投影装置
【課題】３Ｄ画質の改善を図る。
【解決手段】投影装置は、色合成部、偏光変換部および投射レンズを備える。色合成部は、３原色の各色光を合成して合成光を出射する。偏光変換部は、色合成部の出射側に配置され、合成光の各色光の偏光状態を、全方位に対して均一に無偏光状態に変換する。投射レンズは、偏光変換部からの出射光を投射する。偏光変換部は、所定波長に対して位相をπシフトする波長選択性１／２波長板、光学軸を１つ持つ有機材料である一軸性有機材料、光学軸を１つ持つ結晶である一軸性結晶のいずれかが用いられる。
【解決手段】投影装置は、色合成部、偏光変換部および投射レンズを備える。色合成部は、３原色の各色光を合成して合成光を出射する。偏光変換部は、色合成部の出射側に配置され、合成光の各色光の偏光状態を、全方位に対して均一に無偏光状態に変換する。投射レンズは、偏光変換部からの出射光を投射する。偏光変換部は、所定波長に対して位相をπシフトする波長選択性１／２波長板、光学軸を１つ持つ有機材料である一軸性有機材料、光学軸を１つ持つ結晶である一軸性結晶のいずれかが用いられる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本技術は、映像表示を行う投影装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、アクティブシャッター方式の３Ｄ（dimensions）機能を有するＬＣＤ（Liquid Crystal Display：液晶ディスプレイ）プロジェクタが開発されている。
【０００３】
アクティブシャッター方式とは、遠近感を伴う映像表示方式の１つであり、左眼用と右眼用の映像を交互に表示し、映像の切り替えと同期して左右交互に３Ｄメガネの視界を相互に遮ることで、視差を生み出して、立体視を可能とするものである。
【０００４】
一方、２Ｄ画を表示するプロジェクタよりも、３Ｄ画を表示する上記のようなプロジェクタの方が、品質を確保するのが困難になってきている。これは、スクリーンで反射した、ある偏光状態の光の中で、３Ｄメガネによって特定方向の偏光成分のみが透過し、この偏光状態が３Ｄ画質に大きく影響（色ムラ、輝度落ち）を与えてしまうためである。
【０００５】
２Ｄ画表示は、３Ｄメガネを使用しないため、どの偏光状態も等しく観察者の瞳に光が入り、スクリーン反射後の偏光状態が画質に影響を与えない。これに対し、アクティブシャッター方式３Ｄ機能を有するＬＣＤプロジェクタ等では、３Ｄメガネに届くまでの偏光状態を考慮することが重要となる。
【０００６】
従来技術として、水平／垂直方向のＲＧＢの各色の光量比を等しくして、各色の偏光状態を変換する投写型表示装置が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−３０４６０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、従来の３Ｄ画を表示するプロジェクタでは、プロジェクタの投射光がスクリーンで反射して３Ｄメガネに到達するまでに、３Ｄ画質を向上するための適切な偏光変換処理が施されてはいなかった。
【０００９】
このため、３Ｄメガネを傾けない状態で、３Ｄ画の色ムラが見えてしまうといった問題があった。また、３Ｄメガネを傾けた状態で、３Ｄ画の色ムラおよび輝度落ちが見えてしまうといった問題があった。
【００１０】
本技術はこのような点に鑑みてなされたものであり、３Ｄメガネを傾けない状態での３Ｄ画の色ムラを消滅させ、かつ３Ｄメガネを傾けた状態での３Ｄ画の色ムラおよび輝度落ちを消滅させて、３Ｄ画質を大幅に向上させた投影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】
【００１１】
上記課題を解決するために、投影装置が提供される。投影装置は、色合成部、偏光変換部および投射レンズを備える。色合成部は、３原色光を合成して合成光を出射する。偏光変換部は、色合成部の出射側に配置され、合成光の各色光の偏光状態を、全方位に対して均一に無偏光状態に変換する。投射レンズは、偏光変換部からの出射光を投射する。
【発明の効果】
【００１２】
３Ｄ画質を大幅に向上させることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】投影装置の構成例を示す図である。
【図２】偏光状態の変化要素を示す図である。
【図３】３Ｄメガネを通して見た色ムラを示す図である。
【図４】３Ｄメガネを通して見た色ムラを示す図である。
【図５】透過型ＬＣＤ方式プロジェクタの光学ユニット構成例を示す図である。
【図６】反射型ＬＣＤ方式プロジェクタの光学ユニット構成例を示す図である。
【図７】波長選択性１／２波長板を示す図である。
【図８】波長選択性１／２波長板の特性を説明するための図である。
【図９】一軸性有機材料および一軸性結晶を示す図である。
【図１０】一軸性有機材料および一軸性結晶の特性を説明するための図である。
【図１１】一軸性有機材料および一軸性結晶の位相差による偏光状態を示す図である。
【図１２】投影装置の構成例を示す図である。
【図１３】投影装置の構成例を示す図である。
【図１４】投影装置の構成例を示す図である。
【図１５】投影装置の構成例を示す図である。
【図１６】投影装置の構成例を示す図である。
【図１７】設置形態例を示す図である。
【図１８】設置形態例を示す図である。
【図１９】設置形態例を示す図である。
【図２０】投影装置の投影イメージを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、実施の形態を図面を参照して説明する。図１は投影装置の構成例を示す図である。投影装置１は、色合成部１０、偏光変換部２０および投射レンズ３０を備える。
【００１５】
色合成部１０は、３原色のＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各色光を合成して合成光を出射する。偏光変換部２０は、色合成部１０の出射側に配置され、合成光の各色光の偏光状態を全方位に対して均一な無偏光状態に変換する。投射レンズ３０は、偏光変換部２０からの出射光をスクリーンに投射する。
【００１６】
ここで、偏光変換部２０は、所定波長に対して位相をπシフトする波長選択性１／２波長板、光学軸（光軸）を１つ持つ有機材料である一軸性有機材料、光学軸を１つ持つ結晶である一軸性結晶のいずれかである。
【００１７】
このような偏光変換部２０を、色合成部１０からの合成光の出射側と、投射レンズ３０の入射側との間に配置することで、色合成部１０により出射された合成光の各色光内の波長の偏光を、波長毎に互いに異なる偏光に変換し、全方位に対して偏りのない均一な無偏光状態にすることができる。
【００１８】
このように、投影装置１は、色合成部１０、偏光変換部２０および投射レンズ３０を備え、偏光変換部２０は、色合成部１０により出射された各色光の偏光状態を全方位均一な無偏光状態に変換し、投射レンズ３０は無偏光状態の光を投射する構成とした。
【００１９】
この構成により、投影装置１からスクリーン７へ向かって投影される投射光は、全方位に対して均一な無偏光状態であり、スクリーン７で反射して観測者の３Ｄメガネ２に入射する光も全方位に対して均一な無偏光状態となる。
【００２０】
これにより、３Ｄメガネ２を傾けない状態での３Ｄ画の色ムラを完全に消滅し、かつ３Ｄメガネを傾けた状態での３Ｄ画の色ムラおよび輝度落ちを完全に消滅することができるので、３Ｄ画質を大幅に向上させることが可能になる。
【００２１】
次に本技術が解決すべき問題点について詳しく説明する。図２は偏光状態の変化要素を示す図である。投影装置（プロジェクタ）５０の投射レンズ５１からの投射光は、スクリーン７で反射して３Ｄメガネ２に到達する。３Ｄメガネ２に入る偏光状態の変化要素は、主に以下の３つによって影響を受ける。
【００２２】
（１）プロジェクタ５０で発生する偏光ムラ
プロジェクタ５０で発生する偏光ムラは、プロジェクタ５０内の色合成プリズム５２から投射レンズ５１までの間で発生する。特に投射レンズ５１によって発生し、投射レンズ５１がガラスレンズやプラスチックレンズのいずれであっても偏光ムラが発生する。
【００２３】
投射レンズ５１がガラスレンズの場合では、ガラスレンズの材料、形状、ＡＲ（Anti Reflection）コートなどが原因となって偏光ムラが生じる。また、プラスチックレンズの場合では、プラスチックレンズの材料、形状、ＡＲコート、成型条件などによって偏光ムラが発生する。特にプラスチックレンズでは、多大な偏光ムラが発生する。
【００２４】
（２）スクリーン７の反射偏光特性
スクリーン７が特にシルバースクリーンの場合では、入射偏光状態を維持したまま投射光が反射するので、プロジェクタ５０で発生する上記の（１）の偏光ムラがそのまま３Ｄ画質に影響を与える。また、偏光特性の面内ムラのあるスクリーンでは、以下の（３）の影響を直接受ける。
【００２５】
（３）観察者の３Ｄメガネ２の傾け角
通常の使用状態を想定した際の３Ｄメガネ２の偏光透過軸に対する傾け角では、観察者が首を傾けると±２５°程度となる。観察者が首を傾けて、３Ｄメガネ２の傾け角が±２５°程度になると、３Ｄメガネ２の偏光透過方向も変化する。その結果、３Ｄ画質も大きく変化する。
【００２６】
上記の（１）〜（３）による偏光状態変化要素により、３Ｄメガネ２に入る偏光状態が変化し、従来では、主に以下の２つの問題点が発生していた。
（ａ）３Ｄメガネ２を傾けない状態で、３Ｄ画の色ムラが見えてしまう。
（ｂ）３Ｄメガネ２を傾けた状態で、３Ｄ画の色ムラおよび輝度落ちが見えてしまう。
【００２７】
図３、図４は３Ｄメガネを通して見た色ムラを示す図である。スクリーン７に対して、例えば、背景が白色の場合に、図３に示すような色ムラ（楕円で示している）が観察されることがある。また、スクリーン７に例えば、偏光特性の面内ムラがある場合は、観察者が首を傾けたときには、図４に示すような線状の色ムラが見えることがある。
【００２８】
従来の問題点（ａ）、（ｂ）を解決する場合は、上述の（１）の偏光状態変化要素にて解決する必要がある。なぜなら、（２）の偏光状態変化要素では、観察者（カスタマー）に対し、設置するスクリーン７を指定できないためである。さらに、（３）の偏光状態変化要素では、３Ｄメガネ２の標準化の流れの中で、専用３Ｄメガネにすることは現実的ではないためである。
【００２９】
ここで、（１）の偏光状態変化要素にて解決する際、問題点（ａ）については、以下の方法（＃１）〜（＃３）で解決することが可能であった。
【００３０】
（＃１）すべてガラスレンズを使用した投射レンズ５１を使用する（プラスチックレンズを使用しない）。しかし、この場合、問題点（ａ）を解決することができても、問題点（ｂ）を解決することができなかった。
【００３１】
（＃２）色合成プリズム５２がＳＰＳ方式の場合、投射レンズ５１と、色合成プリズム５２との間に、波長選択性１／２波長板（Color Select）を使用する。そして、ＲＧＢの順番で、Ｓ偏光／Ｐ偏光／Ｓ偏光を、Ｐ偏光／Ｐ偏光／Ｐ偏光またはＳ偏光／Ｓ偏光／Ｓ偏光に揃える。しかし、この場合、問題点（ａ）を解決することができても、問題点（ｂ）を解決することができなかった。
【００３２】
なお、一般的にプロジェクタで使用する色合成プリズムでは、緑色光は、Ｓ偏光のときよりもＰ偏光のときの方が、透過率が高いので、ＳＳＳ方式よりもＳＰＳ方式の方が主流である。ただし、色合成プリズムの出射後のＲＧＢの偏光を揃えるためにＳＳＳ方式も使用されている。
【００３３】
（＃３）色合成プリズム５２をＳＳＳ方式にする。しかし、この場合、問題点（ａ）を解決することができても、問題点（ｂ）を解決することができなかった。また、Ｇ（Green）の透過率が大幅に落ちるため、２Ｄ輝度が大幅に落ちてしまう。
【００３４】
このように、問題点（ａ）に対しては、上記の（＃１）〜（＃３）の解決方法がある。しかし、方法（＃１）〜（＃３）では、問題点（ｂ）については解決することができない。なぜなら、（＃１）〜（＃３）の方法では、いずれも単にＲＧＢを同じ方向の直線偏光に揃えているだけで、プロジェクタ５０の投射光を無偏光に変換できていなかったためである（この無偏光化が解決手段となることも発見されていなかった）。
【００３５】
一方、問題点（ａ）、（ｂ）を解決する方法として、投射レンズ５１の投射側（出射段）に、波長選択性１／２波長板、一軸性有機材料または一軸性結晶を配置して、偏光状態を無偏光化する方法が考えられる。このような構成にすることにより、上記の問題点（ａ）、（ｂ）の両方に対して、良好な結果を得ることが可能である。
【００３６】
しかし、このような構成であっても、３Ｄ画の色ムラや輝度落ちを、常に完全には消滅することはできない。これは、偏光乱れが大きすぎる場合、例えば、特に、投射レンズにプラスチックレンズを使うような場合では、無偏光化量が足りないといったことに起因するからであり、この場合、微量の色ムラ／輝度落ちが発生していた。
【００３７】
投射レンズ５１の投射側に、波長選択性１／２波長板、一軸性有機材料または一軸性結晶を配置すれば、投射レンズ５１からの投射光を無偏光化に近づけることはできる。しかし、投射レンズ５１に偏光乱れの大きなプラスチックレンズを使用したような場合では、投射光を無偏光化に近づけることはできても、全方位に対して均一に無偏光化することが難しく、偏りのある無偏光状態になってしまう。このような理由により、上記のような構成によっても、色ムラや輝度落ちを完全に消滅することはできなかった。
【００３８】
なお、一軸性有機材料および一軸性結晶の厚みを増していく、という解決方法も考えられるが、フォーカス性能が悪化するという問題が発生してしまう。
【００３９】
本技術はこのような点に鑑みてなされたものであり、３Ｄメガネ２を傾けない状態での３Ｄ画の色ムラを完全に消滅させ、かつ３Ｄメガネ２を傾けた状態での３Ｄ画の色ムラおよび輝度落ちを完全に消滅させて、３Ｄ画質を大幅に向上させた投影装置１を提供するものである。
【００４０】
次に投影装置１の適用例として、透過型ＬＣＤ方式プロジェクタおよび反射型ＬＣＤ方式プロジェクタについて説明する。
【００４１】
図５は透過型ＬＣＤ方式プロジェクタの光学ユニット構成例を示す図である。透過型ＬＣＤ方式プロジェクタ１００は、光源部、照明光学系、分離光学系、光変調素子部、合成光学系および投射光学系を有している。
【００４２】
