(57)【要約】【課題】従来の立体画像表示装置においては、プロジェクタ装置間の間隔を狭めることができず、立体画像表示装置全体の小型化を図ることができなかった。【解決手段】第１のプロジェクタ装置１と第２のプロジェクタ装置２とスクリーン３と筐体４とを備えている。第１のプロジェクタ装置１と第２のプロジェクタ装置２は、水平方向に並べられて筐体４に支持されており、第１のプロジェクタ装置は立体画像を表示するために第１の光を投射し、第２のプロジェクタ装置は立体画像を表示するために第２の光を投射する。第１の光と第２の光は、スクリーン３に投射されて立体的な画像が生成される。第１のプロジェクタ装置及び第２のプロジェクタ装置は、光源部７と、光源部からの光を変調して画像光を出射する変調部８と、を有している。第１のプロジェクタ装置１と第２のプロジェクタ装置２を筐体４に支持した状態において、光源部８を、互いに重なり合うことのない位置に配置する。【選択図】図１
2010107907.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
立体画像を表示するために第１の光を投射する第１のプロジェクタ装置と、
立体画像を表示するために第２の光を投射する第２のプロジェクタ装置と、
前記第１の光と前記第２の光とに基づいて立体的な画像を投影するスクリーンと、
前記第１のプロジェクタ装置及び前記第２のプロジェクタ装置を前記スクリーンに対向させると共に水平方向に並べて支持する筐体と、を備え、
前記第１のプロジェクタ装置及び前記第２のプロジェクタ装置は、
発光する光源部と、
前記光源部からの光を変調して画像光を出射する変調部と、を少なくとも有し、
前記第１のプロジェクタ装置及び前記第２のプロジェクタ装置を前記筐体に支持した状態において、前記光源部と前記変調部のうち、前記水平方向に最も大きなサイズを有する部分を、互いに重なり合うことのない位置に配置した
立体画像表示装置。
【請求項２】
前記光源部は、放電ランプ、発光ダイオード又はレーザのいずれかである
請求項１記載の立体画像表示装置。
【請求項３】
前記変調部は、前記光源部からの光が入射されると共に印加される映像信号に従って光変調を行う空間光変調素子を有する
請求項１記載の立体画像表示装置。
【請求項４】
前記空間光変調素子は、液晶表示素子又は可動ミラーよりなる
請求項３記載の立体画像表示装置。
【請求項５】
前記光源部はレーザからなり、
前記レーザからの光を２次元走査することによって画像表示を行う
請求項１記載の立体画像表示装置。
【請求項６】
立体画像を表示するために第１の光を投射する第１のプロジェクタ装置と、
立体画像を表示するために第２の光を投射する第２のプロジェクタ装置と、
前記第１の光と前記第２の光とに基づいて立体的な画像を投影するスクリーンと、
前記第１のプロジェクタ装置及び前記第２のプロジェクタ装置を前記スクリーンに対向させると共に水平方向に並べて支持する筐体と、を備え、
前記第１のプロジェクタ装置及び前記第２のプロジェクタ装置は、
発光する光源部と、
前記光源部からの光を変調して画像光を出射する変調部と、
前記変調部から出射された画像光を前記スクリーンに投影する投影レンズ部と、を有し、
前記第１のプロジェクタ装置及び前記第２のプロジェクタ装置を前記筐体に支持した状態において、前記光源部と前記変調部と前記投影レンズ部のうち、前記水平方向に最も大きなサイズを有する部分を、互いに重なり合うことのない位置に配置し、
前記水平方向に配置された複数のプロジェクタ装置からなるプロジェクタ装置群を垂直方向へ複数段に整列させると共に、互いの投影レンズ部を近接させ且つ上段の投影レンズ部の光軸と下段の投影レンズ部の光軸を水平方向へ変位させて配置した
立体画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数のプロジェクタ装置を用いて立体の静止画像や動画像をスクリーンに投影して立体的に表示する立体画像表示装置に関する。
【０００２】
近年、立体画像を表示できるようにした各種の立体画像表示装置が提案されている。
本出願に係る立体画像表示装置は、被写体となる立体を多数の視点から撮像し、その画像情報を、水平方向に並べた複数のプロジェクタ装置を用いて、撮影時の視点に対応する画像としてスクリーン面にて合成させる。これにより、スクリーンを見る観察者は、そのスクリーン上に被写体の実物を見る場合の画像を観察することになる。
この場合、実物を観察したときに左目に入射する画像が、立体画像表示装置の観察時においても左目に入射され、実物を観察したときに右目に入射する画像が、立体画像表示装置の観察時においても右目に入射される。その結果、スクリーンの観察者は、左右の目で実物を観察するように異なる画像を「見る」ことになり、その画像に対して立体感が得られることとなる。
【背景技術】
【０００３】
