JP2004205919A

JP2004205919A - Projection type stereoscopic display device

Info

Publication number: JP2004205919A
Application number: JP2002376663A
Authority: JP
Inventors: Masanobu Shigeta; 正信茂田
Original assignee: Victor Company of Japan Ltd
Current assignee: Victor Company of Japan Ltd
Priority date: 2002-12-26
Filing date: 2002-12-26
Publication date: 2004-07-22

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To improve the light use rate of a light source of a "field sequential display system" projection type stereoscopic display device, to improve what is called a "color separation phenomenon", to reduce the manufacture cost by simplifying the constitution, and to display a high-definition stereoscopic image. <P>SOLUTION: Provided are a light source 1 which emits white light, a color selection filter 5 which selects a specified color component from the light emitted by the light source 1, a wire grid 6 which separates light passed through the color selection filter 5 according to the polarization state, 1st and 2nd display panels 9 and 14 on which light beams split by the wire grid 6 are made incident respectively, a polarization beam splitter 10 which puts together light beams passed through those 1st and 2nd display panels 9 and 14, and a projection lens 15 which projects the composite light obtained by the polarization beam splitter 10. The display panels 9 and 14 are supplied with signals for displaying a left-eye image and a right-eye image. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、観察者の左眼及び右眼の視差に相当する差異を有する２つの画像信号に応じて空間変調された光をスクリーンに投射して立体画像表示を行う投射型立体表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、液晶表示パネルの如き空間光変調素子を用いて投射光を画像信号に応じて空間変調し、この投射光をスクリーンに投射して立体画像表示を行う投射型立体表示装置が提案されている。投射型立体表示装置においては、観察者の左眼及び右眼の視差に相当する差異を有する２つの画像をスクリーン上に重ねて表示することにより、立体画像表示を行うものである。
【０００３】
このような投射型立体表示装置としては、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）及び青色（Ｂ）の各原色成分に対応した３枚の空間光変調素子を備えて構成されたいわゆる「３板方式」のものが提案されている。
【０００４】
また、このような投射型立体表示装置として、図７に示すように、１枚の空間光変調素子（表示デバイス）１０１により、各原色成分を時分割して表示することによりカラー表示を実現したいわゆる「フィールドシーケンシャル表示方式」のものが提案されている。
【０００５】
このような投射型立体表示装置においては、白色光を発する光源１０２から発せられた光は、放物面鏡１０３により反射され集光レンズ１０４を経て集光され、ライトパイプ１０５に導かれて、カラーホイール１０６の色フィルタ部に入射される。このカラーホイール１０６は、中心軸回りに回転操作可能な円盤状に構成され、この円盤の周縁側に、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）及び青色（Ｂ）の色フィルタ部を有している。このカラーホイール１０６の色フィルタ部を透過した光は、ミラー１０７、リレーレンズ１０８を経て、全反射プリズム１０９に入射する。
【０００６】
全反射プリズム１０９に入射した光は、この全反射プリズム１０９内の反射面１０９ａにより反射されてこの全反射プリズム１０９より出射し、空間光変調素子１０１に入射する。空間光変調素子１０１に入射した光は、この空間光変調素子１０１により強度変調を受けて反射され、全反射プリズム１０９を透過して投射レンズ（プロジェクションレンズ）１１０に入射する。そして、投射レンズ１１０に入射した光は、スクリーン１１１に投射されて、画像を表示する。
【０００７】
この投射型立体表示装置においては、カラーホイール１０６が所定の周期で回転操作され、光源１０２からの光は、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）及び青色（Ｂ）のいずれかの色フィルタ部を時分割的に透過することとなる。そして、空間光変調素子１０１は、光源１０２からの光が赤色（Ｒ）の色フィルタ部を透過しているときには、表示画像の赤色成分に相当する光変調を行い、光源１０２からの光が緑色（Ｇ）の色フィルタ部を透過しているときには、表示画像の緑色成分に相当する光変調を行い、光源１０２からの光が青色（Ｂ）の色フィルタ部を透過しているときには、表示画像の青色成分に相当する光変調を行う。このようにして、スクリーン１１１上にカラー画像が表示される。
【０００８】
上述のような装置を２組用いて、観察者の左眼及び右眼の視差に相当する差異を有する２つの画像をスクリーン上に重ねて表示することにより、立体画像表示が行われる。すなわち、一の画像を表示する投射光を縦方向の偏光とし、他の画像を表示する投射光を横方向の偏光としておき、観察者は、一方の眼に入射する光を縦方向の偏光のみを通す偏光板を通して観察し、他方の眼に入射する光を横方向の偏光のみを通す偏光板を通して観察することにより、立体視を行うことができる。
【０００９】
上述のような「フィールドシーケンシャル表示方式」の投射型立体表示装置は、用いている空間変調素子が１枚であり、また、この空間変調素子の像を投射するための光学系の構成を簡素化できるため、小型、軽量、かつ、安価な装置として構成することができる。
【００１０】
また、このような「フィールドシーケンシャル表示方式」においては、各原色成分に対応する画素を１枚のパネル上に平面的に集積する場合に比べて、表示画像の画素数を３倍にできるという利点がある。
【００１１】
なお、この投射型立体表示装置においては、光源１０２から発せられた光は、カラーホイールの色フィルタ部において、二原色に相当する２／３がカットされるため、光利用率は、一の原色に相当する１／３以下となる。
【００１２】
【特許文献１】
特開平１０−３０４２８４号公報
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述のような投射型立体表示装置においては、光源としては、キセノンランプや超高圧水銀（UHP）ランプなど、白色光を発するものが一般的に用いられている。しかし、白色光源を用いた「フィールドシーケンシャル表示方式」においては、色フィルタにより、使用しない二原色に相当する光を吸収し、いわば捨ててしまうので、光利用率が低いという問題がある。この場合の光利用率は、原理的には、「３板方式」の１／３以下となる。このような光利用率の低さは、特に、大画面表示を行う投射型立体表示装置においては、重大な問題である。
【００１４】
また、「フィールドシーケンシャル表示方式」においては、瞬きをしたときなどに、白色の部分にいずれかの原色が見えてしまうといういわゆる「色割れ現象」が問題となる。
【００１５】
この「色割れ現象」を解消するには、表示画像のフレーム周波数を高くすればよい。しかし、フレーム周波数は、空間光変調素子の応答速度により制限される。しかも、この「色割れ現象」は、フレーム周波数を、例えば、３００Ｈｚ以上という高周波数としても、瞬きのタイミングがフレームの切替時に合うと見えてしまう。そのため、このような「色割れ現象」は、「フィールドシーケンシャル表示方式」においては、解決できない宿命であると考えられていた。
【００１６】
ところで、投射型立体表示装置に用いられる空間光変調素子としては、変調物質に液晶を用いた液晶表示デバイスや、マイクロミラーを用いた「ＤＭＤ」（マイクロミラーデバイス）が知られている。
【００１７】
液晶表示デバイスは、すでに長い実績があり、比較的容易に製造できるという利点がある。また、液晶表示デバイスは、パネル面を大きくすれば、高精細化（高解像度化）が可能である。解像度（表示画素数）は表示装置の重要な性能の一つである。
【００１８】
しかし、液晶表示デバイスは、応答速度が遅く、「フィールドシーケンシャル表示方式」にそのまま用いるには十分な性能とはいえない。また、液晶表示デバイスに入射させる光は、必ず偏光光でなければならず、偏光ロスや複屈折によるコントラスト比の低下や、表示画像内の照度（濃度）ムラという問題がある。さらに、液晶表示デバイスを用いることには、光学系を含めてコストが高くなるという問題がある。
【００１９】
比較的応答速度が速く高精細化にも有利な液晶デバイスとして、反射型液晶デバイスが知られている。しかし、この反射型液晶デバイスを用いる場合には、光学系の構成が複雑になり、また、この光学系に含まれる偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）の分光特性や光学材料の複屈折により、表示画像の特性が左右されるという問題がある。
【００２０】
一方、「ＤＭＤ」は、画素に相当するマイクロミラーの方向を個々に変えることにより入射光を直接強度変調する素子であり、入射光を偏光光とする必要がなく、応答速度も十分に速い。そのため、この「ＤＭＤ」は、「フィールドシーケンシャル表示方式」に用いる空間光変調素子として最適のものである。
【００２１】
しかし、この「ＤＭＤ」は、製造が困難であり、特に、高精細化が難しいという問題がある。現状で生産可能な「ＤＭＤ」を用いて、投射型表示装置における表示画像の解像度を２倍に上げる構成としては、図８に示すように、例えば４台の投射型立体表示装置１１２を設置し、それぞれの投射型表示装置１１２により表示画像を４分割した画像を表示させて、これら各画像をスクリーン１１１上でつなぎ合わせるという構成が考えられる。
