JPH07301779A - 画像投影装置及び画像投影方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 前の画像の上に次の画像を上書きする表示素
子を使用することができ、しかも精度良く画像投影する
ことができる画像投影装置及び画像投影方法を提供する
ことを目的とする。 【構成】 順次画像を表示する液晶表示パネル１ａと、
透過する偏光光を第１の偏光状態と該第１の偏光状態に
ほぼ直交する第２の偏光状態に変換する液晶変調パネル
１ｂと、これらの間に設置され特定の偏光方向の光を透
過させる偏光フィルタ２とを用いる。そして、画像信号
に基づき、その任意の領域に画像を表示するときに、そ
の領域に対応する前記液晶変調パネル１ｂの領域の光の
状態を、前記画像信号に同期して前記第１の偏光状態か
ら前記第２の偏光状態へ又は前記第２の偏光状態から第
１の偏光状態へ変換し、前記画像表示手段に表示された
画像を拡大投影する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、３次元映像や複数の映
像を鑑賞するための画像投影装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、画像投影装置としては、液晶パネ
ルやＣＲＴなどに画像を形成してスクリーンに拡大投影
して鑑賞するプロジェクタ形式のものがあるが、これは
２次元映像の鑑賞に限られる。

【０００３】これに対して、近年、３次元映像を鑑賞す
る画像投影装置が開発されており、例えばこの種の装置
として、右眼画像と左眼画像を形成し、各画像に対応す
る眼で観察するようにしたものがある。その一例を図２
０及び図２１に示す。

【０００４】図２０に示す画像投影システムは、２台の
プロジェクタ１０１，１０２で右眼画像と左眼画像をそ
れぞれ偏光方向を直交させて重ねてスクリーン１０３に
投影し、観察者が偏光眼鏡１０４を装着して鑑賞するも
のである。

【０００５】また、図２１に示す画像投影システムは、
レンチキュラーレンズスクリーン１１１上に、その形状
に合わせて右眼と左眼の画像を２台のプロジェクタ１１
２，１１３により投影し、観察者が所定の位置で鑑賞す
るものである。

【０００６】これらの画像投影システムは２つの表示装
置が必要であるが、１つの表示装置で３次元の画像を表
示するものとしては、例えば図２２に示すものがあっ
た。

【０００７】この画像投影システムは、ＣＲＴプロジェ
クタにおいて、ＣＲＴ１２１と、そのＣＲＴ１２１の表
示部の前に設置され所定の偏光方向のみ光を透過する偏
光フィルタ１２２と、入射する光の偏光方向を２つの直
交する状態に変調可能な光変調素子１２３とが設置され
ている。そして、液晶ドライバ１２４により、映像信号
の１つフレームを構成する奇フィールドと偶フィールド
に右眼の画像信号と左眼の画像信号をそれぞれ対応させ
て、交互に表示するようにし、その表示するタイミング
に同期して例えば右眼の画像を第１の偏光方向で射出
し、且つ左眼の画像を第２の偏光方向と直交する第２の
偏光方向で射出するように制御する。その画像が投影さ
れたスクリーン１２５を観察者が偏光眼鏡１２６を装着
して鑑賞するものである。

【０００８】一方、表示素子として液晶表示パネルを用
いた画像投影装置としては、例えば特開平５−２３２４
０３号公報や特開平５−２５７０８３号公報に開示され
るものがある。

【０００９】特開平５−２３２４０３号に開示された装
置は、時間的な分割によって立体表示を行わせる時に
も、左眼と右眼との間で画像のクロストークを低減させ
るようにするため、画面を走査線により走査して表示ユ
ニットから表示光が出射する時に、偏光制御ユニットに
より表示ユニットからの表示光に対し、その偏光方向を
制御するようにしたものである。

【００１０】また、特開平５−２５７０８３号公報に開
示された装置は、フリッカが全く発生しない良好な立体
画像を得るために、液晶パネルに同時に表示した左右視
の画像毎に偏光方向を９０°差に変換して、偏光方向に
９０°差を有する左右視の画像を同一フィールドに表示
できるようにしたものである。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た図２２に示す画像投影装置では、各フィールドを右眼
と左眼で交互に観察する手段（偏光素子など）１２３が
用いられているために、表示素子としては、図２３
（ａ），（ｂ）に示すように光点で画像を描画するＣＲ
Ｔ１２１のようなものに限られてしまう。すなわち、図
２４（ａ），（ｂ）に示すように１フィールド（または
フレーム）の表示時間中に画像を画像表示手段１２１Ａ
に表示し続け、次のフィールド（またはフレーム）の表
示において前フィールド（またはフレーム）の画像の上
に次の画像を上書きするような例えばＴＮ（ツイストネ
マチック）液晶を使ったＴＦＴ液晶表示素子や、１つの
フィールドに異なる画像を混在して書き込むような表示
素子を使用することができないという問題があった。

【００１２】また、上述の公報に開示された装置におい
ては、前の画像の上に次の画像を上書きしたり、１つの
フィールドに異なる画像を混在して書き込んだりする表
示素子を用いた場合においては、十分満足の行く良質な
画像を投影することができなかった。

