JP2005043656A - 投射型立体画像表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 高輝度で高解像度の投射型立体画像表示装置を提供する。
【解決手段】 スクリーン上に左及び右眼用の画像光をそれぞれ投射する第１及び第２の画像投射手段を有し、立体画像を表示する投射型立体画像表示装置において、第１の画像投射手段を、光源からの光を分離・変調し３原色の直線偏光に合成して出射するプロジェクタ１ａと、その直線偏光を投射する投射光学系３ａと、プロジェクタ１ａと投射光学系３ａとの間に配置した、直線偏光の方向を同一に揃えるための波長選択性波長板５と、投射光学系３ａから出射される直線偏光の偏光方向を変える波長板２とから構成し、第２の画像投射手段を、光源からの光を分離・変調し３原色の直線偏光に合成して出射するプロジェクタ１ｂと、その直線偏光を投射する投射光学系３ｂと、プロジェクタ１ｂと投射光学系３ｂとの間に配置した、直線偏光の方向を同一に揃えるための波長選択性波長板５とから構成した。
【選択図】 図１

Description

本発明は、左右の画像を二重に投射することによって立体画像をスクリーン上に表示する投射型立体画像表示装置に関するものである。

従来、２次元の画像を人間には立体的に見えるような画像（以下、立体画像ともいう）として表示する手段があり、これらは、立体写真法、ホログラフィ法、立体テレビジョン方式等による立体画像表示装置として知られている。

立体写真法、立体テレビジョン方式等による立体画像表示装置においては、例えば、スクリーン（または受像管の映像面）上に同時に投射される右眼用の画像と左眼用の画像のうち、右眼用の画像が右眼だけから見え、一方左眼用の画像が左眼だけから見えるようにするために、立体画像の投射面と各眼との光路の間に、所定パターンのすだれ状の遮光体を設けて、観察者が立体画像を見ることができるようにしている。

また、例えば、右眼用の画像と左眼用の画像とが映出されたスクリーン（または受像管の映像面）上にレンチキュラーレンズアレイを設けて、右眼用の画像が観察者の右眼だけに与えられ、また左眼用の画像が観察者の左眼だけに与えられるようにして、観察者が立体画像を見ることができるようにする等の手段が用いられていた。

これらの場合、いずれも、観察者が立体画像を見ることができる位置の範囲が限られるという問題があった。

一方、右及び左眼用の画像情報によって強度変調される光として、それぞれ互いに波長域を異にしている光を用いて、スクリーン上に映出された立体画像情報を、右眼と左眼とにそれぞれ所定の波長域の透過特性を有する色フィルタを備えた眼鏡を装着した観察者が立体画像を見ることができるようにする方法がある。この場合は、観察者が立体画像を見ることができる位置の範囲が限られるという問題は解決するが、カラー画像の表示を行なうことができなかった。

これを発展させた、主流の投射型立体画像表示装置においては、右及び左眼用の画像情報を、それぞれ互いに偏光面が直交している同一の波長域の光を用いて表示する構成・方式となっている。

この方式は、近時急速に開発・普及されてきた透過型又は反射型液晶パネルを用いたプロジェクタを用いて実現するのに最適である。液晶パネルを使用することによって、プロジェクタの投射レンズからの出射光は、例えば、電界ベクトルが天地方向に振動した偏光となっている。その偏光を波長板や鏡により、偏光回転することにより、容易に、右及び左眼用の互いに偏光面が直交している画像を得ることができる。しかも、それらの画像を光量損失無く、高輝度のカラー画像として得られる。

ここで、透過型又は反射型液晶プロジェクタの色合成方式の一つに、クロスダイクロイックプリズムを色合成として用いる方式がある（例えば、特許文献１参照。）。

そして、これらの液晶パネルの偏光性を巧みに組み合せて利用し、スクリーン上に異なる偏光方向の画像を二重に重畳して投影し、視認側（観察者）においては偏光メガネを用いて所望の１つの画像を選択的に視認することが出来るようにした技術としては、例えば、図６に示すようなものがある（例えば、特許文献２参照。）。

