JP5391662B2 - Stereoscopic image display apparatus, polarization separation / synthesis apparatus, stereoscopic image display method - Google Patents

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Description

本発明は、ユーザ(視聴者)がいわゆる偏光メガネを着用して見ることで、立体的な画像を見ることのできる立体画像表示装置、立体画像表示方法に関し、さらに立体画像表示装置に用いることのできる偏光分離合成装置に関するものである。   The present invention relates to a stereoscopic image display device and a stereoscopic image display method in which a user (viewer) can see a stereoscopic image by wearing so-called polarized glasses, and further used in the stereoscopic image display device. The present invention relates to a polarized light separating and synthesizing apparatus.

特開2005−73013号公報JP-A-2005-73013

近年、立体画像表示装置の開発が活発である。従来の2次元のテレビで、右眼用、左眼用それぞれの異なる画像を生成する画像表示装置も、さまざま提案されている。特に、偏光を利用して、右眼、左眼に異なる画像を導光する方式は、液晶ディスプレイとの相性のよさや、めがねの簡便さなどから、今後も普及が期待できる。
その中でも、プロジェクターを用いた画像表示装置は、画像の大きさが自由に設定でき、また、今後の100インチを越えるディスプレイを実現する手段としても有望である。
In recent years, development of stereoscopic image display devices has been active. Various image display apparatuses that generate different images for the right eye and the left eye on a conventional two-dimensional television have been proposed. In particular, a method of guiding different images to the right eye and the left eye using polarized light can be expected to spread in the future because of its compatibility with a liquid crystal display and the simplicity of glasses.
Among them, an image display device using a projector can set the size of an image freely, and is promising as a means for realizing a display exceeding 100 inches in the future.

従来のプロジェクターを用いた立体画像表示装置は、そのほとんどが、2台のプロジェクターを併設し、それぞれの偏光方向を直交させる機構を組み込んで実現されている。
しかしながらこの場合、装置が大掛かりになってしまうこと、コストが倍かかってしまうこと、2台のレジ合わせ等調整が大変なことなど、デメリットが多い。
Most of the stereoscopic image display devices using conventional projectors are realized by incorporating two projectors and incorporating a mechanism for orthogonally polarizing the respective polarization directions.
However, in this case, there are many demerits such as the fact that the apparatus becomes large, the cost is doubled, and it is difficult to adjust the registration of the two units.

例えば図9に従来の立体画像表示装置の構成例を示す。
この場合、右眼用画像と左眼用画像とをそれぞれ投影する2台のプロジェクター100S、100Pが用いられる。
For example, FIG. 9 shows a configuration example of a conventional stereoscopic image display apparatus.
In this case, two projectors 100S and 100P that project a right-eye image and a left-eye image, respectively, are used.

プロジェクター100Sについて説明する。図示しない光源からの照明光は、フライアイレンズ101により照明強度が均一化され、さらにP/Sコンバータ102でP偏光成分のみの照明光とされる。
この照明光は、コンデンサレンズ103を介してダイクロイックミラー104,105に照射される。そしてR光(赤色光:一点鎖線で示す)及びG光(緑色光:点線で示す)はダイクロイックミラー104で反射され、ミラー107側に進行する。
一方、B光(青色光:実線で示す)は、ダイクロイックミラー105で反射され、ミラー106側に進行する。
ミラー107で反射されたR光及びG光は、さらにダイクロイックミラー108で波長分離される。即ちR光はダイクロイックミラー108を透過し、G光はダイクロイックミラー108で反射される。
以上の光路で、R光は偏光ビームスプリッタ121に導かれ、G光は偏光ビームスプリッタ122に導かれ、B光は偏光ビームスプリッタ123に導かれることになる。
The projector 100S will be described. Illumination light from a light source (not shown) is made uniform in illumination intensity by the fly-eye lens 101, and further converted into illumination light having only a P-polarized component by the P / S converter 102.
This illumination light is applied to the dichroic mirrors 104 and 105 via the condenser lens 103. The R light (red light: indicated by a one-dot chain line) and the G light (green light: indicated by a dotted line) are reflected by the dichroic mirror 104 and travel to the mirror 107 side.
On the other hand, B light (blue light: indicated by a solid line) is reflected by the dichroic mirror 105 and travels to the mirror 106 side.
The R light and G light reflected by the mirror 107 are further wavelength-separated by the dichroic mirror 108. That is, the R light is transmitted through the dichroic mirror 108 and the G light is reflected by the dichroic mirror 108.
In the above optical path, the R light is guided to the polarization beam splitter 121, the G light is guided to the polarization beam splitter 122, and the B light is guided to the polarization beam splitter 123.

偏光ビームスプリッタ121の一側面側にはR用液晶パネル110(以下「Rパネル」)が配置されている。Rパネル110は、例えば右眼用のR画像信号が供給され、これに基づいた表示を行う。
また偏光ビームスプリッタ122の一側面側にはG用液晶パネル111(以下「Gパネル」)が配置されている。Gパネル111は、例えば右眼用のG画像信号が供給され、これに基づいた表示を行う。
また偏光ビームスプリッタ123の一側面側にはB用液晶パネル112(以下「Bパネル」)が配置されている。Bパネル112は、例えば右眼用のB画像信号が供給され、これに基づいた表示を行う。
An R liquid crystal panel 110 (hereinafter “R panel”) is disposed on one side of the polarizing beam splitter 121. The R panel 110 is supplied with, for example, an R image signal for the right eye, and performs display based on the R image signal.
Further, a G liquid crystal panel 111 (hereinafter referred to as “G panel”) is disposed on one side of the polarizing beam splitter 122. The G panel 111 is supplied with a G image signal for the right eye, for example, and performs display based on the G image signal.
A B liquid crystal panel 112 (hereinafter referred to as “B panel”) is disposed on one side of the polarizing beam splitter 123. The B panel 112 is supplied with a B image signal for the right eye, for example, and performs display based on the B image signal.

P偏光成分のみとされているR光は、偏光ビームスプリッタ121を透過してRパネル110に照射される。そしてRパネル110で反射されて得られるS偏光の画像光(Rパネル110の表示像光)は、偏光ビームスプリッタ121で反射されて色合成プリズム124に導かれる。
同様に、P偏光成分のみとされているG光は、偏光ビームスプリッタ122を透過してGパネル111に照射される。そしてGパネル111で反射されて得られるS偏光の画像光(Gパネル111の表示像光)は、偏光ビームスプリッタ122で反射されて色合成プリズム124に導かれる。
さらに同様に、P偏光成分のみとされているB光は、偏光ビームスプリッタ123を透過してBパネル112に照射される。そしてBパネル112で反射されて得られるS偏光の画像光(Bパネル112の表示像光)は、偏光ビームスプリッタ123で反射されて色合成プリズム124に導かれる。
そしてこれら、R、G、Bの各画像光は色合成プリズム124で合成され、投影レンズ125によって投影される。
この場合、このプロジェクター100Sから投影される画像は、例えば右眼用の画像として、S偏光成分によるR、G、B画像光となる。
The R light, which is only the P-polarized component, passes through the polarization beam splitter 121 and is irradiated on the R panel 110. The S-polarized image light (display image light of the R panel 110) obtained by being reflected by the R panel 110 is reflected by the polarization beam splitter 121 and guided to the color synthesis prism 124.
Similarly, the G light, which is only the P-polarized component, passes through the polarization beam splitter 122 and is irradiated on the G panel 111. Then, the S-polarized image light (display image light of the G panel 111) obtained by being reflected by the G panel 111 is reflected by the polarization beam splitter 122 and guided to the color synthesis prism 124.
Similarly, the B light, which is only the P-polarized component, passes through the polarization beam splitter 123 and is irradiated on the B panel 112. The S-polarized image light (display image light of the B panel 112) obtained by being reflected by the B panel 112 is reflected by the polarization beam splitter 123 and guided to the color combining prism 124.
The R, G, and B image lights are combined by the color combining prism 124 and projected by the projection lens 125.
In this case, the image projected from the projector 100S becomes R, G, B image light based on the S polarization component, for example, as an image for the right eye.

もう一台のプロジェクター100Pも、ほぼ同様の構成となる。但し、Rパネル110、Gパネル111,Bパネル112では、左眼用のR画像信号、G画像信号、B画像信号に基づく表示が行われる点が異なる。また、投影レンズ126の出射端側に、λ/2板126が配置される。
従って、このプロジェクター100Pから投影される画像は、例えば左眼用の画像として、P偏光成分によるR、G、B画像光となる。
The other projector 100P has substantially the same configuration. However, the R panel 110, the G panel 111, and the B panel 112 are different in that display is performed based on the R image signal, the G image signal, and the B image signal for the left eye. Further, a λ / 2 plate 126 is disposed on the exit end side of the projection lens 126.
Therefore, the image projected from the projector 100P becomes R, G, B image light by the P-polarized component, for example, as an image for the left eye.

このようなプロジェクター100S、100Pによって投影された画像に対して、ユーザは、右眼側にP偏光遮断フィルタ、左眼側にS偏光遮断フィルタを設けた偏光メガネを装着して見ることで、立体画像を見ることができる。
しかしながら、このような2台のプロジェクター100S、100Pによる立体画像表示システムでは、上記のように装置規模が大きく、コスト的な面や、2台のレジ合わせ等の調整などでデメリットが多い。
For an image projected by such projectors 100S and 100P, the user can wear a pair of polarized glasses with a P-polarization blocking filter on the right eye side and an S-polarization blocking filter on the left eye side. You can see the image.
However, such a stereoscopic image display system using two projectors 100S and 100P has a large apparatus scale as described above, and has many disadvantages in terms of cost and adjustment of registration of two units.

また、図10はクワッドタイプと呼ばれる光学系を採用した他の構成例を示している。
この場合、図示しない光源からの照明光学系で、S偏光のR光、P偏光のG光、S偏光のB光が入射される。そしてダイクロイックプリズム131でB光が分離され、このB光は偏光ビームスプリッタ137に導かれる。偏光ビームスプリッタ134の一面側にはBパネル137が設けられており、B光は偏光ビームスプリッタ121で反射してBパネル137に照射される。そしてBパネル137で反射されて得られるP偏光のB画像光は、偏光ビームスプリッタ134を透過してダイクロイックプリズム132に導かれる。
FIG. 10 shows another configuration example employing an optical system called a quad type.
In this case, S-polarized R light, P-polarized G light, and S-polarized B light are incident on an illumination optical system from a light source (not shown). Then, the B light is separated by the dichroic prism 131, and this B light is guided to the polarization beam splitter 137. A B panel 137 is provided on one surface side of the polarization beam splitter 134, and the B light is reflected by the polarization beam splitter 121 and irradiated to the B panel 137. The P-polarized B image light obtained by being reflected by the B panel 137 passes through the polarization beam splitter 134 and is guided to the dichroic prism 132.

