(57)【要約】【課題】観察者ごとに異なる視差映像を見せることができる立体映像表示システムを低コストで実現する。【解決手段】投写部は、複数の映像を時分割で投写する。分光部は、入射光の波長領域を色成分ごとに分割し、入射光の特定波長領域の光を取り出す。投写部が投写する映像、分光部が取り出す波長領域の光、およびシャッタメガネの開閉をそれぞれ切り換えることにより、分光フィルタ付きシャッタメガネを装着する複数の観察者のそれぞれに、異なる立体映像を認識させる。【選択図】図３
2013120327.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の映像を時分割で投写する投写部と、
入射光の波長領域を色成分ごとに分割し、入射光の特定波長領域の光を取り出す分光部と、を備え、
前記投写部が投写する映像、前記分光部が取り出す波長領域の光、およびシャッタメガネの開閉をそれぞれ切り換えることにより、分光フィルタ付きシャッタメガネを装着する複数の観察者のそれぞれに、異なる立体映像を認識させることを特徴とする投写型映像表示システム。
【請求項２】
第１左眼映像、第１右眼映像、第２左眼映像および第２右眼映像を時分割に投写する投写部と、
入射光から色成分ごとに第１波長領域の光または第２波長領域の光を取り出す分光部と、を備え、
第１左眼映像および第１右眼映像は第１波長領域の光で投写面に投写され、第２左眼映像および第２右眼映像は第２波長領域の光で投写面に投写されることを特徴とする投写型映像表示システム。
【請求項３】
左眼用シャッタ面および右眼用シャッタ面に、第１波長領域の光を透過する第１分光フィルタが取り付けられる第１の３Ｄシャッタメガネと、
左眼用シャッタ面および右眼用シャッタ面に、第２波長領域の光を透過する第２分光フィルタが取り付けられる第２の３Ｄシャッタメガネと、
をさらに備えることを特徴とする請求項２に記載の投写型映像表示システム。
【請求項４】
複数の映像を時分割で投写する投写部と、
入射光を特定の偏光に変換する偏光部と、を備え、
前記投写部が投写する映像、前記偏光部が変換する偏光、およびシャッタメガネの開閉をそれぞれ切り換えることにより、偏光フィルタ付きシャッタメガネを装着する複数の観察者のそれぞれに、異なる立体映像を認識させることを特徴とする投写型映像表示システム。
【請求項５】
第１左眼映像、第１右眼映像、第２左眼映像および第２右眼映像を時分割に投写する投写部と、
入射光を第１偏光または第２偏光に変換する偏光部と、を備え、
第１左眼映像および第１右眼映像は第１偏光で投写面に投写され、第２左眼映像および第２右眼映像は第２偏光で投写面に投写されることを特徴とする投写型映像表示システム。
【請求項６】
左眼用シャッタ面および右眼用シャッタ面に、第１偏光を透過する偏光フィルタが取り付けられる第１の３Ｄシャッタメガネと、
左眼用シャッタ面および右眼用シャッタ面に、第２偏光を透過する偏光フィルタが取り付けられる第２の３Ｄシャッタメガネと、
をさらに備えることを特徴とする請求項５に記載の投写型映像表示システム。
【請求項７】
複数の映像を時分割で投写する投写部と、
入射光の波長領域を色成分ごとに分割し、入射光の特定波長領域の光を取り出す分光部と、
入射光を特定の偏光に変換する偏光部と、を備え、
前記投写部が投写する映像、前記分光部が取り出す波長領域の光、前記偏光部が変換する偏光、およびシャッタメガネの開閉をそれぞれ切り換えることにより、分光フィルタおよび偏光フィルタが重畳的に取り付けられる３Ｄシャッタメガネを装着する複数の観察者のそれぞれに、異なる立体映像を認識させることを特徴とする投写型映像表示システム。
【請求項８】
第１左眼映像、第１右眼映像、第２左眼映像、第２右眼映像、第３左眼映像、第３右眼映像、第４左眼映像および第４右眼映像を時分割に投写する投写部と、
入射光から色成分ごとに第１波長領域の光または第２波長領域の光を取り出す分光部と、
入射光を第１偏光または第２偏光に変換する偏光部と、を備え、
第１左眼映像、第１右眼映像、第２左眼映像、第２右眼映像、第３左眼映像、第３右眼映像、第４左眼映像および第４右眼映像のうち、２枚の映像は第１波長領域の第１偏光で、別の２枚の映像は第１波長領域の第２偏光で、さらに別の２枚の映像は第２波長領域の第１偏光で、残りの２枚の映像は第２波長領域の第２偏光で、それぞれ投写面に投写されることを特徴とする投写型映像表示システム。
【請求項９】
第１波長領域の光を透過する第１分光フィルタと、第１偏光を透過する第１偏光フィルタとが左眼用シャッタ面に重畳的に取り付けられ、前記第１分光フィルタと、第２偏光を透過する第２偏光フィルタとが右眼用シャッタ面に重畳的に取り付けられる第１の３Ｄシャッタメガネと、
前記第１分光フィルタと、前記２偏光フィルタとが左眼用シャッタ面に重畳的に取り付けられ、前記第１分光フィルタと、前記第１偏光フィルタとが右眼用シャッタ面に重畳的に取り付けられる第２の３Ｄシャッタメガネと、
第２波長領域の光を透過する第２分光フィルタと、前記第１偏光フィルタとが左眼用シャッタ面に重畳的に取り付けられ、前記第２分光フィルタと、前記第２偏光フィルタとが右眼用シャッタ面に重畳的に取り付けられる第３の３Ｄシャッタメガネと、
前記第２分光フィルタと、前記２偏光フィルタとが左眼用シャッタ面に重畳的に取り付けられ、前記第２分光フィルタと、前記第１偏光フィルタとが右眼用シャッタ面に重畳的に取り付けられる第４の３Ｄシャッタメガネと、
をさらに備えることを特徴とする請求項５に記載の投写型映像表示システム。
【請求項１０】
請求項１から３のいずれかに記載の投写型映像表示システムにより投写される映像を観察するための３Ｄシャッタメガネであって、
左眼用シャッタ面および右眼用シャッタ面にそれぞれ、特定波長領域の光を透過する分光フィルタが取り付けられることを特徴とする３Ｄシャッタメガネ。
【請求項１１】
請求項４から６のいずれかに記載の投写型映像表示システムにより投写される映像を観察するための３Ｄシャッタメガネであって、
左眼用シャッタ面および右眼用シャッタ面にそれぞれ、特定の偏光を透過する偏光フィルタが取り付けられることを特徴とする３Ｄシャッタメガネ。
【請求項１２】
請求項７から９のいずれかに記載の投写型映像表示システムにより投写される映像を観察するための３Ｄシャッタメガネであって、
左眼用シャッタ面および右眼用シャッタ面にそれぞれ、特定波長領域の光を透過する分光フィルタと、特定の偏光を透過する偏光フィルタとが重畳的に取り付けられる、
ことを特徴とする３Ｄシャッタメガネ。
【請求項１３】
入射光から色成分ごとに第１波長領域の光または第２波長領域の光を取り出す第１回転板と、
入射光を第１偏光または第２偏光に変換する第２回転板と、を備え、
前記第１回転板は十字に四分割され、第１波長領域の光を透過する領域と第２波長領域の光を透過する領域とが交互に配置され、
前記第２回転板は十字に四分割され、第１偏光を透過する領域と第２偏光を透過する領域とが交互に配置され、
前記第１回転板と前記第２回転板とが、それぞれの十字分割線が４５度ずれて重ね合わされることを特徴とする回転板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、観察者に立体映像を認識させるための、投写型映像表示システム、３Ｄシャッタメガネ、回転板に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、３Ｄ映画、３Ｄテレビ、３Ｄゲーム等が普及してきている。このような３Ｄアプリケーションでは一般的に、視差を持つ左眼映像と右眼映像をそれぞれ観察者の左眼と右眼に分離して見せることにより、観察者に立体映像を認識させている。このような３Ｄアプリケーションでは、複数の観察者が同時に同じ映像を見ることになる。即ち、仮想空間内のオブジェクトは観察者ごとに異なる位置に認識されることになる。
【０００３】
