(57)【要約】【課題】偏光特性を適切に保っている光を投影することができる空間光変調器を含む投影装置を提供する。【解決手段】光源から発した光を変調する複数の空間光変調器を含む投影装置に、光源から発した光の偏光方向を波長選択的に変換するフィルタを少なくとも１つ含んだフィルタ部材を備える。【選択図】図１
2009063825.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源から発した光の偏光方向を波長選択的に変換するフィルタを少なくとも１つ含んだフィルタ部材。
【請求項２】
透明なフィルタをさらに含むことを特徴とする請求項１記載のフィルタ部材。
【請求項３】
前記フィルタが回転もしくはスライドされることで切り替えられる、
ことを特徴とする請求項１記載のフィルタ部材。
【請求項４】
光源から発した光を変調する複数の空間光変調器を含む投影装置であって、
前記光源から発した光の偏光方向を波長選択的に変換するフィルタを少なくとも１つ含んだフィルタ部材、
を備えることを特徴とする投影装置。
【請求項５】
透明なフィルタをさらに含むことを特徴とする請求項４記載の投影装置。
【請求項６】
前記フィルタが回転もしくはスライドされることで切り替えられる、
ことを特徴とする請求項４記載の投影装置。
【請求項７】
第１の偏光素子と第２の偏光素子の間の光路に前記フィルタ部材を配置している、
ことを特徴とする請求項４記載の投影装置。
【請求項８】
前記フィルタを介した光のうち特定の偏光方向の前記光だけを透過する偏光素子、
をさらに備えることを特徴とする請求項４記載の投影装置。
【請求項９】
前記偏光素子を、前記フィルタ部材の後段からスクリーンまでの少なくとも２種類の偏光方向の光を含んでいる光路に配置している、
ことを特徴とする請求項８記載の投影装置。
【請求項１０】
前記フィルタを介した光を前記光の波長に基づいて透過／反射する波長透過／反射部材、
をさらに備えることを特徴とする請求項４記載の投影装置。
【請求項１１】
前記波長透過／反射部材がダイクロイックプリズムもしくはダイクロイックミラーである、
ことを特徴とする請求項１０記載の投影装置。
【請求項１２】
前記フィルタを介した光を前記光の偏光方向に基づいて透過／反射する偏光方向透過／反射部材、
をさらに備えることを特徴とする請求項４記載の投影装置。
【請求項１３】
前記偏光方向透過／反射部材がＰＢＳ（Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ  Ｂｅａｍ  Ｓｐｌｉｔｔｅｒ）プリズムもしくはＰＢＳミラーあるいはワイヤグリッドである、
ことを特徴とする請求項１２記載の投影装置。
【請求項１４】
前記フィルタ部材の前記フィルタの回転タイミングが前記空間光変調器と同期制御される、
ことを特徴とする請求項４記載の投影装置。
【請求項１５】
前記空間光変調器が反射型である、
ことを特徴とする請求項４記載の投影装置。
【請求項１６】
前記空間光変調器が、ＬＣＯＳ（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｏｎ  Ｓｉｌｉｃｏｎ）もしくはミラーデバイスである、
ことを特徴とする請求項１５記載の投影装置。
【請求項１７】
前記複数の空間光変調器が異なる種類の空間光変調器である、
ことを特徴とする請求項４記載の投影装置。
【請求項１８】
光を全反射する光学素子をさらに備えることを特徴とする請求項４記載の投影装置。
【請求項１９】
前記光を全反射する光学素子がＴＩＲ（Ｔｏｔａｌ  Ｉｎｔｅｒｎａｌ  Ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ）プリズムである、
ことを特徴とする請求項１８記載の投影装置。
【請求項２０】
前記フィルタ部材を複数含む、
ことを特徴とする請求項４記載の投影装置。
【請求項２１】
前記光源から発した光を特定の偏光方向に揃える偏光素子もしくは偏光変換光学系、
をさらに備えることを特徴とする請求項４記載の投影装置。
【請求項２２】
前記フィルタ部材が、前記光の進行方向と垂直な面で回転もしくはスライドすることが可能である、
ことを特徴とする請求項６記載の投影装置。
【請求項２３】
前記フィルタ部材が、赤色の波長の光、緑色の波長の光、もしくは青色の波長の光の偏光方向を変換できるフィルタを少なくとも１つ含んで構成される、
ことを特徴とする請求項４記載の投影装置。
【請求項２４】
光の位相をシフトする波長板をさらに備えることを特徴とする請求項４記載の投影装置。
【請求項２５】
前記波長板がλ／４板であることを特徴とする請求項２４記載の投影装置。
【請求項２６】
位相差板を積層することによって構成されている波長選択性偏光素子をさらに備えることを特徴とする請求項４記載の投影装置。
【請求項２７】
偏光方向の揃った光を投影する投影方法であって、
光の偏向方向を揃えるステップと、
波長選択的に前記偏光方向が揃えられた光の偏光方向を変換するステップ、
を含むことを特徴とする投影方法。
【請求項２８】
偏光方向の揃った光を投影する投影方法であって、
波長選択的に光の偏光方向を変換するステップと、
前記偏光方向を変換された光が透過されないステップ、
を含むことを特徴とする投影方法。
【請求項２９】
偏光方向の揃った光を投影する投影方法であって、
波長選択的に光の偏光方向を複数回変換するステップ、
を含むことを特徴とする投影方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、波長選択的に偏光方向を変換するフィルタ、および、そのフィルタと複数の空間光変調器を備えた投影装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
投影装置において、空間光変調器を複数備えた多板式の投影装置がある。
特許文献１、特許文献２、特許文献３では、空間光変調器として２つの反射型液晶素子を用いた２板式の投影装置を開示している。
【０００３】
例えば、特許文献１における２板式の投影装置の投影原理は次のようである。
図８は、特許文献１で開示している２板式の投影装置の構成の全体図である。
図８では、リフレクタ１０１を有している白色光源１０２から発した光のうち回転式のカラーフィルタ１０３で光の３原色の２色を組み合わせた光を抽出している。例えば、カラーフィルタ１０３のフィルタ部分は、赤色と緑色の組み合わせた黄色、及び、赤色と青色を合成したマゼンタの部分を有している。そして、図９に示されている第１の偏光素子１０４で抽出された光が入射する。
【０００４】
図９は、特許文献１に開示されている２板式の投影装置の構成の部分的な平面図である。
上述の抽出された光は第１の偏光素子１０４によって全てＳ偏光に偏光され、第１の積層波長板１０５を透過する。第１の積層波長板１０５は、特定の波長帯域、例えば赤色の波長帯域だけの偏光方向を回転させる。このため、赤色の光のみがＰ偏光に偏光される。そして、赤色の光のみがＰ偏光に偏光された光は、偏光分離手段１０６に入射し、偏光分離手段１０６によってＰ偏光である赤色の光は透過し、それ以外の色の光は反射される。
【０００５】
偏光分離手段１０６を透過もしくは反射した各光は、それぞれに対応した反射型液晶パネル１０７，１０８に入射する。そして、液晶パネル１０８は、偏光分離手段１０６を透過した赤色の光を変調し、もう一方の液晶パネル１０７は、カラーフィルタと同期して緑色もしくは青色の光を交互に変調する。なお、反射型液晶パネル１０７，１０８で変調されて反射された各光は、それぞれのＰ偏光とＳ偏光の偏光方向が逆になる。
【０００６】
反射型液晶パネル１０７，１０８で変調されて反射された各光は、再び偏光分離手段１０６に入射し、偏光分離手段１０６によって合成される。そして、合成された光が、第２の積層波長板１０９に入射して、赤色の波長帯域の光の偏光方向のみが回転される。この結果、赤色の波長帯域の光がＳ偏光からＰ偏光になる。合成された光は、全てＰ偏光となり、第２の偏光素子１１０に入射する。第２の偏光素子１１０では、Ｐ偏光だけが透過され、Ｓ偏光は透過されない。ここで、合成された光は全てＰ偏光なので、第２の偏光素子１１０を透過する。そして、第２の偏光素子１１０を透過した合成された光が、図８で示される投影レンズ１１１に入射してスクリーン１１２に像を結ぶ。
【０００７】
このようにして、２板式の投影装置で画像を投影することができる。
この特許文献１に示される投影装置では、照明光を赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）に配色する部材として回転式のカラーホイール１０３を用いている。そして、特定の波長帯域だけの偏光方向を回転させる部材として第１の積層波長板１０５、第２の積層波長板１０９を用いている。この積層波長板には、位相差板を積層することによって構成されている波長選択性偏光素子であるカラーリンク社の“カラーセレクト”と呼ばれる光学素子が知られている。
【０００８】
また、空間光変調器としては、照明光を変調して、照明光の反射光を投影光路に導くＯＮ方向もしくは照明光の反射光を投影光路に導かないＯＦＦ方向へ、照明光の反射方向を制御するミラー素子を複数含んだミラーアレイからなるミラーデバイスが知られている。このミラーデバイスには、例えば、Ｔｅｘａｓ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ社の登録商標であるＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ  Ｄｅｖｉｃｅ）がある。ミラーデバイスで反射される光は、偏光方向が変わらず、光の変調および反射による光の損失も液晶パネルよりも少ないという利点がある。
【０００９】
さらに、近年では、スクリーンとして、入射光の偏光方向によって特性が変化する“偏光スクリーン”が提案されている。この偏光スクリーンを用いることで画像のコントラストを向上させることができる。必ずしも空間光変調器に照射する光を偏光とし、投影する光の偏光方向を揃える必要はないが、偏光を用いてこのような偏光スクリーンを使用すると画像のコントラストを向上させることができる。このように、偏光を用いて画像を投影することにはいくつかの利点があるため、偏光を投影する投影装置の進展がさらに望まれている。
【特許文献１】特許３６１８６１１号公報
【特許文献２】特許３５２２５９１号公報
【特許文献３】特許３５７１５８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
偏光特性を適切に保っている光を投影するための空間光変調器を含む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】
本発明の第１の観点としては、光源から発した光の偏光方向を波長選択的に変換するフィルタを少なくとも１つ含んだフィルタ部材を提供する。
【００１２】
本発明の第２の観点としては、第１の観点に記載のフィルタ部材において、透明なフィルタをさらに含むことを特徴とするフィルタ部材を提供する。
本発明の第３の観点としては、第１の観点に記載のフィルタ部材において、フィルタが回転もしくはスライドされることで切り替えられることを特徴とするフィルタ部材を提供する。
【００１３】
本発明の第４の観点としては、光源から発した光を変調する複数の空間光変調器を含む投影装置であって、光源から発した光の偏光方向を波長選択的に変換するフィルタを少なくとも１つ含んだフィルタ部材を備えることを特徴とする投影装置を提供する。
【００１４】
本発明の第５の観点としては、第４の観点に記載の投影装置において、透明なフィルタをさらに含むことを特徴とする投影装置を提供する。
本発明の第６の観点としては、第４の観点に記載の投影装置において、フィルタ部材が回転もしくはスライドされることでフィルタが切り替えられることを特徴とする投影装置を提供する。
【００１５】
本発明の第７の観点としては、第４の観点に記載の投影装置において、第１の偏光素子と第２の偏光素子の間の光路にフィルタ部材を配置していることを特徴とする投影装置を提供する。
【００１６】
本発明の第８の観点としては、第４の観点に記載の投影装置において、フィルタを介した光のうち特定の偏光方向の前記光だけを透過する偏光素子をさらに備えることを特徴とする投影装置を提供する。
【００１７】
本発明の第９の観点としては、第８の観点に記載の投影装置において、フィルタを介した光のうち特定の偏光方向の前記光だけを透過する偏光素子をフィルタ部材の後段からスクリーンまでの少なくとも２種類の偏光方向の光を含んでいる光路に配置していることを特徴とする投影装置を提供する。
【００１８】
本発明の第１０の観点としては、第４の観点に記載の投影装置において、フィルタを介した光を光の波長に基づいて透過／反射する波長透過／反射部材をさらに備えることを特徴とする投影装置を提供する。
【００１９】
本発明の第１１の観点としては、第１０の観点に記載の投影装置において、波長透過／反射部材がダイクロイックプリズムもしくはダイクロイックミラーであることを特徴とする投影装置を提供する。
【００２０】
本発明の第１２の観点としては、第４の観点に記載の投影装置において、フィルタを介した光を、その光の偏光方向に基づいて透過／反射する偏光方向透過／反射部材をさらに備えることを特徴とする投影装置を提供する。
【００２１】