同図に示す従来例の立体画像表示装置２０は、２台のプロジェクタ２１Ｌ、２１Ｒを有している。プロジェクタ２１Ｌには、パーソナルコンピュータ（以下、単にＰＣともいう）２４から、３Ｄステレオコンバータ２７を通して、Ｌｃｈ（左眼用）の画像信号が供給され、ＶＴＲ２５からＬｃｈ用（左眼用）の画像信号が供給される。プロジェクタ２１Ｒには、ＰＣ２４から、３Ｄステレオコンバータ２７を通して、Ｒｃｈ用（右眼用）の画像信号が供給され、ＶＴＲ２５からＲｃｈ用（右眼用）の画像信号が供給される。

プロジェクタ２１Ｌ、２１Ｒはそれぞれ同時にＰＣ２４からの画像信号を選択するか、又はＶＴＲ２５からの画像信号を選択して、それぞれ投射光学系２２Ｌ、２２Ｒより投射光２８Ｌ、２８Ｒを出射する。投射光２２Ｌは、例えば、電界ベクトルが天地方向に振動する偏光であり、投射光２２Ｒは、例えば、電界ベクトルが水平左右方向に振動する偏光である。投射光２２Ｌ、２２Ｒは重畳されてスクリーン２３に投射され、画像を表示する。

観察者は、図７に示す偏光メガネをかけてスクリーン２３の画像を見る。このとき、偏光メガネ３０の左眼用のレンズ３０Ｌは、電界ベクトルが天地方向に振動する偏光を透過するものであり、右眼用のレンズ３０Ｒは、電界ベクトルが水平左右方向に振動する偏光を透過するものである。従って、Ｌｃｈ及びＲｃｈの画像信号が立体画像用のものであれが、観察者は立体画像をスクリーン上に見ることができる。

ところが、これらの「クロスダイクロイックプリズムを色合成に用いる方式」においては、当初は、３原色すべての光が例えば電界ベクトルが天地方向に振動する一方向の偏光となっていたため、立体画像表示には最適であった。

しかしながら、プロジェクタによる画像の高輝度化が求められ、これに対応するために、３原色の内、緑色と、青及び赤色との偏光方向を直交させることが多用されるに至っている（例えば、特許文献３参照。）。これらは、色によって偏光方向が異なるため、立体画像表示としては極めて不向きとなっていた。

そこで、特定の波長の光に対してのみ１／２波長特性を有する波長選択性フィルタ（カラー偏光子：波長選択性２分の１波長板ともいう）を挿入することにより、３色の偏光方向を揃えることが行われている（例えば、特許文献４参照。）。波長選択性フィルタとして、ポリカーボネート製位相差フィルムを積層することにより、ある特定の波長域の偏向光を操作することができるものが知られている（例えば、特許文献５参照。）。

波長選択性フィルタを用いたクロスダイクロイックプリズムによる色合成を用いる液晶表示装置（プロジェクタ）を組み合わせることにより、高輝度の立体画像表示装置が可能となる。
特許第３０４２４６０号公報 特許第３００７４２６号公報 特許第３２９２１１８号公報 特開２０００−２９２７４４号公報 特許第３１３０５３７号公報

ところで、上述したカラー偏光子に用いられる波長選択性フィルタは、例えば、ポリカーボネートフィルムを５乃至６層積層した構造のフィルムである。このフィルムをガラスの片面に粘着層（又は接着層）で貼ったものとして、或いは、このフィルムの両面にガラスを接着したサンドイッチ構造のものとして、カラー偏光子が構成されている。

しかし、このカラー偏光子を液晶表示素子に実装して使用すると、波長選択性フィルタが有機フィルムの積層構造の為に、平坦度が十分でなく、そのため波面収差が良好ではなく、このカラー偏光子を通して、投射光をスクリーンに投射して、画像を表示すると、その画像の解像度が劣化するという問題があることが分かった。