これに対し、ホログラムや多視点ディスプレイでは空間内のオブジェクトの映像が複数の観察者でほぼ同じ位置に認識される（例えば、特許文献１参照）。空間内のオブジェクトの映像を複数の観察者に同じ位置に認識させることができれば、様々なアプリケーションに応用できる。例えば、体感型の３Ｄゲームに適用すれば、対戦相手またはチームメイトと同じ映像を共有しながらゲームを楽しむことができる。例えば、テニスゲームやサッカーゲームにおいて複数のプレーヤ間で仮想空間内のボールの位置を共通化できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−３５２４４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ホログラムや多視点ディスプレイは広く普及しておらず、それらの３Ｄ技術を用いた映像表示システムは高コストとなる。そこで、一般的に普及した３Ｄ技術を用いて仮想空間内のオブジェクトの位置を複数の観察者で共通化できる映像表示システムを実現できれば、低コストになる。仮想空間内のオブジェクトの位置を複数の観察者で共通化するためには、観察者ごとに異なる視差映像を見せればよい。
【０００６】
本発明はこうした状況に鑑みなされたものであり、その目的は、観察者ごとに異なる視差映像を見せる立体映像表示システムを低コストで実現する技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のある態様の投写型映像表示システムは、複数の映像を時分割で投写する投写部と、入射光の波長領域を色成分ごとに分割し、入射光の特定波長領域の光を取り出す分光部と、を備える。投写部が投写する映像、分光部が取り出す波長領域の光、およびシャッタメガネの開閉をそれぞれ切り換えることにより、分光フィルタ付きシャッタメガネを装着する複数の観察者のそれぞれに、異なる立体映像を認識させる。
【０００８】
本発明の別の態様もまた、投写型映像表示システムである。この投写型映像表示システムは、第１左眼映像、第１右眼映像、第２左眼映像および第２右眼映像を時分割に投写する投写部と、入射光から色成分ごとに第１波長領域の光または第２波長領域の光を取り出す分光部と、を備える。第１左眼映像および第１右眼映像は第１波長領域の光で投写面に投写され、第２左眼映像および第２右眼映像は第２波長領域の光で投写面に投写される。
【０００９】
本発明のさらに別の態様は、３Ｄシャッタメガネである。この３Ｄシャッタメガネは、上述の投写型映像表示システムにより投写される映像を観察するための３Ｄシャッタメガネであって、左眼用シャッタ面および右眼用シャッタ面にそれぞれ、特定波長領域の光を透過する分光フィルタが取り付けられる。
【００１０】
本発明のさらに別の態様もまた、投写型映像表示システムである。この投写型映像表示システムは、複数の映像を時分割で投写する投写部と、入射光を特定の偏光に変換する偏光部と、を備える。投写部が投写する映像、偏光部が変換する偏光、およびシャッタメガネの開閉をそれぞれ切り換えることにより、偏光フィルタ付きシャッタメガネを装着する複数の観察者のそれぞれに、異なる立体映像を認識させる。
【００１１】
本発明のさらに別の態様もまた、投写型映像表示システムである。この投写型映像表示システムは、第１左眼映像、第１右眼映像、第２左眼映像および第２右眼映像を時分割に投写する投写部と、入射光を第１偏光または第２偏光に変換する偏光部と、を備える。第１左眼映像および第１右眼映像は第１偏光で投写面に投写され、第２左眼映像および第２右眼映像は第２偏光で投写面に投写される。
【００１２】
本発明のさらに別の態様は、３Ｄシャッタメガネである。この３Ｄシャッタメガネは、上述の投写型映像表示システムにより投写される映像を観察するための３Ｄシャッタメガネであって、左眼用シャッタ面および右眼用シャッタ面にそれぞれ、特定の偏光を透過する偏光フィルタが取り付けられる。
【００１３】
本発明のさらに別の態様もまた、投写型映像表示システムである。この投写型映像表示システムは、複数の映像を時分割で投写する投写部と、入射光の波長領域を色成分ごとに分割し、入射光の特定波長領域の光を取り出す分光部と、入射光を特定の偏光に変換する偏光部と、を備える。投写部が投写する映像、分光部が取り出す波長領域の光、偏光部が変換する偏光、およびシャッタメガネの開閉をそれぞれ切り換えることにより、分光フィルタおよび偏光フィルタが重畳的に取り付けられた３Ｄシャッタメガネを装着する複数の観察者のそれぞれに、異なる立体映像を認識させる。
【００１４】
本発明のさらに別の態様もまた、投写型映像表示システムである。この投写型映像表示システムは、第１左眼映像、第１右眼映像、第２左眼映像、第２右眼映像、第３左眼映像、第３右眼映像、第４左眼映像および第４右眼映像を時分割に投写する投写部と、入射光から色成分ごとに第１波長領域の光または第２波長領域の光を取り出す分光部と、入射光を第１偏光または第２偏光に変換する偏光部と、を備える。第１左眼映像、第１右眼映像、第２左眼映像、第２右眼映像、第３左眼映像、第３右眼映像、第４左眼映像および第４右眼映像のうち、２枚の映像は第１波長領域の第１偏光で、別の２枚の映像は第１波長領域の第２偏光で、さらに別の２枚の映像は第２波長領域の第１偏光で、残りの２枚の映像は第２波長領域の第２偏光で、それぞれ投写面に投写される。
【００１５】
本発明のさらに別の態様は、３Ｄシャッタメガネである。この３Ｄシャッタメガネは、上述の投写型映像表示システムにより投写される映像を観察するための３Ｄシャッタメガネであって、左眼用シャッタ面および右眼用シャッタ面にそれぞれ、特定波長領域の光を透過する分光フィルタと、特定の偏光を透過する偏光フィルタとが重畳的に取り付けられる。
【００１６】
本発明のさらに別の態様は、回転板である。この回転板は、入射光から色成分ごとに第１波長領域の光または第２波長領域の光を取り出す第１回転板と、入射光を第１偏光または第２偏光に変換する第２回転板と、を備える。第１回転板は十字に四分割され、第１波長領域の光を透過する領域と第２波長領域の光を透過する領域とが交互に配置され、第２回転板は十字に四分割され、第１偏光を透過する領域と第２偏光を透過する領域とが交互に配置され、第１回転板と第２回転板とが、それぞれの十字分割線が４５度ずれて重ね合わされる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、観察者ごとに異なる視差映像を見せる立体映像表示システムを低コストで実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】２人の観察者が同じ視差映像を見ている様子を示す図である。
【図２】２人の観察者が異なる視差映像を見ている様子を示す図である。
【図３】実施の形態１に係る投写型映像表示システムの全体構成を示す図である。
【図４】実施の形態１に係る投写型映像表示装置の構成を示す概略図である。
【図５】図５（ａ）−（ｂ）は、実施の形態１に係るカラーホイールおよび分光フィルタの構成を示す図である。
【図６】３Ｄシャッタメガネの機能ブロック図である。
【図７】実施の形態１に係る回転板および映像信号の駆動シーケンスを示す図である。
【図８】図７の駆動シーケンスに従い回転板および映像信号が駆動された場合における、第１の３Ｄシャッタメガネおよび第２の３Ｄシャッタメガネの状態を示す図である。
【図９】実施の形態２に係る投写型映像表示装置の構成を示す概略図である。
【図１０】実施の形態２に係る偏光板ホイールの構成を示す図である。
【図１１】実施の形態２に係る回転板および映像信号の駆動シーケンスを示す図である。
【図１２】図１２（ａ）−（ｃ）は、実施の形態３に係る偏光板ホイール、カラーホイールおよび分光フィルタの構成を示す図である。
【図１３】第１の３Ｄシャッタメガネ、第２の３Ｄシャッタメガネ、第３の３Ｄシャッタメガネ、第４の３Ｄシャッタメガネのそれぞれに付与される、分光特性および偏光特性を示す図である。