本発明の第１３の観点としては、第１２の観点に記載の投影装置において、偏光方向透過／反射部材がＰＢＳ（Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ  Ｂｅａｍ  Ｓｐｌｉｔｔｅｒ）プリズムもしくはＰＢＳミラーあるいはワイヤグリッドであることを特徴とする投影装置を提供する。
【００２２】
本発明の第１４の観点としては、第４の観点に記載の投影装置において、フィルタ部材のフィルタの回転タイミングが空間光変調器と同期制御されることを特徴とする投影装置を提供する。
【００２３】
本発明の第１５の観点としては、第４の観点に記載の投影装置において、空間光変調器が反射型であることを特徴とする投影装置を提供する。
本発明の第１６の観点としては、第１５の観点に記載の投影装置において、空間光変調器が、ＬＣＯＳ（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｏｎ  Ｓｉｌｉｃｏｎ）もしくはミラーデバイスであることを特徴とする投影装置を提供する。
【００２４】
本発明の第１７の観点としては、第４の観点に記載の投影装置において、複数の空間光変調器が異なる種類の空間光変調器であることを特徴とする投影装置を提供する。
本発明の第１８の観点としては、第４の観点に記載の投影装置において、光を全反射する光学素子をさらに備えることを特徴とする投影装置を提供する。
【００２５】
本発明の第１９の観点としては、第１８の観点に記載の投影装置において、光を全反射する光学素子がＴＩＲ（Ｔｏｔａｌ  Ｉｎｔｅｒｎａｌ  Ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ）プリズムであることを特徴とする投影装置を提供する。
【００２６】
本発明の第２０の観点としては、第４の観点に記載の投影装置において、フィルタ部材を複数含むことを特徴とする投影装置を提供する。
本発明の第２１の観点としては、第４の観点に記載の投影装置において、光源から発した光を特定の偏光方向に揃える偏光素子もしくは偏光変換光学系をさらに備えることを特徴とする投影装置を提供する。
【００２７】
本発明の第２２の観点としては、第６の観点に記載の投影装置において、フィルタ部材が光の進行方向と垂直な面で回転もしくはスライドすることが可能であることを特徴とする投影装置を提供する。
【００２８】
本発明の第２３の観点としては、第４の観点に記載の投影装置において、フィルタ部材が、赤色の波長の光、緑色の波長の光、もしくは青色の波長の光の偏光方向を変換できるフィルタを少なくとも１つ含んで構成されることを特徴とする投影装置を提供する。
【００２９】
本発明の第２４の観点としては、第４の観点に記載の投影装置において、光の位相をシフトする波長板をさらに備えることを特徴とする投影装置を提供する。
本発明の第２５の観点としては、第２３の観点に記載の投影装置において、波長板がλ／４板であることを特徴とする投影装置を提供する。
【００３０】
本発明の第２６の観点としては、第４の観点に記載の投影装置において、位相差板を積層することによって構成されている波長選択性偏光素子をさらに備えることを特徴とする投影装置を提供する。
【００３１】
本発明の第２７の観点としては、偏光方向の揃った光を投影する投影方法であって、光の偏向方向を揃えるステップと、波長選択的に偏光方向が揃えられた光の偏光方向を変換するステップを含むことを特徴とする投影方法を提供する。
【００３２】
本発明の第２８の観点としては、偏光方向の揃った光を投影する投影方法であって、波長選択的に光の偏光方向を変換するステップと、偏光方向を変換された光が透過されないステップ、を含むことを特徴とする投影方法を提供する。
【００３３】
本発明の第２９の観点としては、偏光方向の揃った光を投影する投影方法であって、波長選択的に光の偏光方向を複数回変換するステップを含むことを特徴とする投影方法を提供する。
【発明の効果】
【００３４】
本発明によれば、偏光特性を適切に保った光をスクリーンに投影することができる。このスクリーンが偏光スクリーンである場合、投影画像のコントラストを向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
以下に説明する本発明の実施の形態１〜５の多板式投影装置の例は、光の偏光方向を波長選択的に変換するフィルタを少なくとも１つ含んだフィルタ部材からなるカラーセレクトホイールもしくはカラーセレクトドラムを含んで構成される。なお、実施の形態１〜３では多板式投影装置の中でも２板式投影装置について説明し、実施の形態４〜５では３板式投影装置について説明する。
［実施の形態１］
実施の形態１における２板式投影装置の構成と投影原理について説明する。
【００３６】
図１は、実施の形態１における２板式投影装置の簡易的な構成を示している。
図１の２板式投影装置１０ａは、光源１１と、第１の偏光素子１２と、カラーセレクトホイール１３と、ＴＩＲ（Ｔｏｔａｌ  Ｉｎｔｅｒｎａｌ  Ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ）プリズム２４と、ダイクロイックプリズム２５と、２つの空間光変調器２６と、不図示の空間光変調器を制御する制御回路と、第２の偏光素子２３と、不図示の投影レンズを含んで構成される。なお、実施の形態１では、空間光変調器２６としてミラーデバイス２１，２２を使用している。
【００３７】
以下に図１の各構成部の役割を記載する。
光源１１は、光を発する役割を果たす。この光源１１としては、複数の波長および複数の偏光方向を含む光を発する水銀ランプ、単一波長で指向性が強く偏光特性を有しているようなレーザー光源、発光ダイオードなどを用いることができる。本発明における実施の形態１〜５では、水銀ランプ光源のような複数の波長および複数の偏光方向を含む光を発する光源１１を用いるものとする。なお、光源１１が複数のサブ光源から構成されていてもよい。
【００３８】
第１の偏光素子１２は、光源１１から発した光を特定の偏光方向に揃える役割を果たす。例えば、水銀ランプ光源から発した全偏光方向を含んでいる光が第１の偏光素子１２に入射する。この際、第１の偏光素子１２を入射した光の中で特定の偏光方向を有する光だけを透過してその他の偏光方向を有する光を透過しないような構成、例えば、Ｐ偏光だけの光を透過するような構成をすると、水銀ランプ光源から発した光の中でＰ偏光の光だけが第１の偏光素子１２を透過する。また、第１の偏光素子１２として、光を特定の偏光方向を有する光に変換するような偏光変換光学系を構成してもよい。例えば、第１の偏光素子１２としてＳ偏光をＰ偏光に、もしくは、Ｐ偏光をＳ偏光に変換する偏光変換光学系を構成してもよい。なお、実施の形態１〜５で記載している投影装置の構成においてレーザー光源のような偏光特性を有する光を発する光源を用いる場合、この第１の偏光素子１２は必ずしも必要ではない。
【００３９】
カラーセレクトホイール１３は、例えば、４つのフィルタで構成されるフィルタ部材１４を有して構成され、光の偏光方向を波長選択的に変換する役割を果たす。詳細は後述する。好ましくは、フィルタ部材１４を特定の波長の光の偏光方向のみを変換できるフィルタを少なくとも１つ含んで構成するとよい。また、フィルタ部材１４のフィルタは、フィルタに入射する光の光軸と垂直をなすように配置されることが望ましい。ここで、フィルタ部材１４は、入射する光の偏向方向が図１で示している双方向矢印の方向である場合に、最も効率よく光の偏光方向を波長選択的に変換することができる。
【００４０】
図２Ａから図２Ｄを参照して、フィルタ部材１４の変形例を示す。
図２Ａは、フィルタ部材１４を２つのフィルタで構成した図である。
図２Ａでは、フィルタ部材１４を、青色に相当する波長の光の偏光方向のみを変えるフィルタ１５と、緑色に相当する波長の光の偏光方向のみを変えるフィルタ１６で構成している。例えば、青色に相当する波長の光の偏光方向のみを変えるフィルタ１５は、入射光の青色に相当する波長の光の偏光方向のみをＰ偏光からＳ偏光に変えることができる。一方で、緑色に相当する波長の光の偏光方向のみを変えるフィルタ１６は、入射光の緑色に相当する波長の光の偏光方向のみをＰ偏光からＳ偏光に変えることができる。また、フィルタによっては、逆にＳ偏光からＰ偏光に変えることなどもできる。
【００４１】
図２Ｂは、フィルタ部材１４を３つのフィルタで構成した図である。
図２Ｂでは、図２Ａにおける２つのフィルタ以外１５，１６に、３つめのフィルタの例として透明フィルタ２７を追加してフィルタ部材１４を構成している。透明フィルタ２７に光が入射する場合、全ての波長の光が通過し、投影される画像の明るさを向上させることができる。３つめのフィルタとして、全ての波長の光の偏光方向を変えるようなフィルタ、例えば偏光板、を用いてもよい。
【００４２】
図２Ｃは、フィルタ部材１４を４つのフィルタで構成した図である。
図２Ｃでは、フィルタ部材１４を、２枚の青色に相当する波長の光の偏光方向のみを変えるフィルタ１５ａ，１５ｂと、２枚の赤色に相当する波長の光の偏光方向のみを変えるフィルタ２８ａ，２８ｂで構成している。ここで、４つのフィルタをそれぞれ異なる色、例えば、赤、緑、青、透明で構成してもよい。そして、フィルタ部材１４における各フィルタ１５ａ，１５ｂ，２８ａ，２８ｂの配置も図２Ｃで示されるように交互に配置してもよい。
【００４３】
図２Ｄは、図２Ｃのフィルタ部材１４の変形例である。
図２Ｄでは、フィルタ部材１４を、２枚の緑色に相当する波長の光の偏光方向のみを変えるフィルタ１６ａ，１６ｂと、２枚の赤色に相当する波長の光の偏光方向のみを変えるフィルタ２８ａ，２８ｂとで構成している。
【００４４】
なお、フィルタ部材１４を４つ以上のフィルタを用いて構成することもできる。
次に、図２Ｅを参照しながら、円筒のドラム状に構成をしたカラーセレクトドラム５０を記載する。カラーセレクトドラム５０もカラーセレクトホイール１３と同様の役割を果たす。
【００４５】
図２Ｅは、円筒のドラム状のカラーセレクトドラムを例示している。
円筒状のカラーセレクトドラム５０に異なる種類のフィルタを備え、円筒の中心軸を中心にして回転する構成としている。図２Ｅでは、平面図で示しているように２枚の青色に相当する波長の光の偏光方向のみを変えるフィルタ１５ａ，１５ｂと、２枚の緑色に相当する波長の光の偏光方向のみを変えるフィルタ１６ａ，１６ｂを備えて、円筒の形状にさせている。図２Ｅでは、特に、青色に相当する波長の光の偏光方向のみを変えるフィルタ１５ａ，１５ｂと緑色に相当する波長の光の偏光方向のみを変えるフィルタ１６ａ，１６ｂを交互に配置している。また、この円筒は、円筒の中心軸に対して図２Ｅで示している回転方向の矢印方向に回転するとしている。
【００４６】
円筒を外部から見た円筒の側面図では、入射光が矢印方向から円筒内に入射して各フィルタ１５ａ，１５ｂ，１６ａ，１６ｂのいずれかを通過し、円筒内の不図示のミラーなどによって矢印方向に反射されるような構成を示している。ここで、入射光がこの円筒の外部から内部に入射する際に、青色に相当する波長の光の偏光方向のみを変えるフィルタ１５ａを透過することによって、入射光のなかで青色に相当する波長の光の偏向方向のみが変えられる。ここでの入射光の偏光方向は各フィルタの基準軸方向と一致しており、この各フィルタの基準軸方向から光を入射すると、各フィルタに対応する光の特定の波長の偏光方向を最も効率良く変えることができる。ここで、もし各フィルタの基準軸方向と入射光の偏光方向の相対的な位置関係がずれると光における特定の波長の偏光方向を変換する機能が劣化する。例えば、偏光方向を９０度回転させることを目的としている光の特定の波長域がずれてしまったり、入射光の透過率が落ちるなどの劣化を生じる。しかしながら、図２Ｅで示されるように、カラーセレクトホイールを円筒のドラム状にすることで、入射光の偏光方向と各フィルタの基準軸方向の相対的な位置関係が一定となり、光における特定の波長の偏光方向を変換する作用の劣化を抑制できる。
【００４７】
円筒の内部を見た円筒の側面図では、円筒と一体となって回転する光の反射部材５１を示している。この反射部材５１は、例えば、ミラーである。この反射部材５１は、入射光が各フィルタを通過した光路上に設けられている。そして、この反射部材５１を適切な一定の角度で設けることで、円筒と同時に回転されても特定の一方向に入射光が反射される。
【００４８】
一方で、円筒の内部を見た円筒の側面図の他の構成例としては、円筒と分離されて設けられている光の反射部材５２を示している。この反射部材５２も、例えば、ミラーであり、反射部材５１と同様に入射光が各フィルタを通過した光路上に設けられている。この反射部材５２を適切な一定の角度で円筒と分離して設けることで、円筒が回転する／しないによらず、入射光を特定の一方向に反射することができる。なお、この図２Ｅで図示している入射光の入射方向と反射部材５１、５２による反射方向は逆であっても構わない。すなわち、図示されている反射光の方向から入射して、図示されている入射光の方向に光を反射しても構わない。
【００４９】
以上をふまえて、フィルタ部材１４のフィルタの数、フィルタの形状、各フィルタの光の偏光方向を変換する特性、フィルタ部材１４におけるフィルタ配置、フィルタの切り替え方式（回転方式やスライド方式）、フィルタ部材１４自体の形態などは、後述する図１の構成を含めてそれぞれ適宜選択すること、あるいは、変更することが可能である。同様のフィルタおよび形態の変更がカラーセレクトドラム５０においても可能である。
