(57)【要約】【課題】１台のプロジェクターにて、安価で光利用効率の高い高品位な３Ｄ映像を実現する３Ｄプロジェクターを提供することを目的とする。【解決手段】光源と、前記光源から発した光を集光し特定方向に導く照明光学系１１と、照明光と投写光を入出射させるＴＩＲプリズム１２と、入射光を偏光方向が互いに直交する２つの偏光に分離し、２つのＤＭＤ１４、１５へ導く偏光分離プリズム１３を有し、２つのＤＭＤで反射することで生成された、それぞれ右目用と左目用の画像を、再び偏光分離プリズム１３を通過することで偏光合成し、１つの投写レンズから出射させることで３Ｄ映像を得る。【選択図】図１
2012063564.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、
前記光源から発した光を集光し特定方向に導く照明光学系と、
前記照明光学系からの照明光を入出射するＴＩＲプリズムと、
前記ＴＩＲプリズムから出射された照明光を入射し、当該照明光を偏光方向が互いに直交する第１の直線偏光と第２の直線偏光に分割し、異なる位置から出射させる偏光分離プリズムと、
前記第１の直線偏光と第２の直線偏光の反射位置に位置し、入力された右目用及び左目用の画像情報に基づいて、それぞれ前記２つの直線偏光を変調し、その変調して得た第３の直線偏光と第４の直線偏光を前記偏光分離プリズムの中に反射させる２つのＤＭＤ素子と、
前記偏光分離プリズムによって前記第３の直線偏光と第４の直線偏光とが投写光として合成され前記ＴＩＲプリズムに出射され、前記ＴＩＲプリズムによって前記投写光を前記照明光と分離して出射され、前記ＴＩＲプリズムによって出射された投写光を投写する投写レンズと、
を備えたことを特徴とするプロジェクター。
【請求項２】
照明光学系として、カラーホイールを有し、時分割で３原色の照明光を生成する請求項１記載のプロジェクター。
【請求項３】
照明光学系として、赤色、青色、緑色をそれぞれ発光する３つの単色光源を有し、各光源を時分割で発光させることを特徴とする請求項１記載のプロジェクター。
【請求項４】
偏光分離プリズムの偏光分離手段として、偏光分離面にワイヤーグリッドを用いたことを特徴とする請求項１〜３いずれか１項に記載のプロジェクター。
【請求項５】
照明光がそれぞれのＤＭＤへ到達するまでの偏光分離プリズム内での反射回数を偶数回、もしくは奇数回で揃えたことを特徴とする請求項１〜４いずれか１項に記載のプロジェクター。
【請求項６】
右目用、および左目用の照明光の光路長が同一になるように設計されたことを特徴とする請求項１〜５いずれか１項に記載のプロジェクター。
【請求項７】
偏光分離プリズムとＤＭＤの間に偏光板を設置したことを特徴とする請求項１〜６いずれか１項に記載のプロジェクター。
【請求項８】
偏光分離プリズムとＤＭＤの間にＮＤフィルターを設置したことを特徴とする請求項１〜７いずれか１項に記載のプロジェクター。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は１台のプロジェクターと偏光メガネで３Ｄ映像を実現することができる３Ｄプロジェクターに関する。
【背景技術】
【０００２】
３Ｄ映像をプロジェクターで実現する手段として、多く用いられる方法は次の２つである。１つは、アクティブシャッターメガネを使用する方法であり、もう１つは偏光メガネを使用する方法である。
【０００３】
アクティブシャッターメガネを使用する方法は、１台のプロジェクターで３Ｄの実現が可能である。つまり、プロジェクターから右目用と左目用の映像を交互に表示し、それと同期するタイミングでアクティブシャッターメガネの左右をＯＮ／ＯＦＦすることで３Ｄ映像を実現できる。本方式は特殊な光学系が不要な反面、表示デバイスには高速応答が求められる。高速応答が可能な表示デバイスとしてＤＭＤデバイスが挙げられる。