【図１４】実施の形態３に係る回転板および映像信号の駆動シーケンスを示す図である。
【図１５】図１４の駆動シーケンスに従い回転板および映像信号が駆動された場合における、第１の３Ｄシャッタメガネ、第２の３Ｄシャッタメガネ、第３の３Ｄシャッタメガネ、第４の３Ｄシャッタメガネの状態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
現在普及している３Ｄ映像の表示スタイル（例えば、３Ｄ映画）は、複数の観察者が同時に同じ映像を見ることで、相対的に同じ３Ｄ空間を共有するものとなっている。例えば、カメラに向かって動く物体は、異なる観察位置にいても、全ての観察者から自身に向かって動くように認識される。また、右側に向かって飛んでくるボールは、全ての観察者に自身の右側に向かって飛ぶボールとして認識される。
【００２０】
図１は、２人の観察者が同じ視差映像を見ている様子を示す図である。スクリーンＳ１には視差映像を構成する左眼映像と右眼映像が交互に表示される。オブジェクトＯｌは左眼映像内のオブジェクトの表示位置を示し、オブジェクトＯｒは右眼映像内のオブジェクトの表示位置を示す。
【００２１】
左側の観察者Ａからは、左眼とスクリーンＳ１上のオブジェクトＯｌを結ぶ直線と、右眼とスクリーンＳ１上のオブジェクトＯｒを結ぶ直線との交点（即ち、結像位置）にオブジェクトＯａが位置するように認識される。右側の観察者Ｂからは、左眼とスクリーンＳ１上のオブジェクトＯｌを結ぶ直線と、右眼とスクリーンＳ１上のオブジェクトＯｒを結ぶ直線との交点（即ち、結像位置）にオブジェクトＯｂが位置するように認識される。
【００２２】
このように異なる位置の観察者Ａと観察者Ｂからは、同じオブジェクトが異なる位置に存在するように認識される。これは、観察者Ａと観察者Ｂとでオブジェクトの結像位置が異なるためである。観察者Ａと観察者Ｂとが同じ視差映像を見ている限り、観察者Ａと観察者Ｂとで絶対的に同じ３Ｄ空間を共有することはできない。
【００２３】
図２は、２人の観察者が異なる視差映像を見ている様子を示す図である。スクリーンＳ１には観察者Ａ用の左眼映像、右眼映像、観察者Ｂ用の左眼映像、右眼映像が時分割に表示される。オブジェクトＯｌａは観察者Ａ用の左眼映像内のオブジェクトの表示位置を示し、オブジェクトＯｒａは観察者Ａ用の右眼映像内のオブジェクトの表示位置を示し、オブジェクトＯｌｂは観察者Ｂ用の左眼映像内のオブジェクトの表示位置を示し、オブジェクトＯｒｂは観察者Ｂ用の右眼映像内のオブジェクトの表示位置を示す。
【００２４】
左側の観察者Ａからは、左眼とスクリーンＳ１上のオブジェクトＯｌａを結ぶ直線と、右眼とスクリーンＳ１上のオブジェクトＯｒａを結ぶ直線との交点（即ち、結像位置）にオブジェクトＯａｂが位置するように認識される。右側の観察者Ｂからも、左眼とスクリーンＳ１上のオブジェクトＯｌｂを結ぶ直線と、右眼とスクリーンＳ１上のオブジェクトＯｒｂを結ぶ直線との交点（即ち、結像位置）にオブジェクトＯａｂが位置するように認識される。
【００２５】
このように異なる位置の観察者Ａと観察者Ｂからでも、オブジェクトが同じ位置に存在するように認識される。これは、観察者Ａと観察者Ｂとでオブジェクトの結像位置が同じになるよう、観察者Ａと観察者Ｂに異なる視差映像を見せているためである。これにより、観察者Ａと観察者Ｂとで絶対的に同じ３Ｄ空間を共有することができる。
【００２６】
画面解像度が低下する空間分割を行わずに、観察者Ａと観察者Ｂに対してそれぞれ異なる視差映像を見せるには、観察者Ａ用左眼映像、観察者Ａ用右眼映像、観察者Ｂ用左眼映像、観察者Ｂ用右眼映像を時分割に切り替えて表示する必要がある。また、観察者にフリッカを感じさせないためには、左眼映像および右眼映像がそれぞれ６０Ｈｚで表示されることが望ましい。従って、一人の観察者に左眼映像および右眼映像を合わせて１２０Ｈｚの映像を見せることが望まれる。
【００２７】
以上の前提において、二人の観察者に異なる視差映像を見せるには、４種類の映像を含む２４０Ｈｚの映像を表示し、その映像を４通りに分離する必要がある。以下、一般的に普及している現状の３Ｄ技術を用いてこの処理が可能か否かを検討する。
【００２８】
まず、シャッタメガネ方式を検討する。シャッタメガネ方式に使用するメガネとして液晶シャッタを搭載したメガネが普及している。シャッタメガネ方式は左眼映像と右眼映像を交互に表示し、その映像に同期して左眼液晶シャッタと右眼液晶シャッタが開閉することにより左眼映像と右眼映像を分離する方式である。
【００２９】
シャッタメガネ方式を使用して２４０Ｈｚの映像を４通りに分離することは原理的に可能であるが、光量が大きく低下するためユーザにとって暗い映像と感じることになる。液晶シャッタの応答性能を考慮すると、単位フレーム期間（１６．６ｍｓ）の中で約４０％の非点灯期間が必要である。液晶シャッタの切り替わり時間はおよそ２ｍｓであり、その間は２つの状態が混じることになる。従って、その間はクロストークの観点から点灯できず、点灯期間が短くなることから光量が大きく低下する。
【００３０】
次に、波長分割方式を検討する。波長分割方式では多重化された光信号の中から特定波長の光を取り出す分光フィルタが用いられる。例えば、多重コートフィルタを使ってＲＧＢ波長帯域をそれぞれ２チャンネルに分割し、一方を左眼映像に割り当て、他方を右眼映像に割り当てる。観察者が左眼と右眼とで異なる波長の光を透過するメガネをかけることにより、左眼映像と右眼映像を分離する。
【００３１】
波長分割方式を使用して２４０Ｈｚの映像を４通りに分離することは原理的に可能であるが、シャッタメガネ方式と同様に光量が大きく低下するためユーザにとって暗い映像と感じることになる。波長によって映像を４通りに分離するには、ＲＧＢそれぞれの波長帯域を４分割する必要がある。４分割するには急峻なフィルタを用いて非常に狭い帯域で各色をカットする必要がある。急峻なフィルタを使用すると透過率が低下し、光量が大きく低下する。
【００３２】
次に、偏光方式を検討する。偏光方式では偏光素子と偏光メガネを使用する。左眼映像と右眼映像とで異なる方向の偏光で投写し、観察者が左眼と右眼とで異なる偏光を透過するメガネをかけることにより、左眼映像と右眼映像を分離する。
【００３３】
偏光方式を使用して２４０Ｈｚの映像を４通りに分離することは原理的に不可能である。偏光の傾きや回転の向きで左眼映像と右眼映像を分離しているため、４状態を切り替えることは不可能である。
【００３４】
このように、どの方式も現状の性能では単体で２４０Ｈｚの映像を４通りに分離することは困難である。そこで２つの方式を組み合わせることを考える。
【００３５】
（実施の形態１）
まず、実施の形態１ではシャッタメガネ方式と波長分割方式とを組み合わせる。図３は、実施の形態１に係る投写型映像表示システム５００の全体構成を示す図である。投写型映像表示システム５００は、投写型映像表示装置１００、回転板２００、３Ｄシャッタメガネ３００を備える。本実施の形態では二人の観察者Ａ、観察者Ｂを想定しているため、３Ｄシャッタメガネ３００として第１の３Ｄシャッタメガネ３００Ａおよび第２の３Ｄシャッタメガネ３００Ｂを備える。
【００３６】
回転板２００は設置台２５０に設置され、設置台２５０に搭載される駆動機構により回転される。設置台２５０に設置された回転板２００は、その回転面が投写型映像表示装置１００からの投射光を直交して受ける位置に設置される。回転板２００は分光フィルタが貼り付けられた回転フィルタである。３Ｄシャッタメガネ３００は回転フィルタに対応し、その左眼シャッタ面および右眼シャッタ面にそれぞれ分光フィルタが貼り付けられている。
【００３７】
投写型映像表示装置１００は、複数の映像を時分割で投写する。本実施の形態では単位フレーム期間ごとに第１左眼映像、第１右眼映像、第２左眼映像および第２右眼映像を時分割に投写する。
【００３８】