またダイクロイックプリズム131で反射されたS偏光のR光、P偏光のG光は、偏光ビームスプリッタ133に入射する。偏光ビームスプリッタ133の一面側にはGパネル135が、また他の面側にはRパネル136が設けられている。
S偏光のR光は偏光ビームスプリッタ133で反射してRパネル136に照射される。そしてRパネル136で反射されて得られるP偏光のR画像光は、偏光ビームスプリッタ133を透過してダイクロイックプリズム132に導かれる。
P偏光のG光は偏光ビームスプリッタ133を透過してGパネル135に照射される。そしてGパネル135で反射されて得られるS偏光のG画像光は、偏光ビームスプリッタ133で反射されてダイクロイックプリズム132に導かれる。
ダイクロイックプリズム132では、R画像光、G画像光、B画像光が合成され、この合成された画像光が、投影レンズ125に入射され、画像が投影される。
但しこの場合、投影レンズ125からの合成画像光は、P偏光のR画像光、S偏光のG画像光、P偏光のB画像光となる。
The S-polarized R light and the P-polarized G light reflected by the dichroic prism 131 enter the polarization beam splitter 133. A G panel 135 is provided on one surface side of the polarizing beam splitter 133, and an R panel 136 is provided on the other surface side.
The S-polarized R light is reflected by the polarization beam splitter 133 and applied to the R panel 136. The P-polarized R image light obtained by being reflected by the R panel 136 passes through the polarization beam splitter 133 and is guided to the dichroic prism 132.
The P-polarized G light passes through the polarization beam splitter 133 and is irradiated on the G panel 135. The S-polarized G image light obtained by being reflected by the G panel 135 is reflected by the polarization beam splitter 133 and guided to the dichroic prism 132.
In the dichroic prism 132, R image light, G image light, and B image light are combined, and the combined image light is incident on the projection lens 125 to project an image.
However, in this case, the combined image light from the projection lens 125 becomes P-polarized R image light, S-polarized G image light, and P-polarized B image light.

この構成のプロジェクターを用いる場合も、立体画像表示を行うには、2台必要となる。さらに、偏光ビームスプリッタ133での分離の必要から、R光とG光が異なる偏光とされることが必要であり、図示していない光源からの照明光学系の構成が複雑化する。
また、投影レンズ138より出てくる光もたとえばG画像光のみがS偏光になってしまう。このため2台で立体画像表示システムを構成しようとする場合は、Gのみ偏光を回すカラーセレクト的な波長板が必要になったり、そのままで使うのであれば、たとえば、左眼用右眼用のGの信号のみ入れ替えて投影する等、大変複雑な処理が必要になってくる。
Even when a projector having this configuration is used, two units are required to display a stereoscopic image. Furthermore, since the light beams need to be separated by the polarization beam splitter 133, it is necessary that the R light and the G light have different polarizations, which complicates the configuration of an illumination optical system from a light source (not shown).
In addition, for example, only G image light becomes S-polarized light from the projection lens 138. For this reason, if a stereoscopic image display system is to be configured with two units, a color-selective wave plate that rotates only G light is required, or if it is used as it is, for example, for the left eye and the right eye A very complicated process such as projecting with only the G signal replaced is required.

これらの事情に鑑みて本発明では、反射型液晶を用いた1台のプロジェクターで、簡易な構成で扱いやすい立体画像表示装置を実現することを目的とする。   In view of these circumstances, an object of the present invention is to realize an easy-to-handle stereoscopic image display apparatus with a simple configuration using a single projector using a reflective liquid crystal.

本発明の立体画像表示装置は、無偏光の光を出射する光源部と、偏光分離合成装置部と、投影レンズ部とを備える。上記偏光分離合成装置部は、上記光源部からの無偏光の入射光を偏光成分によって透過及び反射させる偏光分離合成素子と、上記偏光分離合成素子を透過する偏光成分が入射する位置に配置され一方の眼に対応する画像信号が供給されて表示画像を形成する第1の反射型表示パネルと、上記偏光分離合成素子で反射する偏光成分が入射する位置に配置され他方の眼に対応する画像信号が供給されて表示画像を形成する第2の反射型表示パネルとを有し、上記第1の反射型表示パネルで反射された第1の画像光が上記偏光分離合成素子で反射され、上記第2の反射型表示パネルで反射された第2の画像光が上記偏光分離合成素子を透過することで、上記第1,第2の画像光の合成画像光を出射する。投影レンズ部は、上記偏光分離合成装置部から出射された合成画像光を投影する。
また、上記光源部は、レーザ光源と、該レーザ光源からのレーザを伝送する四角コア光ファイバーを有し、上記四角コア光ファイバーの出力として無偏光の光を出射する構成とする。
The stereoscopic image display device of the present invention includes a light source unit that emits non-polarized light, a polarization separation / synthesis device unit, and a projection lens unit. The polarization separation / combination unit is disposed at a position where a polarization separation / combination element that transmits and reflects non-polarized incident light from the light source unit by a polarization component and a polarization component that passes through the polarization separation / combination element are incident. A first reflective display panel that is supplied with an image signal corresponding to one eye and forms a display image, and an image signal corresponding to the other eye that is disposed at a position where a polarization component reflected by the polarization separation / combination element is incident Is supplied to form a display image, and the first image light reflected by the first reflection display panel is reflected by the polarization separation / combination element, and The second image light reflected by the second reflective display panel is transmitted through the polarization splitting / combining element, and the combined image light of the first and second image lights is emitted. The projection lens unit projects the combined image light emitted from the polarization separation / synthesis unit.
The light source unit includes a laser light source and a square core optical fiber that transmits a laser from the laser light source, and emits non-polarized light as an output of the square core optical fiber.

また上記光源部として、無偏光の赤色光を出射する赤色光源部と、無偏光の緑色光を出射する緑色光源部と、無偏光の青色光を出射する青色光源部とを有し、この場合さらに上記偏光分離合成装置部として、上記赤色光が入射光とされ、赤色合成画像光を出射する赤色光偏光分離合成装置部と、上記緑色光が入射光とされ、緑色合成画像光を出射する緑色光偏光分離合成装置部と、上記青色光が入射光とされ、青色合成画像光を出射する青色光偏光分離合成装置部とを有するようにする。そして上記赤色合成画像光と、上記緑色合成画像光と、上記青色合成画像光とを合成して、上記投影レンズ部に導く色合成光学素子部をさらに備える。
また上記色合成光学素子部は、複数のダイクロイックプリズムによって構成される。
また上記色合成光学素子部と、上記投影レンズ部の間に、スペックル除去機構部を設ける。
さらに、第4色光を出射する第4色光源部と、上記第4色光が入射光とされ、第4色合成画像光を出射する第4色光偏光分離合成装置部とを備え、上記色合成光学素子部は、上記赤色合成画像光と、上記緑色合成画像光と、上記青色合成画像光と、上記第4色合成画像光を合成して上記投影レンズ部に導く。
The light source unit includes a red light source unit that emits non-polarized red light, a green light source unit that emits non-polarized green light, and a blue light source unit that emits non-polarized blue light. Further, as the polarization separation / combination unit, the red light is used as incident light and a red light polarization separation / combination unit that emits red composite image light, and the green light is used as incident light and emits green composite image light. A green light polarization separation / combination unit and a blue light polarization separation / synthesis unit that emits blue composite image light with the blue light as incident light are provided. The image forming apparatus further includes a color combining optical element unit that combines the red combined image light, the green combined image light, and the blue combined image light and guides them to the projection lens unit.
The color synthesizing optical element section is composed of a plurality of dichroic prisms.
Further, a speckle removal mechanism is provided between the color synthesis optical element and the projection lens.
And a fourth color light source unit that emits fourth color light, and a fourth color light polarization separation / synthesis unit unit that emits the fourth color combined image light. The element unit synthesizes the red composite image light, the green composite image light, the blue composite image light, and the fourth color composite image light and guides them to the projection lens unit.

本発明の偏光分離合成装置は、無偏光の入射光を偏光成分によって透過及び反射させる偏光分離合成素子と、上記偏光分離合成素子を透過する偏光成分が入射する位置に配置され、一方の眼に対応する画像信号が供給されて表示画像を形成する第1の反射型表示パネルと、上記偏光分離合成素子で反射する偏光成分が入射する位置に配置され、他方の眼に対応する画像信号が供給されて表示画像を形成する第2の反射型表示パネルとを有し、上記第1の反射型表示パネルで反射された第1の画像光が上記偏光分離合成素子で反射され、上記第2の反射型表示パネルで反射された第2の画像光が上記偏光分離合成素子を透過することで、上記第1,第2の画像光の合成画像光を出射する。   The polarization separation / synthesis apparatus of the present invention is arranged at a position where a polarization separation / synthesis element that transmits and reflects non-polarized incident light by a polarization component and a polarization component that transmits the polarization separation / synthesis element are incident on one eye. A first reflective display panel that is supplied with a corresponding image signal to form a display image and a polarization component that is reflected by the polarization separation / combination element are disposed at a position where an image signal corresponding to the other eye is supplied. And a second reflective display panel that forms a display image, and the first image light reflected by the first reflective display panel is reflected by the polarized light separating / combining element, and The second image light reflected by the reflective display panel is transmitted through the polarization separation / combination element, so that the composite image light of the first and second image lights is emitted.

本発明の立体画像表示方法は、無偏光の入射光を偏光分離合成素子に入射し、上記入射光のうち上記偏光分離合成素子を透過する偏光成分を、一方の眼に対応する画像信号が供給されて表示画像を形成する第1の反射型表示パネルに入射し、上記入射光のうち上記偏光分離合成素子で反射する偏光成分を、他方の眼に対応する画像信号が供給されて表示画像を形成する第2の反射型表示パネルに入射し、上記第1の反射型表示パネルで反射された第1の画像光を、上記偏光分離合成素子で反射させ、かつ上記第2の反射型表示パネルで反射された第2の画像光が上記偏光分離合成素子を透過させることで、上記第1,第2の画像光の合成画像光を形成し、上記合成画像光を投影レンズ部で投影する。   In the stereoscopic image display method of the present invention, non-polarized incident light is incident on a polarization separation / combination element, and an image signal corresponding to one eye supplies the polarization component of the incident light that passes through the polarization separation / combination element. The polarized light component incident on the first reflective display panel that forms the display image and reflected by the polarization separation / combination element in the incident light is supplied with an image signal corresponding to the other eye to display the display image. The first image light incident on the second reflective display panel to be formed and reflected by the first reflective display panel is reflected by the polarization separation / combination element, and the second reflective display panel is formed. The second image light reflected by the light is transmitted through the polarized light separation / combination element, thereby forming the composite image light of the first and second image light, and projecting the composite image light by the projection lens unit.