【００２２】
このような構成においては、装置の大きさや価格が１台の投射型表示装置１１２の約４倍になるだけでなく、４台の投射型表示装置１１２の表示特性を揃えることや、各画像間のつなぎ目を目立たなくするといった調整が困難であり、経時変化に対応させるのも容易ではない。さらに、立体（いわゆる「３Ｄ」）表示を行うためには、さらに、その２倍の台数（８台）の投射型表示装置が必要となる。
【００２３】
特開平１０−３０４２８４号公報には、１台の投射型表示装置によって立体画像表示を行う構成や、いわゆる画素ずらし（同一の表示画像について２以上の画像を用意し、これらを互いに画素をずらして重ねて表示すること）による高解像度化の構成が示されている。しかし、これらの構成をそのまま適用しても、高解像度の立体画像を表示することはできない。
【００２４】
また、この場合においても、空間光変調素子の数が多いため、製造コストの上昇以外にも、空間光変調素子相互の空間的位置の調整が困難であるという問題がある。
【００２５】
そこで、本発明は、上述の実情に鑑みて提案されるものであって、光源の光利用率が改善されるとともに、「フィールドシーケンシャル表示方式」の欠点でもあるいわゆる「色割れ現象」が改善されながらも、構成が簡素化され製造コストが低廉化され、かつ、高精細（高解像度）で良好な立体画像表示を行うことができる投射型立体表示装置を提供しようとするものである。
【００２６】
【課題を解決するための手段】
上述の課題を解決するため、本発明に係る投射型立体表示装置は、白色光源と、前記光源から発した光から特定の色成分を時分割的に択一するとともに、前記択一した色成分の光を第１及び第２の偏光状態に分離する偏光分離手段と、前記偏光分離手段によって分離された第１及び第２の偏光光がそれぞれ入射する第１及び第２の空間光変調素子と、前記第１及び第２の空間光変調素子でそれぞれ光変調された光を合成する光合成手段と、前記光合成手段により合成された光を投射する投射手段とを備え、上記第１及び第２の空間光変調素子は、観察者の左眼及び右眼の視差に相当する差異を互いに有する画像を表示する。
【００２７】
本発明は、白色光源と、前記光源より発した光を第１の偏光成分にする第１の偏光変換手段と、前記第１の偏光変換手段を経た光から特定の色成分の第１の偏光状態を第２の偏光状態として出力する第２の偏光変換手段と、前記第１及び第２の偏光変換手段を経た光を第１及び第２の偏光状態によって分離する偏光分離手段と、前記偏光分離手段により分離された光がそれぞれ入射する第１及び第２の空間光変調素子と、前記第１及び第２の空間光変調素子でそれぞれ光変調された光を合成する光合成手段と、前記光合成手段により合成された光を投射する投射手段とを備え、上記第１及び第２の空間光変調素子は、観察者の左眼及び右眼の視差に相当する差異を互いに有する画像を表示することが好ましい。
【００２８】
前記第１及び第２の空間光変調素子はマトリックス状の複数の画素で構成されており、前記第１の空間変調素子に対して前記第２の空間光変調素子の位置を調整する位置調整手段によって、投射画像に画素ずらしを生ぜしめることが好ましい。
【００２９】
第１及び第２の空間光変調素子を用いていることにより、これら空間光変調素子として「ＤＭＤ」（マイクロミラーデバイス）を用いた場合においても、構成を複雑化することなく、高精細（高解像度）な立体画像表示を行うことが可能となる。また、第１及び第２の空間光変調素子を経た光を合成する光合成手段を用いていることにより、スクリーン上において画像の合成をする必要がなく、装置の設置、調整が容易となる。
【００３０】
色選択手段及び分離手段が光源より発せられた光から特定の色成分を選択して分離させ、分離された光がそれぞれ第１及び第２の空間光変調素子に入射するので、光源の光利用率が改善されるとともに、「フィールドシーケンシャル表示方式」の欠点でもあるいわゆる「色割れ現象」が改善される。また、高精細（高解像度）な立体画像表示を行うことが可能となるとともに、スクリーン上において画像の合成をする必要がなく、装置の設置、調整が容易となる。
【００３１】
上記第１及び第２の空間光変調素子は、上記投射手段により投射されるこれら各空間光変調素子の画像において、この画像を構成する画素が斜め４５°方向に半画素ピッチ分ずれる位置に配置されていることが好ましい。
【００３２】
第１及び第２の空間光変調素子により表示される画像の画素が斜め４５°方向に半画素ピッチ分ずれるようになっているので、高精細（高解像度）な立体画像表示を行うことができる。
【００３３】
上記第１及び第２の空間光変調素子の少なくとも一方は、移動機構によって支持され、光入射面に平行な方向について、少なくとも半画素ピッチ分移動可能となされていることが好ましい。
【００３４】
第１及び第２の空間光変調素子により表示される画像の画素が斜め４５°方向に半画素ピッチ分ずれている状態を容易に達成、維持することができ、高精細（高解像度）な立体画像表示を行うことができる状態を容易に維持することができる。
【００３５】
上記第１及び第２の空間光変調素子には、これら空間光変調素子の解像度の２倍の解像度の画像信号が縦方向及び／又は横方向について１／２に間引きされた画像信号であって互いに補完関係となっている画像信号が、それぞれに供給されることである。
【００３６】
観察者は、互いに補完関係となっている画像を右眼及び左眼によって観察することになり、高精細（高解像度）で良好な立体画像を観察することができる。
【００３７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。
【００３８】
〔第１の実施の形態〕
本発明に係る投射型立体表示装置は、図１に示すように、光源１を有している。この光源１は、キセノンランプや超高圧水銀（UHP）ランプなど、白色光を発するものを用いることができるが、分光成分が均一な白色光でなくとも、少なくとも赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）及び青色（Ｂ）の成分を含む光を発するものであればよい。
【００３９】
この光源１から発せられた光は、放物面鏡２により反射され集光レンズ３を経て集光され、ライトパイプ４に導かれて、カラーホイール５の色フィルタ部に入射される。このカラーホイール５は、中心軸回りに回転操作可能な円盤状に構成され、この円盤の周縁側に、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）及び青色（Ｂ）の色フィルタ部を有している。赤色の色フィルタ部は、赤色成分を透過させ、緑色及び青色成分を吸収する。緑色の色フィルタ部は、緑色成分を透過させ、青色及び赤色成分を吸収する。青色の色フィルタ部は、青色成分を透過させ、赤色及び緑色成分を吸収する。このカラーホイール５の色フィルタ部を透過した光は、ワイヤグリッド型ＰＢＳ６に入射される。
【００４０】
このワイヤグリッド型ＰＢＳ６は、入射光のうちのＰ偏光成分及びＳ偏光成分のいずれか一方を反射し、他方を透過させる。ワイヤグリッド型ＰＢＳ６がＰ偏光成分及びＳ偏光成分のいずれを反射するかは、このワイヤグリッド型ＰＢＳ６の光軸に対する傾斜方向を基準とした設置のしかた（グリッドの方向）によって決まる。この実施の形態においては、ワイヤグリッド型ＰＢＳ６の入射光のうちのＰ偏光成分がこのワイヤグリッド型ＰＢＳ６によって反射され、Ｓ偏光成分がこのワイヤグリッド型ＰＢＳ６を透過する。
【００４１】
ワイヤグリッド型ＰＢＳ６において反射されたＰ偏光成分は、リレーレンズ７を経て、全反射プリズム８に入射する。全反射プリズム８に入射した光は、この全反射プリズム８内の反射面８ａにより反射されてこの全反射プリズム８より出射し、第１の空間光変調素子９に入射する。この第１の空間光変調素子９に入射した光は、この第１の空間光変調素子９により強度変調を受けて反射され、全反射プリズム８を透過して、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）１０に入射する。
【００４２】
第１の空間光変調素子９は、いわゆる「ＤＭＤ」であって、画素に相当する多数のマイクロミラーを有して構成されている。この「ＤＭＤ」においては、表示画像に応じて、各マイクロミラーの方向を個々に変えることにより、入射光を直接強度変調する。「ＤＭＤ」への入射光は偏光光である必要はなく、応答速度は十分に速い。
【００４３】
第１の空間光変調素子９から偏光ビームスプリッタ１０に入射した光は、この偏光ビームスプリッタ１０の反射面１０ａに対してＰ偏光となっており、この反射面を透過する。
【００４４】
一方、ワイヤグリッド型ＰＢＳ６を透過したＳ偏光成分は、ミラー１１及びリレーレンズ１２を経て、全反射プリズム１３に入射する。全反射プリズム１３に入射した光は、この全反射プリズム１３内の反射面１３ａにより反射されてこの全反射プリズム１３より出射し、第２の空間光変調素子１４に入射する。この第２の空間光変調素子１４に入射した光は、この第２の空間光変調素子１４により強度変調を受けて反射され、全反射プリズム１３を透過して、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）１０に入射する。第２の空間光変調素子１４も、第１の空間光変調素子９と同様に、いわゆる「ＤＭＤ」である。
【００４５】
第２の空間光変調素子１４から偏光ビームスプリッタ１０に入射した光は、この偏光ビームスプリッタ１０の反射面１０ａに対してＳ偏光となっており、この反射面によって反射される。
【００４６】
したがって、この偏光ビームスプリッタ１０の反射面１０ａにおいて、第１の空間光変調素子９からの光と第２の空間光変調素子１４からの光とが合成される。このようにして偏光ビームスプリッタ１０において合成された光は、この偏光ビームスプリッタ１０より出射されて、投射レンズ（プロジェクションレンズ）１５に入射する。そして、投射レンズ１５に入射した光は、スクリーン１６に投射されて、画像を表示する。
【００４７】
この投射型立体表示装置は、いわゆる「フィールドシーケンシャル表示方式」の表示装置であって、カラーホイール５が所定の周期で回転操作され、光源１からの光は、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）及び青色（Ｂ）のいずれかの色フィルタ部を時分割的に透過することとなる。そして、第１及び第２の空間光変調素子９，１４は、光源１からの光が赤色（Ｒ）の色フィルタ部を透過しているときには、表示画像の赤色成分に相当する光変調を行い、光源１からの光が緑色（Ｇ）の色フィルタ部を透過しているときには、表示画像の緑色成分に相当する光変調を行い、光源１からの光が青色（Ｂ）の色フィルタ部を透過しているときには、表示画像の青色成分に相当する光変調を行う。このようにして、スクリーン１６上にカラー画像が表示される。
【００４８】
ところで、この投射型立体表示装置においては、第１及び第２の空間変調素子９，１４は、それぞれが表示する画像がスクリーン１６上で所定の精度で重なり合うように位置決めされて固定されている。ここで、この投射型立体表示装置における第１及び第２の空間変調素子９，１４を位置決めして固定する構成について説明する。
【００４９】
