(57)【要約】【課題】適切に画像を表示できるプロジェクター及び画像表示システムを提供する。【解決手段】光源装置４１、光変調装置４６及び投射光学装置４７と、第１及び第２ホイール４２１，４２２と、制御装置とを備え、第１ホイール４２１は、第１画像に対応する複数の色光を透過させる第１色分離領域と、当該複数の色光を含む光を透過させる第１透過領域とを有し、第２ホイール４２２は、第２画像に対応する複数の色光及び第３画像に対応する複数の色光をそれぞれ透過させる第２及び第３色分離領域と、当該複数の色光を含む光を透過させる第２透過領域とを有する。第１〜第３色分離領域で分離された色光は、それぞれ光の性質が異なり、制御装置は、第１画像を投射する際には光路上に第２透過領域を配置させた状態で第１ホイール４２１を回転させ、第２及び第３画像を投射する際には光路上に第１透過領域を配置させた状態で第２ホイール４２２を回転させる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１画像を投射するモードと、第２画像及び第３画像を投射するモードとで切り替え可能なプロジェクターであって、
光源装置と、
当該光源装置から出射された光を変調する光変調装置と、
変調された光を投射する投射光学装置と、
前記光源装置から前記光変調装置に入射される光の光路上に回転可能に配置され、前記光源装置からの光を前記第１画像に対応する複数の色光に分離して透過させる第１色分離領域と、前記複数の色光を含む光を透過させる第１透過領域とを有する第１ホイールと、
前記光源装置から前記光変調装置に入射される光の光路上に回転可能に配置され、前記光源装置からの光を前記第２画像に対応する複数の色光に分離して透過させる第２色分離領域と、前記第３画像に対応する複数の色光に分離して透過させる第３色分離領域と、前記複数の色光を含む光を透過させる第２透過領域とを有する第２ホイールと、
前記光変調装置、前記第１ホイール及び前記第２ホイールの動作を制御する制御装置とを備え、
前記第１色分離領域、前記第２色分離領域及び前記第３色分離領域で分離された色光は、それぞれ光の性質が異なり、
前記制御装置は、
前記第１画像を投射する際には、前記光路上に前記第２透過領域が配置された状態に前記第２ホイールを維持し、前記第１ホイールを回転させて、前記第１画像を前記光変調装置に形成させ、
前記第２画像及び前記第３画像を投射する際には、前記光路上に前記第１透過領域が配置された状態に前記第１ホイールを維持し、前記第２ホイールを回転させて、前記第２画像及び前記第３画像を前記光変調装置に形成させる
ことを特徴とするプロジェクター。
【請求項２】
請求項１に記載のプロジェクターにおいて、
前記第１ホイールの前記第１色分離領域は、第１色光、第２色光及び第３色光をそれぞれ透過し、対応する色光以外の色光を遮断する第１色光透過領域、第２色光透過領域及び第３色光透過領域を備え、
前記第２ホイールの前記第２色分離領域は、
第４色光、第５色光及び第６色光をそれぞれ透過し、対応する色光以外の色光を遮断する第４色光透過領域、第５色光透過領域及び第６色光透過領域を備え、
前記第２ホイールの前記第３色分離領域は、
第７色光、第８色光及び第９色光をそれぞれ透過し、対応する色光以外の色光を遮断する第７色光透過領域、第８色光透過領域及び第９色光透過領域を備え、
前記第１色光、前記第２色光、前記第３色光、前記第４色光、前記第５色光、前記第６色光、前記第７色光、前記第８色光及び前記第９色光は、それぞれ波長域が異なる
ことを特徴とするプロジェクター。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載のプロジェクターにおいて、
前記第２色分離領域と、前記第３色分離領域とには、それぞれ異なる偏光方向の光を透過させる偏光素子が設けられている
ことを特徴とするプロジェクター。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれかに記載のプロジェクターにおいて、
前記第２画像及び前記第３画像を投射する際に、前記光変調装置は、前記光路上に前記第２透過領域が位置するタイミングで黒画像を形成する
ことを特徴とするプロジェクター。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれかに記載のプロジェクターと、
前記第２色分離領域を透過する色光を透過させ、前記第３色分離領域を透過する色光を遮断する第１分離部、及び、前記第３色分離領域を透過する色光を透過させ、前記第２色分離領域を透過する色光を遮断する第２分離部の少なくともいずれかを備える眼鏡とを備える
ことを特徴とする画像表示システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プロジェクター及び画像表示システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、光源と、当該光源から出射された光を変調する光変調装置と、変調された光をスクリーン等の被投射面上に投射する投射光学装置とを有するプロジェクターが知られている。このようなプロジェクターに用いられる光変調装置として、透過型又は反射型の液晶パネルや、ＤＭＤ（Digital Micromirror Device：米国Texas Instruments社の登録商標）が採用される場合がある。
【０００３】
ところで、近年、視差画像である右目用画像及び左目用画像を形成し、これらを観察者の右目及び左目にそれぞれ個別に入射させることで、視差により立体視可能な画像（以下「３次元画像」と略す場合がある）を表示する画像表示装置が提案されている（例えば、特許文献１）。
【０００４】
この特許文献１に記載のプロジェクターには、光変調装置として前述のＤＭＤが採用され、光源から当該ＤＭＤに至る光の光路上に、偏光板ホイール及びカラーホイールが配置されている。
偏光板ホイールには、第１偏光領域、第２偏光領域及び無偏光領域が設けられている。これらのうち、第１偏光領域は、ホイールの半径方向に直交する第１偏光成分を透過させ、他の偏光成分（例えば第２偏光成分）を遮断する。また、第２偏光領域は、ホイールの半径方向に平行な第２偏光成分を透過させ、他の偏光成分（例えば第１偏光成分）を遮断する。なお、無偏光領域は、入射光の全ての偏光成分を透過させる。
カラーホイールには、入射光のうち、赤成分を透過させるＲ領域と、緑成分を透過させるＧ領域と、青成分を透過させるＢ領域と、全ての色成分を透過させるＷ領域とが設けられている。
【０００５】
そして、当該プロジェクターにおいて２次元画像を表示する場合には、光路上に無偏光領域が位置する状態で偏光ホイールは停止させ、カラーホイールを回転させて、当該無偏光領域及びカラーホイールを透過した色光に応じた色画像をＤＭＤが形成することにより、当該２次元画像を形成及び投射する。
一方、３次元画像を表示する場合には、偏光板ホイールとカラーホイールとを同期して回転させ、当該偏光ホイール及びカラーホイールを透過した色光に応じた色画像をＤＭＤにより形成する。これにより、第１偏光成分により構成される赤画像、緑画像及び青画像と、第２偏光成分により構成される赤画像、緑画像及び青画像が形成及び投射される。そして、観察者は、右目及び左目の一方の目に応じた位置に前述の第１偏光領域と同様のフィルターが設けられ、他方の目に応じた位置に前述の第２偏光領域と同様のフィルターが設けられた眼鏡を介して当該各画像を観察することで、３次元画像を観察する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１１−４８０７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、前述の特許文献１に記載のプロジェクターでは、３次元画像を表示する場合には、偏光板ホイール及びカラーホイールのそれぞれを同期させて回転させる必要がある。このため、例えば、各ホイールの回転の位相がずれた場合や、各ホイールの回転速度が変化してしまうと、３次元画像を適切に表示できないという問題がある。