【００１３】本発明は上記従来の問題点に鑑み、前の画
像の上に次の画像を上書きしたり、１つのフィールドに
異なる画像を混在して書き込んだりする表示素子を使用
することができ、しかも良質な画像投影を行うことがで
きる画像投影装置及び画像投影方法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】上記目的を達成するため
に本発明の画像投影装置は、順次画像を表示する画像表
示手段と、偏光状態の変調可能な液晶部材と分割された
透明電極とから成り透過する偏光光を第１の偏光状態と
該第１の偏光状態にほぼ直交する第２の偏光状態とに変
換する多分割光変調手段と、前記画像表示手段と前記多
分割光変調手段との間に設置され特定の偏光方向の光を
透過させる偏光選択手段と、前記１つの画像表示手段に
２つの異なる画像を表示するための画像信号を生成する
画像信号生成手段と、前記画像信号生成手段から供給さ
れる画像信号に基づき前記画像表示手段に画像を表示す
る画像表示制御手段と、前記画像表示制御手段が前記画
像表示手段の任意の領域に画像を表示するときに、その
領域に対応する前記多分割光変調手段の領域の光の状態
を、前記画像信号に同期して前記第１の偏光状態から前
記第２の偏光状態へ又は前記第２の偏光状態から前記第
１の偏光状態へ変換するように制御する変調制御手段
と、前記画像表示手段に表示された画像を拡大投影する
投影手段とを有するものである。

【００１５】上述した画像投影装置において、前記投影
手段に拡大投影された画像を、前記第１の偏光状態と前
記第２の偏光状態とで選択的に観察するための選択観察
手段を設けることが望ましい。

【００１６】上述した画像投影装置において、前記多分
割光変調手段は、前記画像表示手段と前記投影手段との
間に設けられることが望ましい。

【００１７】上述した画像投影装置において、前記多分
割光変調手段の分割された領域は、その領域に対応した
前記画像表示手段の画像表示領域と前記投影手段におけ
る前記画像表示手段側の瞳位置とを結ぶほぼ直線上に設
けられていることが望ましい。

【００１８】上記目的を達成するために本発明の画像投
影方法は、順次画像を表示する画像表示手段と、偏光状
態の変調可能な液晶部材と分割された透明電極とから成
り透過する偏光光を第１の偏光状態と該第１の偏光状態
にほぼ直交する第２の偏光状態に変換する多分割光変調
手段と、前記画像表示手段と前記多分割光変調手段との
間に設置され特定の偏光方向の光を透過させる偏光選択
手段とを用い、前記１つの画像表示手段に２つの異なる
画像を表示するための画像信号に基づき前記画像表示手
段の任意の領域に画像を表示するときに、その領域に対
応する前記多分割光変調手段の領域の光の状態を、前記
画像信号に同期して前記第１の偏光状態から前記第２の
偏光状態へ又は前記第２の偏光状態から前記第１の偏光
状態へ変換し、前記画像表示手段に表示された画像を拡
大投影するようにしたものである。

【００１９】

【作用】上記構成により本発明の画像投影装置によれ
ば、変調制御手段は、画像表示制御手段が画像表示手段
の任意の領域に画像を表示するときに、その領域に対応
する多分割光変調手段の領域の光の状態を、画像信号に
同期して第１の偏光状態から第２の偏光状態へ又は第２
の偏光状態から第１の偏光状態へ変換するように制御
し、投影手段は、画像表示手段に表示された画像を拡大
投影する。これにより、現在書き込みを行っている画素
以外の画素を表示し続ける画像表示手段においても、良
質な画像投影を行うことができる。

【００２０】上述した画像投影装置において、選択観察
手段は、投影手段に拡大投影された画像を第１の偏光状
態と第２の偏光状態とで選択的に観察するために観察者
に用いられる。これにより、観察者は、容易に立体画像
等を長時間鑑賞することができる。

【００２１】上述した画像投影装置において、多分割光
変調手段を画像表示手段と投影手段との間に設けること
により、的確な光変調作用が行われる。

【００２２】上述した画像投影装置において、多分割光
変調手段の分割された領域は、その領域に対応した画像
表示手段の画像表示領域と投影手段における画像表示手
段側の瞳位置とを結ぶほぼ直線上に設けることにより、
投影手段が例えばテレサントリックになっていないよう
な場合にも、的確に対処することができる。

【００２３】上記目的を達成するために本発明の画像投
影方法によれば、画像信号に基づき画像表示手段の任意
の領域に画像を表示するときに、その領域に対応する多
分割光変調手段の領域の光の状態を、前記画像信号に同
期して第１の偏光状態から第２の偏光状態へ又は第２の
偏光状態から第１の偏光状態へ変換し、そして画像表示
手段に表示された画像を拡大投影する。これにより、現
在書き込みを行っている画素以外の画素を表示し続ける
画像表示手段においても、良質な画像投影を行うことが
できる。

【００２４】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。

【００２５】図１は、本発明に係る画像投影装置の第１
実施例の概略構成を示す模式図である。

【００２６】図中１は画像表示手段であり、この画像表
示手段１は、後述するように画像表示用の液晶表示パネ
ル（画像表示素子）１ａと、光変調用の液晶変調パネル
（光変調素子：多分割光変調手段）１ｂと、これら液晶
表示パネル１ａと液晶変調パネル１ｂとの間に挟装され
た光偏光用の偏光フィルタ１ｃとから構成されている。