一方の空間変調素子、この実施の形態においては第１の空間変調素子９は、光学ステージに固定して配設されている。他方の空間変調素子、この実施の形態においては第２の空間変調素子１４は、図２に示すように、図示しない光学ステージ上に固定して配設されたフレーム１７内に移動可能に支持されたパネルホルダ１８に装着されている。このパネルホルダ１８は、フレーム１７内において、パネル面（表示面）の一側縁部及び下縁部を、フレーム１７に取付けられた押しバネ１９，２０によって押圧支持されるとともに、パネル面の他側縁部及び上縁部を、フレーム１７に取付けられたステッピングモータ２１，２２のスクリュー軸２１ａ，２２ａの先端部によって支持されている。ステッピングモータ２１，２２のスクリュー軸２１ａ，２２ａは、各ステッピングモータ２１，２２が駆動することにより、フレーム１７内において、パネルホルダ１８に対する進退方向に移動操作されるようになっている。
【００５０】
すなわち、このフレーム１７においては、各ステッピングモータ２１，２２の駆動により第２の空間変調素子１４を光学ステージに対して移動操作するアクチュエータが構成されている。各ステッピングモータ２１，２２が駆動されると、パネルホルダ１８は、Ｘ方向（図２中横方向）についてステッピングモータ２１のスクリュー軸２１ａと押しバネ１９とに挟まれ、また、Ｙ方向（図２中縦方向）についてもステッピングモータ２２のスクリュー軸２２ａと押しバネ２０とに挟まれた状態で、Ｘ方向及び／又はＹ方向に移動操作される。
【００５１】
なお、図２においては、Ｘ方向、Ｙ方向ともに、それぞれ２個のステッピングモータを設けた構成を示している。これら２個のステッピングモータを個別に駆動することにより、ローテーション、すなわち、パネル面に垂直な軸を中心とする回転（傾き）調整も可能である。
【００５２】
実際の作製においては、まず、フレーム１７について、第２の空間変調素子１４による立体画像表示をしながら位置を合わせをし、光学ステージに対して半田付け等により固定する。このときの位置合わせは、他方の空間変調素子（第１の空間変調素子９）の画素に対して正確に合わせる必要がないが、１画素ピッチ以内のずれに収めるのが好ましい。
【００５３】
そして、この投射型立体表示装置において、各空間光変調素子９，１４に対して入力される画像信号は、図４に示すように、表示されるべき左眼用画像の元画像Ｌ及び右眼用画像Ｒの元画像の解像度の１／２の解像度に間引かれた画像を表示する信号となっている。そして、各空間光変調素子９，１４に入力される画像信号は、互いに補完して一組の左眼用画像Ｌ及び右眼用画像Ｒを構成するものとなっている。すなわち、一組の左眼用画像Ｌ及び右眼用画像Ｒの画像信号について、行と列とのそれぞれの情報が交互に振り分けられて各空間光変調素子９，１４に供給される。例えば、第１の空間光変調素子９には、左眼用画像の第１行、第３行、第５行・・・（奇数行）の第１列、第３列、第５列・・・（奇数列）の情報が供給され、第２の空間光変調素子１４には、右眼用画像の第２行、第４行、第６行・・・（偶数行）の第２列、第４列、第６列・・・（偶数列）の情報が供給されることになる。なお、図４においては、縦方向のみが解像度２倍のときのそれぞれの空間光変調素子９，１４に入力される画像を示している。
【００５４】
これら各空間光変調素子９，１４によって表示される画像は、図１に示すように、偏光ビームスプリッタ１０において合成されることにより互いに補完し、投射レンズ１５を介して、スクリーン１６上に一組の左眼用画像及び右眼用画像を表示する。
【００５５】
そして、立体表示画像の観察者は、いわゆる「偏光めがね」を着用して、一方の眼に入射する光を縦方向の偏光のみを通す偏光板を通して観察し、他方の眼に入射する光を横方向の偏光のみを通す偏光板を通して観察することにより、立体視を行うことができる。実際には、それぞれの眼においては、半分に間引かれた解像度の画像を見ているわけだが、頭の中で補完されるため、高解像度の画像に見えることとなる。
【００５６】
なお、この投射型立体表示装置において、空間光変調素子９，１４の取り付け精度が十分でないと、実際に投影した画像において、所定の解像度が出ない場合がある。例えば、空間光変調素子９，１４における画素ピッチが１３．８μｍである場合、元画像の画素ピッチは６．９μｍである。したがって、一方の空間光変調素子が所定の位置より６．９μｍ（空間光変調素子における画素ピッチの半ピッチ分）縦、または、横にずれると、解像度を向上させる効果は、原理的にも全く無くなってしまう。実際には、所定位置からのずれが３μｍ以下である位置精度が確保されていれば、解像度を向上させる効果がある。
【００５７】
この実施の形態においては、表示装置内の温度が安定した状態で、例えば、図３に示すように、空間光変調素子の画素に対応した所定のパターンＡを表示する画像信号を各空間光変調素子９，１４に供給し、この画像信号に基づく画像をスクリーン１６に表示させ、この画像を見ながらアクチュエータを駆動して調整する。すなわち、一方の空間光変調素子によって表示されるパターンＡと他方の空間光変調素子によって表示されるパターンＡ´とが、空間光変調素子の半画素分ずれるように、空間光変調素子の位置を調整する。
【００５８】
空間変調素子の位置は、温度変化によってもずれが生じる。しかし、空間変調素子を支持する部材の材質や、固定方法を適宜工夫することにより、空間変調素子の位置精度を数μｍ程度以内に抑えることは可能である。この場合、定常状態で一旦調整されていれば、実用上間題がない。
【００５９】
経時変化や衡撃により、空間光変調素子の位置がずれた場合には、再調整が必要となる。この投射型立体表示装置においては、少なくとも一方の空間光変調素子がアクチュエータによって移動可能に支持されているので、容易に位置の調整、修正が可能であり、常に最高の解像度を維持できるようになっている。
【００６０】
〔第２の実施の形態〕
図５により、本発明に係る投射型立体表示装置の第２の実施の形態を示す。
【００６１】
この投射型立体表示装置においては、光源１から発せられた光は、放物面鏡２により反射され集光レンズ３を経て集光され、偏光変換素子２３により所定の一方向の偏光光となされてから、色分離素子２４に入射する。
【００６２】
偏光変換素子２３は、偏光分離プリズムアレイと、λ／２位相差板とを有して、全体として平板状に構成されている。すなわち、この偏光変換素子２３に表面側より入射した光は、まず、偏光分離プリズムアレイにおいて、この偏光分離プリズムアレイが有する偏光ビームスプリッタ膜面により、この偏光ビームスプリッタ膜面に対するＰ偏光成分とＳ偏光成分とに分離される。偏光ビームスプリッタ膜面は、偏光変換素子２３において、平行なストライプ状に複数設けられており、それぞれが偏光変換素子２３の主面に対して４５°の傾斜を有している。この偏光ビームスプリッタ膜面において、Ｐ偏光成分は透過して偏光変換素子２３の裏面側に出射され、Ｓ偏光成分は反射される。一の偏光ビームスプリッタ膜面によって反射されたＳ偏光成分は、光路を９０°曲げられ、隣接する他の偏光ビームスプリッタ膜面によって再び反射されて光路を９０°曲げられて、偏光変換素子２３の裏面側に出射される。そして、このようなＳ偏光成分が出射される領域には、λ／２位相差板が設けられている。このλ／２位相差板を透過したＳ偏光成分は、偏光方向を９０°回転され、偏光ビームスプリッタ膜面を透過したＰ偏光成分と同一の偏光方向となされる。
【００６３】
このようにして、偏光変換素子２３を透過した光は、所定の一方向の偏光光となされている。
【００６４】
そして、色分離素子２４は、分離したい原色成分の偏光軸を入射光束の偏光軸に対して直交する方向に変換する機能を有している。すなわち、この色分離素子２４は、入射光のうちの一の原色成分と他の一の原色成分とを、互いに直交する偏光方向の光として透過させることができる。また、この色分離素子２４においては、所定の電圧をかけることにより、偏光方向を変えて透過させる原色成分及び偏光方向を変えずに透過させる原色成分を選ぶことができる。
【００６５】
このような色分離素子は、位相差板を積層することで構成することができる。このような色分離素子については、例えば、「ＳｌＤ９９ダイジェスト（１０７２頁乃至１０７５頁）」に報告されており、また、例えば、カラーリンク（Color Link）社から「カラーセレクト（Color Select）」（商品名）として販売されているものは、このような色分離素子である。
【００６６】
色分離素子２４からの出射光は、ワイヤグリッド型ＰＢＳ６に入射される。このワイヤグリッド型ＰＢＳ６は、上述したように、入射光のうちのＰ偏光成分及びＳ偏光成分のいずれか一方を反射し、他方を透過させる。この実施の形態においては、ワイヤグリッド型ＰＢＳ６の入射光のうちのＰ偏光成分がこのワイヤグリッド型ＰＢＳ６によって反射され、Ｓ偏光成分がこのワイヤグリッド型ＰＢＳ６を透過する。
【００６７】
色分離素子２４からの出射光は、一の原色成分の偏光方向と他の一の原色成分の偏光方向とが互いに直交する状態となっているので、ワイヤグリッド型ＰＢＳ６においては、一の原色成分が反射（または、透過）され、他の一の原色成分が透過（または、反射）される。
【００６８】
ワイヤグリッド型ＰＢＳ６において反射されたＰ偏光成分である一の原色成分は、リレーレンズ７を経て、全反射プリズム８に入射する。全反射プリズム８に入射した光は、この全反射プリズム８内の反射面８ａにより反射されてこの全反射プリズム８より出射し、第１の空間光変調素子９に入射する。この第１の空間光変調素子９に入射した光は、この第１の空間光変調素子９により強度変調を受けて反射され、全反射プリズム８を透過して、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）１０に入射する。第１の空間光変調素子９は、上述したように、いわゆる「ＤＭＤ」である。
【００６９】
第１の空間光変調素子９から偏光ビームスプリッタ１０に入射した光は、この偏光ビームスプリッタ１０の反射面１０ａに対してＰ偏光となっており、この反射面を透過する。
【００７０】
一方、ワイヤグリッド型ＰＢＳ６を透過したＳ偏光成分である他の一の原色成分は、ミラー１１及びリレーレンズ１２を経て、全反射プリズム１３に入射する。全反射プリズム１３に入射した光は、この全反射プリズム１３内の反射面１３ａにより反射されてこの全反射プリズム１３より出射し、第２の空間光変調素子１４に入射する。この第２の空間光変調素子１４に入射した光は、この第２の空間光変調素子１４により強度変調を受けて反射され、全反射プリズム１３を透過して、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）１０に入射する。第２の空間光変調素子１４も、第１の空間光変調素子９と同様に、いわゆる「ＤＭＤ」である。
【００７１】
第２の空間光変調素子１４から偏光ビームスプリッタ１０に入射した光は、この偏光ビームスプリッタ１０の反射面１０ａに対してＳ偏光となっており、この反射面によって反射される。
【００７２】
このようにして、偏光ビームスプリッタ１０の反射面１０ａにおいて、第１の空間光変調素子９からの光と第２の空間光変調素子１４からの光とが合成される。偏光ビームスプリッタ１０において合成された光は、この偏光ビームスプリッタ１０より出射され、投射レンズ１５によりスクリーン１６に投射され、画像を表示する。
【００７３】
この投射型立体表示装置は、いわゆる「フィールドシーケンシャル表示方式」の表示装置であるが、色分離素子２４は、例えば、ワイヤグリッド型ＰＢＳ６に対するＰ偏光成分を、Ｒ（赤）−Ｇ（緑）−Ｂ（青）−Ｒ−Ｇ−Ｂ・・・・という順に切替えて出射させる場合に、ワイヤグリッド型ＰＢＳ６に対するＳ偏光成分を、Ｇ（緑）−Ｂ（青）−Ｒ（赤）−Ｇ−Ｂ−Ｒ・・・・となるよう駆動する。
