JP2010139590A - 画像投影装置及び投影画像の二次元／三次元切替え方法 - Google Patents

Abstract

【課題】１台の装置で、投影画像を容易かつ安価に二次元視用と三次元視用とに切り替える。
【解決手段】投射レンズ２２、２４と、投射レンズ２２、２４に入射する二次元視用の光を通過させる光透過体５２Ａ、５２Ｂ、５３を有し、第１位置と第２位置とに位置を切替え可能なフィルターブロック５０とを備える。光透過体は、フィルターブロック５０が第１位置に配置されたときに光路上に配置され、二次元視用の光を、それぞれ左目用及び右目用の三次元視用の光に光学特性を変化させる光透過体５２Ａ、５２Ｂと、フィルターブロック５０が第２位置に配置されたときに光路上に配置され、二次元視用の光としての光学特性を維持しつつ、光透過体５２Ａ、５２Ｂの光屈折特性と同一の光屈折特性を有する光透過体５３とを備える。
【選択図】図６

Description

本発明は、１つの装置で投影画像を二次元視用と三次元視用とに切替え可能な画像投影装置、及び投影画像の二次元／三次元切替え方法に関するものである。

従来より、画像表示用の素子に光を当てて画像（動画像（映像）及び静止画像の双方を含む。本明細書において同じ。）を生成し、投射レンズを通して投影（拡大表示）する画像投影装置（プロジェクター）が知られている。さらに、二次元視用の画像を表示するものと、三次元視用の画像（立体映像）を表示するものとが知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００１−３０５４７８号公報

ここで、三次元視用の画像を表示する方法には、例えば眼鏡を利用して両眼視差を得る方式が知られている。さらに、両眼視差を得る方式としては、
１）アナグリフ方式；左右の目に赤と青のフィルターの眼鏡をかけて鑑賞するもの、
２）波長分割方式（インフィティック方式）；光を波長別に６バンド（Ｒの高低、Ｇの高低、及びＢの高低）に分光し、交互に左右に振り分けるフィルターを使用して立体視を得るもの、
３）偏光方式（パッシブ・ステレオ方式）；偏光フィルターを用い、左右の画像に分離するもの、
４）時分割方式（アクティブ・ステレオ方式）；左右の画像を交互に表示するモニターに、同期するシャッター式眼鏡をかけて鑑賞するもの
等が知られている。
一方、二次元視用の画像を表示する場合には、上記のような方式を採用することなく、生成された画像をそのまま投射レンズを通して投影すればよい。

しかし、上記した従来の技術では、二次元視用の画像を表示したいときは二次元視用の画像投影装置を設置し、三次元視用の画像を表示したときは三次元視用の画像投影装置を設置する必要があった。例えば、二次元視用の画像を表示するときは１台の画像投影装置を用い、三次元視用の画像を表示するときは２台の画像投影装置を用いる等である。このため、二次元視用の画像と三次元視用の画像とのいずれも表示したい場合には、２台の画像投影装置が必要であった。
なお、１つの画像投影装置、例えば三次元視用のものを、二次元視用に変更することも可能である。しかし、レンズの交換及び投射距離合わせが必要となり、その作業に手間がかかるという問題があった。このため、１台で簡単に２役（二次元視用の画像の表示、三次元視用の画像の表示）をこなす装置が望まれていた。

したがって、本発明が解決しようとする課題は、１台の装置で、投影画像を容易かつ安価に二次元視用の画像と三次元視用の画像とに切替え可能な画像投影装置を提供することである。

本発明は、以下の解決手段によって、上述の課題を解決する。なお、かっこ書きで実施形態に対応する構成を示す。
本発明（請求項１に記載の発明）は、２本の投射レンズ（投射レンズ２２、２４）と、２本の前記投射レンズの入射面側又は出射面側のいずれかに配置され、前記投射レンズに入射するか又は前記投射レンズから出射された二次元視用の光を通過させる光透過体（５２Ａ、５２Ｂ、５３）を有し、手動又は所定の駆動部により、第１位置と第２位置とに設置位置を切替え可能なフィルターブロック（フィルターブロック５０）とを備え、前記光透過体は、前記フィルターブロックが前記第１位置に配置されたときに、前記投射レンズに入射する光又は前記投射レンズから出射された光が通過するように光路上に配置され、二次元視用の光を、それぞれ左目用及び右目用の三次元視用の光に光学特性を変化させる第１光透過体（光透過体５２Ａ及び５２Ｂ）と、前記フィルターブロックが前記第２位置に配置されたときに、前記投射レンズに入射する光又は前記投射レンズから出射された光が通過するように光路上に配置され、二次元視用の光としての光学特性を維持しつつ、前記第１光透過体の光屈折特性と同一の光屈折特性を有する第２光透過体（光透過体５３）とを備える。

