JP5630045B2

JP5630045B2 - 画像表示装置

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Publication number: JP5630045B2
Application number: JP2010064428A
Authority: JP
Inventors: 伸夫杉山
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2010-03-19
Filing date: 2010-03-19
Publication date: 2014-11-26
Anticipated expiration: 2030-03-19
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Description

本発明は、画像表示装置に関する。

従来、液晶パネル等を有する３つの光変調装置にて変調されたＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各色光を色合成光学装置にて合成してスクリーン上に投影し、スクリーン上の投影画像を観察者に立体視させる画像表示装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１に記載の画像表示装置では、３つの光変調装置は、左目用の画像光を形成する第１期間と、右目用の画像光を形成する第２期間とを交互に切り替えている。
また、この画像表示装置では、色合成光学装置の光路下流側に偏光フィルター等を備え、第１期間では色合成光学装置から出射された各画像光を所定の偏光状態に変換し、第２期間では前記所定の偏光状態とは異なる偏光状態に変換している。
そして、観察者は、偏光眼鏡を通して、左目にて前記所定の偏光状態の各画像光（左目用の画像光）のみ視認し、右目にて前記所定の偏光状態とは異なる偏光状態の各画像光（右目用の画像光）のみを視認することで、投影画像を立体視する。

ところで、色合成光学装置での各色光の合成にあたり、Ｓ偏光及びＰ偏光の特性を利用して、各色光の光量の損失を抑制する技術も知られている（例えば、特許文献２参照）。
特許文献２に記載の技術では、色合成光学装置における略Ｘ字状に交差する一対の誘電体多層膜に対して、Ｇ色光がＰ偏光で入射し、Ｒ，Ｂの各色光がＳ偏光で入射するように構成している。
すなわち、Ｇ色光は、一対の誘電体多層膜に対してＰ偏光として入射するため、一対の誘電体多層膜を効果的に透過し、光量の損失が低減される。一方、Ｒ，Ｂの各色光は、一対の誘電体多層膜に対してＳ偏光として入射するため、一対の誘電体多層膜にて効果的に反射され、光量の損失が低減される。

特開２００１−１７４７５０号公報特開２００５−４３９１３号公報

しかしながら、特許文献１に記載の画像表示装置では、３つの光変調装置から出射される各画像光が同一の直線偏光であることを前提として構成されている。
このため、特許文献１に記載の画像表示装置に、特許文献２に記載の技術を適用した場合には、以下の問題が生じることとなる。
すなわち、３つの光変調装置のうち一の光変調装置から出射される画像光と、他の光変調装置から出射される画像光とが互いに直交する偏光方向の各直線偏光であるため、偏光フィルター等で偏光状態を変換しても全て同一の偏光状態に変換することができない。
例えば、第１期間では、偏光フィルター等により、一の光変調装置から出射される左目用の画像光は前記所定の偏光状態に変換され、他の光変調装置から出射される左目用の画像光は前記所定の偏光状態とは異なる偏光状態に変換されてしまう。このため、第１期間では、観察者は、偏光眼鏡を通して、一の光変調装置から出射される左目用の画像光を左目にて視認しながら、他の光変調装置から出射される左目用の画像光を右目にて視認してしまうこととなる。第２期間でも同様である。

本発明の目的は、画像を良好に視認させることができる画像表示装置を提供することにある。

本発明の画像表示装置は、形成した画像光を互いに偏光方向が直交する各直線偏光でそれぞれ出射する第１光変調装置及び第２光変調装置を備えた画像表示装置であって、前記第１光変調装置及び前記第２光変調装置には、第１画像光を形成する第１画素及び第２画像光を形成する第２画素が、少なくとも一方向に交互に配列され、前記第１画素または前記第２画素の光出射側には、前記各直線偏光のうち一方の直線偏光を他方の直線偏光に変換する位相差層が配設され、前記第１画素及び前記第２画素の配列は、前記第１光変調装置と前記第２光変調装置とで反対に設定され、前記位相差層の配列は、前記第１光変調装置と前記第２光変調装置とで同一に設定されていることを特徴とする。

