画像表示装置
【課題】画像を良好に視認させることができる画像表示装置を提供する。
【解決手段】表示制御装置２９１は、第１光変調装置２５０Ａに第１画像光を形成させるとともに第２光変調装置２５０Ｂに第２画像光を形成させる第１期間、及び第１光変調装置２５０Ａに第２画像光を形成させるとともに第２光変調装置２５０Ｂに第１画像光を形成させる第２期間とを交互に切り替える。偏光制御装置２９３は、偏光切替装置２６の動作を制御し、第１期間では第１光変調装置２５０Ａからの第１画像光を第１偏光に切り替えさせるとともに第２光変調装置２５０Ｂからの第２画像光を第２偏光に切り替えさせ、第２期間では第１光変調装置２５０Ａからの第２画像光を第２偏光に切り替えさせるとともに第２光変調装置２５０Ｂからの第１画像光を第１偏光に切り替えさせる。
【解決手段】表示制御装置２９１は、第１光変調装置２５０Ａに第１画像光を形成させるとともに第２光変調装置２５０Ｂに第２画像光を形成させる第１期間、及び第１光変調装置２５０Ａに第２画像光を形成させるとともに第２光変調装置２５０Ｂに第１画像光を形成させる第２期間とを交互に切り替える。偏光制御装置２９３は、偏光切替装置２６の動作を制御し、第１期間では第１光変調装置２５０Ａからの第１画像光を第１偏光に切り替えさせるとともに第２光変調装置２５０Ｂからの第２画像光を第２偏光に切り替えさせ、第２期間では第１光変調装置２５０Ａからの第２画像光を第２偏光に切り替えさせるとともに第２光変調装置２５０Ｂからの第１画像光を第１偏光に切り替えさせる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、液晶パネル等を有する３つの光変調装置にて変調されたＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各色光を色合成光学装置にて合成してスクリーン上に投影し、スクリーン上の投影画像を観察者に立体視させる画像表示装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１に記載の画像表示装置では、３つの光変調装置は、左目用の画像光を形成する第１期間と、右目用の画像光を形成する第２期間とを交互に切り替えている。
また、この画像表示装置では、色合成光学装置の光路下流側に偏光フィルター等を備え、第１期間では色合成光学装置から出射された各画像光を所定の偏光状態に変換し、第２期間では前記所定の偏光状態とは異なる偏光状態に変換している。
そして、観察者は、偏光眼鏡を通して、左目にて前記所定の偏光状態の各画像光（左目用の画像光）のみ視認し、右目にて前記所定の偏光状態とは異なる偏光状態の各画像光（右目用の画像光）のみを視認することで、投影画像を立体視する。
【０００３】
ところで、色合成光学装置での各色光の合成にあたり、Ｓ偏光及びＰ偏光の特性を利用して、各色光の光量の損失を抑制する技術も知られている（例えば、特許文献２参照）。
特許文献２に記載の技術では、色合成光学装置における略Ｘ字状に交差する一対の誘電体多層膜に対して、Ｇ色光がＰ偏光で入射し、Ｒ，Ｂの各色光がＳ偏光で入射するように構成している。
すなわち、Ｇ色光は、一対の誘電体多層膜に対してＰ偏光として入射するため、一対の誘電体多層膜を効果的に透過し、光量の損失が低減される。一方、Ｒ，Ｂの各色光は、一対の誘電体多層膜に対してＳ偏光として入射するため、一対の誘電体多層膜にて効果的に反射され、光量の損失が低減される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−１７４７５０号公報
【特許文献２】特開２００５−４３９１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の画像表示装置では、３つの光変調装置から出射される各画像光が同一の直線偏光であることを前提として構成されている。
このため、特許文献１に記載の画像表示装置に、特許文献２に記載の技術を適用した場合には、以下の問題が生じることとなる。
すなわち、３つの光変調装置のうち一の光変調装置から出射される画像光と、他の光変調装置から出射される画像光とが互いに直交する偏光方向の各直線偏光であるため、偏光フィルター等で偏光状態を変換しても全て同一の偏光状態に変換することができない。
例えば、第１期間では、偏光フィルター等により、一の光変調装置から出射される左目用の画像光は前記所定の偏光状態に変換され、他の光変調装置から出射される左目用の画像光は前記所定の偏光状態とは異なる偏光状態に変換されてしまう。このため、第１期間では、観察者は、偏光眼鏡を通して、一の光変調装置から出射される左目用の画像光を左目にて視認しながら、他の光変調装置から出射される左目用の画像光を右目にて視認してしまうこととなる。第２期間でも同様である。
【０００６】
本発明の目的は、画像を良好に視認させることができる画像表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の画像表示装置は、形成した画像光を互いに偏光方向が直交する各直線偏光でそれぞれ出射する第１光変調装置及び第２光変調装置を備えた画像表示装置であって、前記第１光変調装置及び前記第２光変調装置からの各画像光の偏光状態を切り替える偏光切替装置と、前記第１光変調装置及び前記第２光変調装置の動作を制御する表示制御装置と、前記偏光切替装置の動作を制御する偏光制御装置とを備え、前記表示制御装置は、前記第１光変調装置に第１画像光を形成させるとともに前記第２光変調装置に第２画像光を形成させる第１期間、及び前記第１光変調装置に前記第２画像光を形成させるとともに前記第２光変調装置に前記第１画像光を形成させる第２期間とを交互に切り替え、前記偏光制御装置は、前記第１期間では、前記第１光変調装置からの前記第１画像光を第１偏光に切り替えさせるとともに前記第２光変調装置からの前記第２画像光を前記第１偏光とは異なる第２偏光に切り替えさせ、前記第２期間では、前記第１光変調装置からの前記第２画像光を前記第２偏光に切り替えさせるとともに前記第２光変調装置からの前記第１画像光を前記第１偏光に切り替えさせることを特徴とする。
【０００８】
本発明では、画像表示装置は、上述した偏光切替装置、表示制御装置、及び偏光制御装置を備える。このことにより、第１光変調装置からの画像光と第２光変調装置からの画像光とが互いに直交する偏光方向の各直線偏光であっても、第１光変調装置や第２光変調装置で形成された第１画像光を全て第１偏光に切り替えることができ、第１光変調装置や第２光変調装置で形成された第２画像光を全て第２偏光に切り替えることができる。
例えば、第１画像光及び第２画像光をそれぞれ左目用の画像光及び右目用の画像光とすれば、観察者は、偏光眼鏡を通して、左目にて左目用の画像光のみを視認し、右目にて右目用の画像光のみを視認し、画像を良好に立体視することができる。
また、第１期間及び第２期間の双方において、常に第１画像光及び第２画像光の双方が形成されるため、例えば第１期間で第１画像光を形成し第２期間で第２画像光を形成する従来の構成と比較して、フリッカーのない自然な画像を視認させることができる。
【０００９】
本発明の画像表示装置では、前記第１光変調装置及び前記第２光変調装置からの各直線偏光を円偏光に変換する円偏光変換装置を備えることが好ましい。
本発明では、円偏光変換装置により第１光変調装置及び第２光変調装置からの各直線偏光が円偏光に変換されるので、例えば、直線偏光を用いて左右の画像光の分離を行う偏光眼鏡を装着した観察者が頭を傾けた場合であっても、左目に右目用の画像光が漏れ込んだり、右目に左目用の画像光が漏れ込んだりすることがなく、画像を良好に立体視させることができる。
【００１０】
本発明の画像表示装置では、前記第１光変調装置、前記第２光変調装置、及び前記表示制御装置を備える表示装置本体と、前記表示装置本体とは別体で構成され、前記第１画像光を透過させる第１透過部、及び前記第２画像光を透過させる第２透過部を有する画像選択装置とを備え、前記偏光切替装置及び前記偏光制御装置は、前記表示装置本体に設けられていることが好ましい。
本発明では、偏光切替装置及び偏光制御装置が表示装置本体に設けられているので、画像選択装置として、汎用の偏光眼鏡等を用いることができる。すなわち、第１光変調装置及び第２光変調装置の制御と偏光切替装置の制御とで同期をとるために、赤外線等を用いたりする必要がなく、画像表示装置全体の構造の簡素化が図れる。
【００１１】
本発明の画像表示装置では、前記第１光変調装置、前記第２光変調装置、及び前記表示制御装置を備える表示装置本体と、前記表示装置本体とは別体で構成され、前記第１画像光を透過させる第１透過部、及び前記第２画像光を透過させる第２透過部を有する画像選択装置とを備え、前記偏光切替装置及び前記偏光制御装置は、前記画像選択装置に設けられていることが好ましい。
本発明では、偏光切替装置及び偏光制御装置が画像選択装置に設けられているので、表示装置本体としては、汎用のプロジェクター等を用いることができる。すなわち、汎用のプロジェクター等において、第１光変調装置及び第２光変調装置の制御構造のみを変更すればよく、部材を追加する必要がない。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１実施形態における画像表示装置の使用形態を示す斜視図。
【図２】第１実施形態におけるプロジェクターの内部構成を模式的に示す平面図。
【図３】図２の一部を拡大した図であり、光学装置を通過する各色光の偏光状態を示す図。
【図４】第１実施形態における制御装置の構成を示すブロック図。
【図５】第１実施形態における光学装置から出射され偏光眼鏡に至る各色光の偏光状態を示す図。
【図６】第２実施形態における偏光切替装置の構成を模式的に示す平面図。
【図７】第２実施形態における光学装置から出射され偏光眼鏡に至る各色光の偏光状態を示す図。
【図８】第３実施形態における画像表示装置の構成を模式的に示す図。
【図９】第３実施形態における制御装置の構成を示すブロック図。
【図１０】第３実施形態における偏光眼鏡の構成を示すブロック図。
【図１１】第３実施形態における光学装置から出射され偏光眼鏡に至る各色光の偏光状態を示す図。
【図１２】第４実施形態における画像表示装置の構成を模式的に示す図。
【図１３】第４実施形態における光学装置から出射され偏光眼鏡に至る各色光の偏光状態を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
[第１実施形態]
以下、本発明の第１実施形態を図面に基づいて説明する。
〔画像表示装置の構成〕
図１は、第１実施形態における画像表示装置１の使用形態を示す斜視図である。
画像表示装置１は、反射型のスクリーンＳｃ上に投影画像を表示するとともに、観察者に投影画像を立体視させる。この画像表示装置１は、図１に示すように、表示装置本体としてのプロジェクター２と、画像選択装置としての偏光眼鏡３とを備える。
【００１４】
〔プロジェクターの構成〕
図２は、プロジェクター２の内部構成を模式的に示す平面図である。
プロジェクター２は、図１または図２に示すように、外装を構成する外装筐体２Ａと、外装筐体２Ａ内部に収納される光学ユニット２Ｂ及び制御装置２Ｃ（図２）とで大略構成されている。
光学ユニット２Ｂは、制御装置２Ｃによる制御の下、画像情報（画像データ）基づく画像を形成して投射する。