（作用）
上記発明においては、フィルターブロックが第１位置に配置されたときは、二次元視用の光は、第１光透過体により、それぞれ左目用及び右目用の三次元視用の光となるようにその光学特性が変化する。これに対し、フィルターブロックが第２位置に配置されたときは、二次元視用の光は、第２光透過体により、二次元視用の光の光学特性が維持される。また、第１光透過体と第２光透過体とは、同一の光屈折特性を有するので、第１光透過体及び第２光透過体の通過前後における光屈折特性の変化は同一となる。

本発明によれば、フィルターブロックを第１位置と第２位置とに切り替えるだけで、１台の装置で、投影画像を容易かつ安価に二次元視用と三次元視用とに切り替えることができる。

以下、図面等を参照して、本発明の実施形態について説明する。なお、説明は、以下の順序で行う。
１．第１実施形態（フィルターブロックの光透過体が一直線状に並べて配置されている例）
２．第２実施形態（フィルターブロックの光透過体が円板状部材に９０度間隔で配置されている例）

＜第１実施形態＞
［画像投影装置全体構成］
図１は、本発明の一実施形態である画像投影装置１０の構成を示す図である。画像投影装置１０は、照明部１２と、画像生成部１４と、画像合成部１６と、リレーレンズ１８と、導光部２０と、（左目用画像）投射レンズ２２と、（右目用画像）投射レンズ２４等を含んで構成されている。なお、図１中、２点鎖線は、光線を示している。

照明部１２は、波長が異なる３つの光を画像生成部１４に導くものであり、光源１２Ａ、照明光学部１２Ｂ、及び分離部１２Ｃを備えている。光源１２Ａは、白色光（自然光）を出射するランプからなり、高圧水銀ランプ等、従来より公知の種々のランプが用いられる。

照明光学部１２Ｂは、光源１２Ａから出射された白色光を平行光とするとともに、所定の偏光状態に揃えて分離部１２Ｃに導くものである。照明光学部１２Ｂは、ＵＶ−ＩＲカットフィルター、フライアイレンズ、ＰＳコンバータ、及びコンデンサレンズ等を含んで構成され、光源１２Ａから出射された白色光がこれらを通過し、所定の偏光に揃えられた平行光となって分離部１２Ｃに入射されるように構成されている。

分離部１２Ｃは、照明光学部１２Ｂから導かれた光線を互いに波長が異なる３つの光線、すなわち、赤色（Ｒ）の光線ＬＲ、緑色（Ｇ）の光線ＬＧ、及び青色（Ｂ）の光線ＬＢに分離して画像生成部１４に導くものである。分離部１２Ｃは、例えば２つのダイクロイックミラー、複数の反射ミラー、及び複数のレンズを含んで構成され、このような分離部１２Ｃは、従来より公知の種々の構成を採用可能である。

画像生成部１４は、波長が異なる３つの光線ＬＲ、ＬＧ、ＬＢを空間変調器で変調することにより、波長が異なる３つの左目用波長別画像と３つの右眼用波長別画像を生成するものである。特に本実施形態では、画像生成部１４は、空間変調器として、反射型液晶パネル１４Ｒ、１４Ｇ、１４Ｂと、偏光ビームスプリッタ１５Ｒ、１５Ｇ、１５Ｂとを含んで構成されている。

反射型液晶パネル１４Ｒ、１４Ｇ、１４Ｂは、それぞれ、赤色、緑色、青色の３色の画像情報を表示するものであり、入射光に対応した色の映像信号が印加され、映像信号に従い、入射光の偏光方向を回転させて変調出力する。
なお、空間変調器は、反射型液晶パネル１４Ｒ等に限定されるものではなく、透過型液晶パネルや、多数の微小な反射ミラーを用いたＤＭＤ（Digital?Micro?mirror?Device ：デジタル・マイクロミラー・デバイス）等、従来より公知の種々の空間変調器が採用可能である。

