(57)【要約】【課題】良好な画像を視認させることができるプロジェクター及び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２Ａは、ＲＧＢの各色光をそれぞれの光変調装置で変調する。光変調装置は、Ｒ，Ｂ色光を第１の直線偏光Ｓで、Ｇ色光を第２の直線偏光Ｐで出射する。偏光変換装置２５７は、クロスダイクロイックプリズム２５５の光路後段に設けられ、Ｒ色光に含まれる第１波長域及びＢ色光に含まれる第２波長域の光では偏光方向を変換せずに出射し、Ｇ色光に含まれる第３波長域では直線偏光Ｐを直線偏光Ｓに変換して出射する。そして、光学フィルター２５６Ｒ，２５６Ｇを、光源装置と偏光変換装置２５７の間に設け、第１波長域と第３波長域との間の波長域の光及び第２波長域と第３波長域との間の波長域の光の少なくとも一方を含む光を除去する。これにより、クロストークの原因を排除する。【選択図】図３
2012185197.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光束を出射する光源装置と、
前記光源装置から入射した光束を第１の色光、第２の色光及び第３の色光に分離して出射する色分離光学装置と、
前記第１の色光を変調し、第１の直線偏光で出射する第１の光変調装置と、
前記第２の色光を変調し、前記第１の直線偏光で出射する第２の光変調装置と、
前記第３の色光を変調し、前記第１の直線偏光に対して偏光方向が直交する第２の直線偏光で出射する第３の光変調装置と、
前記第１の光変調装置、前記第２の光変調装置及び前記第３の光変調装置からそれぞれ出射される色光を合成する色合成光学装置と、
前記色合成光学装置で合成された光束を投射する投射光学装置と、
前記色合成光学装置の光路後段に設けられ、前記第１の色光に含まれる第１波長域及び前記第２の色光に含まれる第２波長域の光では偏光方向を変換せずに出射し、前記第３の色光に含まれる第３波長域の光では前記第２の直線偏光を前記第１の直線偏光に変換して出射する偏光変換装置と、
前記光源装置と前記偏光変換装置との間に設けられ、前記第１波長域と前記第３波長域との間の波長域の光及び前記第２波長域と前記第３波長域との間の波長域の光の少なくとも一方を含む光を除去する少なくとも１つの光学フィルターと
を備えることを特徴とするプロジェクター。
【請求項２】
請求項１に記載のプロジェクターにおいて、
前記第３の色光は、
前記第３波長域の光と、前記第１波長域と第３波長域の間の波長域の光及び前記第２波長域と第３波長域の間の波長域の光の少なくとも一方の波長域の光とを含み、
前記光学フィルターは、
前記色分離光学装置と前記色合成光学装置との間の前記第３の色光の光路に設けられ、前記第３波長域以外の波長域の光を遮断する
ことを特徴とするプロジェクター。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載のプロジェクターにおいて、
前記第１の色光は、
前記第１波長域の光と前記第１波長域と前記第３波長域の間の波長域の光とを含み、
前記光学フィルターは、
前記色分離光学装置と前記色合成光学装置との間の前記第１の色光の光路に設けられ、前記第１波長域以外の波長域の光を遮断する
ことを特徴とするプロジェクター。
【請求項４】
請求項１に記載のプロジェクターにおいて、
前記光学フィルターは、
前記光源装置と前記色分離光学装置との間と前記色合成光学装置と前記偏光変換装置との間とのいずれか一方に設けられ、前記第１波長域、前記第２波長域及び前記第３波長域以外の光を遮断する
ことを特徴とするプロジェクター。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれかに記載のプロジェクターで第１画像光を形成し、形成した前記第１画像光を前記第１の直線偏光で出射する第１のプロジェクターと、
請求項１から請求項４のいずれかに記載のプロジェクターで第２画像光を形成し、形成した前記第２画像光を前記第２の直線偏光で出射する第２のプロジェクターと、
前記第１の直線偏光を透過させる第１透過部と、前記第２の直線偏光を透過させる第２透過部とを有する画像選択装置と
を備え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、プロジェクター及びプロジェクションシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、液晶パネル等を有する３つの光変調装置にて変調されたＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各色光を色合成光学装置によって合成してスクリーン上に投影し、スクリーン上の投影画像を観察者に立体視させる画像表示装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１に記載の画像表示装置では、３つの光変調装置は、左目用の画像光を形成する第１期間と、右目用の画像光を形成する第２期間とを交互に切り替えている。
また、この画像表示装置では、色合成光学装置の光路下流側に偏光フィルター等を備え、第１期間では色合成光学装置から出射された各画像光を所定の偏光状態に変換し、第２期間では前記所定の偏光状態とは異なる偏光状態に変換している。
そして、観察者は、偏光眼鏡を通して、左目にて前記所定の偏光状態の各画像光（左目用の画像光）のみ視認し、右目にて前記所定の偏光状態とは異なる偏光状態の各画像光（右目用の画像光）のみを視認することで、投影画像を立体視する。