【００５０】
ＴＩＲ（Ｔｏｔａｌ  Ｉｎｔｅｒｎａｌ  Ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ）プリズム２４は、第１プリズム１７と第２プリズム１８の２つの三角プリズムによって構成される。そして、第１プリズム１７は、入射した光を全反射する役割を果たす。例えば、第１プリズム１７は、臨界角以上で入射した光を反射型の空間光変調器に入射する光路にむけて全反射する。全反射した光は、反射型の空間光変調器によって変調されて、ＴＩＲプリズム２４の第２プリズム１８に向けて反射される。そして、第２プリズム１８は、臨界角以下で入射する反射型の空間光変調器で変調された反射光を透過する。このとき、ＴＩＲプリズム２４を透過する光がＰ偏光の場合は、ＴＩＲプリズム２４を透過する光がＳ偏向の場合よりも光の透過率が高くなる。このことは、小檜山光信著「光学薄膜の基礎理論」の図２．７臨界角に記載されている内容により裏付けられる。よって、実施形態１では、投影される光の光量の損失を最小にするために、ＴＩＲプリズム２４の第２プリズム１８を透過するＰ偏向の光をスクリーンに投影するような光学構成を示している。本明細書におけるＴＩＲプリズム２４の代わりに一般的なミラーを用いてもよい。
【００５１】
ダイクロイックプリズム２５は、ダイクロイックプリズム２５内における光の透過／反射面（例えば、ダイクロイック膜）２０で、特定の波長の光のみを透過し、それ以外の波長の光を反射する役割を果たす。本明細書中では、このような光の波長に基づいて透過／反射する部材を波長透過／反射部材とよぶ。また、波長透過／選択部材として、２つのプリズムを接合して、各プリズムの接合部における光の透過／反射面にダイクロイックコーティングを施した部材を用いてもよい。さらに、ダイクロイックプリズム２５の代わりにダイクロイックミラーを用いてもよい。なお、逆に、波長透過／選択部材、例えば図１におけるダイクロイックプリズム２５を特定の波長の光のみを反射し、それ以外の波長の光を透過するように構成することも可能である。
【００５２】
空間光変調器２６は、不図示の制御回路から受信した制御信号に対応して入射した光を変調する役割を果たす。空間光変調器２６には、例えば、反射型のＬＣＯＳ（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｏｎ  Ｓｉｌｉｃｏｎ）やミラーデバイスなどがあるが、それに限定されない。実施の形態１の２板式投影装置では、空間光変調器２６としてミラーデバイス２１，２２を用いている。なお、この空間光変調器２６を複数備えている投影装置は多板式投影装置と言え、空間光変調器を１つ備えている投影装置は単板式投影装置と言える。実施の形態１の投影装置１０ａは、ミラーデバイス２１，２２を２つ備えているので多板式投影装置である。
【００５３】
不図示の空間光変調器２６を制御する制御回路は、空間光変調器２６に画像信号に基づいて生成した制御信号を送り、空間光変調器２６を構成しているそれぞれの光変調素子、例えばミラーデバイスを構成しているそれぞれのミラーや液晶デバイスを構成している液晶の動作などを制御する役割を果たす。また、空間光変調器２６とカラーセレクトホイール１３におけるフィルタ部材１４の回転やスライドなど、もしくは、カラーセレクトドラム５０の回転などのフィルタを切り替える駆動タイミングとを同期制御することもできる。なお、この空間光変調器２６とカラーセレクトホイール１３におけるフィルタ部材１４の駆動タイミングとの同期制御、もしくは、空間光変調器２６とカラーセレクトドラム５０の駆動タイミングとの同期制御は別の回路を備えて行うこともできる。
【００５４】
第２の偏光素子２３は、特定の偏光方向を有する光のみを透過し、それ以外の偏光方向を有する光を透過しない役割を果たす。第２の偏光素子２３は、第１の偏光素子１２と同じ部材で構成されてもよい。
【００５５】
不図示の投影レンズは、スクリーンにむけて偏光を拡大して投影する役割を果たす。
以上の構成部を含んで図１の２板式投影装置１０ａは構成されている。
次に、図１の２板式投影装置１０ａを用いたカラー画像の投影原理を説明する。
【００５６】
図１の２板式投影装置１０ａにおいて、光源１１は複数の波長および複数の偏光方向を含む光を発する。光源１１から発した光は、光の特定の偏光方向のみに揃える、あるいは、ランダム偏光を特定の偏光方向を有する光に変換する第１の偏光素子（もしくは偏光変換光学系）１２に入射する。図１では、例えば、Ｐ偏光だけを透過するように第１の偏光素子１２を構成している。光源１１から発した光は、第１の偏光素子１２を透過することで全ての波長の光がＰ偏光となる。
【００５７】
第１の偏光素子１２を透過したＰ偏光の光は、カラーセレクトホイール１３に入射する。図１のカラーセレクトホイール１３は、光の進行方向と垂直な面で回転可能な円形状のフィルタ部材１４からなる。ここでのフィルタ部材１４は、赤色の波長の光、緑色の波長の光、および青色の波長の光のいずれか１つの光の偏光方向のみを変換できるフィルタを少なく一つを含むことによって構成されている。図１では、フィルタ部材１４を、２枚の青色の波長の光の偏光方向のみをＰ偏光からＳ偏光に変えるフィルタ１５ａ，１５ｂと、２枚の緑色の波長の光の偏光方向のみをＰ偏光からＳ偏光に変えるフィルタ１６ａ，１６ｂとを交互に配置するによって構成されている。そして、図１では、上述の不図示の制御回路によって、ミラーデバイス２１，２２の制御と各フィルタ１５ａ，１５ｂ，１６ａ，１６ｂの回転、すなわち各フィルタ１５ａ，１５ｂ，１６ａ，１６ｂの切り替えタイミングが同期制御されている。
【００５８】
次に、図１において、カラーセレクトホイール１３の青色の波長の光の偏光方向のみをＰ偏光からＳ偏光に変えるフィルタ１５ａによって入射光における青色の波長の光の偏光方向のみをＰ偏光からＳ偏光に変える場合について記載する。
【００５９】
カラーセレクトホイール１３は、青色の波長の光の偏光方向のみをＰ偏光からＳ偏光に変えるフィルタ１５ａによって、入射した全てＰ偏光の光の中でも青色の波長の光の偏光方向のみをＰ偏光からＳ偏光に変える。すなわち、光の原色に基づくと、青色の波長の光はＳ偏光になり、赤色の波長の光および緑色の波長の光はＰ偏光を維持する。
【００６０】
青色の波長の光のみがＳ偏光となった光は、ＴＩＲ（Ｔｏｔａｌ  Ｉｎｔｅｒｎａｌ  Ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ）プリズム２４の第１プリズム１７に臨界角以上で入射する。そして、第１プリズム１７によってＳ偏光を含む光は、ダイクロイックプリズム２５にむけて全反射される。図１では、ダイクロイックプリズム２５内の透過／反射面２０を、赤色の波長の光を反射し、それ以外の波長の光を透過するような構成としている。
【００６１】
Ｓ偏光を含む光が入射したダイクロイックプリズム２５では、その透過／反射面２０でＳ偏光を含む光のうちの赤色の波長の光を反射し、それ以外の波長の光（すなわち青色の波長の光と緑色の波長の光）を透過する。そして、Ｐ偏光の赤色の光がダイクロイックプリズム２５の側面に設けられたミラーデバイス２２に入射し、一方でＳ偏光の青色の波長の光とＰ偏光の緑色の波長の光もダイクロイックプリズム２５の側面に設けられたもう片方のミラーデバイス２１に入射する。
【００６２】
各ミラーデバイス２１，２２は、不図示の制御回路から受信した各色の波長の光に対応する画像信号に基づいて生成された制御信号に基づいて入射された光を変調する。
ここで、赤色の波長の光が入射したミラーデバイス２２では、常時、赤色の波長の光に対応する画像信号に基づいて生成された制御信号に基づいて赤色の波長の光を変調する。
【００６３】
一方で、異なる偏光方向（Ｐ偏光とＳ偏光）が混在している青色の波長の光と緑色の波長の光が入射したミラーデバイス２１は、不図示の制御回路によってカラーセレクトホイール１３の各フィルタ１５ａ，１５ｂ，１６ａ，１６ｂの回転タイミングと同期制御される。すなわち、図１では、ミラーデバイス２１によって光を変調する制御が青色の波長の光の偏光方向のみをＰ偏光からＳ偏光に変えるフィルタ１５ａに同期して行われる。そして、図１では、カラーセレクトホイール１３で青色の波長の光をＳ偏光にしたので、不図示の制御回路は、その逆のＰ偏光の緑色の波長の光に基づいた画像信号に基づいて生成された制御信号をミラーデバイス２１に送信する。ここで緑色の波長の光を変調の対象とするのは、後に青色の波長の光を除去するためである。そして、青色の波長の光と緑色の波長の光が入射したミラーデバイス２１は、受信した緑の波長の光に基づく制御信号にしたがって入射した青色の波長の光と緑色の波長の光を変調する。
【００６４】
各ミラーデバイス２１，２２によって変調された各光は、各ミラーデバイス２１，２２を構成しているミラーによって再びダイクロイックプリズム２５にむけて反射され、再びダイクロイックプリズム２５に入射する。その後、各光は、ダイクロイックプリズム２５内の透過／反射面２０に達し、前回同様に赤色の波長の光は透過／反射面２０で反射され、青色の波長の光と緑色の波長の光は透過／反射面２０を透過する。
【００６５】
ここで、赤色の波長の光の反射する光軸および青色の波長の光と緑色の波長の光の透過する光軸が同一の光軸になるように構成をしておくことで各色の波長の光が合成される。合成された光は、ＴＩＲプリズム２４の第２プリズム１８にむけて進む。
【００６６】
そして、合成された光は、ＴＩＲプリズム２４の第２プリズム１８に臨界角以下で入射することで第２プリズム１８を透過し、第２の偏光素子２３に入射する。ここで、第２の偏光素子２３は特定の偏光方向の光のみを透過するように構成されている。例えば、図１では、Ｓ偏光の光を透過せず、Ｐ偏光を透過するように構成されている。その結果、Ｓ偏光の青色の波長の光は第２の偏光素子２３を透過せず、一方で、Ｐ偏光の赤色の波長の光および緑色の波長の光は透過する。
【００６７】
第２の偏光素子２３を透過したＰ偏光の赤色の波長の光および緑色の波長の光は、不図示の投影レンズを含む投影光学系を介して不図示のスクリーンにＰ偏光に揃っている赤色の波長の光と緑色の波長の光が投影されることで画像が表示される。
【００６８】
また、カラーセレクトホイール１３のフィルタ部材１４をミラーデバイス２１の制御と同期して回転させ、光路上に緑色の波長の光の偏光方向のみをＰ偏光からＳ偏光に変えるフィルタ１６ａを配置することによって、同様の行程を経て赤色の波長の光および青色の波長の光をスクリーンに投影することができる。
【００６９】
このように、カラーセレクトホイール１３のフィルタ部材１４を回転させることで、変調された青色の波長の光と変調された緑色の波長の光を交互に投影することができる。そして、赤色の波長の光が常に投影され、青色の波長の光と緑色の波長の光に対応するサブフレームの時間にしたがって青色の波長の光と緑色の波長の光が交互に投影されることでＰ偏光に揃ったカラー画像を投影することができる。
【００７０】
なお、光源１１として、水銀ランプ光源を用いている場合、水銀ランプから出力される光は赤色の波長の光が不足しているので、常に赤色の波長の光を変調するような上記の構成を行うことが特に望ましい。
【００７１】
以上が、図１の２板式投影装置１０ａを用いてカラー画像を投影する投影原理である。
ここで、カラーセレクトホイール１３の各フィルタを適宜代えて、順次投影する光の色などを変えたりすることもできる。各空間光変調器２６で変調する光の色などを変えてもよい。また、カラーセレクトホイール１３の代わりに上述のカラーセレクトドラム５０を用いてもよい。
【００７２】
なお、光源１１の光を特定の偏光方向に変換する第１の偏光素子１２によっては、Ｐ偏光に変換する代わりにＳ偏光に変換することができる。そして、カラーセレクトホイール１３のフィルタ部材１４に赤色の波長の光、緑色の波長の光、青色の波長の光のいずれかの偏光をＳ偏光からＰ偏光に変換する少なくとも一つのフィルタを備えることで、赤色の波長の光、緑色の波長の光、青色の波長の光のいずれかのＳ偏光の光をＰ偏光の光にすることができる。それから、Ｓ偏光の光のみを透過するように構成された第２の偏光素子２３を用いることで、Ｐ偏光に変換された赤色の波長の光、緑色の波長の光、青色の波長の光のいずれかの光を透過しないようにすることができる。
【００７３】
このような構成をして上述と同様の行程を経ることで、Ｓ偏光の赤色の波長の光、緑色の波長の光、青色の波長の光のうち、いずれかの一色の波長の光を一方の空間光変調器２６（図１におけるミラーデバイス２２）で変調して常に投影し、残りの２色の波長の光をもう一方の空間光変調器２６（図１におけるミラーデバイス２１）で交互に変調して、赤色の波長の光、緑色の波長の光、青色の波長の光のうちの偏光方向の揃った２色の光をスクリーンに投影することができる。そして、カラーセレクトホイール１３を２つの空間光変調器２６と同期して回転させて、一方の空間光変調器２６（図１におけるミラーデバイス２１）で変調する各光を交互に投影することでＳ偏光に揃ったカラー画像を投影することができる。
【００７４】
カラーセレクトホイール１３の代わりに上述のカラーセレクトドラム５０を用いてもよい。
次に、図１の２板式投影装置１０ａの変形例を説明する。
【００７５】
第１の変形例は、第２の偏光素子２３の配置を変えている例である。