本発明の画像表示装置では、上述した第１光変調装置、第２光変調装置、及び位相差層を備える。このことにより、仮に、第１光変調装置における第２画素の光出射側に位相差層を配設されている場合には、第２光変調装置では、第１画素の光出射側に位相差層が配設される。このため、第１光変調装置側の第２画素からの出射光及び第２光変調装置側の第１画素からの出射光は、位相差層によって偏光方向が変換されて出射される。なお、位相差層が第１光変調装置における第２画素の光出射側に配設されている場合には、これらの関係は反対となる。
これにより、第１画像光及び第２画像光の偏光方向をそれぞれ同じとし、かつ、第１画像光の偏光方向と第２画像光の偏光方向とを異ならせることができる。
例えば、第１画像光及び第２画像光をそれぞれ左目用の画像光及び右目用の画像光とすれば、観察者は、偏光眼鏡を通して、左目にて左目用の画像光のみを視認し、右目にて右目用の画像光のみを視認し、画像を良好に立体視することができる。
また、第１画像光と第２画像光とを時分割で交互に形成する必要はなく、常に第１画像光及び第２画像光の双方が形成されるため、例えばこのように第１画像光と第２画像光とを交互に形成する従来の構成と比較して、フリッカーのない自然な画像を視認させることができる。

本発明の関連技術に係る画像表示装置は、形成した画像光を互いに偏光方向が直交する各直線偏光でそれぞれ出射する第１光変調装置及び第２光変調装置を備えた画像表示装置であって、前記第１光変調装置及び前記第２光変調装置には、第１画像光を形成する第１画素及び第２画像光を形成する第２画素が、少なくとも一方向に交互に配列され、前記第１画素または前記第２画素の光出射側には、前記各直線偏光のうち一方の直線偏光を他方の直線偏光に変換する位相差層が配設され、前記第１画素及び前記第２画素の配列は、前記第１光変調装置と前記第２光変調装置とで同一に設定され、前記位相差層の配列は、前記第１光変調装置と前記第２光変調装置とで反対に設定されていることを特徴とする。

上記関連技術に係る画像表示装置では、上述した第１光変調装置、第２光変調装置、及び位相差層を備える。このことにより、前述した画像表示装置と同様に、第１画像光及び第２画像光の偏光方向をそれぞれ同じとし、かつ、第１画像光の偏光方向と第２画像光の偏光方向とを異ならせることができる。これにより、前述した画像表示装置と同様の作用効果を奏する。

第１実施形態における画像表示装置の使用形態を示す斜視図。第１実施形態におけるプロジェクターの内部構成を模式的に示す平面図。図２の一部を拡大した図であり、光学装置を通過する各色光の偏光状態を示す図。第１実施形態における光変調装置の構成を平面的に見た模式図。第１実施形態における制御装置の構成を示すブロック図。第１実施形態における画像の透過または遮断を説明するための図。第２実施形態における光変調装置の構成を平面的に見た模式図。変形例における光変調装置の構成を平面的に見た模式図。変形例における光変調装置の構成を平面的に見た模式図。

[第１実施形態]
以下、本発明の第１実施形態を図面に基づいて説明する。
〔画像表示装置の構成〕
図１は、第１実施形態における画像表示装置１の使用形態を示す斜視図である。
画像表示装置１は、反射型のスクリーンＳｃ上に投影画像を表示するとともに、観察者に投影画像を立体視させる。この画像表示装置１は、図１に示すように、表示装置本体としてのプロジェクター２と、画像選択装置としての偏光眼鏡３とを備える。