【００２７】より具体的には、図２に示すように液晶表
示パネル１ａは、ＴＮ液晶等が封入された液晶層１ａ−
１と、偏光フィルタ１ｃ側に各画素毎に設けられた透明
電極１ａ−２と、その透明電極１ａ−２に対面して設け
られた透明電極１ａ−３とを有する構造を成し、該透明
電極１ａ−２，１ａ−３に接続された画像表示制御回路
１１によって駆動されるようになっている。

【００２８】また、液晶変調パネル１ｂは、前記液晶表
示パネル１ａと同様にＴＮ液晶等が封入された液晶層１
ｂ−１と、前記液晶表示パネル１ａの画素表示領域に対
応した領域で該液晶層１ｂ−１が作用するように偏光フ
ィルタ１ｃ側に設けられた透明電極１ｂ−２と、その透
明電極１ｂ−２に対面して設けられた透明電極１ｂ−３
とを有する構造を成し、該透明電極１ｂ−２，１ｂ−３
に接続された変調制御回路１２によって駆動されるよう
になっている。

【００２９】図１に戻り、この画像表示手段１の液晶表
示パネル１ａ側の光軸上には、偏光フィルタ２、コンデ
ンサレンズ３、及び光源４が順次配置されている。偏光
フィルタ２は、光源４からの光より任意の偏光方向の光
を選択する機能を有し、また、前記画像表示手段１の偏
光フィルタ１ｃは、この偏光フィルタ２と偏光の軸が直
交するように配置されれている。

【００３０】コンデンサレンズ３は、前記液晶表示パネ
ル１ａに入射する照明光が画面の全ての領域でほぼ均一
になるように画像表示手段１を透過する光の状態をコン
トロールする機能を有する。また、光源４は、液晶表示
パネル１ａを照明するものであり、メタルハライドラン
プ等から成る。

【００３１】一方、画像表示手段１の液晶変調パネル１
ｂ側の光軸上には、投影レンズ５及びスクリーン６が順
次配置されている。投影レンズ５は、液晶表示パネル１
ａに生成される画像を拡大投影するために画像表示手段
１側がテレセントリックとなっている。

【００３２】そして、前記画像表示制御回路１１によ
り、液晶表示パネル１ａを１フレームの奇数フィールド
には右眼視画像を表示し、偶数フィールドには左眼視画
像を表示するように駆動することにより、各偏光の軸が
直交するように偏光フィルタが配置された偏光眼鏡７を
装着した観察者は、右眼画像を右眼で、左眼画像を左眼
で観察するので、立体感のある３次元映像を観察するこ
とができる。

【００３３】なお、この画像投影装置は、３次元映像の
みではなく、２次元映像も得ることができる。すなわ
ち、液晶変調パネル１ｂの駆動を停止して液晶表示パネ
ル１ａに通常の映像を表示すればよい。そのとき、映像
の種類により液晶変調パネル１ｂの駆動を停止するよう
に制御してもよい。

【００３４】図３は、前記画像表示手段１の光学的作用
を説明するための説明図である。

【００３５】同図において、光源４から発した光は、偏
光フィルタ２により特定の偏光状態の光となり、画像が
表示されている液晶表示パネル１ａにおいて白を表現す
る光は、偏光方向を９０°回転して透過し、黒を表現す
る光はそのままの偏光状態で透過し、偏光フィルタ１ｃ
によりそのままの偏光状態の光（黒を表現する）はカッ
トされる。偏光フィルタ１ｃを透過した光は、液晶表示
パネル１ａの表現する画像（例えば右画像、左画像）に
対応した偏光方向を液晶変調パネル１ｂにより変調され
て透過していく。

【００３６】図４は、前記画像表示制御回路１１の内部
構成を示すブロック図である。

【００３７】外部から入力された映像信号（本実施例で
はコンポジット号）は、Ｙ／Ｃ分離回路１１ａを通り、
輝度信号（Ｙ信号）と色信号（Ｃ信号）に分離される。
色信号は、色信号処理回路１１ｂで信号レベル等の処理
が施された後、色復調回路１１ｃに送られる。そして、
色復調回路１１ｃによってＢ−Ｙ、Ｇ−Ｙ，Ｒ−Ｙの色
差信号が復調され、マトリクス回路１１ｄへ送られる。

【００３８】一方、Ｙ／Ｃ分離回路１１ａによって分離
された輝度信号は、同期分離回路１１ｅへ送られ、複合
同期信号が切り取られ、マトリクス回路１１ｄへ送られ
る。マトリクス回路１１ｄでは、入力される輝度信号と
Ｂ−Ｙ、Ｇ−Ｙ，Ｒ−Ｙ信号とによりＲ（レッド），Ｇ
（グリーン），Ｂ（ブルー）信号を生成し、映像信号処
理回路１１ｆによって駆動に適した信号に変換され、Ｈ
−ドライバ１１ｇへ送られる。

【００３９】同期分離回路１１ｅから切り離された複合
同期信号は、タイミングコントロール回路１１ｈへ送ら
れ、液晶表示パネル１ａ駆動用のタイミングクロックが
作成され、Ｈ−ドライバ１１ｇ及びＶドライバ１１ｉへ
送られる。Ｈ−ドライバ１１ｇ及びＶドライバ１１ｉ
は、入力されるタイミングクロック信号とＲ，Ｇ，Ｂ信
号とにより液晶表示パネル１ａを駆動する。

