JPH0954375A - 立体視用液晶投写装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ―対の同―仕様の液晶プロジェクタを用い
て、立体映像表示を可能にする。 【解決手段】 両眼視差をもって撮像された左眼用映像
と右眼用映像を、左右一対の液晶プロジェクタ１２Ｌ，
１２Ｒから同一の偏光をもって投写し、一方の投写映像
を反射鏡１３にて反射して偏光方向を切り替え、他方の
投写映像に重ねてスクリーン１４上に投写し、左眼と右
眼で偏光方向が異なる偏光眼鏡１５により立体視する。
カラー投写管に比べ遥かにコンパクトである液晶プロジ
ェクタ１２Ｌ，１２Ｒの２台と反射鏡１３とを組み合わ
せ、立体視用液晶投写装置を安価に提供することができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、一対の液晶プロジ
ェクタにより投写された映像を、左右の偏光方向が異な
る偏光眼鏡で立体視できるようにした立体視用液晶投写
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】立体映像を見せる三次元ディスプレイ装
置は、左右２眼分の映像情報を両眼にそれぞれ独立に与
えて奥行きを表現する立体映像方式と、限られた範囲内
において任意の視点からの観察を許容して奥行きを表現
する三次元映像方式とに分けることができる。立体映像
方式は２眼式とも呼ばれ、図５に示す立体視用投写管装
置１は、左眼用と右眼用に用意した２台のカラー投写管
２Ｌ，２Ｒの前面に、偏光方向が互いに直交する一対の
直線偏光板３Ｌ，３Ｒを配設し、両眼視差をもって撮像
された左右の映像信号を、カラー投写管２Ｌ，２Ｒから
ハーフミラー４を介してスクリーン５に投写する。左眼
用カラー投写管２Ｌから投写された左眼用映像は、ハー
フミラー４をそのまま透過してスクリーン５上に投写さ
れ、また右眼用カラー投写管２Ｒから投写された右眼用
映像は、ハーフミラー４にて光路を直角に偏向され、ス
クリーン５上に投写される。スクリーン５上に投写され
た映像は、左眼と右眼で偏光方向が互いに直交関係にあ
る直線偏光板からなる偏光眼鏡６を着用して見ること
で、両眼視差をもって立体視することができる。

【０００３】一般に、カラー投写管２Ｌ，２Ｒの投写映
像は、特定の方向に偏光されておらず、光の進行方向に
直角な平面内であらゆる方向に振動する光波である。従
って、そのままでは偏光眼鏡６によって左右に分離でき
ず、偏光方向が直交する偏光板３Ｌ，３Ｒにより偏光方
向を異ならしめる必要がある。このため、本例の場合ハ
ーフミラー４の透過或いは反射で偏光方向が変化しない
縦偏光と横偏光が得られるよう、直線偏光板３Ｌには、
振動方向が光軸に垂直な偏光を出力する縦偏光板が、ま
た直線偏光板３Ｒには、振動方向が光軸に水平な横偏光
板用いられる。その結果、ハーフミラー４を透過した左
眼用映像は縦偏光のまま、またハーフミラー４で反射さ
れた右眼用映像は横偏光のままスクリーン５に投写さ
れ、偏光眼鏡６を介して立体視される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の立体視用投
写管装置１は、カラー投写管２Ｌ，２Ｒが投写する映像
を、投写レンズの前面に設けた偏光方向が直交する一対
の偏光板３Ｌ，３Ｒを介してハーフミラー４に導き、左
眼用映像と右眼用映像を同一光軸上に重ねてスクリーン
５に投写する構成とされており、偏光方向が直交する一
対の偏光板３Ｌ，３Ｒとハーフミラー４は必要欠くべか
らざる光学部品である。しかしながら、ハーフミラー４
は高価であり、またハーフミラー４への左眼用カラー投
写管２Ｌの入射光軸とハーフミラー４への右眼用カラー
投写管２Ｒの入射光軸とを互いに直交させ、かつ出射光
軸を揃えてスクリーン５に垂直に投写させるための光軸
調整も複雑であり、また３管式のカラー投写管２Ｌ，２
Ｒは重量だけでなく大きさも相当あるため、よほど大き
な視聴空間が確保できる場所に恵まれた家庭を除き、一
般家庭には導入しづらい等の課題があった。