【０００３】
ところで、色合成光学装置での各色光の合成にあたり、Ｓ偏光及びＰ偏光の特性を利用して、各色光の光量の損失を抑制する技術も知られている（例えば、特許文献２参照）。
特許文献２に記載の技術では、色合成光学装置における略Ｘ字状に交差する一対の誘電体多層膜に対して、Ｇ色光がＰ偏光で入射し、Ｒ，Ｂの各色光がＳ偏光で入射するように構成している。
すなわち、Ｇ色光は、一対の誘電体多層膜に対してＰ偏光として入射するため、一対の誘電体多層膜を効果的に透過し、光量の損失が低減される。一方、Ｒ，Ｂの各色光は、一対の誘電体多層膜に対してＳ偏光として入射するため、一対の誘電体多層膜にて効果的に反射され、光量の損失が低減される。
【０００４】
ここで、特許文献１に記載の画像表示装置では、３つの光変調装置から出射される各画像光が同一の直線偏光であることを前提として構成されている。
このため、特許文献１に記載の画像表示装置に、特許文献２に記載の技術を適用する場合には、色合成光学装置で合成された各色光の偏光状態を揃える必要がある。
そこで、特定波長域の色光の偏光方向を回転させる特性を有する波長選択性の偏光変換装置（例えば、特許文献３参照）を用いて、色合成光学装置で合成された光束の偏光状態を揃えることが考えられる。
具体的に、特許文献３には、Ｇ色光の偏光方向を９０度回転させる偏光変換装置（波長選択性偏光回転素子）について開示されている（明細書の段落[００３２]等参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−１７４７５０号公報
【特許文献２】特開２００５−４３９１３号公報
【特許文献３】特開２０１０−２０４３３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、波長選択性の偏光変換装置を用いて各色光の偏光状態を揃える場合、波長によっては偏光状態が揃えられないまま偏光変換装置から出射される色光が生じ得る。この偏光状態が揃えられないまま出射された色光は、クロストークの原因となり、偏光眼鏡を通して視認される画像の劣化を招くおそれがある。
【０００７】
本発明の目的は、良好な画像を視認させることができるプロジェクター及びプロジェクションシステムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のプロジェクターは、光束を出射する光源装置と、前記光源装置から入射した光束を第１の色光、第２の色光及び第３の色光に分離して出射する色分離光学装置と、前記第１の色光を変調し、第１の直線偏光で出射する第１の光変調装置と、前記第２の色光を変調し、前記第１の直線偏光で出射する第２の光変調装置と、前記第３の色光を変調し、前記第１の直線偏光に対して偏光方向が直交する第２の直線偏光で出射する第３の光変調装置と、前記第１の光変調装置、前記第２の光変調装置及び前記第３の光変調装置からそれぞれ出射される色光を合成する色合成光学装置と、前記色合成光学装置で合成された光束を投射する投射光学装置と、前記色合成光学装置の光路後段に設けられ、前記第１の色光に含まれる第１波長域及び前記第２の色光に含まれる第２波長域の光では偏光方向を変換せずに出射し、前記第３の色光に含まれる第３波長域の光では前記第２の直線偏光を前記第１の直線偏光に変換して出射する偏光変換装置と、前記光源装置と前記偏光変換装置との間に設けられ、前記第１波長域と前記第３波長域との間の波長域の光及び前記第２波長域と前記第３波長域との間の波長域の光の少なくとも一方を含む光を除去する少なくとも１つの光学フィルターとを備えることを特徴とする。
【０００９】
本発明では、少なくとも１つの光学フィルターによって、第１波長域と第３波長域との間の波長域の光及び第２波長域と第３波長域との間の波長域の光の少なくとも一方を含む光が除去される。これにより、光学フィルターで第１の色光の光を除去する場合には、偏光変換装置によって第１の色光が第２の直線偏光に変換されて出射されることを防止できる。第２の色光についても同様である。また、第３の色光の光を除去する場合には、偏光変換装置によって第３の色光が第１の直線偏光に変換されずに出射されることを防止できる。
したがって、光学フィルター及び偏光変換装置を介した光束を第１の直線偏光に揃えることができるので、クロストークの原因を排除して、良好な画像を視認させることができる。
【００１０】
本発明のプロジェクターでは、前記第３の色光は、前記第３波長域の光と、前記第１波長域と第３波長域の間の波長域の光及び前記第２波長域と第３波長域の間の波長域の光の少なくとも一方の波長域の光とを含み、前記光学フィルターは、前記色分離光学装置と前記色合成光学装置との間の前記第３の色光の光路に設けられ、前記第３波長域以外の波長域の光を遮断することが好ましい。
本発明では、第３の色光の光路に設けられた光学フィルターによって第３波長域以外の波長域の光を遮断することで、第１波長域と第３波長域の間の波長域の光及び前記第２波長域と第３波長域の間の波長域の光を遮断できる。つまり、１つの光学フィルターを設けるだけで各色光の偏光方向を揃えることができる。したがって、光学フィルターの数を減らすことができ、ひいては、プロジェクターの構成を簡素化できる。
【００１１】
本発明のプロジェクターでは、前記第１の色光は、前記第１波長域の光と前記第１波長域と前記第３波長域の間の波長域の光とを含み、前記光学フィルターは、前記色分離光学装置と前記色合成光学装置との間の前記第１の色光の光路に設けられ、前記第１波長域以外の波長域の光を遮断することが好ましい。
