(57)【要約】【課題】本発明は、出力光量が大きく高品質の３次元画像の表示可能な３次元表示システムを提供することを目的とする。【解決手段】第１のプロジェクタの合成手段は、クロス型ダイクロイックプリズムにより右目画像の第１の画像光と左目画像の第２，第３の画像光を合成し、右目画像の第１の画像光の偏光方向を合成手段の入射の際に他の左目画像の第２，第３の画像光の偏光方向に対して直交させ、第２のプロジェクタの合成手段は、クロス型ダイクロイックプリズムにより左目画像の第１の画像光と右目画像の第２，第３の画像光を合成し、左目画像の第１の画像光の偏光方向を合成手段の入射の際に他の右目画像の第２，第３の画像光の偏光方向及びスクリーンへの入射の際に第１のプロジェクタの右目画像の第１の画像光の偏光方向に対して直交させた。【選択図】図８
2007108772.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
白色光を３原色光に分離する色分離手段と、前記３原色光それぞれを画像変調する画像変調手段と、前記画像変調手段から出力される３原色の画像光を合成する合成手段とからなり、前記合成手段からの合成画像光を投射レンズからスクリーンに投写する第１，第２のプロジェクタを有し、
前記第１のプロジェクタの合成手段は、クロス型ダイクロイックプリズムにより右目画像の第１の画像光と左目画像の第２，第３の画像光を合成し、前記右目画像の第１の画像光の偏光方向を合成手段の入射の際に他の左目画像の第２，第３の画像光の偏光方向に対して直交させ、
前記第２のプロジェクタの合成手段は、クロス型ダイクロイックプリズムにより左目画像の第１の画像光と右目画像の第２，第３の画像光を合成し、前記左目画像の第１の画像光の偏光方向を合成手段の入射の際に他の右目画像の第２，第３の画像光の偏光方向及びスクリーンへの入射の際に前記第１のプロジェクタの右目画像の前記第１の画像光の偏光方向に対して直交させたことを特徴とする３次元表示システム。
【請求項２】
請求項１記載の３次元表示システムにおいて、
前記第１の画像光は、３原色のうち緑であることを特徴とする３次元表示システム。
【請求項３】
請求項１または２記載の３次元表示システムにおいて、
前記第２のプロジェクタは、前記第１のプロジェクタに対して３原色の画像光の偏光方向を９０度回転させる偏光面回転要素を
設けたことを特徴とする３次元表示システム。
【請求項４】
請求項１または２記載の３次元表示システムにおいて、
前記第１のプロジェクタは、３原色の画像光の偏光方向を時計回りまたは反時計回りに４５度回転させる第１の位相差板を設け、
前記第２のプロジェクタは、３原色の画像光の偏光方向を反時計回りまたは時計回りに４５度回転させる第２の位相差板を設けたことを特徴とする３次元表示システム。
【請求項５】
前記光源と前記色分離手段との間に蠅の目レンズで構成されるインテグレータを有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項記載の３次元表示システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は３次元表示システムに関し、特に、カラーの３次元表示を行う３次元表示システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、一対の液晶プロジェクタにより投写された画像を、左右で偏光方向が異なる偏光眼鏡を用いて立体視できるようにした３次元表示システムがある。
【０００３】