〔プロジェクターの構成〕
図２は、プロジェクター２の内部構成を模式的に示す平面図である。
プロジェクター２は、図１または図２に示すように、外装を構成する外装筐体２Ａと、外装筐体２Ａ内部に収納される光学ユニット２Ｂ及び制御装置２Ｃ（図２）とで大略構成されている。
光学ユニット２Ｂは、制御装置２Ｃによる制御の下、画像情報（画像データ）に基づく画像を形成して投射する。
この光学ユニット２Ｂは、図２に示すように、光源ランプ２１１及びリフレクター２１２を有する光源装置２１と、レンズアレイ２２１，２２２、偏光変換素子２２３、及び重畳レンズ２２４を有する照明光学装置２２と、ダイクロイックミラー２３１，２３２、及び反射ミラー２３３を有する色分離光学装置２３と、入射側レンズ２４１、リレーレンズ２４３、及び反射ミラー２４２，２４４を有するリレー光学装置２４と、３つの液晶パネル２５１、３つの入射側偏光板２５２、３つの出射側偏光板２５３、２つの１／２波長板２５４、及び色合成光学装置としてのクロスダイクロイックプリズム２５５を有する光学装置２５と、投射光学装置としての投射レンズ２６と、上述した各光学部品２１〜２５を内部に収納するとともに投射レンズ２６を支持する光学部品用筐体２７とを備える。

そして、光学ユニット２Ｂでは、上述した構成により、光源装置２１から出射され照明光学装置２２を介した光束は、色分離光学装置２３にてＲ，Ｇ，Ｂの３つの色光に分離される。また、分離された各色光は、各液晶パネル２５１にて画像情報に応じてそれぞれ変調される。変調された各色光（各画像光）は、プリズム２５５にて合成され、投射レンズ２６にてスクリーンＳｃに投射される。

図３は、図２の一部を拡大した図であり、光学装置２５を通過する各色光の偏光状態を示す図である。
本実施形態では、光学装置２５に入射するＲ，Ｇ，Ｂの各色光は、以下に示すように、偏光方向を変えながら進行する。
なお、以下では、図２中、紙面に直交する偏光方向を有する直線偏光を第１の直線偏光Ｓと記載し、第１の直線偏光Ｓの偏光方向に直交し、図２中、紙面に平行する偏光方向を有する直線偏光を第２の直線偏光Ｐとして記載する。
また、以下では、説明の便宜上、Ｒ色光側の液晶パネル２５１、入射側偏光板２５２、出射側偏光板２５３、及び１／２波長板２５４をそれぞれ２５１Ｒ，２５２Ｒ，２５３Ｒ，２５４Ｒとする（図３参照）。Ｇ色光側及びＢ色光側も同様に記載する（図３参照）。
先ず、光源装置２１から出射された光束の略全ては、偏光変換素子２２３にて第１の直線偏光Ｓに変換される。そして、偏光変換素子２２３から出射された光束は、色分離光学装置２３にて各色光に分離され、図３に示すように、各色光が第１の直線偏光Ｓとして光学装置２５に入射することとなる。

３つの入射側偏光板２５２は、偏光変換素子２２３で揃えられた光束の偏光方向と略同一方向の透過軸を有する。すなわち、光学装置２５に入射した各色光（第１の直線偏光Ｓ）は、偏光方向が変更されることなく、各入射側偏光板２５２から第１の直線偏光Ｓとして出射される。
３つの出射側偏光板２５３は、入射側偏光板２５２の透過軸に対して照明光軸Ａ（図２）を中心として９０°回転した透過軸を有する。すなわち、各入射側偏光板２５２から出射され、各液晶パネル２５１を介して各出射側偏光板２５３に入射した各色光は、各出射側偏光板２５３から第２の直線偏光Ｐとして出射される。

ここで、１／２波長板２５４は、図２または図３に示すように、Ｒ，Ｂの各色光側において、各出射側偏光板２５３Ｒ，２５３Ｂとプリズム２５５との間に配設されている。
すなわち、各出射側偏光板２５３から出射されたＲ，Ｇ，Ｂの各色光（第２の直線偏光Ｐ）のうち、Ｒ，Ｂの各色光のみが１／２波長板２５４Ｒ，２５４Ｂにて第１の直線偏光Ｓに変換される。