このような本発明の立体画像表示装置、立体画像表示方法は、本発明の偏光分離合成装置を利用することで、1台のプロジェクターにより、立体画像表示を可能とするものである。
本発明の偏光分離合成装置は、偏光分離合成素子(例えば偏光ビームスプリッタ)の透過光進行面側と、反射光進行面側に、それぞれ反射型表示パネル(例えば反射型液晶パネル)を配置する。各反射型表示パネルには、それぞれ左眼用の画像と右眼用の画像を表示する。そしてこの場合、一方の反射型表示パネルにはP偏光成分が、また他方の反射型表示パネルにはS偏光成分が入射される。
それぞれの反射型表示パネルでの反射光、即ち画像光は、再び偏光分離合成素子に戻るが、一方の反射型表示パネルに入射したP偏光成分は反射してS偏光成分の画像光となり、他方の反射型表示パネルに入射したS偏光成分は反射してP偏光成分の画像光となる。従って、元の無偏光の光が入射した面とは異なる面から、S偏光成分の画像光とP偏光成分の画像光が合成されて出力されることになる。
つまり、1つの偏光分離合成装置により、左眼用の画像光と右眼用の画像光の合成光が得られる。従ってこの偏光分離合成装置を用いれば、1台のプロジェクターで、左眼用の画像光と右眼用の画像光のそれぞれを、P偏光成分とS偏光成分として投射できることを意味する。このためユーザは、偏光メガネをかけて視聴することで、立体画像を見ることができる。
Such a stereoscopic image display apparatus and stereoscopic image display method of the present invention enable stereoscopic image display by a single projector by using the polarization beam splitting / combining apparatus of the present invention.
In the polarized light separation / combination apparatus of the present invention, a reflective display panel (for example, a reflective liquid crystal panel) is disposed on each of a transmitted light traveling surface side and a reflected light traveling surface side of a polarized light separating / combining element (for example, a polarization beam splitter). Each reflective display panel displays a left-eye image and a right-eye image. In this case, the P-polarized component is incident on one reflective display panel, and the S-polarized component is incident on the other reflective display panel.
Reflected light from each reflective display panel, that is, image light, returns to the polarization separation / combination element again, but the P-polarized component incident on one reflective display panel is reflected to become S-polarized component image light, while the other The S-polarized component incident on the reflective display panel is reflected and becomes P-polarized component image light. Therefore, the image light of the S-polarized component and the image light of the P-polarized component are synthesized and output from a surface different from the surface on which the original non-polarized light is incident.
That is, the combined light of the image light for the left eye and the image light for the right eye can be obtained by one polarization separation / synthesis device. Therefore, if this polarization separation / synthesis apparatus is used, it means that one projector can project the image light for the left eye and the image light for the right eye as the P-polarized component and the S-polarized component, respectively. For this reason, the user can view a stereoscopic image by viewing with polarized glasses.

また本発明の立体画像表示装置は、無偏光の光を偏光分離合成装置部に入射する。このため光源部としては、無偏光の光を出射するものであればよいが、特にはレーザ光源と四角コア光ファイバーにより光源部を構成すると好適である。   In the stereoscopic image display device of the present invention, non-polarized light is incident on the polarization separation / synthesis device unit. For this reason, the light source section may be anything that emits non-polarized light, but it is particularly preferable that the light source section is constituted by a laser light source and a square core optical fiber.

本発明によれば、プロジェクターとしての立体画像表示装置において、反射型表示パネルを用いた簡便な光学ユニットとしての偏光分離合成装置を利用する。これにより、1台のプロジェクターにより立体画像表示を行うことができる。従って、プロジェクターを2台用いた大規模なシステム構成は不要であり、2台の間の調整も不要であって、低コスト、小規模、かつ使用性のよい立体画像表示装置を実現できるという効果がある。また、偏光分離合成装置自体も簡易な構成であり、プロジェクター自体の構成も複雑化することもない。
またレーザ光源と四角コア光ファイバーにより光源部を構成することで、プロジェクターの光学構成の自由度が増し、装置開発に適し、小型化や性能向上を促進できる。
According to the present invention, in a stereoscopic image display device as a projector, a polarization separation / synthesis device as a simple optical unit using a reflective display panel is used. Thereby, a stereoscopic image display can be performed by one projector. Therefore, a large-scale system configuration using two projectors is unnecessary, adjustment between the two projectors is unnecessary, and an effect of realizing a low-cost, small-scale, and easy-to-use stereoscopic image display apparatus can be realized. There is. Further, the polarization separation / synthesis apparatus itself has a simple configuration, and the configuration of the projector itself is not complicated.
In addition, by configuring the light source unit with a laser light source and a square core optical fiber, the degree of freedom of the optical configuration of the projector is increased, which is suitable for device development and can promote downsizing and performance improvement.

以下、本発明の実施の形態を次の順序で説明する。
[1.3D用分離合成装置例]
[2.立体画像表示装置例I]
[3.立体画像表示装置例II]
[4.立体画像表示装置例III]
[5.立体画像表示装置例IV]
[6.立体画像表示装置例V]
[7.立体画像表示装置例VI]
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in the following order.
[1.3D Separation and Synthesis Device Example]
[2. Stereoscopic image display apparatus example I]
[3. Stereoscopic image display device example II]
[4. Stereoscopic image display device example III]
[5. Stereoscopic image display device example IV]
[6. Stereoscopic image display device example V]
[7. Stereoscopic image display device example VI]

[1.3D用分離合成装置例]

図1に、本発明の偏光分離合成装置の実施の形態としての3D用分離合成装置1を示す。
この3D用分離合成装置1は、偏光分離素子としての偏光ビームスプリッタ2と、左眼用反射型液晶表示パネル(以下、左眼用パネル)3と、右眼用反射型液晶表示パネル(以下、右眼用パネル)4を有して成る。
左眼用パネル3は、偏光ビームスプリッタ2で反射される反射光が進行する側の面に、位置調整を施して装着されている。即ち左眼用パネル3には偏光ビームスプリッタ2で反射される光が入射される。
また右眼用パネル4は、偏光ビームスプリッタ2を透過する透過光が進行する側の面に、位置調整を施して装着されている。即ち右眼用パネル4には偏光ビームスプリッタ2を透過する光が入射される。
[1.3D Separation and Synthesis Device Example]

FIG. 1 shows a 3D separation / synthesis apparatus 1 as an embodiment of the polarization separation / synthesis apparatus of the present invention.
The 3D separation / synthesis apparatus 1 includes a polarization beam splitter 2 as a polarization separation element, a left-eye reflection liquid crystal display panel (hereinafter, left-eye panel) 3, and a right-eye reflection liquid crystal display panel (hereinafter, referred to as a left-eye reflection liquid crystal display panel). A right-eye panel) 4.
The left-eye panel 3 is mounted on the surface on the side where the reflected light reflected by the polarizing beam splitter 2 travels, with the position adjusted. That is, the light reflected by the polarizing beam splitter 2 is incident on the left eye panel 3.
The right-eye panel 4 is mounted on the surface on the side where the transmitted light that passes through the polarizing beam splitter 2 travels, with the position adjusted. That is, light that passes through the polarizing beam splitter 2 is incident on the right-eye panel 4.

偏光ビームスプリッタ2に対しては、P偏光成分とS偏光成分を有する無偏光の光が入射される。そして図のように、例えばS偏光成分は偏光ビームスプリッタ2で45°反射して左眼用パネル3に照射され、P偏光成分は偏光ビームスプリッタ2を透過して右眼用パネル4に照射される。   Unpolarized light having a P-polarized component and an S-polarized component is incident on the polarizing beam splitter 2. As shown in the figure, for example, the S-polarized component is reflected by the polarizing beam splitter 2 by 45 ° and irradiated to the left-eye panel 3, and the P-polarized component is transmitted through the polarizing beam splitter 2 and irradiated to the right-eye panel 4. The

ここで、左眼用パネル3には、立体画像を構成する際の左眼用の画像とした画像信号VD(L)が供給される。左眼用パネル3は、画像信号VD(L)に基づいて、液晶駆動を行う。従って、左眼用パネル3に照射された光(S偏光成分)の反射光は、左眼用の画像に基づいた画像光となる。この画像光は、液晶パネル面で反射することで偏光面の回転が生じ、P偏光となる。従ってビームスプリッタ2を透過する。
また、右眼用パネル4には、立体画像を構成する際の右眼用の画像とした画像信号VD(R)が供給される。右眼用パネル4は、画像信号VD(R)に基づいて、液晶駆動を行う。従って、左眼用パネル3に照射された光(S偏光成分)の反射光は、右眼用の画像に基づいた画像光となる。この画像光は、液晶パネル面で反射することで偏光面の回転が生じ、S偏光となる。従ってビームスプリッタ2で45°反射されて出射される。
これにより、偏光ビームスプリッタ2の出射面(図中、下側の面)からは、P偏光成分による左眼用の画像光と、S偏光成分による右眼用の画像光が合成されて出射されることになる。
Here, the left-eye panel 3 is supplied with an image signal VD (L) that is an image for the left eye when a stereoscopic image is formed. The left-eye panel 3 performs liquid crystal driving based on the image signal VD (L). Therefore, the reflected light of the light (S-polarized component) irradiated to the left eye panel 3 becomes image light based on the left eye image. When this image light is reflected by the liquid crystal panel surface, the plane of polarization is rotated and becomes P-polarized light. Therefore, it passes through the beam splitter 2.
The right eye panel 4 is supplied with an image signal VD (R) that is an image for the right eye when a stereoscopic image is formed. The right-eye panel 4 performs liquid crystal driving based on the image signal VD (R). Accordingly, the reflected light of the light (S-polarized component) irradiated to the left eye panel 3 becomes image light based on the right eye image. When this image light is reflected by the liquid crystal panel surface, the polarization plane is rotated, and becomes S-polarized light. Therefore, it is reflected by the beam splitter 2 and emitted.
As a result, the image light for the left eye based on the P-polarized component and the image light for the right eye based on the S-polarized component are combined and emitted from the exit surface (the lower surface in the figure) of the polarization beam splitter 2. Will be.

つまりこの3D用分離合成装置1は、入射された無偏光の光について、P/S偏光分離を行い、さらに左眼用の画像光と、右眼用の画像光を生成し、かつ各画像光をそれぞれP偏光成分とS偏光成分として合成して出力するという機能を有する。
換言すれば、入射光の各偏光成分を利用して、1つの光学コアで左右両画像の変調及び合成を行うものである。これによって、左右画像光の変調・合成を、非常に簡単な構成で実現できる。
That is, the 3D separation / combination device 1 performs P / S polarization separation on the incident non-polarized light, further generates image light for the left eye and image light for the right eye, and each image light. Are combined and output as a P-polarized component and an S-polarized component, respectively.
In other words, the left and right images are modulated and combined by one optical core using each polarization component of incident light. As a result, the left and right image light can be modulated and combined with a very simple configuration.

[2.立体画像表示装置例I]

本発明の立体画像表示装置の実施の形態として、上記の3D用分離合成装置1を用いたカラー立体画像表示用のプロジェクター10を図2で説明する。
[2. Stereoscopic image display apparatus example I]

As an embodiment of the stereoscopic image display apparatus of the present invention, a color stereoscopic image display projector 10 using the 3D separation / synthesis apparatus 1 will be described with reference to FIG.

