(57)【要約】【課題】４枚の映像表示素子からの映像読み出し光を合成して投射することができ、４枚の映像表示素子から投射レンズまでの距離を短くかつ均一にすることができる映像投射装置および立体映像投射システムを提供する。【解決手段】ＰＢＳ５は、異なる方向から入射した緑色映像読み出し光と赤色映像読み出し光を同一方向へ出力する。ＰＢＳ８は、異なる方向から入射した緑色映像読み出し光と青色映像読み出し光を同一方向へ出力する。ＰＢＳ１１は、異なる方向から入射した、ＰＢＳ５からの緑色映像読み出し光および赤色映像読み出し光と、ＰＢＳ８からの緑色映像読み出し光および青色映像読み出し光とを同一方向へ出力する。投射レンズ１２は、ＰＢＳ１１から出力された２つの緑色映像読み出し光と赤色映像読み出し光と青色映像読み出し光を合成して投射する。【選択図】図１
2009109878.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の色の映像読み出し光を出力する第１の映像表示素子と、
第２の色の映像読み出し光を出力する第２の映像表示素子と、
第３の色の映像読み出し光を出力する第３の映像表示素子と、
第４の色の映像読み出し光を出力する第４の映像表示素子と、
異なる方向から入射した前記第１の色の映像読み出し光と前記第２の色の映像読み出し光を同一方向へ出力する第１の光学素子と、
異なる方向から入射した前記第３の色の映像読み出し光と前記第４の色の映像読み出し光を同一方向へ出力する第２の光学素子と、
異なる方向から入射した、前記第１の光学素子からの前記第１の色の映像読み出し光および前記第２の色の映像読み出し光と、前記第２の光学素子からの前記第３の色の映像読み出し光および前記第４の色の映像読み出し光とを同一方向へ出力する第３の光学素子と、
前記第３の光学素子から出力された前記第１の色の映像読み出し光と前記第２の色の映像読み出し光と前記第３の色の映像読み出し光と前記第４の色の映像読み出し光を合成して投射する投射レンズと、
を備えたことを特徴とする映像投射装置。
【請求項２】
前記第１の映像表示素子と前記第２の映像表示素子と前記第３の映像表示素子と前記第４の映像表示素子は反射型の映像表示素子であり、
前記第１の光学素子はさらに、同一方向から入射した第１の色の光と第２の色の光を分離し、前記第１の色の光を前記第１の映像表示素子に入射させると共に、前記第２の色の光を前記第２の映像表示素子に入射させ、
前記第２の光学素子はさらに、同一方向から入射した第３の色の光と第４の色の光を分離し、前記第３の色の光を前記第３の映像表示素子に入射させると共に、前記第４の色の光を前記第４の映像表示素子に入射させる
ことを特徴とする請求項１に記載の映像投射装置。
【請求項３】
白色光源と、
前記白色光源からの光のうち前記第１の色の光および前記第２の色の光と前記第３の色の光および前記第４の色の光とを分離し、前記第１の色の光と前記第２の色の光を前記第１の光学素子に入射させ、前記第３の色の光と前記第４の色の光を前記第２の光学素子に入射させる第４の光学素子と、
をさらに備えたことを特徴とする請求項２に記載の映像投射装置。
【請求項４】
前記第１の光学素子に入射する前記第１の色の光および前記第２の色の光を出力する第１の光源と、
前記第２の光学素子に入射する前記第３の色の光および前記第４の色の光を出力する第２の光源と、
をさらに備えたことを特徴とする請求項２に記載の映像投射装置。
【請求項５】
前記第１の映像表示素子と前記第２の映像表示素子と前記第３の映像表示素子と前記第４の映像表示素子は透過型の映像表示素子であることを特徴とする請求項１に記載の映像投射装置。
【請求項６】
白色光源と、
前記白色光源からの光のうち第１の色の光および第２の色の光と第３の色の光および第４の色の光とを分離する第４の光学素子と、
前記第４の光学素子によって分離された前記第１の色の光を前記第１の映像表示素子に入射させ、前記第４の光学素子によって分離された前記第２の色の光を前記第２の映像表示素子に入射させる第１の光学素子群と、
前記第４の光学素子によって分離された前記第３の色の光を前記第３の映像表示素子に入射させ、前記第４の光学素子によって分離された前記第４の色の光を前記第４の映像表示素子に入射させる第２の光学素子群と、
をさらに備えたことを特徴とする請求項５に記載の映像投射装置。
【請求項７】
前記第１の映像表示素子に入射する第１の色の光を発生する第１の光源と、
前記第２の映像表示素子に入射する第２の色の光を発生する第２の光源と、
前記第３の映像表示素子に入射する第３の色の光を発生する第３の光源と、
前記第４の映像表示素子に入射する第４の色の光を発生する第４の光源と、
をさらに備えたことを特徴とする請求項５に記載の映像投射装置。
【請求項８】
前記第１の映像表示素子および前記第２の映像表示素子、もしくは前記第３の映像表示素子および前記第４の映像表示素子は、緑色の映像読み出し光を出力する緑色映像表示素子であり、各々の前記緑色映像表示素子からの前記緑色の映像読み出し光が投射映像上で半画素ずれていることを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれかに記載の映像投射装置。
【請求項９】
請求項１〜請求項８のいずれかに記載の映像投射装置と、
前記映像投射装置によって投射される映像読み出し光が入射する複数の微小レンズからなるレンズアレーと、
を備えたことを特徴とする立体映像投射システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の映像表示素子から出力された映像読み出し光を合成して投射する映像投射装置、およびこれを備えた立体映像投射システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、臨場感のある高精細映像技術が急速に普及し、ハイビジョンを超える超高精細映像表示が実現されつつある。現在、高精細な映像表示手法としては、人間の視感度の高い緑色映像を２枚投影し、それら２枚の緑色映像を斜め方向に半画素ずらして映像合成する方法が有効である。今後、超高精細な映像技術が、将来の臨場感ある映像技術としてますます普及するとともに、新たな立体映像技術を実現することが期待できる。
【０００３】
従来の画素ずらし方法は、例えば特許文献１に開示されている。特許文献１では、光の偏光方向を揃えた画素ずらし方法が考案されており、２眼立体表示への応用などが可能となっている。また、その他の画素ずらしによる高精細映像表示技術が特許文献２，３に開示されている。
【特許文献１】特開２００４−２２６７６７号公報
