JP2000275578A - ３次元表示システム及びそれに用いられるプロジェクタ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、出力光量が大きく高品質の３次元
画像の表示可能な３次元表示システム及びそれに用いら
れるプロジェクタ装置を提供することを目的とする。 【解決手段】 第１のプロジェクタの合成手段で合成す
る３原色の画像光のうち第１の画像光の偏光方向を他の
第２，第３の画像光の偏光方向に対して直交させ、第２
のプロジェクタの合成手段で合成する３原色の画像光の
うち第１の画像光の偏光方向を他の第２，第３の画像光
の偏光方向及び前記第１のプロジェクタの第１の画像光
の偏光方向に対して直交させた。このため、３原色の画
像光の偏光方向が同じではない第１，第２のプロジェク
タを用いて３次元表示が可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は３次元表示システム
及びそれに用いられるプロジェクタ装置に関し、特に、
カラーの３次元表示を行う３次元表示システム及びそれ
に用いられるプロジェクタ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、一対の液晶プロジェクタによ
り投写された画像を、左右で偏光方向が異なる偏光眼鏡
を用いて立体視できるようにした３次元表示システムが
ある。上記従来の３次元表示システムでは、投写する３
原色ＲＧＢの画像光が全て同一偏光方向の直線偏光であ
る第１の液晶プロジェクタと、投写する３原色ＲＧＢの
画像光が全て同一偏光方向であるが前記第１の液晶プロ
ジェクタの画像光と直交する直線偏光である第２の液晶
プロジェクタを用いている。そして、第１の液晶プロジ
ェクタで投写される右目画像を例えば偏光眼鏡の右目レ
ンズを通して見、第２の液晶プロジェクタで投写される
左目画像を例えば偏光眼鏡の左目レンズを通して見るこ
とにより、立体視を可能としている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来、単一の液晶プロ
ジェクタで２次元表示を行う場合、液晶プロジェクタは
投写する３原色ＲＧＢの画像光を全て同一偏光方向の直
線偏光としていたのであるが、最近では例えばＧ画像光
をＲ，Ｂ画像光と直交する直線偏光とした液晶プロジェ
クタが使用されている。

【０００４】これは、液晶プロジェクタ内でＲＧＢ画像
光を合成する例えばダイクロイックプリズムでは、図１
に示すように画像光の入射角の変位によって波長特性が
シフトする。図１では、波長と透過率（Ｔ）及び反射率
（Ｒ）との関係を示しており、実線はＳ偏光及びＰ偏光
の入射角４５度の場合を示し、破線はＳ偏光及びＰ偏光
の入射角が４５度からシフトした場合を示している。

【０００５】このため、３原色ＲＧＢの画像光を全て同
一偏光方向の直線偏光とした場合は、例えばＧ画像光の
うちＲ画像光と隣接する波長がダイクロイックプリズム
において入射角の変位によりＧ画像光の波長領域に入り
減衰されてしまう。同様のことがＲ画像光のうちＧ画像
光と隣接する波長領域、Ｂ画像光のうちＧ画像光と隣接
する波長領域、Ｇ画像光のうちＢ画像光と隣接する波長
領域、それぞれについて言え、この減衰によって出力光
量が小さくなる。

【０００６】これに対し、Ｇ画像光をＲ，Ｂ画像光と直
交する直線偏光とした場合には、ダイクロイックプリズ
ムでＧ画像光とＲ，Ｂ画像光との偏光面を直交させるこ
とにより、上記隣接する波長領域の減衰をなくして有効
に使用でき、出力光量を大きくすることができる。とこ
ろが、従来の３次元表示システムでは、投写する３原色
ＲＧＢの画像光が全て同一偏光方向の直線偏光である第
１の液晶プロジェクタと、投写する３原色ＲＧＢの画像
光が全て同一偏光方向であるが前記第１の液晶プロジェ
クタの画像光と直交する直線偏光である第２の液晶プロ
ジェクタを用い、第１の液晶プロジェクタで投写される
右目画像を例えば偏光眼鏡の右目レンズを通して見、第
２の液晶プロジェクタで投写される左目画像を例えば偏
光眼鏡の左目レンズを通して見る構成であるため、右目
画像、左目画像それぞれについて、Ｇ画像光とＲ，Ｂ画
像光との偏光面を直交させることができず、従って、出
力光量が小さくなるという問題があった。

【０００７】本発明は、上記の点に鑑みてなされたもの
で、出力光量が大きく高品質の３次元画像の表示可能な
３次元表示システム及びそれに用いられるプロジェクタ
装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、白色光を３原色光に分離する色分離手段と、前記３
原色光それぞれを画像変調する画像変調手段と、前記画
像変調手段から出力される３原色の画像光を合成する合
成手段とを有し、前記合成手段からの合成画像光を投射
レンズからスクリーンに投写する第１，第２のプロジェ
クタより構成され、前記第１のプロジェクタの合成手段
で合成する３原色の画像光のうち第１の画像光の偏光方
向を他の第２，第３の画像光の偏光方向に対して直交さ
せ、前記第２のプロジェクタの合成手段で合成する３原
色の画像光のうち第１の画像光の偏光方向を他の第２，
第３の画像光の偏光方向及び前記第１のプロジェクタの
第１の画像光の偏光方向に対して直交させた。

【０００９】このため、３原色の画像光の偏光方向が同
じではない第１，第２のプロジェクタを用いて３次元表
示が可能となる。請求項２に記載の発明は、請求項１記
載のプロジェクタ装置において、前記第１の画像光は、
３原色のうち緑である。このため、表示品質の良い投射
画像を表示することができる。

【００１０】請求項３に記載の発明は、請求項１または
２記載のプロジェクタ装置において、前記第２のプロジ
ェクタは、前記第１のプロジェクタに３原色の画像光の
偏光方向を９０度回転させる偏光面回転要素を設けた。
このため、色調と明るさが略等しい略同一構成のプロジ
ェクタを用いて色調と明るさが略等しい投射画像を表示
することができる。