プロジェクター10は、照明光源としてランプ11を有する。ランプ11は、例えばメタルはライドランプ、高圧水銀ランプ、キセノンランプなどを採用できる。或いはLED(Light Emitting Diode)を用いることも考えられる。本例の場合、無偏光の光を出射する光源であればよい。
ランプ11からはR、G、B各波長成分としてのP偏光成分とS偏光成分を有する照明光が出射される。
The projector 10 has a lamp 11 as an illumination light source. As the lamp 11, for example, a ride lamp, a high-pressure mercury lamp, a xenon lamp, or the like can be used as the metal. Alternatively, an LED (Light Emitting Diode) may be used. In the case of this example, any light source that emits non-polarized light may be used.
The lamp 11 emits illumination light having a P-polarized component and an S-polarized component as R, G, and B wavelength components.

ランプ11からの照明光は、フライアイレンズ12により照明強度が均一化され、コンデンサレンズ13を介してダイクロイックミラー14,15に照射される。
そしてR光(赤色光:一点鎖線で示す)及びG光(緑色光:点線で示す)はダイクロイックミラー14で反射され、ミラー17側に進行する。
一方、B光(青色光:実線で示す)は、ダイクロイックミラー15で反射され、ミラー16側に進行する。
ミラー17で反射されたR光及びG光は、さらにダイクロイックミラー18で波長分離される。即ちR光はダイクロイックミラー18を透過し、G光はダイクロイックミラー18で反射される。
以上の光路で、R光は偏光ビームスプリッタ31に導かれ、G光は偏光ビームスプリッタ32に導かれ、B光は偏光ビームスプリッタ33に導かれることになる。
Illumination light from the lamp 11 is made uniform by the fly-eye lens 12 and irradiated to the dichroic mirrors 14 and 15 via the condenser lens 13.
Then, R light (red light: indicated by a one-dot chain line) and G light (green light: indicated by a dotted line) are reflected by the dichroic mirror 14 and proceed to the mirror 17 side.
On the other hand, B light (blue light: indicated by a solid line) is reflected by the dichroic mirror 15 and travels to the mirror 16 side.
The R light and G light reflected by the mirror 17 are further wavelength-separated by the dichroic mirror 18. That is, the R light is transmitted through the dichroic mirror 18 and the G light is reflected by the dichroic mirror 18.
In the above optical path, the R light is guided to the polarization beam splitter 31, the G light is guided to the polarization beam splitter 32, and the B light is guided to the polarization beam splitter 33.

偏光ビームスプリッタ31、32、33は、それぞれ図1で説明した3D用分離合成装置1の構成要素である。
即ち偏光ビームスプリッタ31と、R光用の左眼用パネル(以下、左眼用Rパネル)21と、R光用の右眼用パネル(以下、右眼用Rパネル)22で、R光についての3D用分離合成装置1Rが形成されている。
左眼用Rパネル21は、立体画像を構成する際の左眼用のR画像信号が供給されて液晶駆動動作を行い、右眼用Rパネル22は、立体画像を構成する際の右眼用のR画像信号が供給されて液晶駆動動作を行う。
The polarization beam splitters 31, 32, and 33 are components of the 3D separation / synthesis apparatus 1 described with reference to FIG.
That is, with respect to the R light, the polarizing beam splitter 31, the R light left panel (hereinafter referred to as the left eye R panel) 21, and the R light right eye panel (hereinafter referred to as the right eye R panel) 22 are used. The 3D separation / synthesis apparatus 1R is formed.
The left-eye R panel 21 is supplied with a left-eye R image signal when forming a stereoscopic image and performs a liquid crystal driving operation, and the right-eye R panel 22 is used for a right-eye when forming a stereoscopic image. The R image signal is supplied to perform the liquid crystal driving operation.

また、偏光ビームスプリッタ32と、G光用の左眼用パネル(以下、左眼用Gパネル)23と、G光用の右眼用パネル(以下、右眼用Gパネル)24で、G光についての3D用分離合成装置1Gが形成されている。
左眼用Gパネル23は、立体画像を構成する際の左眼用のG画像信号が供給されて液晶駆動動作を行い、右眼用Gパネル24は、立体画像を構成する際の右眼用のG画像信号が供給されて液晶駆動動作を行う。
さらに、偏光ビームスプリッタ33と、B光用の左眼用パネル(以下、左眼用Bパネル)25と、B光用の右眼用パネル(以下、右眼用Bパネル)26で、B光についての3D用分離合成装置1Bが形成されている。
左眼用Bパネル25は、立体画像を構成する際の左眼用のB画像信号が供給されて液晶駆動動作を行い、右眼用Bパネル26は、立体画像を構成する際の右眼用のB画像信号が供給されて液晶駆動動作を行う。
Further, the G light is generated by the polarizing beam splitter 32, the G light left eye panel (hereinafter, left eye G panel) 23, and the G light right eye panel (hereinafter, right eye G panel) 24. A 3D separation / synthesis apparatus 1G is formed.
The left-eye G panel 23 is supplied with a left-eye G image signal when forming a stereoscopic image and performs a liquid crystal driving operation. The right-eye G panel 24 is used for a right-eye when forming a stereoscopic image. The G image signal is supplied to perform the liquid crystal driving operation.
Further, the B light is generated by the polarizing beam splitter 33, the left-eye panel for B light (hereinafter referred to as the left-eye B panel) 25, and the right-eye panel for B light (hereinafter referred to as the right-eye B panel) 26. A 3D separation / synthesis apparatus 1B is formed.
The left-eye B panel 25 is supplied with a left-eye B image signal when forming a stereoscopic image and performs a liquid crystal driving operation, and the right-eye B panel 26 is used for a right-eye when forming a stereoscopic image. The B image signal is supplied to perform the liquid crystal driving operation.

ダイクロイックミラー18を透過したR光は、P偏光成分とS偏光成分を含んで偏光ビームスプリッタ31に入射する。そしてP偏光成分は透過して右眼用Rパネル22に照射され、S偏光成分は45°反射して左眼用Rパネル21に照射される。
そして左眼用Rパネル21と右眼用Rパネル22は、それぞれ左眼用R画像信号と右眼用R画像信号によって液晶駆動されている。
このため、左眼用Rパネル21の反射光は、左眼用のR画像に基づいたR画像光となる。このR画像光はP偏光となっており、偏光ビームスプリッタ31を透過する。また、右眼用Rパネル22の反射光は、右眼用のR画像に基づいたR画像光となる。このR画像光はS偏光となっており、偏光ビームスプリッタ31で反射される。そして、これらP偏光及びS偏光のR画像光は、色合成プリズム(4ピースプリズム)34に導かれる。
The R light transmitted through the dichroic mirror 18 includes the P-polarized component and the S-polarized component and enters the polarizing beam splitter 31. The P-polarized component is transmitted and applied to the right-eye R panel 22, and the S-polarized component is reflected by 45 ° and applied to the left-eye R panel 21.
The left-eye R panel 21 and the right-eye R panel 22 are liquid crystal driven by a left-eye R image signal and a right-eye R image signal, respectively.
For this reason, the reflected light of the left-eye R panel 21 becomes R image light based on the left-eye R image. The R image light is P-polarized light and passes through the polarization beam splitter 31. The reflected light of the right-eye R panel 22 is R image light based on the right-eye R image. The R image light is S-polarized light and is reflected by the polarization beam splitter 31. The P-polarized light and S-polarized R image light are guided to a color synthesis prism (4-piece prism) 34.

また、ダイクロイックミラー18で反射したG光は、P偏光成分とS偏光成分を含んで偏光ビームスプリッタ32に入射する。そしてP偏光成分は透過して右眼用Gパネル24に照射され、S偏光成分は45°反射して左眼用Gパネル23に照射される。
そして左眼用Gパネル23と右眼用Gパネル24は、それぞれ左眼用G画像信号と右眼用G画像信号によって液晶駆動されている。
このため、左眼用Gパネル23の反射光は、左眼用のG画像に基づいたG画像光となる。このG画像光はP偏光となっており、偏光ビームスプリッタ32を透過する。また、右眼用Gパネル24の反射光は、右眼用のG画像に基づいたG画像光となる。このG画像光はS偏光となっており、偏光ビームスプリッタ32で反射される。そして、これらP偏光及びS偏光のG画像光は、色合成プリズム34に導かれる。
Further, the G light reflected by the dichroic mirror 18 enters the polarization beam splitter 32 including the P-polarized component and the S-polarized component. Then, the P-polarized component is transmitted and applied to the right-eye G panel 24, and the S-polarized component is reflected by 45 ° and applied to the left-eye G panel 23.
The left-eye G panel 23 and the right-eye G panel 24 are liquid crystal driven by a left-eye G image signal and a right-eye G image signal, respectively.
For this reason, the reflected light of the left-eye G panel 23 becomes G image light based on the left-eye G image. The G image light is P-polarized light and passes through the polarization beam splitter 32. Further, the reflected light of the right-eye G panel 24 becomes G image light based on the right-eye G image. The G image light is S-polarized light and is reflected by the polarization beam splitter 32. The P-polarized and S-polarized G image light is guided to the color synthesis prism 34.

さらに、ミラー16で反射したB光は、P偏光成分とS偏光成分を含んで偏光ビームスプリッタ33に入射する。そしてP偏光成分は透過して右眼用Bパネル26に照射され、S偏光成分は45°反射して左眼用Bパネル25に照射される。
そして左眼用Bパネル25と右眼用Bパネル26は、それぞれ左眼用B画像信号と右眼用B画像信号によって液晶駆動されている。
このため、左眼用Bパネル25の反射光は、左眼用のB画像に基づいたB画像光となる。このB画像光はP偏光となっており、偏光ビームスプリッタ33を透過する。また、右眼用Bパネル26の反射光は、右眼用のB画像に基づいたB画像光となる。このB画像光はS偏光となっており、偏光ビームスプリッタ33で反射される。そして、これらP偏光及びS偏光のB画像光は、色合成プリズム34に導かれる。
Furthermore, the B light reflected by the mirror 16 includes the P-polarized component and the S-polarized component and enters the polarizing beam splitter 33. Then, the P-polarized component is transmitted and applied to the right-eye B panel 26, and the S-polarized component is reflected by 45 ° and applied to the left-eye B panel 25.
The left-eye B panel 25 and the right-eye B panel 26 are liquid crystal driven by a left-eye B image signal and a right-eye B image signal, respectively.
For this reason, the reflected light of the left-eye B panel 25 becomes B image light based on the left-eye B image. The B image light is P-polarized light and passes through the polarization beam splitter 33. The reflected light of the right-eye B panel 26 becomes B image light based on the right-eye B image. The B image light is S-polarized light and is reflected by the polarization beam splitter 33. The P-polarized light and S-polarized B image light are guided to the color synthesis prism 34.

色合成プリズム34は、上記の各画像光を合成して投影レンズ35に導く。そして投影レンズ35によって画像投影される。
この場合、このプロジェクター10から投影される画像は、例えば右眼用の画像として、S偏光成分によるR、G、B画像光を有するとともに、左眼用の画像として、P偏光成分によるR、G、B画像光を有することになる。
The color synthesizing prism 34 synthesizes each image light and guides it to the projection lens 35. Then, an image is projected by the projection lens 35.
In this case, the image projected from the projector 10 has, for example, R, G, and B image light with an S-polarized component as an image for the right eye, and R, G with a P-polarized component as an image for the left eye. And B image light.

