JP2013104933A - 投影装置 - Google Patents

Abstract

【課題】３Ｄ画質の改善を図る。
【解決手段】投影装置は、色合成部、投射レンズおよび偏光変換部を備える。色合成部は、３原色光を合成する。投射レンズは、色合成部からの出射光を投射する。偏光変換部は、投射レンズの投射側に配置され、投射レンズにより投射された各色光の偏光状態を無偏光状態に変換する。偏光変換部は、偏光変換素子として、所定波長に対して位相をπシフトする波長選択性１／２波長板、光学軸を１つ持つ有機材料である一軸性有機材料、光学軸を１つ持つ結晶である一軸性結晶のいずれかを有する。
【選択図】図１

Description

本技術は、映像表示を行う投影装置に関する。

近年、アクティブシャッター方式の３Ｄ（dimensions）機能を有するＬＣＤ（Liquid Crystal Display：液晶ディスプレイ）プロジェクタが開発されている。

アクティブシャッター方式とは、遠近感を伴う映像表示方式の１つであり、左眼用と右眼用の映像を交互に表示し、映像の切り替えと同期して左右交互に３Ｄメガネの視界を相互に遮ることで、視差を生み出して、立体視を可能とするものである。

一方、２Ｄ画を表示するプロジェクタよりも、３Ｄ画を表示する上記のようなプロジェクタの方が、品質を確保するのが困難になってきている。これは、スクリーンで反射した、ある偏光状態の光の中で、３Ｄメガネによって特定方向の偏光成分のみが透過し、この偏光状態が３Ｄ画質に大きく影響（色ムラ、輝度落ち）を与えてしまうためである。

２Ｄ画表示は、３Ｄメガネを使用しないため、どの偏光状態も等しく観察者の瞳に光が入り、スクリーン反射後の偏光状態が画質に影響を与えない。これに対し、アクティブシャッター方式３Ｄ機能を有するＬＣＤプロジェクタ等では、３Ｄメガネに届くまでの偏光状態を考慮することが重要となる。

従来技術として、水平／垂直方向のＲＧＢの各色の光量比を等しくして、各色の偏光状態を変換する投写型表示装置が提案されている。

特開２００７−３０４６０７号公報

しかし、従来の３Ｄ画を表示するプロジェクタでは、プロジェクタの投射光がスクリーンで反射して３Ｄメガネに到達するまでに、３Ｄ画質を向上するための適切な偏光変換処理が施されてはいなかった。

このため、３Ｄメガネを傾けない状態で、３Ｄ画の色ムラが見えてしまうといった問題があった。また、３Ｄメガネを傾けた状態で、３Ｄ画の色ムラおよび輝度落ちが見えてしまうといった問題があった。

本技術はこのような点に鑑みてなされたものであり、３Ｄメガネを傾けない状態での３Ｄ画の色ムラを低減させ、かつ３Ｄメガネを傾けた状態での３Ｄ画の色ムラおよび輝度落ちを低減させて、３Ｄ画質を大幅に向上させた投影装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、投影装置が提供される。投影装置は、色合成部、投射レンズおよび偏光変換部を備える。色合成部は、３原色光を合成する。投射レンズは、色合成部からの出射光を投射する。偏光変換部は、投射レンズの投射側に配置され、投射レンズにより投射された各色光の偏光状態を無偏光状態に変換する。

３Ｄ画質を大幅に向上させることが可能になる。

投影装置の構成例を示す図である。 偏光状態の変化要素を示す図である。 ３Ｄメガネを通して見た色ムラを示す図である。 ３Ｄメガネを通して見た色ムラを示す図である。 透過型ＬＣＤ方式プロジェクタの光学ユニット構成例を示す図である。 反射型ＬＣＤ方式プロジェクタの光学ユニット構成例を示す図である。 波長選択性１／２波長板を示す図である。 波長選択性１／２波長板の特性を説明するための図である。 一軸性有機材料および一軸性結晶を示す図である。 一軸性有機材料および一軸性結晶の特性を説明するための図である。 一軸性有機材料および一軸性結晶の位相差による偏光状態を示す図である。 投影装置の構成例を示す図である。 投影装置の構成例を示す図である。 投影装置の構成例を示す図である。 投影装置の構成例を示す図である。 投影装置の構成例を示す図である。 投影装置の構成例を示す図である。 投影装置の構成例を示す図である。 投影装置の構成例を示す図である。 投影装置の構成例を示す図である。 投影装置の構成例を示す図である。 投影装置の構成例を示す図である。 投影装置の構成例を示す図である。 設置形態例を示す図である。 設置形態例を示す図である。 設置形態例を示す図である。 投影状態例を示す図である。 投影状態例を示す図である。 投影状態例を示す図である。 投影状態例を示す図である。 投影装置の投影イメージを示す図である。

以下、実施の形態を図面を参照して説明する。図１は投影装置の構成例を示す図である。投影装置１は、色合成部１０、投射レンズ２０および偏光変換部３０を備える。

色合成部１０は、３原色のＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各色光を合成する。投射レンズ２０は、色合成部１０からの出射光を投射する。偏光変換部３０は、投射レンズ２０の投射側に配置され、投射レンズ２０により投射された各色光の偏光状態を無偏光状態に変換する。