図３は、図１の第２の偏光素子２３の配置を変えた２板式投影装置１０ｂの構成図である。
【００７６】
図３では、図１で示した第２の偏光素子２３の配置とは異なり、カラーセレクトホイール１３とＴＩＲプリズム２４の第１プリズム１７の間に第２の偏光素子２３ｂを配置している。
【００７７】
基本的に第２の偏光素子２３は、カラーセレクトホイール１３の後段からスクリーンまでの間における少なくとも２種類の偏光方向を含んでいる光の光路に配置すればよい。
なお、本明細書の第１の偏光素子１２および第２の偏光素子２３として特定の偏光方向の光だけを透過するように複数の光学素子からなる偏光分離光学系を構成してもよい。
【００７８】
図３の他の構成部については、図１と同様であるので説明を省略する。
図３に示しているように２板式投影装置を構成した場合の簡単な投影原理を記載する。
図３では、カラーセレクトホイール１３のすぐ後段に第２の偏光素子２３ｂを配置している。そして、カラーセレクトホイール１３によって偏光方向がＳ偏光に変換された青色の波長の光を第２の偏光素子２３ｂで透過しないようにしている。このように第２の偏光素子２３ｂを配置することで、この第２の偏光素子２３ｂを透過後の光は、赤色と緑色の波長の光だけとなる。
【００７９】
そして、赤色の波長の光および緑色の波長の光だけとなった光は、図１と同様に、ダイクロイックプリズム２５の透過／反射面２０で赤色の波長の光は反射され、一方で緑色の波長の光は透過する。それから、赤色の波長の光と緑色の波長の光は、それぞれの光に対応する各ミラーデバイス２１，２２に入射する。各ミラーデバイス２１，２２は、図１で記載したように各光に対応する制御信号に基づいて各光を変調して、再びダイクロイックプリズム２５にむけて反射する。そして、図１と同様に、ダイクロイックプリズム２５の透過／反射面２０で変調された各光が重なり、合成された各光がＴＩＲプリズム２４の第２プリズム１８を透過し、投影光学系を介してスクリーンに投影される。
【００８０】
図１と同様に、このような投影は、赤色の波長の光および緑色の波長の光に限らず、カラーセレクトホイール１３のフィルタ部材１４をミラーデバイス２１，２２の制御と同期させて回転することによって、同様の行程を経て、赤色の波長の光および青色の波長の光をスクリーンに投影することができる。
【００８１】
そして、どちらか一方の空間光変調器２６（図３におけるミラーデバイス２１もしくはミラーデバイス２２）で変調する各光に対応するサブフレームの時間にしたがってカラーセレクトホイール１３がミラーデバイス２１，２２と同期して回転され、各光を交互に変調することでカラー画像を投影することができる。
【００８２】
このように第２の偏光素子２３の配置を変えた構成を行ってもカラー画像を投影することができる。
第２の変形例は、カラーセレクトホイール１３の配置を変えている例である。
【００８３】
基本的にカラーセレクトホイール１３のフィルタ部材１４は、第１の偏光素子１２と第２の偏光素子２３の間におけるフィルタ部材１４で偏光方向を変換する光を含んでいる光の光路に配置されればよい。
【００８４】
第３の変形例は、図１のＴＩＲプリズム２４を他の光学素子に代える例である。
例えば、ＴＩＲプリズム２４の代わりにハーフミラーを用いた構成をしてもよい。
ハーフミラーの一種として、ＰＢＳ（Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ  Ｂｅａｍ  Ｓｐｌｉｔｔｅｒ）プリズムがある。ＰＢＳプリズムは、ＰＢＳプリズム内部の光の透過／反射面で特定の偏光方向を有する光のみを透過し、それ以外の偏光方向を有する光を反射する役割を果たす。このような光を偏光方向に基づいて透過／反射する部材を本明細書では、偏光方向透過／反射部材とよぶ。この偏光透過／反射部材には、他にＰＢＳミラーやワイヤグリッドなどがある。
【００８５】
ここで、ＰＢＳプリズムをＴＩＲプリズム２４の代わりに用いることで、カラーセレクトホイール１３で偏光方向の変わった光をＰＢＳプリズムの透過／反射面で特定の偏光方向を有する光のみ（例えば、Ｐ偏光の光）を透過して除去し、それ以外の偏光方向を有する光（例えば、Ｓ偏光の光）を反射することができる。そのため、図３におけるＴＩＲプリズム２４と第２の偏光素子２３の役割を兼ねることができる。
【００８６】
例えば、図１の構成の２板式の投影装置において、ＴＩＲプリズム２４の代わりにＰＢＳプリズムを用い、ＰＢＳプリズムの透過／反射面をＰ偏光を透過し、Ｓ偏光を反射するような構成をすることで画像を投影することもできる。（図５Ａを参照）
さらに、他の構成部材を適宜追加して投影装置を構成し、画像を投影することができる。
【００８７】
例えば、ダイクロイックプリズムとミラーデバイス２１，２２の間に波長板であるλ／４板を配置するような構成をする。このような構成をすることで、カラーセレクトホイール１３を透過してＰＢＳプリズムの透過／反射面で反射されたＳ偏光の赤色の波長の光と緑色の波長の光が、ダイクロイックプリズム２５に入射する。ダイクロイックプリズム２５に入射した光は、ダイクロイックプリズム２５の透過／反射面２０で、赤色の波長の光は反射され、緑色の波長の光が透過する。そして、各光は、各光に対応しているミラーデバイス２１，２２で変調される。変調された光はλ／４板を往復するのでＳ偏光からＰ偏光に変換されＰＢＳプリズムを透過する。そして、変調された光がダイクロイックプリズム２５とＰＢＳプリズムと投影光学系を介してスクリーンに投影される。このような構成をする場合、第２の偏光素子２３は必ずしも必要ではない。もし第２の偏光素子２３をＰＢＳプリズムより後段の光路に配置する場合は、第２の偏光素子２３を確実に特定の偏光方向以外の光を透過しないようなクリーンアップ偏光素子として用いることができる。
【００８８】
第４の変形例として、ＴＩＲプリズムを除いて、カラーセレクトホイール１３を透過した光が、直接、ダイクロイックプリズムに入射されるようにすることができる。すなわち、ＴＩＲプリズム２４を用いない構成にすることもできる。
【００８９】
第５の変形例として、カラーセレクトホイール１３を複数用いて投影装置を構成することができる。
図４Ａは、図１のカラーセレクトホイール１３を複数用いた２板式投影装置１０ｃの構成図である。
【００９０】
図４Ａでは、図１で示したＴＩＲプリズム２４と第２の偏光素子２３の間の光路上に第２のカラーセレクトホイール１３ｃを備えている。
基本的に第２のカラーセレクトホイール１３ｃは、第１のカラーセレクトホイール１３の後段から第２の偏光素子２３までの間における少なくとも２種類の偏光方向（例えば、Ｐ偏光とＳ偏光）の光を含んでいる光路に配置すればよい。また、図４Ａでは、第２のカラーセレクトホイール１３ｃのフィルタ部材１４ｃを赤色の波長の光のみをＰ偏光からＳ偏光に変えるフィルタ２８ｃと、緑色の波長の光のみをＰ偏光からＳ偏光に変えるフィルタ１６ｃと、青色の波長の光のみをＰ偏光からＳ偏光に変えるフィルタ１５ｃで構成している。
【００９１】
そして、図１で示したダイクロイックプリズム２５の代わりに、ＰＢＳプリズム３０を用いている。もちろん、図１のようにダイクロイックプリズム２５であっても構わない。
また、第２の偏光素子２３の透過させる偏光方向を第１の偏光素子１２の透過させる偏光方向と相反するように構成する。すなわち、第１の偏光素子１２をＰ偏光のみを透過するように構成していた場合、第２の偏光素子２３をＳ偏光のみを透過するように構成する。
【００９２】
図４Ａの他の構成部については、図１と同様であるので説明を省略する。
図４Ａの２板式投影装置１０ｃによる画像の投影原理を記載する。
図４Ａの２板式投影装置１０ｃでは、カラーセレクトホイール１３によってＳ偏光に変化した青色の波長の光を含む光をＴＩＲプリズム２４の第１プリズム１７を介してＰＢＳプリズム３０にむけて反射する。ここで、図４ＡにおけるＰＢＳプリズム３０は、ＰＢＳプリズム３０内の光の透過／反射面３１をＳ偏光の光を反射し、Ｐ偏光の光を透過するように構成している。
【００９３】
そして、ＰＢＳプリズム３０に入射したＳ偏光の青色の波長の光を含む光は、ＰＢＳプリズム３０における透過／反射面３１で反射され、Ｐ偏光の赤色の光と緑色の光が透過する。
【００９４】
Ｓ偏光の青色の波長の光およびＰ偏光の赤色と緑色の波長の光が、ＰＢＳプリズム３０の側面に備えられた各色の波長の光に対応する各ミラーデバイス２１，２２に入射する。各ミラーデバイス２１，２２では、各色の波長の光を各色の光に対応する画像データに基づいて生成された制御信号に基づいて変調して、再びＰＢＳプリズム３０にむけて反射する。
【００９５】
各ミラーデバイス２１，２２は、不図示の制御回路から受信した各色の波長の光に対応する画像信号に基づいて生成された制御信号に基づいて入射した光を変調する。
ここで、Ｓ偏光の青色の波長の光が入射したミラーデバイス２２は、青色の波長の光に対応する画像信号に基づいて生成された制御信号に基づいて青色の波長の光を変調する。ここでの画像信号は、第１のカラーセレクトホイール１３で異なる偏光に変換した１色の光（図４Ａでは、Ｐ偏光からＳ偏光に変換した青色の波長の光）に対応した画像信号である。
【００９６】
一方で、Ｐ偏光の赤色の波長の光と緑色の波長の光が入射したミラーデバイス２１は、不図示の制御回路によって第２のカラーセレクトホイール１３ｃの各フィルタ１５ｃ，１６ｃ，２８ｃの回転タイミングと同期制御される。そして、第２のカラーセレクトホイール１３ｃをＰ偏光の赤色の波長の光をＳ偏光に変換するフィルタ２８ｃとしている場合、不図示の制御回路は、その赤色の波長の光に基づいた画像信号に基づいて生成された制御信号をミラーデバイス２１に送信する。ここで赤色の波長の光を変調の対象とするのは、後に緑色の波長の光を除去するためである。そして、赤色の波長の光と緑色の波長の光が入射したミラーデバイス２１は、受信した赤の波長の光に基づいた画像信号に対応した制御信号にしたがって入射した赤色の波長の光と緑色の波長の光を変調する。
【００９７】
反射されて再びＰＢＳプリズム３０に入射した各色の波長の光は、ＰＢＳプリズム３０における透過／反射面３１に達し、Ｓ偏光の青色の波長の光は反射され、Ｐ偏光の赤色の光と緑色の光は透過する。ここで、ＰＢＳプリズム３０における光の透過／反射面３１で反射された青色の波長の光の光路と透過した赤色の波長の光と緑色の光の光路を同一光軸になるようにしておくことでそれぞれ変調された各色の波長の光が合成される。合成された光は、ＴＩＲプリズム２４の第２プリズム１８を透過して、第２のカラーセレクトホイール１３ｃに入射する。そして、第２のカラーセレクトホイール１３ｃを赤色の波長の光のみをＰ偏光からＳ偏光に変えるフィルタ２８ｃとしていた場合、合成された光のうちのＰ偏光である赤色の波長の光がＳ偏光に変換される。これによって、合成された光は、Ｓ偏光の青色の波長の光と赤色の波長の光と、Ｐ偏光の緑色の波長の光を含むようになる。
【００９８】
第２のカラーセレクトホイール１３ｃを透過した光は、さらに第２の偏光素子２３に入射する。図４Ａでは、Ｐ偏光の光を透過せず、Ｓ偏光を透過するように第２の偏光素子２３を構成している。よって、Ｐ偏光の緑色の波長の光は第２の偏光素子２３を透過せず、Ｓ偏光の青色の波長の光および赤色の波長の光は透過することができる。その結果、第２の偏光素子２３を透過したＳ偏光に揃った青色の波長の光および赤色の波長の光が、不図示の投影光学系を介してスクリーンに投影される。
【００９９】
このような投影は、青色の波長の光および赤色の波長の光に限らず、第１のカラーセレクトホイール１３のフィルタ部材１４と第２のカラーセレクトホイール１３ｃのフィルタ部材１４ｃをミラーデバイス２１，２２の制御と同期して回転することによって、同様の行程を経て青色の波長の光および緑色の波長の光などの２色の光を同時に投影することができる。
【０１００】
そして、ミラーデバイス２１で変調される各色の波長に対応するサブフレームの時間にしたがいミラーデバイス２１の制御と同期して第１のカラーセレクトホイール１３，第２のカラーセレクトホイール１３ｃが回転することで、ミラーデバイス２１における各色の波長の光が交互に投影され、カラー画像を投影することができる。
【０１０１】
このように複数のカラーセレクトホイールを含んだ構成を行ってもカラー画像を投影することができる。複数のカラーセレクトホイールの代わりに複数のカラーセレクトドラムを用いても構わない。
【０１０２】
ここで、第１のカラーセレクトホイール１３のフィルタや第２のカラーセレクトホイール１３ｃのフィルタを変えて、順次投影する光の種類（光の色など）を変えたり、各空間光変調器２６で変調する光の種類（光の色など）を変えたりすることもできる。
【０１０３】
なお、実施の形態１において、不図示の投影光学系と第２の偏光素子２３の順序を入れ変える。そして、先に投影光学系に光を入射するようにして第２の偏光素子によって特定の偏光方向を有する光だけを透過するように構成してもよい。
【０１０４】
第６の変形例は、カラーセレクトホイール１３とカラーリンク社の“カラーセレクト” などの波長選択性偏光素子４２を併用している例である。
図４Ｂは、図１のカラーセレクトホイール１３と波長選択性偏光素子４２を併用している２板式投影装置１０ｄの構成図である。
【０１０５】
図４Ｂでは、図１で示したＴＩＲプリズム２４と第２の偏光素子２３の間の光路上に波長選択性偏光素子４２を備えている。
