(57)【要約】【課題】波長帯を分割して左右用に割り当て、立体映像を表示するにあたり、色の再現を良好にすること。【解決手段】本発明は、白色光を発生する主光源１１と、赤色単色光を発生する副光源１２と、主光源１１で発生した白色光を赤色帯域、緑色帯域、青色帯域の３つの波長帯域に分離する色分離部１３と、色分離部１３で分離した赤色帯域、緑色帯域、青色帯域の光のうち緑色帯域の光、青色帯域の光、および副光源１２で発生した赤色単色光を用いて第１の映像を生成するプロジェクタ１４とを有する第１の映像表示部１０と、白色光を発生する主光源２１と、主光源２１で発生した白色光を赤色帯域、緑色帯域、青色帯域の３つの波長帯域に分離する色分離部２３と、色分離部２３で分離した赤色帯域、緑色帯域、青色帯域の光を用いて第２の映像を生成するプロジェクタ２４とを有する第２の映像出力部２０とを備える立体映像表示装置である。【選択図】図１
2010286635.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
白色光を発生する主光源と、赤色単色光を発生する副光源と、前記主光源で発生した白色光を赤色帯域、緑色帯域、青色帯域の３つの波長帯域に分離する色分離部と、前記色分離部で分離した赤色帯域、緑色帯域、青色帯域の光のうち緑色帯域の光、青色帯域の光、および前記副光源で発生した赤色単色光を用いて第１の映像を生成する映像生成部とを有する第１の映像表示部と、
白色光を発生する主光源と、前記主光源で発生した白色光を赤色帯域、緑色帯域、青色帯域の３つの波長帯域に分離する色分離部と、前記色分離部で分離した赤色帯域、緑色帯域、青色帯域の光を用いて第２の映像を生成する映像生成部とを有する第２の映像出力部と
を備える立体映像表示装置。
【請求項２】
白色光を発生する主光源と、赤色単色光を発生する副光源と、前記主光源で発生した白色光を赤色帯域、緑色帯域、青色帯域の３つの波長帯域に分離する色分離部と、前記色分離部で分離した赤色帯域、緑色帯域、青色帯域の光のうち緑色帯域の光、青色帯域の光、および前記副光源で発生した赤色単色光を用いて第１の映像を生成する映像生成部とを有する第１の映像表示部と、
白色光を発生する主光源と、赤色単色光を発生する副光源と、前記主光源で発生した白色光を赤色帯域、緑色帯域、青色帯域の３つの波長帯域に分離する色分離部と、前記色分離部で分離した赤色帯域、緑色帯域、青色帯域の光のうち緑色帯域の光、青色帯域の光、および前記副光源で発生した赤色単色光を用いて第２の映像を生成する映像生成部とを有する第２の映像表示部と
を備える立体映像表示装置。
【請求項３】
前記副光源は、半導体レーザ光源である
請求項１または２記載の立体映像表示装置。
【請求項４】
主光源で発生した白色光を赤色帯域、緑色帯域、青色帯域の３つの波長帯域に分離し、分離した赤色帯域、緑色帯域、青色帯域の光のうち緑色帯域の光、青色帯域の光、および副光源で発生した赤色単色光を用いて第１の映像を生成する工程と、
主光源で発生した白色光を赤色帯域、緑色帯域、青色帯域の３つの波長帯域に分離し、分離した赤色帯域、緑色帯域、青色帯域の光を用いて第２の映像を生成する工程と
を有する立体映像表示方法。
【請求項５】
主光源で発生した白色光を赤色帯域、緑色帯域、青色帯域の３つの波長帯域に分離し、分離した赤色帯域、緑色帯域、青色帯域の光のうち緑色帯域の光、青色帯域の光、および副光源で発生した赤色単色光を用いて第１の映像を生成する工程と、
主光源で発生した白色光を赤色帯域、緑色帯域、青色帯域の３つの波長帯域に分離し、分離した赤色帯域、緑色帯域、青色帯域の光のうち緑色帯域の光、青色帯域の光、および副光源で発生した赤色単色光を用いて第２の映像を生成する工程と
を有する立体映像表示方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、立体映像表示装置および立体映像表示方法に関する。詳しくは、左目用の画像と右目用の画像とを生成する立体映像表示装置および立体映像表示方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
波長分割フィルタ方式とは、左目用画像と右目用画像とを二台のプロジェクタ（ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）方式、ＤＭＤ（Digital Micromirror Device）方式など）でスクリーン上に投影し、投影光を波長分離フィルタ眼鏡で左目用画像と右目用画像にそれぞれ分離することで立体画像を得る方法である。
【０００３】
波長分割フィルタ方式では、受光時の投影光を波長フィルタで分離する際、できうる限り左右の色度を合わせることが望ましい。通常ではＤＬＰやＬＣＤプロジェクタの赤・緑・青の三波長帯を各々二分割して、左目用の波長と右目用の波長とに割り当てている（特許文献１参照）。
【０００４】
さらに、色度域を調整するために青・緑色を３成分に分割し、短波域+長波域とその中間色を用いる方法もある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−３３３５６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、赤・緑・青の三波長帯を各々二分割して、左目用の波長と右目用の波長とに割り当てる方法では、各色の波長差に起因した左右の目に対する色度域の差・色再現が課題として挙げられる。また、青・緑色を３成分に分割する方法では、赤色の色域が左右で大きく異なり、色の再現性に問題が生じる。
