(57)【要約】【課題】フリッカなく立体映像を表示することができる表示装置、及び光学装置を提供する。【解決手段】Ａ方向からの入射光をｓ偏光の直線偏光とｐ偏光の直線偏光とに分離し、ｓ偏光をＢ方向に反射し、ｐ偏光をＣ方向に透過させるとともに、Ｂ方向から入射したｓ偏光をＡ方向に反射し、Ｂ方向から入射したｐ偏光をＤ方向に透過させ、かつ、Ｃ方向から入射したｓ偏光をＤ方向に反射し、Ｃ方向から入射したｐ偏光をＡ方向に透過させる偏光ビームスプリッター１１と、Ｂ方向に位置し、ｓ偏光の偏光方向を複数画素のうちの略半数の画素からなる所定のパターンで変調し、偏光ビームスプリッター１１の方向へ反射する反射型液晶パネル１２と、Ｃ方向に位置し、ｐ偏光の偏光方向を上記所定のパターンを反転したパターンで変調し、偏光ビームスプリッター１１の方向へ反射する反射型液晶パネル１３とを備える。【選択図】図１
2013190727.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、
前記光源から出射された光を入射し、所定の画像信号に応じて変調して所定の画像を形成する光を出射する変調装置と、
前記変調装置からの光を第１の方向から入射し、該入射光を偏光方向が互いに異なる第１の偏光方向の直線偏光と第２の偏光方向の直線偏光とに分離し、該分離した前記第１の偏光方向の直線偏光を第２の方向に反射し、該分離した前記第２の偏光方向の直線偏光を第３の方向に透過させるとともに、前記第２の方向から入射した前記第１の偏光方向の直線偏光を前記第１の方向に反射し、前記第２の方向から入射した前記第２の偏光方向の直線偏光を第４の方向に透過させ、かつ、前記第３の方向から入射した前記第１の偏光方向の直線偏光を前記第４の方向に反射し、前記第３の方向から入射した前記第２の偏光方向の直線偏光を前記第１の方向に透過させる偏光分離素子と、
複数画素からなり、前記偏光分離素子からみて前記第２の方向に位置し、前記偏光分離素子から前記第１の偏光方向の直線偏光を入射し、該第１の偏光方向の直線偏光の偏光方向を前記所定の画像に含まれる複数画素のうちの略半数の画素に対応する光を変調し残りの画素に対応する光を変調せずに、前記偏光分離素子の方向へ反射する第１の反射型液晶パネルと、
複数画素からなり、前記偏光分離素子からみて前記第３の方向に位置し、前記偏光分離素子から前記第２の偏光方向の直線偏光を入射し、該第２の偏光方向の直線偏光の偏光方向を前記所定の画像に含まれる複数画素のうち前記第１の反射型液晶パネルで変調されない画素に対応する光を変調し、前記偏光分離素子の方向へ反射する第２の反射型液晶パネルと
を備えることを特徴とする表示装置。
【請求項２】
前記第１の方向からの入射光が円又は楕円偏光であって、前記所定の画像は右眼用画像と左眼用画像を含む立体画像であり、前記第１の反射型液晶パネルで変調される画素が前記立体画像の左目用画像に対応し、前記第２の反射型液晶パネルで変調される画素が前記立体画像の右目用画像に対応する
ことを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記所定の画像を表示する液晶パネルと、
前記液晶パネルの像を、前記第１及び前記第２の反射型液晶パネルで結像させるリレーレンズとを
さらに備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の表示装置。
【請求項４】
前記第１の液晶パネルで変調する画素と前記第１の液晶パネルで変調しない画素とを時間的に変換するとともに、
前記第２の液晶パネルで変調する画素と前記第２の液晶パネルで変調しない画素とを前記時間的変換に同期して変換する
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項５】
第１の方向からの所定の画像を形成する入射光を偏光方向が互いに異なる第１の偏光方向の直線偏光と第２の偏光方向の直線偏光とに分離し、該分離した前記第１の偏光方向の直線偏光を第２の方向に反射し、該分離した前記第２の偏光方向の直線偏光を第３の方向に透過させるとともに、前記第２の方向から入射した前記第１の偏光方向の直線偏光を前記第１の方向に反射し、前記第２の方向から入射した前記第２の偏光方向の直線偏光を第４の方向に透過させ、かつ、前記第３の方向から入射した前記第１の偏光方向の直線偏光を前記第４の方向に反射し、前記第３の方向から入射した前記第２の偏光方向の直線偏光を前記第１の方向に透過させる偏光分離素子と、
複数画素からなり、前記偏光分離素子からみて前記第２の方向に位置し、前記偏光分離素子から前記第１の偏光方向の直線偏光を入射し、該第１の偏光方向の直線偏光の偏光方向を前記所定の画像に含まれる複数画素のうちの略半数の画素に対応する光を変調し残りの画素に対応する光は変調せずに、前記偏光分離素子の方向へ反射する第１の反射型液晶パネルと、
複数画素からなり、前記偏光分離素子からみて前記第３の方向に位置し、前記偏光分離素子から前記第２の偏光方向の直線偏光を入射し、該第２の偏光方向の直線偏光の偏光方向を前記所定の画像に含まれる複数画素のうち前記第１の反射型液晶パネルで変調されない画素に対応する光を変調し、前記偏光分離素子の方向へ反射する第２の反射型液晶パネルと
を備えることを特徴とする光学装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、立体映像を表示する液晶プロジェクターなどの表示装置において用いて好適な表示装置、及び光学装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
立体映像の視聴方式には、立体映像における左目用の画像と右目用の画像とを１台の液晶プロジェクターから偏光方向を切り替えながらスクリーンに投写するようにしたものがある。この視聴方式では、左右で異なる偏光方向の偏光素子を備える眼鏡を用いて視聴することで立体的に映像を視聴することができる。図１５は、本願出願人が本発明の背景技術を説明するために作成した図であって、１台の液晶プロジェクターにおいて偏光方向が異なる左目用の画像と右目用の画像とを表示するための構成の一例を示している。図１５（ａ）は、ハードウェアの構成例を示している。図１５（ｂ）は面順次にて偏光方向を切り替える動作例を示している。そして、図１５（ｃ）は線順次にて偏光方向を切り替える動作例を示している。
【０００３】
図１５（ａ）に示した構成例は、液晶プロジェクター５０１と、その投写光の出射口５０１ａの前面に設けられた偏光変換素子５０２とから構成されている。液晶プロジェクター５０１は、面順次液晶パネルや、線順次液晶パネルを備えているものとする。面順次液晶パネルを用いて偏光方向を切り替える場合、図１５（ｂ）に示したように、液晶プロジェクター５０１の液晶パネルにおいてフレーム単位で右画像（Ｒ画像）と左画像（Ｌ画像）と切り替えて交互に表示する。偏光変換素子５０２は、Ｒ画像とＬ画像との切り替え時刻に同期して、偏光方向を垂直又は水平に時分割で変化させる。
【０００４】
一方、線順次液晶パネルを用いて偏光方向を切り替える場合、図１５（ｃ）に示したように、液晶プロジェクター５０１の液晶パネルにおいて、右画像（Ｒ画像）、黒画像、左画像（Ｌ画像）、黒画像の順に画像を表示する。線順液晶パネルを用いる場合、Ｒ画像とＬ画像との間に黒画像を挿入することで、Ｒ画像の表示期間とＬ画像の表示期間とが重なる期間を除いている。偏光変換素子５０２は、Ｒ画像とＬ画像と切り替え時刻に同期して、偏光方向を垂直又は水平に時分割で変化させる。