従来の、この種の立体画像表示装置としては、例えば、特許文献１に記載されているようなものがある。特許文献１には、立体の静止画像や動画像を投影して表示する立体画像表示装置に関するものが記載されている。この特許文献１に記載された立体画像表示装置は、立体画像を表示するために、第１の投影素子群と第２の投影素子群と反射光学系とを具備している。第１の投影素子群は、第１の方向に第１の光を投射する複数の第１の投影素子でなり、第２投影素子群は、第１の方向とは異なり第１の光に向かうような第２の方向に第２の光を投射する複数の第２の投影でなる。そして、反射光学系は、画像を表示するために、第２の光を第１の方向に反射させるようになっている。
【０００４】
このような構成を有する立体画像表示装置（以下「第１の従来例」という。）によれば、高精細、高画質で自然な立体画像を生成することができる、という効果が期待される（特許文献１の段落［００２２］を参照）。
【０００５】
また、従来の立体画像表示装置の他の例としては、例えば、特許文献２に記載されているようなものもある。特許文献２には、同じく立体の静止画像や動画像を投影して表示する立体画像表示装置に関するものが記載されている。この特許文献２に係る立体画像表示装置は、光源と、空間光変調素子と、光路変更素子と、複数の投影素子とを具備している。空間光変調素子は、水平及び垂直の各方向にそれぞれ複数の領域に区分されており、光源の光を空間変調して前記領域ごとの画像光を出射する。光路変更素子は、空間光変調素子より出射された各画像光の光路を、水平方向に並ぶ画像光の群それぞれが互いに一つの領域に対応する画像光分ずつ水平方向にずれるように変更する。この光路変更素子より出射された領域ごとの画像光を、複数の投影素子がそれぞれ個別に入射してスクリーンに投影するようになっている。
【０００６】
このような構成を有する立体画像表示装置（以下「第２の従来例」という。）によれば、大型化することなく、高画質で奥行き感のある立体画像を表示することができる、という効果が期待される（特許文献２の段落［００１２］を参照）。
【０００７】
しかしながら、第１の従来例の場合には、第１の投影素子群３における複数の撮影素子（プロジェクタ装置）３ａ〜３ｃにより投影される各プロジェクタ装置間の画像の間隔を狭めることを提案している。その間隔を狭めることができれば、視点数を増加させることができ、これにより観察者の動きによって目に入射する画像の切り替わりが増え、より立体感が高まるという利点があるからであり、この点においては、第２の従来例の場合も同様である。更に、第１の従来例においては、水平方向の画像間隔を狭めるために、垂直方向に配置されるプロジェクタ装置を水平方向にシフト（偏倚）させて設置し、水平方向の間隔を狭めるようにしている。
【０００８】
ところが、上下に配列されるプロジェクタ装置群を水平方向に偏倚させて設置すると、次のような問題が生じることになる。
その１は、プロジェクタ装置が有する投影レンズは、液晶パネルをシフトすることで垂直方向の画面位置をシフトするものであるが、シフト量が増加するに従って投影レンズの体積が大きくなるという問題である。その結果、投影レンズが大きくなると、球面収差等の収差が発生し易くなり、投影レンズの投射画質を高めることが困難になる。
【０００９】
その２は、小型のプロジェクタ装置を実現する上で、光源部分の大きさが問題になることである。
一般に、プロジェクタ装置の光源には、高圧水銀ランプや放電ランプ等が使用されている。光源として電気エネルギーを光エネルギーに効率よく変換するためには、その発光部から出射された光束を略一方向へ進行させるために反射鏡が必要となる。特に、放電ランプを光源に用いる場合には、その内部が１０００度以上の高温になることから冷却を必要とするが、反射鏡を小さくすると冷却ができなくなるため、反射鏡はある程度の大きさを保持する必要がある。その結果、光学系を小さくすることはできても、放電ランプ部分が大きくなってしまい、プロジェクタ装置全体の小型化を図ることが難しいという問題があった。
【００１０】
なお、特許文献としては挙げないが、近年のプロジェクタ装置では、ＬＥＤを光源として使用しているものも提供されている。このＬＥＤを光源として用いたプロジェクタ装置の場合には、高圧水銀ランプを光源とするものに比べて、瞬間点灯、高色域、長寿命等の利点がある。
ところが、ＬＥＤは、その素子温度（ＰＮ接合部の温度）が一定温度以上に高くなると、寿命が急激に下がるという問題がある。更に、プロジェクタ装置の光源としてＬＥＤを用いる場合には、発光部のサイズが数ｍｍ２程度であるため、その小面積を大電流が通過することから、冷却を十分に行わないと、長寿命という利点が得られなくなる。従って、ＬＥＤ自体は放電ランプよりも小型であるものの、熱を排出するヒートシンク等の冷却手段が求められるため、プロジェクタ装置全体が大型化されるという問題がある。
【００１１】
上述したような問題点に対して、第１の問題を解決するには、多数のプロジェクタ装置を一列に並べるか、又は、できるだけ垂直方向にずれが少ない形（上下に重なり合う形）でプロジェクタ装置を設置することが望ましい。