本発明では、光学フィルターは、色分離光学装置で分離されてから色合成光学装置に至る各光路のうちの第１の色光の光路に設けられるため、光学フィルターで除去する波長域を、第１波長域の光と、第１波長域と第３波長域の間の波長域の光とを含んでいる第１の色光に合わせて適切に設定できる。
【００１２】
本発明のプロジェクターでは、前記光学フィルターは、前記光源装置と前記色分離光学装置との間と前記色合成光学装置と前記偏光変換装置との間とのいずれか一方に設けられ、前記第１波長域、前記第２波長域及び前記第３波長域以外の光を遮断することが好ましい。
本発明では、光源装置と色分離光学装置との間と色合成光学装置と偏光変換装置との間とのいずれか一方に光学フィルターを設け、当該光学フィルターによって第１波長域、第２波長域及び第３波長域以外の光を遮断する。このことにより、１つの光学フィルターを設けるだけで各色光の偏光方向を揃えることができる。したがって、光学フィルターの数を減らすことができ、ひいては、プロジェクターの構成を簡素化できる。
【００１３】
本発明のプロジェクションシステムは、前述したプロジェクターで第１画像光を形成し、形成した前記第１画像光を前記第１の直線偏光で出射する第１のプロジェクターと、前述したプロジェクターで第２画像光を形成し、形成した前記第２画像光を前記第２の直線偏光で出射する第２のプロジェクターと、前記第１の直線偏光を透過させる第１透過部と、前記第２の直線偏光を透過させる第２透過部とを有する画像選択装置とを備えることを特徴とする。
本発明では、観察者が第１透過部を透過する第１画像光を左右どちらか一方の目で見て、第２透過部を透過する第２画像光を他方の目で見ることで、視差による立体画像を見ることができる。そして、その際、前述したプロジェクターを用いることで、クロストークを防止して、良好な画像を視認させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１実施形態におけるプロジェクションシステムを示す斜視図。
【図２】前記実施形態における左用プロジェクターの構成を示す平面図。
【図３】前記実施形態における光学ユニットの一部を拡大した平面図。
【図４】前記実施形態における偏光変換装置の特性を示すグラフ。
【図５】前記実施形態における偏光変換装置の特性に各色光の波長域を重畳させたグラフ。
【図６】前記実施形態における光学フィルターの特性を示すグラフ。
【図７】本発明の第２実施形態における光学ユニットの一部を拡大した平面図。
【図８】本発明の第３実施形態における光学ユニットの一部を拡大した平面図。
【図９】前記実施形態における光学フィルターの特性を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の第１実施形態を図面に基づいて説明する。
〔プロジェクションシステムの構成〕
図１は、本実施形態におけるプロジェクションシステム１の構成を示す斜視図である。
プロジェクションシステム１は、反射型のスクリーンＳｃ上に投影画像を表示するとともに、観察者に投影画像を立体視させる。このプロジェクションシステム１は、図１に示すように、第１のプロジェクターとしての左用プロジェクター２Ａと、第２のプロジェクターとしての右用プロジェクター２Ｂと、画像選択装置としての偏光眼鏡３とを備える。
【００１６】
〔プロジェクターの構成〕
各プロジェクター２Ａ，２Ｂは、略同様の構成を有しているため、以下では、左用プロジェクター２Ａを主に説明し、右用プロジェクター２Ｂについては左用プロジェクター２Ａと異なる点のみを説明する。また、以下の図では、各プロジェクター２Ａ，２Ｂにおいて、同様の機能を有する構成については、同一の符号を付している。
【００１７】
〔左用プロジェクターの構成〕
図２は、左用プロジェクター２Ａの内部構成を模式的に示す平面図である。
左用プロジェクター２Ａは、図１または図２に示すように、外装を構成する外装筐体２Ｃと、外装筐体２Ｃ内部に収納される光学ユニット２Ｕ（図２）で大略構成されている。
光学ユニット２Ｕは、制御装置（図示略）による制御の下、画像情報（画像データ）に基づく画像を形成して投射する。
【００１８】
この光学ユニット２Ｕは、図２に示すように、光源ランプ２１１及びリフレクター２１２を有する光源装置２１と、レンズアレイ２２１，２２２、偏光変換素子２２３、及び重畳レンズ２２４を有する照明光学装置２２と、ダイクロイックミラー２３１，２３２、及び反射ミラー２３３を有する色分離光学装置２３とを備える。また、光学ユニット２Ｕは、入射側レンズ２４１、リレーレンズ２４３、及び反射ミラー２４２，２４４を有するリレー光学装置２４と、３つの液晶パネル２５１、３つの入射側偏光板２５２、３つの出射側偏光板２５３、２つの１／２波長板２５４、及び色合成光学装置としてのクロスダイクロイックプリズム２５５（以下、適宜、プリズム２５５と称する）を有する光学装置２５とを備える。さらに、光学ユニット２Ｕは、投射光学装置としての投射レンズ２６と、上述した各光学部品２１〜２５を内部に収納するとともに投射レンズ２６を支持する光学部品用筐体２７とを備える。
【００１９】
そして、光学ユニット２Ｕでは、上述した構成により、光源装置２１から出射され照明光学装置２２を介した光束は、色分離光学装置２３でＲ，Ｇ，Ｂの３つの色光に分離される。また、分離された各色光は、各液晶パネル２５１にて画像情報に応じてそれぞれ変調される。変調された各色光（各画像光）は、プリズム２５５にて合成され、投射レンズ２６にてスクリーンＳｃに投射される。