光源部は、光源１０１およびリフレクタ１０２を有する。光源１０１は、例えば、超高圧水銀ランプやメタルハライドランプなどのＨＩＤ（High Intensity Discharge）ランプであり、白色光を出射する。光源１０１は、リフレクタ１０２の焦点位置に配置され、光源１０１から出射した白色光をリフレクタ１０２で反射して略平行光を生成する。なお、リフレクタ１０２は、パラボラ形状だけでなく、楕円形状等もある。
【００４３】
照明光学系は、ＵＶ（Ultra Violet）カットフィルタ１１１、フライアイレンズ１１２−１、１１２−２、偏光分離素子１１３、波長板ユニット（偏光変調素子）１１４およびコンデンサレンズ１１５を有している。
【００４４】
ＵＶカットフィルタ１１１は、光源１０１の前方に設けられ、光源１０１から出射される紫外線の通過を阻止する。フライアイレンズ１１２−１、１１２−２は、リフレクタ１０２で反射した略平行光を入射し、偏光分離素子１１３に出射する。フライアイレンズ１１２−１、１１２−２は、光変調素子部に入射する光の照度を均一化する。
【００４５】
偏光分離素子１１３は、入射光束を第１の偏光成分と第２の偏光成分に分離する。例えば、偏光分離素子１１３は、Ｓ偏光とＰ偏光を含む光を入射して、第１の領域にＰ偏光を出射し、第２の領域にＳ偏光を出射する。
【００４６】
波長板ユニット１１４は、偏光分離素子１１３からの出射光の偏光軸を所定方向に揃える。例えば、波長板ユニット１１４は、第１の領域に入射したＰ偏光をＳ偏光に変調し、偏光軸を第２の領域に入射したＳ偏光と揃える。
【００４７】
コンデンサレンズ１１５は、波長板ユニット１１４の出射光を入射して集光する。コンデンサレンズ１１５を出射した白色光は、分離光学系に入射する。
【００４８】
分離光学系は、コンデンサレンズ１１５からの入射光をＲＧＢ（赤色、緑色、青色）に分離する。分離光学系は、ダイクロイックミラー１２１−１、１２１−２、反射ミラー１２２−１〜１２２−３、リレーレンズ１２３−１、１２３−２、コンデンサレンズ１２４Ｒ、１２４Ｇ、１２４Ｂを有している。
【００４９】
ダイクロイックミラー１２１−１、１２１−２は、ＲＧＢの各光をその波長帯域により選択的に透過または反射する。ダイクロイックミラー１２１−１は、緑色波長帯域の光Ｇおよび赤色波長帯域の光Ｒを透過し、青色波長帯域の光Ｂを反射する。
【００５０】
ダイクロイックミラー１２１−２は、赤色波長帯域の光Ｒを透過し、緑色波長帯域の光Ｇを反射する。これにより、白色光は、ＲＧＢの３色に色分離される。なお、ダイクロイックミラーは、赤色分離または青色分離のどちらの分離方式においても使用される。
【００５１】
反射ミラー１２２−１は、全反射ミラーで構成され、ダイクロイックミラー１２１−１で分離された青色波長帯域の光Ｂを反射して光変調素子１２５Ｂに導く。反射ミラー１２２−２、１２２−３は、全反射ミラーで構成され、ダイクロイックミラー１２１−２で分離された赤色波長帯域の光Ｒを反射して光変調素子１２５Ｒに導く。
【００５２】
リレーレンズ１２３−１、１２３−２は、赤色波長帯域の光Ｒについての光路長の補正をおこなう。コンデンサレンズ１２４Ｒ、１２４Ｇ、１２４Ｂは、緑色波長帯域の光Ｇ、赤色波長帯域の光Ｒ、および青色波長帯域の光Ｂをそれぞれ収束する。
【００５３】
分離光学系から出射される緑色波長帯域の光Ｇ、赤色波長帯域の光Ｒ、および青色波長帯域の光Ｂは、それぞれ光変調素子１２５Ｒ、１２５Ｇ、１２５Ｂに入射する。
【００５４】
光変調素子１２５Ｒ、１２５Ｇ、１２５Ｂの前方（光源側）には、入射側偏光板１２８Ｒ、１２８Ｇ、１２８Ｂがあり、分離光学系から出射される緑色波長帯域の光Ｇ、赤色波長帯域の光Ｒ、および青色波長帯域の光Ｂの偏光成分を揃える。
【００５５】
光変調素子１２５Ｒ、１２５Ｇ、１２５Ｂは、赤色波長帯域の光Ｒ、緑色波長帯域の光Ｇ、および青色波長帯域の光Ｂをそれぞれ空間変調する。出射側偏光板１２９Ｒ、１２９Ｇ、１２９Ｂは、空間変調された光のうち、所定の偏光成分を透過する。
【００５６】
合成光学系は、色合成プリズム１２６を有する。色合成プリズム１２６は、緑色波長帯域の光Ｇを透過し、赤色波長帯域の光Ｒおよび青色波長帯域の光Ｂを投射光学系方向に反射するように構成されている。
【００５７】
色合成プリズム１２６は、例えば、複数のガラスプリズム（４つの略同形状の直角二等辺プリズム）を接合することによって構成されており、各ガラスプリズムの接合面には、所定の光学特性を有する２つの干渉フィルタが形成されている。
【００５８】
第１干渉フィルタは、青色波長帯域の光Ｂを反射し、赤色波長帯域の光Ｒおよび緑色波長帯域の光Ｇを透過する。第２干渉フィルタは、赤色波長帯域の光Ｒを反射し、緑色波長帯域の光Ｇおよび青色波長帯域の光Ｂを透過する。
【００５９】
したがって、光変調素子１２５Ｒ、１２５Ｇ、１２５Ｂによって変調されたＲＧＢの各光は、色合成プリズム１２６で合成されて、投射光学系に入射する。
【００６０】
投射光学系である投影レンズ１２７は、色合成プリズム１２６からの出射光を所定の倍率に拡大してスクリーン７に映像を投影する。
【００６１】
図６は反射型ＬＣＤ方式プロジェクタの光学ユニット構成例を示す図である。反射型ＬＣＤ方式プロジェクタ２００において、光源２０１は、リフレクタ２０２の焦点位置に配置され、光源２０１から出射した白色光をリフレクタ２０２で反射して略平行光を生成する。
【００６２】
ＵＶ／ＩＲ（Ultra Violet／Infrared Rays）カットフィルタ２１１は、略平行光を受光して紫外線および赤外線の通過を阻止する。なお、リフレクタ２０２は、パラボラ形状だけでなく、楕円形状等もある。
【００６３】
フライアイレンズ２１２−１、２１２−２は、光の照度を均一化し、ＰＳコンバータ（偏光変換素子）２１３は、Ｐ偏光／Ｓ偏光のランダム偏光の偏光方向を揃える。メインコンデンサレンズ２２１は、ＰＳコンバータ２１３で偏光方向が揃って均一化された白色照明光を集光する。
【００６４】
ダイクロイックミラー２２２は、赤色の波長領域の光ＬＲと、緑色および青色の波長領域の光ＬＧＢとを分離する。なお、ダイクロイックミラーは、赤色分離または青色分離のどちらの分離方式においても使用される。反射ミラー２２３は、ダイクロイックミラー２２２で分離された赤光ＬＲを反射する。
【００６５】
反射ミラー２２４は、ダイクロイックミラー２２２で分離された緑および青光ＬＧＢを反射する。ダイクロイックミラー２２５は、反射ミラー２２４で反射された光ＬＧＢのうち緑色の波長領域のみ反射し、青色の波長領域が透過する。
【００６６】
偏光板２２６Ｒは、反射ミラー２２３で反射されたＰ偏光である赤光ＬＲを透過して反射型液晶パネル２３０Ｒに入射させ、反射型液晶パネル２３０Ｒで空間変調され、Ｓ偏光に変換された赤光を反射して色合成プリズム２４０に入射させる。なお、色合成プリズム２４０のＲＧＢの入射面それぞれに偏光板が配置されてもよい。
【００６７】
また、ＳＳＳ方式時には、緑色光は色合成プリズム２４０にそのまま入射する。ＳＰＳ方式時には、色合成プリズム２４０の入射側に１／２波長板が配置され、緑色光はＰ偏光で色合成プリズム２４０に入射する。
【００６８】
偏光板２２６Ｇは、ダイクロイックミラー２２５で反射されたＰ偏光である緑光ＬＧを透過して反射型液晶パネル２３０Ｇに入射させ、反射型液晶パネル２３０Ｇで空間変調され、Ｓ偏光に変換された緑光を反射して色合成プリズム２４０に入射させる。
【００６９】
偏光板２２６Ｂは、ダイクロイックミラー２２５を透過したＰ偏光である青光ＬＢを透過して反射型液晶パネル２３０Ｂに入射させ、反射型液晶パネル２３０Ｂで空間変調され、Ｓ偏光に変換された青光を反射して色合成プリズム２４０に入射させる。
【００７０】
なお、各偏光板２２６Ｒ、２２６Ｇ、２２６Ｂの入射側には、光学レンズ２２７〜２２９が配置される（光学レンズ２２８と偏光板２２６Ｇとの間にも偏光板が配置される場合がある）。
【００７１】
ここで、光源２０１より出力された白色光は、フライアイレンズ２１２−１、２１２−２により照度が均一化され、ＰＳコンバータ２１３により所定の偏光に揃えられる。そして、その出力光が、メインコンデンサレンズ２２１により反射型液晶パネル２３０Ｒ、２３０Ｇ、２３０Ｂを照射するように配向された後、色分離ミラーとしてのダイクロイックミラー２２２、２２５等により３つの波長帯域の光に分離される。
【００７２】
分離された各色光は、反射型偏光板に入射し、ある一方向の偏光方向の光のみが、偏光板２２６Ｒ、２２６Ｇ、２２６Ｂによって選択されて、反射型液晶パネル２３０Ｒ、２３０Ｇ、２３０Ｂに入射する。各反射型液晶パネル２３０Ｒ、２３０Ｇ、２３０Ｂには、ＲＧＢの光が入射することになる。
【００７３】
反射型液晶パネル２３０Ｒ、２３０Ｇ、２３０Ｂには入射光に対応した色の映像信号が印加され、映像信号に従い、入射光の偏光方向を回転させて変調出力する。液晶パネルから出射した被変調光は、再び偏光板２２６Ｒ、２２６Ｇ、２２６Ｂに入射する。
【００７４】
偏光板２２６Ｒ、２２６Ｇ、２２６Ｂに入射した偏光から９０度回転した偏光成分のみ選択され、色合成プリズム２４０に入射する。３枚の反射型液晶パネルにて変調された各色光は、色合成プリズム２４０において、同じ方向に合成されて出射される。色合成プリズム２４０からの出射合成光は、投影レンズ２５０により、スクリーン７に投影出力される。
【００７５】
次に投影装置１における偏光変換部２０について説明する。偏光変換部２０には、波長選択性１／２波長板、一軸性有機材料、一軸性結晶のいずれかが用いられる。以下、各特性について説明する。
【００７６】
図７は波長選択性１／２波長板を示す図である。波長選択性１／２波長板２１ａは、第１の光軸と、第１の光軸に直交する第２の光軸とを有し、所定の波長の光を横振動から縦振動へ、縦振動から横振動へ変換し、所定波長の位相をπシフトする特性を有している。
【００７７】
図８は波長選択性１／２波長板の特性を説明するための図である。波長選択性１／２波長板２１ａに、直線偏光化された入射光線が、その振動方向が第１の光軸方向に対して平行に（０゜またはπの角度で）入射したとき、位相がπシフトして、第２の光軸と平行な光線が出射する。
【００７８】
逆に、波長選択性１／２波長板２１ａに、直線偏光化された入射光線が、その振動方向が第２の光軸方向に対して平行に（０゜またはπの角度で）入射したとき、位相がπシフトして、第１の光軸と平行な光線が出射する。
【００７９】
ここで、投影装置１で波長選択性１／２波長板２１ａを使用する場合、入射光線を第１、第２の光軸に対して平行な光線を波長選択性１／２波長板２１ａに入射するのではなく、第１、第２の光軸に対して平行ではない直線偏光、円偏光、楕円偏光等を入射することが好ましい。
【００８０】
すなわち、色合成部１０から出射される合成光内の各色光を、波長選択性１／２波長板２１ａの第１、第２の光軸に対して平行ではない偏光で受光するほど、波長選択性１／２波長板２１ａの出射光は“波長ごとに異なる偏光”に近くなり、無偏光状態となる。
【００８１】
このように、第１、第２の光軸に対して、光振動方向が平行ではない偏光が、波長選択性１／２波長板２１ａを透過することで、色合成部１０からの出射光は、波長選択性１／２波長板２１ａによって、波長毎に互いに異なる偏光に変換されて無偏光状態となる。
【００８２】
上記のように、波長選択性１／２波長板２１ａでは、入射する偏光が、第１、第２の光軸の方向の直線偏光からずれていればいるほど（例えば、円偏光、楕円偏光、第１、第２の光軸の方向から回転した直線偏光など）、出射光は“波長ごとに異なる偏光”に近くなる。なお、“波長毎に異なる偏光”の特性を有していれば、波長選択性１／２波長板以外の光学部材を用いても構わない。
【００８３】
波長選択性１／２波長板２１ａへの入射光の偏光方向は、第１、第２の光軸の方位の直線偏光からずれてさえいればよいので、軸の設置範囲が広いという利点がある。また、波長選択性１／２波長板２１ａの入射段において、偏光方向（回転方向）を事前に揃える等を行う必要がない。
【００８４】
図９は一軸性有機材料および一軸性結晶を示す図である。一軸性有機材料２１ｂは、光学軸を１つ持つ有機材料であって、例えば、高位相差板が該当する。一軸性有機材料２１ｂの入射光に与える位相差は１００００ｎｍ以上である。
【００８５】
また、一軸性結晶２１ｃは、光学軸を１つ持つ結晶である。例えば、水晶（石英）、サファイア、方解石、フッ化マグネシウム、カルサイト等が該当する。一軸性結晶２１ｃの入射光に与える位相差は１００００ｎｍ程度である（水晶の場合は１ｍｍ程度）。一方、一軸性有機材料２１ｂおよび一軸性結晶２１ｃは共に、遅相軸が４５°である。
【００８６】
図１０は一軸性有機材料および一軸性結晶の特性を説明するための図である。一軸性有機材料２１ｂおよび一軸性結晶２１ｃは、図１０に示す遅相軸と同じ方向の光の振動を持つ入射光に対しては屈折率が大きく働き、遅相軸と同じ方向にない光の振動を持つ入射光に対しては、屈折率は小さく働くという特性を有している。
【００８７】
したがって、入射偏光が、遅相軸に対して４５°ずれた方向に振動（回転）する偏光の場合は、出射偏光は無偏光となる。また、入射偏光が、遅相軸に対して０°、９０°ずれた方向に振動する偏光の場合は、出射偏光は入射偏光の位相と同じで変化しない。
【００８８】
一方、入射偏光が、遅相軸に対して上記以外の方向に振動する偏光の場合は、出射偏光は偏りの大きな偏光が出射して、無偏光状態とはかけ離れた状態となる。
【００８９】
ここで、投影装置１で一軸性有機材料２１ｂまたは一軸性結晶２１ｃを使用する場合、入射光線は、遅相軸に対して４５°ずれた方向に振動する偏光の直線偏光、円偏光、楕円偏光等を入射することが好ましい。
【００９０】
このように、遅相軸に対して４５°ずれた方向に振動する偏光が、一軸性有機材料２１ｂまたは一軸性結晶２１ｃを透過することで、色合成部１０から出射された合成光内の各色光は、一軸性有機材料２１ｂまたは一軸性結晶２１ｃによって、波長毎に互いに異なる偏光に変換されて無偏光状態となる。
【００９１】
なお、一軸性有機材料２１ｂおよび一軸性結晶２１ｃは、色合成部１０の出射直後の偏光が揃っている状態で最も効果を発揮する。その中でも、一軸性結晶２１ｃ（特に水晶）は、以下のような特徴を持っているため、偏光変換部２０として一軸性結晶２１ｃを使用することは効果が高いものである。
【００９２】
（Ａ１）波長選択性１／２波長板２１ａや一軸性有機材料２１ｂと比較して安価。
（Ａ２）光学ガラスなので、物理的強度が高く、信頼性が高い。