しかしながら、上述した第２の問題により、プロジェクタ装置のサイズは、その光源部分が他の部分よりも大きく、隣り合うプロジェクタ装置間において光源部分が互いに干渉することになる。そのため、水平方向に並べられるプロジェクタ装置群は、１個のプロジェクタ装置の光源部分の幅よりも大きな間隔で設置する必要がある。
【特許文献１】特開２００７−２４９７５号公報
【特許文献２】特開２００８−１１６７３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
解決しようとする問題点は、従来の立体画像表示装置においては、プロジェクタ装置の光源部分が他の部分よりも大きいために、水平方向に並べられるプロジェクタ装置群は、１個のプロジェクタ装置の光源部分の幅よりも大きな間隔で設置する必要がある。その結果、プロジェクタ装置間の間隔を狭めることができず、立体画像表示装置全体の小型化を図ることができない、という点である。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本出願の立体画像表示装置は、第１のプロジェクタ装置と第２のプロジェクタ装置とスクリーンと筐体とを備えている。第１のプロジェクタ装置と第２のプロジェクタ装置は、水平方向に並べられて筐体に支持されており、第１のプロジェクタ装置は立体画像を表示するために第１の光を投射し、第２のプロジェクタ装置は立体画像を表示するために第２の光を投射する。第１の光と第２の光は、第１のプロジェクタ装置と第２のプロジェクタ装置に対向されているスクリーンに投射されて立体的な画像が生成される。第１のプロジェクタ装置及び第２のプロジェクタ装置は、発光する光源部と、その光源部からの光を変調して画像光を出射する変調部と、を少なくとも有している。そして、第１のプロジェクタ装置と第２のプロジェクタ装置を筐体に支持した状態において、光源部と変調部のうち、水平方向に最も大きなサイズを有する部分を、互いに重なり合うことのない位置に配置している。
【発明の効果】
【００１４】
本出願の立体画像表示装置によれば、複数のプロジェクタ装置を用いる多視点の立体画像表示装置において、より多くの視点数を設定することができ、画質の劣化を少なくしつつ、立体画像表示装置の小型化、薄型化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
第１のプロジェクタ装置と第２のプロジェクタ装置を筐体に支持した状態において、光源部と変調部のうち、水平方向に最も大きなサイズを有する部分を、互いに重なり合うことのない位置に配置する。これにより、第１のプロジェクタ装置と第２のプロジェクタ装置が占める占有空間を小さくして、小型化、薄型化を図ることができる立体画像表示装置を、簡単な構成によって実現した。
【実施例１】
【００１６】
図１〜図１８は、本発明の立体画像表示装置の実施の形態の例を示すものである。即ち、図１〜図３は、本発明の立体画像表示装置の第１の実施の例を示すプロジェクタ装置群を２段に配置したもので、図１は正面から見た概略説明図、図２は平面から見た概略説明図、図３は側面から見た概略説明図である。また、図４〜図６は、本発明の立体画像表示装置の第２の実施の例を示すプロジェクタ装置群を４段に配置したもので、図４は正面から見た概略説明図、図５は平面から見た概略説明図、図６は側面から見た概略説明図である。
【００１７】
図７及び図８は、本発明の立体画像表示装置に係る第１のプロジェクタ装置の第１の実施例を示す放電ランプ（高圧水銀ランプも同様）を光源として用いたもので、図７は構成要素の概略説明図、図８は構成部分のブロック説明図である。図９及び図１０は、本発明の立体画像表示装置に係る第２のプロジェクタ装置の第１の実施例を示す放電ランプ（高圧水銀ランプも同様）を光源として用いたもので、図９は構成要素の概略説明図、図１０は構成部分のブロック説明図である。
【００１８】
図１〜図３に示すように、本発明の第１の実施例として示す立体画像表示装置１０は、第１のプロジェクタ装置１と、第２のプロジェクタ装置２と、スクリーン３と、筐体４とを備えて構成されている。第１のプロジェクタ装置１は、立体画像を表示するために第１の光を投射する。第２のプロジェクタ装置２は、立体画像を表示するために第２の光を投射する。スクリーン３は、第１のプロジェクタ装置１から出射された第１の光と第２のプロジェクタ装置２から出射された第２の光とが入射され、これら第１の光と第２の光に基づいて立体的な画像をスクリーン面に投影する。
【００１９】
筐体４は、直方体をなす中空の容器体からなり、その正面部４ａにスクリーン３が配置され、そのスクリーン３に対向させて背面部４ｂに複数の第１のプロジェクタ装置１と複数の第２のプロジェクタ装置２とが支持されている。スクリーン３は、複数のプロジェクタ装置１，２より出射された画像光をそれぞれ垂直方向に拡散して、水平方向に連続的な視点の画像として投影する垂直拡散スクリーン等によって構成される。このスクリーン３は、筐体４の正面部４ａに設けた開口窓５に装着されていて、外部からスクリーン３の画像が表示されるスクリーン面を見ることができるようになっている。