基本的に波長選択性偏光素子４２は、カラーセレクトホイール１３の後段から第２の偏光素子２３までの間における少なくとも２種類の偏光方向（例えば、Ｐ偏光とＳ偏光）の光を含んでいる光路に配置すればよい。また、図４Ｂでは、波長選択性偏光素子４２を赤色の波長の光のみをＰ偏光からＳ偏光に変えるように構成している。
【０１０６】
図４Ｂの他の構成部については、図４Ａと同様であるので説明を省略する。
図４Ｂの２板式投影装置１０ｄによる画像の投影原理を記載する。
図４Ｂの２板式投影装置１０ｄでは、カラーセレクトホイール１３によってＳ偏光に変化した青色の波長の光を含む光をＴＩＲプリズム２４の第１プリズム１７を介してＰＢＳプリズム３０にむけて反射する。ここで、図４ＢにおけるＰＢＳプリズム３０は、ＰＢＳプリズム３０内の光の透過／反射面３１をＳ偏光の光を反射し、Ｐ偏光の光を透過するように構成している。
【０１０７】
そして、ＰＢＳプリズム３０に入射したＳ偏光の青色の波長の光を含む光は、ＰＢＳプリズム３０における透過／反射面３１で、Ｓ偏光の青色の波長の光が反射され、Ｐ偏光の赤色の光と緑色の光が透過する。
【０１０８】
Ｓ偏光の青色の波長の光およびＰ偏光の赤色と緑色の波長の光が、ＰＢＳプリズム３０の側面に備えられた各色の波長の光に対応する各ミラーデバイス２１，２２に入射する。各ミラーデバイス２１，２２は、不図示の制御回路から受信した各色の光に対応する画像データに基づいて生成された制御信号により各色の波長の光を変調して、再びＰＢＳプリズム３０にむけて変調したそれぞれの光を反射する。
【０１０９】
ここで、Ｓ偏光の青色の波長の光が入射したミラーデバイス２２では、青色の波長の光に対応する画像信号に基づいて生成された制御信号により青色の波長の光を変調する。ここでの画像信号は、第１のカラーセレクトホイール１３で異なる偏光に変換した１色の光（図４ＢにおけるＰ偏光からＳ偏光に変換した青色の波長の光）に対応した画像信号である。
【０１１０】
一方で、波長選択性偏光素子４２をＰ偏光の赤色の波長の光をＳ偏光に変換する構成としている場合、不図示の制御回路は、Ｐ偏光の赤色の波長の光と緑色の波長の光が入射したミラーデバイス２１に、赤色の波長の光に基づいた画像信号に基づいて生成された制御信号を送信する。ここで赤色の波長の光を変調の対象とするのは、後に緑色の波長の光を除去するためである。そして、赤色の波長の光と緑色の波長の光が入射したミラーデバイス２１は、受信した赤の波長の光に基づいた画像信号に対応した制御信号にしたがって入射した赤色の波長の光と緑色の波長の光を変調して、変調した光を再びＰＢＳプリズム３０にむけて反射する。
【０１１１】
再びＰＢＳプリズム３０に入射した各色の波長の光は、ＰＢＳプリズム３０における透過／反射面３１に達し、Ｓ偏光の青色の波長の光は反射され、Ｐ偏光の赤色の光と緑色の光が透過する。ここで、ＰＢＳプリズム３０における光の透過／反射面３１で反射された青色の波長の光の光路と透過した赤色の波長の光と緑色の光の光路を同一光軸になるようにしておくことでそれぞれ変調された各色の波長の光が合成される。合成された光は、ＴＩＲプリズム２４の第２プリズム１８を透過して、波長選択性偏光素子４２に入射する。図４Ｂでは、波長選択性偏光素子４２を赤色の波長の光のみをＰ偏光からＳ偏光に変えるように構成しているので、合成された光が波長選択性偏光素子４２を透過することで、合成された光のうちのＰ偏光である赤色の波長の光がＳ偏光に変換される。これによって、合成された光は、Ｓ偏光の青色の波長の光と赤色の波長の光と、Ｐ偏光の緑色の波長の光を含むようになる。
【０１１２】
波長選択性偏光素子４２を透過した光は、さらに第２の偏光素子２３に入射する。図４Ｂでは、Ｐ偏光の光を透過せず、Ｓ偏光を透過するように第２の偏光素子２３を構成している。よって、Ｐ偏光の緑色の波長の光は第２の偏光素子２３を透過せず、Ｓ偏光の青色の波長の光および赤色の波長の光は透過することができる。その結果、第２の偏光素子２３を透過したＳ偏光に揃った青色の波長の光および赤色の波長の光が、不図示の投影光学系を介してスクリーンに投影される。
【０１１３】
このような投影は、青色の波長の光および赤色の波長の光に限らず、第１のカラーセレクトホイール１３のフィルタ部材１４を回転させることによってミラーデバイス２２で緑色のＳ偏光を変調して、同様の行程を経て緑色の波長の光および赤色の波長の光を投影することができる。この場合、Ｓ偏光の緑色の波長の光が入射するミラーデバイス２２では、第１のカラーセレクトホイール１３の回転と同期して送信される緑色の波長の光に対応する画像信号に基づいて生成された制御信号により緑色の波長の光を変調する。
【０１１４】
そして、ミラーデバイス２２で変調される各色の波長に対応するサブフレームの時間にしたがいミラーデバイス２２の制御と同期して第１のカラーセレクトホイール１３を回転させる。そして、ミラーデバイス２２における各色の波長の光が交互に投影されることでカラー画像を投影することができる。
【０１１５】
このようにカラーセレクトホイールと波長選択性偏光素子を併用した構成を行ってもカラー画像を投影することができる。
ここで、第１のカラーセレクトホイール１３のフィルタや波長選択性偏光素子４２を変えて、順次投影する光の種類（光の色など）を変えたり、各空間光変調器２６で変調する光の種類（光の色、光の偏向方向など）を変えたりすることもできる。
【０１１６】
なお、実施の形態１において、不図示の投影光学系と第２の偏光素子２３の順序を入れ変える。そして、先に投影光学系に光を入射するようにして第２の偏光素子によって特定の偏光方向を有する光だけを透過するように構成してもよい。
【０１１７】
以上のような実施の形態１の構成をすることで偏光の偏光方向を適切に保って画像を投影することができる。そして、偏光方向を適切に保った光を偏光スクリーンに投影することで画像のコントラストを向上させることができる。
［実施の形態２］
実施の形態２の多板式投影装置の構成と投影原理について説明する。
【０１１８】
実施の形態２の２板式投影装置は、実施の形態１の２板式投影装置とは異なり、反射型の空間光変調器２６としてＬＣＯＳ（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｏｎ  Ｓｉｌｉｃｏｎ）３２，３３を用いている。ＬＣＯＳは液晶表示デバイスの一つとして一般的に知られているので本明細書中での説明を省略する。
【０１１９】
そして、第２の偏光素子２３を各ＬＣＯＳ３２，３３の後段に備えた場合は、第１の偏光素子１２と第２の偏光素子２３を、それぞれ相反する偏光方向の光を透過するように構成する。すなわち、第１の偏光素子１２をＳ偏光を透過し、Ｐ偏光を透過しないように構成した場合、第２の偏光素子２３をＰ偏光を透過し、Ｓ偏光を透過しないように構成する（図５Ａを参照）。なお、第１の偏光素子１２として、偏光を特定の偏光方向を有する光に変換するような偏光変換光学系を構成してもよい。すなわち、第１の偏光素子１２としてＰ偏光をＳ偏光に変換する偏光変換光学系を構成してもよい。
【０１２０】
一方で、第２の偏光素子２３をカラーセレクトホイール１３と各ＬＣＯＳ３２，３３の前段の光路間に備えた場合は、第１の偏光素子１２と第２の偏光素子２３をそれぞれ同じ偏光方向の光を透過するように構成する。すなわち、第１の偏光素子１２をＳ偏光を透過し、Ｐ偏光を透過しないように構成した場合、第２の偏光素子２３をＳ偏光を透過し、Ｐ偏光を透過しないように構成する（図５Ｂを参照）。
【０１２１】
なお、第１の偏光素子１２として、偏光を特定の偏光方向を有する光に変換するような偏光変換光学系を構成してもよい。すなわち、第１の偏光素子１２としてＰ偏光をＳ偏光に変換する偏光変換光学系を構成してもよい。
【０１２２】
カラーセレクトホイール１３は、光の進行方向と垂直な面で回転可能な円形状のフィルタ部材１４aからなる。ここでのフィルタ部材１４aは、赤色の波長の光、緑色の波長の光、および青色の波長の光のいずれか１つの光の偏光方向のみを変換できるフィルタを少なく一つを含むことによって構成される。図５Ａおよび図５Ｂでは、フィルタ部材１４aを、２枚の青色の波長の光の偏光方向のみをＳ偏光からＰ偏光に変えるフィルタ１５ｓ，１５ｔと、２枚の緑色の波長の光の偏光方向のみをＳ偏光からＰ偏光に変えるフィルタ１６ｓ，１６ｔとを交互に配置するによって構成している。そして、図５Ａおよび図５Ｂでは、上述の不図示の制御回路によって、各ＬＣＯＳ３２，３３の制御と各フィルタ１５ｓ，１５ｔ，１６ｓ，１６ｔの回転、すなわち各フィルタ１５ｓ，１５ｔ，１６ｓ，１６ｔの切り替えタイミングを同期制御している。なお、カラーセレクトホイール１３の代わりに実施の形態１で述べたようなカラーセレクトドラム５０を用いてもよく、各ＬＣＯＳ３２，３３の制御とカラーセレクトドラム５０のフィルタの切り替えタイミングを同期制御することが望ましい。
【０１２３】
また、実施の形態１のＴＩＲプリズム２４の代わりにＰＢＳプリズム３０を用いている。ＰＢＳプリズム３０は、プリズム内部における光の透過／反射面３１で光の偏光方向によって特定の偏光方向を有する光のみを透過し、それ以外の偏光方向を有する光を反射する役割を果たす。また、２つのプリズムを接合して、プリズムの接合部における光の透過／反射面にＰＢＳコーティングを施してもよい。さらに、ＰＢＳプリズム３０の代わりにＰＢＳミラーやワイヤグリッドを用いてもよい。ここで逆に、特定の偏光方向を有する光のみを反射し、それ以外の偏光方向を有する光を透過するような構成をすることもできる。
【０１２４】
ＴＩＲプリズム２４の代わりにＰＢＳプリズム３０を用いる場合は、第２の偏光素子２３は必ずしも必要ではない。もし第２の偏光素子２３を配置する場合は、第２の偏光素子２３を確実に特定の偏光方向以外の光を透過しないようなクリーンアップ偏光素子として用いることができる。ただし、図１のようにＴＩＲプリズム２４を用いる場合は、第２の偏光素子２３を用いる必要がある。
【０１２５】
実施の形態２の他の構成部については、実施の形態１と同様なので説明を省略する。
図５Ａを参照して実施形態２の２板式投影装置を用いた画像の投影原理について説明する。
【０１２６】
図５Ａは、各空間光変調器を図１のミラーデバイスからＬＣＯＳに代えて、第２の偏光素子を各ＬＣＯＳの後段に備えた場合の２板式投影装置の構成である。
図５Ａの２板式投影装置５０ａにおいて、光源１１は、複数の波長および複数の偏光方向を含む光を発する。光源１１からの光は、光を特定の偏光方向を抽出するあるいはランダム偏光を特定の偏光方向を有する光に変換する第１の偏光素子（もしくは偏光変換光学系）１２に入射する。図５Ａでは、第１の偏光素子１２をＳ偏光だけを透過するように構成している。第１の偏光素子１２を透過することで全ての波長の光がＳ偏光となる。もし光源１１としてレーザー光源を用いて全ての波長の光をＳ偏光としている場合は、第１の偏光素子１２を必ずしも必要ではない。もちろん、クリーンアップ偏光素子として第１の偏光素子１２を用いてもかまわない。
【０１２７】
第１の偏光素子１２を透過したＳ偏光の光は、カラーセレクトホイール１３に入射する。図５Ａのカラーセレクトホイール１３は、光の進行方向と垂直な面で回転可能な円形状のフィルタ部材１４aからなる。ここでのフィルタ部材１４aは、赤色の波長の光、緑色の波長の光、および青色の波長の光のいずれか１つの光の偏光方向のみを変換できるフィルタを少なく一つを含むことによって構成される。図５Ａおよび図５Ｂでは、フィルタ部材１４aを、２枚の青色の波長の光の偏光方向のみをＳ偏光からＰ偏光に変えるフィルタ１５ｓ，１５ｔと、２枚の緑色の波長の光の偏光方向のみをＳ偏光からＰ偏光に変えるフィルタ１６ｓ，１６ｔとを交互に配置するによって構成している。そして、図５Ａおよび図５Ｂでは、上述の不図示の制御回路によって、各ＬＣＯＳ３２，３３の制御と各フィルタ１５ｓ，１５ｔ，１６ｓ，１６ｔの回転、すなわち各フィルタ１５ｓ，１５ｔ，１６ｓ，１６ｔの切り替えタイミングを同期制御している。
【０１２８】
図５Ａでは、青色の波長の光の偏光方向のみをＳ偏光からＰ偏光に変えるフィルタ１５ｓによって、入射光の青色の波長の光の偏光方向のみをＳ偏光からＰ偏光に変える場合を示す。
【０１２９】
カラーセレクトホイール１３は、入射した全てＳ偏光の光を青色の波長の光の偏光方向のみをＳ偏光からＰ偏光に変えるフィルタ１５ｓによって青色の波長の光の偏光方向のみをＳ偏光からＰ偏光に変換する。すなわち、光の原色に基づくと、青色の波長の光はＰ偏光になり、赤色の波長の光および緑色の波長の光はＳ偏光を維持する。
【０１３０】
青色の波長の光のみがＰ偏光となった光は、ＰＢＳプリズム３０に入射する。図５ＡにおけるＰＢＳプリズム３０の透過／反射面３１は、Ｐ偏光を透過し、Ｓ偏光を反射するように構成されている。ＰＢＳプリズム３０の透過／反射面３１によってＰ偏光の青色の波長の光は透過して除去され、それ以外の波長の光（すなわち、Ｓ偏光の赤色の波長の光と緑色の波長の光）は、ダイクロイックプリズム２５にむけて反射される。
【０１３１】
赤色の波長の光と緑色の波長の光が入射したダイクロイックプリズム２５では、その透過／反射面２０で赤色の波長の光のみを反射し、緑色の波長の光を透過する。そして、Ｓ偏光の赤色の光が、ダイクロイックプリズム２５の側面に設けられたＬＣＯＳ３３に入射し、一方でＳ偏光の緑色の波長の光もダイクロイックプリズム２５の側面に設けられたもう片方のＬＣＯＳ３２に入射する。
【０１３２】
各ＬＣＯＳ３２，３３では、不図示の制御回路から受信した画像信号に基づいて生成された制御信号にしたがって入射した各光を変調する。
