(57)【要約】【課題】立体像を鑑賞する際の輝度の低下を抑制可能なプロジェクションシステムを提供する。【解決手段】プロジェクター１は、内部の偏光素子７０がスクリーン２の反射面２ａと平行になるように配置されており、プロジェクター１の内部において、偏光素子７０を透過する際の光（画像光）は、偏光素子７０に対して垂直な方向、即ちスクリーン２の反射面２ａに対して垂直な方向に進行する。そして、画像光は、投写レンズ８０から、斜め上方に位置するスクリーン２に向けて投写される。スクリーン２は、鏡面反射を行う反射型のスクリーンであり、スクリーン２で反射した光の一部は、スクリーン２の反射面２ａから垂直に進行し、正面にいる鑑賞者Ｐ、即ち液晶シャッターメガネ３に向かう。つまり、プロジェクター１の内部において、偏光素子７０を透過する際の光の向きは、スクリーン２から液晶シャッターメガネ３に向かう光の向きと平行になっている。【選択図】図１
2011257623.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プロジェクターと、前記プロジェクターから投写された光を鏡面反射させるスクリーンと、前記スクリーンに投写された光を鑑賞するための鑑賞装置と、を備えたプロジェクションシステムであって、
前記プロジェクターは、前記スクリーンに光を投写する投写光学系と、前記投写光学系から投写される光の偏光方向を一方向に揃える偏光素子と、を有し、
前記鑑賞装置は、前記偏光素子によって偏光方向が揃えられた光を透過させる偏光フィルターを有し、
前記プロジェクター及び前記スクリーンは、前記偏光素子を透過する光の向きと、前記スクリーンで反射して前記鑑賞装置に向かう光の向きとが平行になるように設置されていることを特徴とするプロジェクションシステム。
【請求項２】
請求項１に記載のプロジェクションシステムであって、
前記プロジェクターの前記投写光学系は、レンズを備えて構成されることを特徴とするプロジェクションシステム。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のプロジェクションシステムであって、
前記プロジェクターの前記投写光学系は、凹曲面状の反射面を有する凹面ミラーを備えて構成されることを特徴とするプロジェクションシステム。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載のプロジェクションシステムであって、
前記プロジェクターは、左目用の光を投写する状態と、右目用の光を投写する状態とを時分割で交互に切り替え、
前記鑑賞装置は、前記偏光フィルターと液晶パネルとを含んで構成される一対の液晶シャッターを有し、前記一対の液晶シャッターの開閉を交互に切り替えることを特徴とするプロジェクションシステム。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載のプロジェクションシステムであって、
前記鑑賞装置には、前記スクリーン上で反射する位置に応じて異なる向きの光が進入し、前記偏光素子を透過する際の光の向きは、前記スクリーンから前記鑑賞装置に進入する光の向きと平行であることを特徴とするプロジェクションシステム。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載のプロジェクションシステムであって、
前記プロジェクターは、前記投写光学系の入射側に、複数の色光を合成する色光合成光学系を備え、
前記偏光素子は、前記色光合成光学系の射出側に配置されていることを特徴とするプロジェクションシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プロジェクターから投写される画像を鑑賞者に立体像として認識させるプロジェクションシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