（Ａ３）シート/フィルム等の有機材料ではないので、ＬＣＤ−投射レンズ間に設置しても、フォーカス性能が落ちない。
【００９３】
次に一軸性有機材料２１ｂおよび一軸性結晶２１ｃの位相差による偏光状態について説明する。図１１は一軸性有機材料および一軸性結晶の位相差による偏光状態を示す図である。縦軸は偏光状態を示し、横軸は波長ｎｍを示している。図中の曲線ｋ１は位相差が５００ｎｍ、曲線ｋ２は位相差が１０００ｎｍ、曲線ｋ３は位相差が２０００ｎｍ、曲線ｋ４（ギザギザ線）は位相差が１００００ｎｍである。
【００９４】
入射する直線偏光に対して、４５°方向に遅相軸があり、位相差量が大きい（例えば、１００００ｎｍ）の場合を考える（図中のギザギザ線に該当）。遅相軸を光が通過する場合、ある波長（例えば５５０ｎｍ）の偏光状態が直線偏光とすると、隣接波長（例えば５０１ｎｍ）の偏光状態は、直線偏光に近い楕円偏光となる。
【００９５】
このように使用波長（４３０〜７００ｎｍ程度）のそれぞれで偏光状態が異なった光が足し合わされると、波長毎に互いに異なる偏光が生成されるので、無偏光状態を作り出すことができる。
【００９６】
したがって、偏光変換部２０に、一軸性有機材料２１ｂまたは一軸性結晶２１ｃを用いた場合、４５°方向の遅相軸と高位相差量という条件が揃う場合は、波長変化あたりの偏光変化量が増え、より均一な無偏光状態を生成することが可能である。
【００９７】
また、偏光がＳ方向、Ｐ方向の直線偏光／楕円偏光／円偏光であれば、区別なく“波長毎に異なる偏光”を作り出してくれるところが特に有用である。さらに、一軸性有機材料２１ｂまたは一軸性結晶２１ｃの入射段において、偏光方向（回転方向）を事前に揃える等を行う必要がない。
【００９８】
次に投影装置１における偏光変換処理の各バージョン（光学部材の配置パターン）について図１２〜図１６を用いて説明する。図１２は投影装置の構成例を示す図である。投影装置１−１は、色合成部１０−１、偏光変換部２０および投射レンズ３０を備える。
【００９９】
色合成部１０−１は、色合成プリズム１１および１／２波長板１２を含む。偏光変換部２０は、図７〜図１１で上述した波長選択性１／２波長板２１ａ、一軸性有機材料２１ｂおよび一軸性結晶２１ｃのいずれかを適用する。
【０１００】
１／２波長板１２は、ＳＰＳ方式の色合成プリズム１１の緑色光の入射側に配置され、緑色光のＳ偏光ｇ１ｓをＰ偏光に変換して、緑色Ｐ偏光ｇ１ｐを生成する。なお、１／２波長板の一般的な基本機能は、光が通過したとき、２つの直線偏光（平行成分、垂直成分）間に１／２波長（位相差δ＝１８０°＋Ｎ×３６０°）の光路差を与えるものであり、主に偏光面を所要の角度へ回転させる目的で使用される（Ｎ＝１、２、３、・・・）。
【０１０１】
色合成プリズム１１は、赤色光のＳ偏光である赤色Ｓ偏光ｒ１ｓと、緑色Ｐ偏光ｇ１ｐと、青色光のＳ偏光である青色Ｓ偏光ｂ１ｓとを合成して合成光を生成する。
【０１０２】
偏光変換部２０は、色合成プリズム１１から出射された、赤色Ｓ偏光ｒ１ｓ、緑色Ｐ偏光ｇ１ｐおよび青色Ｓ偏光ｂ１ｓのそれぞれの偏光状態を、全方位に偏りのない均一な無偏光状態に変換する。
【０１０３】
投射レンズ３０は、偏光変換部２０から出射された、各色光が無偏光状態の合成光を受光して、所定の倍率に拡大して投射する。その後、全方位に偏りのない均一な無偏光状態の投射光は、スクリーンに投射される。
【０１０４】
なお、偏光変換部２０として、波長選択性１／２波長板２１ａを使用する場合は、色合成プリズム１１の出射側に、入射偏光に対して第１の光軸が４５°および第２の光軸が１３５°の方向に光軸が向くように配置する。または、入射偏光に対して第１の光軸が１３５°および第２の光軸が４５°の方向に光軸が向くように配置する。
【０１０５】
また、偏光変換部２０として、一軸性有機材料２１ｂまたは一軸性結晶２１ｃを使用する場合は、色合成プリズム１１の出射側に、入射偏光に対して遅相軸が４５°または１３５°の方向に光軸が向くように配置する。
【０１０６】
上記のような投影装置１−１の構成により、スクリーンへの入射光の偏光状態およびスクリーンでの反射光の偏光状態は、全方位に偏りのない均一な無偏光状態になっている。これにより、３Ｄメガネを傾けない状態での３Ｄ画の色ムラを完全に消滅し、かつ３Ｄメガネを傾けた状態での３Ｄ画の色ムラおよび輝度落ちを完全に消滅することができ、３Ｄ画質を大幅に向上させることが可能になる。
【０１０７】
図１３は投影装置の構成例を示す図である。投影装置１−２は、色合成部１０−２、偏光変換部２０および投射レンズ３０を備える。
【０１０８】
色合成部１０−２は、色合成プリズム１１、１／２波長板１２および１／４波長板１３を含む。偏光変換部２０は、図７〜図１１で上述した波長選択性１／２波長板２１ａ、一軸性有機材料２１ｂおよび一軸性結晶２１ｃのいずれかを適用する。
【０１０９】
１／２波長板１２は、ＳＰＳ方式の色合成プリズム１１の緑色光の入射側に配置され、緑色光のＳ偏光ｇ２ｓをＰ偏光に変換して、緑色Ｐ偏光ｇ２ｐを生成する。色合成プリズム１１は、赤色光のＳ偏光である赤色Ｓ偏光ｒ２ｓと、緑色Ｐ偏光ｇ２ｐと、青色光のＳ偏光である青色Ｓ偏光ｂ２ｓとを合成して合成光を生成する。
【０１１０】
１／４波長板１３は、色合成プリズム１１の出射側に、入射偏光に対して４５°の方向に光軸が向くように配置される。そして、赤色Ｓ偏光ｒ２ｓを左回り円偏光である赤色左回り円偏光ｒ２１に変換し、緑色Ｐ偏光ｇ２ｐを右回り円偏光である緑色右回り円偏光ｇ２１に変換し、青色Ｓ偏光ｂ２ｓを左回り円偏光である青色左回り円偏光ｂ２１に変換する。
【０１１１】
なお、１／４波長板の一般的な基本機能は、光が透過したとき、２つの直線偏光（平行成分、垂直成分）間に１／４波長の光路差（位相差δ＝９０°＋Ｎ×３６０°）を与えるもので、主に直線偏光を円偏光に変換、逆に円偏光を直線偏光に変換する目的に使用されることが多い（Ｎ＝１、２、３、・・・）。
【０１１２】
ここで、色合成プリズム１１からの出射光の投射レンズ３０への入射時には、投射レンズ３０で反射した反射光が、再び色合成プリズム１１に逆戻りしてしまう場合がある。このようなことが起きると迷光が発生して、スクリーン上ではゴースト現象などが生じてしまう。
【０１１３】
このため、上記では、色合成プリズム１１の出射段と、偏光変換部２０の入射段との間に上記のような１／４波長板１３を配置して、１／４波長板を迷光防止用として使用している。
【０１１４】
一方、偏光変換部２０は、１／４波長板１３から出射された、赤色左回り円偏光ｒ２１、緑色右回り円偏光ｇ２１および青色左回り円偏光ｂ２１のそれぞれの偏光状態を、全方位に偏りのない均一な無偏光状態に変換する。
【０１１５】
投射レンズ３０は、偏光変換部２０から出射された、各色光が無偏光状態の合成光を受光して、所定の倍率に拡大して投射する。その後、全方位に偏りのない均一な無偏光状態の投射光は、スクリーンに投射される。
【０１１６】
なお、偏光変換部２０として、波長選択性１／２波長板２１ａを使用する場合は、色合成プリズム１１の出射側に、入射偏光に対して第１の光軸が４５°および第２の光軸が１３５°の方向に光軸が向くように配置する。または、入射偏光に対して第１の光軸が１３５°および第２の光軸が４５°の方向に光軸が向くように配置する。
【０１１７】
また、偏光変換部２０として、一軸性有機材料２１ｂまたは一軸性結晶２１ｃを使用する場合は、色合成プリズム１１の出射側に、入射偏光に対して遅相軸が４５°または１３５°の方向に光軸が向くように配置する。
【０１１８】
上記のような投影装置１−２の構成により、スクリーンへの入射光の偏光状態およびスクリーンでの反射光の偏光状態は、全方位に偏りのない均一な無偏光状態になっている。これにより、３Ｄメガネを傾けない状態での３Ｄ画の色ムラを完全に消滅し、かつ３Ｄメガネを傾けた状態での３Ｄ画の色ムラおよび輝度落ちを完全に消滅することができ、３Ｄ画質を大幅に向上させることが可能になる。
【０１１９】
図１４は投影装置の構成例を示す図である。投影装置１−３は、色合成部１０−３、偏光変換部２０および投射レンズ３０を備える。偏光変換部２０は、図７〜図１１で上述した波長選択性１／２波長板２１ａ、一軸性有機材料２１ｂおよび一軸性結晶２１ｃのいずれかを適用する。
【０１２０】
ＳＳＳ方式の色合成プリズム１１は、赤色光のＳ偏光である赤色Ｓ偏光ｒ３ｓと、緑色光のＳ偏光である緑色Ｓ偏光ｇ３ｓと、青色光のＳ偏光である青色Ｓ偏光ｂ３ｓとを合成して合成光を生成する。
【０１２１】
偏光変換部２０は、色合成プリズム１１から出射された、赤色Ｓ偏光ｒ３ｓ、緑色Ｓ偏光ｇ３ｓおよび青色Ｓ偏光ｂ３ｓのそれぞれの偏光状態を、全方位に偏りのない均一な無偏光状態に変換する。
【０１２２】
投射レンズ３０は、偏光変換部２０から出射された、各色光が無偏光状態の合成光を受光して、所定の倍率に拡大して投射する。その後、全方位に偏りのない均一な無偏光状態の投射光は、スクリーンに投射される。
【０１２３】
なお、偏光変換部２０として、波長選択性１／２波長板２１ａを使用する場合は、色合成プリズム１１の出射側に、入射偏光に対して第１の光軸が４５°および第２の光軸が１３５°の方向に光軸が向くように配置する。または、入射偏光に対して第１の光軸が１３５°および第２の光軸が４５°の方向に光軸が向くように配置する。
【０１２４】
また、偏光変換部２０として、一軸性有機材料２１ｂまたは一軸性結晶２１ｃを使用する場合は、色合成プリズム１１の出射側に、入射偏光に対して遅相軸が４５°または１３５°の方向に光軸が向くように配置する。
【０１２５】
上記のような投影装置１−３の構成により、スクリーンへの入射光の偏光状態およびスクリーンでの反射光の偏光状態は、全方位に偏りのない均一な無偏光状態になっている。これにより、３Ｄメガネを傾けない状態での３Ｄ画の色ムラを完全に消滅し、かつ３Ｄメガネを傾けた状態での３Ｄ画の色ムラおよび輝度落ちを完全に消滅することができ、３Ｄ画質を大幅に向上させることが可能になる。
【０１２６】
図１５は投影装置の構成例を示す図である。投影装置１−４は、色合成部１０−４、偏光変換部２０および投射レンズ３０を備える。
【０１２７】
色合成部１０−４は、色合成プリズム１１および１／４波長板１３を含む。偏光変換部２０は、図７〜図１１で上述した波長選択性１／２波長板２１ａ、一軸性有機材料２１ｂおよび一軸性結晶２１ｃのいずれかを適用する。
【０１２８】
ＳＳＳ方式の色合成プリズム１１は、赤色光のＳ偏光である赤色Ｓ偏光ｒ４ｓと、緑色光のＳ偏光である緑色Ｓ偏光ｇ４ｓと、青色光のＳ偏光である青色Ｓ偏光ｂ４ｓとを合成して合成光を生成する。
【０１２９】
１／４波長板１３は、上述の迷光防止のために、色合成プリズム１１の出射側に、入射偏光に対して４５°の方向に光軸が向くように配置される。そして、１／４波長板１３は、赤色Ｓ偏光ｒ４ｓを左回り円偏光である赤色左回り円偏光ｒ４１に変換し、緑色Ｓ偏光ｇ４ｓを左回り円偏光である緑色左回り円偏光ｇ４１に変換し、青色Ｓ偏光ｂ４ｓを左回り円偏光である青色左回り円偏光ｂ４１に変換する。
【０１３０】
偏光変換部２０は、１／４波長板１３から出射された、赤色左回り円偏光ｒ４１、緑色左回り円偏光ｇ４１および青色左回り円偏光ｂ４１のそれぞれの偏光状態を、全方位に偏りのない均一な無偏光状態に変換する。
【０１３１】
投射レンズ３０は、偏光変換部２０から出射された、各色光が無偏光状態の合成光を受光して、所定の倍率に拡大して投射する。その後、全方位に偏りのない均一な無偏光状態の投射光は、スクリーンに投射される。
【０１３２】
なお、偏光変換部２０として、波長選択性１／２波長板２１ａを使用する場合は、色合成プリズム１１の出射側に、入射偏光に対して第１の光軸が４５°および第２の光軸が１３５°の方向に光軸が向くように配置する。または、入射偏光に対して第１の光軸が１３５°および第２の光軸が４５°の方向に光軸が向くように配置する。
【０１３３】
また、偏光変換部２０として、一軸性有機材料２１ｂまたは一軸性結晶２１ｃを使用する場合は、色合成プリズム１１の出射側に、入射偏光に対して遅相軸が４５°または１３５°の方向に光軸が向くように配置する。
【０１３４】
上記のような投影装置１−４の構成により、スクリーンへの入射光の偏光状態およびスクリーンでの反射光の偏光状態は、全方位に偏りのない均一な無偏光状態になっている。これにより、３Ｄメガネを傾けない状態での３Ｄ画の色ムラを完全に消滅し、かつ３Ｄメガネを傾けた状態での３Ｄ画の色ムラおよび輝度落ちを完全に消滅することができ、３Ｄ画質を大幅に向上させることが可能になる。
【０１３５】
図１６は投影装置の構成例を示す図である。投影装置１−５は、色合成部１０−５、一軸性結晶２１ｃおよび投射レンズ３０を備える。
【０１３６】
色合成部１０−５は、色合成プリズム１１および１／２波長板１２を含む。また、図１６の例では、偏光変換部としては、図９〜図１１で上述した一軸性結晶２１ｃ（水晶）を適用している。
【０１３７】
１／２波長板１２は、ＳＰＳ方式の色合成プリズム１１の緑色光の入射側に配置され、緑色光のＳ偏光ｇ５ｓをＰ偏光に変換して、緑色Ｐ偏光ｇ５ｐを生成する。色合成プリズム１１は、赤色光のＳ偏光である赤色Ｓ偏光ｒ５ｓと、緑色Ｐ偏光ｇ５ｐと、青色光のＳ偏光である青色Ｓ偏光ｂ５ｓとを合成して合成光を生成する。
【０１３８】
一軸性結晶２１ｃは、色合成プリズム１１から出射された、赤色Ｓ偏光ｒ５ｓ、緑色Ｐ偏光ｇ５ｐおよび青色Ｓ偏光ｂ５ｓのそれぞれの偏光状態を全方位に偏りのない均一な無偏光状態に変換する。
【０１３９】
投射レンズ３０は、一軸性結晶２１ｃから出射された、各色光が無偏光状態の合成光を受光して、所定の倍率に拡大して投射する。その後、全方位に偏りのない均一な無偏光状態の投射光は、スクリーンに投射される。
【０１４０】
なお、一軸性結晶２１ｃは、色合成プリズム１１の出射側に、入射偏光に対して遅相軸が４５°または１３５°の方向に光軸が向くように配置する。
【０１４１】
上記のような投影装置１−５の構成により、スクリーンへの入射光の偏光状態およびスクリーンでの反射光の偏光状態は、全方位に偏りのない均一な無偏光状態になっている。これにより、３Ｄメガネを傾けない状態での３Ｄ画の色ムラを完全に消滅し、かつ３Ｄメガネを傾けた状態での３Ｄ画の色ムラおよび輝度落ちを完全に消滅することができ、３Ｄ画質を大幅に向上させることが可能になる。
【０１４２】
投影装置１−１〜１−５では、投射レンズ３０にプラスチックレンズを使用可能である（偏光ムラが多大なプラスチックレンズでも対応可能）。また、投影装置１−５のような光学形態では、色合成プリズム１１をＳＰＳ方式で使用するため、２Ｄ輝度が最大となる。なお、図１６で示した投影装置１−５は、最良の光学形態となる。