ここで、赤色の波長の光が入射したＬＣＯＳ３３では、常時、赤色の波長の光に対応する制御信号に基づいて赤色の波長の光を変調する。なお、ＬＣＯＳ３３によって変調された赤色の波長の光は、Ｓ偏光からＰ偏光に変わる。
【０１３３】
一方で、緑色の波長の光が入射したＬＣＯＳ３２は、不図示の制御回路によってカラーセレクトホイール１３の各フィルタの回転タイミングと同期制御される。すなわち、図５ＡにおけるＬＣＯＳ３２，３３による光の変調制御が、青色の波長の光の偏光方向のみをＳ偏光からＰ偏光に変えるフィルタの回転タイミングに同期して行われる。図５Ａでは、カラーセレクトホイール１３で青色の波長の光をＰ偏光にして除去したので、不図示の制御回路は緑色の波長の光に基づいた画像信号に基づいて生成した制御信号をＬＣＯＳ３２に送信する。そして、緑色の波長の光が入射したＬＣＯＳ３２は、受信した緑の波長の光に対応する制御信号にしたがって入射した緑色の波長の光を変調する。なお、ＬＣＯＳ３２によって変調された緑色の波長の光は、Ｓ偏光からＰ偏光に変わる。
【０１３４】
それから、各ＬＣＯＳ３２，３３で変調された各光は、再びダイクロイックプリズム２５にむけて反射される。
そして、各ＬＣＯＳ３２，３３で変調されて反射された各光は、再びダイクロイックプリズム２５に入射する。その後、各光は、ダイクロイックプリズム２５内部の透過／反射面２０に達し、赤色の波長の光は前回同様に透過／反射面２０で反射され、緑色の波長の光は透過／反射面２０を透過する。
【０１３５】
ここで、赤色の波長の光の反射する光軸および緑色の波長の光の透過する光軸を同一の光軸になるように構成をしておくことで各色の波長の光が合成される。合成された光は、ＰＢＳプリズム３０に入射する。
【０１３６】
そして、合成された光は全てＰ偏光に揃っているので、ＰＢＳプリズム３０の透過／反射面３１を透過し、第２の偏光素子２３に入射する。図５Ａでは、第２の偏光素子２３を第１の偏光素子と相反するようにＳ偏光の光を透過せず、Ｐ偏光を透過するように構成していることによって、Ｐ偏光の赤色の波長の光および緑色の波長の光が、第２の偏光素子２３を透過する。なお、図５Ａのような構成を行う場合は、必ずしも第２の偏光素子２３を必要としないが、クリーンアップ偏光素子として不要なＳ偏光の光を透過しないように用いている。しかしながら、図５ＡでＰＢＳプリズム３０の代わりにＴＩＲプリズム２４を用いる場合は、第２の偏光素子２３が必要である。
【０１３７】
第２の偏光素子２３を通過したＰ偏光の赤色の波長の光および緑色の波長の光は、不図示の投影レンズを含む投影光学系を介して、偏光方向がＰ偏光に揃った赤色の波長の光および緑色の波長の光が不図示のスクリーンに投影される。
【０１３８】
このような投影は、赤色の波長の光および緑色の波長の光に限らず、カラーセレクトホイール１３のフィルタ部材をＬＣＯＳ３２の制御と同期して回転することによって、同様の行程を経て赤色の波長の光および青色の波長の光を投影することができる。
【０１３９】
そして、赤色の波長の光が常に投影され、青色の波長の光と緑色の波長の光に対応するサブフレームの時間にしたがって青色の波長の光と緑色の波長の光を交互に投影することでカラー画像を投影することができる。
【０１４０】
以上が、図５Ａの２板式投影装置５０ａを用いたカラー画像の投影原理である。
ここで、カラーセレクトホイール１３のフィルタを変えて、順次投影する光の種類（光の色など）を変えたり、各空間光変調器２６で変調する光の種類を変えたりすることもできる。
【０１４１】
なお、第１の偏光素子１２でＳ偏光に変換する代わりにＰ偏光に変換することができる。そして、カラーセレクトホイール１３のフィルタ部材に赤色の波長の光、緑色の波長の光、青色の波長の光のいずれかの偏光をＰ偏光からＳ偏光にする少なくとも一つのフィルタを備える。例えば、図１で示しているフィルタ部材１４などである。これによって、赤色の波長の光、緑色の波長の光、青色の波長の光のいずれかのＰ偏光の光をＳ偏光の光にすることができる。そして、ＰＢＳプリズム３０の透過／反射面３１の特性をＳ偏光を透過し、Ｐ偏光を反射するような特性にする。このようにして、上述と同様の行程を経ることで、Ｓ偏光の光を投影することができる。
【０１４２】
次に、図５Ｂを参照して第２の偏光素子の配置を変えた実施形態２の２板式投影装置による画像の投影原理について説明する。
図５Ｂは、図５Ａの第２の偏光素子をカラーセレクトホイールの後段と各ＬＣＯＳの前段の光路間に備えた場合の２板式投影装置の構成である。
【０１４３】
図５Ｂの２板式投影装置５０ｂにおいて、光源１１は、複数の波長および複数の偏光方向を含む光を発する。光源１１からの光は、光を特定の偏光方向を抽出するあるいはランダム偏光を特定の偏光方向を有する光に変換する第１の偏光素子（もしくは偏光変換光学系）１２に入射する。図５Ｂでも、図５Ａと、同様にＳ偏光だけを透過するように第１の偏光素子１２を構成している。第１の偏光素子１２を透過することで全ての波長の光はＳ偏光となる。もし光源１２としてレーザー光源を用いて全ての波長の光をＳ偏光としている場合は、第１の偏光素子１２を必ずしも必要としない。もちろん、クリーンアップ偏光素子として第１の偏光素子１２を用いてもかまわない。
【０１４４】
第１の偏光素子１２を透過したＳ偏光の光は、カラーセレクトホイール１３に入射する。図５Ｂのカラーセレクトホイール１３も、図５Ａと同様に、フィルタ部材１４aを２枚の青色の波長の光の偏光方向のみをＳ偏光からＰ偏光に変えるフィルタ１５ｓ，１５ｔと２枚の緑色の波長の光の偏光方向のみをＳ偏光からＰ偏光に変えるフィルタ１６ｓ，１６ｔを交互に配置して構成している。さらに、図５Ｂでも、不図示の制御回路によって各フィルタの回転、すなわち各フィルタの切り替えをＬＣＯＳ３２，３３と同期して制御している。
【０１４５】
図５Ｂでも、図５Ａと同様に青色の波長の光の偏光方向のみをＳ偏光からＰ偏光に変えるフィルタ１５ｓで青色の波長の光の偏光方向のみをＳ偏光からＰ偏光に変える場合を示す。
【０１４６】
カラーセレクトホイール１３は、入射した全てがＳ偏光の光を青色の波長の光の偏光方向のみをＳ偏光からＰ偏光に変えるフィルタ１５ｓによって青色の波長の光の偏光方向のみをＳ偏光からＰ偏光に変える。すなわち、光の原色に基づくと、青色の波長の光はＰ偏光になり、赤色の波長の光および緑色の波長の光はＳ偏光を維持する。
【０１４７】
青色の波長の光のみがＰ偏光となった光は、第２の偏光素子２３に入射する。図５Ｂの第２の偏光素子２３を第１の偏光素子１２と同様に、Ｐ偏光の光を透過せず、Ｓ偏光を透過するように構成していることで、Ｐ偏光の青色の波長の光は第２の偏光素子２３を透過せず、Ｓ偏光の赤色の波長の光と緑色の波長の光は透過する。
【０１４８】
第２の偏光素子２３を透過した赤色の波長の光と緑色の波長の光は、ＰＢＳプリズム３０に入射する。図５ＢにおけるＰＢＳプリズム３０の透過／反射面３１は、Ｐ偏光を透過し、Ｓ偏光を反射するように構成している。なお、図５Ｂの場合は、必ずしもＰＢＳプリズム３０は必要ではない。また、ＰＢＳプリズム３０の代わりにＴＩＲプリズム２４を用いてもよい。
【０１４９】
そして、ＰＢＳプリズム３０の透過／反射面３１によってＳ偏光の赤色の波長の光と緑色の波長の光は、ダイクロイックプリズム２５にむけて反射される。
それから、図５Ａと同様の行程を経て、Ｐ偏光に揃った赤色の波長の光と緑色の波長の光を投影することができる。
【０１５０】
このような投影は、赤色の波長の光および緑色の波長の光に限らず、カラーセレクトホイール１３のフィルタ部材を各ＬＣＯＳ３２、３３の制御と同期して回転することによって、同様の行程を経て赤色の波長の光および青色の波長の光を投影することができる。
【０１５１】
そして、赤色の波長の光が常に投影され、青色の波長の光と緑色の波長の光に対応するサブフレームにしたがってカラーセレクトホイール１３が各ＬＣＯＳ３２、３３の制御と同期して回転されて、青色の波長の光と緑色の波長の光が交互に投影されることで偏光方向の揃ったカラー画像を投影することができる。
【０１５２】
以上が、図５Ｂの２板式投影装置５０ｂを用いたカラー画像の投影原理である。
なお、第１の偏光素子１２でＳ偏光に変換する代わりにＰ偏光に変換することができる。この場合、カラーセレクトホイール１３のフィルタ部材に赤色の波長の光、緑色の波長の光、青色の波長の光のいずれかの偏光をＰ偏光からＳ偏光する少なくとも一つのフィルタを備える。例えば、図１で示しているフィルタ部材１４などである。これによって、赤色の波長の光、緑色の波長の光、青色の波長の光のいずれかのＰ偏光の光をＳ偏光の光にすることができる。このような構成をして、上述と同様の行程を経ることで、Ｓ偏光の２色の光をスクリーンに投影することができる。
［実施の形態３］
実施の形態３の多板式投影装置の構成と投影原理について説明する。
【０１５３】
実施の形態３の２板式投影装置は、実施の形態１の図１の２板式投影装置とは異なり、一方の空間光変調器としてミラーデバイス２２を用い、もう一方の空間光変調器にＬＣＯＳ３２を用いている。
【０１５４】
実施の形態３の他の構成部については、実施の形態１と同様であるので説明を省略する。
図６の構成を参照して実施形態３の２板式投影装置を用いた画像の投影原理について説明する。
【０１５５】
図６は、図１の２つの空間光変調器２６において、一方をＬＣＯＳ３２として、もう一方をミラーデバイス２２とした２板式投影装置６０の構成図である。
図６の２板式投影装置６０において、光源１１は複数の波長および複数の偏光方向を含む光を発する。光源１１からの光は、光を特定の偏光方向を抽出するあるいはランダム偏光を特定の偏光方向を有する光に変換する第１の偏光素子（もしくは偏光変換光学系）１２に入射する。図６では、Ｓ偏光だけを透過するように第１の偏光素子１２を構成している。第１の偏光素子１２を透過することで、全ての波長の光はＳ偏光となる。
【０１５６】
なお、光源１１としてレーザー光源を用いており、全ての波長の光をＳ偏光としている場合は、第１の偏光素子１２を必ずしも用いる必要はない。もちろん、クリーンアップ偏光素子として第１の偏光素子１２を用いてもかまわない。
【０１５７】
第１の偏光素子１２を透過したＳ偏光の光は、カラーセレクトホイール１３に入射する。図６のカラーセレクトホイール１３も図５Ａと同様に、フィルタ部材を２枚の青色の波長の光の偏光方向のみをＳ偏光からＰ偏光に変えるフィルタ１５ｓ，１５ｔと２枚の緑色の波長の光の偏光方向のみをＳ偏光からＰ偏光に変えるフィルタ１６ｓ，１６ｔを交互に配置して構成している。さらに、図６でも、この各フィルタの回転、すなわち各フィルタの切り替えは上述の不図示の制御回路によってＬＣＯＳ３２の制御と同期制御されている。
【０１５８】
ここで、図６のＬＣＯＳ３２で示しているように、斜めから照射された光をＬＣＯＳ３２で反射してスクリーンにむけて垂直投影を行うために、ＬＣＯＳ３２の前段にフィールドレンズ６２を設け、斜めから照射される光を屈折し、水平に配置されているＬＣＯＳ３２で屈折された光を反射し、その反射光を再びフィールドレンズ６２を透過させて屈折させることでＬＣＯＳ３２で変調された光を垂直にスクリーンに投影することもできる。
【０１５９】
図６でも、図５Ａと同様に青色の波長の光の偏光方向のみをＳ偏光からＰ偏光に変えるフィルタ１５ｓで青色の波長の光の偏光方向のみをＳ偏光からＰ偏光に変える場合を示す。
【０１６０】
カラーセレクトホイール１３は、入射した全てＳ偏光の光を青色の波長の光の偏光方向のみをＳ偏光からＰ偏光に変えるフィルタ１５ｓによって青色の波長の光の偏光方向のみをＳ偏光からＰ偏光に変える。すなわち、光の原色に基づくと、青色の波長の光はＰ偏光になり、赤色の波長の光および緑色の波長の光はＳ偏光を維持する。
【０１６１】
青色の波長の光のみがＰ偏光となった光は、ＴＩＲプリズム２４の第１プリズム１７に臨界角以上で入射する。そして、第１プリズム１７によってＰ偏光を含む光は、ダイクロイックプリズム２５にむけて全反射される。図６では、ダイクロイックプリズム２５を、赤色の波長の光を反射し、それ以外の波長の光を透過するように構成している。したがって、Ｐ偏光を含む光が入射したダイクロイックプリズム２５では、その透過／反射面２０でＳ偏光の赤色の波長の光が反射され、それ以外の波長の光（すなわちＰ偏光の青色の波長の光とＳ偏光の緑色の波長の光）が透過される。
【０１６２】
そして、Ｓ偏光の赤色の波長の光が、ダイクロイックプリズム２５の側面に設けられたミラーデバイス２２に入射する。一方で、Ｐ偏光の青色の波長の光とＳ偏光の緑色の波長の光がダイクロイックプリズム２５の側面に設けられたもう一方のＬＣＯＳ３２に入射する。
【０１６３】
ミラーデバイス２２やＬＣＯＳ３２では、不図示の制御回路から受信した画像信号に基づいて生成された制御信号に基づいて入射した光を変調する。
ここで、赤色の波長の光が入射したミラーデバイス２２では、常時、赤色の波長の光に対応する制御信号に基づいて赤色の波長の光を変調する。
【０１６４】