この光学ユニット２Ｂは、図２に示すように、光源ランプ２１１及びリフレクター２１２を有する光源装置２１と、レンズアレイ２２１，２２２、偏光変換素子２２３、及び重畳レンズ２２４を有する照明光学装置２２と、ダイクロイックミラー２３１，２３２、及び反射ミラー２３３を有する色分離光学装置２３と、入射側レンズ２４１、リレーレンズ２４３、及び反射ミラー２４２，２４４を有するリレー光学装置２４と、３つの液晶パネル２５１、３つの入射側偏光板２５２、３つの出射側偏光板２５３、２つの１／２波長板２５４、及び色合成光学装置としてのクロスダイクロイックプリズム２５５を有する光学装置２５と、偏光切替装置２６と、投射光学装置としての投射レンズ２７と、上述した各光学部品２１〜２６を内部に収納するとともに投射レンズ２７を支持する光学部品用筐体２８とを備える。
【００１５】
そして、光学ユニット２Ｂでは、上述した構成により、光源装置２１から出射され照明光学装置２２を介した光束は、色分離光学装置２３にてＲ，Ｇ，Ｂの３つの色光に分離される。また、分離された各色光は、各液晶パネル２５１にて画像情報に応じてそれぞれ変調される。変調された各色光（各画像光）は、プリズム２５５にて合成され、偏光切替装置２６を介して投射レンズ２７にてスクリーンＳｃに投射される。
【００１６】
図３は、図２の一部を拡大した図であり、光学装置２５を通過する各色光の偏光状態を示す図である。
本実施形態では、光学装置２５に入射するＲ，Ｇ，Ｂの各色光は、以下に示すように、偏光方向を変えながら進行する。
なお、以下では、図２中、紙面に直交する偏光方向を有する直線偏光を第１の直線偏光Ｓと記載し、第１の直線偏光Ｓの偏光方向に直交し、図２中、紙面に平行する偏光方向を有する直線偏光を第２の直線偏光Ｐとして記載する。
また、以下では、説明の便宜上、Ｒ色光側の液晶パネル２５１、入射側偏光板２５２、出射側偏光板２５３、及び１／２波長板２５４をそれぞれ２５１Ｒ，２５２Ｒ，２５３Ｒ，２５４Ｒとする（図３参照）。Ｇ色光側及びＢ色光側も同様に記載する（図３参照）。
先ず、光源装置２１から出射された光束の略全ては、偏光変換素子２２３にて第１の直線偏光Ｓに変換される。そして、偏光変換素子２２３から出射された光束は、色分離光学装置２３にて各色光に分離され、図３に示すように、各色光が第１の直線偏光Ｓとして光学装置２５に入射することとなる。
【００１７】
３つの入射側偏光板２５２は、偏光変換素子２２３で揃えられた光束の偏光方向と略同一方向の透過軸を有する。すなわち、光学装置２５に入射した各色光（第１の直線偏光Ｓ）は、図３に示すように、偏光方向が変更されることなく、各入射側偏光板２５２から第１の直線偏光Ｓとして出射される。
３つの出射側偏光板２５３は、入射側偏光板２５２の透過軸に対して照明光軸Ａ（図２）を中心として９０°回転した透過軸を有する。すなわち、各入射側偏光板２５２から出射され、各液晶パネル２５１を介して各出射側偏光板２５３に入射した各色光は、図３に示すように、各出射側偏光板２５３から第２の直線偏光Ｐとして出射される。
【００１８】
ここで、１／２波長板２５４は、図２または図３に示すように、Ｒ，Ｂの各色光側において、各出射側偏光板２５３Ｒ，２５３Ｂとプリズム２５５との間に配設されている。
すなわち、図３に示すように、各出射側偏光板２５３から出射されたＲ，Ｇ，Ｂの各色光（第２の直線偏光Ｐ）のうち、Ｒ，Ｂの各色光のみが１／２波長板２５４Ｒ，２５４Ｂにて第１の直線偏光Ｓに変換される。
【００１９】
プリズム２５５は、図３に示すように、平面視で略Ｘ字状に交差する一対の誘電体多層膜２５５Ａ，２５５Ｂを有する。一方の誘電体多層膜２５５ＡはＲ色光を反射するものであり、他方の誘電体多層膜２５５ＢはＢ色光を反射するものであり、これらの誘電体多層膜２５５Ａ，２５５ＢによってＲ，Ｂの各色光は曲折され、Ｇ色光の進行方向と揃えられることにより、３つの色光が合成される。
ここで、プリズム２５５に入射する各色光のうち、Ｇ色光は、第２の直線偏光Ｐとしてプリズム２５５に入射するため、各誘電体多層膜２５５Ａ，２５５ＢにＰ偏光で入射することとなる。すなわち、Ｇ色光は、各誘電体多層膜２５５Ａ，２５５Ｂを効果的に透過し、光の利用効率が向上することとなる。
一方、Ｒ，Ｂの各色光は、１／２波長板２５４Ｒ，２５４Ｂにて第１の直線偏光Ｓに変換されているため、各誘電体多層膜２５５Ａ，２５５ＢにＳ偏光で入射することとなる。すなわち、Ｒ，Ｂの各色光は、各誘電体多層膜２５５Ａ，２５５Ｂにて効果的に反射し、光の利用効率が向上することとなる。
そして、プリズム２５５から出射される第２の直線偏光ＰのＧ色光と第１の直線偏光ＳのＲ，Ｂの各色光とが偏光切替装置２６に入射した後、投射レンズ２７にて投射される。
なお、上述したＲ色光側の各部材２５１Ｒ，２５２Ｒ，２５３Ｒ，２５４Ｒ及びＢ色光側の各部材２５１Ｂ，２５２Ｂ，２５３Ｂ，２５４Ｂが本発明に係る第１光変調装置２５０Ａ（図３）に相当し、Ｇ色光側の各部材２５１Ｇ，２５２Ｇ，２５３Ｇが本発明に係る第２光変調装置２５０Ｂ（図３）に相当するものである。
【００２０】
偏光切替装置２６は、電圧印加の状態（ＯＮ状態）と電圧非印加の状態（ＯＦＦ状態）とでΔｎｄ（位相差）を３λ／４とλ／４の間で切り替える液晶セルで構成されている。
このような液晶セルとしては、例えば、ＩＰＳ(In Plane Switching)方式の液晶セルが例示できる。
また、偏光切替装置２６は、具体的には後述するが、各液晶パネル２５１を介した各直線偏光Ｓ，Ｐを円偏光に変換する機能を有しており、本発明に係る円偏光変換装置に相当する。
【００２１】
図４は、制御装置２Ｃの構成を示すブロック図である。
制御装置２Ｃは、ＣＰＵ(Central Processing Unit)等を有し、各液晶パネル２５１及び偏光切替装置２６の動作を制御する。この制御装置２Ｃは、図４に示すように、表示制御装置２９１と、タイミングコントローラー２９２と、偏光制御装置としてのセル駆動部２９３とを備える。
タイミングコントローラー２９２は、後述する画像ＲＯＭ２９１Ａに記憶された画像データに含まれる同期信号を読み取ってパネル駆動部２９１Ｃ及びセル駆動部２９３の同期をとる。
【００２２】
表示制御装置２９１は、各液晶パネル２５１の動作を制御する。この表示制御装置２９１は、画像ＲＯＭ(Read Only Memory)２７１Ａと、信号処理部２９１Ｂと、パネル駆動部２９１Ｃとを備える。
画像ＲＯＭ２９１Ａは、各液晶パネル２５１に表示させる画像データを記憶する。ここで、画像データは、左目用画像データと、右目用画像データとで構成されている。また、これら左目用画像データ及び右目用画像データは、１フレーム毎のデータの集まりによってそれぞれ構成されている。さらに、１フレーム分の左目用画像データ及び右目用画像データは、それぞれＲ信号、Ｇ信号、Ｂ信号で構成されている。
【００２３】
信号処理部２９１Ｂは、画像ＲＯＭ２９１Ａに記憶された画像データ（左目用画像データ及び右目用画像データ）を適宜、読み出し、これら画像データを各色信号に変換してパネル駆動部２９１Ｃに出力する。
そして、パネル駆動部２９１Ｃは、信号処理部２９１Ｂから出力された各信号に基づいて、各液晶パネル２５１を駆動する。
セル駆動部２９３は、偏光切替装置２６をＯＮ状態またはＯＦＦ状態にし、偏光切替装置２６のΔｎｄを切り替える。
【００２４】
〔偏光眼鏡の構成〕
偏光眼鏡３は、観察者が装着するものであり、図１または図３に示すように、第１透過部としての左目用透過部３１と、第２透過部としての右目用透過部３２とを備える。
左目用透過部３１は、図３に示すように、位相差フィルム３１１と、左目用偏光フィルム３１２とが積層された構成を有する。
位相差フィルム３１１は、Δｎｄがλ／４に設定された位相差フィルムである。そして、位相差フィルム３１１は、左目用透過部３１及び右目用透過部３２が水平方向に並列するように偏光眼鏡３が観察者に装着された状態で、左回りの円偏光を第１の直線偏光Ｓに変換するとともに、右回りの円偏光を第２の直線偏光Ｐに変換するように、光学軸の向きが設定されている。
左目用偏光フィルム３１２は、位相差フィルム３１１に対して観察者側に位置し、上述した状態で、透過軸が第２の直線偏光Ｐの偏光方向と同一方向となるように構成されている。
【００２５】
右目用透過部３２は、図３に示すように、位相差フィルム３２１と、右目用偏光フィルム３２２とが積層された構成を有する。
位相差フィルム３２１は、位相差フィルム３１１と同様の構成である。
右目用偏光フィルム３２２は、上述した状態で、透過軸が第１の直線偏光Ｓの偏光方向と同一方向となるように構成されている。
【００２６】
〔画像表示装置の動作〕
次に、上述した画像表示装置１の動作について説明する。
図５は、光学装置２５から出射され偏光眼鏡３に至る各色光の偏光状態を示す図である。具体的に、図５（Ａ）は第１期間での偏光状態を示す図であり、図５（Ｂ）は第２期間での偏光状態を示す図である。
制御装置２Ｃは、以下に示す第１期間及び第２期間を、例えば、６０Ｈｚの周期で交互に切り替え、時分割で各液晶パネル２５１の動作を制御する。また、制御装置２Ｃは、各液晶パネル２５１の時分割での駆動に同期させて、偏光切替装置２６の動作を制御する。
【００２７】
〔第１期間〕
先ず、第１期間では、信号処理部２９１Ｂ及びセル駆動部２９３は、以下のように動作する。
すなわち、信号処理部２９１Ｂは、画像ＲＯＭ２９１Ａから右目用画像データを読み出し、右目用画像データを構成するＲ信号、Ｇ信号、Ｂ信号のうち、Ｒ信号及びＢ信号をパネル駆動部２９１Ｃに出力する。
そして、パネル駆動部２９１Ｃは、Ｒ信号及びＢ信号に基づいて、液晶パネル２５１Ｒ，２５１Ｂを駆動する。
【００２８】
また、信号処理部２９１Ｂは、画像ＲＯＭ２９１Ａから左目用画像データを読み出し、左目用画像データを構成するＲ信号、Ｇ信号、Ｂ信号のうち、Ｇ信号をパネル駆動部２９１Ｃに出力する。
そして、パネル駆動部２９１Ｃは、Ｇ信号に基づいて、液晶パネル２５１Ｇを駆動する。
したがって、第１期間では、図５（Ａ）に示すように、各液晶パネル２５１Ｒ，２５１Ｂにて右目用画像が表示され（第１画像光が形成され）、液晶パネル２５１Ｇにて左目用画像が表示される（第２画像光が形成される）こととなる。
また、セル駆動部２９３は、偏光切替装置２６に電圧を印加せず、ＯＦＦ状態とする。
【００２９】
以上の動作により、第１期間において、各色光は、プリズム２５５出射時から偏光眼鏡３に至るまで、以下のように偏光状態が変化する。
先ず、プリズム２５５から出射されたＲ，Ｂの各色光（第１の直線偏光Ｓ）は、図５（Ａ）に示すように、ＯＦＦ状態の偏光切替装置２６を透過することでλ／４位相がずれるため、右回りの円偏光（第１偏光）に変換される。
また、偏光切替装置２６を透過したＲ，Ｂの各色光（右回りの円偏光）は、投射レンズ２７にてスクリーンＳｃに投射され、スクリーンＳｃにて反射されることで、左回りの円偏光に変換され、偏光眼鏡３に到達する。
偏光眼鏡３に到達したＲ，Ｂの各色光（左回りの円偏光）は、右目用透過部３２において、位相差フィルム３２１を透過することでλ／４位相がずれるため、第１の直線偏光Ｓに変換され、右目用偏光フィルム３２２を透過し、観察者の右目にて視認される。
また、偏光眼鏡３に到達したＲ，Ｂの各色光は、左目用透過部３１において、上述したように位相差フィルム３１１を透過することで第１の直線偏光Ｓに変換され、左目用偏光フィルム３１２で遮断される。
【００３０】