上記従来の３次元表示システムでは、投写する３原色ＲＧＢの画像光が全て同一偏光方向の直線偏光である第１の液晶プロジェクタと、投写する３原色ＲＧＢの画像光が全て同一偏光方向であるが前記第１の液晶プロジェクタの画像光と直交する直線偏光である第２の液晶プロジェクタを用いている。そして、第１の液晶プロジェクタで投写される右目画像を例えば偏光眼鏡の右目レンズを通して見、第２の液晶プロジェクタで投写される左目画像を例えば偏光眼鏡の左目レンズを通して見ることにより、立体視を可能としている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来、単一の液晶プロジェクタで２次元表示を行う場合、液晶プロジェクタは投写する３原色ＲＧＢの画像光を全て同一偏光方向の直線偏光としていたのであるが、最近では例えばＧ画像光をＲ，Ｂ画像光と直交する直線偏光とした液晶プロジェクタが使用されている。
【０００５】
これは、液晶プロジェクタ内でＲＧＢ画像光を合成する例えばダイクロイックプリズムでは、図１に示すように画像光の入射角の変位によって波長特性がシフトする。図１では、波長と透過率（Ｔ）及び反射率（Ｒ）との関係を示しており、実線はＳ偏光及びＰ偏光の入射角４５度の場合を示し、破線はＳ偏光及びＰ偏光の入射角が４５度からシフトした場合を示している。
【０００６】
このため、３原色ＲＧＢの画像光を全て同一偏光方向の直線偏光とした場合は、例えばＧ画像光のうちＲ画像光と隣接する波長がダイクロイックプリズムにおいて入射角の変位によりＧ画像光の波長領域に入り減衰されてしまう。同様のことがＲ画像光のうちＧ画像光と隣接する波長領域、Ｂ画像光のうちＧ画像光と隣接する波長領域、Ｇ画像光のうちＢ画像光と隣接する波長領域、それぞれについて言え、この減衰によって出力光量が小さくなる。
【０００７】
これに対し、Ｇ画像光をＲ，Ｂ画像光と直交する直線偏光とした場合には、ダイクロイックプリズムでＧ画像光とＲ，Ｂ画像光との偏光面を直交させることにより、上記隣接する波長領域の減衰をなくして有効に使用でき、出力光量を大きくすることができる。
【０００８】
ところが、従来の３次元表示システムでは、投写する３原色ＲＧＢの画像光が全て同一偏光方向の直線偏光である第１の液晶プロジェクタと、投写する３原色ＲＧＢの画像光が全て同一偏光方向であるが前記第１の液晶プロジェクタの画像光と直交する直線偏光である第２の液晶プロジェクタを用い、第１の液晶プロジェクタで投写される右目画像を例えば偏光眼鏡の右目レンズを通して見、第２の液晶プロジェクタで投写される左目画像を例えば偏光眼鏡の左目レンズを通して見る構成であるため、右目画像、左目画像それぞれについて、Ｇ画像光とＲ，Ｂ画像光との偏光面を直交させることができず、従って、出力光量が小さくなるという問題があった。
【０００９】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、出力光量が大きく高品質の３次元画像の表示可能な３次元表示システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１に記載の発明は、白色光を３原色光に分離する色分離手段と、前記３原色光それぞれを画像変調する画像変調手段と、前記画像変調手段から出力される３原色の画像光を合成する合成手段とからなり、前記合成手段からの合成画像光を投射レンズからスクリーンに投写する第１，第２のプロジェクタを有し、
前記第１のプロジェクタの合成手段は、クロス型ダイクロイックプリズムにより右目画像の第１の画像光と左目画像の第２，第３の画像光を合成し、前記右目画像の第１の画像光の偏光方向を合成手段の入射の際に他の左目画像の第２，第３の画像光の偏光方向に対して直交させ、
前記第２のプロジェクタの合成手段は、クロス型ダイクロイックプリズムにより左目画像の第１の画像光と右目画像の第２，第３の画像光を合成し、前記左目画像の第１の画像光の偏光方向を合成手段の入射の際に他の右目画像の第２，第３の画像光の偏光方向及びスクリーンへの入射の際に前記第１のプロジェクタの右目画像の前記第１の画像光の偏光方向に対して直交させた。