【００７４】
色分離素子２４からの出射光がこのように切替えられると、光源１からの光のうちのいずれか二の原色成分が常に立体画像表示に利用されていることになり、光利用率は、通常の「フィールドシーケンシャル表示方式」に比較して、約２倍となる。
【００７５】
したがって、この投射型立体表示装置においては、明るく高精細な画像を表示することができ、また、一の原色成分についての表示時間が通常の「フィールドシーケンシャル表示方式」に比較して２倍（すなわち、消失時間は１／２）となっているため、いわゆる「色割れ現象」を軽減させることができる。
【００７６】
この実施の形態においても、第１及び第２の空間変調素子９，１４には、表示されるべき左眼用画像の元画像及び右眼用画像の元画像の解像度の１／２の解像度に間引かれ互いに補完する関係の画像を表示する信号が供給される。
【００７７】
また、第１及び第２の空間変調素子９，１４は、それぞれが表示する画像がスクリーン１６上で所定の精度で重なり合うように位置決めされて固定されている。また、少なくともいずれか一方の空間変調素子は、上述の実施の形態におけると同様に、アクチュエータにより移動操作可能に支持されている。
【００７８】
〔第３の実施の形態〕
図６により、本発明に係る投射型立体表示装置の第３の実施の形態を示す。
【００７９】
この投射型立体表示装置においては、光源１から発せられた光は、放物面鏡２により反射され集光レンズ３を経て集光され、ライトパイプ４に導かれて、カラーホイール５の色フィルタ部に入射される。このカラーホイール５は、中心軸回りに回転操作可能な円盤状に構成され、この円盤の周縁側に、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）及び青色（Ｂ）の色フィルタ部を有している。各フィルタ部の特性としては、一の原色成分を透過させ、他の一の原色成分を反射し、残る一の原色成分を吸収するものとなっている。例えば、赤色の色フィルタ部は、赤色成分を透過させ、青色成分を反射し、緑色成分を吸収する。緑色の色フィルタ部は、緑色成分を透過させ、赤色成分を反射し、青色成分を吸収する。青色の色フィルタ部は、青色成分を透過させ、緑色成分を反射し、赤色成分を吸収する。
【００８０】
このカラーホイール５の色フィルタ部により反射された一の原色成分は、偏光変換素子２５により所定の一方向の偏光光となされてから、リレーレンズ７を経て、全反射プリズム８に入射する。全反射プリズム８に入射した光は、この全反射プリズム８内の反射面８ａにより反射されてこの全反射プリズム８より出射し、第１の空間光変調素子９に入射する。この第１の空間光変調素子９に入射した光は、この第１の空間光変調素子９により強度変調を受けて反射され、全反射プリズム８を透過して、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）１０に入射する。第１の空間光変調素子９は、上述したように、いわゆる「ＤＭＤ」である。
【００８１】
第１の空間光変調素子９から偏光ビームスプリッタ１０に入射した光は、この偏光ビームスプリッタ１０の反射面１０ａに対してＰ偏光となされており、この反射面を透過する。
【００８２】
一方、カラーホイール５の色フィルタ部を透過した他の一の原色成分は、ミラー１１を経て、偏光変換素子２６により所定の一方向の偏光光となされてから、リレーレンズ１２を経て、全反射プリズム１３に入射する。全反射プリズム１３に入射した光は、この全反射プリズム１３内の反射面１３ａにより反射されてこの全反射プリズム１３より出射し、第２の空間光変調素子１４に入射する。この第２の空間光変調素子１４に入射した光は、この第２の空間光変調素子１４により強度変調を受けて反射され、全反射プリズム１３を透過して、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）１０に入射する。第２の空間光変調素子１４も、第１の空間光変調素子９と同様に、いわゆる「ＤＭＤ」である。
【００８３】
第２の空間光変調素子１４から偏光ビームスプリッタ１０に入射した光は、この偏光ビームスプリッタ１０の反射面１０ａに対してＳ偏光となされており、この反射面によって反射される。
【００８４】
このようにして、偏光ビームスプリッタ１０の反射面１０ａにおいて、第１の空間光変調素子９からの光と第２の空間光変調素子１４からの光とが合成される。偏光ビームスプリッタ１０において合成された光は、この偏光ビームスプリッタ１０より出射され、投射レンズ１５によりスクリーン１６に投射され、画像を表示する。
【００８５】
この投射型立体表示装置も、いわゆる「フィールドシーケンシャル表示方式」の表示装置であるが、上述したようなカラーホイール５の色フィルタ部の特性により、光源１からの光のうちのいずれか二の原色成分が常に立体画像表示に利用されている。そのため、この投射型立体表示装置における光利用率は、通常の「フィールドシーケンシャル表示方式」に比較して、約２倍となっている。
【００８６】
したがって、この投射型立体表示装置においては、明るく高精細な画像を表示することができ、また、一の原色成分についての表示時間が通常の「フィールドシーケンシャル表示方式」に比較して２倍（すなわち、消失時間は１／２）となっているため、いわゆる「色割れ現象」を軽減させることができる。
【００８７】
この実施の形態においても、第１及び第２の空間変調素子９，１４には、表示されるべき左眼用画像の元画像及び右眼用画像の元画像の解像度の１／２の解像度に間引かれ互いに補完する関係の画像を表示する信号が供給される。
【００８８】
また、第１及び第２の空間変調素子９，１４は、それぞれが表示する画像がスクリーン１６上で所定の精度で重なり合うように位置決めされて固定されている。また、少なくともいずれか一方の空間変調素子は、上述の実施の形態におけると同様に、アクチュエータにより移動操作可能に支持されている。
【００８９】
上述した各実施の形態においては、画素を半画素ピッチ分ずらすための移動操作機構を設けているが、高解像度化が必要ない場合には、このような移動操作機構は不要となる。この場合にも、光利用率を向上させることができるとともに、いわゆる「色割れ現象」を軽減させることができる。
【００９０】
なお、本発明に係る投射型立体表示装置においては、光源からの光を偏光成分に応じて分離させたり、または、分離された光の偏光方向を揃えたりしているが、これは、分離させた光を再び合成するときのロスを防ぐためである。もともと偏光光を入射させることを必要としない「ＤＭＤ」では、液晶表示デバイスとは異なり、偏光状態の質によって表示性能が変わることはない。すなわち、この投射型立体表示装置においては、偏光ビームスプリッタなどの光学部品の特性によって、表示画像のコントラスト比の劣化が起こることはほとんどない。したがって、この投射型立体表示装置においては、高精度な偏光特性を有する高価な光学部品を用いずとも、高品位な立体画像表示ができる。
【００９１】
上述のように、本実施の形態の投射型立体表示装置においては、「フィールドシーケンシャル表示方式」によりフルカラー画像が表示できる空間光変調素子を２枚用いており、これらの表示画像の画素を互いにずらすことにより、容易に表示画像の解像度を約２倍にすることができる。さらに、二原色成分を２枚の空間光変調素子に振り分けることにより、「フィールドシーケンシャル表示方式」の欠点である光利用率の劣化といわゆる「色割れ現象」を改善することができる。
【００９２】
また、本実施の形態によれば、複数台の投射型立体表示装置からの投射光をスクリーン上で合成する方式と異なり、一台の投射型立体表示装置においてすでに２枚の空間光変調素子からの光が合成された光が一の投射レンズにより投射されるので、投射距離を変えても、焦点調整（ピント）以外の調整は不要であり、装置の移動も容易となる。
【００９３】
【発明の効果】
本発明は、光源の光利用率が改善されるとともに、「フィールドシーケンシャル表示方式」の欠点でもあるいわゆる「色割れ現象」が改善されながらも、構成が簡素化され製造コストが低廉化され、かつ、高精細（高解像度）で良好な立体画像表示を行うことができる投射型立体表示装置を提供することができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る投射型立体表示装置の構成（第１の実施の形態）を示す平面図である。
【図２】上記投射型立体表示装置において空間光変調素子を支持する機構の構成を示す正面図である。
【図３】上記投射型立体表示装置における第１及び第２の空間光変調素子からの画像の画素の位置関係を示す正面図である。
【図４】上記投射型立体表示装置の第１及び第２の空間光変調素子に供給される画像信号により表示される画像の関係を示す正面図である。
【図５】本発明に係る投射型立体表示装置の構成（第２の実施の形態）を示す平面図である。
【図６】本発明に係る投射型立体表示装置の構成（第３の実施の形態）を示す平面図である。
【図７】従来の投射型立体表示装置の構成を示す平面図である。
【図８】従来の投射型立体表示装置の構成の他の例を示す斜視図である。
【符号の説明】
１光源
５カラーホイール
６ワイヤグリッド型ＰＢＳ
９第１の空間光変調素子
１０偏光ビームスプリッタ
１４第２の空間光変調素子
１５投射レンズ
２１，２２ステッピングモータ
２４色分離素子[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a projection type stereoscopic display device that performs stereoscopic image display by projecting light spatially modulated according to two image signals having a difference corresponding to parallax between a left eye and a right eye of a viewer on a screen.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, a projection type stereoscopic display device that spatially modulates projection light using a spatial light modulation element such as a liquid crystal display panel according to an image signal and projects the projection light on a screen to display a stereoscopic image has been proposed. . In the projection type stereoscopic display device, stereoscopic image display is performed by displaying two images having a difference corresponding to the parallax of the left and right eyes of the observer on a screen in a superimposed manner.
