(57)【要約】【課題】異なる極性を有する光源を出力するとともに、光源の利用率を有効に高める３Ｄ立体表示システムを提供する。【解決手段】３Ｄ立体表示システム１は、偏光ビームスプリッタモジュール１０、画像表示モジュール２０及び画像投影モジュール３０を備える。偏光ビームスプリッタモジュール１０は、光源２から出射される異なる極性を有する偏光を通し、第１の偏光ビームスプリッタ部材１０１、第２の偏光ビームスプリッタ部材１０２、第３の偏光ビームスプリッタ部材１０３及び第４の偏光ビームスプリッタ部材１０４を含む。第１の偏光ビームスプリッタ部材１０１は、光源２から出射される異なる極性を有する偏光をＳ極偏光ビームの第１の光束と、Ｐ極偏光ビームの第２の光束とに分光する。第２の偏光ビームスプリッタ部材１０２は、第１の偏光ビームスプリッタ部材１０１から受光する第１の光束を反射させる。【選択図】図２
0003176653.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
偏光ビームスプリッタモジュール、画像表示モジュール及び画像投影モジュールを備えた３Ｄ立体表示システムであって、
前記偏光ビームスプリッタモジュールは、光源から出射される異なる極性を有する偏光を通し、第１の偏光ビームスプリッタ部材、第２の偏光ビームスプリッタ部材、第３の偏光ビームスプリッタ部材及び第４の偏光ビームスプリッタ部材を含み、前記第１の偏光ビームスプリッタ部材は、前記光源から出射される異なる極性を有する偏光をＳ極偏光ビームの第１の光束と、Ｐ極偏光ビームの第２の光束とに分光し、
前記第２の偏光ビームスプリッタ部材は、前記第１の偏光ビームスプリッタ部材から受光する前記第１の光束を反射させ、
前記第３の偏光ビームスプリッタ部材は、前記第１の偏光ビームスプリッタ部材から受光する前記第２の光束を透過させ、
前記第４の偏光ビームスプリッタ部材は、前記第２の偏光ビームスプリッタ部材及び前記第３の偏光ビームスプリッタ部材に隣接し、前記第２の偏光ビームスプリッタ部材から受光する前記第１の光束を反射させ、前記第３の偏光ビームスプリッタ部材から受光する前記第２の光束を透過させ、
前記画像表示モジュールは、第１の反射式画像表示パネル及び第２の反射式画像表示パネルを含み、
前記第１の反射式画像表示パネルは、前記第２の偏光ビームスプリッタ部材から受光する前記第１の光束をＳ極偏光ビームからＰ極偏光ビームへ変換して前記第２の偏光ビームスプリッタ部材へ反射させ、
前記第２の反射式画像表示パネルは、前記第３の偏光ビームスプリッタ部材から受光する前記第２の光束をＰ極偏光ビームからＳ極偏光ビームへ変換して前記第３の偏光ビームスプリッタ部材へ反射させ、
前記画像投影モジュールは、前記第４の偏光ビームスプリッタ部材からの前記第１の光束及び前記第２の光束を受光するために用いる少なくとも１つの投影レンズを含み、
前記偏光ビームスプリッタ部材のそれぞれは、前記Ｐ極偏光ビームを透過させて前記Ｓ極偏光ビームを反射させることを特徴とする３Ｄ立体表示システム。
【請求項２】
前記第１の偏光ビームスプリッタ部材と前記第２の偏光ビームスプリッタ部材との間には、前記第１の光束のコントラストを高める偏光子が設けられることを特徴とする請求項１に記載の３Ｄ立体表示システム。
【請求項３】
前記第１の偏光ビームスプリッタ部材と前記第２の偏光ビームスプリッタ部材との間には、前記第１の光束の色飽和度を高めるトリムフィルタが設けられることを特徴とする請求項１に記載の３Ｄ立体表示システム。
【請求項４】
前記第１の偏光ビームスプリッタ部材と前記第３の偏光ビームスプリッタ部材との間には、前記第２の光束のコントラストを高める偏光子が設けられることを特徴とする請求項１に記載の３Ｄ立体表示システム。
【請求項５】
前記第１の偏光ビームスプリッタ部材と前記第３の偏光ビームスプリッタ部材との間には、前記第２の光束の色飽和度を高めるトリムフィルタが設けられることを特徴とする請求項１に記載の３Ｄ立体表示システム。
