JP2014153545A - Projection type display device and spectacle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、立体画像を表示可能な投射型表示装置に関する。 The present invention relates to a projection display device capable of displaying a stereoscopic image.
従来から、左眼用画像と右眼用画像とを交互に選別して立体画像を表示する投射型表示装置（プロジェクタ）が知られている。また、これらの画像の選別をプロジェクタ側で行うパッシブ式、眼鏡側で行うアクティブ式の方法がある。アクティブ式では、眼鏡の構成が複雑となるため、眼鏡が重くて高価となり、多人数で視聴を行う機会の多いプロジェクタでは、多数の眼鏡を扱う必要があり、そのような眼鏡の導入は困難である。 Conventionally, a projection display device (projector) that displays a stereoscopic image by alternately selecting a left-eye image and a right-eye image is known. In addition, there are a passive method in which these images are selected on the projector side and an active method in which the images are selected on the glasses side. In the active type, since the configuration of the glasses is complicated, the glasses are heavy and expensive, and a projector with many opportunities for viewing by a large number of people needs to handle a large number of glasses, and it is difficult to introduce such glasses. is there.
一方、パッシブ式としては、偏光分離方式および色分離方式がある。偏光分離方式では、偏光を乱さないシルバースクリーンと呼ばれる特殊なスクリーンを用いる必要がある。しかしシルバースクリーンは、一般的な拡散スクリーンに比べて高価で取り扱いが難しい。 On the other hand, the passive type includes a polarization separation method and a color separation method. In the polarization separation method, it is necessary to use a special screen called a silver screen that does not disturb polarization. However, silver screens are more expensive and difficult to handle than common diffusion screens.
一方、色分離方式では、左右の画像における波長帯域を僅かにシフトさせる。すなわち、三原色の各々に対して、左画像表示時と右画像表示時で透過波長帯域が異なるフィルタを透過させ、また、右眼と左眼のフィルタをそれぞれの画像に合わせた透過特性を有するダイクロイックフィルタを備えた眼鏡を用いることにより、画像選別を行う。色分離方式は、偏光を利用しないため、通常の拡散スクリーンが使用可能であるとともに、眼鏡に特殊な機構や回路を必要とせず軽量安価であることから、一台で立体表示を行うプロジェクタの方式として好適である。 On the other hand, in the color separation method, the wavelength bands in the left and right images are slightly shifted. That is, for each of the three primary colors, a dichroic having transmission characteristics in which the transmission wavelength band is different between when the left image is displayed and when the right image is displayed and the right and left eye filters are matched to the respective images. Image sorting is performed by using glasses equipped with a filter. Since the color separation method does not use polarized light, a normal diffusing screen can be used, and since it does not require special mechanisms and circuits for glasses and is lightweight and inexpensive, it is a projector method that performs stereoscopic display with a single unit It is suitable as.
特許文献１には、色分離方式により一台のプロジェクタで立体画像表示を実現する構成が開示されている。特許文献１では、ロッドインテグレータの射出直後に異なる三原色を透過する二つのダイクロイックフィルタからなるカラーホイールが配置されている。このカラーホイールを回転させることにより、液晶パネルに到達する光束の分光特性を時分割で切り替えて左右画像が選択される。 Patent Document 1 discloses a configuration that realizes stereoscopic image display with a single projector by a color separation method. In Patent Document 1, a color wheel composed of two dichroic filters that transmit three different primary colors immediately after the injection of the rod integrator is arranged. By rotating the color wheel, the left and right images are selected by switching the spectral characteristics of the light flux reaching the liquid crystal panel in a time-sharing manner.
しかしながら、ロッドインテグレータはランプ射出後の光を集光させているため、角度分布が大きい。一方、一般的な誘電体多層膜のダイクロイックフィルタは、敏感な角度特性を有する。特に、色分離方式で利用されるフィルタは、エッジの立った狭い透過帯域が密接に隣り合った波長特性を有する。このため、大きい角度分布を有する光束が入射すると、透過帯域のエッジにはだれが生じ、隣り合う波長帯域に漏れ光を生じる。この漏れ光は、本来カットされるべき側の眼鏡を透過するため、いわゆるクロストークとして立体画質が低下する。 However, since the rod integrator condenses the light after lamp emission, the angle distribution is large. On the other hand, a general dielectric multilayer dichroic filter has sensitive angular characteristics. In particular, a filter used in the color separation method has a wavelength characteristic in which a narrow transmission band with an edge is closely adjacent. For this reason, when a light beam having a large angular distribution is incident, the edge of the transmission band is slid and leakage light is generated in the adjacent wavelength band. Since the leaked light passes through the glasses that should be cut, the stereoscopic image quality deteriorates as so-called crosstalk.
そこで本発明は、簡易な構成で高品質な立体画像を表示可能な投射型表示装置および眼鏡を提供する。 Therefore, the present invention provides a projection display device and glasses capable of displaying a high-quality stereoscopic image with a simple configuration.
本発明の一側面としての投射型表示装置は、互いに異なる波長帯域の光により形成された視差画像を被投射面に投射することにより、立体画像を観察可能とする投射型表示装置であって、光源からの光が入射するフライアイレンズと、特定の波長帯域の光のうち一部の波長帯域の光を透過させて他の波長帯域の光を反射する波長透過特性を有する光学素子と、前記光学素子を透過した光を集光するコンデンサレンズと、前記コンデンサレンズを透過した光を変調して画像光を生成する画像表示素子と、前記画像表示素子により生成された前記画像光を投射する投射光学系とを有し、前記光学素子は、前記フライアイレンズと前記コンデンサレンズとの間に配置されている。 A projection display device according to one aspect of the present invention is a projection display device that allows a stereoscopic image to be observed by projecting parallax images formed by light of different wavelength bands onto a projection surface, A fly-eye lens into which light from a light source is incident; an optical element having a wavelength transmission characteristic that transmits light in a part of the wavelength band of light in a specific wavelength band and reflects light in another wavelength band; and A condenser lens for condensing the light transmitted through the optical element, an image display element for generating image light by modulating the light transmitted through the condenser lens, and a projection for projecting the image light generated by the image display element An optical system, and the optical element is disposed between the fly-eye lens and the condenser lens.
本願発明の他の側面としての眼鏡は、互いに異なる波長帯域の光により形成された視差画像を被投射面に投射することにより、立体画像を観察可能とする投射型表示装置に対して用いられる立体画像表示用の眼鏡であって、右眼用フィルタと、左眼用フィルタとを有し、前記右眼用フィルタは、Ｒ、Ｇ、Ｂの三原色の少なくとも１つに位相差付与波長帯域および位相差非付与波長帯域を有する第１の波長選択性位相差板と、前記第１の波長選択性位相差板の出射側に配置された第１の偏光板とを有し、前記左眼用フィルタは、Ｒ、Ｇ、Ｂの三原色の少なくとも１つに前記位相差付与波長帯域および前記位相差非付与波長帯域を有する第２の波長選択性位相差板と、前記第２の波長選択性位相差板の出射側に配置された第２の偏光板とを有し、前記第１の偏光板と前記第２の偏光板の透過軸は、互いに直交するように構成されている。 The eyeglasses as another aspect of the present invention are a three-dimensional image used for a projection display device that allows a three-dimensional image to be observed by projecting parallax images formed by light of different wavelength bands onto a projection surface. Image display glasses having a right-eye filter and a left-eye filter, wherein the right-eye filter includes a phase difference providing wavelength band and a position in at least one of the three primary colors of R, G, and B. A first wavelength-selective phase difference plate having a phase difference non-giving wavelength band; and a first polarizing plate disposed on an emission side of the first wavelength-selective phase difference plate; Includes a second wavelength-selective phase difference plate having the phase difference imparting wavelength band and the phase difference non-giving wavelength band in at least one of the three primary colors of R, G, and B; and the second wavelength selective phase difference A second polarizing plate disposed on the exit side of the plate, Serial transmission axis of the first of said polarizing plate second polarizing plate is configured so as to be perpendicular to each other.
本発明の他の目的及び特徴は、以下の実施例において説明される。 Other objects and features of the present invention are illustrated in the following examples.
本発明によれば、簡易な構成で高品質な立体画像を表示可能な投射型表示装置および眼鏡を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a projection display device and glasses capable of displaying a high-quality stereoscopic image with a simple configuration.