ここで、偏光変換部３０は、偏光変換素子として、所定波長に対して位相をπシフトする波長選択性１／２波長板、光学軸を１つ持つ有機材料である一軸性有機材料、光学軸を１つ持つ結晶である一軸性結晶のいずれかを有している。これらの偏光変換素子により、投射レンズ２０により投射された各色光内の波長の偏光を、波長毎に互いに異なる偏光に変換して無偏光状態にする。

このように、投影装置１は、色合成部１０、投射レンズ２０および偏光変換部３０を備え、偏光変換部３０は、投射レンズ２０により投射された各色光の偏光状態を無偏光状態に変換する構成とした。

この構成により、投影装置１からスクリーン７へ向かって投影される投射光は、無偏光状態であり、スクリーン７で反射して観測者の３Ｄメガネ２に入射する光も無偏光状態である。

これにより、３Ｄメガネ２を傾けない状態での３Ｄ画の色ムラを低減し、かつ３Ｄメガネを傾けた状態での３Ｄ画の色ムラおよび輝度落ちを低減することができるので、３Ｄ画質を大幅に向上させることが可能になる。

次に本技術が解決すべき問題点について詳しく説明する。図２は偏光状態の変化要素を示す図である。投影装置（プロジェクタ）５０の投射レンズ５１からの投射光は、スクリーン７で反射して３Ｄメガネ２に到達する。３Ｄメガネ２に入る偏光状態の変化要素は、主に以下の３つによって影響を受ける。

（１）プロジェクタ５０で発生する偏光ムラ
プロジェクタ５０で発生する偏光ムラは、プロジェクタ５０内の色合成プリズム５２から投射レンズ５１までの間で発生する。特に投射レンズ５１によって発生し、投射レンズ５１がガラスレンズやプラスチックレンズのいずれであっても偏光ムラが発生する。

投射レンズ５１がガラスレンズの場合では、ガラスレンズの材料、形状、ＡＲ（Anti Reflection）コートなどが原因となって偏光ムラが生じる。また、プラスチックレンズの場合では、プラスチックレンズの材料、形状、ＡＲコート、成型条件などによって偏光ムラが発生する。特にプラスチックレンズでは、多大な偏光ムラが発生する。

（２）スクリーン７の反射偏光特性
スクリーン７が特にシルバースクリーンの場合では、入射偏光状態を維持したまま反射するので、プロジェクタ５０で発生する上記の（１）の偏光ムラがそのまま３Ｄ画質に影響を与える。また、偏光特性の面内ムラのあるスクリーンは、以下の（３）の影響を直接受ける。

（３）観察者の３Ｄメガネ２の傾け角
通常の使用状態を想定した際の３Ｄメガネ２の偏光透過軸に対する傾け角では、観察者が首を傾けると±２５°程度となる。観察者が首を傾けて、３Ｄメガネ２の傾け角が±２５°程度になると、３Ｄメガネ２の偏光透過方向も変化する。その結果、３Ｄ画質も大きく変化する。

上記の（１）〜（３）による偏光状態変化要素により、３Ｄメガネ２に入る偏光状態が変化し、従来では、主に以下の２つの問題点が発生していた。
（ａ）３Ｄメガネ２を傾けない状態で、３Ｄ画の色ムラが見えてしまう。
（ｂ）３Ｄメガネ２を傾けた状態で、３Ｄ画の色ムラおよび輝度落ちが見えてしまう。

図３、図４は３Ｄメガネを通して見た色ムラを示す図である。スクリーン７に対して、例えば、背景が白色の場合に、図３に示すような色ムラ（楕円で示している）が観察されることがある。また、スクリーン７に例えば、偏光特性の面内ムラがある場合は、観察者が首を傾けたときには、図４に示すような線状の色ムラが見えることがある。

従来の問題点（ａ）、（ｂ）を解決する場合は、上述の（１）の偏光状態変化要素にて解決する必要がある。なぜなら、（２）の偏光状態変化要素では、観察者（カスタマー）に対し、設置するスクリーン７を指定できないためである。さらに、（３）の偏光状態変化要素では、３Ｄメガネ２の標準化の流れの中で、専用３Ｄメガネにすることは現実的ではないためである。

ここで、（１）の偏光状態変化要素にて解決する際、問題点（ａ）については、以下の方法（＃１）〜（＃３）で解決することが可能であった。

（＃１）すべてガラスレンズを使用した投射レンズ５１を使用する（プラスチックレンズを使用しない）。しかし、この場合、問題点（ａ）を解決することができても、問題点（ｂ）を解決することができなかった。

（＃２）色合成プリズム５２がＳＰＳ方式の場合、投射レンズ５１と、色合成プリズム５２との間に、波長選択性１／２波長板（Color Select）を使用する。そして、ＲＧＢの順番で、Ｓ偏光／Ｐ偏光／Ｓ偏光を、Ｐ偏光／Ｐ偏光／Ｐ偏光またはＳ偏光／Ｓ偏光／Ｓ偏光に揃える。しかし、この場合、問題点（ａ）を解決することができても、問題点（ｂ）を解決することができなかった。