【０００４】
一方でＤＭＤデバイスは時間軸変調の表示デバイスのため、左右の映像を時間軸で分割すると、階調表現が半減するデメリットがある。アクティブシャッターメガネは比較的高価なため、大人数での視聴にはあまり適さない。
【０００５】
偏光メガネを使用する方法としては、２台のプロジェクターを使用することが一般的である。互いに偏光軸の異なる投写光をスクリーンに投写し、映像を重ね合わせることで３Ｄ映像を実現できる。しかし、２台のプロジェクター間の映像位置合わせ調整や、輝度合わせ調整の手間が必要である。また、スクリーン位置が移動すると映像位置合わせ調整が再度必要になるため、プロジェクターとスクリーンが常設できる環境でないと使用が難しい。偏光メガネ自体は比較的安価なため、大人数での視聴に適した形態といえる。
【０００６】
したがって、大人数での３Ｄ視聴を容易にするために、偏光メガネと１台のプロジェクターで３Ｄを実現する方法が望まれる。偏光メガネと１台のプロジェクターで３Ｄを実現する手段としては、たとえば次の技術が知られている。
【０００７】
特許文献１（図８）では、白色光源８１と、色選択フィルタ８２（カラーホイール）と、偏光分離手段８３（ワイヤーグリッド）と、２つの全反射プリズム８４、８５（ＴＩＲプリズム）と、２つの空間光変調素子８６、８７（ＤＭＤ）と、偏光合成手段８８（偏光ビームスプリッタ）と、投写手段８９（投写レンズ）を有した３Ｄプロジェクターが開示されている。
【０００８】
特許文献２（図９）では、光源９１と、色分解回転フィルタ９２（カラーホイール）と、第１の偏光分離素子９３と、光路選択回転フィルタ９４と第２の偏光分離素子９５とビーム分離素子９６（ＴＩＲプリズム）とＤＭＤ素子９７と投写レンズ９８からなる３Ｄプロジェクターが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００４−２０５９１９号公報
【特許文献２】特開２００７−１７５３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
プロジェクターで３Ｄ映像を大人数で視聴するには、コストが比較的安価な偏光メガネを用いた方式が望まれるが、２台のプロジェクターを使用する方法では左右映像の位置合わせ調整や、輝度合わせ調整の手間が発生し、メンテナンス性が著しく低下する。
【００１１】
特許文献１の構成では、１台のプロジェクターで３Ｄ映像が実現可能であるが、２つの偏光分離手段と、２つのＴＩＲプリズム、２つのＤＭＤが必要であり、コストが高く、構成が複雑になる。さらに、２つのＤＭＤへの光の入射方向はそれぞれ異なるため、２種類のＤＭＤが必要である。例えば、第１のＤＭＤへの光の入射方向が右下方向からとすると、第２のＤＭＤへの光の入射方向は左下方向となる。つまり、互いに鏡面対称の画素構造をもつ２つのＤＭＤを用意する必要があり、実現へのネックとなることが考えられる。
【００１２】
特許文献２の構成では、使用するＤＭＤが１つでありコスト的なメリットがあるが、光路選択回転フィルタを使用しているため、使用していない光路側の光は損なわれることになる。単純計算で半分の光が損なわれるため、明るさを確保することが難しい。
【００１３】
本発明は上記問題点を鑑みてなされたものであり、１台のプロジェクターにて、安価で光利用効率の高い３Ｄ映像を実現するメンテナンス性に優れたプロジェクター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】