一方、プリズム２５５から出射されたＧ色光（第２の直線偏光Ｐ）は、図５（Ａ）に示すように、上述したＲ，Ｂの各色光とは異なり、偏光切替装置２６では左回りの円偏光（第２偏光）に変換され、スクリーンＳｃでの反射により右回りの円偏光に変換され、右目用透過部３２では遮断されて左目用透過部３１のみを透過する。
したがって、第１期間では、Ｒ，Ｂの各色光（右目用画像）は観察者の右目のみで視認され、Ｇ色光（左目用画像）は観察者の左目のみで視認されることとなる。
【００３１】
〔第２期間〕
次に、第２期間では、信号処理部２９１Ｂ及びセル駆動部２９３は、以下のように動作する。
すなわち、信号処理部２９１Ｂは、上述した第１期間とは逆に、図５（Ｂ）に示すように、パネル駆動部２９１Ｃを介して、各液晶パネル２５１Ｒ，２５１Ｂに左目用画像を表示させ（第２画像光を形成させ）、液晶パネル２５１Ｇには右目用画像を表示させる（第１画像光を形成させる）。
また、セル駆動部２９３は、偏光切替装置２６に電圧を印加し、ＯＮ状態とする。
【００３２】
以上の動作により、第２期間において、各色光は、プリズム２５５出射時から偏光眼鏡３に至るまで、以下のように偏光状態が変化する。
先ず、プリズム２５５から出射されたＲ，Ｂの各色光（第１の直線偏光Ｓ）は、図５（Ｂ）に示すように、ＯＮ状態の偏光切替装置２６を透過することで３λ／４位相がずれるため、左回りの円偏光（第２偏光）に変換される。
偏光切替装置２６を透過したＲ，Ｂの各色光（左回りの円偏光）は、上述した第１期間でのＧ色光と同様に、図５に示すように、スクリーンＳｃでの反射により右回りの円偏光に変換され、右目用透過部３２では遮断されて左目用透過部３１のみを透過する。
【００３３】
一方、プリズム２５５から出射されたＧ色光（第２の直線偏光Ｐ）は、図５（Ｂ）に示すように、上述したＲ，Ｂの各色光とは異なり、偏光切替装置２６では右回りの円偏光（第１偏光）に変換され、スクリーンＳｃでの反射により左回りの円偏光に変換され、左目用透過部３１では遮断されて右目用透過部３２のみを透過する。
したがって、第２期間では、Ｒ，Ｂの各色光（左目用画像）は観察者の左目のみで視認され、Ｇ色光（右目用画像）は観察者の右目のみで視認されることとなる。
【００３４】
上述した第１実施形態によれば、以下の効果がある。
本実施形態では、画像表示装置１は、偏光切替装置２６、表示制御装置２９１、及びセル駆動部２９３を備えるので、第１光変調装置２５０ＡからのＲ，Ｂの各色光と第２光変調装置２５０ＢからのＧ色光とが互いに直交する偏光方向の各直線偏光Ｓ，Ｐであっても、第１光変調装置２５０Ａや第２光変調装置２５０Ｂで形成された右目用の画像光を全て第１偏光に切り替えることができ、第１光変調装置２５０Ａや第２光変調装置２５０Ｂで形成された左目用の画像光を全て第２偏光に切り替えることができる。このため、観察者は、偏光眼鏡３を通して、左目にて左目用の画像光のみを視認し、右目にて右目用の画像光のみを視認し、投影画像を良好に立体視することができる。
また、第１期間及び第２期間の双方において、常に左目用の画像光及び右目用の画像光の双方が形成されるため、例えば第１期間で左目用の画像光を形成し第２期間で右目用の画像光を形成する従来の構成と比較して、フリッカーのない自然な画像を視認させることができる。
【００３５】
さらに、偏光切替装置２６により第１光変調装置２５０Ａ及び第２光変調装置２５０Ｂからの各直線偏光Ｓ，Ｐが円偏光に変換されるので、偏光眼鏡３を装着した観察者が頭を傾けた場合であっても、左目に右目用の画像光が漏れ込んだり、右目に左目用の画像光が漏れ込んだりすることがなく、画像を良好に立体視させることができる。
【００３６】
また、偏光切替装置２６及びセル駆動部２９３がプロジェクター２に設けられているので、汎用の偏光眼鏡３を用いることができる。すなわち、第１光変調装置２５０Ａ及び第２光変調装置２５０Ｂの制御と偏光切替装置２６の制御とで同期をとるために、赤外線等を用いたりする必要がなく、画像表示装置１全体の構造の簡素化が図れる。
【００３７】
[第２実施形態]
次に、本発明の第２実施形態を図面に基づいて説明する。
以下の説明では、前記第１実施形態と同様の構造及び同一部材には同一の符号を付して、その詳細な説明は省略または簡略化する。
図６は、第２実施形態における偏光切替装置２６の構成を模式的に示す図である。具体的に、図６は、図３に対応した図である。
本実施形態の画像表示装置１は、前記第１実施形態に対して、図６に示すように、偏光切替装置２６が２体で構成されている点が異なる。また、偏光切替装置２６が２体で構成されていることに伴い、偏光切替装置２６の制御構造が前記第１実施形態とは異なる。その他の構成は、前記第１実施形態と同様のものである。
【００３８】
偏光切替装置２６は、図６に示すように、第１液晶セル２６Ａと、第２液晶セル２６Ｂとの２体で構成されている。
第１液晶セル２６Ａは、ＯＮ状態とＯＦＦ状態とでΔｎｄを０とλ／４の間で切り替える液晶セルで構成されている。
第２液晶セル２６Ｂは、ＯＮ状態とＯＦＦ状態とでΔｎｄを０と３λ／４の間で切り替える液晶セルで構成され、第１液晶セル２６Ａに対して光路下流側に配設されている。
【００３９】
次に、第２実施形態における画像表示装置１の動作について説明する。
図７は、光学装置２５から出射され偏光眼鏡３に至る各色光の偏光状態を示す図である。具体的に、図７（Ａ），図７（Ｂ）は、図５（Ａ），図５（Ｂ）に対応した図である。
なお、各液晶パネル２５１の制御方法は前記第１実施形態と同様であるため、以下では、偏光切替装置２６の制御方法について説明する。
【００４０】
〔第１期間〕
第１期間では、セル駆動部２９３は、第１液晶セル２６Ａに電圧を印加せずＯＦＦ状態とするとともに、第２液晶セル２６Ｂに電圧を印加しＯＮ状態とする。
以上の動作により、第１期間において、各色光は、プリズム２５５出射時から偏光眼鏡３に至るまで、以下のように偏光状態が変化する。
なお、図５及び図７に示すように、スクリーンＳｃ反射時から偏光眼鏡３に至るまでの各色光の偏光状態は、前記第１実施形態と同様のものであるため、以下では、第１液晶セル２６Ａ及び第２液晶セル２６Ｂを透過する際の各色光の偏光状態のみを説明する。後述する第２期間でも同様である。
【００４１】
すなわち、プリズム２５５から出射されたＲ，Ｂの各色光（第１の直線偏光Ｓ）は、図７（Ａ）に示すように、ＯＦＦ状態の第１液晶セル２６Ａを透過することでλ／４位相がずれるため、右回りの円偏光に変換される。
また、第１液晶セル２６Ａを透過したＲ，Ｂの各色光（右回りの円偏光）は、ＯＮ状態の第２液晶セル２６ＢではΔｎｄが０であるため、偏光状態を維持して右回りの円偏光（第１偏光）のまま透過する。
一方、プリズム２５５から出射されたＧ色光（第２の直線偏光Ｐ）は、上述したＲ，Ｂの各色光とは異なり、図７（Ａ）に示すように、第１液晶セル２６Ａでは左回りの円偏光に変換され、第２液晶セル２６Ｂでは左回りの円偏光（第２偏光）のまま透過する。
【００４２】
〔第２期間〕
第２期間では、セル駆動部２９３は、第１液晶セル２６Ａに電圧を印加しＯＮ状態とするとともに、第２液晶セル２６Ｂに電圧を印加せずＯＦＦ状態とする。
そして、プリズム２５５から出射されたＲ，Ｂの各色光（第１の直線偏光Ｓ）は、図７（Ｂ）に示すように、ＯＮ状態の第１液晶セル２６ＡではΔｎｄが０であるため、偏光状態を維持して第１の直線偏光Ｓのまま透過する。
また、第１液晶セル２６Ａを透過したＲ，Ｂの各色光（第１の直線偏光Ｓ）は、ＯＦＦ状態の第２液晶セル２６Ｂを透過することで、３λ／４位相がずれるため、左回りの円偏光（第２偏光）に変換される。
一方、プリズム２５５から出射されたＧ色光（第２の直線偏光Ｐ）は、上述したＲ，Ｂの各色光とは異なり、図７（Ｂ）に示すように、第１液晶セル２６Ａでは第２の直線偏光Ｐのまま透過し、第２液晶セル２６Ｂでは右回りの円偏光（第１偏光）に変換される。
【００４３】
上述した第２実施形態のように、偏光切替装置２６を第１液晶セル２６Ａ及び第２液晶セル２６Ｂの２体で構成した場合であっても、前記第１実施形態と同様の効果を享受できる。
【００４４】
[第３実施形態]
次に、本発明の第３実施形態を図面に基づいて説明する。
以下の説明では、前記第１実施形態と同様の構造及び同一部材には同一符号を付して、その詳細な説明は省略または簡略化する。
図８は、第３実施形態における画像表示装置１の構成を模式的に示す図である。具体的に、図８は、図３に対応した図である。
本実施形態の画像表示装置１は、前記第１実施形態に対して、図８に示すように、プロジェクター２の構成として偏光切替装置２６の代わりに位相差板２０を設け、偏光眼鏡３に偏光切替装置３３を設けた点が異なる。また、上述したように構成したことにより、偏光切替装置３３の制御構造が前記第１実施形態と異なる。その他の構成は、前記第１実施形態と同様のものである。
【００４５】
位相差板２０は、Δｎｄがλ／４に設定された位相差板である。そして、位相差板２０は、第１の直線偏光Ｓを右回りの円偏光に変換するとともに、第２の直線偏光Ｐを左回りの円偏光に変換するように、光学軸の向きが設定されている。
そして、位相差板２０は、本発明に係る円偏光変換装置に相当する。
【００４６】
図９は、第３実施形態における制御装置２Ｃの構成を示すブロック図である。
第３実施形態の制御装置２Ｃは、図９に示すように、セル駆動部２９３の代わりに送信部２９４を備える。
送信部２９４は、第１期間及び第２期間の開始タイミグに関する信号を送信する。
本実施形態では、送信部２９４は、具体的な図示は省略したが、赤外発光ＬＥＤ(Light Emitting Diode)、及び当該赤外発光ＬＥＤを発光させる駆動回路等で構成され、第１期間及び第２期間の開始タイミングに関する情報を、発光時間や発光パターンを変化させることで送信する。
【００４７】
図１０は、第３実施形態における偏光眼鏡３の構成を示すブロック図である。
第３実施形態の偏光眼鏡３は、図８または図１０に示すように、前記第１実施形態で説明した位相差フィルム３１１，３２１の代わりに２つの偏光切替装置３３が設けられているとともに、受信部３４と、偏光制御装置としてのセル駆動部３５を備える。
偏光切替装置３３は、ＯＮ状態とＯＦＦ状態とでΔｎｄを３λ／４とλ／４の間で切り替える液晶セルで構成されている。
受信部３４は、送信部２９４から送信された信号を受信する。
本実施形態では、受信部３４は、具体的な図示は省略したが、赤外受光素子等で構成され、送信部２９４から出射された赤外光を受光して信号に変換し、セル駆動部３５に出力する。
セル駆動部３５は、受信部３４からの信号に応じて、偏光切替装置３３をＯＮ状態またはＯＦＦ状態にし、偏光切替装置３３のΔｎｄを切り替える。
【００４８】
次に、第３実施形態における画像表示装置１の動作について説明する。
図１１は、光学装置２５から出射され偏光眼鏡３に至る各色光の偏光状態を示す図である。具体的に、図１１（Ａ），図１１（Ｂ）は、図５（Ａ），図５（Ｂ）に対応した図である。
なお、各液晶パネル２５１の制御方法は前記第１実施形態と同様であるため、以下では、偏光切替装置３３の制御方法について説明する。
【００４９】
〔第１期間〕
セル駆動部３５は、受信部３４からの信号に基づいて第１期間の開始タイミングを判断し、当該開始タイミングで偏光切替装置３３に電圧を印加せずＯＦＦ状態とする。
以上の動作により、第１期間において、各色光は、プリズム２５５出射時から偏光眼鏡３に至るまで、以下のように偏光状態が変化する。
すなわち、プリズム２５５から出射されたＲ，Ｂの各色光（第１の直線偏光Ｓ）は、図１１（Ａ）に示すように、位相差板２０を透過することでλ／４位相がずれるため右回りの円偏光に変換されるとともに、スクリーンＳｃでの反射により左回りの円偏光に変換され、偏光眼鏡３に到達する。