【００２０】
複数の第１のプロジェクタ装置１と複数の第２のプロジェクタ装置２は、筐体４の背面部４ｂに、交互に配置されて横並びに取り付けられている。この実施例では、８個の第１のプロジェクタ装置１と同じく８個の第２のプロジェクタ装置２とが、それぞれ水平方向（Ｘ方向）へ交互に配置されて、８個ずつ上下２段に配列されている。更に、上段の上プロジェクタ装置群と下段の下プロジェクタ装置群とを水平方向に所定量だけ偏倚させている。この実施例における偏倚量は、プロジェクタ装置の幅の１／２である。しかしながら、プロジェクタ装置の数は、この実施例の１６個に限られるものではなく、高画質の画像を実現するためには、水平方向（Ｘ方向）及び垂直方向（Ｙ方向）の双方に、極力多くのプロジェクタ装置を配置することが好ましい。
【００２１】
図４〜図６は、本発明の第２の実施例を示す立体画像表示装置２０である。この立体画像表示装置２０は、８個のプロジェクタ装置１，２で構成されたプロジェクタ装置群の４組を、垂直方向（Ｙ方向）である上下４段に配置した実施の例である。
【００２２】
図７に示すように、第１のプロジェクタ装置１は、光を出射する光源部７と、光源部７からの光を変調して画像光を出射する変調部８と、変調部８から出射された画像光をスクリーン３に投影する投影レンズ部９とから構成されている。光源部７は、光源として発光する照明ランプ１５と、その照明ランプ１５から出射された光を集めて一定の方向に進行させる反射鏡１６とを有している。照明ランプ１５は、白色光を出射するランプであり、例えば、放電ランプ、高圧水銀ランプ等を適用することができる。反射鏡１６は、卵の殻を半分にしたような半球殻状をなしており、その略中央部分に照明ランプ１５が設置されている。
【００２３】
変調部８は、照明レンズ１７と、偏光分離素子１８と、液晶パネル等からなる空間光変調素子１９を有している。照明レンズ１７は、凹レンズと凸レンズを適当な枚数だけ組み合わせた組合せレンズ、或いは、凹レンズ又は凸レンズの単体若しくは組み合わせからなっている。この照明レンズ１７が、その光軸を照明ランプ１５及び反射鏡１６の略中心に一致させて光源部７に隣接するように配置されている。この照明レンズ１７の光源部７と反対側に、その中心部を照明レンズ１７の光軸と一致させるようにして偏光分離素子１８が配置されている。そして、偏光分離素子１８の照明レンズ１７と直交する方向の一側に空間光変調素子１９が配置され、その他側に投影レンズ部９が配置されている。
【００２４】
偏光分離素子１８は、入射される光の偏光成分を分離し、９０°の角度をなす２つのビームとして出射するものである。また、空間光変調素子１９は、画像光を生成する光変調素子であり、反射型の液晶表示素子、透過型の液晶表示素子の他、ＤＭＤ（Digital Micro−mirror Device）等を用いることができる。ＤＭＤ（ＤＬＰパネルとも呼ばれる。テキサスインスツルメンツ社の登録商標）は、画素に対応する微少な可動ミラーが素子上に設置されており、外部から供給される映像信号に基づき、各ミラーが独立して可動するように構成されている。ＤＭＤパネルでは、ミラーの傾きがある角度の場合、ミラーによる反射光が投影レンズに入り、また、ミラーの傾きが異なる角度の場合には、ミラーによる反射光が投影レンズに入らないようになっている。このようなＤＭＤパネルの特性を利用することにより、スクリーンに映像表示を行うことができる。
【００２５】
投影レンズ部９は、空間光変調素子１９で生成された画像光をスクリーン３に投影するためのものである。この投影レンズ部９としては、例えば、コリメータレンズや拡散レンズ等が用いられる。この投影レンズ部９の光軸上に偏光分離素子１８と空間光変調素子１９が配置され、その光軸と直交する方向に照明ランプ１５と照明レンズ１７が配置されている。
【００２６】
このような構成を有する第１のプロジェクタ装置１によれば、光源部７の照明ランプ１５から出射された光束は、反射鏡１６により集光されて略一方向に進行し、照明レンズ１７を経て偏光分離素子１８に入射される。偏光分離素子１８では、一方向の偏光成分を有する光のみが選択され、その選択された光が空間光変調素子（例えば、液晶パネル）１９に入射される。液晶パネルには映像信号が印加され、その印加映像に従って液晶パネルが、入射光を変調して出射する。このとき変調された光は、スクリーン３に向かう光が偏光分離素子１８にて選択され、その選択された光が投影レンズ部９に入射される。そして、投影レンズ部９によって液晶パネルの画像が、スクリーン３に投影されて画像表示される。
【００２７】
図８は、図７に示した第１のプロジェクタ装置１の構成要素である光源部７と変調部８と投影レンズ部９を、その図面を簡略化するために、それぞれブロックとして表した説明図である。また、図１０は、次に説明する図９に示した第２のプロジェクタ装置２の構成要素である光源部７と変調部２１と投影レンズ部９を、その図面を簡略化するために、それぞれブロックとして表した説明図である。
