画像表示装置及び画像表示方法
【課題】高画質を確保しながら画像投射素子の数を少なくして、コストの低減と小型化できる画像表示装置及びその画像表示装置を用いた画像表示方法を提供すること。
【解決手段】時分割に画像を光束として出射する一つの画像投射素子２と、当該画像投射素子２から出射された光束の光軸が時分割により分割された一の時とその次の時とで異なる光軸方向となるように変更可能なポリゴンミラー１４とを具備することとした。従って、例えば画像投射素子２から出射された光束を時分割で複数の光軸方向に変更し、スクリーン５の異なる領域にそれぞれ投射することができる。そして、この際、当該時分割ごとに画像投射素子２から画像としての光束を出射するので、画像投射素子の数を減らすことが可能となる。
【解決手段】時分割に画像を光束として出射する一つの画像投射素子２と、当該画像投射素子２から出射された光束の光軸が時分割により分割された一の時とその次の時とで異なる光軸方向となるように変更可能なポリゴンミラー１４とを具備することとした。従って、例えば画像投射素子２から出射された光束を時分割で複数の光軸方向に変更し、スクリーン５の異なる領域にそれぞれ投射することができる。そして、この際、当該時分割ごとに画像投射素子２から画像としての光束を出射するので、画像投射素子の数を減らすことが可能となる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像投射素子を用いた画像表示装置及びその画像表示装置を用いた画像表示方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、画像表示装置、例えば立体画像表示装置は複数の画像投射素子（プロジェクター）を並列に多数並べ、それらの画像投射素子から投射される画像の合成により立体画像を得ていた。
【０００３】
しかし、高画質、高精細な画像を得るためには多数の画像投射素子を用いなければならないが、単位面積当たりの画像投射素子を増やすことにも限界があり、画像表示装置が大型化となってしまうことや多数の画像投射素子が必要であることから製造コストの低減も図れないなどという問題があった。
【０００４】
そこで、立体表示方法において、二次元レンズアレイの個々のレンズを立体表示の一画素として、個々のレンズに二次元光源アレイを対応させて垂直方向と水平方向に異なる方向に進む多数の光線を発生させ、垂直方向拡散板で表示角度範囲を垂直方向にのみ広げて、二次元レンズアレイ全体として水平方向に異なる表示方向をもつ画像を二次元光源アレイの光源数だけ生成することが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特表２００３−１４００８３号公報（段落[００２４]、図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１に記載の方法では、二次元画像表示装置として例えば液晶表示パネルを利用すると小型の液晶表示パネルを用いたとしても二次元画像表示装置全体の大きさを十分には小さくできないことやコストを軽減できないという問題が考えられた。
【０００６】
以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、高画質を確保しながら画像投射素子の数を少なくして、コストの低減と小型化できる画像表示装置及びその画像表示装置を用いた画像表示方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明に係る画像表示装置は、時分割に画像を光束として出射する画像投射素子と、前記画像投射素子から出射された前記光束の光軸方向を、前記時分割により分割された一の時とその次の時とで異なる光軸方向となるように変更可能な光学部材とを具備することを特徴とする。ここで、「光学部材」とは、例えばミラーであるがこれに限られるものではなく、光軸方向を変えることができるものであればよい。
【０００８】
本発明では、時分割に画像を光束として出射する画像投射素子と、当該画像投射素子から出射された光束の光軸が時分割により分割された一の時とその次の時とで異なる光軸方向となるように変更可能な光学部材とを具備することとした。従って、例えば一つの画像投射素子から出射された光束を時分割で複数の光軸方向に変更し、スクリーン等の異なる領域にそれぞれ投射することができる。そして、この際、当該時分割ごとに画像投射素子から画像としての光束を出射するので、結局当該スクリーンには複数の画像投射素子から夫々画像が投射されたのと同様の画像情報を提供できることとなり、その分、画像投射素子の数を減らすことが可能となる。
【０００９】
また、画像投射素子から時分割に出射する画像情報の精度を高めることができれば、当該時分割をより細分化して、究極的には一つの画像投射素子により高画質な映像を提供できる。
【００１０】
本発明の一の形態によれば、前記光学部材は、前記画像投射素子から出射された前記光束を反射させるミラーを有し、当該ミラーを回動させて前記反射する光束の光軸方向を、前記時分割により分割された一の時とその次の時とで異なるものとできることを特徴とする。これにより、より多くの異なる光軸方向を生成でき、多数の画像投射素子の代わりを果たすことができ、より少ない画像投射素子により高画質な映像を提供できる。
【００１１】
本発明の一の形態によれば、前記ミラーの回動及び前記時分割の少なくともいずれかを制御することで前記時分割により分割された一の時とその次の時とで異なる前記光軸方向とする制御部を更に備えることを特徴とする。これにより、ミラーの回動のタイミングや速度等をコントロールして当該時分割の夫々のときに同期させることができるし、時分割の夫々のとき自体をコントロールしてミラーの回動のタイミングに同期させることも可能となる。
【００１２】
本発明の一の形態によれば、前記ミラーは、多角柱の側面に配置された複数のミラーを有し、前記多角柱の柱軸を中心軸として前記ミラーを回動させることで前記光軸方向の変更を連続的なものとできることを特徴とする。これにより、画像投射素子から出射される光束のミラーによる反射角を連続的に変更でき、より精細な光軸方向の変更が可能となる。また、当該多角柱を回転させることにより、周期的に光軸方向を変更できる。
【００１３】
本発明の一の形態によれば、前記光学部材から出射された前記光束を受け、当該光束をその光軸方向に水平な方向には拡散せず、垂直方向に拡散する垂直拡散板を有するスクリーンを更に備えることを特徴とする。これにより、縦ラインの合成画像により観察者は高画質で奥行きのある画像を見ることができる。
【００１４】
本発明の一の形態によれば、前記画像投射素子は、複数の画像投射素子からなり、少なくとも同じ画像投射素子から出射され前記光学部材により光軸方向が変更された各光軸が、前記スクリーンの夫々異なる位置に入射するものであることを特徴とする。これにより、液晶表示素子のように応答速度の遅い表示素子であっても、より少ない画像投射素子の数で高画質な画像を提供できる。
【００１５】
本発明の一の形態によれば、前記複数の画像投射素子は、各画像投射素子から出射される前記光束の光軸方向が水平面方向で夫々平行であることを特徴とする。これにより、光学部材により変更された光軸方向をスクリーンに対し水平面方向に平行とすることが容易となり、より容易に高画質な映像を提供できる。
【００１６】
本発明の一の形態によれば、前記複数の画像投射素子は、第１及び第２の画像投射素子を有し、前記光学部材は、前記第１の画像投射素子からの光束が入射する第１の光学部材と前記第２の画像投射素子からの光束が入射する第２の光学部材を有し、前記第１の光学部材により光軸方向が変更された第１の光軸と前記第２の光学部材により光軸方向が変更された第２の光軸とが、前記スクリーンの夫々異なる位置に入射するものであることを特徴とする。ここで、「第１の光学部材」及び「第２の光学部材」とは、「光学部材」と同様、例えばミラーであるがこれに限られるものではなく、光軸方向を変えることができるものであればよい。これにより、複数の画像投射素子からスクリーンへの画像投射の効率化が図れ、応答速度の遅い表示素子でも更に必要な画像投射素子数を少なくできる。また、光軸方向が変更された光束を夫々の光学部材を制御してより容易に所望のスクリーンの位置に入射でき、更に高画質な映像を提供できる。
【００１７】
本発明の一の形態によれば、前記複数の画像投射素子は夫々の時分割が同期していることを特徴とする。これにより、複数の画像投射素子によりスクリーンに纏まりのある画像を投射できる。
【００１８】
本発明の他の形態に係る画像表示方法は、時分割に画像を光束として画像投射素子から当該光束の光軸方向を変更可能な光学部材に出射するステップと、前記光学部材に入射された前記時分割ごとの光束を、前記時分割により分割された一の時とその次の時とで異なる光軸方向に変更して出射するステップとを具備することを特徴とする。
【００１９】
本発明では、光学部材に入射された時分割ごとの光束を当該時分割により分割された一の時とその次の時とで異なる光軸方向に変更して出射するステップを具備することとした。従って、例えば一つの画像投射素子から出射された光束を時分割で複数の光軸方向に変更し、スクリーン等の異なる領域にそれぞれ投射することができる。そして、この際、当該時分割ごとに画像投射素子から画像としての光束を出射するので、結局当該スクリーンには複数の画像投射素子から夫々画像が投射されたのと同様の画像情報を提供できることとなり、その分、画像投射素子の数を減らすことが可能となる。
【００２０】
また、画像投射素子から時分割に出射する画像情報の精度を高めることができれば、当該時分割をより細分化して、究極的には一つの画像投射素子により高画質な映像を提供できる。
【発明の効果】
【００２１】
以上のように、本発明によれば、高画質を確保しながら画像投射素子の数を少なくして、より画像表示装置を低コスト化、小型化できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。尚、以下の説明では、画像表示装置の一例として立体画像表示装置について説明するが、勿論これに限られるものではない。
【００２３】
図１は、本発明の第１の実施形態に係る立体画像表示装置の概略を示す斜視図、図２は、画像投射素子及びポリゴンミラーを説明する部分平面図、図３は、画像表示装置の制御ブロック図及び図４は、スクリーンの概略を示す斜視図である。
【００２４】
立体画像表示装置１は、例えば図１に示すように一つの画像投射素子２、その画像投射素子２から出射された光束の光軸方向を変更するミラーを有するミラー部３、その画像投射素子２に時分割に画像信号を送り、当該時分割やミラーの回動を制御する制御部４、そのミラーにより反射された光束としての像光が投射されるように配置されたスクリーン５及び当該画像投射素子２及びミラー部３やスクリーン５等を支えるベース６等を有する。
【００２５】
ここで、画像投射素子２は例えば図２に示すように円筒状の後部筒体７、直方体状の箱体（筺体）８及び前部筒体９を有しており、箱体８は、後部筒体７と前部筒体９とに挟まれるように配置されている。
【００２６】
後部筒体７には、例えば光源として光を出射するＬＥＤ(Light Emitting Diode)１０が内蔵されており、ＬＥＤ１０から出射された光が箱体８内に進入できるように箱体８に接続されている。また、後部筒体７は当該ＬＥＤ１０から出射された光を平行光とする図示しない照明用光学系が内蔵されている。
【００２７】
箱体８には、例えば図２に示すようにその内部に光学変調素子としての透過型の液晶表示素子１１が保持されており、ＬＥＤ１０からの光の強度を変調し画像を生成し前部筒体内に出射することができる。
【００２８】
前部筒体９は、例えば図２に示すように平板状のプロジェクターベース１２に保持されており、内蔵されたレンズ系１３により、液晶表示素子１１により生成された画像を一つの光軸Ｂ（図２中のＢ）を有する光束としてミラー部３に出射する。
【００２９】
次に、ミラー部３は例えば図１及び図２に示すようにミラーとしての多角柱の側面に複数のミラーが形成されたポリゴンミラー１４、そのポリゴンミラー１４の柱軸Ｃ（図２中のＣ）を中心軸として当該ポリゴンミラー１４を回動(回転)させる後述するモータの駆動力をポリゴンミラー１４に伝えるミラー回転軸１６等を有する。
【００３０】
例えばポリゴンミラー１４は、図１及び図２に示すように断面が６角形の多角柱の６つの側面に夫々複数のミラーとしての平面ミラー１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ，１４ｅ，１４ｆが配置されており、夫々の平面ミラー１４ａ〜１４ｆの側端縁が互いに連続するように形成されている。
【００３１】