【００１１】請求項４に記載の発明は、請求項１または
２記載のプロジェクタ装置において、前記第１のプロジ
ェクタは、３原色の画像光の偏光方向を時計回りまたは
反時計回りに４５度回転させる第１の位相差板を設け、
前記第２のプロジェクタは、３原色の画像光の偏光方向
を反時計回りまたは時計回りに４５度回転させる第２の
位相差板を設けた。

【００１２】このため、２台のプロジェクタでスクリー
ンの反射特性を略同一にすることができる。請求項５に
記載の発明は、請求項１乃至４のいずれか記載のプロジ
ェクタ装置において、前記第１，第２のプロジェクタ
は、単一の光源からの白色光の光束を分離した白色光を
供給される。

【００１３】このため、光源が劣化しても第１，第２の
プロジェクタの色調と明るさが等しい投射画像を表示す
ることができる。請求項６に記載の発明は、白色光を３
原色光に分離する色分離手段と、前記３原色光それぞれ
を画像変調する画像変調手段と、前記画像変調手段から
出力される３原色の画像光を合成する合成手段とからな
り、前記合成手段からの合成画像光を投射レンズからス
クリーンに投写する第１，第２のプロジェクタを有し、
前記第１のプロジェクタの合成手段は、右目画像の第１
の画像光と左目画像の第２，第３の画像光を合成し、前
記右目画像の第１の画像光の偏光方向を他の左目画像の
第２，第３の画像光の偏光方向に対して直交させ、前記
第２のプロジェクタの合成手段は、左目画像の第１の画
像光と右目画像の第２，第３の画像光を合成し、前記左
目画像の第１の画像光の偏光方向を他の右目画像の第
２，第３の画像光の偏光方向及び前記第１のプロジェク
タの右目画像の第１の画像光の偏光方向に対して直交さ
せた。

【００１４】このため、３原色の画像光の偏光方向が同
じではない第１，第２のプロジェクタを用いて３次元表
示が可能となり、出力光量が大きく高品質の３次元画像
の表示を行うことが可能となる。請求項７に記載の発明
は、請求項６記載の３次元表示システムにおいて、前記
第１の画像光は、３原色のうち緑である。

【００１５】このため、表示品質の良い投射画像により
３次元表示を行うことができる。請求項８に記載の発明
は、請求項６または７記載の３次元表示システムにおい
て、前記第２のプロジェクタは、前記第１のプロジェク
タに３原色の画像光の偏光方向を９０度回転させる偏光
面回転要素を設けた。

【００１６】このため、色調と明るさが略等しい略同一
構成のプロジェクタを用いて色調と明るさが略等しい投
射画像により３次元表示を行うことができる。請求項９
に記載の発明は、請求項６または７記載の３次元表示シ
ステムにおいて、前記第１のプロジェクタは、３原色の
画像光の偏光方向を時計回りまたは反時計回りに４５度
回転させる第１の位相差板を設け、前記第２のプロジェ
クタは、３原色の画像光の偏光方向を反時計回りまたは
時計回りに４５度回転させる第２の位相差板を設けた。

【００１７】このため、２台のプロジェクタでスクリー
ンの反射特性を略同一にすることができ、高品質の３次
元表示を行うことができる。請求項１０に記載の発明
は、請求項６乃至９のいずれか記載の３次元表示システ
ムにおいて、前記第１，第２のプロジェクタの代わり
に、光源からの白色光の光束を第１，第２の白色光に分
離する光束分離素子と、前記光束分離素子からの白色光
を３原色光に分離する色分離手段と、前記３原色光それ
ぞれを画像変調する画像変調手段と、前記画像変調手段
から出力される３原色の画像光を合成する合成手段とか
らなり、前記合成手段からの合成画像光を投射レンズか
らスクリーンに投写する第１，第２の処理系を設けた。

【００１８】このため、光源が劣化しても第１，第２の
プロジェクタの色調と明るさが等しい投射画像により３
次元表示を行うことができる。

【００１９】

【発明の実施の形態】図２は、本発明のプロジェクタ装
置の一実施例の外観図を示す。この装置は、液晶プロジ
ェクタ１０Ａと、液晶プロジェクタ１０Ｂとから構成さ
れている。液晶プロジェクタ１０Ａは３原色の画像光Ｒ
ａ，Ｇａ，Ｂａをスクリーン１２に投写し、また、液晶
プロジェクタ１０Ｂは３原色の画像光Ｒｂ，Ｇｂ，Ｂｂ
をスクリーン２０に投写する。

【００２０】液晶プロジェクタ１０Ａが投写する画像光
Ｒａ，Ｇａ，Ｂａは、図３に示すようにスクリーン２０
上において、画像光Ｒａ，Ｂａの直線偏光の偏光方向は
同一であるが、画像光Ｇａの直線偏光の偏光方向は画像
光Ｒａ，Ｂａの偏光方向と直交している。同様に、液晶
プロジェクタ１０Ｂが投写する画像光Ｒｂ，Ｇｂ，Ｂｂ
はスクリーン２０上において、画像光Ｒｂ，Ｂｂの直線
偏光の偏光方向は画像光Ｇａの偏光方向と同一である
が、画像光Ｇｂの直線偏光の偏光方向は画像光Ｒｂ，Ｂ
ｂの偏光方向と直交している。