プロジェクターから投写される画像を鑑賞者に立体像として認識させるために、鑑賞者の右目及び左目に、それぞれ異なる画像（視差画像）を視認させるシステムが種々提案されている（例えば、特許文献１、２参照）。このようなシステムの１つとして、例えば、１つのプロジェクターから左目用の画像と右目用の画像を交互に時分割で投写する態様のシステムがある。この場合には、鑑賞者は、画像の変化に同期して左右交互に開閉する液晶シャッターメガネを通して投写画像を鑑賞することにより、立体像を認識することができる。また、２つのプロジェクターを用い、一方のプロジェクターから所定の偏光方向の偏光により右目用の画像を投写するとともに、他方のプロジェクターから偏光方向が異なる偏光によって左目用の画像を投写する態様のシステムがある。この場合には、鑑賞者は、透過軸が左右で異なる偏光メガネを通して投写画像を鑑賞することにより、立体像を認識することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−２０８９２３号公報
【特許文献２】特開２００６−５８７８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のようなシステムにおいて、液晶シャッターメガネや偏光メガネには、左目用及び右目用に、それぞれ特定の偏光方向の偏光を透過させる偏光フィルターが備えられている。このため、例えば、プロジェクターから投写される画像（光）の中に、偏光フィルターを透過できない偏光成分が含まれていると、光の利用効率が低下し、画像の輝度が低下してしまう。つまり、立体像をより明るく視認するためには、画像の偏光状態を適切な状態に保つことが望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。
【０００６】
［適用例１］本適用例に係るプロジェクションシステムは、プロジェクターと、前記プロジェクターから投写された光を鏡面反射させるスクリーンと、前記スクリーンに投写された光を鑑賞するための鑑賞装置と、を備えたプロジェクションシステムであって、前記プロジェクターは、前記スクリーンに光を投写する投写光学系と、前記投写光学系から投写される光の偏光方向を一方向に揃える偏光素子と、を有し、前記鑑賞装置は、前記偏光素子によって偏光方向が揃えられた光を透過させる偏光フィルターを有し、前記プロジェクター及び前記スクリーンは、前記偏光素子を透過する光の向きと、前記スクリーンで反射して前記鑑賞装置に向かう光の向きとが平行になるように設置されていることを特徴とする。
【０００７】
このプロジェクションシステムによれば、プロジェクター及びスクリーンは、プロジェクターの偏光素子を透過する光と、スクリーンで反射して鑑賞装置に向かう光とが平行になるように設置されている。このため、プロジェクターの偏光素子で偏光方向が揃えられた際の偏光状態が、鑑賞装置を透過する際に再現されることになる。この結果、鑑賞装置の偏光フィルターを透過する際の光の損失が抑制され、輝度の低下を抑制することが可能となる。
【０００８】
［適用例２］上記適用例に係るプロジェクションシステムにおいて、前記プロジェクターの前記投写光学系は、レンズを備えて構成されていてもよい。
【０００９】
［適用例３］上記適用例に係るプロジェクションシステムにおいて、前記プロジェクターの前記投写光学系は、凹曲面状の反射面を有する凹面ミラーを備えて構成されていてもよい。
【００１０】
［適用例４］上記適用例に係るプロジェクションシステムにおいて、前記プロジェクターは、左目用の光を投写する状態と、右目用の光を投写する状態とを時分割で交互に切り替え、前記鑑賞装置は、前記偏光フィルターと液晶パネルとを含んで構成される一対の液晶シャッターを有し、前記一対の液晶シャッターの開閉を交互に切り替えるようにしてもよい。
【００１１】
［適用例５］上記適用例に係るプロジェクションシステムにおいて、前記鑑賞装置には、前記スクリーン上で反射する位置に応じて異なる向きの光が進入し、前記偏光素子を透過する際の光の向きは、前記スクリーンから前記鑑賞装置に進入する光の向きと平行であることが望ましい。
【００１２】
このプロジェクションシステムによれば、鑑賞装置には、スクリーン上で反射する位置に応じて異なる向きの光が進入し、偏光素子を透過する際の光の向きは、スクリーンから鑑賞装置に進入する光の向きと平行である。このため、偏光素子で偏光方向が揃えられた際の偏光状態が、鑑賞装置を透過する際に、画像の位置に拘らずに再現されることになる。この結果、画像の広い範囲で輝度の低下を抑制することが可能となる。
【００１３】
［適用例６］上記適用例に係るプロジェクションシステムにおいて、前記プロジェクターは、前記投写光学系の入射側に、複数の色光を合成する色光合成光学系を備え、前記偏光素子は、前記色光合成光学系の射出側に配置されていることが望ましい。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】第１実施形態のプロジェクションシステムの概略構成を示す構成図であり、（ａ）は、側方から見た側面図、（ｂ）は、上方から見た平面図。