【０１４３】
次に投影装置１における偏光変換部２０の設置形態について説明する。図１７は設置形態例を示す図である。投影装置１ａ−１は、色合成プリズム１１（ＳＰＳ方式）、１／２波長板１２、偏光変換部２０および投射レンズ３０を備える。
【０１４４】
色合成プリズム１１の緑色光の入射側には、１／２波長板１２が設置されている。また、色合成プリズム１１の合成光の出射側には、投射レンズ３０が設置されている。さらに、投射レンズ３０の入射側と、色合成プリズム１１の出射側との間には偏光変換部２０が設置されている。この場合、偏光変換部２０は、色合成プリズム１１の出射面に接着して、色合成プリズム１１と一体化している。なお、設置形態としては、１／２波長板１２はなくてもよい。また、色合成プリズム１１は、ＳＰＳ、ＳＳＳなど、どの方式の色合成プリズムでもよい。
【０１４５】
図１８は設置形態例を示す図である。投影装置１ａ−２は、色合成プリズム１１（ＳＰＳ方式）、１／２波長板１２、偏光変換部２０および投射レンズ３０を備える。
【０１４６】
色合成プリズム１１の緑色光の入射側には、１／２波長板１２が設置されている。また、色合成プリズム１１の合成光の出射側には、投射レンズ３０が設置されている。さらに、投射レンズ３０の入射側と、色合成プリズム１１の出射側との間には、偏光変換部２０を設置するための取り付け機構部であるメカ枠部品４ａが設けられている。
【０１４７】
偏光変換部２０は、メカ枠部品４ａに対して挿抜可能であって、メカ枠部品４ａに挿入されることで、色合成プリズム１１の出射側と、投射レンズ３０の入射側との間に、固定的に設置される。なお、設置形態としては、１／２波長板１２はなくてもよい。また、色合成プリズム１１は、ＳＰＳ、ＳＳＳなど、どの方式の色合成プリズムでもよい。
【０１４８】
図１９は設置形態例を示す図である。投影装置１ａ−３は、色合成プリズム１１（ＳＰＳ方式）、１／２波長板１２、偏光変換部２０および投射レンズ３０を備える。
【０１４９】
色合成プリズム１１の緑色光の入射側には、１／２波長板１２が設置されている。また、色合成プリズム１１の合成光の出射側には、投射レンズ３０が設置されている。さらに、投射レンズ３０の入射面には、偏光変換部２０を設置するための取り付け機構部であるメカ枠部品４ｂが設けられている。
【０１５０】
投射レンズ３０は、例えば、上下左右にレンズをシフトするレンズシフト機構を有しており、メカ枠部品４ｂも、投射レンズ３０のレンズシフトに追従する。このようなメカ枠部品４ｂに対して、偏光変換部２０は挿抜可能であって、メカ枠部品４ｂに偏光変換部２０が挿入されることで、投射レンズ３０のレンズシフトに対して常に追従しながら、投射レンズ３０の入射面側に近接設置されることになる。なお、設置形態としては、１／２波長板１２はなくてもよい。また、色合成プリズム１１は、ＳＰＳ、ＳＳＳなど、どの方式の色合成プリズムでもよい。
【０１５１】
ここで、投影装置１で使用する光源について説明する。投影装置１では、広範囲波長の連続発光スペクトルの光源や、またはＲＧＢ投射光に広範囲波長の連続スペクトルを持つ光源などを使用する。
【０１５２】
したがって、一般的なＬＣＤプロジェクタでは、ＵＨＰ（Ultra High Performance）ランプやＸｅ（キセノン）ランプ等の連続波長光源を使用しているため、事実上ほぼすべのＬＣＤプロジェクタに対して、投影装置１の機能を適用することができる。
【０１５３】
次に従来技術と本技術とを比較して差異について説明する。図２０は投影装置の投影イメージを示す図である。従来の投影装置３００から発せられた投射光においては、スクリーン７への入射光およびスクリーン７からの反射光は無偏光化されていなかった。これに対し、本技術の投影装置１から発せられる投射光は、スクリーン７への入射光およびスクリーン７からの反射光共に全方位均一に無偏光状態化されている。
【０１５４】
以上説明したように、投影装置１によれば、色合成プリズム１１の合成光の出射側と、投射レンズ３０の入射側との間に偏光変換部２０を配置した。このように、偏光変換部２０を、投射レンズ３０の投射側に配置するよりも色合成プリズム１１の近くに（出射側に）配置することで、ＲＧＢすべての投射光を全方位に対して均一に無偏光化することが可能になる。
【０１５５】
これにより、３Ｄメガネを傾けない状態で、３Ｄメガネ越しの３Ｄ画の色ムラを完全に消滅することが可能になる。さらに、３Ｄメガネを例えば、±２５°程度傾けた状態（カスタマーの使用範囲を想定）で、３Ｄメガネ越しの３Ｄ画の色ムラ／輝度落ちを完全に消滅することが可能になる。
【０１５６】
さらに、投影装置１は、あらゆるアクティブシャッター方式３ＤのＬＣＤプロジェクタ、光学部材または使用環境に対応できるため親和性が高く、サービス性にも優れている。例えば、あらゆる反射型ＬＣＤ、透過型ＬＣＤ等のＬＣＤプロジェクタに対応可能であり、あらゆる色合成プリズム（ＳＰＳ方式、ＳＳＳ方式）にも対応可能である。
【０１５７】
また、投射レンズ等にプラスチックレンズを使用することも可能であり、あらゆるスクリーン（シルバースクリーン、ビーズスクリーン、マットスクリーン等）にも対応可能である。
【０１５８】
なお、偏光変換部２０に一軸性結晶２１ｃを用いたときのコスト面については、投射レンズ３０の入射側に設置する波長選択性１／２波長板２１ａ（そのものが高価であり、面積を大きくする際にはさらに高価）より、一軸性結晶２１ｃ（そのものが安価であり、色合成プリズムの面積が小さい場合はさらに安価）の方が、格段に安価であり、高い効果を発揮できる。一軸性結晶２１ｃ（水晶）のコストは、波長選択性１／２波長板２１ａおよび一軸性有機材料２１ｂの１／４〜１／５程度である。
【０１５９】
なお、本技術は以下のような構成も採ることができる。
（１） ３原色光を合成して合成光を出射する色合成部と、
前記色合成部の出射側に配置され、前記合成光の各色光の偏光状態を、全方位に対して均一に無偏光状態に変換する偏光変換部と、
前記偏光変換部からの出射光を投射する投射レンズと、
を有する投影装置。
（２） 前記偏光変換部は、所定波長に対して位相をπシフトする波長選択性１／２波長板、光学軸を１つ持つ有機材料である一軸性有機材料、光学軸を１つ持つ結晶である一軸性結晶のいずれかである前記（１）記載の投影装置。
（３） 前記色合成部は、色合成プリズムと、前記色合成プリズムの緑色光の入射側に配置された１／２波長板とを備え、
前記偏光変換部は、前記一軸性結晶であり、
前記１／２波長板は、緑色光のＳ偏光をＰ偏光に変換し、
前記色合成プリズムは、赤色光のＳ偏光である赤色Ｓ偏光と、緑色光のＰ偏光である緑色Ｐ偏光と、青色光のＳ偏光である青色Ｓ偏光とを合成し、
前記一軸性結晶は、前記赤色Ｓ偏光と、前記緑色Ｐ偏光と、前記青色Ｓ偏光とを無偏光状態に変換する前記（１）または（２）に記載の投影装置。
（４） 前記色合成部は、色合成プリズムと、前記色合成プリズムの緑色光の入射側に配置された１／２波長板とを備え、
前記１／２波長板は、緑色光のＳ偏光をＰ偏光に変換し、
前記色合成プリズムは、赤色光のＳ偏光である赤色Ｓ偏光と、緑色光のＰ偏光である緑色Ｐ偏光と、青色光のＳ偏光である青色Ｓ偏光とを合成し、
前記偏光変換部は、前記赤色Ｓ偏光と、前記緑色Ｐ偏光と、前記青色Ｓ偏光とを無偏光状態に変換する前記（１）または（２）に記載の投影装置。
（５） 前記色合成部は、色合成プリズムと、前記色合成プリズムの緑色光の入射側に配置された１／２波長板と、前記偏光変換部の入射側と前記色合成プリズムの出射側との間に配置された１／４波長板とを備え、
前記１／２波長板は、緑色光のＳ偏光をＰ偏光に変換し、
前記色合成プリズムは、赤色光のＳ偏光である赤色Ｓ偏光と、緑色光のＰ偏光である緑色Ｐ偏光と、青色光のＳ偏光である青色Ｓ偏光とを合成し、
前記１／４波長板は、前記赤色Ｓ偏光を左回り円偏光である赤色左回り円偏光に変換し、前記緑色Ｐ偏光を右回り円偏光である緑色右回り円偏光に変換し、前記青色Ｓ偏光を左回り円偏光である青色左回り円偏光に変換し、
前記偏光変換部は、前記赤色左回り円偏光、前記緑色右回り円偏光および前記青色左回り円偏光の各偏光状態を無偏光状態に変換する前記（１）または（２）に記載の投影装置。
（６） 前記色合成部は、色合成プリズムを備え、
前記色合成プリズムは、赤色光のＳ偏光である赤色Ｓ偏光と、緑色光のＳ偏光である緑色Ｓ偏光と、青色光のＳ偏光である青色Ｓ偏光とを合成し、
前記偏光変換部は、前記赤色Ｓ偏光と、前記緑色Ｓ偏光と、前記青色Ｓ偏光とを無偏光状態に変換する前記（１）または（２）に記載の投影装置。
（７） 前記色合成部は、色合成プリズムと、前記偏光変換部の入射側と前記色合成プリズムの出射側との間に配置された１／４波長板とを備え、
前記色合成プリズムは、赤色光のＳ偏光である赤色Ｓ偏光と、緑色光のＳ偏光である緑色Ｓ偏光と、青色光のＳ偏光である青色Ｓ偏光とを合成し、
前記１／４波長板は、前記赤色Ｓ偏光を左回り円偏光である赤色左回り円偏光に変換し、前記緑色Ｓ偏光を左回り円偏光である緑色左回り円偏光に変換し、前記青色Ｓ偏光を左回り円偏光である青色左回り円偏光に変換し、
前記偏光変換部は、前記赤色左回り円偏光、前記緑色左回り円偏光および前記青色左回り円偏光の各偏光状態を無偏光状態に変換する前記（１）または（２）に記載の投影装置。
（８） 前記偏光変換部は、前記色合成部が含む色合成プリズムの出射面に接着して、前記色合成プリズムと一体化する前記（１）乃至（７）のいずれか１つに記載の投影装置。
（９） 前記偏光変換部は、前記色合成部が含む色合成プリズムの出射側と、前記投射レンズの入射側との間に置かれた取り付け機構部を介して固定設置する前記（１）乃至（７）のいずれか１つに記載の投影装置。
（１０） 前記偏光変換部は、前記投射レンズの入射面側に近接に設置して、前記投射レンズのレンズシフトに追従する前記（１）乃至（７）のいずれか１つに記載の投影装置。
【０１６０】
なお、上述の実施の形態は、実施の形態の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変更を加えることができる。
【０１６１】
さらに、上述の実施の形態は、多数の変形、変更が当業者にとって可能であり、説明した正確な構成および応用例に限定されるものではない。
【符号の説明】
【０１６２】
１……投影装置、２……３Ｄメガネ、７……スクリーン、１０……色合成部、２０……偏光変換部、３０……投射レンズ
【技術分野】
【０００１】
本技術は、映像表示を行う投影装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、アクティブシャッター方式の３Ｄ（dimensions）機能を有するＬＣＤ（Liquid Crystal Display：液晶ディスプレイ）プロジェクタが開発されている。
【０００３】
アクティブシャッター方式とは、遠近感を伴う映像表示方式の１つであり、左眼用と右眼用の映像を交互に表示し、映像の切り替えと同期して左右交互に３Ｄメガネの視界を相互に遮ることで、視差を生み出して、立体視を可能とするものである。
【０００４】
一方、２Ｄ画を表示するプロジェクタよりも、３Ｄ画を表示する上記のようなプロジェクタの方が、品質を確保するのが困難になってきている。これは、スクリーンで反射した、ある偏光状態の光の中で、３Ｄメガネによって特定方向の偏光成分のみが透過し、この偏光状態が３Ｄ画質に大きく影響（色ムラ、輝度落ち）を与えてしまうためである。
【０００５】
２Ｄ画表示は、３Ｄメガネを使用しないため、どの偏光状態も等しく観察者の瞳に光が入り、スクリーン反射後の偏光状態が画質に影響を与えない。これに対し、アクティブシャッター方式３Ｄ機能を有するＬＣＤプロジェクタ等では、３Ｄメガネに届くまでの偏光状態を考慮することが重要となる。
【０００６】
従来技術として、水平／垂直方向のＲＧＢの各色の光量比を等しくして、各色の偏光状態を変換する投写型表示装置が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−３０４６０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、従来の３Ｄ画を表示するプロジェクタでは、プロジェクタの投射光がスクリーンで反射して３Ｄメガネに到達するまでに、３Ｄ画質を向上するための適切な偏光変換処理が施されてはいなかった。
【０００９】
このため、３Ｄメガネを傾けない状態で、３Ｄ画の色ムラが見えてしまうといった問題があった。また、３Ｄメガネを傾けた状態で、３Ｄ画の色ムラおよび輝度落ちが見えてしまうといった問題があった。
【００１０】
本技術はこのような点に鑑みてなされたものであり、３Ｄメガネを傾けない状態での３Ｄ画の色ムラを消滅させ、かつ３Ｄメガネを傾けた状態での３Ｄ画の色ムラおよび輝度落ちを消滅させて、３Ｄ画質を大幅に向上させた投影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】
【００１１】
上記課題を解決するために、投影装置が提供される。投影装置は、色合成部、偏光変換部および投射レンズを備える。色合成部は、３原色光を合成して合成光を出射する。偏光変換部は、色合成部の出射側に配置され、合成光の各色光の偏光状態を、全方位に対して均一に無偏光状態に変換する。投射レンズは、偏光変換部からの出射光を投射する。
【発明の効果】
【００１２】
３Ｄ画質を大幅に向上させることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】投影装置の構成例を示す図である。
【図２】偏光状態の変化要素を示す図である。
【図３】３Ｄメガネを通して見た色ムラを示す図である。
【図４】３Ｄメガネを通して見た色ムラを示す図である。
【図５】透過型ＬＣＤ方式プロジェクタの光学ユニット構成例を示す図である。
【図６】反射型ＬＣＤ方式プロジェクタの光学ユニット構成例を示す図である。
【図７】波長選択性１／２波長板を示す図である。
【図８】波長選択性１／２波長板の特性を説明するための図である。
【図９】一軸性有機材料および一軸性結晶を示す図である。
【図１０】一軸性有機材料および一軸性結晶の特性を説明するための図である。
【図１１】一軸性有機材料および一軸性結晶の位相差による偏光状態を示す図である。
【図１２】投影装置の構成例を示す図である。