図２は、反射型液晶パネル１４Ｒ、１４Ｇ、１４Ｂの表示画面１００の説明図である。反射型液晶パネル１４Ｒ、１４Ｇ、１４Ｂは同形同大の矩形状の表示画面１００を有しており、本実施形態では、表示画面１００は、横４０９６画素、縦２１６０画素の表示領域で構成されている。そして、図２に示すように、表示画面１００は、縦方向の中央において横方向の中心で左右に分割されることで、左目用画像領域１０１と右目用画像領域１０２とから構成される。この場合、左目用画像領域１０１及び右目用画像領域１０２は同形同大の横長の矩形状を呈し、左目用画像領域１０１及び右目用画像領域１０２を除く残りの領域は、画像を表示しない非表示領域１０３とされる。

反射型液晶パネル１４Ｒ、１４Ｇ、１４Ｂには、前記映像信号が印加されることで左目用画像領域１０１に左目用画像を表示し、右目用画像領域１０２に右目用画像を表示することになる。

偏光ビームスプリッタ１５Ｒは、光線ＬＲを反射して反射型液晶パネル１４Ｒに入射させ、反射型液晶パネル１４Ｒで空間変調された光線ＬＲを透過して画像合成部１６に入射させるものである。すなわち、偏光ビームスプリッタ１５Ｒは、赤色の光線ＬＲによる左目用波長別画像及び右目用波長別画像を画像合成部１６に入射させるものである。
同様に、偏光ビームスプリッタ１５Ｇは、光線ＬＧを反射して反射型液晶パネル１４Ｇに入射させ、反射型液晶パネル１４Ｇで空間変調された光線ＬＲを透過して画像合成部１６に入射させるものである。すなわち、偏光ビームスプリッタ１５Ｇは、緑色の光線ＬＧによる左目用波長別画像及び右目用波長別画像を画像合成部１６に入射させるものである。

さらに同様に、偏光ビームスプリッタ１５Ｂは、光線ＬＢを反射して反射型液晶パネル１４Ｂに入射させ、反射型液晶パネル１４Ｂで空間変調された光線ＬＲを透過して画像合成部１６に入射させるものである。すなわち、偏光ビームスプリッタ１５Ｂは、青色の光線ＬＢによる左目用波長別画像及び右目用波長別画像を画像合成部１６に入射させるものである。

画像合成部１６は、３つの左目用波長別画像を１つの左目用合成画像に合成するとともに、３つの右目用波長別画像を１つの右目用合成画像に合成するものである。すなわち、反射型液晶パネル１４Ｒ、１４Ｇ、１４Ｂでそれぞれ変調され偏光ビームスプリッタ１５Ｒ、１５Ｇ、１５Ｂを透過した各色光を合成するものである。本実施形態では、画像合成部１６には、光合成プリズムが用いられているが、これに限らず、従来より公知の種々の光学部材を採用可能である。

また、画像合成部１６は、偏光ビームスプリッタ１５Ｒ、１５Ｇ、１５Ｂを透過した各色光がそれぞれ入射される入射面１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃと、合成した画像を出射する出射面１６Ｄとを有している。

リレーレンズ１８は、画像合成部１６から出射された左目用合成画像及び右目用合成画像を入射して、互いに分離された左目用合成画像の実像及び右目用合成画像の実像を結像するものである。本実施形態では、リレーレンズ１８によって得られる左目用合成画像の実像及び右目用合成画像の実像は、画像合成部１６から出射された左目用合成画像及び右目用合成画像の２倍以上の大きさに拡大しているが、リレーレンズ１８の倍率は１倍以下であってもよい。

導光部２０は、リレーレンズ１８によって結像された左目用合成画像の実像と右目用合成画像の実像とを別々に導くものである。本実施形態では、導光部２０は、プリズム３２、３４によって構成されている。
プリズム３２は、左目用合成画像の実像が入射される入射面３２Ａと、入射面３２Ａから入射された左目用合成画像の実像をリレーレンズ１８の光軸に対しておおむね９０度屈曲させて反射させる反射面３２Ｂと、この反射面３２で反射された左目用合成画像の実像をリレーレンズ１８の光軸と平行する方向におおむね９０度屈曲させる反射面３２Ｃと、この反射面３２Ｃで反射された左目用合成画像の実像をリレーレンズ１８の光軸と平行する方向に出射する出射面３２Ｄとを備えている。