そこで、本発明は、上記問題点を解決して、高輝度で解像度の良好な投射型立体画像表示装置を提供することを目的とするものである。

上記目的を達成するための手段として、本発明は、スクリーン７上に投射した第１及び第２の画像光（投射光６ａ、６ｂ）により立体画像を表示する投射型立体画像表示装置において、
前記スクリーン上に左眼で見るための３原色の前記第１の画像光（投射光６ａ）を第１の方向の偏光により投射する第１の画像投射手段と、前記スクリーン上に右眼で見るための３原色の前記第２の画像光（投射光６ｂ）を第２の方向の偏光により投射する第２の画像投射手段とを有し、
前記第１の画像投射手段を、第１の光源からの出射光を３原色の光に分離し、この分離された３原色の光を変調し直線偏光として合成して出射する第１の液晶表示装置（プロジェクタ１ａ）と、
前記第１の液晶表示装置（プロジェクタ１ａ）より出射する直線偏光を前記第１の画像光として投射する第１の投射光学系３ａと、
前記第１の液晶表示装置（プロジェクタ１ａ）と前記第１の投射光学系３ａとの間の光路上に配置した、前記第１の液晶表示装置（プロジェクタ１ａ）から出射される直線偏光のうち、偏光方向が異なる一部の直線偏光の偏光方向を、他の部分の直線偏光の偏光方向と同一の偏光方向に制御する第１の波長選択性２分の１波長板５と、
前記第１の投射光学系３ａから出射される直線偏光の偏光方向を前記第１の方向に制御する波長板２とから構成し、
前記第２の画像投射手段を、第２の光源からの出射光を３原色の光に分離し、この分離された３原色の光を変調し直線偏光として合成して出射する第２の液晶表示装置（プロジェクタ１ｂ）と、
前記第２の液晶表示装置（プロジェクタ１ｂ）より出射する直線偏光を前記第２の画像光として投射する第２の投射光学系３ｂと、
前記第２の液晶表示装置（プロジェクタ１ｂ）と前記第２の投射光学系３ｂとの間の光路上に配置した、前記第２の液晶表示装置（プロジェクタ１ｂ）から出射される直線偏光のうち、偏光方向が異なる一部の直線偏光の偏光方向を、他の部分の直線偏光の偏光方向と同一の偏光方向である前記第２の方向に制御する第２の波長選択性２分の１波長板５とから構成したことを特徴とする投射型立体画像表示装置である。

本発明の投射型立体画像表示装置は、光効率の良い構成の液晶表示装置と投射光学系をそれぞれ２台用い、それぞれの液晶表示装置から出射される３原色の直線偏光の方向を揃えるための波長選択性２分の１波長板を、それぞれの液晶表示装置と投射光学系との間の光路中に配置し、一方の投射光学系の出射側に、直線偏光の方向を変える波長板を設けて、構成してあるので、高輝度で解像度の良好な安価な投射型立体画像表示装置を提供できるという効果がある。

以下、本発明の実施の形態につき、好ましい実施例により、図面を参照して説明する。

図１は、本発明の立体画像表示装置の実施例を示す概略構成図である。

図２は、一般的な投射型液晶表示装置を示す概略構成図である。

図３は、本発明に係る波長選択性２分の１波長板を示す構成図である。

図４は、本発明に係る波長選択性２分の１波長板の波長とリターダとの関係を示す一覧図である。

図５は、本発明に係る波長選択性２分の１波長板の波長とリターダとの関係を示すグラフ図である。

図１において、１ａ、１ｂは投射型液晶表示装置（以下、単にプロジェクタともいう）を、２は２分の１波長板を、３ａ、３ｂは投射光学系を、５は波長選択性２分の１波長板を、６ａ、６ｂは投射光を、７はスクリーンを、８Ｌ、８Ｒはイメージジェネレータ（以下、単にＩＧともいう）を、９Ｌ、９ＲはＶＴＲを、１０は立体画像表示装置を、１１はソフト同期又はハード同期機を、１２は調相機をそれぞれ示す。

同図に示すように、本実施例の投射型立体画像表示装置１０は、一対の投射型液晶表示装置（以下、単にプロジェクタともいう）１ａ、１ｂを有する。さらに、プロジェクタ１ａの画像光の出射側に、出射光軸に沿って、順次、配置されている、波長選択性２分の１波長板５、投射光学系３ａ及び２分の１波長板２を有する。また、プロジェクタ１ｂの画像光の出射側に、出射光軸に沿って、順次、配置されている波長選択性２分の１波長板５及び投射光学系３ｂを有する。

プロジェクタ１ａは、左眼用の画像光を出射し、プロジェクタ１ｂは右眼用の画像光を出射する。

プロジェクタ１ａには、ＶＴＲ９Ｌ及びイメージジェネレータ（以下、単にＩＧともいう）８Ｌから左眼用（以下、Ｌｃｈともいう）の画像信号が供給される。プロジェクタ１ｂには、ＶＴＲ９Ｒ及びＩＧ８Ｒから右眼用（以下、Ｒｃｈともいう）の画像信号が供給される。