【特許文献２】特開２００３−３２２９０８号公報
【特許文献３】特開２００３−３２２８５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１，２，３のいずれにおいても、２台の映像投射装置（液晶プロジェクタ装置等）を用いて映像を投射する方法が開示されている。しかし、映像表示素子は微細な画素構造を有するため、２台の映像投射装置を用いて映像を投射する方法では、スクリーンに投射した映像を高精度に半画素ずらして合成したり、複数の映像表示素子間のレジストレーションを調整したりする作業が非常に煩雑であるという問題がある。
【０００５】
また、特許文献２には、緑色映像表示素子２枚、赤色映像表示素子１枚、青色映像表示素子１枚の合計４枚の映像表示素子を１台の映像投射装置内に設け、各映像表示素子からの映像読み出し光を合成して投射する方法も開示されている。光学系を複雑にしてもよいのであれば、４枚の映像表示素子からの映像読み出し光を合成して投射する方法として各種方法が考えられる。しかし、映像投射装置では、映像表示素子から投射レンズまでの距離（光路長）を短くしなければならないという制約条件がある。この距離が長いと、バックフォーカスが長い投射レンズが必要となり、レンズの設計や製作が格段に困難となり、仮に製作できたとしても非常に高価なレンズとなってしまう。
【０００６】
このため、各映像表示素子について、映像表示素子から投射レンズまでの光路上に挿入されるダイクロイックミラーやプリズム等の光学素子の数を概ね２個以下にする必要がある。さらに、各映像表示素子と投射レンズの距離が全て均一になるように各光学部品を配置しなければ、高画質な映像表示を実現することができない。特許文献２に開示されている方法では、各映像表示素子から投射レンズまでの距離が長くかつ不均一であるという問題がある。
【０００７】
本発明は、上述した課題に鑑みてなされたものであって、４枚の映像表示素子からの映像読み出し光を合成して投射することができ、４枚の映像表示素子から投射レンズまでの距離を短くかつ均一にすることができる映像投射装置および立体映像投射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】
【０００８】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたもので、第１の色の映像読み出し光を出力する第１の映像表示素子と、第２の色の映像読み出し光を出力する第２の映像表示素子と、第３の色の映像読み出し光を出力する第３の映像表示素子と、第４の色の映像読み出し光を出力する第４の映像表示素子と、異なる方向から入射した前記第１の色の映像読み出し光と前記第２の色の映像読み出し光を同一方向へ出力する第１の光学素子と、異なる方向から入射した前記第３の色の映像読み出し光と前記第４の色の映像読み出し光を同一方向へ出力する第２の光学素子と、異なる方向から入射した、前記第１の光学素子からの前記第１の色の映像読み出し光および前記第２の色の映像読み出し光と、前記第２の光学素子からの前記第３の色の映像読み出し光および前記第４の色の映像読み出し光とを同一方向へ出力する第３の光学素子と、前記第３の光学素子から出力された前記第１の色の映像読み出し光と前記第２の色の映像読み出し光と前記第３の色の映像読み出し光と前記第４の色の映像読み出し光を合成して投射する投射レンズとを備えたことを特徴とする映像投射装置である。
【０００９】
また、本発明の映像投射装置（図１、図３、図６、図８、図１０、図１２）において、前記第１の映像表示素子と前記第２の映像表示素子と前記第３の映像表示素子と前記第４の映像表示素子は反射型の映像表示素子であり、前記第１の光学素子はさらに、同一方向から入射した第１の色の光と第２の色の光を分離し、前記第１の色の光を前記第１の映像表示素子に入射させると共に、前記第２の色の光を前記第２の映像表示素子に入射させ、前記第２の光学素子はさらに、同一方向から入射した第３の色の光と第４の色の光を分離し、前記第３の色の光を前記第３の映像表示素子に入射させると共に、前記第４の色の光を前記第４の映像表示素子に入射させることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の映像投射装置（図３、図１０）は、白色光源と、前記白色光源からの光のうち前記第１の色の光および前記第２の色の光と前記第３の色の光および前記第４の色の光とを分離し、前記第１の色の光と前記第２の色の光を前記第１の光学素子に入射させ、前記第３の色の光と前記第４の色の光を前記第２の光学素子に入射させる第４の光学素子とをさらに備えたことを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の映像投射装置（図６、図１２）は、前記第１の光学素子に入射する前記第１の色の光および前記第２の色の光を出力する第１の光源と、前記第２の光学素子に入射する前記第３の色の光および前記第４の色の光を出力する第２の光源とをさらに備えたことを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の映像投射装置（図２、図５、図７、図９、図１１、図１３）において、前記第１の映像表示素子と前記第２の映像表示素子と前記第３の映像表示素子と前記第４の映像表示素子は透過型の映像表示素子であることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明の映像投射装置（図５、図１１）は、白色光源と、前記白色光源からの光のうち第１の色の光および第２の色の光と第３の色の光および第４の色の光とを分離する第４の光学素子と、前記第４の光学素子によって分離された前記第１の色の光を前記第１の映像表示素子に入射させ、前記第４の光学素子によって分離された前記第２の色の光を前記第２の映像表示素子に入射させる第１の光学素子群と、前記第４の光学素子によって分離された前記第３の色の光を前記第３の映像表示素子に入射させ、前記第４の光学素子によって分離された前記第４の色の光を前記第４の映像表示素子に入射させる第２の光学素子群とをさらに備えたことを特徴とする。
【００１４】
また、本発明の映像投射装置（図７、図１３）は、前記第１の映像表示素子に入射する第１の色の光を発生する第１の光源と、前記第２の映像表示素子に入射する第２の色の光を発生する第２の光源と、前記第３の映像表示素子に入射する第３の色の光を発生する第３の光源と、前記第４の映像表示素子に入射する第４の色の光を発生する第４の光源とをさらに備えたことを特徴とする。
【００１５】