[0003]
As such a projection type stereoscopic display device, a so-called “three-panel system” including three spatial light modulation elements corresponding to primary color components of red (R), green (G), and blue (B) is provided. Is proposed.
[0004]
Further, as such a projection type stereoscopic display device, as shown in FIG. 7, a single spatial light modulation element (display device) 101 displays each primary color component in a time-division manner to realize color display. A so-called "field sequential display system" has been proposed.
[0005]
In such a projection type stereoscopic display device, light emitted from a light source 102 that emits white light is reflected by a parabolic mirror 103, collected through a condenser lens 104, guided to a light pipe 105, The light enters the color filter section of the color wheel 106. The color wheel 106 is formed in a disk shape that can be rotated around the center axis, and has red (R), green (G), and blue (B) color filter portions on the periphery of the disk. . The light transmitted through the color filter portion of the color wheel 106 enters the total reflection prism 109 via the mirror 107 and the relay lens 108.
[0006]
The light that has entered the total reflection prism 109 is reflected by the reflection surface 109 a in the total reflection prism 109, exits from the total reflection prism 109, and enters the spatial light modulator 101. The light that has entered the spatial light modulator 101 is subjected to intensity modulation by the spatial light modulator 101, is reflected, passes through a total reflection prism 109, and is incident on a projection lens (projection lens) 110. Then, the light incident on the projection lens 110 is projected on a screen 111 to display an image.
[0007]
In this projection type stereoscopic display device, the color wheel 106 is rotated at a predetermined cycle, and the light from the light source 102 passes through one of the red (R), green (G), and blue (B) color filter units. The light is transmitted in a time-division manner. When the light from the light source 102 is transmitted through the red (R) color filter unit, the spatial light modulation element 101 performs light modulation corresponding to the red component of the display image, and the light from the light source 102 is green. When the light is transmitted through the (G) color filter section, light modulation corresponding to the green component of the display image is performed. When the light from the light source 102 is transmitted through the blue (B) color filter section, the display image is displayed. Light modulation corresponding to the blue component is performed. Thus, a color image is displayed on the screen 111.
[0008]
By using two sets of the above-described devices and displaying two images having a difference corresponding to the parallax of the left and right eyes of the observer on a screen, a stereoscopic image display is performed. That is, the projection light for displaying one image is set as the vertically polarized light, and the projection light for displaying the other image is set as the horizontally polarized light. By observing through a polarizing plate that passes through, and observing light incident on the other eye through a polarizing plate that passes only horizontal polarized light, stereoscopic vision can be performed.
[0009]
The above-mentioned "field sequential display system" projection type stereoscopic display device uses one spatial modulation element and simplifies the configuration of an optical system for projecting an image of the spatial modulation element. Therefore, the device can be configured as a small, lightweight, and inexpensive device.
[0010]
Further, in such a “field sequential display method”, the number of pixels of a display image can be tripled as compared with a case where pixels corresponding to respective primary color components are planarly integrated on one panel. There is.
[0011]
In this projection type stereoscopic display device, since the light emitted from the light source 102 is cut by the color filter portion of the color wheel in 2/3 corresponding to the two primary colors, the light utilization rate is one primary color. Is equivalent to 1/3 or less.
[0012]
[Patent Document 1]
JP-A-10-304284
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the projection type stereoscopic display device as described above, a light source that emits white light, such as a xenon lamp or an ultra-high pressure mercury (UHP) lamp, is generally used. However, in the “field sequential display method” using a white light source, the light corresponding to the two primary colors that are not used is absorbed by the color filter and discarded, so to speak, there is a problem that the light utilization rate is low. The light utilization rate in this case is, in principle, 1/3 or less of the "three-plate system". Such low light utilization is a serious problem particularly in a projection type stereoscopic display device that performs a large-screen display.
[0014]
In the “field sequential display method”, a so-called “color breakup phenomenon” in which one of the primary colors is seen in a white portion when blinking or the like occurs.
[0015]
To eliminate this "color breakup phenomenon", the frame frequency of the displayed image may be increased. However, the frame frequency is limited by the response speed of the spatial light modulator. In addition, this "color breakup phenomenon" is seen even when the frame frequency is set to a high frequency of, for example, 300 Hz or more, when the timing of blinking matches when switching frames. Therefore, such a “color breakup phenomenon” is considered to be a fate that cannot be solved by the “field sequential display method”.
[0016]
By the way, as a spatial light modulation element used in a projection type stereoscopic display device, a liquid crystal display device using liquid crystal as a modulating substance and a “DMD” (micromirror device) using a micromirror are known.
[0017]
Liquid crystal display devices have the advantage that they have a long track record and can be manufactured relatively easily. In addition, the liquid crystal display device can achieve higher definition (higher resolution) by enlarging the panel surface. Resolution (number of display pixels) is one of the important performances of a display device.
[0018]
However, the liquid crystal display device has a low response speed, and does not have sufficient performance to be used as it is in the “field sequential display method”. In addition, the light incident on the liquid crystal display device must be polarized light, and there are problems such as a decrease in contrast ratio due to polarization loss and birefringence, and uneven illuminance (density) in a displayed image. Further, the use of the liquid crystal display device has a problem that the cost including the optical system is increased.
[0019]
A reflection type liquid crystal device is known as a liquid crystal device having a relatively high response speed and advantageous for high definition. However, when this reflective liquid crystal device is used, the configuration of the optical system becomes complicated, and the spectral characteristics of the polarizing beam splitter (PBS) included in the optical system and the birefringence of the optical material cause the display image to be displayed. There is a problem that characteristics are affected.
[0020]
On the other hand, the “DMD” is an element that directly modulates the intensity of incident light by individually changing the directions of micromirrors corresponding to pixels, and does not require that incident light be polarized light, and has a sufficiently high response speed. Therefore, this “DMD” is optimal as a spatial light modulator used for the “field sequential display system”.
[0021]
However, this “DMD” has a problem that it is difficult to manufacture, and in particular, it is difficult to achieve high definition. As shown in FIG. 8, for example, as shown in FIG. 8, four projection stereoscopic display devices 112 are installed by using “DMD” which can be produced at present and increasing the resolution of a display image in the projection display device. A configuration is conceivable in which images obtained by dividing a display image into four by the respective projection display devices 112 are displayed, and these images are connected on the screen 111.
[0022]
In such a configuration, not only is the size and price of the device approximately four times as large as one projection display device 112, but also the display characteristics of the four projection display devices 112 are made uniform, It is difficult to make adjustments to make the joints inconspicuous, and it is not easy to cope with changes over time. Further, in order to perform stereoscopic (so-called "3D") display, twice as many (eight) projection display devices are required.
[0023]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-304284 discloses a configuration in which stereoscopic image display is performed by one projection display device, or a so-called pixel shift (two or more images are prepared for the same display image, and the pixels are shifted from each other. (Overlapping display) to increase the resolution. However, even if these configurations are applied as they are, a high-resolution stereoscopic image cannot be displayed.
[0024]
Also in this case, since the number of the spatial light modulators is large, there is a problem that it is difficult to adjust a spatial position between the spatial light modulators in addition to an increase in manufacturing cost.