同様に、プリズム３４は、右目用合成画像の実像が入射される入射面３４Ａと、入射面３４Ａから入射された右目用合成画像の実像をリレーレンズ１８の光軸に対しておおむね９０度屈曲させて反射させる反射面３４Ｂと、この反射面３４Ｂで反射された右目用合成画像の実像をリレーレンズ１８の光軸と平行する方向におおむね９０度屈曲させる反射面３４Ｃと、この反射面３４Ｃで反射された右目用合成画像の実像をリレーレンズ１８の光軸と平行する方向に出射する出射面３４Ｄとを備えている。
いいかえると、導光部２０は、リレーレンズ１８の出射面に対向して配置され左目用合成画像の実像と右目用合成画像の実像とを別々にリレーレンズ１８の出射面から離れる方向に導くものである。

また、プリズム３２によって構成される光路と、プリズム３４によって構成される光路とは、同一平面上を延在し、かつ、リレーレンズ１８の光軸と直交する方向に間隔をおいて形成されている。したがって、プリズム３２の出射面３２Ｄと、プリズム３４の出射面３４Ｄとは、リレーレンズ１８の光軸と直交する方向に間隔をおいた箇所に位置している。すなわち、導光部２０は、リレーレンズ１８によって結像された左目用合成画像の実像と右目用合成画像の実像とを、リレーレンズ１８の光軸と直交する方向に間隔をおいた箇所に導くように構成されている。

（左目用画像）投射レンズ２２は、導光部２０によって導かれた左目用合成画像の実像をスクリーンＳに投影して左目用の画像を結像するものである。
同様に、（右目用画像）投射レンズ２４は、導光部２０によって導かれた右目用合成画像の実像をスクリーンＳに投影して右目用の画像を結像するものである。

さらに、投射レンズ２２及び２４の光軸が互いに平行した状態で、それらの光軸と直交する方向に、投射レンズ２２と右目用画像投射レンズ２４との間の距離を調整するレンズシフト機構２５が設けられている。レンズシフト機構２５を用いて投射レンズ２２と投射レンズ２４との間の距離を調整することにより、投射レンズ２２及び２４とスクリーンＳとの距離にかかわらず、スクリーンＳ上に投影される左目用の画像と右目用の画像とを重ね合わせることが可能となる。

［フィルターブロックの詳細な説明］
導光部２０のプリズム３２、３４と、投射レンズ２２、２４との間には、フィルターブロック５０が配置されている。
図３は、フィルターブロック５０を示す正面図である。フィルターブロック５０は、４箇所に四角形状の開口部を持つ枠体５１と、各開口部にそれぞれ固定された光透過体５２Ａ、５２Ｂ、及び５３を備える。図３に示すように、光透過体５２Ａ、５３、５２Ｂ、５３は、上下方向（天地方向）に一直線上に配列されている。

ここで、投射レンズ２２と２４との間の光軸間距離をＬとすると、光透過体５２Ａの中心と光透過体５３（上から２番目）の中心との間の距離、光透過体５３（上から２番目）の中心と光透過体５２Ｂの中心との間の距離、及び光透過体５２Ｂの中心と光透過体５３（一番下）の中心との間の距離は、いずれも、Ｌ／２に設定されている。すなわち、光透過体５２Ａの中心と光透過体５２Ｂの中心との間の距離はＬであり、２つの光透過体５３の中心間距離はＬである。

枠体５１は、金属材料又は硬質の樹脂材料から形成されており、剛性を有するものが用いられる。また、光透過体５２Ａ、５２Ｂは、フィルターとしての機能を有するものであり、入射された光の光学特性を変化させるものである。特に本実施形態では、光透過体５２Ａ、５２Ｂ、及び５３に入射される光、すなわちプリズム３２、３４から出射された光は、二次元視用の光であり、光透過体５２Ａ及び５２Ｂは、いずれも二次元視用の光を三次元視用の光に変化させるものである。
ここで、光透過体５２Ａは、投射レンズ２２に対応するもの、すなわち左目用のものである。これに対し、光透過体５２Ｂは、投射レンズ２４に対応するもの、すなわち右目用のものである。

どのように光学特性を変化させて、二次元視用の光を三次元視用の光に変化させるかについては、主として以下の２種類が挙げられる。
第１に、波長分割方式（ドルビー３Ｄ方式）が挙げられる。波長分割方式は、光を波長別に６バンド（Ｒの高低、Ｇの高低、Ｂの高低）に分光し、左目用として、Ｒ高、Ｇ高、Ｂ高の波長の光を透過させ、右目用として、Ｒ低、Ｇ低、Ｂ低の波長の光を透過させるようにする。すなわち、左目と右目とでＲＧＢの位相をずらす方式である。この場合、光透過体５２ＡはＲ高、Ｇ高、Ｂ高の波長の光を透過させるフィルターであり、光透過体５２Ｂは、Ｒ低、Ｇ低、Ｂ低の波長の光を透過させるフィルターである。