【００２０】
図３は、図２に示す光学ユニット２Ｕの一部を拡大した平面図である。
以下、図２及び図３を参照して、前述した光学装置２５の構成について詳細に説明する。なお、図３では、図２に示した光学装置２５のうち、液晶パネル２５１、入射側偏光板２５２、出射側偏光板２５３及び１／２波長板２５４については、図示を省略している。リレー光学装置２４の入射側レンズ２４１及びリレーレンズ２４３についても同様である。
【００２１】
光学装置２５は、前述した各部材２５１〜２５５以外に、以下の構成を備える。すなわち、光学装置２５は、図２ないし図３に示すように、色分離光学装置２３の光路後段であってプリズム２５５の光路前段に光学フィルター２５６（Ｒ色光側の光学フィルターを２５６Ｒ、Ｇ色光側の光学フィルターを２５６Ｇとする）を備える。具体的に、光学フィルター２５６Ｒは、Ｒ色光の光路におけるダイクロイックミラー２３２とプリズム２５５の間に配設される。光学フィルター２５６Ｇは、Ｇ色光の光路におけるダイクロイックミラー２３２とプリズム２５５の間に配設される。
【００２２】
この光学フィルター２５６Ｒ，２５６Ｇは、特定の波長域の光束を除去する。具体的に、光学フィルター２５６Ｒは、色分離光学装置２３で分離されたＲ色光から特定の波長域の光束を除去し、他の波長域の光束を透過する。光学フィルター２５６Ｇは、色分離光学装置２３で分離されたＧ色光から特定の波長域の光束を除去し、他の波長域の光束を透過する。なお、この光学フィルター２５６Ｒ，２５６Ｇの詳細な特性については、後述する。
【００２３】
プリズム２５５は、図３に示すように、平面視で略Ｘ字状に交差する一対の誘電体多層膜２５５Ａ，２５５Ｂを有する。一方の誘電体多層膜２５５ＡはＲ色光を反射するものであり、他方の誘電体多層膜２５５ＢはＢ色光を反射するものである。
また、光学装置２５は、プリズム２５５の光路後段、具体的には、図２に示すように、プリズム２５５と投射レンズ２６の間に偏光変換装置２５７を備える。
この偏光変換装置２５７は、プリズム２５５から入射される合成後の光束のうち、Ｇ色光に対応する波長域の偏光軸を９０度回転させる。なお、この偏光変換装置２５７の詳細な特性については、後述する。
【００２４】
ここで、本実施形態では、図２に示す光源装置２１から出射された光束は、以下に示すように、偏光方向を変えながら進行する。
なお、以下では、図２中、紙面に直交する偏光方向を有する直線偏光を第１の直線偏光Ｓ（図３では符号「Ｓ」と表記）と記載し、第１の直線偏光Ｓの偏光方向に直交し、図２中、紙面に平行する偏光方向を有する直線偏光を第２の直線偏光Ｐ（図３では符号「Ｐ」と表記）として記載する。
また、以下では、説明の便宜上、Ｒ色光側の液晶パネル２５１、入射側偏光板２５２、出射側偏光板２５３、及び１／２波長板２５４をそれぞれ２５１Ｒ，２５２Ｒ，２５３Ｒ，２５４Ｒとする（図２参照）。Ｇ色光側及びＢ色光側も同様に記載する（図２参照）。なお、図２に示すように、液晶パネル２５１Ｒ、入射側偏光板２５２Ｒ、出射側偏光板２５３Ｒ及び１／２波長板２５４Ｒで１つの光変調装置２５Ｒを構成している。Ｇ色側の光変調装置２５Ｇ及びＢ色側の光変調装置２５Ｂも同様である。但し、Ｇ色側の光変調装置２５Ｇについては、１／２波長板２５４は除かれる。
【００２５】
先ず、光源装置２１から出射された光束の略全ては、図２に示す偏光変換素子２２３によって第１の直線偏光Ｓに変換される。そして、偏光変換素子２２３から出射された光束は、色分離光学装置２３にてＲ，Ｇ，Ｂの各色光に分離され、各色光が第１の直線偏光Ｓとして光学装置２５に入射することとなる。
３つの入射側偏光板２５２は、偏光変換素子２２３で揃えられた光束の偏光方向と略同一方向の透過軸を有する。すなわち、光学装置２５に入射した各色光（第１の直線偏光Ｓ）は、偏光方向が変更されることなく、第１の直線偏光Ｓが各入射側偏光板２５２から出射される。
３つの出射側偏光板２５３は、入射側偏光板２５２の透過軸に対して照明光軸Ａ（図２）を中心として９０度回転した透過軸を有する。すなわち、各入射側偏光板２５２から出射され、各液晶パネル２５１を介して各出射側偏光板２５３に入射した各色光のうち第２の直線偏光Ｐが、各出射側偏光板２５３から出射される。
【００２６】
ここで、１／２波長板２５４は、図２に示すように、Ｒ，Ｂの各色光側において、各出射側偏光板２５３Ｒ，２５３Ｂとプリズム２５５との間に配設されている。すなわち、各出射側偏光板２５３から出射されたＲ，Ｇ，Ｂの各色光（第２の直線偏光Ｐ）のうち、Ｒ，Ｂの各色光が１／２波長板２５４Ｒ，２５４Ｂによって第１の直線偏光Ｓに変換される。
そして、この１／２波長板２５４Ｒ及び前述した出射側偏光板２５３Ｇの各色光の出射面には、図２ないし図３に示すように、前述した光学フィルター２５６Ｒ，２５６Ｇが配設されている。光学フィルター２５６Ｒは、１／２波長板２５４Ｒから入射されたＲ色光から特定の波長域を除去し、光学フィルター２５６Ｇは、出射側偏光板２５３Ｇから入射されたＧ色光から特定の波長域を除去する。
プリズム２５５は、誘電体多層膜２５５Ａ，２５５Ｂによって光学フィルター２５６Ｒから入射されたＲ色光及び１／２波長板２５４Ｂから入射されたＢ色光を曲折させ、光学フィルター２５６Ｇから入射されたＧ色光の進行方向と揃えられることにより、３つの色光を合成する。