【０００５】
なお、立体映像を表示する液晶プロジェクターの構成の一例が特許文献１に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０−１１７４３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
図１５（ｂ）や図１５（ｃ）に示したように、１台の液晶プロジェクターと左右で偏光方向が異なる眼鏡を用いて立体映像を視聴する場合、液晶プロジェクターから投写される画像の偏光方向を時分割で切り替えることで、左目用の画像と右目用の画像とを左目と右目で別々に視聴することが可能となる。しかしながら、左目用と右目用とに時分割で偏光方向を切り替える場合、次のようなことが課題となる。すなわち、図１５（ｂ）に示したように面順次液晶パネルと偏光変換素子とを用いて偏光方向を切り替える場合には、Ｒ画像とＬ画像とが、時分割で、どちらか一方の画像のみが眼鏡を通して視聴される。すなわち、Ｒ画像とＬ画像とは厳密には同時に視聴されないことになる。このため視聴環境によってはフリッカが発生しやすくなる場合があるという課題がある。
【０００８】
一方、図１５（ｃ）に示したように線順次液晶パネルと偏光変換素子とを用いて偏光方向を切り替える場合には、面順次の場合と同様に、Ｒ画像とＬ画像とが、時分割で、どちらか一方の画像のみが眼鏡を通して視聴される。さらに、線順次では、Ｒ画像とＬ画像との間に黒画像が挿入されている。そのため、面順次と比べてさらに、フリッカが発生してしまう可能性が高くなるという課題がある。
【０００９】
本発明は、上記の事情を考慮してなされたものであり、左右の画像を同時に視聴しないことに関連して発生するフリッカを防止することができる表示装置、及び光学装置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】
上記課題を解決するため、本発明の表示装置は、光源と、前記光源から出射された光を入射し、所定の画像信号に応じて変調して所定の画像を形成する光を出射する変調装置と、前記変調装置からの光を第１の方向から入射し、該入射光を偏光方向が互いに異なる第１の偏光方向の直線偏光と第２の偏光方向の直線偏光とに分離し、該分離した前記第１の偏光方向の直線偏光を第２の方向に反射し、該分離した前記第２の偏光方向の直線偏光を第３の方向に透過させるとともに、前記第２の方向から入射した前記第１の偏光方向の直線偏光を前記第１の方向に反射し、前記第２の方向から入射した前記第２の偏光方向の直線偏光を第４の方向に透過させ、かつ、前記第３の方向から入射した前記第１の偏光方向の直線偏光を前記第４の方向に反射し、前記第３の方向から入射した前記第２の偏光方向の直線偏光を前記第１の方向に透過させる偏光分離素子と、複数画素からなり、前記偏光分離素子からみて前記第２の方向に位置し、前記偏光分離素子から前記第１の偏光方向の直線偏光を入射し、該第１の偏光方向の直線偏光の偏光方向を前記所定の画像に含まれる複数画素のうちの略半数の画素に対応する光を変調し残りの画素に対応する光を変調せずに、前記偏光分離素子の方向へ反射する第１の反射型液晶パネルと、複数画素からなり、前記偏光分離素子からみて前記第３の方向に位置し、前記偏光分離素子から前記第２の偏光方向の直線偏光を入射し、該第２の偏光方向の直線偏光の偏光方向を前記所定の画像に含まれる複数画素のうち前記第１の反射型液晶パネルで変調されない画素に対応する光を変調し、前記偏光分離素子の方向へ反射する第２の反射型液晶パネルとを備えることを特徴とする。
【００１１】
本発明によれば、第１の反射型液晶パネルを所定のパターンで変調するとともに第２の反射型液晶パネルをその所定のパターンを反転したパターンで変調しているので、１フレームの画像中に所定のパターンで異なる偏光方向の画像を混在させることが可能となる。したがって、１フレームの画像中に、その所定パターンで例えば左目用の画像を含ませるとともに、その所定のパターンを反転したパターンで例えば右目用の画像を含ませることで、左目用の画像の偏光方向と右目用の画像の偏光方向を異ならせることが可能となる。すなわち、各フレームの画像中に常に左目用の画像と右目用の画像とを含ませておくことが可能となる。つまり、一定のパターンで左右の画像を同時に視聴することができるようになる。よって、左右の画像を同時に視聴しないことに関連して発生するフリッカを防止することができる
【００１２】
また、本発明の表示装置の他の態様は、前記第１の方向からの入射光が円又は楕円偏光であって、前記所定の画像は右眼用画像と左眼用画像を含む立体画像であり、前記第１の反射型液晶パネルで変調される画素が前記立体画像の左目用画像に対応し、前記第２の反射型液晶パネルで変調される画素が前記立体画像の右目用画像に対応することを特徴とする。
【００１３】
この構成によれば、立体画像に所定のパターンで左目用画像と右目用画像を含ませることで一定のパターンで左右の画像を同時に視聴することができるようになる。
【００１４】
また、本発明の表示装置の他の態様は、前記所定の画像を表示する液晶パネルと、前記液晶パネルの像を、前記第１及び前記第２の反射型液晶パネルで結像させるリレーレンズとをさらに備えることを特徴とする。
【００１５】
この構成によれば、第１及び第２の反射型液晶パネルで画素単位で精度良く偏光方向を変調することができる。
【００１６】
また、本発明の表示装置の他の態様は、前記第１の液晶パネルで変調する画素と前記第１の液晶パネルで変調しない画素とを時間的に変換するとともに、前記第２の液晶パネルで変調する画素と前記第２の液晶パネルで変調しない画素とを前記時間的変換に同期して変換することを特徴とする。
【００１７】
この構成によれば、擬似的に解像度を高めることができる。
【００１８】
また、本発明の光学装置は、第１の方向からの所定の画像を形成する入射光を偏光方向が互いに異なる第１の偏光方向の直線偏光と第２の偏光方向の直線偏光とに分離し、該分離した前記第１の偏光方向の直線偏光を第２の方向に反射し、該分離した前記第２の偏光方向の直線偏光を第３の方向に透過させるとともに、前記第２の方向から入射した前記第１の偏光方向の直線偏光を前記第１の方向に反射し、前記第２の方向から入射した前記第２の偏光方向の直線偏光を第４の方向に透過させ、かつ、前記第３の方向から入射した前記第１の偏光方向の直線偏光を前記第４の方向に反射し、前記第３の方向から入射した前記第２の偏光方向の直線偏光を前記第１の方向に透過させる偏光分離素子と、複数画素からなり、前記偏光分離素子からみて前記第２の方向に位置し、前記偏光分離素子から前記第１の偏光方向の直線偏光を入射し、該第１の偏光方向の直線偏光の偏光方向を前記所定の画像に含まれる複数画素のうちの略半数の画素に対応する光を変調し残りの画素に対応する光は変調せずに、前記偏光分離素子の方向へ反射する第１の反射型液晶パネルと、複数画素からなり、前記偏光分離素子からみて前記第３の方向に位置し、前記偏光分離素子から前記第２の偏光方向の直線偏光を入射し、該第２の偏光方向の直線偏光の偏光方向を前記所定の画像に含まれる複数画素のうち前記第１の反射型液晶パネルで変調されない画素に対応する光を変調し、前記偏光分離素子の方向へ反射する第２の反射型液晶パネルとを備えることを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の光学系装置の一実施形態の構成例を示した構成図である。