【０００７】
本発明は、三波長帯を分割して左右用に割り当て、立体映像を表示するにあたり、色の再現を良好にすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、白色光を発生する主光源と、赤色単色光を発生する副光源と、主光源で発生した白色光を赤色帯域、緑色帯域、青色帯域の３つの波長帯域に分離する色分離部と、色分離部で分離した赤色帯域、緑色帯域、青色帯域の光のうち緑色帯域の光、青色帯域の光、および副光源で発生した赤色単色光を用いて第１の映像を生成する映像生成部とを有する第１の映像表示部と、白色光を発生する主光源と、主光源で発生した白色光を赤色帯域、緑色帯域、青色帯域の３つの波長帯域に分離する色分離部と、色分離部で分離した赤色帯域、緑色帯域、青色帯域の光を用いて第２の映像を生成する映像生成部とを有する第２の映像出力部とを備える立体映像表示装置である。
【０００９】
このような本発明では、第１の映像出力部から出力される第１の映像と、第２の映像出力部から出力される第２の映像とにより立体映像を構成するにあたり、第１の映像出力部では、副光源から発生する赤色単色光を用いて赤色の映像を生成している。これにより、赤色について白色光から分離した赤色帯域の光ではなく特定の波長の赤色を利用でき、第１の映像と第２の映像とで赤色の色域を近づけることができる。
【００１０】
また、本発明は、白色光を発生する主光源と、赤色単色光を発生する副光源と、主光源で発生した白色光を赤色帯域、緑色帯域、青色帯域の３つの波長帯域に分離する色分離部と、色分離部で分離した赤色帯域、緑色帯域、青色帯域の光のうち緑色帯域の光、青色帯域の光、および副光源で発生した赤色単色光を用いて第１の映像を生成する映像生成部とを有する第１の映像表示部と、白色光を発生する主光源と、赤色単色光を発生する副光源と、主光源で発生した白色光を赤色帯域、緑色帯域、青色帯域の３つの波長帯域に分離する色分離部と、色分離部で分離した赤色帯域、緑色帯域、青色帯域の光のうち緑色帯域の光、青色帯域の光、および副光源で発生した赤色単色光を用いて第２の映像を生成する映像生成部とを有する第２の映像表示部とを備える立体映像表示装置である。
【００１１】
このような本発明では、第１の映像出力部から出力される第１の映像と、第２の映像出力部から出力される第２の映像とにより立体映像を構成するにあたり、第１の映像出力部および第２の映像出力部では、副光源から発生する赤色単色光を用いて赤色の映像を生成している。これにより、赤色について白色光から分離した赤色帯域の光ではなく特定の波長の赤色を利用でき、第１の映像と第２の映像とで赤色の色域を近づけることができる。
【００１２】
また、本発明は、主光源で発生した白色光を赤色帯域、緑色帯域、青色帯域の３つの波長帯域に分離し、分離した赤色帯域、緑色帯域、青色帯域の光のうち緑色帯域の光、青色帯域の光、および副光源で発生した赤色単色光を用いて第１の映像を生成する工程と、主光源で発生した白色光を赤色帯域、緑色帯域、青色帯域の３つの波長帯域に分離し、分離した赤色帯域、緑色帯域、青色帯域の光を用いて第２の映像を生成する工程とを有する立体映像表示方法である。
【００１３】
このような本発明では、第１の映像と第２の映像とにより立体映像を構成するにあたり、第１の映像の出力では、副光源から発生する赤色単色光を用いて赤色の映像を生成している。これにより、赤色について白色光から分離した赤色帯域の光ではなく特定の波長の赤色を利用でき、第１の映像と第２の映像とで赤色の色域を近づけることができる。
【００１４】
また、本発明は、主光源で発生した白色光を赤色帯域、緑色帯域、青色帯域の３つの波長帯域に分離し、分離した赤色帯域、緑色帯域、青色帯域の光のうち緑色帯域の光、青色帯域の光、および副光源で発生した赤色単色光を用いて第１の映像を生成する工程と、主光源で発生した白色光を赤色帯域、緑色帯域、青色帯域の３つの波長帯域に分離し、分離した赤色帯域、緑色帯域、青色帯域の光のうち緑色帯域の光、青色帯域の光、および副光源で発生した赤色単色光を用いて第２の映像を生成する工程とを有する立体映像表示方法である。
【００１５】
このような本発明では、第１の映像と第２の映像とにより立体映像を構成するにあたり、第１の映像の出力および第２の映像の出力では、副光源から発生する赤色単色光を用いて赤色の映像を生成している。これにより、赤色について白色光から分離した赤色帯域の光ではなく特定の波長の赤色を利用でき、第１の映像と第２の映像とで赤色の色域を近づけることができる。
【００１６】
ここで、副光源としては半導体レーザ光源を用いる。これにより、第１の映像と第２の映像とで赤色の色域を近づけることができる。第１の映像と第２の映像とは、いずれか一方が右目用、他方が左目用の映像となる。第１の映像と第２の映像とで、赤色帯域、緑色帯域、青色帯域の各々について左右で異なる波長の映像を参照することにより、立体的な映像を認識できるようになる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、三波長帯を分割して左右用に割り当て、立体映像を表示するにあたり、色の再現性を良好にすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本実施形態に係る立体映像表示装置の構成例を説明するブロック図である。