分光フィルタは、入射光の波長領域を色成分ごとに分割し、入射光の特定波長領域の光を取り出す。より具体的には、入射光から色成分ごとに第１波長領域の光または第２波長領域の光を取り出す。第１波長領域はＲＧＢそれぞれの波長領域の長波長側であり、第２波長領域はＲＧＢそれぞれの波長領域の短波長側である。例えば、インフィテック方式では第１波長領域のＲ領域は６２９ｎｍ、Ｇ領域は５３２ｎｍ、Ｂ領域は４４６ｎｍを基準に切り出され、第２波長領域のＲ領域は６１５ｎｍ、Ｇ領域は５１８ｎｍ、Ｂ領域は４３２ｎｍを基準に切り出される。以下、第１波長領域の光をＲ１、Ｇ１、Ｂ１と表記し、第２波長領域の光をＲ２、Ｇ２、Ｂ２と表記する。
【００３９】
投写型映像表示装置１００が投写する映像、分光フィルタが取り出す波長領域の光、および３Ｄシャッタメガネ３００の開閉をそれぞれ切り換えることにより、分光フィルタ付きの３Ｄシャッタメガネ３００を装着する複数の観察者のそれぞれに、異なる立体映像を認識させることができる。以下、より具体的に説明する。
【００４０】
図４は、実施の形態１に係る投写型映像表示装置１００の構成を示す概略図である。図４では図３の回転板２００の機能が投写型映像表示装置１００に内蔵されている例を描いている。即ち、回転板２００に貼り付けられた分光フィルタの機能はカラーホイール３に置き換えられる。
【００４１】
このように分光フィルタは光源１から投写面との間の光路中に設置されればよく、その設置位置は限定されない。図３に示すように分光フィルタが投写レンズ９の後に設置されてもよいし、図４に示すように分光フィルタが光源１の直後に設置されてもよい。
【００４２】
図４において、光源１はランプ駆動部１２による制御にしたがい、光学ユニット５０に光を照射する。光源１は、フィラメント型の電極構造を有するハロゲンランプ、アーク放電を発生させる電極構造を有するメタルハライドランプ、キセノンショートアークランプ、高圧型の水銀ランプ、ＬＥＤランプなどを用いることができる。光源１の中央部に設けられた発光管１ａから出射された光は、楕円面または双曲面で形成されたリフレクタ１ｂで集光されて、光学ユニット５０に進入する。
【００４３】
光学ユニット５０は、カラーホイール３、ロッドインテグレータ５、およびコンデンサレンズ６ａ、６ｂを含む。光源１から照射された光は、カラーホイール３、ロッドインテグレータ５、およびコンデンサレンズ６ａ、６ｂの順に通過する。カラーホイール３は円盤状であって、光源１から照射された光の光軸に対して垂直に配置される。カラーホイール３はホイール駆動部１１の制御にしたがい、当該光軸と平行な回転軸を中心に回転する。なお、偏光板ホイール２およびカラーホイール３の詳細は後述する。
【００４４】
ロッドインテグレータ５は、上記光軸上に、カラーホイール３を介して配置される。ロッドインテグレータ５は、入射面５ａから入射された光の照度を均一化して、出射面５ｂから出射する。
【００４５】
コンデンサレンズ６ａ、６ｂは、上記光軸上に、ロッドインテグレータ５の出射面５ｂに対向して配置される。コンデンサレンズ６ａ、６ｂは、ロッドインテグレータ５の出射面５ｂから出射された光を集光して、ミラー７に出射する。
【００４６】
ミラー７は、上記光軸上に、当該光軸に対して所定の傾きを持って配置される。ミラー７は、コンデンサレンズ６ａ、６ｂから出射された光を反射して、光変調素子８に出射する。
【００４７】
光変調素子８は、制御部１０から設定される映像信号に応じて、入射される光を変調する。ここでは、ＤＭＤ（Digital Micromirror Device）を用いる例を描いている。ＤＭＤは、複数の微小ミラーによって構成される。複数の微小ミラーはそれぞれ独立に可動する。原則として一つの微小ミラーが一画素に対応する。ＤＭＤは、設定される映像信号に応じて各微小ミラーの角度を変更する。これにより、表示画素ごとに色成分光を投写レンズ９側に反射するか否かを切り替えることができる。なお、投写レンズ９側に反射する時間を制御することにより階調制御が可能である。
【００４８】
図４では単板式ＤＬＰ（登録商標）の例を描いているが、２４０Ｈｚで映像を切り替えるためには３板式ＤＬＰ（登録商標）を用いることが好ましい。また、光変調素子８としてＤＭＤの代わりに反射型または透過型の液晶パネルを用いてもよい。この場合も３板式であることが好ましい。
【００４９】
投写レンズ９は、光変調素子８により変調された光を図示しないスクリーンなどの投影面に向けて投写する。その際、投写レンズ９が光変調素子８により変調された光を結像することにより、光変調素子８により形成された映像は、投影面に拡大されて表示される。
【００５０】
制御部１０は、ランプ駆動部１２、ホイール駆動部１１および光変調素子８を制御する。より具体的には、制御部１０は、ランプ駆動部１２にオン／オフ信号を設定して、ランプ駆動部１２に光源１の電源をオン／オフさせる。また、制御部１０は、ホイール駆動部１１に回転制御信号を設定して、ホイール駆動部１１にカラーホイール３を回転させる。また、制御部１０は、光変調素子８に映像信号を設定して、光変調素子８に所望の映像を形成させる。
【００５１】
通信部１４は、映像信号の切替タイミングに応じた同期信号を、有線または無線通信で３Ｄシャッタメガネ３００に送信する。例えば、赤外線通信により同期信号を送信する。
【００５２】
図５（ａ）−（ｂ）は、実施の形態１に係るカラーホイール３および分光フィルタ２０３の構成を示す図である。図５（ａ）はカラーホイール３の構成を示す。これは図４に示したように単板式の場合の構成である。カラーホイール３には、入射光のうち第１波長領域の赤成分を透過しそれ以外の成分を遮断するＲ１領域と、第１波長領域の緑成分を透過しそれ以外の成分を遮断するＧ１領域と、第１波長領域の青成分を透過しそれ以外の成分を遮断するＢ１領域と、第２波長領域の赤成分を透過しそれ以外の成分を遮断するＲ２領域と、第２波長領域の緑成分を透過しそれ以外の成分を遮断するＧ２領域と、第２波長領域の青成分を透過しそれ以外の成分を遮断するＢ２領域とが形成される。
【００５３】
カラーホイール３は、境界線となる二等分線により第１波長透過領域（Ｒ１、Ｇ１、Ｂ１領域）と第２波長透過領域（Ｒ２、Ｇ２、Ｂ２領域）に二分割される。第１波長透過領域（Ｒ１、Ｇ１、Ｂ１領域）と第２波長透過領域（Ｒ２、Ｇ２、Ｂ２領域）はそれぞれ半円領域で形成される。第１波長透過領域（Ｒ１、Ｇ１、Ｂ１領域）は６つの扇形領域に分割される。即ち、Ｒ１領域、Ｇ１領域、Ｂ１領域、Ｒ１領域、Ｇ１領域、Ｂ１領域に分割され、この順番で時計回りに配置される。同様に、第２波長透過領域（Ｒ２、Ｇ２、Ｂ２領域）も６つの扇形領域に分割される。即ち、Ｒ２領域、Ｇ２領域、Ｂ２領域、Ｒ２領域、Ｇ２領域、Ｂ２領域に分割され、この順番で時計回りに配置される。
【００５４】
透過部３１は入射光が通過する光路であり、その位置は固定である。入射光が中心側ではなく円周側を通過するように配置される（図４参照）。カラーホイール３は、入射方向を回転軸方向として回転し、第１波長領域の赤色光Ｒ１、第１波長領域の緑色光Ｇ１、第１波長領域の青色光Ｂ１、第２波長領域の赤色光Ｒ２、第２波長領域の緑色光Ｇ２、第２波長領域の青色光Ｂ２を時分割に透過する。
【００５５】
図５（ｂ）は、回転板２００に貼り付けられる分光フィルタ３０３の構成を示す図である。図３に示すように投写型映像表示装置１００の外部に外付けの回転板２００を設ける場合、図４のカラーホイール３は波長分割を行わない通常のカラーホイールに置き換えられる。また、ホイール駆動部１１の機能は設置台２５０にも設けられる。なお、光源１を三原色光源にした場合、カラーホイール３は取り除かれる。
【００５６】
分光フィルタ２０３には、入射光のうち第１波長領域の光Ｒ１、Ｇ１、Ｂ１を透過しそれ以外の波長領域の光を遮断する第１波長透過領域（Ｒ１、Ｇ１、Ｂ１領域）と、第２波長領域の光Ｒ２、Ｇ２、Ｂ２を透過しそれ以外の波長領域の光を遮断する第２波長透過領域（Ｒ２、Ｇ２、Ｂ２領域）が形成される。分光フィルタ２０３にはカラー映像光が入射されるため、第１波長透過領域（Ｒ１、Ｇ１、Ｂ１領域）および第２波長透過領域（Ｒ２、Ｇ２、Ｂ２領域）がさらに三原色ごとに分割されている必要はない。