【０００８】
本発明の目的は、適切に画像を表示できるプロジェクター及び画像表示システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記した目的を達成するために、本発明の一態様に係るプロジェクターは、第１画像を投射するモードと、第２画像及び第３画像を投射するモードとで切り替え可能なプロジェクターであって、光源装置と、当該光源装置から出射された光を変調する光変調装置と、変調された光を投射する投射光学装置と、前記光源装置から前記光変調装置に入射される光の光路上に回転可能に配置され、前記光源装置からの光を前記第１画像に対応する複数の色光に分離して透過させる第１色分離領域と、前記複数の色光を含む光を透過させる第１透過領域とを有する第１ホイールと、前記光源装置から前記光変調装置に入射される光の光路上に回転可能に配置され、前記光源装置からの光を前記第２画像に対応する複数の色光に分離して透過させる第２色分離領域と、前記第３画像に対応する複数の色光に分離して透過させる第３色分離領域と、前記複数の色光を含む光を透過させる第２透過領域とを有する第２ホイールと、前記光変調装置、前記第１ホイール及び前記第２ホイールの動作を制御する制御装置とを備え、前記第１色分離領域、前記第２色分離領域及び前記第３色分離領域で分離された色光は、それぞれ光の性質が異なり、前記制御装置は、前記第１画像を投射する際には、前記光路上に前記第２透過領域が配置された状態に前記第２ホイールを維持し、前記第１ホイールを回転させて、前記第１画像を前記光変調装置に形成させ、前記第２画像及び前記第３画像を投射する際には、前記光路上に前記第１透過領域が配置された状態に前記第１ホイールを維持し、前記第２ホイールを回転させて、前記第２画像及び前記第３画像を前記光変調装置に形成させることを特徴とする。
【００１０】
なお、第１画像に対応する複数の色光とは、第１画像を形成するための複数の色光であり、換言すると、第１画像用の複数の色光を示すものである。第２画像に対応する複数の色光、及び、第３画像に対応する複数の色光も、同様である。
また、第１色分離領域を透過する第１画像に対応する複数の色光の性質と、第２色分離領域を透過する第２画像に対応する複数の色光の性質と、第３色分離領域を透過する第３画像に対応する複数の色光の性質とが異なるとは、それぞれ偏光方向が相違することや、波長域が相違することを例示できる。
【００１１】
本発明によれば、第１画像が投射される場合には、光源装置から出射される光の光路上に第２透過領域が位置した状態で第２ホイールの回転は停止され、第１ホイールのみが回転される。この際、光源装置から出射された光は、第１ホイールの第１色分離領域に入射され、第１画像に対応する複数の色光が、第１色分離領域をそれぞれ個別に透過する。これら各色光は、第２ホイールの第２透過領域を透過して、光変調装置に入射され、当該各色光により、第１画像が形成される。
【００１２】
一方、第２画像及び第３画像が投射される場合には、上記光路上に第１透過領域が位置した状態で第１ホイールの回転は停止され、第２ホイールのみが回転される。この際、光源装置から出射された光に含まれる第２画像に対応する複数の色光及び第３画像に対応する複数の色光は、第１透過領域を透過して、第２ホイールに入射される。この第２ホイールの第２色分離領域を透過した第２画像に対応する複数の色光は、それぞれ個別に光変調装置に入射され、これら各色光により、第２画像が形成される。また、第２ホイールの第３色分離領域を透過した第３画像に対応する複数の色光も、それぞれ個別に光変調装置に入射され、これら各色光により、第３画像が形成される。
この第２色分離領域を透過する光（第２画像に対応する複数の色光）と、第３色分離領域を透過する光（第３画像に対応する複数の色光）とは、それぞれ性質が異なる。このため、当該性質に基づいて、第２画像と第３画像とを分離可能である。
【００１３】
このような構成によれば、第１画像を投射する場合と、第２画像及び第３画像を投射する場合とにおいて、第１ホイール及び第２ホイールのうちの一方が回転され、他方が停止される。このため、前述の特許文献１に記載のプロジェクターで生じる各ホイールの回転のずれが生じることがない。従って、第１画像を適切に表示できるだけでなく、第２画像及び第３画像を構成する各色光の性質が分離できない状態に変化することを防止できるので、当該第２画像及び第３画像を適切に表示できる。
また、上記構成によれば、第１ホイールと第２ホイールとを同期させて回転させる必要がない。これにより、前述の特許文献１に記載のプロジェクターに比べて、制御装置による第１ホイール及び第２ホイールの回転制御を簡略化できる。
【００１４】
ここで、前述の特許文献１に記載のプロジェクターでは、カラーホイールに設けられたＲ領域、Ｇ領域及びＢ領域に何らかの不具合が生じた場合、画像を形成できない。
これに対し、本発明では、第１ホイール及び第２ホイールの一方に不具合が生じた場合でも、他方を用いて画像を形成できる。従って、プロジェクターの機能を担保できる。
【００１５】
本発明では、前記第１ホイールの前記第１色分離領域は、第１色光、第２色光及び第３色光をそれぞれ透過し、対応する色光以外の色光を遮断する第１色光透過領域、第２色光透過領域及び第３色光透過領域を備え、前記第２ホイールの前記第２色分離領域は、第４色光、第５色光及び第６色光をそれぞれ透過し、対応する色光以外の色光を遮断する第４色光透過領域、第５色光透過領域及び第６色光透過領域を備え、前記第２ホイールの前記第３色分離領域は、第７色光、第８色光及び第９色光をそれぞれ透過し、対応する色光以外の色光を遮断する第７色光透過領域、第８色光透過領域及び第９色光透過領域を備え、前記第１色光、前記第２色光、前記第３色光、前記第４色光、前記第５色光、前記第６色光、前記第７色光、前記第８色光及び前記第９色光は、それぞれ波長域が異なることが好ましい。
【００１６】
本発明によれば、第２画像及び第３画像をそれぞれ形成する各色光の波長域の相違により、当該第２画像及び第３画像を確実に分離できる。例えば、第２色分離領域を透過する第４色光、第５色光及び第６色光（第２画像に対応する第４色光、第５色光及び第６色光）を透過し、他の色光を遮断するバンドパスフィルター、及び、第３色分離領域を透過する第７色光、第８色光及び第９色光（第３画像に対応する第７色光、第８色光及び第９色光）を透過し、他の色光を遮断するバンドパスフィルターを用いることで、第２画像及び第３画像を確実に分離できる。従って、第２画像及び第３画像を個別に確実に視認できる。
【００１７】
本発明では、前記第２色分離領域と、前記第３色分離領域とには、それぞれ異なる偏光方向の光を透過させる偏光素子が設けられていることが好ましい。
なお、当該偏光素子が透過する光としては、直線偏光（Ｓ偏光及びＰ偏光）を例示できる他、円偏光（右円偏光及び左円偏光）を例示できる。
本発明によれば、第２画像及び第３画像をそれぞれ形成する光の偏光方向の相違により、当該第２画像及び第３画像を確実に分離できる。従って、第２画像及び第３画像を個別に確実に視認できる。
【００１８】