【００２７】
偏光変換装置２５７は、プリズム２５５で合成された光束のうち、Ｇ色光に対応する波長域の偏光軸を９０度回転させ、当該光束の偏光方向を、図３に示すように、第１の直線偏光Ｓの偏光方向に揃える。
そして、偏光変換装置２５７で偏光方向が揃えられた光束は、投射レンズ２６（図２）によって投射される。
【００２８】
〔右用プロジェクターの構成〕
図１に示す右用プロジェクター２Ｂは、図２及び図３に示す偏光変換装置２５７の光路後段に、１／２波長板（図示略）が設置されている点が左用プロジェクター２Ａと相違する。つまり、右用プロジェクター２Ｂでは、光学像を形成する光束の偏光方向が第２の直線偏光Ｐに揃えられて、投射レンズ２６によって投射される。
【００２９】
〔偏光眼鏡の構成〕
図１に示す偏光眼鏡３は、観察者が装着するものであり、第１透過部としての左目用透過部３１と、第２透過部としての右目用透過部３２とを備える。
左目用透過部３１は、透過軸が第１の直線偏光Ｓの偏光方向と同一方向となる偏光レンズで構成されている。
右目用透過部３２は、透過軸が第２の直線偏光Ｐの偏光方向と同一方向となる偏光レンズで構成されている。
つまり、左目用透過部３１は、左用プロジェクター２Ａから投射される左目用画像（第１画像光）を視認するためのものであり、右目用透過部３２は、右用プロジェクター２Ｂから投射される右目用画像（第２画像光）を視認するためのものである。
【００３０】
〔プロジェクションシステムの動作〕
次に、上述したプロジェクションシステム１の動作について説明する。
左用プロジェクター２Ａは、投射レンズ２６によって第１画像光（第１の直線偏光Ｓ）を投射し、当該第１画像光がスクリーンＳｃ上に投影される。したがって、偏光眼鏡３を装着した観察者は、スクリーンＳｃ上の左目用画像を、左目用透過部３１を介して左目のみで視認する。
【００３１】
一方、右用プロジェクター２Ｂは、左用プロジェクター２Ａと同様に、投射レンズ２６によって第２画像光（第２の直線偏光Ｐ）を投射し、当該第２画像光がスクリーンＳｃ上に投影される。したがって、偏光眼鏡３を装着した観察者は、スクリーンＳｃ上の右目用画像を、右目用透過部３２を介して右目のみで視認する。
以上のように、観察者は、スクリーンＳｃ上の左目用画像を左目のみで視認し、右目用画像を右目のみで視認することで、視差により投影画像を立体視することとなる。
【００３２】
〔カラーセレクトの特性〕
図４は、前述した偏光変換装置２５７の特性を示すグラフである。図４中の横軸は、波長[ｎｍ]を示し、縦軸は、透過率[％]を示す（図５、図６及び図９についても同様）。また、図４のグラフでは、クロス特性を破線で示し、パラレル特性を実線で示す。ここで、クロス特性とは、透過する偏光軸が直交するように配置された偏光板の間に偏光変換装置２５７を配置して測定した特性であり、パラレル特性とは、透過する偏光軸が平行になるように配置された偏光板の間に偏光変換装置２５７を配置して測定した特性である。つまり、図４中、破線は、偏光軸が回転する境界を示す境界線であり、実線は、偏光軸が回転しない境界を示す境界線である。
【００３３】
偏光変換装置２５７は、図４に示すように、クロス特性を示す破線とパラレル特性を示す実線とが交差する基準点Ｐ１〜Ｐ２の波長域（５００〜６００ｎｍ近傍の波長域）を基準として偏光軸を９０度回転させる特性を有している。
この偏光変換装置２５７は、図４に示すように、第１の色光としてのＲ色光に対応する第１波長域Ａ１（６２０ｎｍ近傍以上の波長域）及び第２の色光としてのＢ色光に対応する第２波長域Ａ２（４４０〜４８０ｎｍ近傍の波長域）では、入射した光束の偏光方向を変換しないで出射する。ここで、第１波長域Ａ１及び第２波長域Ａ２は、ともにクロス特性の透過率が略０％であり、かつ、パラレル特性の透過率が略１００％である波長域である。
一方、偏光変換装置２５７は、第３の色光としてのＧ色光に対応する第３波長域Ａ３（５１５〜５７０ｎｍ近傍の波長域）では、偏光軸を９０度回転させて出射する。つまり、第３波長域Ａ３では、第１の直線偏光Ｓと第２の直線偏光Ｐとを相互に変換して出射する。ここで、第３波長域Ａ３は、パラレル特性の透過率が略０％であり、かつ、クロス特性の透過率が略１００％である波長域である。
【００３４】
図５は、偏光変換装置２５７の特性に各色光の波長域を重畳させたグラフである。具体的に、図５に示す各色光は、色分離光学装置２３で分離された各色光を示す。なお、Ｒ色光の波長域を細い破線で示し、Ｇ色光の波長域を一点鎖線で示し、Ｂ色光の波長域を二点鎖線で示している。
図５に示すように、Ｇ色光は、Ｒ色光及びＢ色光間の波長域を有しており、Ｒ色光の短波長側の一部及びＢ色光の長波長側の一部は、それぞれ、Ｇ色光の長波長側の一部及び短波長側の一部と重複している。
【００３５】
また、色分離光学装置２３で分離されたＲ色光は、図５に示すように、パラレル特性が得られない部分（ハッチング領域Ｂ１）を有している。同様に、色分離光学装置２３で分離されたＧ色光は、クロス特性が得られない部分（ハッチング領域Ｂ２）を有している。偏光変換装置２５７でこのように色分離された状態の各色光の偏光方向を揃えようとした際、このハッチング領域Ｂ１，Ｂ２は、偏光方向が揃わず、クロストークの原因となる。例えば、Ｇ色光については、ハッチング領域Ｂ２が偏光変換装置２５７で第１の直線偏光Ｓに変換されず、第２の直線偏光Ｐのままとなる。このため、第１の直線偏光Ｓに揃えられていないＧ色光（第２の直線偏光ＰのＧ色光）が偏光変換装置２５７から出射されてしまい、左用プロジェクター２Ａの場合、左目用画像におけるこのハッチング領域Ｂ２のＧ色光が偏光眼鏡３の右目用透過部３２を透過し、右目用画像として見えてしまう。