つまり、1台のプロジェクター10で、右眼用のカラー画像と左眼用のカラー画像をS偏光成分、P偏光成分として投影でき、ユーザは、偏光メガネを着用することで、立体画像をみることができる。従って、プロジェクターを2台用いた大規模なシステム構成は不要であり、2台の間の調整も不要であって、低コスト、小規模、かつ使用性のよい立体画像表示装置を実現できる。
また、このプロジェクター10は、図9で示した従来の構成と同様のトライコアタイプの光学系を有するものであり、プロジェクター自体の構成として、従来と比して構成の複雑化を招くものではない。つまりプロジェクター10自体も、立体画像表示のための2台分のプロジェクターの機能を備えながら、従来と同程度の構成規模であるという利点も有する。
That is, one projector 10 can project a color image for the right eye and a color image for the left eye as an S-polarized component and a P-polarized component, and the user can view a stereoscopic image by wearing polarized glasses. Can do. Therefore, a large-scale system configuration using two projectors is unnecessary, and adjustment between the two projectors is unnecessary, and a stereoscopic image display device that is low-cost, small-scale, and easy to use can be realized.
Further, the projector 10 has a tri-core type optical system similar to the conventional configuration shown in FIG. 9, and the configuration of the projector itself does not cause complication of the configuration as compared with the conventional configuration. . That is, the projector 10 itself has the advantage of having the same configuration scale as the conventional one while having the functions of two projectors for displaying a stereoscopic image.

なお、偏光ビームスプリッタ21,22,23に入射する光は、無偏光でよいというとことから、照明光の均一化の手法は、フライアイレンズ12によるものにとらわれず、たとえばロッドインテグレータや光ファイバーを用いた構成を採用することも可能である。例えばランプ11からの光を光ファイバーで光学系(ダイクロイックミラー14,15以降)に導入するような構成も考えられる。
Since the light incident on the polarization beam splitters 21, 22, and 23 may be non-polarized light, the method for uniformizing the illumination light is not limited to the one using the fly-eye lens 12, for example, a rod integrator or an optical fiber is used. It is also possible to employ the configuration used. For example, a configuration in which light from the lamp 11 is introduced into an optical system (after the dichroic mirrors 14 and 15) with an optical fiber is also conceivable.

[3.立体画像表示装置例II]

続いてレーザ光源を用いた例を説明する。
図3に、無偏光の照明光を得る光源部として、レーザ光を出射するレーザユニット6と、四角コア光ファイバー7を用いた例を示す。
[3. Stereoscopic image display device example II]

Next, an example using a laser light source will be described.
FIG. 3 shows an example in which a laser unit 6 that emits laser light and a square core optical fiber 7 are used as a light source unit that obtains non-polarized illumination light.

レーザ光は、偏光が揃っているため、そのまま3D用分離合成装置1に入射させることは適切でない。
一方、レーザ光は点光源であり、光ファイバーへの入射に適している。さらに、光ファイバー、特に四角コア光ファイバー7によって偏光がランダムに回転することで、ほぼ完全な無偏光の照明光を得ることができる。
そこで、図3のように、レーザユニット6からのレーザ光を四角コア光ファイバー7を用い、レンズ5を介して3D用分離合成装置1に導入するようにする。
四角コア光ファイバー7からは、均一性の高い、四角形の光が得られるので、縦横比をレンズ5などで自由に整形して、左眼用パネル3及び右眼用パネル4に照明することができる。
このように、無偏光かつ強度の均一な照明光を3D用分離合成装置1に入射させることが容易に実現できる。
Since the polarization of the laser light is uniform, it is not appropriate to enter the 3D separation / synthesis apparatus 1 as it is.
On the other hand, laser light is a point light source and is suitable for incidence on an optical fiber. Furthermore, since the polarization is randomly rotated by the optical fiber, particularly the square core optical fiber 7, almost complete non-polarized illumination light can be obtained.
Therefore, as shown in FIG. 3, the laser light from the laser unit 6 is introduced into the 3D separation / synthesis apparatus 1 via the lens 5 using the square core optical fiber 7.
Since the rectangular core optical fiber 7 can obtain a highly uniform, rectangular light, the aspect ratio can be freely shaped by the lens 5 or the like, and the left eye panel 3 and the right eye panel 4 can be illuminated. .
In this way, it is possible to easily make the non-polarized light with uniform intensity incident on the 3D separation / synthesis apparatus 1.

3D用分離合成装置1の構成は図1で説明したとおりであり、従って左眼用パネル3と右眼用パネル4で変調された左眼用の画像光と右眼用の画像光が合成されて偏光ビームスプリッタ2から出力される。これが投影レンズ8によって投影されることで、立体画像表示が行われる。
なお、この図3は、モノクロ画像としての立体画像を表示するものとなる。カラー表示を行う場合の構成例を次に説明する。
The configuration of the 3D separation / combination apparatus 1 is as described with reference to FIG. 1. Therefore, the left-eye image light and the right-eye image light modulated by the left-eye panel 3 and the right-eye panel 4 are synthesized. And output from the polarization beam splitter 2. This is projected by the projection lens 8 to display a stereoscopic image.
Note that FIG. 3 displays a stereoscopic image as a monochrome image. A configuration example in the case of performing color display will be described next.

[4.立体画像表示装置例III]

上記のようにレーザユニットと光ファイバーを用いた構成において、カラー立体画像表示を行うプロジェクター10の構成を、図4で説明する。
[4. Stereoscopic image display device example III]

The configuration of the projector 10 that performs color stereoscopic image display in the configuration using the laser unit and the optical fiber as described above will be described with reference to FIG.

光源としてGレーザ光を出力するGレーザユニット41、Rレーザ光を出力するRレーザユニット42、Bレーザ光を出力するBレーザユニット43が用いられる。
各レーザユニット41,42,43からのレーザ光は、それぞれ四角コア光ファイバー44,45,46によって、光学系に導入される。
A G laser unit 41 that outputs G laser light, an R laser unit 42 that outputs R laser light, and a B laser unit 43 that outputs B laser light are used as light sources.
Laser beams from the laser units 41, 42, and 43 are introduced into the optical system by square core optical fibers 44, 45, and 46, respectively.

光学系の構成は、3D用分離合成装置1R、1G、1Bが、R、G、B各色に対して設けられている。
四角コア光ファイバー44から得られる無偏光かつ均一強度のG光は、レンズ47で縦横比が整形されて偏光ビームスプリッタ32に入射される。
偏光ビームスプリッタ32及び左眼用Gパネル23,右眼用Gパネル24によって、G光用の3D用分離合成装置1Gが形成されている。従って、偏光ビームスプリッタ32に入射したP偏光成分とS偏光成分は、それぞれ右眼用Gパネル24と左眼用Gパネル23に照射される。そして、左眼用Gパネル23の反射光と右眼用Gパネル24の反射光として、左眼用、右眼用の各G画像光が得られ、これらが偏光ビームスプリッタ32で合成されて色合成プリズム34に導かれる。
As for the configuration of the optical system, 3D separation / synthesis apparatuses 1R, 1G, and 1B are provided for the respective colors R, G, and B.
The non-polarized and uniform-intensity G light obtained from the square core optical fiber 44 is incident on the polarization beam splitter 32 after the aspect ratio is shaped by the lens 47.
The polarization beam splitter 32, the left-eye G panel 23, and the right-eye G panel 24 form a 3D separation / synthesis apparatus 1G for G light. Accordingly, the P-polarized component and the S-polarized component incident on the polarization beam splitter 32 are applied to the right-eye G panel 24 and the left-eye G panel 23, respectively. Then, left-eye and right-eye G image light is obtained as reflected light from the left-eye G panel 23 and reflected light from the right-eye G panel 24, and these are combined by the polarization beam splitter 32 to obtain a color. Guided to the combining prism 34.

また四角コア光ファイバー45から得られる無偏光かつ均一強度のR光は、レンズ48で縦横比が整形されて偏光ビームスプリッタ31に入射される。
偏光ビームスプリッタ31及び左眼用Rパネル21,右眼用Rパネル22によって、R光用の3D用分離合成装置1Rが形成されている。従って、偏光ビームスプリッタ31に入射したP偏光成分とS偏光成分は、それぞれ右眼用Rパネル22と左眼用Rパネル21に照射される。そして、左眼用Rパネル21の反射光と右眼用Rパネル22の反射光として、左眼用、右眼用の各R画像光が得られ、これらが偏光ビームスプリッタ31で合成されて色合成プリズム34に導かれる。
The non-polarized and uniform intensity R light obtained from the square core optical fiber 45 is incident on the polarization beam splitter 31 after the aspect ratio is shaped by the lens 48.
The polarization beam splitter 31, the left-eye R panel 21, and the right-eye R panel 22 form a 3D separation / combination device 1R for R light. Accordingly, the P-polarized component and the S-polarized component incident on the polarization beam splitter 31 are irradiated to the right-eye R panel 22 and the left-eye R panel 21, respectively. Then, left-eye and right-eye R image light is obtained as reflected light from the left-eye R panel 21 and right-eye R panel 22, and these are combined by the polarization beam splitter 31 to obtain a color. Guided to the combining prism 34.

また四角コア光ファイバー46から得られる無偏光かつ均一強度のB光は、レンズ49で縦横比が整形されて偏光ビームスプリッタ33に入射される。
偏光ビームスプリッタ33及び左眼用Bパネル25,右眼用Bパネル26によって、B光用の3D用分離合成装置1Bが形成されている。従って、偏光ビームスプリッタ33に入射したP偏光成分とS偏光成分は、それぞれ右眼用Bパネル26と左眼用Bパネル25に照射される。そして、左眼用Bパネル25の反射光と右眼用Bパネル26の反射光として、左眼用、右眼用の各B画像光が得られ、これらが偏光ビームスプリッタ33で合成されて色合成プリズム34に導かれる。
The non-polarized and uniform intensity B light obtained from the square core optical fiber 46 is incident on the polarization beam splitter 33 after the aspect ratio is shaped by the lens 49.
The polarization beam splitter 33, the left-eye B panel 25, and the right-eye B panel 26 form a 3D separation / synthesis apparatus 1B for B light. Accordingly, the P-polarized component and the S-polarized component incident on the polarization beam splitter 33 are applied to the right-eye B panel 26 and the left-eye B panel 25, respectively. Then, left-eye and right-eye B image lights are obtained as the reflected light from the left-eye B panel 25 and the reflected light from the right-eye B panel 26, and these are combined by the polarization beam splitter 33 to obtain the color. Guided to the combining prism 34.

色合成プリズム34は、上記の各画像光を合成して投影レンズ35に導く。そして投影レンズ35によって画像投影される。この場合、このプロジェクター10から投影される画像は、例えば右眼用の画像として、S偏光成分によるR、G、B画像光を有するとともに、左眼用の画像として、P偏光成分によるR、G、B画像光を有することになる。   The color synthesizing prism 34 synthesizes each image light and guides it to the projection lens 35. Then, an image is projected by the projection lens 35. In this case, the image projected from the projector 10 has, for example, R, G, and B image light with an S-polarized component as an image for the right eye, and R, G with a P-polarized component as an image for the left eye. And B image light.