また、本発明の映像投射装置において、前記第１の映像表示素子および前記第２の映像表示素子、もしくは前記第３の映像表示素子および前記第４の映像表示素子は、緑色の映像読み出し光を出力する緑色映像表示素子であり、各々の前記緑色映像表示素子からの前記緑色の映像読み出し光が投射映像上で半画素ずれていることを特徴とする。
【００１６】
また、本発明は、上記の映像投射装置と、前記映像投射装置によって投射される映像読み出し光が入射する複数の微小レンズからなるレンズアレーとを備えたことを特徴とする立体映像投射システムである。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、第１の光学素子、第２の光学素子、第３の光学素子、および投射レンズを備えることによって、４枚の映像表示素子からの映像読み出し光を合成して投射することができる。
【００１８】
また、本発明によれば、映像表示素子から投射レンズまでの光路上に挿入される光学素子の数は、第１の色および第２の色については第１の光学素子および第３の光学素子の２個であり、第３の色および第４の色については第２の光学素子および第３の光学素子の２個であるので、４枚の映像表示素子から投射レンズまでの距離を短くかつ均一にすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、図面を参照し、本発明の実施形態を説明する。
【００２０】
（第１の実施形態）
まず、本発明の第１の実施形態を説明する。図１は、本実施形態による映像投射装置の構成を示している。図１に示す映像投射装置は、映像読み出し光を出力する映像表示素子として、第１の緑色映像表示素子１ａ、第２の緑色映像表示素子２ａ、赤色映像表示素子３ａ、および青色映像表示素子４ａを有している。また、図１に示す映像投射装置は、その他の光学素子として、ＰＢＳ（偏光ビームスプリッタ）５，８、位相変換フィルタ６，９、偏光子７，１０、および投射レンズ１２を有している。
【００２１】
本実施形態およびこれ以降の各実施形態において、２つの緑色映像表示素子は、図１５に示すように、第１の緑色映像読み出し光による投射映像上の画素１５１と、第２の緑色映像読み出し光による投射映像上の画素１５２とが、斜め方向に半画素ずれた（縦・横方向に半画素ずつずれた）状態となるように配置位置が調整されている。これによって、画素ずらしによる高精細な映像表示を実現することが可能となっている。
【００２２】
ここで、緑色映像表示素子には、Liquid Crystal on Silicon（ＬＣＯＳ）やデジタル光学処理（ＤＬＰ）等が使用できる。また、ＰＢＳは、光の偏光に応じた透過・反射特性を有するものであればよく、例えばプリズム状の偏光ビームスプリッタや、金属のサブ波長光学素子であるワイヤーグリッド等が使用できる。特に、ワイヤーグリッドの場合、受光角度が大きいという利点があり、光源からの光の捕集率が大きく、偏光は完全に分離されるため、Ｐ偏光は高い効率で透過する。従来のマクニール型ガラス偏光子では、ランプの熱や応力による複屈折が現れるが、ワイヤーグリッドの場合、ランプの熱等の耐久性も高く広い波長帯域特性を有する特徴がある。
【００２３】
また、アルミワイヤーグリッド蒸着面からの入射と、裏面である基材ガラスからの入射とでは、Ｓ偏光の反射率に応じた収差が発生するために、直線偏光板により映像読み出し光をフィルタリングした後で入射させることで、ハイコントラストな映像読み出しも可能となる。あるいは、プリズムにワイヤーグリッドを接合して、ワイヤーグリッド界面への入射角度と裏面からの入射角度を同等レベルに整えることも高品質な映像読み出しに有効である。
【００２４】
第１の緑色映像表示素子１ａと赤色映像表示素子３ａは、ＰＢＳ５（第１の光学素子）に面して配置されている。各映像表示素子は、入射光を反射し映像読み出し光として出力する反射型の映像表示素子である。第１の緑色映像表示素子１ａと赤色映像表示素子３ａから映像を読み出すための光として、それぞれＰ偏光、Ｓ偏光である緑色光、赤色光が同一方向からＰＢＳ５に入射する。もちろん、映像表示素子の位置や光の偏光方向は、緑色光と赤色光に関して逆でもよい。
【００２５】
緑色光はＰＢＳ５を透過し、赤色光はＰＢＳ５で反射される。これによって、緑色光と赤色光が分離され、緑色光は第１の緑色映像表示素子１ａに入射し、赤色光は赤色映像表示素子３ａに入射する。それぞれの光は映像表示素子で反射され、偏光方向が９０度変化し、Ｓ偏光である緑色映像読み出し光、およびＰ偏光である赤色映像読み出し光として再びＰＢＳ５に入射する。緑色映像読み出し光はＰＢＳ５で反射され、赤色映像読み出し光はＰＢＳ５を透過し、緑赤色合成光となって出力される。
【００２６】
ＰＢＳ５から出力された緑赤色合成光は位相変換フィルタ６に入射する。この位相変換フィルタ６は特定の波長領域のみ光の偏光方向を変化させ、その他の波長領域においては光の偏光方向を変化させないものであり、特に赤色の波長帯域の光のみ選択的に偏光方向を９０度変化させ、緑色光と赤色光の偏光方向を揃えるものである。位相変換フィルタ６を透過した後、緑赤色合成光は偏光がＳ偏光に揃った光となる。続いて、この光は偏光子７を透過する。偏光子７を透過させることで、ＰＢＳ５の反射・透過特性の消光比の影響によるコントラストの低下を防ぎ、高コントラストな映像が得られる。
【００２７】
以上のようにして、第１の緑色映像読み出し光と赤色映像読み出し光が合成されるが、これと同様に以下のようにして、第２の緑色映像読み出し光と青色映像読み出し光が合成される。第２の緑色映像表示素子２ａと青色映像表示素子４ａは、ＰＢＳ８（第２の光学素子）に面して配置されている。各映像表示素子は反射型の映像表示素子である。第２の緑色映像表示素子２ａと青色映像表示素子４ａから映像を読み出すための光として、それぞれＳ偏光、Ｐ偏光である緑色光、青色光が同一方向からＰＢＳ８に入射する。もちろん、映像表示素子の位置や光の偏光方向は、緑色光と青色光に関して逆でもよい。
【００２８】
緑色光はＰＢＳ８で反射され、青色光はＰＢＳ８を透過する。これによって、緑色光と青色光が分離され、緑色光は第２の緑色映像表示素子２ａに入射し、青色光は青色映像表示素子４ａに入射する。それぞれの光は映像表示素子で反射され、偏光方向が９０度変化し、Ｐ偏光である緑色映像読み出し光、およびＳ偏光である青色映像読み出し光として再びＰＢＳ８に入射する。緑色映像読み出し光はＰＢＳ８を透過し、青色映像読み出し光はＰＢＳ８で反射され、緑青色合成光となって出力される。
【００２９】