また、ポリゴンミラー１４は図２に示すように画像投射素子２から出射された光束の光軸Ｂが、例えば平面ミラー１４ａに入射するようにミラー回転軸１６に保持されており、そこで反射され光軸方向を変更された光束の光軸Ｄがスクリーン５の観察側と反対側の面に入射するように配置されている。
【００３２】
次に、制御部４は例えば図３に示すようにメモリ１７ａ，１７ｂ，１７ｃ、マルチプレクサ１８、切替えスイッチ１９、コントローラ２０、ロータリエンコーダ２１及びモータ２２等を有する。
【００３３】
メモリ１７ａ，１７ｂ，１７ｃは、図示しない例えば三つのカメラにより夫々撮像され、スクリーン５に投射する縦ライン画像の基礎となる画像情報を夫々記憶しており、マルチプレクサ１８は例えば当該メモリ１７ａ，１７ｂ，１７ｃに記憶された画像情報を基に、画像処理や合成処理を行い、縦ライン画像情報を生成する。
【００３４】
切替えスイッチ１９は、マルチプレクサ１８から出力される縦ライン画像情報ごとの画像信号を所定の時分割に同期させ順次切替えながら液晶表示素子１１に出力する。ここで、液晶表示素子１１は例えば図３に示すように液晶コントローラ３０、液晶ドライバ２３及び複数の画素で構成される液晶パネル２４等を有する。液晶コントローラ３０は、コントローラ２０の制御の下で液晶ドライバ２３に制御信号を出力する。液晶ドライバ２３は、切替えスイッチ１９からの画像信号及び液晶コントローラ３０からの制御信号を受け、液晶パネル２４中の図示しない例えばＴＦＴ(Thin Film Transistor)にデータ信号を印加する。これにより、所定の画素の液晶に電圧が印加され、透過光の強度が変調されて、液晶表示素子全体として所定の画像を生成するものである。
【００３５】
ロータリエンコーダ２１は、例えばポリゴンミラー１４のミラー回転軸１６に設けられており当該ミラー回転軸１６の回動に伴い所定のパルスを出力するものであり、当該出力信号をコントローラ２０が受信し、例えば当該パルスをカウントすることによりミラー回転軸１６の回転角度、すなわちポリゴンミラー１４の回転角度の変化等を検出できる。例えばこの情報に基づき、コントローラ２０が当該ポリゴンミラー１４の回動に同期した時分割情報を切替えスイッチ１９の送ることができる。
【００３６】
次に、スクリーン５は、例えば図４に示すようにポリゴンミラー１４からの光を平行光線に変換するフレネルレンズシート２５、その平行光線をその光線の方向に対し垂直方向（図４中のＺ軸方向）に屈折させる垂直拡散板としてのレンチキュラーシート２６、その屈折された光線を拡散させる拡散部材２７等を有する。
【００３７】
ここで、フレネルレンズシート２５はレンズ系１３から出射された投射光をレンチキュラーシート２６に対して垂直に近い角度（図４中のＹ軸方向）の略平行光線に変換する。
【００３８】
レンチキュラーシート２６は、例えば図４に示すようにレンズ系側のシリンドリカルレンズ部２６ａ及び観察者側のレンズ基部２６ｂを有する。当該シリンドリカルレンズ部２６ａは、平板状のレンズ基部２６ｂに水平方向に等しく略半円状の断面で延びるシリンドリカルレンズが複数垂直方向に並設されている。これにより、平行光線をその方向に対し垂直方向（図４中のＺ軸方向）に屈折させ散乱させることができる。
【００３９】
また、拡散部材２７は全方向に拡散させるもので、例えば無機化合物を透明樹脂内に分散混合させる等の方法により製造できる。勿論、全方向に拡散する拡散部材である必要はなく、例えば特定の拡散特性を持たせたホログラム拡散シートであってもよい。
【００４０】
以上のように構成された立体画像表示装置１による画像表示方法について特に光の進み方を中心に説明する。図５は、立体画像表示装置の光に進み方の説明図及び図６は、ポリゴンミラーからの光が観察者に立体画像として進む様子の説明図である。
【００４１】
原理的に立体画像表示装置では、観察者の左右の眼に対して、対応する視差情報を入れるために、スクリーン後方(観察者から見て)に複数の画像投射素子（プロジェクター）を配置することと、スクリーンの拡散板を垂直方向だけの拡散で水平方向はほとんど拡散しないように設定することで、左右の眼に対して別々の画像情報を入力できるようになる。
【００４２】
このとき左右の眼には、例えば第１の画像としての１つ目の画像投射素子の情報は当該拡散板によって、垂直方向にしか拡散されないため、縦ラインの表示として見える。隣の表示ラインはその隣の例えば第２の画像としての２つ目の画像投射素子からの表示情報が眼に入るため、複数の画像投射素子から夫々必要な情報が眼に入るようになっている。
【００４３】
これにより、左右の眼に見えるスクリーン上の画像は各画像投射素子による縦ライン表示の合成画像として見えることとなる。
【００４４】
本実施形態では、この各画像投射素子による縦ライン表示を一つの画像投射素子からの複数の縦ライン表示として合成画像を形成しようとするものである。
【００４５】
以下具体的に説明する。
【００４６】
まず、例えば図５に示すようにプロジェクターベース１２に保持された画像投射素子２の後部筒体７に内蔵されたＬＥＤ１０の電極に所定の電流が供給されると、当該ＬＥＤ１０の光出射側から光が出射され、同じく後部筒体７に内蔵された照明用光学系により例えば平行光とされ、当該平行光が液晶表示素子１１に照射される。
【００４７】
このとき、平行光が照射された液晶表示素子１１は、例えば制御部４の切替えスイッチ１９から所定の時分割で送られてくる画像Ｔ１〜Ｔｎ等の画像信号を液晶ドライバ２３に受信し、入射した光を画素ごとに変調し、画像Ｔ１〜Ｔｎ等を生成している。従って、例えば当該液晶表示素子１１が透過型であるときは、その画像を透過した光が前部筒体９のレンズ系１３に入射し、ポリゴンミラー１４に向けて時分割された画像Ｔ１〜Ｔｎ等としての光束が出射されることとなる。
【００４８】
ここで、例えば図３及び図５に示すようにコントローラ２０は、液晶表示素子１１に表示させる画像Ｔ１〜Ｔｎ等の縦ライン画像情報を送信するようマルチプレクサ１８に指示する。マルチプレクサ１８は、画像Ｔ１〜Ｔｎ等の縦ライン画像情報を例えばメモリ１７ａ，１７ｂ，１７ｃに記憶されている画像情報を夫々選択し処理、合成して生成する。すると、コントローラ２０はその生成された縦ライン画像情報を切替えスイッチ１９に送信させ、当該切替えスイッチ１９はコントローラ２０の制御下、所定の時分割ごとに例えば０．０１７３６ｍｓ（１２０フレームレートの液晶を縦に使った場合、その液晶の解像度が６４０×４８０ドットとして １÷１２０÷４８０＝０．０１７３６ｍｓとなる。)ごとに画像Ｔ１〜Ｔｎ等の画像信号を一つずつ液晶ドライバ２３に送信することとなる。
【００４９】
このとき、コントローラ２０は光学部材としてのポリゴンミラー１４の回転速度とその回転角度の変化を例えばミラー回転軸１６に設けられたロータリエンコーダ２１からのパルス信号により読み取る。そして、コントローラ２０は読み取ったポリゴンミラー１４の回転速度等の情報から画像Ｔ１〜Ｔｎ等の画像信号を例えばどういう時分割で液晶ドライバ２３に送信すれば、当該時分割ごとの一の時とその次の時とで当該画像Ｔ１〜Ｔｎ等の光束ごとの光軸方向を変更できるか、即ち一番適当な時分割を選択、制御してその時分割情報を切替えスイッチ１９に送信する。
【００５０】
例えばｎ＝５０の時分割のタイミングのときに図５に示す実線Ｈの状態であるポリゴンミラー１４が、ｎ＝５１の時分割のタイミングのときに図５に示す破線Ｉのポリゴンミラー１４に移動する。すると、ｎ＝５０の時は画像投射素子２から出射された画像Ｔ５０の光束の光軸Ｂは、ポリゴンミラー１４の平面ミラー１４ａにより反射され実線で表す光軸Ｅの方向に変更されてスクリーン上の例えばＳ５０の位置に入射することとなる。一方、その次の時分割のタイミングであるｎ＝５１では、次の画像であるＴ５１の光束は同じ光軸Ｂとして画像投射素子２から出射され、同じ平面ミラー１４ａにより反射されるが、当該ポリゴンミラー１４が図５に示すように例えばθ１だけ回動しているのでその反射された光軸Ｆは破線のように光軸の方向が変更される。そして、その変更された光軸Ｆはスクリーン５のＳ５０の隣のＳ５１に入射することとなる。
【００５１】
すなわち、コントローラ２０は、ポリゴンミラー１４が実線Ｈの状態からθ１だけ回動し、破線Ｉの状態になったときに例えば時分割のｎ＝５０がｎ＝５１となるように時分割を選択、制御し、当該ポリゴンミラー１４の回動に同期させることになる。
【００５２】
次に、スクリーン５での光の動作を簡単に説明する。
【００５３】
ポリゴンミラー１４により光軸方向を変更された光軸Ｆの光束は、例えば図４に示すようにスクリーン５のポリゴンミラー側のフレネルレンズシート２５に入射し、略平行光に変換されて当該フレネルレンズシート２５を出射してレンチキュラーシート２６に入射する。
【００５４】
ここで、レンチキュラーシート２６に入射した平行光は、シリンドリカルレンズ部２６ａにより垂直方向（図４中のＺ軸方向）に屈折されて拡散した後、その屈折された光は拡散部材２７に入射し、水平方向にはほとんど拡散しないで当該拡散部材２７から画像としての像光として出射する。
【００５５】
そして、例えば図６に示すように拡散部材２７から出射した像光は、観察者の左右の眼２８に対し、立体画像を構成する画像情報の内の一つである横方向に分割された一部の画像情報を表示することとなる。
【００５６】
このとき、スクリーン５をその垂直方向には大きな拡散角を有し、水平方向にはほとんど拡散しない構成としているので、１つの画像投射素子２から時分割でスクリーン５に送られてきた画像Ｔ５０及びＴ５１の像光は水平方向にはほとんど拡散せず、縦ライン表示Ｊ１及びＪ２として観察者には見えることとなる。
【００５７】
以上のように画像投射素子２から出射された画像Ｔ５０及びＴ５１の光束はポリゴンミラー１４とスクリーン５とにより動作するが、このような動作は当該画像投射素子２による他の時分割された画像の光束においても略同様である。
【００５８】
更にポリゴンミラー１４が回動して、平面ミラー１４ａの次の平面ミラー１４ｂに画像投射素子２からの時分割された画像の光束が入射するようになると、平面ミラー１４ａと同様に時分割された画像Ｔ´１〜Ｔ´ｎ等の光束が当該平面ミラー１４ｂにより夫々スクリーン５の平面ミラー１４ａのときと同じ分割された位置に入射するようにその光軸方向が変更されることとなる。
【００５９】
また、所定の時分割された画像Ｔ´１〜Ｔ´ｎ等が夫々スクリーン５に出射されると次の平面ミラー１４ｃに画像投射素子２からの時分割された画像の光束が入射されることとなり、ポリゴンミラー１４が回動するにつれて次々と平面ミラー１４ａ〜１４ｆまでにより、光軸方向が変更される。そして、ポリゴンミラー１４が一回転してまた平面ミラー１４ａによって光軸方向が変更されるようになり、結局連続して一つの画像投射素子２からの時分割された画像の光束をスクリーン５の夫々の位置に投射することになる。
【００６０】
スクリーン５への投射は、例えばポリゴンミラー１４によりその光軸方向を変更され時分割で異なる角度でスクリーン５に投射されることとなる。ここで、当該角度は例えばポリゴンミラー１４が図６に示すように断面６角形の多角柱であるとすると一つの平面ミラー１４ａの次の平面ミラー１４ｂが来て光軸方向を変更するまでとなるので、±３０°となる。液晶の応答速度が早ければ光線本数を稼げるので、できるだけ広い角度から見えたほうが３Ｄ映像としては好ましい。ただし、実際には応答速度に限界があり、１画素当りの光線密度が減るので画角を広くすることは好ましくない。従ってＭＥＭＳ(Micro Electro Mechanical Systems)のような高速応答が可能な表示デバイスであれば例えば約±１０°となる。
【００６１】
従って、ポリゴンミラー１４の形状は断面６角形の多角柱に限られるものではなく、それより角数の多い断面形状でもいいし、それより角数の小さい多角柱であっても良い。
【００６２】
尚、上述の説明ではコントローラ２０は例えばロータリエンコーダ２１からのポリゴンミラーの回転速度等の情報に基づき適切な時分割情報を選択、制御して切替えスイッチ１９に送信し当該時分割ごとに当該切替えスイッチ１９が画像Ｔ１〜Ｔｎ等の画像信号を液晶ドライバ２３に送信することとした。
【００６３】
しかし、制御部４による制御はこれに限られるものではなく例えば、コントローラ２０は切替えスイッチ１９に予め定められた時分割ごとに画像Ｔ１〜Ｔｎ等の画像信号を一つずつ液晶ドライバ２３に送信させるようにしてもよい。
【００６４】
このとき、コントローラ２０は光学部材としてのポリゴンミラー１４に入射された時分割ごとの画像Ｔ１〜Ｔｎ等の光束を、当該時分割ごとの一の時とその次の時とで異なる光軸方向に変更できるように、モータ２２を制御する。
【００６５】