そして、この１／２波長板２５４Ｒ，２５４Ｂ及び前述した出射側偏光板２５３Ｇの各色光の出射面には、位相差層５が部分的に配設されている。
なお、以下では、説明の便宜上、各Ｒ，Ｇ，Ｂ側の位相差層５を、それぞれ位相差層５Ｒ，５Ｇ，５Ｂとする（図３参照）。
各位相差層５は、入射光の偏光方向を変換して出射する。具体的に、各位相差層５は、第１の直線偏光Ｓとして入射される色光を第２の直線偏光Ｐに変換して出射し、第２の直線偏光Ｐとして入射される色光を第１の直線偏光Ｓに変換して出射する。この各位相差層５については後に詳述する。

プリズム２５５は、図３に示すように、平面視で略Ｘ字状に交差する一対の誘電体多層膜２５５Ａ，２５５Ｂを有する。一方の誘電体多層膜２５５ＡはＲ色光を反射するものであり、他方の誘電体多層膜２５５ＢはＢ色光を反射するものであり、これらの誘電体多層膜２５５Ａ，２５５ＢによってＲ，Ｂの各色光は曲折され、Ｇ色光の進行方向と揃えられることにより、３つの色光が合成される。
そして、プリズム２５５から出射されるＲ，Ｇ，Ｂの各色光は、それぞれ投射レンズ２６にて投射される。
なお、本実施形態では、上述したＲ色光側の各部材２５１Ｒ，２５２Ｒ，２５３Ｒ，２５４Ｒ及びＢ色光側の各部材２５１Ｂ，２５２Ｂ，２５３Ｂ，２５４Ｒを第１光変調装置２５０Ａ（図３）とし、Ｇ色光側の各部材２５１Ｇ，２５２Ｇ，２５３Ｇを第２光変調装置２５０Ｂ（図３）としている。

〔光変調装置の構成〕
図４は、光変調装置２５０Ａ，２５０Ｂ及び位相差層５の構成を平面的に見た模式図である。具体的に、図４は、プリズム２５５側から見た図であり、図４（Ａ）は、第１光変調装置２５０Ａ及び位相差層５Ｒまたは位相差層５Ｂ、図４（Ｂ）は、第２光変調装置２５０Ｂ及び位相差層５Ｇを見た図である。
なお、以下では、各液晶パネル２５１及び位相差層５の構成について説明し、他の構成については説明を省略する。
また、図４では、説明の便宜上、液晶パネル２５１の画素４Ｌ内に「Ｌ」の文字を付し、画素４Ｒ内に「Ｒ」の文字を付している。以下の図も同様である。なお、図４中における括弧内の文字は、光変調装置２５０Ａ，２５０Ｂから出射される色光の偏光方向を示す。つまり、図４中の「Ｓ」、「Ｐ」は、それぞれ、第１の直線偏光Ｓ、第２の直線偏光Ｐを示す。
また、図４では、説明を簡略化するために、液晶パネル２５１として、各画素４Ｌ，４Ｒが４行×６列に配設された構成を示している。

〔液晶パネルの構成〕
各液晶パネル２５１は、固定画素型の画像形成デバイスであり、図４に示すように、左目用画像を表示する複数の左目用画素４Ｌ（本発明に係る第１画素に相当）と、右目用画像を表示する複数の右目用画素４Ｒ（本発明に係る第２画素に相当）とを備え、各画素４Ｌ，４ＲがブラックマトリクスＢＬにより仕切られている。
これら左目用画素４Ｌ及び右目用画素４Ｒは、図４に示すように、全ての行方向（図４中、左右方向）及び全ての列方向（図４中、上下方向）において交互に配列されている。
また、各画素４Ｌ，４Ｒは、一対の透明基板間に密閉封入された液晶に電圧を印加するＴＦＴ(Thin Filmed Transistor)をスイッチング素子として備え、ＴＦＴのスイッチングにより、各画素４Ｌ，４Ｒに画像信号として印加される電圧が変化して液晶の配向状態が変化されることで、入射光束が画像信号に応じて変調される。
なお、液晶パネル２５１Ｇは、図４（Ｂ）に示すように、液晶パネル２５１Ｒ，２５１Ｂとは、画素４Ｌ及び画素４Ｒの配列が反対になっている。すなわち、液晶パネル２５１Ｇでは、液晶パネル２５１Ｒ，２５１Ｂにおいて画素４Ｌに対応する位置を画素４Ｒとし、画素４Ｒに対応する位置を画素４Ｌとしている。