以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら詳細に説明する。各図において、同一の部材については同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In each figure, the same members are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
まず、図１乃至図４を参照して、本発明の実施例１における投射型表示装置（プロジェクタ）について説明する。本実施例の投射型表示装置は、互いに異なる波長帯域の光により形成された視差画像を被投射面に投射することにより、立体画像を観察可能とする投射型表示装置（色分離方式により立体画像を表示する投写型表示装置）である。 First, a projection type display device (projector) in Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to FIGS. The projection display device according to the present embodiment projects a parallax image formed by light of different wavelength bands onto a projection surface, thereby enabling a stereoscopic image to be observed (a stereoscopic image by a color separation method). Is a projection display device that displays the image.
図１は、本実施例におけるプロジェクタ１００（光学系）の概略構成図である。プロジェクタ１００において、光源１から発した白色光（光束）は、第１のフライアイレンズ２（フライアイレンズ）に入射する。第１のフライアイレンズ２は、白色光を分割して集光する。第１のフライアイレンズ２からの光は、第２のフライアイレンズ３（フライアイレンズ）に入射し、狭帯域波長透過特性素子４を介してコンデンサレンズ６に入射する。コンデンサレンズ６は、狭帯域波長透過特性素子４を透過した光を集光する。一方、狭帯域波長透過特性素子４で反射した光は、吸収部材５により吸収される。 FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a projector 100 (optical system) in the present embodiment. In the projector 100, white light (light flux) emitted from the light source 1 enters the first fly-eye lens 2 (fly-eye lens). The first fly-eye lens 2 divides and collects white light. The light from the first fly-eye lens 2 enters the second fly-eye lens 3 (fly-eye lens), and enters the condenser lens 6 via the narrow-band wavelength transmission characteristic element 4. The condenser lens 6 condenses the light transmitted through the narrow band wavelength transmission characteristic element 4. On the other hand, the light reflected by the narrow band wavelength transmission characteristic element 4 is absorbed by the absorbing member 5.
コンデンサレンズ６の後段の位置（所定の位置）には、画像表示素子７が配置されている。本実施例のプロジェクタ１００において、第１のフライアイレンズ２からの光は、第２のフライアイレンズ３およびコンデンサレンズ６により、画像表示素子７の位置に、第１フライアイレンズ２の各セルの像として重畳されて結像される。画像表示素子７は、入射光（コンデンサレンズ６を透過した光）を変調して映像光を生成し、その映像光を投射レンズ８（投射光学系）に入射させる。投射レンズ８は、画像表示素子７により生成された映像光をスクリーン（不図示）に投射する。 An image display element 7 is disposed at a position (predetermined position) subsequent to the condenser lens 6. In the projector 100 of the present embodiment, the light from the first fly-eye lens 2 is sent to each cell of the first fly-eye lens 2 at the position of the image display element 7 by the second fly-eye lens 3 and the condenser lens 6. Are superimposed and imaged. The image display element 7 modulates incident light (light transmitted through the condenser lens 6) to generate image light, and causes the image light to enter the projection lens 8 (projection optical system). The projection lens 8 projects the video light generated by the image display element 7 onto a screen (not shown).
前述のように、本実施例のプロジェクタ１００において、フライアイレンズは、光源１の側に配置された第１のフライアイレンズ２と、投射レンズ８（コンデンサレンズ６）の側に配置された第２のフライアイレンズ３とを有する。狭帯域波長透過特性素子４は、光源１とコンデンサレンズ６との間に配置されている。特に本実施例では、狭帯域波長透過特性素子４は、第２のフライアイレンズ３とコンデンサレンズ６との間（第２フライアイレンズの直後）に配置されている。 As described above, in the projector 100 of this embodiment, the fly-eye lens is the first fly-eye lens 2 disposed on the light source 1 side and the first fly-eye lens disposed on the projection lens 8 (condenser lens 6) side. 2 fly eye lenses 3. The narrow-band wavelength transmission characteristic element 4 is disposed between the light source 1 and the condenser lens 6. Particularly in this embodiment, the narrow-band wavelength transmission characteristic element 4 is disposed between the second fly-eye lens 3 and the condenser lens 6 (immediately after the second fly-eye lens).
また本実施例において、狭帯域波長透過特性素子４は、ダイクロイックフィルタ４Ａ（第１の光学素子）およびダイクロイックフィルタ４Ｂ（第２の光学素子）を備えて構成される。ダイクロイックフィルタ４Ａは、第１の三原色光透過特性を有する。またダイクロイックフィルタ４Ｂは、第２の三原色光透過特性を有する。このように、狭帯域波長透過特性素子４は、特定の波長帯域（例えば、Ｒ、Ｇ、Ｂの三原色のそれぞれの波長帯域）の光のうち一部の波長帯域の光を透過させて他の波長帯域の光を反射する波長透過特性（狭帯域の波長透過特性）を有する光学素子である。 In this embodiment, the narrow-band wavelength transmission characteristic element 4 includes a dichroic filter 4A (first optical element) and a dichroic filter 4B (second optical element). The dichroic filter 4A has the first three primary color light transmission characteristics. The dichroic filter 4B has the second primary color light transmission characteristic. As described above, the narrowband wavelength transmission characteristic element 4 transmits light in a part of the wavelength band among the light in the specific wavelength band (for example, the wavelength bands of the three primary colors of R, G, and B), and transmits the other light. It is an optical element having wavelength transmission characteristics (narrow band wavelength transmission characteristics) for reflecting light in the wavelength band.
続いて、図２を参照して、本実施例における狭帯域波長透過特性素子４（ダイクロイックフィルタ４Ａ、４Ｂ）の透過率特性について説明する。図２は、狭帯域波長透過特性素子４の特性図である。図２において、縦軸は透過率、横軸は波長をそれぞれ示している。また図２において、ダイクロイックフィルタ４Ａの第１の三原色の光に対する透過特性は実線で示され、ダイクロイックフィルタ４Ｂの第２の三原色の光に対する透過特性は破線で示されている。それぞれの透過特性は、ＲＧＢの三原色において狭帯域の透過特性を有し、かつ、互いに異なる透過帯域特性を有している。ダイクロイックフィルタ４Ａの透過特性は、Ｒの波長帯域内、Ｇの波長帯域内、Ｂの波長帯域内のそれぞれにおいて約７０ｎｍ程度の透過帯域を有するものである。そして、ダイクロイックフィルタ４Ｂの透過特性は、ダイクロイックフィルタ４Ｂの透過帯域とは異なる波長帯域において、Ｒの波長帯域内、Ｇの波長帯域内、Ｂの波長帯域内のそれぞれにおいて約７０ｎｍ程度の透過帯域を有するものである。 Next, with reference to FIG. 2, the transmittance characteristics of the narrowband wavelength transmission characteristic element 4 (dichroic filters 4A and 4B) in the present embodiment will be described. FIG. 2 is a characteristic diagram of the narrow-band wavelength transmission characteristic element 4. In FIG. 2, the vertical axis indicates the transmittance, and the horizontal axis indicates the wavelength. In FIG. 2, the transmission characteristics of the dichroic filter 4A with respect to the light of the first three primary colors are indicated by solid lines, and the transmission characteristics of the dichroic filter 4B with respect to the light of the second three primary colors are indicated by broken lines. Each transmission characteristic has a narrow-band transmission characteristic in the three primary colors of RGB and has different transmission band characteristics. The transmission characteristic of the dichroic filter 4A has a transmission band of about 70 nm in each of the R wavelength band, the G wavelength band, and the B wavelength band. The transmission characteristic of the dichroic filter 4B has a transmission band of about 70 nm in each of the R wavelength band, the G wavelength band, and the B wavelength band in a wavelength band different from the transmission band of the dichroic filter 4B. I have it.
但し、狭帯域波長透過特性素子４（ダイクロイックフィルタ４Ａ、４Ｂ）の特性は、図２に示した特性に限定されるものではない。その特性は、観察者が違和感なく立体画像を観察可能な程度において、Ｒ、Ｇ、Ｂの三原色のそれぞれの波長帯域内において少なくとも一つの透過波長帯域（波長帯域）と反射帯域とを有するものであればよい。即ち、「狭帯域の波長透過特性」とは、赤、青、緑の波長帯域の少なくともいずれか１つの波長帯域において、いずれか１つの波長帯域よりも狭い特定の波長帯域の光を透過させ、その特定の波長帯域外の波長帯域の光を反射させる特性を有する素子である。 However, the characteristics of the narrow-band wavelength transmission characteristic element 4 (dichroic filters 4A and 4B) are not limited to the characteristics shown in FIG. The characteristic has at least one transmission wavelength band (wavelength band) and reflection band within each wavelength band of the three primary colors R, G, and B to the extent that an observer can observe a stereoscopic image without a sense of incongruity. I just need it. In other words, the “narrowband wavelength transmission characteristic” means that light in a specific wavelength band narrower than any one wavelength band is transmitted in at least one wavelength band of red, blue, and green, It is an element having a characteristic of reflecting light in a wavelength band outside the specific wavelength band.