【請求項６】
前記第２の偏光ビームスプリッタ部材と前記第４の偏光ビームスプリッタ部材との間には、前記第１の光束のコントラストを高める偏光子が設けられることを特徴とする請求項１に記載の３Ｄ立体表示システム。
【請求項７】
前記第２の偏光ビームスプリッタ部材と前記第４の偏光ビームスプリッタ部材との間には、前記第１の光束をＰ極偏光ビームからＳ極偏光ビームへ変換させる半波長板が設けられることを特徴とする請求項１に記載の３Ｄ立体表示システム。
【請求項８】
前記第３の偏光ビームスプリッタ部材と前記第４の偏光ビームスプリッタ部材との間には、前記第２の光束のコントラストを高める偏光子が設けられることを特徴とする請求項１に記載の３Ｄ立体表示システム。
【請求項９】
前記第３の偏光ビームスプリッタ部材と前記第４の偏光ビームスプリッタ部材との間には、前記第２の光束をＳ極偏光ビームからＰ極偏光ビームへ変換させる半波長板が設けられることを特徴とする請求項１に記載の３Ｄ立体表示システム。
【請求項１０】
前記第１の偏光ビームスプリッタ部材、前記第２の偏光ビームスプリッタ部材、前記第３の偏光ビームスプリッタ部材及び前記第４の偏光ビームスプリッタ部材は、偏光ビームスプリッタであることを特徴とする請求項１に記載の３Ｄ立体表示システム。
【請求項１１】
前記第１の反射式画像表示パネル及び前記第２の反射式画像表示パネルは、それぞれＬＣＯＳパネルであることを特徴とする請求項１に記載の３Ｄ立体表示システム。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、３Ｄ立体表示システムに関し、特に、異なる極性を有する光源を出力するとともに、光源の利用率を有効に高める３Ｄ立体表示システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
情報時代の到来と光学技術及び投影表示装置の発展により、高解像度及び大画面のデジタルプロジェクタは、職場でのプレゼンテーション、会議、教育訓練、さらには家庭内での娯楽において画像を見るために必要不可欠である。そのため、高品質画像、高輝度、小体積は、消費者がプロジェクタを購入する際の重大な判断基準となっている。
【０００３】
映像娯楽に対するニーズの増大及び投影技術の継続的な改良に伴い、プロジェクタの性能は、従来の平面画像から３Ｄ立体画像に変化してきている。従来技術では、２台の表示（投影）システムによりＳ極偏光ビーム及びＰ極偏光ビームをそれぞれ発生させるのが一般的であるが、２台の表示システムを同時に使用した場合、余計なコストがかかる上、占有空間も大きい。本考案者は、上述の問題点を解決するために、２台の表示システムを同時に使用せずに３Ｄ投影効果を発生させることができる発明を案出した（特許文献１）。この３Ｄプロジェクタの設計及び製造は、薄型軽量でコストを減らすことができる。
【０００４】
しかし、従来の３Ｄ投影技術又は表示技術では、高価な能動タイプの眼鏡又は赤青の受動タイプの３Ｄ眼鏡を使用する必要がある上、光源利用率が低いため、本考案者は特許文献１の発明を改良し、本案の表示システムを案出した。この技術は何れの３Ｄ立体表示システム（例えば、３Ｄ表示装置又は３Ｄプロジェクタ）にも応用することができる。本考案は、光源の利用率を高めることができるだけでなく、「受動タイプの偏光メガネ」を使用するだけで、ユーザはフルカラーの３Ｄ画面を見ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】台湾特許出願公開第２０１１３５３４６号公報
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００６】