【００１４】
本発明の３Ｄプロジェクターは、光源と、前記光源から発した光を特定方向に導く照明光学系と、前記照明光学系からの照明光を入出射するＴＩＲプリズムと、前記ＴＩＲプリズムから出射された照明光を入射し、当該照明光を偏光方向が互いに直交する第１の直線偏光と第２の直線偏光に分割し、異なる位置から出射させる偏光分離プリズムと、前記第１の直線偏光と第２の直線偏光の反射位置に位置し、入力された右目用及び左目用の画像情報に基づいて、それぞれ前記２つの直線偏光を変調し、その変調して得た第３の直線偏光と第４の直線偏光を前記偏光分離プリズムの中に反射させる２つのＤＭＤ素子と、前記偏光分離プリズムによって前記第３の直線偏光と第４の直線偏光とが投写光として合成され前記ＴＩＲプリズムに出射され、前記ＴＩＲプリズムによって前記投写光を前記照明光と分離して出射され、前記ＴＩＲプリズムによって出射された投写光を投写する投写レンズを備えたことを特徴としている。
【００１５】
本発明によれば、１つのＴＩＲプリズムと１つの偏光分離プリズムと２つのＤＭＤにて３Ｄ表示のための基礎となる光学構成が完成するため、安価で容易に３Ｄ表示が可能なプロジェクターを提供できる。
【００１６】
１つの偏光分離プリズムにて、照明光を互いに直交する２つの偏光成分に分離するとともに、それぞれのＤＭＤで変調された右目用と左目用の２つの偏光を偏光合成することが可能であること、１つのＴＩＲプリズムにて照明光と投写光を分離することが可能であることを特徴としている。
【００１７】
偏光分離プリズムの偏光分離面には、ワイヤーグリッドを使用することができる。ワイヤーグリッドはガラス基板上に微細な金属スリットを並べたもので、入射光のうちＰ偏光成分、もしくはＳ偏光成分のいずれか一方を透過し、他方を反射させることができる。また、一般に多層膜で形成された偏光ビームスプリッターよりも、広い入射角度範囲で偏光分離性能を有するものである。
【００１８】
照明光学系としては、白色光源とカラーホイールを組み合わせることでカラー表示が可能である。カラーホイールは赤、緑、青の３原色、場合によっては白や中間色を含むカラーフィルタを所定の角度ごとに形成させた円盤上の回転フィルタである。
【００１９】
別の照明光学系としては、赤、緑、青の単色光源、たとえばＬＥＤ光源やレーザー光源を各色順番に切り替えて発光させることでカラー表示が可能である。
【００２０】
ＤＭＤは時分割で切り替わる各色に対応する映像の光変調を行う。各色の映像を高速に切り替えることで、残像現象で人間の目にはカラー映像として認識される。ＤＭＤを２つ使用し、それぞれ右目用、左目用の映像として同時に投写することで、３Ｄ映像が表示される。
【００２１】
右目用、左目用の照明光がＤＭＤへ到達するまでの偏光分離プリズム内でのそれぞれの反射回数を偶数回、もしくは奇数回で揃えておくと、ＤＭＤへの入射光の方向が右目用、左目用で一致するため、同一仕様のＤＭＤを使用することができる。また、照明分布も右目用、左目用で反転することがないので、画面内で均一で品位の高い３Ｄ映像を得ることができる。
【００２２】
右目用、および左目用の照明光の光路長は同一になるように偏光分離プリズムを設計するとよい。右目用と左目用で光路長差がないことで、画面内で均一で品位の高い３Ｄ映像を得ることができる。
【００２３】
３Ｄ映像においては、片側の目の映像情報が両目に混入し、３Ｄ品位を低下させる原因となるクロストークが問題となることがある。クロストークを抑制するために、ＤＭＤと偏光分離プリズムの光路の途中で偏光素子を設置してもかまわない。明るさが低下するが、偏光性能を高めることで、クロストークを抑制することができる。
