JP3015714B2 - 立体映像表示装置 - Google Patents

立体映像表示装置

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JP3015714B2
JP3015714B2 JP7176290A JP17629095A JP3015714B2 JP 3015714 B2 JP3015714 B2 JP 3015714B2 JP 7176290 A JP7176290 A JP 7176290A JP 17629095 A JP17629095 A JP 17629095A JP 3015714 B2 JP3015714 B2 JP 3015714B2
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直樹 松下
謙二 山内
明 宮永
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、立体映像表示装
置に関し、特にメガネ無しで立体映像を観察することが
できる投写型の立体映像表示装置に関する。
【従来の技術】
【0002】従来から知られている投写型のメガネ無し
立体映像表示装置として、スクリーンを構成する拡散板
の両面にレンチキュラ板を配置したダブルレンチキュラ
方式の投写型立体映像表示装置がある。図2に、このダ
ブルレンチキュラ方式を用いた投写型立体映像表示装置
の構成を示す。
【0003】図2に示す装置は、左眼映像専用の液晶プ
ロジェクタ20Lと右眼映像専用の液晶プロジェクタ2
0Rとを備える。両液晶プロジェクタ20L、20Rは
両者の光軸間の距離が65×(2n+1)mm(nは整
数)離れた位置に配置される。これら液晶プロジェクタ
20L、20Rから投写された各映像は、プロジェクタ
側に配置されたレンチキュラ板30に入射した後、この
レンチキュラ板30にて収束されて拡散板31上にブラ
ック部を挟んで交互に左右の映像の画像L,Rがストラ
イプ状に結像される。そして、拡散板31の観察者側に
設けられたレンチキュラ32板にて左右の映像が分離さ
れ、観察者の右眼では右眼用映像Rが、左眼では左眼用
映像Lが観察され、立体視が行える。
【0004】上述した従来の装置では、2台の液晶プロ
ジェクタを用いるため高価な光源としてのランプ、リフ
レクタ及びランプ電源をそれぞれ2個ずつ必要とするの
で、コストが高くなるという問題があった。
【0005】そこで、1つの光源で立体映像表示が行え
る装置が提案されている(特願平6−207025号参
照)。この装置の構成例を図3に示す。
【0006】図3に示すように、この装置は、映像投写
部に光源光を左眼用投写光及び右眼用投写光に分離する
光学手段として、偏光ビームスプリッター4を使用し、
1つの光源部1からの光を左眼用投写光及び右眼用投写
光に分離して用いるものである。すなわち、偏光ビーム
スプリッター4は、入射してきた光源部1からの光源光
のうちS偏光光は反射し、P偏光光は透過させることに
より、光源光を偏光分離する。
【0007】この図3に示すように、この映像投写部
は、ランプ2及びリフレクタ3からなる光源部1から出
射された光が偏光ビームスプリッター4に与えられる。
この偏光ビームスプリッター4にて、前述したように、
光源部1からの光源光を左眼用投写光及び右眼用投写光
に偏光分離する。
【0008】そして、反射したS偏光光は、位相差フィ
ルム5にて90度偏光光が回転され、P偏光光に偏光さ
れた後、例えば、右眼用画像を形成する液晶ユニット1
1に与えられる。また、透過したP偏光光は反射ミラー
6により反射され、例えば、左眼用画像を形成する液晶
ユニット12に与えられる。この液晶ユニット11、1
2は、液晶パネル11b、12b、入射側偏光板11
a、12a、出射側偏光板11c、12c等を備える。
【0009】右眼用及び左眼用液晶ユニット11、12
にそれぞれ入射した光は、液晶ユニット11、12のそ
れぞれの液晶パネル11b、12bに形成された画像上
を通過し、映像光となり投写レンズ13、14を経てス
クリーン部(図示せず)に投写される。これら投写レン
ズ13、14は、図2に示すものと同様に、両者の光軸
間の距離が65×(2n+1)mm(nは整数)離れた
位置に配置されている。
【0010】図示はしていないが、この装置におけるス
クリーン部は、前述した図2に示すものと同様に、拡散
板の映像投写部側にレンチキュラ板を設けて、拡散板上
に右眼用、左眼用の画像をそれぞれ収束させるように構
成され、更に、拡散板の観察者側には、左右の映像を分
離するためのレンチキュラ板が設けられたものが用いら
れる。
【0011】各投写レンズ13、14から投射された映
像は、前述したように、左眼用映像及び右眼用映像にそ
れぞれ分離され、観察者の右眼では右眼用映像Rが、左
眼では左眼用映像Lが観察され、立体視が行える。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】一般に、光量は距離の
2乗に反比例することが知られており、図3に示す装置
では、投写レンズ13より65×(2n+1)mm離れ
た投写レンズ14に偏光ビームスプリッター4にて分離
された光源光が導かれるため、それぞれの光路長(距