例えばコントローラ２０は、上述した時分割のｎ＝５０がｎ＝５１となったときにポリゴンミラー１４が実線Ｈの状態からθ１だけ回動し、破線Ｉの状態になるようにモータ２２の回転速度や回転タイミングを制御し、当該時分割に同期させる。例えばミラー回転軸１６に設けられたロータリエンコーダ２１からのパルス信号によりポリゴンミラー１４の回転速度とその回転角度の変化を読み取り、予め記憶された時分割情報と比較して同期させることができる。
【００６６】
このように本実施形態によれば、時分割に画像を光束として出射する一つの画像投射素子２と、当該画像投射素子２から出射された光束の光軸が時分割により分割された一の時とその次の時とで異なる光軸方向となるように変更可能なポリゴンミラー１４とを具備することとした。従って、例えば画像投射素子２から出射された光束を時分割で複数の光軸方向に変更し、スクリーン５の異なる領域にそれぞれ投射することができる。そして、この際、当該時分割ごとに画像投射素子２から画像としての光束を出射するので、結局当該スクリーン５には複数の画像投射素子から夫々画像が投射されたのと同様の画像情報を提供できることとなり、その分、画像投射素子の数を減らすことが可能となる。
【００６７】
また、ポリゴンミラー１４の回動及び時分割の少なくともいずれかを制御することで時分割により分割された一の時とその次の時とで異なる光軸方向とする制御部４を更に備えることとした。従って、ポリゴンミラー１４の回動のタイミングや速度等をコントロールして当該時分割の夫々のときに同期させることができるし、時分割の夫々のとき自体をコントロールしてポリゴンミラー１４の回動のタイミングに同期させることも可能となる。
【００６８】
更にポリゴンミラー１４は、多角柱の側面に配置された複数の平面ミラー１４ａ〜１４ｆを有し、当該多角柱の柱軸であるミラー回転軸１６を中心軸として回動させることで光軸方向の変更を連続的なものとすることとした。従って、画像投射素子２から出射される時分割された画像の光束の光軸変更を連続的に変更でき、より動画等の高画質で奥行きのある画像を提供できる。
【００６９】
また、ポリゴンミラー１４により光軸を変更された光束を受け、当該光束をその光軸方向に水平な方向には拡散せず、垂直方向に拡散する垂直拡散板としてのレンチキュラーシート２６を有するスクリーン５を更に備えることとした。従って、縦ラインの合成画像により観察者は高画質で奥行きのある画像を見ることができる。
【００７０】
更に時分割に画像を光束として画像投射素子２から当該光束の光軸方向を変更可能なポリゴンミラー１４に出射するステップと、当該ポリゴンミラー１４に入射された時分割ごとの光束を、当該時分割により分割された一の時とその次の時とで異なる光軸方向に変更して出射するステップとを具備することとした。
【００７１】
従って、画像投射素子２から出射された光束を時分割で複数の光軸方向に変更し、スクリーン５の異なる領域にそれぞれ投射することができる。そして、この際、当該時分割ごとに画像投射素子２から画像としての光束を出射するので、結局当該スクリーン５には複数の画像投射素子から夫々画像が投射されたのと同様の画像情報を提供できることとなり、その分、画像投射素子の数を減らすことが可能となる。
【００７２】
図７は、本発明の第２の実施形態に係る画像投射素子及びポリゴンミラーの説明図である。尚、これ以降の発明の説明では、上述した実施形態に係る立体画像表示装置の部材や機能等について同様なものは説明を簡略または省略して、異なる点を中心に説明する。
【００７３】
例えば図７に示すように立体画像表示装置１には、画像投射素子がプロジェクターベース１２に３つ第１の画像投射素子２ａ、第２の画像投射素子２ｂ及び第３の画像投射素子２ｃとして並設されており、ポリゴンミラーも第１の画像投射素子２ａからの光束が入射する第１の光学部材としての第１のポリゴンミラー１４０、第２の画像投射素子２ｂからの光束が入射する第２の光学部材としての第２のポリゴンミラー１４１及び第３の画像投射素子２ｃからの光束が入射する第３のポリゴンミラー１４２を有する点で、上述した実施形態と異なる。
【００７４】
具体的には第１、第２及び第３の画像投射素子２ａ，２ｂ，２ｃは、例えば図７に示すように夫々のレンズ系１３から出射された光束の光軸方向Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３が略水平面方向(図７中のＸＹ軸方向)で夫々平行になるように、具体的には図７中のＸ軸方向に平行になるようにプロジェクターベース１２に並設されて保持されている。尚、第１、第２及び第３の画像投射素子２ａ，２ｂ，２ｃは、夫々が上述した実施形態の画像投射素子２と同じ構成、例えば後部筒体７、箱体８、前部筒体９、ＬＥＤ１０、液晶表示素子１１及びレンズ系１３を有するのでその説明を省略する。
【００７５】
また、第１、第２及び第３のポリゴンミラー１４０，１４１，１４２は夫々が上述の実施形態のポリゴンミラー１４と同様の構成を有し、夫々平面ミラー１４０ａ，１４０ｂ，１４０ｃ，１４０ｄ，１４０ｅ，１４０ｆと平面ミラー１４１ａ，１４１ｂ，１４１ｃ，１４１ｄ，１４１ｅ，１４１ｄ及び平面ミラー１４２ａ，１４２ｂ，１４２ｃ，１４２ｄ，１４２ｅ，１４２ｆを有する。
【００７６】
更に第１、第２及び第３のポリゴンミラー１４０，１４１，１４２は、夫々のミラー回転軸１６が図７中のＺ軸に平行となるように図７中で紙面に垂直に、かつ第１、第２及び第３のポリゴンミラー１４０，１４１，１４２の夫々がぶつからないよう配置されている。また、例えばプロジェクターベース１２に対し第１のポリゴンミラー１４０が一番近く、次に第２のポリゴンミラー１４１が配置され、一番遠くに第３のポリゴンミラー１４２が配置されている。
【００７７】
また、図７に示すように第１のポリゴンミラー１４０は、回転しており、あるタイミングでは第１の画像投射素子２ａから出射された光束の光軸Ｂ１が、例えば平面ミラー１４０ａの略中央に入射するようにミラー回転軸１６に保持されている。そして第１のポリゴンミラー１４０は、当該平面ミラー１４０ａで反射され光軸方向を変更された光束の光軸Ｄ１が、スクリーン上の位置を示す例えばＫ２８の位置で観察側と反対側の面に入射するように配置されている。
【００７８】
更に第２のポリゴンミラー１４１は、同様に回転し、あるタイミングで第２の画像投射素子２ｂから出射された光束の光軸Ｂ２が、平面ミラー１４１ａの略中央に入射するようにミラー回転軸１６に保持されている。そして第２のポリゴンミラー１４１は、当該平面ミラー１４１ａで反射され光軸方向を変更された光束の光軸Ｄ２がスクリーン５の例えばＫ８４で観察側と反対側の面に入射するように配置されている。
【００７９】
また、第３のポリゴンミラー１４２は、同様にあるタイミングでは第３の画像投射素子２ｃから出射された光束の光軸Ｂ３が、平面ミラー１４２ａの略中央に入射するようにミラー回転軸１６に保持されている。そして第３のポリゴンミラー１４２は、当該平面ミラー１４２ａで反射され光軸方向を変更された光束の光軸Ｄ３が、スクリーン５の例えばＫ１４０で観察側と反対側の面に入射するように配置されている。
【００８０】
すなわち、第１の光学部材としての第１のポリゴンミラー１４０により光軸方向が変更された第１の光軸としての例えばＤ１と第２及び第３の光学部材としての第２及び第３のポリゴンミラー１４１，１４２により光軸方向が変更された第２及び第３の光軸としての例えばＤ２，Ｄ３とが相互にスクリーン５の夫々異なる位置に入射するように第１、第２及び第３のポリゴンミラー１４０，１４１，１４２が形成し配置されている。
【００８１】
次に制御部４は、メモリ１７ａ，１７ｂ，１７ｃ、マルチプレクサ１８、切替えスイッチ１９、コントローラ２０、ロータリエンコーダ２１ａ，２１ｂ，２１ｃ及びモータ２２等を有する。
【００８２】
ここで、切替えスイッチ１９は例えばマルチプレクサ１８から出力される縦ライン画像情報ごとの画像信号を同じ時分割で順次切り替えながら第１、第２及び第３の画像投射素子２ａ，２ｂ，２ｃの夫々の液晶表示素子１１に出力する。このとき、夫々の液晶表示素子に出力される画像信号は同じ一つの時分割に同期させてある。
【００８３】
また、ロータリエンコーダ２１ａ，２１ｂ，２１ｃは例えば第１、第２及び第３のポリゴンミラー１４０，１４１，１４２のミラー回転軸１６に夫々設けられており、当該ミラー回転軸１６の回動に伴い所定のパルスを出力するものである。そして、当該出力信号をコントローラ２０が受信し、例えば当該パルスをカウントすることによりミラー回転軸１６の回転角度、すなわち第１、第２及び第３のポリゴンミラー１４０，１４１，１４２夫々の回転角度の変化等を検出できる。例えばこの情報に基づき、コントローラ２０が当該第１、第２及び第３のポリゴンミラー１４０，１４１，１４２夫々の回動に同期するように時分割情報を制御し、切替えスイッチ１９に送ることができる。
【００８４】
勿論、逆に例えばコントローラ２０が、当該パルスをカウントすることにより夫々のミラー回転軸１６の回転角度、即ち第１、第２及び第３のポリゴンミラー１４０，１４１，１４２夫々の回転角度の変化を計測し、予め定められた時分割に同期するようモータ２２の回動を制御してもよい。
【００８５】
以上のように構成された立体画像表示装置による画像表示方法については、３つの画像投射素子２ａ，２ｂ，２ｃと３つの第１、第２及び第３のポリゴンミラー１４０，１４１，１４２によりスクリーンに画像の光束を投射する点が上述の実施形態と異なるのでその点を中心に説明をする。図８は、３つの画像投射素子と３つのポリゴンミラーとを有する立体画像表示装置の光に進み方の説明図である。
【００８６】
例えば図３及び図８に示すようにコントローラ２０は、所定の時分割で液晶表示素子１１に表示させる画像Ｕａ１〜Ｕａｎ、Ｕｂ１〜Ｕｂｎ及びＵｃ１〜Ｕｃｎ等の縦ライン画像情報を送信するようマルチプレクサ１８に指示する。マルチプレクサ１８は、画像Ｕａ１〜Ｕａｎ、Ｕｂ１〜Ｕｂｎ及びＵｃ１〜Ｕｃｎ等の縦ライン画像情報をメモリ１７ａ，１７ｂ，１７ｃに記憶されている画像情報を選択し処理、合成して生成する。
【００８７】
すると、コントローラ２０はその生成された縦ライン画像情報を切替えスイッチ１９に送信させ、当該切替えスイッチ１９はコントローラ２０の制御下、所定の時分割ごとに、例えば図８に示すように時分割がｎ＝１のときは画像Ｕａ１の画像信号を画像投射素子２ａの液晶ドライバ２３に送信すると共に画像Ｕｂ１の画像信号は画像投射素子２ｂの液晶ドライバ２３に、画像Ｕｃ１の画像信号は画像投射素子２ｃの液晶ドライバ２３に夫々送信する。
【００８８】
次の時分割ｎ＝２のときも同様に画像Ｕａ２，Ｕｂ２，Ｕｃ２の画像信号を夫々画像投射素子２ａ，２ｂ，２ｃの液晶ドライバ２３に送信する。このように切替えスイッチ１９は、画像Ｕａ１〜Ｕａｎ、Ｕｂ１〜Ｕｂｎ及びＵｃ１〜Ｕｃｎ等の画像信号を一つずつ３つの画像投射素子２ａ，２ｂ，２ｃにスイッチングして送信することとなる。
【００８９】
また、画像投射素子２ａの液晶表示素子１１は、制御部４の切替えスイッチ１９から所定の時分割で送られてくる画像Ｕａ１，Ｕａ２，Ｕａ３等の画像信号を液晶ドライバ２３に受信し、入射した光を画素ごとに変調し、画像Ｕａ１，Ｕａ２，Ｕａ３等を生成している。従って例えば当該液晶表示素子１１が透過型であるときは、その画像を透過した光が前部筒体９のレンズ系１３に入射し、第１のポリゴンミラー１４０に向けて時分割された画像Ｕａ１，Ｕａ２，Ｕａ３等としての光束が出射されることとなる。
【００９０】
同様に画像投射素子２ｂ、２ｃの液晶表示素子１１も、制御部４の切替えスイッチ１９から所定の時分割で送られてくる画像Ｕｂ１，Ｕｂ２，Ｕｂ３等、画像Ｕｃ１，Ｕｃ２，Ｕｃ３等の画像信号を液晶ドライバ２３に受信し、入射した光を画素ごとに変調し、画像Ｕｂ１，Ｕｂ２，Ｕｂ３等、画像Ｕｃ１，Ｕｃ２，Ｕｃ３等を夫々生成している。従って、その画像を透過した光が前部筒体９のレンズ系１３に入射し、第２、第３のポリゴンミラー１４１，１４２に向けて時分割された画像Ｕｂ１，Ｕｂ２，Ｕｂ３等、画像Ｕｃ１，Ｕｃ２，Ｕｃ３等としての光束が出射されることとなる。
【００９１】
このとき、コントローラ２０は光学部材としての第１、第２及び第３のポリゴンミラー１４０，１４１，１４２の回転速度とその回転角度の変化を例えば夫々のミラー回転軸１６に設けられたロータリエンコーダ２１ａ，２１ｂ，２１ｃからのパルス信号により読み取る。そして、コントローラ２０は読み取った例えば第１のポリゴンミラー１４０の回転速度等の情報から画像Ｕａ１〜Ｕａｎ等の画像信号を例えばどういう時分割で液晶ドライバ２３に送信すれば、当該時分割ごとの一の時とその次の時とで当該画像Ｕａ１〜Ｕａｎ等の光束ごとの光軸方向を変更できるか、即ち一番適当な時分割を選択、制御してその時分割情報を切替えスイッチ１９に送信する。
【００９２】
具体的には、例えばｎ＝５５の時分割のタイミングで画像投射素子２ａから出射された画像Ｕａ５５の光束の光軸Ｂ１は、図８に示すように平面ミラー１４０ａによりその光軸方向が変更され、光軸Ｅ１となる。当該光軸Ｅ１は、例えばスクリーン５のＫ５５の位置に入射する。