[0025]
Therefore, the present invention has been proposed in view of the above situation, and the light utilization rate of the light source has been improved, and the so-called “color breakup phenomenon” which is a drawback of the “field sequential display method” has been improved. However, it is an object of the present invention to provide a projection type stereoscopic display device that has a simplified configuration, lowers manufacturing costs, and can perform high-definition (high resolution) and favorable stereoscopic image display.
[0026]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problem, a projection type stereoscopic display device according to the present invention includes a white light source and a time-divisional selection of a specific color component from light emitted from the light source, and the selected color component. Polarization splitting means for splitting the light into first and second polarization states, and first and second spatial light modulators on which the first and second polarized lights separated by the polarization splitting means are respectively incident. A light combining means for combining the light modulated by the first and second spatial light modulators, and a projecting means for projecting the light combined by the light combining means. The spatial light modulator displays an image having a difference corresponding to the parallax of the left and right eyes of the observer.
[0027]
The present invention provides a white light source, first polarization conversion means for converting light emitted from the light source into a first polarization component, and first polarization of a specific color component from light passing through the first polarization conversion means. A second polarization converter that outputs a state as a second polarization state, a polarization separator that separates the light having passed through the first and second polarization converters according to the first and second polarization states, First and second spatial light modulators into which the light separated by the separator is incident, light combining means for combining the lights respectively modulated by the first and second spatial light modulators, and the light combining Projecting means for projecting light synthesized by the means, wherein the first and second spatial light modulators display images having a difference corresponding to the parallax of the left and right eyes of the observer. Is preferred.
[0028]
The first and second spatial light modulating elements are composed of a plurality of pixels in a matrix, and a position adjusting means for adjusting the position of the second spatial light modulating element with respect to the first spatial light modulating element It is preferable to cause pixel shift in the projected image.
[0029]
By using the first and second spatial light modulators, even when a “DMD” (micromirror device) is used as these spatial light modulators, high definition (high resolution) can be achieved without complicating the configuration. It is possible to display a stereoscopic image having a high resolution. In addition, since the light combining means for combining the light having passed through the first and second spatial light modulators is used, there is no need to combine images on a screen, and installation and adjustment of the device are facilitated.
[0030]
The color selecting means and the separating means select and separate a specific color component from the light emitted from the light source, and the separated light enters the first and second spatial light modulation elements, respectively. The so-called "color break phenomenon", which is a drawback of the "field sequential display method", is improved while the rate is improved. In addition, it is possible to display a high-definition (high-resolution) stereoscopic image, and it is not necessary to combine images on a screen, which facilitates installation and adjustment of the apparatus.
[0031]
The first and second spatial light modulating elements are arranged at positions where pixels constituting the image are shifted by a half pixel pitch in an oblique 45 ° direction in an image of each of the spatial light modulating elements projected by the projecting means. It is preferred that
[0032]
Since the pixels of the image displayed by the first and second spatial light modulators are shifted by a half pixel pitch in the diagonal direction of 45 °, a high-definition (high-resolution) stereoscopic image can be displayed. .
[0033]
It is preferable that at least one of the first and second spatial light modulators is supported by a moving mechanism and is movable at least by a half pixel pitch in a direction parallel to the light incident surface.
[0034]
A state in which pixels of an image displayed by the first and second spatial light modulation elements are shifted by a half pixel pitch in the oblique direction at an angle of 45 ° can be easily achieved and maintained, and a high-definition (high resolution) solid The state in which image display can be performed can be easily maintained.
[0035]
The first and second spatial light modulators are image signals obtained by thinning image signals having a resolution twice as high as the resolution of these spatial light modulators in the vertical and / or horizontal directions. Image signals that are complementary to each other are supplied to each of them.
[0036]
The observer observes the images complementary to each other with the right and left eyes, and can observe a high-definition (high-resolution) and good stereoscopic image.
[0037]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0038]
[First Embodiment]
The projection type stereoscopic display device according to the present invention has a light source 1 as shown in FIG. As the light source 1, a light source that emits white light, such as a xenon lamp or an ultra-high pressure mercury (UHP) lamp, can be used, but at least red (R) and green (G) even if the spectral component is not uniform white light. And any light that emits light containing a blue (B) component.
[0039]
The light emitted from the light source 1 is reflected by the parabolic mirror 2, condensed through the condenser lens 3, guided to the light pipe 4, and made incident on the color filter section of the color wheel 5. The color wheel 5 is formed in a disk shape that can be rotated around a center axis, and has red (R), green (G), and blue (B) color filter units on the peripheral side of the disk. . The red color filter section transmits the red component and absorbs the green and blue components. The green color filter transmits the green component and absorbs the blue and red components. The blue color filter section transmits the blue component and absorbs the red and green components. The light transmitted through the color filter section of the color wheel 5 enters a wire grid type PBS 6.
[0040]
The wire grid type PBS 6 reflects one of the P-polarized component and the S-polarized component of the incident light and transmits the other. Whether the wire grid type PBS 6 reflects the P-polarized light component or the S-polarized light component depends on how to install the wire grid type PBS 6 with reference to the direction of inclination with respect to the optical axis (grid direction). In this embodiment, the P-polarized light component of the incident light of the wire grid type PBS 6 is reflected by the wire grid type PBS 6, and the S polarized light component passes through the wire grid type PBS 6.
[0041]
The P-polarized light component reflected by the wire grid type PBS 6 enters the total reflection prism 8 via the relay lens 7. The light that has entered the total reflection prism 8 is reflected by the reflection surface 8a in the total reflection prism 8, exits from the total reflection prism 8, and enters the first spatial light modulator 9. The light incident on the first spatial light modulator 9 is intensity-modulated by the first spatial light modulator 9 and reflected, passes through the total reflection prism 8, and is transmitted to the polarization beam splitter (PBS) 10. Incident.
[0042]
The first spatial light modulation element 9 is a so-called “DMD” and includes a number of micromirrors corresponding to pixels. In this "DMD", the intensity of the incident light is directly modulated by individually changing the direction of each micromirror according to the display image. Light incident on the “DMD” does not need to be polarized light, and the response speed is sufficiently fast.
[0043]
Light incident on the polarization beam splitter 10 from the first spatial light modulator 9 is P-polarized light with respect to the reflection surface 10a of the polarization beam splitter 10, and transmits through this reflection surface.
[0044]
On the other hand, the S-polarized light component transmitted through the wire grid type PBS 6 is incident on the total reflection prism 13 via the mirror 11 and the relay lens 12. The light that has entered the total reflection prism 13 is reflected by the reflection surface 13 a in the total reflection prism 13, exits from the total reflection prism 13, and enters the second spatial light modulator 14. The light incident on the second spatial light modulator 14 is subjected to intensity modulation by the second spatial light modulator 14 and reflected, passes through the total reflection prism 13, and is transmitted to the polarization beam splitter (PBS) 10. Incident. The second spatial light modulator 14 is also a so-called “DMD”, like the first spatial light modulator 9.
[0045]
Light incident on the polarization beam splitter 10 from the second spatial light modulator 14 is S-polarized with respect to the reflection surface 10a of the polarization beam splitter 10, and is reflected by the reflection surface.
[0046]
Therefore, the light from the first spatial light modulator 9 and the light from the second spatial light modulator 14 are combined on the reflection surface 10 a of the polarization beam splitter 10. The light combined in the polarization beam splitter 10 in this manner is emitted from the polarization beam splitter 10 and enters a projection lens (projection lens) 15. Then, the light incident on the projection lens 15 is projected on a screen 16 to display an image.
[0047]
The projection type stereoscopic display device is a display device of a so-called “field sequential display method”, in which a color wheel 5 is rotated at a predetermined cycle, and light from the light source 1 is red (R) and green (G). And blue (B) color filters are transmitted in a time-division manner. When the light from the light source 1 is transmitted through the red (R) color filter section, the first and second spatial light modulators 9 and 14 perform light modulation corresponding to the red component of the display image. When the light from the light source 1 is transmitted through the green (G) color filter unit, light modulation corresponding to the green component of the display image is performed, and the light from the light source 1 passes through the blue (B) color filter unit. When transmitting, light modulation corresponding to the blue component of the display image is performed. Thus, a color image is displayed on the screen 16.
[0048]
By the way, in this projection type stereoscopic display device, the first and second spatial modulation elements 9 and 14 are positioned and fixed so that the images displayed by each of them overlap on the screen 16 with a predetermined accuracy. Here, a configuration in which the first and second spatial modulation elements 9 and 14 in the projection type stereoscopic display device are positioned and fixed will be described.
[0049]
One spatial light modulating element, in this embodiment, the first spatial light modulating element 9 is fixedly disposed on the optical stage. As shown in FIG. 2, the other spatial modulation element, the second spatial modulation element 14 in this embodiment, is movably supported in a frame 17 fixedly disposed on an optical stage (not shown). Mounted on the panel holder 18. The panel holder 18 has one side edge and a lower edge portion of the panel surface (display surface) in the frame 17 pressed and supported by pressing springs 19 and 20 attached to the frame 17, and the other side of the panel surface. The side edge and the upper edge are supported by the distal ends of the screw shafts 21 a and 22 a of the stepping motors 21 and 22 attached to the frame 17. The screw shafts 21a and 22a of the stepping motors 21 and 22 are moved in the forward and backward directions with respect to the panel holder 18 in the frame 17 by driving the respective stepping motors 21 and 22.
[0050]
That is, in the frame 17, an actuator for moving the second spatial modulation element 14 with respect to the optical stage by driving the stepping motors 21 and 22 is configured. When each of the stepping motors 21 and 22 is driven, the panel holder 18 is sandwiched between the screw shaft 21a of the stepping motor 21 and the pressing spring 19 in the X direction (horizontal direction in FIG. 2), and in the Y direction (FIG. In the middle longitudinal direction, the moving operation is performed in the X direction and / or the Y direction while being sandwiched between the screw shaft 22a of the stepping motor 22 and the pressing spring 20.