【図２】第１実施形態のプロジェクターの構成を説明するための構成図。
【図３】液晶シャッターメガネを示す側面図。
【図４】第２実施形態のプロジェクションシステムの概略構成を示す構成図であり、（ａ）は、側方から見た側面図、（ｂ）は、上方から見た平面図。
【図５】第２実施形態のプロジェクターの構成を説明するための構成図。
【図６】第２実施形態のスクリーンを示す図であり、（ａ）は、正面図、（ｂ）は、（ａ）におけるＡ−Ａ断面を部分的に拡大した図。
【図７】第３実施形態のプロジェクションシステムの概略構成を示す構成図であり、（ａ）は、側方から見た側面図、（ｂ）は、上方から見た平面図。
【図８】変形例に係るプロジェクションシステムの概略構成を示す構成図であり、側方から見た側面図。
【図９】変形例に係るスクリーンを示す図であり、（ａ）は、正面図、（ｂ）は、（ａ）におけるＡ−Ａ断面を部分的に拡大した図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
（第１実施形態）
以下、第１実施形態のプロジェクションシステムについて、図面を参照して説明する。
図１は、本実施形態のプロジェクションシステムの概略構成を示す構成図であり、（ａ）は、側方から見た側面図、（ｂ）は、上方から見た平面図である。
図１（ａ）、（ｂ）に示すように、プロジェクションシステム１００は、両眼視差を利用して鑑賞者Ｐに立体像を認識させるシステムであり、プロジェクター１と、スクリーン２と、鑑賞装置としての液晶シャッターメガネ３とを備えて構成されている。スクリーン２は、反射面２ａが鉛直方向と平行となるように設置されており、プロジェクター１は、スクリーン２の正面の中央下側に設置されている。また、液晶シャッターメガネ３は、スクリーン２の正面にいる鑑賞者Ｐに装着されている。
【００１６】
プロジェクター１は、内蔵する光源から射出された光を変調し、変調した光をスクリーン２に向けて投写することにより、スクリーン２上に画像を表示する。スクリーン２は、表面にアルミコーティングが施されており、受光した光を鏡面反射させる反射型のスクリーンである。プロジェクター１から投写された光は、スクリーン２で反射されて鑑賞者Ｐに向かい、液晶シャッターメガネ３を通って鑑賞者Ｐの目に到達する。つまり、鑑賞者Ｐは、スクリーン２に表示された画像を、液晶シャッターメガネ３を通して鑑賞する。
【００１７】
図２は、プロジェクター１の構成を説明するための構成図である。
図２に示すように、プロジェクター１は、照明光学系１０と、色光分離光学系２０と、リレー光学系３０と、液晶パネル４１等を含んで構成される液晶ライトバルブ４０と、色光合成光学系としてのクロスダイクロイックプリズム５０と、波長選択型位相差板６０と、偏光素子７０と、投写光学系としての投写レンズ８０とを備えている。
【００１８】
照明光学系１０は、光源としての光源装置１１と、第１のレンズアレイ１２と、第２のレンズアレイ１３と、偏光変換素子１４と、重畳レンズ１５とを備えて構成されている。光源装置１１は、超高圧水銀ランプやメタルハライドランプ等からなる放電型の光源ランプ１１ａと、凹状の楕円面鏡等からなるリフレクター１１ｂとを備えており、光源ランプ１１ａは、リフレクター１１ｂの内側に取り付けられている。そして、光源ランプ１１ａから射出された放射状の光束は、リフレクター１１ｂで反射し、第１のレンズアレイ１２へと射出される。なお、光源装置１１が寿命に達したり、故障したりした際に、新しい光源装置１１と交換ができるように、光源装置１１は、プロジェクター１に対して着脱が自在な構成になっている。
【００１９】
第１のレンズアレイ１２及び第２のレンズアレイ１３は、それぞれ微小なレンズ１２ａ，１３ａがマトリクス状に配置された構成になっている。そして、光源装置１１から入射した光束は、第１のレンズアレイ１２によって複数の微小な部分光束に分割される。第２のレンズアレイ１３及び重畳レンズ１５は、第１のレンズアレイ１２で分割された部分光束のそれぞれが、照明対象である液晶パネル４１の全体に照射するように構成されている。このため、各部分光束は、液晶パネル４１で重畳され、液晶パネル４１の全体がほぼ均一に照明される。