〔位相差層の構成〕
前述したように、出射側偏光板２５３Ｇ及び１／２波長板２５４Ｒ，２５４Ｂの各光出射面、すなわち各液晶パネル２５１における光出射側には、位相差層５が部分的に配設されている。
位相差層５Ｒ，５Ｂは、図４（Ａ）に示すように、液晶パネル２５１Ｒ，２５１Ｂにおける画素４Ｒの光出射側に設けられており、位相差層５Ｇは、図４（Ｂ）に示すように、液晶パネル２５１Ｇにおける画素４Ｌの光出射側に設けられている。
前述したように、液晶パネル２５１Ｒ，２５１Ｂと液晶パネル２５１Ｇは、画素４Ｌ，４Ｒの配列が反対であるため、図４（Ａ），（Ｂ）に示すように、位相差層５Ｒ，５Ｂと位相差層５Ｇの配列は同一となる。

図５は、制御装置２Ｃの構成を示すブロック図である。
制御装置２Ｃは、ＣＰＵ(Central Processing Unit)等を有し、各液晶パネル２５１の動作を制御する。この制御装置２Ｃは、図５に示すように、表示制御装置２９１と、タイミングコントローラー２９２とを備える。
タイミングコントローラー２９２は、後述する画像ＲＯＭ２９１Ａに記憶された画像データに含まれる同期信号を読み取ってパネル駆動部２９１Ｃの同期をとる。

表示制御装置２９１は、各液晶パネル２５１の動作を制御する。この表示制御装置２９１は、画像ＲＯＭ(Read Only Memory)２９１Ａと、信号処理部２９１Ｂと、パネル駆動部２９１Ｃとを備える。
画像ＲＯＭ２９１Ａは、各液晶パネル２５１に表示させる画像データを記憶する。ここで、画像データは、左目用画像データと、右目用画像データとで構成されている。また、これら左目用画像データ及び右目用画像データは、１フレーム毎のデータの集まりによってそれぞれ構成されている。さらに、１フレーム分の左目用画像データ及び右目用画像データは、それぞれＲ信号、Ｇ信号、Ｂ信号で構成されている。

信号処理部２９１Ｂは、画像ＲＯＭ２９１Ａに記憶された画像データ（左目用画像データ及び右目用画像データ）を適宜、読み出し、これら画像データを各色信号に変換してパネル駆動部２９１Ｃに出力する。
そして、パネル駆動部２９１Ｃは、信号処理部２９１Ｂから出力された各信号に基づいて、各液晶パネル２５１を駆動する。

〔偏光眼鏡の構成〕
偏光眼鏡３は、観察者が装着するものであり、図１または図３に示すように、第１透過部としての左目用偏光フィルム３１と、第２透過部としての右目用偏光フィルム３２とを備える。
左目用偏光フィルム３１は、左目用偏光フィルム３１及び右目用偏光フィルム３２が水平方向に並列するように偏光眼鏡３が観察者に装着された状態で、透過軸が第１の直線偏光Ｓの偏光方向と同一方向となるように構成されている。
右目用偏光フィルム３２は、上述した状態で、透過軸が第２の直線偏光Ｐの偏光方向と同一方向となるように構成されている。