【００１１】
このため、３原色の画像光の偏光方向が同じではない第１，第２のプロジェクタを用いて３次元表示が可能となり、出力光量が大きく高品質の３次元画像の表示を行うことが可能となる。
【００１２】
請求項２に記載の発明では、前記第１の画像光は、３原色のうち緑である。
【００１３】
このため、表示品質の良い投射画像により３次元表示を行うことができる。
【００１４】
請求項３に記載の発明では、前記第２のプロジェクタは、前記第１のプロジェクタに対して３原色の画像光の偏光方向を９０度回転させる偏光面回転要素を設けた。
【００１５】
このため、色調と明るさが略等しい略同一構成のプロジェクタを用いて色調と明るさが略等しい投射画像により３次元表示を行うことができる。
【００１６】
請求項４に記載の発明では、前記第１のプロジェクタは、３原色の画像光の偏光方向を時計回りまたは反時計回りに４５度回転させる第１の位相差板を設け、
前記第２のプロジェクタは、３原色の画像光の偏光方向を反時計回りまたは時計回りに４５度回転させる第２の位相差板を設けた。
【００１７】
このため、２台のプロジェクタでスクリーンの反射特性を略同一にすることができ、高品質の３次元表示を行うことができる。
【００１８】
請求項５に記載の発明では、前記光源と前記色分離手段との間に蠅の目レンズで構成されるインテグレータを有する。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、３原色の画像光の偏光方向が同じではない第１，第２のプロジェクタを用いて３次元表示が可能となり、出力光量が大きく高品質の３次元画像の表示を行うことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
図２は、本発明のプロジェクタ装置の一実施例の外観図を示す。この装置は、液晶プロジェクタ１０Ａと、液晶プロジェクタ１０Ｂとから構成されている。液晶プロジェクタ１０Ａは３原色の画像光Ｒａ，Ｇａ，Ｂａをスクリーン１２に投写し、また、液晶プロジェクタ１０Ｂは３原色の画像光Ｒｂ，Ｇｂ，Ｂｂをスクリーン２０に投写する。
【００２１】
液晶プロジェクタ１０Ａが投写する画像光Ｒａ，Ｇａ，Ｂａは、図３に示すようにスクリーン２０上において、画像光Ｒａ，Ｂａの直線偏光の偏光方向は同一であるが、画像光Ｇａの直線偏光の偏光方向は画像光Ｒａ，Ｂａの偏光方向と直交している。同様に、液晶プロジェクタ１０Ｂが投写する画像光Ｒｂ，Ｇｂ，Ｂｂはスクリーン２０上において、画像光Ｒｂ，Ｂｂの直線偏光の偏光方向は画像光Ｇａの偏光方向と同一であるが、画像光Ｇｂの直線偏光の偏光方向は画像光Ｒｂ，Ｂｂの偏光方向と直交している。
【００２２】
図４は液晶プロジェクタ１０Ａ，１０Ｂの第１実施例の構成を示す図である。液晶プロジェクタ１０Ａと１０Ｂとは略同一構成であるが、図４（Ａ）に示す液晶プロジェクタ１０Ａに対して、図４（Ｂ）に示す液晶プロジェクタ１０Ｂは投射レンズ１２Ｂの前段に偏光面回転要素１４Ｂが追加された構成とされている。この偏光面回転要素１４Ｂは全画像光Ｒｂ，Ｇｂ，Ｂｂの偏光面を９０度回転する。液晶プロジェクタ１０Ａの画像光Ｇａが液晶プロジェクタの水平に対して４５度傾いている場合には、図３に示す画像光Ｒａ，Ｇａ，Ｂａと画像光Ｒｂ，Ｇｂ，Ｂｂの関係が簡単に得られる。
【００２３】
図４（Ａ）の光軸上の丸印は画像光Ｇａの偏光方向（例えばＳ偏光）を示し、棒印は画像光Ｒａ，Ｂａの偏光方向（例えばＰ偏光）を示す。また、図４（Ｂ）の偏光面回転要素１４Ｂより左の光軸上の丸印は画像光Ｇｂの偏光方向（例えばＳ偏光）を示し、棒印は画像光Ｒｂ，Ｂｂの偏光方向（例えばＰ偏光）を示し、偏光面回転要素１４Ｂより右の光軸上の棒印は画像光Ｇｂの偏光方向（例えばＰ偏光）を示し、丸印は画像光Ｒｂ，Ｂｂの偏光方向（例えばＳ偏光）を示す。