【００４０】なお、外部から入力される映像信号は、Ｙ
−Ｃ分離された信号であってもよい。Ｙ−Ｃ分離された
信号を入力する場合はＹ−Ｃ分離回路１１ａは不要とな
る。

【００４１】図５は、前記変調制御回路１２の内部構成
を示すブロック図である。

【００４２】同図において、前記画像表示制御回路１１
におけるタイミングコントロール回路１１ｈから画像表
示用の水平、垂直同期信号がカウンタ回路１２ａに入力
される。カウンタ回路１２ａでは、垂直同期信号によっ
てリセットされた後、水平同期信号の数をカウントす
る。

【００４３】遅延回路１２ｂは、垂直同期信号と、液晶
表示パネル１ａに画像が表示され始めるまでの間に存在
する水平同期信号とをカウントしないように調整するも
のである。

【００４４】さらに、遅延回路１２ｂの出力は、デコー
ダ回路１２ｃに入力され、デコーダ回路１２ｃは、液晶
表示パネル１ａに各フィールドの画像が表示され始める
ことを感知し、駆動回路１２ｄに対して、後述するｎ分
割された液晶変調パネル１ｂの領域１−１を示す信号を
送出する。

【００４５】カウンタ回路１２ａのカウント値が所定値
に達すると、デコーダ回路１２ｃにパルスを送出し、カ
ウント値をリセットし、引き続き水平同期信号の数をカ
ウントする。カウンタ回路１２ａの所定値は、例えば液
晶表示パネル１ａの垂直ライン数がｍ、液晶変調パネル
１ｂの分割数がｎとするとｍ／ｎのカウント数に設定さ
れる。

【００４６】デコーダ回路１２ｃは、カウンタ回路１２
ａから所定値に達したパルスを受けとると、ｎ分割され
た液晶変調パネル１ｂの領域１−２から順に領域１−ｎ
までを示す信号を駆動回路１２ｄへ出力する。駆動回路
１２ｄは、デコーダ１２ｃからの信号が示す液晶変調パ
ネル１ｂの領域を前記画像表示制御回路１１のタイミン
グコントロール回路１１ｈから入力されるフィールド判
別信号に応じて順次駆動する。この駆動は例えば偶フィ
ールド時は液晶変調パネル１ｂに電圧を印加し、奇数フ
ィールド時は電圧の印加を停止するごとく制御される。

【００４７】図６は、駆動回路１２ｄから出力される駆
動波形（矩形波形）のタイミングの一例を示す図、図７
（ａ）〜（ｄ）は、図６に示す前記駆動波形の期間ａ〜
ｄにそれぞれ対応した液晶変調パネル１ｂと液晶表示パ
ネル１ａの動作状態を示す図である。

【００４８】図６において、垂直同期信号後に偶フィー
ルドの画像表示が液晶表示パネル１ａで開始されると、
デコーダ回路１２ｃは駆動回路１２ｄに領域１−１の選
択信号を送出する。駆動回路１２ｄは、領域１−１に対
し、フィールド判別信号に応じて電圧を印加し、図６の
偶フィールド時の期間ａにおいては液晶変調パネル１ｂ
及び液晶表示パネル１ａが図７（ａ）に示す状態とな
る。

【００４９】すなわち、電圧が印加された液晶変調パネ
ル１ｂの領域１−１のみ、光の回転方向が９０°変換さ
れる。液晶表示パネル１ａには液晶変調パネル１ｂの領
域１−１に対応するエリアに偶フィールドの表示が行わ
れていく。領域１−１に対応する偶フィールドの水平表
示ラインが例えば前記ｍ／ｎ本に達すると、カウンタ回
路１２ａがデコーダ回路１２ｃにパルスを出力し、デコ
ーダ回路１２ｃは、領域１−２を示す信号を駆動回路１
２ｄへ送る。

【００５０】駆動回路１２ｄは、領域１−２に対し、フ
ィールド判別信号が偶フィールドを示しているため電圧
を印加し、図６の偶フィールド時の期間ｂにおいては、
液晶変調パネル１ｂ及び液晶表示パネル１ａが図７
（ｂ）の状態へ進む。

【００５１】以下同様の動作が行われ、図６の期間ｃの
終了時に偶フィールドの表示が終了する。そのときは、
液晶変調パネル１ｂの全ての領域が電圧印加状態となっ
ている。

【００５２】次に、奇フィールドの表示が始まると、デ
コーダ回路１２ｃは領域１−１を示す信号を駆動回路１
２ｄへ送る。駆動回路１２ｄは、フィールド判別信号が
奇を示しているため、液晶変調パネル１ｂの領域１−１
の電圧印加を停止し、その結果、液晶変調パネル１ｂの
領域１−１の光回転方向が偶フィールドに対して９０°
回転することになる（図７の（ｄ）の状態）。以下同様
の動作が繰り返される。

【００５３】以上の動作により、現在書き込みを行って
いる画素以外の画素を表示し続ける画像表示素子におい
ても、偶フィールド及び奇フィールドをそれぞれ所定の
光変調方向にて射出可能となる。