【００２４】
ＤＭＤと偏光分離プリズムの光路の途中でＮＤフィルタを設置してもかまわない。偏光分離・合成の過程にてＳ偏光とＰ偏光で出力に偏りが発生する場合があり、これをＮＤフィルタで補正することで、左目用と右目用の映像の輝度差の発生を抑えることが出来る。
【００２５】
３Ｄ映像を表示する場合と２Ｄ映像を表示する場合で、照明光学系の絞りを切り替える装置を設置するとよい。偏光分離・合成する過程で、光束はなるべくコリメートされているほうが偏光性能を高めやすい。絞りを深くすることで光束はよりコリメートされる。３Ｄ表示時に絞りを深くすることで、明るさは低下するが、クロストークを抑制することができるため、品位の高い３Ｄ映像が得られる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明により、１台のプロジェクターにて、安価で光利用効率が高く、品位の高い３Ｄ映像を実現することができ、メンテナンス性に優れたプロジェクターを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の３Ｄプロジェクターの第１の実施の形態を示す構成図
【図２】本発明の第１の実施形態に用いる偏光分離プリズムの構成図
【図３】本発明の第１の実施形態に用いる偏光分離プリズムの構成図
【図４】本発明の第１の実施形態に用いる偏光分離プリズムの構成図
【図５】本発明の３Ｄプロジェクターの第２の実施の形態を示す構成図
【図６】本発明の３Ｄプロジェクターの第３の実施の形態を示す構成図
【図７】本発明の３Ｄプロジェクターの第４の実施の形態を示す構成図
【図８】従来技術の３Ｄプロジェクターの構成図
【図９】従来技術の３Ｄプロジェクターの構成図
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下に本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
【００２９】
（実施の形態１）
図１は本発明の３Ｄプロジェクターの第１の実施の形態を示す構成図である。時分割で３原色の照明光を生成する照明光学系１１と、照明光を入出射するＴＩＲプリズム１２と、偏光の分離と合成を同時に行う偏光分離プリズム１３と、２つのＤＭＤ（右目用映像を生成するＤＭＤ１４と左目用映像を生成するＤＭＤ１５）、と投写レンズ１６からなる。
【００３０】
照明光学系１１はランプ１７と、凹面鏡１８、非球面レンズ１９、ロッドインテグレータ２０、カラーホイール２１、リレー光学系２２からなる。
【００３１】
ランプ１７としては、高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ、キセノンランプ等を用いることができる。
【００３２】
凹面鏡１８、および非球面レンズ１９はランプ１７から放射される光を効率よく、ロッドインテグレータ入射面２３に集光させるために用いる。
【００３３】
ロッドインテグレータ２０に入射した光は媒体内で全反射を繰り返し、ロッドインテグレータ出射面２４では均一な照度分布となって出射される。
【００３４】
リレー光学系２２により、ロッドインテグレータ出射面の照度分布を保ったまま、ＤＭＤ１４、１５に拡大照射させる。リレー光学系には絞り２５が設置されており、必要に応じて絞り量が可変できるようになっている。
【００３５】
カラーホイール２１は赤、緑、青のカラーフィルタで構成され、所定の角度で円盤状に並べた回転フィルタである。カラーホイールを所定の回転数にて回転させることにより、時分割で３原色の照明光を生成することができる。カラーホイール２１はロッドインテグレータ入射面２３の近傍、もしくは出射面２４の近傍に設置するのが望ましい。