ＶＴＲ９Ｌ、９Ｒは、立体画像を構成できるように２台のビデオカメラで同一の対象をそれぞれ撮影して記録したプログラムテープをそれぞれ再生するものである。各プログラムテープに記録されている画像信号にはそれぞれタイムコードが記録されており、これをもとに、調相機はＶＴＲ９Ｌ、９Ｒによるプログラムテープの再生時に、画像フレームの同期を取るようにＶＴＲ９Ｌ、９Ｒの制御を行う。従って、ＶＴＲ９Ｌ、９Ｒにてプログラムテープを再生する場合には、フレーム同期の取れた左眼用の画像信号がプロジェクタ１ａに、右眼用の画像信号がプロジェクタ１ｂに供給される。

ＩＧ８Ｌ、８Ｒはコンピュータ映像の画像信号を出力するものであり、与えられたデータより、ＩＧ８Ｌは左眼で見える（左眼用：Ｌｃｈ）画像を作製し、その画像信号を出力し、ＩＧ８Ｒは右眼で見える（右眼用：Ｒｃｈ）画像を作成し、その画像信号を出力する。同期機１１は、ソフトによるかハード的に信号を送るかしてＩＧ８Ｌ、８Ｒから出力される画像信号のフレーム同期をとるように、ＩＧ８Ｌ、８Ｒの制御を行う。従って、ＩＧ８Ｌ、８Ｒによりコンピュータ映像が作製された場合には、フレーム同期の取れた左眼用の画像信号がプロジェクタ１ａに、右眼用の画像信号がプロジェクタ１ｂに供給される。

あるプログラムテープが再生されてＶＴＲ９Ｌ、９Ｒより画像信号が供給されるか、あるコンピュータ映像がＩＧ８Ｌ、８Ｒにより作製されて画像信号が供給されるかする。

プロジェクタ１ａは、供給される左眼用の画像信号に基いて、光源光（図示しない）を変調して左眼用のカラー画像光を出射する。左眼用のカラー（ＲＧＢ光）画像光は、波長選択性２分の１波長板５を通過することによって、後述するように、偏光方向の揃ったカラー画像光に変換される。左眼用のカラー画像光は、投射光学系３ａによって、光束を整えられて出射し、２分の１波長板２により、偏光方向を例えば、電界ベクトルが水平・左右方向（又は天地方向）に振動する方向を天地方向（又は水平・左右方向）に振動する方向に変換され、出射光６ａとして出射され、スクリーン７に投射される。

一方、プロジェクタ１ｂは、供給される右眼用の画像信号に基いて、光源光（図示しない）を変調して右眼用のカラー画像光を出射する。右眼用のカラー（ＲＧＢ光）画像光は、波長選択性２分の１波長板５を通過することによって、後述するように、偏光方向の揃ったカラー画像光に変換される。右眼用のカラー画像光は、投射光学系３ｂによって、光束を整えられて、出射光６ｂとしてされ、スクリーン７に投射される。出射光６ｂは、電界ベクトルが天地方向（又は水平・左右方向）に振動する偏光となっている。

ここで、出射光６ａと出射光６ｂは、スクリーン上で、所定配置に投射され、観察者が、上述した偏光メガネ３０をかけて見たとき、立体画像として見ることができる。なお、左眼用の画像光と右眼用の画像光が上述とは９０度ずれている場合には、偏光メガネ３０のレンズ３０Ｌ、３０Ｒはそれに対応するものである。

次に、プロジェクタ１ａ、１ｂの構成と動作について説明する。

図２に示すように、プロジェクタ１ａ、１ｂは、クロスダイクロイックプリズムを有する一般的な投射型液晶表示装置である。なお、ここでは、透過型の液晶表示装置を例に説明するが、反射型の液晶表示装置で構成しても良いのは言うまでもない。

同図において、５１ｒはＲ光用液晶ライトバルブを、５１ｇはＧ光用液晶ライトバルブを、５１ｂはＢ光用液晶ライトバルブを、５２ｒはＲ光用２分の１波長板を、５２ｇはＧ光用２分の１波長板を、５２ｂはＢ光用２分の１波長板を、５３はクロスダイクロイックプリズムを、５３ｒはＲ光反射面を、５３ｂはＢ光反射面を、５５はＲ光反射ダイクロイックミラーを、５６はＧ光反射ダイクロイックミラーを、５７、５８、５９は反射ミラーをそれぞれ示す。