この図4の構成でも、1台のプロジェクター10で、右眼用のカラー画像と左眼用のカラー画像をS偏光成分、P偏光成分として投影でき、ユーザは、偏光メガネを着用することで、立体画像をみることができる。   In the configuration of FIG. 4, the right eye color image and the left eye color image can be projected as an S-polarized component and a P-polarized component with a single projector 10, and the user can wear polarized glasses. A stereoscopic image can be seen.

さらに、レーザ光源のように、RGBが独立の光源の場合は、レーザユニットと光ファイバーを用いた構成により、光学系が非常に簡素化される。即ち図2で示した構成におけるダイクロイックミラー14,15,18、ミラー16,17は不要であり、図4のように3つの3D用分離合成装置1R、1G、1Bと、色合成プリズム34のみでよい。
また、四角コア光ファイバー44,45,46によって照明光を導入するため、各レーザユニット41,42,43の配置の自由度が高く、設計も容易となる。
レーザ光が点光源であることで、レーザユニット41,42,43から四角コア光ファイバー44,45,46への光の導入も容易である。
また、もともと偏光の揃ったレーザ光を光ファイバーによって無偏光とするものであるが、これは逆にランダムな偏光回転によって、P偏光強度とS偏光強度を殆ど均一化できることにもなる。従って、右眼用画像と左眼用画像の表示上の輝度バランスも一層良好となる。
Further, when RGB is an independent light source such as a laser light source, the configuration using the laser unit and the optical fiber greatly simplifies the optical system. That is, the dichroic mirrors 14, 15, 18 and the mirrors 16, 17 in the configuration shown in FIG. 2 are unnecessary, and only the three 3D separating / combining devices 1 R, 1 G, 1 B and the color combining prism 34 as shown in FIG. Good.
Further, since the illumination light is introduced by the square core optical fibers 44, 45, and 46, the degree of freedom of arrangement of the laser units 41, 42, and 43 is high, and the design becomes easy.
Since the laser light is a point light source, it is easy to introduce light from the laser units 41, 42, 43 to the square core optical fibers 44, 45, 46.
In addition, laser light with uniform polarization is originally made non-polarized by an optical fiber. On the other hand, P polarization intensity and S polarization intensity can be made almost uniform by random polarization rotation. Therefore, the luminance balance on the display of the right eye image and the left eye image is further improved.

なお、レーザ光をプロジェクションの光源として用いる場合、一番の問題はスペックルである。従来からその対策はいろいろなされてきたが、光ファイバーに導光し、それに、微小振動を与えることにより、かなり低減されることが知られている。
ただし、液晶パネルとの相性は、その偏光光の必要性から、あまり相性がよくないとされてきた。
ところが、本実施の形態の3D用分離合成装置1(1R、1G、1B)では、液晶パネルを用いていながら、偏光光を必要としていない。逆に光ファイバー出力は無偏光であることを要する。
すると、例えば四角コア光ファイバー44,45,46に微小振動を与えるような構成を付加することによるスペックル回避が、そのまま好適に採用できることになる。
When laser light is used as a projection light source, the biggest problem is speckle. Conventionally, various countermeasures have been taken, but it is known that it can be considerably reduced by guiding the optical fiber to an optical fiber and giving it a minute vibration.
However, the compatibility with the liquid crystal panel has been considered not to be very good due to the necessity of the polarized light.
However, the 3D separation / synthesis apparatus 1 (1R, 1G, 1B) of the present embodiment does not require polarized light while using a liquid crystal panel. Conversely, the optical fiber output must be unpolarized.
Then, for example, speckle avoidance by adding a configuration that gives minute vibration to the square core optical fibers 44, 45, and 46 can be suitably employed as it is.

[5.立体画像表示装置例IV]

図5に立体画像表示装置10の光学系構成としての他の例を示す。
なお、図5において照明系は図示を省略しているが、図4と同様に、レーザユニット41,42,43、四角コア光ファイバー44,45,46、及びレンズ47,48,49がそれぞれ所要位置に配置されると考えればよい。
[5. Stereoscopic image display device example IV]

FIG. 5 shows another example of the optical system configuration of the stereoscopic image display apparatus 10.
Although the illumination system is not shown in FIG. 5, similarly to FIG. 4, the laser units 41, 42, 43, the square core optical fibers 44, 45, 46, and the lenses 47, 48, 49 are respectively in the required positions. You can think that it is arranged in.

この場合、R、G、B各色に対応する3つの3D用分離合成装置1R、1G、1Bを有することは図2,図4と同様である。
これに加えて、ダイクロイックプリズム51,52、透過コア53が設けられる。そして、偏光ビームスプリッタ31,32,33、ダイクロイックプリズム51,52、透過コア53が、それぞれ各パネル(21,22,23,24,25,26,27)からの画像光について同一の光路長を形成する光学的コアとして配置されている。
In this case, it is the same as FIG. 2 and FIG. 4 to have three 3D separation / combination apparatuses 1R, 1G, and 1B corresponding to R, G, and B colors.
In addition, dichroic prisms 51 and 52 and a transmission core 53 are provided. The polarization beam splitters 31, 32, 33, the dichroic prisms 51, 52, and the transmission core 53 have the same optical path length for the image light from each panel (21, 22, 23, 24, 25, 26, 27), respectively. It is arranged as an optical core to be formed.

B照明光は、3D用分離合成装置1Bに入射される。そして上述した例と同様に、この3D用分離合成装置1B(偏光ビームスプリッタ33,左眼用Bパネル25,右眼用Bパネル26)によって、左眼用と右眼用のそれぞれのB画像光が得られる。
各B画像光は、透過コア53を通過した後、ダイクロイックプリズム52によって反射されて投影レンズ35に導かれる。
The B illumination light is incident on the 3D separation / synthesis apparatus 1B. Similarly to the example described above, the B image light for the left eye and the right eye is obtained by the 3D separation / combination device 1B (polarization beam splitter 33, left eye B panel 25, right eye B panel 26). Is obtained.
Each B image light passes through the transmission core 53, is reflected by the dichroic prism 52, and is guided to the projection lens 35.

R照明光は、3D用分離合成装置1Rに入射される。そして、この3D用分離合成装置1R(偏光ビームスプリッタ31,左眼用Bパネル21,右眼用Bパネル22)によって、左眼用と右眼用のそれぞれのR画像光が得られる。
各R画像光は、ダイクロイックプリズム51で反射し、さらにダイクロイックプリズム52を透過して投影レンズ35に達する。
The R illumination light is incident on the 3D separation / synthesis apparatus 1R. The 3D separating / combining apparatus 1R (polarizing beam splitter 31, left eye B panel 21, right eye B panel 22) obtains R image light for left eye and right eye.
Each R image light is reflected by the dichroic prism 51, further passes through the dichroic prism 52, and reaches the projection lens 35.

G照明光は、3D用分離合成装置1Gに入射される。そして、この3D用分離合成装置1G(偏光ビームスプリッタ32,左眼用Bパネル23,右眼用Bパネル24)によって、左眼用と右眼用のそれぞれのG画像光が得られる。
各G画像光は、ダイクロイックプリズム51、52を透過して投影レンズ35に達する。
The G illumination light is incident on the 3D separation / synthesis apparatus 1G. Then, the G image light for the left eye and the right eye is obtained by the 3D separation / combination device 1G (polarization beam splitter 32, left eye B panel 23, right eye B panel 24).
Each G image light passes through the dichroic prisms 51 and 52 and reaches the projection lens 35.

そして投影レンズ35によって各画像光による画像投影が行われる。この場合も、プロジェクター10から投影される画像は、例えば右眼用の画像として、S偏光成分によるR、G、B画像光を有するとともに、左眼用の画像として、P偏光成分によるR、G、B画像光を有することになる。   Then, the projection lens 35 performs image projection with each image light. Also in this case, for example, the image projected from the projector 10 has R, G, and B image light with an S-polarized component as an image for the right eye, and R, G with a P-polarized component as an image for the left eye. And B image light.

このような図5の構成の利点は以下のようになる。
レーザ光のように非常に直進性のいい光源をプロジェクターで用いると、図2,図4のような構成例において示した4ピース構造の色合成プリズム34の影が問題になることがある。
ところがこの図5の構成では、色合成プリズムを用いておらず、ダイクロイックプリズム51,52によって色合成を行うものとしているため、4ピースプリズムの影が画像上に影響を与えることは回避できる。
また、この図5の構成では、投影レンズ35からみて、各画像光のバックフォーカスとして3コア分の光路距離を得ることができる。
つまりバックフォーカスをとりたい場合の構成として好適であり、かつレーザ光源であればこそ、3つコアの距離に相当する投影レンズのバックフォーカスであったとしても、十分な照明輝度を得られるものともなる。
The advantages of the configuration of FIG. 5 are as follows.
When a light source having a very straight line like laser light is used in a projector, the shadow of the color synthesis prism 34 having a four-piece structure shown in the configuration examples shown in FIGS. 2 and 4 may be a problem.
However, in the configuration of FIG. 5, the color synthesis prism is not used, and color synthesis is performed by the dichroic prisms 51 and 52, so that it is possible to avoid the shadow of the 4-piece prism from affecting the image.
Further, in the configuration of FIG. 5, as viewed from the projection lens 35, an optical path distance for three cores can be obtained as the back focus of each image light.
In other words, it is suitable as a configuration when it is desired to take back focus, and if it is a laser light source, even if it is the back focus of the projection lens corresponding to the distance of three cores, sufficient illumination brightness can be obtained. Become.

[6.立体画像表示装置例V]

図6によりさらに他の構成例を説明する。
上述のようにレーザ光源を用いた場合にスペックル対策を施すことが必要な場合としては、レーザ光を導く光ファイバーに微小振動を与える構造を採ることが考えられる。
ところが、そのような構造を採ってもスペックルが問題になるような高輝度の場合には、図6の構成を採ることが考えられる。
[6. Stereoscopic image display device example V]

Still another configuration example will be described with reference to FIG.
As described above, when it is necessary to take measures against speckles when a laser light source is used, it is conceivable to adopt a structure that applies minute vibrations to an optical fiber that guides laser light.
However, in the case of high brightness where speckle becomes a problem even if such a structure is adopted, the configuration shown in FIG. 6 may be adopted.