【００２８】
図９に示すように、第２のプロジェクタ装置２は、光を出射する光源部７と、光源部７からの光を変調して画像光を出射する変調部２１と、変調部２１から出射された画像光をスクリーン３に投影する投影レンズ部９とから構成されている。光源部７は、前述した実施例と同様であるため、その説明は省略する。また、投影レンズ部９も、前述した実施例と同様であるため、その説明は省略する。
【００２９】
第２のプロジェクタ装置２の変調部２１は、照明レンズ１７と、ミラー２２と、偏光分離素子１８と、空間光変調素子１９を有している。即ち、変調部２１は、前述した変調部８に１枚のミラー２２を加え、そのミラー２２を照明レンズ１７内に配置した構成を有するものである。そのため、ここでは第１のプロジェクタ装置１と同様の偏光分離素子１８と空間光変調素子１９についての説明は省略し、その他の異なる部分について説明する。
【００３０】
変調部２１の照明レンズ１７は、凹レンズ１７ａと凸レンズ１７ｂを有しており、その凹レンズ１７ａと凸レンズ１７ｂの間にミラー２２が配置されている。凹レンズ１７ａは光源部７側に配置されていて、その光軸が光源部７の中心と一致するか又は略一致するように設定されている。この凹レンズ１７ａの光源部７と反対側に、その光軸に対して反射面を４５°傾斜させた状態でミラー２２が配置されている。このミラー２２の凹レンズ１７ａと９０°回転変位した位置に凸レンズ１７ｂが配置されている。そして、凸レンズ１７ｂの光軸上に偏光分離素子１８が配置され、その光軸と直交する方向の偏光分離素子１８の一側に空間光変調素子１９が配置され、他側に投影レンズ部９が配置されている。
【００３１】
このような構成を有する第２のプロジェクタ装置２によれば、光源部７の照明ランプ１５から出射された光束は、反射鏡１６により集光されて略一方向に進行する。そして、照明レンズ１７の凹レンズ１７ａを透過した後、その光束がミラー２２により反射されて９０°折り曲げられ、凸レンズ１７ｂを経て偏光分離素子１８に入射される。これ以降は第１のプロジェクタ装置１の場合と同様である。
【００３２】
即ち、偏光分離素子１８では、一方向の偏光成分を有する光のみが選択され、その選択された光が空間光変調素子（例えば、液晶パネル）１９に入射される。そして、印加された映像信号に従って液晶パネルが、入射光を変調して出射され、このとき変調された光のうち、スクリーン３に向かう光が偏光分離素子１８にて選択されて、投影レンズ部９に入射される。そして、投影レンズ部９によって液晶パネルの画像が、スクリーン３に投影されて画像表示される。
【００３３】
このような構成を有する第１のプロジェクタ装置１及び第２のプロジェクタ装置２において、光源部７が反射鏡１６を有しており、照明ランプ１５を冷却するためには、その反射鏡１６の大きさを一定以上にする必要がある。そのため、各プロジェクタ装置１，２において、光源部７の縦の長さＨと横の長さＢ（大きさ）のいずれもが、その他の変調部８，２１及び投影レンズ部９に比べて大きくなっている。これにより、従来では、光源部が他の部分よりも大きいために、複数のプロジェクタ装置を、互いの間隔を小さくして並べて設置することができなかった。
【００３４】
これに対して、本実施例では、第２のプロジェクタ装置２の変調部２１を第１のプロジェクタ装置１の変調部８と異なる形状及び構造に構成している。この２つの変調部８，２１の形状・構造を変えた理由は、各プロジェクタ装置１，２のうち水平方向に最も大きなサイズを有する光源部７を、筐体４に取り付けた状態において、互いに干渉することのない位置に配置するためである。第１のプロジェクタ装置１では変調部８を直線的に構成する一方、第２のプロジェクタ装置２の変調部２１を９０°折り曲げて構成することにより、２つの光源部７を異なる方向に突出させて、互いに干渉することのない位置に配置することができる。
【００３５】
図１１及び図１２は、第１のプロジェクタ装置１と第１のプロジェクタ装置２の２個を組み合せたときの形態を示すもので、図１１は正面図、図１２は光源側から見た斜視図である。即ち、図１１は、第１のプロジェクタ装置１と第２のプロジェクタ装置２を、互いに接近させて配置した状態を示している。このとき、２つのプロジェクタ装置１，２の互いの投影レンズ部９，９を接近させると共に、互いの変調部８，２１を同方向へ平行に延在させるように配置する。
【００３６】
このように配置することにより、正面から見ると、２つのプロジェクタ装置１，２には、クロスハッチングで示すように互いに重なり合う重合領域Ｗができる。しかしながら、図１２に示すように、その重合領域Ｗにおいても２つの光源部７，７は、前後（奥行）方向に偏倚されていて、互いに干渉することがない。従って、この実施例によれば、２つの光源部７，７を奥行き方向（Ｚ方向）にずらして設定しているため、２つのプロジェクタ装置１，２を、光源部７の大きさ（縦×横）よりも小さな間隔で配置することができる。
【００３７】