【００２１】図４は液晶プロジェクタ１０Ａ，１０Ｂの
第１実施例の構成を示す図である。液晶プロジェクタ１
０Ａと１０Ｂとは略同一構成であるが、図４（Ａ）に示
す液晶プロジェクタ１０Ａに対して、図４（Ｂ）に示す
液晶プロジェクタ１０Ｂは投射レンズ１２Ｂの前段に偏
光面回転要素１４Ｂが追加された構成とされている。こ
の偏光面回転要素１４Ｂは全画像光Ｒｂ，Ｇｂ，Ｂｂの
偏光面を９０度回転する。液晶プロジェクタ１０Ａの画
像光Ｇａが液晶プロジェクタの水平に対して４５度傾い
ている場合には、図３に示す画像光Ｒａ，Ｇａ，Ｂａと
画像光Ｒｂ，Ｇｂ，Ｂｂの関係が簡単に得られる。

【００２２】図４（Ａ）の光軸上の丸印は画像光Ｇａの
偏光方向（例えばＳ偏光）を示し、棒印は画像光Ｒａ，
Ｂａの偏光方向（例えばＰ偏光）を示す。また、図４
（Ｂ）の偏光面回転要素１４Ｂより左の光軸上の丸印は
画像光Ｇｂの偏光方向（例えばＳ偏光）を示し、棒印は
画像光Ｒｂ，Ｂｂの偏光方向（例えばＰ偏光）を示し、
偏光面回転要素１４Ｂより右の光軸上の棒印は画像光Ｇ
ｂの偏光方向（例えばＰ偏光）を示し、丸印は画像光Ｒ
ｂ，Ｂｂの偏光方向（例えばＳ偏光）を示す。

【００２３】図５及び図６は液晶プロジェクタ１０Ａ，
１０Ｂの第２実施例の構成を示す図である。液晶プロジ
ェクタ１０Ａと１０Ｂとはほぼ同一構成であるが、図５
（Ａ）に示す液晶プロジェクタ１０Ａには投射レンズ１
２Ａの前段にλ／２位相差板１６Ａが設けられている。
λ／２位相差板１６Ａは、図５（Ｂ）に破線で示す液晶
プロジェクタの水平軸に対して、実線で示すように反時
計回りに２２．５度傾いた進相軸（または遅相軸）を有
しており、図５（Ｃ）に破線で示す液晶プロジェクタ内
のλ／２位相差板より前段の画像光Ｇａの偏光方向（例
えばＰ偏光）を、実線で示すように反時計回りに４５度
回転させ、投射レンズ１２Ａから投射する。画像光Ｒ
ａ，Ｂａについても同様に反時計回りに４５度回転させ
る。

【００２４】これに対して、図６（Ａ）に示す液晶プロ
ジェクタ１０Ｂには投射レンズ１２Ｂの前段にλ／２位
相差板１６Ｂが設けられている。λ／２位相差板１６Ｂ
は、図６（Ｂ）に破線で示す液晶プロジェクタの水平軸
に対して、実線で示すように時計回りに２２．５度傾い
た進相軸（または遅相軸）を有しており、図６（Ｃ）に
破線で示す液晶プロジェクタ内のλ／２位相差板より前
段の画像光Ｇｂの偏光方向（例えばＰ偏光）を、実線で
示すように時計回りに４５度回転させ、投射レンズ１２
Ｂから投射する。画像光Ｒｂ，Ｂｂについても同様に反
時計回りに４５度回転させる。これによって、液晶プロ
ジェクタ内のλ／２位相差板より前段の画像光Ｇｂの偏
光方向が水平であれば、図３に示す画像光Ｒａ，Ｇａ，
Ｂａと画像光Ｒｂ，Ｇｂ，Ｂｂの関係が簡単に得られ
る。

【００２５】図７は、本発明の３次元表示システムのプ
ロジェクタ装置の第１実施例の外観図を示す。同図中、
図２と同一部分には同一符号を付す。この装置は、液晶
プロジェクタ１０Ａと、液晶プロジェクタ１０Ｂとから
構成されている。液晶プロジェクタ１０Ａは右目画像の
画像光Ｇａｒと左目画像の画像光Ｒａｌ，Ｂａｌをスク
リーン１２に投写し、また、液晶プロジェクタ１０Ｂは
左目画像の画像光Ｇｂｌと右目画像の画像光Ｒｂｒ，Ｂ
ｂｒをスクリーン２０に投写する。

【００２６】液晶プロジェクタ１０Ａが投写する画像光
Ｒａｌ，Ｇａｒ，Ｂａｌは、図８に示すようにスクリー
ン２０上において、左目画像の画像光Ｒａｌ，Ｂａｌの
直線偏光の偏光方向は同一であるが、右目画像の画像光
Ｇａｒの直線偏光の偏光方向は画像光Ｒａｌ，Ｂａｌの
偏光方向と直交している。同様に、液晶プロジェクタ１
０Ｂが投写する画像光Ｒｂｒ，Ｇｂｌ，Ｂｂｒはスクリ
ーン２０上において、右目画像の画像光Ｒｂｒ，Ｂｂｒ
の直線偏光の偏光方向は右目画像の画像光Ｇａｒの偏光
方向と同一であり、左目画像の画像光Ｇｂｌの直線偏光
の偏光方向は左目画像の画像光Ｒｂｌ，Ｂｂｌの偏光方
向と同一である。

【００２７】このため、３原色の画像光の偏光方向が同
じではない第１，第２のプロジェクタを用いて３次元表
示が可能となり、出力光量が大きく高品質の３次元画像
の表示を行うことが可能となる。また、画像光Ｒ，Ｇ，
Ｂのうち波長が隣接しない画像光Ｒ，Ｂを同一の偏光方
向とし、画像光Ｇの偏光方向を異ならしているため、表
示品質の良い投射画像により３次元表示を行うことがで
きる。