【００５０】
偏光眼鏡３に到達したＲ，Ｂの各色光（左回りの円偏光）は、右目用透過部３２において、ＯＦＦ状態の偏光切替装置３３を透過することでλ／４位相がずれるため、第１の直線偏光Ｓ（第１偏光）に変換され、右目用偏光フィルム３２２を透過し、観察者の右目にて視認される。
また、偏光眼鏡３に到達したＲ，Ｂの各色光は、左目用透過部３１において、上述したようにＯＦＦ状態の偏光切替装置３３を透過することで第１の直線偏光Ｓに変換され、左目用偏光フィルム３１２で遮断される。
【００５１】
一方、プリズム２５５から出射されたＧ色光（第２の直線偏光Ｐ）は、上述したＲ，Ｂの各色光とは異なり、位相差板２０では左回りの円偏光に変換され、スクリーンＳｃでの反射により右回りの円偏光に変換され、ＯＦＦ状態の偏光切替装置３３を透過することで第２の直線偏光Ｐ（第２偏光）に変換され、右目用透過部３２では遮断されて左目用透過部３１のみを透過する。
したがって、第１期間では、前記第１実施形態と同様に、Ｒ，Ｂの各色光（右目用画像）は観察者の右目のみで視認され、Ｇ色光（左目用画像）は観察者の左目のみで視認されることとなる。
【００５２】
〔第２期間〕
セル駆動部３５は、受信部３４からの信号に基づいて第２期間の開始タイミングを判断し、当該開始タイミングで偏光切替装置３３に電圧を印加してＯＮ状態とする。
以上の動作により、第２期間において、各色光は、プリズム２５５出射時から偏光眼鏡３に至るまで、以下のように偏光状態が変化する。
なお、図１１に示すように、プリズム２５５出射時からスクリーンＳｃ反射時までの各色光の偏光状態は、第１期間と同様のものであるため、以下では、偏光眼鏡３に到達した後の各色光の偏光状態について説明する。
すなわち、偏光眼鏡３に到達したＲ，Ｂの各色光（左回りの円偏光）は、ＯＮ状態の偏光切替装置３３を透過することで３λ／４位相がずれるため、第２の直線偏光Ｐ（第２偏光）に変換され、右目用偏光フィルム３２２では遮断されて左目用偏光フィルム３１２のみを透過する。
一方、偏光眼鏡３に到達したＧ色光（右回りの円偏光）は、上述したＯＮ状態の偏光切替装置３３を透過することで第１の直線偏光Ｓ（第１偏光）に変換され、左目用偏光フィルム３１２では遮断されて右目用偏光フィルム３２２のみを透過する。
したがって、第２期間では、前記第１実施形態と同様に、Ｒ，Ｂの各色光（左目用画像）は観察者の左目のみで視認され、Ｇ色光（右目用画像）は観察者の右目のみで視認されることとなる。
【００５３】
上述した第３実施形態によれば、前記第１実施形態と同様の効果の他、以下の効果がある。
本実施形態では、偏光切替装置３３及びセル駆動部３５が偏光眼鏡３に設けられているので、プロジェクター２としては、汎用のプロジェクターを用いることができる。すなわち、汎用のプロジェクターにおいて、第１光変調装置２５０Ａ及び第２光変調装置２５０Ｂの制御構造のみを変更すればよく、部材を追加する必要がない。
【００５４】
[第４実施形態]
次に、本発明の第４実施形態を図面に基づいて説明する。
以下の説明では、前記第１実施形態と同様の構造及び同一部材には同一符号を付して、その詳細な説明は省略または簡略化する。
図１２は、第４実施形態における画像表示装置１の構成を模式的に示す図である。具体的に、図１２は、図３に対応した図である。
本実施形態の画像表示装置１は、前記第１実施形態に対して、偏光切替装置２６の構成を変更するとともに、偏光眼鏡３の構成を変更した点が異なる。その他の構成は、前記第１実施形態と同様のものである。
【００５５】
第４実施形態における偏光切替装置２６は、ＯＮ状態とＯＦＦ状態とでΔｎｄを０とλ／２の間で切り替える液晶セルで構成されている。
また、第４実施形態における偏光眼鏡３は、図１２に示すように、前記第１実施形態に対して、位相差フィルム３１１，３２１が省略されている。
また、左目用偏光フィルム３１２は、前記第１実施形態とは異なり、透過軸が第１の直線偏光Ｓの偏光方向と同一方向となるように構成されている。
さらに、右目用偏光フィルム３２２も同様に、前記第１実施形態とは異なり、透過軸が第２の直線偏光Ｐの偏光方向と同一方向となるように構成されている。
【００５６】
次に、第４実施形態における画像表示装置１の動作について説明する。
図１３は、光学装置２５から出射され偏光眼鏡３に至る各色光の偏光状態を示す図である。具体的に、図１３（Ａ），図１３（Ｂ）は、図５（Ａ），図５（Ｂ）に対応した図である。
なお、各液晶パネル２５１の制御方法は前記第１実施形態と同様であるため、以下では、偏光切替装置２６の制御方法について説明する。
【００５７】
〔第１期間〕
第１期間では、セル駆動部２９３は、偏光切替装置２６に電圧を印加せずＯＦＦ状態とする。
以上の動作により、第１期間において、各色光は、プリズム２５５出射時から偏光眼鏡３に至るまで、以下のように偏光状態が変化する。
すなわち、プリズム２５５から出射されたＲ，Ｂの各色光（第１の直線偏光Ｓ）は、図１３（Ａ）に示すように、ＯＦＦ状態の偏光切替装置２６を透過することでλ／２位相がずれるため、第２の直線偏光Ｐ（第１偏光）に変換される。
そして、偏光切替装置２６を透過したＲ，Ｂの各色光（第２の直線偏光Ｐ）は、スクリーンＳｃで反射された後、左目用透過部３１では遮断されて右目用透過部３２のみを透過する。
【００５８】
一方、プリズム２５５から出射されたＧ色光（第２の直線偏光Ｐ）は、図１３（Ａ）に示すように、上述した偏光切替装置２６を透過することで、第１の直線偏光Ｓ（第２偏光）に変換される。
そして、偏光切替装置２６を透過したＧ色光（第１の直線偏光Ｓ）は、スクリーンＳｃで反射された後、右目用透過部３２では遮断されて左目用透過部３１のみを透過する。
したがって、第１期間では、前記第１実施形態と同様に、Ｒ，Ｂの各色光（右目用画像）は観察者の右目のみで視認され、Ｇ色光（左目用画像）は観察者の左目のみで視認されることとなる。
【００５９】
〔第２期間〕
第２期間では、セル駆動部２９３は、偏光切替装置２６に電圧を印加してＯＮ状態とする。
以上の動作により、第２期間において、各色光は、プリズム２５５出射時から偏光眼鏡３に至るまで、以下のように偏光状態が変化する。
すなわち、プリズム２５５から出射されたＲ，Ｂの各色光（第１の直線偏光Ｓ）は、図１３（Ｂ）に示すように、ＯＮ状態の偏光切替装置２６ではΔｎｄが０であるため、偏光状態を維持して第１の直線偏光Ｓ（第２偏光）のまま透過する。
そして、偏光切替装置２６を透過したＲ，Ｂの各色光（第１の直線偏光Ｓ）は、スクリーンＳｃで反射された後、右目用透過部３２では遮断されて左目用透過部３１のみを透過する。
【００６０】
一方、プリズム２５５から出射されたＧ色光（第２の直線偏光Ｐ）は、図１３（Ｂ）に示すように、上述したＲ，Ｂの各色光と同様に、偏光状態を維持して第２の直線偏光Ｐ（第１偏光）のまま偏光切替装置２６を透過する。
そして、偏光切替装置２６を透過したＧ色光（第２の直線偏光Ｐ）は、スクリーンＳｃで反射された後、左目用透過部３１では遮断されて右目用透過部３２のみを透過する。
したがって、第２期間では、前記第１実施形態と同様に、Ｒ，Ｂの各色光（左目用画像）は観察者の左目のみで視認され、Ｇ色光（右目用画像）は観察者の右目のみで視認されることとなる。
【００６１】
上述した第４実施形態のように構成した場合であっても、前記第１実施形態と同様の効果を享受できる。
【００６２】
なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
前記各実施形態では、本発明に係る画像表示装置を、観察者に投影画像を立体視させる画像表示装置として構成していたが、これに限らない。例えば、第１画像光及び第２画像光をコンテンツの異なる画像光とし、２つの画像光を投影して２つの投影画像を表示するデュアル表示装置として構成しても構わない。
このようなデュアル表示装置として構成した場合には、偏光眼鏡３としては、左目用透過部３１を左右に設けた偏光眼鏡、及び右目用透過部３２を左右に設けた偏光眼鏡の２種類を設ければよい。
【００６３】
前記各実施形態において、偏光切替装置２６，３３の構成は、前記各実施形態で説明した構成に限らない。すなわち、液晶セルに限らず、その他の構成や、液晶セルと位相差板等を組み合わせた構成を採用しても構わない。
前記各実施形態では、画像表示装置１として、フロント投射型のプロジェクター２を採用した例のみを挙げたが、本発明は、スクリーンを備え、当該スクリーンの裏面側から投射を行うリアタイプのプロジェクターを採用した構成としても構わない。
【産業上の利用可能性】
【００６４】
本発明は、プロジェクターや偏光眼鏡を用いて画像を立体視させる画像表示装置に利用できる。
【符号の説明】
【００６５】
１・・・画像表示装置、２・・・プロジェクター（表示装置本体）、３・・・偏光眼鏡（画像選択装置）、２０・・・位相差板（円偏光変換装置）、２６・・・偏光切替装置（円偏光変換装置）、３１・・・左目用透過部（第１透過部）、３２・・・右目用透過部（第２透過部）、３３・・・偏光切替装置、３５，２９３・・・セル駆動部（偏光制御装置）、２５０Ａ・・・第１光変調装置、２５０Ｂ・・・第２光変調装置、２９１・・・表示制御装置。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、液晶パネル等を有する３つの光変調装置にて変調されたＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各色光を色合成光学装置にて合成してスクリーン上に投影し、スクリーン上の投影画像を観察者に立体視させる画像表示装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１に記載の画像表示装置では、３つの光変調装置は、左目用の画像光を形成する第１期間と、右目用の画像光を形成する第２期間とを交互に切り替えている。
また、この画像表示装置では、色合成光学装置の光路下流側に偏光フィルター等を備え、第１期間では色合成光学装置から出射された各画像光を所定の偏光状態に変換し、第２期間では前記所定の偏光状態とは異なる偏光状態に変換している。
そして、観察者は、偏光眼鏡を通して、左目にて前記所定の偏光状態の各画像光（左目用の画像光）のみ視認し、右目にて前記所定の偏光状態とは異なる偏光状態の各画像光（右目用の画像光）のみを視認することで、投影画像を立体視する。
【０００３】
ところで、色合成光学装置での各色光の合成にあたり、Ｓ偏光及びＰ偏光の特性を利用して、各色光の光量の損失を抑制する技術も知られている（例えば、特許文献２参照）。
特許文献２に記載の技術では、色合成光学装置における略Ｘ字状に交差する一対の誘電体多層膜に対して、Ｇ色光がＰ偏光で入射し、Ｒ，Ｂの各色光がＳ偏光で入射するように構成している。
すなわち、Ｇ色光は、一対の誘電体多層膜に対してＰ偏光として入射するため、一対の誘電体多層膜を効果的に透過し、光量の損失が低減される。一方、Ｒ，Ｂの各色光は、一対の誘電体多層膜に対してＳ偏光として入射するため、一対の誘電体多層膜にて効果的に反射され、光量の損失が低減される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−１７４７５０号公報