図１に示されるように、ダイクロイックフィルタ４Ａ、４Ｂは、光軸ＯＡに対して略４５度傾いて配置されている（α、β≒４５度）。ここで、「略４５度」とは、光軸ＯＡに対して実質的に４５度だけ傾いていると評価される場合をも含む意味であり、厳密に４５度だけ傾いて配置されている場合に限定されるものではない。 As shown in FIG. 1, the dichroic filters 4A and 4B are disposed with an inclination of approximately 45 degrees with respect to the optical axis OA (α, β≈45 degrees). Here, “substantially 45 degrees” means to include a case where it is evaluated that the inclination is substantially 45 degrees with respect to the optical axis OA. It is not limited to.
続いて、図３を参照して、プロジェクタ１００（照明光学系）の内部に形成される光源像について説明する。図３（ａ）は、光源１から発して第１のフライアイレンズ２および第２のフライアイレンズ３を透過した段階の光により形成される光源像を示している。この段階では、全領域が光源１の発光スペクトルによる白色光となっている。 Next, a light source image formed inside the projector 100 (illumination optical system) will be described with reference to FIG. FIG. 3A shows a light source image formed by the light emitted from the light source 1 and transmitted through the first fly-eye lens 2 and the second fly-eye lens 3. At this stage, the entire region is white light by the emission spectrum of the light source 1.
図３（ｂ）は、狭帯域波長透過特性素子４を透過した段階の光により形成される光源像を示している。図３（ｂ）に示されるように、ダイクロイックフィルタ４Ａを透過した領域の光源像は、第１の三原色光の分光特性を有する。また、ダイクロイックフィルタ４Ｂを透過した領域の光源像は、第２の三原色光の分光特性を有する。 FIG. 3B shows a light source image formed by light at a stage that has passed through the narrow-band wavelength transmission characteristic element 4. As shown in FIG. 3B, the light source image in the region transmitted through the dichroic filter 4A has the spectral characteristics of the first three primary color lights. In addition, the light source image of the region transmitted through the dichroic filter 4B has the spectral characteristics of the second primary color light.
図１に示されるように、ダイクロイックフィルタ４Ａ、４Ｂ（狭帯域波長透過特性素子４）でカットされた光は、それぞれのダイクロイックフィルタ４Ａ、４Ｂで反射して吸収部材５により吸収される。本実施例において、ダイクロイックフィルタ４Ａ、４Ｂ（狭帯域波長透過特性素子４）は、光束平行度の高い（テレセントリックな）位置に配置されている。すなわちダイクロイックフィルタ４Ａ、４Ｂは、光源１とコンデンサレンズ６との間（フライアイレンズの近傍）、より好ましくは、フライアイレンズ（第１のフライアイレンズ２、第２のフライアイレンズ３）とコンデンサレンズ６との間に配置されている。光源１からの光束の主光線は、このような位置において、光軸ＯＡと略平行になっている（略コリメート光になっている）。ここで、「略平行」とは、厳密に平行である場合だけでなく、実質的に平行であると評価される場合をも含む意味である。また、ダイクロイックフィルタ４Ａ、４Ｂをフライアイレンズの近傍（光源１とコンデンサレンズ６との間）に配置すると、画像表示素子７の近傍（コンデンサレンズ６よりも画像表示素子７側）に配置した場合と比べて、集光角度θも小さい。なお、集光角度θとは、光源１からの入射光の光軸ＯＡに対する最大角度である。 As shown in FIG. 1, the light cut by the dichroic filters 4 </ b> A and 4 </ b> B (narrowband wavelength transmission characteristic element 4) is reflected by the respective dichroic filters 4 </ b> A and 4 </ b> B and absorbed by the absorbing member 5. In the present embodiment, the dichroic filters 4A and 4B (narrowband wavelength transmission characteristic elements 4) are arranged at positions (telecentric) where the light beam parallelism is high. That is, the dichroic filters 4A and 4B are disposed between the light source 1 and the condenser lens 6 (in the vicinity of the fly-eye lens), more preferably, fly-eye lenses (the first fly-eye lens 2 and the second fly-eye lens 3). It is arranged between the condenser lens 6. The principal ray of the light beam from the light source 1 is substantially parallel to the optical axis OA at such a position (substantially collimated light). Here, “substantially parallel” means not only the case of being strictly parallel but also the case of being evaluated as being substantially parallel. When the dichroic filters 4A and 4B are arranged in the vicinity of the fly-eye lens (between the light source 1 and the condenser lens 6), the dichroic filters 4A and 4B are arranged in the vicinity of the image display element 7 (the image display element 7 side of the condenser lens 6). Is smaller than the light collection angle θ. The condensing angle θ is the maximum angle of the incident light from the light source 1 with respect to the optical axis OA.
このような構成により、ダイクロイックフィルタ４Ａ、４Ｂの急峻なエッジ特性を維持することができるため、隣接する透過帯域への漏れ光すなわちクロストーク光の発生が低減し、高品質な画像（立体画像）を提供することが可能となる。本実施例において、集光角度θ（光源１からの入射光の最大角度）は光軸ＯＡに対して、例えば１５度以下になっている。集光角度が小さくなるほどクロストーク光の発生を低減することができる。このため、集光角度θは、１０度以下に設定されることが好ましい。更には、集光角度θは、５度以下に設定されることがより好ましい。 With such a configuration, since the steep edge characteristics of the dichroic filters 4A and 4B can be maintained, the occurrence of leaked light, that is, crosstalk light, to adjacent transmission bands is reduced, and a high-quality image (stereoscopic image). Can be provided. In the present embodiment, the condensing angle θ (the maximum angle of incident light from the light source 1) is, for example, 15 degrees or less with respect to the optical axis OA. The generation of crosstalk light can be reduced as the condensing angle becomes smaller. For this reason, the condensing angle θ is preferably set to 10 degrees or less. Furthermore, the condensing angle θ is more preferably set to 5 degrees or less.
コンデンサレンズ６により画像表示素子７に照明された光は、画像表示素子７の透過後、投射レンズ８に入射する。そして光源像は、投射レンズ８の絞り位置において再結像する。図３（ｃ）は、投射レンズ８の絞りの近傍に形成される光源像を示している。図３（ｃ）の光源像は、図３（ｂ）の光源像と比較して、上下反転して結像している。 The light illuminated on the image display element 7 by the condenser lens 6 enters the projection lens 8 after passing through the image display element 7. The light source image is re-imaged at the stop position of the projection lens 8. FIG. 3C shows a light source image formed in the vicinity of the stop of the projection lens 8. The light source image in FIG. 3C is formed upside down as compared with the light source image in FIG.
画像表示素子７は、時間順次に（時分割で）左眼用画像ＴＬと右眼用画像ＴＲとを交互に表示する。図１中の（ＴＬ）、（ＴＲ）は、左眼用画像ＴＬと右眼用画像ＴＲをそれぞれ示している。左眼用画像ＴＬおよび右眼用画像ＴＲは、画像の１フレーム内において複数回という高速で繰り返り切り替えられるため、視聴者に画像の切り替えが感知されない。図１に示されるように、投射レンズ８の絞り位置には、遮光部としての可動絞り９Ａ、９Ｂ（シャッター）が設置されている。 The image display element 7 alternately displays the left-eye image TL and the right-eye image TR in time sequence (in time division). (TL) and (TR) in FIG. 1 indicate a left-eye image TL and a right-eye image TR, respectively. Since the left-eye image TL and the right-eye image TR are repeatedly switched at a high speed of a plurality of times within one frame of the image, the viewer does not sense the switching of the image. As shown in FIG. 1, movable apertures 9 </ b> A and 9 </ b> B (shutters) as light shielding portions are installed at the aperture position of the projection lens 8.