離)が相違し、投写レンズ13、14に入射される光量
が相違する。すなわち、偏光ビームスプリッター4によ
り反射されたS偏光光が位相差フィルム5によりP偏光
光に変換されて液晶パネル11bに入光するまでの距離
(光路長)に比べ、偏光ビームスプリッター4を透過し
たP偏光光が反射ミラー6により一度反射され、液晶パ
ネル12bに入射するまでの距離(光路長)は長くな
り、光量が低下し、左右映像のバランスが悪くなるとい
う問題があった。
【0013】この発明は、上述した従来の問題点を解決
するためになされたものにして、輝度バランスの良い立
体映像装置を提供することを目的とする。
【0014】
【課題を解決するための手段】この発明は、映像投写部
と、この映像投写部からの映像が結像されるスクリーン
部と、このスクリーン部の観察者側に配置される左右の
画像を分離する光学手段と、を備えた立体映像表示装置
において、前記映像投写部は、左眼用画像を形成する液
晶パネルと、右眼用画像を形成する液晶パネルと、光源
光を左眼用投写光及び右眼用投写光に分離する偏光ビー
ムスプリッターと、この偏光ビームスプリッターにて分
離された投写光をそれぞれ右眼用及び左眼用液晶パネル
に導く光路のうち長い方の光路中に配置されるリレーレ
ンズと、前記偏光ビームスプリッターにて分離された投
写光のうち一方の投写光の偏光方向を回転させて他方の
投写光の偏光方向と同一にする位相差板とを備え、前記
偏光ビームスプリッターにて分離された投写光をそれぞ
れ同じ光量且つ同じ偏光方向で右眼用及び左眼用液晶パ
ネルに入射し、投写レンズでスクリーン部に投写するこ
とを特徴とする。
【0015】また、前記リレーレンズは3枚のレンズで
構成され、それぞれのレンズに反射防止コーティングを
施すと良い。
【0016】このように、偏光ビームスプリッターで分
離され、液晶パネルに至るまでの光路の長い系、例え
ば、偏光ビームスプリッターを透過したP偏光光が液晶
パネルに入射する系に、偏光ビームスプリッターの出射
時の光量を保持するように焦点距離(f・・・f/2・
・・f)からなるリレーレンズを組み込む。
【0017】このリレーレンズは入射光がリレーされて
いき、主光線がレンズ系を逸脱しないため、光線がはじ
かれることなく伝送されていくことになり、偏光ビーム
スプリッターから出射され、最初のレンズに入る光量を
保つことができる。
【0018】従って、光路の長い系、例えば、偏光ビー
ムスプリッターを透過したP偏光光が液晶パネルに入射
する系に、焦点距離(f・・・f/2・・・f)からな
るリレーレンズを組み込むことにより、偏光ビームスプ
リッターの出射時の光量を保つことができる。このた
め、、光路長の短い系、例えば、偏光ビームスプリッタ
ーにより反射されたS偏光光が位相差フィルムによりP
偏光光に変換されて液晶パネルに入射する系の液晶パネ
ルに入射する光量とほぼ等しくなり、左右映像の輝度バ
ランスの良い立体映像が得られる。
【0019】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施例を図面に
従い説明する。図1は、この発明に用いられる液晶プロ
ジェクタ(映像投写部)の一実施例を示す構成図であ
る。尚、従来例と同一部分には同一符号を付す。
【0020】図1に示すように、この発明の液晶プロジ
ェクタ(映像投写部)には、ランプ2及びリフレクタ3
からなる光源部1より出射された光が偏光ビームスプリ
ッター4に与えられる。前述したように、この偏光ビー
ムスプリッター4により光源部1からの光源光のうちS
偏光光は反射、P偏光光は透過され、左眼用投写光及び
右眼用投写光のいずれかに偏光分離される。反射したS
偏光光は、位相差フィルム(1/2波長板)5により9
0度偏光光が回転され、P偏光光になり、この実施例で
は、右眼用液晶ユニット11に与えられる。この液晶ユ
ニット11は、入射側偏光板11a、液晶パネル11
b、出射側偏光板11cを備え、位相差フィルム5から
のP偏光光が入射側偏光板11aを経て液晶パネル11
bへ入射され、さらに出射側偏光板11cを経て投写レ
ンズ13に与えられる。そして、この投写レンズ13に
よりスクリーン上に映像が投写される。
【0021】一方、偏光ビームスプリッター4を透過し
たP偏光光は焦点距離(f・・・f/2・・・f)から
なるリレーレンズ15を経て光量を保ったまま液晶ユニ
ット12に与えられる。この実施例では、偏光ビームス
プリッター4を透過し、反射ミラー6で反さして液晶パ
ネルユニット12に至る光路が、偏光ビームスプリッタ
ー4で反射され、位相差フィルム5を介して液晶パネル
ユニット11に至る光路より距離が大きい。そのため、
左眼用の液晶パネル12に導く長い光路側にリレーレン
ズ15を配置している。
【0022】このリレーレンズ15は、例えば、焦点距
離100mmの第1レンズ15a、焦点距離50mmの
第2レンズ15b、焦点距離100mmの第3レンズ1
5cで構成されている。
【0023】リレーレンズ15を経たP偏光光は、光量
を保ったまま、液晶ユニット12の入射側偏光板12
a、液晶パネル12b、出射側偏光板12cを経て、投
写レンズ13から、光軸間の距離が例えば195mm、