本発明では、前記第２画像及び前記第３画像を投射する際に、前記光変調装置は、前記光路上に前記第２透過領域が位置するタイミングで黒画像を形成することが好ましい。
ここで、前述の光の性質の相違によって第２画像及び第３画像を分離して、当該第２画像及び第３画像の一方を右目にて観察させ、他方を左目にて観察させる場合、回転される第２ホイールの第２透過領域が上記光路上に位置するタイミングで、不要な光が両目にて同時に視認される。このような光は、第２画像及び第３画像を劣化させるノイズとなる。
これに対し、上記光路上に第２透過領域が位置するタイミングで黒画像が形成されることにより、当該不要な光が両目にて同時に視認されることを抑制できる。従って、第２画像及び第３画像の劣化を抑制できる。
【００１９】
また、本発明の一態様に係る画像表示システムは、前述のプロジェクターと、前記第２色分離領域を透過する色光を透過させ、前記第３色分離領域を透過する色光を遮断する第１分離部、及び、前記第３色分離領域を透過する色光を透過させ、前記第２色分離領域を透過する色光を遮断する第２分離部の少なくともいずれかを備える眼鏡とを備えることを特徴とする。
【００２０】
本発明によれば、前述のプロジェクターと同様の効果を奏することができる。
また、眼鏡が、第１分離部及び第２分離部の少なくともいずれかを備えることにより、当該眼鏡を装着することで、観察者は、第２画像及び第３画像の少なくともいずれかを確実に観察できる。なお、当該眼鏡が、観察者の右目及び左目に応じた位置にそれぞれ設けられる第１分離部及び第２分離部を備え、プロジェクターが第２画像及び第３画像として、それぞれ視差画像である右目用画像及び左目用画像を投射する構成であれば、当該眼鏡により、観察者の右目に右目用画像を入射させ、左目に左目用画像を入射させることも可能となる。この場合、視差により立体視可能な画像を視認できる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の第１実施形態に係る画像表示システムの構成を示す模式図。
【図２】前記第１実施形態における光学ユニットの構成を示す模式図。
【図３】前記第１実施形態における第１ホイールの構成を示す図。
【図４】前記第１実施形態における第２ホイールの構成を示す図。
【図５】前記第１実施形態における回転装置及び制御装置の構成を示すブロック図。
【図６】前記第１実施形態における色分離装置を透過した光を示す図。
【図７】前記第１実施形態における色分離装置を透過した光を示す図。
【図８】本発明の第２実施形態に係る画像表示システムの構成を示す模式図。
【図９】前記第２実施形態における第２ホイールの構成を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
［第１実施形態］
以下、本発明の第１実施形態について、図面に基づいて説明する。
図１は、本実施形態に係る画像表示システム１Ａの構成を示す模式図である。
本実施形態に係る画像表示システム１Ａは、図１に示すように、第１画像、第２画像及び第３画像をそれぞれ投射可能なプロジェクター２Ａと、当該各画像が投射及び表示されるスクリーンＳｃと、３次元画像観察用の眼鏡９Ａとを備える。
なお、本実施形態では、プロジェクター２Ａにより投射される第１画像は、２次元画像であり、第２画像及び第３画像は、３次元画像（視差画像である右目用画像及び左目用画像により構成され、立体視可能な画像）を構成する右目用画像及び左目用画像である。なお、２次元画像及び３次元画像は、それぞれ静止画及び動画を含む。
【００２３】
［眼鏡の構成］
眼鏡９Ａは、３次元画像の表示時に観察者により使用される。この眼鏡９Ａは、観察者の右目に応じた位置に設けられる右目用分離部９１Ｒと、左目に応じた位置に設けられる左目用分離部９１Ｌと、これらを支持するフレーム９２とを有する。
右目用分離部９１Ｒ及び左目用分離部９１Ｌは、本発明の第１分離部及び第２分離部にそれぞれ相当する。これらのうち、右目用分離部９１Ｒは、右目用画像を透過し、左目用画像を遮断する機能を有する。また、左目用分離部９１Ｌは、左目用画像を透過し、右目用画像を遮断する機能を有する。
【００２４】
このような眼鏡９Ａを使用することで、プロジェクター２Ａによる３次元画像の投射時に、観察者の右目に右目用画像を入射させ、当該観察者の左目に左目用画像を入射させることができる。そして、これら右目用画像及び左目用画像を右目及び左目によりそれぞれ個別に観察することで、視差による立体画像（３次元画像）が視認される。
なお、右目用分離部９１Ｒ及び左目用分離部９１Ｌの構成については、後に詳述する。
【００２５】
［プロジェクターの構成］
図２は、プロジェクターの構成を示す模式図である。
プロジェクター２Ａは、入力される画像情報に応じた画像を形成及び投射するものである。このプロジェクター２Ａは、第１画像（２次元画像）を表示する２次元画像表示モードと、第２画像及び第３画像（３次元画像）を表示する３次元画像表示モードとを切り替えて実行可能に構成されている。なお、３次元画像を表示する場合、本実施形態に係るプロジェクター２Ａは、いわゆる波長分割方式に応じた３次元画像を形成及び表示する。
このようなプロジェクター２Ａは、図２に示すように、画像を形成及び投射する光学ユニット４と、当該光学ユニット４の後述する第１ホイール４２１及び第２ホイール４２２をそれぞれ回転させる回転装置５（図５参照）と、制御装置６（図５参照）と、これらを内部に収納する外装筐体３とを備える。
なお、図示を省略したが、プロジェクター２Ａは、これらの他に、当該プロジェクター２Ａの構成部品に電力を供給する電源装置や、冷却対象を冷却する冷却装置を備える。
【００２６】
［光学ユニットの構成］
光学ユニット４は、制御装置６から入力される画像信号に応じた画像を投射する。この光学ユニット４は、光源装置４１、色分離装置４２、均一化装置４３、集光レンズ４４、反射ミラー４５、光変調装置４６及び投射光学装置４７を備える。
光源装置４１は、超高圧水銀ランプ等の放電発光型の光源ランプ４１１と、当該光源ランプ４１１の一端側に取り付けられる第１反射鏡４１２と、当該光源ランプ４１１の他端側に取り付けられる第２反射鏡４１３と、点灯制御装置４１４（図５参照）とを備える。
【００２７】
光源ランプ４１１は、略球状の発光部４１１１と、発光部４１１１の両端から互いに反対方向に延出する封止部４１１２，４１１３とを有する。この発光部４１１１の内部には、一対の電極及び発光物質が封入された放電空間が形成されている。
第２反射鏡４１３は、発光部４１１１における封止部４１１３側の外面を覆い、当該発光部４１１１から入射される光を、第１反射鏡４１２に向けて反射させる。
【００２８】
第１反射鏡４１２は、封止部４１１２に取り付けられ、発光部４１１１及び第２反射鏡４１３から入射される光を反射させて、照明光軸Ａ上の焦点位置に収束させる。この照明光軸Ａは、光源装置４１から出射される光の中心軸を示すものであり、当該光の光路上に位置することと、照明光軸Ａ上に位置することとは同義である。
なお、本実施形態では、第１反射鏡４１２は、回転楕円面を有する楕円面リフレクターで構成されているが、回転放物面を有する放物面リフレクターや、自由曲面リフレクターで構成してもよい。
点灯制御装置４１４は、制御装置６から入力される制御信号に基づいて、光源ランプ４１１の点灯状態（点灯、消灯及び発光輝度）を制御する。
【００２９】