続いて、図４を参照して、本実施例における可動絞り９Ａ、９Ｂ（シャッター）の動作について説明する。図４は、可動絞り９Ａ、９Ｂの動作の説明図である。可動絞り９Ｂは、左眼用画像ＴＬを表示する時間において、投射レンズ８の絞りに結像する光源像のうち第２の三原色光領域のみを遮光する。一方、可動絞り９Ａは、右眼用画像ＴＲを表示する時間において、第１の三原色光領域のみを遮光する。これにより、投射レンズ８から射出する画像のスペクトル（射出光スペクトル）は、第１の三原色光領域と第２の三原色光領域との間で交互に切り替わる。そして、視聴者が付けている狭帯域フィルタを備えた眼鏡（立体画像表示用の眼鏡）により、画像の選別が行われる。眼鏡側に入射する光は角度が小さいため、漏れ光を生じない。従って、クロストークが小さい高品質な立体画像を享受することができる。 Next, with reference to FIG. 4, the operation of the movable diaphragms 9A and 9B (shutter) in the present embodiment will be described. FIG. 4 is an explanatory diagram of the operation of the movable diaphragms 9A and 9B. The movable diaphragm 9B blocks only the second three primary color light regions in the light source image formed on the diaphragm of the projection lens 8 during the time for displaying the left eye image TL. On the other hand, the movable diaphragm 9A shields only the first three primary color light regions during the time for displaying the right eye image TR. Thereby, the spectrum (emitted light spectrum) of the image emitted from the projection lens 8 is alternately switched between the first three primary color light regions and the second three primary color light regions. Then, the image is selected by the glasses (the glasses for stereoscopic image display) provided with the narrow band filter attached by the viewer. Since the light incident on the spectacles has a small angle, no light leaks. Therefore, it is possible to enjoy a high-quality stereoscopic image with small crosstalk.
このように本実施例において、狭帯域波長透過特性素子４は、第１の領域（図１中の光軸ＯＡよりも上側の領域）に配置された第１の光学素子、および、第２の領域（図１中の光軸ＯＡよりも下側の領域）に配置された第２の光学素子を有する。第１の光学素子は、第１の波長透過特性を有し、第２の光学素子は、第１の波長透過特性と異なる第２の波長透過特性を有する。また投射レンズ８は、映像光（画像光）のうち第１の光学素子を透過して得られた映像光（画像光）と、第２の光学素子を透過して得られた映像光（画像光）とを、交互に遮光する遮光部（シャッター）を有する。 As described above, in this embodiment, the narrow-band wavelength transmission characteristic element 4 includes the first optical element disposed in the first area (the area above the optical axis OA in FIG. 1), and the second optical element. It has the 2nd optical element arrange | positioned in the area | region (area | region below optical axis OA in FIG. 1). The first optical element has a first wavelength transmission characteristic, and the second optical element has a second wavelength transmission characteristic different from the first wavelength transmission characteristic. The projection lens 8 includes video light (image light) obtained by transmitting the first optical element among video light (image light) and video light (image) obtained by transmitting the second optical element. And a light shielding portion (shutter) that alternately shields light.
なお本実施例において、第１の三原色光領域と第２の三原色光領域とを切り替える遮光部（シャッター）として、可動絞りを用いているが、これに限定されるものではない。可動絞りに代えて、物理的に移動するシャッター、または、二つの領域において別々に駆動可能な液晶シャッターを用いることもできる。 In the present embodiment, a movable diaphragm is used as a light-shielding portion (shutter) that switches between the first three primary color light regions and the second three primary color light regions. However, the present invention is not limited to this. Instead of the movable diaphragm, a physically moving shutter or a liquid crystal shutter that can be driven separately in two regions can be used.
また本実施例において、狭帯域波長透過特性素子４は、第２のフライアイレンズ３とコンデンサレンズ６との間に配置されているが、これに限定されるものではない。狭帯域波長透過特性素子４は、第２のフライアイレンズ３よりも前段（光源１側）に配置してもよい。すなわち狭帯域波長透過特性素子４は、第１のフライアイレンズ２と第２のフライアイレンズ３との間、または、第１のフライアイレンズ２と光源１との間に配置することもできる。 In the present embodiment, the narrow band wavelength transmission characteristic element 4 is disposed between the second fly's eye lens 3 and the condenser lens 6, but is not limited thereto. The narrow-band wavelength transmission characteristic element 4 may be arranged in front of the second fly-eye lens 3 (on the light source 1 side). That is, the narrow-band wavelength transmission characteristic element 4 can be disposed between the first fly-eye lens 2 and the second fly-eye lens 3 or between the first fly-eye lens 2 and the light source 1. .
また本実施例において、可動絞り９Ａ、９Ｂ（シャッター）または狭帯域波長透過特性素子４（ダイクロイックフィルタ４Ａ、４Ｂ）の分割方向は、本実施例（図１）では上下方向であるとして説明したが、これに限定されるものではない。例えば、これらの分割方向は、左右方向でもよく、または、斜め方向であってもよい。 Further, in this embodiment, the movable diaphragms 9A and 9B (shutters) or the narrow band wavelength transmission characteristic elements 4 (dichroic filters 4A and 4B) have been described as being in the vertical direction in this embodiment (FIG. 1). However, the present invention is not limited to this. For example, these dividing directions may be the left-right direction or an oblique direction.
次に、図５および図６を参照して、本発明の実施例２における投射型表示装置（プロジェクタ）について説明する。図５は、本実施例におけるプロジェクタ１００ａ（光学系）の概略構成図である。本実施例のプロジェクタ１００ａは、狭帯域波長透過特性素子４に代えて、狭帯域波長透過特性素子１４を有する点で、実施例１のプロジェクタ１００と異なる。 Next, with reference to FIG. 5 and FIG. 6, the projection type display apparatus (projector) in Example 2 of this invention is demonstrated. FIG. 5 is a schematic configuration diagram of the projector 100a (optical system) in the present embodiment. The projector 100a according to the present embodiment is different from the projector 100 according to the first embodiment in that a narrow band wavelength transmission characteristic element 14 is provided instead of the narrow band wavelength transmission characteristic element 4.
本実施例の狭帯域波長透過特性素子１４（光学素子）は、一枚のダイクロイックフィルタからなり、時間順次に（時分割で）光軸ＯＡに対する狭帯域波長透過特性素子１４の角度が変化するように構成されている。例えば本実施例において、図５中の上側に示される左眼用画像ＴＬを表示する場合、狭帯域波長透過特性素子１４の角度（狭帯域波長透過特性素子１４の法線と光軸ＯＡとの間の第１の角度）はα１となる。一方、図５中の下側に示される右眼用画像ＴＲを表示する場合、狭帯域波長透過特性素子１４の角度（第２の角度）はα２（α２＞α１）となる。本実施例において、駆動手段１５は、光軸ＯＡに対する狭帯域波長透過特性素子１４の角度が角度α１（第１の角度）と角度α２（第２の角度）との間で交互に変更するように狭帯域波長透過特性素子１４を駆動する。 The narrow-band wavelength transmission characteristic element 14 (optical element) of the present embodiment is composed of a single dichroic filter so that the angle of the narrow-band wavelength transmission characteristic element 14 with respect to the optical axis OA changes in time sequence (in time division). It is configured. For example, in this embodiment, when the left-eye image TL shown on the upper side in FIG. 5 is displayed, the angle of the narrowband wavelength transmission characteristic element 14 (the normal of the narrowband wavelength transmission characteristic element 14 and the optical axis OA). The first angle between them is α1. On the other hand, when the right-eye image TR shown on the lower side in FIG. 5 is displayed, the angle (second angle) of the narrowband wavelength transmission characteristic element 14 is α2 (α2> α1). In the present embodiment, the driving unit 15 alternately changes the angle of the narrowband wavelength transmission characteristic element 14 with respect to the optical axis OA between an angle α1 (first angle) and an angle α2 (second angle). The narrow band wavelength transmission characteristic element 14 is driven.
ダイクロイックフィルタ（狭帯域波長透過特性素子１４）は、角度（入射角度）が大きくなるに従って、その透過帯域が短波長側にシフトするという特性を有する。この特性を利用して、時間順次に狭帯域波長透過特性素子１４の角度を切り替えることにより、透過帯域（透過波長帯域）を変更する。図５中の下側に示される右眼用画像ＴＲは、図５中の上側に示される左眼用画像ＴＬに対して、光線（光）の入射角度が大きくなる（α１＜α２）。このため、右眼用画像ＴＲにおける透過波長帯域は、左眼用画像ＴＬにおける透過波長に対して、短波長側にシフトする。すなわち、左眼用画像ＴＬにおける透過波長帯域は、右眼用画像ＴＲにおける透過波長に対して、高波長側にシフトする。 The dichroic filter (narrowband wavelength transmission characteristic element 14) has a characteristic that the transmission band shifts to the short wavelength side as the angle (incident angle) increases. Using this characteristic, the transmission band (transmission wavelength band) is changed by switching the angle of the narrow band wavelength transmission characteristic element 14 in time order. The right eye image TR shown on the lower side in FIG. 5 has a larger incident angle of light (light) than the left eye image TL shown on the upper side in FIG. 5 (α1 <α2). For this reason, the transmission wavelength band in the right eye image TR is shifted to the short wavelength side with respect to the transmission wavelength in the left eye image TL. That is, the transmission wavelength band in the left-eye image TL is shifted to the higher wavelength side with respect to the transmission wavelength in the right-eye image TR.