【図２】光学系の構成例を説明する模式図である。
【図３】波長分割フィルタ方式による左右の目の波長分割にいて説明する図である。
【図４】キセノンランプの可視域近傍のスペクトルを示す図である。
【図５】主光源としてキセノンランプを用いた場合の波長分割後の左右の目が受ける光のスペクトルについて説明する図である。
【図６】３分割方式による左右の目で参照する映像の色度の差を説明する図である。
【図７】本実施形態に係る立体映像表示装置において副光源として用いられる半導体レーザの発光スペクトルの例を示す図である。
【図８】副光源を用いた場合の左右の目が受ける光のスペクトルについて説明する図である。
【図９】本実施形態による色度の改善について説明する色度図である。
【図１０】ＵＨＰランプの発光スペクトルを示す図である。
【図１１】他の実施形態に係る立体映像表示装置の構成例を説明するブロック図である。
【図１２】副光源を用いた場合の左右の目が受ける光のスペクトルについて説明する図である。
【図１３】本実施形態に係る立体映像表示装置を適用した立体映像表示システムの構成例を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明を実施するための形態（以下、「実施形態」という。）について説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
１．立体映像表示装置の構成（ブロック構成の例、立体映像表示方法の例、光学系の構成例、）
２．波長分割フィルタ方式（２分割方式の例、３分割方式の例、キセノンランプのスペクトル、左右の目が受ける光のスペクトルの例、左右の色度の相違）
３．本実施形態に係る立体映像表示装置の表示スペクトル（半導体レーザのスペクトルの例、副光源を用いた場合のスペクトルの例、色度の改善）
４．他の実施形態に係る立体映像表示装置（ＵＨＰランプのスペクトル、ブロック構成の例、立体映像表示方法の例、左右の目が受けるスペクトル）
５．システム構成例
【００２０】
＜１．立体映像表示装置の構成＞
［ブロック構成］
図１は、本実施形態に係る立体映像表示装置の構成例を説明するブロック図である。本実施形態に係る立体映像表示装置１は、主として第１の映像出力部１０と、第２の映像出力部２０とを有している。
【００２１】
第１の映像出力部１０は、例えば左目用の映像を投影スクリーンＳに映し出すもので、第２の映像出力部１０は、例えば右目用の映像を投影スクリーンＳに映し出すものである。映像の参照者は、投影スクリーンに映し出された右目用の映像と左目用の映像とを、左右で各々異なる波長の映像を透過する波長分離フィルタ眼鏡を介して参照することにより、立体的な映像を見ることができるようになっている。なお、ここでは左目・右目の分別は便宜上のものであり、左右が逆であっても良い。
【００２２】
第１の映像出力部１０は、白色光を発生する主光源１１と、赤色単色光を発生する副光源１２と、主光源１１で発生した白色光を赤色帯域、緑色帯域、青色帯域の３つの波長帯域に分離する色分離部１３とを有する。また、第１の映像出力部１０は、色分離部１３で分離した赤色帯域、緑色帯域、青色帯域の光のうち緑色帯域の光、青色帯域の光、および副光源１２で発生した赤色単色光を用いて第１の映像を生成する映像生成部としてプロジェクタ１４を備えている。
【００２３】
また、プロジェクタ１４は、色分離部１３を含む構成となっており、このほか、映像の電気信号に応じて光信号の変調を行う空間変調器１５、各色の変調光を合成するクロスプリズムから成る波長合成器１６を備えている。また、必要に応じてＵＶ（紫外線）／ＩＲ（赤外線）光の遮断、均一照明系と偏光の制御機構が組み込まれているものとする。
【００２４】
第２の映像出力部２０は、白色光を発生する主光源２１と、主光源２１で発生した白色光を赤色帯域、緑色帯域、青色帯域の３つの波長帯域に分離する色分離部２３とを有する。また、第２の映像出力部２０は、色分離部２３で分離した赤色帯域、緑色帯域、青色帯域の光を用いて第２の映像を生成する映像生成部としてプロジェクタ２４を備えている。
【００２５】
また、プロジェクタ２４は、色分離部２３を含む構成となっており、このほか、映像の電気信号に応じて光信号の変調を行う空間変調器２５、各色の変調光を合成するクロスプリズムから成る波長合成器２６を備えている。また、必要に応じてＵＶ（紫外線）／ＩＲ（赤外線）光の遮断、均一照明系と偏光の制御機構が組み込まれているものとする。
【００２６】
［立体映像表示方法］
本実施形態に係る立体映像表示装置を用いて立体映像を表示するには、第１の映像出力部１０の主光源１１から白色光を発生させ、副光源１２から赤色単色光を発生させる。そして、主光源１１で発生した白色光を色分離部１３で赤色帯域、緑色帯域、青色帯域の３つの波長帯域に分離する。その後、分離した赤色帯域、緑色帯域、青色帯域の光のうち緑色帯域の光および青色帯域の光と、副光源１２で発生した赤色単色光とを用いて第１の映像を生成し、投影スクリーンＳに映し出す。
【００２７】
一方、第２の映像出力部２０の主光源２１から白色光を発生させる。そして、主光源２１で発生した白色光を色分離部２３で赤色帯域、緑色帯域、青色帯域の３つの波長帯域に分離する。その後、分離した赤色帯域、緑色帯域、青色帯域の光を用いて第２の映像を生成し、投影スクリーンＳに映し出す。
【００２８】