【００５７】
分光フィルタ２０３は、境界線となる二等分線により第１波長透過領域（Ｒ１、Ｇ１、Ｂ１領域）と第２波長透過領域（Ｒ２、Ｇ２、Ｂ２領域）に二分割される。第１波長透過領域（Ｒ１、Ｇ１、Ｂ１領域）と第２波長透過領域（Ｒ２、Ｇ２、Ｂ２領域）はそれぞれ半円領域で形成される。透過部２０３１は入射光が通過する光路であり、その位置は固定である。
【００５８】
回転板２００が回転することにより、投写型映像表示装置１００から投写される第１左眼映像および第１右眼映像は第１波長領域の光で投写面に投写され、第２左眼映像および第２右眼映像は第２波長領域の光で投写面に投写される。
【００５９】
図６は、３Ｄシャッタメガネ３００の機能ブロック図である。３Ｄシャッタメガネ３００は、通信部２２、制御部２３、シャッタ駆動部２４、左眼シャッタ２５、右眼シャッタ２６を備える。通信部２２は、投写型映像表示装置１００の通信部１４から送信された同期信号を受信する。制御部２３は、通信部２２により受信された同期信号に応じてシャッタ駆動部２４を制御する。シャッタ駆動部２４は、制御部２３による制御に応じて左眼シャッタ２５および右眼シャッタ２６を開閉する。
【００６０】
第１の３Ｄシャッタメガネ３００Ａの左眼シャッタ２５および右眼シャッタ２６の表面には、第１波長領域の光を透過しそれ以外の波長領域の光を遮断する第１分光フィルタが取り付けられている。第２の３Ｄシャッタメガネ３００Ｂの左眼シャッタ２５および右眼シャッタ２６の表面には、第２波長領域の光を透過しそれ以外の波長領域の光を遮断する第２分光フィルタが取り付けられている。このように、分光フィルタにより観察者Ａ用映像と観察者Ｂ用映像を分離し、液晶シャッタにより左眼映像と右眼映像を分離する。
【００６１】
これと逆に、第１の３Ｄシャッタメガネ３００Ａおよび第２の３Ｄシャッタメガネ３００Ｂの左眼シャッタ２５または右眼シャッタ２６の表面に第１分光フィルタが取り付けられ、右眼シャッタ２６または左眼シャッタ２５の表面に第２分光フィルタが取り付けられてもよい。このように、液晶シャッタにより観察者Ａ用映像と観察者Ｂ用映像を分離し、分光フィルタにより左眼映像と右眼映像を分離することもできる。ただし後者を使用する場合、観察者が左眼と右眼で異なる色を見ることになり立体視しにくくなる可能性がある。前者を使用する場合、観察者が左眼と右眼で同じ色を見ることになり、立体視しやすくなる。
【００６２】
図７は、実施の形態１に係る回転板２００および映像信号の駆動シーケンスを示す図である。分光フィルタ２０３のＲ１、Ｇ１、Ｂ１領域とＲ２、Ｇ２、Ｂ２領域の切り替わりタイミングと、液晶シャッタの開閉切り替わりタイミングが１／４フレーム時間ずれる。即ち、フレーム開始から１／４フレーム時間（４．２ｍｓ）後に液晶シャッタが左眼オープンから右眼オープンに切り替わり、３／４フレーム時間（１２．５ｍｓ）後に右眼オープンから左眼オープンに切り替わる。フレーム開始から２／４フレーム時間（８．３ｍｓ）後に分光フィルタ２０３がＲ１、Ｇ１、Ｂ１領域からＲ２、Ｇ２、Ｂ２領域に切り替わり、４／４フレーム時間（１６．６ｍｓ）後にＲ２、Ｇ２、Ｂ２領域からＲ１、Ｇ１、Ｂ１領域に切り替わる。
【００６３】
映像信号は２４０Ｈｚで切り替わる。制御部１０は、通常の３Ｄ投写のように左眼画像と右眼画像を交互に光変調素子８に設定するのではなく、第１左眼映像、第１右眼映像、第２右眼映像、第２左眼映像、・・・の順番で設定する。ここで、第１左眼映像および第１右眼映像は観察者Ａに見せるべき映像であり、第２右眼映像および第２左眼映像は観察者Ｂに見せるべき映像である。
【００６４】
このように右眼映像および左眼映像がそれぞれ連続するように投写される。この順序で映像を投写することにより、分光フィルタ２０３および液晶シャッタのそれぞれを１２０Ｈｚで駆動しても観察者Ａと観察者Ｂに左眼映像と右眼映像を分離して見せることができる。
【００６５】
仮に、第１左眼映像、第１右眼映像、第２左眼映像、第２右眼映像の順番で投写した場合、３Ｄシャッタメガネ３００を２４０Ｈｚで駆動する必要がある。この速度で駆動すると、光量が大きく低下することは既に述べた。また、３Ｄシャッタメガネ３００を１２０Ｈｚで駆動する場合、左眼映像と右眼映像を分光フィルタ２０３で分離する必要があり、左右眼で色のアンバランスが発生する。
【００６６】
図８は、図７の駆動シーケンスに従い回転板２００および映像信号が駆動された場合における、第１の３Ｄシャッタメガネ３００Ａおよび第２の３Ｄシャッタメガネ３００Ｂの状態を示す図である。フレーム期間において０〜４．２ｍｓの間は、分光フィルタ２０３はＲ１、Ｇ１、Ｂ１領域に設定され、液晶シャッタは左眼オープンに設定され、第１左眼映像が投写される。従って、０〜４．２ｍｓの間は第１の３Ｄシャッタメガネ３００Ａの左眼部が第１左眼映像を透過し、第１の３Ｄシャッタメガネ３００Ａの右眼部ならびに第２の３Ｄシャッタメガネ３００Ｂの左眼部および右眼部は遮光する。
【００６７】
４．２〜８．３ｍｓの間は、分光フィルタ２０３はＲ１、Ｇ１、Ｂ１領域に設定され、液晶シャッタは右眼オープンに設定され、第１右眼映像が投写される。従って、４．２〜８．３ｍｓの間は第１の３Ｄシャッタメガネ３００Ａの右眼部が第１右眼映像を透過し、第１の３Ｄシャッタメガネ３００Ａの左眼部ならびに第２の３Ｄシャッタメガネ３００Ｂの左眼部および右眼部は遮光する。
【００６８】
８．３〜１２．５ｍｓの間は、分光フィルタ２０３はＲ２、Ｇ２、Ｂ２領域に設定され、液晶シャッタは右眼オープンに設定され、第２右眼映像が投写される。従って、８．３〜１２．５ｍｓの間は第２の３Ｄシャッタメガネ３００Ｂの右眼部が第２右眼映像を透過し、第２の３Ｄシャッタメガネ３００Ｂの左眼部ならびに第１の３Ｄシャッタメガネ３００Ａの左眼部および右眼部は遮光する。
【００６９】
１２．５〜１６．６ｍｓの間は、分光フィルタ２０３はＲ２、Ｇ２、Ｂ２領域に設定され、液晶シャッタは左眼オープンに設定され、第２左眼映像が投写される。従って、１２．５〜１６．６ｍｓの間は第２の３Ｄシャッタメガネ３００Ｂの左眼部が第２左眼映像を透過し、第２の３Ｄシャッタメガネ３００Ｂの右眼部ならびに第１の３Ｄシャッタメガネ３００Ａの左眼部および右眼部は遮光する。
【００７０】
以上説明したように実施の形態１によれば、シャッタメガネ方式と波長分割方式を併用することにより、低コストで光量の低下を抑えながら、観察者Ａと観察者Ｂとに異なる視差映像を見せることができる。従って、観察者Ａと観察者Ｂとに絶対的に同じ３Ｄ空間を共有させることも可能となる。
【００７１】
現状の液晶シャッタを２４０Ｈｚで開閉したり、波長領域をＲＧＢごとに４分割するには高スペックな素子を使用する必要があり、高コストになる。また、各映像に割り当てられる光量が大きく低下する。この点、液晶シャッタにより映像を２種類に分離し、かつ波長領域をＲＧＢごとに２分割して映像を４種類に分離する場合、既存の素子をそのまま転用でき、コスト高を抑えられる。また、液晶シャッタを１２０Ｈｚで駆動すればよく、かつ波長領域をＲＧＢごとに２分割すれば足りるため光量の低下も小さく抑えられる。
【００７２】
（実施の形態２）
次に、実施の形態２ではシャッタメガネ方式と偏光方式とを組み合わせる。実施の形態２に係る投写型映像表示システム５００の全体構成は、図３に示した実施の形態１に係る投写型映像表示システム５００の全体構成と基本的に同じである。以下、相違点を説明する。
【００７３】
回転板２００は偏光フィルタが貼り付けられた回転フィルタである。３Ｄシャッタメガネ３００は回転フィルタに対応し、その左眼シャッタ面および右眼シャッタ面にそれぞれ偏光フィルタが貼り付けられている。
【００７４】