【００２８】図９は液晶プロジェクタ１０Ａ，１０Ｂの
第１実施例の構成を示す図である。液晶プロジェクタ１
０Ａと１０Ｂとは略同一構成であるが、図９（Ａ）に示
す液晶プロジェクタ１０Ａに対して、図９（Ｂ）に示す
液晶プロジェクタ１０Ｂは投射レンズ１２Ｂの前段に偏
光面回転要素１４Ｂが追加された構成とされている。こ
の偏光面回転要素１４Ｂは全画像光Ｒｂｒ，Ｇｂｌ，Ｂ
ｂｒの偏光面を９０度回転する。液晶プロジェクタ１０
Ａの画像光Ｇａが液晶プロジェクタの水平に対して４５
度傾いている場合には、図８に示す画像光Ｒａｌ，Ｇａ
ｒ，Ｂａｌと画像光Ｒｂｒ，Ｇｂｌ，Ｂｂｒの関係が簡
単に得られる。

【００２９】図９（Ａ）の光軸上の丸印は画像光Ｇａｒ
の偏光方向（例えばＳ偏光）を示し、棒印は画像光Ｒａ
ｌ，Ｂａｌの偏光方向（例えばＰ偏光）を示す。また、
図９（Ｂ）の偏光面回転要素１４Ｂより左の光軸上の丸
印は画像光Ｇｂｌの偏光方向（例えばＳ偏光）を示し、
棒印は画像光Ｒｂｒ，Ｂｂｒの偏光方向（例えばＰ偏
光）を示し、偏光面回転要素１４Ｂより右の光軸上の棒
印は画像光Ｇｂｌの偏光方向（例えばＰ偏光）を示し、
丸印は画像光Ｒｂｒ，Ｂｂｒの偏光方向（例えばＳ偏
光）を示す。

【００３０】このため、色調と明るさが略等しい略同一
構成のプロジェクタを用いて色調と明るさが略等しい投
射画像により３次元表示を行うことができる。図１０は
液晶プロジェクタ１０Ａ，１０Ｂの第２実施例の構成を
示す図である。液晶プロジェクタ１０Ａと１０Ｂとはほ
ぼ同一構成であるが、液晶プロジェクタ１０Ａには投射
レンズ１２Ａの前段にλ／２位相差板１６Ａが設けられ
ている。λ／２位相差板１６Ａは、液晶プロジェクタの
水平軸に対して、反時計回りに２２．５度傾いた進相軸
（または遅相軸）を有しており、液晶プロジェクタ内の
λ／２位相差板より前段の画像光Ｇａｒの偏光方向（例
えばＰ偏光）を、反時計回りに４５度回転させ、投射レ
ンズ１２Ａから投射する。画像光Ｒａｌ，Ｂａｌについ
ても同様に反時計回りに４５度回転させる。

【００３１】これに対して、液晶プロジェクタ１０Ｂに
は投射レンズ１２Ｂの前段にλ／２位相差板１６Ｂが設
けられている。λ／２位相差板１６Ｂは、液晶プロジェ
クタの水平軸に対して、時計回りに２２．５度傾いた進
相軸（または遅相軸）を有しており、液晶プロジェクタ
内のλ／２位相差板より前段の画像光Ｇｂｌの偏光方向
（例えばＰ偏光）を時計回りに４５度回転させ、投射レ
ンズ１２Ｂから投射する。画像光Ｒｂｒ，Ｂｂｒについ
ても同様に反時計回りに４５度回転させる。これによっ
て、液晶プロジェクタ内のλ／２位相差板より前段の画
像光Ｇｂｌの偏光方向が水平であれば、図８に示す画像
光Ｒａｌ，Ｇａｒ，Ｂａｌと画像光Ｒｂｒ，Ｇｂｌ，Ｂ
ｂｒの関係が簡単に得られる。

【００３２】このため、２台のプロジェクタでスクリー
ンの反射特性を略同一にすることができ、高品質の３次
元表示を行うことができる。図１１は液晶プロジェクタ
の第２実施例の詳細な構造図を示す。同図中、光源３０
から放射される白色光は、蠅の目レンズで構成されたイ
ンテグレータ３２を通った後、偏光変換素子３４を通る
ことにより例えば偏光方向がＳ偏光とされる。この光は
ダイクロイックミラー３６において、原色光Ｂのみが反
射され、原色光Ｒ，Ｇが透過される。この後、ダイクロ
イックミラー３６で反射された原色光Ｂはミラー３８で
反射され、レンズ３９及びＢ画像の液晶表示パネル４０
及びλ／２板４１を通してＳ偏光の画像光Ｂが得られ、
クロス型ダイクロイックプリズム４２に入射される。

【００３３】ダイクロイックミラー３６を透過した原色
光Ｒ，Ｇはダイクロイックミラー４４で原色光Ｇのみが
反射され、原色光Ｒが透過される。ダイクロイックミラ
ー４４で反射された原色光Ｇは、レンズ４５及びＧ画像
の液晶表示パネル４６を通してＰ偏光の画像光Ｇが得ら
れ、クロス型ダイクロイックプリズム４２に入射され
る。ダイクロイックミラー４４を透過した原色光Ｒはミ
ラー４８，４９で反射され、レンズ５０及びＲ画像の液
晶表示パネル５１及びλ／２板５３を通してＳ偏光の画
像光Ｒが得られ、クロス型ダイクロイックプリズム４２
に入射される。

【００３４】クロス型ダイクロイックプリズム４２では
上記のＳ偏光の画像光Ｂ，Ｒと、Ｐ偏光の画像光Ｇとを
合成する。この合成光はλ／２位相差板５２（１６Ａ，
１６Ｂに対応）を通し、投射レンズ５４（１２Ａ，１２
Ｂに対応）よりスクリーンに向けて投射される。図１２
は液晶プロジェクタの第２実施例の変形例の詳細な構造
図を示す。同図中、図１１と同一部分には同一符号を付
す。図１２において、光源３０から放射される白色光
は、蠅の目レンズで構成されたインテグレータ３２を通
った後、偏光変換素子３４を通ることにより例えば偏光
方向がＳ偏光とされる。この光はダイクロイックミラー
５６において、原色光Ｇ，Ｂが反射され、原色光Ｒが透
過される。この後、ダイクロイックミラー５６を透過し
た原色光Ｒはミラー５７で反射され、レンズ５８及びＲ
画像の液晶表示パネル５９及びλ／２板６５を通してＳ
偏光の画像光Ｒが得られ、ダイクロイックミラー６０，
６１を透過してλ／２位相差板５２に入射される。