光源（図示しない）から発した自然光のうちＲ光はＲ光反射ダイクロイックミラー５５で反射した後、反射ミラー５７を経てＲ光用液晶ライトバルブ５１ｒに入射する。また、Ｇ光及びＢ光はＲ光反射ダイクロイックミラー５５を透過し、Ｇ光反射ダイクロイックミラー５６で反射したＧ光はＧ光用液晶ライトバルブ５１ｇに入射する。また、Ｇ光反射ダイクロイックミラー５６を透過したＢ光は、反射ミラー５８、５９で反射してＢ光用液晶ライトバルブ５１ｂに入射する。

各色用の液晶ライトバルブ５１ｒ、５１ｇ、５１ｂはいずれも偏光軸が直交するように設定された２枚の偏光板に液晶パネルが挟まれて構成されており、偏光軸の方向は液晶の視野角特性の関係から、通常紙面に対して４５°傾いている。各色用の液晶ライトバルブ５１ｒ、５１ｇ、５１ｂによって画像信号に対応して変調されて通過したＲ光、Ｇ光、Ｂ光は紙面に対して４５°傾いた偏光方向の直線偏光となり、各色用の２分の１波長板５２ｒ、５２ｇ、５２ｂに入射する。

このとき、Ｒ用２分の１波長板５２ｒ及びＢ用２分の１波長板５２ｂは、紙面に対して２２．５°の角度の遅相軸が設定してあり、Ｇ用２分の１波長板５２ｇは紙面に対して６７．５°の角度に設定してある。これにより各色用の２分の１波長板５２ｒ、５２ｇ、５２ｂを透過したＲ光、Ｇ光、Ｂ光の直線偏光方向は、クロスダイクロイックプリズム５３の反射面に対してそれぞれ、ｓ偏光、ｐ偏光、ｓ偏光となる。

クロスダイクロイックプリズム５３に入射した各色光のうち、ｓ偏光のＲ光はＲ光反射面５３ｒによって反射し、ｓ偏光のＢ光はＢ光反射面５３ｂによって反射する。ｐ偏光のＧ光は、Ｒ光反射面５３ｒ及びＢ光反射面を透過するが、クロスダイクロイックプリズム５３に対しｐ偏光で入射するため、ｓ偏光で入射する場合に比べて透過波長帯域を広く取ることができ、従って光の利用効率が良くなる。

以上、プロジェクタ１ａ、１ｂについて説明した。

このように、プロジェクタ１ａ、１ｂからは、高輝度の出射光が得られるが、Ｒ光、Ｇ光、Ｂ光の偏光方向が一致していないので、立体画像表示のために、各光の偏光方向を、揃える必要がある。これには、波長選択性２分の１波長板５を用いる。

次に、図３に示す本発明に係る波長選択性２分の１波長板５について説明する。

図３の（ａ）は、波長選択性２分の１波長板の正面図であり、紙面に垂直な方向が光の入出射方向となる。図３の（ｂ）は、図３の（ａ）に示す矢印Ａの方向から見た側面図である。光の入射方向を矢印Ｂで示してある。

同図に示す波長選択性２分の１波長板５は、２枚の水晶板５ａ、５ｂを光学用の接着剤で張り合わせて構成されている。

例えば円板状の水晶板５ａ、５ｂには、水晶のＺ板原石から切り出したピュアＺ板と称する水晶板を用いる。水晶板５ａ、５ｂにおいて、結晶軸は矢印Ｂの方向がＹ方向であり、平面５ａ’、５ａ”、５ｂ’、５ｂ”はいずれもＸＺ平面である。５ａｃは水晶板５ａの光学軸を示し、５ｂｃは水晶板５ｂの光学軸を示す。光学軸５ａｃ、５ｂｃは水晶結晶のＺ軸である。水晶板５ａと水晶板５ｂとは、光学軸５ａｃ、５ｂｃが互いに直交するように積層されている。