ＰＢＳ８から出力された緑青色合成光は位相変換フィルタ９に入射する。この位相変換フィルタ９は、青色の波長帯域の光のみ選択的に偏光方向を９０度変化させ、緑色光と青色光の偏光方向を揃えるものである。位相変換フィルタ９を透過した後、緑青色合成光は偏光がＰ偏光に揃った光となる。続いて、この光は偏光子１０を透過する。偏光子１０を透過させることで、ＰＢＳ８の反射・透過特性の消光比の影響によるコントラストの低下を防ぎ、高コントラストな映像が得られる。
【００３０】
上記の緑赤色合成光と緑青色合成光はＰＢＳ１１（第３の光学素子）に入射する。緑赤色合成光はＰＢＳ１１で反射され、緑青色合成光はＰＢＳ１１を透過することで、両者を合成した映像読み出し光がＰＢＳ１１から出力され、投射レンズ１２に入射する。投射レンズ１２は、４つの映像読み出し光を合成した光を図示せぬスクリーン等に投射することによって、映像を表示する。
【００３１】
上述したように、本実施形態によれば、光の偏光に応じた透過・反射特性により光の分離および合成を行うＰＢＳ５，８と、ＰＢＳ５，８からの合成光を合成して投射レンズ１２へ出力するＰＢＳ１１とを備えることによって、４枚の映像表示素子からの映像読み出し光を合成して投射することができる。また、映像表示素子から投射レンズまでの光路上に挿入される光学素子の数は、第１の緑色および赤色についてはＰＢＳ５，１１の２個であり、第２の緑色および青色についてはＰＢＳ８，１１の２個であるので、４枚の映像表示素子から投射レンズ１２までの距離を短くかつ均一にすることができる。
【００３２】
前述したように、２台の映像投射装置を用いて映像を投射する従来技術があるが、これに対して、本実施形態のように１台の映像投射装置による映像投射を可能とすることによって、以下で説明する効果が得られる。高輝度なランプを用いる映像投射装置では、熱の影響により、プリズムやレンズ等の光学部品が高温になり、複屈折率特性等の光学特性が変化する。さらに、筐体内の光学ブロックを支える台等が熱で伸縮するため、投射映像は時間とともに変動する。
【００３３】
同一の映像投射装置によって投射される複数の映像間では、筐体や投射レンズ等が共通であるため、相対的変動要素が少なく、時間が経過して、温度変化が生じても、複数の映像間での相対的なレジストレーションズレは大きくない。しかし、異なる映像投射装置によって投影される複数の映像間では、筐体や投射レンズ等が異なるため、時間の経過による温度変化とともに、無視できない大きなレジストレーションズレが生じる。本実施形態では、１台の映像投射装置内で４枚の映像表示素子からの映像読み出し光を合成し、単一の投射レンズで映像読み出し光を投射することが可能であるので、熱の影響による映像間のレジストレーションズレの経時変化を抑えることができ、画素ずらしの精度をより高精度に維持することができる。
【００３４】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態を説明する。図２は、本実施形態による映像投射装置の構成を示している。以下では、第１の実施形態（図１）との違いを中心に説明する。第１の実施形態では、反射型の映像表示素子を用いていたが、本実施形態では、入射光を透過させ映像読み出し光として出力する透過型の映像表示素子（第１の緑色映像表示素子１ｂ、第２の緑色映像表示素子２ｂ、赤色映像表示素子３ｂ、青色映像表示素子４ｂ）を用いている。
【００３５】
各映像表示素子の背面から入射した光は各映像表示素子を透過し、映像読み出し光として出力される。各映像読み出し光を合成し、投射レンズ１２により投射する方法は第１の実施形態と同様であるので説明を省略する。
【００３６】
透過型の映像表示素子を用いる場合、赤色映像表示素子３ｂの出力側に、位相を９０度変化させる位相変換フィルタを挿入することで、ＰＢＳ５の代わりに、赤色光を透過させ緑色光を反射する特性のダイクロイックミラーやプリズムを用いることもできる。また、ダイクロイックプリズムやミラーを用いる場合、赤色映像表示素子からの赤色映像読み出し光の偏光方向をＳ偏光とし、緑色と赤色の映像読み出し光の偏光方向を揃えることで、位相変換フィルタ６をなくすこともできる。
【００３７】
同様に、透過型の映像表示素子を用いる場合、青色映像表示素子４ｂの出力側に、位相を９０度変化させる位相変換フィルタを挿入することで、ＰＢＳ８の代わりに、緑色光を透過させ青色光を反射する特性のダイクロイックミラーやプリズムを用いることもできる。また、ダイクロイックプリズムやミラーを用いる場合、青色の映像表示素子からの青色映像読み出し光の偏光方向をＰ偏光とし、青色と緑色の映像読み出し光の偏光方向を揃えることで、位相変換フィルタ９をなくすこともできる。
【００３８】
本実施形態によれば、第１の実施形態と同様に、４枚の映像表示素子からの映像読み出し光を合成して投射することができ、４枚の映像表示素子から投射レンズ１２までの距離を短くかつ均一にすることができる。
【００３９】
（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態を説明する。図３は、本実施形態による映像投射装置の構成を示している。以下では、第１の実施形態（図１）との違いを中心に説明する。本実施形態では、反射型の映像表示素子（第１の緑色映像表示素子１ａ、第２の緑色映像表示素子２ａ、赤色映像表示素子３ａ、青色映像表示素子４ａ）を用いている。
【００４０】
図３では、読み出し光用の光源３１が設けられている。この光源３１は、一般的に映像投射装置で使用される白色の光源（ハロゲンランプやキセノンランプ等）である。この光源３１からの出力光は、入射光をコリメート・均一化する一般的な照明光学系３２を介し、出力光の偏光方向を揃えるための偏光変換素子３３を透過する。
【００４１】
上記のようにして偏光方向が一方向に揃った白色光は、入力光を分離するダイクロイックミラー３４（第４の光学素子）に入射する。図４はダイクロイックミラー３４の透過率特性の一例を示しており、横軸は光の波長、縦軸は透過率を示している。図４に示すように、ダイクロイックミラー３４は、偏光方向が揃った光（Ｓ偏光）のうち、赤色帯域の光を全透過し、緑色帯域の光の約１／２を透過させ、残りの約１／２を反射し、青色帯域の光を全反射する特性を持っている。このような特性によって、緑色光の約半分と赤色光（S偏光）がダイクロイックミラー３４を透過してＰＢＳ５の方向へ出力され、緑色光の約半分と青色光（Ｓ偏光）がダイクロイックミラー３４で反射されてＰＢＳ８の方向へ出力される。
【００４２】