【００３６】
そこで、このようなクロストークを防止するため、本実施形態では、以下に説明するように前述した光学フィルター２５６Ｒ，２５６Ｇの特性を設定している。
なお、偏光変換装置２５７は、図５に示すように、ダイクロイックミラー２３１で分離されたＢ色光については、パラレル特性が得られない部分は殆んどなく、その略全てを第１の直線偏光Ｓのまま出射する特性を有しており、前述したクロストークによる影響が生じない。
【００３７】
図６は、光学フィルター２５６Ｒ，２５６Ｇの特性を示すグラフである。図６中、光学フィルター２５６Ｒの特性を破線で示し、光学フィルター２５６Ｇの特性を一点鎖線で示す。
光学フィルター２５６Ｒ，２５６Ｇは、前述した第１波長域Ａ１、第２波長域Ａ２及び第３波長域Ａ３を除く波長域の少なくとも一部の光束を除去する。
詳述すると、光学フィルター２５６Ｒは、Ｒ色光のうち偏光変換装置２５７のパラレル特性の透過率が略１００％の波長域外（図６に示す例では、６１０ｎｍ近傍以上の波長域外）の波長域を遮断し、それ以外を透過する。これにより、Ｒ色光から第１波長域Ａ１及び第３波長域Ａ３間の波長域の光束の一部も除去され、ハッチング領域Ｂ１（図５）部分が除去される。
また、光学フィルター２５６Ｇは、Ｇ色光のうち偏光変換装置２５７のクロス特性の透過率が略１００％の波長域外（図６に示す例では、５１０〜５７０ｎｍ近傍の波長域外）の波長域を遮断し、それ以外を透過する。これにより、Ｇ色光から第２波長域Ａ２及び第３波長域Ａ３間の波長域の光束の一部も除去され、ハッチング領域Ｂ２（図５）部分が除去される。
このように、光学フィルター２５６Ｒ，２５６Ｇの特性を偏光変換装置２５７の特性及び各色光に応じて設定することで、前述したハッチング領域Ｂ１，Ｂ２を除去することができ、前述したクロストークの原因を取り除くことができる。
【００３８】
上述した第１実施形態によれば、以下の効果がある。
第１波長域Ａ１を除く波長域の少なくとも一部の光束を除去する光学フィルター２５６Ｒが、Ｒ色光の光路に配設されているため、色分離光学装置２３で分離されたＲ色光がハッチング領域Ｂ１等の第１波長域Ａ１外の光束を有していても当該光束を光学フィルター２５６Ｒによって除去することができるので、偏光変換装置２５７によって当該光束が第２の直線偏光Ｐに変換されて出射されることを防止できる。また、第３波長域Ａ３を除く波長域の少なくとも一部の光束を除去する光学フィルター２５６Ｇが、Ｇ色光の光路に配設されているため、色分離光学装置２３で分離されたＧ色光がハッチング領域Ｂ２等の第３波長域Ａ３外の光束を有していても当該光束を光学フィルター２５６Ｇによって除去することができるので、偏光変換装置２５７によって当該光束が第１の直線偏光Ｓに変換されずに出射されることを防止できる。
したがって、光学フィルター２５６Ｒ，２５６Ｇ及び偏光変換装置２５７を介した光束を第１の直線偏光Ｓに揃えることができるので、クロストークの原因を排除して、良好な画像を視認させることができる。
また、光学フィルター２５６Ｒは、色分離光学装置２３で分離されてからプリズム２５５に至る各光路のうちのＲ色光の光路に設けられるため、光学フィルター２５６Ｒで除去する波長域を、第１波長域Ａ１の光と、第１波長域Ａ１と第３波長域Ａ３の間の波長域の光とを含んでいるＲ色光に合わせて適切に設定できる。
【００３９】
また、色分離光学装置２３で分離されてからプリズム２５５に至るＲ色光の光路に光学フィルター２５６Ｒが配設され、Ｇ色光の光路に光学フィルター２５６Ｇが配設されている。このため、光学フィルター２５６Ｒ，２５６Ｇにより除去する波長域をＲ色光及びＧ色光の色光毎に適切に設定できる。つまり、Ｒ色光から除去したい波長域（パラレル特性の透過率が略１００％の波長域外の波長域）のみ除去するように光学フィルター２５６Ｒの特性を設定でき、Ｇ色光から除去したい波長域（クロス特性の透過率が略１００％の波長域外の波長域）のみ除去するように光学フィルター２５６Ｇの特性を設定できるので、必要最小限の波長域の除去によって光束の偏光方向を揃えることができる。
【００４０】
さらに、観察者が左目用透過部３１を透過する第１画像光を左目で視認し、右目用透過部３２を透過する第２画像光を右目で視認することで、視差による立体画像を見ることができ、その際、クロストークを防止して、良好な画像を視認させることができる。
また、プリズム２５５における一対の誘電体多層膜２５５Ａ，２５５Ｂに対して、Ｇ色光が第２の直線偏光Ｐで入射し、Ｒ，Ｂの各色光が第１の直線偏光Ｓで入射するように構成していることで、Ｇ色光は、一対の誘電体多層膜２５５Ａ,２５５Ｂを効果的に透過する。また、Ｒ，Ｂの各色光は、一対の誘電体多層膜２５５Ａ，２５５Ｂにて効果的に反射される。これらによって、光量の損失を低減できる。
【００４１】
[第２実施形態]
次に、本発明の第２実施形態を図面に基づいて説明する。
以下の説明では、前記第１実施形態と同様の構造及び同一部材には同一の符号を付して、その詳細な説明は省略または簡略化する。
【００４２】
図７は、本実施形態における光学ユニットの一部を拡大した平面図である。
本実施形態のプロジェクター２Ｄは、前記第１実施形態のプロジェクター２Ａ，２Ｂに対して、偏光変換装置の特性を変更することで、図７に示すように、光学フィルター２５６を１つの光学フィルター２５６Ｇのみで構成している点が相違する。その他の構成は、前記第１実施形態と同様のものである。