【図１３】投影装置の構成例を示す図である。
【図１４】投影装置の構成例を示す図である。
【図１５】投影装置の構成例を示す図である。
【図１６】投影装置の構成例を示す図である。
【図１７】設置形態例を示す図である。
【図１８】設置形態例を示す図である。
【図１９】設置形態例を示す図である。
【図２０】投影装置の投影イメージを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、実施の形態を図面を参照して説明する。図１は投影装置の構成例を示す図である。投影装置１は、色合成部１０、偏光変換部２０および投射レンズ３０を備える。
【００１５】
色合成部１０は、３原色のＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各色光を合成して合成光を出射する。偏光変換部２０は、色合成部１０の出射側に配置され、合成光の各色光の偏光状態を全方位に対して均一な無偏光状態に変換する。投射レンズ３０は、偏光変換部２０からの出射光をスクリーンに投射する。
【００１６】
ここで、偏光変換部２０は、所定波長に対して位相をπシフトする波長選択性１／２波長板、光学軸（光軸）を１つ持つ有機材料である一軸性有機材料、光学軸を１つ持つ結晶である一軸性結晶のいずれかである。
【００１７】
このような偏光変換部２０を、色合成部１０からの合成光の出射側と、投射レンズ３０の入射側との間に配置することで、色合成部１０により出射された合成光の各色光内の波長の偏光を、波長毎に互いに異なる偏光に変換し、全方位に対して偏りのない均一な無偏光状態にすることができる。
【００１８】
このように、投影装置１は、色合成部１０、偏光変換部２０および投射レンズ３０を備え、偏光変換部２０は、色合成部１０により出射された各色光の偏光状態を全方位均一な無偏光状態に変換し、投射レンズ３０は無偏光状態の光を投射する構成とした。
【００１９】
この構成により、投影装置１からスクリーン７へ向かって投影される投射光は、全方位に対して均一な無偏光状態であり、スクリーン７で反射して観測者の３Ｄメガネ２に入射する光も全方位に対して均一な無偏光状態となる。
【００２０】
これにより、３Ｄメガネ２を傾けない状態での３Ｄ画の色ムラを完全に消滅し、かつ３Ｄメガネを傾けた状態での３Ｄ画の色ムラおよび輝度落ちを完全に消滅することができるので、３Ｄ画質を大幅に向上させることが可能になる。
【００２１】
次に本技術が解決すべき問題点について詳しく説明する。図２は偏光状態の変化要素を示す図である。投影装置（プロジェクタ）５０の投射レンズ５１からの投射光は、スクリーン７で反射して３Ｄメガネ２に到達する。３Ｄメガネ２に入る偏光状態の変化要素は、主に以下の３つによって影響を受ける。
【００２２】
（１）プロジェクタ５０で発生する偏光ムラ
プロジェクタ５０で発生する偏光ムラは、プロジェクタ５０内の色合成プリズム５２から投射レンズ５１までの間で発生する。特に投射レンズ５１によって発生し、投射レンズ５１がガラスレンズやプラスチックレンズのいずれであっても偏光ムラが発生する。
【００２３】
投射レンズ５１がガラスレンズの場合では、ガラスレンズの材料、形状、ＡＲ（Anti Reflection）コートなどが原因となって偏光ムラが生じる。また、プラスチックレンズの場合では、プラスチックレンズの材料、形状、ＡＲコート、成型条件などによって偏光ムラが発生する。特にプラスチックレンズでは、多大な偏光ムラが発生する。
【００２４】
（２）スクリーン７の反射偏光特性
スクリーン７が特にシルバースクリーンの場合では、入射偏光状態を維持したまま投射光が反射するので、プロジェクタ５０で発生する上記の（１）の偏光ムラがそのまま３Ｄ画質に影響を与える。また、偏光特性の面内ムラのあるスクリーンでは、以下の（３）の影響を直接受ける。
【００２５】
（３）観察者の３Ｄメガネ２の傾け角
通常の使用状態を想定した際の３Ｄメガネ２の偏光透過軸に対する傾け角では、観察者が首を傾けると±２５°程度となる。観察者が首を傾けて、３Ｄメガネ２の傾け角が±２５°程度になると、３Ｄメガネ２の偏光透過方向も変化する。その結果、３Ｄ画質も大きく変化する。
【００２６】
上記の（１）〜（３）による偏光状態変化要素により、３Ｄメガネ２に入る偏光状態が変化し、従来では、主に以下の２つの問題点が発生していた。
（ａ）３Ｄメガネ２を傾けない状態で、３Ｄ画の色ムラが見えてしまう。
（ｂ）３Ｄメガネ２を傾けた状態で、３Ｄ画の色ムラおよび輝度落ちが見えてしまう。
【００２７】
図３、図４は３Ｄメガネを通して見た色ムラを示す図である。スクリーン７に対して、例えば、背景が白色の場合に、図３に示すような色ムラ（楕円で示している）が観察されることがある。また、スクリーン７に例えば、偏光特性の面内ムラがある場合は、観察者が首を傾けたときには、図４に示すような線状の色ムラが見えることがある。
【００２８】
従来の問題点（ａ）、（ｂ）を解決する場合は、上述の（１）の偏光状態変化要素にて解決する必要がある。なぜなら、（２）の偏光状態変化要素では、観察者（カスタマー）に対し、設置するスクリーン７を指定できないためである。さらに、（３）の偏光状態変化要素では、３Ｄメガネ２の標準化の流れの中で、専用３Ｄメガネにすることは現実的ではないためである。
【００２９】
ここで、（１）の偏光状態変化要素にて解決する際、問題点（ａ）については、以下の方法（＃１）〜（＃３）で解決することが可能であった。
【００３０】
（＃１）すべてガラスレンズを使用した投射レンズ５１を使用する（プラスチックレンズを使用しない）。しかし、この場合、問題点（ａ）を解決することができても、問題点（ｂ）を解決することができなかった。
【００３１】
（＃２）色合成プリズム５２がＳＰＳ方式の場合、投射レンズ５１と、色合成プリズム５２との間に、波長選択性１／２波長板（Color Select）を使用する。そして、ＲＧＢの順番で、Ｓ偏光／Ｐ偏光／Ｓ偏光を、Ｐ偏光／Ｐ偏光／Ｐ偏光またはＳ偏光／Ｓ偏光／Ｓ偏光に揃える。しかし、この場合、問題点（ａ）を解決することができても、問題点（ｂ）を解決することができなかった。
【００３２】
なお、一般的にプロジェクタで使用する色合成プリズムでは、緑色光は、Ｓ偏光のときよりもＰ偏光のときの方が、透過率が高いので、ＳＳＳ方式よりもＳＰＳ方式の方が主流である。ただし、色合成プリズムの出射後のＲＧＢの偏光を揃えるためにＳＳＳ方式も使用されている。
【００３３】
（＃３）色合成プリズム５２をＳＳＳ方式にする。しかし、この場合、問題点（ａ）を解決することができても、問題点（ｂ）を解決することができなかった。また、Ｇ（Green）の透過率が大幅に落ちるため、２Ｄ輝度が大幅に落ちてしまう。
【００３４】
このように、問題点（ａ）に対しては、上記の（＃１）〜（＃３）の解決方法がある。しかし、方法（＃１）〜（＃３）では、問題点（ｂ）については解決することができない。なぜなら、（＃１）〜（＃３）の方法では、いずれも単にＲＧＢを同じ方向の直線偏光に揃えているだけで、プロジェクタ５０の投射光を無偏光に変換できていなかったためである（この無偏光化が解決手段となることも発見されていなかった）。
【００３５】
一方、問題点（ａ）、（ｂ）を解決する方法として、投射レンズ５１の投射側（出射段）に、波長選択性１／２波長板、一軸性有機材料または一軸性結晶を配置して、偏光状態を無偏光化する方法が考えられる。このような構成にすることにより、上記の問題点（ａ）、（ｂ）の両方に対して、良好な結果を得ることが可能である。
【００３６】
しかし、このような構成であっても、３Ｄ画の色ムラや輝度落ちを、常に完全には消滅することはできない。これは、偏光乱れが大きすぎる場合、例えば、特に、投射レンズにプラスチックレンズを使うような場合では、無偏光化量が足りないといったことに起因するからであり、この場合、微量の色ムラ／輝度落ちが発生していた。
【００３７】
投射レンズ５１の投射側に、波長選択性１／２波長板、一軸性有機材料または一軸性結晶を配置すれば、投射レンズ５１からの投射光を無偏光化に近づけることはできる。しかし、投射レンズ５１に偏光乱れの大きなプラスチックレンズを使用したような場合では、投射光を無偏光化に近づけることはできても、全方位に対して均一に無偏光化することが難しく、偏りのある無偏光状態になってしまう。このような理由により、上記のような構成によっても、色ムラや輝度落ちを完全に消滅することはできなかった。
【００３８】
なお、一軸性有機材料および一軸性結晶の厚みを増していく、という解決方法も考えられるが、フォーカス性能が悪化するという問題が発生してしまう。
【００３９】
本技術はこのような点に鑑みてなされたものであり、３Ｄメガネ２を傾けない状態での３Ｄ画の色ムラを完全に消滅させ、かつ３Ｄメガネ２を傾けた状態での３Ｄ画の色ムラおよび輝度落ちを完全に消滅させて、３Ｄ画質を大幅に向上させた投影装置１を提供するものである。
【００４０】
次に投影装置１の適用例として、透過型ＬＣＤ方式プロジェクタおよび反射型ＬＣＤ方式プロジェクタについて説明する。
【００４１】
図５は透過型ＬＣＤ方式プロジェクタの光学ユニット構成例を示す図である。透過型ＬＣＤ方式プロジェクタ１００は、光源部、照明光学系、分離光学系、光変調素子部、合成光学系および投射光学系を有している。
【００４２】
光源部は、光源１０１およびリフレクタ１０２を有する。光源１０１は、例えば、超高圧水銀ランプやメタルハライドランプなどのＨＩＤ（High Intensity Discharge）ランプであり、白色光を出射する。光源１０１は、リフレクタ１０２の焦点位置に配置され、光源１０１から出射した白色光をリフレクタ１０２で反射して略平行光を生成する。なお、リフレクタ１０２は、パラボラ形状だけでなく、楕円形状等もある。
【００４３】
照明光学系は、ＵＶ（Ultra Violet）カットフィルタ１１１、フライアイレンズ１１２−１、１１２−２、偏光分離素子１１３、波長板ユニット（偏光変調素子）１１４およびコンデンサレンズ１１５を有している。
【００４４】
ＵＶカットフィルタ１１１は、光源１０１の前方に設けられ、光源１０１から出射される紫外線の通過を阻止する。フライアイレンズ１１２−１、１１２−２は、リフレクタ１０２で反射した略平行光を入射し、偏光分離素子１１３に出射する。フライアイレンズ１１２−１、１１２−２は、光変調素子部に入射する光の照度を均一化する。
【００４５】
偏光分離素子１１３は、入射光束を第１の偏光成分と第２の偏光成分に分離する。例えば、偏光分離素子１１３は、Ｓ偏光とＰ偏光を含む光を入射して、第１の領域にＰ偏光を出射し、第２の領域にＳ偏光を出射する。
【００４６】
波長板ユニット１１４は、偏光分離素子１１３からの出射光の偏光軸を所定方向に揃える。例えば、波長板ユニット１１４は、第１の領域に入射したＰ偏光をＳ偏光に変調し、偏光軸を第２の領域に入射したＳ偏光と揃える。
【００４７】
コンデンサレンズ１１５は、波長板ユニット１１４の出射光を入射して集光する。コンデンサレンズ１１５を出射した白色光は、分離光学系に入射する。
【００４８】
分離光学系は、コンデンサレンズ１１５からの入射光をＲＧＢ（赤色、緑色、青色）に分離する。分離光学系は、ダイクロイックミラー１２１−１、１２１−２、反射ミラー１２２−１〜１２２−３、リレーレンズ１２３−１、１２３−２、コンデンサレンズ１２４Ｒ、１２４Ｇ、１２４Ｂを有している。
【００４９】
ダイクロイックミラー１２１−１、１２１−２は、ＲＧＢの各光をその波長帯域により選択的に透過または反射する。ダイクロイックミラー１２１−１は、緑色波長帯域の光Ｇおよび赤色波長帯域の光Ｒを透過し、青色波長帯域の光Ｂを反射する。
【００５０】
ダイクロイックミラー１２１−２は、赤色波長帯域の光Ｒを透過し、緑色波長帯域の光Ｇを反射する。これにより、白色光は、ＲＧＢの３色に色分離される。なお、ダイクロイックミラーは、赤色分離または青色分離のどちらの分離方式においても使用される。
【００５１】
反射ミラー１２２−１は、全反射ミラーで構成され、ダイクロイックミラー１２１−１で分離された青色波長帯域の光Ｂを反射して光変調素子１２５Ｂに導く。反射ミラー１２２−２、１２２−３は、全反射ミラーで構成され、ダイクロイックミラー１２１−２で分離された赤色波長帯域の光Ｒを反射して光変調素子１２５Ｒに導く。
【００５２】
リレーレンズ１２３−１、１２３−２は、赤色波長帯域の光Ｒについての光路長の補正をおこなう。コンデンサレンズ１２４Ｒ、１２４Ｇ、１２４Ｂは、緑色波長帯域の光Ｇ、赤色波長帯域の光Ｒ、および青色波長帯域の光Ｂをそれぞれ収束する。
【００５３】
分離光学系から出射される緑色波長帯域の光Ｇ、赤色波長帯域の光Ｒ、および青色波長帯域の光Ｂは、それぞれ光変調素子１２５Ｒ、１２５Ｇ、１２５Ｂに入射する。
【００５４】
光変調素子１２５Ｒ、１２５Ｇ、１２５Ｂの前方（光源側）には、入射側偏光板１２８Ｒ、１２８Ｇ、１２８Ｂがあり、分離光学系から出射される緑色波長帯域の光Ｇ、赤色波長帯域の光Ｒ、および青色波長帯域の光Ｂの偏光成分を揃える。
【００５５】
光変調素子１２５Ｒ、１２５Ｇ、１２５Ｂは、赤色波長帯域の光Ｒ、緑色波長帯域の光Ｇ、および青色波長帯域の光Ｂをそれぞれ空間変調する。出射側偏光板１２９Ｒ、１２９Ｇ、１２９Ｂは、空間変調された光のうち、所定の偏光成分を透過する。
【００５６】
合成光学系は、色合成プリズム１２６を有する。色合成プリズム１２６は、緑色波長帯域の光Ｇを透過し、赤色波長帯域の光Ｒおよび青色波長帯域の光Ｂを投射光学系方向に反射するように構成されている。
【００５７】
色合成プリズム１２６は、例えば、複数のガラスプリズム（４つの略同形状の直角二等辺プリズム）を接合することによって構成されており、各ガラスプリズムの接合面には、所定の光学特性を有する２つの干渉フィルタが形成されている。
【００５８】
第１干渉フィルタは、青色波長帯域の光Ｂを反射し、赤色波長帯域の光Ｒおよび緑色波長帯域の光Ｇを透過する。第２干渉フィルタは、赤色波長帯域の光Ｒを反射し、緑色波長帯域の光Ｇおよび青色波長帯域の光Ｂを透過する。
【００５９】
したがって、光変調素子１２５Ｒ、１２５Ｇ、１２５Ｂによって変調されたＲＧＢの各光は、色合成プリズム１２６で合成されて、投射光学系に入射する。
【００６０】
投射光学系である投影レンズ１２７は、色合成プリズム１２６からの出射光を所定の倍率に拡大してスクリーン７に映像を投影する。
【００６１】