本考案の主な目的は、異なる極性を有する光源を出力するとともに、光源の利用率を有効に高める３Ｄ立体表示システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、偏光ビームスプリッタモジュール、画像表示モジュール及び画像投影モジュールを備えた３Ｄ立体表示システムであって、前記偏光ビームスプリッタモジュールは、光源から出射される異なる極性を有する偏光を通し、第１の偏光ビームスプリッタ部材、第２の偏光ビームスプリッタ部材、第３の偏光ビームスプリッタ部材及び第４の偏光ビームスプリッタ部材を含み、前記第１の偏光ビームスプリッタ部材は、前記光源から出射される異なる極性を有する偏光をＳ極偏光ビームの第１の光束と、Ｐ極偏光ビームの第２の光束とに分光し、前記第２の偏光ビームスプリッタ部材は、前記第１の偏光ビームスプリッタ部材から受光する前記第１の光束を反射させ、前記第３の偏光ビームスプリッタ部材は、前記第１の偏光ビームスプリッタ部材から受光する前記第２の光束を透過させ、前記第４の偏光ビームスプリッタ部材は、前記第２の偏光ビームスプリッタ部材及び前記第３の偏光ビームスプリッタ部材に隣接し、前記第２の偏光ビームスプリッタ部材から受光する前記第１の光束を反射させ、前記第３の偏光ビームスプリッタ部材から受光する前記第２の光束を透過させ、前記画像表示モジュールは、第１の反射式画像表示パネル及び第２の反射式画像表示パネルを含み、前記第１の反射式画像表示パネルは、前記第２の偏光ビームスプリッタ部材から受光する前記第１の光束を前記Ｓ極偏光ビームから前記Ｐ極偏光ビームへ変換して前記第２の偏光ビームスプリッタ部材へ反射させ、前記第２の反射式画像表示パネルは、前記第３の偏光ビームスプリッタ部材から受光する前記第２の光束をＰ極偏光ビームからＳ極偏光ビームへ変換して前記第３の偏光ビームスプリッタ部材へ反射させ、前記画像投影モジュールは、前記第４の偏光ビームスプリッタ部材からの前記第１の光束及び前記第２の光束を受光するために用いる少なくとも１つの投影レンズを含み、前記偏光ビームスプリッタ部材のそれぞれは、前記Ｐ極偏光ビームを透過させて前記Ｓ極偏光ビームを反射させることを特徴とする３Ｄ立体表示システムが提供される。
【０００８】
また、前記第１の偏光ビームスプリッタ部材と前記第２の偏光ビームスプリッタ部材との間には、前記第１の光束のコントラストを高める偏光子が設けられることが好ましい。
【０００９】
また、前記第１の偏光ビームスプリッタ部材と前記第２の偏光ビームスプリッタ部材との間には、前記第１の光束の色飽和度を高めるトリムフィルタが設けられることが好ましい。
【００１０】
また、前記第１の偏光ビームスプリッタ部材と前記第３の偏光ビームスプリッタ部材との間には、前記第２の光束のコントラストを高める偏光子が設けられることが好ましい。
【００１１】
また、前記第１の偏光ビームスプリッタ部材と前記第３の偏光ビームスプリッタ部材との間には、前記第２の光束の色飽和度を高めるトリムフィルタが設けられることが好ましい。
【００１２】
また、前記第２の偏光ビームスプリッタ部材と前記第４の偏光ビームスプリッタ部材との間には、前記第１の光束のコントラストを高める偏光子が設けられることが好ましい。
【００１３】
また、前記第２の偏光ビームスプリッタ部材と前記第４の偏光ビームスプリッタ部材との間には、前記第１の光束をＰ極偏光ビームからＳ極偏光ビームへ変換させる半波長板が設けられることが好ましい。
【００１４】
また、前記第３の偏光ビームスプリッタ部材と前記第４の偏光ビームスプリッタ部材との間には、前記第２の光束のコントラストを高める偏光子が設けられることが好ましい。
【００１５】
また、前記第３の偏光ビームスプリッタ部材と前記第４の偏光ビームスプリッタ部材との間には、前記第２の光束をＳ極偏光ビームからＰ極偏光ビームへ変換させる半波長板が設けられることが好ましい。
【００１６】