図６は、狭帯域波長透過特性素子１４の特性図であり、左眼用画像ＴＬと右眼用画像ＴＲのそれぞれにおける透過率特性を示している。このように、左眼用画像ＴＬの透過波長帯域は、右眼用画像ＴＲの透過波長よりも高波長側にシフトし、右眼用画像ＴＲの透過波長帯域は、左眼用画像ＴＬの透過波長よりも短波長側にシフトする。すなわち、本実施例の狭帯域波長透過特性素子１４は、光軸ＯＡに対して角度α１（第１の角度）の場合に第１の波長透過特性（図６中の左側に示される特性）を有する。また狭帯域波長透過特性素子１４は、光軸ＯＡに対して角度α２（第２の角度）の場合に第１の波長透過特性と異なる第２の波長透過特性（図６中の右側に示される特性）を有する。 FIG. 6 is a characteristic diagram of the narrow-band wavelength transmission characteristic element 14 and shows transmittance characteristics in the left-eye image TL and the right-eye image TR. Thus, the transmission wavelength band of the left-eye image TL is shifted to a higher wavelength side than the transmission wavelength of the right-eye image TR, and the transmission wavelength band of the right-eye image TR is the transmission of the left-eye image TL. Shift to shorter wavelength side than wavelength. That is, the narrowband wavelength transmission characteristic element 14 of the present embodiment exhibits the first wavelength transmission characteristic (characteristic shown on the left side in FIG. 6) when the angle α1 (first angle) is relative to the optical axis OA. Have. Further, the narrow band wavelength transmission characteristic element 14 has a second wavelength transmission characteristic (shown on the right side in FIG. 6) different from the first wavelength transmission characteristic when the angle α2 (second angle) with respect to the optical axis OA. Characteristic).
なお、狭帯域波長透過特性素子１４の角度変化に伴う帯域シフトの敏感度は、比例関係ではなく、角度が大きいほど敏感度は大きくなる。このため、左眼用画像ＴＬを表示する場合の狭帯域波長透過特性素子１４の角度をより大きく設定することにより、左眼用画像ＴＬと右眼用画像ＴＲにおける狭帯域波長透過特性素子１４の角度差を小さくすることができる。 Note that the sensitivity of the band shift accompanying the change in the angle of the narrow-band wavelength transmission characteristic element 14 is not proportional, and the sensitivity increases as the angle increases. Therefore, by setting the angle of the narrowband wavelength transmission characteristic element 14 in the case of displaying the left-eye image TL larger, the narrowband wavelength transmission characteristic element 14 in the left-eye image TL and the right-eye image TR The angle difference can be reduced.
本実施例では、このような構成により、スクリーン上に到達する波長特性を左眼用画像ＴＬと右眼用画像ＴＲとの間で互いに異ならせることができる。この結果、視聴者が付けている狭帯域フィルタを備えた眼鏡により、画像の選別が行われる。なお図５において、狭帯域波長透過特性素子１４は、上下方向に傾いて配置されて振動するよう描かれているが、その方向は他の方向であってもよい。 In this embodiment, with such a configuration, the wavelength characteristics that reach the screen can be made different between the left-eye image TL and the right-eye image TR. As a result, the image is selected by the glasses equipped with the narrow band filter attached by the viewer. In FIG. 5, the narrow-band wavelength transmission characteristic element 14 is drawn so as to be inclined and vibrated in the vertical direction, but the direction may be another direction.
次に、図７を参照して、本発明の実施例３における投射型表示装置（プロジェクタ）について説明する。本実施例では、狭帯域波長透過特性素子の透過帯域が実施例１、２の狭帯域波長透過特性素子４、１４と異なる。図７は、本実施例における狭帯域波長透過特性素子の特性図である。本実施例の狭帯域波長透過特性素子（ダイクロイックフィルタ）は、三原色（Ｒ、Ｇ、Ｂ領域）のそれぞれにおいて、二つの透過帯域（透過波長帯域）を有する。なお、本実施例の狭帯域波長透過特性素子は、Ｒ、Ｇ、Ｂの三原色の少なくとも一つに複数の透過波長帯域を有するように構成されていればよい。 Next, with reference to FIG. 7, a projection type display device (projector) in Embodiment 3 of the present invention will be described. In the present embodiment, the transmission band of the narrow band wavelength transmission characteristic element is different from the narrow band wavelength transmission characteristic elements 4 and 14 of the first and second embodiments. FIG. 7 is a characteristic diagram of the narrow-band wavelength transmission characteristic element in this example. The narrow band wavelength transmission characteristic element (dichroic filter) of the present embodiment has two transmission bands (transmission wavelength bands) in each of the three primary colors (R, G, and B regions). In addition, the narrow-band wavelength transmission characteristic element of a present Example should just be comprised so that at least one of the three primary colors of R, G, and B may have a some transmission wavelength band.
本実施例の構成によれば、左眼用画像ＴＬと右眼用画像ＴＲのそれぞれの原色の色の差を小さくすることができる。このように、左右画像の色の差を小さくすることができるため、視聴者の違和感を軽減することが可能となる。また、本実施例のダイクロイックフィルタを実施例２の狭帯域波長透過特性素子１４に適用した場合、狭帯域波長透過特性素子１４の振動角度を、実施例２の場合よりも小さくすることができる。 According to the configuration of the present embodiment, the primary color difference between the left-eye image TL and the right-eye image TR can be reduced. Thus, since the difference in color between the left and right images can be reduced, it is possible to reduce the viewer's discomfort. Further, when the dichroic filter of the present embodiment is applied to the narrowband wavelength transmission characteristic element 14 of the second embodiment, the vibration angle of the narrowband wavelength transmission characteristic element 14 can be made smaller than that of the second embodiment.
次に、図８および図９を参照して、本発明の実施例４における投射型表示装置（プロジェクタ）について説明する。図８は、本実施例におけるプロジェクタ１００ｂ（光学系）の概略構成図である。図９は、本実施例におけるプロジェクタ１００ｃ（光学系）の概略構成図である。本実施例のプロジェクタ１００ｂ、１００ｃは、立体画像非表示時（二次元画像表示時）における狭帯域波長透過特性素子４、１４の動作について、実施例１、２のプロジェクタ１００、１００ａと異なる。 Next, with reference to FIG. 8 and FIG. 9, a projection type display apparatus (projector) in Embodiment 4 of the present invention will be described. FIG. 8 is a schematic configuration diagram of the projector 100b (optical system) in the present embodiment. FIG. 9 is a schematic configuration diagram of the projector 100c (optical system) in the present embodiment. The projectors 100b and 100c according to the present embodiment are different from the projectors 100 and 100a according to the first and second embodiments in the operation of the narrowband wavelength transmission characteristic elements 4 and 14 when a stereoscopic image is not displayed (when a two-dimensional image is displayed).
立体画像非表示の場合、光源１からの光は、狭帯域波長透過特性素子４を透過する必要はない。このため、本実施例の狭帯域波長透過特性素子４は、立体画像非表示時の際に光路外へ退避するように構成されている。このような構成により、立体画像非表示時（二次元画像表示時）に、より高輝度の画像を表示することができる。 In the case of stereoscopic image non-display, the light from the light source 1 does not need to pass through the narrow band wavelength transmission characteristic element 4. For this reason, the narrow-band wavelength transmission characteristic element 4 of the present embodiment is configured to retract out of the optical path when a stereoscopic image is not displayed. With such a configuration, it is possible to display a higher-luminance image when a stereoscopic image is not displayed (when a two-dimensional image is displayed).