図６は反射型ＬＣＤ方式プロジェクタの光学ユニット構成例を示す図である。反射型ＬＣＤ方式プロジェクタ２００において、光源２０１は、リフレクタ２０２の焦点位置に配置され、光源２０１から出射した白色光をリフレクタ２０２で反射して略平行光を生成する。
【００６２】
ＵＶ／ＩＲ（Ultra Violet／Infrared Rays）カットフィルタ２１１は、略平行光を受光して紫外線および赤外線の通過を阻止する。なお、リフレクタ２０２は、パラボラ形状だけでなく、楕円形状等もある。
【００６３】
フライアイレンズ２１２−１、２１２−２は、光の照度を均一化し、ＰＳコンバータ（偏光変換素子）２１３は、Ｐ偏光／Ｓ偏光のランダム偏光の偏光方向を揃える。メインコンデンサレンズ２２１は、ＰＳコンバータ２１３で偏光方向が揃って均一化された白色照明光を集光する。
【００６４】
ダイクロイックミラー２２２は、赤色の波長領域の光ＬＲと、緑色および青色の波長領域の光ＬＧＢとを分離する。なお、ダイクロイックミラーは、赤色分離または青色分離のどちらの分離方式においても使用される。反射ミラー２２３は、ダイクロイックミラー２２２で分離された赤光ＬＲを反射する。
【００６５】
反射ミラー２２４は、ダイクロイックミラー２２２で分離された緑および青光ＬＧＢを反射する。ダイクロイックミラー２２５は、反射ミラー２２４で反射された光ＬＧＢのうち緑色の波長領域のみ反射し、青色の波長領域が透過する。
【００６６】
偏光板２２６Ｒは、反射ミラー２２３で反射されたＰ偏光である赤光ＬＲを透過して反射型液晶パネル２３０Ｒに入射させ、反射型液晶パネル２３０Ｒで空間変調され、Ｓ偏光に変換された赤光を反射して色合成プリズム２４０に入射させる。なお、色合成プリズム２４０のＲＧＢの入射面それぞれに偏光板が配置されてもよい。
【００６７】
また、ＳＳＳ方式時には、緑色光は色合成プリズム２４０にそのまま入射する。ＳＰＳ方式時には、色合成プリズム２４０の入射側に１／２波長板が配置され、緑色光はＰ偏光で色合成プリズム２４０に入射する。
【００６８】
偏光板２２６Ｇは、ダイクロイックミラー２２５で反射されたＰ偏光である緑光ＬＧを透過して反射型液晶パネル２３０Ｇに入射させ、反射型液晶パネル２３０Ｇで空間変調され、Ｓ偏光に変換された緑光を反射して色合成プリズム２４０に入射させる。
【００６９】
偏光板２２６Ｂは、ダイクロイックミラー２２５を透過したＰ偏光である青光ＬＢを透過して反射型液晶パネル２３０Ｂに入射させ、反射型液晶パネル２３０Ｂで空間変調され、Ｓ偏光に変換された青光を反射して色合成プリズム２４０に入射させる。
【００７０】
なお、各偏光板２２６Ｒ、２２６Ｇ、２２６Ｂの入射側には、光学レンズ２２７〜２２９が配置される（光学レンズ２２８と偏光板２２６Ｇとの間にも偏光板が配置される場合がある）。
【００７１】
ここで、光源２０１より出力された白色光は、フライアイレンズ２１２−１、２１２−２により照度が均一化され、ＰＳコンバータ２１３により所定の偏光に揃えられる。そして、その出力光が、メインコンデンサレンズ２２１により反射型液晶パネル２３０Ｒ、２３０Ｇ、２３０Ｂを照射するように配向された後、色分離ミラーとしてのダイクロイックミラー２２２、２２５等により３つの波長帯域の光に分離される。
【００７２】
分離された各色光は、反射型偏光板に入射し、ある一方向の偏光方向の光のみが、偏光板２２６Ｒ、２２６Ｇ、２２６Ｂによって選択されて、反射型液晶パネル２３０Ｒ、２３０Ｇ、２３０Ｂに入射する。各反射型液晶パネル２３０Ｒ、２３０Ｇ、２３０Ｂには、ＲＧＢの光が入射することになる。
【００７３】
反射型液晶パネル２３０Ｒ、２３０Ｇ、２３０Ｂには入射光に対応した色の映像信号が印加され、映像信号に従い、入射光の偏光方向を回転させて変調出力する。液晶パネルから出射した被変調光は、再び偏光板２２６Ｒ、２２６Ｇ、２２６Ｂに入射する。
【００７４】
偏光板２２６Ｒ、２２６Ｇ、２２６Ｂに入射した偏光から９０度回転した偏光成分のみ選択され、色合成プリズム２４０に入射する。３枚の反射型液晶パネルにて変調された各色光は、色合成プリズム２４０において、同じ方向に合成されて出射される。色合成プリズム２４０からの出射合成光は、投影レンズ２５０により、スクリーン７に投影出力される。
【００７５】
次に投影装置１における偏光変換部２０について説明する。偏光変換部２０には、波長選択性１／２波長板、一軸性有機材料、一軸性結晶のいずれかが用いられる。以下、各特性について説明する。
【００７６】
図７は波長選択性１／２波長板を示す図である。波長選択性１／２波長板２１ａは、第１の光軸と、第１の光軸に直交する第２の光軸とを有し、所定の波長の光を横振動から縦振動へ、縦振動から横振動へ変換し、所定波長の位相をπシフトする特性を有している。
【００７７】
図８は波長選択性１／２波長板の特性を説明するための図である。波長選択性１／２波長板２１ａに、直線偏光化された入射光線が、その振動方向が第１の光軸方向に対して平行に（０゜またはπの角度で）入射したとき、位相がπシフトして、第２の光軸と平行な光線が出射する。
【００７８】
逆に、波長選択性１／２波長板２１ａに、直線偏光化された入射光線が、その振動方向が第２の光軸方向に対して平行に（０゜またはπの角度で）入射したとき、位相がπシフトして、第１の光軸と平行な光線が出射する。
【００７９】
ここで、投影装置１で波長選択性１／２波長板２１ａを使用する場合、入射光線を第１、第２の光軸に対して平行な光線を波長選択性１／２波長板２１ａに入射するのではなく、第１、第２の光軸に対して平行ではない直線偏光、円偏光、楕円偏光等を入射することが好ましい。
【００８０】
すなわち、色合成部１０から出射される合成光内の各色光を、波長選択性１／２波長板２１ａの第１、第２の光軸に対して平行ではない偏光で受光するほど、波長選択性１／２波長板２１ａの出射光は“波長ごとに異なる偏光”に近くなり、無偏光状態となる。
【００８１】
このように、第１、第２の光軸に対して、光振動方向が平行ではない偏光が、波長選択性１／２波長板２１ａを透過することで、色合成部１０からの出射光は、波長選択性１／２波長板２１ａによって、波長毎に互いに異なる偏光に変換されて無偏光状態となる。
【００８２】
上記のように、波長選択性１／２波長板２１ａでは、入射する偏光が、第１、第２の光軸の方向の直線偏光からずれていればいるほど（例えば、円偏光、楕円偏光、第１、第２の光軸の方向から回転した直線偏光など）、出射光は“波長ごとに異なる偏光”に近くなる。なお、“波長毎に異なる偏光”の特性を有していれば、波長選択性１／２波長板以外の光学部材を用いても構わない。
【００８３】
波長選択性１／２波長板２１ａへの入射光の偏光方向は、第１、第２の光軸の方位の直線偏光からずれてさえいればよいので、軸の設置範囲が広いという利点がある。また、波長選択性１／２波長板２１ａの入射段において、偏光方向（回転方向）を事前に揃える等を行う必要がない。
【００８４】
図９は一軸性有機材料および一軸性結晶を示す図である。一軸性有機材料２１ｂは、光学軸を１つ持つ有機材料であって、例えば、高位相差板が該当する。一軸性有機材料２１ｂの入射光に与える位相差は１００００ｎｍ以上である。
【００８５】
また、一軸性結晶２１ｃは、光学軸を１つ持つ結晶である。例えば、水晶（石英）、サファイア、方解石、フッ化マグネシウム、カルサイト等が該当する。一軸性結晶２１ｃの入射光に与える位相差は１００００ｎｍ程度である（水晶の場合は１ｍｍ程度）。一方、一軸性有機材料２１ｂおよび一軸性結晶２１ｃは共に、遅相軸が４５°である。
【００８６】
図１０は一軸性有機材料および一軸性結晶の特性を説明するための図である。一軸性有機材料２１ｂおよび一軸性結晶２１ｃは、図１０に示す遅相軸と同じ方向の光の振動を持つ入射光に対しては屈折率が大きく働き、遅相軸と同じ方向にない光の振動を持つ入射光に対しては、屈折率は小さく働くという特性を有している。
【００８７】
したがって、入射偏光が、遅相軸に対して４５°ずれた方向に振動（回転）する偏光の場合は、出射偏光は無偏光となる。また、入射偏光が、遅相軸に対して０°、９０°ずれた方向に振動する偏光の場合は、出射偏光は入射偏光の位相と同じで変化しない。
【００８８】
一方、入射偏光が、遅相軸に対して上記以外の方向に振動する偏光の場合は、出射偏光は偏りの大きな偏光が出射して、無偏光状態とはかけ離れた状態となる。
【００８９】
ここで、投影装置１で一軸性有機材料２１ｂまたは一軸性結晶２１ｃを使用する場合、入射光線は、遅相軸に対して４５°ずれた方向に振動する偏光の直線偏光、円偏光、楕円偏光等を入射することが好ましい。
【００９０】
このように、遅相軸に対して４５°ずれた方向に振動する偏光が、一軸性有機材料２１ｂまたは一軸性結晶２１ｃを透過することで、色合成部１０から出射された合成光内の各色光は、一軸性有機材料２１ｂまたは一軸性結晶２１ｃによって、波長毎に互いに異なる偏光に変換されて無偏光状態となる。
【００９１】
なお、一軸性有機材料２１ｂおよび一軸性結晶２１ｃは、色合成部１０の出射直後の偏光が揃っている状態で最も効果を発揮する。その中でも、一軸性結晶２１ｃ（特に水晶）は、以下のような特徴を持っているため、偏光変換部２０として一軸性結晶２１ｃを使用することは効果が高いものである。
【００９２】
（Ａ１）波長選択性１／２波長板２１ａや一軸性有機材料２１ｂと比較して安価。
（Ａ２）光学ガラスなので、物理的強度が高く、信頼性が高い。
（Ａ３）シート/フィルム等の有機材料ではないので、ＬＣＤ−投射レンズ間に設置しても、フォーカス性能が落ちない。
【００９３】
次に一軸性有機材料２１ｂおよび一軸性結晶２１ｃの位相差による偏光状態について説明する。図１１は一軸性有機材料および一軸性結晶の位相差による偏光状態を示す図である。縦軸は偏光状態を示し、横軸は波長ｎｍを示している。図中の曲線ｋ１は位相差が５００ｎｍ、曲線ｋ２は位相差が１０００ｎｍ、曲線ｋ３は位相差が２０００ｎｍ、曲線ｋ４（ギザギザ線）は位相差が１００００ｎｍである。
【００９４】
入射する直線偏光に対して、４５°方向に遅相軸があり、位相差量が大きい（例えば、１００００ｎｍ）の場合を考える（図中のギザギザ線に該当）。遅相軸を光が通過する場合、ある波長（例えば５５０ｎｍ）の偏光状態が直線偏光とすると、隣接波長（例えば５０１ｎｍ）の偏光状態は、直線偏光に近い楕円偏光となる。
【００９５】
このように使用波長（４３０〜７００ｎｍ程度）のそれぞれで偏光状態が異なった光が足し合わされると、波長毎に互いに異なる偏光が生成されるので、無偏光状態を作り出すことができる。
【００９６】
したがって、偏光変換部２０に、一軸性有機材料２１ｂまたは一軸性結晶２１ｃを用いた場合、４５°方向の遅相軸と高位相差量という条件が揃う場合は、波長変化あたりの偏光変化量が増え、より均一な無偏光状態を生成することが可能である。
【００９７】
また、偏光がＳ方向、Ｐ方向の直線偏光／楕円偏光／円偏光であれば、区別なく“波長毎に異なる偏光”を作り出してくれるところが特に有用である。さらに、一軸性有機材料２１ｂまたは一軸性結晶２１ｃの入射段において、偏光方向（回転方向）を事前に揃える等を行う必要がない。
【００９８】
次に投影装置１における偏光変換処理の各バージョン（光学部材の配置パターン）について図１２〜図１６を用いて説明する。図１２は投影装置の構成例を示す図である。投影装置１−１は、色合成部１０−１、偏光変換部２０および投射レンズ３０を備える。
【００９９】
色合成部１０−１は、色合成プリズム１１および１／２波長板１２を含む。偏光変換部２０は、図７〜図１１で上述した波長選択性１／２波長板２１ａ、一軸性有機材料２１ｂおよび一軸性結晶２１ｃのいずれかを適用する。
【０１００】
１／２波長板１２は、ＳＰＳ方式の色合成プリズム１１の緑色光の入射側に配置され、緑色光のＳ偏光ｇ１ｓをＰ偏光に変換して、緑色Ｐ偏光ｇ１ｐを生成する。なお、１／２波長板の一般的な基本機能は、光が通過したとき、２つの直線偏光（平行成分、垂直成分）間に１／２波長（位相差δ＝１８０°＋Ｎ×３６０°）の光路差を与えるものであり、主に偏光面を所要の角度へ回転させる目的で使用される（Ｎ＝１、２、３、・・・）。
【０１０１】
色合成プリズム１１は、赤色光のＳ偏光である赤色Ｓ偏光ｒ１ｓと、緑色Ｐ偏光ｇ１ｐと、青色光のＳ偏光である青色Ｓ偏光ｂ１ｓとを合成して合成光を生成する。
【０１０２】
偏光変換部２０は、色合成プリズム１１から出射された、赤色Ｓ偏光ｒ１ｓ、緑色Ｐ偏光ｇ１ｐおよび青色Ｓ偏光ｂ１ｓのそれぞれの偏光状態を、全方位に偏りのない均一な無偏光状態に変換する。
【０１０３】
投射レンズ３０は、偏光変換部２０から出射された、各色光が無偏光状態の合成光を受光して、所定の倍率に拡大して投射する。その後、全方位に偏りのない均一な無偏光状態の投射光は、スクリーンに投射される。
【０１０４】
なお、偏光変換部２０として、波長選択性１／２波長板２１ａを使用する場合は、色合成プリズム１１の出射側に、入射偏光に対して第１の光軸が４５°および第２の光軸が１３５°の方向に光軸が向くように配置する。または、入射偏光に対して第１の光軸が１３５°および第２の光軸が４５°の方向に光軸が向くように配置する。
【０１０５】
また、偏光変換部２０として、一軸性有機材料２１ｂまたは一軸性結晶２１ｃを使用する場合は、色合成プリズム１１の出射側に、入射偏光に対して遅相軸が４５°または１３５°の方向に光軸が向くように配置する。
【０１０６】
上記のような投影装置１−１の構成により、スクリーンへの入射光の偏光状態およびスクリーンでの反射光の偏光状態は、全方位に偏りのない均一な無偏光状態になっている。これにより、３Ｄメガネを傾けない状態での３Ｄ画の色ムラを完全に消滅し、かつ３Ｄメガネを傾けた状態での３Ｄ画の色ムラおよび輝度落ちを完全に消滅することができ、３Ｄ画質を大幅に向上させることが可能になる。
【０１０７】
図１３は投影装置の構成例を示す図である。投影装置１−２は、色合成部１０−２、偏光変換部２０および投射レンズ３０を備える。
【０１０８】
色合成部１０−２は、色合成プリズム１１、１／２波長板１２および１／４波長板１３を含む。偏光変換部２０は、図７〜図１１で上述した波長選択性１／２波長板２１ａ、一軸性有機材料２１ｂおよび一軸性結晶２１ｃのいずれかを適用する。
【０１０９】
１／２波長板１２は、ＳＰＳ方式の色合成プリズム１１の緑色光の入射側に配置され、緑色光のＳ偏光ｇ２ｓをＰ偏光に変換して、緑色Ｐ偏光ｇ２ｐを生成する。色合成プリズム１１は、赤色光のＳ偏光である赤色Ｓ偏光ｒ２ｓと、緑色Ｐ偏光ｇ２ｐと、青色光のＳ偏光である青色Ｓ偏光ｂ２ｓとを合成して合成光を生成する。