【００２４】
図５及び図６は液晶プロジェクタ１０Ａ，１０Ｂの第２実施例の構成を示す図である。液晶プロジェクタ１０Ａと１０Ｂとはほぼ同一構成であるが、図５（Ａ）に示す液晶プロジェクタ１０Ａには投射レンズ１２Ａの前段にλ／２位相差板１６Ａが設けられている。λ／２位相差板１６Ａは、図５（Ｂ）に破線で示す液晶プロジェクタの水平軸に対して、実線で示すように反時計回りに２２．５度傾いた進相軸（または遅相軸）を有しており、図５（Ｃ）に破線で示す液晶プロジェクタ内のλ／２位相差板より前段の画像光Ｇａの偏光方向（例えばＰ偏光）を、実線で示すように反時計回りに４５度回転させ、投射レンズ１２Ａから投射する。画像光Ｒａ，Ｂａについても同様に反時計回りに４５度回転させる。
【００２５】
これに対して、図６（Ａ）に示す液晶プロジェクタ１０Ｂには投射レンズ１２Ｂの前段にλ／２位相差板１６Ｂが設けられている。λ／２位相差板１６Ｂは、図６（Ｂ）に破線で示す液晶プロジェクタの水平軸に対して、実線で示すように時計回りに２２．５度傾いた進相軸（または遅相軸）を有しており、図６（Ｃ）に破線で示す液晶プロジェクタ内のλ／２位相差板より前段の画像光Ｇｂの偏光方向（例えばＰ偏光）を、実線で示すように時計回りに４５度回転させ、投射レンズ１２Ｂから投射する。画像光Ｒｂ，Ｂｂについても同様に反時計回りに４５度回転させる。これによって、液晶プロジェクタ内のλ／２位相差板より前段の画像光Ｇｂの偏光方向が水平であれば、図３に示す画像光Ｒａ，Ｇａ，Ｂａと画像光Ｒｂ，Ｇｂ，Ｂｂの関係が簡単に得られる。
【００２６】
図７は、本発明の３次元表示システムのプロジェクタ装置の第１実施例の外観図を示す。同図中、図２と同一部分には同一符号を付す。この装置は、液晶プロジェクタ１０Ａと、液晶プロジェクタ１０Ｂとから構成されている。液晶プロジェクタ１０Ａは右目画像の画像光Ｇａｒと左目画像の画像光Ｒａｌ，Ｂａｌをスクリーン１２に投写し、また、液晶プロジェクタ１０Ｂは左目画像の画像光Ｇｂｌと右目画像の画像光Ｒｂｒ，Ｂｂｒをスクリーン２０に投写する。
【００２７】
液晶プロジェクタ１０Ａが投写する画像光Ｒａｌ，Ｇａｒ，Ｂａｌは、図８に示すようにスクリーン２０上において、左目画像の画像光Ｒａｌ，Ｂａｌの直線偏光の偏光方向は同一であるが、右目画像の画像光Ｇａｒの直線偏光の偏光方向は画像光Ｒａｌ，Ｂａｌの偏光方向と直交している。同様に、液晶プロジェクタ１０Ｂが投写する画像光Ｒｂｒ，Ｇｂｌ，Ｂｂｒはスクリーン２０上において、右目画像の画像光Ｒｂｒ，Ｂｂｒの直線偏光の偏光方向は右目画像の画像光Ｇａｒの偏光方向と同一であり、左目画像の画像光Ｇｂｌの直線偏光の偏光方向は左目画像の画像光Ｒｂｌ，Ｂｂｌの偏光方向と同一である。
【００２８】
このため、３原色の画像光の偏光方向が同じではない第１，第２のプロジェクタを用いて３次元表示が可能となり、出力光量が大きく高品質の３次元画像の表示を行うことが可能となる。また、画像光Ｒ，Ｇ，Ｂのうち波長が隣接しない画像光Ｒ，Ｂを同一の偏光方向とし、画像光Ｇの偏光方向を異ならしているため、表示品質の良い投射画像により３次元表示を行うことができる。
【００２９】
図９は液晶プロジェクタ１０Ａ，１０Ｂの第１実施例の構成を示す図である。液晶プロジェクタ１０Ａと１０Ｂとは略同一構成であるが、図９（Ａ）に示す液晶プロジェクタ１０Ａに対して、図９（Ｂ）に示す液晶プロジェクタ１０Ｂは投射レンズ１２Ｂの前段に偏光面回転要素１４Ｂが追加された構成とされている。この偏光面回転要素１４Ｂは全画像光Ｒｂｒ，Ｇｂｌ，Ｂｂｒの偏光面を９０度回転する。液晶プロジェクタ１０Ａの画像光Ｇａが液晶プロジェクタの水平に対して４５度傾いている場合には、図８に示す画像光Ｒａｌ，Ｇａｒ，Ｂａｌと画像光Ｒｂｒ，Ｇｂｌ，Ｂｂｒの関係が簡単に得られる。