【図２】図１の光学系装置１０における反射型液晶パネル１２からの反射光の進行方向を示した図である。
【図３】図１の光学系装置１０における反射型液晶パネル１３からの反射光の進行方向を示した図である。
【図４】図１の光学系装置１０の動作例を説明するために用いる画素配列の例を示した図である。
【図５】図１の光学系装置１０の動作例を説明するために用いる変調パターンの例を示した図である。
【図６】図１の光学系装置１０の動作例を説明するために用いる変調パターンの例を示した図である。
【図７】図１の光学系装置１０の動作例を説明するために用いる変調パターンの例を示した図である。
【図８】図１の光学系装置１０の動作例を説明するために用いる変調パターンの例を示した図である。
【図９】図１の光学系装置１０の動作例を説明するために用いる変調パターンの例を示した図である。
【図１０】図１の光学系装置１０の動作例を説明するために用いる変調パターンの例を示した図である。
【図１１】図１の光学系装置１０の動作例を説明するために用いる画像及び変調パターンの例を示した図である。
【図１２】図１の光学系装置１０の動作例を説明するために用いる変調パターンの時間変化の例を示した図である。
【図１３】図１の光学系装置１０の動作例を説明するために用いる変調パターンの時間変化の他の例を示した図である。
【図１４】図１の光学系装置１０を用いて構成した液晶プロジェクターの構成例を示した構成図である。
【図１５】本発明の背景技術を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１は、本発明の一実施形態としての光学系装置１０の構成例を示す図である。図１は、光学系装置１０内のレンズ、偏光素子、液晶パネルなどの光学系素子の平面上における位置や配置の関係と、光の経路や進行方向とを示している。ただし、鎖線で示した制御部１７や制御部１７から出力される制御信号については、その位置や配置関係については意味を持たない。図１に示す光学系装置１０は、透過型液晶パネル１０１、１０２及び１０３と、クロスプリズム１０４と、偏光ビームスプリッター１１、反射型液晶パネル１２、反射型液晶パネル１３、λ／４板１４、リレーレンズ１５、投写レンズ１６及び制御部１７を備えている。
【００２１】
光学系装置１０は、外部から入射されたＲＧＢ（赤緑青）３成分の各色の光ＬＲ、ＬＧ及びＬＢを、透過型液晶パネル１０１、１０２及び１０３にそれぞれ入射する。
【００２２】
透過型液晶パネル１０１、１０２及び１０３は、複数画素からなる入射側及び出射側にそれぞれ偏光板が配置された透過型の液晶パネルであり、制御部１７から入力された所定の制御信号に応じて透過率を画素毎に制御する。これらの透過型液晶パネル１０１、１０２及び１０３は、面順次液晶パネルであってもよいし、線順次液晶パネルであってもよい。制御部１７から入力される制御信号は、制御部１７に入力された立体映像用の画像信号が含む左目用画像と右目用画像とを所定のパターンで１フレーム中に混在して含む画像信号の各画素のＲＧＢ各成分に対応する信号である。各制御信号に基づき、透過型液晶パネル１０１、１０２及び１０３は、ＲＧＢ３成分の各色の光ＬＲ、ＬＧ及びＬＢを透過させる際に、透過率を変調する。透過型液晶パネル１０１、１０２及び１０３によって変調された各色の光ＬＲ、ＬＧ及びＬＢは、クロスプリズム１０４に３方向から入射される。
【００２３】
クロスプリズム１０４は、透過型液晶パネル１０１、１０２及び１０３から入射された各色の変調光を合成し、λ／４板１４へ入射する。
【００２４】
偏光ビームスプリッター１１は、往路及び復路で入射光を分岐したり偏光したりする偏光分離素子である。ここで、往路は、図１に示すように、偏光ビームスプリッター１１に対してリレーレンズ１５側（すなわちＡ方向）から光を入射して、反射型液晶パネル１２側（すなわちＢ方向）へ反射光を出射したり、反射型液晶パネル１３側（すなわちＣ方向）へ透過光を出射したりする経路に対応する。復路は、図２又は図３に示すように、偏光ビームスプリッター１１に対して反射型液晶パネル１２側から（すなわちＢ方向から（ただし矢印と逆の向きで））又は反射型液晶パネル１３側から（すなわちＣ方向から（ただし矢印と逆の向きで））反射光を入射して、投写レンズ１６側（すなわちＤ方向）へ又はリレーレンズ１５側へ（すなわちＡ方向へ（ただし矢印と逆の向きで））透過光又は反射光を出射する経路に対応する。また、偏光ビームスプリッター１１は、その入射面１１ａが往路における入射方向Ａに対して４５°（あるいはほぼ４５°）の入射角を有するように、配置されている。なお、図１〜図３において、方向Ａ〜Ｄは、互いに直交している。
【００２５】
偏光ビームスプリッター１１は、往路では、図１に示すように、円偏光（又は楕円偏光）の入射光をＡ方向から入射し、偏光方向が入射面１１ａへの入射面に対して垂直方向（すなわちｓ偏光）の直線偏光と入射面１１ａへの入射面に平行方向（すなわちｐ偏光）の直線偏光とに分離し、ｓ偏光の直線偏光をＢ方向に反射し、ｐ偏光の直線偏光をＣ方向に透過する。一方、復路では、図２及び図３に示すように、反射型液晶パネル１２又は反射型液晶パネル１３によって偏光方向が変調された反射光の偏光方向に応じて、偏光ビームスプリッター１１が、反射光を透過したり、反射したりする。すなわち、反射型液晶パネル１２からの反射光は、図２に示すように、反射型液晶パネル１２による偏光方向の変調結果に応じてｓ偏光の直線偏光とｐ偏光の直線偏光とを含むことになるが、そのうちｓ偏光の反射光は偏光ビームスプリッター１１で反射されてＡ方向に出射され、ｐ偏光の反射光は偏光ビームスプリッター１１を透過してＤ方向に出射される。他方、反射型液晶パネル１３からの反射光は、図３に示すように、反射型液晶パネル１３による偏光方向の変調結果に応じてｓ偏光の直線偏光とｐ偏光の直線偏光とを含むことになるが、そのうちｓ偏光の反射光は偏光ビームスプリッター１１で反射されてＤ方向に出射され、ｐ偏光の反射光は偏光ビームスプリッター１１を透過してＡ方向に出射される。ここで、偏光ビームスプリッター１１によるｓ偏光又はｐ偏光への偏光方向の分離は、１対１の割合となるように調整する。
【００２６】
なお、往路及び復路に対応する偏光ビームスプリッター１１は、光ディスクの信号読み取り用に光ピックアップなどにおいて広く使用されている素子である。偏光ビームスプリッター１１は、図１などに示す平板型のほか、プリズム型のものなどを用いることができる。また、入射面１１ａなどの偏光分離面は、誘電体多層膜で形成したり、ワイヤーグリッドと呼ばれる金属線網で形成したりすることができる。
【００２７】