【００３６】
ＴＩＲプリズム１２はリレー光学系２２から出射された照明光３０をＤＭＤ１４、１５側へ導くとともに、ＤＭＤ１４、１５で生成された画像情報を含む投写光３２を投写レンズ１６に導く役割をしている。
【００３７】
偏光分離プリズム１３はＰＢＳ面４３を有し、ＴＩＲプリズム１２から出射された照明光３１を、偏光方向が互いに直交する２つの直線偏光（Ｓ偏光成分３３、Ｐ偏光成分３４）に分割し、それぞれ右目用ＤＭＤ１４と左目用ＤＭＤ１５へ導くとともに、それぞれのＤＭＤで反射された直交する２つの直線偏光（Ｓ偏光成分３５、Ｐ偏光成分３６）を再び１つに合成して、投写光としてＴＩＲプリズム１２、投写レンズ１６へ導く役割をしている。
【００３８】
本構成では、右目用、および左目用の照明光の光路長は同一で、かつ投写光の光路長も同一になるように設計されている。右目用と左目用で光路長差がないことで、画面内で均一な映像を得ることができる。
【００３９】
本発明で特に断りの無い限り、照明光とは光源からＤＭＤに到達するまでの光線を意味し、投写光とはＤＭＤで光変調された光線がスクリーンに到達するまでを意味する。
【００４０】
投写レンズから投写される映像は、同時に左目用と右目用の映像が含まれており、偏光軸方向が異なるため、偏光メガネを介して３Ｄ映像を実現することができる。
【００４１】
図２は本発明の第１の実施形態に用いる偏光分離プリズムの構成図（例１）である。
【００４２】
偏光分離プリズム１３ａは、第１プリズム４０ａと、第２プリズム４１ａ、および、平板のワイヤーグリッド４２ａを貼り合せて構成される。
【００４３】
ワイヤーグリッド４２ａは、ＰＢＳ面４３ａを第１プリズム４０ａに向けて数μｍから数十μｍのエアギャップを形成して保持される。エアギャップを形成する理由は、ワイヤーグリッド面を接着材で接合させると偏光分離性能が損なわれるためである。ワイヤーグリッド４２ａの裏面側４４ａと第２プリズム４１ａは光学用接着材で接合させることができる。
【００４４】
ワイヤーグリッドは、入射光のうち、Ｐ偏光成分とＳ偏光成分のいずれか一方を透過し、他方を反射させることができる。いずれを反射させるかは、ＰＢＳ面に形成されたグリッドの方向によって決まる。本発明ではＳ偏光成分を反射させる配置とし、右目用ＤＭＤをＳ偏光側、左目用ＤＭＤをＰ偏光側として説明するが実際の構成はどちらでもかまわない。
【００４５】
ＴＩＲプリズムより出射した照明光３１は、偏光分離プリズム１３ａに入射し、ＰＢＳ面４３ａでＳ偏光成分３３ａとＰ偏光成分３４ａに分離される。ＰＢＳ面４３ａで反射されたＳ偏光成分３３ａは第１プリズム４０ａ内で１回全反射した後、第１プリズム４０ａより出射され、右目用ＤＭＤ１４に導かれる。右目用ＤＭＤ１４で反射された画像情報を含むＳ偏光成分３５ａは偏光分離プリズム１３ａ内を照明光と逆の経路をたどってＴＩＲプリズム側へ出射される（光線３２）。
【００４６】
ＰＢＳ面４３ａを透過したＰ偏光成分３４ａは第２プリズム４１ａを通過し、左目用のＤＭＤ１５へ導かれる。左目用ＤＭＤ１５で反射された画像情報を含むＰ偏光成分３６ａは偏光分離プリズム１３ａ内を照明光と逆の経路をたどってＴＩＲプリズム側へ出射される（光線３２）。
【００４７】
ＤＭＤへ到達するまでの照明光の偏光分離プリズム内での合計反射回数は、右目用で２回、左目用で０回であり、偶数回で揃えている。偶数回もしくは奇数回で揃えることで、ＤＭＤへの入射光の方向が右目用、左目用で一致するため、同一仕様のＤＭＤを使用することができる。また、照度分布も右目用、左目用で反転することがないので、画面内で均一で品位の高い３Ｄ映像を得ることができる。