【００３０】
図９（Ａ）の光軸上の丸印は画像光Ｇａｒの偏光方向（例えばＳ偏光）を示し、棒印は画像光Ｒａｌ，Ｂａｌの偏光方向（例えばＰ偏光）を示す。また、図９（Ｂ）の偏光面回転要素１４Ｂより左の光軸上の丸印は画像光Ｇｂｌの偏光方向（例えばＳ偏光）を示し、棒印は画像光Ｒｂｒ，Ｂｂｒの偏光方向（例えばＰ偏光）を示し、偏光面回転要素１４Ｂより右の光軸上の棒印は画像光Ｇｂｌの偏光方向（例えばＰ偏光）を示し、丸印は画像光Ｒｂｒ，Ｂｂｒの偏光方向（例えばＳ偏光）を示す。
【００３１】
このため、色調と明るさが略等しい略同一構成のプロジェクタを用いて色調と明るさが略等しい投射画像により３次元表示を行うことができる。
【００３２】
図１０は液晶プロジェクタ１０Ａ，１０Ｂの第２実施例の構成を示す図である。液晶プロジェクタ１０Ａと１０Ｂとはほぼ同一構成であるが、液晶プロジェクタ１０Ａには投射レンズ１２Ａの前段にλ／２位相差板１６Ａが設けられている。λ／２位相差板１６Ａは、液晶プロジェクタの水平軸に対して、反時計回りに２２．５度傾いた進相軸（または遅相軸）を有しており、液晶プロジェクタ内のλ／２位相差板より前段の画像光Ｇａｒの偏光方向（例えばＰ偏光）を、反時計回りに４５度回転させ、投射レンズ１２Ａから投射する。画像光Ｒａｌ，Ｂａｌについても同様に反時計回りに４５度回転させる。
【００３３】
これに対して、液晶プロジェクタ１０Ｂには投射レンズ１２Ｂの前段にλ／２位相差板１６Ｂが設けられている。λ／２位相差板１６Ｂは、液晶プロジェクタの水平軸に対して、時計回りに２２．５度傾いた進相軸（または遅相軸）を有しており、液晶プロジェクタ内のλ／２位相差板より前段の画像光Ｇｂｌの偏光方向（例えばＰ偏光）を時計回りに４５度回転させ、投射レンズ１２Ｂから投射する。画像光Ｒｂｒ，Ｂｂｒについても同様に反時計回りに４５度回転させる。これによって、液晶プロジェクタ内のλ／２位相差板より前段の画像光Ｇｂｌの偏光方向が水平であれば、図８に示す画像光Ｒａｌ，Ｇａｒ，Ｂａｌと画像光Ｒｂｒ，Ｇｂｌ，Ｂｂｒの関係が簡単に得られる。
【００３４】
このため、２台のプロジェクタでスクリーンの反射特性を略同一にすることができ、高品質の３次元表示を行うことができる。
【００３５】
図１１は液晶プロジェクタの第２実施例の詳細な構造図を示す。同図中、光源３０から放射される白色光は、蠅の目レンズで構成されたインテグレータ３２を通った後、偏光変換素子３４を通ることにより例えば偏光方向がＳ偏光とされる。この光はダイクロイックミラー３６において、原色光Ｂのみが反射され、原色光Ｒ，Ｇが透過される。この後、ダイクロイックミラー３６で反射された原色光Ｂはミラー３８で反射され、レンズ３９及びＢ画像の液晶表示パネル４０及びλ／２板４１を通してＳ偏光の画像光Ｂが得られ、クロス型ダイクロイックプリズム４２に入射される。
【００３６】
ダイクロイックミラー３６を透過した原色光Ｒ，Ｇはダイクロイックミラー４４で原色光Ｇのみが反射され、原色光Ｒが透過される。ダイクロイックミラー４４で反射された原色光Ｇは、レンズ４５及びＧ画像の液晶表示パネル４６を通してＰ偏光の画像光Ｇが得られ、クロス型ダイクロイックプリズム４２に入射される。ダイクロイックミラー４４を透過した原色光Ｒはミラー４８，４９で反射され、レンズ５０及びＲ画像の液晶表示パネル５１及びλ／２板５３を通してＳ偏光の画像光Ｒが得られ、クロス型ダイクロイックプリズム４２に入射される。
【００３７】
クロス型ダイクロイックプリズム４２では上記のＳ偏光の画像光Ｂ，Ｒと、Ｐ偏光の画像光Ｇとを合成する。この合成光はλ／２位相差板５２（１６Ａ，１６Ｂに対応）を通し、投射レンズ５４（１２Ａ，１２Ｂに対応）よりスクリーンに向けて投射される。