図6は、照明系及び光学系の構成は図4と同様であり、同一部分に同一符号を付して説明を省略する。
この場合、R、G、B各画像光が色合成プリズム34から出射される段階で、すぐに1対1でリレーを形成し、回折拡散板62によって微小な揺動もしくは回転運動を加えるようにする。
即ち色合成プリズム34と投影レンズ35の間に、レンズ61及び回折拡散板62を配置する。回折拡散板62は可動部と固定部からなり、駆動部63によって可動部が揺動又は回転される構造である。
回折拡散板62の可動部が揺動される構造の場合、駆動部63は可動部を例えば数KHzオーダーで振動させる。或いは可動部が回転される構造の場合は、駆動部63は可動部を例えば数Hzオーダーで回転させる。
In FIG. 6, the configuration of the illumination system and the optical system is the same as that in FIG. 4.
In this case, when the R, G, B image light is emitted from the color synthesis prism 34, a relay is immediately formed in a one-to-one manner, and a minute oscillating or rotating motion is applied by the diffraction diffusion plate 62. To do.
That is, the lens 61 and the diffraction diffusion plate 62 are disposed between the color synthesis prism 34 and the projection lens 35. The diffraction diffusion plate 62 includes a movable portion and a fixed portion, and has a structure in which the movable portion is oscillated or rotated by the driving portion 63.
In the case of a structure in which the movable part of the diffraction diffusion plate 62 is swung, the driving part 63 vibrates the movable part on the order of several KHz, for example. Alternatively, in the case of a structure in which the movable part is rotated, the driving unit 63 rotates the movable part on the order of several Hz, for example.

レンズ61によって集光される画像光は、回折拡散板62によって微小な揺動もしくは回転運動が加えられることで、スペックルをなくした画像光とされ、これが投影レンズ35で投影される。
このような構成により、適切なスペックル対策が可能となり、レーザ光を光源とする本例のプロジェクター10として、高品質な立体画像表示を行うことができる。
なお、この場合、回折拡散板62にて発散角が生じるわけだが、レーザ光のように非常に直進性がよい光の場合は、投影レンズ35の光の取り込み角に十分余裕があるので、問題にはならない。
The image light condensed by the lens 61 is converted into image light from which speckles have been eliminated by being subjected to minute swinging or rotating motion by the diffraction diffusion plate 62, and this is projected by the projection lens 35.
With such a configuration, appropriate speckle countermeasures can be taken, and high-quality stereoscopic image display can be performed as the projector 10 of this example using laser light as a light source.
In this case, a divergence angle is generated in the diffraction diffusion plate 62. However, in the case of light with very good straightness such as laser light, there is a sufficient margin in the light capture angle of the projection lens 35. It will not be.

[7.立体画像表示装置例VI]

次に、より色の再現性に優れた構成例を図7,図8で説明する。
R、G、Bの3原色では、色の再現域に不足がある場合は、4色目を加えることが考えられる。例えば図8にUCS色度図を示しているが、R、G、B3原色での色域は破線で示される。これに対し、シアン(Cy)を加えて4色レーザ構成とすることで、実線で示すように再現可能な色域を広げることができる。
[7. Stereoscopic image display device example VI]

Next, an example of a configuration having better color reproducibility will be described with reference to FIGS.
For the three primary colors of R, G, and B, it is conceivable to add the fourth color when there is a shortage of color reproduction range. For example, FIG. 8 shows the UCS chromaticity diagram, but the color gamuts for the R, G, and B3 primary colors are indicated by broken lines. On the other hand, by adding cyan (Cy) to form a four-color laser configuration, the reproducible color gamut can be expanded as shown by the solid line.

図7に、4色レーザ構成とする場合の構成例を示す。
図6は、照明系及び光学系の構成は図4と同様であり、同一部分に同一符号を付して説明を省略する。
この場合、R、G、Bの各レーザユニット41,42,43に加え、Cyレーザユニット74が設けられる。Cyレーザユニット74からのCyレーザ光は四角コア光ファイバー75によって導光される。
FIG. 7 shows a configuration example in the case of a four-color laser configuration.
In FIG. 6, the configuration of the illumination system and the optical system is the same as that in FIG. 4.
In this case, in addition to the R, G, and B laser units 41, 42, and 43, a Cy laser unit 74 is provided. The Cy laser light from the Cy laser unit 74 is guided by the square core optical fiber 75.

光学系としては、R、G、B各色に対応する3D用分離合成装置1R、1G、1Bに加え、Cyに対応する3D用分離合成装置1Cyが設けられる。
3D用分離合成装置1Cyは、偏光ビームスプリッタ73と、Cy光用の左眼用パネル(以下、左眼用Cyパネル)71と、Cy光用の右眼用パネル(以下、右眼用Cyパネル)72で構成される。
左眼用Cyパネル71は、立体画像を構成する際の左眼用のCy画像信号が供給されて液晶駆動動作を行い、右眼用Cyパネル72は、立体画像を構成する際の右眼用のCy画像信号が供給されて液晶駆動動作を行う。
また、ダイクロイックプリズム81,82,83が設けられる。
As an optical system, a 3D separation / synthesis apparatus 1C corresponding to Cy is provided in addition to the 3D separation / synthesis apparatuses 1R, 1G, and 1B corresponding to R, G, and B colors.
The 3D separation / combination device 1 </ b> Cy includes a polarizing beam splitter 73, a Cy light left-eye panel (hereinafter, left-eye Cy panel) 71, and a Cy-light right-eye panel (hereinafter, right-eye Cy panel). ) 72.
The Cy panel 71 for the left eye is supplied with a Cy image signal for the left eye when forming a stereoscopic image and performs a liquid crystal driving operation, and the Cy panel 72 for the right eye is used for the right eye when forming a stereoscopic image. The Cy image signal is supplied to perform the liquid crystal driving operation.
In addition, dichroic prisms 81, 82, and 83 are provided.

この場合、Bレーザユニット43、四角コア光ファイバー46、レンズ49としての照明系からのB照明光は、3D用分離合成装置1Bに入射される。そして3D用分離合成装置1B(偏光ビームスプリッタ33,左眼用Bパネル25,右眼用Bパネル26)によって、左眼用と右眼用のそれぞれのB画像光が得られる。
各B画像光は、ダイクロイックプリズム81を通過した後、ダイクロイックプリズム83によって反射されて投影レンズ35に導かれる。
In this case, the B illumination light from the illumination system as the B laser unit 43, the square core optical fiber 46, and the lens 49 is incident on the 3D separation / synthesis apparatus 1B. The 3D separating / combining apparatus 1B (polarizing beam splitter 33, left eye B panel 25, right eye B panel 26) obtains B image light for left eye and right eye.
Each B image light passes through the dichroic prism 81, is reflected by the dichroic prism 83, and is guided to the projection lens 35.

Rレーザユニット42、四角コア光ファイバー45、レンズ48としての照明系からのR照明光は、3D用分離合成装置1Rに入射される。そして、この3D用分離合成装置1R(偏光ビームスプリッタ31,左眼用Bパネル21,右眼用Bパネル22)によって、左眼用と右眼用のそれぞれのR画像光が得られる。
各R画像光は、ダイクロイックプリズム82で反射し、さらにダイクロイックプリズム83を透過して投影レンズ35に達する。
The R illumination light from the illumination system as the R laser unit 42, the square core optical fiber 45, and the lens 48 is incident on the 3D separation / synthesis apparatus 1R. The 3D separating / combining apparatus 1R (polarizing beam splitter 31, left eye B panel 21, right eye B panel 22) obtains R image light for left eye and right eye.
Each R image light is reflected by the dichroic prism 82, further passes through the dichroic prism 83, and reaches the projection lens 35.

Gレーザユニット41、四角コア光ファイバー44、レンズ47としての照明系からのG照明光は、3D用分離合成装置1Gに入射される。そして、この3D用分離合成装置1G(偏光ビームスプリッタ32,左眼用Bパネル23,右眼用Bパネル24)によって、左眼用と右眼用のそれぞれのG画像光が得られる。
各G画像光は、ダイクロイックプリズム82、83を透過して投影レンズ35に達する。
G illumination light from the illumination system as the G laser unit 41, the square core optical fiber 44, and the lens 47 is incident on the 3D separation / synthesis apparatus 1G. Then, the G image light for the left eye and the right eye is obtained by the 3D separation / combination device 1G (polarization beam splitter 32, left eye B panel 23, right eye B panel 24).
Each G image light passes through the dichroic prisms 82 and 83 and reaches the projection lens 35.

Cyレーザユニット74、四角コア光ファイバー75、レンズ76としての照明系からのCy照明光は、3D用分離合成装置1Cyに入射される。そして、この3D用分離合成装置1Cy(偏光ビームスプリッタ73,左眼用Bパネル71,右眼用Bパネル72)によって、左眼用と右眼用のそれぞれのCy画像光が得られる。
各Cy画像光は、ダイクロイックプリズム81で反射し、さらにダイクロイックプリズム83でも反射されて投影レンズ35に達する。
Cy illumination light from the illumination system as the Cy laser unit 74, the square core optical fiber 75, and the lens 76 is incident on the 3D separation / combination device 1Cy. Then, the Cy image light for the left eye and the right eye is obtained by the 3D separation / combination device 1Cy (polarization beam splitter 73, left eye B panel 71, right eye B panel 72).
Each Cy image light is reflected by the dichroic prism 81 and further reflected by the dichroic prism 83 to reach the projection lens 35.

そして投影レンズ35によってR、G、B、Cyの各画像光による画像投影が行われる。この場合、プロジェクター10から投影される画像は、例えば右眼用の画像として、S偏光成分によるR、G、B、Cy画像光を有するとともに、左眼用の画像として、P偏光成分によるR、G、B、Cy画像光を有することになる。
従って、非常に広い範囲の色を再現できる高品位な立体画像表示を行うことができる。
また、この構成からわかるように、第4色目を加える構成も容易に実現できる。
なお、R、G、Bの三原色に加える第4色は、シアン以外でもよい。
Then, the projection lens 35 performs image projection using R, G, B, and Cy image lights. In this case, the image projected from the projector 10 has, for example, R, G, B, and Cy image lights based on the S-polarized component as an image for the right eye, and R based on the P-polarized component as an image for the left eye. G, B, and Cy image light is included.
Accordingly, a high-quality stereoscopic image display capable of reproducing a very wide range of colors can be performed.
Further, as can be seen from this configuration, a configuration for adding the fourth color can be easily realized.
The fourth color added to the three primary colors R, G, and B may be other than cyan.

以上、実施の形態について各種の例を説明してきたが、本発明は上記各例に限定されず、多様な変形例が想定される。
例えば光学素子の配置や形成される光路などは多様に考えられる。また図5や図7の構成に図6の回折拡散板62によるスペックル除去機構を設けるなど、各例を組み合わせた構成も考えられる。
As described above, various examples of the embodiment have been described. However, the present invention is not limited to the above examples, and various modifications are assumed.
For example, various arrangements of optical elements and formed optical paths are conceivable. Further, a configuration in which each example is combined, such as providing a speckle removal mechanism by the diffraction diffusion plate 62 in FIG.