【００３５】ダイクロイックミラー５６で反射された原
色光Ｇ，Ｂはダイクロイックミラー６２で原色光Ｇのみ
が反射され、原色光Ｂが透過される。ダイクロイックミ
ラー６２で反射された原色光Ｇは、レンズ６３及びＧ画
像の液晶表示パネル６４を通し、ダイクロイックミラー
６０で反射されてＰ偏光の画像光Ｇが得られ、画像光Ｒ
と合成される。ダイクロイックミラー６２を透過した原
色光Ｂはレンズ６８及びＢ画像の液晶表示パネル６９及
びλ／２板６６を通し、ミラー７０で反射されてＳ偏光
の画像光Ｂが得られ、ダイクロイックミラ−６１で反射
されて画像光Ｒ，Ｇと合成される。この合成光はλ／２
位相差板５２（１６Ａ，１６Ｂに対応）を通し、投射レ
ンズ５４（１２Ａ，１２Ｂに対応）よりスクリーンに向
けて投射される。

【００３６】図１３は、本発明の３次元表示システムの
プロジェクタ装置の第２実施例の外観図を示す。同図
中、光源８０から放射される白色光は、偏光分離素子８
２に入射される。偏光分離素子８２は、Ｓ偏光の白色光
とＰ偏光の白色光とに分離して出力する。光軸上の丸印
で示す例えばＳ偏光の白色光はミラー８４で反射されて
処理系８６Ａに入射され、光軸上の棒印で示す例えばＰ
偏光の白色光は処理系８６Ｂに入射される。

【００３７】処理系８６Ａは右目画像の画像光Ｇａｒと
左目画像の画像光Ｒａｌ，Ｂａｌをスクリーン１２に投
写し、また、処理系８６Ｂは左目画像の画像光Ｇｂｌと
右目画像の画像光Ｒｂｒ，Ｂｂｒをスクリーン２０に投
写する。処理系８６Ａが投写する画像光Ｒａｌ，Ｇａ
ｒ，Ｂａｌは、図１４に示すようにスクリーン２０上に
おいて、左目画像の画像光Ｒａｌ，Ｂａｌの直線偏光の
偏光方向は同一であるが、右目画像の画像光Ｇａｒの直
線偏光の偏光方向は画像光Ｒａｌ，Ｂａｌの偏光方向と
直交している。同様に、処理系８６Ｂが投写する画像光
Ｒｂｒ，Ｇｂｌ，Ｂｂｒはスクリーン２０上において、
右目画像の画像光Ｒｂｒ，Ｂｂｒの直線偏光の偏光方向
は右目画像の画像光Ｇａｒの偏光方向と同一であり、左
目画像の画像光Ｇｂｌの直線偏光の偏光方向は左目画像
の画像光Ｒｂｌ，Ｂｂｌの偏光方向と同一である。

【００３８】このように、同一の光源から処理系８６
Ａ，８６Ｂに光を供給しているため、光源が劣化しても
第１，第２のプロジェクタの色調と明るさが等しい投射
画像により３次元表示を行うことができる。図１５は処
理系８６Ａ，８６Ｂの第１実施例の構成を示す図であ
る。処理系８６Ａと８６Ｂとは略同一構成であるが、図
１５（Ａ）に示す処理系８６Ａに対して、図１５（Ｂ）
に示す処理系８６Ｂは投射レンズ１２Ｂの前段に偏光面
回転要素１４Ｂが追加された構成とされている。この偏
光面回転要素１４Ｂは全画像光Ｒｂｒ，Ｇｂｌ，Ｂｂｒ
の偏光面を９０度回転する。処理系８６Ａの画像光Ｇａ
が液晶プロジェクタの水平に対して４５度傾いている場
合には、図１４に示す画像光Ｒａｌ，Ｇａｒ，Ｂａｌと
画像光Ｒｂｒ，Ｇｂｌ，Ｂｂｒの関係が簡単に得られ
る。

【００３９】図１５（Ａ）の光軸上の丸印は画像光Ｇａ
ｒの偏光方向（例えばＳ偏光）を示し、棒印は画像光Ｒ
ａｌ，Ｂａｌの偏光方向（例えばＰ偏光）を示す。ま
た、図１５（Ｂ）の偏光面回転要素１４Ｂより左の光軸
上の丸印は画像光Ｇｂｌの偏光方向（例えばＳ偏光）を
示し、棒印は画像光Ｒｂｒ，Ｂｂｒの偏光方向（例えば
Ｐ偏光）を示し、偏光面回転要素１４Ｂより右の光軸上
の棒印は画像光Ｇｂｌの偏光方向（例えばＰ偏光）を示
し、丸印は画像光Ｒｂｒ，Ｂｂｒの偏光方向（例えばＳ
偏光）を示す。

【００４０】図１６は処理系８６Ａ，８６Ｂの第２実施
例の構成を示す図である。処理系８６Ａと８６Ｂとはほ
ぼ同一構成であるが、処理系８６Ａには投射レンズ１２
Ａの前段にλ／２位相差板１６Ａが設けられている。λ
／２位相差板１６Ａは、液晶プロジェクタの水平軸に対
して、反時計回りに２２．５度傾いた進相軸（または遅
相軸）を有しており、液晶プロジェクタ内のλ／２位相
差板より前段の画像光Ｇａｒの偏光方向（例えばＰ偏
光）を、反時計回りに４５度回転させ、投射レンズ１２
Ａから投射する。画像光Ｒａｌ，Ｂａｌについても同様
に反時計回りに４５度回転させる。