図１３は、２個の第１のプロジェクタ装置１と２個の第２のプロジェクタ装置２の合計４個を組み合わせ、それらを交互に並べて互いに接近させて配置した状態を説明するものである。このとき、４個のプロジェクタ装置１，２の４つの投影レンズ部９，９を水平方向に並べてそれぞれ接近させると共に、互いの変調部８，２１を同方向へ平行に延在させて配置する。
【００３８】
このように配置することにより、正面から見ると、４個のプロジェクタ装置１，２には、クロスハッチングで示すように互いに重なり合う重合領域Ｗが３箇所にできるが、それらの重合領域Ｗにおいても、隣り合う光源部７，７や変調部８，２１において、互いに干渉することはない。従って、この実施例によれば、隣り合う光源部７，７を奥行き方向（Ｚ方向）にずらして設定しているため、４個のプロジェクタ装置１，２を、光源部７の大きさ（縦×横）よりも小さな間隔で並べて配置することができる。
【００３９】
図１４及び図１５は、本発明の立体画像表示装置に係るプロジェクタ装置の第２の実施例を示すもので、光源としてＬＥＤ（発光ダイオード）を適用したものである。即ち、図１４は、光源としてＬＥＤを用いた第１のプロジェクタ装置の第２の実施例を示す概略説明図である。また、図１５は、光源としてＬＥＤを用いた第２のプロジェクタ装置の第２の実施例を示す概略説明図である。
【００４０】
図１４に示すように、第２の実施例として示す第１のプロジェクタ装置３１は、光を出射する光源部３３と、その光源部３３からの光を変調して画像光を出射する変調部８と、その変調部８から出射された画像光をスクリーン３に投影する投影レンズ部９とから構成されている。変調部８は、前述した第１のプロジェクタ装置１のものと同様であるため、その説明は省略する。また、投影レンズ部９も、第１のプロジェクタ装置１のものと同様であるため、その説明は省略する。
【００４１】
第１のプロジェクタ装置３１の光源部３３は、光源としてのＬＥＤ（発光ダイオード）チップ３４と、そのＬＥＤチップ３４が実装された配線基板３５と、ＬＥＤチップ３４を放熱させて冷却するヒートシンク３６を備えて構成されている。ＬＥＤチップ３４は、白色の光を出射する。このＬＥＤチップ３４が配線基板３５の一面に実装されていて、配線基板３５の他面にヒートシンク３６が密着されて取り付けられている。ヒートシンク３６は、この実施例では矩形の板体として形成されていて、配線基板３５が固定されている面と反対側の面には、幅広に展開された多数の冷却フィン３７が設けられている。
【００４２】
この第１のプロジェクタ装置３１では、ＬＥＤチップ３４の出射部が変調部８の照明レンズ１７に対向されている。ＬＥＤチップ３４から出射された光は、照明レンズ１７により集光され、偏光分離素子１８に入射される。そして、第１のプロジェクタ装置１と同様に、空間光変調素子（液晶パネル等）１９に入射され、再び偏光分離素子１８を透過した後、投影レンズ部９からスクリーンに画像が投影される。この場合、ＬＥＤチップ３４には、配線基板３５を介してヒートシンク３６が密着固定されているため、そのヒートシンク３６から放熱してＬＥＤチップ３４の温度上昇を抑制し、そのＬＥＤチップ３４の耐久性を向上させることができる。
【００４３】
図１５に示すように、第２のプロジェクタ装置３２の光源部３３は、前述した第１のプロジェクタ装置３１の光源部３３と同一である。また、変調部２１は、前述した第２のプロジェクタ装置２のものと同様であるため、その説明は省略する。更に、投影レンズ部９も、第１のプロジェクタ装置１及び第２のプロジェクタ装置２のものと同様である。これらを組み合せて本実施例のように構成することによっても、第１のプロジェクタ装置３１と同様の作用及び効果を得ることができる。
【００４４】
図１６及び図１７は、本発明の立体画像表示装置に係るプロジェクタ装置の第３の実施例を示すもので、光源としてレーザを適用したものである。即ち、図１６は、光源としてレーザを用いた第１のプロジェクタ装置の第３の実施例を示す概略説明図である。また、図１７は、光源としてレーザを用いた第２のプロジェクタ装置の第３の実施例を示す概略説明図である。
【００４５】
図１６に示すように、第３の実施例として示す第１のプロジェクタ装置４１は、光を出射する光源部４３と、その光源部４３からの光を変調して画像光を出射する変調部２１と、その変調部２１から出射された画像光をスクリーン３に投影する投影レンズ部９とから構成されている。変調部２１は、前述した第２のプロジェクタ装置２のものと同様であるため、その説明は省略する。また、投影レンズ部９も、第２のプロジェクタ装置２のものと同様であるため、その説明は省略する。
【００４６】
この第１のプロジェクタ装置４１の光源部４３は、光源としてのレーザ４４と、そのレーザ４４から出射された光を拡大するレンズ４５と、レーザ４４を放熱させて冷却するヒートシンク３６を備えて構成されている。レーザ４４は、白色の光を出射する。このレーザ４４がヒートシンク３６の一面に密着されて取り付けられている。ヒートシンク３６は、この実施例では矩形の板体として形成されており、レーザ４４が固定されている面と反対側の面には、幅広に展開された多数の冷却フィン３７が設けられている。