【０００５】一方また、省スペース化の点でカラー投写
管２Ｌ，２Ｒ等に比べ優位にある液晶プロジェクタを２
台並設し、それぞれの投写中心がスクリーンの中心点に
合致するよう投写方向を調整し、偏光眼鏡を着用して立
体映像が鑑賞できるようにする試みもなされている。し
かしながら、液晶プロジェクタから投写される映像は、
元来が特定の方向に偏光がかかっているために、投写レ
ンズの前方に偏光板を付加して投写映像の偏光方向を任
意に変えるというわけにいかず、このため液晶プロジェ
クタ自体を例えば縦偏光投写型或いは横偏光投写型とい
うように偏光方向が互いに直交する２種類のプロジェク
タで構成しなければならなかった。すなわち、左眼用と
右眼用で液晶プロジェクタ内部の光学系の構成を異なら
しめる必要があり、偏光方向が同じ２台の液晶プロジェ
クタを揃える場合に比し、装置構成は複雑であり、製造
コストも高くつく等の課題があった。

【０００６】本発明は、一定方向に同一の偏光がかかっ
た左右一対の液晶プロジェクタの投写映像のうち、一方
の投写映像を反射鏡にて反射して偏光方向を変化させ、
スクリーン上で他方の投写映像に合成することにより、
両眼視差をもって撮像された左右の映像を、左右の偏光
方向が異なる偏光眼鏡を介して分離視認し、立体視を可
能にすることを目的とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題を解
決したものであり、両眼視差をもって撮像された左眼用
映像と右眼用映像を、反射時に偏光方向が変化する同一
の偏光をもって投写する左右一対の液晶プロジェクタ
と、該一対の液晶プロジェクタの一方の投写映像を反射
し、そのさいに偏光方向を切り替える反射鏡と、該反射
鏡で反射された投写映像と前記一対の液晶プロジェクタ
の他方の投写映像を投写されて合成するスクリーンと、
左眼と右眼で偏光方向が異なり、前記スクリーンに投写
された左眼用及び右眼用映像を立体視する偏光眼鏡とを
具備することを特徴とするものである。

【０００８】また、本発明は、前記一対の液晶プロジェ
クタが、水平又は垂直の偏光方向に対し４５°の偏光方
向を有する直線偏光の映像を投写する４５°直線偏光投
写型液晶プロジェクタであること、或いは直線偏光の映
像を投写する直線偏光投写型液晶プロジェクタであっ
て、前面に直線偏光を円偏光に変える１／４波長板を具
備すること等を特徴とするものである。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図１ないし図５を参照して説明する。図１は、本発
明の立体視用液晶投写装置の一実施形態を示す概略構成
図、図２は、図１に示した反射鏡と直線偏光の関係を説
明するための図、図３は、４５°直線偏光が反射鏡によ
り９０°曲がることを示す説明図である。

【００１０】図１に示す立体視用液晶投写装置１１は、
偏光方向が同じ左眼用映像信号と右眼用映像信号を一対
の液晶プロジェクタ１２Ｌ，１２Ｒから投写し、一方の
投写映像を反射鏡１３で反射して偏光方向を切り替え、
反射鏡１３で反射された投写映像と他方の投写映像をス
クリーン１４上で合成し、左眼と右眼で偏光方向が異な
る偏光眼鏡１５により左右の映像を分離して視認するこ
とにより、立体視する構成としたものである。

【００１１】実施例に示す左眼用液晶プロジェクタ１２
Ｌと右眼用液晶プロジェクタ１２Ｒは、いずれも投写方
向に沿う光軸に対して４５°の偏光方向を有する４５°
直線偏光の映像を投写するものであり、同一機種である
ため互いの偏光方向は完全に一致している。また、実施
例では、左眼用液晶プロジェクタ１２Ｌをスクリーン１
４にほぼ正対させ、右眼用液晶プロジェクタ１２Ｒは反
射鏡１３による鏡像（図１に一点鎖線で示す）がスクリ
ーン１４にほぼ正対するよう配設してある。ただし、左
眼用液晶プロジェクタ１２Ｌと反射鏡１３による右眼用
液晶プロジェクタ１２Ｒの鏡像は、スクリーン１４上に
共通の画角を張るよう、互いに所定の間隔を有して並設
してあり、それぞれの投写光軸の中心がスクリーン１４
の中心点で合致するよう調整してある。