一方で、青色の波長の光と緑色の波長の光の異なる偏光方向の混在している光が入射したＬＣＯＳ３２は、制御回路によってカラーセレクトホイール１３の各フィルタの回転タイミングと同期制御される。すなわち、図６におけるＬＣＯＳ３２による光の変調制御が、青色の波長の光の偏光方向のみをＳ偏光からＰ偏光に変えるフィルタの回転タイミングに同期して行われる。図６では、カラーセレクトホイール１３で青色の波長の光をＰ偏光にしたので、不図示の制御回路は青色の波長の光に基づいた画像信号に基づいて生成された制御信号をＬＣＯＳ３２に送信する。そして、青色の波長の光と緑色の波長の光が入射したＬＣＯＳ３２は、受信した青色の波長の光に対応する制御信号にしたがって入射した青色の波長の光と緑色の波長の光を変調する。なお、ＬＣＯＳ３２によって変調された青色の波長の光はＳ偏光となり、変調された緑色の波長の光はＰ偏光となる。
【０１６５】
そして、ミラーデバイス２２とＬＣＯＳ３２で変調された各光は、再びダイクロイックプリズム２５にむけて反射される。
それから、ミラーデバイス２２とＬＣＯＳ３２で変調されて反射された各光は、再びダイクロイックプリズム２５に入射する。その後、各光は、ダイクロイックプリズム内部の透過／反射面２０に達し、前回同様に赤色の波長の光は透過／反射面２０で反射され、青色の波長の光と緑色の波長の光は透過／反射面２０を透過する。
【０１６６】
ここで、赤色の波長の光の反射する光軸および青色の波長の光と緑色の波長の光の透過する光軸を同一の光軸になるように構成をしておくことで各色の波長の光が合成される。合成された光は、ＴＩＲプリズム２４の第２プリズム１８に臨界角以下で入射することで透過し、第２の偏光素子２３に入射する。図６では、第２の偏光素子２３をＰ偏光の光を透過せず、Ｓ偏光を透過するように構成している。したがって、第２の偏光素子２３において、Ｐ偏光の緑色の波長の光を透過せず、一方で、Ｓ偏光の赤色の波長の光および青色の波長の光を透過する。
【０１６７】
第２の偏光素子２３を通過したＳ偏光の赤色の波長の光および青色の波長の光は、不図示の投影レンズを含む投影光学系を介して不図示のスクリーンに投影されることでＳ偏光に揃った赤色の波長の光と青色の波長の光が投影される。
【０１６８】
このような投影は、赤色の波長の光および青色の波長の光に限らず、カラーセレクトホイール１３のフィルタ部材１４をＬＣＯＳ３２の制御と同期して回転することで、同様の行程を経て、赤色の波長の光および緑色の波長の光を投影することができる。
【０１６９】
そして、赤色の波長の光が常に投影され、青色の波長の光と緑色の波長の光に対応するサブフレームの時間にしたがって青色の波長の光と緑色の波長の光が交互に投影されることで偏光方向を適切に揃えたカラー画像を投影することができる。
【０１７０】
また、図６の実施形態のミラーデバイスとＬＣＯＳを反対にして、赤色の偏光を変調する空間光変調器をＬＣＯＳとし、青色および緑色の偏光を変調する空間光変調器をミラーデバイスとして構成しても良い。
【０１７１】
以上が、図６の２板式投影装置６０を用いたカラー画像の投影原理である。
このように、ミラーデバイスとＬＣＯＳの両方を用いてカラーセレクトホイールを備えてカラー画像を投影することができる。なお、図６における第１の偏光素子１２とカラーセレクトホイール１３と第２の偏光素子２３を適切に変更することによってＰ偏光のカラー画像を投影することも実現可能である。
［実施の形態４］
実施の形態４の多板式投影装置の構成と投影原理について説明する。
【０１７２】
実施の形態４は、カラーセレクトホイールと空間光変調器としてＬＣＯＳを３つ備えた３板式投影装置である。以下に、実施の形態４のおける３板式投影装置の構成と投影原理について説明する。
【０１７３】
図７Ａは、実施の形態４における３板式投影装置７０ａの簡易的な構成を示している。
図７Ａの３板式投影装置７０ａは、光源１１と、第１のカラーセレクトホイール１３と、ＰＢＳプリズム３０と、ダイクロイックプリズム２５と、第１のＬＣＯＳ３４、第２のＬＣＯＳ３５、第３のＬＣＯＳ３６と、第２のカラーセレクトホイール３７と、を含んで構成されている。
【０１７４】
第２のカラーセレクトホイール３７は、例えば、第１のカラーセレクトホイール１３と同じ構成をしたものを用いる。そして、第２のカラーセレクトホイール３７は、第１のカラーセレクトホイール１３と同期して、第１のカラーセレクトホイール１３において光路上にセットされているフィルタと同じフィルタを光路上にセットするように制御される。なお、第１のカラーセレクトホイール１３や第２のカラーセレクトホイール３７の代わりに実施の形態１で記載したカラーセレクトドラム５０を用いても構わない。
【０１７５】
実施の形態４の他の各構成部については、図５Ａで記載した各構成部と同様であるので説明を省略する。
図７Ａを参照して、実施形態４の３板式投影装置を用いた画像の投影原理について説明する。
【０１７６】
図７Ａの３板式投影装置７０ａにおいて、光源１１は、複数の波長および複数の偏光方向を含む光を発する。光源１１からの光は、光を特定の偏光方向を抽出する、あるいはランダム偏光を特定の偏光方向を有する光に変換する第１の偏光素子（もしくは偏光変換光学系）１２に入射する。図７Ａでは、例えば、Ｓ偏光だけを透過するように第１の偏光素子１２を構成している。第１の偏光素子１２を透過することで全ての波長の光はＳ偏光となる。なお、光源１１としてレーザー光源を用いており、全ての波長の光をＳ偏光としている場合は、第１の偏光素子１２を必ずしも必要としない。この際、クリーンアップ偏光素子として第１の偏光素子１２を用いてもかまわない。
【０１７７】
第１の偏光素子１２を透過したＳ偏光の光は、第１のカラーセレクトホイール１３に入射する。図７Ａのカラーセレクトホイール１３も図５Ａと同様に、フィルタ部材を２枚の青色の波長の光の偏光方向のみをＳ偏光からＰ偏光に変えるフィルタ１５ｓ，１５ｔと２枚の緑色の波長の光の偏光方向のみをＳ偏光からＰ偏光に変えるフィルタ１６ｓ，１６ｔを交互に配置して構成している。図７Ａでも、この各フィルタを回転させて、各フィルタを切り替えるように構成している。
【０１７８】
図７Ａでも、図５Ａと同様に青色の波長の光の偏光方向のみをＳ偏光からＰ偏光に変えるフィルタ１５ｓで青色の波長の光の偏光方向のみをＳ偏光からＰ偏光に変える場合を示す。
【０１７９】
第１のカラーセレクトホイール１３は、入射したＳ偏光のうちの青色の波長の光の偏光方向のみをＳ偏光からＰ偏光に変えるフィルタ１５ｓで青色の波長の光の偏光方向のみをＳ偏光からＰ偏光に変える。すなわち、光の原色に基づくと、青色の波長の光はＰ偏光になり、赤色の波長の光および緑色の波長の光はＳ偏光を維持する。
【０１８０】
青色の波長の光のみがＰ偏光となった光は、ＰＢＳプリズム３０に入射する。ここで、ＰＢＳプリズム３０の透過／反射面３１は、Ｐ偏光の光を透過し、Ｓ偏光の光を反射するように構成している。そして、入射した青色の波長の光のみがＰ偏光となった光は、ＰＢＳプリズム３０の透過／反射面３１によってＰ偏光である青色の波長の光は透過し、Ｓ偏光である赤色の波長の光および緑色の波長の光はダイクロイックプリズム２５にむけて反射される。図７Ａでは、ダイクロイックプリズム２５の透過／反射面２０を、緑色の波長の光を透過し、赤色の波長の光を反射するように構成している。
【０１８１】
ＰＢＳプリズム３０を透過した青色の波長の光は、ＰＢＳプリズム３０の側面に配置されている第１のＬＣＯＳ３４に入射する。そして、第１のＬＣＯＳ３４では、不図示の制御回路から受信した青色の波長の光に対応する画像信号に基づいて生成された制御信号にしたがって青色の波長の光を変調する。そして、青色の波長の光の偏光方向がＰ偏光からＳ偏光に変わる。
【０１８２】
一方、Ｓ偏光の赤色の波長の光および緑色の波長の光が入射したダイクロイックプリズム２５では、その透過／反射面２０で赤色の波長の光が反射され、それ以外の波長の光（すなわち緑色の波長の光）は透過する。そして、赤色の波長の光が、ダイクロイックプリズム２５の側面に設けられた第２のＬＣＯＳ３５に入射する。一方で、緑色の波長の光もダイクロイックプリズム２５の側面に設けられたもう片方の第３のＬＣＯＳ３６に入射する。第２および第３のＬＣＯＳでは、不図示の制御回路から受信した各光の画像信号に基づいて生成された制御信号にしたがって入射した各光を変調する。赤色の波長の光および緑色の波長の光は、第２のＬＣＯＳ３５および第３のＬＣＯＳ３６で変調されて、各光の偏向方向がＳ偏光からＰ偏光に変わる。
【０１８３】
そして、各ＬＣＯＳ３４，３５，３６で変調された各光は、それぞれ再びＰＢＳプリズム３０とダイクロイックプリズム２５にむけて反射される。
第１のＬＣＯＳ３４で変調されてＳ偏光となった青色の波長の光は、再びＰＢＳプリズム３０に入射し、ＰＢＳプリズム３０内の透過／反射面３１で投影光学系へむけて反射される。
【０１８４】
一方で、第２のＬＣＯＳ３５および第３のＬＣＯＳ３６で反射された赤色の波長の光および緑色の波長の光は、再びダイクロイックプリズム２５に入射する。その後、赤色の波長の光および緑色の波長の光は、ダイクロイックプリズム２５内の透過／反射面２０に達し、再び赤色の波長の光は透過／反射面２０で反射され、緑色の波長の光は透過／反射面２０を透過する。ここで、赤色の波長の光の反射する光軸および緑色の波長の光の透過する光軸を同一の光軸になるように構成をしておくことで赤色の波長の光と緑色の波長の光が合成される。そして、合成された光は再びＰＢＳプリズム３０に入射する。
【０１８５】
合成された光は、ともにＰ偏光であるのでＰＢＳプリズム３０の透過／反射面３１を透過する。ここで、Ｓ偏光の青色の波長の光を反射する光軸と、Ｐ偏光の青色および緑色の波長の光の透過する光軸とが同一の光軸になるように構成をしておくことで青色の波長の光、赤色の波長の光、および緑色の波長の光が合成される。
【０１８６】
そして、変調された全ての波長の光が合成された光は、ＰＢＳプリズム３０を透過し、第２のカラーセレクトホイール３７に入射する。実施の形態４では、第２のカラーセレクトホイール３７を第１のカラーセレクトホイール１３と同様の構成としている。そして、第２のカラーセレクトホイール３７のフィルタを、第１のカラーセレクトホイール１３と同期して、第１のカラーセレクトホイール１３と同じ特性を有するフィルタを光路上に配置するように制御している。すなわち、第２のカラーセレクトホイール３７のフィルタを第１のカラーセレクトホイール１３と同様に、青色の波長の光をＳ偏光からＰ偏光に変えるようなフィルタ１５ｓとするような制御をしている。
【０１８７】
合成された光は、第２のカラーセレクトホイール１３における青色の波長の光をＳ偏光からＰ偏光に変えるようなフィルタ１５ｓを透過することで、青色の波長の光の偏光がＳ偏光からＰ偏光へ変換される。したがって、全ての波長の光がＰ偏光となり、不図示の投影光学系を介して、Ｐ偏光に揃った全ての波長の光が不図示のスクリーンに投影される。このようにして、カラー画像を投影することができる。
【０１８８】
このように、３つのＬＣＯＳとカラーセレクトホイールを備えてカラー画像を投影することができる。
このような３板式の構成を行うことで、常時、光の３原色である赤色、緑色、および青色の波長の光を各空間光変調器２６、実施の形態４におけるＬＣＯＳ３４，３５，３６、で変調して投影できるため、単板式投影装置や２板式投影装置の光の色の切り替えによって生じるカラーブレイクが起こらないと言う利点がある。
【０１８９】
なお、第１の偏光素子１２によっては、Ｓ偏光に変換する代わりにＰ偏光に変換させることができる。そして、第１のカラーセレクトホイール１３および第２のカラーセレクトホイール３７のフィルタ部材に赤色の波長の光、緑色の波長の光、青色の波長の光のいずれかの偏光をＰ偏光からＳ偏光にする少なくとも一つのフィルタを備えることで、赤色の波長の光、緑色の波長の光、青色の波長の光のいずれかのＰ偏光の光をＳ偏光の光にすることができる。そして、ＰＢＳプリズム３０の透過／反射面３１をＳ偏光の光を透過し、Ｐ偏光の光を反射するような構成とする。このような構成にして、上記と同様の行程を経ることでＳ偏光に偏光方向の揃った３色の光をスクリーンに投影することができ、カラー画像を投影することができる。
［実施の形態５］
実施の形態５の多板式投影装置の構成と投影原理について説明する。
【０１９０】
実施の形態５の３板式投影装置は、実施の形態４の図７Ａの３板式投影装置とは異なり、第２のＬＣＯＳ３５および第３のＬＣＯＳ３６の代わりに、第１のミラーデバイス３８，第２のミラーデバイス３９を用いている。
【０１９１】
また、ＰＢＳプリズム３０とダイクロイックプリズム２５の間の光路にλ／４板４１を備えている。λ／４板４１は、入射した光の偏光方向をλ／４だけシフトさせる役割を果たす。
【０１９２】
実施の形態５の他の各構成部については、実施の形態４で記載した図６の各構成部と同様であるので説明を省略する。
図７Ｂを参照して、実施の形態５のおける３板式投影装置を用いた投影原理について説明する。
【０１９３】
図７Ｂの３板式投影装置７０ｂにおいて、光源１１は、複数の波長および複数の偏光方向を含む光を発する。光源１１からの光は、光を特定の偏光方向を抽出する第１の偏光素子１２に入射する。図７Ｂでも、図７Ａと同様にＳ偏光だけを透過するように第１の偏光素子１２を構成している。第１の偏光素子１２を透過することで、全ての波長の光はＳ偏光となる。
【０１９４】
なお、光源１１としてレーザー光源を用いており、全ての波長の光をＳ偏光としている場合は、第１の偏光素子１２を必ずしも必要としない。もちろん、クリーンアップ偏光素子として第１の偏光素子１２を用いてもかまわない。
【０１９５】