【００４７】
この第２のプロジェクタ装置４２では、レーザ４４の出射部が変調部８の照明レンズ１７に対向されている。レーザ４４から出射された光は、照明レンズ１７により集光され、偏光分離素子１８に入射される。そして、第１のプロジェクタ装置１，３１と同様に、空間光変調素子（液晶パネル等）１９に入射され、再び偏光分離素子１８を透過した後、投影レンズ部９からスクリーンに画像が投影される。この場合、レーザ４４にはヒートシンク３６が直に密着固定されているため、そのヒートシンク３６から効率よく放熱してレーザ４４の温度上昇を抑制し、そのレーザ４４の耐久性を向上させることができる。
【００４８】
図１７に示すように、第２のプロジェクタ装置４２の光源部４３は、前述した第１のプロジェクタ装置４１の光源部４３と同一である。また、変調部２１は、前述した第２のプロジェクタ装置２，３２のものと同様であるため、その説明は省略する。更に、投影レンズ部９も、第１のプロジェクタ装置１，３１及び第２のプロジェクタ装置２，３２のものと同様である。これらを組み合せて本実施例のように構成することによっても、第１のプロジェクタ装置４１と同様の作用及び効果を得ることができる。
【００４９】
なお、図１４及び図１５に示した光源部３３にＬＥＤを用いたプロジェクタ装置３１，３２及び図１６及び図１７に示した光源部４３にレーザを用いたプロジェクタ装置４１，４２の場合には、光源自体の大きさは極めて小さいものとすることができる。しかしながら、光源を冷却するためにヒートシンク３６を用いると、そのヒートシンクにはある程度の大きさが必要となるため、放電ランプ等における反射鏡１６を用いる場合と同様に、光源全体として光源部３３，４３が他の部分よりも大きくなることがある。かかる場合において、前述した第２及び第３の実施例よれば、第１の実施例の場合と同様に、隣り合うプロジェクタ装置を、互いに干渉することがないように偏倚させることにより、ヒートシンク部分よりも狭い間隔で設置することができる。
【００５０】
図１８は、本発明の立体画像表示装置の他の実施の例を示す説明図である。この実施例で示す立体画像表示装置５０は、レーザを有する光源部５１と、２次元ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）ミラーを有する変調部５２と、スクリーン３とによって構成されている。光源部５１から出射された光は、２次元ＭＥＭＳミラー５２に入射される。この２次元ＭＥＭＳミラー５２は、中心にあるミラーがＸ軸及びＹ軸の２軸方向に移動可能に構成されており、その可動とされたミラーによる反射光がスクリーン３に入射される。これにより、入射光がスクリーン３の２次元の平面上に走査される。このとき、映像信号と同期してレーザを変調させ、レーザ光の光量を短時間で変化させることにより、走査されたレーザによって画像を生成し、スクリーン３に表示することができる。
【００５１】
上述したプロジェクタ装置の画像投影の方式としては、例えば、フィールドシーケンシャル方式を用いることができる。フィールドシーケンシャル方式とは、時分割で画像を生成する方式である。しかしながら、本発明に適用できる画像投影方式は、フィールドシーケンシャル方式に限定されるものではなく、その他の周知の画像投影方式を適用できるものである。
【００５２】
上述したようなプロジェクタ装置１，２、３１，３２，４１，４２を用いることにより、  例えば、図１〜図３に示すように、２種類のプロジェクタ装置を交互に並べた一列を、垂直方向に反転させて２段に並べた立体画像表示装置１０を構成することができる。この立体画像表示装置１０では、垂直方向（Ｙ方向）の投影レンズ部９の間隔を、投影レンズの直径よりも少し大きい程度の長さｈにすることができ、従来の立体画像表示装置よりも小さくすることができる。この場合、左右方向のずれ量は長さｄとなっている。
【００５３】
図４〜図６は、２種類のプロジェクタ装置を交互に並べた一列を、垂直方向に４段に重ねた立体画像表示装置１００を示すものである。このように構成することによっても、隣り合うプロジェクタ装置の間隔を狭くして、より多くの視点数を設置することが可能となる。この立体画像表示装置１００では、隣り合うプロジェクタ装置の水平方向間隔ｄに対して、２段目以下でｄ／４ずつずらして設置することにより、水平方向全体のずれ量を３ｄ／４に設定している。
【００５４】
このようなプロジェクタ装置を用いた立体画像表示装置の場合、高画質、高精細で、自然な立体画像を表示するためには、各プロジェクタ装置からそれぞれ投射される画像同士のずれ量や、各プロジェクタ装置の光軸間のピッチを極力小さくする必要がある。この点、前記実施例によれば、各プロジェクタ装置を、光源部の大きさ（特に水平方向の長さ）よりも小さい間隔で配置することができる。その結果、光源部同士が互いに干渉することがないため、小さな領域においてできるだけ多くのプロジェクタ装置を配置することができる。