ダイクロイックミラー３４を透過した緑色光および赤色光（Ｓ偏光）は、光の偏光方向を９０度変化させる位相変換フィルタ３７を透過し、赤色の波長帯域の光のみ偏光方向を９０度変化させる位相変換フィルタ３５を透過し、互いに偏光方向が９０度異なる緑色光（Ｐ偏光）および赤色光（Ｓ偏光）となってＰＢＳ５に入射する。もしくは、ダイクロイックミラー３４を透過した緑色光および赤色光（Ｓ偏光）を、緑の波長の光のみ位相を９０変換させる位相変換フィルタを透過させて、赤色光はＳ偏光、緑色光はＰ偏光としてもよい。一方、ダイクロイックミラー３４で反射された緑色光および青色光（Ｓ偏光）は、青色の波長帯域の光のみ偏光方向を９０度変化させる位相変換フィルタ３６を透過し、互いに偏光方向が９０度異なる緑色光（Ｓ偏光）および青色光（Ｐ偏光）となってＰＢＳ８に入射する。ＰＢＳ５，８に入射した光を各映像表示素子に入射させて映像読み出し光を出力させ、各映像読み出し光を合成し、投射レンズ１２により投射する方法は第１の実施形態と同様であるので説明を省略する。
【００４３】
本実施形態によれば、第１の実施形態と同様に、４枚の映像表示素子からの映像読み出し光を合成して投射することができ、４枚の映像表示素子から投射レンズ１２までの距離を短くかつ均一にすることができる。また、単一の光源３１を使用したコンパクトな構成で画素ずらしによる高精細な映像表示を実現することができる。また、本実施形態では、位相変換フィルタ３５，３６の光学的後ろ側に偏光子を挿入することもでき、これによりさらに偏光度が増加し、映像読み出しのコントラストを高く維持するのに効果的である。
【００４４】
（第４の実施形態）
次に、本発明の第４の実施形態を説明する。図５は、本実施形態による映像投射装置の構成を示している。以下では、第３の実施形態（図３）との違いを中心に説明する。本実施形態では、透過型の映像表示素子（第１の緑色映像表示素子１ｂ、第２の緑色映像表示素子２ｂ、赤色映像表示素子３ｂ、青色映像表示素子４ｂ）を用いている。
【００４５】
図５では、各色の光を各映像表示素子に入射させるため、緑色光を透過させ赤色光を反射するダイクロイックミラー５１と、青色光を透過させ緑色光を反射するダイクロイックミラー５２と、全反射ミラー５３，５４，５５，５６と、光の偏光方向を９０度変化させる位相変換フィルタ５７，５８とが設けられている。ダイクロイックミラー３４を透過した緑色光および赤色光はダイクロイックミラー５１に入射する。緑色光はダイクロイックミラー５１を透過し、赤色光はダイクロイックミラー５１で反射されて赤色映像表示素子３ｂに入射する。また、ダイクロイックミラー５１を透過した緑色光は全反射ミラー５３，５４で反射され、位相変換フィルタ５７を透過し、第１の緑色映像表示素子１ｂに入射する。
【００４６】
一方、ダイクロイックミラー３４で反射された緑色光および青色光はダイクロイックミラー５２に入射する。緑色光はダイクロイックミラー５２で反射されて第２の緑色映像表示素子２ｂに入射し、青色光はダイクロイックミラー５２を透過する。また、ダイクロイックミラー５２を透過した青色光は全反射ミラー５５，５６で反射され、位相変換フィルタ５８を透過し、青色映像表示素子４ｂに入射する。各映像表示素子の背面から入射した光は各映像表示素子を透過し、映像読み出し光として出力される。各映像読み出し光を合成し、投射レンズ１２により投射する方法は第１の実施形態と同様であるので説明を省略する。
【００４７】
本実施形態によれば、第３の実施形態と同様に、４枚の映像表示素子からの映像読み出し光を合成して投射することができ、４枚の映像表示素子から投射レンズ１２までの距離を短くかつ均一にすることができる。また、単一の光源３１を使用したコンパクトな構成で画素ずらしによる高精細な映像表示を実現することができる。
【００４８】
（第５の実施形態）
次に、本発明の第５の実施形態を説明する。図６は、本実施形態による映像投射装置の構成を示している。以下では、第３の実施形態（図３）との違いを中心に説明する。本実施形態では、反射型の映像表示素子（第１の緑色映像表示素子１ａ、第２の緑色映像表示素子２ａ、赤色映像表示素子３ａ、青色映像表示素子４ａ）を用いている。
【００４９】
図６では、緑色および赤色の波長帯域の光を出力する光源６１と、緑色および青色の波長帯域の光を出力する光源６２とが設けられている。これらの光源として、単一のＬＥＤによるもの、もしくは複数個のＬＥＤをアレー状に並べたものが使用できる。光源６１から出力された光は、コリメート・均一化されており、偏光変換素子６３を透過し、偏光方向が一定方向に揃えられた後、赤色の波長帯域の光のみ偏光方向を９０度変換する位相変換フィルタ６４を透過し、互いに偏光方向が９０度異なる緑色光（Ｐ偏光）および赤色光（Ｓ偏光）となってＰＢＳ５に入射する。
【００５０】
一方、光源６２から出力された光は、コリメート・均一化されており、偏光変換素子６５を透過し、偏光方向が一定方向に揃えられた後、青色の波長帯域の光のみ偏光方向を９０度変換する位相変換フィルタ６６を透過し、互いに偏光方向が９０度異なる緑色光（Ｓ偏光）および青色光（Ｐ偏光）となってＰＢＳ８に入射する。ＰＢＳ５，８に入射した光を各映像表示素子に入射させて映像読み出し光を出力させ、各映像読み出し光を合成し、投射レンズ１２により投射する方法は第１の実施形態と同様であるので説明を省略する。
【００５１】
本実施形態によれば、第１の実施形態と同様に、４枚の映像表示素子からの映像読み出し光を合成して投射することができ、４枚の映像表示素子から投射レンズ１２までの距離を短くかつ均一にすることができる。また、以下で説明する効果も得られる。
【００５２】
映像投射装置の光源として使用されるハロゲンランプやキセノンランプは、ランプハウスや反射鏡等を有するため、比較的大きく、電源も大型となる。また、これらの光源が白色の点光源であるため、光を広げ、均一かつ平行性に優れた照明光を生成する光学系（図５の照明光学系３２）は、長い光路長を必要とし、映像投射装置全体の光学系の大きな部分を占めるのが一般的である。また、白色光を各色の光に分割するため、図５に示したように、ダイクロイックミラーやハーフミラー等の多数の光学部品が光源と映像表示素子の間に必要である。
【００５３】
これに対して、ＬＥＤ光源を用いる場合、微小なＬＥＤを複数個、アレー化して配置した照明が使用できるため、ＬＥＤ光源からの光をインテグレータに通すだけで、映像表示素子全体をカバーする均一な照明光を比較的容易に生成することができる。また、ランプハウス等が必要なく、ＬＥＤをアレー化したものは薄型の面型光源であるため、第３の実施形態と比較して、光源を小型化することができる。さらに、ＬＥＤ光源を用いる場合、ＬＥＤの素子毎に出力波長を選ぶことができ、例えば図６では、光源６１に緑色および赤色のＬＥＤアレーを使用し、光源６２に緑色および青色のＬＥＤアレーを用いることができる。