【０１１０】
１／４波長板１３は、色合成プリズム１１の出射側に、入射偏光に対して４５°の方向に光軸が向くように配置される。そして、赤色Ｓ偏光ｒ２ｓを左回り円偏光である赤色左回り円偏光ｒ２１に変換し、緑色Ｐ偏光ｇ２ｐを右回り円偏光である緑色右回り円偏光ｇ２１に変換し、青色Ｓ偏光ｂ２ｓを左回り円偏光である青色左回り円偏光ｂ２１に変換する。
【０１１１】
なお、１／４波長板の一般的な基本機能は、光が透過したとき、２つの直線偏光（平行成分、垂直成分）間に１／４波長の光路差（位相差δ＝９０°＋Ｎ×３６０°）を与えるもので、主に直線偏光を円偏光に変換、逆に円偏光を直線偏光に変換する目的に使用されることが多い（Ｎ＝１、２、３、・・・）。
【０１１２】
ここで、色合成プリズム１１からの出射光の投射レンズ３０への入射時には、投射レンズ３０で反射した反射光が、再び色合成プリズム１１に逆戻りしてしまう場合がある。このようなことが起きると迷光が発生して、スクリーン上ではゴースト現象などが生じてしまう。
【０１１３】
このため、上記では、色合成プリズム１１の出射段と、偏光変換部２０の入射段との間に上記のような１／４波長板１３を配置して、１／４波長板を迷光防止用として使用している。
【０１１４】
一方、偏光変換部２０は、１／４波長板１３から出射された、赤色左回り円偏光ｒ２１、緑色右回り円偏光ｇ２１および青色左回り円偏光ｂ２１のそれぞれの偏光状態を、全方位に偏りのない均一な無偏光状態に変換する。
【０１１５】
投射レンズ３０は、偏光変換部２０から出射された、各色光が無偏光状態の合成光を受光して、所定の倍率に拡大して投射する。その後、全方位に偏りのない均一な無偏光状態の投射光は、スクリーンに投射される。
【０１１６】
なお、偏光変換部２０として、波長選択性１／２波長板２１ａを使用する場合は、色合成プリズム１１の出射側に、入射偏光に対して第１の光軸が４５°および第２の光軸が１３５°の方向に光軸が向くように配置する。または、入射偏光に対して第１の光軸が１３５°および第２の光軸が４５°の方向に光軸が向くように配置する。
【０１１７】
また、偏光変換部２０として、一軸性有機材料２１ｂまたは一軸性結晶２１ｃを使用する場合は、色合成プリズム１１の出射側に、入射偏光に対して遅相軸が４５°または１３５°の方向に光軸が向くように配置する。
【０１１８】
上記のような投影装置１−２の構成により、スクリーンへの入射光の偏光状態およびスクリーンでの反射光の偏光状態は、全方位に偏りのない均一な無偏光状態になっている。これにより、３Ｄメガネを傾けない状態での３Ｄ画の色ムラを完全に消滅し、かつ３Ｄメガネを傾けた状態での３Ｄ画の色ムラおよび輝度落ちを完全に消滅することができ、３Ｄ画質を大幅に向上させることが可能になる。
【０１１９】
図１４は投影装置の構成例を示す図である。投影装置１−３は、色合成部１０−３、偏光変換部２０および投射レンズ３０を備える。偏光変換部２０は、図７〜図１１で上述した波長選択性１／２波長板２１ａ、一軸性有機材料２１ｂおよび一軸性結晶２１ｃのいずれかを適用する。
【０１２０】
ＳＳＳ方式の色合成プリズム１１は、赤色光のＳ偏光である赤色Ｓ偏光ｒ３ｓと、緑色光のＳ偏光である緑色Ｓ偏光ｇ３ｓと、青色光のＳ偏光である青色Ｓ偏光ｂ３ｓとを合成して合成光を生成する。
【０１２１】
偏光変換部２０は、色合成プリズム１１から出射された、赤色Ｓ偏光ｒ３ｓ、緑色Ｓ偏光ｇ３ｓおよび青色Ｓ偏光ｂ３ｓのそれぞれの偏光状態を、全方位に偏りのない均一な無偏光状態に変換する。
【０１２２】
投射レンズ３０は、偏光変換部２０から出射された、各色光が無偏光状態の合成光を受光して、所定の倍率に拡大して投射する。その後、全方位に偏りのない均一な無偏光状態の投射光は、スクリーンに投射される。
【０１２３】
なお、偏光変換部２０として、波長選択性１／２波長板２１ａを使用する場合は、色合成プリズム１１の出射側に、入射偏光に対して第１の光軸が４５°および第２の光軸が１３５°の方向に光軸が向くように配置する。または、入射偏光に対して第１の光軸が１３５°および第２の光軸が４５°の方向に光軸が向くように配置する。
【０１２４】
また、偏光変換部２０として、一軸性有機材料２１ｂまたは一軸性結晶２１ｃを使用する場合は、色合成プリズム１１の出射側に、入射偏光に対して遅相軸が４５°または１３５°の方向に光軸が向くように配置する。
【０１２５】
上記のような投影装置１−３の構成により、スクリーンへの入射光の偏光状態およびスクリーンでの反射光の偏光状態は、全方位に偏りのない均一な無偏光状態になっている。これにより、３Ｄメガネを傾けない状態での３Ｄ画の色ムラを完全に消滅し、かつ３Ｄメガネを傾けた状態での３Ｄ画の色ムラおよび輝度落ちを完全に消滅することができ、３Ｄ画質を大幅に向上させることが可能になる。
【０１２６】
図１５は投影装置の構成例を示す図である。投影装置１−４は、色合成部１０−４、偏光変換部２０および投射レンズ３０を備える。
【０１２７】
色合成部１０−４は、色合成プリズム１１および１／４波長板１３を含む。偏光変換部２０は、図７〜図１１で上述した波長選択性１／２波長板２１ａ、一軸性有機材料２１ｂおよび一軸性結晶２１ｃのいずれかを適用する。
【０１２８】
ＳＳＳ方式の色合成プリズム１１は、赤色光のＳ偏光である赤色Ｓ偏光ｒ４ｓと、緑色光のＳ偏光である緑色Ｓ偏光ｇ４ｓと、青色光のＳ偏光である青色Ｓ偏光ｂ４ｓとを合成して合成光を生成する。
【０１２９】
１／４波長板１３は、上述の迷光防止のために、色合成プリズム１１の出射側に、入射偏光に対して４５°の方向に光軸が向くように配置される。そして、１／４波長板１３は、赤色Ｓ偏光ｒ４ｓを左回り円偏光である赤色左回り円偏光ｒ４１に変換し、緑色Ｓ偏光ｇ４ｓを左回り円偏光である緑色左回り円偏光ｇ４１に変換し、青色Ｓ偏光ｂ４ｓを左回り円偏光である青色左回り円偏光ｂ４１に変換する。
【０１３０】
偏光変換部２０は、１／４波長板１３から出射された、赤色左回り円偏光ｒ４１、緑色左回り円偏光ｇ４１および青色左回り円偏光ｂ４１のそれぞれの偏光状態を、全方位に偏りのない均一な無偏光状態に変換する。
【０１３１】
投射レンズ３０は、偏光変換部２０から出射された、各色光が無偏光状態の合成光を受光して、所定の倍率に拡大して投射する。その後、全方位に偏りのない均一な無偏光状態の投射光は、スクリーンに投射される。
【０１３２】
なお、偏光変換部２０として、波長選択性１／２波長板２１ａを使用する場合は、色合成プリズム１１の出射側に、入射偏光に対して第１の光軸が４５°および第２の光軸が１３５°の方向に光軸が向くように配置する。または、入射偏光に対して第１の光軸が１３５°および第２の光軸が４５°の方向に光軸が向くように配置する。
【０１３３】
また、偏光変換部２０として、一軸性有機材料２１ｂまたは一軸性結晶２１ｃを使用する場合は、色合成プリズム１１の出射側に、入射偏光に対して遅相軸が４５°または１３５°の方向に光軸が向くように配置する。
【０１３４】
上記のような投影装置１−４の構成により、スクリーンへの入射光の偏光状態およびスクリーンでの反射光の偏光状態は、全方位に偏りのない均一な無偏光状態になっている。これにより、３Ｄメガネを傾けない状態での３Ｄ画の色ムラを完全に消滅し、かつ３Ｄメガネを傾けた状態での３Ｄ画の色ムラおよび輝度落ちを完全に消滅することができ、３Ｄ画質を大幅に向上させることが可能になる。
【０１３５】
図１６は投影装置の構成例を示す図である。投影装置１−５は、色合成部１０−５、一軸性結晶２１ｃおよび投射レンズ３０を備える。
【０１３６】
色合成部１０−５は、色合成プリズム１１および１／２波長板１２を含む。また、図１６の例では、偏光変換部としては、図９〜図１１で上述した一軸性結晶２１ｃ（水晶）を適用している。
【０１３７】
１／２波長板１２は、ＳＰＳ方式の色合成プリズム１１の緑色光の入射側に配置され、緑色光のＳ偏光ｇ５ｓをＰ偏光に変換して、緑色Ｐ偏光ｇ５ｐを生成する。色合成プリズム１１は、赤色光のＳ偏光である赤色Ｓ偏光ｒ５ｓと、緑色Ｐ偏光ｇ５ｐと、青色光のＳ偏光である青色Ｓ偏光ｂ５ｓとを合成して合成光を生成する。
【０１３８】
一軸性結晶２１ｃは、色合成プリズム１１から出射された、赤色Ｓ偏光ｒ５ｓ、緑色Ｐ偏光ｇ５ｐおよび青色Ｓ偏光ｂ５ｓのそれぞれの偏光状態を全方位に偏りのない均一な無偏光状態に変換する。
【０１３９】
投射レンズ３０は、一軸性結晶２１ｃから出射された、各色光が無偏光状態の合成光を受光して、所定の倍率に拡大して投射する。その後、全方位に偏りのない均一な無偏光状態の投射光は、スクリーンに投射される。
【０１４０】
なお、一軸性結晶２１ｃは、色合成プリズム１１の出射側に、入射偏光に対して遅相軸が４５°または１３５°の方向に光軸が向くように配置する。
【０１４１】
上記のような投影装置１−５の構成により、スクリーンへの入射光の偏光状態およびスクリーンでの反射光の偏光状態は、全方位に偏りのない均一な無偏光状態になっている。これにより、３Ｄメガネを傾けない状態での３Ｄ画の色ムラを完全に消滅し、かつ３Ｄメガネを傾けた状態での３Ｄ画の色ムラおよび輝度落ちを完全に消滅することができ、３Ｄ画質を大幅に向上させることが可能になる。
【０１４２】
投影装置１−１〜１−５では、投射レンズ３０にプラスチックレンズを使用可能である（偏光ムラが多大なプラスチックレンズでも対応可能）。また、投影装置１−５のような光学形態では、色合成プリズム１１をＳＰＳ方式で使用するため、２Ｄ輝度が最大となる。なお、図１６で示した投影装置１−５は、最良の光学形態となる。
【０１４３】
次に投影装置１における偏光変換部２０の設置形態について説明する。図１７は設置形態例を示す図である。投影装置１ａ−１は、色合成プリズム１１（ＳＰＳ方式）、１／２波長板１２、偏光変換部２０および投射レンズ３０を備える。
【０１４４】
色合成プリズム１１の緑色光の入射側には、１／２波長板１２が設置されている。また、色合成プリズム１１の合成光の出射側には、投射レンズ３０が設置されている。さらに、投射レンズ３０の入射側と、色合成プリズム１１の出射側との間には偏光変換部２０が設置されている。この場合、偏光変換部２０は、色合成プリズム１１の出射面に接着して、色合成プリズム１１と一体化している。なお、設置形態としては、１／２波長板１２はなくてもよい。また、色合成プリズム１１は、ＳＰＳ、ＳＳＳなど、どの方式の色合成プリズムでもよい。
【０１４５】
図１８は設置形態例を示す図である。投影装置１ａ−２は、色合成プリズム１１（ＳＰＳ方式）、１／２波長板１２、偏光変換部２０および投射レンズ３０を備える。
【０１４６】
色合成プリズム１１の緑色光の入射側には、１／２波長板１２が設置されている。また、色合成プリズム１１の合成光の出射側には、投射レンズ３０が設置されている。さらに、投射レンズ３０の入射側と、色合成プリズム１１の出射側との間には、偏光変換部２０を設置するための取り付け機構部であるメカ枠部品４ａが設けられている。
【０１４７】
偏光変換部２０は、メカ枠部品４ａに対して挿抜可能であって、メカ枠部品４ａに挿入されることで、色合成プリズム１１の出射側と、投射レンズ３０の入射側との間に、固定的に設置される。なお、設置形態としては、１／２波長板１２はなくてもよい。また、色合成プリズム１１は、ＳＰＳ、ＳＳＳなど、どの方式の色合成プリズムでもよい。
【０１４８】
図１９は設置形態例を示す図である。投影装置１ａ−３は、色合成プリズム１１（ＳＰＳ方式）、１／２波長板１２、偏光変換部２０および投射レンズ３０を備える。
【０１４９】
色合成プリズム１１の緑色光の入射側には、１／２波長板１２が設置されている。また、色合成プリズム１１の合成光の出射側には、投射レンズ３０が設置されている。さらに、投射レンズ３０の入射面には、偏光変換部２０を設置するための取り付け機構部であるメカ枠部品４ｂが設けられている。
【０１５０】
投射レンズ３０は、例えば、上下左右にレンズをシフトするレンズシフト機構を有しており、メカ枠部品４ｂも、投射レンズ３０のレンズシフトに追従する。このようなメカ枠部品４ｂに対して、偏光変換部２０は挿抜可能であって、メカ枠部品４ｂに偏光変換部２０が挿入されることで、投射レンズ３０のレンズシフトに対して常に追従しながら、投射レンズ３０の入射面側に近接設置されることになる。なお、設置形態としては、１／２波長板１２はなくてもよい。また、色合成プリズム１１は、ＳＰＳ、ＳＳＳなど、どの方式の色合成プリズムでもよい。
【０１５１】
ここで、投影装置１で使用する光源について説明する。投影装置１では、広範囲波長の連続発光スペクトルの光源や、またはＲＧＢ投射光に広範囲波長の連続スペクトルを持つ光源などを使用する。
【０１５２】
したがって、一般的なＬＣＤプロジェクタでは、ＵＨＰ（Ultra High Performance）ランプやＸｅ（キセノン）ランプ等の連続波長光源を使用しているため、事実上ほぼすべのＬＣＤプロジェクタに対して、投影装置１の機能を適用することができる。
【０１５３】
次に従来技術と本技術とを比較して差異について説明する。図２０は投影装置の投影イメージを示す図である。従来の投影装置３００から発せられた投射光においては、スクリーン７への入射光およびスクリーン７からの反射光は無偏光化されていなかった。これに対し、本技術の投影装置１から発せられる投射光は、スクリーン７への入射光およびスクリーン７からの反射光共に全方位均一に無偏光状態化されている。
【０１５４】
以上説明したように、投影装置１によれば、色合成プリズム１１の合成光の出射側と、投射レンズ３０の入射側との間に偏光変換部２０を配置した。このように、偏光変換部２０を、投射レンズ３０の投射側に配置するよりも色合成プリズム１１の近くに（出射側に）配置することで、ＲＧＢすべての投射光を全方位に対して均一に無偏光化することが可能になる。
【０１５５】
これにより、３Ｄメガネを傾けない状態で、３Ｄメガネ越しの３Ｄ画の色ムラを完全に消滅することが可能になる。さらに、３Ｄメガネを例えば、±２５°程度傾けた状態（カスタマーの使用範囲を想定）で、３Ｄメガネ越しの３Ｄ画の色ムラ／輝度落ちを完全に消滅することが可能になる。
【０１５６】
さらに、投影装置１は、あらゆるアクティブシャッター方式３ＤのＬＣＤプロジェクタ、光学部材または使用環境に対応できるため親和性が高く、サービス性にも優れている。例えば、あらゆる反射型ＬＣＤ、透過型ＬＣＤ等のＬＣＤプロジェクタに対応可能であり、あらゆる色合成プリズム（ＳＰＳ方式、ＳＳＳ方式）にも対応可能である。
【０１５７】