【００５４】なお、液晶変調パネル１ｂに印加する電圧
は、液晶変調パネル１ｂの材質等により正電圧と負電圧
を交互に印加するようにしてもよい。また、駆動回路１
２ｄが液晶変調パネル１ｂを駆動する駆動波形は、矩形
波形ではなく図８に示すようなパルス波形によるもので
あってもよい。

【００５５】また、図９（ａ），（ｂ）に示すように液
晶変調パネル１ｂのスクリーン側に１／４波長板２１を
設け、その波長板２１の偏光軸Ａが液晶変調パネル１ｂ
を射出するそれぞれの光の偏光方向に４５°傾くように
し、射出する光が右旋光の円偏光光と左の旋光の円偏光
光に変換されるようにし、さらに、観察者の装着する偏
光眼鏡７にも同様に１／４波長板２２を設け、この波長
板２２の偏光軸Ａが眼鏡７の偏光フィルタの偏光方向に
対して４５°傾くようにし、入射する円偏光光がそれぞ
れ偏光方向が直交する直線偏光光に変換され、左右画像
を選択するようにすると、観察者の頭の向きによらず画
像を選択することができるので、さらに望ましい。

【００５６】また、液晶表示パネル１ａの表示ライン数
よりも液晶変調パネル１ｂの分割数を少なく設定しても
よいし、液晶表示パネル１ａの表示ライン数と同じ数に
して表示ラインと偏光変調領域を対応させてもよいし、
液晶表示パネル１ａを構成する各画素に偏光変調領域を
対応させてもよい。

【００５７】また、液晶表示パネル１ａは、ＴＮ液晶に
限らず、ＦＬＣ（強誘電）液晶やＳＴＮ液晶などのよう
に画像を表示するときに光の偏光特性を使って光変調す
る表示素子や、ＰＤＬＣ（高分子分散型液晶）、微小可
動ミラーアレイなどの偏光特性以外の特性を使って光を
変調する表示素子であってもよく、表示素子にＰＤＬＣ
等を用いたときには、図１０に示すように偏光フィルタ
１ｃは、画像表示手段１の入射側にあってもよい。分割
された液晶変調パネル１ｂは、異なるフィールドの画像
の漏れを防止するために高速で駆動するものがよく、例
えばＦＬＣが適している。

【００５８】また、投影レンズ５が本実施例に示すよう
にテレサントリックになっていない場合には、図１１に
示すように液晶変調パネル１ｂの分割された領域が、対
応する画素（群）と投射レンズ５の画像表示側瞳位置Ｔ
とを結ぶ直線上に位置するように配置すればよい。

【００５９】本実施例において、画像表示手段１に画像
を表示する際に、奇フィールドには第１の画像を、偶フ
ィールドには該第１の画像と全く関係のない第２の画像
を表示するようにし、第１の画像の偏光方向と一致する
偏光眼鏡を通して観察することにより第１の画像を選択
的に観察することができ、第２の画像の偏光方向と一致
する偏光眼鏡を通して観察することにより第２の画像を
選択的に観察することができ、例えば旅客機の乗客席に
スクリーンを設けて２つの異なる映画を上映し、乗客が
好みに合わせて映画を選択して鑑賞するようなことも可
能である。

【００６０】次に、本発明の第２実施例を説明する。

【００６１】図１２は、本発明に係る画像投影装置の第
２実施例の概略構成を示す模式図である。

【００６２】本実施例は、映像信号のＲ，Ｇ，Ｂ信号に
対応して液晶表示パネルを３枚使用した画像投影装置の
例であり、図中３１Ｒ，３１Ｇ，３１Ｂは、映像信号の
Ｒ，Ｇ，Ｂ信号に対応して設けられた画像表示手段であ
る。

【００６３】この画像表示手段３１Ｒ，３１Ｇ，３１Ｂ
の各々の内部構成は、上述の第１実施例の画像表示手段
１と同様であり、画像表示手段３１Ｒには、前記画像表
示手段１における液晶表示パネル１ａ、液晶変調パネル
１ｂ及び偏光フィルタ１ｃにそれぞれ相当する液晶表示
パネル３１Ｒ−ａ、液晶変調パネル３１Ｒ−ｂ及び偏光
フィルタ３１Ｒ−ｃが設けられている。同様に、画像表
示手段３１Ｇには、液晶表示パネル３１Ｇ−ａ、液晶変
調パネル３１Ｇ−ｂ及び偏光フィルタ３１Ｇ−ｃが設け
られ、画像表示手段３１Ｂには、液晶表示パネル３１Ｂ
−ａ、液晶変調パネル３１Ｂ−ｂ及び偏光フィルタ３１
Ｂ−ｃが設けられている。

【００６４】そして、各画像表示手段３１Ｒ，３１Ｇ，
３１Ｂのそれそれの液晶表示パネル３１Ｒ−ａ，３１Ｇ
−ａ，３１Ｂ−ａには、映像信号のＲ，Ｇ，Ｂの信号が
入力されるようになっている。