また、前記第１の偏光ビームスプリッタ部材、前記第２の偏光ビームスプリッタ部材、前記第３の偏光ビームスプリッタ部材及び前記第４の偏光ビームスプリッタ部材は、偏光ビームスプリッタであることが好ましい。
【００１７】
また、前記第１の反射式画像表示パネル及び前記第２の反射式画像表示パネルは、それぞれＬＣＯＳパネルであることが好ましい。
【考案の効果】
【００１８】
本考案の３Ｄ立体表示システムは、異なる極性を有する光源を出力するとともに、光源の利用率を有効に高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】従来の３Ｄ立体表示システムを示す模式図である。
【図２】本考案の第１実施形態に係る３Ｄ立体表示システムを示す模式図である。
【図３】本考案の第２実施形態に係る３Ｄ立体表示システムを示す模式図である。
【図４】本考案の第３実施形態に係る３Ｄ立体表示システムを示す模式図である。
【考案を実施するための形態】
【００２０】
以下、本考案の実施形態について図に基づいて説明する。なお、これによって本考案が限定されるものではない。
【００２１】
（第１実施形態）
図２を参照する。図２に示すように、本考案の第１実施形態に係る３Ｄ立体表示システム１は、少なくとも偏光ビームスプリッタモジュール１０、画像表示モジュール２０及び画像投影モジュール３０から構成される。偏光ビームスプリッタモジュール１０は、光源２から出射される異なる極性を有する偏光を通すために用い、第１の偏光ビームスプリッタ部材１０１、第２の偏光ビームスプリッタ部材１０２、第３の偏光ビームスプリッタ部材１０３及び第４の偏光ビームスプリッタ部材１０４を含む。これら第１の偏光ビームスプリッタ部材１０１、第２の偏光ビームスプリッタ部材１０２、第３の偏光ビームスプリッタ部材１０３及び第４の偏光ビームスプリッタ部材１０４は、Ｐ極偏光ビームを透過させてＳ極偏光ビームを反射させる偏光ビームスプリッタ（Ｐｏｌａｒｉｚｉｎｇ  Ｂｅａｍ  Ｓｐｌｉｔｔｅｒ：ＰＢＳ）である。
【００２２】
第１の偏光ビームスプリッタ部材１０１は、光源２から出射される異なる極性の偏光をＳ極偏光ビームの第１の光束と、Ｐ極偏光ビームの第２の光束とに分光するために用いる。第２の偏光ビームスプリッタ部材１０２は、第１の偏光ビームスプリッタ部材１０１から受光する第１の光束を反射させる。第３の偏光ビームスプリッタ部材１０３は、第１の偏光ビームスプリッタ部材１０１から受光する第２の光束を透過させるために用いる。第４の偏光ビームスプリッタ部材１０４は、第２の偏光ビームスプリッタ部材１０２及び第３の偏光ビームスプリッタ部材１０３に隣接し、第２の偏光ビームスプリッタ部材１０２から受光する第１の光束を反射し、第３の偏光ビームスプリッタ部材１０３から受光する第２の光束を透過させる。
【００２３】
画像表示モジュール２０は、第１の反射式画像表示パネル２０１及び第２の反射式画像表示パネル２０２を含む。第１の反射式画像表示パネル２０１は、第２の偏光ビームスプリッタ部材１０２から受光する第１の光束をＳ極偏光ビームからＰ極偏光ビームへ変換し、第２の偏光ビームスプリッタ部材１０２へ反射させるために用いる。第２の反射式画像表示パネル２０２は、第３の偏光ビームスプリッタ部材１０３から受光する第２の光束をＰ極偏光ビームからＳ極偏光ビームへ変換し、第３の偏光ビームスプリッタ部材１０３へ反射させるために用いる。実際に使用する際、第１の反射式画像表示パネル２０１及び第２の反射式画像表示パネル２０２のそれぞれは、ＬＣＯＳ（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｏｎ  Ｓｉｌｉｃｏｎ）パネルでもよい。
【００２４】
画像投影モジュール３０は、第４の偏光ビームスプリッタ部材１０４からの第１の光束及び第２の光束を受光するために用いる少なくとも１つの投影レンズを含む。この投影レンズの数は、１つだけに限定される訳ではなく、実際の投射効果に応じてその数を調整してもよい。