【特許文献２】特開２００５−４３９１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の画像表示装置では、３つの光変調装置から出射される各画像光が同一の直線偏光であることを前提として構成されている。
このため、特許文献１に記載の画像表示装置に、特許文献２に記載の技術を適用した場合には、以下の問題が生じることとなる。
すなわち、３つの光変調装置のうち一の光変調装置から出射される画像光と、他の光変調装置から出射される画像光とが互いに直交する偏光方向の各直線偏光であるため、偏光フィルター等で偏光状態を変換しても全て同一の偏光状態に変換することができない。
例えば、第１期間では、偏光フィルター等により、一の光変調装置から出射される左目用の画像光は前記所定の偏光状態に変換され、他の光変調装置から出射される左目用の画像光は前記所定の偏光状態とは異なる偏光状態に変換されてしまう。このため、第１期間では、観察者は、偏光眼鏡を通して、一の光変調装置から出射される左目用の画像光を左目にて視認しながら、他の光変調装置から出射される左目用の画像光を右目にて視認してしまうこととなる。第２期間でも同様である。
【０００６】
本発明の目的は、画像を良好に視認させることができる画像表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の画像表示装置は、形成した画像光を互いに偏光方向が直交する各直線偏光でそれぞれ出射する第１光変調装置及び第２光変調装置を備えた画像表示装置であって、前記第１光変調装置及び前記第２光変調装置からの各画像光の偏光状態を切り替える偏光切替装置と、前記第１光変調装置及び前記第２光変調装置の動作を制御する表示制御装置と、前記偏光切替装置の動作を制御する偏光制御装置とを備え、前記表示制御装置は、前記第１光変調装置に第１画像光を形成させるとともに前記第２光変調装置に第２画像光を形成させる第１期間、及び前記第１光変調装置に前記第２画像光を形成させるとともに前記第２光変調装置に前記第１画像光を形成させる第２期間とを交互に切り替え、前記偏光制御装置は、前記第１期間では、前記第１光変調装置からの前記第１画像光を第１偏光に切り替えさせるとともに前記第２光変調装置からの前記第２画像光を前記第１偏光とは異なる第２偏光に切り替えさせ、前記第２期間では、前記第１光変調装置からの前記第２画像光を前記第２偏光に切り替えさせるとともに前記第２光変調装置からの前記第１画像光を前記第１偏光に切り替えさせることを特徴とする。
【０００８】
本発明では、画像表示装置は、上述した偏光切替装置、表示制御装置、及び偏光制御装置を備える。このことにより、第１光変調装置からの画像光と第２光変調装置からの画像光とが互いに直交する偏光方向の各直線偏光であっても、第１光変調装置や第２光変調装置で形成された第１画像光を全て第１偏光に切り替えることができ、第１光変調装置や第２光変調装置で形成された第２画像光を全て第２偏光に切り替えることができる。
例えば、第１画像光及び第２画像光をそれぞれ左目用の画像光及び右目用の画像光とすれば、観察者は、偏光眼鏡を通して、左目にて左目用の画像光のみを視認し、右目にて右目用の画像光のみを視認し、画像を良好に立体視することができる。
また、第１期間及び第２期間の双方において、常に第１画像光及び第２画像光の双方が形成されるため、例えば第１期間で第１画像光を形成し第２期間で第２画像光を形成する従来の構成と比較して、フリッカーのない自然な画像を視認させることができる。
【０００９】
本発明の画像表示装置では、前記第１光変調装置及び前記第２光変調装置からの各直線偏光を円偏光に変換する円偏光変換装置を備えることが好ましい。
本発明では、円偏光変換装置により第１光変調装置及び第２光変調装置からの各直線偏光が円偏光に変換されるので、例えば、直線偏光を用いて左右の画像光の分離を行う偏光眼鏡を装着した観察者が頭を傾けた場合であっても、左目に右目用の画像光が漏れ込んだり、右目に左目用の画像光が漏れ込んだりすることがなく、画像を良好に立体視させることができる。
【００１０】
本発明の画像表示装置では、前記第１光変調装置、前記第２光変調装置、及び前記表示制御装置を備える表示装置本体と、前記表示装置本体とは別体で構成され、前記第１画像光を透過させる第１透過部、及び前記第２画像光を透過させる第２透過部を有する画像選択装置とを備え、前記偏光切替装置及び前記偏光制御装置は、前記表示装置本体に設けられていることが好ましい。
本発明では、偏光切替装置及び偏光制御装置が表示装置本体に設けられているので、画像選択装置として、汎用の偏光眼鏡等を用いることができる。すなわち、第１光変調装置及び第２光変調装置の制御と偏光切替装置の制御とで同期をとるために、赤外線等を用いたりする必要がなく、画像表示装置全体の構造の簡素化が図れる。
【００１１】
本発明の画像表示装置では、前記第１光変調装置、前記第２光変調装置、及び前記表示制御装置を備える表示装置本体と、前記表示装置本体とは別体で構成され、前記第１画像光を透過させる第１透過部、及び前記第２画像光を透過させる第２透過部を有する画像選択装置とを備え、前記偏光切替装置及び前記偏光制御装置は、前記画像選択装置に設けられていることが好ましい。
本発明では、偏光切替装置及び偏光制御装置が画像選択装置に設けられているので、表示装置本体としては、汎用のプロジェクター等を用いることができる。すなわち、汎用のプロジェクター等において、第１光変調装置及び第２光変調装置の制御構造のみを変更すればよく、部材を追加する必要がない。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１実施形態における画像表示装置の使用形態を示す斜視図。
【図２】第１実施形態におけるプロジェクターの内部構成を模式的に示す平面図。
【図３】図２の一部を拡大した図であり、光学装置を通過する各色光の偏光状態を示す図。
【図４】第１実施形態における制御装置の構成を示すブロック図。
【図５】第１実施形態における光学装置から出射され偏光眼鏡に至る各色光の偏光状態を示す図。
【図６】第２実施形態における偏光切替装置の構成を模式的に示す平面図。
【図７】第２実施形態における光学装置から出射され偏光眼鏡に至る各色光の偏光状態を示す図。
【図８】第３実施形態における画像表示装置の構成を模式的に示す図。
【図９】第３実施形態における制御装置の構成を示すブロック図。
【図１０】第３実施形態における偏光眼鏡の構成を示すブロック図。
【図１１】第３実施形態における光学装置から出射され偏光眼鏡に至る各色光の偏光状態を示す図。
【図１２】第４実施形態における画像表示装置の構成を模式的に示す図。
【図１３】第４実施形態における光学装置から出射され偏光眼鏡に至る各色光の偏光状態を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
[第１実施形態]
以下、本発明の第１実施形態を図面に基づいて説明する。
〔画像表示装置の構成〕
図１は、第１実施形態における画像表示装置１の使用形態を示す斜視図である。
画像表示装置１は、反射型のスクリーンＳｃ上に投影画像を表示するとともに、観察者に投影画像を立体視させる。この画像表示装置１は、図１に示すように、表示装置本体としてのプロジェクター２と、画像選択装置としての偏光眼鏡３とを備える。
【００１４】
〔プロジェクターの構成〕
図２は、プロジェクター２の内部構成を模式的に示す平面図である。
プロジェクター２は、図１または図２に示すように、外装を構成する外装筐体２Ａと、外装筐体２Ａ内部に収納される光学ユニット２Ｂ及び制御装置２Ｃ（図２）とで大略構成されている。
光学ユニット２Ｂは、制御装置２Ｃによる制御の下、画像情報（画像データ）基づく画像を形成して投射する。
この光学ユニット２Ｂは、図２に示すように、光源ランプ２１１及びリフレクター２１２を有する光源装置２１と、レンズアレイ２２１，２２２、偏光変換素子２２３、及び重畳レンズ２２４を有する照明光学装置２２と、ダイクロイックミラー２３１，２３２、及び反射ミラー２３３を有する色分離光学装置２３と、入射側レンズ２４１、リレーレンズ２４３、及び反射ミラー２４２，２４４を有するリレー光学装置２４と、３つの液晶パネル２５１、３つの入射側偏光板２５２、３つの出射側偏光板２５３、２つの１／２波長板２５４、及び色合成光学装置としてのクロスダイクロイックプリズム２５５を有する光学装置２５と、偏光切替装置２６と、投射光学装置としての投射レンズ２７と、上述した各光学部品２１〜２６を内部に収納するとともに投射レンズ２７を支持する光学部品用筐体２８とを備える。
【００１５】
そして、光学ユニット２Ｂでは、上述した構成により、光源装置２１から出射され照明光学装置２２を介した光束は、色分離光学装置２３にてＲ，Ｇ，Ｂの３つの色光に分離される。また、分離された各色光は、各液晶パネル２５１にて画像情報に応じてそれぞれ変調される。変調された各色光（各画像光）は、プリズム２５５にて合成され、偏光切替装置２６を介して投射レンズ２７にてスクリーンＳｃに投射される。
【００１６】
図３は、図２の一部を拡大した図であり、光学装置２５を通過する各色光の偏光状態を示す図である。
本実施形態では、光学装置２５に入射するＲ，Ｇ，Ｂの各色光は、以下に示すように、偏光方向を変えながら進行する。
なお、以下では、図２中、紙面に直交する偏光方向を有する直線偏光を第１の直線偏光Ｓと記載し、第１の直線偏光Ｓの偏光方向に直交し、図２中、紙面に平行する偏光方向を有する直線偏光を第２の直線偏光Ｐとして記載する。
また、以下では、説明の便宜上、Ｒ色光側の液晶パネル２５１、入射側偏光板２５２、出射側偏光板２５３、及び１／２波長板２５４をそれぞれ２５１Ｒ，２５２Ｒ，２５３Ｒ，２５４Ｒとする（図３参照）。Ｇ色光側及びＢ色光側も同様に記載する（図３参照）。
先ず、光源装置２１から出射された光束の略全ては、偏光変換素子２２３にて第１の直線偏光Ｓに変換される。そして、偏光変換素子２２３から出射された光束は、色分離光学装置２３にて各色光に分離され、図３に示すように、各色光が第１の直線偏光Ｓとして光学装置２５に入射することとなる。
【００１７】
３つの入射側偏光板２５２は、偏光変換素子２２３で揃えられた光束の偏光方向と略同一方向の透過軸を有する。すなわち、光学装置２５に入射した各色光（第１の直線偏光Ｓ）は、図３に示すように、偏光方向が変更されることなく、各入射側偏光板２５２から第１の直線偏光Ｓとして出射される。
３つの出射側偏光板２５３は、入射側偏光板２５２の透過軸に対して照明光軸Ａ（図２）を中心として９０°回転した透過軸を有する。すなわち、各入射側偏光板２５２から出射され、各液晶パネル２５１を介して各出射側偏光板２５３に入射した各色光は、図３に示すように、各出射側偏光板２５３から第２の直線偏光Ｐとして出射される。
【００１８】
ここで、１／２波長板２５４は、図２または図３に示すように、Ｒ，Ｂの各色光側において、各出射側偏光板２５３Ｒ，２５３Ｂとプリズム２５５との間に配設されている。
すなわち、図３に示すように、各出射側偏光板２５３から出射されたＲ，Ｇ，Ｂの各色光（第２の直線偏光Ｐ）のうち、Ｒ，Ｂの各色光のみが１／２波長板２５４Ｒ，２５４Ｂにて第１の直線偏光Ｓに変換される。
【００１９】
プリズム２５５は、図３に示すように、平面視で略Ｘ字状に交差する一対の誘電体多層膜２５５Ａ，２５５Ｂを有する。一方の誘電体多層膜２５５ＡはＲ色光を反射するものであり、他方の誘電体多層膜２５５ＢはＢ色光を反射するものであり、これらの誘電体多層膜２５５Ａ，２５５ＢによってＲ，Ｂの各色光は曲折され、Ｇ色光の進行方向と揃えられることにより、３つの色光が合成される。