また第２に、偏光方式が挙げられる。偏光方式は、光のうち、特定の方向の光のみを通過させるものである。偏光方式としては、第１に、例えば直線偏光が挙げられる。この場合の光透過体５２Ａ及び５２Ｂには、互いに直交する偏光フィルターが用いられる。通常は、左目用の光透過体５２Ａには、４５度の偏光軸方向を有するものが用いられ、右目用の光透過体５２Ｂには、１３５度の偏光軸方向を有するものが用いられる。また第２に、円偏光方式が挙げられる。円偏光方式は、偏光面が規則的に変化し円運動をしている円偏光を用いるものであり、直線偏光のような偏光フィルターの角度ではなく、右回り偏光か左回り偏光かによって、左右の画像を分離する。具体的には、直線偏光板と１／４波長板を組み合わせたフィルターを使用する。

なお、上記以外には、左目用のフィルター（光透過体５２Ａ）として赤色のフィルターを用い、右目用のフィルター（光透過体５２Ｂ）として青色のフィルターを用いるアナグリフ方式等が挙げられるが、本実施形態では説明を省略する。

また、光透過体５３は、二次元視用の光としての光学特性を維持しつつ、光透過体５２Ａ、５２Ｂと略同一の光屈折特性を有するように形成されている。すなわち、光透過体５３は、フィルターとしての機能を有するものではない。
ここで、光透過体５２Ａ、５２Ｂと、光透過体５３の光屈折特性を同一にするためには、同一の材質、かつ同一の厚みに設定することが挙げられる。

例えば、光透過体５２Ａ、５２Ｂ、５３の基材を、透明な（透光度の高い、あるいは１００％に近い透光率を有する）ガラス材から形成することが挙げられる。この場合、光透過体５３としては、素ガラスがそのまま用いられる。これに対し、光透過体５２Ａ、５２Ｂは、素ガラスに対し、蒸着やシート貼付等により、フィルター機能を持たせるようにする。なお、蒸着やシート貼付等を行えば、厳密には、光透過体５２Ａ、５２Ｂと、光透過体５３の厚みが異なるようになるが、フィルター層の厚みが数μｍ程度であれば、その厚みは無視できる。

なお、光透過体を光が通過するときは、その厚みに応じて、光が屈折する。図４の上側の図は、このときの様子を示す図である。したがって、図４の下側の図のように、光透過体を用いないで空気層をそのまま光を通過させたときは、光は屈折しないので、光透過体を通過した光と、空気層を通過した光とでは、焦点距離が変化してしまう。具体的には、空気層を通過させた場合には、投射距離を短くする必要があり、投射レンズ２２、２４を移動させなければならない。このため、フィルター機能を有さない場合にも、素ガラスからなる光透過体５３を通過させて、光透過体５２Ａ及び５２Ｂを通過した光屈折特性と、光透過体５３を通過した光屈折特性とを同一にしている。これにより、両者の光の焦点距離が一致するようになる。

なお、光透過体５２Ａ、５２Ｂ、５３の素材としては、上述したガラス材以外に、透明な（透光度の高い、あるいは１００％に近い透光率を有する）樹脂板を用いることも可能である。例えば、透光率が９８％程度のアクリル樹脂板、より具体的にはポリメタクリル酸メチル樹脂（ＰＭＭＡ）による透明固体材（アクリルガラスともいう。）を用いることが挙げられる。

また、フィルターブロック５０は、画像投影装置１０において、第１位置と第２位置とに位置を切替え可能に形成されている。そして、第１位置に設置されているときは、図３中、左側の図に示すように、投射レンズ２２、２４の光軸方向から見て、投射レンズ２２の光軸中心と、光透過体５２Ａの中心とが略一致するように配置される。かつ、投射レンズ２４の光軸中心と、光透過体５２Ｂの中心とが略一致するように配置される。このとき、使用されていない上から２番目の光透過体５３は、高さ方向においてプリズム３２と３４との間に配置され、一番下の光透過体５３は、プリズム３４よりも下側に配置されるようになっており、光透過体５２Ａ、５２Ｂの使用中に光透過体５３が影響を及ぼすことはない。