【００２５】
第１実施形態の３Ｄ立体表示システム１は、第１の光束のコントラストを高めるために、第１の偏光ビームスプリッタ部材１０１と第２の偏光ビームスプリッタ部材１０２との間に偏光子１０５１を設けたり、第２の偏光ビームスプリッタ部材１０２と第４の偏光ビームスプリッタ部材１０４との間に偏光子１０７１を設けたりしてもよい。同様に、第２の光束のコントラストを高めるために、第１の偏光ビームスプリッタ部材１０１と第３の偏光ビームスプリッタ部材１０３との間に偏光子１０６１を設けたり、第３の偏光ビームスプリッタ部材１０３と第４の偏光ビームスプリッタ部材１０４との間に偏光子１０８１を設けたりしてもよい。
【００２６】
さらに、本実施形態の３Ｄ立体表示システム１には、第１の光束の色飽和度を高めるために、第１の偏光ビームスプリッタ部材１０１と第２の偏光ビームスプリッタ部材１０２との間にトリムフィルタ（ｔｒｉｍ  ｆｉｌｔｅｒ）１０５２を設けたりしてもよい。同様に、第２の光束の色飽和度を高めるために、第１の偏光ビームスプリッタ部材１０１と第３の偏光ビームスプリッタ部材１０３との間にトリムフィルタ１０６２を設けたりしてもよい。
【００２７】
さらに、第２の偏光ビームスプリッタ部材１０２と第４の偏光ビームスプリッタ部材１０４との間で、偏光子１０７１の前に設けた半波長板（Ｈａｌｆ  Ｗａｖｅ  Ｐｌａｔｅ：ＨＷＰ）１０７２により、第１の光束をＰ極偏光ビームからＳ極偏光ビームへ変換させてもよい。
【００２８】
同様に、第３の偏光ビームスプリッタ部材１０３と第４の偏光ビームスプリッタ部材１０４との間で、偏光子１０８１の前に設けた半波長板１０８２により、第２の光束をＳ極偏光ビームからＰ極偏光ビームへ変換させてもよい。
【００２９】
偏光子１０５１，１０６１及びトリムフィルタ１０５２，１０６２の配列前後は、特に限定されるわけではなく、偏光子１０５１，１０６１をトリムフィルタ１０５２，１０６２の前方又は後方に設置したとしても、その機能に影響を与えることはない。
【００３０】
しかしながら、偏光子１０７１，１０８１及び半波長板１０７２，１０８２の配列順序は、半波長板１０７２，１０８２を前側に設け、偏光子１０７１，１０８１を後側へ設けることが最も好ましい。
【００３１】
図２を参照する。図２に示すように、第１実施形態の光源２から出射される異なる極性を有する偏光が、レンズ３から第１の偏光ビームスプリッタ部材１０１に入射されると、当該偏光が第１の偏光ビームスプリッタ部材１０１によりＳ極偏光ビームの第１の光束（図２の「・」により表される）と、Ｐ極偏光ビームの第２の光束（図２の「−」により表される）とに分光される。
【００３２】
第１の光束は、順次、偏光子１０５１、トリムフィルタ１０５２、第２の偏光ビームスプリッタ部材１０２を透過してから、第１の反射式画像表示パネル２０１により反射されてＰ極偏光ビームへ変換される。Ｐ極偏光ビームの第１の光束は、第２の偏光ビームスプリッタ部材１０２、半波長板１０７２、偏光子１０７１、第４の偏光ビームスプリッタ部材１０４を通って画像投影モジュール（投影レンズ）３０へ入る。
【００３３】
第２の光束は、偏光子１０６１、トリムフィルタ１０６２及び第３の偏光ビームスプリッタ部材１０３を透過した後、第２の反射式画像表示パネル２０２により反射されてＳ極偏光ビームへ変換される。Ｓ極偏光ビームの第２の光束は、第３の偏光ビームスプリッタ部材１０３、半波長板１０８２、偏光子１０８１、第４の偏光ビームスプリッタ部材１０４、画像投影モジュール（投影レンズ）３０を通る。
【００３４】
第１の光束及び第２の光束は、最終的に画像投影モジュール（投影レンズ）３０からプロジェクションスクリーン４へ投影される。プロジェクションスクリーン４上の画像は、Ｐ極偏光ビーム及びＳ極偏光ビームを同時に有するため、ユーザは、「受動タイプの偏光レンズ」を用いることにより、フルカラーの３Ｄ画像を見ることができる。