【００９３】
次の時分割ｎ＝５６のタイミングで画像投射素子２ａからは次の画像Ｕａ５６の光束が同じ光軸Ｂ１として、平面ミラー１４０ａに入射するが、この時平面ミラー１４０ａは第１のポリゴンミラー１４０の回動に伴い、その傾きを変化させており、これにより光軸方向を変更された光軸Ｆ１はスクリーン５の先ほどのＫ５５の隣であるＫ５６の位置に入射することとなる。
【００９４】
即ち、コントローラ２０は、第１のポリゴンミラー１４０がθ２だけ回動し平面ミラー１４０ａの傾きが変化して、当該平面ミラー１４０ａにより反射された光束の光軸Ｆ１がスクリーン５のＫ５６の位置に入射するようになったときに、時分割のｎ＝５５がｎ＝５６となるように時分割を選択、制御し、当該第１のポリゴンミラー１４０の回動に同期させることになる。
【００９５】
尚、時分割ｎ＝５６の次の時分割ｎ＝５７では第１のポリゴンミラー１４０によりその光軸方向が変更されスクリーン５に入射する位置は、例えば図８に示すように直ぐ隣のＫ５７ではなく、最初の位置であるＫ１に戻ることとなる。
【００９６】
即ち、コントローラ２０は、第１のポリゴンミラー１４０の平面ミラー１４０ａの次の平面ミラーである１４０ｂが画像投射素子２ａからの光束を受け、当該光束の光軸方向を変更してスクリーン５のＫ１の位置に入射できるような位置に来たときに、次の時分割ｎ＝５７となるように当該時分割を制御することとなる。
【００９７】
同様に、コントローラ２０は第２、第３のポリゴンミラー１４１，１４２に入射された時分割ごとの画像Ｕｂ１〜Ｕｂｎ等、Ｕｃ１〜Ｕｃｎ等の光束を、当該時分割ごとの一の時とその次の時とで異なる光軸方向に変更できるように、当該時分割を制御してその時分割情報を切替えスイッチ１９に送信する。
【００９８】
以上の制御によりスクリーン５全体としては例えば３つの画像投射素子２ａ，２ｂ，２ｃと３つの第１、第２及び第３のポリゴンミラー１４０，１４１，１４２により高画質な立体映像を提供できる。
【００９９】
尚、上述の説明では３つの画像投射素子２ａ，２ｂ，２ｃごとに同じ時分割で画像Ｕａ１〜Ｕａｎ、Ｕｂ１〜Ｕｂｎ、Ｕｃ１〜Ｕｃｎの画像信号を夫々の液晶ドライバ２３に送信することとしたが、勿論これに限られるものではない。例えば図９に示すように一つの時分割による画像Ｕ１〜Ｕｎ等の画像信号を３つの画像投射素子２ａ，２ｂ，２ｃに振り分けても良い。尚、図９は一つの時分割による画像を振り分ける場合の説明図である。
【０１００】
例えばコントローラ２０は、マルチプレクサ１８に生成された縦ライン画像情報を切替えスイッチ１９に送信させ、当該切替えスイッチ１９はコントローラ２０の制御下、所定の時分割ごとに、例えば図９に示すように時分割がｎ＝１のときは画像Ｕ１の画像信号を画像投射素子２ａの液晶ドライバ２３に送信し、次の時分割ｎ＝２のときは画像Ｕ２の画像信号を画像投射素子２ｂの液晶ドライバ２３に送信する。更に当該切替えスイッチ１９は、時分割ｎ＝３のときは画像Ｕ３の画像信号を画像投射素子２ｃの液晶ドライバ２３に送信し、次の時分割ｎ＝４のときはまた、画像投射素子２ａに戻って画像Ｕ４の画像信号を送信する。このように切替えスイッチ１９は、画像Ｕ１〜Ｕｎ等の画像信号を一つずつ３つの画像投射素子２ａ，２ｂ，２ｃにスイッチングにより振り分けて送信することとなる。
【０１０１】
また、画像投射素子２ａの液晶表示素子１１は、例えば制御部４の切替えスイッチ１９から所定の時分割で送られてくる画像Ｕ１，Ｕ４，Ｕ７等の画像信号を液晶ドライバ２３に受信し、入射した光を画素ごとに変調し、画像Ｕ１，Ｕ４，Ｕ７等を生成している。従って例えば当該液晶表示素子１１が透過型であるときは、その画像を透過した光が前部筒体９のレンズ系１３に入射し、第１のポリゴンミラー１４０に向けて時分割された画像Ｕ１，Ｕ４，Ｕ７等としての光束が出射されることとなる。
【０１０２】
同様に画像投射素子２ｂの液晶表示素子１１は、制御部４の切替えスイッチ１９から所定の時分割で送られてくる画像Ｕ２，Ｕ５，Ｕ８等の画像信号を液晶ドライバ２３に受信し、入射した光を画素ごとに変調し、画像Ｕ２，Ｕ５，Ｕ８等を生成している。従って、その画像を透過した光が前部筒体９のレンズ系１３に入射し、第２のポリゴンミラー１４１に向けて時分割された画像Ｕ２，Ｕ５，Ｕ８等としての光束が出射されることとなる。
【０１０３】
また、画像投射素子２ｃの液晶表示素子１１は、制御部４の切替えスイッチ１９から所定の時分割で送られてくる画像Ｕ３，Ｕ６，Ｕ９等の画像信号を液晶ドライバ２３に受信し、入射した光を画素ごとに変調し、画像Ｕ３，Ｕ６，Ｕ９等を生成している。従って、その画像を透過した光が前部筒体９のレンズ系１３に入射し、第３のポリゴンミラー１４２に向けて時分割された画像Ｕ３，Ｕ６，Ｕ９等としての光束が出射されることとなる。
【０１０４】
そして、コントローラ２０は第１、第２及び第３のポリゴンミラー１４０，１４１，１４２に入射された時分割ごとの画像Ｕ１，Ｕ４，Ｕ７等、画像Ｕ２，Ｕ５，Ｕ８等及び画像Ｕ３，Ｕ６，Ｕ９等の光束を、当該時分割の一の時とその次の時とで異なる光軸方向に変更できるように、その時分割を制御して時分割情報を切替えスイッチ１９に送信する。
【０１０５】
また、上述の説明ではコントローラ２０が各ロータリエンコーダ２１ａ，２１ｂ，２１ｃからのパルス出力により各第１、第２及び第３のポリゴンミラー１４０，１４１，１４２による当該光軸方向の変更のタイミングに同期するように、時分割自体を制御することとした。しかし、これに限られるものではなく例えばコントローラ２０は、予め設定された時分割情報に基づきモータ２２の回転速度やそのタイミングを制御して当該時分割に同期させてもよいことは勿論である。
【０１０６】
このように本実施形態によれば、画像投射素子２は、複数の画像投射素子例えば３つの画像投射素子２ａ，２ｂ，２ｃからなり、少なくとも同じ画像投射素子から出射され第１、第２及び第３のポリゴンミラー１４０，１４１，１４２により光軸方向が変更された各時分割ごとの光軸が、スクリーン５の夫々異なる位置に入射するものとした。従って、液晶表示素子のように応答速度の遅い表示素子であっても、より少ない画像投射素子の数で高画質な画像を提供できる。
【０１０７】
また、画像投射素子２は、例えば第１及び第２の画像投射素子２ａ，２ｂを有し、光学部材としてのポリゴンミラーは、第１の画像投射素子２ａからの光束が入射する第１のポリゴンミラー１４０と第２の画像投射素子２ｂからの光束が入射する第２のポリゴンミラー１４１を有し、当該第１のポリゴンミラー１４０により光軸方向が変更された第１の光軸としての例えば光軸Ｄ１と当該第２のポリゴンミラー１４１により光軸方向が変更された第２の光軸としての例えば光軸Ｄ２とが、スクリーン５の夫々異なる位置Ｋ２８，Ｋ８４に入射するものであることとした。従って、複数の画像投射素子２ａ，２ｂからスクリーン５への画像投射の効率化が図れ、応答速度の遅い表示素子でも更に必要な画像投射素子数を少なくできる。また、光軸方向が変更された時分割ごとの光束を、夫々のポリゴンミラーの回転速度や回転のタイミング、更には当該時分割自体を制御してより容易に所望のスクリーン５の位置に入射でき、更に高画質な映像を提供できる。
【０１０８】
更に複数の画像投射素子２ａ，２ｂ，２ｃは夫々の時分割を同期させることとしたので、複数の画像投射素子２ａ，２ｂ，２ｃによりスクリーン５に纏まりのある画像を投射できる。
【０１０９】
以上、好ましい実施形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は上述したいずれの実施形態にも限定されず、本発明の技術思想の範囲内で適宜変更し或は上述した各実施形態を組み合わせて実施できるものである。
【０１１０】
例えば上述の実施形態では、液晶表示素子として透過型の液晶表示素子を説明したがダイクロイックミラーなどにより光学変調素子の前方から照明し光を変調しても良いし、また画像表示するパネル自体から輝度の大きい光を発光させても良い。これにより、より多種多様な立体画像表示装置において、高画質を確保しながら画像投射素子の数を少なくして、コストを低減できると共により小型化できる。
【０１１１】
また、上述の実施形態ではロータリエンコーダ２１を用いてポリゴンミラー１４の回転速度や回転のタイミング等を検知し、当該データに基きコントローラ２０が当該タイミングに同期した時分割となるように時分割情報等を制御することとした。しかし、これに限られるものではなく例えば、モータにステッピングモータ(stepping motor)を用いそのステッピングモータへ入力されるパルス信号をコントローラ２０の制御下切替えスイッチ１９に送り、当該パルス信号に同期された時分割で画像投射素子２に画像信号を送って当該画像投射素子から時分割された画像の光束を出射させてもよい。
【０１１２】
これにより、デジタル的にポリゴンミラー１４の回動を制御でき、より正確に画像投射素子２から出射された光軸方向を変更させて、スクリーン５の夫々の位置に入射させることができると共に、部品点数を少なくして製造コストを更に低減できる。
【図面の簡単な説明】
【０１１３】
【図１】第１の実施形態に係る立体画像表示装置の概略を示す斜視図である。
【図２】画像投射素子及びポリゴンミラーを説明する部分平面図である。
【図３】画像表示装置の制御ブロック図である。
【図４】スクリーンの概略を示す斜視図である。
【図５】立体画像表示装置の光に進み方の説明図である。
【図６】ポリゴンミラーからの光が観察者に立体画像として進む様子の説明図である。
【図７】第２の実施形態に係る画像投射素子及びポリゴンミラーの説明図である。
【図８】第２の実施形態に係る立体画像表示装置の光に進み方の説明図である。
【図９】一つの時分割による画像を振り分ける場合の説明図である。
【符号の説明】
【０１１４】
１…立体画像表示装置
２，２ａ，２ｂ，２ｃ…画像投射素子
４…制御部
５…スクリーン
１４…ポリゴンミラー
２６…レンチキラーシート
１４０…第１のポリゴンミラー
１４１…第２のポリゴンミラー
１４２…第３のポリゴンミラー
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像投射素子を用いた画像表示装置及びその画像表示装置を用いた画像表示方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、画像表示装置、例えば立体画像表示装置は複数の画像投射素子（プロジェクター）を並列に多数並べ、それらの画像投射素子から投射される画像の合成により立体画像を得ていた。
【０００３】
しかし、高画質、高精細な画像を得るためには多数の画像投射素子を用いなければならないが、単位面積当たりの画像投射素子を増やすことにも限界があり、画像表示装置が大型化となってしまうことや多数の画像投射素子が必要であることから製造コストの低減も図れないなどという問題があった。
【０００４】
そこで、立体表示方法において、二次元レンズアレイの個々のレンズを立体表示の一画素として、個々のレンズに二次元光源アレイを対応させて垂直方向と水平方向に異なる方向に進む多数の光線を発生させ、垂直方向拡散板で表示角度範囲を垂直方向にのみ広げて、二次元レンズアレイ全体として水平方向に異なる表示方向をもつ画像を二次元光源アレイの光源数だけ生成することが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特表２００３−１４００８３号公報（段落[００２４]、図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１に記載の方法では、二次元画像表示装置として例えば液晶表示パネルを利用すると小型の液晶表示パネルを用いたとしても二次元画像表示装置全体の大きさを十分には小さくできないことやコストを軽減できないという問題が考えられた。
【０００６】
以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、高画質を確保しながら画像投射素子の数を少なくして、コストの低減と小型化できる画像表示装置及びその画像表示装置を用いた画像表示方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明に係る画像表示装置は、時分割に画像を光束として出射する画像投射素子と、前記画像投射素子から出射された前記光束の光軸方向を、前記時分割により分割された一の時とその次の時とで異なる光軸方向となるように変更可能な光学部材とを具備することを特徴とする。ここで、「光学部材」とは、例えばミラーであるがこれに限られるものではなく、光軸方向を変えることができるものであればよい。
【０００８】