投影スクリーンＳ上には、第１の映像出力部１０から出力された第１の映像と、第２の映像出力部２０から出力された第２の映像とが重ね合わせて表示され、参照者はこれらの映像を所定の眼鏡を介して参照することで立体映像として認識することになる。
【００２９】
ここで、第１の映像出力部１０から投影スクリーンＳに映し出される第１の映像と、第２の映像出力部２０から投影スクリーンＳに映し出される第２の映像とを参照して立体映像としに認識するには、次のような眼鏡を利用する。すなわち、眼鏡には、左目用として映し出される第１の映像を参照するための左目用フィルタと、右目用として映し出される第２の映像を参照するための右目用フィルタとが設けられている。各フィルタを介して左右の目で第１、第２の映像を参照することで立体映像として認識する。
【００３０】
左目用フィルタは、主光源１１で発生した白色光を色分離部１３で分離した青色帯域のうち第１の帯域の光（青１）と、緑色帯域のうち第１の帯域の光（緑１）と、副光源１２で発生した赤色単色光（赤１）とを透過する特性を有している。
【００３１】
また、右目用フィルタは、主光源２１で発生した白色光を色分離部２３で分離した青色帯域のうち第２の帯域の光（青２）と、緑色帯域のうち第２の帯域の光（緑２）と、赤色帯域のうち第２の帯域の光（赤２）とを透過する特性を有している。
【００３２】
参照者は、この眼鏡を使用して左目では左目用フィルタを透過した青１、緑１、赤１の波長の映像を参照し、右目では右目用フィルタを透過した青２、緑２、赤２の波長の映像を参照する。これにより立体映像を認識することになる。
【００３３】
ここで、左目用の第１の映像における赤色については、副光源１２で発生する赤色単色光（赤１）を用いている。これにより、赤色について、右目用の赤色（赤２）と赤色の波長を近づけることができ、左右の目で映像を参照した際の赤色の色域を近づけることができる。すなわち、波長分離フィルタを備えた眼鏡の構成(波長フィルタ)を変更することなく、分離後の色域を左右ほぼ同一にすることができる。
【００３４】
なお、図１には示されないが、プロジェクタ１４、２４と投影スクリーンＳとの間には分光フィルタが設けられていることが望ましい。分光フィルタは、眼鏡の波長フィルタと同じ特性を備えている。すなわち、左目用のプロジェクタ１４の映像出射面側に設けられる分光フィルタは、左目用フィルタと同じ青１、緑１、赤１の波長を透過する特性を備えている。また、右目用のプロジェクタ２４の映像出射面側に設けられる分光フィルタは、右目用フィルタと同じ青２、緑２、赤２の波長を透過する特性を備えている。この分光フィルタによって、眼鏡の波長フィルタでの分光特性をより効果的に発揮させることができる。
【００３５】
［光学系の構成例］
図２は、光学系の構成例を説明する模式図であり、（ａ）は第１の映像出力部の光学系、（ｂ）は第２の映像出力部の光学系である。
【００３６】
図２（ａ）に示す第１の映像出力部の光学系では、主光源１１としてキセノンランプＬＰを用い、後段の赤分離用ダイクロイックミラーＤＭ１で赤色光を分離している。ここで、分離された赤色光は破棄される。その代わり、副光源１２である赤色半導体レーザＬＳが設けられており、赤色単色光が後段に送られる。
【００３７】
赤分離用ダイクロイックミラーＤＭ１で分離されずに透過した青色光および緑色光は、青・緑分離用ダイクロイックミラーＤＭ２で分離される。ここでは、緑色が分離され、ミラーを介して後段に送られる。一方、青色は青・緑分離用ダイクロイックミラーＤＭ２を透過して後段に送られる。
【００３８】
この第１の映像出力部では、色分離部１３として、赤分離用ダイクロイックミラーＤＭ１、青・緑分離用ダイクロイックミラーＤＭ２、ミラーＭ１を備え、破棄された赤色の代わりに副光源１２である赤色半導体レーザＬＳから出力される赤色単色光（赤色レーザ光）を用いることになる。
【００３９】
図２（ｂ）に示す第２の映像出力部の光学系では、主光源２１としてキセノンランプＬＰを用い、後段の赤分離用ダイクロイックミラーＤＭ１で赤色光を分離している。分離された赤色光はミラーＭ２で反射され、後段に送られる。
【００４０】
赤分離用ダイクロイックミラーＤＭ１で分離されずに透過した青色光および緑色光は、青・緑分離用ダイクロイックミラーＤＭ２で分離される。ここでは、緑色が分離され、ミラーＭ１を介して後段に送られる。一方、青色は青・緑分離用ダイクロイックミラーＤＭ２を透過して後段に送られる。
【００４１】
この第２の映像出力部では、色分離部２３として、赤分離用ダイクロイックミラーＤＭ１、青・緑分離用ダイクロイックミラーＤＭ２、ミラーＭ１、ミラーＭ２を備え、キセノンランプＬＰの白色光をこれらの構成で赤色、緑色、青色に分離し、後段に送っている。
【００４２】
＜２．波長分割フィルタ方式＞
図３は、波長分割フィルタ方式による左右の目の波長分割にいて説明する図で、（ａ）は２分割方式、（ｂ）は３分割方式である。いずれの分割方式でも、眼鏡による波長フィルタの特性に対応している。
【００４３】
［２分割方式］
図３（ａ）に示すように、２分割方式においては、青色帯域を長波長域の青１と、短波長域の青２とに分割する。また、緑色帯域を長波長域の緑２と、短波長域の緑１とに分割する。また、赤色帯域を長波長域の赤１と、短波長域の赤２とに分割する。このうち、図中破線で示す青１、緑１、赤１が左目用の映像となり、図中実線で示す青２、緑２、赤２が右目用の映像となる。
【００４４】
［３分割方式］