【００６５】光源３４の光軸上には、ダイクロイックミ
ラー４１〜４４と反射ミラー５１，５２とが設けられて
いる。そして、ダイクロイックミラー４２，４３間には
前記画像表示手段３１Ｒ、偏光フィルタ３２Ｒ及びコン
デンサーレンズ３３Ｒが配置され、反射ミラー５２とダ
イクロイックミラー４３との間には、前記画像表示手段
３１Ｇ、偏光フィルタ３２Ｇ及びコンデンサーレンズ３
３Ｇが配置され、さらにダイクロイックミラー４２と反
射ミラー５１との間には、前記画像表示手段３１Ｂ、偏
光フィルタ３２Ｂ及びコンデンサーレンズ３３Ｂが配置
されている。

【００６６】そして、ダイクロイックミラー４３，４４
の光軸と反射ミラー５１及びダイクロイックミラー４４
の光軸上の投射レンズ３５を介してスクリーン３６が配
置されている。なお、光源３４、偏光フィルタ３２Ｒ，
３２Ｇ，３２Ｂ、コンデンサーレンズ３３Ｒ，３３Ｇ，
３３Ｂ、投射レンズ３５、スクリーン３６、及び偏光眼
鏡３７は、それぞれ上述した図１の光源４、偏光フィル
タ２、コンデンサーレンズ３、投射レンズ５、スクリー
ン６、及び偏光眼鏡７に相当するものである。但し、投
射レンズ３５における画像表示手段側の凸レンズは、液
晶変調パネル３１Ｒ−ｂ，３１Ｇ−ｂ，３１Ｂ−ｂ側に
それぞれ１つずつ配置されている。

【００６７】本実施例は、液晶ドライバ６１により、
Ｒ，Ｇ，Ｂの映像信号がそれぞれ液晶表示パネル３１Ｒ
−ａ，３１Ｇ−ａ，３１Ｂ−ａに送られて制御される以
外は、上記第１実施例の制御方法と同じように制御さ
れ、偏光眼鏡３７を装着した観察者は、右眼画像を右眼
で、左眼画像を左眼で観察するので、立体感のある３次
元カラー映像を観察することができる。

【００６８】次に第３実施例を説明する。

【００６９】図１３は、本発明に係る画像投影装置の第
３実施例の概略構成を示すブロック図であり、上述した
図４及び図５に対応した画像表示制御回路及び変調制御
回路を示すものである。なお、図４及び図５に共通する
要素には同一の符号を付し、その詳細な説明を省略す
る。

【００７０】本実施例の画像投影装置は、液晶表示パネ
ル（画像表示素子）１ａに倍速表示を行う場合の例であ
り、上記実施例と同様に、外部から入力された映像信号
は、Ｙ／Ｃ分離回路１１ａを通り、輝度信号（Ｙ信号）
と色信号（Ｃ信号）に分離される。色信号は、色信号処
理回路１１ｂ、色復調回路１１ｃ、及び色復調回路１１
ｃを経由してマトリクス回路１１ｄへ送られる。

【００７１】一方、輝度信号は、同期分離回路１１ｅを
経由してマトリクス回路１１ｄへ送られる。マトリクス
回路１１ｄでは、入力される輝度信号とＢ−Ｙ、Ｇ−
Ｙ，Ｒ−Ｙ信号とによりＲ，Ｇ，Ｂ信号を生成し、これ
をＡ／Ｄコンバータ１１ｊへ送る。Ａ／Ｄコンバータ１
１ｊにおいてディジタル信号に変換された信号は、フレ
ームメモリ１１ｋに一旦記憶された後、タイミングコン
トロール回路１１ｈからの指示に従いＤ／Ａコンバータ
１１ｌによってアナログ信号に変換される。さらに、映
像信号処理回路１１ｆにより駆動に適した信号に変換さ
れた後、Ｈドライバ１１ｇに送られる。

【００７２】タイミングコントロール回路１１ｈは、同
期分離回路１１ｅによって切り離された複合同期信号を
入力し、Ａ／Ｄコンバータ１１ｊ、フレームメモリ１１
ｋ、及びＤ／Ａコンバータ１１ｌをコントロールするコ
ントロール信号と、液晶表示パネル１ａ駆動用のタイミ
ングクロックとを作成する。このパネル１ａ駆動用のタ
イミングクロックは、Ｈ−ドライバ１１ｇ及びＶドライ
バ１１ｉへ送られる。Ｈ−ドライバ１１ｇ及びＶドライ
バ１１ｉは、入力されるタイミングクロック信号と、フ
レームメモリ１１ｋから読み出されて信号処理された
Ｒ，Ｇ，Ｂ信号とにより液晶表示パネル１ａに画像を表
示する。

【００７３】また、タイミングコントロール回路１１ｈ
は、フレームメモリ１１ｋ内の１フィールド呼び出し
を、例えばＮＴＳＣ方式におけるフィールド画像表示の
倍速で制御し、液晶表示パネル１ａ駆動用タイミングク
ロックも、ＮＴＳＣ方式におけるフィールド画像表示の
倍速で表示可能なように構成されている。

【００７４】本構成の倍速表示は、例えばＮＴＳＣ方式
の偶もしくは奇の１フィールドの表示を行う期間に（図
１４（ａ））、偶及び奇の２フィールドの表示を行うも
のである（図１４（ｂ））。