【００４１】これに対して、処理系８６Ｂには投射レン
ズ１２Ｂの前段にλ／２位相差板１６Ｂが設けられてい
る。λ／２位相差板１６Ｂは、液晶プロジェクタの水平
軸に対して、時計回りに２２．５度傾いた進相軸（また
は遅相軸）を有しており、液晶プロジェクタ内のλ／２
位相差板より前段の画像光Ｇｂｌの偏光方向（例えばＰ
偏光）を時計回りに４５度回転させ、投射レンズ１２Ｂ
から投射する。画像光Ｒｂｒ，Ｂｂｒについても同様に
反時計回りに４５度回転させる。これによって、液晶プ
ロジェクタ内のλ／２位相差板より前段の画像光Ｇｂｌ
の偏光方向が水平であれば、図１４に示す画像光Ｒａ
ｌ，Ｇａｒ，Ｂａｌと画像光Ｒｂｒ，Ｇｂｌ，Ｂｂｒの
関係が簡単に得られる。

【００４２】図１７は処理系の第２実施例の詳細な構造
図を示す。同図中、入射されるＳ偏光またはＰ偏光の白
色光は、蠅の目レンズで構成されたインテグレータ３２
を通った後、偏光変換素子３４を通ることにより例えば
偏光方向がＳ偏光とされる。この光はダイクロイックミ
ラー３６において、原色光Ｂのみが反射され、原色光
Ｒ，Ｇが透過される。この後、ダイクロイックミラー３
６で反射された原色光Ｂはミラー３８で反射され、レン
ズ３９及びＢ画像の液晶表示パネル４０及びλ／２板４
１を通してＳ偏光の画像光Ｂが得られ、クロス型ダイク
ロイックプリズム４２に入射される。

【００４３】ダイクロイックミラー３６を透過した原色
光Ｒ，Ｇはダイクロイックミラー４４で原色光Ｇのみが
反射され、原色光Ｒが透過される。ダイクロイックミラ
ー４４で反射された原色光Ｇは、レンズ４５及びＧ画像
の液晶表示パネル４６を通してＰ偏光の画像光Ｇが得ら
れ、クロス型ダイクロイックプリズム４２に入射され
る。ダイクロイックミラー４４を透過した原色光Ｒはミ
ラー４８，４９で反射され、レンズ５０及びＲ画像の液
晶表示パネル５１及びλ／２板５３を通してＳ偏光の画
像光Ｒが得られ、クロス型ダイクロイックプリズム４２
に入射される。

【００４４】クロス型ダイクロイックプリズム４２では
上記のＳ偏光の画像光Ｂ，Ｒと、Ｐ偏光の画像光Ｇとを
合成する。この合成光はλ／２位相差板５２（１６Ａ，
１６Ｂに対応）を通し、投射レンズ５４（１２Ａ，１２
Ｂに対応）よりスクリーンに向けて投射される。図１８
は処理系の第２実施例の変形例の詳細な構造図を示す。
同図中、図１７と同一部分には同一符号を付す。図１８
において、入射されるＳ偏光またはＰ偏光の白色光は、
蠅の目レンズで構成されたインテグレータ３２を通った
後、偏光変換素子３４を通ることにより例えば偏光方向
がＳ偏光とされる。この光はダイクロイックミラー５６
において、原色光Ｇ，Ｂが反射され、原色光Ｒが透過さ
れる。この後、ダイクロイックミラー５６を透過した原
色光Ｒはミラー５７で反射され、レンズ５８及びＲ画像
の液晶表示パネル５９及びλ／２板６５を通してＳ偏光
の画像光Ｒが得られ、ダイクロイックミラー６０，６１
を透過してλ／２位相差板５２に入射される。

【００４５】ダイクロイックミラー５６で反射された原
色光Ｇ，Ｂはダイクロイックミラー６２で原色光Ｇのみ
が反射され、原色光Ｂが透過される。ダイクロイックミ
ラー６２で反射された原色光Ｇは、レンズ６３及びＧ画
像の液晶表示パネル６４を通し、ダイクロイックミラー
６０で反射されてＰ偏光の画像光Ｇが得られ、画像光Ｒ
と合成される。ダイクロイックミラー６２を透過した原
色光Ｂはレンズ６８及びＢ画像の液晶表示パネル６９及
びλ／２板６６を通し、ミラー７０で反射されてＳ偏光
の画像光Ｂが得られ、ダイクロイックミラ−６１で反射
されて画像光Ｒ，Ｇと合成される。この合成光はλ／２
位相差板５２（１６Ａ，１６Ｂに対応）を通し、投射レ
ンズ５４（１２Ａ，１２Ｂに対応）よりスクリーンに向
けて投射される。

【００４６】なお、ダイクロイックミラー３６，４４，
５６，６２が請求項の色分離手段に対応し、液晶表示パ
ネル３４，４６，５１，５９，６４，６９が画像変調手
段に対応し、ダイクロイックミラー６０，６１、クロス
型ダイクロイックプリズム４２が合成手段に対応し、液
晶プロジェクタ１０Ａ，１０Ｂが第１，第２のプロジェ
クタに対応し、処理系８６Ａ，８６Ｂが第１，第２の処
理系に対応する。

【００４７】

【発明の効果】上述の如く、請求項１に記載の発明は、
白色光を３原色光に分離する色分離手段と、前記３原色
光それぞれを画像変調する画像変調手段と、前記画像変
調手段から出力される３原色の画像光を合成する合成手
段とを有し、前記合成手段からの合成画像光を投射レン
ズからスクリーンに投写する第１，第２のプロジェクタ
より構成され、前記第１のプロジェクタの合成手段で合
成する３原色の画像光のうち第１の画像光の偏光方向を
他の第２，第３の画像光の偏光方向に対して直交させ、
前記第２のプロジェクタの合成手段で合成する３原色の
画像光のうち第１の画像光の偏光方向を他の第２，第３
の画像光の偏光方向及び前記第１のプロジェクタの第１
の画像光の偏光方向に対して直交させた。