これに対し、第２位置に設置されているときは、図３中、右側の図に示すように、投射レンズ２２、２４の光軸方向から見て、投射レンズ２２、２４の各光軸中心と、光透過体５３の中心とが略一致するように配置される。このとき、使用されていない光透過体５２Ａは、高さ方向においてプリズム３２よりも上側に配置され、光透過体５２Ｂは、プリズム３２と３４との間に配置されるようになっており、光透過体５３の使用中に光透過体５２Ａ、５２Ｂが影響を及ぼすことはない。

図５及び図６は、画像投影装置１０の筐体１０ａと、フィルターブロック５０との位置関係を示す図である。ここで、図５は、全体外観図であり、図６は、図５中、筐体１０ａを透明で図示した透視図である。
筐体１０ａは、投射レンズ２２、２４や、プリズム３２、３４、及びリレーレンズ１８を固定（保持）するものであり、金属材料、又は樹脂材料等から形成されている。

図５に示すように、筐体１０ａの両側面には、上下方向に溝１０ｂが形成されており、この溝１０ｂと、フィルターブロック５０の枠体５１の左右両側外縁部とが嵌合している。図５では図示されていない反対面側においても、図５と同様に、溝１０ｂとフィルターブロック５０の枠体５１の外縁部が嵌合している。これにより、フィルターブロック５０は、光軸方向にはガタがなく、上下（垂直）方向（すなわち、光軸方向に対して垂直な方向）にのみ移動可能に支持されている。フィルターブロック５０を光軸方向には移動しないようにするのは、光透過体５２Ａ、５２Ｂ、５３の位置が光軸方向に移動しないようにするためである。なお、フィルターブロック５０は、導光部２０（プリズム３２、３４）や投射レンズ２２、２４とは接触していない。

また、筐体１０ａの天面部には、開口部１０ｃが形成されており、この開口部１０ｃから、フィルターブロック５０の枠体５１の把持部５１ａが突出している。そして、画像投影装置１０の使用者は、この把持部５１ａをつまんで、フィルターブロック５０を上下方向に移動させることができる。そして、上述した第１位置及び第２位置に配置されると、その位置で軽くロックされるように形成されている（ロック機構は図示せず）。これにより、フィルターブロック５０は、第１位置又は第２位置に位置決めされる。

なお、以上は、フィルターブロック５０を手動で動かす例を示したが、これに限らず、例えばフィルターブロック５０をモータやアクチュエータ等の駆動手段に連結し、駆動手段によって移動させてもよい。
以上により、１つの画像投影装置１０を用いて、二次元視用と三次元視用との切替えを、簡単かつ安価に行うことができる。

［動作説明］
図７は、本実施形態の画像投影装置１０の動作説明図である。
図７に示すように、リレーレンズ１８を用いることで、左目用合成画像の実像と右目用合成画像の実像を分離したのち、導光部２０を介して左右の投射レンズ２２、２４に導くようにしたので、画像を形成する光線が失われることがない。したがって、スクリーンＳに結像された左目用画像Ａ１と右目用画像Ａ２の明るさが低下することを防止できる。さらに、画質を確保する上で有利となる。

特に本実施形態では、レンズシフト機構２５（図１）を用いて、投射レンズ２２及び２４の光軸が互いに平行をなした状態で、それら光軸と直交する方向において、投射レンズ２２と投射レンズ２４との間の距離を調整するようにしている。したがって、スクリーンＳに対する投射レンズ２２及び２４の光軸の角度が変化しないので、スクリーンＳに結像される左目用画像Ａ１と右目用画像Ａ２に台形ひずみが発生せず、左目用画像Ａ１と右目用画像Ａ２の画像を正確に重ね合わせることができ、良好な画質を得る上で有利となる。

また、本実施形態では、導光部２０としてプリズム３２、３４を用いたので、厳密には、プリズム３２の入射面３２Ａと、プリズム３４の入射面３４Ａとの境目の箇所にわずかながら直線状に延在する隙間が形成される。この隙間に相当する部分に入射する光線は、画像として利用することができない。したがって、空間変調器においても、前記隙間に対応する部分の画像は形成しないこと（前記隙間に対応する部分を非使用領域とすること）が、画質の低下を防止する上で有利となる。

なお、導光部２０としてプリズム３２、３４を用いる代わりに複数のミラーを組み合わせたものを用いてもよいことはもちろんである。ここで、複数のミラーを用いた場合は、リレーレンズ１８から出射された左目用合成画像の実像を入射する入射ミラーと、右目用合成画像の実像を入射する入射ミラーとを設けることになる。ミラーは、厚さ方向の寸法がある程度必要となることから、入射ミラーの間に形成される隙間が、プリズム３２、３４を用いた場合の前記隙間に比較して大きな寸法となり、前記非使用領域の面積が大きくなる。したがって、導光部２０としてプリズム３２、３４を用いることが画質の向上を図る上でより有利となる。