【００３５】
本実施形態では、偏光子１０５１、トリムフィルタ１０５２、偏光子１０６１及びトリムフィルタ１０６２が、第１の偏光ビームスプリッタ部材１０１上にそれぞれ設けられ、偏光子１０７１、半波長板１０７２、偏光子１０８１及び半波長板１０８２が、第４の偏光ビームスプリッタ部材１０４上にそれぞれ設けられているが、それらの位置はこの態様だけに限定されるわけではなく、例えば、偏光子１０５１及びトリムフィルタ１０５２を第２の偏光ビームスプリッタ部材１０２上に設けたり、偏光子１０６１及びトリムフィルタ１０６２を第３の偏光ビームスプリッタ部材１０３上に設けたり、偏光子１０７１及び半波長板１０７２を第２の偏光ビームスプリッタ部材１０２上に設けたり、偏光子１０８１及び半波長板１０８２を第３の偏光ビームスプリッタ部材１０３上に設けたりしてもよく、以下、第２実施形態及び第３実施形態においてこれらの異なる配置を詳細に説明する。
【００３６】
（第２実施形態）
図３を参照する。図３に示すように、本考案の第２実施形態に係る３Ｄ立体表示システムは、第１実施形態で使用する同一の構成要素には同一の符号が付してあり、その機能も同じであるため、ここでは繰り返して述べない。
【００３７】
第２実施形態に係る３Ｄ立体表示システムは、第１実施形態（図２参照）と異なり、偏光子１０５１及びトリムフィルタ１０５２が第２の偏光ビームスプリッタ部材１０２上に設けられ、偏光子１０８１及び半波長板１０８２が第３の偏光ビームスプリッタ部材１０３上に設けられている。このように、偏光子１０５１及びトリムフィルタ１０５２、偏光子１０６１及びトリムフィルタ１０６２、偏光子１０７１及び半波長板１０７２、偏光子１０８１及び半波長板１０８２を各偏光ビームスプリッタ部材１０１，１０２，１０３，１０４上に均一に配置し、偏光部材をモジュール化してもよい。
【００３８】
（第３実施形態）
図４を参照する。図４に示すように、本考案の第３実施形態に係る３Ｄ立体表示システムは、第１実施形態で使用する同一の構成要素には同一の符号が付してあり、その機能も同じであるため、ここでは繰り返して述べない。
【００３９】
第３実施形態に係る３Ｄ立体表示システムは、第１実施形態（図２参照）と異なり、偏光子１０５１及びトリムフィルタ１０５２が第２の偏光ビームスプリッタ部材１０２上に設けられ、偏光子１０６１及びトリムフィルタ１０６２が第３の偏光ビームスプリッタ部材１０３上に設けられている。勿論、第３実施形態は、第１実施形態及び第２実施形態と同様に、本考案の実用新案登録請求の範囲に含まれる。
【００４０】
当該分野の技術を熟知するものが理解できるように、本考案の好適な実施形態を前述の通り開示したが、これらは決して本考案を限定するものではない。本考案の主旨と領域を逸脱しない範囲内で各種の変更や修正を加えることができる。従って、本考案の実用新案登録請求の範囲は、このような変更や修正を含めて広く解釈されるべきである。
【符号の説明】
【００４１】
１  ３Ｄ立体表示システム
２  光源
３  レンズ
４  プロジェクションスクリーン
１０  偏光ビームスプリッタモジュール
２０  画像表示モジュール
３０  画像投影モジュール
１０１  第１の偏光ビームスプリッタ部材
１０２  第２の偏光ビームスプリッタ部材
１０３  第３の偏光ビームスプリッタ部材
１０４  第４の偏光ビームスプリッタ部材
２０１  第１の反射式画像表示パネル
２０２  第２の反射式画像表示パネル
１０５１  偏光子
１０５２  トリムフィルタ
１０６１  偏光子
１０６２  トリムフィルタ
１０７１  偏光子
１０７２  半波長板
１０８１  偏光子
１０８２  半波長板
【図１】
0003176653.tif 000003
【図２】
0003176653.tif 000004
【図３】
0003176653.tif 000005
【図４】
0003176653.tif 000006