【００２０】
偏光変換素子１４は、光源装置１１からの光を液晶パネル４１で効率よく利用可能とするため、特定の偏光方向を有する偏光光に揃える機能を有している。本実施形態では、後述するクロスダイクロイックプリズム５０の誘電体多層膜５１，５２に対してｓ偏光となる光に変換される。ここで、ｓ偏光とは、特定の反射面における入射面（反射面の法線と入射光線の中心軸を含む面）に対して垂直に振動する偏光であり、入射面に対して平行に振動する偏光は、ｐ偏光と呼ばれる。なお、偏光変換素子１４により、誘電体多層膜５１，５２に対してｐ偏光となる光に変換することも可能である。照明光学系１０を射出した偏光光は、色光分離光学系２０に入射する。
【００２１】
色光分離光学系２０は、第１のダイクロイックミラー２１と、第１の反射ミラー２２と、第２のダイクロイックミラー２３とを備えており、照明光学系１０から射出された光を、波長域の異なる３色の光に分離する。第１のダイクロイックミラー２１は、略赤色の光（赤色光Ｒ）を反射するとともに、赤色光Ｒよりも短波長の光を透過する。第１のダイクロイックミラー２１で反射した赤色光Ｒは、第１の反射ミラー２２でさらに反射し、平行化レンズ１６で平行化されて赤色光用の液晶ライトバルブ４０Ｒの液晶パネル４１を照明する。
【００２２】
第２のダイクロイックミラー２３は、略青色の光（青色光Ｂ）を透過するとともに、透過する光よりも長波長の光を反射する。このため、第１のダイクロイックミラー２１を透過した光のうち、略緑色の光（緑色光Ｇ）は、第２のダイクロイックミラー２３で反射し、平行化レンズ１６で平行化されて緑色光用の液晶ライトバルブ４０Ｇの液晶パネル４１を照明する。また、青色光Ｂは、第２のダイクロイックミラー２３を透過してリレー光学系３０に入射する。そして、リレー光学系３０を経由した後、平行化レンズ１６で平行化されて青色光用の液晶ライトバルブ４０Ｂの液晶パネル４１を照明する。
【００２３】
なお、リレー光学系３０は、青色光Ｂの経路が他の色光の経路に比べて長くなってしまうことから、光束の発散による液晶パネル４１への照明効率の低下を抑制するために設けられている。リレー光学系３０は、入射側レンズ３１と、第２の反射ミラー３２と、リレーレンズ３３と、第３の反射ミラー３４とを備えており、リレー光学系３０に入射した青色光Ｂは、入射側レンズ３１によってリレーレンズ３３の近傍で収束し、平行化レンズ１６に向けて発散する。
【００２４】
液晶ライトバルブ４０（赤色光用の液晶ライトバルブ４０Ｒ、緑色光用の液晶ライトバルブ４０Ｇ、青色光用の液晶ライトバルブ４０Ｂ）は、それぞれ光変調装置としての液晶パネル４１と、各液晶パネル４１の入射側及び射出側にそれぞれ配置された入射側偏光板４２及び射出側偏光板４３とを備えて構成されている。液晶ライトバルブ４０には、偏光変換素子１４によってｓ偏光に揃えられた光が入射する。
【００２５】
液晶パネル４１は、液晶が封入された一対の透明基板を備えており、透明基板の内面には、液晶に対して微小領域（画素）毎に駆動電圧を印加可能な透明電極（画素電極）がマトリクス状に形成されている。入射側偏光板４２及び射出側偏光板４３は、それぞれ特定の偏光方向の偏光光のみを透過させる光学素子である。このうち、入射側偏光板４２は、偏光変換素子１４によって偏光方向が揃えられた光の偏光度をより高めるためのものであり、ｐ偏光を吸収してｓ偏光を透過させる。つまり、液晶パネル４１に向けて照射された各色光の大部分は入射側偏光板４２を透過して、液晶パネル４１に入射する。一方、射出側偏光板４３は、ｓ偏光を吸収してｐ偏光を透過させる。
【００２６】
ここで、液晶パネル４１の各画素に、外部から入力された画像情報に基づく駆動電圧が印加されると、液晶パネル４１に入射した光は、駆動電圧に応じて変調され、画素毎に異なる偏光方向を有した偏光光となる。この偏光光のうち、射出側偏光板４３を透過可能な偏光成分、即ちｐ偏光のみが射出側偏光板４３から射出される。つまり、液晶パネル４１及び射出側偏光板４３が、画像情報に応じて画素毎に異なる透過率で入射光を透過させることによって、階調を有する画像光が色光毎に形成される。
【００２７】
赤色光用の液晶ライトバルブ４０Ｒ、及び青色光用の液晶ライトバルブ４０Ｂの射出側には、互いに垂直な偏光成分間に半波長の位相差を与える１／２波長板４４が配置されている。このため、赤色光及び青色光からなる画像光は、ｓ偏光となってクロスダイクロイックプリズム５０に入射する。一方、緑色光からなる画像光は、ｐ偏光のままでクロスダイクロイックプリズム５０に入射する。