【００３８】
図１２は液晶プロジェクタの第２実施例の変形例の詳細な構造図を示す。同図中、図１１と同一部分には同一符号を付す。図１２において、光源３０から放射される白色光は、蠅の目レンズで構成されたインテグレータ３２を通った後、偏光変換素子３４を通ることにより例えば偏光方向がＳ偏光とされる。この光はダイクロイックミラー５６において、原色光Ｇ，Ｂが反射され、原色光Ｒが透過される。この後、ダイクロイックミラー５６を透過した原色光Ｒはミラー５７で反射され、レンズ５８及びＲ画像の液晶表示パネル５９及びλ／２板６５を通してＳ偏光の画像光Ｒが得られ、ダイクロイックミラー６０，６１を透過してλ／２位相差板５２に入射される。
【００３９】
ダイクロイックミラー５６で反射された原色光Ｇ，Ｂはダイクロイックミラー６２で原色光Ｇのみが反射され、原色光Ｂが透過される。ダイクロイックミラー６２で反射された原色光Ｇは、レンズ６３及びＧ画像の液晶表示パネル６４を通し、ダイクロイックミラー６０で反射されてＰ偏光の画像光Ｇが得られ、画像光Ｒと合成される。ダイクロイックミラー６２を透過した原色光Ｂはレンズ６８及びＢ画像の液晶表示パネル６９及びλ／２板６６を通し、ミラー７０で反射されてＳ偏光の画像光Ｂが得られ、ダイクロイックミラー−６１で反射されて画像光Ｒ，Ｇと合成される。この合成光はλ／２位相差板５２（１６Ａ，１６Ｂに対応）を通し、投射レンズ５４（１２Ａ，１２Ｂに対応）よりスクリーンに向けて投射される。
【００４０】
図１３は、本発明の３次元表示システムのプロジェクタ装置の第２実施例の外観図を示す。同図中、光源８０から放射される白色光は、偏光分離素子８２に入射される。偏光分離素子８２は、Ｓ偏光の白色光とＰ偏光の白色光とに分離して出力する。光軸上の丸印で示す例えばＳ偏光の白色光はミラー８４で反射されて処理系８６Ａに入射され、光軸上の棒印で示す例えばＰ偏光の白色光は処理系８６Ｂに入射される。
【００４１】
処理系８６Ａは右目画像の画像光Ｇａｒと左目画像の画像光Ｒａｌ，Ｂａｌをスクリーン１２に投写し、また、処理系８６Ｂは左目画像の画像光Ｇｂｌと右目画像の画像光Ｒｂｒ，Ｂｂｒをスクリーン２０に投写する。
【００４２】
処理系８６Ａが投写する画像光Ｒａｌ，Ｇａｒ，Ｂａｌは、図１４に示すようにスクリーン２０上において、左目画像の画像光Ｒａｌ，Ｂａｌの直線偏光の偏光方向は同一であるが、右目画像の画像光Ｇａｒの直線偏光の偏光方向は画像光Ｒａｌ，Ｂａｌの偏光方向と直交している。同様に、処理系８６Ｂが投写する画像光Ｒｂｒ，Ｇｂｌ，Ｂｂｒはスクリーン２０上において、右目画像の画像光Ｒｂｒ，Ｂｂｒの直線偏光の偏光方向は右目画像の画像光Ｇａｒの偏光方向と同一であり、左目画像の画像光Ｇｂｌの直線偏光の偏光方向は左目画像の画像光Ｒｂｌ，Ｂｂｌの偏光方向と同一である。
【００４３】
このように、同一の光源から処理系８６Ａ，８６Ｂに光を供給しているため、光源が劣化しても第１，第２のプロジェクタの色調と明るさが等しい投射画像により３次元表示を行うことができる。
【００４４】
図１５は処理系８６Ａ，８６Ｂの第１実施例の構成を示す図である。処理系８６Ａと８６Ｂとは略同一構成であるが、図１５（Ａ）に示す処理系８６Ａに対して、図１５（Ｂ）に示す処理系８６Ｂは投射レンズ１２Ｂの前段に偏光面回転要素１４Ｂが追加された構成とされている。この偏光面回転要素１４Ｂは全画像光Ｒｂｒ，Ｇｂｌ，Ｂｂｒの偏光面を９０度回転する。処理系８６Ａの画像光Ｇａが液晶プロジェクタの水平に対して４５度傾いている場合には、図１４に示す画像光Ｒａｌ，Ｇａｒ，Ｂａｌと画像光Ｒｂｒ，Ｇｂｌ，Ｂｂｒの関係が簡単に得られる。
【００４５】