【００４３】
本実施形態の偏光変換装置２５７Ａは、偏光軸を回転させる基準となる波長域の設定を、前記第１の実施形態の偏光変換装置２５７と比較して狭くしている。具体的に、第１の実施形態では、基準点Ｐ１〜Ｐ２（図４）の波長域が５００〜６００ｎｍ近傍の波長域に設定されていたが、本実施形態では、この波長域を５００〜５８０ｎｍ近傍の波長域に設定している。つまり、基準点Ｐ２を短波長側にシフトすることで、偏光変換装置２５７Ａによって偏光方向が変換されない波長域を短波長側に拡大している。
これによって、Ｂ色光の場合と同様、ダイクロイックミラー２３２で分離されたＲ色光についてもパラレル特性が得られない部分が殆んどなくなり、その略全てを第１の直線偏光Ｓのまま出射する特性となる。
【００４４】
このように、偏光変換装置２５７Ａの特性を、偏光軸が回転するか否かの境界と、ダイクロイックミラー２３２で分離されたＲ色光の波長域とを合わせることで、前述したハッチング領域Ｂ１（図５）が生じることを防止できる。これにより、偏光変換装置２５７ＡでＲ色光の偏光軸が回転されにくくなり、光学フィルター２５６Ｒを省略することが可能となる。
【００４５】
上述した第２実施形態では、前記第１実施形態と同様の効果を享受できる。
また、偏光変換装置２５７Ａとして、Ｇ色光を基準とせず、Ｒ色光及びＢ色光を基準とし、Ｒ色光及びＢ色光の略全てを第１の直線偏光Ｓのまま出射する特性を有するものを採用している。このため、Ｇ色光の光路に設けられた光学フィルター２５６Ｇによって第３波長域Ａ３以外の波長域の光を遮断することで、第１波長域Ａ１と第３波長域Ａ３の間の波長域の光及び前記第２波長域と第３波長域の間の波長域の光を遮断できる。つまり、１つの光学フィルター２５６Ｇを設けるだけで各色光の偏光方向を第１の直線偏光Ｓに揃えることができる。したがって、光学フィルター２５６Ｇの数を減らすことができ、ひいては、プロジェクター２Ａ，２Ｂの構成を簡素化できる。
【００４６】
[第３実施形態]
次に、本発明の第３実施形態を図面に基づいて説明する。
図８は、本実施形態における光学ユニットの一部を拡大した平面図である。
本実施形態のプロジェクター２Ｅは、前記第１実施形態のプロジェクター２Ａ，２Ｂに対して、光学フィルター２５６の配設位置及び特性を変更することで、図８に示すように、光学フィルター２５６を１つの光学フィルター２５６Ｓのみで構成している点が相違する。その他の構成は、前記第１実施形態と同様のものである。
【００４７】
本実施形態の光学フィルター２５６Ｓは、プリズム２５５の光路後段、具体的には、プリズム２５５及び偏光変換装置２５７間の光路に配設されている。すなわち、光学フィルター２５６Ｓには、プリズム２５５で合成された光束が入射する。光学フィルター２５６Ｓは、以下に説明する特性に基づき、この合成後の光束から特定の波長域を除去する。そして、この光学フィルター２５６Ｓで特定の波長域が除去された光束は、前述した偏光変換装置２５７に入射される。
【００４８】
図９は、本実施形態における光学フィルター２５６Ｓの特性を示すグラフである。
光学フィルター２５６Ｓは、前述した第１波長域Ａ１、第２波長域Ａ２及び第３波長域Ａ３を除く波長域の光束を少なくとも除去する。
詳述すると、光学フィルター２５６Ｓは、Ｒ色光部分において偏光変換装置２５７のクロス特性の透過率が略０％であり、かつ、パラレル特性の透過率が略１００％である第１波長域Ａ１と、Ｂ色光部分において偏光変換装置２５７のクロス特性の透過率が略０％であり、かつ、パラレル特性の透過率が略１００％である第２波長域Ａ２と、Ｇ色光部分において偏光変換装置２５７のパラレル特性の透過率が略０％であり、かつ、クロス特性が略１００％である第３波長域Ａ３とを透過し、それ以外を遮断する。これにより、第１波長域Ａ１及び第３波長域Ａ３間の波長域と、第２波長域及び第３波長域Ａ３間の波長域の光束が少なくとも除去され、プリズム２５５で合成された光束からハッチング領域Ｂ１，Ｂ２（図５）部分が除去される。
【００４９】
上述した第３実施形態では、前記第１実施形態と同様の効果を享受できる。
つまり、プリズム２５５と偏光変換装置２５７との間に光学フィルター２５６Ｓを設け、当該光学フィルター２５６Ｓによって第１波長域Ａ１、第２波長域Ａ２及び第３波長域Ａ３以外の光を除去する。このことにより、１つの光学フィルター２５６Ｓを設けるだけで各色光の偏光方向を第１の直線偏光Ｓに揃えることができる。したがって、光学フィルターの数を減らすことができ、ひいては、プロジェクター２Ａ，２Ｂの構成を簡素化できる。
【００５０】
なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
前記第１及び第２実施形態では、Ｂ色光については光学フィルターによって特定の波長域の光束を除去しなかったが、色分離光学装置２３で分離されるＢ色光及び偏光変換装置２５７，２５７Ａの特性に応じて、必要がある場合には、他の色光と同様に、Ｂ色光から特定の波長域の光束を除去してもよい。
前記第２実施形態では、各色光の光路のうち、Ｇ色光の光路に光学フィルター２５６Ｇを配設し、１つの光学フィルター２５６Ｇで各色光の偏光方向を揃える構成について説明したが、Ｒ色光及びＢ色光のいずれかの光路に単数の光学フィルターを配設する構成であってもよい。