図３（ｂ）に示す３分割方式においては、青色帯域を長波長域の青２ａと、短波長域の青２ｂと、中波長域の青１とに分割する。また、緑色帯域を長波長域の緑２ａと、短波長域の緑２ｂと、中波長域の緑１とに分割する。また、赤色帯域を長波長域の赤１と、短波長域の赤２とに分割する。このうち、図中破線で示す青１、緑１、赤１が左目用の映像となり、図中実線で示す青２ａ、青２ｂ、緑２ａ、緑２ｂ、赤２が右目用の映像となる。
【００４５】
いずれの分割方式であっても、眼鏡の左右波長フィルタによって上記の各色の波長域の光を分離して左右の目で参照することになるが、赤色帯域については波長フィルタの特性上、３分割方式であっても２分割方式と同様な長波長域の赤１と短波長域の赤２との２分割となる。
【００４６】
［キセノンランプのスペクトル］
次に、主光源で白色光を発生するキセノンランプを用いた場合のスペクトルについて説明する。図４は、キセノンランプの可視域近傍のスペクトルを示す図である。キセノンランプでは、２００ｎｍから２０００ｎｍまで広帯域の波長から成る光を発生することができる。
【００４７】
［左右の目が受ける光のスペクトル］
図５は、主光源としてキセノンランプを用いた場合の波長分割後の左右の目が受ける光のスペクトルについて説明する図で、（ａ）は左目が受けるスペクトル、（ｂ）は右目が受けるスペクトルを示している。ここでは、図３（ｂ）に示す３分割方式を採用した場合の一般的なスペクトルとなっている。
【００４８】
左右各々の映像は、キセノンランプから発生した広帯域の光（白色光）を色分離部によって青色帯域、緑色帯域、赤色帯域の光に分離し、青、緑、赤の各帯域の光ごとの映像として変調されている。
【００４９】
この青、緑、赤の各帯域の光ごとの映像のうち、左目では左目用フィルタを介して図５（ａ）に示すような青１、緑１、赤１の帯域の光を参照する。一方、右目では右目用フィルタを介して図５（ｂ）に示すような青２ａ、赤２ｂ、緑２ａ、緑２ａ、赤２の帯域の光を参照する。
【００５０】
［左右の色度の相違］
図６は、３分割方式による左右の目で参照する映像の色度の差を説明する図である。図６で色度はＸ−Ｙ色空間によって示されており、原映像の色度、左目が受ける色度、右目が受ける色度を各々重ねて示している。左右の目で参照する映像の色度の差が顕著なのが、赤色域である。これは赤色域については通常の波長フィルタでは２領域にしか分割することができないためである。すなわち、赤色帯域では、短波長域(波長６３５ｎｍ)と長波長域(波長６７５ｎｍ)にピークを持つ成分に分かれるためである。
【００５１】
これらの波長ではそれぞれ表現できる光の性質(色・明るさ)が大きく異なる。例えば、波長６３５ｎｍ以下の領域では赤色が少しずつ橙色の成分を持ち始める領域であり、波長６７５ｎｍは深い赤色を表現できるが視感度は６３５ｎｍの半分以下となる。よって人間が感じる色度の差、特に全面を赤色で表現した場合には、左右の目で受ける色に非常に大きな差が生じることになる。
【００５２】
＜３．本実施形態に係る立体映像表示装置の表示スペクトル＞
［半導体レーザのスペクトル］
図７は、本実施形態に係る立体映像表示装置において副光源として用いられる半導体レーザの発光スペクトルの例を示す図である。本実施形態では、副光源から赤色単色光を発生している。これは、赤色域の色度を左右で調整するためであり、次のような特性が必要となる。
【００５３】
（１）…赤色域の長波長側フィルタにおいて透過し短波長側フィルタにおいて反射する波長を持つこと。
（２）…（１）の波長において短波長側の赤色光と色域を合わせるため長波長成分を持たず、長波長側フィルタのカットオフ近傍まで波長を近づけることができること。
【００５４】
上記の特性を満たすものとして、例えば、図５に示す３分割方式の左目用の赤色長波成分（赤１）を代替することを想定した形態では、６２５ｎｍ〜６４５ｎｍに発光ピークを持つ単色性に優れた光源であることが望ましい。これより、副光源としては、図７に示すような発光スペクトルを備えた赤色半導体レーザ光源が最適となる。しかしながら副光源としては半導体レーザに限らず、上記（１）、（２）を満たす光源であれば適用可能である。
【００５５】
本実施形態では、副光源として、図７に示すような６３４．３ｎｍにピークの発振波長を持つ赤色半導体レーザを用いている。
【００５６】
［副光源を用いた場合のスペクトル］
図８は、副光源を用いた場合の左右の目が受ける光のスペクトルについて説明する図で、（ａ）は左目が受けるスペクトル、（ｂ）は右目が受けるスペクトルを示している。ここでは、図３（ｂ）に示す３分割方式を本実施形態に採用した場合のスペクトルとなっている。
【００５７】
ここで、主光源はキセノンランプから発生した広帯域の光（白色光）を色分離部によって青色帯域、緑色帯域、赤色帯域の光に分離している。図８（ａ）に示す左目では、色分離部によって分離した青色帯域、緑色帯域、赤色帯域の光のうち、赤色帯域の光を破棄しており、代わりに副光源である赤色半導体レーザ光源から出射された赤色単色光を用いている。赤色半導体レーザ光源として図７に示すスペクトルのものを用いると、赤色の映像は６３４．３ｎｍにピークの発振波長を持つ映像となる。
【００５８】
このため、左目では、左目用フィルタを介して図８（ａ）に示すような青１、緑１、赤色単色光の光を参照することになる。
【００５９】