【００４８】このため、３原色の画像光の偏光方向が同
じではない第１，第２のプロジェクタを用いて３次元表
示が可能となる。請求項２に記載の発明では、第１の画
像光は、３原色のうち緑である。このため、表示品質の
良い投射画像を表示することができる。請求項３に記載
の発明では、第２のプロジェクタは、前記第１のプロジ
ェクタに３原色の画像光の偏光方向を９０度回転させる
偏光面回転要素を設けた。

【００４９】このため、色調と明るさが略等しい略同一
構成のプロジェクタを用いて色調と明るさが略等しい投
射画像を表示することができる。請求項４に記載の発明
では、第１のプロジェクタは、３原色の画像光の偏光方
向を時計回りまたは反時計回りに４５度回転させる第１
の位相差板を設け、前記第２のプロジェクタは、３原色
の画像光の偏光方向を反時計回りまたは時計回りに４５
度回転させる第２の位相差板を設けた。

【００５０】このため、２台のプロジェクタでスクリー
ンの反射特性を略同一にすることができる。請求項５に
記載の発明では、第１，第２のプロジェクタは、単一の
光源からの白色光の光束を分離した白色光を供給され
る。このため、光源が劣化しても第１，第２のプロジェ
クタの色調と明るさが等しい投射画像を表示することが
できる。

【００５１】請求項６に記載の発明は、白色光を３原色
光に分離する色分離手段と、前記３原色光それぞれを画
像変調する画像変調手段と、前記画像変調手段から出力
される３原色の画像光を合成する合成手段とからなり、
前記合成手段からの合成画像光を投射レンズからスクリ
ーンに投写する第１，第２のプロジェクタを有し、前記
第１のプロジェクタの合成手段は、右目画像の第１の画
像光と左目画像の第２，第３の画像光を合成し、前記右
目画像の第１の画像光の偏光方向を他の左目画像の第
２，第３の画像光の偏光方向に対して直交させ、前記第
２のプロジェクタの合成手段は、左目画像の第１の画像
光と右目画像の第２，第３の画像光を合成し、前記左目
画像の第１の画像光の偏光方向を他の右目画像の第２，
第３の画像光の偏光方向及び前記第１のプロジェクタの
右目画像の第１の画像光の偏光方向に対して直交させ
た。

【００５２】このため、３原色の画像光の偏光方向が同
じではない第１，第２のプロジェクタを用いて３次元表
示が可能となり、出力光量が大きく高品質の３次元画像
の表示を行うことが可能となる。請求項７に記載の発明
では、第１の画像光は、３原色のうち緑である。このた
め、表示品質の良い投射画像により３次元表示を行うこ
とができる。

【００５３】請求項８に記載の発明では、第２のプロジ
ェクタは、前記第１のプロジェクタに３原色の画像光の
偏光方向を９０度回転させる偏光面回転要素を設けた。
このため、色調と明るさが略等しい略同一構成のプロジ
ェクタを用いて色調と明るさが略等しい投射画像により
３次元表示を行うことができる。請求項９に記載の発明
では、第１のプロジェクタは、３原色の画像光の偏光方
向を時計回りまたは反時計回りに４５度回転させる第１
の位相差板を設け、前記第２のプロジェクタは、３原色
の画像光の偏光方向を反時計回りまたは時計回りに４５
度回転させる第２の位相差板を設けた。

【００５４】このため、２台のプロジェクタでスクリー
ンの反射特性を略同一にすることができ、高品質の３次
元表示を行うことができる。請求項１０に記載の発明で
は、第１，第２のプロジェクタの代わりに、光源からの
白色光の光束を第１，第２の白色光に分離する光束分離
素子と、前記光束分離素子からの白色光を３原色光に分
離する色分離手段と、前記３原色光それぞれを画像変調
する画像変調手段と、前記画像変調手段から出力される
３原色の画像光を合成する合成手段とからなり、前記合
成手段からの合成画像光を投射レンズからスクリーンに
投写する第１，第２の処理系を設けた。

【００５５】このため、光源が劣化しても第１，第２の
プロジェクタの色調と明るさが等しい投射画像により３
次元表示を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】画像光の入射角の変位によるダイクロイックプ
リズムの波長特性を示す図である。