前記第３実施形態では、光学フィルター２５６Ｓをプリズム２５５の光路後段、具体的には、プリズム２５５及び偏光変換装置２５７間の光路に配設したが、光学フィルター２５６Ｓを色分離光学装置２３の光路前段、具体的には、ダイクロイックミラー２３１及び光源装置２１との間の光路に配設してもよい。
前記各実施形態では、プリズム２５５で合成される色光について、Ｒ色光及びＢ色光を第１の直線偏光Ｓとし、Ｇ色光を第２の直線偏光Ｐとして説明したが、これに限らない。例えば、Ｒ色光が第２の直線偏光Ｐであり、Ｇ色光及びＢ色光が第１の直線偏光Ｓであってもよい。この場合、偏光変換装置２５７の特性を適切に設定すればよい。
前記各実施形態では、第１波長域Ａ１及び第２波長域Ａ２を、クロス特性の透過率が略０％であり、かつ、パラレル特性の透過率が略１００％である波長域とし、第３波長域Ａ３を、パラレル特性の透過率が略０％であり、かつ、クロス特性の透過率が略１００％である波長域としたが、これに限らない。例えば、第１波長域Ａ１及び第２波長域Ａ２を、クロス特性の透過率が略１００％でありパラレル特性の透過率が略０％の波長域とし、第３波長域Ａ３を、パラレル特性の透過率が略１００％でありクロス特性の透過率略１００％の波長域としてもよい。
【００５１】
前記第１実施形態では、１／２波長板２５４Ｒ及び出射側偏光板２５３Ｇの各色光の出射面に、光学フィルター２５６Ｒ，２５６Ｇを配設したが、光学フィルター２５６Ｒ，２５６Ｇの配設位置はこれに限らず、Ｒ，Ｇの各色光の光路における色分離光学装置２３及びプリズム２５５間の他の位置に配設してもよい。第２実施形態についても同様である。
前記第１実施形態では、Ｒ，Ｇの各色光の光路におけるダイクロイックミラー２３２及びプリズム２５５間に光学フィルター２５６Ｒ，２５６Ｇを配設したが、光学フィルター２５６Ｒ，２５６Ｇの双方の特性を備えた光学フィルターを、ダイクロイックミラー２３１及びダイクロイックミラー２３２間に配設してもよい。これにより、光学フィルター２５６の数を減らすことができる。
前記各実施形態では、投射レンズ２６の光路前段に偏光変換装置２５７，２５７Ａを配設したが、偏光変換装置２５７，２５７Ａは、投射レンズ２６の光路後段に配設してもよい。
【００５２】
前記第１実施形態では、右用プロジェクター２Ｂの構成として、偏光変換装置２５７の光路後段に１／２波長板を配設する構成を例示したが、第２の直線偏光Ｐの画像光を出射する構成であればよく、例えば、プリズム２５５と偏光変換装置２５７との間に１／２波長板を設けてもよい。この場合、偏光変換装置２５７の特性は、適宜変更すればよい。
前記各実施形態では、２台のプロジェクターによって第１画像光及び第２画像光をそれぞれ形成する構成としたが、プロジェクターの台数はこれに限らない。例えば、前記第１実施形態におけるプロジェクター２Ａ，２Ｂは、一体的に構成されていてもよい。
【００５３】
前記各実施形態では、プロジェクターとして、フロント投射型のプロジェクター２Ａ，２Ｂ，２Ｄ，２Ｅを採用した例のみを挙げたが、スクリーンを備え、当該スクリーンの裏面側から投射を行うリアタイプのプロジェクターを採用した構成としても構わない。
前記第２実施形態では、第１実施形態の偏光変換装置２５７の特性を変更した偏光変換装置２５７Ａを備えるプロジェクター２Ｄについて説明したが、ダイクロイックミラー２３１，２３２等の色分離光学装置２３の特性を変更して同様の効果を奏するように構成してもよい。
また、前記各実施形態では、プロジェクションシステム１は、第１画像光及び第２画像光をそれぞれ左目用画像及び右目用画像として表示画像を観察者に立体視させる構成としていたが、これに限らない。例えば、プロジェクションシステムとして、第１画像光及び第２画像光をコンテンツの異なる画像とし、２つの表示画像（第１画像光及び第２画像光）を異なる観察者にそれぞれ視認させる構成を採用しても構わない。
このように構成した場合には、偏光眼鏡３としては、左目用透過部３１と同様の特性を有する透過部を両目に対応させた偏光眼鏡、及び右目用透過部３２と同様の特性を有する透過部を両目に対応させた偏光眼鏡の２種類を設ければよい。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
本発明は、プロジェクターや偏光眼鏡を用いて画像を立体視させる画像表示装置に利用できる。
【符号の説明】
【００５５】
１・・・プロジェクションシステム、２Ａ，２Ｂ，２Ｄ，２Ｅ・・・プロジェクター、３・・・偏光眼鏡（画像選択装置）、２１・・・光源装置、２３・・・色分離光学装置、２５Ｒ，２５Ｇ，２５Ｂ・・・光変調装置、２６・・・投射レンズ（投射光学装置）、３１・・・左目用透過部（第１透過部）、３２・・・右目用透過部（第２透過部）、２５５・・・クロスダイクロイックプリズム（色合成光学装置）、２５６・・・光学フィルター、２５７，２５７Ａ・・・偏光変換装置、Ａ１・・・第１波長域、Ａ２・・・第２波長域、Ａ３・・・第３波長域、Ｓ・・・第１の直線偏光、Ｐ・・・第２の直線偏光。
【図１】
2012185197.tif 000003
【図２】
2012185197.tif 000004
【図３】
2012185197.tif 000005
【図４】
2012185197.tif 000006
【図５】
2012185197.tif 000007
【図６】
2012185197.tif 000008
【図７】
2012185197.tif 000009
【図８】
2012185197.tif 000010
【図９】
2012185197.tif 000011