一方、図８（ｂ）に示す右目では、キセノンランプから発生した広帯域の光（白色光）を色分離部によって青色帯域、緑色帯域、赤色帯域の光に分離し、青、緑、赤の各帯域の光ごとの映像として変調されている。このため、右目では、右目用フィルタを介して図８（ｂ）に示すような青２ａ、赤２ｂ、緑２ａ、緑２ａ、赤２の帯域の光を参照する。
【００６０】
本実施形態のように、左目用の赤色の映像として、赤色半導体レーザによる赤色単色光を用いることで、半導体レーザの設計によって赤色のピーク波長を任意に設定することができる。このため、左目用の赤色の映像として、上記（１）、（２）に示す特性の光源を用いることで、赤色の映像について左目用と右目用との波長を近づけることができ、左右での色度の差を小さくすることができる。
【００６１】
［色度の改善］
図９は、本実施形態による色度の改善について説明する色度図で、（ａ）は左右ともキセノンランプを用いた例、（ｂ）は本実施形態のように左目について副光源を用いた例である。両図とも、Ｘ−Ｙ色空間による左右の色度を重ねて示している。
【００６２】
図９（ａ）に示すように、左右ともキセノンランプを用いる場合には、特に赤色域で左右の色度の差が大きくなっているのが分かる。一方、図９（ｂ）に示すように、本実施形態の副光源を用いた例では、青色域、緑色域はそのままで、赤色域での左右の色度の差が抑制されているのが分かる。これにより、眼鏡を別段変更することなく、左目の色域を右目とほぼ同じにすることができる。
【００６３】
＜４．他の実施形態に係る立体映像表示装置＞
次に、立体映像表示装置の他の実施形態について説明する。
【００６４】
［超高圧水銀ランプの発光スペクトル］
他の実施形態に係る立体映像表示装置では、主光源としてＵＨＰ（超高圧水銀）ランプを用いる。図１０は、ＵＨＰランプの発光スペクトルを示す図である。この図に示すように、ＵＨＰランプでは、赤色域の光量が他の色の光量に比べて少なくなっている。このため、ＵＨＰランプを用いると赤色域の色再現が他の色域に比べて劣ることになる。
【００６５】
［ブロック構成］
そこで、他の実施形態に係る立体映像表示装置では、ＵＨＰランプを用いるにあたり、赤色域の色再現を向上しつつ、左右による色度の相違を抑制する点に特徴がある。図１１は、他の実施形態に係る立体映像表示装置の構成例を説明するブロック図である。この構成では、左目・右目用に副光源として波長の異なる二つの赤色半導体レーザを適用している。
【００６６】
他の実施形態に係る立体映像表示装置１は、主として第１の映像出力部１０と、第２の映像出力部２０とを有している。
【００６７】
第１の映像出力部１０は、例えば左目用の映像を投影スクリーンＳに映し出すもので、第２の映像出力部１０は、例えば右目用の映像を投影スクリーンＳに映し出すものである。映像の参照者は、投影スクリーンに映し出された右目用の映像と左目用の映像とを、左右で各々異なる波長の映像を透過する波長分離フィルタ眼鏡を介して参照することにより、立体的な映像を見ることができるようになっている。なお、ここでは左目・右目の分別は便宜上のものであり、左右が逆であっても良い。
【００６８】
第１の映像出力部１０は、白色光を発生する主光源１１と、赤色単色光を発生する副光源１２と、主光源１１で発生した白色光を赤色帯域、緑色帯域、青色帯域の３つの波長帯域に分離する色分離部１３とを有する。また、第１の映像出力部１０は、色分離部１３で分離した赤色帯域、緑色帯域、青色帯域の光のうち緑色帯域の光、青色帯域の光、および副光源１２で発生した赤色単色光を用いて第１の映像を生成する映像生成部としてプロジェクタ１４を備えている。
【００６９】
また、プロジェクタ１４は、色分離部１３を含む構成となっており、このほか、映像の電気信号に応じて光信号の変調を行う空間変調器１５、各色の変調光を合成するクロスプリズムから成る波長合成器１６を備えている。また、必要に応じてＵＶ（紫外線）／ＩＲ（赤外線）光の遮断、均一照明系と偏光の制御機構が組み込まれているものとする。
【００７０】
第２の映像出力部２０は、白色光を発生する主光源２１と、赤色単色光を発生する副光源２２と、主光源２１で発生した白色光を赤色帯域、緑色帯域、青色帯域の３つの波長帯域に分離する色分離部２３とを有する。また、第２の映像出力部２０は、色分離部２３で分離した赤色帯域、緑色帯域、青色帯域の光のうち緑色帯域の光、青色帯域の光、および副光源２２で発生した赤色単色光を用いて第２の映像を生成する映像生成部としてプロジェクタ２４を備えている。
【００７１】
また、プロジェクタ２４は、色分離部２３を含む構成となっており、このほか、映像の電気信号に応じて光信号の変調を行う空間変調器２５、各色の変調光を合成するクロスプリズムから成る波長合成器２６を備えている。また、必要に応じてＵＶ（紫外線）／ＩＲ（赤外線）光の遮断、均一照明系と偏光の制御機構が組み込まれているものとする。
【００７２】
［立体映像表示方法］
本実施形態に係る立体映像表示装置を用いて立体映像を表示するには、第１の映像出力部１０の主光源１１から白色光を発生させ、副光源１２から赤色単色光を発生させる。そして、主光源１１で発生した白色光を色分離部１３で赤色帯域、緑色帯域、青色帯域の３つの波長帯域に分離する。その後、分離した赤色帯域、緑色帯域、青色帯域の光のうち緑色帯域の光および青色帯域の光と、副光源１２で発生した赤色単色光とを用いて第１の映像を生成し、投影スクリーンＳに映し出す。
【００７３】