反射型液晶パネル１２及び反射型液晶パネル１３は、互いに同一画素数の複数画素分の電極と、液晶層、反射膜などを有して構成されていて、液晶によって画素毎に入射光の偏光方向を変調するとともに、反射膜で反射した光を出射する。また、反射型液晶パネル１２及び反射型液晶パネル１３は、透過型液晶パネル１０１、１０２及び１０３と互いに同一の画素数の画素を有している。反射型液晶パネル１２及び反射型液晶パネル１３では、制御部１７から入力される所定の制御信号に応じて、各画素の印加電圧を制御し、画素毎に液晶の配列割合を変化させることで、偏光方向を変化させる。反射型液晶パネル１２及び反射型液晶パネル１３では、画素に所定の電圧を印加した場合に入射光の偏光方向をλ／２（すなわちπだけ）変化させて出射し、電圧を印加しない場合に入射光の偏光方向を変化させずに出射する。ここで、偏光方向は、入射して液晶層を透過して反射膜に至るまでの経路と、反射膜で反射されて液晶層を再び透過して出射されるまでの経路との往復で、λ／２変化する。したがって、反射型液晶パネル１２及び反射型液晶パネル１３では、例えば画素に所定の定格電圧が印加された場合に、入射光がｐ偏光のときｓ偏光に変換されて出射され、入射光がｓ偏光のときｐ偏光に変換されて出射される。
【００２８】
λ／４板１４は、透過する光の偏光方向をπ／２変化させることで、直線偏光を円偏光（又は楕円偏光）に変換したり、円偏光（又は楕円偏光）を直線偏光に変換したりする偏光素子である。λ／４板１４は、クロスプリズム１０４で合成されたＲＧＢ３色の合成光を入射する。ここで、本実施形態では、透過型液晶パネル１０１、１０２及び１０３の出射光は直線偏光となっている。したがって、λ／４板１４からはＲＧＢ各色の合成光が円偏光（又は楕円偏光）に変換されて出射される。
【００２９】
リレーレンズ１５は、透過型液晶パネル１０１、１０２及び１０３の像を、反射型液晶パネル１２及び反射型液晶パネル１３で結像させる。したがって、反射型液晶パネル１２及び反射型液晶パネル１３で画素単位で精度良く偏光方向を変調することができる。
【００３０】
投写レンズ１６は、偏光ビームスプリッター１１からみてＤ方向に位置し、偏光ビームスプリッター１１から出射されたｓ偏光又はｐ偏光の直線偏光を入射し、図示していない投写スクリーンなどに投写光ＬＰを投写する。
【００３１】
制御部１７は、以下に述べるようにして、入力した立体映像を表す所定形式の画像信号に基づいて左右の画像用の画素が混在した画像を表す画像信号を生成する。そしてこの生成した画像信号に基づいて、透過型液晶パネル１０１、１０２及び１０３、並びに反射型液晶パネル１２及び反射型液晶パネル１３を制御する。制御部１７が生成する左右の画像用の画素が混在した画像を表す画像信号は、予め定めたパターンに従って画素を選択したり合成したりすることで、各パネルが有する複数画素のうちのほぼ半数の画素を左用の画素、残りのほぼ半数の画素を右用の画素とする画像を表す信号である。以下、図４〜図１０を参照して、制御部１７による透過型液晶パネル１０１、１０２及び１０３並びに反射型液晶パネル１２及び反射型液晶パネル１３の制御例について説明する。
【００３２】
なお、本実施形態の制御部１７による制御は、大きく分けて次の４通りに分類することができる。すなわち、透過型液晶パネル１０１、１０２及び１０３に面順次液晶パネルを用いる場合と線順次液晶パネルを用いる場合との２種類がある。さらに、左用の画素と右用の画素の変調パターンを時間で変化させる場合と変化させない場合との２種類がある。よって４種類の制御態様がある。以下では、図４に模式的に示した左目用画像２０１と対応する右目用画像２０２とを例として４種類の制御態様について説明する。ただし、図４は同一画素数の左目用画像２０１と右目用画像２０２とを示す図であり、「Ｌ」又は「Ｒ」の文字を囲った矩形が、左目用又は右目用の１画素に対応している。また、左目用画像２０１の向かって左上端９個の画素を画素Ｐ１１〜Ｐ１９として示している。また、左目用画像２０１の上４行の水平に並んだ画素群を画素群Ｌ１１〜Ｌ１４として示している。同様に、右目用画像２０２の向かって左上端９個の画素を画素Ｐ２１〜Ｐ２９として示している。また、右目用画像２０２の上４行の水平に並んだ画素群を画素群Ｌ２１〜Ｌ２４として示している。また、画素数については、入力された立体画像と、透過型液晶パネル１０１、１０２及び１０３並びに反射型液晶パネル１２及び反射型液晶パネル１３とが、すべて水平１６画素、垂直９画素であるとして説明する。
【００３３】
（１）まず、図５を参照して、面順次液晶パネルで、変調パターンを時間変化させない場合について説明する。図５は、透過型液晶パネル１０１、１０２及び１０３並びに反射型液晶パネル１２及び反射型液晶パネル１３の変調パターンをパターン３０１として模式的に示した図である。なお、投写レンズ１６に向かって合成された際に各対応する画素が重なり合うように、クロスプリズム１０４及び偏光ビームスプリッター１１での透過及び反射を考慮し、透過型液晶パネル１０１、１０２及び１０３並びに反射型液晶パネル１２及び反射型液晶パネル１３での各変調パターンは一部左右反転される。また、パターン３０１が含む複数の画素には、左目用画像２０１に対応する画素に文字「Ｌ」を、右目用画像２０２に対応する画素に文字「Ｒ」を付けている。また、パターン３０１の向かって左上端９個の画素を画素Ｐ３１〜Ｐ３９として示している。
【００３４】
この場合、透過型液晶パネル１０１、１０２及び１０３は、パターン３０１で示したように、左目用画像２０１に対応する画素Ｌと右目用画像２０２に対応する画素Ｒとを交互に含むように、すなわち市松模様となるように配列したパターンで変調される。いいかえれば、パターン３０１は、所定のパターンの画素Ｌとその所定のパターンを反転したパターンの画素Ｒとを含んでいる。また、各画素Ｌは、左目用画像２０１における対応する２個の画素Ｌを合成した画素であり、各画素Ｒは、右目用画像２０２における対応する２個の画素Ｒを合成した画素である。ここで２個の画素の合成の仕方はとくに限定されない。透過型液晶パネル１０１、１０２及び１０３は、画素Ｐ３１〜Ｐ３９などのパターン３０１内の各画素Ｌ又はＲのＲＧＢの各成分に基づいて、ＲＧＢ各色の光ＬＲ、ＬＧ及びＬＢをそれぞれ変調する。
【００３５】
なお、パターン３０１において、画素Ｐ３１は、図４の画素Ｐ１１と画素Ｐ１２とを合成した画素である。画素Ｐ３２は、図４の画素Ｐ２１と画素Ｐ２２とを合成した画素である。画素Ｐ３３は、図４の画素Ｐ１３とその右隣の画素とを合成した画素である。画素Ｐ３４は、図４の画素Ｐ２４と画素Ｐ２５とを合成した画素である。画素Ｐ３５は、図４の画素Ｐ１４と画素Ｐ１５とを合成した画素である。画素Ｐ３６は、図４の画素Ｐ２６とその右隣の画素とを合成した画素である。画素Ｐ３７は、図４の画素Ｐ１７と画素Ｐ１８とを合成した画素である。画素Ｐ３８は、図４の画素Ｐ２７と画素Ｐ２８とを合成した画素である。そして、画素Ｐ３９は、図４の画素Ｐ１９とその右隣の画素とを合成した画素である。
【００３６】