【００４８】
図３は本発明の第１の実施形態に用いる偏光分離プリズムの構成図（例２）である。
【００４９】
偏光分離プリズム１３ｂは、第１プリズム４０ｂと、第２プリズム４１ｂ、および、平板のワイヤーグリッド４２ｂを貼り合せて構成される。
【００５０】
ＴＩＲプリズムより出射した照明光３１は、偏光分離プリズム１３ｂに入射し、ＰＢＳ面４３ｂでＳ偏光成分３３ｂとＰ偏光成分３４ｂに分離される。ＰＢＳ面４３ｂで反射されたＳ偏光成分３３ｂは第１プリズム４０ｂより出射され、右目用ＤＭＤ１４に導かれる。右目用ＤＭＤ１４で反射された画像情報を含むＳ偏光成分３５ｂは偏光分離プリズム内を照明光と逆の経路をたどってＴＩＲプリズム側へ出射される（光線３２）。
【００５１】
ＰＢＳ面を透過したＰ偏光成分３４ｂは第２プリズム４１ｂの反射コートが施された反射面４５で１回反射し、左目用のＤＭＤ１５へ導かれる。左目用ＤＭＤ１５で反射された画像情報を含むＰ偏光成分３６ｂは偏光分離プリズム内を照明光と逆の経路をたどってＴＩＲプリズム側へ出射される（光線３２）。
【００５２】
ＤＭＤへ到達するまでの照明光の偏光分離プリズム内での合計反射回数は、右目用で１回、左目用で１回であり、奇数回で揃えている。
【００５３】
図４は本発明の第１の実施形態に用いる偏光分離プリズムの構成図（例３）である。
【００５４】
偏光分離プリズム１３ｃは、第１プリズム４０ｃと、第２プリズム４１ｃ、および、平板のワイヤーグリッド４２ｃを貼り合せて構成される。
【００５５】
偏光分離プリズム１３ｃに入射した照明光３１は、ＰＢＳ面４３ｃでＳ偏光成分３３ｃとＰ偏光成分３４ｃに分離される。ＰＢＳ面４３ｃで反射されたＳ偏光成分３３ｃは第１プリズム４０ｃの反射コートが施された反射面４６で１回反射し、右目用ＤＭＤ１４に導かれる。右目用ＤＭＤ１４で画像情報を含むＳ偏光成分３５ｃが反射され、偏光分離プリズム１３ｃ内を照明光と逆の経路をたどってＴＩＲプリズム側へ出射される（光線３２）。
【００５６】
ＰＢＳ面４３ｃを透過したＰ偏光成分３４ｃは第２プリズム４１ｃを通過し、左目用ＤＭＤ１５へ導かれる。左目用ＤＭＤ１５で画像情報を含むＰ偏光成分３６ｃが反射され、偏光分離プリズム１３ｃ内を照明光と逆の経路をたどってＴＩＲプリズム側へ出射される（光線３２）。
【００５７】
本偏光分離プリズム１３ｃのＤＭＤへ到達するまでの照明光の偏光分離プリズム内での合計反射回数は、右目用で２回、左目用で０回であり、偶数回で揃えている。
【００５８】
図２、図３、図４の説明において、ワイヤーグリッドのＰＢＳ面側を第１プリズム側としたが、ＰＢＳ面側を第２プリズム側に向けてもよい。ただし、ＰＢＳ面側にエアギャップが必要なことに変わりは無い。また、本例では平板のワイヤーグリッドを貼り付ける構成としたが、第１プリズム面もしくは第２プリズム面に直接ワイヤーグリッドを形成した一体型としてもよい。
【００５９】
図２、図３、図４のうち、図２の構成は投写レンズのバックフォーカスがもっとも短くなる構成であり、投写レンズの設計が比較的容易である。
【００６０】
図３、図４の構成では偏光分離面が４５°面となり、部品レイアウトが比較的容易である。多層膜タイプのＰＢＳコートでも偏光分離が容易な入射角度のため、ワイヤーグリッドを使用せずに、第１プリズムもくしは、第２プリズムに直接、多層膜のＰＢＳコートを形成し、両者を貼り合せた構成としてもよい。
【００６１】
（実施の形態２）
図５は本発明の３Ｄプロジェクターの第２の実施の形態を示す構成図である。照明光学系の基本構成は図１と同じであるので説明を省略する。