偏光フィルタは、入射光を特定の偏光に変換する。より具体的には、入射光を第１偏光または第２偏光に変換する。第１偏光と第２偏光は、直交する２つの直線偏光（直線偏光方式）であってもよいし、右円偏光と左円偏光（円偏光方式）であってもよい。本実施の形態では顔やメガネが傾いても正常に立体視ができる円偏光方式を用いる例を説明する。
【００７５】
投写型映像表示装置１００が投写する映像、偏光フィルタが変換する偏光、および３Ｄシャッタメガネ３００の開閉をそれぞれ切り換えることにより、偏光フィルタ付き３Ｄシャッタメガネ３００を装着する複数の観察者のそれぞれに、異なる立体映像を認識させることができる。以下、より具体的に説明する。
【００７６】
図９は、実施の形態２に係る投写型映像表示装置１００の構成を示す概略図である。図９では回転板２００の機能が投写型映像表示装置１００に内蔵されている例を描いている。即ち、回転板２００に貼り付けられた偏光フィルタの機能は偏光板ホイール２に置き換えられる。
【００７７】
このように偏光フィルタは光源１から投写面との間の光路中に設置されればよく、その設置位置は限定されない。投写レンズ９の後に設置されてもよいし、光源１の直後に設置されてもよい。
【００７８】
実施の形態２に係る投写型映像表示装置１００の構成は、図４に示す実施の形態１に係る投写型映像表示装置１００の構成と基本的に同じである。以下、相違点について説明する。図９のカラーホイール３は波長分割を行わない通常のカラーホイールに置き換えられる。なお、光源１を三原色光源にした場合、カラーホイール３は取り除かれる。
【００７９】
実施の形態２に係る投写型映像表示装置１００は、実施の形態１に係る投写型映像表示装置１００に対して偏光板ホイール２が追加される。偏光板ホイール２は投写レンズ９の後段に設置される。偏光板ホイール２は、ホイール駆動部１１の制御にしたがい、投写レンズ９から投影面への光軸と平行な回転軸を中心に回転する。なお、偏光板ホイール２は光源１の直後に設置してもよいが、投写レンズ９の後段に設置したほうが投写レンズ９により偏光が乱されることを防止できる。制御部１０は、ホイール駆動部１１に回転制御信号を設定して、ホイール駆動部１１に偏光板ホイール２を回転させる。
【００８０】
図１０は、実施の形態２に係る偏光板ホイール２の構成を示す図である。偏光板ホイール２には、入射光のうち右円偏光を透過しそれ以外の偏光を遮断する右円偏光領域と、左円偏光を透過しそれ以外の偏光を遮断する左円偏光領域が形成される。偏光板ホイール２は、境界線となる二等分線により右円偏光領域と左円偏光領域に二分割される。右円偏光領域と左円偏光領域はそれぞれ半円領域で形成される。
【００８１】
透過部２１は入射光が通過する光路であり、その位置は固定である。偏光板ホイール２は、入射光が中心側ではなく円周側を通過するように配置される。偏光板ホイール２は、入射方向を回転軸方向として回転し、右円偏光と左円偏光とを時分割に透過する。
【００８２】
図３に示すように投写型映像表示装置１００の外部に外付けの回転板２００を設け、その回転板２００に偏光フィルタを貼り付ける場合、投写型映像表示装置１００内から偏光板ホイール２は取り除かれる。また、ホイール駆動部１１の偏光板ホイール２を駆動する機能は設置台２５０に移設される。
【００８３】
回転板２００が回転することにより、投写型映像表示装置１００から投写される第１左眼映像および第１右眼映像は右円偏光で投写面に投写され、第２左眼映像および第２右眼映像は左円偏光で投写面に投写される。
【００８４】
以下、実施の形態２に係る３Ｄシャッタメガネ３００と、実施の形態１に係る３Ｄシャッタメガネ３００との相違点を説明する。第１の３Ｄシャッタメガネ３００Ａの左眼シャッタ２５および右眼シャッタ２６の表面には、右円偏光を透過しそれ以外の偏光を遮断する第１偏光フィルタが取り付けられている。第２の３Ｄシャッタメガネ３００Ｂの左眼シャッタ２５および右眼シャッタ２６の表面には、左円偏光を透過しそれ以外の偏光を遮断する第２偏光フィルタが取り付けられている。このように、偏光フィルタにより観察者Ａ用映像と観察者Ｂ用映像を分離し、液晶シャッタにより左眼映像と右眼映像を分離する。
【００８５】
これと逆に、第１の３Ｄシャッタメガネ３００Ａおよび第２の３Ｄシャッタメガネ３００Ｂの左眼シャッタ２５または右眼シャッタ２６の表面に第１偏光フィルタが取り付けられ、右眼シャッタ２６または左眼シャッタ２５の表面に第２偏光フィルタが取り付けられてもよい。このように、液晶シャッタにより観察者Ａ用映像と観察者Ｂ用映像を分離し、偏光フィルタにより左眼映像と右眼映像を分離することもできる。
【００８６】
図１１は、実施の形態２に係る回転板２００および映像信号の駆動シーケンスを示す図である。偏光フィルタの右円偏光領域と左円偏光領域の切り替わりタイミングと、液晶シャッタの開閉切り替わりタイミングが１／４フレーム時間ずれる。即ち、フレーム開始から１／４フレーム時間（４．２ｍｓ）後に液晶シャッタが左眼オープンから右眼オープンに切り替わり、３／４フレーム時間（１２．５ｍｓ）後に右眼オープンから左眼オープンに切り替わる。フレーム開始から２／４フレーム時間（８．３ｍｓ）後に偏光フィルタが右円偏光領域から左円偏光領域に切り替わり、４／４フレーム時間（１６．６ｍｓ）後に左円偏光領域から右円偏光領域に切り替わる。
【００８７】
映像信号は２４０Ｈｚで切り替わる。制御部１０は、通常の３Ｄ投写のように左眼画像と右眼画像を交互に光変調素子８に設定するのではなく、第１左眼映像、第１右眼映像、第２右眼映像、第２左眼映像、・・・の順番で設定する。このように右眼映像および左眼映像がそれぞれ連続するように投写される。この順序で映像を投写することにより、偏光フィルタおよび液晶シャッタのそれぞれを１２０Ｈｚで駆動しても観察者Ａと観察者Ｂに左眼映像と右眼映像を分離して見せることができる。
【００８８】
図１１の駆動シーケンスに従い回転板２００および映像信号が駆動された場合における、第１の３Ｄシャッタメガネ３００Ａおよび第２の３Ｄシャッタメガネ３００Ｂの状態は、図８と同じであるため、説明を省略する。
【００８９】
以上説明したように実施の形態２によれば、シャッタメガネ方式と偏光方式を併用することにより、低コストで光量の低下を抑えながら、観察者Ａと観察者Ｂとに異なる視差映像を見せることができる。従って、観察者Ａと観察者Ｂとに絶対的に同じ３Ｄ空間を共有させることも可能となる。
【００９０】
現状の液晶シャッタを２４０Ｈｚで開閉するには高スペックな素子を使用する必要があり、高コストになる。また、各映像に割り当てられる光量が大きく低下する。この点、液晶シャッタにより映像を２種類に分離し、かつ偏光フィルタにより映像を２種類に分離する場合、既存の素子をそのまま転用でき、コスト高を抑えられる。また、液晶シャッタを１２０Ｈｚで駆動すればよいため光量の低下も小さく抑えられる。
【００９１】
（実施の形態３）
次に、実施の形態３ではシャッタメガネ方式と波長分割方式と偏光方式とを組み合わせる。実施の形態３では４８０Ｈｚで表示される映像を８通りに分離する。実施の形態３に係る投写型映像表示システム５００の全体構成は、図３に示した実施の形態１に係る投写型映像表示システム５００の全体構成と基本的に同じである。以下、相違点を説明する。実施の形態３では四人の観察者Ａ、観察者Ｂ、観察者Ｃ、観察者Ｄを想定しているため、実施の形態３に係る投写型映像表示システム５００は、３Ｄシャッタメガネ３００として第１の３Ｄシャッタメガネ３００Ａ、第２の３Ｄシャッタメガネ３００Ｂ、第３の３Ｄシャッタメガネ３００Ｃ、第４の３Ｄシャッタメガネ３００Ｄを備える。
【００９２】
回転板２００は分光フィルタと偏光フィルタとが表裏に貼り付けられた回転フィルタである。３Ｄシャッタメガネ３００は回転フィルタに対応し、その左眼部および右眼部にそれぞれ分光フィルタおよび偏光フィルタが重畳的に貼り付けられている。
【００９３】
投写型映像表示装置１００は、複数の映像を時分割で投写する。実施の形態３では単位フレーム期間ごとに第１左眼映像、第１右眼映像、第２左眼映像、第２右眼映像、第３左眼映像、第３右眼映像、第４左眼映像、第４右眼映像を時分割に投写する。