これらの水晶板５ａ、５ｂにおいて、Ｙ軸方向に光が透過するときに、Ｚ軸方向の屈折率ｎｚとＸ軸方向の屈折率ｎｘは異なる値をとる。

水晶板５ａの厚さｔａと水晶板５ｂの厚さｔｂとは異ならせてある（厚み差Ｔ＝ｔａ−ｔｂ＝１４５μｍとしてある。）ので、これを積層して構成した波長選択性２分の１波長板５の特性は、両方の水晶板５ａ、５ｂの厚みの差に相当する厚さの単層の水晶板と同じ特性になる。水晶を、公知の加工法で加工すれば、所定の平坦度と所定の厚さとを有する水晶板５ａ、５ｂを容易に得ることができる。

この波長選択性２分の１波長板５の特性は、次のように表される。

波長λ（ｎｍ）の光が波長選択性２分の１波長板５を透過したときに生じる位相差をＡ（度）とすると、水晶板５ａ、５ｂの厚みさＴ（ｍｍ）、Ｚ軸方向の屈折率ｎｚ、Ｘ軸方向の屈折率ｎｘとして、
Ａ＝３６０Ｔ×（ｎｚ−ｎｘ）／λ
となる。

位相差Ａを波長４００ｎｍから波長７００ｎｍの範囲の各波長について求め、図４に一覧図として示してある。なお、ここで、位相差Ａに３６０度の位相差がある場合には、０度の位相差と等化となるので、位相差Ａに対し３６０度の剰余を計算し、それをＢとする。Ｂが求めるリターダ（遅相子ともいう）であり、図４に同時に示してある。

図４をグラフにしたのが図５である。

図５に示すように、波長選択性２分の１波長板５においては、リターダＢが４５０ｎｍ近傍及び６５０ｎｍ近傍で２ｎπ（ｎ：整数）、５３０ｎｍ近傍で２ｎπ＋１８０度（すなわち、２分の１波長板の作用をする。）である。

従って、この波長選択性２分の１波長板５をその光学軸５ａｃ（５ａｂ）を入射する直線偏光の振動方向と４５度を成す角で設置すると、透過するＲ光、Ｇ光、Ｂ光の内、Ｇ光のみ偏光の振動方向が回転し、Ｒ光、Ｇ光は偏光回転しない。

従って、図１に示したように、プロジェクタ１ａ、１ｂの光の出射側に波長選択性２分の１波長板５を配置して、図２に示したようにプロジェクタ１ａ、１ｂより出射するＲ光、Ｇ光及びＢ光を透過させると、ｓ偏光であるＲ光とＢ光は偏光方向を変えず、ｐ偏光であるＧ光がｓ偏光になり出射する。

次に、本実施例の立体画像表示装置に用いた波長選択性２分の１波長板５について、波面収差を評価した結果を説明する。

干渉計（ザイゴ社製）を用いて、波長６３２．８ｎｍにおけるニュートンパタン（波面収差を表す）を測定したところ、１本であった。少ないほうが、波面収差が少ない。測定した写真を、図８の（ａ）に示す。

さらに、プロジェクタとして、解像度ＳＸＧＡである反射型液晶表示装置を用い、これに波長選択性２分の１波長板５を装着して、チェッカーパタン（５０ Ｌｉｎｅ Ｐａｉｒ）で解像度を評価した。なお、液晶表示素子としては、０．９インチサイズで、画素ピッチは１３．５μｍの素子を用いている。

測定の結果、ＭＴＦ（Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）は７０％であり、画素を十分解像する最低レベルである４０％をはるかに上回る良好な解像度を示している。
＜比較例＞
実施例に用いた水晶板積層した波長選択性２分の１波長板５に代えて、上述した従来の積層有機フィルムからなる波長選択性フィルタとして、「カラーセレクト」（商品名：カラーリンク社製）の型式ＧＭ２１を用いて、実施例と同様に、波面収差及び解像度を評価した。

ニュートンパタンは１５本であった。写真を図８の（ｂ）に示す。

ＭＴＦは５％であり、明らかな解像度の劣化があった。

以上より、本実施例の立体画像表示装置においては、プロジェクタとして、クロスダイクロイックプリズムを用いて光合成して投射する方式のプロジェクタを用いて、光利用の効率を上げて高輝度化し、プロジェクタから出射するＲＧＢ光の偏光方向を、水晶積層型の波長選択性２分の１波長板によりそろえることにより、波面収差の少ない解像度の良好な立体画像をスクリーン上に表示できる。