図８は、実施例１のプロジェクタ１００に関して、狭帯域波長透過特性素子４（ダイクロイックフィルタ４Ａ、４Ｂ）が光路外へ退避した状態を示している。またこのとき、可動絞り９Ａ、９Ｂの両方が開放状態となる。この場合、図３（ａ）の状態のまま投射レンズ８の絞りを透過する。すなわち、スクリーン上まで光源白色のスペクトルでかつ瞳も制限されない状態で到達する。このように、立体画像非表示の場合に狭帯域波長透過特性素子４が光路外へ退避することにより、通常のプロジェクタと同様の性能が得られる。図９は、実施例２のプロジェクタ１００ａに関して、狭帯域波長透過特性素子１４が光路外へ退避した状態を示している。このとき、前述と同様に、通常のプロジェクタと同様の性能が得られる。 FIG. 8 shows a state in which the narrow-band wavelength transmission characteristic element 4 (dichroic filters 4A and 4B) is retracted from the optical path with respect to the projector 100 of the first embodiment. At this time, both the movable diaphragms 9A and 9B are opened. In this case, the aperture of the projection lens 8 is transmitted through the state shown in FIG. That is, the light source white spectrum is reached on the screen without being limited. As described above, when the stereoscopic image is not displayed, the narrowband wavelength transmission characteristic element 4 is retracted out of the optical path, so that the same performance as that of a normal projector can be obtained. FIG. 9 shows a state in which the narrow-band wavelength transmission characteristic element 14 is retracted out of the optical path with respect to the projector 100a of the second embodiment. At this time, as described above, the same performance as that of a normal projector can be obtained.
本実施例では、通常の画像表示時（立体画像非表示時）において、狭帯域波長透過特性素子を光路外へ退避させることにより、立体画像と通常の画像とを一台のプロジェクタで適宜切り替えて利用することができる。 In the present embodiment, when a normal image is displayed (when a stereoscopic image is not displayed), the stereoscopic image and the normal image are appropriately switched by a single projector by retracting the narrow-band wavelength transmission characteristic element out of the optical path. Can be used.
次に、図１０乃至図１４を参照して、本発明の実施例５における投射型表示装置（プロジェクタ）について説明する。図１０は、本実施例におけるプロジェクタ１００ｄ（光学系）の概略構成図である。 Next, a projection type display device (projector) according to Embodiment 5 of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 10 is a schematic configuration diagram of a projector 100d (optical system) in the present embodiment.
図１０に示されるように、プロジェクタ１００ｄには、第２のフライアイレンズ３の後段（第２のフライアイレンズ３と狭帯域波長透過特性素子２４との間）に、偏光変換素子１０が配置されている。偏光変換素子１０は、入射光の偏光方向を揃える。偏光変換素子１０は、例えば、フライアイレンズ（第１のフライアイレンズ２、第２のフライアイレンズ３）のレンズセルピッチの半分のピッチで配列された偏光ビームスプリッタアレイの出側に、二分の一波長板を一つおきに配列して構成される。このような構成により、偏光変換素子１０は、自然光を特定の直線偏光に変換する機能を有する。本実施例において、偏光変換素子１０は、紙面内に振動する直線偏光（本実施例ではｐ偏光）に変換する。 As shown in FIG. 10, in the projector 100d, the polarization conversion element 10 is arranged at the subsequent stage of the second fly-eye lens 3 (between the second fly-eye lens 3 and the narrowband wavelength transmission characteristic element 24). Has been. The polarization conversion element 10 aligns the polarization direction of incident light. For example, the polarization conversion element 10 is divided into two on the exit side of the polarization beam splitter array arranged at a half of the lens cell pitch of the fly-eye lens (the first fly-eye lens 2 and the second fly-eye lens 3). Are arranged by arranging every other wavelength plate. With such a configuration, the polarization conversion element 10 has a function of converting natural light into specific linearly polarized light. In the present embodiment, the polarization conversion element 10 converts linearly polarized light (p-polarized light in the present embodiment) that vibrates in the paper surface.
偏光変換素子１０の後段には、狭帯域波長透過特性素子２４（光学素子）が配置されている。図１１は、狭帯域波長透過特性素子２４の構成図である。図１１に示されるように、本実施例の狭帯域波長透過特性素子２４は、入射側（偏光変換素子１０側）に波長選択性位相差板４１、および、出側（コンデンサレンズ６側）に液晶素子４２が配置された構成を有する。波長選択性位相差板４１は、例えば複数の位相差板を積層して形成され、特定の波長帯域のみに位相差を与える特性を有する。 A narrow band wavelength transmission characteristic element 24 (optical element) is disposed at the subsequent stage of the polarization conversion element 10. FIG. 11 is a configuration diagram of the narrow band wavelength transmission characteristic element 24. As shown in FIG. 11, the narrowband wavelength transmission characteristic element 24 of the present embodiment has a wavelength-selective phase difference plate 41 on the incident side (polarization conversion element 10 side) and an output side (condenser lens 6 side). The liquid crystal element 42 is arranged. The wavelength selective phase difference plate 41 is formed, for example, by laminating a plurality of phase difference plates, and has a characteristic of giving a phase difference only to a specific wavelength band.
図１２は、本実施例における波長選択性位相差板４１の特性図である。図１２に示されるように、波長選択性位相差板４１は、Ｒ、Ｇ、Ｂのそれぞれの色において、短波長側（波長帯域Ｒ１、Ｇ１、Ｂ１）にのみ位相差を与える特性を有する。液晶素子４２は、電圧が印加されていない場合（オフ状態）には位相差を与えず（位相差ゼロ）、一方、電圧が印加された場合（オン状態）にはλ／２の位相差を与える機能を有する素子である。本実施例において、図１０中の上側に示される左眼用画像ＴＬの表示時にはオン状態となり、図１０中の下側に示される右眼用画像ＴＲの表示時にはオフ状態となる。 FIG. 12 is a characteristic diagram of the wavelength selective phase difference plate 41 in the present embodiment. As shown in FIG. 12, the wavelength-selective retardation plate 41 has a characteristic of giving a phase difference only to the short wavelength side (wavelength bands R1, G1, and B1) in each of R, G, and B colors. The liquid crystal element 42 does not give a phase difference (zero phase difference) when no voltage is applied (off state), while it has a phase difference of λ / 2 when a voltage is applied (on state). It is an element having a function to provide. In this embodiment, the left-eye image TL shown on the upper side in FIG. 10 is turned on, and the right-eye image TR shown on the lower side in FIG. 10 is turned off.
図１０に示されるように、画像表示素子７の前段（光源側）には、偏光素子１１が配置されている。偏光素子１１は、ｐ偏光のみ透過するようにその偏光透過軸が設定されている。以上の構成により、左眼用画像ＴＬと右眼用画像ＴＲとの間で画像表示素子７に入射する三原色は、第１の三原色と第２の三原色との間で交互に切り替わる。以下、これについて詳述する。 As shown in FIG. 10, the polarizing element 11 is disposed in the front stage (light source side) of the image display element 7. The polarizing element 11 has its polarization transmission axis set so as to transmit only p-polarized light. With the above configuration, the three primary colors incident on the image display element 7 between the left-eye image TL and the right-eye image TR are alternately switched between the first three primary colors and the second three primary colors. This will be described in detail below.
偏光変換素子１０を射出した光は、自然光からｐ偏光（紙面内において振動する直線偏光）に変換される。狭帯域波長透過特性素子２４（額光学素子）に入射したｐ偏光は、まず波長選択性位相差板４１を通過する。その結果、ＲＧＢの短波長側のスペクトル（第１の三原色光、図１０中の実線矢印）はλ／２の位相差が与えられ、ｓ偏光（紙面に垂直な方向に振動する偏光）となる。一方、ＲＧＢの各色の長波長側のスペクトル（第２の三原色光、図１０中の点線矢印）は位相差が与えられないため、ｐ偏光のまま透過する。 The light emitted from the polarization conversion element 10 is converted from natural light into p-polarized light (linearly polarized light that vibrates in the paper surface). The p-polarized light incident on the narrow-band wavelength transmission characteristic element 24 (the forehead optical element) first passes through the wavelength selective phase difference plate 41. As a result, the RGB short wavelength side spectrum (first three primary color lights, solid line arrows in FIG. 10) is given a phase difference of λ / 2 and becomes s-polarized light (polarized light oscillating in a direction perpendicular to the paper surface). . On the other hand, the spectrum on the long wavelength side of each RGB color (second three primary color light, dotted arrow in FIG. 10) is transmitted with p-polarized light because no phase difference is given.