【００２８】
クロスダイクロイックプリズム５０には、赤色光を反射する誘電体多層膜５１と、青色光を反射する誘電体多層膜５２とが、４つの直角プリズムの界面に沿って略Ｘ字状に設けられている。このため、赤色光が誘電体多層膜５１で反射し、青色光が誘電体多層膜５２で反射し、緑色光が双方の誘電体多層膜５１，５２を透過することにより、各色の画像光が合成される。クロスダイクロイックプリズム５０で合成された画像光は、カラーの画像光として射出面５０ｘから射出される。
【００２９】
このように、本実施形態では、誘電体多層膜５１，５２を反射膜として使用する赤色光及び青色光をｓ偏光とし、誘電体多層膜５１，５２を透過膜として使用する緑色光をｐ偏光として、クロスダイクロイックプリズム５０に入射している。誘電体多層膜５１，５２の反射特性は、ｐ偏光よりもｓ偏光のほうが優れており、誘電体多層膜５１，５２の透過特性は、ｓ偏光よりもｐ偏光のほうが優れている。このため、各色光の偏光方向を上記のようにすることで、クロスダイクロイックプリズム５０での光の利用効率を向上することが可能となっている。
【００３０】
クロスダイクロイックプリズム５０の射出面５０ｘには、波長選択型位相差板６０が配置されている。波長選択型位相差板６０は、所定の波長域の光に対して１／２波長板として機能する光学素子であり、本実施形態では、波長が５５０ｎｍ付近の光、即ち緑色光に対して半波長の位相差を与えるようになっている。このため、波長選択型位相差板６０に入射した画像光の中の緑色光は、赤色光及び青色光と同じｓ偏光に変換される。つまり、赤色光、緑色光及び青色光の各色光は、すべてｓ偏光となって偏光素子７０に入射する。
【００３１】
偏光素子７０は、投写レンズ８０から投写される光の偏光方向を一方向に揃える平板状の光学素子（偏光板）であり、入射される光の偏光度をより高めるために配置されている。つまり、本実施形態の偏光素子７０は、ｐ偏光を吸収してｓ偏光を透過させる。このため、クロスダイクロイックプリズム５０で合成され、波長選択型位相差板６０を透過した光の大部分は偏光素子７０を透過して、投写レンズ８０に入射する。
【００３２】
投写レンズ８０は、１つ又は複数のレンズを備えて構成されており、偏光素子７０を透過した画像光をスクリーン２に投写する。
【００３３】
図１に戻って、スクリーン２の反射面２ａに平行で水平方向左向き（鑑賞者Ｐに向かって左向き）を＋ｘ方向、スクリーン２の反射面２ａに平行で鉛直方向上向きを＋ｙ方向、スクリーン２の反射面２ａに垂直で鑑賞者Ｐに向かう方向を＋ｚ方向とする。ここで、プロジェクター１は、内部の偏光素子７０がｘｙ平面と平行、即ちスクリーン２の反射面２ａと平行になるような姿勢で、±ｘ方向に振動する偏光を吸収し、±ｙ方向に振動する偏光を透過させるように配置されている。また、プロジェクター１の内部において、偏光素子７０を透過する際の光（画像光）は、偏光素子７０に対して垂直な方向、即ちスクリーン２の反射面２ａに対して垂直な−ｚ方向に進行する。そして、画像光は、投写レンズ８０から、斜め上方に位置するスクリーン２に向けて投写される。
【００３４】
上述したように、スクリーン２は、鏡面反射を行う反射型のスクリーンであるが、その反射面２ａには、鱗片状の粒子が含まれており、光の反射方向が分散するようになっている。そして、スクリーン２で反射した光の一部は、スクリーン２の反射面２ａから垂直な＋ｚ方向に進行し、正面にいる鑑賞者Ｐ、即ち液晶シャッターメガネ３に向かう。つまり、プロジェクター１の内部において偏光素子７０を透過する際の光の向きは、スクリーン２から液晶シャッターメガネ３に向かう光の向きと平行になっている。なお、拡散反射を行うスクリーンの場合には、反射によって偏光状態が乱れてしまうが、本実施形態では、鏡面反射を行うスクリーン２を採用しているため、反射後も偏光状態が維持される。
【００３５】
図３は、液晶シャッターメガネ３を示す側面図である。
液晶シャッターメガネ３は、鑑賞者Ｐの右目及び左目に対応する位置に配置された左右一対の液晶シャッター３ａを備えている。図３に示すように、液晶シャッター３ａは、液晶パネル３ｂと、液晶パネル３ｂの表面（スクリーン２と対峙する面）に貼り合わせられた偏光フィルターとしての入射側偏光板３ｃと、液晶パネル３ｂの裏面（鑑賞者Ｐの目に対峙する面）に貼り合わせられた偏光フィルターとしての射出側偏光板３ｄと、を備えている。また、図示は省略しているが、液晶シャッターメガネ３のメガネフレームには、液晶パネル３ｂの駆動を制御する制御装置が格納されている。