〔画像表示装置の動作〕
次に、上述した画像表示装置１の動作について説明する。
先ず、信号処理部２９１Ｂは、画像ＲＯＭ２９１Ａから左目用画像データ及び右目用画像データを読み出し、各画像データを構成するＲ信号、Ｇ信号、Ｂ信号をパネル駆動部２９１Ｃに出力する。
そして、パネル駆動部２９１Ｃは、左目用画像データ及び右目用画像データをそれぞれ構成するＲ信号、Ｇ信号、Ｂ信号に基づいて、液晶パネル２５１Ｒ，２５１Ｇ，２５１Ｂを駆動する。
この際、パネル駆動部２９１Ｃは、図４（Ａ）に示す画素４Ｌ，４Ｒの配列となるように、Ｒ信号、Ｂ信号に基づき液晶パネル２５１Ｒ、液晶パネル２５１Ｂをそれぞれ駆動する。また、パネル駆動部２９１Ｃは、図４（Ｂ）に示す画素４Ｌ，４Ｒの配列となるように、Ｇ信号に基づき液晶パネル２５１Ｇを駆動する。
以上の動作により、図４（Ａ）に示すように、液晶パネル２５１Ｒ，２５１Ｂの画素４Ｌから出射される画像光は、第１の直線偏光Ｓとしてプリズム２５５に入射し、液晶パネル２５１Ｒ，２５１Ｂの画素４Ｒから出射される画像光は、第２の直線偏光Ｐとしてプリズム２５５に入射する。また、図４（Ｂ）に示すように、液晶パネル２５１Ｇの画素４Ｌから出射される画像光は、第１の直線偏光Ｓとしてプリズム２５５に入射し、液晶パネル２５１Ｇの画素４Ｒから出射される画像光は、第２の直線偏光Ｐとしてプリズム２５５に入射する。
なお、各液晶パネル２５１の画素４Ｌから出射される各色光は、本発明に係る第１画像光に相当し、各液晶パネル２５１の画素４Ｒから出射される各色光は、本発明に係る第２画像光に相当する。

図６は、偏光眼鏡３による画像の透過または遮断を説明するための図である。具体的に、図６（Ａ）は、位相差層５が設けられていない各画素４Ｒ，４Ｌとの関係を示し、図６（Ｂ）は、位相差層５が設けられている各画素４Ｒ，４Ｌとの関係を示す。なお、図６に示す「Ｓ偏光」、「Ｐ偏光」は、図４に示したもの、つまりプリズム２５５に入射され、偏光眼鏡３に到達する各色光の偏光方向を示したものである。
偏光眼鏡３は、図６（Ａ）に示すように、位相差層５が設けられていない画素（液晶パネル２５１Ｒ，２５１Ｂの画素４Ｌ及び液晶パネル２５１Ｇの画素４Ｒ）の場合については、以下にように各色光を透過または遮断する。
前述したように、光変調装置２５０Ｒ，２５０Ｂから出射した各色光は、１／２波長板２５４Ｒ，２５４Ｂにてそれぞれ偏光方向が変換されるため、各色光は、左目用データに基づくものが第１の直線偏光Ｓとなり、右目用データに基づくものが第２の直線偏光Ｐとなり、それぞれ投射レンズ２６から投射される。
つまり、第１の直線偏光Ｓで入射される左目用画像（Ｌ画像）を形成するＲ（赤）色光及びＢ（青）色光は、左目用偏光フィルム３１を透過し、右目用偏光フィルム３２で遮断される。また、第２の直線偏光Ｐで入射される右目用画像（Ｒ画像）を形成するＧ（緑）色光が左目用偏光フィルム３１で遮断され、右目用偏光フィルム３２を透過する。
偏光眼鏡３は、図６（Ｂ）に示すように、位相差層５が設けられている画素（液晶パネル２５１Ｒ，２５１Ｂの画素４Ｒ及び液晶パネル２５１Ｇの画素４Ｌ）については、前述した場合と透過及び遮断の関係が反対となる。
したがって、左目用画像は観察者の左目のみで観察され、右目用画像は観察者の右目のみで観察されるため、観察者は、立体画像を見ることができる。