【００９４】
投写型映像表示装置１００が投写する映像、分光フィルタが取り出す波長領域の光、偏光フィルタが変換する偏光、および３Ｄシャッタメガネ３００の開閉をそれぞれ切り換えることにより、分光フィルタおよび偏光フィルタが重畳的に取り付けられた３Ｄシャッタメガネ３００を装着する複数の観察者のそれぞれに、異なる立体映像を認識させることができる。以下、より具体的に説明する。
【００９５】
実施の形態３に係る投写型映像表示装置１００の構成は、図９に示す実施の形態２に係る投写型映像表示装置１００の構成と基本的に同じである。カラーホイール３は図５（ａ）に示す波長分割作用を持つカラーホイール３である必要がある。図９に示すように、回転板２００に貼り付けられた分光フィルタの機能はカラーホイール３に置き換えられ、回転板２００に貼り付けられた偏光フィルタの機能は偏光板ホイール２に置き換えが可能である。
【００９６】
このように分光フィルタおよび偏光フィルタは光源１から投写面との間の光路中に設置されればよく、その設置位置は限定されない。図３に示すように分光フィルタおよび偏光フィルタの両方が投写レンズ９の後に設置されてもよいし、図９に示すように分光フィルタおよび偏光フィルタの両方が光源１の直後に設置されてもよい。また、分光フィルタが光源１の直後に設置され、偏光フィルタが投写レンズ９の後に設置されてもよいし、その逆であってもよい。
【００９７】
図１２（ａ）−（ｃ）は、実施の形態３に係る偏光板ホイール２、カラーホイール３および分光フィルタ２０３の構成を示す図である。図１２（ａ）は、実施の形態３に係る偏光板ホイール２の構成を示す。偏光板ホイール２には、入射光のうち右円偏光を透過しそれ以外の偏光を遮断する右円偏光領域と、左円偏光を透過しそれ以外の偏光を遮断する左円偏光領域が形成される。偏光板ホイール２は、十字に四分割され、右円偏光領域と左円偏光領域が交互に配置される。
【００９８】
偏光板ホイール２は、入射方向を回転軸方向として回転し、右円偏光と左円偏光とを時分割に透過する。実施の形態２では１２０Ｈｚで右円偏光と左円偏光とが切り替わったが、実施の形態３では２４０Ｈｚで切り替わる。
【００９９】
図１２（ｂ）は、実施の形態３に係るカラーホイール３の構成を示す。これは図９に示したように分光フィルタが内蔵される場合の構成である。カラーホイール３には、Ｒ１領域、Ｇ１領域、Ｂ１領域、Ｒ２領域、Ｇ２領域、Ｂ２領域とが形成される。カラーホイール３は、十字に四分割され、第１波長透過領域（Ｒ１、Ｇ１、Ｂ１領域）と第２波長透過領域（Ｒ２、Ｇ２、Ｂ２領域）とが交互に配置される。第１波長透過領域（Ｒ１、Ｇ１、Ｂ１領域）は六分割され、Ｒ１領域、Ｇ１領域、Ｂ１領域、Ｒ１領域、Ｇ１領域、Ｂ１領域の順番に配置される。第２波長透過領域（Ｒ２、Ｇ２、Ｂ２領域）は六分割され、Ｒ２領域、Ｇ２領域、Ｂ２領域、Ｒ２領域、Ｇ２領域、Ｂ２領域の順番に配置される。
【０１００】
カラーホイール３は、入射方向を回転軸方向として回転し、第１波長領域の赤色光Ｒ１、第１波長領域の緑色光Ｇ１、第１波長領域の青色光Ｂ１、第２波長領域の赤色光Ｒ２、第２波長領域の緑色光Ｇ２、第２波長領域の青色光Ｂ２を時分割に透過する。実施の形態１では、１２０Ｈｚで第１波長透過領域（Ｒ１、Ｇ１、Ｂ１領域）と第２波長透過領域（Ｒ２、Ｇ２、Ｂ２領域）とが切り替わったが、実施の形態３では２４０Ｈｚで切り替わる。
【０１０１】
図１２（ｃ）は、実施の形態３に係る３板式の回転板２００に貼り付けられる分光フィルタ２０３の構成を示す図である。図３に示すように投写型映像表示装置１００の外部に外付けの回転板２００を設ける場合、図９のカラーホイール３は波長分割を行わない通常のカラーホイールに置き換えられる。また、ホイール駆動部１１の機能は設置台２５０にも設けられる。なお、光源１を三原色光源にした場合、カラーホイール３は取り除かれる。
【０１０２】
分光フィルタ２０３には、第１波長透過領域（Ｒ１、Ｇ１、Ｂ１領域）と、第２波長透過領域（Ｒ２、Ｇ２、Ｂ２領域）が形成される。分光フィルタ２０３は、十字に四分割され、第１波長透過領域（Ｒ１、Ｇ１、Ｂ１領域）と第２波長透過領域（Ｒ２、Ｇ２、Ｂ２領域）とが交互に配置される。
【０１０３】
なお、回転板２００に貼り付けられる偏光フィルタの構成は、図１２（ａ）に示す偏光板ホイール２の構成とサイズを除き同じである。以下、偏光フィルタと分光フィルタ２０３が回転板２００に貼り付けられる構成を例に説明する。
【０１０４】
偏光フィルタの十字分割線と分光フィルタ２０３の十字分割線とが４５度ずれた状態で重ね合わされる。なお、偏光フィルタと分光フィルタ２０３は直接貼り合わされてもよいし、その間にガラス板などが挿入されてもよい。
【０１０５】
回転板２００が回転することにより、投写型映像表示装置１００から投写される第１左眼映像、第１右眼映像、第２左眼映像、第２右眼映像、第３左眼映像、第３右眼映像、第４左眼映像、第４右眼映像のうち、第１左眼映像および第１右眼映像は第１波長領域の右円偏光で、第２左眼映像および第２右眼映像は第１波長領域の左円偏光で、第３左眼映像および第３右眼映像は第２波長領域の右円偏光で、第４左眼映像および第４右眼映像は第２波長領域の左円偏光で、それぞれ投写面に投写される。
【０１０６】
図１３は、第１の３Ｄシャッタメガネ３００Ａ、第２の３Ｄシャッタメガネ３００Ｂ、第３の３Ｄシャッタメガネ３００Ｃ、第４の３Ｄシャッタメガネ３００Ｄのそれぞれに付与される、分光特性および偏光特性を示す図である。本実施の形態では、第１波長領域の右円偏光、第１波長領域の左円偏光、第２波長領域の右円偏光、第２波長領域の左円偏光の４種類の光で４種類の映像が投写される。そこで、第１の３Ｄシャッタメガネ３００Ａ、第２の３Ｄシャッタメガネ３００Ｂ、第３の３Ｄシャッタメガネ３００Ｃ、第４の３Ｄシャッタメガネ３００Ｄを使用して、投写映像を４種類の映像に分離する。
【０１０７】
第１の３Ｄシャッタメガネ３００Ａ、第２の３Ｄシャッタメガネ３００Ｂ、第３の３Ｄシャッタメガネ３００Ｃ、第４の３Ｄシャッタメガネ３００Ｄのそれぞれには、回転板２００の分光特性および偏光特性に対応する分光特性および偏光特性が付与される。図１３に示すように、第１の３Ｄシャッタメガネ３００Ａには第１波長領域の右円偏光を透過し、それ以外の光を遮断する特性が付与される。第２の３Ｄシャッタメガネ３００Ｂには第１波長領域の左円偏光を透過し、それ以外の光を遮断する特性が付与される。第３の３Ｄシャッタメガネ３００Ｃには第２波長領域の右円偏光を透過し、それ以外の光を遮断する特性が付与される。第４の３Ｄシャッタメガネ３００Ｄには第２波長領域の左円偏光を透過し、それ以外の光を遮断する特性が付与される。
【０１０８】
即ち、第１の３Ｄシャッタメガネ３００Ａの左眼用シャッタ面および右眼用シャッタ面には、第１波長領域の光を透過しそれ以外の波長の光を遮断する第１分光フィルタと、右円偏光を透過しそれ以外の偏光を遮断する右円偏光フィルタとが重畳的に取り付けられる。第２の３Ｄシャッタメガネ３００Ｂの左眼用シャッタ面および右眼用シャッタ面には、第１分光フィルタと、左円偏光を透過しそれ以外の偏光を遮断する左円偏光フィルタとが重畳的に取り付けられる。第３の３Ｄシャッタメガネ３００Ｃの左眼用シャッタ面および右眼用シャッタ面には、第２波長領域の光を透過しそれ以外の波長の光を遮断する第２分光フィルタと、右円偏光フィルタとが重畳的に取り付けられる。第４の３Ｄシャッタメガネ３００Ｄの左眼用シャッタ面および右眼用シャッタ面には、第２分光フィルタと、左円偏光フィルタとが重畳的に取り付けられる。
【０１０９】
このように、分光フィルタにより観察者Ａ用映像および観察者Ｂ用映像と、観察者Ｃ用映像および観察者Ｄ用映像とを分離し、偏光フィルタにより観察者Ａ用映像および観察者Ｃ用映像と、観察者Ｂ用映像および観察者Ｄ用映像とを分離する。さらに、液晶シャッタにより各観察者の左眼映像と右眼映像を分離する。