【００５５】
また、この種の立体画像表示装置では、設置されたプロジェクタ装置の輝度は、隣り合うプロジェクタ装置間において異ならないほうが望ましい。これは、観察者は、次々に隣り合うプロジェクタ装置から投影される画像を観察することになるため、隣り合うプロジェクタ装置の輝度が異なると、「輝度ムラ」として観察者に感知されてしまい、高品質の立体画像の投影ができないからである。
【００５６】
なお、第１のプロジェクタ装置１，３１，４１と第２のプロジェクタ装置２，３２，４２では、ミラー２３の有無が大きく異なるところである。この場合、ミラーの反射率によって第２のプロジェクタ装置２，３２，４２の投影像が第１のプロジェクタ装置１，３１，４１の投影像よりも暗くなる。そのため、両装置間の輝度差を低減すべく、第１のプロジェクタ装置１，３１，４１の光源部の発光量を下げるが、又は、その光路中に減光するフィルタを設置することが好ましい。
【００５７】
以上説明したように、複数のプロジェクタ装置を用いる本発明の立体画像表示装置によれば、画像の劣化を少なくしつつ、各プロジェクタ装置間の間隔を狭めて配置することができる。その結果、より多くの視点数を設定することができるため、装置全体の小型化を図りつつ、高画質で奥行き感のある立体画像を表示することができる立体画像表示装置を実現することができる。
【００５８】
本発明は、前述しかつ図面に示した実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の変形実施が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の立体画像表示装置の第１の実施の例を示すもので、プロジェクタ装置群を２段に配置した装置の概略構成を示す正面図である。
【図２】本発明の立体画像表示装置の第１の実施の例を示すもので、プロジェクタ装置群を２段に配置した装置の概略構成を示す平面図である。
【図３】本発明の立体画像表示装置の第１の実施の例を示すもので、プロジェクタ装置群を２段に配置した装置の概略構成を示す側面図である。
【図４】本発明の立体画像表示装置の第２の実施の例を示すもので、プロジェクタ装置群を４段に配置した装置の概略構成を示す正面図である。
【図５】本発明の立体画像表示装置の第２の実施の例を示すもので、プロジェクタ装置群を４段に配置した装置の概略構成を示す平面図である。
【図６】本発明の立体画像表示装置の第２の実施の例を示すもので、プロジェクタ装置群を４段に配置した装置の概略構成を示す側面図である。
【図７】本発明の立体画像表示装置に係る第１のプロジェクタ装置の第１の実施例を示す放電ランプ（高圧水銀ランプも同様）を光源として用いたもので、構成要素の概略説明図である。
【図８】図７に示す第１のプロジェクタ装置のブロック説明図である。
【図９】本発明の立体画像表示装置に係る第２のプロジェクタ装置の第１の実施例を示す放電ランプ（高圧水銀ランプも同様）を光源として用いたもので、構成要素の概略説明図である。
【図１０】図９に示す第２のプロジェクタ装置のブロック説明図である。
【図１１】図８に示す第１のプロジェクタ装置と図１０に示す第２のプロジェクタ装置を組み合せた状態の正面図である。
【図１２】図８に示す第１のプロジェクタ装置と図１０に示す第２のプロジェクタ装置を組み合せた状態の斜視図である。
【図１３】図８に示す第１のプロジェクタ装置と図１０に示す第２のプロジェクタ装置を交互に配置して４個組み合せた状態の正面図である。
【図１４】本発明の立体画像表示装置に係る第１のプロジェクタ装置の第２の実施例を示すＬＥＤを光源として用いた構成要素の概略説明図である。
【図１５】本発明の立体画像表示装置に係る第２のプロジェクタ装置の第２の実施例を示すＬＥＤを光源として用いた構成要素の概略説明図である。
【図１６】本発明の立体画像表示装置に係る第１のプロジェクタ装置の第３の実施例を示すレーザを光源として用いた構成要素の概略説明図である。
【図１７】本発明の立体画像表示装置に係る第２のプロジェクタ装置の第３の実施例を示すレーザを光源として用いた構成要素の概略説明図である。
【図１８】本発明の立体画像表示装置の第３の実施の例の概略構成を示す説明図である。
【符号の説明】
【００６０】
１０，５０，１００…立体画像表示装置、  １，３１，４１…第１のプロジェクタ装置、  ２，３２，４２…第２のプロジェクタ装置、  ３…スクリーン、  ４…筐体、  ７，３３，４３…光源部、  ８，５１…変調部、  ９…投影レンズ部、  １５…照明ランプ（光源）、  １６…反射鏡、  １７…照明レンズ、  １８…偏光分離素子、  １９…空間光変調素子、  ３４…ＬＥＤチップ（光源）、  ３５…配線基板、  ３６…ヒートシンク、  ４４…レーザ（光源）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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