波長選択性位相差板４１を通過した第１の三原色光および第２の三原色光は、液晶素子４２に入射する。液晶素子４２は、図１０中の上側に示される左眼用画像ＴＬの期間において、電圧が印加されてオン状態となるため、透過する全ての光にλ／２の位相差を与える。このため、ｓ偏光として入射した第１の三原色光はｐ偏光に変換され、ｐ偏光として入射した第２の三原色光はｓ偏光に変換されて、液晶素子４２を射出する。その結果、第１の三原色光が偏光素子１１を透過する。図１３中の左側には、左眼用画像ＴＬに対して、画像表示素子７に入射するスペクトルの特性図を示す。 The first three primary color light and the second three primary color light that have passed through the wavelength selective phase difference plate 41 enter the liquid crystal element 42. Since the liquid crystal element 42 is turned on by applying a voltage during the period of the left-eye image TL shown on the upper side in FIG. 10, the liquid crystal element 42 gives a phase difference of λ / 2 to all transmitted light. Therefore, the first three primary color light incident as s-polarized light is converted into p-polarized light, and the second three primary color light incident as p-polarized light is converted into s-polarized light and emitted from the liquid crystal element 42. As a result, the first three primary color lights are transmitted through the polarizing element 11. On the left side in FIG. 13, a characteristic diagram of a spectrum incident on the image display element 7 with respect to the image TL for the left eye is shown.
一方、右眼用画像ＴＲの期間において、液晶素子４２には電圧が印加されずオン状態となる。このとき、透過する光に対して位相差は与えられないため、そのままの偏光状態で透過する。その結果、液晶素子４２にｐ偏光で入射した第２の三原色光が偏光素子１１を透過する。図１３中の右側には、右眼用画像ＴＲに対して、画像表示素子７に入射するスペクトルの特性図を示す。以上のように、本実施例では液晶素子４２の電圧を切り替えることにより、画像表示素子７に入射する光のスペクトルを交互に切り替えることができる。 On the other hand, during the period of the right eye image TR, no voltage is applied to the liquid crystal element 42 and the liquid crystal element 42 is turned on. At this time, since no phase difference is given to the transmitted light, the light is transmitted as it is. As a result, the second three primary color light incident on the liquid crystal element 42 with p-polarized light is transmitted through the polarizing element 11. The right side in FIG. 13 shows a characteristic diagram of the spectrum incident on the image display element 7 with respect to the image TR for the right eye. As described above, in this embodiment, the spectrum of light incident on the image display element 7 can be switched alternately by switching the voltage of the liquid crystal element 42.
このように本実施例において、狭帯域波長透過特性素子２４は、Ｒ、Ｇ、Ｂの三原色の少なくとも一つに位相差付与波長帯域および位相差非付与波長帯域を有する波長選択性位相差板４１、および、オン／オフ駆動を交互に行う液晶素子４２を有する。液晶素子４２のオン／オフ駆動は、液晶素子４２が入射光を変調するオン状態と入射光を変調しないオフ状態とを交互にとるよう液晶素子４２を駆動する駆動手段（不図示）により行われる。波長選択性位相差板４１は、位相差付与波長帯域の偏光と位相差非付与波長帯域の偏光とが互いに直交する直線偏光を形成する。そして、液晶素子４２のオン状態とオフ状態との切り替えにより、位相差付与波長帯域における光と位相差非付与波長帯域における光に関して、直線偏光の方向が交互に切り替わる。 As described above, in this embodiment, the narrow band wavelength transmission characteristic element 24 includes the wavelength selective phase difference plate 41 having a phase difference imparting wavelength band and a phase difference non-given wavelength band in at least one of the three primary colors R, G, and B. And a liquid crystal element 42 that alternately performs on / off driving. The liquid crystal element 42 is turned on / off by driving means (not shown) that drives the liquid crystal element 42 so that the liquid crystal element 42 alternately takes an on state in which incident light is modulated and an off state in which incident light is not modulated. . The wavelength-selective retardation plate 41 forms linearly polarized light in which the polarized light in the phase difference imparting wavelength band and the polarized light in the phase difference non-given wavelength band are orthogonal to each other. Then, by switching the liquid crystal element 42 between the on state and the off state, the direction of linearly polarized light is alternately switched with respect to light in the phase difference imparting wavelength band and light in the phase difference non-given wavelength band.
続いて、本実施例におけるプロジェクタ１００ｄに対して用いられる眼鏡について説明する。図１４は、本実施例における眼鏡２００の構成図である。眼鏡２００は、色分離方式により立体画像を表示する投射型表示装置に対して用いられる立体画像表示用の眼鏡である。 Next, glasses used for the projector 100d in this embodiment will be described. FIG. 14 is a configuration diagram of the glasses 200 in the present embodiment. The glasses 200 are glasses for displaying a stereoscopic image used for a projection display device that displays a stereoscopic image by a color separation method.
眼鏡２００の左右のフィルタ（右眼用フィルタ、左眼用フィルタ）は、波長選択性位相差板２０１ａ、２０１ｂおよび偏光板２０３ａ、２０３ｂ（出射偏光板）を備えて構成されている。偏光板２０３ａ、２０３ｂは、右眼と左眼との間で９０度透過軸が異なっている。すなわち、右眼用フィルタは、Ｒ、Ｇ、Ｂの三原色の少なくとも１つに位相差付与波長帯域および位相差非付与波長帯域を有する波長選択性位相差板２０１ａ（第１の波長選択性位相差板）を有する。右眼用フィルタは、更に、波長選択性位相差板２０１ａの出射側に配置された偏光板２０３ａ（第１の偏光板）を有する。また、左眼用フィルタは、Ｒ、Ｇ、Ｂの三原色の少なくとも１つに位相差付与波長帯域および位相差非付与波長帯域を有する波長選択性位相差板２０１ｂ（第２の波長選択性位相差板）を有する。左眼用フィルタは、更に、波長選択性位相差板２０１ｂの出射側に配置された偏光板２０３ｂ（第２の偏光板）を有する。そして、偏光板２０３ａと偏光板２０３ｂとの透過軸は、互いに直交するように構成されている。 The left and right filters (right-eye filter, left-eye filter) of the glasses 200 are configured to include wavelength-selective phase difference plates 201a and 201b and polarizing plates 203a and 203b (outgoing polarizing plates). The polarizing plates 203a and 203b have different 90-degree transmission axes between the right eye and the left eye. That is, the right-eye filter includes a wavelength-selective retardation plate 201a (first wavelength-selective phase difference) having a phase difference imparting wavelength band and a phase difference non-given wavelength band in at least one of the three primary colors R, G, and B. Plate). The right-eye filter further includes a polarizing plate 203a (first polarizing plate) disposed on the emission side of the wavelength selective phase difference plate 201a. The left-eye filter includes a wavelength-selective phase difference plate 201b (second wavelength-selective phase difference) having a phase difference imparting wavelength band and a phase difference non-given wavelength band in at least one of the three primary colors R, G, and B. Plate). The left-eye filter further includes a polarizing plate 203b (second polarizing plate) disposed on the emission side of the wavelength selective phase difference plate 201b. The transmission axes of the polarizing plate 203a and the polarizing plate 203b are configured to be orthogonal to each other.
このような構成により、右眼用フィルタは右眼用画像ＴＲの画像光を通過させ、左眼用フィルタは左眼用画像ＴＬの画像光を通過させることができる。また、本実施例のプロジェクタ１００ｄおよび眼鏡２００は、機械的に動作する素子を含まないため、駆動音を生じず、また、機械的な劣化による寿命などがないという利点を有する。 With such a configuration, the right eye filter can pass the image light of the right eye image TR, and the left eye filter can pass the image light of the left eye image TL. Further, since the projector 100d and the glasses 200 according to the present embodiment do not include mechanically operated elements, the projector 100d and the glasses 200 have an advantage that no driving sound is generated and there is no lifetime due to mechanical deterioration.
上記各実施例のプロジェクタ（投射型表示装置）によれば、簡易な構成で高輝度かつ高解像度でクロストークの少ない立体画像を表示することが可能である。このため各実施例によれば、簡易な構成で高品質な立体画像を表示可能な投射型表示装置および眼鏡を提供することができる。 According to the projector (projection type display device) of each of the above embodiments, it is possible to display a stereoscopic image with high brightness, high resolution and little crosstalk with a simple configuration. Therefore, according to each embodiment, it is possible to provide a projection display device and glasses capable of displaying a high-quality stereoscopic image with a simple configuration.
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。 As mentioned above, although preferable embodiment of this invention was described, this invention is not limited to these embodiment, A various deformation | transformation and change are possible within the range of the summary.