色分離装置４２は、光源装置４１から出射された光から、第１画像（２次元画像）に対応する複数の色光、第２画像（右目用画像）に対応する複数の色光、及び、第３画像（左目用画像）に対応する複数の色光を分離して透過させる機能と、当該出射された光を分離せずに透過させる機能とを有する。この色分離装置４２は、それぞれ、光源装置４１から光変調装置４６に入射される光の光路上（照明光軸Ａ上）に回転可能に配置されるカラーホイールである第１ホイール４２１及び第２ホイール４２２を有する。
【００３０】
図３は、第１ホイール４２１における光入射側の面Ｆ１を示す模式図である。
第１ホイール４２１は、第１画像（２次元画像）を形成及び投射する際に、回転装置５の後述する第１駆動部５１（図５参照）により回転される。この第１ホイール４２１には、図３に示すように、第１画像に対応する複数の色光である赤色光、緑色光及び青色光をそれぞれ個別に透過させる第１色分離領域ＣＳＲと、当該複数の色光を含む光を透過する第１透過領域ＷＲ１とが形成されている。
【００３１】
第１色分離領域ＣＳＲには、入射される光のうち、第１画像に対応する第１色光である赤色光を透過させ、他の色光を遮断する赤透過領域ＲＲ１（第１色光透過領域）と、第１画像に対応する第２色光である緑色光を透過させ、他の色光を遮断する緑透過領域ＧＲ１（第２色光透過領域）と、第１画像に対応する第３色光である青色光を透過させ、他の色光を遮断する青透過領域ＢＲ１（第３色光透過領域）とが形成されている。
第１透過領域ＷＲ１は、光源装置４１から入射される光（白色光）をほぼそのまま透過させる領域である。すなわち、第１透過領域ＷＲ１は、可視光領域の光の損失をほぼ生じさせることなく、入射される光を透過させる領域である。
【００３２】
これら各領域ＲＲ１，ＧＲ１，ＢＲ１，ＷＲ１は、それぞれ第１ホイール４２１の光入射側の面Ｆ１を等分割する扇状に形成されている。また、各領域ＲＲ１，ＧＲ１，ＢＲ１，ＷＲ１は、第１ホイール４２１を光入射側から見て、時計回りに順に配置されている。
なお、２次元画像及び３次元画像の形成時における第１ホイール４２１の回転については、後に詳述する。
【００３３】
図４は、第２ホイール４２２における光入射側の面Ｆ２を示す図である。
第２ホイール４２２は、第１ホイール４２１の光路後段（下流側）に配置される。すなわち、当該第２ホイール４２２には、第１ホイール４２１を透過した光が入射される。この第２ホイール４２２は、第２画像及び第３画像（３次元画像）を形成及び投射する際に、回転装置５の後述する第２駆動部５２により回転される。
このような第２ホイール４２２には、図４に示すように、第２画像（右目用画像）を形成する際に利用され、第２画像に対応する複数の色光を分離する右用領域４２２Ｒと、第３画像（左目用画像）を形成する際に利用され、第３画像に対応する複数の色光を分離する左用領域４２２Ｌと、第１ホイール４２１から入射される光（第２画像に対応する複数の色光及び第３画像に対応する複数の色光を含む可視光領域の光）をほぼそのまま透過させる第２透過領域ＷＲ２とが形成されている。これら右用領域４２２Ｒ及び左用領域４２２Ｌは、本発明の第２色分離領域及び第３色分離領域に相当する。
【００３４】
これらのうち、右用領域４２２Ｒには、第２画像に対応する第４色光である赤色光を透過させ、他の色光を遮断する赤透過領域ＲＲ２（第４色光透過領域）と、第２画像に対応する第５色光である緑色光を透過させ、他の色光を遮断する緑透過領域ＧＲ２（第５色光透過領域）と、第２画像に対応する第６色光である青色光を透過させ、他の色光を遮断する青透過領域ＢＲ２（第６色光透過領域）とが形成されている。
同様に、左用領域４２２Ｌには、第３画像に対応する第７色光である赤色光を透過させ、他の色光を遮断する赤透過領域ＲＲ３（第７色光透過領域）と、第３画像に対応する第８色光である緑色光を透過させ、他の色光を遮断する緑透過領域ＧＲ３（第８色光透過領域）と、第３画像に対応する第９色光である青色光を透過させ、他の色光を遮断する青透過領域ＢＲ３（第９色光透過領域）とが形成されている。
【００３５】
そして、領域ＲＲ２，ＧＲ２，ＢＲ２，ＷＲ２，ＲＲ３，ＧＲ３，ＢＲ３は、それぞれ第２ホイール４２２の光入射側の面Ｆ２を等分割する扇状に形成されており、これらは、第２ホイール４２２を光入射側から見て、時計回りに順に配置されている。
なお、２次元画像及び３次元画像の形成時における第２ホイール４２２の回転については、後に詳述する。
【００３６】
ここで、第２ホイール４２２の赤透過領域ＲＲ２，ＲＲ３は、それぞれ赤色光に分類される色光を透過させるが、各領域ＲＲ２，ＲＲ３に設定された透過波長域は、それぞれ異なる。本実施形態では、領域ＲＲ２の透過波長域は６１５ｎｍを中心とする所定の幅に設定され、領域ＲＲ３の透過波長域は６２９ｎｍを中心とする所定の幅に設定される。そして、当該領域ＲＲ２，ＲＲ３の各透過波長域は、互いに重ならないように設定される。一方、第１ホイール４２１の赤透過領域ＲＲ１は、第２ホイール４２２の赤透過領域ＲＲ２の透過波長域と、当該第２ホイール４２２の赤透過領域ＲＲ３の透過波長領域とを含む透過波長領域幅に設定される。
【００３７】
また、第２ホイール４２２の緑透過領域ＧＲ２，ＧＲ３は、それぞれ緑色光に分類される色光を透過させるが、当該領域ＧＲ２，ＧＲ３に設定された透過波長域は、それぞれ異なる。本実施形態では、領域ＧＲ２の透過波長域は５１８ｎｍを中心とする所定の幅に設定され、領域ＧＲ３の透過波長域は５３２ｎｍを中心とする所定の幅に設定される。そして、当該領域ＧＲ２，ＧＲ３の各透過波長域は、互いに重ならないように設定される。一方、第１ホイール４２１の緑透過領域ＧＲ１は、第２ホイール４２２の緑透過領域ＧＲ２の透過波長域と、当該第２ホイール４２２の緑透過領域ＧＲ３の透過波長領域とを含む透過波長領域幅に設定される。
同様に、第２ホイール４２２の青透過領域ＢＲ２，ＢＲ３は、それぞれ青色光に分類される色光を透過させるが、当該領域ＢＲ２，ＢＲ３に設定された透過波長域は、それぞれ異なる。本実施形態では、領域ＢＲ２の透過波長域は４３２ｎｍを中心とする所定の幅に設定され、領域ＢＲ３の透過波長域は４４６ｎｍを中心とする所定の幅に設定される。そして、当該領域ＢＲ２，ＢＲ３の各透過波長域は、互いに重ならないように設定される。一方、第１ホイール４２１の青透過領域ＢＲ１は、第２ホイール４２２の青透過領域ＢＲ２の透過波長域と、当該第２ホイール４２２の青透過領域ＢＲ３の透過波長領域とを含む透過波長領域幅に設定される。
なお、これら赤色光、緑色光及び青色光の波長は、適宜変更可能である。
【００３８】
均一化装置４３は、色分離装置４２の光路後段（下流側）に配置される。この均一化装置４３は、照明光軸Ａに対する直交面内の照度（第２ホイール４２２を透過した光の照度）を均一化する機能を有する。なお、本実施形態では、均一化装置４３はロッドインテグレーターにより構成されている。しかしながら、これに限らず、平行化レンズと、複数の小レンズがマトリクス状に配列された一対のレンズアレイ（マルチレンズ）とを有する構成としてもよい。
集光レンズ４４は、均一化装置４３から出射された光を集光する。
反射ミラー４５は、集光レンズ４４により集光された光を、光変調装置４６に向けて反射させる。
【００３９】
光変調装置４６は、反射ミラー４５を介して入射される光を変調して、制御装置６から入力される駆動信号に応じた画像を形成する。この光変調装置４６は、本実施形態では、ＤＭＤにより構成されている。このＤＭＤには、１画素に相当する可動式のマイクロミラーが複数配列されている。そして、当該各マイクロミラーの可動状態が個別に制御され、入射される光を投射光学装置４７の開口に向けて反射させる状態と投射光学装置４７の開口以外の方向に反射させる状態とが切り替わることで、入力される駆動信号に応じた画像が形成される。このようなＤＭＤにより反射された画像を形成する光は、投射光学装置４７に向けて進行する。