一方、反射型液晶パネル１２及び反射型液晶パネル１３は、次のようにして変調される。すなわち、反射型液晶パネル１２は、パターン３０１で示したように、例えば左目用画像２０１に対応する画素Ｌを変調し（すなわち電圧を印加し）、右目用画像２０２に対応する画素Ｒを変調しない（すなわち電圧を印加しない）。これとは逆に、反射型液晶パネル１３は、パターン３０１で示したように、例えば右目用画像２０２に対応する画素Ｒを変調し（すなわち電圧を印加し）、左目用画像２０１に対応する画素Ｌを変調しない（すなわち電圧を印加しない）。このようなパターンで変調することで、反射型液晶パネル１２では図１に示したように入射されたｓ偏光が画素Ｌではｐ偏光に変換され、画素Ｒではｓ偏光のまま変化しない。したがって、図２に示したように、反射型液晶パネル１２の画素Ｌで反射されたｐ偏光のみが、偏光ビームスプリッター１１を透過して、投写レンズ１６に入射する。反射型液晶パネル１２において画素Ｒで反射されたｓ偏光は偏光ビームスプリッター１１で反射され、投写レンズ１６には入射しない。他方、反射型液晶パネル１３では図１に示したように入射されたｐ偏光が画素Ｒではｓ偏光に変換され、画素Ｌではｐ偏光のまま変化しない。したがって、図３に示したように、反射型液晶パネル１３の画素Ｒで反射されたｓ偏光のみが、偏光ビームスプリッター１１で反射され、投写レンズ１６に入射する。反射型液晶パネル１３において画素Ｌで反射されたｐ偏光は偏光ビームスプリッター１１を透過し、投写レンズ１６には入射しない。したがって、投写レンズ１６には、反射型液晶パネル１２の画素Ｌで反射されたｐ偏光と、反射型液晶パネル１３の画素Ｒで反射されたｓ偏光とが入射することになる。この場合、反射型液晶パネル１２及び反射型液晶パネル１３の変調パターンは、時間的に変化することなく固定されている。
【００３７】
図５のパターン３０１を用いて制御部１７から所定の制御信号を出力することで、透過型液晶パネル１０１、１０２及び１０３並びに反射型液晶パネル１２及び反射型液晶パネル１３をパターン３０１で示したように変調することで、左目用の画像の偏光方向と右目用の画像の偏光方向とを異ならせることが可能となる。
【００３８】
なお、上記の説明では、例えば、図５の画素Ｐ３１を、図４で水平方向に配列する２個の画素Ｐ１１と画素Ｐ１２とを合成することで生成することとしたが、水平方向に合成するのではなく垂直方向に合成するようにしてもよい。すなわち、例えば、図５の画素Ｐ３１を、図４で垂直方向に配列する２個の画素Ｐ１１と画素Ｐ１４とを合成することで生成することもできる。また、２個の画素の合成せずに、いずれか１個の画素を選択してそのまま使用したり、時間的に選択する１個の画素の位置を変化させるようにしたり、あるいは、例えば３個以上の複数の画素を合成することで１個の画素を生成するようにしたりすることができる。
【００３９】
（２）次に、図６及ぶ図７を参照して、面順次液晶パネルを用いて、変調パターンを時間変化させる場合について説明する。図６及び図７は、透過型液晶パネル１０１、１０２及び１０３並びに反射型液晶パネル１２及び反射型液晶パネル１３の変調パターンをパターン３０２及び３０３として模式的に示した図である。パターン３０２とパターン３０３とは、フレーム周期に同期して、交互に繰り返し交代するパターンである。なお、投写レンズ１６に向かって合成された際に各対応する画素が重なり合うように、クロスプリズム１０４及び偏光ビームスプリッター１１での透過及び反射を考慮し、透過型液晶パネル１０１、１０２及び１０３並びに反射型液晶パネル１２及び反射型液晶パネル１３での各変調パターンは一部左右反転される。また、パターン３０２及び３０３が含む複数の画素には、左目用画像２０１に対応する画素に文字「Ｌ」を、右目用画像２０２に対応する画素に文字「Ｒ」を付けている。
【００４０】
この場合、透過型液晶パネル１０１、１０２及び１０３は、パターン３０２及びパターン３０３で示したように、左目用画像２０１に対応する画素Ｌと右目用画像２０２に対応する画素Ｒとを交互に含むように、すなわち市松模様となるように配列したパターンで変調される。また、パターン３０２とパターン３０３とは、画素単位で交互に画素Ｌと画素Ｒの位置を交代させたものである。いいかえれば、パターン３０２とパターン３０３とは、それぞれ、所定のパターンの画素Ｌとその所定のパターンを反転したパターンの画素Ｒとを含んでいる。ここで、パターン３０２では左上端の画素が「Ｌ」であるのに対して、パターン３０３では左上端の画素が「Ｒ」である。
【００４１】
また、図６及び図７に示した例では、図４に示した左目用画像２０１内の画素Ｌと、右目用画像２０２内の画素Ｒとを合成せずにそのまま、透過型液晶パネル１０１、１０２及び１０３の各画素の変調用に使用している。すなわち、図６のパターン３０２では、左上端９画素が左目用画像２０１内の画素Ｐ１１、Ｐ１３、Ｐ１５、Ｐ１７及びＰ１９と、右目用画像２０２内の画素Ｐ２２、Ｐ２４、Ｐ２６及びＰ２８とを含んで生成されている。他方、図７のパターン３０３では、左上端９画素が左目用画像２０１内の画素Ｐ１２、Ｐ１４、Ｐ１６及びＰ１８と、右目用画像２０２内の画素Ｐ２１、Ｐ２３、Ｐ２５、Ｐ２７及びＰ２９とを含んで生成されている。
【００４２】
透過型液晶パネル１０１、１０２及び１０３は、パターン３０２内の各画素Ｌ又はＲと、パターン３０３内の各画素Ｌ又はＲとのＲＧＢの各成分に基づいて、ＲＧＢ各色の光ＬＲ、ＬＧ及びＬＢをそれぞれ変調する。
【００４３】
一方、反射型液晶パネル１２及び反射型液晶パネル１３は、次のようにして変調される。すなわち、反射型液晶パネル１２は、パターン３０２又はパターン３０３として示したように、例えば左目用画像２０１に対応する画素Ｌを変調し（すなわち電圧を印加し）、右目用画像２０２に対応する画素Ｒを変調しない（すなわち電圧を印加しない）。これとは逆に、反射型液晶パネル１３は、パターン３０２又はパターン３０３として示したように、例えば右目用画像２０２に対応する画素Ｒを変調し（すなわち電圧を印加し）、左目用画像２０１に対応する画素Ｌを変調しない（すなわち電圧を印加しない）。このようなパターンで変調することで、反射型液晶パネル１２では図１に示したように入射されたｓ偏光が画素Ｌではｐ偏光に変換され、画素Ｒではｓ偏光のまま変化しない。したがって、図２に示したように、画素Ｌで反射されたｐ偏光のみが、偏光ビームスプリッター１１を透過して、投写レンズ１６に入射する。他方、反射型液晶パネル１２において画素Ｒで反射されたｓ偏光は偏光ビームスプリッター１１で反射され、投写レンズ１６には入射しない。
【００４４】
一方、反射型液晶パネル１３では図１に示したように入射されたｐ偏光が画素Ｒではｓ偏光に変換され、画素Ｌではｐ偏光のまま変化しない。したがって、図３に示したように、画素Ｒで反射されたｓ偏光のみが、偏光ビームスプリッター１１で反射され、投写レンズ１６に入射する。他方、反射型液晶パネル１３において画素Ｌで反射されたｐ偏光は偏光ビームスプリッター１１を透過し、投写レンズ１６には入射しない。したがって、投写レンズ１６には、反射型液晶パネル１２の画素Ｌで反射されたｐ偏光と、反射型液晶パネル１３の画素Ｒで反射されたｓ偏光とが入射することになる。この場合、反射型液晶パネル１２及び反射型液晶パネル１３の変調パターンは、パターン３０２とパターン３０３とを用いて時間的に変化する。
【００４５】
図５に示したパターン３０１では、図４の左目用画像２０１及び右目用画像２０２と比較した場合に画素Ｌと画素Ｒの個数が半分となり、かつ各画素の位置が固定されているので、解像度は低下することになる。これに対して、図６に示したパターン３０２と図７に示したパターン３０３とをフレーム周期に同期させて交互に用いた場合、各パターン３０２又はパターン３０３単体では図４の左目用画像２０１及び右目用画像２０２より画素Ｌと画素Ｒの個数が半分となって解像度は低下しているものの、時間的に各画素の位置を変化させることで、擬似的に解像度を向上させることができる。
【００４６】
図６のパターン３０２と図７のパターン３０３とを用いて制御部１７から所定の制御信号を出力することで、透過型液晶パネル１０１、１０２及び１０３並びに反射型液晶パネル１２及び反射型液晶パネル１３をパターン３０２及びパターン３０３で示したように変調することで、左目用の画像の偏光方向と右目用の画像の偏光方向とを異ならせることが可能となる。