【００６２】
ＴＩＲプリズム１２より出射された照明光３１は偏光分離プリズム１３に入射し、ＰＢＳ面４３で２つの偏光成分に分離される。ＰＢＳ面４３で反射されたＳ偏光成分３３は第１プリズム４０内で１回全反射した後、第１プリズム４０より出射される。第１プリズム４０の出射面にはＳ偏光成分が透過する偏光板６０が貼り付けられており、Ｓ偏光の偏光度が高められる。偏光板を出射したＳ偏光成分は右目用ＤＭＤ１４に導かれる。右目用ＤＭＤ１４で反射された画像情報を含むＳ偏光成分は再び偏光板６０を通過した後、偏光分離プリズム１３内を照明光と逆の経路をたどってＴＩＲプリズム１２側へ出射される。
【００６３】
同様にＰＢＳ面４３を透過したＰ偏光成分３４は第２プリズム４１より出射される。第２プリズムの出射面にはＰ偏光成分が透過する偏光板６１が貼り付けられており、Ｐ偏光の偏光度が高められる。偏光板６１を出射したＰ偏光成分は左目用ＤＭＤ１５に導かれる。左目用ＤＭＤ１５で反射された画像情報を含むＰ偏光成分は再び偏光板６１を通過した後、偏光分離プリズム１３内を照明光と逆の経路をたどってＴＩＲプリズム１２側へ出射される。
【００６４】
ＴＩＲプリズム１２を出射した投写光は投写レンズ１６を通してスクリーンに投写される。偏光度の高い投写光が得られるため、クロストークの少ない３Ｄ映像を得ることができる。
【００６５】
（実施の形態３）
図６は本発明の３Ｄプロジェクターの第３の実施の形態を示す構成図である。照明光学系の基本構成は図１と同じであるので説明を省略する。
【００６６】
ＴＩＲプリズム１２より出射された照明光３１は偏光分離プリズム１３に入射し、ＰＢＳ面４３で２つの偏光成分に分離される。ＰＢＳ面４３で反射されたＳ偏光成分３３は第１プリズム４０内で１回全反射した後、第１プリズム４０より出射される。右目用ＤＭＤ１４で反射された画像情報を含むＳ偏光成分は、偏光分離プリズム内を照明光と逆の経路をたどってＴＩＲプリズム側へ出射される。
【００６７】
ＰＢＳ面４３で反射されたＰ偏光成分３４は第２プリズム４１より出射される。左目用ＤＭＤ１５で反射された画像情報を含むＰ偏光成分は、偏光分離プリズム１３内を照明光と逆の経路をたどってＴＩＲプリズム１２側へ出射される。
【００６８】
ここで、Ｓ偏光とＰ偏光の投写光の出力比は、１：１になることが理想であるが、偏光分離・合成の過程にてＳ偏光とＰ偏光で出力に偏りが発生する場合がある。この偏りを補正するため、どちらか一方の偏光の光量を落として調整するためのＮＤフィルタを配置する。ＮＤフィルタは偏光分離プリズム１３とＤＭＤ１４、１５の間に配置することができる。本例では、第２プリズム４１と左目用ＤＭＤ１５の間にＮＤフィルタ６２を挿入する構成とした。
【００６９】
ここで、ＮＤフィルタ６２を挿入すると、左右で光路長に差が生じるため、ＮＤフィルタと同一厚みのＡＲコート付きガラス６３を第１プリズム４０と右目用ＤＭＤ１４の間に挿入する構成とした。もちろん、ＡＲコート付きガラス６３を使わずに、ＤＭＤの位置を調整して左右の光路長を揃えても良い。
【００７０】
これにより、左右の映像情報に輝度差がない良好な３Ｄ映像を得ることができる。
【００７１】
（実施の形態４）
図７は本発明の３Ｄプロジェクターの第４の実施の形態を示す構成図である。
【００７２】
時分割で３原色の照明光を生成する照明光学系１１は、それぞれ、赤色、緑色、青色の光を発する光源７１、７２、７３と、集光レンズ７４と、ダイクロイックフィルタ７５、７６と、ロッドインテグレータ２０と、リレー光学系２２で構成されることを特徴とする。
【００７３】