ここで、プリズム２５５に入射する各色光のうち、Ｇ色光は、第２の直線偏光Ｐとしてプリズム２５５に入射するため、各誘電体多層膜２５５Ａ，２５５ＢにＰ偏光で入射することとなる。すなわち、Ｇ色光は、各誘電体多層膜２５５Ａ，２５５Ｂを効果的に透過し、光の利用効率が向上することとなる。
一方、Ｒ，Ｂの各色光は、１／２波長板２５４Ｒ，２５４Ｂにて第１の直線偏光Ｓに変換されているため、各誘電体多層膜２５５Ａ，２５５ＢにＳ偏光で入射することとなる。すなわち、Ｒ，Ｂの各色光は、各誘電体多層膜２５５Ａ，２５５Ｂにて効果的に反射し、光の利用効率が向上することとなる。
そして、プリズム２５５から出射される第２の直線偏光ＰのＧ色光と第１の直線偏光ＳのＲ，Ｂの各色光とが偏光切替装置２６に入射した後、投射レンズ２７にて投射される。
なお、上述したＲ色光側の各部材２５１Ｒ，２５２Ｒ，２５３Ｒ，２５４Ｒ及びＢ色光側の各部材２５１Ｂ，２５２Ｂ，２５３Ｂ，２５４Ｂが本発明に係る第１光変調装置２５０Ａ（図３）に相当し、Ｇ色光側の各部材２５１Ｇ，２５２Ｇ，２５３Ｇが本発明に係る第２光変調装置２５０Ｂ（図３）に相当するものである。
【００２０】
偏光切替装置２６は、電圧印加の状態（ＯＮ状態）と電圧非印加の状態（ＯＦＦ状態）とでΔｎｄ（位相差）を３λ／４とλ／４の間で切り替える液晶セルで構成されている。
このような液晶セルとしては、例えば、ＩＰＳ(In Plane Switching)方式の液晶セルが例示できる。
また、偏光切替装置２６は、具体的には後述するが、各液晶パネル２５１を介した各直線偏光Ｓ，Ｐを円偏光に変換する機能を有しており、本発明に係る円偏光変換装置に相当する。
【００２１】
図４は、制御装置２Ｃの構成を示すブロック図である。
制御装置２Ｃは、ＣＰＵ(Central Processing Unit)等を有し、各液晶パネル２５１及び偏光切替装置２６の動作を制御する。この制御装置２Ｃは、図４に示すように、表示制御装置２９１と、タイミングコントローラー２９２と、偏光制御装置としてのセル駆動部２９３とを備える。
タイミングコントローラー２９２は、後述する画像ＲＯＭ２９１Ａに記憶された画像データに含まれる同期信号を読み取ってパネル駆動部２９１Ｃ及びセル駆動部２９３の同期をとる。
【００２２】
表示制御装置２９１は、各液晶パネル２５１の動作を制御する。この表示制御装置２９１は、画像ＲＯＭ(Read Only Memory)２７１Ａと、信号処理部２９１Ｂと、パネル駆動部２９１Ｃとを備える。
画像ＲＯＭ２９１Ａは、各液晶パネル２５１に表示させる画像データを記憶する。ここで、画像データは、左目用画像データと、右目用画像データとで構成されている。また、これら左目用画像データ及び右目用画像データは、１フレーム毎のデータの集まりによってそれぞれ構成されている。さらに、１フレーム分の左目用画像データ及び右目用画像データは、それぞれＲ信号、Ｇ信号、Ｂ信号で構成されている。
【００２３】
信号処理部２９１Ｂは、画像ＲＯＭ２９１Ａに記憶された画像データ（左目用画像データ及び右目用画像データ）を適宜、読み出し、これら画像データを各色信号に変換してパネル駆動部２９１Ｃに出力する。
そして、パネル駆動部２９１Ｃは、信号処理部２９１Ｂから出力された各信号に基づいて、各液晶パネル２５１を駆動する。
セル駆動部２９３は、偏光切替装置２６をＯＮ状態またはＯＦＦ状態にし、偏光切替装置２６のΔｎｄを切り替える。
【００２４】
〔偏光眼鏡の構成〕
偏光眼鏡３は、観察者が装着するものであり、図１または図３に示すように、第１透過部としての左目用透過部３１と、第２透過部としての右目用透過部３２とを備える。
左目用透過部３１は、図３に示すように、位相差フィルム３１１と、左目用偏光フィルム３１２とが積層された構成を有する。
位相差フィルム３１１は、Δｎｄがλ／４に設定された位相差フィルムである。そして、位相差フィルム３１１は、左目用透過部３１及び右目用透過部３２が水平方向に並列するように偏光眼鏡３が観察者に装着された状態で、左回りの円偏光を第１の直線偏光Ｓに変換するとともに、右回りの円偏光を第２の直線偏光Ｐに変換するように、光学軸の向きが設定されている。
左目用偏光フィルム３１２は、位相差フィルム３１１に対して観察者側に位置し、上述した状態で、透過軸が第２の直線偏光Ｐの偏光方向と同一方向となるように構成されている。
【００２５】
右目用透過部３２は、図３に示すように、位相差フィルム３２１と、右目用偏光フィルム３２２とが積層された構成を有する。
位相差フィルム３２１は、位相差フィルム３１１と同様の構成である。
右目用偏光フィルム３２２は、上述した状態で、透過軸が第１の直線偏光Ｓの偏光方向と同一方向となるように構成されている。
【００２６】
〔画像表示装置の動作〕
次に、上述した画像表示装置１の動作について説明する。
図５は、光学装置２５から出射され偏光眼鏡３に至る各色光の偏光状態を示す図である。具体的に、図５（Ａ）は第１期間での偏光状態を示す図であり、図５（Ｂ）は第２期間での偏光状態を示す図である。
制御装置２Ｃは、以下に示す第１期間及び第２期間を、例えば、６０Ｈｚの周期で交互に切り替え、時分割で各液晶パネル２５１の動作を制御する。また、制御装置２Ｃは、各液晶パネル２５１の時分割での駆動に同期させて、偏光切替装置２６の動作を制御する。
【００２７】
〔第１期間〕
先ず、第１期間では、信号処理部２９１Ｂ及びセル駆動部２９３は、以下のように動作する。
すなわち、信号処理部２９１Ｂは、画像ＲＯＭ２９１Ａから右目用画像データを読み出し、右目用画像データを構成するＲ信号、Ｇ信号、Ｂ信号のうち、Ｒ信号及びＢ信号をパネル駆動部２９１Ｃに出力する。
そして、パネル駆動部２９１Ｃは、Ｒ信号及びＢ信号に基づいて、液晶パネル２５１Ｒ，２５１Ｂを駆動する。
【００２８】
また、信号処理部２９１Ｂは、画像ＲＯＭ２９１Ａから左目用画像データを読み出し、左目用画像データを構成するＲ信号、Ｇ信号、Ｂ信号のうち、Ｇ信号をパネル駆動部２９１Ｃに出力する。
そして、パネル駆動部２９１Ｃは、Ｇ信号に基づいて、液晶パネル２５１Ｇを駆動する。
したがって、第１期間では、図５（Ａ）に示すように、各液晶パネル２５１Ｒ，２５１Ｂにて右目用画像が表示され（第１画像光が形成され）、液晶パネル２５１Ｇにて左目用画像が表示される（第２画像光が形成される）こととなる。
また、セル駆動部２９３は、偏光切替装置２６に電圧を印加せず、ＯＦＦ状態とする。
【００２９】
以上の動作により、第１期間において、各色光は、プリズム２５５出射時から偏光眼鏡３に至るまで、以下のように偏光状態が変化する。
先ず、プリズム２５５から出射されたＲ，Ｂの各色光（第１の直線偏光Ｓ）は、図５（Ａ）に示すように、ＯＦＦ状態の偏光切替装置２６を透過することでλ／４位相がずれるため、右回りの円偏光（第１偏光）に変換される。
また、偏光切替装置２６を透過したＲ，Ｂの各色光（右回りの円偏光）は、投射レンズ２７にてスクリーンＳｃに投射され、スクリーンＳｃにて反射されることで、左回りの円偏光に変換され、偏光眼鏡３に到達する。
偏光眼鏡３に到達したＲ，Ｂの各色光（左回りの円偏光）は、右目用透過部３２において、位相差フィルム３２１を透過することでλ／４位相がずれるため、第１の直線偏光Ｓに変換され、右目用偏光フィルム３２２を透過し、観察者の右目にて視認される。
また、偏光眼鏡３に到達したＲ，Ｂの各色光は、左目用透過部３１において、上述したように位相差フィルム３１１を透過することで第１の直線偏光Ｓに変換され、左目用偏光フィルム３１２で遮断される。
【００３０】
一方、プリズム２５５から出射されたＧ色光（第２の直線偏光Ｐ）は、図５（Ａ）に示すように、上述したＲ，Ｂの各色光とは異なり、偏光切替装置２６では左回りの円偏光（第２偏光）に変換され、スクリーンＳｃでの反射により右回りの円偏光に変換され、右目用透過部３２では遮断されて左目用透過部３１のみを透過する。
したがって、第１期間では、Ｒ，Ｂの各色光（右目用画像）は観察者の右目のみで視認され、Ｇ色光（左目用画像）は観察者の左目のみで視認されることとなる。
【００３１】
〔第２期間〕
次に、第２期間では、信号処理部２９１Ｂ及びセル駆動部２９３は、以下のように動作する。
すなわち、信号処理部２９１Ｂは、上述した第１期間とは逆に、図５（Ｂ）に示すように、パネル駆動部２９１Ｃを介して、各液晶パネル２５１Ｒ，２５１Ｂに左目用画像を表示させ（第２画像光を形成させ）、液晶パネル２５１Ｇには右目用画像を表示させる（第１画像光を形成させる）。
また、セル駆動部２９３は、偏光切替装置２６に電圧を印加し、ＯＮ状態とする。
【００３２】
以上の動作により、第２期間において、各色光は、プリズム２５５出射時から偏光眼鏡３に至るまで、以下のように偏光状態が変化する。
先ず、プリズム２５５から出射されたＲ，Ｂの各色光（第１の直線偏光Ｓ）は、図５（Ｂ）に示すように、ＯＮ状態の偏光切替装置２６を透過することで３λ／４位相がずれるため、左回りの円偏光（第２偏光）に変換される。
偏光切替装置２６を透過したＲ，Ｂの各色光（左回りの円偏光）は、上述した第１期間でのＧ色光と同様に、図５に示すように、スクリーンＳｃでの反射により右回りの円偏光に変換され、右目用透過部３２では遮断されて左目用透過部３１のみを透過する。
【００３３】
一方、プリズム２５５から出射されたＧ色光（第２の直線偏光Ｐ）は、図５（Ｂ）に示すように、上述したＲ，Ｂの各色光とは異なり、偏光切替装置２６では右回りの円偏光（第１偏光）に変換され、スクリーンＳｃでの反射により左回りの円偏光に変換され、左目用透過部３１では遮断されて右目用透過部３２のみを透過する。
したがって、第２期間では、Ｒ，Ｂの各色光（左目用画像）は観察者の左目のみで視認され、Ｇ色光（右目用画像）は観察者の右目のみで視認されることとなる。
【００３４】
上述した第１実施形態によれば、以下の効果がある。
本実施形態では、画像表示装置１は、偏光切替装置２６、表示制御装置２９１、及びセル駆動部２９３を備えるので、第１光変調装置２５０ＡからのＲ，Ｂの各色光と第２光変調装置２５０ＢからのＧ色光とが互いに直交する偏光方向の各直線偏光Ｓ，Ｐであっても、第１光変調装置２５０Ａや第２光変調装置２５０Ｂで形成された右目用の画像光を全て第１偏光に切り替えることができ、第１光変調装置２５０Ａや第２光変調装置２５０Ｂで形成された左目用の画像光を全て第２偏光に切り替えることができる。このため、観察者は、偏光眼鏡３を通して、左目にて左目用の画像光のみを視認し、右目にて右目用の画像光のみを視認し、投影画像を良好に立体視することができる。
また、第１期間及び第２期間の双方において、常に左目用の画像光及び右目用の画像光の双方が形成されるため、例えば第１期間で左目用の画像光を形成し第２期間で右目用の画像光を形成する従来の構成と比較して、フリッカーのない自然な画像を視認させることができる。
【００３５】
さらに、偏光切替装置２６により第１光変調装置２５０Ａ及び第２光変調装置２５０Ｂからの各直線偏光Ｓ，Ｐが円偏光に変換されるので、偏光眼鏡３を装着した観察者が頭を傾けた場合であっても、左目に右目用の画像光が漏れ込んだり、右目に左目用の画像光が漏れ込んだりすることがなく、画像を良好に立体視させることができる。
【００３６】
また、偏光切替装置２６及びセル駆動部２９３がプロジェクター２に設けられているので、汎用の偏光眼鏡３を用いることができる。すなわち、第１光変調装置２５０Ａ及び第２光変調装置２５０Ｂの制御と偏光切替装置２６の制御とで同期をとるために、赤外線等を用いたりする必要がなく、画像表示装置１全体の構造の簡素化が図れる。