【００４７】
なお、上記の説明では、図４の左目用画像２０１及び右目用画像２０２内の画素をそのまま選択的に用いて透過型液晶パネル１０１、１０２及び１０３を変調することとしているが、例えば２個以上の複数の画素を合成することで１個の画素を生成するようにしてもよい。
【００４８】
（３）次に、図８を参照して、線順次液晶パネルを用い、変調パターンを時間変化させない場合について説明する。図８は、透過型液晶パネル１０１、１０２及び１０３並びに反射型液晶パネル１２及び反射型液晶パネル１３の変調パターンをパターン３０４として模式的に示した図である。なお、投写レンズ１６に向かって合成された際に各対応する画素が重なり合うように、クロスプリズム１０４での透過及び反射を考慮し、透過型液晶パネル１０１、１０２及び１０３での各変調パターンは一部左右反転される。また、パターン３０４が含む複数の画素には、左目用画像２０１に対応する画素に文字「Ｌ」を右目用画像２０２に対応する画素に文字「Ｒ」を付けている。また、パターン３０４において水平に並んだ複数の画素からなる４組の画素群を上から順に画素群Ｌ３１〜Ｌ３４として示している。
【００４９】
この場合、透過型液晶パネル１０１、１０２及び１０３は、パターン３０４で示したように、左目用画像２０１に対応する複数の水平に並んだ画素Ｌと右目用画像２０２に対応する複数の水平に並んだ画素Ｒとを交互に含むように配列したパターンで変調される。いいかえれば、パターン３０４は、所定のパターンの画素Ｌとその所定のパターンを反転したパターンの画素Ｒとを含んでいる。また、画素群Ｌ３１と画素群Ｌ３３とは、図４の左目用画像２０１における対応する２行の画素群Ｌ１１及びＬ１２とＬ１３及びＬ１４とにおける各画素Ｌを垂直方向に合成した複数の画素から構成されている。また、画素群Ｌ３２と画素群Ｌ３４とは、図４の右目用画像２０２における対応する２行の画素群Ｌ２１及びＬ２２とＬ２３及びＬ２４とにおける各画素Ｒを垂直方向に合成した複数の画素から構成されている。透過型液晶パネル１０１、１０２及び１０３は、パターン３０４内の各画素Ｌ又はＲのＲＧＢの各成分に基づいて、画素群Ｌ３１、Ｌ３２、Ｌ３３、Ｌ３４、…の順に垂直方向を画素群を走査しながら、水平方向に各画素を走査することで、ＲＧＢ各色の光ＬＲ、ＬＧ及びＬＢをそれぞれ順次に変調する。
【００５０】
一方、反射型液晶パネル１２及び反射型液晶パネル１３は、次のようにして変調される。すなわち、反射型液晶パネル１２は、パターン３０４で示したように、例えば左目用画像２０１に対応する画素Ｌを変調し（すなわち電圧を印加し）、右目用画像２０２に対応する画素Ｒを変調しない（すなわち電圧を印加しない）。これとは逆に、反射型液晶パネル１３は、パターン３０４で示したように、例えば右目用画像２０２に対応する画素Ｒを変調し（すなわち電圧を印加し）、左目用画像２０１に対応する画素Ｌを変調しない（すなわち電圧を印加しない）。このようなパターンで変調することで、反射型液晶パネル１２では図１に示したように入射されたｓ偏光が画素Ｌではｐ偏光に変換され、画素Ｒではｓ偏光のまま変化しない。したがって、図２に示したように、画素Ｌで反射されたｐ偏光のみが、偏光ビームスプリッター１１を透過して、投写レンズ１６に入射する。反射型液晶パネル１２において画素Ｒで反射されたｓ偏光は偏光ビームスプリッター１１で反射され、投写レンズ１６には入射しない。他方、反射型液晶パネル１３では図１に示したように入射されたｐ偏光が画素Ｒではｓ偏光に変換され、画素Ｌではｐ偏光のまま変化しない。したがって、図３に示したように、画素Ｒで反射されたｓ偏光のみが、偏光ビームスプリッター１１で反射され、投写レンズ１６に入射する。また、反射型液晶パネル１３において画素Ｌで反射されたｐ偏光は偏光ビームスプリッター１１を透過し、投写レンズ１６には入射しない。したがって、投写レンズ１６には、反射型液晶パネル１２の画素Ｌで反射されたｐ偏光と、反射型液晶パネル１３の画素Ｒで反射されたｓ偏光とが入射することになる。この場合、反射型液晶パネル１２及び反射型液晶パネル１３の変調パターンは、時間的に変化することなく固定されている。
【００５１】
図８のパターン３０４を用いて制御部１７から所定の制御信号を出力することで、透過型液晶パネル１０１、１０２及び１０３並びに反射型液晶パネル１２及び反射型液晶パネル１３をパターン３０４で示したように変調し、左目用の画像の偏光方向と右目用の画像の偏光方向とを異ならせることが可能となる。
【００５２】
（４）次に、図９及び図１０を参照して、線順次液晶パネルを用い、変調パターンを時間変化させる場合について説明する。図９及び図１０は、透過型液晶パネル１０１、１０２及び１０３並びに反射型液晶パネル１２及び反射型液晶パネル１３の変調パターンをパターン３０５及びパターン３０６として模式的に示した図である。なお、投写レンズ１６に向かって合成された際に各対応する画素が重なり合うように、クロスプリズム１０４での透過及び反射を考慮し、透過型液晶パネル１０１、１０２及び１０３での各変調パターンは一部左右反転される。また、パターン３０５及びパターン３０６が含む複数の画素には、左目用画像２０１に対応する画素に文字「Ｌ」を右目用画像２０２に対応する画素に文字「Ｒ」を付けている。
【００５３】
この場合、透過型液晶パネル１０１、１０２及び１０３は、パターン３０５又はパターン３０６フレーム周期に同期して交互に用いながら、左目用画像２０１に対応する複数の水平に並んだ画素Ｌと右目用画像２０２に対応する複数の水平に並んだ画素Ｒとを交互に含むように配列したパターンで変調される。いいかえれば、パターン３０５及びパターン３０６は、それぞれ、所定のパターンの画素Ｌとその所定のパターンを反転したパターンの画素Ｒとを含んでいる。ただし、パターン３０５は、上から順に、図４に示した左目用画像２０１の画素群Ｌ１１、右目用画像２０２の画素群Ｌ２２、左目用画像２０１の画素群Ｌ１３、右目用画像２０２の画素群Ｌ２４、…というように、左目用画像２０１の奇数番目の画素群Ｌ１１、Ｌ１３、…と、右目用画像２０２の偶数番目の画素群Ｌ２２、Ｌ２４、…とを交互に含んでいる。また、パターン３０６は、上から順に、図４に示した右目用画像２０２の画素群Ｌ２１、左目用画像２０１の画素群Ｌ１２、右目用画像２０２の画素群Ｌ２３、左目用画像２０１の画素群Ｌ１４、…というように、右目用画像２０２の奇数番目の画素群Ｌ２１、Ｌ２３、…と、左目用画像２０１の偶数番目の画素群Ｌ１２、Ｌ１４、…とを交互に含んでいる。
【００５４】
透過型液晶パネル１０１、１０２及び１０３は、パターン３０５及びパターン３０６内の各画素Ｌ又はＲのＲＧＢの各成分に基づいて、画素群Ｌ１１、Ｌ２２、Ｌ１３、Ｌ２４、…の順又は画素群Ｌ２１、Ｌ１２、Ｌ２３、Ｌ１４、…の順に垂直方向を走査しながら、水平方向に各画素を走査することで、ＲＧＢ各色の光ＬＲ、ＬＧ及びＬＢをそれぞれ順次に変調する。
【００５５】