【００３６】
液晶シャッターメガネ３を装着した鑑賞者Ｐが、頭を傾けずに、液晶シャッター３ａがｘｙ平面と平行、即ちスクリーン２の反射面２ａと平行になるような正しい姿勢で画像を鑑賞する場合において、入射側偏光板３ｃは、±ｘ方向に振動する偏光を吸収し、±ｙ方向に振動する偏光を透過させる。つまり、入射側偏光板３ｃは、偏光素子７０によって偏光方向が揃えられた光を透過させる。一方、射出側偏光板３ｄは、±ｙ方向に振動する偏光を吸収し、±ｘ方向に振動する偏光を透過させる。そして、制御装置は、液晶パネル３ｂを駆動して、液晶シャッター３ａの開閉、即ち投写された画像を視認可能な状態と、視認不能な状態とを切り替えることができる。
【００３７】
本実施形態のプロジェクションシステム１００において、プロジェクター１は、左目用の画像を投写する状態と右目用の画像を投写する状態とを、時分割で交互に切り替えるようになっており、液晶シャッターメガネ３は、プロジェクター１による画像の切り替えに同期して、液晶シャッター３ａの開閉を左右交互に切り替える。これにより、鑑賞者Ｐの左目には、左目用の画像のみが知覚され、鑑賞者Ｐの右目には、右目用の画像のみが知覚されることとなり、鑑賞者Ｐは、立体像を認識することができる。なお、プロジェクター１による画像の切り替えと、液晶シャッターメガネ３による液晶シャッター３ａの開閉の切り替えとを同期させるためには、例えば、プロジェクター１と液晶シャッターメガネ３とをケーブルで接続して、プロジェクター１から液晶シャッターメガネ３に同期信号を伝送するようにすればよい。或いは、赤外線の同期信号を送信可能な送信装置をプロジェクター１に備えるとともに、この同期信号を受信可能な受信装置を液晶シャッターメガネ３に備えるようにすれば、プロジェクター１と液晶シャッターメガネ３とをケーブルで接続する必要はなくなる。
【００３８】
以上説明したように、本実施形態のプロジェクションシステム１００によれば、プロジェクター１及びスクリーン２は、プロジェクター１の偏光素子７０を透過する光と、スクリーン２で反射して液晶シャッターメガネ３に向かう光とが平行になるように設置されている。このため、プロジェクター１の偏光素子７０で偏光方向が揃えられた際の偏光状態が、液晶シャッターメガネ３を透過する際に再現されることになる。この結果、液晶シャッターメガネ３の入射側偏光板３ｃを透過する際の光の損失が抑制され、輝度の低下を抑制することが可能となる。
【００３９】
（第２実施形態）
以下、第２実施形態のプロジェクションシステムについて、図面を参照して説明する。
図４は、本実施形態のプロジェクションシステム１００の概略構成を示す構成図であり、（ａ）は、側方から見た側面図、（ｂ）は、上方から見た平面図である。また、図５は、プロジェクター１の構成を説明するための構成図、図６は、スクリーン２を示す図であり、（ａ）は、正面図、（ｂ）は、（ａ）におけるＡ−Ａ断面を部分的に拡大した図である。
【００４０】
図４（ａ）、（ｂ）に示すように、本実施形態のプロジェクションシステム１００におけるプロジェクター１は、近接投写用のプロジェクターであり、スクリーン２に近接した位置に配置されている。また、図５に示すように、プロジェクター１は、スクリーン２の近傍から広角で画像を投写するために、凹曲面状の反射面を有する凹面ミラー９０を備えている。凹面ミラー９０は、投写レンズ８０の射出側に配置されており、投写レンズ８０から射出された光を、スクリーン２に向けて鏡面反射する。また、本実施形態において、偏光素子７０は、投写レンズ８０と凹面ミラー９０の間に配置されている。なお、本実施形態では、投写レンズ８０及び凹面ミラー９０によって投写光学系が構成される。
【００４１】
図６（ａ）、（ｂ）に示すように、本実施形態のスクリーン２の反射面２ａは、所定の幅の円弧状の傾斜面２ｂが、同心円状に多数配列されたフレネルレンズ形状になっている。各傾斜面２ｂは、プロジェクター１から射出された光を、反射面２ａに対して垂直に、即ちスクリーン２の正面にいる鑑賞者Ｐに向けて鏡面反射させるようになっている。なお、本実施形態において、スクリーン２の反射面２ａとは、傾斜面２ｂの傾斜を無視した場合の仮想的な平面である。上記以外の構成は、第１実施形態と同一である。