【００３７】
[第２実施形態]
次に、本発明の第２実施形態を図面に基づいて説明する。
以下の説明では、前記第１実施形態と同様の構造及び同一部材には同一の符号を付して、その詳細な説明は省略または簡略化する。
図６は、第２実施形態における偏光切替装置２６の構成を模式的に示す図である。具体的に、図６は、図３に対応した図である。
本実施形態の画像表示装置１は、前記第１実施形態に対して、図６に示すように、偏光切替装置２６が２体で構成されている点が異なる。また、偏光切替装置２６が２体で構成されていることに伴い、偏光切替装置２６の制御構造が前記第１実施形態とは異なる。その他の構成は、前記第１実施形態と同様のものである。
【００３８】
偏光切替装置２６は、図６に示すように、第１液晶セル２６Ａと、第２液晶セル２６Ｂとの２体で構成されている。
第１液晶セル２６Ａは、ＯＮ状態とＯＦＦ状態とでΔｎｄを０とλ／４の間で切り替える液晶セルで構成されている。
第２液晶セル２６Ｂは、ＯＮ状態とＯＦＦ状態とでΔｎｄを０と３λ／４の間で切り替える液晶セルで構成され、第１液晶セル２６Ａに対して光路下流側に配設されている。
【００３９】
次に、第２実施形態における画像表示装置１の動作について説明する。
図７は、光学装置２５から出射され偏光眼鏡３に至る各色光の偏光状態を示す図である。具体的に、図７（Ａ），図７（Ｂ）は、図５（Ａ），図５（Ｂ）に対応した図である。
なお、各液晶パネル２５１の制御方法は前記第１実施形態と同様であるため、以下では、偏光切替装置２６の制御方法について説明する。
【００４０】
〔第１期間〕
第１期間では、セル駆動部２９３は、第１液晶セル２６Ａに電圧を印加せずＯＦＦ状態とするとともに、第２液晶セル２６Ｂに電圧を印加しＯＮ状態とする。
以上の動作により、第１期間において、各色光は、プリズム２５５出射時から偏光眼鏡３に至るまで、以下のように偏光状態が変化する。
なお、図５及び図７に示すように、スクリーンＳｃ反射時から偏光眼鏡３に至るまでの各色光の偏光状態は、前記第１実施形態と同様のものであるため、以下では、第１液晶セル２６Ａ及び第２液晶セル２６Ｂを透過する際の各色光の偏光状態のみを説明する。後述する第２期間でも同様である。
【００４１】
すなわち、プリズム２５５から出射されたＲ，Ｂの各色光（第１の直線偏光Ｓ）は、図７（Ａ）に示すように、ＯＦＦ状態の第１液晶セル２６Ａを透過することでλ／４位相がずれるため、右回りの円偏光に変換される。
また、第１液晶セル２６Ａを透過したＲ，Ｂの各色光（右回りの円偏光）は、ＯＮ状態の第２液晶セル２６ＢではΔｎｄが０であるため、偏光状態を維持して右回りの円偏光（第１偏光）のまま透過する。
一方、プリズム２５５から出射されたＧ色光（第２の直線偏光Ｐ）は、上述したＲ，Ｂの各色光とは異なり、図７（Ａ）に示すように、第１液晶セル２６Ａでは左回りの円偏光に変換され、第２液晶セル２６Ｂでは左回りの円偏光（第２偏光）のまま透過する。
【００４２】
〔第２期間〕
第２期間では、セル駆動部２９３は、第１液晶セル２６Ａに電圧を印加しＯＮ状態とするとともに、第２液晶セル２６Ｂに電圧を印加せずＯＦＦ状態とする。
そして、プリズム２５５から出射されたＲ，Ｂの各色光（第１の直線偏光Ｓ）は、図７（Ｂ）に示すように、ＯＮ状態の第１液晶セル２６ＡではΔｎｄが０であるため、偏光状態を維持して第１の直線偏光Ｓのまま透過する。
また、第１液晶セル２６Ａを透過したＲ，Ｂの各色光（第１の直線偏光Ｓ）は、ＯＦＦ状態の第２液晶セル２６Ｂを透過することで、３λ／４位相がずれるため、左回りの円偏光（第２偏光）に変換される。
一方、プリズム２５５から出射されたＧ色光（第２の直線偏光Ｐ）は、上述したＲ，Ｂの各色光とは異なり、図７（Ｂ）に示すように、第１液晶セル２６Ａでは第２の直線偏光Ｐのまま透過し、第２液晶セル２６Ｂでは右回りの円偏光（第１偏光）に変換される。
【００４３】
上述した第２実施形態のように、偏光切替装置２６を第１液晶セル２６Ａ及び第２液晶セル２６Ｂの２体で構成した場合であっても、前記第１実施形態と同様の効果を享受できる。
【００４４】
[第３実施形態]
次に、本発明の第３実施形態を図面に基づいて説明する。
以下の説明では、前記第１実施形態と同様の構造及び同一部材には同一符号を付して、その詳細な説明は省略または簡略化する。
図８は、第３実施形態における画像表示装置１の構成を模式的に示す図である。具体的に、図８は、図３に対応した図である。
本実施形態の画像表示装置１は、前記第１実施形態に対して、図８に示すように、プロジェクター２の構成として偏光切替装置２６の代わりに位相差板２０を設け、偏光眼鏡３に偏光切替装置３３を設けた点が異なる。また、上述したように構成したことにより、偏光切替装置３３の制御構造が前記第１実施形態と異なる。その他の構成は、前記第１実施形態と同様のものである。
【００４５】
位相差板２０は、Δｎｄがλ／４に設定された位相差板である。そして、位相差板２０は、第１の直線偏光Ｓを右回りの円偏光に変換するとともに、第２の直線偏光Ｐを左回りの円偏光に変換するように、光学軸の向きが設定されている。
そして、位相差板２０は、本発明に係る円偏光変換装置に相当する。
【００４６】
図９は、第３実施形態における制御装置２Ｃの構成を示すブロック図である。
第３実施形態の制御装置２Ｃは、図９に示すように、セル駆動部２９３の代わりに送信部２９４を備える。
送信部２９４は、第１期間及び第２期間の開始タイミグに関する信号を送信する。
本実施形態では、送信部２９４は、具体的な図示は省略したが、赤外発光ＬＥＤ(Light Emitting Diode)、及び当該赤外発光ＬＥＤを発光させる駆動回路等で構成され、第１期間及び第２期間の開始タイミングに関する情報を、発光時間や発光パターンを変化させることで送信する。
【００４７】
図１０は、第３実施形態における偏光眼鏡３の構成を示すブロック図である。
第３実施形態の偏光眼鏡３は、図８または図１０に示すように、前記第１実施形態で説明した位相差フィルム３１１，３２１の代わりに２つの偏光切替装置３３が設けられているとともに、受信部３４と、偏光制御装置としてのセル駆動部３５を備える。
偏光切替装置３３は、ＯＮ状態とＯＦＦ状態とでΔｎｄを３λ／４とλ／４の間で切り替える液晶セルで構成されている。
受信部３４は、送信部２９４から送信された信号を受信する。
本実施形態では、受信部３４は、具体的な図示は省略したが、赤外受光素子等で構成され、送信部２９４から出射された赤外光を受光して信号に変換し、セル駆動部３５に出力する。
セル駆動部３５は、受信部３４からの信号に応じて、偏光切替装置３３をＯＮ状態またはＯＦＦ状態にし、偏光切替装置３３のΔｎｄを切り替える。
【００４８】
次に、第３実施形態における画像表示装置１の動作について説明する。
図１１は、光学装置２５から出射され偏光眼鏡３に至る各色光の偏光状態を示す図である。具体的に、図１１（Ａ），図１１（Ｂ）は、図５（Ａ），図５（Ｂ）に対応した図である。
なお、各液晶パネル２５１の制御方法は前記第１実施形態と同様であるため、以下では、偏光切替装置３３の制御方法について説明する。
【００４９】
〔第１期間〕
セル駆動部３５は、受信部３４からの信号に基づいて第１期間の開始タイミングを判断し、当該開始タイミングで偏光切替装置３３に電圧を印加せずＯＦＦ状態とする。
以上の動作により、第１期間において、各色光は、プリズム２５５出射時から偏光眼鏡３に至るまで、以下のように偏光状態が変化する。
すなわち、プリズム２５５から出射されたＲ，Ｂの各色光（第１の直線偏光Ｓ）は、図１１（Ａ）に示すように、位相差板２０を透過することでλ／４位相がずれるため右回りの円偏光に変換されるとともに、スクリーンＳｃでの反射により左回りの円偏光に変換され、偏光眼鏡３に到達する。
【００５０】
偏光眼鏡３に到達したＲ，Ｂの各色光（左回りの円偏光）は、右目用透過部３２において、ＯＦＦ状態の偏光切替装置３３を透過することでλ／４位相がずれるため、第１の直線偏光Ｓ（第１偏光）に変換され、右目用偏光フィルム３２２を透過し、観察者の右目にて視認される。
また、偏光眼鏡３に到達したＲ，Ｂの各色光は、左目用透過部３１において、上述したようにＯＦＦ状態の偏光切替装置３３を透過することで第１の直線偏光Ｓに変換され、左目用偏光フィルム３１２で遮断される。
【００５１】
一方、プリズム２５５から出射されたＧ色光（第２の直線偏光Ｐ）は、上述したＲ，Ｂの各色光とは異なり、位相差板２０では左回りの円偏光に変換され、スクリーンＳｃでの反射により右回りの円偏光に変換され、ＯＦＦ状態の偏光切替装置３３を透過することで第２の直線偏光Ｐ（第２偏光）に変換され、右目用透過部３２では遮断されて左目用透過部３１のみを透過する。
したがって、第１期間では、前記第１実施形態と同様に、Ｒ，Ｂの各色光（右目用画像）は観察者の右目のみで視認され、Ｇ色光（左目用画像）は観察者の左目のみで視認されることとなる。
【００５２】
〔第２期間〕
セル駆動部３５は、受信部３４からの信号に基づいて第２期間の開始タイミングを判断し、当該開始タイミングで偏光切替装置３３に電圧を印加してＯＮ状態とする。
以上の動作により、第２期間において、各色光は、プリズム２５５出射時から偏光眼鏡３に至るまで、以下のように偏光状態が変化する。
なお、図１１に示すように、プリズム２５５出射時からスクリーンＳｃ反射時までの各色光の偏光状態は、第１期間と同様のものであるため、以下では、偏光眼鏡３に到達した後の各色光の偏光状態について説明する。
すなわち、偏光眼鏡３に到達したＲ，Ｂの各色光（左回りの円偏光）は、ＯＮ状態の偏光切替装置３３を透過することで３λ／４位相がずれるため、第２の直線偏光Ｐ（第２偏光）に変換され、右目用偏光フィルム３２２では遮断されて左目用偏光フィルム３１２のみを透過する。
一方、偏光眼鏡３に到達したＧ色光（右回りの円偏光）は、上述したＯＮ状態の偏光切替装置３３を透過することで第１の直線偏光Ｓ（第１偏光）に変換され、左目用偏光フィルム３１２では遮断されて右目用偏光フィルム３２２のみを透過する。
したがって、第２期間では、前記第１実施形態と同様に、Ｒ，Ｂの各色光（左目用画像）は観察者の左目のみで視認され、Ｇ色光（右目用画像）は観察者の右目のみで視認されることとなる。
【００５３】
上述した第３実施形態によれば、前記第１実施形態と同様の効果の他、以下の効果がある。
本実施形態では、偏光切替装置３３及びセル駆動部３５が偏光眼鏡３に設けられているので、プロジェクター２としては、汎用のプロジェクターを用いることができる。すなわち、汎用のプロジェクターにおいて、第１光変調装置２５０Ａ及び第２光変調装置２５０Ｂの制御構造のみを変更すればよく、部材を追加する必要がない。
【００５４】
[第４実施形態]
次に、本発明の第４実施形態を図面に基づいて説明する。
以下の説明では、前記第１実施形態と同様の構造及び同一部材には同一符号を付して、その詳細な説明は省略または簡略化する。
図１２は、第４実施形態における画像表示装置１の構成を模式的に示す図である。具体的に、図１２は、図３に対応した図である。
本実施形態の画像表示装置１は、前記第１実施形態に対して、偏光切替装置２６の構成を変更するとともに、偏光眼鏡３の構成を変更した点が異なる。その他の構成は、前記第１実施形態と同様のものである。
【００５５】
第４実施形態における偏光切替装置２６は、ＯＮ状態とＯＦＦ状態とでΔｎｄを０とλ／２の間で切り替える液晶セルで構成されている。