上述した第１実施形態によれば、以下の効果がある。
本実施形態では、第１光変調装置２５０Ａの画素４Ｒにおける第２画像光の出射側に位相差層５Ｒ，５Ｂが配設され、第２光変調装置２５０Ｂでは、画素４Ｌにおける第１画像光の出射側に位相差層５Ｇが配設されている。このため、第１光変調装置２５０Ａから出射される第１画像光は、第１の直線偏光Ｓのまま出射されるが、第１光変調装置２５０Ａから出射される第２画像光は、当該位相差層５Ｒ，５Ｂによって第１の直線偏光Ｓから第２の直線偏光Ｐに変換されて出射される。また、第２光変調装置２５０Ｂから出射される第１画像光は、位相差層５Ｇによって第２の直線偏光Ｐから第１の直線偏光Ｓに変換されて出射され、第２画像光は、第２の直線偏光Ｐのまま出射される。
これにより、第１光変調装置２５０Ａから出射される第１画像光と第２光変調装置２５０Ｂから出射される第１画像光の偏光方向を同じ（第１の直線偏光Ｓ）とし、第１光変調装置２５０Ｂから出射される第２画像光と第２光変調装置２５０Ｂから出射される第２画像光の偏光方向を同じ（第２の直線偏光Ｐ）とし、かつ、第１画像光の偏光方向と第２画像光の偏光方向とを異ならせることができる。

そして、第１画像光及び第２画像光をそれぞれ左目用の画像光及び右目用の画像光とし、観察者は、偏光眼鏡３を通して、左目にて左目用の画像光のみを視認し、右目にて右目用の画像光のみを視認することで、画像を良好に立体視することができる。
また、第１画像光と第２画像光とを時分割で交互に形成する必要はなく、常に第１画像光及び第２画像光の双方が形成されるため、例えばこのように第１画像光と第２画像光とを交互に形成する従来の構成と比較して、フリッカーのない自然な画像を視認させることができる。第１画像光と第２画像光とを時分割で交互に形成しないため、当該時分割の際における輝度損失及び偏光眼鏡での輝度損失が小さく、光利用率を高めることができる。時分割のための構成及び光束の偏光方向を揃える構成が必要ないため、コンパクトな構成で立体画像を表示できる。
さらに、画素４Ｌ，４Ｒの配列の変更と位相差層５の配設によって簡単に立体視を可能にできるため、従来の立体視用でない３板式のプロジェクターの構成部品をほとんど流用できる。

[第２実施形態]
次に、本発明の第２実施形態を図面に基づいて説明する。
以下の説明では、前記第１実施形態と同様の構造及び同一部材には同一符号を付して、その詳細な説明は省略または簡略化する。なお、本実施形態は、前記第１実施形態と画素４Ｌ，４Ｒ及び位相差層５の配列が相違し、他の部分については、前記第１実施形態と同様である。

〔液晶パネルの構成〕
図７は、光変調装置２５０Ａ，２５０Ｂの構成を平面的に見た模式図である。具体的に、図７（Ａ）は、第１光変調装置２５０Ａ、図７（Ｂ）は、第２光変調装置２５０Ｂを見た図である。なお、第１光変調装置２５０Ａにおける画素４Ｌ，４Ｒの配列及び位相差層５Ｒ，５Ｂの配列は、前記第１実施形態とそれぞれ同様である。
本実施形態の液晶パネル２５１Ｇは、図７（Ｂ）に示すように、前記第１実施形態とは画素４Ｒ，４Ｌの配列が反対になっている。すなわち、液晶パネル２５１Ｇは、液晶パネル２５１Ｒ，２５１Ｂと画素４Ｌ，４Ｒの配列が同一となっている。

〔位相差層の構成〕
本実施形態の位相差層５Ｇは、図７（Ｂ）に示すように、液晶パネル２５１Ｇにおける画素４Ｌの光出射側に設けられている。
前述したように、液晶パネル２５１Ｒ，２５１Ｂと液晶パネル２５１Ｇは、画素４Ｌ，４Ｒの配置が同じであるため、図７（Ａ），（Ｂ）に示すように、位相差層５Ｒ，５Ｂと位相差層５Ｇの配列は反対となる。
なお、パネル駆動部２９１Ｃは、図７（Ｂ）に示す画素４Ｌ，４Ｒの配列となるように、Ｇ信号に基づき液晶パネル２５１Ｇを駆動すればよい。
本実施形態においても、偏光眼鏡３による画像の透過または遮断は、図６に示した関係になる。
したがって、左目用画像は観察者の左目のみで観察され、右目用画像は観察者の右目のみで観察されるため、観察者は、立体画像を見ることができる。