本発明では、時分割に画像を光束として出射する画像投射素子と、当該画像投射素子から出射された光束の光軸が時分割により分割された一の時とその次の時とで異なる光軸方向となるように変更可能な光学部材とを具備することとした。従って、例えば一つの画像投射素子から出射された光束を時分割で複数の光軸方向に変更し、スクリーン等の異なる領域にそれぞれ投射することができる。そして、この際、当該時分割ごとに画像投射素子から画像としての光束を出射するので、結局当該スクリーンには複数の画像投射素子から夫々画像が投射されたのと同様の画像情報を提供できることとなり、その分、画像投射素子の数を減らすことが可能となる。
【０００９】
また、画像投射素子から時分割に出射する画像情報の精度を高めることができれば、当該時分割をより細分化して、究極的には一つの画像投射素子により高画質な映像を提供できる。
【００１０】
本発明の一の形態によれば、前記光学部材は、前記画像投射素子から出射された前記光束を反射させるミラーを有し、当該ミラーを回動させて前記反射する光束の光軸方向を、前記時分割により分割された一の時とその次の時とで異なるものとできることを特徴とする。これにより、より多くの異なる光軸方向を生成でき、多数の画像投射素子の代わりを果たすことができ、より少ない画像投射素子により高画質な映像を提供できる。
【００１１】
本発明の一の形態によれば、前記ミラーの回動及び前記時分割の少なくともいずれかを制御することで前記時分割により分割された一の時とその次の時とで異なる前記光軸方向とする制御部を更に備えることを特徴とする。これにより、ミラーの回動のタイミングや速度等をコントロールして当該時分割の夫々のときに同期させることができるし、時分割の夫々のとき自体をコントロールしてミラーの回動のタイミングに同期させることも可能となる。
【００１２】
本発明の一の形態によれば、前記ミラーは、多角柱の側面に配置された複数のミラーを有し、前記多角柱の柱軸を中心軸として前記ミラーを回動させることで前記光軸方向の変更を連続的なものとできることを特徴とする。これにより、画像投射素子から出射される光束のミラーによる反射角を連続的に変更でき、より精細な光軸方向の変更が可能となる。また、当該多角柱を回転させることにより、周期的に光軸方向を変更できる。
【００１３】
本発明の一の形態によれば、前記光学部材から出射された前記光束を受け、当該光束をその光軸方向に水平な方向には拡散せず、垂直方向に拡散する垂直拡散板を有するスクリーンを更に備えることを特徴とする。これにより、縦ラインの合成画像により観察者は高画質で奥行きのある画像を見ることができる。
【００１４】
本発明の一の形態によれば、前記画像投射素子は、複数の画像投射素子からなり、少なくとも同じ画像投射素子から出射され前記光学部材により光軸方向が変更された各光軸が、前記スクリーンの夫々異なる位置に入射するものであることを特徴とする。これにより、液晶表示素子のように応答速度の遅い表示素子であっても、より少ない画像投射素子の数で高画質な画像を提供できる。
【００１５】
本発明の一の形態によれば、前記複数の画像投射素子は、各画像投射素子から出射される前記光束の光軸方向が水平面方向で夫々平行であることを特徴とする。これにより、光学部材により変更された光軸方向をスクリーンに対し水平面方向に平行とすることが容易となり、より容易に高画質な映像を提供できる。
【００１６】
本発明の一の形態によれば、前記複数の画像投射素子は、第１及び第２の画像投射素子を有し、前記光学部材は、前記第１の画像投射素子からの光束が入射する第１の光学部材と前記第２の画像投射素子からの光束が入射する第２の光学部材を有し、前記第１の光学部材により光軸方向が変更された第１の光軸と前記第２の光学部材により光軸方向が変更された第２の光軸とが、前記スクリーンの夫々異なる位置に入射するものであることを特徴とする。ここで、「第１の光学部材」及び「第２の光学部材」とは、「光学部材」と同様、例えばミラーであるがこれに限られるものではなく、光軸方向を変えることができるものであればよい。これにより、複数の画像投射素子からスクリーンへの画像投射の効率化が図れ、応答速度の遅い表示素子でも更に必要な画像投射素子数を少なくできる。また、光軸方向が変更された光束を夫々の光学部材を制御してより容易に所望のスクリーンの位置に入射でき、更に高画質な映像を提供できる。
【００１７】
本発明の一の形態によれば、前記複数の画像投射素子は夫々の時分割が同期していることを特徴とする。これにより、複数の画像投射素子によりスクリーンに纏まりのある画像を投射できる。
【００１８】
本発明の他の形態に係る画像表示方法は、時分割に画像を光束として画像投射素子から当該光束の光軸方向を変更可能な光学部材に出射するステップと、前記光学部材に入射された前記時分割ごとの光束を、前記時分割により分割された一の時とその次の時とで異なる光軸方向に変更して出射するステップとを具備することを特徴とする。
【００１９】
本発明では、光学部材に入射された時分割ごとの光束を当該時分割により分割された一の時とその次の時とで異なる光軸方向に変更して出射するステップを具備することとした。従って、例えば一つの画像投射素子から出射された光束を時分割で複数の光軸方向に変更し、スクリーン等の異なる領域にそれぞれ投射することができる。そして、この際、当該時分割ごとに画像投射素子から画像としての光束を出射するので、結局当該スクリーンには複数の画像投射素子から夫々画像が投射されたのと同様の画像情報を提供できることとなり、その分、画像投射素子の数を減らすことが可能となる。
【００２０】
また、画像投射素子から時分割に出射する画像情報の精度を高めることができれば、当該時分割をより細分化して、究極的には一つの画像投射素子により高画質な映像を提供できる。
【発明の効果】
【００２１】
以上のように、本発明によれば、高画質を確保しながら画像投射素子の数を少なくして、より画像表示装置を低コスト化、小型化できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。尚、以下の説明では、画像表示装置の一例として立体画像表示装置について説明するが、勿論これに限られるものではない。
【００２３】
図１は、本発明の第１の実施形態に係る立体画像表示装置の概略を示す斜視図、図２は、画像投射素子及びポリゴンミラーを説明する部分平面図、図３は、画像表示装置の制御ブロック図及び図４は、スクリーンの概略を示す斜視図である。
【００２４】
立体画像表示装置１は、例えば図１に示すように一つの画像投射素子２、その画像投射素子２から出射された光束の光軸方向を変更するミラーを有するミラー部３、その画像投射素子２に時分割に画像信号を送り、当該時分割やミラーの回動を制御する制御部４、そのミラーにより反射された光束としての像光が投射されるように配置されたスクリーン５及び当該画像投射素子２及びミラー部３やスクリーン５等を支えるベース６等を有する。
【００２５】
ここで、画像投射素子２は例えば図２に示すように円筒状の後部筒体７、直方体状の箱体（筺体）８及び前部筒体９を有しており、箱体８は、後部筒体７と前部筒体９とに挟まれるように配置されている。
【００２６】
後部筒体７には、例えば光源として光を出射するＬＥＤ(Light Emitting Diode)１０が内蔵されており、ＬＥＤ１０から出射された光が箱体８内に進入できるように箱体８に接続されている。また、後部筒体７は当該ＬＥＤ１０から出射された光を平行光とする図示しない照明用光学系が内蔵されている。
【００２７】
箱体８には、例えば図２に示すようにその内部に光学変調素子としての透過型の液晶表示素子１１が保持されており、ＬＥＤ１０からの光の強度を変調し画像を生成し前部筒体内に出射することができる。
【００２８】
前部筒体９は、例えば図２に示すように平板状のプロジェクターベース１２に保持されており、内蔵されたレンズ系１３により、液晶表示素子１１により生成された画像を一つの光軸Ｂ（図２中のＢ）を有する光束としてミラー部３に出射する。
【００２９】
次に、ミラー部３は例えば図１及び図２に示すようにミラーとしての多角柱の側面に複数のミラーが形成されたポリゴンミラー１４、そのポリゴンミラー１４の柱軸Ｃ（図２中のＣ）を中心軸として当該ポリゴンミラー１４を回動(回転)させる後述するモータの駆動力をポリゴンミラー１４に伝えるミラー回転軸１６等を有する。
【００３０】
例えばポリゴンミラー１４は、図１及び図２に示すように断面が６角形の多角柱の６つの側面に夫々複数のミラーとしての平面ミラー１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ，１４ｅ，１４ｆが配置されており、夫々の平面ミラー１４ａ〜１４ｆの側端縁が互いに連続するように形成されている。
【００３１】
また、ポリゴンミラー１４は図２に示すように画像投射素子２から出射された光束の光軸Ｂが、例えば平面ミラー１４ａに入射するようにミラー回転軸１６に保持されており、そこで反射され光軸方向を変更された光束の光軸Ｄがスクリーン５の観察側と反対側の面に入射するように配置されている。
【００３２】
次に、制御部４は例えば図３に示すようにメモリ１７ａ，１７ｂ，１７ｃ、マルチプレクサ１８、切替えスイッチ１９、コントローラ２０、ロータリエンコーダ２１及びモータ２２等を有する。
【００３３】
メモリ１７ａ，１７ｂ，１７ｃは、図示しない例えば三つのカメラにより夫々撮像され、スクリーン５に投射する縦ライン画像の基礎となる画像情報を夫々記憶しており、マルチプレクサ１８は例えば当該メモリ１７ａ，１７ｂ，１７ｃに記憶された画像情報を基に、画像処理や合成処理を行い、縦ライン画像情報を生成する。
【００３４】
切替えスイッチ１９は、マルチプレクサ１８から出力される縦ライン画像情報ごとの画像信号を所定の時分割に同期させ順次切替えながら液晶表示素子１１に出力する。ここで、液晶表示素子１１は例えば図３に示すように液晶コントローラ３０、液晶ドライバ２３及び複数の画素で構成される液晶パネル２４等を有する。液晶コントローラ３０は、コントローラ２０の制御の下で液晶ドライバ２３に制御信号を出力する。液晶ドライバ２３は、切替えスイッチ１９からの画像信号及び液晶コントローラ３０からの制御信号を受け、液晶パネル２４中の図示しない例えばＴＦＴ(Thin Film Transistor)にデータ信号を印加する。これにより、所定の画素の液晶に電圧が印加され、透過光の強度が変調されて、液晶表示素子全体として所定の画像を生成するものである。
【００３５】
ロータリエンコーダ２１は、例えばポリゴンミラー１４のミラー回転軸１６に設けられており当該ミラー回転軸１６の回動に伴い所定のパルスを出力するものであり、当該出力信号をコントローラ２０が受信し、例えば当該パルスをカウントすることによりミラー回転軸１６の回転角度、すなわちポリゴンミラー１４の回転角度の変化等を検出できる。例えばこの情報に基づき、コントローラ２０が当該ポリゴンミラー１４の回動に同期した時分割情報を切替えスイッチ１９の送ることができる。
【００３６】
次に、スクリーン５は、例えば図４に示すようにポリゴンミラー１４からの光を平行光線に変換するフレネルレンズシート２５、その平行光線をその光線の方向に対し垂直方向（図４中のＺ軸方向）に屈折させる垂直拡散板としてのレンチキュラーシート２６、その屈折された光線を拡散させる拡散部材２７等を有する。
【００３７】
ここで、フレネルレンズシート２５はレンズ系１３から出射された投射光をレンチキュラーシート２６に対して垂直に近い角度（図４中のＹ軸方向）の略平行光線に変換する。
【００３８】
レンチキュラーシート２６は、例えば図４に示すようにレンズ系側のシリンドリカルレンズ部２６ａ及び観察者側のレンズ基部２６ｂを有する。当該シリンドリカルレンズ部２６ａは、平板状のレンズ基部２６ｂに水平方向に等しく略半円状の断面で延びるシリンドリカルレンズが複数垂直方向に並設されている。これにより、平行光線をその方向に対し垂直方向（図４中のＺ軸方向）に屈折させ散乱させることができる。
【００３９】
また、拡散部材２７は全方向に拡散させるもので、例えば無機化合物を透明樹脂内に分散混合させる等の方法により製造できる。勿論、全方向に拡散する拡散部材である必要はなく、例えば特定の拡散特性を持たせたホログラム拡散シートであってもよい。
【００４０】
以上のように構成された立体画像表示装置１による画像表示方法について特に光の進み方を中心に説明する。図５は、立体画像表示装置の光に進み方の説明図及び図６は、ポリゴンミラーからの光が観察者に立体画像として進む様子の説明図である。
【００４１】
原理的に立体画像表示装置では、観察者の左右の眼に対して、対応する視差情報を入れるために、スクリーン後方(観察者から見て)に複数の画像投射素子（プロジェクター）を配置することと、スクリーンの拡散板を垂直方向だけの拡散で水平方向はほとんど拡散しないように設定することで、左右の眼に対して別々の画像情報を入力できるようになる。
【００４２】