また、第４実施形態における偏光眼鏡３は、図１２に示すように、前記第１実施形態に対して、位相差フィルム３１１，３２１が省略されている。
また、左目用偏光フィルム３１２は、前記第１実施形態とは異なり、透過軸が第１の直線偏光Ｓの偏光方向と同一方向となるように構成されている。
さらに、右目用偏光フィルム３２２も同様に、前記第１実施形態とは異なり、透過軸が第２の直線偏光Ｐの偏光方向と同一方向となるように構成されている。
【００５６】
次に、第４実施形態における画像表示装置１の動作について説明する。
図１３は、光学装置２５から出射され偏光眼鏡３に至る各色光の偏光状態を示す図である。具体的に、図１３（Ａ），図１３（Ｂ）は、図５（Ａ），図５（Ｂ）に対応した図である。
なお、各液晶パネル２５１の制御方法は前記第１実施形態と同様であるため、以下では、偏光切替装置２６の制御方法について説明する。
【００５７】
〔第１期間〕
第１期間では、セル駆動部２９３は、偏光切替装置２６に電圧を印加せずＯＦＦ状態とする。
以上の動作により、第１期間において、各色光は、プリズム２５５出射時から偏光眼鏡３に至るまで、以下のように偏光状態が変化する。
すなわち、プリズム２５５から出射されたＲ，Ｂの各色光（第１の直線偏光Ｓ）は、図１３（Ａ）に示すように、ＯＦＦ状態の偏光切替装置２６を透過することでλ／２位相がずれるため、第２の直線偏光Ｐ（第１偏光）に変換される。
そして、偏光切替装置２６を透過したＲ，Ｂの各色光（第２の直線偏光Ｐ）は、スクリーンＳｃで反射された後、左目用透過部３１では遮断されて右目用透過部３２のみを透過する。
【００５８】
一方、プリズム２５５から出射されたＧ色光（第２の直線偏光Ｐ）は、図１３（Ａ）に示すように、上述した偏光切替装置２６を透過することで、第１の直線偏光Ｓ（第２偏光）に変換される。
そして、偏光切替装置２６を透過したＧ色光（第１の直線偏光Ｓ）は、スクリーンＳｃで反射された後、右目用透過部３２では遮断されて左目用透過部３１のみを透過する。
したがって、第１期間では、前記第１実施形態と同様に、Ｒ，Ｂの各色光（右目用画像）は観察者の右目のみで視認され、Ｇ色光（左目用画像）は観察者の左目のみで視認されることとなる。
【００５９】
〔第２期間〕
第２期間では、セル駆動部２９３は、偏光切替装置２６に電圧を印加してＯＮ状態とする。
以上の動作により、第２期間において、各色光は、プリズム２５５出射時から偏光眼鏡３に至るまで、以下のように偏光状態が変化する。
すなわち、プリズム２５５から出射されたＲ，Ｂの各色光（第１の直線偏光Ｓ）は、図１３（Ｂ）に示すように、ＯＮ状態の偏光切替装置２６ではΔｎｄが０であるため、偏光状態を維持して第１の直線偏光Ｓ（第２偏光）のまま透過する。
そして、偏光切替装置２６を透過したＲ，Ｂの各色光（第１の直線偏光Ｓ）は、スクリーンＳｃで反射された後、右目用透過部３２では遮断されて左目用透過部３１のみを透過する。
【００６０】
一方、プリズム２５５から出射されたＧ色光（第２の直線偏光Ｐ）は、図１３（Ｂ）に示すように、上述したＲ，Ｂの各色光と同様に、偏光状態を維持して第２の直線偏光Ｐ（第１偏光）のまま偏光切替装置２６を透過する。
そして、偏光切替装置２６を透過したＧ色光（第２の直線偏光Ｐ）は、スクリーンＳｃで反射された後、左目用透過部３１では遮断されて右目用透過部３２のみを透過する。
したがって、第２期間では、前記第１実施形態と同様に、Ｒ，Ｂの各色光（左目用画像）は観察者の左目のみで視認され、Ｇ色光（右目用画像）は観察者の右目のみで視認されることとなる。
【００６１】
上述した第４実施形態のように構成した場合であっても、前記第１実施形態と同様の効果を享受できる。
【００６２】
なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
前記各実施形態では、本発明に係る画像表示装置を、観察者に投影画像を立体視させる画像表示装置として構成していたが、これに限らない。例えば、第１画像光及び第２画像光をコンテンツの異なる画像光とし、２つの画像光を投影して２つの投影画像を表示するデュアル表示装置として構成しても構わない。
このようなデュアル表示装置として構成した場合には、偏光眼鏡３としては、左目用透過部３１を左右に設けた偏光眼鏡、及び右目用透過部３２を左右に設けた偏光眼鏡の２種類を設ければよい。
【００６３】
前記各実施形態において、偏光切替装置２６，３３の構成は、前記各実施形態で説明した構成に限らない。すなわち、液晶セルに限らず、その他の構成や、液晶セルと位相差板等を組み合わせた構成を採用しても構わない。
前記各実施形態では、画像表示装置１として、フロント投射型のプロジェクター２を採用した例のみを挙げたが、本発明は、スクリーンを備え、当該スクリーンの裏面側から投射を行うリアタイプのプロジェクターを採用した構成としても構わない。
【産業上の利用可能性】
【００６４】
本発明は、プロジェクターや偏光眼鏡を用いて画像を立体視させる画像表示装置に利用できる。
【符号の説明】
【００６５】
１・・・画像表示装置、２・・・プロジェクター（表示装置本体）、３・・・偏光眼鏡（画像選択装置）、２０・・・位相差板（円偏光変換装置）、２６・・・偏光切替装置（円偏光変換装置）、３１・・・左目用透過部（第１透過部）、３２・・・右目用透過部（第２透過部）、３３・・・偏光切替装置、３５，２９３・・・セル駆動部（偏光制御装置）、２５０Ａ・・・第１光変調装置、２５０Ｂ・・・第２光変調装置、２９１・・・表示制御装置。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
形成した画像光を互いに偏光方向が直交する各直線偏光でそれぞれ出射する第１光変調装置及び第２光変調装置を備えた画像表示装置であって、
前記第１光変調装置及び前記第２光変調装置からの各画像光の偏光状態を切り替える偏光切替装置と、
前記第１光変調装置及び前記第２光変調装置の動作を制御する表示制御装置と、
前記偏光切替装置の動作を制御する偏光制御装置とを備え、
前記表示制御装置は、
前記第１光変調装置に第１画像光を形成させるとともに前記第２光変調装置に第２画像光を形成させる第１期間、及び前記第１光変調装置に前記第２画像光を形成させるとともに前記第２光変調装置に前記第１画像光を形成させる第２期間とを交互に切り替え、
前記偏光制御装置は、
前記第１期間では、前記第１光変調装置からの前記第１画像光を第１偏光に切り替えさせるとともに前記第２光変調装置からの前記第２画像光を前記第１偏光とは異なる第２偏光に切り替えさせ、
前記第２期間では、前記第１光変調装置からの前記第２画像光を前記第２偏光に切り替えさせるとともに前記第２光変調装置からの前記第１画像光を前記第１偏光に切り替えさせる
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において、
前記第１光変調装置及び前記第２光変調装置からの各直線偏光を円偏光に変換する円偏光変換装置を備える
ことを特徴とする画像表示装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の画像表示装置において、
前記第１光変調装置、前記第２光変調装置、及び前記表示制御装置を備える表示装置本体と、
前記表示装置本体とは別体で構成され、前記第１画像光を透過させる第１透過部、及び前記第２画像光を透過させる第２透過部を有する画像選択装置とを備え、
前記偏光切替装置及び前記偏光制御装置は、
前記表示装置本体に設けられている
ことを特徴とする画像表示装置。
【請求項４】
請求項１または請求項２に記載の画像表示装置において、
前記第１光変調装置、前記第２光変調装置、及び前記表示制御装置を備える表示装置本体と、
前記表示装置本体とは別体で構成され、前記第１画像光を透過させる第１透過部、及び前記第２画像光を透過させる第２透過部を有する画像選択装置とを備え、
前記偏光切替装置及び前記偏光制御装置は、
前記画像選択装置に設けられている
ことを特徴とする画像表示装置。
【請求項１】
形成した画像光を互いに偏光方向が直交する各直線偏光でそれぞれ出射する第１光変調装置及び第２光変調装置を備えた画像表示装置であって、
前記第１光変調装置及び前記第２光変調装置からの各画像光の偏光状態を切り替える偏光切替装置と、
前記第１光変調装置及び前記第２光変調装置の動作を制御する表示制御装置と、
前記偏光切替装置の動作を制御する偏光制御装置とを備え、
前記表示制御装置は、
前記第１光変調装置に第１画像光を形成させるとともに前記第２光変調装置に第２画像光を形成させる第１期間、及び前記第１光変調装置に前記第２画像光を形成させるとともに前記第２光変調装置に前記第１画像光を形成させる第２期間とを交互に切り替え、
前記偏光制御装置は、
前記第１期間では、前記第１光変調装置からの前記第１画像光を第１偏光に切り替えさせるとともに前記第２光変調装置からの前記第２画像光を前記第１偏光とは異なる第２偏光に切り替えさせ、
前記第２期間では、前記第１光変調装置からの前記第２画像光を前記第２偏光に切り替えさせるとともに前記第２光変調装置からの前記第１画像光を前記第１偏光に切り替えさせる
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において、
前記第１光変調装置及び前記第２光変調装置からの各直線偏光を円偏光に変換する円偏光変換装置を備える
ことを特徴とする画像表示装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の画像表示装置において、
前記第１光変調装置、前記第２光変調装置、及び前記表示制御装置を備える表示装置本体と、
前記表示装置本体とは別体で構成され、前記第１画像光を透過させる第１透過部、及び前記第２画像光を透過させる第２透過部を有する画像選択装置とを備え、
前記偏光切替装置及び前記偏光制御装置は、
前記表示装置本体に設けられている
ことを特徴とする画像表示装置。
【請求項４】
請求項１または請求項２に記載の画像表示装置において、
前記第１光変調装置、前記第２光変調装置、及び前記表示制御装置を備える表示装置本体と、
前記表示装置本体とは別体で構成され、前記第１画像光を透過させる第１透過部、及び前記第２画像光を透過させる第２透過部を有する画像選択装置とを備え、
前記偏光切替装置及び前記偏光制御装置は、
前記画像選択装置に設けられている
ことを特徴とする画像表示装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１１−１９１４９１（Ｐ２０１１−１９１４９１Ａ）
【公開日】平成２３年９月２９日（２０１１．９．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−５７２８８（Ｐ２０１０−５７２８８）
【出願日】平成２２年３月１５日（２０１０．３．１５）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年９月２９日（２０１１．９．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月１５日（２０１０．３．１５）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
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