一方、第２の映像出力部２０の主光源２１から白色光を発生させ、副光源２２から赤色単色光を発生させる。そして、主光源２１で発生した白色光を色分離部２３で赤色帯域、緑色帯域、青色帯域の３つの波長帯域に分離する。その後、分離した赤色帯域、緑色帯域、青色帯域の光のうち緑色帯域の光および青色帯域の光と、副光源２２で発生した赤色単色光とを用いて第２の映像を生成し、投影スクリーンＳに映し出す。
【００７４】
投影スクリーンＳ上には、第１の映像出力部１０から出力された第１の映像と、第２の映像出力部２０から出力された第２の映像とが重ね合わせて表示され、参照者はこれらの映像を所定の眼鏡を介して参照することで立体映像として認識することになる。
【００７５】
ここで、第１の映像出力部１０から投影スクリーンＳに映し出される第１の映像と、第２の映像出力部２０から投影スクリーンＳに映し出される第２の映像とを参照して立体映像としに認識するには、次のような眼鏡を利用する。すなわち、眼鏡には、左目用として映し出される第１の映像を参照するための左目用フィルタと、右目用として映し出される第２の映像を参照するための右目用フィルタとが設けられている。各フィルタを介して左右の目で第１、第２の映像を参照することで立体映像として認識する。
【００７６】
左目用フィルタは、主光源１１で発生した白色光を色分離部１３で分離した青色帯域のうち第１の帯域の光（青１）と、緑色帯域のうち第１の帯域の光（緑１）と、副光源１２で発生した赤色単色光（赤１）とを透過する特性を有している。
【００７７】
また、右目用フィルタは、主光源２１で発生した白色光を色分離部２３で分離した青色帯域のうち第２の帯域の光（青２）と、緑色帯域のうち第２の帯域の光（緑２）と、赤色帯域のうち第２の帯域の光（赤２）とを透過する特性を有している。
【００７８】
参照者は、この眼鏡を使用して左目では左目用フィルタを透過した青１、緑１、赤１の波長の映像を参照し、右目では右目用フィルタを透過した青２、緑２、赤２の波長の映像を参照する。これにより立体映像を認識することになる。
【００７９】
ここで、他の実施形態に係る立体映像表示装置では、左右のいずれの映像についても赤色については、副光源１２、２２で発生する赤色単色光（赤１、赤２）を用いている。なお、左目用の赤色単色光（赤１）と右目用の赤色単色光（赤２）とは、眼鏡の左右のフィルタで分離できる程度に異なる波長であるが、非常に近いものとなっている。
【００８０】
例えば、副光源１２の赤色単色光（赤１）を６４５ｎｍ、副光源２２の赤色単色光（赤２）を６３５ｎｍに設定する。この際にＵＨＰランプの赤色光は除去し、広色域化を図る。
【００８１】
これにより、左右の目で映像を参照した際の赤色の色域を近づけることができる。すなわち、波長分離フィルタを備えた眼鏡の構成(波長フィルタ)を変更することなく、分離後の色域を左右ほぼ同一にすることができる。
【００８２】
第１の映像出力部１０および第２の映像出力部２０における光学系は、図２（ａ）に示す光学系と同様である。ただし、主光源１１としてＵＨＰランプが用いられたものとなっている。この光学系により、ＵＨＰランプで発生した光のうち青色帯域の光および緑色帯域の光が用いられ、光赤色帯域の光は破棄される。この代替として、赤色半導体レーザから出射される赤色単色光（第１の映像出力部１０では赤１（例えば、波長６４５ｎｍ）、第２の映像出力部２０では赤２（例えば、波長６３５ｎｍ））を使用する。
【００８３】
［左右の目が受ける光のスペクトル］
図１２は、副光源を用いた場合の左右の目が受ける光のスペクトルについて説明する図で、（ａ）は左目が受けるスペクトル、（ｂ）は右目が受けるスペクトルを示している。ここでは、図３（ｂ）に示す３分割方式を本実施形態に採用した場合のスペクトルとなっている。
【００８４】
ここで、主光源はＵＨＰランプから発生した光（白色光）を色分離部によって青色帯域、緑色帯域、赤色帯域の光に分離している。図１２（ａ）に示す左目および図１２（ｂ）に示す右目において、色分離部によって分離した青色帯域、緑色帯域、赤色帯域の光のうち、赤色帯域の光を破棄しており、代わりに副光源である赤色半導体レーザ光源から出射された赤色単色光を各々用いている。
【００８５】
副光源である赤色半導体レーザ光源から出射される赤色単色光として、左目用では例えば波長６４５ｎｍ、右目用では例えば波長６３５ｎｍにピークの発振波長を持つものを用いる。
【００８６】
これにより、左目では、左目用フィルタを介して図１２（ａ）に示すような青１、緑１、赤色単色光の光を参照することになる。一方、右目では、右目用フィルタを介して図１２（ｂ）に示すような青２ａ、青２ｂ、緑２ａ、緑２ｂ、赤色単色光の光を参照することになる。
【００８７】
本実施形態のように、左右の各々赤色の映像として、波長の異なる赤色半導体レーザによる赤色単色光を用いることで、半導体レーザの設計によって赤色のピーク波長を任意に設定することができる。このため、赤色の映像について左目用と右目用との波長を近づけることができ、左右での色度の差を小さくすることができる。しかも、ＵＨＰランプでは他の色域に比べて色再現が劣る赤色域について、半導体レーザ光による優れた光量で良好な色再現を得ることができる。
【００８８】
なお、本実施形態では、スクリーンに投影された光を受ける際、ＵＨＰランプのスペクトルに合わせ青色２領域・緑色２領域に分ける他、副光源で構成される赤色を２領域に分ける際に、波長６４５ｎｍと６３５ｎｍとを分離できる眼鏡のフィルタを用いることになる。
【００８９】
＜５．システム構成例＞