【００５４】
また、図６の位相変換フィルタ６４およびＰＢＳ５（または位相変換フィルタ６６およびＰＢＳ８）によって、偏光を利用した光の分離および合成が可能となっているので、各色の光を分離するために多数の光学素子を用いることなく、映像投射装置を小型化することができる。
【００５５】
（第６の実施形態）
次に、本発明の第６の実施形態を説明する。図７は、本実施形態による映像投射装置の構成を示している。以下では、第５の実施形態（図６）との違いを中心に説明する。本実施形態では、透過型の映像表示素子（第１の緑色映像表示素子１ｂ、第２の緑色映像表示素子２ｂ、赤色映像表示素子３ｂ、青色映像表示素子４ｂ）を用いている。
【００５６】
図７では、緑色光を出力する光源７１，７２と、赤色光を出力する光源７３と、青色光を出力する光源７４とが設けられている。また、出力光の偏光方向を揃えるための偏光変換素子７５，７６，７７，７８が設けられている。
【００５７】
光源７１から出力された光は偏光変換素子７５を透過し、偏光方向が一定方向に揃えられた後、第１の緑色映像表示素子１ｂに入射する。光源７２から出力された光は偏光変換素子７６を透過し、偏光方向が一定方向に揃えられた後、第２の緑色映像表示素子２ｂに入射する。光源７３から出力された光は偏光変換素子７７を透過し、偏光方向が一定方向に揃えられた後、赤色映像表示素子３ｂに入射する。光源７４から出力された光は偏光変換素子７８を透過し、偏光方向が一定方向に揃えられた後、青色映像表示素子４ｂに入射する。
【００５８】
各映像表示素子の背面から入射した光は各映像表示素子を透過し、映像読み出し光として出力される。各映像読み出し光を合成し、投射レンズ１２により投射する方法は第１の実施形態と同様であるので説明を省略する。
【００５９】
本実施形態によれば、第５の実施形態と同様に、４枚の映像表示素子からの映像読み出し光を合成して投射することができ、４枚の映像表示素子から投射レンズ１２までの距離を短くかつ均一にすることができる。また、光源７１，７２，７３，７４としてＬＥＤ光源を用いることによって、第５の実施形態と同様に光源を小型化することができる。また、各色の光を分離するために多数の光学素子を用いることなく、映像投射装置を小型化することができる。
【００６０】
（第７の実施形態）
次に、本発明の第７の実施形態を説明する。図８は、本実施形態による映像投射装置の構成を示している。以下では、第１の実施形態（図１）との違いを中心に説明する。本実施形態では、反射型の映像表示素子（第１の緑色映像表示素子１ａ、第２の緑色映像表示素子２ａ、赤色映像表示素子３ａ、青色映像表示素子４ａ）を用いている。
【００６１】
図８では、第１の緑色映像表示素子１ａと第２の緑色映像表示素子２ａが、ＰＢＳ８に面して配置され、赤色映像表示素子３ａと青色映像表示素子４ａが、ＰＢＳ５に面して配置されている。また、ＰＢＳ１１の代わりに、偏光ダイクロイックプリズム８１が設けられている。
【００６２】
赤色映像表示素子３ａと青色映像表示素子４ａから映像を読み出すための光として、それぞれＳ偏光、Ｐ偏光である赤色光、青色光が同一方向からＰＢＳ５に入射する。赤色光はＰＢＳ５で反射され、青色光はＰＢＳ５を透過する。これによって、赤色光と青色光が分離され、赤色光は赤色映像表示素子３ａに入射し、青色光は青色映像表示素子４ａに入射する。それぞれの光は映像表示素子で反射され、偏光方向が９０度変化し、Ｐ偏光である赤色映像読み出し光、およびＳ偏光である青色映像読み出し光として再びＰＢＳ５に入射する。
【００６３】
赤色映像読み出し光はＰＢＳ５を透過し、青色映像読み出し光はＰＢＳ５で反射され、赤青色合成光となって出力される。ＰＢＳ５から出力された赤青色合成光は位相変換フィルタ６に入射し、偏光がＳ偏光に揃えられた後、偏光子７を透過し、偏光ダイクロイックプリズム８１に入射する。
【００６４】
一方、第１の緑色映像表示素子１ａと第２の緑色映像表示素子２ａから映像を読み出すための光として、Ｓ偏光とＰ偏光の２種類の緑色光が同一方向からＰＢＳ８に入射する。Ｓ偏光の緑色光はＰＢＳ８で反射され、Ｐ偏光の緑色光はＰＢＳ８を透過する。これによって、２種類の緑色光が分離され、Ｓ偏光の緑色光は第１の緑色映像表示素子１ａに入射し、Ｐ偏光の緑色光は第２の緑色映像表示素子２ａに入射する。それぞれの光は映像表示素子で反射され、偏光方向が９０度変化し、緑色映像読み出し光として再びＰＢＳ８に入射する。
【００６５】
Ｐ偏光の緑色映像読み出し光はＰＢＳ８を透過し、Ｓ偏光の緑色映像読み出し光はＰＢＳ８で反射され、緑色合成光となって出力される。ＰＢＳ８から出力された緑色合成光は偏光ダイクロイックプリズム８１に入射する。
【００６６】
赤青色合成光は偏光ダイクロイックプリズム８１で反射され、緑色合成光は偏光ダイクロイックプリズム８１を透過することで、両者を合成した映像読み出し光が偏光ダイクロイックプリズム８１から出力され、投射レンズ１２に入射する。投射レンズ１２は、４つの映像読み出し光を合成した光を図示せぬスクリーン等に投射することによって、映像を表示する。
【００６７】
本実施形態によれば、第１の実施形態と同様に、４枚の映像表示素子からの映像読み出し光を合成して投射することができ、４枚の映像表示素子から投射レンズ１２までの距離を短くかつ均一にすることができる。また、第１の緑色映像表示素子１ａと第２の緑色映像表示素子２ａが、同一のＰＢＳ８に面して配置されているため、より経時変化の少ない高精度な画素ずらしによる高精細な映像表示を実現することができる。
【００６８】
（第８の実施形態）
次に、本発明の第８の実施形態を説明する。図９は、本実施形態による映像投射装置の構成を示している。以下では、第７の実施形態（図８）との違いを中心に説明する。本実施形態では、透過型の映像表示素子（第１の緑色映像表示素子１ｂ、第２の緑色映像表示素子２ｂ、赤色映像表示素子３ｂ、青色映像表示素子４ｂ）を用いている。
【００６９】
各映像表示素子の背面から入射した光は各映像表示素子を透過し、映像読み出し光として出力される。各映像読み出し光を合成し、投射レンズ１２により投射する方法は第７の実施形態と同様であるので説明を省略する。
【００７０】
本実施形態によれば、第７の実施形態と同様に、４枚の映像表示素子からの映像読み出し光を合成して投射することができ、４枚の映像表示素子から投射レンズ１２までの距離を短くかつ均一にすることができる。また、第７の実施形態と同様に、第１の緑色映像表示素子１ａと第２の緑色映像表示素子２ａが、同一のＰＢＳ８に面して配置されているため、より経時変化の少ない高精度な画素ずらしによる高精細な映像表示を実現することができる。