投射光学装置４７は、光変調装置４６から入射される光（画像を形成する光）を、スクリーンＳｃに拡大投射する。この投射光学装置４７は、詳しい図示を省略したが、鏡筒と、当該鏡筒内に配置される複数のレンズとを有する組レンズとして構成されている。
【００４０】
［回転装置の構成］
図５は、回転装置５及び制御装置６の構成を示すブロック図である。
回転装置５は、第１ホイール４２１を回転させる第１駆動部５１と、第２ホイール４２２を回転させる第２駆動部５２とを有する。これら第１駆動部５１及び第２駆動部５２は、照明光軸Ａに沿う回転軸を中心として、第１ホイール４２１及び第２ホイール４２２をそれぞれ回転させる。
これら第１駆動部５１及び第２駆動部５２は、制御装置６から入力される駆動信号（パルス信号）に応じて駆動するモーターによりそれぞれ構成されている。そして、詳しい図示を省略するが、第１駆動部５１を構成するモーターのスピンドルは、第１ホイール４２１の中央に形成された孔部に挿入され、当該第１ホイール４２１を回転自在に支持する。また、第２駆動部５２を構成するモーターのスピンドルは、第２ホイール４２２の中央に形成された孔部に挿入され、当該第２ホイール４２２を回転自在に支持する。
【００４１】
［制御装置の構成］
制御装置６は、プロジェクター２Ａ全体の動作を制御する。この制御装置６は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）及びＲＯＭ（Read Only Memory）等が実装された回路基板として構成されている。そして、制御装置６は、当該ＣＰＵがＲＯＭに記憶されたプログラムを実行することにより、光源制御部６１、第１回転制御部６２、第２回転制御部６３及び表示制御部６４として機能する。
これらのうち、光源制御部６１は、点灯制御装置４１４に制御信号を出力して、当該点灯制御装置４１４により光源ランプ４１１の点灯状態を制御する。
【００４２】
第１回転制御部６２は、第１駆動部５１に駆動信号を出力して、当該第１駆動部５１により、第１ホイール４２１を回転させる。同様に、第２回転制御部６３は、第２駆動部５２に駆動信号を出力して、当該第２駆動部５２により、第２ホイール４２２を回転させる。なお、第１回転制御部６２及び第２回転制御部６３は、第１ホイール４２１及び第２ホイール４２２の回転角を取得し、当該回転角により、第１ホイール４２１及び第２ホイール４２２において照明光軸Ａ上に位置する領域を把握する。すなわち、第１回転制御部６２及び第２回転制御部６３は、第１ホイール４２１及び第２ホイール４２２におけるどの領域が照明光軸Ａ上に位置しているのかを把握する。
このような回転角を取得する構成として、各回転制御部６２，６３が出力する駆動信号に基づいて回転角を取得する構成としてもよい。また、各ホイール４２１，４２２の回転角を検出するポテンショメーター等の検出手段を備える構成としてもよい。
【００４３】
表示制御部６４は、上記各制御部６１〜６３の動作を制御する。この他、表示制御部６４は、プロジェクター２Ａの外部から入力される画像情報を処理し、当該画像情報に応じた駆動信号を光変調装置４６に出力して、当該画像情報に応じた画像を光変調装置４６に形成させる。
この際、表示制御部６４は、２次元画像である第１画像を表示する場合と、３次元画像である第２画像及び第３画像を表示する場合とで、第１ホイール４２１及び第２ホイール４２２の回転状態と、光変調装置４６の駆動状態とを切り替える。
以下、各ホイール４２１，４２２の回転状態と、光変調装置４６により形成される画像とを、２次元画像表示時と３次元画像表示時とで分けて説明する。なお、以下の説明では、光源装置４１は、光源制御部６１による制御の下、点灯している状態とする。
【００４４】
［２次元画像表示時の状態］
図６は、２次元画像表示時に色分離装置４２を介して光変調装置４６に入射される色光及び光量を時系列で示した図である。
２次元画像である第１画像を投射する場合、第１回転制御部６２は、第１駆動部５１により、第１ホイール４２１を所定の回転速度（単位時間当たりの回転数）で回転させる。この際、第２回転制御部６３は、第２駆動部５２により、第２透過領域ＷＲ２が照明光軸Ａ上に位置した状態で、第２ホイール４２２を静止させる。なお、第２ホイール４２２が完全に静止していなくても、第２透過領域ＷＲ２が照明光軸Ａ上の位置に維持されるように、第２ホイール４２２の回転は制御される。
このため、当該光源装置４１から出射された光は、回転される第１ホイール４２１を透過し、更に第２透過領域ＷＲ２を透過して、色分離装置４２から出射される。これにより、図６に示すように、赤色光（Ｒ光）、緑色光（Ｇ光）、青色光（Ｂ光）及び白色光（Ｗ光）の各色光が、色分離装置４２から所定の時間間隔で順に出射される。そして、当該各色光は、均一化装置４３、集光レンズ４４及び反射ミラー４５を介して、光変調装置４６に入射される。
【００４５】
一方、第１ホイール４２１の領域ＲＲ１，ＧＲ１，ＢＲ１，ＷＲ１を透過する光に応じた色画像を形成するための駆動信号が、表示制御部６４から光変調装置４６に入力される。この光変調装置４６により、当該照明光軸Ａ上に赤透過領域ＲＲ１が位置する際に、２次元画像を構成する赤色画像が形成される。また、当該照明光軸Ａ上に緑透過領域ＧＲ１が位置する際に、２次元画像を構成する緑色画像が形成され、更に、青透過領域ＢＲ１が位置する際に、２次元画像を構成する青色画像が形成される。
【００４６】
なお、照明光軸Ａ上に第１透過領域ＷＲ１が位置する際に形成される画像は、スクリーンＳｃ上に投射される２次元画像の明るさを向上させるための画像である。このため、当該画像は、各画素の輝度が均一な白色画像でもよく、赤色画像、緑色画像及び青色画像に応じた白色画像（例えば、各色画像の階調を平均化した白色画像）でもよい。
このようにして形成された各画像は、投射光学装置４７によりスクリーンＳｃ上に投射される。そして、当該各画像は、観察者の残像効果により合成され、２次元画像として視認される。
【００４７】
［３次元画像表示時の状態］
図７は、３次元画像表示時に色分離装置４２を介して光変調装置４６に入射される色光及び光量を時系列で示した図である。
３次元画像である第２画像及び第３画像を投射する場合、第１回転制御部６２は、第１駆動部５１により、照明光軸Ａ上に第１透過領域ＷＲ１が位置した状態で、第１ホイール４２１を静止させる。なお、第１ホイール４２１が完全に静止していなくても、第１透過領域ＷＲ１が照明光軸Ａ上の位置に維持されるように、第１ホイール４２１の回転は制御される。
一方、第２回転制御部６３は、第２駆動部５２により、第２ホイール４２２を所定の回転速度で回転させる。
このため、当該光源装置４１から出射された光は、第１透過領域ＷＲ１を透過し、回転される第２ホイール４２２を更に透過して、色分離装置４２から出射される。これにより、図７に示すように、右目用画像である第２画像の形成に利用される赤色光、緑色光及び青色光と、白色光と、左目用画像である第３画像の形成に利用される赤色光、緑色光及び青色光とが、色分離装置４２から所定の時間間隔で順に出射される。これら各色光は、均一化装置４３、集光レンズ４４及び反射ミラー４５を介して、光変調装置４６に入射される。なお、第２ホイール４２２の回転速度は、２次元画像である第１画像を表示する際の第１ホイール４２１の回転速度と同じでもよく、異なっていてもよい。
【００４８】
一方、第２ホイール４２２の各領域ＲＲ２，ＧＲ２，ＢＲ２，ＷＲ２，ＲＲ３，ＧＲ３，ＢＲ３を透過する光に応じた色画像を形成するための駆動信号が、表示制御部６４から光変調装置４６に入力される。