【００４２】
本実施形態においても、プロジェクター１は、内部の偏光素子７０がｘｙ平面と平行、即ちスクリーン２の反射面２ａと平行になるような姿勢で、±ｘ方向に振動する偏光を吸収し、±ｙ方向に振動する偏光を透過させるように配置されている。また、プロジェクター１の内部において偏光素子７０を透過する際の光（画像光）は、偏光素子７０に対して垂直な方向、即ちスクリーン２の反射面２ａに対して垂直な＋ｚ方向に進行する。そして、画像光は、凹面ミラー９０で反射してスクリーン２に投写され、スクリーン２の傾斜面２ｂで鏡面反射する。その後、画像光は、スクリーン２の反射面２ａに垂直な＋ｚ方向に進行し、正面にいる鑑賞者Ｐ、即ち液晶シャッターメガネ３に向かう。つまり、本実施形態においても、偏光素子７０を透過する際の光の向きは、スクリーン２から液晶シャッターメガネ３に向かう光の向きと平行になっている。
【００４３】
以上説明したように、本実施形態のプロジェクションシステムによれば、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００４４】
（第３実施形態）
以下、第３実施形態のプロジェクションシステムについて、図面を参照して説明する。
第１及び第２実施形態では、スクリーン２から液晶シャッターメガネ３に向かう光の進行方向が一方向であるものとして説明を行った。鑑賞者Ｐがスクリーン２に対して比較的遠い位置から画像を鑑賞する場合には、画像の位置に拘らずに、光の進行方向が一方向であるとみなすことは可能であるが、鑑賞者Ｐがスクリーン２に比較的近い位置から画像を鑑賞する場合には、光の進行方向は、画像の位置、即ちスクリーン２上で光が反射する位置に応じて異なっている。なお、第１及び第２実施形態において、比較的近い位置から画像を鑑賞する場合であっても、画像の中央から液晶シャッターメガネ３に進入する光の進行方向と、偏光素子７０を通過する際の光の進行方向とを平行にすれば、画像の中央における輝度の低下が抑制できるという効果を有している。
【００４５】
図７は、本実施形態のプロジェクションシステムの概略構成を示す構成図であり、（ａ）は、側方から見た側面図、（ｂ）は、上方から見た平面図である。なお、本実施形態におけるプロジェクター１は、第２実施形態と同様、近接投写用のプロジェクターである。また、スクリーン２の反射面２ａは、画像の全域の光が所定の位置（以降、「鑑賞位置」と呼ぶ。）に向けて進行するように、傾斜面２ｂ（図６参照）の傾斜が調整されている。
【００４６】
図７（ａ）に示すように、本実施形態において、鑑賞位置は、スクリーン２の正面中央で、スクリーン２から＋ｚ方向に所定の距離だけ隔てた位置に設定されており、画像の上端部の光は、鑑賞位置にいる鑑賞者Ｐ（液晶シャッターメガネ３）に対してやや下向き（−ｙ向き）に進行し、画像の下端部の光は、鑑賞者Ｐに対してやや上向き（＋ｙ向き）に進行する。また、図７（ｂ）に示すように、画像の左端部（鑑賞者Ｐに向かって左側の端部）の光は、鑑賞者Ｐに対してやや右向き（−ｘ向き）に進行し、画像の右端部（鑑賞者Ｐに向かって右側の端部）の光は、鑑賞者Ｐに対してやや左向き（＋ｘ向き）に進行する。このように、液晶シャッターメガネ３には、画像の位置、即ちスクリーン２上で光が反射する位置に応じて異なる向きの光が進入する。
【００４７】
ここで、本実施形態では、画像の各位置において、スクリーン２で反射したあとの光の向きと、プロジェクター１の内部の偏光素子７０を透過する際の光の向きが平行になるように、凹面ミラー９０の形状をはじめとする光学系の各種状態やスクリーン２の反射面２ａの状態が調整されている。このため、図７（ａ）に示すように、スクリーン２に投写された画像の上端部から液晶シャッターメガネ３に進入する光の向きＡＴ２は、この光がプロジェクター１の内部において偏光素子７０を透過する際の向きＡＴ１と平行であり、画像の下端部から液晶シャッターメガネ３に進入する光の向きＡＢ２は、この光が偏光素子７０を透過する際の向きＡＢ１と平行である。同様に、図７（ｂ）に示すように、画像の左端部から液晶シャッターメガネ３に進入する光の向きＡＬ２は、この光が偏光素子７０を透過する際の向きＡＬ１と平行であり、画像の右端部から液晶シャッターメガネ３に進入する光の向きＡＲ２は、この光が偏光素子７０を透過する際の向きＡＲ１と平行である。上記以外の構成については、第２実施形態と同一である。