【００７１】
（第９の実施形態）
次に、本発明の第９の実施形態を説明する。図１０は、本実施形態による映像投射装置の構成を示している。以下では、第７の実施形態（図８）との違いを中心に説明する。本実施形態では、反射型の映像表示素子（第１の緑色映像表示素子１ａ、第２の緑色映像表示素子２ａ、赤色映像表示素子３ａ、青色映像表示素子４ａ）を用いている。
【００７２】
図１０では、読み出し光用の光源１０１が設けられている。この光源１０１は、一般的に映像投射装置で使用される白色の光源（ハロゲンランプやキセノンランプ等）である。この光源１０１からの出力光は、入射光をコリメート・均一化する一般的な照明光学系１０２を介し、出力光の偏光方向を揃えるための偏光変換素子１０３を透過する。
【００７３】
上記のようにして偏光方向が一方向に揃った白色光は、赤色および青色の波長帯域の光を反射し緑色の波長帯域の光を透過する特性を持つダイクロイックミラー１０４に入射する。ダイクロイックミラー１０４で反射した赤色光および青色光は、赤色の波長帯域の光のみ偏光方向を９０度変換する位相変換フィルタ１０５を透過し、ＰＢＳ５に入射する。一方、ダイクロイックミラー１０４を透過した緑色光は、緑色の波長帯域の光の約半分の偏光方向を９０度変換する位相変換フィルタ１０６を透過し、ＰＢＳ８に入射する。もしくは、照明光学系１０２を介して出力される光の偏光方向が完全にランダムな場合は、偏光変換素子１０３を、ダイクロイックミラー１０４と、赤色の波長帯域の光のみ偏光方向を９０度変換する位相変換フィルタ１０５との間に配置すれば、緑色の波長帯域の光の約半分の偏光方向を９０度変換する位相変換フィルタ１０６は省くことができる。ＰＢＳ５，８に入射した光を各映像表示素子に入射させて映像読み出し光を出力させ、各映像読み出し光を合成し、投射レンズ１２により投射する方法は第７の実施形態と同様であるので説明を省略する。
【００７４】
本実施形態によれば、第７の実施形態と同様に、４枚の映像表示素子からの映像読み出し光を合成して投射することができ、４枚の映像表示素子から投射レンズ１２までの距離を短くかつ均一にすることができる。また、単一の光源１０１を使用したコンパクトな構成で画素ずらしによる高精細な映像表示を実現することができる。また、第７の実施形態と同様に、第１の緑色映像表示素子１ａと第２の緑色映像表示素子２ａが、同一のＰＢＳ８に面して配置されているため、より経時変化の少ない高精度な画素ずらしによる高精細な映像表示を実現することができる。
【００７５】
（第１０の実施形態）
次に、本発明の第１０の実施形態を説明する。図１１は、本実施形態による映像投射装置の構成を示している。以下では、第９の実施形態（図１０）との違いを中心に説明する。本実施形態では、透過型の映像表示素子（第１の緑色映像表示素子１ｂ、第２の緑色映像表示素子２ｂ、赤色映像表示素子３ｂ、青色映像表示素子４ｂ）を用いている。
【００７６】
図１１では、各色の光を各映像表示素子に入射させるため、青色光を反射し赤色光を透過させるダイクロイックミラー１１１と、緑色光を分割する半透過型のミラー１１２と、全反射ミラー１１３，１１４，１１５，１１６とが設けられている。ダイクロイックミラー１０４で反射された赤色光および青色光はダイクロイックミラー１１１に入射する。赤色光はダイクロイックミラー１１１を透過し、青色光はダイクロイックミラー１１１で反射されて青色映像表示素子４ｂに入射する。また、ダイクロイックミラー１１１を透過した赤色光は全反射ミラー１１３，１１４で反射され、赤色映像表示素子３ｂに入射する。
【００７７】
一方、ダイクロイックミラー１０４を透過した緑色光はミラー１１２に入射する。緑色光の一部はミラー１１２で反射されて第２の緑色映像表示素子２ｂに入射し、残りはミラー１１２を透過する。また、ミラー１１２を透過した緑色光は全反射ミラー１１５，１１６で反射され、第１の緑色映像表示素子１ｂに入射する。各映像表示素子の背面から入射した光は各映像表示素子を透過し、映像読み出し光として出力される。各映像読み出し光を合成し、投射レンズ１２により投射する方法は第９の実施形態と同様であるので説明を省略する。
【００７８】
本実施形態によれば、第９の実施形態と同様に、４枚の映像表示素子からの映像読み出し光を合成して投射することができ、４枚の映像表示素子から投射レンズ１２までの距離を短くかつ均一にすることができる。また、単一の光源１０１を使用したコンパクトな構成で画素ずらしによる高精細な映像表示を実現することができる。また、第９の実施形態と同様に、第１の緑色映像表示素子１ａと第２の緑色映像表示素子２ａが、同一のＰＢＳ８に面して配置されているため、より経時変化の少ない高精度な画素ずらしによる高精細な映像表示を実現することができる。
【００７９】
（第１１の実施形態）
次に、本発明の第１１の実施形態を説明する。図１２は、本実施形態による映像投射装置の構成を示している。以下では、第９の実施形態（図１０）との違いを中心に説明する。本実施形態では、反射型の映像表示素子（第１の緑色映像表示素子１ａ、第２の緑色映像表示素子２ａ、赤色映像表示素子３ａ、青色映像表示素子４ａ）を用いている。
【００８０】
図１２では、赤色および青色の波長帯域の光を出力する光源１２１と、緑色の波長帯域の光を出力する光源１２２とが設けられている。光源１２１から出力された光は、コリメート・均一化されており、偏光変換素子１２３を透過し、偏光方向が一定方向に揃えられた後、赤色の波長帯域の光のみ偏光方向を９０度変換する位相変換フィルタ１２４を透過し、互いに偏光方向が９０度異なる赤色光（Ｓ偏光）および青色光（Ｐ偏光）となってＰＢＳ５に入射する。
【００８１】
一方、光源１２２から出力された光は、コリメート・均一化されており、偏光変換素子１２５を透過し、偏光方向が一定方向に揃えられた後、緑色の波長帯域の光の約半分の偏光方向を９０度変換する位相変換フィルタ１２６を透過し、互いに偏光方向が９０度異なるＳ偏光とＰ偏光の２種類の緑色光となってＰＢＳ８に入射する。光源の出力光に偏光特性の偏りがない場合は、偏光変換子１２５と位相変換フィルタ１２６は不要である。ＰＢＳ５，８に入射した光を各映像表示素子に入射させて映像読み出し光を出力させ、各映像読み出し光を合成し、投射レンズ１２により投射する方法は第９の実施形態と同様であるので説明を省略する。
【００８２】