このとき左右の眼には、例えば第１の画像としての１つ目の画像投射素子の情報は当該拡散板によって、垂直方向にしか拡散されないため、縦ラインの表示として見える。隣の表示ラインはその隣の例えば第２の画像としての２つ目の画像投射素子からの表示情報が眼に入るため、複数の画像投射素子から夫々必要な情報が眼に入るようになっている。
【００４３】
これにより、左右の眼に見えるスクリーン上の画像は各画像投射素子による縦ライン表示の合成画像として見えることとなる。
【００４４】
本実施形態では、この各画像投射素子による縦ライン表示を一つの画像投射素子からの複数の縦ライン表示として合成画像を形成しようとするものである。
【００４５】
以下具体的に説明する。
【００４６】
まず、例えば図５に示すようにプロジェクターベース１２に保持された画像投射素子２の後部筒体７に内蔵されたＬＥＤ１０の電極に所定の電流が供給されると、当該ＬＥＤ１０の光出射側から光が出射され、同じく後部筒体７に内蔵された照明用光学系により例えば平行光とされ、当該平行光が液晶表示素子１１に照射される。
【００４７】
このとき、平行光が照射された液晶表示素子１１は、例えば制御部４の切替えスイッチ１９から所定の時分割で送られてくる画像Ｔ１〜Ｔｎ等の画像信号を液晶ドライバ２３に受信し、入射した光を画素ごとに変調し、画像Ｔ１〜Ｔｎ等を生成している。従って、例えば当該液晶表示素子１１が透過型であるときは、その画像を透過した光が前部筒体９のレンズ系１３に入射し、ポリゴンミラー１４に向けて時分割された画像Ｔ１〜Ｔｎ等としての光束が出射されることとなる。
【００４８】
ここで、例えば図３及び図５に示すようにコントローラ２０は、液晶表示素子１１に表示させる画像Ｔ１〜Ｔｎ等の縦ライン画像情報を送信するようマルチプレクサ１８に指示する。マルチプレクサ１８は、画像Ｔ１〜Ｔｎ等の縦ライン画像情報を例えばメモリ１７ａ，１７ｂ，１７ｃに記憶されている画像情報を夫々選択し処理、合成して生成する。すると、コントローラ２０はその生成された縦ライン画像情報を切替えスイッチ１９に送信させ、当該切替えスイッチ１９はコントローラ２０の制御下、所定の時分割ごとに例えば０．０１７３６ｍｓ（１２０フレームレートの液晶を縦に使った場合、その液晶の解像度が６４０×４８０ドットとして １÷１２０÷４８０＝０．０１７３６ｍｓとなる。)ごとに画像Ｔ１〜Ｔｎ等の画像信号を一つずつ液晶ドライバ２３に送信することとなる。
【００４９】
このとき、コントローラ２０は光学部材としてのポリゴンミラー１４の回転速度とその回転角度の変化を例えばミラー回転軸１６に設けられたロータリエンコーダ２１からのパルス信号により読み取る。そして、コントローラ２０は読み取ったポリゴンミラー１４の回転速度等の情報から画像Ｔ１〜Ｔｎ等の画像信号を例えばどういう時分割で液晶ドライバ２３に送信すれば、当該時分割ごとの一の時とその次の時とで当該画像Ｔ１〜Ｔｎ等の光束ごとの光軸方向を変更できるか、即ち一番適当な時分割を選択、制御してその時分割情報を切替えスイッチ１９に送信する。
【００５０】
例えばｎ＝５０の時分割のタイミングのときに図５に示す実線Ｈの状態であるポリゴンミラー１４が、ｎ＝５１の時分割のタイミングのときに図５に示す破線Ｉのポリゴンミラー１４に移動する。すると、ｎ＝５０の時は画像投射素子２から出射された画像Ｔ５０の光束の光軸Ｂは、ポリゴンミラー１４の平面ミラー１４ａにより反射され実線で表す光軸Ｅの方向に変更されてスクリーン上の例えばＳ５０の位置に入射することとなる。一方、その次の時分割のタイミングであるｎ＝５１では、次の画像であるＴ５１の光束は同じ光軸Ｂとして画像投射素子２から出射され、同じ平面ミラー１４ａにより反射されるが、当該ポリゴンミラー１４が図５に示すように例えばθ１だけ回動しているのでその反射された光軸Ｆは破線のように光軸の方向が変更される。そして、その変更された光軸Ｆはスクリーン５のＳ５０の隣のＳ５１に入射することとなる。
【００５１】
すなわち、コントローラ２０は、ポリゴンミラー１４が実線Ｈの状態からθ１だけ回動し、破線Ｉの状態になったときに例えば時分割のｎ＝５０がｎ＝５１となるように時分割を選択、制御し、当該ポリゴンミラー１４の回動に同期させることになる。
【００５２】
次に、スクリーン５での光の動作を簡単に説明する。
【００５３】
ポリゴンミラー１４により光軸方向を変更された光軸Ｆの光束は、例えば図４に示すようにスクリーン５のポリゴンミラー側のフレネルレンズシート２５に入射し、略平行光に変換されて当該フレネルレンズシート２５を出射してレンチキュラーシート２６に入射する。
【００５４】
ここで、レンチキュラーシート２６に入射した平行光は、シリンドリカルレンズ部２６ａにより垂直方向（図４中のＺ軸方向）に屈折されて拡散した後、その屈折された光は拡散部材２７に入射し、水平方向にはほとんど拡散しないで当該拡散部材２７から画像としての像光として出射する。
【００５５】
そして、例えば図６に示すように拡散部材２７から出射した像光は、観察者の左右の眼２８に対し、立体画像を構成する画像情報の内の一つである横方向に分割された一部の画像情報を表示することとなる。
【００５６】
このとき、スクリーン５をその垂直方向には大きな拡散角を有し、水平方向にはほとんど拡散しない構成としているので、１つの画像投射素子２から時分割でスクリーン５に送られてきた画像Ｔ５０及びＴ５１の像光は水平方向にはほとんど拡散せず、縦ライン表示Ｊ１及びＪ２として観察者には見えることとなる。
【００５７】
以上のように画像投射素子２から出射された画像Ｔ５０及びＴ５１の光束はポリゴンミラー１４とスクリーン５とにより動作するが、このような動作は当該画像投射素子２による他の時分割された画像の光束においても略同様である。
【００５８】
更にポリゴンミラー１４が回動して、平面ミラー１４ａの次の平面ミラー１４ｂに画像投射素子２からの時分割された画像の光束が入射するようになると、平面ミラー１４ａと同様に時分割された画像Ｔ´１〜Ｔ´ｎ等の光束が当該平面ミラー１４ｂにより夫々スクリーン５の平面ミラー１４ａのときと同じ分割された位置に入射するようにその光軸方向が変更されることとなる。
【００５９】
また、所定の時分割された画像Ｔ´１〜Ｔ´ｎ等が夫々スクリーン５に出射されると次の平面ミラー１４ｃに画像投射素子２からの時分割された画像の光束が入射されることとなり、ポリゴンミラー１４が回動するにつれて次々と平面ミラー１４ａ〜１４ｆまでにより、光軸方向が変更される。そして、ポリゴンミラー１４が一回転してまた平面ミラー１４ａによって光軸方向が変更されるようになり、結局連続して一つの画像投射素子２からの時分割された画像の光束をスクリーン５の夫々の位置に投射することになる。
【００６０】
スクリーン５への投射は、例えばポリゴンミラー１４によりその光軸方向を変更され時分割で異なる角度でスクリーン５に投射されることとなる。ここで、当該角度は例えばポリゴンミラー１４が図６に示すように断面６角形の多角柱であるとすると一つの平面ミラー１４ａの次の平面ミラー１４ｂが来て光軸方向を変更するまでとなるので、±３０°となる。液晶の応答速度が早ければ光線本数を稼げるので、できるだけ広い角度から見えたほうが３Ｄ映像としては好ましい。ただし、実際には応答速度に限界があり、１画素当りの光線密度が減るので画角を広くすることは好ましくない。従ってＭＥＭＳ(Micro Electro Mechanical Systems)のような高速応答が可能な表示デバイスであれば例えば約±１０°となる。
【００６１】
従って、ポリゴンミラー１４の形状は断面６角形の多角柱に限られるものではなく、それより角数の多い断面形状でもいいし、それより角数の小さい多角柱であっても良い。
【００６２】
尚、上述の説明ではコントローラ２０は例えばロータリエンコーダ２１からのポリゴンミラーの回転速度等の情報に基づき適切な時分割情報を選択、制御して切替えスイッチ１９に送信し当該時分割ごとに当該切替えスイッチ１９が画像Ｔ１〜Ｔｎ等の画像信号を液晶ドライバ２３に送信することとした。
【００６３】
しかし、制御部４による制御はこれに限られるものではなく例えば、コントローラ２０は切替えスイッチ１９に予め定められた時分割ごとに画像Ｔ１〜Ｔｎ等の画像信号を一つずつ液晶ドライバ２３に送信させるようにしてもよい。
【００６４】
このとき、コントローラ２０は光学部材としてのポリゴンミラー１４に入射された時分割ごとの画像Ｔ１〜Ｔｎ等の光束を、当該時分割ごとの一の時とその次の時とで異なる光軸方向に変更できるように、モータ２２を制御する。
【００６５】
例えばコントローラ２０は、上述した時分割のｎ＝５０がｎ＝５１となったときにポリゴンミラー１４が実線Ｈの状態からθ１だけ回動し、破線Ｉの状態になるようにモータ２２の回転速度や回転タイミングを制御し、当該時分割に同期させる。例えばミラー回転軸１６に設けられたロータリエンコーダ２１からのパルス信号によりポリゴンミラー１４の回転速度とその回転角度の変化を読み取り、予め記憶された時分割情報と比較して同期させることができる。
【００６６】
このように本実施形態によれば、時分割に画像を光束として出射する一つの画像投射素子２と、当該画像投射素子２から出射された光束の光軸が時分割により分割された一の時とその次の時とで異なる光軸方向となるように変更可能なポリゴンミラー１４とを具備することとした。従って、例えば画像投射素子２から出射された光束を時分割で複数の光軸方向に変更し、スクリーン５の異なる領域にそれぞれ投射することができる。そして、この際、当該時分割ごとに画像投射素子２から画像としての光束を出射するので、結局当該スクリーン５には複数の画像投射素子から夫々画像が投射されたのと同様の画像情報を提供できることとなり、その分、画像投射素子の数を減らすことが可能となる。
【００６７】
また、ポリゴンミラー１４の回動及び時分割の少なくともいずれかを制御することで時分割により分割された一の時とその次の時とで異なる光軸方向とする制御部４を更に備えることとした。従って、ポリゴンミラー１４の回動のタイミングや速度等をコントロールして当該時分割の夫々のときに同期させることができるし、時分割の夫々のとき自体をコントロールしてポリゴンミラー１４の回動のタイミングに同期させることも可能となる。
【００６８】
更にポリゴンミラー１４は、多角柱の側面に配置された複数の平面ミラー１４ａ〜１４ｆを有し、当該多角柱の柱軸であるミラー回転軸１６を中心軸として回動させることで光軸方向の変更を連続的なものとすることとした。従って、画像投射素子２から出射される時分割された画像の光束の光軸変更を連続的に変更でき、より動画等の高画質で奥行きのある画像を提供できる。
【００６９】
また、ポリゴンミラー１４により光軸を変更された光束を受け、当該光束をその光軸方向に水平な方向には拡散せず、垂直方向に拡散する垂直拡散板としてのレンチキュラーシート２６を有するスクリーン５を更に備えることとした。従って、縦ラインの合成画像により観察者は高画質で奥行きのある画像を見ることができる。
【００７０】
更に時分割に画像を光束として画像投射素子２から当該光束の光軸方向を変更可能なポリゴンミラー１４に出射するステップと、当該ポリゴンミラー１４に入射された時分割ごとの光束を、当該時分割により分割された一の時とその次の時とで異なる光軸方向に変更して出射するステップとを具備することとした。
【００７１】
従って、画像投射素子２から出射された光束を時分割で複数の光軸方向に変更し、スクリーン５の異なる領域にそれぞれ投射することができる。そして、この際、当該時分割ごとに画像投射素子２から画像としての光束を出射するので、結局当該スクリーン５には複数の画像投射素子から夫々画像が投射されたのと同様の画像情報を提供できることとなり、その分、画像投射素子の数を減らすことが可能となる。
【００７２】
図７は、本発明の第２の実施形態に係る画像投射素子及びポリゴンミラーの説明図である。尚、これ以降の発明の説明では、上述した実施形態に係る立体画像表示装置の部材や機能等について同様なものは説明を簡略または省略して、異なる点を中心に説明する。
【００７３】
例えば図７に示すように立体画像表示装置１には、画像投射素子がプロジェクターベース１２に３つ第１の画像投射素子２ａ、第２の画像投射素子２ｂ及び第３の画像投射素子２ｃとして並設されており、ポリゴンミラーも第１の画像投射素子２ａからの光束が入射する第１の光学部材としての第１のポリゴンミラー１４０、第２の画像投射素子２ｂからの光束が入射する第２の光学部材としての第２のポリゴンミラー１４１及び第３の画像投射素子２ｃからの光束が入射する第３のポリゴンミラー１４２を有する点で、上述した実施形態と異なる。
【００７４】