図１５（Ａ）の光軸上の丸印は画像光Ｇａｒの偏光方向（例えばＳ偏光）を示し、棒印は画像光Ｒａｌ，Ｂａｌの偏光方向（例えばＰ偏光）を示す。また、図１５（Ｂ）の偏光面回転要素１４Ｂより左の光軸上の丸印は画像光Ｇｂｌの偏光方向（例えばＳ偏光）を示し、棒印は画像光Ｒｂｒ，Ｂｂｒの偏光方向（例えばＰ偏光）を示し、偏光面回転要素１４Ｂより右の光軸上の棒印は画像光Ｇｂｌの偏光方向（例えばＰ偏光）を示し、丸印は画像光Ｒｂｒ，Ｂｂｒの偏光方向（例えばＳ偏光）を示す。
【００４６】
図１６は処理系８６Ａ，８６Ｂの第２実施例の構成を示す図である。処理系８６Ａと８６Ｂとはほぼ同一構成であるが、処理系８６Ａには投射レンズ１２Ａの前段にλ／２位相差板１６Ａが設けられている。λ／２位相差板１６Ａは、液晶プロジェクタの水平軸に対して、反時計回りに２２．５度傾いた進相軸（または遅相軸）を有しており、液晶プロジェクタ内のλ／２位相差板より前段の画像光Ｇａｒの偏光方向（例えばＰ偏光）を、反時計回りに４５度回転させ、投射レンズ１２Ａから投射する。画像光Ｒａｌ，Ｂａｌについても同様に反時計回りに４５度回転させる。
【００４７】
これに対して、処理系８６Ｂには投射レンズ１２Ｂの前段にλ／２位相差板１６Ｂが設けられている。λ／２位相差板１６Ｂは、液晶プロジェクタの水平軸に対して、時計回りに２２．５度傾いた進相軸（または遅相軸）を有しており、液晶プロジェクタ内のλ／２位相差板より前段の画像光Ｇｂｌの偏光方向（例えばＰ偏光）を時計回りに４５度回転させ、投射レンズ１２Ｂから投射する。画像光Ｒｂｒ，Ｂｂｒについても同様に反時計回りに４５度回転させる。これによって、液晶プロジェクタ内のλ／２位相差板より前段の画像光Ｇｂｌの偏光方向が水平であれば、図１４に示す画像光Ｒａｌ，Ｇａｒ，Ｂａｌと画像光Ｒｂｒ，Ｇｂｌ，Ｂｂｒの関係が簡単に得られる。
【００４８】
図１７は処理系の第２実施例の詳細な構造図を示す。同図中、入射されるＳ偏光またはＰ偏光の白色光は、蠅の目レンズで構成されたインテグレータ３２を通った後、偏光変換素子３４を通ることにより例えば偏光方向がＳ偏光とされる。この光はダイクロイックミラー３６において、原色光Ｂのみが反射され、原色光Ｒ，Ｇが透過される。この後、ダイクロイックミラー３６で反射された原色光Ｂはミラー３８で反射され、レンズ３９及びＢ画像の液晶表示パネル４０及びλ／２板４１を通してＳ偏光の画像光Ｂが得られ、クロス型ダイクロイックプリズム４２に入射される。
【００４９】
ダイクロイックミラー３６を透過した原色光Ｒ，Ｇはダイクロイックミラー４４で原色光Ｇのみが反射され、原色光Ｒが透過される。ダイクロイックミラー４４で反射された原色光Ｇは、レンズ４５及びＧ画像の液晶表示パネル４６を通してＰ偏光の画像光Ｇが得られ、クロス型ダイクロイックプリズム４２に入射される。ダイクロイックミラー４４を透過した原色光Ｒはミラー４８，４９で反射され、レンズ５０及びＲ画像の液晶表示パネル５１及びλ／２板５３を通してＳ偏光の画像光Ｒが得られ、クロス型ダイクロイックプリズム４２に入射される。
【００５０】
クロス型ダイクロイックプリズム４２では上記のＳ偏光の画像光Ｂ，Ｒと、Ｐ偏光の画像光Ｇとを合成する。この合成光はλ／２位相差板５２（１６Ａ，１６Ｂに対応）を通し、投射レンズ５４（１２Ａ，１２Ｂに対応）よりスクリーンに向けて投射される。
【００５１】
図１８は処理系の第２実施例の変形例の詳細な構造図を示す。同図中、図１７と同一部分には同一符号を付す。図１８において、入射されるＳ偏光またはＰ偏光の白色光は、蠅の目レンズで構成されたインテグレータ３２を通った後、偏光変換素子３４を通ることにより例えば偏光方向がＳ偏光とされる。この光はダイクロイックミラー５６において、原色光Ｇ，Ｂが反射され、原色光Ｒが透過される。この後、ダイクロイックミラー５６を透過した原色光Ｒはミラー５７で反射され、レンズ５８及びＲ画像の液晶表示パネル５９及びλ／２板６５を通してＳ偏光の画像光Ｒが得られ、ダイクロイックミラー６０，６１を透過してλ／２位相差板５２に入射される。