一方、反射型液晶パネル１２及び反射型液晶パネル１３は、次のようにして変調される。すなわち、反射型液晶パネル１２は、パターン３０５又は３０６で示したように、例えば左目用画像２０１に対応する画素Ｌを変調し（すなわち電圧を印加し）、右目用画像２０２に対応する画素Ｒを変調しない（すなわち電圧を印加しない）。これとは逆に、反射型液晶パネル１３は、パターン３０５又は３０６で示したように、例えば右目用画像２０２に対応する画素Ｒを変調し（すなわち電圧を印加し）、左目用画像２０１に対応する画素Ｌを変調しない（すなわち電圧を印加しない）。このようなパターンで変調することで、反射型液晶パネル１２では図１に示したように入射されたｓ偏光が画素Ｌではｐ偏光に変換され、画素Ｒではｓ偏光のまま変化しない。したがって、図２に示したように、画素Ｌで反射されたｐ偏光のみが、偏光ビームスプリッター１１を透過して、投写レンズ１６に入射する。反射型液晶パネル１２において画素Ｒで反射されたｓ偏光は偏光ビームスプリッター１１で反射され、投写レンズ１６には入射しない。他方、反射型液晶パネル１３では図１に示したように入射されたｐ偏光が画素Ｒではｓ偏光に変換され、画素Ｌではｐ偏光のまま変化しない。したがって、図３に示したように、画素Ｒで反射されたｓ偏光のみが、偏光ビームスプリッター１１で反射され、投写レンズ１６に入射する。反射型液晶パネル１３において画素Ｌで反射されたｐ偏光は偏光ビームスプリッター１１を透過し、投写レンズ１６には入射しない。したがって、投写レンズ１６には、反射型液晶パネル１２の画素Ｌで反射されたｐ偏光と、反射型液晶パネル１３の画素Ｒで反射されたｓ偏光とが入射することになる。この場合、反射型液晶パネル１２及び反射型液晶パネル１３の変調パターンは、時間的にパターン３０５及びパターン３０６で交互に変化する。
【００５６】
図９及び図１０のパターン３０５及びパターン３０６を用いて制御部１７から所定の制御信号を出力することで、透過型液晶パネル１０１、１０２及び１０３並びに反射型液晶パネル１２及び反射型液晶パネル１３をパターン３０５及びパターン３０６で示したように変調し、左目用の画像の偏光方向と右目用の画像の偏光方向とを異ならせることが可能となる。
【００５７】
上記の構成において、光学系装置１０は、次のように動作する。光学系装置１０は、外部から入射されたＲＧＢ（赤緑青）３成分の各色の光ＬＲ、ＬＧ及びＬＢを、透過型液晶パネル１０１、１０２及び１０３にそれぞれ入射する。他方、制御部１７は、入力された画像信号に基づいて図５〜図１０を参照して説明したようなパターンで選択あるいは合成した各画素のＲＧＢ各成分に応じて各制御信号を生成する。透過型液晶パネル１０１、１０２及び１０３は、この制御信号に基づいて、各画素の透過率を変化させ、ＲＧＢ３成分の各色の光ＬＲ、ＬＧ及びＬＢを画素毎にそれぞれ変調する。透過型液晶パネル１０１、１０２及び１０３の出射光は、外部から入射されたＲＧＢ３成分の各色の光ＬＲ、ＬＧ及びＬＢを制御部１７に入力された画像信号の各色の輝度に対応した各色の画像光となる。透過型液晶パネル１０１、１０２及び１０３によって変調された各色の光ＬＲ、ＬＧ及びＬＢは、クロスプリズム１０４によって合成された後、λ／４板１４で円偏光に変換される。
【００５８】
λ／４板１４で円偏光に変換されたＲＧＢ３色の合成光は、リレーレンズ１５を介して偏光ビームスプリッター１１に入射され、図１に示すように反射又は透過されることにより分割されて、反射型液晶パネル１２又は反射型液晶パネル１３で結像される。その際、偏光ビームスプリッター１１では、Ａ方向から入射した円偏光のうちｓ偏光成分の光がＢ方向に反射されるとともに、入射した円偏光のうちｐ偏光成分の光がＣ方向に透過する。
【００５９】
反射型液晶パネル１２又は反射型液晶パネル１３では、制御部１７から入力された各制御信号に基づいて入射光の偏光方向を画素毎に変化させた反射光を出射する。ここで、偏光方向の変化は、制御部１７からの制御信号に基づき図５〜図１０を参照して説明したようなパターンで、変調あり又は変調無しの状態に制御される。図１に示したように反射型液晶パネル１２では、入射したｓ偏光を、一方、変調ありの場合にはｐ偏光に変換して反射し、他方、変調無し場合には変換せずにｓ偏光のまま反射する。また、反射型液晶パネル１３では、入射したｐ偏光を、一方、変調ありの場合にｓ偏光に変換して反射し、他方、変調無しの場合には変換せずにｐ偏光のまま反射する。反射型液晶パネル１２又は反射型液晶パネル１３から出射された反射光は、Ｂ方向又はＣ方向に（ただし矢印の向きは逆向きで）進行し、偏光ビームスプリッター１１に入射する。
【００６０】
偏光ビームスプリッター１１は、反射型液晶パネル１２又は反射型液晶パネル１３で偏光方向を変調して反射されてきた直線偏光を入射し、偏光方向に応じて、ｓ偏光を反射し、ｐ偏光を透過することで、反射光と透過光を出射する。反射型液晶パネル１２から入射した直線偏光に含まれるｓ偏光とｐ偏光は、図２に示すように、ｓ偏光が反射されてＡ方向に出射され、ｐ偏光が透過してＤ方向に出射される。他方、反射型液晶パネル１３から入射した直線偏光に含まれるｓ偏光とｐ偏光は、図３に示すように、ｓ偏光が反射されてＤ方向に出射され、ｐ偏光が透過してＡ方向に出射される。この場合、図２に示したように、反射型液晶パネル１２から反射してきたｐ偏光とｓ偏光の直線偏光のうち、ｐ偏光のみが偏光ビームスプリッター１１を透過して投写レンズ１６に入射する。他方、図３に示したように、反射型液晶パネル１３から反射してきたｐ偏光とｓ偏光の直線偏光のうち、ｓ偏光のみが偏光ビームスプリッター１１で反射されて投写レンズ１６に入射する。すなわち、投写レンズ１６に入射される直線偏光は、反射型液晶パネル１２で偏光方向をｓ偏光からｐ偏光に変換されて反射されたｐ偏光と、反射型液晶パネル１３で偏光方向をｐ偏光からｓ偏光に変換されて反射されたｓ偏光とを合成したものとなる。
【００６１】
以上のようにして、クロスプリズム１０４で合成されたＲＧＢ各色の画像光が、２枚の反射型液晶パネル１２及び反射型液晶パネル１３で所定パターン又はそれを反転したパターンで変調され、投写レンズ１６に入射する。そして、投写レンズ１６は、図示していない投写スクリーンなどに投写光ＬＰを投写する。
【００６２】
図１１に投写レンズ１６から投写される投写光ＬＰが表す画像と、反射型液晶パネル１２及び反射型液晶パネル１３における偏光方向の変調状態とを模式的に示した。図１１（ａ）は投写レンズ１６から投写される投写光ＬＰが表す画像と一部の画素を拡大したものを示している。Ｌで示した画素が左目用の画素であり、Ｒで示した画素が右目用の画素である。図１１（ｂ）は、反射型液晶パネル１２における変調状態を一部の画素を拡大して示している。Ｌで示した画素が変調あり、網掛けしてＲで示した画素が変調無しの状態を示している。同様に、図１１（ｃ）は、反射型液晶パネル１３における変調状態を一部の画素を拡大して示している。Ｒで示した画素が変調あり、網掛けしてＬで示した画素が変調無しの状態を示している。なお、反射型液晶パネル１３から投写レンズ１６へと進む光は偏光ビームスプリッター１１で左右反転されるため、反射型液晶パネル１２を経由した投写光ＬＰと対応するため、反射型液晶パネル１３での実際の変調状態は図１１（ｃ）に示す状態を左右反転したものである。
【００６３】
