出力する側に、当該出力する光から特定の向きの偏光を取り出す偏光板を、前記一組の偏光ビームスプリッタ毎に備え、
   前記偏光板は、前記一組の偏光ビームスプリッタにおいて少なくとも前記光源に近い偏光ビームスプリッタの側に配置されていることを特徴とする映像読出装置。
2. それぞれが液晶パネルである複数の空間光変調器と、前記複数の空間光変調器のそれぞれと対向するように設けられた複数の偏光ビームスプリッタと、を備え、前記複数の空間光変調器に光源からの平行光を前記複数の偏光ビームスプリッタを介して照射したときの反射光を当該複数の空間光変調器に表示された映像情報として読み出して出力する映像読出装置であって、
   すべての前記偏光ビームスプリッタは、２個の前記偏光ビームスプリッタを一組とした複数の組で構成されており、
   前記一組の偏光ビームスプリッタは、前記光源から見て前記偏光ビームスプリッタの１個分の面積を有するように配置され、
   前記一組の偏光ビームスプリッタを単位として前記光源から遠ざかる方向に順次並べることで複数の段差を設けるように配置され、
   前記すべての組の偏光ビームスプリッタは、前記光源からの平行光が一方向から入射するように配置され、
   前記一組の偏光ビームスプリッタにおいていずれか一方の偏光ビームスプリッタに入射する光または出射する光、の光路上に半波長板を備えており、
   前記一組の偏光ビームスプリッタにおいて前記光源に近い偏光ビームスプリッタと対向している前記空間光変調器は前記光源からの平行光の光軸と直交する方向に配置され、前記光源から遠い偏光ビームスプリッタと対向している前記空間光変調器は前記光源からの平行光の光軸方向に配置され、
   前記一組の偏光ビームスプリッタにおいていずれかの偏光ビームスプリッタが前記空間光変調器からの前記反射光を出力する側に、前記半波長板を備えていることを特徴とする映像読出装置。
3. それぞれが液晶パネルである複数の空間光変調器と、前記複数の空間光変調器のそれぞれと対向するように設けられた複数の偏光ビームスプリッタを備えた映像読出装置によって、当該複数の空間光変調器に表示された映像情報を読み出す映像読出方法であって、
   すべての前記偏光ビームスプリッタは、２個の前記偏光ビームスプリッタを一組とした複数の組で構成されており、
   前記一組の偏光ビームスプリッタは、前記光源から見て前記偏光ビームスプリッタの１個分の面積を有するように配置され、
   前記一組の偏光ビームスプリッタを単位として前記光源から遠ざかる方向に順次並べることで複数の段差を設けるように配置され、
   前記すべての組の偏光ビームスプリッタは、前記光源からの平行光が一方向から入射するように配置され、
   前記一組の偏光ビームスプリッタにおいていずれか一方の偏光ビームスプリッタに入射する光または出射する光、の光路上に半波長板を備え、
   前記複数の空間光変調器は、２次元配列または前記光源からの平行光の光軸方向に１次元配列され、
   前記一組の偏光ビームスプリッタにおいて２個の偏光ビームスプリッタの間に前記半波長板を備えており、
   前記偏光ビームスプリッタが前記空間光変調器からの前記反射光を出力する側に、当該出力する光から特定の向きの偏光を取り出す偏光板を、前記一組の偏光ビームスプリッタ毎に備え、
   前記偏光板は、前記一組の偏光ビームスプリッタにおいて少なくとも前記光源に近い偏光ビームスプリッタの側に配置されており、
   前記光源からの平行光を前記複数の偏光ビームスプリッタを介して前記複数の空間光変調器に照射し、前記複数の空間光変調器からの反射光を当該複数の空間光変調器に表示された映像情報として読み出して前記映像読出装置から出力することを特徴とする映像読出方法。
4. それぞれが液晶パネルである複数の空間光変調器と、前記複数の空間光変調器のそれぞれと対向するように設けられた複数の偏光ビームスプリッタを備えた映像読出装置によって、当該複数の空間光変調器に表示された映像情報を読み出す映像読出方法であって、
   すべての前記偏光ビームスプリッタは、２個の前記偏光ビームスプリッタを一組とした複数の組で構成されており、
   前記一組の偏光ビームスプリッタは、前記光源から見て前記偏光ビームスプリッタの１個分の面積を有するように配置され、
   前記一組の偏光ビームスプリッタを単位として前記光源から遠ざかる方向に順次並べることで複数の段差を設けるように配置され、
   前記すべての組の偏光ビームスプリッタは、前記光源からの平行光が一方向から入射するように配置され、
   前記一組の偏光ビームスプリッタにおいていずれか一方の偏光ビームスプリッタに入射する光または出射する光、の光路上に半波長板を備え、
   前記一組の偏光ビームスプリッタにおいて前記光源に近い偏光ビームスプリッタと対向している前記空間光変調器は前記光源からの平行光の光軸と直交する方向に配置され、前記光源から遠い偏光ビームスプリッタと対向している前記空間光変調器は前記光源からの平行光の光軸方向に配置され、
   前記一組の偏光ビームスプリッタにおいていずれかの偏光ビームスプリッタが前記空間光変調器からの前記反射光を出力する側に、前記半波長板を備えており、
   前記光源からの平行光を前記複数の偏光ビームスプリッタを介して前記複数の空間光変調器に照射し、前記複数の空間光変調器からの反射光を当該複数の空間光変調器に表示された映像情報として読み出して前記映像読出装置から出力することを特徴とする映像読出方法。

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