【００１２】なお、右眼用液晶プロジェクタ１２Ｒの配
置姿勢は、右眼用液晶プロジェクタ１２Ｒの鏡像が左眼
用液晶プロジェクタ１２Ｌに対して天地逆になるよう、
しかるべく固定してあるが、これは上下の台形歪を生ず
ることなく投写中心線が５〜１０°の打ち込み角θをも
ってスクリーン１４に入射するよう光学設計された液晶
プロジェクタ１２Ｌ，１２Ｒに、左右とも同―の映像信
号を入力したときに、上下の台形歪による画像ずれを発
生させず、なおかつスクリーン１４上で左眼用と右眼用
の２つの映像を―致させるための最適配置だからであ
る。

【００１３】また、左眼用映像信号と右眼用映像信号
は、両眼視差をもって撮像されることが前提であり、こ
こでは左眼用映像信号源１６Ｌ或いは右眼用映像信号源
１６Ｒとして、ビデオテープレコーダ（ＶＴＲ）やレー
ザーディスクプレーヤ（ＬＤＰ）といった映像信号送出
機器、或いはハイビジョン信号送出機器やコンピュータ
グラフィクスの映像信号送出機器等が用いられる。ま
た、左右の投写映像を同期させるため、左右の映像信号
源１６Ｌ，１６Ｒに共通に同期信号発生器１７が接続し
てあり、この同期信号発生器１７が発生する同期信号に
基づいて映像信号源１６Ｌ，１６Ｒは同期駆動される。

【００１４】ところで、周知のごとく、偏光のかかった
光には直線偏光と円偏光の二種類があり、直線偏光を反
射鏡１３にて反射させた場合、縦偏光や横偏光について
は偏光方向に変化は見られないが、斜め４５°偏光に関
しては９０°偏光方向が変わることも知られている。従
って、右眼用液晶プロジェクタ１２Ｒから投写されて反
射鏡１３に入射した斜め４５°偏光は、反射によって逆
斜め４５°偏光へと変化する。より詳しくは、例えば図
２に示したように、直線偏光 の反射鏡１３への入射点
において法線ｔを立て、法線ｔを含む平面が反射鏡１３
の反射面と交わる線をｙとし、線ｙと直交する反射面１
３内の直線をｘとすると、ｔとｘ、 とｘさらにｔとｙ
は互いに直交するが、一般に、 ，ｔ，ｙを含む面内で
振動している波はｐ波、 ，ｘを含む面内で振動してい
る波はｓ波と呼ばれる。しかし、ｐ波でもｓ波でもな
く、ｘ，ｙに４５°の方向に振動しながら反射鏡１３に
入射する光は、図３に示したように、反射により振動方
向が９０°曲げられることになる。

【００１５】すなわち、実施例のごとく、反射鏡１３で
反射されない左眼用投写映像が斜め４５°直線偏光であ
るのに対し、反射鏡１３で反射される右眼用投写映像は
逆斜め４５°直線偏光となり、スクリーン１４に投写さ
れる左眼用映像と右眼用映像は、互いに直交する偏光方
向を有することになる。しかも、立体視のための偏光眼
鏡１５は、左眼用と右眼用に４５°の偏光方向をもつ互
いに直交する直線偏光板を組み付けて構成してあるた
め、スクリーン１４に投写された左右の投写映像は、偏
光眼鏡１５により左眼用映像と右眼用映像として明確に
分離視認することができる。