これにより、照明光軸Ａ上に領域ＲＲ２が位置する際には、光変調装置４６により、右目用画像を構成する赤色画像が形成される。同様に、照明光軸Ａ上に領域ＧＲ２が位置する際には、右目用画像を構成する緑色画像が形成され、領域ＢＲ２が位置する際には、右目用画像を構成する青色画像が形成される。
一方、照明光軸Ａ上に領域ＲＲ３が位置する際には、光変調装置４６により、左目用画像を構成する赤色画像が形成される。同様に、照明光軸Ａ上に領域ＧＲ３が位置する際には、左目用画像を構成する緑色画像が形成され、領域ＢＲ３が位置する際には、左目用画像を構成する青色画像が形成される。
これら各色画像は、投射光学装置４７により、スクリーンＳｃ上に投射される。
【００４９】
ここで、眼鏡９Ａを構成する右目用分離部９１Ｒには、赤透過領域ＲＲ２を透過する赤色光、緑透過領域ＧＲ２を透過する緑色光、及び、青透過領域ＢＲ２を透過する青色光をそれぞれ透過させるバンドパスフィルターが設けられている。このため、右目用画像である第２画像を構成する各色光は、右目用分離部９１Ｒを透過して、観察者の右目に入射される。しかしながら、左目用画像である第３画像を構成する各色光は、右目用分離部９１Ｒを透過せず、観察者の右目に入射されない。
【００５０】
同じく眼鏡９Ａを構成する左目用分離部９１Ｌには、赤透過領域ＲＲ３を透過する赤色光、緑透過領域ＧＲ３を透過する緑色光、及び、青透過領域ＢＲ３を透過する青色光をそれぞれ透過させるバンドパスフィルターが設けられている。このため、左目用画像である第３画像を構成する各色光は、左目用分離部９１Ｌを透過して、観察者の左目に入射される。しかしながら、右目用画像である第２画像を構成する各色光は、左目用分離部９１Ｌを透過せず、観察者の左目に入射されない。
【００５１】
このようにして観察者の右目に入射された赤色画像、緑色画像及び青色画像は、残像効果により合成されて認識される。同様に、観察者の左目に入射された赤色画像、緑色画像及び青色画像は、残像効果により合成されて認識される。これにより、右目及び左目により、右目用画像及び左目用画像がそれぞれ個別に視認され、立体感のある３次元画像が認識される。
【００５２】
なお、照明光軸Ａ上に領域ＷＲ２が位置する際には、光変調装置４６により、黒画像が形成される。これは、以下の理由による。
照明光軸Ａ上に第２透過領域ＷＲ２が位置する際に、例えば白色画像が形成及び投射されると、当該白色画像を構成する光の一部が、右目用分離部９１Ｒ及び左目用分離部９１Ｌを透過して、観察者の右目及び左目に同時に入射される。このような場合、当該光の一部は、右目用画像及び左目用画像を劣化させるノイズとして認識されてしまう。これに対し、本実施形態では、光変調装置４６が黒画像を形成することで、右目用画像及び左目用画像を劣化させる不要な光が観察者の右目及び左目に入射されないようにしている。
【００５３】
以上説明した本実施形態に係る画像表示システム１Ａによれば、以下の効果がある。
プロジェクター２Ａが２次元画像を投射する場合、光源装置４１から出射される光の光路（照明光軸Ａ）上に第２透過領域ＷＲ２が位置した状態で第２ホイール４２２は静止され、第１ホイール４２１のみが回転される。この際、光源装置４１から出射された光は、第１ホイール４２１の第１色分離領域ＣＳＲに入射され、それぞれ第１画像に対応する赤色光、緑色光及び青色光が、第１色分離領域ＣＳＲをそれぞれ個別に透過する。これら各色光は、第２ホイール４２２の第２透過領域ＷＲ２を透過し、均一化装置４３、集光レンズ４４及び反射ミラー４５を介して光変調装置４６に入射され、当該各色光により、２次元画像である第１画像が形成される。
【００５４】
一方、プロジェクター２Ａが３次元画像を構成する右目用画像及び左目用画像を投射する場合、照明光軸Ａ上に第１透過領域ＷＲ１が位置した状態で第１ホイール４２１は静止され、第２ホイール４２２のみが回転される。この際、光源装置４１から出射された光は、第１透過領域ＷＲ１を透過して、回転する第２ホイール４２２に入射される。この第２ホイール４２２の右用領域４２２Ｒを透過した赤色光、緑色光及び青色光（第２画像にそれぞれ対応する赤色光、緑色光及び青色光）は、前述の構成４３〜４５を介して、それぞれ個別に光変調装置４６に入射され、当該各色光により、右目用画像である第２画像が形成される。また、第２ホイール４２２の左用領域４２２Ｌを透過した赤色光、緑色光及び青色光（第３画像にそれぞれ対応する赤色光、緑色光及び青色光）も、上記構成４３〜４５を介して、それぞれ個別に光変調装置４６に入射され、これら各色光により、左目用画像である第３画像が形成される。
【００５５】
これら右用領域４２２Ｒ及び左用領域４２２Ｌは、赤色光、緑色光及び青色光をそれぞれ透過させるが、当該各領域４２２Ｒ，４２２Ｌを透過する各色光の性質は異なる。すなわち、右用領域４２２Ｒの赤透過領域ＲＲ２を透過する赤色光の波長と、左用領域４２２Ｌの赤透過領域ＲＲ３を透過する赤色光の波長とは、それぞれ異なる。同様に、右用領域４２２Ｒを透過する緑色光及び青色光の各波長と、左用領域４２２Ｌを透過する緑色光及び青色光の各波長とは、それぞれ異なる。このため、当該波長の違いに基づいて、眼鏡９Ａの右目用分離部９１Ｒ及び左目用分離部９１Ｌにより、右目用画像と左目用画像とが分離される。
【００５６】
このような構成のプロジェクター２Ａによれば、２次元画像である第１画像を投射する場合と、３次元画像である第２画像及び第３画像を投射する場合とのそれぞれで、第１ホイール４２１と第２ホイール４２２とを同期させて回転させる必要がない。このため、制御装置６による第１ホイール４２１及び第２ホイール４２２の回転制御を簡略化できる。
また、画像形成に際して、第１ホイール４２１及び第２ホイール４２２の一方が回転され、他方が静止される。このため、各ホイール４２１，４２２の双方を回転させる場合に生じる可能性のある回転のずれが生じることがない。従って、２次元画像を適切に表示できるだけでなく、右目用画像及び左目用画像を構成する各色光を第２ホイール４２２により適切に分離できるので、３次元画像を適切に表示できる。
【００５７】
また、第１ホイール４２１及び第２ホイール４２２に代えて偏光板ホイール及びカラーホイールを設け、当該各ホイールを回転させる構成の場合、カラーホイールに設けられた赤透過領域、緑透過領域及び青透過領域に不具合が生じると、２次元画像及び３次元画像のいずれも表示できない。
これに対し、第１ホイール４２１及び第２ホイール４２２の一方に不具合が生じた場合でも、他方を用いて光源装置４１から出射された光から赤色光、緑色光及び青色光をそれぞれ個別に分離でき、２次元画像及び３次元画像のいずれかを表示できる。従って、プロジェクター２Ａの機能を担保できる。
【００５８】
右目用画像である第２画像及び左目用画像である第３画像は、当該各画像を形成する各色光（赤色光、緑色光及び青色光）の波長の相違により分離できる。そして、眼鏡９Ａに設けられた右目用分離部９１Ｒは、右目用画像である第２画像を形成する赤色光、緑色光及び青色光を透過させ、左目用画像である第３画像を遮断する。一方、左目用分離部９１Ｌは、左目用画像である第３画像を形成する赤色光、緑色光及び青色光を透過させ、右目用画像である第２画像を遮断する。これによれば、当該右目用分離部９１Ｒ及び左目用分離部９１Ｌにより、右目用画像及び左目用画像を確実に分離でき、これら各画像を観察者の右目及び左目に個別に入射させることができる。従って、右目用画像及び左目用画像を個別に確実に視認できる。
【００５９】
光変調装置４６は、３次元画像を表示する場合、すなわち、右目用画像である第２画像及び左目用画像である第３画像を投射する場合には、照明光軸Ａ上に第２透過領域ＷＲ２が位置するタイミングで黒画像を形成する。