また、投射レンズ等にプラスチックレンズを使用することも可能であり、あらゆるスクリーン（シルバースクリーン、ビーズスクリーン、マットスクリーン等）にも対応可能である。
【０１５８】
なお、偏光変換部２０に一軸性結晶２１ｃを用いたときのコスト面については、投射レンズ３０の入射側に設置する波長選択性１／２波長板２１ａ（そのものが高価であり、面積を大きくする際にはさらに高価）より、一軸性結晶２１ｃ（そのものが安価であり、色合成プリズムの面積が小さい場合はさらに安価）の方が、格段に安価であり、高い効果を発揮できる。一軸性結晶２１ｃ（水晶）のコストは、波長選択性１／２波長板２１ａおよび一軸性有機材料２１ｂの１／４〜１／５程度である。
【０１５９】
なお、本技術は以下のような構成も採ることができる。
（１） ３原色光を合成して合成光を出射する色合成部と、
前記色合成部の出射側に配置され、前記合成光の各色光の偏光状態を、全方位に対して均一に無偏光状態に変換する偏光変換部と、
前記偏光変換部からの出射光を投射する投射レンズと、
を有する投影装置。
（２） 前記偏光変換部は、所定波長に対して位相をπシフトする波長選択性１／２波長板、光学軸を１つ持つ有機材料である一軸性有機材料、光学軸を１つ持つ結晶である一軸性結晶のいずれかである前記（１）記載の投影装置。
（３） 前記色合成部は、色合成プリズムと、前記色合成プリズムの緑色光の入射側に配置された１／２波長板とを備え、
前記偏光変換部は、前記一軸性結晶であり、
前記１／２波長板は、緑色光のＳ偏光をＰ偏光に変換し、
前記色合成プリズムは、赤色光のＳ偏光である赤色Ｓ偏光と、緑色光のＰ偏光である緑色Ｐ偏光と、青色光のＳ偏光である青色Ｓ偏光とを合成し、
前記一軸性結晶は、前記赤色Ｓ偏光と、前記緑色Ｐ偏光と、前記青色Ｓ偏光とを無偏光状態に変換する前記（１）または（２）に記載の投影装置。
（４） 前記色合成部は、色合成プリズムと、前記色合成プリズムの緑色光の入射側に配置された１／２波長板とを備え、
前記１／２波長板は、緑色光のＳ偏光をＰ偏光に変換し、
前記色合成プリズムは、赤色光のＳ偏光である赤色Ｓ偏光と、緑色光のＰ偏光である緑色Ｐ偏光と、青色光のＳ偏光である青色Ｓ偏光とを合成し、
前記偏光変換部は、前記赤色Ｓ偏光と、前記緑色Ｐ偏光と、前記青色Ｓ偏光とを無偏光状態に変換する前記（１）または（２）に記載の投影装置。
（５） 前記色合成部は、色合成プリズムと、前記色合成プリズムの緑色光の入射側に配置された１／２波長板と、前記偏光変換部の入射側と前記色合成プリズムの出射側との間に配置された１／４波長板とを備え、
前記１／２波長板は、緑色光のＳ偏光をＰ偏光に変換し、
前記色合成プリズムは、赤色光のＳ偏光である赤色Ｓ偏光と、緑色光のＰ偏光である緑色Ｐ偏光と、青色光のＳ偏光である青色Ｓ偏光とを合成し、
前記１／４波長板は、前記赤色Ｓ偏光を左回り円偏光である赤色左回り円偏光に変換し、前記緑色Ｐ偏光を右回り円偏光である緑色右回り円偏光に変換し、前記青色Ｓ偏光を左回り円偏光である青色左回り円偏光に変換し、
前記偏光変換部は、前記赤色左回り円偏光、前記緑色右回り円偏光および前記青色左回り円偏光の各偏光状態を無偏光状態に変換する前記（１）または（２）に記載の投影装置。
（６） 前記色合成部は、色合成プリズムを備え、
前記色合成プリズムは、赤色光のＳ偏光である赤色Ｓ偏光と、緑色光のＳ偏光である緑色Ｓ偏光と、青色光のＳ偏光である青色Ｓ偏光とを合成し、
前記偏光変換部は、前記赤色Ｓ偏光と、前記緑色Ｓ偏光と、前記青色Ｓ偏光とを無偏光状態に変換する前記（１）または（２）に記載の投影装置。
（７） 前記色合成部は、色合成プリズムと、前記偏光変換部の入射側と前記色合成プリズムの出射側との間に配置された１／４波長板とを備え、
前記色合成プリズムは、赤色光のＳ偏光である赤色Ｓ偏光と、緑色光のＳ偏光である緑色Ｓ偏光と、青色光のＳ偏光である青色Ｓ偏光とを合成し、
前記１／４波長板は、前記赤色Ｓ偏光を左回り円偏光である赤色左回り円偏光に変換し、前記緑色Ｓ偏光を左回り円偏光である緑色左回り円偏光に変換し、前記青色Ｓ偏光を左回り円偏光である青色左回り円偏光に変換し、
前記偏光変換部は、前記赤色左回り円偏光、前記緑色左回り円偏光および前記青色左回り円偏光の各偏光状態を無偏光状態に変換する前記（１）または（２）に記載の投影装置。
（８） 前記偏光変換部は、前記色合成部が含む色合成プリズムの出射面に接着して、前記色合成プリズムと一体化する前記（１）乃至（７）のいずれか１つに記載の投影装置。
（９） 前記偏光変換部は、前記色合成部が含む色合成プリズムの出射側と、前記投射レンズの入射側との間に置かれた取り付け機構部を介して固定設置する前記（１）乃至（７）のいずれか１つに記載の投影装置。
（１０） 前記偏光変換部は、前記投射レンズの入射面側に近接に設置して、前記投射レンズのレンズシフトに追従する前記（１）乃至（７）のいずれか１つに記載の投影装置。
【０１６０】
なお、上述の実施の形態は、実施の形態の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変更を加えることができる。
【０１６１】
さらに、上述の実施の形態は、多数の変形、変更が当業者にとって可能であり、説明した正確な構成および応用例に限定されるものではない。
【符号の説明】
【０１６２】
１……投影装置、２……３Ｄメガネ、７……スクリーン、１０……色合成部、２０……偏光変換部、３０……投射レンズ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
３原色光を合成して合成光を出射する色合成部と、
前記色合成部の出射側に配置され、前記合成光の各色光の偏光状態を、全方位に対して均一に無偏光状態に変換する偏光変換部と、
前記偏光変換部からの出射光を投射する投射レンズと、
を有する投影装置。
【請求項２】
前記偏光変換部は、所定波長に対して位相をπシフトする波長選択性１／２波長板、光学軸を１つ持つ有機材料である一軸性有機材料、光学軸を１つ持つ結晶である一軸性結晶のいずれかである請求項１記載の投影装置。
【請求項３】
前記色合成部は、色合成プリズムと、前記色合成プリズムの緑色光の入射側に配置された１／２波長板とを備え、
前記偏光変換部は、前記一軸性結晶であり、
前記１／２波長板は、緑色光のＳ偏光をＰ偏光に変換し、
前記色合成プリズムは、赤色光のＳ偏光である赤色Ｓ偏光と、緑色光のＰ偏光である緑色Ｐ偏光と、青色光のＳ偏光である青色Ｓ偏光とを合成し、
前記一軸性結晶は、前記赤色Ｓ偏光と、前記緑色Ｐ偏光と、前記青色Ｓ偏光とを無偏光状態に変換する請求項２記載の投影装置。
【請求項４】
前記色合成部は、色合成プリズムと、前記色合成プリズムの緑色光の入射側に配置された１／２波長板とを備え、
前記１／２波長板は、緑色光のＳ偏光をＰ偏光に変換し、
前記色合成プリズムは、赤色光のＳ偏光である赤色Ｓ偏光と、緑色光のＰ偏光である緑色Ｐ偏光と、青色光のＳ偏光である青色Ｓ偏光とを合成し、
前記偏光変換部は、前記赤色Ｓ偏光と、前記緑色Ｐ偏光と、前記青色Ｓ偏光とを無偏光状態に変換する請求項２記載の投影装置。
【請求項５】
前記色合成部は、色合成プリズムと、前記色合成プリズムの緑色光の入射側に配置された１／２波長板と、前記偏光変換部の入射側と前記色合成プリズムの出射側との間に配置された１／４波長板とを備え、
前記１／２波長板は、緑色光のＳ偏光をＰ偏光に変換し、
前記色合成プリズムは、赤色光のＳ偏光である赤色Ｓ偏光と、緑色光のＰ偏光である緑色Ｐ偏光と、青色光のＳ偏光である青色Ｓ偏光とを合成し、
前記１／４波長板は、前記赤色Ｓ偏光を左回り円偏光である赤色左回り円偏光に変換し、前記緑色Ｐ偏光を右回り円偏光である緑色右回り円偏光に変換し、前記青色Ｓ偏光を左回り円偏光である青色左回り円偏光に変換し、
前記偏光変換部は、前記赤色左回り円偏光、前記緑色右回り円偏光および前記青色左回り円偏光の各偏光状態を無偏光状態に変換する請求項２記載の投影装置。
【請求項６】
前記色合成部は、色合成プリズムを備え、
前記色合成プリズムは、赤色光のＳ偏光である赤色Ｓ偏光と、緑色光のＳ偏光である緑色Ｓ偏光と、青色光のＳ偏光である青色Ｓ偏光とを合成し、
前記偏光変換部は、前記赤色Ｓ偏光と、前記緑色Ｓ偏光と、前記青色Ｓ偏光とを無偏光状態に変換する請求項２記載の投影装置。
【請求項７】
前記色合成部は、色合成プリズムと、前記偏光変換部の入射側と前記色合成プリズムの出射側との間に配置された１／４波長板とを備え、
前記色合成プリズムは、赤色光のＳ偏光である赤色Ｓ偏光と、緑色光のＳ偏光である緑色Ｓ偏光と、青色光のＳ偏光である青色Ｓ偏光とを合成し、
前記１／４波長板は、前記赤色Ｓ偏光を左回り円偏光である赤色左回り円偏光に変換し、前記緑色Ｓ偏光を左回り円偏光である緑色左回り円偏光に変換し、前記青色Ｓ偏光を左回り円偏光である青色左回り円偏光に変換し、
前記偏光変換部は、前記赤色左回り円偏光、前記緑色左回り円偏光および前記青色左回り円偏光の各偏光状態を無偏光状態に変換する請求項２記載の投影装置。
【請求項８】
前記偏光変換部は、前記色合成部が含む色合成プリズムの出射面に接着して、前記色合成プリズムと一体化する請求項１記載の投影装置。
【請求項９】
前記偏光変換部は、前記色合成部が含む色合成プリズムの出射側と、前記投射レンズの入射側との間に置かれた取り付け機構部を介して固定設置する請求項１記載の投影装置。
【請求項１０】
前記偏光変換部は、前記投射レンズの入射面側に近接に設置して、前記投射レンズのレンズシフトに追従する請求項１記載の投影装置。
【請求項１】
３原色光を合成して合成光を出射する色合成部と、
前記色合成部の出射側に配置され、前記合成光の各色光の偏光状態を、全方位に対して均一に無偏光状態に変換する偏光変換部と、
前記偏光変換部からの出射光を投射する投射レンズと、
を有する投影装置。
【請求項２】
前記偏光変換部は、所定波長に対して位相をπシフトする波長選択性１／２波長板、光学軸を１つ持つ有機材料である一軸性有機材料、光学軸を１つ持つ結晶である一軸性結晶のいずれかである請求項１記載の投影装置。
【請求項３】
前記色合成部は、色合成プリズムと、前記色合成プリズムの緑色光の入射側に配置された１／２波長板とを備え、
前記偏光変換部は、前記一軸性結晶であり、
前記１／２波長板は、緑色光のＳ偏光をＰ偏光に変換し、
前記色合成プリズムは、赤色光のＳ偏光である赤色Ｓ偏光と、緑色光のＰ偏光である緑色Ｐ偏光と、青色光のＳ偏光である青色Ｓ偏光とを合成し、
前記一軸性結晶は、前記赤色Ｓ偏光と、前記緑色Ｐ偏光と、前記青色Ｓ偏光とを無偏光状態に変換する請求項２記載の投影装置。
【請求項４】
前記色合成部は、色合成プリズムと、前記色合成プリズムの緑色光の入射側に配置された１／２波長板とを備え、
前記１／２波長板は、緑色光のＳ偏光をＰ偏光に変換し、
前記色合成プリズムは、赤色光のＳ偏光である赤色Ｓ偏光と、緑色光のＰ偏光である緑色Ｐ偏光と、青色光のＳ偏光である青色Ｓ偏光とを合成し、
前記偏光変換部は、前記赤色Ｓ偏光と、前記緑色Ｐ偏光と、前記青色Ｓ偏光とを無偏光状態に変換する請求項２記載の投影装置。
【請求項５】
前記色合成部は、色合成プリズムと、前記色合成プリズムの緑色光の入射側に配置された１／２波長板と、前記偏光変換部の入射側と前記色合成プリズムの出射側との間に配置された１／４波長板とを備え、
前記１／２波長板は、緑色光のＳ偏光をＰ偏光に変換し、
前記色合成プリズムは、赤色光のＳ偏光である赤色Ｓ偏光と、緑色光のＰ偏光である緑色Ｐ偏光と、青色光のＳ偏光である青色Ｓ偏光とを合成し、
前記１／４波長板は、前記赤色Ｓ偏光を左回り円偏光である赤色左回り円偏光に変換し、前記緑色Ｐ偏光を右回り円偏光である緑色右回り円偏光に変換し、前記青色Ｓ偏光を左回り円偏光である青色左回り円偏光に変換し、
前記偏光変換部は、前記赤色左回り円偏光、前記緑色右回り円偏光および前記青色左回り円偏光の各偏光状態を無偏光状態に変換する請求項２記載の投影装置。
【請求項６】
前記色合成部は、色合成プリズムを備え、
前記色合成プリズムは、赤色光のＳ偏光である赤色Ｓ偏光と、緑色光のＳ偏光である緑色Ｓ偏光と、青色光のＳ偏光である青色Ｓ偏光とを合成し、
前記偏光変換部は、前記赤色Ｓ偏光と、前記緑色Ｓ偏光と、前記青色Ｓ偏光とを無偏光状態に変換する請求項２記載の投影装置。
【請求項７】
前記色合成部は、色合成プリズムと、前記偏光変換部の入射側と前記色合成プリズムの出射側との間に配置された１／４波長板とを備え、
前記色合成プリズムは、赤色光のＳ偏光である赤色Ｓ偏光と、緑色光のＳ偏光である緑色Ｓ偏光と、青色光のＳ偏光である青色Ｓ偏光とを合成し、
前記１／４波長板は、前記赤色Ｓ偏光を左回り円偏光である赤色左回り円偏光に変換し、前記緑色Ｓ偏光を左回り円偏光である緑色左回り円偏光に変換し、前記青色Ｓ偏光を左回り円偏光である青色左回り円偏光に変換し、
前記偏光変換部は、前記赤色左回り円偏光、前記緑色左回り円偏光および前記青色左回り円偏光の各偏光状態を無偏光状態に変換する請求項２記載の投影装置。
【請求項８】
前記偏光変換部は、前記色合成部が含む色合成プリズムの出射面に接着して、前記色合成プリズムと一体化する請求項１記載の投影装置。
【請求項９】
前記偏光変換部は、前記色合成部が含む色合成プリズムの出射側と、前記投射レンズの入射側との間に置かれた取り付け機構部を介して固定設置する請求項１記載の投影装置。
【請求項１０】
前記偏光変換部は、前記投射レンズの入射面側に近接に設置して、前記投射レンズのレンズシフトに追従する請求項１記載の投影装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【公開番号】特開２０１３−１１３９８４（Ｐ２０１３−１１３９８４Ａ）
【公開日】平成２５年６月１０日（２０１３．６．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２５９２０４（Ｐ２０１１−２５９２０４）
【出願日】平成２３年１１月２８日（２０１１．１１．２８）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年６月１０日（２０１３．６．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月２８日（２０１１．１１．２８）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
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