すなわち、(65×3mm)離れた投写レンズ14与え
られ、この投写レンズ14によりスクリーン上に映像が
投写される。
【0024】この実施例の場合、第1レンズ15aから
100mm離れた位置に第2レンズ15bを配置し、さ
らに100mm離れた位置に第3レンズ15cを配置す
るものとし、すべてのレンズにAPコート(反射防止コ
ーティング)が施されている。
【0025】さらに、この実施例の場合、第2レンズ1
5bと第3レンズ15cの間に反射ミラー6が配置され
ている。
【0026】尚、リレーレンズ15は、理想的な焦点距
離(f・・・f/2・・・f)のもので構成されるのが
一般的であるが、スクリーン上のセンター照度、周辺光
量等を考慮して、例えば、第2レンズ15bの焦点距離
をf/2より大きくすることも可能である。この場合の
配置位置は、上述の場合と同様である。
【0027】スクリーンは、前述した図2に示す従来例
と同様に、拡散層を介してその裏表にレンチキュラ板を
設置する構成とし、プロジェクタ側に配置されたレンチ
キュラ板により、拡散板上に一度ストライプ画像として
結像され、観察者側に配置されたレンチキュラ板によ
り、再度左右の映像が分離され、観察者側の左眼では左
眼用映像が、右眼では右眼用映像が観察され、立体視が
行える。
【0028】また、スクリーンとしては、プロジェクタ
側に配置したレンチキュラ板を省略してもよく、さら
に、左右の映像を分離するためにレンチキュラ板の代わ
りにパララックスバリアを用いることもできる。
【0029】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、偏光ビームスプリッターを用いた1ランプ構成の立
体映像表示装置において、光源から左眼映像用液晶パネ
ルまでの距離と右眼映像用液晶パネルまでの距離を等し
くするような光学配置を行うことなく、両者の光量をほ
ぼ等しくし、輝度バランスの良い立体映像装置を提供で
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明に用いられる液晶プロジェクタ(映像
投写部)の一実施例を示す構成図である。
【図2】従来のダブルレンチキュラ方式の投写型立体映
像表示装置を示すの構成図である。
【図3】従来の偏光ビームスプリッタを用いた映像投写
部を示す構成図である。
【符号の説明】
1 光源部 2 光源ランプ 3 リフレクタ 4 偏光ビームスプリッター 5 位相差フィルム 6 反射ミラー 11 液晶ユニット 11a 入射側偏光板 11b 液晶パネル 11c 出射側偏光板 12 液晶ユニット 12a 入射側偏光板 12b 液晶パネル 12c 出射側偏光板 13 投写レンズ 14 投写レンズ 15 リレーレンズ 15a 第1レンズ 15b 第2レンズ 15c 第3レンズ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平4−86725(JP,A) 実開 昭64−13026(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G02B 27/22

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 映像投写部と、この映像投写部からの映
    像が結像されるスクリーン部と、このスクリーン部の観
    察者側に配置される左右の画像を分離する光学手段と、
    を備えた立体映像表示装置において、前記映像投写部
    は、左眼用画像を形成する液晶パネルと、右眼用画像を
    形成する液晶パネルと、光源光を左眼用投写光及び右眼
    用投写光に分離する偏光ビームスプリッターと、この偏
    光ビームスプリッターにて分離された投写光をそれぞれ
    右眼用及び左眼用液晶パネルに導く光路のうち長い方の
    光路中に配置されるリレーレンズと、前記偏光ビームス
    プリッターにて分離された投写光のうち一方の投写光の
    偏光方向を回転させて他方の投写光の偏光方向と同一に
    する位相差板とを備え、前記偏光ビームスプリッターに
    て分離された投写光をそれぞれ同じ光量且つ同じ偏光方
    向で右眼用及び左眼用液晶パネルに入射し、投写レンズ
    でスクリーン部に投写することを特徴とする立体映像表
    示装置。
  2. 【請求項2】 前記リレーレンズは3枚のレンズで構成
    され、それぞれのレンズに反射防止コーティングが施さ
    れていることを特徴とする請求項1に記載の立体映像表
    示装置。
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KR101758050B1 (ko) 2006-09-29 2017-07-26 리얼디 인크. 입체 투사를 위한 편광 변환 시스템들
AU2008251353B2 (en) 2007-05-09 2014-05-22 Reald Inc. Polarization conversion system and method for stereoscopic projection
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