【図２】本発明のプロジェクタ装置の一実施例の外観図
である。

【図３】スクリーン上での画像光Ｒａ，Ｇａ，Ｂａ，Ｒ
ｂ，Ｇｂ，Ｂｂの偏光方向を示す図である。

【図４】液晶プロジェクタの第１実施例の構成を示す図
である。

【図５】液晶プロジェクタの第２実施例の構成を示す図
である。

【図６】液晶プロジェクタの第２実施例の構成を示す図
である。

【図７】本発明の３次元表示システムのプロジェクタ装
置の第１実施例の外観図である。

【図８】本発明の３次元表示システムのスクリーン上で
の画像光Ｒａ，Ｇａ，Ｂａ，Ｒｂ，Ｇｂ，Ｂｂの偏光方
向を示す図である。

【図９】液晶プロジェクタの第１実施例の構成を示す図
である。

【図１０】液晶プロジェクタの第２実施例の構成を示す
図である。

【図１１】液晶プロジェクタの第２実施例の詳細な構造
図である。

【図１２】液晶プロジェクタの第２実施例の変形例の詳
細な構造図である。

【図１３】本発明の３次元表示システムのプロジェクタ
装置の第２実施例の外観図である。

【図１４】本発明の３次元表示システムのスクリーン上
での画像光Ｒａ，Ｇａ，Ｂａ，Ｒｂ，Ｇｂ，Ｂｂの偏光
方向を示す図である。

【図１５】処理系の第１実施例の構成を示す図である。

【図１６】処理系の第２実施例の構成を示す図である。

【図１７】処理系の第２実施例の詳細な構造図である。

【図１８】処理系の第２実施例の変形例の詳細な構造図
である。

【符号の説明】

１０Ａ，１０Ｂ 液晶プロジェクタ １２Ａ，１２Ｂ 投射レンズ １４Ｂ 偏光面回転要素 １６Ａ，１６Ｂ λ／２位相差板 ２０ スクリーン ３０ 光源 ３２ インテグレータ ３４ 偏光変換素子 ３６，４４ ダイクロイックミラー ３８，４８，４９ ミラー ３９，４５，５０ レンズ ４０，４６，５１ 液晶表示パネル ４２ クロス型ダイクロイックプリズム ５４ 投射レンズ ８６Ａ，８６Ｂ 処理系

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 浜田 哲也 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 富士通株式会社内 (72)発明者 後藤 猛 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 富士通株式会社内 (72)発明者 菅原 真理 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 富士通株式会社内 (72)発明者 林 啓二 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 富士通株式会社内 (72)発明者 山口 久 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 富士通株式会社内 Ｆターム(参考） 2H059 AA26 AA38 2H088 EA08 EA12 HA13 HA15 HA18 HA21 HA24 HA28 MA06

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 白色光を３原色光に分離する色分離手段
   と、前記３原色光それぞれを画像変調する画像変調手段
   と、前記画像変調手段から出力される３原色の画像光を
   合成する合成手段とを有し、前記合成手段からの合成画
   像光を投射レンズからスクリーンに投写する第１，第２
   のプロジェクタより構成され、 前記第１のプロジェクタの合成手段で合成する３原色の
   画像光のうち第１の画像光の偏光方向を他の第２，第３
   の画像光の偏光方向に対して直交させ、 前記第２のプロジェクタの合成手段で合成する３原色の
   画像光のうち第１の画像光の偏光方向を他の第２，第３
   の画像光の偏光方向及び前記第１のプロジェクタの第１
   の画像光の偏光方向に対して直交させたことを特徴とす
   るプロジェクタ装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載のプロジェクタ装置におい
   て、 前記第１の画像光は、３原色のうち緑であることを特徴
   とするプロジェクタ装置。
3. 【請求項３】 請求項１または２記載のプロジェクタ装
   置において、 前記第２のプロジェクタは、前記第１のプロジェクタに
   ３原色の画像光の偏光方向を９０度回転させる偏光面回
   転要素を設けたことを特徴とするプロジェクタ装置。
4. 【請求項４】 請求項１または２記載のプロジェクタ装
   置において、 前記第１のプロジェクタは、３原色の画像光の偏光方向
   を時計回りまたは反時計回りに４５度回転させる第１の
   位相差板を設け、 前記第２のプロジェクタは、３原色の画像光の偏光方向
   を反時計回りまたは時計回りに４５度回転させる第２の
   位相差板を設けたことを特徴とするプロジェクタ装置。
5. 【請求項５】 請求項１乃至４のいずれか記載のプロジ
   ェクタ装置において、 前記第１，第２のプロジェクタは、単一の光源からの白
   色光の光束を分離した白色光を供給されることを特徴と
   するプロジェクタ装置。
6. 【請求項６】 白色光を３原色光に分離する色分離手段
   と、前記３原色光それぞれを画像変調する画像変調手段
   と、前記画像変調手段から出力される３原色の画像光を
   合成する合成手段とからなり、前記合成手段からの合成
   画像光を投射レンズからスクリーンに投写する第１，第
   ２のプロジェクタを有し、 前記第１のプロジェクタの合成手段は、右目画像の第１
   の画像光と左目画像の第２，第３の画像光を合成し、前
   記右目画像の第１の画像光の偏光方向を他の左目画像の
   第２，第３の画像光の偏光方向に対して直交させ、 前記第２のプロジェクタの合成手段は、左目画像の第１
   の画像光と右目画像の第２，第３の画像光を合成し、前
   記左目画像の第１の画像光の偏光方向を他の右目画像の
   第２，第３の画像光の偏光方向及び前記第１のプロジェ
   クタの右目画像の第１の画像光の偏光方向に対して直交
   させたことを特徴とする３次元表示システム。
7. 【請求項７】 請求項６記載の３次元表示システムにお
   いて、 前記第１の画像光は、３原色のうち緑であることを特徴
   とする３次元表示システム。
8. 【請求項８】 請求項６または７記載の３次元表示シス
   テムにおいて、 前記第２のプロジェクタは、前記第１のプロジェクタに
   ３原色の画像光の偏光方向を９０度回転させる偏光面回
   転要素を設けたことを特徴とする３次元表示システム。
9. 【請求項９】 請求項６または７記載の３次元表示シス
   テムにおいて、 前記第１のプロジェクタは、３原色の画像光の偏光方向
   を時計回りまたは反時計回りに４５度回転させる第１の
   位相差板を設け、 前記第２のプロジェクタは、３原色の画像光の偏光方向
   を反時計回りまたは時計回りに４５度回転させる第２の
   位相差板を設けたことを特徴とする３次元表示システ
   ム。
10. 【請求項１０】 請求項６乃至９のいずれか記載の３次
    元表示システムにおいて、 前記第１，第２のプロジェクタの代わりに、 光源からの白色光の光束を第１，第２の白色光に分離す
    る光束分離素子と、 前記光束分離素子からの白色光を３原色光に分離する色
    分離手段と、前記３原色光それぞれを画像変調する画像
    変調手段と、前記画像変調手段から出力される３原色の
    画像光を合成する合成手段とからなり、前記合成手段か
    らの合成画像光を投射レンズからスクリーンに投写する
    第１，第２の処理系を設けたことを特徴とする３次元表
    示システム。