１ 光源
２ 第１のフライアイレンズ
３ 第２のフライアイレンズ
４ 狭帯域波長透過特性素子
６ コンデンサレンズ
７ 画像表示素子
８ 投射レンズ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Light source 2 1st fly eye lens 3 2nd fly eye lens 4 Narrow band wavelength transmission characteristic element 6 Condenser lens 7 Image display element 8 Projection lens
Claims (15)
光源からの光が入射するフライアイレンズと、
特定の波長帯域の光のうち一部の波長帯域の光を透過させて他の波長帯域の光を反射する波長透過特性を有する光学素子と、
前記光学素子を透過した光を集光するコンデンサレンズと、
前記コンデンサレンズを透過した光を変調して画像光を生成する画像表示素子と、
前記画像表示素子により生成された前記画像光を投射する投射光学系と、を有し、
前記光学素子は、前記光源と前記コンデンサレンズとの間に配置されている、ことを特徴とする投射型表示装置。 A projection display device that enables observation of a stereoscopic image by projecting parallax images formed by light of different wavelength bands onto a projection surface,
A fly-eye lens into which light from the light source is incident;
An optical element having a wavelength transmission characteristic that transmits light in a certain wavelength band among light in a specific wavelength band and reflects light in other wavelength bands;
A condenser lens that collects light transmitted through the optical element;
An image display element for generating image light by modulating light transmitted through the condenser lens;
A projection optical system that projects the image light generated by the image display element,
The projection display device, wherein the optical element is disposed between the light source and the condenser lens.
前記第１の光学素子は、第１の波長透過特性を有し、
前記第２の光学素子は、前記第１の波長透過特性と異なる第２の波長透過特性を有し、
前記投射光学系は、前記画像光のうち前記第１の光学素子を透過した画像光と、前記第２の光学素子を透過した画像光とを、交互に遮光する遮光部を有する、ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の投射型表示装置。 The optical element includes a first optical element disposed in a first region, and a second optical element disposed in a second region,
The first optical element has a first wavelength transmission characteristic;
The second optical element has a second wavelength transmission characteristic different from the first wavelength transmission characteristic;
The projection optical system includes a light shielding unit that alternately shields the image light transmitted through the first optical element and the image light transmitted through the second optical element among the image light. The projection display device according to any one of claims 1 to 4.
前記光学素子は、前記光軸に対して前記第１の角度の場合に第１の波長透過特性を有し、前記光軸に対して前記第２の角度の場合に該第１の波長透過特性と異なる第２の波長透過特性を有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の投射型表示装置。 Driving means for driving the optical element so that the angle of the optical element with respect to the optical axis is alternately changed between a first angle and a second angle;
The optical element has a first wavelength transmission characteristic in the case of the first angle with respect to the optical axis, and the first wavelength transmission characteristic in the case of the second angle with respect to the optical axis. 5. The projection type display device according to claim 1, wherein the projection type display device has a second wavelength transmission characteristic different from the first wavelength transmission characteristic.
Ｒ、Ｇ、Ｂの三原色の少なくとも一つに位相差付与波長帯域および位相差非付与波長帯域を有する波長選択性位相差板と、
液晶素子が入射光を変調するオン状態と入射光を変調しないオフ状態とを交互にとるよう液晶素子を駆動する駆動手段を有し、
前記波長選択性位相差板は、前記位相差付与波長帯域の偏光と前記位相差非付与波長帯域の偏光とが互いに直交する直線偏光を形成し、
前記液晶素子のオン状態とオフ状態との切り替えにより、前記位相差付与波長帯域における光と前記位相差非付与波長帯域における光に関して、直線偏光の方向が交互に切り替わることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の投射型表示装置。 The optical element is
A wavelength selective phase difference plate having a phase difference imparting wavelength band and a phase difference non-given wavelength band in at least one of the three primary colors R, G, and B;
The liquid crystal element has a driving means for driving the liquid crystal element so as to alternately take an on state in which incident light is modulated and an off state in which incident light is not modulated;
The wavelength-selective retardation plate forms linearly polarized light in which the polarized light in the phase difference giving wavelength band and the polarized light in the phase difference non-giving wavelength band are orthogonal to each other,
2. The direction of linearly polarized light is alternately switched with respect to light in the phase difference providing wavelength band and light in the phase difference non-applying wavelength band by switching the liquid crystal element between an on state and an off state. 5. The projection type display device according to any one of items 1 to 4.
第１のフライアイレンズと、
前記第１のフライアイレンズの前記投射光学系の側に配置された第２のフライアイレンズを有し、
前記光学素子は、前記第２のフライアイレンズと前記コンデンサレンズとの間に配置されていることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の投射型表示装置。 As the fly eye lens,
A first fly-eye lens;
A second fly-eye lens disposed on the projection optical system side of the first fly-eye lens;
The projection display device according to claim 1, wherein the optical element is disposed between the second fly-eye lens and the condenser lens.
第１のフライアイレンズと、
前記第１のフライアイレンズの前記投射光学系の側に配置された第２のフライアイレンズを有し、
前記光学素子は、前記第１のフライアイレンズと前記第２のフライアイレンズとの間に配置されていることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の投射型表示装置。 As the fly eye lens,
A first fly-eye lens;
A second fly-eye lens disposed on the projection optical system side of the first fly-eye lens;
11. The projection type display device according to claim 1, wherein the optical element is disposed between the first fly-eye lens and the second fly-eye lens. 11. .
第１のフライアイレンズと、
前記第１のフライアイレンズの前記投射光学系の側に配置された第２のフライアイレンズを有し、
前記光学素子は、前記光源と前記第１のフライアイレンズとの間に配置されていることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の投射型表示装置。 As the fly eye lens,
A first fly-eye lens;
A second fly-eye lens disposed on the projection optical system side of the first fly-eye lens;
The projection display device according to claim 1, wherein the optical element is disposed between the light source and the first fly-eye lens.
右眼用フィルタと、
左眼用フィルタと、を有し、
前記右眼用フィルタは、
Ｒ、Ｇ、Ｂの三原色の少なくとも１つに位相差付与波長帯域および位相差非付与波長帯域を有する第１の波長選択性位相差板と、
前記第１の波長選択性位相差板の出射側に配置された第１の偏光板と、を有し、
前記左眼用フィルタは、
Ｒ、Ｇ、Ｂの三原色の少なくとも１つに前記位相差付与波長帯域および前記位相差非付与波長帯域を有する第２の波長選択性位相差板と、
前記第２の波長選択性位相差板の出射側に配置された第２の偏光板と、を有し、
前記第１の偏光板と前記第２の偏光板の透過軸は、互いに直交するように構成されている、ことを特徴とする眼鏡。 Stereoscopic image display glasses used for a projection display device that enables observation of a stereoscopic image by projecting parallax images formed by light of different wavelength bands onto a projection surface,
A filter for the right eye,
A filter for the left eye,
The right eye filter is
A first wavelength-selective phase difference plate having a phase difference providing wavelength band and a phase difference non-applying wavelength band in at least one of the three primary colors of R, G, and B;
A first polarizing plate disposed on an emission side of the first wavelength selective phase difference plate,
The left eye filter is
A second wavelength-selective phase difference plate having the phase difference imparting wavelength band and the phase difference non-giving wavelength band in at least one of the three primary colors of R, G, and B;
A second polarizing plate disposed on the emission side of the second wavelength selective phase difference plate,
The eyeglasses characterized in that transmission axes of the first polarizing plate and the second polarizing plate are configured to be orthogonal to each other.
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|---|---|---|---|---|
| JP2021170121A (en) * | 2015-02-19 | 2021-10-28 | ラマス リミテッド | Compact head-mounted display system displaying uniform image |
| US11886008B2 (en) | 2021-08-23 | 2024-01-30 | Lumus Ltd. | Methods of fabrication of compound light-guide optical elements having embedded coupling-in reflectors |
| US11914187B2 (en) | 2019-07-04 | 2024-02-27 | Lumus Ltd. | Image waveguide with symmetric beam multiplication |
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- 2013-02-08 JP JP2013023371A patent/JP2014153545A/en active Pending
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| US11914187B2 (en) | 2019-07-04 | 2024-02-27 | Lumus Ltd. | Image waveguide with symmetric beam multiplication |
| US11886008B2 (en) | 2021-08-23 | 2024-01-30 | Lumus Ltd. | Methods of fabrication of compound light-guide optical elements having embedded coupling-in reflectors |
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