スクリーンＳ上に重ね合わせて表示される左目用の画像と右目用の画像とは、光透過体５２Ａ及び５２Ｂを透過させた三次元視用であるときは、立体視用眼鏡を通して見ることにより、立体的な画像として視認される。立体視用眼鏡は、光透過体５２Ａ、５２Ｂと同一特性のレンズを有するものであればよい。例えば、光透過体５２Ａ、５２Ｂが波長分割方式のものであるときは、立体視用眼鏡は、波長分離フィルター眼鏡で左目用画像と右目用画像とに分離して立体視する。また、光透過体５２Ａ、５２Ｂが偏光方式のものであるときは、偏光フィルター眼鏡で左目用画像と右目用画像とに分離して立体視する。

＜第２実施形態＞
図８は、第２実施形態のフィルターブロック５０’を示す正面図である。第２実施形態では、フィルターブロック５０’（及び筐体１０ａの一部）のみが第１実施形態と異なり、それ以外は第１実施形態と同一である。

図８に示すように、第２実施形態では、フィルターブロック５０’の枠体５１’は、円板状部材から形成されている。そして、その中心に対し、９０度ずつ等間隔で４つの開口部が形成されており、この開口部に、光透過体５２Ａ、５３、５２Ｂ、５３が配置されている。そして、フィルターブロック５０’の第１位置は、図８の上側の図に示すように、光透過体５２Ａと５２Ｂとが上下に配置される位置である。この位置では、光透過体５２Ａの中心と投射レンズ２２の光軸中心とが一致し、かつ、光透過体５２Ｂの中心と投射レンズ２４の光軸中心とが一致する。

これに対し、フィルターブロック５０’の第２位置は、第１位置から９０度回転した位置であり、図８の下側の図に示すように、２つの光透過体５３が上下に配置される位置である。この位置では、上側に配置された光透過体５３の中心と投射レンズ２２の光軸中心とが一致し、かつ、下側に配置された光透過体５３の中心と投射レンズ２４の光軸中心とが一致する。

図９及び図１０は、投影装置１０の筐体１０ａと、フィルターブロック５０’との位置関係を示す図である。ここで、図９は、全体外観図であり、図１０は、図９中、筐体１０ａを透明で図示した透視図である。
図９に示すように、筐体１０ａの両側面には、縦長の溝１０ｄが形成されており、この溝１０ｄと、フィルターブロック５０’の枠体５１’の外縁部とが嵌合している。図９では図示されていない反対面側においても同様に、溝１０ｄと枠体５１’の外縁部とが嵌合している。これにより、フィルターブロック５０’は、光軸方向にはガタがなく、枠体５１’の中心を中心軸として回転のみ可能に支持されている。

そして、画像投影装置１０の使用者は、この筐体１０ａから突出している枠体５１’の外縁部を回すことで、フィルターブロック５０’全体を回転させ、第１位置又は第２位置に配置する。第１位置及び第２位置に配置されると、その位置で軽くロックされる点は、第１実施形態と同様である。また、第１実施形態と同様に、手動で回転させるのではなく、駆動手段を用いて回転させてもよい。
第２実施形態のようにフィルターブロック５０’を形成すれば、第１実施形態のように、筐体１０ａの天面から枠体５１（把持部５１ａ）が突出しないので、上下のスペースを最小にする点で有効である。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上述した実施形態に限定されることなく、例えば以下のような種々の変形が可能である。
（１）本実施形態では、フィルターブロック５０を、投射レンズ２２、２４の入射面側（投射レンズ２２、２４の前）に配置したが、これに限らず、投射レンズ２２、２４の出射面側に配置することも可能である。ただし、光透過体５２Ａ、５２Ｂ、及び５３を小さく形成するためには、上記実施形態のようにフィルターブロック５０を投射レンズ２２、２４の入射面側に配置することが好ましい。

（２）光透過体５２Ａ、５２Ｂ、５３の透光度（透明度）は、特に限定されるものではないが、できる限り輝度が低くならないようにするためには、透光度が１００％に近い方が好ましい。
（３）二次元視用の画像を表示するときには、投射レンズ２２、２４のいずれか一方のみを用いてもよい。この場合には、投射レンズ２２、２４のいずれか一方にキャップ等をはめることが挙げられる。