本発明の実施の形態の3D用分離合成装置の説明図である。It is explanatory drawing of the separation-and-synthesis apparatus for 3D of embodiment of this invention. 実施の形態の立体画像表示装置例Iの説明図である。It is explanatory drawing of the stereo image display apparatus example I of embodiment. 実施の形態の立体画像表示装置例IIの説明図である。It is explanatory drawing of the example 2 of the stereo image display apparatus of embodiment. 実施の形態の立体画像表示装置例IIIの説明図である。It is explanatory drawing of the stereoscopic image display apparatus example III of embodiment. 実施の形態の立体画像表示装置例IVの説明図である。It is explanatory drawing of the stereo image display apparatus example IV of embodiment. 実施の形態の立体画像表示装置例Vの説明図である。It is explanatory drawing of the stereoscopic image display apparatus example V of embodiment. 実施の形態の立体画像表示装置例VIの説明図である。It is explanatory drawing of the stereoscopic image display apparatus example VI of embodiment. 実施の形態の立体画像表示装置例VIによる色再現の説明図である。It is explanatory drawing of the color reproduction by the stereoscopic image display apparatus example VI of embodiment. 従来の立体画像表示装置の説明図である。It is explanatory drawing of the conventional stereoscopic image display apparatus. 従来の立体画像表示装置の説明図である。It is explanatory drawing of the conventional stereoscopic image display apparatus.

符号の説明Explanation of symbols

1,1R,1G,1B,1Cy 3D用分離合成装置、2 偏光ビームスプリッタ、3 左眼用パネル、5 レンズ、4 右眼用パネル、6 レーザユニット、7 四角コア光ファイバー、8 投影レンズ、11 ランプ、12 フライアイレンズ、13 コンデンサレンズ、14,15,18 ダイクロイックミラー、16,17 ミラー、21 左眼用Rパネル、22 右眼用Rパネル、23 左眼用Gパネル、24 右眼用Gパネル、25 左眼用Bパネル、26 右眼用Bパネル、31,32,33,73 偏光ビームスプリッタ、34 色合成プリズム、35 投影レンズ、41 Gレーザユニット、42 Rレーザユニット、43 Bレーザユニット、44,45,46,75 四角コア光ファイバー、47,48,49,76 レンズ 51,52,81,82,83 ダイクロイックプリズム、74 Cyレーザユニット   1, 1R, 1G, 1B, 1Cy 3D separation and synthesis device, 2 polarizing beam splitter, 3 left eye panel, 5 lens, 4 right eye panel, 6 laser unit, 7 square core optical fiber, 8 projection lens, 11 lamp , 12 Fly-eye lens, 13 Condenser lens, 14, 15, 18 Dichroic mirror, 16, 17 mirror, 21 Left-eye R panel, 22 Right-eye R panel, 23 Left-eye G panel, 24 Right-eye G panel 25, B panel for left eye, 26 B panel for right eye, 31, 32, 33, 73 Polarizing beam splitter, 34 color synthesis prism, 35 projection lens, 41 G laser unit, 42 R laser unit, 43 B laser unit, 44, 45, 46, 75 Square core optical fiber, 47, 48, 49, 76 Lens 51, 5 , 81, 82, 83 dichroic prism, 74 Cy laser unit

Claims (7)

無偏光の光を出射する光源部と、
上記光源部からの無偏光の入射光を偏光成分によって透過及び反射させる偏光分離合成素子と、上記偏光分離合成素子を透過する偏光成分が入射する位置に配置され一方の眼に対応する画像信号が供給されて表示画像を形成する第1の反射型表示パネルと、上記偏光分離合成素子で反射する偏光成分が入射する位置に配置され他方の眼に対応する画像信号が供給されて表示画像を形成する第2の反射型表示パネルとを有し、上記第1の反射型表示パネルで反射された第1の画像光が上記偏光分離合成素子で反射され、上記第2の反射型表示パネルで反射された第2の画像光が上記偏光分離合成素子を透過することで、上記第1,第2の画像光の合成画像光を出射する偏光分離合成装置部と、
上記偏光分離合成装置部から出射された合成画像光を投影する投影レンズ部と、
を備え
上記光源部は、レーザ光源と、該レーザ光源からのレーザを伝送する四角コア光ファイバーを有し、上記四角コア光ファイバーの出力として無偏光の光を出射する構成とされている立体画像表示装置。
A light source that emits unpolarized light;
A polarization separation / combination element that transmits and reflects non-polarized incident light from the light source unit by a polarization component, and an image signal corresponding to one eye is disposed at a position where the polarization component that transmits the polarization separation / combination element is incident. A first reflective display panel that is supplied to form a display image and a polarized light component reflected by the polarization separation / combination element are arranged at a position where an image signal corresponding to the other eye is supplied to form a display image The first image light reflected by the first reflective display panel is reflected by the polarization separation / combination element and reflected by the second reflective display panel. The second image light that has been transmitted through the polarization separation / combination element, so that the polarization separation / synthesis device unit that emits the combined image light of the first and second image lights;
A projection lens unit that projects the combined image light emitted from the polarization separation / synthesis unit,
Equipped with a,
The three-dimensional image display device , wherein the light source unit includes a laser light source and a square core optical fiber that transmits a laser from the laser light source, and emits non-polarized light as an output of the square core optical fiber .
上記光源部として、
無偏光の赤色光を出射する赤色光源部と、
無偏光の緑色光を出射する緑色光源部と、
無偏光の青色光を出射する青色光源部と、
を有し、
また上記偏光分離合成装置部として、
上記赤色光が入射光とされ、赤色合成画像光を出射する赤色光偏光分離合成装置部と、
上記緑色光が入射光とされ、緑色合成画像光を出射する緑色光偏光分離合成装置部と、
上記青色光が入射光とされ、青色合成画像光を出射する青色光偏光分離合成装置部と、
を有するとともに、
上記赤色合成画像光と、上記緑色合成画像光と、上記青色合成画像光とを合成して、上記投影レンズ部に導く色合成光学素子部をさらに備える請求項に記載の立体画像表示装置。
As the light source unit,
A red light source that emits unpolarized red light;
A green light source that emits unpolarized green light;
A blue light source that emits unpolarized blue light;
Have
As the polarization separation / synthesis unit,
The red light is made incident light, and a red light polarized light separating and synthesizing unit that emits red composite image light; and
Green light polarized light separating and synthesizing unit that emits green synthesized image light with the green light as incident light,
Blue light polarized light separating and synthesizing unit that emits blue synthesized image light with the blue light as incident light,
And having
The stereoscopic image display apparatus according to claim 1 , further comprising a color synthesis optical element unit that synthesizes the red synthesized image light, the green synthesized image light, and the blue synthesized image light and guides them to the projection lens unit.
上記色合成光学素子部が、複数のダイクロイックプリズムによって構成される請求項に記載の立体画像表示装置。 The three-dimensional image display device according to claim 2 , wherein the color combining optical element unit is configured by a plurality of dichroic prisms. 上記色合成光学素子部と、上記投影レンズ部の間に、スペックル除去機構部を設けた請求項に記載の立体画像表示装置。 The stereoscopic image display apparatus according to claim 2 , wherein a speckle removal mechanism is provided between the color synthesis optical element and the projection lens. さらに、第4色光を出射する第4色光源部と、
上記第4色光が入射光とされ、第4色合成画像光を出射する第4色光偏光分離合成装置部と、
を備え、
上記色合成光学素子部は、上記赤色合成画像光と、上記緑色合成画像光と、上記青色合成画像光と、上記第4色合成画像光とを合成して、上記投影レンズ部に導く請求項に記載の立体画像表示装置。
And a fourth color light source that emits fourth color light;
A fourth color light polarization beam splitting and synthesizing unit that emits the fourth color synthesized image light with the fourth color light as incident light;
With
The color combining optical element unit combines the red combined image light, the green combined image light, the blue combined image light, and the fourth color combined image light and guides them to the projection lens unit. 3. The stereoscopic image display device according to 2.
レーザ光源と、該レーザ光源からのレーザを伝送する四角コア光ファイバーを有し、上記四角コア光ファイバーの出力として無偏光の光を出射する構成とされている光源部から出射された無偏光の入射光を偏光成分によって透過及び反射させる偏光分離合成素子と、
上記偏光分離合成素子を透過する偏光成分が入射する位置に配置され、一方の眼に対応する画像信号が供給されて表示画像を形成する第1の反射型表示パネルと、
上記偏光分離合成素子で反射する偏光成分が入射する位置に配置され、他方の眼に対応する画像信号が供給されて表示画像を形成する第2の反射型表示パネルと、
を有し、
上記第1の反射型表示パネルで反射された第1の画像光が上記偏光分離合成素子で反射され、上記第2の反射型表示パネルで反射された第2の画像光が上記偏光分離合成素子を透過することで、上記第1,第2の画像光の合成画像光を出射する偏光分離合成装置。
Non-polarized incident light emitted from a light source unit having a laser light source and a rectangular core optical fiber that transmits a laser from the laser light source, and configured to emit non-polarized light as an output of the square core optical fiber A polarization separating / synthesizing element that transmits and reflects the light by a polarization component;
A first reflective display panel that is arranged at a position where a polarized light component transmitted through the polarization beam splitting / combining element is incident, and an image signal corresponding to one eye is supplied to form a display image;
A second reflective display panel that is disposed at a position where a polarization component reflected by the polarization separation / combination element is incident and an image signal corresponding to the other eye is supplied to form a display image;
Have
The first image light reflected by the first reflective display panel is reflected by the polarization separation / synthesis element, and the second image light reflected by the second reflection display panel is the polarization separation / synthesis element. A polarized light separating and synthesizing device that emits the combined image light of the first and second image lights by transmitting the light.
レーザ光源と、該レーザ光源からのレーザを伝送する四角コア光ファイバーを有し、上記四角コア光ファイバーの出力として無偏光の光を出射する構成とされている光源部から出射された無偏光の入射光を偏光分離合成素子に入射し、
上記入射光のうち上記偏光分離合成素子を透過する偏光成分を、一方の眼に対応する画像信号が供給されて表示画像を形成する第1の反射型表示パネルに入射し、
上記入射光のうち上記偏光分離合成素子で反射する偏光成分を、他方の眼に対応する画像信号が供給されて表示画像を形成する第2の反射型表示パネルに入射し、
上記第1の反射型表示パネルで反射された第1の画像光を、上記偏光分離合成素子で反射させ、かつ上記第2の反射型表示パネルで反射された第2の画像光が上記偏光分離合成素子を透過させることで、上記第1,第2の画像光の合成画像光を形成し、
上記合成画像光を投影レンズ部で投影する立体画像表示方法。
Non-polarized incident light emitted from a light source unit having a laser light source and a rectangular core optical fiber that transmits a laser from the laser light source, and configured to emit non-polarized light as an output of the square core optical fiber Is incident on the polarization separating / combining element,
Of the incident light, the polarization component transmitted through the polarization separation / combination element is incident on a first reflective display panel that is supplied with an image signal corresponding to one eye and forms a display image,
Of the incident light, the polarization component reflected by the polarization separation / combination element is incident on a second reflective display panel that is supplied with an image signal corresponding to the other eye to form a display image,
The first image light reflected by the first reflective display panel is reflected by the polarization separation / combination element, and the second image light reflected by the second reflection display panel is the polarization separated. By transmitting the composite element, the composite image light of the first and second image light is formed,
A stereoscopic image display method for projecting the composite image light by a projection lens unit.
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