また、図１２及び図１３は、反射型液晶パネル１２及び反射型液晶パネル１３で変調状態を時間変化させる場合に投写レンズ１６から投写される投写光ＬＰが表す画像と、反射型液晶パネル１２及び反射型液晶パネル１３における偏光方向の変調状態とを模式的に示している。図１２は、左目用の画素Ｌと右目用の画素Ｒとを市松模様状態で配列した場合、図１３は、左目用の画素群Ｌと右目用の画素群Ｒとを垂直方向に交互に配列した場合を示している。図１２は、上から順に、投写光ＬＰが表す画像と、反射型液晶パネル１２の変調状態と、反射型液晶パネル１３の変調状態とを示している。また、Ｌで示した画素が左目用の画素であり、Ｒで示した画素が右目用の画素である。また反射型液晶パネル１２及び反射型液晶パネル１３での変調状態は、網掛け無しが変調あり、網掛けありが変調無しを示している。図１３は、上から順に、投写光ＬＰが表す画像と、反射型液晶パネル１２の変調状態と、反射型液晶パネル１３の変調状態とを示している。また、Ｌで示した画素群が、左目用の画素群、Ｒで示した画素群が右目用の画素群である。また反射型液晶パネル１２及び反射型液晶パネル１３での変調状態は、網掛け無しが変調あり、網掛けありが変調無しを示している。
【００６４】
以上のように、本実施形態によれば、１フレームの画像中に、所定パターンで例えば左目用の画像を含ませるとともに、その所定のパターンを反転したパターンで例えば右目用の画像を含ませ、かつ、その所定パターンで２枚の反射型液晶パネルを変調することで、左目用の画像の偏光方向と右目用の画像の偏光方向を異ならせることが可能となる。すなわち、各フレームの画像中に常に左目用の画像と右目用の画像とを混在させておくことが可能となる。つまり、一定のパターンで左右の画像を同時に視聴することができるようになる。よって、左右の画像を同時に視聴しないことに関連して発生するフリッカを防止することができる。
【００６５】
次に、図１４を参照して、図１などを参照して説明した光学系装置１０を用いた液晶プロジェクター（表示装置）の構成例について説明する。なお、図１４において、図１などに示したものと同一の構成には同一の符号を付けて説明を省略する。図１４に示した液晶プロジェクター１は、図１などを参照して説明した光学系装置１０、光源２１、偏光素子２２、全反射ミラー２３、ダイクロイックミラー２４、全反射ミラー２５、ダイクロイックミラー２６、全反射ミラー２７、及び全反射ミラー２８を備えている。
【００６６】
上記の構成において、光源２１から放射された自然光ＬＮは、偏光素子２２を透過することで所定の偏光方向の直線偏光に変換される。偏光素子２２からの出射光は、全反射ミラー２３で反射され、続いてダイクロイックミラー２４でＲＧＢのＢ成分の光ＬＢと、それ以外の光ＬＲＧとに分離される。ダイクロイックミラー２４で反射されたＢ成分の光ＬＢは、全反射ミラー２５で反射され、透過型液晶パネル１０３に入射する。ダイクロイックミラー２４を透過したＢ成分以外の光ＬＲＧは、ダイクロイックミラー２６でＲＧＢのＧ成分の光ＬＧと、Ｒ成分の光ＬＲとに分離される。ダイクロイックミラー２６で反射されたＧ成分の光ＬＧは、透過型液晶パネル１０２に入射する。ダイクロイックミラー２６を透過したＲ成分の光ＬＲは、全反射ミラー２７と全反射ミラー２８とによって反射され、透過型液晶パネル１０１に入射する。
【００６７】
そして、光学系装置１０では、図１などを参照して説明したようにして、ＲＧＢ各色の光ＬＲ、ＬＧ及びＬＢが、制御部１７に入力された画像信号に基づき所定のパターンに従って生成された左目用画素と右目用画素とが混在する画像の各画素のＲＧＢ各成分に応じて透過型液晶パネル１０１、１０２及び１０３によって変調される。さらに、光ＬＲ、ＬＧ及びＬＢの変調光をクロスプリズム１０４で合成した直線偏光の合成光が、λ／４板１４で円偏光に変換された後、リレーレンズ１５を介して偏光ビームスプリッター１１に入射する。偏光ビームスプリッター１１では、円偏光の合成光がｓ偏光成分とｐ偏光成分とに分離され、反射型液晶パネル１２及び反射型液晶パネル１３に入射される。反射型液晶パネル１２及び反射型液晶パネル１３に入射された光は、制御部１７によって上記の所定のパターンとその反転パターンとを用いて偏光方向が変調される。反射型液晶パネル１２及び反射型液晶パネル１３で変調された直線偏光は、偏光ビームスプリッター１１で透過又は反射されて投写レンズ１６に入射する。そして、投写レンズ１６は、図示していない投写スクリーンなどに投写光ＬＰを投写する。これを偏光素子を備える眼鏡を用いて視聴することで、左目用画像と右目用画像とを左右の目で別々にかつ同時に（すなわち時分割ではなく）視聴することができる。
【００６８】
なお、光学系装置１０を用いた液晶プロジェクターの構成は、図１４に示したものに限らず、偏光素子、ダイクロイックミラー、全反射ミラーの個数や配置は変更可能である。また、さらに、コンデンサーレンズなどのレンズを設けるようにすることもできる。
【００６９】
本発明の実施の形態は、上記のものに限定されず、各光学素子の配置や個数は適宜変更可能である。例えば、リレーレンズ１５に代えてあるいは加えて、透過型液晶パネル１０１〜１０３のそれぞれに対向するコンデンサーレンズを設けたり、投写レンズ１６を複数のレンズから構成するようにしたりする変更などを行うことができる。
【００７０】
なお、本願の特許請求の範囲に記載して構成と上記実施形態の構成との対応は次のとおりである。「偏光分離素子」は偏光ビームスプリッター１１に対応している。「第１〜第４の方向」が、Ａ〜Ｄ方向に対応している。「第１の偏光方向」がｓ偏光に対応している。「第２の偏光方向」がｐ偏光に対応している。「第１の反射型液晶パネル」が反射型液晶パネル１２に対応している。「第２の反射型液晶パネル」が反射型液晶パネル１３に対応している。「所定の画像信号」が制御部１７で生成される左右の画像の画素が混在した画像を表す画像信号に対応している。「第１の制御信号」が制御部１７から反射型液晶パネル１２に入力される制御信号に対応している。「第２の制御信号」が制御部１７から反射型液晶パネル１３に入力される制御信号に対応している。「リレーレンズ」がリレーレンズ１５に対応している。「光源」が光源２１に対応している。「制御手段」が制御部１７に対応している。「変調手段」が、透過型液晶パネル１０１〜１０３と、クロスプリズム１０４と、λ／４板１４とを組み合わせた構成に対応している。「投写レンズ」が投写レンズ１６に対応している。
【符号の説明】
【００７１】
１  液晶プロジェクター
１０  光学系装置
１１  偏光ビームスプリッター
１２  反射型液晶パネル
１３  反射型液晶パネル
１４  λ／４板
１５  リレーレンズ
１６  投写レンズ
１７  制御部
２１  光源
１０１〜１０３  透過型液晶パネル
１０４  クロスプリズム
【図１】
2013190727.tif 000003
【図２】
2013190727.tif 000004
【図３】
2013190727.tif 000005
【図４】
2013190727.tif 000006
【図５】
2013190727.tif 000007
【図６】
2013190727.tif 000008
【図７】
2013190727.tif 000009
【図８】
2013190727.tif 000010
【図９】
2013190727.tif 000011
【図１０】
2013190727.tif 000012
【図１２】
2013190727.tif 000013
【図１３】
2013190727.tif 000014
【図１４】
2013190727.tif 000015
【図１５】
2013190727.tif 000016
【図１１】
2013190727.tif 000017