本実施形態によれば、第９の実施形態と同様に、４枚の映像表示素子からの映像読み出し光を合成して投射することができ、４枚の映像表示素子から投射レンズ１２までの距離を短くかつ均一にすることができる。また、光源１２１，１２２としてＬＥＤ光源を用いることによって、光源を小型化することができる。また、第９の実施形態と同様に、第１の緑色映像表示素子１ａと第２の緑色映像表示素子２ａが、同一のＰＢＳ８に面して配置されているため、より経時変化の少ない高精度な画素ずらしによる高精細な映像表示を実現することができる。
【００８３】
（第１２の実施形態）
次に、本発明の第１２の実施形態を説明する。図１３は、本実施形態による映像投射装置の構成を示している。以下では、第１０の実施形態（図１１）との違いを中心に説明する。本実施形態では、透過型の映像表示素子（第１の緑色映像表示素子１ｂ、第２の緑色映像表示素子２ｂ、赤色映像表示素子３ｂ、青色映像表示素子４ｂ）を用いている。
【００８４】
図１３では、赤色光を出力する光源１３１と、青色光を出力する光源１３２と、緑色光を出力する光源１３３，１３４とが設けられている。また、出力光の偏光方向を揃えるための偏光変換素子１３５，１３６，１３７，１３８が設けられている。
【００８５】
光源１３１から出力された光は偏光変換素子１３５を透過し、偏光方向が一定方向に揃えられた後、赤色映像表示素子３ｂに入射する。光源１３２から出力された光は偏光変換素子１３６を透過し、偏光方向が一定方向に揃えられた後、青色映像表示素子４ｂに入射する。光源１３３から出力された光は偏光変換素子１３７を透過し、偏光方向が一定方向に揃えられた後、第１の緑色映像表示素子１ｂに入射する。光源１３４から出力された光は偏光変換素子１３８を透過し、偏光方向が一定方向に揃えられた後、第２の緑色映像表示素子２ｂに入射する。
【００８６】
各映像表示素子の背面から入射した光は各映像表示素子を透過し、映像読み出し光として出力される。各映像読み出し光を合成し、投射レンズ１２により投射する方法は第１１の実施形態と同様であるので説明を省略する。
【００８７】
本実施形態によれば、第１０の実施形態と同様に、４枚の映像表示素子からの映像読み出し光を合成して投射することができ、４枚の映像表示素子から投射レンズ１２までの距離を短くかつ均一にすることができる。また、光源１３１，１３２，１３３，１３４としてＬＥＤ光源を用いることによって、第１０の実施形態と同様に光源を小型化することができる。また、第１０の実施形態と同様に、第１の緑色映像表示素子１ａと第２の緑色映像表示素子２ａが、同一のＰＢＳ８に面して配置されているため、より経時変化の少ない高精度な画素ずらしによる高精細な映像表示を実現することができる。
【００８８】
（第１３の実施形態）
次に、本発明の第１３の実施形態を説明する。本実施形態は、上記の各実施形態による映像投射装置を立体映像投射システムに適用したものである。図１４は、本実施形態による立体映像投射システムの概略構成を示している。
【００８９】
図１４に示すように、上記の各実施形態で説明した、４枚の映像表示素子からの映像読み出し光を合成して出力する４板合成光学ブロック１４１からの出力光が、投射レンズ等で構成される投射影光学系１４２によって投射され、投射映像１４３を形成する。この投影映像１４３は、多数の微小レンズが配置されたレンズアレー１４４に入射する。レンズアレー１４４から出力される映像を観察することで、レンチキュラーやインテグラルフォトグラフィー等の原理に基づいた立体映像の観察が可能となる。ここで、投射映像１４３に関しては、背面投射用の拡散スクリーン上に合成光を投射することによって投射映像１４３を形成してもよいし、もしくは、マイクロレンズアレー１４４に合成光を直接投射することによって投射映像１４３を形成してもよい。
【００９０】
本実施形態によれば、映像投射装置にレンズアレーを組み合わせることで、レンチキュラーやインテグラル方式等の原理による立体映像を表示することができる。投射レンズによる幾何学歪みが立体映像に及ぼす影響は非常に大きく、歪曲率を画面の端で約0.05%以下に抑えることが必要である。本発明の映像投射装置では、投射レンズが１つであり、光学系がシンプルで、プリズム形状光学素子が使用できることから、歪みが発生する要因が少ない。このため、絶対的な幾何学歪みを抑えた投射映像が得られ、立体映像表示への応用が可能となる。
【００９１】
以上、図面を参照して本発明の実施形態について詳述してきたが、具体的な構成は上記の実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００９２】
【図１】本発明の第１の実施形態による映像投射装置の構成を示す構成図である。
【図２】本発明の第２の実施形態による映像投射装置の構成を示す構成図である。
【図３】本発明の第３の実施形態による映像投射装置の構成を示す構成図である。
【図４】本発明の第３の実施形態による映像投射装置が有するダイクロイックミラー３４の透過率特性を示す参考図である。
【図５】本発明の第４の実施形態による映像投射装置の構成を示す構成図である。
【図６】本発明の第５の実施形態による映像投射装置の構成を示す構成図である。
【図７】本発明の第６の実施形態による映像投射装置の構成を示す構成図である。
【図８】本発明の第７の実施形態による映像投射装置の構成を示す構成図である。
【図９】本発明の第８の実施形態による映像投射装置の構成を示す構成図である。
【図１０】本発明の第９の実施形態による映像投射装置の構成を示す構成図である。
【図１１】本発明の第１０の実施形態による映像投射装置の構成を示す構成図である。
【図１２】本発明の第１１の実施形態による映像投射装置の構成を示す構成図である。
【図１３】本発明の第１２の実施形態による映像投射装置の構成を示す構成図である。
【図１４】本発明の第１３の実施形態による立体映像投射システムの概略構成を示す構成図である。
【図１５】本発明の各実施形態による映像投射装置で使用される画素ずらしを説明するための参考図である。
【符号の説明】
【００９３】
１ａ，１ｂ・・・第１の緑色映像表示素子、２ａ，２ｂ・・・第２の緑色映像表示素子、３ａ，３ｂ・・・赤色映像表示素子、４ａ，４ｂ・・・青色映像表示素子、５，８，１１・・・ＰＢＳ、６，９・・・位相変換フィルタ、７，１０・・・偏光子、１２・・・投射レンズ
【図１】
2009109878.tif 000003
【図２】
2009109878.tif 000004
【図３】
2009109878.tif 000005
【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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