なお、本実施例で用いた波長選択性２分の１波長板を構成する水晶板は、切り出す結晶軸方向や、厚み、または１枚型・積層型により、種々の特性とすることが可能であり、表面加工精度は通常の工程によって十分なレベルに保持することが可能である。

本発明の立体画像表示装置の実施例を示す概略構成図である。 一般的な投射型液晶表示装置を示す概略構成図である。 本発明に係る波長選択性２分の１波長板を示す構成図である。 本発明に係る波長選択性２分の１波長板の波長とリターダとの関係を示す一覧図である。 本発明に係る波長選択性２分の１波長板の波長とリターダとの関係を示すグラフ図である。 従来例の立体画像表示装置を示す概略構成図である。 偏光メガネを示す図である。 波長選択性２分の１波長板の球面収差を示す写真である。

符号の説明

１ａ，１ｂ…投射型液晶表示装置（プロジェクタ）、２…２分の１波長板、３ａ，３ｂ…投射光学系、５…波長選択性２分の１波長板、５ａ，５ｂ…水晶板、５ａｃ，５ｂｃ…光学軸、６ａ，６ｂ…投射光、７…スクリーン、８Ｌ，８Ｒ…イメージジェネレータ（ＩＧ）、９Ｌ，９Ｒ…ＶＴＲ、１０…投射型立体画像表示装置、１１…同期機、１２…調相機、２０…立体画像表示装置、２１Ｌ，２１Ｒ…プロジェクタ、２２Ｌ，２２Ｒ…投射光学系、２３…スクリーン、２４…パーソナルコンピュータ（ＰＣ）、２５…ＶＴＲ、２６…ＣＲＴ、２７…３Ｄステレオコンバータ、２８Ｌ，２８Ｒ…投射光、３０…偏光メガネ、３０Ｌ，３０Ｒ…レンズ、５１ｂ…Ｂ用液晶ライトバルブ、５１ｇ…Ｇ用液晶ライトバルブ、５１ｒ…Ｒ用液晶ライトバルブ、５２ｂ…Ｂ用２分の１波長板、５２ｇ…Ｇ用２分の１波長板、５２ｒ…Ｒ用２分の１波長板、５３…クロスダイクロイックプリズム、５３ｂ…Ｂ反射面、５３ｇ…Ｇ反射面、５３ｒ…Ｒ反射面、５５…Ｒ反射ダイクロイックミラー、５６…Ｇ反射ダイクロイックミラー、５７…反射ミラー、５８…反射ミラー、５９…反射ミラー。

Claims (1)

1. スクリーン上に投射した第１及び第２の画像光により立体画像を表示する投射型立体画像表示装置において、
   前記スクリーン上に左眼で見るための３原色の前記第１の画像光を第１の方向の偏光により投射する第１の画像投射手段と、前記スクリーン上に右眼で見るための３原色の前記第２の画像光を第２の方向の偏光により投射する第２の画像投射手段とを有し、
   前記第１の画像投射手段を、第１の光源からの出射光を３原色の光に分離し、この分離された３原色の光を変調し直線偏光として合成して出射する第１の液晶表示装置と、
   前記第１の液晶表示装置より出射する直線偏光を前記第１の画像光として投射する第１の投射光学系と、
   前記第１の液晶表示装置と前記第１の投射光学系との間の光路上に配置した、前記第１の液晶表示装置から出射される直線偏光のうち、偏光方向が異なる一部の直線偏光の偏光方向を、他の部分の直線偏光の偏光方向と同一の偏光方向に制御する第１の波長選択性２分の１波長板と、
   前記第１の投射光学系から出射される直線偏光の偏光方向を前記第１の方向に制御する波長板とから構成し、
   前記第２の画像投射手段を、第２の光源からの出射光を３原色の光に分離し、この分離された３原色の光を変調し直線偏光として合成して出射する第２の液晶表示装置と、
   前記第２の液晶表示装置より出射する直線偏光を前記第２の画像光として投射する第２の投射光学系と、
   前記第２の液晶表示装置と前記第２の投射光学系との間の光路上に配置した、前記第２の液晶表示装置から出射される直線偏光のうち、偏光方向が異なる一部の直線偏光の偏光方向を、他の部分の直線偏光の偏光方向と同一の偏光方向である前記第２の方向に制御する第２の波長選択性２分の１波長板とから構成したことを特徴とする投射型立体画像表示装置。
   
   

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