具体的には第１、第２及び第３の画像投射素子２ａ，２ｂ，２ｃは、例えば図７に示すように夫々のレンズ系１３から出射された光束の光軸方向Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３が略水平面方向(図７中のＸＹ軸方向)で夫々平行になるように、具体的には図７中のＸ軸方向に平行になるようにプロジェクターベース１２に並設されて保持されている。尚、第１、第２及び第３の画像投射素子２ａ，２ｂ，２ｃは、夫々が上述した実施形態の画像投射素子２と同じ構成、例えば後部筒体７、箱体８、前部筒体９、ＬＥＤ１０、液晶表示素子１１及びレンズ系１３を有するのでその説明を省略する。
【００７５】
また、第１、第２及び第３のポリゴンミラー１４０，１４１，１４２は夫々が上述の実施形態のポリゴンミラー１４と同様の構成を有し、夫々平面ミラー１４０ａ，１４０ｂ，１４０ｃ，１４０ｄ，１４０ｅ，１４０ｆと平面ミラー１４１ａ，１４１ｂ，１４１ｃ，１４１ｄ，１４１ｅ，１４１ｄ及び平面ミラー１４２ａ，１４２ｂ，１４２ｃ，１４２ｄ，１４２ｅ，１４２ｆを有する。
【００７６】
更に第１、第２及び第３のポリゴンミラー１４０，１４１，１４２は、夫々のミラー回転軸１６が図７中のＺ軸に平行となるように図７中で紙面に垂直に、かつ第１、第２及び第３のポリゴンミラー１４０，１４１，１４２の夫々がぶつからないよう配置されている。また、例えばプロジェクターベース１２に対し第１のポリゴンミラー１４０が一番近く、次に第２のポリゴンミラー１４１が配置され、一番遠くに第３のポリゴンミラー１４２が配置されている。
【００７７】
また、図７に示すように第１のポリゴンミラー１４０は、回転しており、あるタイミングでは第１の画像投射素子２ａから出射された光束の光軸Ｂ１が、例えば平面ミラー１４０ａの略中央に入射するようにミラー回転軸１６に保持されている。そして第１のポリゴンミラー１４０は、当該平面ミラー１４０ａで反射され光軸方向を変更された光束の光軸Ｄ１が、スクリーン上の位置を示す例えばＫ２８の位置で観察側と反対側の面に入射するように配置されている。
【００７８】
更に第２のポリゴンミラー１４１は、同様に回転し、あるタイミングで第２の画像投射素子２ｂから出射された光束の光軸Ｂ２が、平面ミラー１４１ａの略中央に入射するようにミラー回転軸１６に保持されている。そして第２のポリゴンミラー１４１は、当該平面ミラー１４１ａで反射され光軸方向を変更された光束の光軸Ｄ２がスクリーン５の例えばＫ８４で観察側と反対側の面に入射するように配置されている。
【００７９】
また、第３のポリゴンミラー１４２は、同様にあるタイミングでは第３の画像投射素子２ｃから出射された光束の光軸Ｂ３が、平面ミラー１４２ａの略中央に入射するようにミラー回転軸１６に保持されている。そして第３のポリゴンミラー１４２は、当該平面ミラー１４２ａで反射され光軸方向を変更された光束の光軸Ｄ３が、スクリーン５の例えばＫ１４０で観察側と反対側の面に入射するように配置されている。
【００８０】
すなわち、第１の光学部材としての第１のポリゴンミラー１４０により光軸方向が変更された第１の光軸としての例えばＤ１と第２及び第３の光学部材としての第２及び第３のポリゴンミラー１４１，１４２により光軸方向が変更された第２及び第３の光軸としての例えばＤ２，Ｄ３とが相互にスクリーン５の夫々異なる位置に入射するように第１、第２及び第３のポリゴンミラー１４０，１４１，１４２が形成し配置されている。
【００８１】
次に制御部４は、メモリ１７ａ，１７ｂ，１７ｃ、マルチプレクサ１８、切替えスイッチ１９、コントローラ２０、ロータリエンコーダ２１ａ，２１ｂ，２１ｃ及びモータ２２等を有する。
【００８２】
ここで、切替えスイッチ１９は例えばマルチプレクサ１８から出力される縦ライン画像情報ごとの画像信号を同じ時分割で順次切り替えながら第１、第２及び第３の画像投射素子２ａ，２ｂ，２ｃの夫々の液晶表示素子１１に出力する。このとき、夫々の液晶表示素子に出力される画像信号は同じ一つの時分割に同期させてある。
【００８３】
また、ロータリエンコーダ２１ａ，２１ｂ，２１ｃは例えば第１、第２及び第３のポリゴンミラー１４０，１４１，１４２のミラー回転軸１６に夫々設けられており、当該ミラー回転軸１６の回動に伴い所定のパルスを出力するものである。そして、当該出力信号をコントローラ２０が受信し、例えば当該パルスをカウントすることによりミラー回転軸１６の回転角度、すなわち第１、第２及び第３のポリゴンミラー１４０，１４１，１４２夫々の回転角度の変化等を検出できる。例えばこの情報に基づき、コントローラ２０が当該第１、第２及び第３のポリゴンミラー１４０，１４１，１４２夫々の回動に同期するように時分割情報を制御し、切替えスイッチ１９に送ることができる。
【００８４】
勿論、逆に例えばコントローラ２０が、当該パルスをカウントすることにより夫々のミラー回転軸１６の回転角度、即ち第１、第２及び第３のポリゴンミラー１４０，１４１，１４２夫々の回転角度の変化を計測し、予め定められた時分割に同期するようモータ２２の回動を制御してもよい。
【００８５】
以上のように構成された立体画像表示装置による画像表示方法については、３つの画像投射素子２ａ，２ｂ，２ｃと３つの第１、第２及び第３のポリゴンミラー１４０，１４１，１４２によりスクリーンに画像の光束を投射する点が上述の実施形態と異なるのでその点を中心に説明をする。図８は、３つの画像投射素子と３つのポリゴンミラーとを有する立体画像表示装置の光に進み方の説明図である。
【００８６】
例えば図３及び図８に示すようにコントローラ２０は、所定の時分割で液晶表示素子１１に表示させる画像Ｕａ１〜Ｕａｎ、Ｕｂ１〜Ｕｂｎ及びＵｃ１〜Ｕｃｎ等の縦ライン画像情報を送信するようマルチプレクサ１８に指示する。マルチプレクサ１８は、画像Ｕａ１〜Ｕａｎ、Ｕｂ１〜Ｕｂｎ及びＵｃ１〜Ｕｃｎ等の縦ライン画像情報をメモリ１７ａ，１７ｂ，１７ｃに記憶されている画像情報を選択し処理、合成して生成する。
【００８７】
すると、コントローラ２０はその生成された縦ライン画像情報を切替えスイッチ１９に送信させ、当該切替えスイッチ１９はコントローラ２０の制御下、所定の時分割ごとに、例えば図８に示すように時分割がｎ＝１のときは画像Ｕａ１の画像信号を画像投射素子２ａの液晶ドライバ２３に送信すると共に画像Ｕｂ１の画像信号は画像投射素子２ｂの液晶ドライバ２３に、画像Ｕｃ１の画像信号は画像投射素子２ｃの液晶ドライバ２３に夫々送信する。
【００８８】
次の時分割ｎ＝２のときも同様に画像Ｕａ２，Ｕｂ２，Ｕｃ２の画像信号を夫々画像投射素子２ａ，２ｂ，２ｃの液晶ドライバ２３に送信する。このように切替えスイッチ１９は、画像Ｕａ１〜Ｕａｎ、Ｕｂ１〜Ｕｂｎ及びＵｃ１〜Ｕｃｎ等の画像信号を一つずつ３つの画像投射素子２ａ，２ｂ，２ｃにスイッチングして送信することとなる。
【００８９】
また、画像投射素子２ａの液晶表示素子１１は、制御部４の切替えスイッチ１９から所定の時分割で送られてくる画像Ｕａ１，Ｕａ２，Ｕａ３等の画像信号を液晶ドライバ２３に受信し、入射した光を画素ごとに変調し、画像Ｕａ１，Ｕａ２，Ｕａ３等を生成している。従って例えば当該液晶表示素子１１が透過型であるときは、その画像を透過した光が前部筒体９のレンズ系１３に入射し、第１のポリゴンミラー１４０に向けて時分割された画像Ｕａ１，Ｕａ２，Ｕａ３等としての光束が出射されることとなる。
【００９０】
同様に画像投射素子２ｂ、２ｃの液晶表示素子１１も、制御部４の切替えスイッチ１９から所定の時分割で送られてくる画像Ｕｂ１，Ｕｂ２，Ｕｂ３等、画像Ｕｃ１，Ｕｃ２，Ｕｃ３等の画像信号を液晶ドライバ２３に受信し、入射した光を画素ごとに変調し、画像Ｕｂ１，Ｕｂ２，Ｕｂ３等、画像Ｕｃ１，Ｕｃ２，Ｕｃ３等を夫々生成している。従って、その画像を透過した光が前部筒体９のレンズ系１３に入射し、第２、第３のポリゴンミラー１４１，１４２に向けて時分割された画像Ｕｂ１，Ｕｂ２，Ｕｂ３等、画像Ｕｃ１，Ｕｃ２，Ｕｃ３等としての光束が出射されることとなる。
【００９１】
このとき、コントローラ２０は光学部材としての第１、第２及び第３のポリゴンミラー１４０，１４１，１４２の回転速度とその回転角度の変化を例えば夫々のミラー回転軸１６に設けられたロータリエンコーダ２１ａ，２１ｂ，２１ｃからのパルス信号により読み取る。そして、コントローラ２０は読み取った例えば第１のポリゴンミラー１４０の回転速度等の情報から画像Ｕａ１〜Ｕａｎ等の画像信号を例えばどういう時分割で液晶ドライバ２３に送信すれば、当該時分割ごとの一の時とその次の時とで当該画像Ｕａ１〜Ｕａｎ等の光束ごとの光軸方向を変更できるか、即ち一番適当な時分割を選択、制御してその時分割情報を切替えスイッチ１９に送信する。
【００９２】
具体的には、例えばｎ＝５５の時分割のタイミングで画像投射素子２ａから出射された画像Ｕａ５５の光束の光軸Ｂ１は、図８に示すように平面ミラー１４０ａによりその光軸方向が変更され、光軸Ｅ１となる。当該光軸Ｅ１は、例えばスクリーン５のＫ５５の位置に入射する。
【００９３】
次の時分割ｎ＝５６のタイミングで画像投射素子２ａからは次の画像Ｕａ５６の光束が同じ光軸Ｂ１として、平面ミラー１４０ａに入射するが、この時平面ミラー１４０ａは第１のポリゴンミラー１４０の回動に伴い、その傾きを変化させており、これにより光軸方向を変更された光軸Ｆ１はスクリーン５の先ほどのＫ５５の隣であるＫ５６の位置に入射することとなる。
【００９４】
即ち、コントローラ２０は、第１のポリゴンミラー１４０がθ２だけ回動し平面ミラー１４０ａの傾きが変化して、当該平面ミラー１４０ａにより反射された光束の光軸Ｆ１がスクリーン５のＫ５６の位置に入射するようになったときに、時分割のｎ＝５５がｎ＝５６となるように時分割を選択、制御し、当該第１のポリゴンミラー１４０の回動に同期させることになる。
【００９５】
尚、時分割ｎ＝５６の次の時分割ｎ＝５７では第１のポリゴンミラー１４０によりその光軸方向が変更されスクリーン５に入射する位置は、例えば図８に示すように直ぐ隣のＫ５７ではなく、最初の位置であるＫ１に戻ることとなる。
【００９６】
即ち、コントローラ２０は、第１のポリゴンミラー１４０の平面ミラー１４０ａの次の平面ミラーである１４０ｂが画像投射素子２ａからの光束を受け、当該光束の光軸方向を変更してスクリーン５のＫ１の位置に入射できるような位置に来たときに、次の時分割ｎ＝５７となるように当該時分割を制御することとなる。
【００９７】
同様に、コントローラ２０は第２、第３のポリゴンミラー１４１，１４２に入射された時分割ごとの画像Ｕｂ１〜Ｕｂｎ等、Ｕｃ１〜Ｕｃｎ等の光束を、当該時分割ごとの一の時とその次の時とで異なる光軸方向に変更できるように、当該時分割を制御してその時分割情報を切替えスイッチ１９に送信する。
【００９８】
以上の制御によりスクリーン５全体としては例えば３つの画像投射素子２ａ，２ｂ，２ｃと３つの第１、第２及び第３のポリゴンミラー１４０，１４１，１４２により高画質な立体映像を提供できる。
【００９９】
尚、上述の説明では３つの画像投射素子２ａ，２ｂ，２ｃごとに同じ時分割で画像Ｕａ１〜Ｕａｎ、Ｕｂ１〜Ｕｂｎ、Ｕｃ１〜Ｕｃｎの画像信号を夫々の液晶ドライバ２３に送信することとしたが、勿論これに限られるものではない。例えば図９に示すように一つの時分割による画像Ｕ１〜Ｕｎ等の画像信号を３つの画像投射素子２ａ，２ｂ，２ｃに振り分けても良い。尚、図９は一つの時分割による画像を振り分ける場合の説明図である。
【０１００】
例えばコントローラ２０は、マルチプレクサ１８に生成された縦ライン画像情報を切替えスイッチ１９に送信させ、当該切替えスイッチ１９はコントローラ２０の制御下、所定の時分割ごとに、例えば図９に示すように時分割がｎ＝１のときは画像Ｕ１の画像信号を画像投射素子２ａの液晶ドライバ２３に送信し、次の時分割ｎ＝２のときは画像Ｕ２の画像信号を画像投射素子２ｂの液晶ドライバ２３に送信する。更に当該切替えスイッチ１９は、時分割ｎ＝３のときは画像Ｕ３の画像信号を画像投射素子２ｃの液晶ドライバ２３に送信し、次の時分割ｎ＝４のときはまた、画像投射素子２ａに戻って画像Ｕ４の画像信号を送信する。このように切替えスイッチ１９は、画像Ｕ１〜Ｕｎ等の画像信号を一つずつ３つの画像投射素子２ａ，２ｂ，２ｃにスイッチングにより振り分けて送信することとなる。
【０１０１】
また、画像投射素子２ａの液晶表示素子１１は、例えば制御部４の切替えスイッチ１９から所定の時分割で送られてくる画像Ｕ１，Ｕ４，Ｕ７等の画像信号を液晶ドライバ２３に受信し、入射した光を画素ごとに変調し、画像Ｕ１，Ｕ４，Ｕ７等を生成している。従って例えば当該液晶表示素子１１が透過型であるときは、その画像を透過した光が前部筒体９のレンズ系１３に入射し、第１のポリゴンミラー１４０に向けて時分割された画像Ｕ１，Ｕ４，Ｕ７等としての光束が出射されることとなる。
【０１０２】
同様に画像投射素子２ｂの液晶表示素子１１は、制御部４の切替えスイッチ１９から所定の時分割で送られてくる画像Ｕ２，Ｕ５，Ｕ８等の画像信号を液晶ドライバ２３に受信し、入射した光を画素ごとに変調し、画像Ｕ２，Ｕ５，Ｕ８等を生成している。従って、その画像を透過した光が前部筒体９のレンズ系１３に入射し、第２のポリゴンミラー１４１に向けて時分割された画像Ｕ２，Ｕ５，Ｕ８等としての光束が出射されることとなる。