【００１６】このように、上記立体視用液晶投写装置１
１によれば、偏光方向が同じ映像を投写する同一仕様の
液晶プロジェクタ１２Ｌ，１２Ｒを２台用意すればよ
く、カラー投写管に比べ遥かにコンパクトである液晶プ
ロジェクタ１２Ｌ，１２Ｒを、一方の液晶プロジェクタ
１２Ｒの反射鏡１３による鏡像と他方の液晶プロジェク
タ１２Ｌとがスクリーン１４に対して同じ打ち込み角度
θを有する状態で設置すればよく、また反射鏡１３は他
方の液晶プロジェクタ１２Ｌの投写映像を蹴ることのな
いよう配設すればよく、家庭用としての普及を阻む装置
の過大な大きさや重量から解放されるため、広く一般家
庭への普及を図ることができる。また、既に液晶プロジ
ェクタ１２Ｌを一台購入済みの家庭では、同じ型の液晶
プロジェクタ１２Ｒと反射鏡１３のセットを買い足すこ
とで立体映像システムを構築することも可能であり、反
射鏡１３による反射によって減衰する光量についても、
例えば液晶プロジェクタ１２Ｒに付属の光量調整釦で調
整できるため、左右の映像を同一輝度でスクリーン１４
上に投写させることができる。

【００１７】なお、上記実施例では、４５°直線偏光の
投写映像を出力する一対の液晶プロジェクタ１２Ｌ，１
２Ｒを用いた場合を例にとったが、左眼用液晶プロジェ
クタ１２Ｌと右眼用液晶プロジェクタ１２Ｒとして、と
もに同―の方向に旋回する円偏光を有する映像を投写す
る円偏向投写型を用いることもできる。この場合、例え
ば左眼用液晶プロジェクタ１２Ｌを直接スクリーン１４
に投写し、右眼用液晶プロジェクタ１２Ｒの投写映像を
反射鏡１３で一回反射させてスクリーン１４に投写する
と、図４に示したように、円偏光は、反射鏡１３で反射
されることにより旋回方向が逆旋回となる性質を有する
ため、直接投写される円偏光の左眼用映像と、反射鏡１
３で反射されて逆旋回とされた右眼用映像を、対応する
円偏光板を組み込んだ偏光眼鏡を介して分離して見るこ
とができる。すなわち、４５°直線偏光投写型液晶プロ
ジェクタを用いた場合と同様に立体視が可能である。

【００１８】また、円偏向投写型を用いなくとも、直線
偏光投写型の液晶プロジェクタ１２Ｌ，１２Ｒをそのま
ま利用し、円偏向型の偏向眼鏡による立体視を可能にす
ることもできる。すなわち、図５に示した立体視用液晶
投写装置２１に示すように、偏光軸と４５°の角度をな
して１／４波長板２２を投写レンズの前面に配設するこ
とにより、直線偏光を円偏光に変えることができる。こ
の場合、液晶プロジェクタ１２Ｌ，１２Ｒの投写映像は
１／４波長板２２を用いて円偏光に変えられるが、一方
の投写映像の偏光方向が反射鏡１３により逆旋回するた
め、立体視が可能になる。立体視用液晶投写装置２１
は、偏光方向が同じ一対の直線偏光投写型液晶プロジェ
クタ１２Ｌ，１２Ｒを用いることができ、しかも直線偏
光を円偏光に切り替える１／４波長板２２に関しても左
右で同じ規格のものを用いることができるため、使用部
品の種類を増やすことなく安価に製造することができ
る。

【００１９】また、上記いずれの実施例も、右眼用液晶
プロジェクタ１２Ｒの投写映像を反射鏡１３で反射する
構成としたが、左眼用液晶プロジェクタ１２Ｌの投写映
像を反射鏡で反射させ、右眼用液晶プロジェクタ１２Ｒ
の投写映像は直接スクリーン１４に投写する構成とする
こともできる。

【００２０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
両眼視差をもって撮像された左眼用映像と右眼用映像
を、左右一対の液晶プロジェクタから同一の偏光をもっ
て投写し、一方の投写映像を反射鏡にて反射して偏光方
向を切り替え、他方の投写映像に重ねてスクリーン上に
投写することにより、左眼と右眼で偏光方向が異なる偏
光眼鏡により立体視できるよう構成したから、偏光方向
が同じ映像を投写する同一仕様の液晶プロジェクタを２
台用意すればよく、カラー投写管に比べ遥かにコンパク
トである液晶プロジェクタを、一方の液晶プロジェクタ
の反射鏡による鏡像と他方の液晶プロジェクタとがスク
リーンに対して同じ打ち込み角度を有する状態で設置
し、反射鏡を他方の液晶プロジェクタの投写映像を蹴る
ことのないよう配設するだけでよく、家庭用としての普
及を阻む装置の過大な大きさや重量から解放されるた
め、広く一般家庭への普及を図ることができ、また既に
液晶プロジェクタを一台購入済みの家庭では、液晶プロ
ジェクタと反射鏡のセットを買い足すことで立体映像シ
ステムを構築することが可能であり、また反射鏡による
反射によって減衰する光量についても、液晶プロジェク
タに付属の光量調整釦で調整できるため、左右の映像を
同一輝度でスクリーン上に投写させることができる等の
優れた効果を奏する。