【００７５】次に、タイミングコントロール回路１１ｈ
から、倍速表示用の水平、垂直同期信号がカウンタ１２
ａに入力される。そして、上記実施例と同様にカウンタ
回路１２ａでは、垂直同期信号によってリセットされた
後、水平同期信号の数をカウントする。そして、遅延回
路１２ｂ、デコーダ回路１２ｃ及び駆動回路１２ｄが上
記実施例と同様に動作して、液晶変調パネル１ｂを制御
する。

【００７６】これにより、液晶表示パネル１ｂの倍速表
示状態においても、倍速表示用の同期信号を基にｎ分割
されている液晶変調パネル１ｂを制御することにより、
倍速表示される偶フィールド及び奇フィールドのそれぞ
れの画像を所定の光偏光方向にて出力することができ
る。

【００７７】次に第４実施例を説明する。

【００７８】図１５は、本発明に係る画像投影装置の第
４実施例の概略構成を示すブロック図であり、上記第３
実施例に対応した画像表示制御回路及び変調制御回路を
示すものである。なお、図１３に共通する要素には同一
の符号を付し、その詳細な説明を省略する。

【００７９】本実施例の画像投影装置は、液晶表示パネ
ル（画像表示素子）１ａに倍速表示を行う場合の他の例
であり、異なる２つの映像信号Ｓ１，Ｓ２を上記第３実
施例において説明した信号処理と同様な動作を経て、そ
れぞれ異なるフレームメモリ１１ｋ−１，１１ｋ−２に
格納する。フレームメモリ１１ｋ−１，１１ｋ−２に格
納された信号は、タイミングコントロール回路１１ｈに
より倍速で読み出される。倍速で読み出された信号は、
タイミングコントロール回路１１ｈにて１フィールド毎
に制御されるビデオスイッチ７１により、異なる２つの
映像信号Ｓ１，Ｓ２が１フィールド毎に交互にＡ／Ｄコ
ンバータ１１ｊ−１，１１ｊ−２へ送られ、上記第３実
施例と同様の動作で１枚の液晶表示パネル１ａに画像が
表示される。

【００８０】図１６（ａ），（ｂ）は、本実施例におけ
る液晶表示パネル１ａに表示される映像例を示す図であ
る。

【００８１】本実施例では、２つの異なる映像信号を倍
速読出ししており、通常読みだし時（図１６（ａ））の
１フィールド表示期間に、異なる映像信号Ｓ１，Ｓ２の
それぞれの片フィールドずつを表示するものである（図
１６（ｂ））。

【００８２】本実施例において、ｎ分割された液晶変調
パネル１ｂは、図１７（ａ）〜（ｄ）に示すごとく映像
信号Ｓ１，Ｓ２の表示される領域に応じて偏光方向が制
御される。

【００８３】従って、本実施例によれば、１枚の液晶表
示パネル１ａを用い、異なる２つの映像信号をそれぞれ
所定の光変調方向にて射出することが可能となる。

【００８４】なお、本発明は上記実施例に限定されず種
々の変形が可能である。

【００８５】例えば図１８に示すように、表示画面を複
数に分割して画像を表示する画像表示素子の前にｎ分割
された光変調素子を配置して、この光変調素子を表示画
面と同期させて制御することにより、所定フィールドの
画像を所定の光変調方向にて射出することも可能であ
る。

【００８６】また、表示されている画素以外の画素が表
示されない画像表示素子においても、偶及び奇フィール
ドの両方の画像を同時に表示する場合は、偶及び奇所定
のフィールドを所定の光変調方向に射出可能である。

【００８７】また、画像表示素子の表示に対応して光変
調素子の領域を制御しているため、光変調素子の分割は
図１９に示すごとく等分でなくともよい。

【００８８】

【発明の効果】以上詳細に説明したように本発明の画像
投影装置によれば、画像表示制御手段が画像表示手段の
任意の領域に画像を表示するときに、その領域に対応す
る多分割光変調手段の領域の光の状態を、画像信号に同
期して第１の偏光状態から第２の偏光状態へ又は第２の
偏光状態から第１の偏光状態へ変換するように制御した
ので、現在書き込みを行っている画素以外の画素を表示
し続ける画像表示手段においても、良質な画像投影を行
うことが可能となる。また、例えば液晶表示パネルを使
用することができるので、大幅に小型化することができ
る。

【００８９】上述した画像投影装置において、前記投影
手段に拡大投影された画像を、光の前記第１の偏光状態
と前記第２の偏光状態とで選択的に観察するための選択
観察手段を設けることにより、観察者は、該選択観察手
段を用いることによって容易に立体画像等を長時間鑑賞
することができる。

【００９０】上述した画像投影装置において、多分割光
変調手段を画像表示手段と投影手段との間に設けること
により、的確な光変調作用が可能となり、良質な画像投
影を行うことが可能となる。

【００９１】上述した画像投影装置において、多分割光
変調手段の分割された領域は、その領域に対応した画像
表示手段の画像表示領域と投影手段における画像表示手
段側の瞳位置とを結ぶほぼ直線上に設けることにより、
投影手段が例えばテレサントリックになっていないよう
な場合にも、的確に対処することが可能となる。

【００９２】また、本発明の画像投影方法によれば、画
像信号に基づき画像表示手段の任意の領域に画像を表示
するときに、その領域に対応する多分割光変調手段の領
域の光の状態を、前記画像信号に同期して第１の偏光状
態から第２の偏光状態へ又は第２の偏光状態から第１の
偏光状態へ変換し、そして画像表示手段に表示された画
像を拡大投影するようにしたので、上記発明と同様の効
果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る画像投影装置の第１実施例の概略
構成を示す模式図である。