【０１０３】
また、画像投射素子２ｃの液晶表示素子１１は、制御部４の切替えスイッチ１９から所定の時分割で送られてくる画像Ｕ３，Ｕ６，Ｕ９等の画像信号を液晶ドライバ２３に受信し、入射した光を画素ごとに変調し、画像Ｕ３，Ｕ６，Ｕ９等を生成している。従って、その画像を透過した光が前部筒体９のレンズ系１３に入射し、第３のポリゴンミラー１４２に向けて時分割された画像Ｕ３，Ｕ６，Ｕ９等としての光束が出射されることとなる。
【０１０４】
そして、コントローラ２０は第１、第２及び第３のポリゴンミラー１４０，１４１，１４２に入射された時分割ごとの画像Ｕ１，Ｕ４，Ｕ７等、画像Ｕ２，Ｕ５，Ｕ８等及び画像Ｕ３，Ｕ６，Ｕ９等の光束を、当該時分割の一の時とその次の時とで異なる光軸方向に変更できるように、その時分割を制御して時分割情報を切替えスイッチ１９に送信する。
【０１０５】
また、上述の説明ではコントローラ２０が各ロータリエンコーダ２１ａ，２１ｂ，２１ｃからのパルス出力により各第１、第２及び第３のポリゴンミラー１４０，１４１，１４２による当該光軸方向の変更のタイミングに同期するように、時分割自体を制御することとした。しかし、これに限られるものではなく例えばコントローラ２０は、予め設定された時分割情報に基づきモータ２２の回転速度やそのタイミングを制御して当該時分割に同期させてもよいことは勿論である。
【０１０６】
このように本実施形態によれば、画像投射素子２は、複数の画像投射素子例えば３つの画像投射素子２ａ，２ｂ，２ｃからなり、少なくとも同じ画像投射素子から出射され第１、第２及び第３のポリゴンミラー１４０，１４１，１４２により光軸方向が変更された各時分割ごとの光軸が、スクリーン５の夫々異なる位置に入射するものとした。従って、液晶表示素子のように応答速度の遅い表示素子であっても、より少ない画像投射素子の数で高画質な画像を提供できる。
【０１０７】
また、画像投射素子２は、例えば第１及び第２の画像投射素子２ａ，２ｂを有し、光学部材としてのポリゴンミラーは、第１の画像投射素子２ａからの光束が入射する第１のポリゴンミラー１４０と第２の画像投射素子２ｂからの光束が入射する第２のポリゴンミラー１４１を有し、当該第１のポリゴンミラー１４０により光軸方向が変更された第１の光軸としての例えば光軸Ｄ１と当該第２のポリゴンミラー１４１により光軸方向が変更された第２の光軸としての例えば光軸Ｄ２とが、スクリーン５の夫々異なる位置Ｋ２８，Ｋ８４に入射するものであることとした。従って、複数の画像投射素子２ａ，２ｂからスクリーン５への画像投射の効率化が図れ、応答速度の遅い表示素子でも更に必要な画像投射素子数を少なくできる。また、光軸方向が変更された時分割ごとの光束を、夫々のポリゴンミラーの回転速度や回転のタイミング、更には当該時分割自体を制御してより容易に所望のスクリーン５の位置に入射でき、更に高画質な映像を提供できる。
【０１０８】
更に複数の画像投射素子２ａ，２ｂ，２ｃは夫々の時分割を同期させることとしたので、複数の画像投射素子２ａ，２ｂ，２ｃによりスクリーン５に纏まりのある画像を投射できる。
【０１０９】
以上、好ましい実施形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は上述したいずれの実施形態にも限定されず、本発明の技術思想の範囲内で適宜変更し或は上述した各実施形態を組み合わせて実施できるものである。
【０１１０】
例えば上述の実施形態では、液晶表示素子として透過型の液晶表示素子を説明したがダイクロイックミラーなどにより光学変調素子の前方から照明し光を変調しても良いし、また画像表示するパネル自体から輝度の大きい光を発光させても良い。これにより、より多種多様な立体画像表示装置において、高画質を確保しながら画像投射素子の数を少なくして、コストを低減できると共により小型化できる。
【０１１１】
また、上述の実施形態ではロータリエンコーダ２１を用いてポリゴンミラー１４の回転速度や回転のタイミング等を検知し、当該データに基きコントローラ２０が当該タイミングに同期した時分割となるように時分割情報等を制御することとした。しかし、これに限られるものではなく例えば、モータにステッピングモータ(stepping motor)を用いそのステッピングモータへ入力されるパルス信号をコントローラ２０の制御下切替えスイッチ１９に送り、当該パルス信号に同期された時分割で画像投射素子２に画像信号を送って当該画像投射素子から時分割された画像の光束を出射させてもよい。
【０１１２】
これにより、デジタル的にポリゴンミラー１４の回動を制御でき、より正確に画像投射素子２から出射された光軸方向を変更させて、スクリーン５の夫々の位置に入射させることができると共に、部品点数を少なくして製造コストを更に低減できる。
【図面の簡単な説明】
【０１１３】
【図１】第１の実施形態に係る立体画像表示装置の概略を示す斜視図である。
【図２】画像投射素子及びポリゴンミラーを説明する部分平面図である。
【図３】画像表示装置の制御ブロック図である。
【図４】スクリーンの概略を示す斜視図である。
【図５】立体画像表示装置の光に進み方の説明図である。
【図６】ポリゴンミラーからの光が観察者に立体画像として進む様子の説明図である。
【図７】第２の実施形態に係る画像投射素子及びポリゴンミラーの説明図である。
【図８】第２の実施形態に係る立体画像表示装置の光に進み方の説明図である。
【図９】一つの時分割による画像を振り分ける場合の説明図である。
【符号の説明】
【０１１４】
１…立体画像表示装置
２，２ａ，２ｂ，２ｃ…画像投射素子
４…制御部
５…スクリーン
１４…ポリゴンミラー
２６…レンチキラーシート
１４０…第１のポリゴンミラー
１４１…第２のポリゴンミラー
１４２…第３のポリゴンミラー
【特許請求の範囲】
【請求項１】
時分割に画像を光束として出射する画像投射素子と、
前記画像投射素子から出射された前記光束の光軸方向を、前記時分割により分割された一の時とその次の時とで異なる光軸方向となるように変更可能な光学部材と
を具備することを特徴とする画像表示装置。
【請求項２】
請求項１に記載の画像表示装置であって、
前記光学部材は、前記画像投射素子から出射された前記光束を反射させるミラーを有し、当該ミラーを回動させて前記反射する光束の光軸方向を、前記時分割により分割された一の時とその次の時とで異なるものとできることを特徴とする画像表示装置。
【請求項３】
請求項２に記載の画像表示装置であって、
前記ミラーの回動及び前記時分割の少なくともいずれかを制御することで前記時分割により分割された一の時とその次の時とで異なる前記光軸方向とする制御部を更に備えることを特徴とする画像表示装置。
【請求項４】
請求項２に記載の画像表示装置であって、
前記ミラーは、多角柱の側面に配置された複数のミラーを有し、前記多角柱の柱軸を中心軸として前記ミラーを回動させることで前記光軸方向の変更を連続的なものとできることを特徴とする画像表示装置。
【請求項５】
請求項１に記載の画像表示装置であって、
前記光学部材から出射された前記光束を受け、当該光束をその光軸方向に水平な方向には拡散せず、垂直方向に拡散する垂直拡散板を有するスクリーンを更に備えることを特徴とする画像表示装置。
【請求項６】
請求項５に記載の画像表示装置であって、
前記画像投射素子は、複数の画像投射素子からなり、少なくとも同じ画像投射素子から出射され前記光学部材により光軸方向が変更された各光軸が、前記スクリーンの夫々異なる位置に入射するものであることを特徴とする画像表示装置。
【請求項７】
請求項６に記載の画像表示装置であって、
前記複数の画像投射素子は、各画像投射素子から出射される前記光束の光軸方向が水平面方向で夫々平行であることを特徴とする画像表示装置。
【請求項８】
請求項６に記載の画像表示装置であって、
前記複数の画像投射素子は、第１及び第２の画像投射素子を有し、
前記光学部材は、前記第１の画像投射素子からの光束が入射する第１の光学部材と前記第２の画像投射素子からの光束が入射する第２の光学部材を有し、
前記第１の光学部材により光軸方向が変更された第１の光軸と前記第２の光学部材により光軸方向が変更された第２の光軸とが、前記スクリーンの夫々異なる位置に入射するものであることを特徴とする画像表示装置。
【請求項９】
請求項６に記載の画像表示装置であって、
前記複数の画像投射素子は夫々の時分割が同期していることを特徴とする画像表示装置。
【請求項１０】
時分割に画像を光束として画像投射素子から当該光束の光軸方向を変更可能な光学部材に出射するステップと、
前記光学部材に入射された前記時分割ごとの光束を、前記時分割により分割された一の時とその次の時とで異なる光軸方向に変更して出射するステップと
を具備することを特徴とする画像表示方法。
【請求項１】
時分割に画像を光束として出射する画像投射素子と、
前記画像投射素子から出射された前記光束の光軸方向を、前記時分割により分割された一の時とその次の時とで異なる光軸方向となるように変更可能な光学部材と
を具備することを特徴とする画像表示装置。
【請求項２】
請求項１に記載の画像表示装置であって、
前記光学部材は、前記画像投射素子から出射された前記光束を反射させるミラーを有し、当該ミラーを回動させて前記反射する光束の光軸方向を、前記時分割により分割された一の時とその次の時とで異なるものとできることを特徴とする画像表示装置。
【請求項３】
請求項２に記載の画像表示装置であって、
前記ミラーの回動及び前記時分割の少なくともいずれかを制御することで前記時分割により分割された一の時とその次の時とで異なる前記光軸方向とする制御部を更に備えることを特徴とする画像表示装置。
【請求項４】
請求項２に記載の画像表示装置であって、
前記ミラーは、多角柱の側面に配置された複数のミラーを有し、前記多角柱の柱軸を中心軸として前記ミラーを回動させることで前記光軸方向の変更を連続的なものとできることを特徴とする画像表示装置。
【請求項５】
請求項１に記載の画像表示装置であって、
前記光学部材から出射された前記光束を受け、当該光束をその光軸方向に水平な方向には拡散せず、垂直方向に拡散する垂直拡散板を有するスクリーンを更に備えることを特徴とする画像表示装置。
【請求項６】
請求項５に記載の画像表示装置であって、
前記画像投射素子は、複数の画像投射素子からなり、少なくとも同じ画像投射素子から出射され前記光学部材により光軸方向が変更された各光軸が、前記スクリーンの夫々異なる位置に入射するものであることを特徴とする画像表示装置。
【請求項７】
請求項６に記載の画像表示装置であって、
前記複数の画像投射素子は、各画像投射素子から出射される前記光束の光軸方向が水平面方向で夫々平行であることを特徴とする画像表示装置。
【請求項８】
請求項６に記載の画像表示装置であって、
前記複数の画像投射素子は、第１及び第２の画像投射素子を有し、
前記光学部材は、前記第１の画像投射素子からの光束が入射する第１の光学部材と前記第２の画像投射素子からの光束が入射する第２の光学部材を有し、
前記第１の光学部材により光軸方向が変更された第１の光軸と前記第２の光学部材により光軸方向が変更された第２の光軸とが、前記スクリーンの夫々異なる位置に入射するものであることを特徴とする画像表示装置。
【請求項９】
請求項６に記載の画像表示装置であって、
前記複数の画像投射素子は夫々の時分割が同期していることを特徴とする画像表示装置。
【請求項１０】
時分割に画像を光束として画像投射素子から当該光束の光軸方向を変更可能な光学部材に出射するステップと、
前記光学部材に入射された前記時分割ごとの光束を、前記時分割により分割された一の時とその次の時とで異なる光軸方向に変更して出射するステップと
を具備することを特徴とする画像表示方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００８−１２９１０５（Ｐ２００８−１２９１０５Ａ）
【公開日】平成２０年６月５日（２００８．６．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−３１０９８６（Ｐ２００６−３１０９８６）
【出願日】平成１８年１１月１７日（２００６．１１．１７）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年６月５日（２００８．６．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１１月１７日（２００６．１１．１７）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
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