【００５２】
ダイクロイックミラー５６で反射された原色光Ｇ，Ｂはダイクロイックミラー６２で原色光Ｇのみが反射され、原色光Ｂが透過される。ダイクロイックミラー６２で反射された原色光Ｇは、レンズ６３及びＧ画像の液晶表示パネル６４を通し、ダイクロイックミラー６０で反射されてＰ偏光の画像光Ｇが得られ、画像光Ｒと合成される。ダイクロイックミラー６２を透過した原色光Ｂはレンズ６８及びＢ画像の液晶表示パネル６９及びλ／２板６６を通し、ミラー７０で反射されてＳ偏光の画像光Ｂが得られ、ダイクロイックミラー−６１で反射されて画像光Ｒ，Ｇと合成される。この合成光はλ／２位相差板５２（１６Ａ，１６Ｂに対応）を通し、投射レンズ５４（１２Ａ，１２Ｂに対応）よりスクリーンに向けて投射される。
【００５３】
なお、ダイクロイックミラー３６，４４，５６，６２が請求項の色分離手段に対応し、液晶表示パネル３４，４６，５１，５９，６４，６９が画像変調手段に対応し、ダイクロイックミラー６０，６１、クロス型ダイクロイックプリズム４２が合成手段に対応し、液晶プロジェクタ１０Ａ，１０Ｂが第１，第２のプロジェクタに対応し、処理系８６Ａ，８６Ｂが第１，第２の処理系に対応する。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】画像光の入射角の変位によるダイクロイックプリズムの波長特性を示す図である。
【図２】本発明のプロジェクタ装置の一実施例の外観図である。
【図３】スクリーン上での画像光Ｒａ，Ｇａ，Ｂａ，Ｒｂ，Ｇｂ，Ｂｂの偏光方向を示す図である。
【図４】液晶プロジェクタの第１実施例の構成を示す図である。
【図５】液晶プロジェクタの第２実施例の構成を示す図である。
【図６】液晶プロジェクタの第２実施例の構成を示す図である。
【図７】本発明の３次元表示システムのプロジェクタ装置の第１実施例の外観図である。
【図８】本発明の３次元表示システムのスクリーン上での画像光Ｒａ，Ｇａ，Ｂａ，Ｒｂ，Ｇｂ，Ｂｂの偏光方向を示す図である。
【図９】液晶プロジェクタの第１実施例の構成を示す図である。
【図１０】液晶プロジェクタの第２実施例の構成を示す図である。
【図１１】液晶プロジェクタの第２実施例の詳細な構造図である。
【図１２】液晶プロジェクタの第２実施例の変形例の詳細な構造図である。
【図１３】本発明の３次元表示システムのプロジェクタ装置の第２実施例の外観図である。
【図１４】本発明の３次元表示システムのスクリーン上での画像光Ｒａ，Ｇａ，Ｂａ，Ｒｂ，Ｇｂ，Ｂｂの偏光方向を示す図である。
【図１５】処理系の第１実施例の構成を示す図である。
【図１６】処理系の第２実施例の構成を示す図である。
【図１７】処理系の第２実施例の詳細な構造図である。
【図１８】処理系の第２実施例の変形例の詳細な構造図である。
【符号の説明】
【００５５】
１０Ａ，１０Ｂ  液晶プロジェクタ
１２Ａ，１２Ｂ  投射レンズ
１４Ｂ  偏光面回転要素
１６Ａ，１６Ｂ  λ／２位相差板
２０  スクリーン
３０  光源
３２  インテグレータ
３４  偏光変換素子
３６，４４  ダイクロイックミラー
３８，４８，４９  ミラー
３９，４５，５０  レンズ
４０，４６，５１  液晶表示パネル
４２  クロス型ダイクロイックプリズム
５４  投射レンズ
８６Ａ，８６Ｂ  処理系
【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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