第１の偏光素子１２を透過したＳ偏光の光は、第１のカラーセレクトホイール１３に入射する。図７Ｂの第１のカラーセレクトホイール１３も図７Ａと同様にフィルタ部材を２枚の青色の波長の光の偏光方向のみをＳ偏光からＰ偏光に変えるフィルタ１５ｓ，１５ｔと２枚の緑色の波長の光の偏光方向のみをＳ偏光からＰ偏光に変えるフィルタ１６ｓ，１６ｔを交互に配置して構成している。そして、不図示の制御回路によって各フィルタが回転されることで各フィルタが切り替えられる。
【０１９６】
図７Ｂでも、図７Ａと同様に青色の波長の光の偏光方向のみをＳ偏光からＰ偏光に変えるフィルタ１５ｓで青色の波長の光の偏光方向のみをＳ偏光からＰ偏光に変える場合を示す。
【０１９７】
第１のカラーセレクトホイール１３は、入射したＳ偏光のうちの青色の波長の光の偏光方向のみをＳ偏光からＰ偏光に変えるフィルタ１５ｓによって青色の波長の光の偏光方向のみをＳ偏光からＰ偏光に変える。すなわち、光の原色に基づくと、青色の波長の光はＰ偏光になり、赤色の波長の光および緑色の波長の光はＳ偏光を維持する。
【０１９８】
青色の波長の光のみがＰ偏光となった光は、ＰＢＳプリズム３０に入射する。ここで、ＰＢＳプリズム３０の透過／反射面３１は、Ｐ偏光の光を透過し、Ｓ偏光の光を反射するように構成している。そして、入射した青色の波長の光のみがＰ偏光となった光は、ＰＢＳプリズム３０の透過／反射面３１によってＰ偏光の青色の波長の光は透過し、Ｓ偏光の赤色の波長の光および緑色の波長の光はダイクロイックプリズム２５にむけて反射される。ここで、ダイクロイックプリズム２５の透過／反射面２０は、緑色の波長の光を透過し、赤色の波長の光を反射するように構成されている。
【０１９９】
ＰＢＳプリズム３０を透過した青色の波長の光は、ＰＢＳプリズム３０の側面に配置されている第１のＬＣＯＳ３４に入射する。そして、第１のＬＣＯＳ３４では、不図示の制御回路から受信した青色の波長の光に対応する画像信号に基づいて生成された制御信号にしたがって青色の波長の光を変調する。そして、青色の波長の光の偏光方向をＰ偏光からＳ偏光に変える。
【０２００】
一方、Ｓ偏光の赤色の波長の光および緑色の波長の光は、λ／４板４１に入射する。その結果、Ｓ偏光の赤色の波長の光および緑色の波長の光は、ともにλ／４だけ偏光方向がシフトして円偏光となる。そして、ダイクロイックプリズム２５に円偏光の赤色の波長の光および緑色の波長の光が入射する。
【０２０１】
円偏光の赤色の波長の光および緑色の波長の光が入射したダイクロイックプリズム２５では、その透過／反射面２０で赤色の波長の光は反射され、それ以外の波長の光（すなわち緑色の波長の光）は透過する。そして、赤色の波長の光は、ダイクロイックプリズム２５の側面に設けられた第１のミラーデバイス３８に入射する。一方で、緑色の波長の光もダイクロイックプリズム２５の側面に設けられた第２のミラーデバイス３９に入射する。そして、第１のミラーデバイス３８および第２のミラーデバイス３９では、不図示の制御回路から受信した各光の画像信号に基づいて生成された制御信号にしたがって入射した各光を変調する。
【０２０２】
そして、第１のＬＣＯＳ３４で変調された青色の波長の光は、再びＰＢＳプリズム３０に反射される。
一方で、第１のミラーデバイス３８で変調された赤色の波長の光および第２のミラーデバイス３９で変調された緑色の波長の光も再びダイクロイックプリズム２５にむけて反射される。
【０２０３】
第１のＬＣＯＳ３４で変調されＳ偏光となった青色の波長の光は、再びＰＢＳプリズム３０に入射し、ＰＢＳプリズム３０内の透過／反射面３１で第２のカラーセレクトホイール３７へむけて反射される。
【０２０４】
一方で、第１のミラーデバイス３８および第２のミラーデバイス３９で反射された赤色の波長の光および緑色の波長の光は、再びダイクロイックプリズム２５に入射する。その後、赤色の波長の光および緑色の波長の光は、ダイクロイックプリズム２５内の透過／反射面２０に達し、再び赤色の波長の光は透過／反射面２０で反射され、緑色の波長の光は透過／反射面２０を透過する。ここで、赤色の波長の光の反射する光軸および緑色の波長の光の透過する光軸を同一の光軸になるように構成をしておくことで赤色の波長の光と緑色の波長の光が合成される。そして、合成された光は再びλ／４板４１に入射する。その結果、λ／４板４１によって、合成された赤色の波長の光と緑色の波長の各光は、さらにλ／４だけ偏光方向がシフトされＰ偏光となる。そして、Ｐ偏光の合成された赤色の波長の光と緑色の波長の光は、再びＰＢＳプリズム３０に入射する。
【０２０５】
合成された光は、ともにＰ偏光となっているのでＰＢＳプリズム３０の透過／反射面３１を透過する。ここで、Ｓ偏光の青色の波長の光が反射される光軸と、Ｐ偏光の青色および緑色の波長の光の透過する光軸とを同一の光軸になるように構成をしておくことで青色の波長の光、赤色の波長の光、および緑色の波長の光が合成される。
【０２０６】
そして、変調された全ての波長の光が合成された光は、ＰＢＳプリズム３０を透過し、第２のカラーセレクトホイール３７に入射する。実施の形態５でも、第２のカラーセレクトホイール３７を第１のカラーセレクトホイール１３と同様の構成をし、第２のカラーセレクトホイール３７のフィルタを第１のカラーセレクトホイール１３と同期して、第１のカラーセレクトホイール１３と同じ特性を有するフィルタを光路上に配置するような制御をしている。すなわち、実施の形態５における第２のカラーセレクトホイール３７のフィルタを、青色の波長の光をＳ偏光からＰ偏光に変えるようなフィルタ１５ｓとするような制御をしている。
【０２０７】
合成された光は、第２のカラーセレクトホイール３７を透過することで青色の波長の光の偏光がＳ偏光からＰ偏光へ変換される。したがって、全ての波長の光がＰ偏光となり、不図示の投影光学系を介して、Ｐ偏光に揃った全ての波長の光が不図示のスクリーンに投影される。このようにして、カラー画像を投影することができる。
【０２０８】
このように、３板式の投影装置においてミラーデバイスとＬＣＯＳの両方を用い、カラーセレクトホイールを備えてカラー画像を投影することができる。なお、図７Ｂにおける第１の偏光素子１２とカラーセレクトホイール１３と第２のカラーセレクトホイール３７を適切に変更することによってＳ偏光のカラー画像を投影することも実現可能である。
【０２０９】
なお、図６と同様に、図７Ｂにおいて、斜めから照射された光を各ミラーデバイス３８，３９で反射してスクリーンに向けて垂直投影を行うために、各ミラーデバイス３８，３９の前段にそれぞれフィールドレンズ７１，７２を設け、斜めから照射される光を屈折し、水平に配置されている各ミラーデバイス３８，３９で屈折した光を反射し、その反射光を再び各フィールドレンズ７１，７２を透過させて屈折させることで各ミラーデバイス３８，３９で変調された光を垂直にスクリーンに投影するようにしてもよい。
【０２１０】
また、実施の形態４と同様に３板式の構成を行うことで、常時、光の３原色である赤色、緑色、および青色の波長の光を各空間光変調器で変調して投影できるため、単板式投影装置や２板式投影装置の光の色の切り替えによって生じるカラーブレイクが起こらないと言う利点がある。
【０２１１】
以上に、光源から発した光の偏光方向を波長選択的に変換するフィルタを少なくとも１つ含んだフィルタ部材（カラーセレクトホイール）を備える２板式投影装置と３板式投影装置について説明した。
【０２１２】
このようなフィルタ部材を備えた構成は、２板式投影装置と３板式投影装置だけでなく、もっと多くの空間光変調器を用いた多板式投影装置に応用することができる。また、上述の実施の形態３，５にもあるように多板式投影装置に用いる複数の空間光変調器は、必ずしも同じ種類のものである必要はない。そして、選択したそれぞれの空間光変調器の特性に合わせて任意の光学素子を適宜用いることで、所望の偏光方向が揃った光を投影することができる。
【０２１３】
本明細書において、光源から発した光の偏光方向を波長選択的に変換するフィルタを少なくとも１つ含んだフィルタ部材を備える光源から発した光を変調する複数の空間光変調器を含む投影装置を記載した。このような投影装置の構成をすることで、投影装置を大型にせず、光源からの光の偏光性を適切に保った偏光の画像を投影することができる。そして、本投影装置に対するスクリーンが偏光スクリーンであった場合、投影画像のコントラストを向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０２１４】
【図１】実施の形態１の２板式投影装置の構成図である。
【図２Ａ】カラーセレクトホイールのフィルタ部材を２つのフィルタで構成した図である。
【図２Ｂ】カラーセレクトホイールのフィルタ部材を３つのフィルタで構成した図である。
【図２Ｃ】カラーセレクトホイールのフィルタ部材を４つのフィルタで構成した図である。
【図２Ｄ】図２Ｃのフィルタ部材の変形図である。
【図２Ｅ】図２Ｅは、円筒のドラム状のカラーセレクトドラムを示している図である。
【図３】図１の第２の偏光素子の配置を変えた２板式投影装置の構成図である。
【図４Ａ】図１のカラーセレクトホイールを複数含んだ２板式投影装置の構成図である。
【図４Ｂ】図１のカラーセレクトホイールと波長選択性偏光素子を併用している２板式投影装置の構成図である。
【図５Ａ】実施の形態１の各空間光変調器をミラーデバイスからＬＣＯＳに代え、第２の偏光素子を各ＬＣＯＳの後段に備えた２板式投影装置の構成図である。
【図５Ｂ】図５Ａの第２の偏光素子をカラーセレクトホイールと各ＬＣＯＳの前段の光路間に備えた２板式投影装置の構成図である。
【図６】実施の形態１の片方の空間光変調器をＬＣＯＳとした２板式投影装置の構成図である。
【図７Ａ】実施の形態４における３板式投影装置の構成図である。
【図７Ｂ】実施の形態５における３板式投影装置の構成図である。
【図８】従来の２板式投影装置の全体構成図である。
【図９】図８に示されている２板式投影装置の構成の部分的な平面図である。
【符号の説明】
【０２１５】
１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ，５０ａ，５０ｂ，６０    ２板式投影装置
１１    光源
１２，２３，２３ｂ    偏光素子
１３，１３ｃ，３７，５０    カラーセレクトホイール
１４，１４ａ，１４ｃ    フィルタ部材
１５，１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｓ，１５ｔ    青色に相当する波長の光の偏光方向のみを変えるフィルタ
１６，１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１５ｓ，１５ｔ    緑色に相当する波長の光の偏光方向のみを変えるフィルタ
１７    ＴＩＲ（Ｔｏｔａｌ  Ｉｎｔｅｒｎａｌ  Ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ）プリズムの第１プリズム
１８    ＴＩＲ（Ｔｏｔａｌ  Ｉｎｔｅｒｎａｌ  Ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ）プリズムの第２プリズム
２０，３１    光の透過／反射面
２１，２２，３８，３９    ミラーデバイス
２４    ＴＩＲ（Ｔｏｔａｌ  Ｉｎｔｅｒｎａｌ  Ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ）プリズム
２５    ダイクロイックプリズム
２６    空間光変調器
２７    透明フィルタ
２８ａ，２８ｂ，２８ｃ    赤色に相当する波長の光の偏光方向のみを変えるフィルタ
３０    ＰＢＳ（Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ  Ｂｅａｍ  Ｓｐｌｉｔｔｅｒ）プリズム
３２，３３，３４，３５，３６    ＬＣＯＳ（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｏｎ  Ｓｉｌｉｃｏｎ）
４１    λ／４板
４２    波長選択性偏光素子
５１，５２    反射部材
６２，７１，７２    フィールドレンズ
７０ａ，７０ｂ    ３板式投影装置
１０１    リフレクタ
１０２    白色光源
１０３    カラーフィルタ
１０４，１１０    偏光素子
１０５，１０９    積層波長板
１０６    偏光分離手段
１０７，１０８    反射型液晶パネル
１１１    投影レンズ
１１２    スクリーン
【図１】
2009063825.tif 000003
【図２Ａ】
2009063825.tif 000004
【図２Ｂ】
2009063825.tif 000005
【図２Ｃ】
2009063825.tif 000006
【図２Ｄ】
2009063825.tif 000007
【図３】
2009063825.tif 000008
【図４Ａ】
2009063825.tif 000009
【図４Ｂ】
2009063825.tif 000010
【図５Ａ】
2009063825.tif 000011
【図５Ｂ】
2009063825.tif 000012
【図６】
2009063825.tif 000013
【図７Ａ】
2009063825.tif 000014
【図７Ｂ】
2009063825.tif 000015
【図２Ｅ】
2009063825.tif 000016
【図８】
2009063825.tif 000017
【図９】
2009063825.tif 000018