これによれば、当該各画像を劣化させる光（前述のノイズとなる光）が同時に両目に入射されることを抑制できる。従って、右目用画像及び左目用画像の劣化を抑制できる。
なお、照明光軸Ａ上に第２透過領域ＷＲ２が位置するタイミングで、黒画像を形成せずに、シャッター等により、光変調装置４６に入射される光を遮断しても、同様の効果を奏することができる。
【００６０】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態について、図面に基づいて説明する。
本実施形態に係る画像表示システムは、前述の画像表示システム１Ａと同様の構成を有する。しかしながら、画像表示システム１Ａは、いわゆる波長分割方式により３次元画像を表示及び観察するものであるのに対し、本実施形態に係る画像表示システムでは、いわゆる偏光方式により３次元画像を表示及び観察するものである。この点で、本実施形態に係る画像表示システムと、前述の画像表示システム１Ａとは相違する。なお、以下の説明では、既に説明した部分と同一または略同一である部分については、同一の符号を付して説明を省略する。
【００６１】
図８は、本実施形態に係る画像表示システム１Ｂを示す模式図である。
本実施形態に係る画像表示システム１Ｂは、前述の画像表示システム１Ａと同様に、プロジェクター２Ｂと、スクリーンＳｃと、眼鏡９Ｂとを備える。この画像表示システム１Ｂにおいては、プロジェクター２ＢによりスクリーンＳｃに２次元画像が投射される際には、観察者は、裸眼にて当該２次元画像を観察する。一方、プロジェクター２ＢによりスクリーンＳｃに３次元画像が投射される際には、観察者は、眼鏡９Ｂを用いて当該３次元画像を観察する。
【００６２】
［眼鏡の構成］
眼鏡９Ｂは、前述の眼鏡９Ａと同様に、観察者の右目に応じた位置に設けられる右目用分離部９３Ｒと、左目に応じた位置に設けられる左目用分離部９３Ｌと、これらを支持するフレーム９２とを有する。
右目用分離部９３Ｒ及び左目用分離部９３Ｌは、本発明の第１分離部及び第２分離部にそれぞれ相当する。これらのうち、右目用分離部９３Ｒは、右目用画像を透過し、左目用画像を遮断する。一方、左目用分離部９３Ｌは、左目用画像を透過し、右目用画像を遮断する。これら右目用分離部９３Ｒ及び左目用分離部９３Ｌの構成については、後に詳述する。
【００６３】
［プロジェクターの構成］
図９は、第２ホイール４２３における光入射側の面Ｆ３を示す図である。
プロジェクター２Ｂは、第２ホイール４２２に代えて第２ホイール４２３を備え、第２回転制御部６３により制御される第２駆動部５２が当該第２ホイール４２３を回転させる構成である他は、プロジェクター２Ａと同様の構成及び機能を有する。
第２ホイール４２３は、第２ホイール４２２と同様に、光源装置４１から光変調装置４６に入射される光の光路上で、かつ、第１ホイール４２１と均一化装置４３との間に設けられる。この第２ホイール４２３には、図９に示すように、右目用画像である第２画像を形成する際に利用される右用領域４２３Ｒと、左目用画像である第３画像を形成する際に利用される左用領域４２３Ｌと、２次元画像である第１画像を形成する際に利用される第２透過領域ＷＲ２とが形成されている。これら右用領域４２３Ｒ及び左用領域４２３Ｌは、本発明の第２色分離領域及び第３色分離領域に相当する。
【００６４】
右用領域４２３Ｒには、右用領域４２２Ｒと同様に、第２画像に対応する第４色光である赤色光を透過させる赤透過領域ＲＲ４（第４色光透過領域）と、第２画像に対応する第５色光である緑色光を透過させる緑透過領域ＧＲ４（第５色光透過領域）と、第２画像に対応する第６色光である青色光を透過させる青透過領域ＢＲ４（第６色光透過領域）とが形成されている。この他、右用領域４２３Ｒにおける光入射側又は光出射側には、偏光素子ＰＲが設けられている。
また、左用領域４２３Ｌには、第３画像に対応する第７色光である赤色光を透過させる赤透過領域ＲＲ４（第７色光透過領域）と、第３画像に対応する第８色光である緑色光を透過させる緑透過領域ＧＲ４（第８色光透過領域）と、第３画像に対応する第９色光である青色光を透過させる青透過領域ＢＲ４（第９色光透過領域）とが形成されている。この他、左用領域４２３Ｌにおける光入射側又は光出射側には、偏光素子ＰＬが設けられている。
そして、これら右用領域４２３Ｒの各領域ＲＲ４，ＧＲ４，ＢＲ４と、領域ＷＲ２と、左用領域４２３Ｌの各領域ＲＲ４，ＧＲ４，ＢＲ４とは、それぞれ第２ホイール４２３の光入射側の面Ｆ３を等分割する扇状に形成されており、第２ホイール４２３を光入射側から見て、時計回りに順に配置されている。
【００６５】
ここで、右用領域４２３Ｒの赤透過領域ＲＲ４に設定された透過波長域と、左用領域４２３Ｌの赤透過領域ＲＲ４に設定された透過波長域とは、それぞれ同じである。また、右用領域４２３Ｒの緑透過領域ＧＲ４の透過波長域と、左用領域４２３Ｌの緑透過領域ＧＲ４の透過波長域とは、それぞれ同じである。更に、右用領域４２３Ｒの青透過領域ＢＲ４の透過波長域と、左用領域４２３Ｌの青透過領域ＢＲ４の透過波長域とは、それぞれ同じである。更に、第２ホイール４２３における右用領域４２３Ｒの領域ＲＲ４及び左用領域４２３Ｌの領域ＲＲ４に設定された透過波長域と、第１ホイール４２１における領域ＲＲ１に設定された透過波長領域とは、それぞれ同じとすることができる。また、第２ホイール４２３における右用領域４２３Ｒの領域ＧＲ４及び左用領域４２３Ｌの領域ＧＲ４に設定された透過波長域と、第１ホイール４２１における領域ＧＲ１に設定された透過波長領域とは、それぞれ同じとすることができる。同様に、第２ホイール４２３における右用領域４２３Ｒの領域ＢＲ４及び左用領域４２３Ｌの領域ＢＲ４に設定された透過波長域と、第１ホイール４２１における領域ＢＲ１に設定された透過波長領域とは、それぞれ同じとすることができる。
一方、右用領域４２３Ｒに設けられた偏光素子ＰＲを透過する光の偏光方向と、左用領域４２３Ｌに設けられた偏光素子ＰＬを透過する光の偏光方向とは、それぞれ異なる。このような偏光素子ＰＲ，ＰＬは、本実施形態では、それぞれ直線偏光を透過させる偏光素子であり、偏光素子ＰＲはＳ偏光を透過させ、偏光素子ＰＬはＰ偏光を透過させる。
従って、右用領域４２３Ｒの各領域ＲＲ４，ＧＲ４，ＢＲ４及び偏光素子ＰＲを透過した赤色光、緑色光及び青色光（第４〜第６色光）と、左用領域４２３Ｌの各領域ＲＲ４，ＧＲ４，ＢＲ４及び偏光素子ＰＬを透過した赤色光、緑色光及び青色光（第７〜第９色光）とは、偏光方向が異なる。
なお、偏光素子ＰＲがＰ偏光を透過させ、偏光素子ＰＬがＳ偏光を透過させる構成としてもよい。一方、第１ホイール４２１は、いずれの方向の偏光、つまりランダムな偏光方向を有する光が透過される。
【００６６】
このような第２ホイール４２３と、第１ホイール４２１とを有するプロジェクター２Ｂでは、前述のプロジェクター２Ａと同様の動作により、２次元画像（第１画像）及び３次元画像（第２画像及び第３画像）が形成及び投射される。
これらのうち、３次元画像が投射される場合には、観察者は前述の眼鏡９Ｂを用いて、当該３次元画像を観察する。この眼鏡９Ｂに設けられた右目用分離部９３Ｒは、右用領域４２３Ｒに設けられた偏光素子ＰＲと同じ偏光素子を有する。このため、右目用分離部９３Ｒは、右目用画像（第２画像）を透過させ、左目用画像（第３画像）を遮断する。一方、左目用分離部９３Ｌは、左用領域４２３Ｌに設けられた偏光素子ＰＬと同じ偏光素子を有する。このため、左目用分離部９３Ｌは、左目用画像（第３画像）を透過させ、右目用画像（第２画像）を遮断する。