【図２】第１実施例における液晶表示パネルの構成を示
す図である。

【図３】第１実施例における画像表示手段の光学的作用
を説明するための説明図である。

【図４】図２に示す画像表示制御回路１１の内部構成を
示すブロック図である。

【図５】図２に示す変調制御回路１２の内部構成を示す
ブロック図である。

【図６】図５に示す駆動回路１２ｄから出力される駆動
波形のタイミングの一例を示す図である。

【図７】第１実施例における液晶変調パネルと液晶表示
パネルの動作状態を示す図である。

【図８】図５に示す駆動回路１２ｄから出力される駆動
波形の他の形状を示す図である。

【図９】第１実施例における変形例を示す図である。

【図１０】第１実施例における変形例を示す図である。

【図１１】第１実施例における変形例を示す図である。

【図１２】本発明に係る画像投影装置の第２実施例の概
略構成を示す模式図である。

【図１３】本発明に係る画像投影装置の第３実施例の概
略構成を示すブロック図である。

【図１４】倍速表示の表示例を示す図である。

【図１５】本発明に係る画像投影装置の第４実施例の概
略構成を示すブロック図である。

【図１６】第４実施例における液晶表示パネルに表示さ
れる映像例を示す図である。

【図１７】第４実施例における液晶変調パネルと液晶表
示パネルの動作状態を示す図である。

【図１８】本発明の変形例を示す図である。

【図１９】本発明の変形例を示す図である。

【図２０】従来の画像投影システムを示す図である。

【図２１】従来の他の画像投影システムを示す図であ
る。

【図２２】従来の他の画像投影システムを示す図であ
る。

【図２３】従来の表示素子の表示状態を示す図である。

【図２４】従来の他の表示素子の表示状態を示す図であ
る。

【符号の説明】

１ 画像表示手段 １ａ 液晶表示パネル（画像表示素子） １ｂ 液晶変調パネル（光変調素子） １ｃ 偏光フィルタ ２ 偏光フィルタ ３ コンデンサレンズ ４ 光源 ５ 投影レンズ ６ スクリーン １１ 画像表示制御回路 １２ 変調制御回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０４Ｎ 15/00 (72)発明者 藤原 昭広 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 北岸 望 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 沖野 正 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 順次画像を表示する画像表示手段と、 偏光状態の変調可能な液晶部材と分割された透明電極と
   から成り透過する偏光光を第１の偏光状態と該第１の偏
   光状態にほぼ直交する第２の偏光状態とに変換する多分
   割光変調手段と、 前記画像表示手段と前記多分割光変調手段との間に設置
   され特定の偏光方向の光を透過させる偏光選択手段と、 前記１つの画像表示手段に２つの異なる画像を表示する
   ための画像信号を生成する画像信号生成手段と、 前記画像信号生成手段から供給される画像信号に基づき
   前記画像表示手段に画像を表示する画像表示制御手段
   と、 前記画像表示制御手段が前記画像表示手段の任意の領域
   に画像を表示するときに、その領域に対応する前記多分
   割光変調手段の領域の光の状態を、前記画像信号に同期
   して前記第１の偏光状態から前記第２の偏光状態へ又は
   前記第２の偏光状態から前記第１の偏光状態へ変換する
   ように制御する変調制御手段と、 前記画像表示手段に表示された画像を拡大投影する投影
   手段とを有することを特徴とする画像投影装置。
2. 【請求項２】 前記投影手段に拡大投影された画像を、
   前記第１の偏光状態と前記第２の偏光状態とで選択的に
   観察するための選択観察手段を設けたことを特徴とする
   請求項１記載の画像投影装置。
3. 【請求項３】 前記多分割光変調手段は、前記画像表示
   手段と前記投影手段との間に設けられたことを特徴する
   請求項１または２記載の画像投影装置。
4. 【請求項４】 前記多分割光変調手段の分割された領域
   は、その領域に対応した前記画像表示手段の画像表示領
   域と前記投影手段における前記画像表示手段側の瞳位置
   とを結ぶほぼ直線上に設けられていることを特徴とする
   請求項３記載の画像投影装置。
5. 【請求項５】 順次画像を表示する画像表示手段と、偏
   光状態の変調可能な液晶部材と分割された透明電極とか
   ら成り透過する偏光光を第１の偏光状態と該第１の偏光
   状態にほぼ直交する第２の偏光状態に変換する多分割光
   変調手段と、前記画像表示手段と前記多分割光変調手段
   との間に設置され特定の偏光方向の光を透過させる偏光
   選択手段とを用い、 前記１つの画像表示手段に２つの異なる画像を表示する
   ための画像信号に基づいて前記画像表示手段の任意の領
   域に画像を表示するときに、その領域に対応する前記多
   分割光変調手段の領域の光の状態を、前記画像信号に同
   期して前記第１の偏光状態から前記第２の偏光状態へ又
   は前記第２の偏光状態から前記第１の偏光状態へ変換
   し、 前記画像表示手段に表示された画像を拡大投影すること
   を特徴とする画像投影方法。