【０１１０】
なお、液晶シャッタに、観察者Ａ用映像および観察者Ｂ用映像と、観察者Ｃ用映像および観察者Ｄ用映像との分離、または観察者Ａ用映像および観察者Ｃ用映像と、観察者Ｂ用映像および観察者Ｄ用映像との分離を担わせるべきではない。この場合、液晶シャッタを２４０Ｈｚで駆動する必要があり、この速度で駆動すると光量が大きく低下することは既に述べた。また、分光フィルタに各観察者の左眼映像と右眼映像との分離を担わせるべきではない。この場合、左右眼で色のアンバランスが発生してしまうことは既に述べた。
【０１１１】
これらの制約を除き、観察者Ａ用映像および観察者Ｂ用映像と観察者Ｃ用映像および観察者Ｄ用映像との分離、観察者Ａ用映像および観察者Ｃ用映像と観察者Ｂ用映像および観察者Ｄ用映像との分離、各観察者の左眼映像と右眼映像との分離を、分光フィルタ、偏光フィルタ、液晶シャッタでそれぞれ任意の組合せで実行することができる。例えば、偏光フィルタにより観察者Ａ用映像および観察者Ｂ用映像と観察者Ｃ用映像および観察者Ｄ用映像とを分離し、分光フィルタにより観察者Ａ用映像および観察者Ｃ用映像と観察者Ｂ用映像および観察者Ｄ用映像とを分離し、液晶シャッタにより各観察者の左眼映像と右眼映像を分離してもよい。
【０１１２】
図１４は、実施の形態３に係る回転板２００および映像信号の駆動シーケンスを示す図である。液晶シャッタは１２０Ｈｚで駆動される。分光フィルタおよび偏光フィルタは２４０Ｈｚで駆動される。分光フィルタのＲ１、Ｇ１、Ｂ１領域とＲ２、Ｇ２、Ｂ２領域の切り替わりタイミングと、偏光フィルタの右円偏光領域と左円偏光領域の切り替わりタイミングとが１／８フレーム時間ずれる。
【０１１３】
即ち、フレーム開始から１／８フレーム時間（２ｍｓ）後に偏光フィルタが右円偏光領域から左円偏光領域に切り替わり、３／８フレーム時間（６．２ｍｓ）後に左円偏光領域から右円偏光領域に切り替わり、５／８フレーム時間（１０．４ｍｓ）後に右円偏光領域から左円偏光領域に切り替わり、７／８フレーム時間（１４．５ｍｓ）後に左円偏光領域から右円偏光領域に切り替わる。
【０１１４】
フレーム開始から１／４フレーム時間（４．２ｍｓ）後に分光フィルタ２０３がＲ１、Ｇ１、Ｂ１領域からＲ２、Ｇ２、Ｂ２領域の切り替わり、２／４フレーム時間（８．３ｍｓ）後にＲ２、Ｇ２、Ｂ２領域からＲ１、Ｇ１、Ｂ１領域に切り替わり、３／４フレーム時間（１２．５ｍｓ）後にＲ１、Ｇ１、Ｂ１領域からＲ２、Ｇ２、Ｂ２領域に切り替わり、４／４フレーム時間（１６．６ｍｓ）後にＲ２、Ｇ２、Ｂ２領域からＲ１、Ｇ１、Ｂ１領域に切り替わる。フレーム開始から１／４フレーム時間（４．２ｍｓ）後に液晶シャッタが右眼オープンから左眼オープンに切り替わり、３／４フレーム時間（１２．５ｍｓ）後に左眼オープンから右眼オープンに切り替わる。
【０１１５】
映像信号は４８０Ｈｚで切り替わる。制御部１０は、通常の３Ｄ投写のように左眼画像と右眼画像を交互に光変調素子８に設定するのではなく、第１右眼映像、第２右眼映像、第３右眼映像、第４右眼映像、第１左眼映像、第２左眼映像、第３左眼映像、第４左眼映像、・・・の順番で設定する。このように右眼映像および左眼映像がそれぞれ連続するように投写される。この順序で映像を投写することにより、液晶シャッタを１２０Ｈｚで駆動しても観察者Ａと観察者Ｂと観察者Ｃと観察者Ｄに左眼映像と右眼映像を分離して見せることができる。
【０１１６】
図１５は、図１４の駆動シーケンスに従い回転板２００および映像信号が駆動された場合における、第１の３Ｄシャッタメガネ３００Ａ、第２の３Ｄシャッタメガネ３００Ｂ、第３の３Ｄシャッタメガネ３００Ｃ、第４の３Ｄシャッタメガネ３００Ｄの状態を示す図である。フレーム期間において０〜２ｍｓの間は第１の３Ｄシャッタメガネ３００Ａの右眼のみが映像を透過する。２〜４．２ｍｓの間は第２の３Ｄシャッタメガネ３００Ｂの右眼のみが映像を透過する。４．２〜６．２ｍｓの間は第３の３Ｄシャッタメガネ３００Ｃの右眼のみが映像を透過する。６．２〜８．３ｍｓの間は第４の３Ｄシャッタメガネ３００Ｄの右眼のみが映像を透過する。８．３〜１０．４ｍｓの間は第１の３Ｄシャッタメガネ３００Ａの左眼のみが映像を透過する。１０．４〜１２．５ｍｓの間は第２の３Ｄシャッタメガネ３００Ｂの左眼のみが映像を透過する。１２．５〜１４．５ｍｓの間は第３の３Ｄシャッタメガネ３００Ｃの左眼のみが映像を透過する。１４．５〜１６．６ｍｓの間は第４の３Ｄシャッタメガネ３００Ｄの左眼のみが映像を透過する。
【０１１７】
以上説明したように実施の形態３によれば、シャッタメガネ方式と波長分割方式と偏光方式を併用することにより、低コストで光量の低下を抑えながら、観察者Ａと観察者Ｂと観察者Ｃと観察者Ｄに異なる視差映像を見せることができる。従って、観察者Ａと観察者Ｂと観察者Ｃと観察者Ｄに絶対的に同じ３Ｄ空間を共有させることも可能となる。
【０１１８】
現状の液晶シャッタを４８０Ｈｚで開閉したり、波長領域をＲＧＢごとに８分割することは非常に困難であり、各映像に割り当てられる光量も劇的に低下する。この点、液晶シャッタの開閉により映像を２種類に分離し、かつ偏光の向きを変えることにより映像を２種類に分離し、かつ波長領域をＲＧＢごとに２分割して映像を８種類に分離する場合、既存の素子をそのまま転用でき、コスト高を抑えられる。また、液晶シャッタを１２０Ｈｚで駆動すればよく、波長領域をＲＧＢごとに２分割すれば足りるため光量の低下も小さく抑えられる。
【０１１９】
以上、本発明を実施の形態をもとに説明した。この実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
【０１２０】
例えば、分光フィルタ２０３は、第１波長領域と第２波長領域とでそれぞれ３つの帯域に分割することに限らず、２帯域または4帯域以上に分割してもよい。また、第１波長領域と第２波長領域とで帯域数が異なってもよい。
【０１２１】
また、偏光板として回転式の偏光フィルタを例に説明したが、電圧印加に応じて偏光方向が切り替わる偏光シャッタを用いてよい。この場合も、図７、図１１、図１４に示した切り替わりタイミングで駆動される。
【０１２２】
また、図１１では偏光フィルタの右円偏光領域と左円偏光領域を１２０Ｈｚで切り替える例を説明したが、２４０Ｈｚで切り替えてもよい。その場合、図１２（ａ）に示した偏光板ホイール２を使用すればよい。この場合、通常の３Ｄ投写の順番で映像を投写できる。即ち、第１左眼映像、第１右眼映像、第２左眼映像、第２右眼映像、・・・の順番で投写できる。
【符号の説明】
【０１２３】
１  光源、  ２  偏光板ホイール、  ２１  透過部、  ３  カラーホイール、  ３１  透過部、  ５  ロッドインテグレータ、  ６ａ  ｂ,コンデンサレンズ、  ７  ミラー、  ８  光変調素子、  ９  投写レンズ、  １０  制御部、  １１  ホイール駆動部、  １２  ランプ駆動部、  １４  通信部、  １００  投写型映像表示装置、  ２００  回転板、  ２０２  偏光フィルタ、  ２０２１  透過部、  ２０３  分光フィルタ、  ２０３１  透過部、  ２５０  設置台、  ３００  ３Ｄシャッタメガネ、  ２２  通信部、  ２３  制御部、  ２４  シャッタ駆動部、  ２５  左眼シャッタ、  ２６  右眼シャッタ、  ５００  投写型映像表示システム。
【産業上の利用可能性】
【０１２４】
本発明は、シミュレーション、教育用ツール、プレゼンテーションツール、ゲームなどに適用可能であり、観察者に効果的な映像を提供できる。特にテニスのダブルスやサッカーのチームプレイといった協力型のゲーム、向かい合う二人が一つの空間でやり取りする対面型のゲームへの適用が効果的である。
【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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