【００２１】また、本発明は、一対の液晶プロジェクタ
を、水平又は垂直の偏光方向に対し４５°の偏光方向を
有する直線偏光の映像を投写する４５°直線偏光投写型
液晶プロジェクタとしたので、縦偏光や横偏光のように
反射鏡による反射では偏光方向に変化のないものと異な
り、斜め４５°偏光の投写映像が反射鏡で反射されるさ
いに偏光方向が９０°変化し、逆斜め４５°偏光に切り
替わるため、この性質を利用して左右の偏光方向が異な
る偏光眼鏡を着用することで、両眼視差をもって撮像さ
れた左右の映像を立体視することができる等の効果を奏
する。

【００２２】さらにまた、本発明は、一対の液晶プロジ
ェクタは、直線偏光の映像を投写する直線偏光投写型液
晶プロジェクタであって、前面に直線偏光を円偏光に変
える１／４波長板を具備するようにしたから、直線偏光
の映像を投写する２台の液晶プロジェクタに、偏光軸と
４５°の角度をなして１／４波長板を前面に配設するこ
とにより、直線偏光を円偏光に変え、一方の投写映像の
偏光方向を反射鏡により逆旋回させることによって立体
視が可能であり、液晶プロジェクタとしては同一機種す
なわち同じ直線偏光映像を投写するものでよく、しかも
直線偏光を円偏光に切り替える１／４波長板に関して
も、左右で同じ規格のものを用いることができるため、
使用部品の種類を増やすことなく、安価に製造すること
ができる等の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の立体視用液晶投写装置の一実施形態を
示す概略構成図である。

【図２】図１に示した反射鏡と直線偏光の関係を説明す
るための図である。

【図３】４５°直線偏光が反射鏡により９０°曲がるこ
とを示す説明図である。

【図４】円偏光が反射鏡により逆旋回することを示す説
明図である。

【図５】本発明の立体視用液晶投写装置の他の実施形態
を示す概略構成図である。

【図６】従来の立体視用投写管装置の一例を示す概略構
成図である。

【符号の説明】

１１，２１ 立体視用液晶投写装置 １２Ｌ，１２Ｒ 液晶プロジェクタ １３ 反射鏡 １４ スクリーン １５ 偏光眼鏡 １６Ｌ，１６Ｒ 映像信号源 １７ 同期信号発生器 ２２ １／４波長板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０４Ｎ 13/04 Ｈ０４Ｎ 13/04

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 両眼視差をもって撮像された左眼用映像
   と右眼用映像を、反射時に偏光方向が変化する同一の偏
   光をもって投写する左右一対の液晶プロジェクタと、該
   一対の液晶プロジェクタの一方の投写映像を反射し、そ
   のさいに偏光方向を切り替える反射鏡と、該反射鏡で反
   射された投写映像と前記一対の液晶プロジェクタの他方
   の投写映像を投写されて合成するスクリーンと、左眼と
   右眼で偏光方向が異なり、前記スクリーンに投写された
   左眼用及び右眼用映像を立体視する偏光眼鏡とを具備す
   ることを特徴とする請求項１記載の立体視用液晶投写装
   置。
2. 【請求項２】 前記一対の液晶プロジェクタは、水平又
   は垂直の偏光方向に対し４５°の偏光方向を有する直線
   偏光の映像を投写する４５°直線偏光投写型液晶プロジ
   ェクタであることを特徴とする立体視用液晶投写装置。
3. 【請求項３】 前記一対の液晶プロジェクタは、直線偏
   光の映像を投写する直線偏光投写型液晶プロジェクタで
   あり、前面に直線偏光を円偏光に変える１／４波長板を
   具備することを特徴とする請求項１記載の立体視用液晶
   投写装置。