図１３は、本実施形態に係る立体映像表示装置を適用した立体映像表示システムの構成例を説明する図である。立体映像表示システムは、左目用画像を供給するパーソナルコンピュータＰＣ１、右目用画像を供給するパーソナルコンピュータＰＣ２、分光立体視用コンバータＣＶ、左目用の映像出力装置１００、右目用の映像出力部２００および投影スクリーンＳを備えている。
【００９０】
パーソナルコンピュータＰＣ１は、左目用の画像情報を分光立体視用コンバータＣＶに供給する。また、パーソナルコンピュータＰＣ２は、右目用の画像情報を分光立体視用コンバータＣＶに供給する。なお、ここではパーソナルコンピュータＰＣ１、ＰＣ２の２台を用いているが、１台のパーソナルコンピュータで左右両方の画像情報を分光立体視用コンバータＣＶに供給する構成でもよい。
【００９１】
分光立体視用コンバータＣＶは、供給された左右の画像情報について、パーソナルコンピュータＰＣ１、ＰＣ２から出力される画像情報を映像表示装置１００に適した画像情報に変換する機能を有する。なお、パーソナルコンピュータＰＣ１、ＰＣ２から映像表示装置１００に適した画像情報が出力される場合には分光立体視用コンバータＣＶは特に必要としない。
【００９２】
左目用の映像出力装置１００は、本実施形態の立体映像表示装置の第１の映像出力部１０に対応し、右目用の映像出力部２００は、本実施形態の立体映像表示装置の第２の映像出力部２０に対応する。光源として、先に説明したように、主光源のほか、必要に応じて副光源が用いられ、左右の映像について色度の相違が抑制されたものとなっている。
【００９３】
左目用の映像出力装置１００および右目用の映像出力装置２００の各々の映像投射側には分光フィルタが設けられている。分光フィルタは、参照者が使用する眼鏡の左右の波長フィルタと同じ特性を備えている。左目用の映像出力装置１００および右目用の映像出力装置２００は隣接して配置される構成、または重ね合わせて配置される構成となっている。
【００９４】
このような立体映像表示システムで立体映像を表示するには、パーソナルコンピュータＰＣ１、ＰＣ２から各々左目用の画像情報、右目用の画像情報を分光立体視用コンバータＣＶに供給する。分光立体視用コンバータＣＶでは供給された左目用の画像情報および右目用の画像情報を分光立体視用に変換する。そして、変換された左目用の画像情報を左目用の映像出力装置１００に送り、右目用の画像情報を右目用の映像出力装置２００に送る。
【００９５】
左目用の映像出力装置は、送られた左目用の画像情報に基づき左目用の映像を左目用の分光フィルタを介して投影スクリーンＳに映し出す。また、右目用の映像出力装置２００は、送られた右目用の画像情報に基づき右目用の映像を右目用の分光フィルタを介して投影スクリーンＳに映し出す。
【００９６】
参照者は、左右で異なる分光特性のフィルタを備えた眼鏡を装着し、投影スクリーンＳに映し出された映像を参照する。これにより、左目用の映像と右目用の映像とが分光された状態で左右の目に入り、立体視として認識されることになる。
【００９７】
上記立体映像表示システムにおいて映像出力装置１００、２００として本実施形態の映像出力部１０、２０を適用することで、左右で色度が近い映像を投影でき、立体視した際の色の再現性を向上させることができる。
【００９８】
上記説明したように、本実施形態によれば、波長分割フィルタ方式において、左右の色再現の差をほぼ無くした立体画像を実現することができる。また、波長分割フィルタ方式において、眼鏡など変えることなく簡単な装置構成の変更のみで色再現の差を抑制できるようになる。また、各色全てをレーザに置き換える構成に比べ、ランプと赤色半導体レーザ光との組み合わせにより、低コストで十分なメリットが得られることになる。
【００９９】
また、本実施形態におけるプロジェクタで適用される空間変調器としては、ＤＭＤやＬＣＤ（ＳＸＲＤ、透過型ＬＣＤ、反射型ＬＣＤ）など空間変調方式には依存しない。また、左右の色度域の差を埋めることができるのであれば副光源はレーザ光源に限定されない。また、副光源は赤色のみを例として説明したが、左右の色度域の差を埋めることができるのであれば青や緑に適用してもよい。また、波長分割は２分割、３分割に限定されず、さらなる分割によって左右映像を分けるようにしてもよい。
【符号の説明】
【０１００】
１０…第１の映像出力部、１１…主光源、１２…副光源、１３…色分離部、１４…プロジェクタ、１５…空間変調器、１６…波長合成器、２０…第２の映像出力部、２１…主光源、２１…副光源、２３…色分離部、２４…プロジェクタ、２５…空間変調器、２６…波長合成器、Ｇ…眼鏡、Ｓ投影スクリーン
【図１】
2010286635.tif 000003
【図２】
2010286635.tif 000004
【図３】
2010286635.tif 000005
【図４】
2010286635.tif 000006
【図５】
2010286635.tif 000007
【図６】
2010286635.tif 000008
【図７】
2010286635.tif 000009
【図８】
2010286635.tif 000010
【図９】
2010286635.tif 000011
【図１０】
2010286635.tif 000012
【図１１】
2010286635.tif 000013
【図１２】
2010286635.tif 000014
【図１３】
2010286635.tif 000015