上述した第２実施形態によれば、前記第１実施形態と同様の効果の他、以下の効果がある。
本実施形態では、３つの液晶パネル２５１Ｒ，２５１Ｇ，２５１Ｂにおける各画素４Ｒ，４Ｌの配列がそれぞれ同じであるため、パネル駆動部２９１Ｃは、各液晶パネル２５１を同様に駆動すればよい。

なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
前記各実施形態では、各液晶パネル２５１は、画素４Ｌ，４Ｒを行方向及び列方向に交互に配列したものとしたが、これに限らない。
図８及び図９は、変形例における光変調装置の構成を平面的に見た模式図である。具体的に、図８（Ａ）、図９（Ａ）は、第１光変調装置２５０Ａ、図８（Ｂ）、図９（Ｂ）は、第２光変調装置２５０Ｂを見た図である。図８に示すように、画素４Ｌ，４Ｒは、列方向に交互にストライプ状に配列してもよい。また、図９に示すように、画素４Ｌ，４Ｒは、行方向に交互にストライプ状に配列してもよい。これによれば、図８及び図９に示すように、位相差層５を行方向または列方向に延出するライン状に形成すればよいので、位相差層５の作成が容易となる。
なお、これら変形例を前記第２実施形態に適用してもよい。

前記各実施形態では、位相差層５は、図３に示すように、光変調装置２５０Ａ，２５０Ｂの各色光の出射面に直接配設したが、これに限らず、１枚の透明フィルムに、図４等に示す配列で各位相差層５を形成し、この透明フィルムを各光変調装置２５０Ａ，２５０Ｂの各色光の出射側に配設してもよい。
前記各実施形態では、位相差層５Ｒ，５Ｂ及び位相差層５Ｇをそれぞれ１／２波長板２５４Ｒ，２５４Ｂ及び前述した出射側偏光板２５３Ｇの各色光の出射面に配設したが、これら位相差層５は、各液晶パネル２５１における画素４Ｌ，４Ｒの各色光の出射側に配設すればよく、例えば、各液晶パネル２５１と各出射側偏光板２５３の間に配設してもよい。

前記各実施形態では、本発明に係る画像表示装置を、観察者に投影画像を立体視させる画像表示装置として構成していたが、これに限らない。例えば、第１画像光及び第２画像光をコンテンツの異なる画像光とし、２つの画像光を投影して２つの投影画像を表示するデュアル表示装置として構成しても構わない。
このようなデュアル表示装置として構成した場合には、偏光眼鏡３としては、左目用偏光フィルム３１を左右に設けた偏光眼鏡、及び右目用偏光フィルム３２を左右に設けた偏光眼鏡の２種類を設ければよい。
前記各実施形態では、画像表示装置１として、フロント投射型のプロジェクター２を採用した例のみを挙げたが、本発明は、スクリーンを備え、当該スクリーンの裏面側から投射を行うリアタイプのプロジェクターを採用した構成としても構わない。

本発明は、プロジェクターや偏光眼鏡を用いて画像を立体視させる画像表示装置に利用できる。

１・・・画像表示装置、５（５Ｒ，５Ｇ，５Ｂ）・・・位相差層、４Ｌ・・・左目用画素（第１画素）、４Ｒ・・・右目用画素（第２画素）、２５０Ａ・・・第１光変調装置、２５０Ｂ・・・第２光変調装置。

Claims

形成した画像光を互いに偏光方向が直交する各直線偏光でそれぞれ出射する第１光変調装置及び第２光変調装置を備えた画像表示装置であって、
前記第１光変調装置及び前記第２光変調装置には、第１画像光を形成する第１画素及び第２画像光を形成する第２画素が、少なくとも一方向に交互に配列され、
前記第１画素または前記第２画素の光出射側には、前記各直線偏光のうち一方の直線偏光を他方の直線偏光に変換する位相差層が配設され、
前記第１画素及び前記第２画素の配列は、
前記第１光変調装置と前記第２光変調装置とで反対に設定され、
前記位相差層の配列は、
前記第１光変調装置と前記第２光変調装置とで同一に設定されている
ことを特徴とする画像表示装置。