[0051]
FIG. 2 shows a configuration in which two stepping motors are provided in each of the X direction and the Y direction. By individually driving these two stepping motors, rotation, that is, rotation (tilt) adjustment about an axis perpendicular to the panel surface is also possible.
[0052]
In actual production, first, the frame 17 is positioned while displaying a stereoscopic image by the second spatial modulation element 14, and is fixed to the optical stage by soldering or the like. The alignment at this time does not need to be accurately adjusted with respect to the pixels of the other spatial modulation element (first spatial modulation element 9), but it is preferable that the alignment be made within one pixel pitch.
[0053]
In this projection type stereoscopic display device, the image signals input to the spatial light modulators 9 and 14 are, as shown in FIG. 4, an original image L of a left-eye image to be displayed and a right-eye image. The signal is a signal for displaying an image thinned out to half the resolution of the original image of the use image R. The image signals input to the spatial light modulators 9 and 14 complement each other to form a set of a left-eye image L and a right-eye image R. That is, with respect to a set of image signals of the left-eye image L and the right-eye image R, information of each of rows and columns is alternately sorted and supplied to each of the spatial light modulators 9 and 14. For example, the first spatial light modulating element 9 includes the first row, third row, fifth row,... (Odd-numbered rows) of the first column, third column, fifth column,. (Odd column) information is supplied to the second spatial light modulator 14, the second column of the right-eye image, the fourth column, the sixth column,. The information in the fourth, sixth,... Columns (even columns) is supplied. FIG. 4 shows images input to the respective spatial light modulators 9 and 14 when the resolution is doubled only in the vertical direction.
[0054]
As shown in FIG. 1, the images displayed by the spatial light modulators 9 and 14 are complemented by being combined in a polarizing beam splitter 10, and set on a screen 16 via a projection lens 15. Are displayed for the left eye and the right eye.
[0055]
Then, the observer of the stereoscopic display image wears so-called “polarized glasses”, observes light incident on one eye through a polarizing plate that transmits only vertical polarized light, and horizontally observes light incident on the other eye. By observing through a polarizing plate that transmits only polarized light in the direction, stereoscopic vision can be performed. Actually, each eye sees an image with a resolution that is decimated in half, but since it is complemented in the head, it looks like a high-resolution image.
[0056]
In this projection type stereoscopic display device, if the mounting accuracy of the spatial light modulators 9 and 14 is not sufficient, a predetermined resolution may not be obtained in an actually projected image. For example, when the pixel pitch in the spatial light modulators 9 and 14 is 13.8 μm, the pixel pitch of the original image is 6.9 μm. Therefore, if one of the spatial light modulators is shifted vertically or horizontally by 6.9 μm (a half pitch of the pixel pitch in the spatial light modulator) from a predetermined position, the effect of improving the resolution will not be achieved in principle. Will be gone. Actually, if the positional accuracy that the deviation from the predetermined position is 3 μm or less is secured, there is an effect of improving the resolution.
[0057]
In this embodiment, when the temperature in the display device is stabilized, for example, as shown in FIG. 3, an image signal for displaying a predetermined pattern A corresponding to the pixel of the spatial light modulation element is transmitted to each spatial light modulation device. The image is supplied to the elements 9 and 14, an image based on the image signal is displayed on the screen 16, and the actuator is adjusted while watching the image. That is, the position of the spatial light modulator is shifted such that the pattern A displayed by one spatial light modulator and the pattern A 'displayed by the other spatial light modulator are shifted by half a pixel of the spatial light modulator. adjust.
[0058]
The position of the spatial light modulator also shifts due to a change in temperature. However, by appropriately devising the material of the member supporting the spatial light modulator and the fixing method, the positional accuracy of the spatial light modulator can be suppressed to within several μm. In this case, once adjusted in a steady state, there is no practical problem.
[0059]
If the position of the spatial light modulator shifts due to aging or striking, readjustment is required. In this projection type stereoscopic display device, since at least one of the spatial light modulation elements is movably supported by the actuator, the position can be easily adjusted and corrected, and the highest resolution can always be maintained. ing.
[0060]
[Second embodiment]
FIG. 5 shows a second embodiment of the projection type stereoscopic display apparatus according to the present invention.
[0061]
In the projection type stereoscopic display device, light emitted from the light source 1 is reflected by the parabolic mirror 2, condensed through the condenser lens 3, and converted into polarized light in one predetermined direction by the polarization conversion element 23. After that, the light enters the color separation element 24.
[0062]
The polarization conversion element 23 has a polarization separation prism array and a λ / 2 retardation plate, and is configured as a flat plate as a whole. That is, the light incident on the polarization conversion element 23 from the front side is first converted into a P-polarized light component and an S-polarized light with respect to the polarization beam splitter film surface by the polarization beam splitter film surface of the polarization separation prism array. It is separated into polarized light components. The polarization beam splitter film surface is provided in a plurality of parallel stripes in the polarization conversion element 23, and each has a 45 ° inclination with respect to the main surface of the polarization conversion element 23. On this polarization beam splitter film surface, the P-polarized light component is transmitted and emitted to the back side of the polarization conversion element 23, and the S-polarized light component is reflected. The S-polarized light component reflected by one polarizing beam splitter film surface has its optical path bent by 90 °, is reflected again by another adjacent polarizing beam splitter film surface and has its optical path bent by 90 °, and the polarization conversion element 23 The light is emitted to the back side. A λ / 2 retardation plate is provided in a region from which the S-polarized component is emitted. The polarization direction of the S-polarized light component transmitted through the λ / 2 retardation plate is rotated by 90 °, and is changed to the same polarization direction as the P-polarized light component transmitted through the polarization beam splitter film surface.
[0063]
In this manner, the light transmitted through the polarization conversion element 23 is polarized in one predetermined direction.
[0064]
The color separation element 24 has a function of converting the polarization axis of the primary color component to be separated into a direction orthogonal to the polarization axis of the incident light beam. That is, the color separation element 24 can transmit one primary color component and another primary color component of the incident light as light in polarization directions orthogonal to each other. Further, in the color separation element 24, by applying a predetermined voltage, it is possible to select a primary color component to be transmitted by changing the polarization direction and a primary color component to be transmitted without changing the polarization direction.
[0065]
Such a color separation element can be configured by laminating retardation plates. Such a color separation element is reported in, for example, “SlD99 Digest (pages 1072 to 1075)”, and, for example, “Color Select” (product) by Color Link. It is such a color separation element that is sold under the name.
[0066]
The light emitted from the color separation element 24 is incident on the wire grid type PBS 6. As described above, the wire grid type PBS 6 reflects one of the P-polarized component and the S-polarized component of the incident light and transmits the other. In this embodiment, the P-polarized light component of the incident light of the wire grid type PBS 6 is reflected by the wire grid type PBS 6, and the S polarized light component passes through the wire grid type PBS 6.
[0067]
The emitted light from the color separation element 24 has a state in which the polarization direction of one primary color component and the polarization direction of the other primary color component are orthogonal to each other. Is reflected (or transmitted), and another primary color component is transmitted (or reflected).
[0068]
One primary color component, which is a P-polarized light component reflected by the wire grid type PBS 6, enters the total reflection prism 8 via the relay lens 7. The light that has entered the total reflection prism 8 is reflected by the reflection surface 8a in the total reflection prism 8, exits from the total reflection prism 8, and enters the first spatial light modulator 9. The light incident on the first spatial light modulator 9 is intensity-modulated by the first spatial light modulator 9 and reflected, passes through the total reflection prism 8, and is transmitted to the polarization beam splitter (PBS) 10. Incident. The first spatial light modulator 9 is a so-called “DMD” as described above.
[0069]
Light incident on the polarization beam splitter 10 from the first spatial light modulator 9 is P-polarized light with respect to the reflection surface 10a of the polarization beam splitter 10, and transmits through this reflection surface.
[0070]
On the other hand, another primary color component, which is the S-polarized component transmitted through the wire grid type PBS 6, enters the total reflection prism 13 via the mirror 11 and the relay lens 12. The light that has entered the total reflection prism 13 is reflected by the reflection surface 13 a in the total reflection prism 13, exits from the total reflection prism 13, and enters the second spatial light modulator 14. The light incident on the second spatial light modulator 14 is subjected to intensity modulation by the second spatial light modulator 14 and reflected, passes through the total reflection prism 13, and is transmitted to the polarization beam splitter (PBS) 10. Incident. The second spatial light modulator 14 is also a so-called “DMD”, like the first spatial light modulator 9.
[0071]
Light incident on the polarization beam splitter 10 from the second spatial light modulator 14 is S-polarized with respect to the reflection surface 10a of the polarization beam splitter 10, and is reflected by the reflection surface.
[0072]
In this manner, the light from the first spatial light modulator 9 and the light from the second spatial light modulator 14 are combined on the reflection surface 10a of the polarization beam splitter 10. The light combined in the polarization beam splitter 10 is emitted from the polarization beam splitter 10 and projected on a screen 16 by a projection lens 15 to display an image.
[0073]
This projection type stereoscopic display device is a display device of a so-called “field sequential display method”, and the color separation element 24 converts, for example, a P-polarized light component for the wire grid type PBS 6 into R (red) -G (green)- When the light is switched and emitted in the order of B (blue) -R-G-B..., The S-polarized light component for the wire grid type PBS 6 is converted into G (green) -B (blue) -R (red) -G- It is driven so as to satisfy BR.
[0074]
When the light emitted from the color separation element 24 is switched in this manner, any two primary color components of the light from the light source 1 are always used for stereoscopic image display, and the light utilization rate is usually Is about twice as large as the “field sequential display method”.