【００６７】
このような眼鏡９Ｂを用いることにより、プロジェクター２Ｂによって投射された右目用画像が、観察者の右目にて観察され、左目用画像が、観察者の左目にて観察される。そして、これにより、視差により立体視可能な画像（３次元画像）が視認される。
なお、２次元画像は、眼鏡９Ｂを用いることなく観察可能であることは、前述の画像表示システム１Ａと同様である。また、プロジェクター２Ｂが３次元画像を投射する場合に、回転される第２ホイール４２３における第２透過領域ＷＲ２が照明光軸Ａ上に位置するタイミングで、光変調装置４６が黒画像を形成することは、前述の画像表示システム１Ａと同様である。
【００６８】
以上説明した本実施形態に係る画像表示システム１Ｂによれば、前述の画像表示システム１Ａと同様の効果を奏することができる他、以下の効果がある。
右目用画像である第２画像及び左目用画像である第３画像は、それぞれ異なる偏光方向を有する偏光光により形成されているので、当該偏光方向の相違により、右目用分離部９３Ｒ及び左目用分離部９３Ｌにて、右目用画像及び左目用画像を確実に分離できる。従って、右目用画像及び左目用画像をそれぞれ個別に観察者の右目及び左目に入射させることができ、３次元画像を確実に視認させることができる。
【００６９】
［実施形態の変形］
本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
前記各実施形態では、光源装置４１から出射されて色分離装置４２を透過した光を、均一化装置４３、集光レンズ４４及び反射ミラー４５を介して、光変調装置４６に入射させる構成であった。しかしながら、本発明はこれに限らない。すなわち、光源装置４１、色分離装置４２、光変調装置４６及び投射光学装置４７以外の構成は、適宜変更可能である。また、光源装置４１から投射光学装置４７により投射される光の光路についても、曲折させるなどして、適宜変更可能である。
【００７０】
前記各実施形態では、光源装置４１は、光源ランプ４１１を備える構成であったが、本発明はこれに限らない。例えば、光源装置は、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）やＬＤ（Laser Diode）等の固体光源を備える構成としてもよい。ＬＥＤが採用される場合、白色ＬＥＤを採用してもよく、赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ及び青色ＬＥＤを採用してもよい。なお、前述のプロジェクター２Ａの光源装置に固体光源が採用される場合、３次元画像の表示時に照明光軸Ａ上に第２透過領域ＷＲ２が位置するタイミングで、点灯制御装置４１４が当該固体光源を消灯させてもよい。
【００７１】
前記第２実施形態では、偏光素子ＰＲ，ＰＬは、直線偏光であるＳ偏光及びＰ偏光をそれぞれ透過し、眼鏡９Ｂに設けられた右目用分離部９３Ｒ及び左目用分離部９３Ｌは、偏光素子ＰＲ，ＰＬに対応してＳ偏光及びＰ偏光をそれぞれ透過するとした。しかしながら、本発明はこれに限らない。すなわち、偏光素子ＰＲ，ＰＬが円偏光を透過する構成とし、右目用分離部９３Ｒ及び左目用分離部９３Ｌが、偏光素子ＰＲ，ＰＬに対応して円偏光を透過する構成としてもよい。例えば、偏光素子ＰＲ及び右目用分離部９３Ｒと、偏光素子ＰＬ及び左目用分離部９３Ｌとのうち、一方が右円偏光を透過し、他方が左円偏光を透過する構成としてもよい。
また、前記第１実施形態で挙げられた構成と前記第２実施形態で挙げられた構成とを組み合わせ、それぞれ第２色分離領域及び第３色分離領域としての右用領域４２２Ｒ及び左用領域４２２Ｌに、それぞれ透過する偏光光の偏光方向が異なる偏光素子ＰＲ，ＰＬを設けてもよい。
【００７２】
前記各実施形態では、第１ホイール４２１に対して、第２ホイール４２２，４２３を光路後段（下流側）に配置する構成としたが、本発明はこれに限らない。すなわち、第１ホイール４２１及び第２ホイール４２２，４２３のそれぞれの位置を入れ替えてもよい。
【００７３】
前記各実施形態では、第１ホイール４２１及び第２ホイール４２２，４２３は、それぞれ第１〜第３画像に対応する赤色光、緑色光及び青色光を透過させる領域を有するとしたが、本発明はこれに限らない。すなわち、各ホイールに他の色光を透過させる領域を形成してもよい。例えば、第１〜第３画像に対応するシアン、マゼンタ及びイエローの各色光を透過させる領域を形成してもよい。また、第１〜第３画像に対応する複数の色光（第１〜第３画像を形成する複数の色光）は、それぞれ３色に限らず、２色、又は、４色以上とすることもできる。
また、前記各実施形態では、第１ホイール４２１の第１色分離領域ＣＳＲには、当該第１色分離領域ＣＳＲを等分割する赤透過領域、緑透過領域及び青透過領域を扇状に形成し、第２ホイール４２２，４２３の右用領域４２２Ｒ，４２３Ｒ及び左用領域４２２Ｌ，４２３Ｌには、当該各領域を等分割する赤透過領域、緑透過領域及び青透過領域を扇状に形成した。しかしながら、本発明はこれに限らない。すなわち、各ホイールにおける各領域の占有面積が、光源装置から射出される光のスペクトルや光強度に応じて異なってもよい。また、各領域の配列順も適宜設定でき、第１色分離領域ＣＳＲ、右用領域４２２Ｒ，４２３Ｒ及び左用領域４２２Ｌ，４２３Ｌのそれぞれにおける赤透過領域、緑透過領域及び青透過領域の並び順も、適宜変更可能である。
【００７４】
前記各実施形態では、プロジェクター２Ａ，２Ｂは、第１画像としての２次元画像の他に、第２画像及び第３画像としての右目用画像及び左目用画像により構成される３次元画像を表示可能に構成したが、本発明はこれに限らない。すなわち、右目用画像及び左目用画像に代えて、それぞれ異なる２次元画像（第２画像及び第３画像に相当）を投射してもよい。この場合、観察者の右目及び左目に応じて右目用分離部９１Ｒ，９３Ｒと同様の分離部が設けられた眼鏡を装着した観察者が、当該第２画像及び第３画像のうち一方の画像を観察できる。また、観察者の右目及び左目に応じて左目用分離部９１Ｌ，９３Ｌと同様の分離部が設けられた眼鏡を装着した観察者が、他方の画像を観察できる。
【産業上の利用可能性】
【００７５】
本発明は、プロジェクターに利用でき、特に２次元画像及び３次元画像をそれぞれ表示可能なプロジェクターに好適に利用できる。
【符号の説明】
【００７６】
１Ａ，１Ｂ…画像表示システム、２Ａ，２Ｂ…プロジェクター、６…制御装置、９Ａ，９Ｂ…眼鏡、４１…光源装置、４６…光変調装置、４７…投射光学装置、９１Ｒ，９３Ｒ…右用分離部（第１分離部又は第２分離部）、９１Ｌ，９３Ｌ…左用分離部（第１分離部又は第２分離部）、４２１…第１ホイール、４２２，４２３…第２ホイール、４２２Ｌ，４２３Ｌ…左用領域（第２色分離領域又は第３色分離領域）、４２２Ｒ，４２３Ｒ…右用領域（第２色分離領域又は第３色分離領域）、Ａ…照明光軸（光の光路）、ＣＳＲ…色分離領域（第１色分離領域）、ＰＬ，ＰＲ…偏光素子、ＢＲ１…青透過領域（第３色光透過領域）、ＢＲ２…青透過領域（第６色光透過領域）、ＢＲ３…青透過領域（第９色光透過領域）、ＧＲ１…緑透過領域（第２色光透過領域）、ＧＲ２…緑透過領域（第５色光透過領域）、ＧＲ３…緑透過領域（第８色光透過領域）、ＲＲ１…赤透過領域（第１色光透過領域）、ＲＲ２…赤透過領域（第４色光透過領域）、ＲＲ３…赤透過領域（第７色光透過領域）、ＷＲ１…第１透過領域、ＷＲ２…第２透過領域。
【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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