光源７１〜７３としては、ＬＥＤ光源、もしくはレーザー光源等を用いることができる。光源７１〜７３から発した光は、ダイクロイックフィルタ７５、７６を反射、もしくは透過して、集光レンズ７４を介してロッドインテグレータ入射面２３に集光される。
【００７４】
本例では、ダイクロイックフィルタ７５、７６をクロス配置とし、ダイクロイックフィルタ７５は赤反射、緑・青透過の特性を有し、ダイクロイックフィルタ７６は赤・緑透過、青反射の特性を有している。
【００７５】
ロッドインテグレータ２０に入射した光は媒体内で全反射を繰り返し、ロッドインテグレータの出射面２４では均一な照度分布となって出射される。
【００７６】
リレー光学系２２により、ロッドインテグレータ出射面の照度分布を保ったまま、ＤＭＤ１４、１５面上に拡大照射させる。リレー光学系には絞り２５が設置されており、必要に応じて絞り量が可変できるようになっている。
【００７７】
赤色、緑色、青色の光源７１、７２、７３を順番に発光させることで、時分割で３原色の照明光を生成することができる。
【００７８】
ＴＩＲプリズム以降の構成は図１と同じであるので説明を省略する。
【産業上の利用可能性】
【００７９】
以上のように構成すれば、１台のプロジェクターで安価で明るく品位の高い３Ｄ映像を複雑な設置調整なしで容易に実現できる。比較的安価な偏光メガネを利用する方法であるため、大人数での３Ｄ視聴に適したプロジェクターを提供できる。
【符号の説明】
【００８０】
１１  照明光学系
１２  ＴＩＲプリズム
１３  偏光分離プリズム
１４  右目用ＤＭＤ
１５  左目用ＤＭＤ
１６  投写レンズ
１７  ランプ
１８  凹面鏡
１９  非球面レンズ
２０  ロッドインテグレータ
２１  カラーホイール
２２  リレー光学系
２３  ロッドインテグレータ入射面
２４  ロッドインテグレータ出射面
２５  絞り
３０  リレー光学系から出射された照明光
３１  ＴＩＲプリズムから出射された照明光
３２  投写光（光線）
３３、３３ａ、３３ｂ、３３ｃ  Ｓ偏光成分（照明光）
３４、３４ａ、３４ｂ、３４ｃ  Ｐ偏光成分（照明光）
３５、３５ａ、３５ｂ、３５ｃ  Ｓ偏光成分（投写光）
３６、３６ａ、３６ｂ、３６ｃ  Ｐ偏光成分（投写光）
４０、４０ａ、４０ｂ、４０ｃ  第１プリズム
４１、４１ａ、４１ｂ、４１ｃ  第２プリズム
４２、４２ａ、４２ｂ、４２ｃ  ワイヤーグリッド
４３、４３ａ、４３ｂ、４３ｃ  ＰＢＳ面
４４ａ  ワイヤーグリッドの裏面側
４５  反射面（第２プリズム）
４６  反射面（第１プリズム）
６０  偏光板（Ｓ偏光透過用）
６１  偏光板（Ｐ偏光透過用）
６２  ＮＤフィルタ
６３  ＡＲコート付きガラス
７１  光源（赤色）
７２  光源（緑色）
７３  光源（青色）
７４  集光レンズ
７５、７６  ダイクロイックフィルタ
８１  白色光源
８２  色選択フィルタ（カラーホイール）
８３  偏光分離手段（ワイヤーグリッド）
８４、８５  全反射プリズム（ＴＩＲプリズム）
８６、８７  空間光変調素子（ＤＭＤ）
８８  偏光合成手段（偏光ビームスプリッタ）
８９  投写手段（投写レンズ）
９１  光源
９２  色分解回転フィルタ（カラーホイール）
９３  第一の偏光分離素子
９４  光路選択回転フィルタ
９５  第２の偏光分離素子
９６  ビーム分離素子（ＴＩＲプリズム）
９７  ＤＭＤ素子
９８  投写レンズ
【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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