本実施形態の画像投影装置の構成を示す平面図である。 反射型液晶パネルの表示画面の説明図である。 第１実施形態のフィルターブロックを示す図である。 光の屈折を説明する図である。 第１実施形態の筐体とフィルターブロックとの位置関係を示す図である。 図５の透視図である。 本実施の形態の画像投影装置の動作説明図である。 フィルターブロックの第２実施形態を示す図である。 第２実施形態の筐体とフィルターブロックとの位置関係を示す図である。 図９の透視図である。

符号の説明

１０ 画像投影装置
１２Ａ 光源
１４ 画像生成部
１６ 画像合成部
１８ リレーレンズ
２０ 導光部
２２ （左目用画像）投射レンズ
２４ （右目用画像）投射レンズ
３２、３４ プリズム
５０ フィルターブロック
５１ 枠体
５２Ａ、５２Ｂ 光透過体（第１光透過体；三次元視用）
５３ 光透過体（第２光透過体；二次元視用）

Claims (7)

1. ２本の投射レンズと、
   ２本の前記投射レンズの入射面側又は出射面側のいずれかに配置され、前記投射レンズに入射するか又は前記投射レンズから出射された二次元視用の光を通過させる光透過体を有し、手動又は所定の駆動部により、第１位置と第２位置とに設置位置を切替え可能なフィルターブロックと
   を備え、
   前記光透過体は、
   前記フィルターブロックが前記第１位置に配置されたときに、前記投射レンズに入射する光又は前記投射レンズから出射された光が通過するように光路上に配置され、二次元視用の光を、それぞれ左目用及び右目用の三次元視用の光に光学特性を変化させる第１光透過体と、
   前記フィルターブロックが前記第２位置に配置されたときに、前記投射レンズに入射する光又は前記投射レンズから出射された光が通過するように光路上に配置され、二次元視用の光としての光学特性を維持しつつ、前記第１光透過体の光屈折特性と同一の光屈折特性を有する第２光透過体と
   を備える画像投影装置。
2. 請求項１に記載の画像投影装置において、
   ２本の前記投射レンズは、上下に配置されており、
   前記フィルターブロックの前記第１光透過体と前記第２光透過体とは、上下方向に交互に２つ配置されている
   画像投影装置。
3. 請求項１に記載の画像投影装置において、
   ２本の前記投射レンズは、上下に配置されており、
   前記フィルターブロックの前記第１光透過体と前記第２光透過体とは、円板状部材に９０度間隔で交互に２つずつ配置されている
   画像投影装置。
4. 請求項１に記載の画像投影装置において、
   前記第１光透過体及び前記第２光透過体は、厚みが略同一の透明なガラス板を基材とするものであり、
   前記第１光透過体は、前記ガラス板の表面に光学特性を変化させるフィルター層を積層したものであり、
   前記第２光透過体は、前記ガラス板をそのまま用いたものである
   画像投影装置。
5. 請求項１に記載の画像投影装置において、
   前記第１光透過体及び前記第２光透過体は、厚みが略同一の透明な樹脂板を基材とするものであり、
   前記第１光透過体は、前記樹脂板の表面に光学特性を変化させるフィルター層を積層したものであり、
   前記第２光透過体は、前記樹脂板をそのまま用いたものである
   画像投影装置。
6. 請求項１に記載の画像投影装置において、
   前記フィルターブロックは、２本の前記投射レンズの入射面側に配置されている
   画像投影装置。
7. ２本の投射レンズと、
   光透過体を有するフィルターブロックと
   を備え、
   前記光透過体は、
   二次元視用の光を、それぞれ左目用及び右目用の三次元視用の光に光学特性を変化させる第１光透過体と、
   二次元視用の光としての光学特性を維持しつつ、前記第１光透過体の光屈折特性と同一の光屈折特性を有する第２光透過体と
   を有し、
   ２本の前記投射レンズの入射面側又は出射面側のいずれかに前記フィルターブロックを配置するとともに、前記フィルターブロックを第１位置に配置したときは、光路上に前記第１光透過体が配置されるようにし、前記フィルターブロックを第２位置に配置したときは、光路上に前記第２光透過体が配置されるようにし、
   前記フィルターブロックを手動又は所定の駆動部により前記第１位置又は前記第２位置に移動させることで、三次元視用又は二次元視用の光をスクリーンに向かって出射する
   投射画像の二次元／三次元切替え方法。

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