【００４８】
以上説明したように、本実施形態のプロジェクションシステム１００によれば、液晶シャッターメガネ３には、スクリーン２上で反射する位置に応じて異なる向きの光が進入し、偏光素子７０を透過する際の光の向きは、スクリーン２から液晶シャッターメガネ３に進入する光の向きと平行である。このため、偏光素子７０で偏光方向が揃えられた際の偏光状態が、液晶シャッターメガネ３を透過する際に、画像の位置に拘らずに再現されることになる。この結果、画像の広い範囲で輝度の低下を抑制することが可能となる。
【００４９】
（変形例）
また、上記実施形態は、以下のように変更してもよい。
【００５０】
上記実施形態では、鑑賞者Ｐに立体像を認識させる方式として、１つのプロジェクター１から左目用の画像と右目用の画像を交互に時分割で投写するとともに、画像の変化に同期して、液晶シャッターメガネ３を左右交互に開閉させる方式について説明したが、立体像を認識させる方式は、上記に限定されない。例えば、図８に示すように、２つのプロジェクター１を用い、一方のプロジェクター１から所定の偏光方向の偏光光からなる右目用の画像を投写するとともに、他方のプロジェクター１から偏光方向が異なる偏光光からなる左目用の画像を投写する方式にも適用可能である。この場合には、鑑賞者Ｐは、液晶シャッターメガネ３の代わりに、透過軸が異なる偏光フィルターで左右の目をそれぞれ覆うように構成された鑑賞装置としての偏光メガネ４を通して投写画像を鑑賞することにより、立体像を認識することができる。
【００５１】
上記実施形態では、鑑賞装置の例として、鑑賞者Ｐに装着される液晶シャッターメガネ３について説明しているが、鑑賞装置は、鑑賞者Ｐに装着される態様のものに限定されない。例えば、鑑賞者Ｐが、所定の鑑賞位置に設置（固定）された鑑賞装置を通して画像を鑑賞する態様とすることも可能である。
【００５２】
上記実施形態において、スクリーン２は、光を鏡面反射するものであれば、上記の態様に限定されない。例えば、図９に示すように、反射面２ａに凹曲面状の凹部２ｃを円弧状に多数配列させるとともに、凹部２ｃの列からなる円弧を同心円状に多数配列させた態様とすることも可能である。
【００５３】
上記実施形態において、偏光素子７０の位置は上記に限定されない。例えば、第１実施形態において、偏光素子７０を投写レンズ８０の内部に配置するようにしてもよい。また、第２及び第３実施形態においても、偏光素子７０を投写レンズ８０の内部に配置するようにしてもよいし、波長選択型位相差板６０と投写レンズ８０の間に配置してもよい。
【００５４】
上記実施形態では、光変調装置として、透過型の液晶パネル４１を用いているが、反射型の液晶パネル等、反射型の光変調装置を用いることも可能である。また、入射した光の射出方向を、画素としてのマイクロミラー毎に制御することにより、光源から射出した光を変調する微小ミラーアレイデバイス等を用いることもできる。
【符号の説明】
【００５５】
１…プロジェクター、２…スクリーン、２ａ…反射面、２ｂ…傾斜面、２ｃ…凹部、３…液晶シャッターメガネ、３ａ…液晶シャッター、３ｂ…液晶パネル、３ｃ…入射側偏光板、３ｄ…射出側偏光板、４…偏光メガネ、１０…照明光学系、１１…光源装置、１１ａ…光源ランプ、１１ｂ…リフレクター、１２…第１のレンズアレイ、１２ａ…レンズ、１３…第２のレンズアレイ、１３ａ…レンズ、１４…偏光変換素子、１５…重畳レンズ、１６…平行化レンズ、２０…色光分離光学系、２１…第１のダイクロイックミラー、２２…第１の反射ミラー、２３…第２のダイクロイックミラー、３０…リレー光学系、３１…入射側レンズ、３２…第２の反射ミラー、３３…リレーレンズ、３４…第３の反射ミラー、４０…液晶ライトバルブ、４０Ｂ…青色光用の液晶ライトバルブ、４０Ｇ…緑色光用の液晶ライトバルブ、４０Ｒ…赤色光用の液晶ライトバルブ、４１…液晶パネル、４２…入射側偏光板、４３…射出側偏光板、４４…１／２波長板、５０…クロスダイクロイックプリズム、５０ｘ…射出面、５１，５２…誘電体多層膜、６０…波長選択型位相差板、７０…偏光素子、８０…投写レンズ、９０…凹面ミラー、１００…プロジェクションシステム、Ｐ…鑑賞者。
【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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