[0075]
Therefore, in this projection type stereoscopic display device, a bright and high-definition image can be displayed, and the display time for one primary color component is twice as long as that of the normal “field sequential display method” (ie, , The disappearance time is）), so that the so-called “color breakup phenomenon” can be reduced.
[0076]
Also in this embodiment, the first and second spatial modulation elements 9 and 14 have a resolution of 解像度 of the resolution of the original image of the left-eye image and the original image of the right-eye image to be displayed. A signal is supplied that displays images that are decimated and complement each other.
[0077]
Further, the first and second spatial modulation elements 9 and 14 are positioned and fixed so that the images displayed by each of them overlap on the screen 16 with a predetermined accuracy. In addition, at least one of the spatial modulation elements is supported by an actuator so as to be movable, as in the above-described embodiment.
[0078]
[Third Embodiment]
FIG. 6 shows a third embodiment of the projection type stereoscopic display apparatus according to the present invention.
[0079]
In this projection type stereoscopic display device, light emitted from a light source 1 is reflected by a parabolic mirror 2, condensed through a condensing lens 3, guided to a light pipe 4, and subjected to a color filter of a color wheel 5. Part. The color wheel 5 is formed in a disk shape that can be rotated around a center axis, and has red (R), green (G), and blue (B) color filter units on the peripheral side of the disk. . The characteristics of each filter section are such that one primary color component is transmitted, the other primary color component is reflected, and the remaining one primary color component is absorbed. For example, a red color filter unit transmits a red component, reflects a blue component, and absorbs a green component. The green color filter transmits the green component, reflects the red component, and absorbs the blue component. The blue color filter transmits the blue component, reflects the green component, and absorbs the red component.
[0080]
One primary color component reflected by the color filter unit of the color wheel 5 is converted into polarized light in one predetermined direction by the polarization conversion element 25, and then enters the total reflection prism 8 via the relay lens 7. The light that has entered the total reflection prism 8 is reflected by the reflection surface 8a in the total reflection prism 8, exits from the total reflection prism 8, and enters the first spatial light modulator 9. The light incident on the first spatial light modulator 9 is intensity-modulated by the first spatial light modulator 9 and reflected, passes through the total reflection prism 8, and is transmitted to the polarization beam splitter (PBS) 10. Incident. The first spatial light modulator 9 is a so-called “DMD” as described above.
[0081]
Light incident on the polarization beam splitter 10 from the first spatial light modulator 9 is P-polarized with respect to the reflection surface 10a of the polarization beam splitter 10, and transmits through the reflection surface.
[0082]
On the other hand, another primary color component transmitted through the color filter portion of the color wheel 5 is converted into polarized light in one predetermined direction by the polarization conversion element 26 through the mirror 11, and then is totally reflected by the relay lens 12. The light enters the prism 13. The light that has entered the total reflection prism 13 is reflected by the reflection surface 13 a in the total reflection prism 13, exits from the total reflection prism 13, and enters the second spatial light modulator 14. The light incident on the second spatial light modulator 14 is subjected to intensity modulation by the second spatial light modulator 14 and reflected, passes through the total reflection prism 13, and is transmitted to the polarization beam splitter (PBS) 10. Incident. The second spatial light modulator 14 is also a so-called “DMD”, like the first spatial light modulator 9.
[0083]
Light incident on the polarization beam splitter 10 from the second spatial light modulator 14 is S-polarized with respect to the reflection surface 10a of the polarization beam splitter 10, and is reflected by the reflection surface.
[0084]
In this manner, the light from the first spatial light modulator 9 and the light from the second spatial light modulator 14 are combined on the reflection surface 10a of the polarization beam splitter 10. The light combined in the polarization beam splitter 10 is emitted from the polarization beam splitter 10 and projected on a screen 16 by a projection lens 15 to display an image.
[0085]
This projection type stereoscopic display device is also a display device of a so-called “field sequential display method”. However, due to the characteristics of the color filter section of the color wheel 5 described above, any two primary colors of the light from the light source 1 are used. The components are always used for stereoscopic image display. For this reason, the light utilization rate of this projection type stereoscopic display device is about twice as large as that of a normal “field sequential display method”.
[0086]
Therefore, in this projection type stereoscopic display device, a bright and high-definition image can be displayed, and the display time for one primary color component is twice as long as that of the normal “field sequential display method” (ie, , The disappearance time is）), so that the so-called “color breakup phenomenon” can be reduced.
[0087]
Also in this embodiment, the first and second spatial modulation elements 9 and 14 have a resolution of 解像度 of the resolution of the original image of the left-eye image and the original image of the right-eye image to be displayed. A signal is supplied that displays images that are decimated and complement each other.
[0088]
Further, the first and second spatial modulation elements 9 and 14 are positioned and fixed so that the images displayed by each of them overlap on the screen 16 with a predetermined accuracy. In addition, at least one of the spatial modulation elements is supported by an actuator so as to be movable, as in the above-described embodiment.
[0089]
In each of the above-described embodiments, a moving operation mechanism for shifting a pixel by a half pixel pitch is provided. However, when high resolution is not required, such a moving operation mechanism becomes unnecessary. Also in this case, the light utilization rate can be improved, and the so-called “color breakup phenomenon” can be reduced.
[0090]
Note that, in the projection type stereoscopic display device according to the present invention, the light from the light source is separated according to the polarization component, or the polarization direction of the separated light is aligned. This is to prevent a loss when the combined light is combined again. In the case of "DMD" which does not originally require the incidence of polarized light, the display performance does not change depending on the quality of the polarization state, unlike a liquid crystal display device. That is, in the projection type stereoscopic display device, the contrast ratio of the displayed image hardly deteriorates due to the characteristics of the optical components such as the polarization beam splitter. Therefore, in this projection type stereoscopic display device, high-quality stereoscopic image display can be performed without using expensive optical components having high-precision polarization characteristics.
[0091]
As described above, in the projection type stereoscopic display device of the present embodiment, two spatial light modulators capable of displaying a full-color image by the “field sequential display method” are used, and pixels of these display images are shifted from each other. Thus, the resolution of the displayed image can be easily doubled. Further, by distributing the two primary color components to the two spatial light modulation elements, it is possible to improve the deterioration of the light utilization rate and the so-called "color breakup phenomenon" which are disadvantages of the "field sequential display system".
[0092]
Further, according to the present embodiment, unlike a system in which projection light from a plurality of projection type stereoscopic display devices is combined on a screen, one projection type stereoscopic display device has already output two spatial light modulators from one spatial light modulation element. Since the combined light is projected by one projection lens, even if the projection distance is changed, adjustment other than focus adjustment (focus) is not required, and the movement of the apparatus is facilitated.
[0093]
【The invention's effect】
The present invention improves the light utilization rate of the light source and improves the so-called "color breakup phenomenon", which is a drawback of the "field sequential display system", while simplifying the configuration and reducing the manufacturing cost, and Another object of the present invention is to provide a projection stereoscopic display device capable of displaying a high-definition (high-resolution) and good stereoscopic image.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view showing a configuration (first embodiment) of a projection type stereoscopic display device according to the present invention.
FIG. 2 is a front view showing a configuration of a mechanism for supporting a spatial light modulation element in the projection type stereoscopic display device.
FIG. 3 is a front view showing a positional relationship between pixels of an image from first and second spatial light modulators in the projection type stereoscopic display device.
FIG. 4 is a front view showing a relationship between images displayed by image signals supplied to first and second spatial light modulation elements of the projection type stereoscopic display device.
FIG. 5 is a plan view showing a configuration (a second embodiment) of a projection type stereoscopic display device according to the present invention.
FIG. 6 is a plan view showing a configuration (third embodiment) of a projection type stereoscopic display device according to the present invention.
FIG. 7 is a plan view showing a configuration of a conventional projection type stereoscopic display device.
FIG. 8 is a perspective view showing another example of the configuration of a conventional projection stereoscopic display device.
[Explanation of symbols]
1 light source 5 color wheel 6 wire grid type PBS
9 First Spatial Light Modulator 10 Polarizing Beam Splitter 14 Second Spatial Light Modulator 15 Projection Lens 21, 22 Stepping Motor 24 Color Separation Element

Claims

A white light source,
A polarization separation unit that time-divisionally selects a specific color component from the light emitted from the light source, and separates the light of the selected color component into first and second polarization states;
First and second spatial light modulators on which the first and second polarized lights separated by the polarized light separating means are respectively incident;
Light combining means for combining light modulated by the first and second spatial light modulators, respectively;
Projection means for projecting the light synthesized by the light synthesis means,
The projection type stereoscopic display device, wherein the first and second spatial light modulators display images having a difference corresponding to a parallax between a left eye and a right eye of an observer.

A white light source,
First polarization conversion means for converting light emitted from the light source into a first polarization component;
A second polarization converter that outputs a first polarization state of a specific color component as a second polarization state from the light that has passed through the first polarization converter;
Polarization separating means for separating the light having passed through the first and second polarization converting means according to first and second polarization states;
First and second spatial light modulators on which the light separated by the polarization splitting means is respectively incident;
Light combining means for combining light modulated by the first and second spatial light modulators, respectively;
Projection means for projecting the light synthesized by the light synthesis means,
The projection type stereoscopic display device, wherein the first and second spatial light modulators display images having a difference corresponding to a parallax between a left eye and a right eye of an observer.

The first and second spatial light modulators each include a plurality of pixels arranged in a matrix, and a position adjusting unit that adjusts the position of the second spatial light modulator with respect to the first spatial light modulator. The projection type stereoscopic display device according to claim 1, wherein a pixel shift is generated in a projection image by the method.