なお、一般的にプロジェクタで使用する色合成プリズムでは、緑色光は、Ｓ偏光のときよりもＰ偏光のときの方が、透過率が高いので、ＳＳＳ方式よりもＳＰＳ方式の方が主流である。ただし、色合成プリズムの出射後のＲＧＢの偏光を揃えるためにＳＳＳ方式も使用されている。

（＃３）色合成プリズム５２をＳＳＳ方式にする。しかし、この場合、問題点（ａ）を解決することができても、問題点（ｂ）を解決することができなかった。また、Ｇ（Green）の透過率が大幅に落ちるため、２Ｄ輝度が大幅に落ちてしまう。

このように、問題点（ａ）に対しては、上記の（＃１）〜（＃３）の解決方法がある。しかし、方法（＃１）〜（＃３）では、問題点（ｂ）については解決することができない。なぜなら、（＃１）〜（＃３）の方法では、いずれも単にＲＧＢを同じ方向の直線偏光に揃えているだけで、プロジェクタ５０の投射光を無偏光に変換できていなかったためである（この無偏光化が解決手段となることも発見されていなかった）。

本技術はこのような点に鑑みてなされたものであり、３Ｄメガネ２を傾けない状態での３Ｄ画の色ムラを低減させ、かつ３Ｄメガネ２を傾けた状態での３Ｄ画の色ムラおよび輝度落ちを低減させて、３Ｄ画質を大幅に向上させた投影装置１を提供するものである。

次に投影装置１の適用例として、透過型ＬＣＤ方式プロジェクタおよび反射型ＬＣＤ方式プロジェクタについて説明する。

図５は透過型ＬＣＤ方式プロジェクタの光学ユニット構成例を示す図である。透過型ＬＣＤ方式プロジェクタ１００は、光源部、照明光学系、分離光学系、光変調素子部、合成光学系および投射光学系を有している。

光源部は、光源１０１およびリフレクタ１０２を有する。光源１０１は、例えば、超高圧水銀ランプやメタルハライドランプなどのＨＩＤ（High Intensity Discharge）ランプであり、白色光を出射する。光源１０１は、リフレクタ１０２の焦点位置に配置され、光源１０１から出射した白色光をリフレクタ１０２で反射して略平行光を生成する。なお、リフレクタ１０２は、パラボラ形状だけでなく、楕円形状等もある。

照明光学系は、ＵＶ（Ultra Violet）カットフィルタ１１１、フライアイレンズ１１２−１、１１２−２、偏光分離素子１１３、波長板ユニット（偏光変調素子）１１４およびコンデンサレンズ１１５を有している。

ＵＶカットフィルタ１１１は、光源１０１の前方に設けられ、光源１０１から出射される紫外線の通過を阻止する。フライアイレンズ１１２−１、１１２−２は、リフレクタ１０２で反射した略平行光を入射し、偏光分離素子１１３に出射する。フライアイレンズ１１２−１、１１２−２は、光変調素子部に入射する光の照度を均一化する。

偏光分離素子１１３は、入射光束を第１の偏光成分と第２の偏光成分に分離する。例えば、偏光分離素子１１３は、Ｓ偏光とＰ偏光を含む光を入射して、第１の領域にＰ偏光を出射し、第２の領域にＳ偏光を出射する。

波長板ユニット１１４は、偏光分離素子１１３からの出射光の偏光軸を所定方向に揃える。例えば、波長板ユニット１１４は、第１の領域に入射したＰ偏光をＳ偏光に変調し、偏光軸を第２の領域に入射したＳ偏光と揃える。

コンデンサレンズ１１５は、波長板ユニット１１４の出射光を入射して集光する。コンデンサレンズ１１５を出射した白色光は、分離光学系に入射する。

分離光学系は、コンデンサレンズ１１５からの入射光をＲＧＢ（赤色、緑色、青色）に分離する。分離光学系は、ダイクロイックミラー１２１−１、１２１−２、反射ミラー１２２−１〜１２２−３、リレーレンズ１２３−１、１２３−２、コンデンサレンズ１２４Ｒ、１２４Ｇ、１２４Ｂを有している。

ダイクロイックミラー１２１−１、１２１−２は、ＲＧＢの各光をその波長帯域により選択的に透過または反射する。ダイクロイックミラー１２１−１は、緑色波長帯域の光Ｇおよび赤色波長帯域の光Ｒを透過し、青色波長帯域の光Ｂを反射する。ダイクロイックミラー１２１−２は、赤色波長帯域の光Ｒを透過し、緑色波長帯域の光Ｇを反射する。これにより、白色光は、ＲＧＢの３色に色分離される。なお、ダイクロイックミラーは、赤色分離または青色分離のどちらの分離方式においても使用される。

反射ミラー１２２−１は、全反射ミラーで構成され、ダイクロイックミラー１２１−１で分離された青色波長帯域の光Ｂを反射して光変調素子１２５Ｂに導く。反射ミラー１２２−２、１２２−３は、全反射ミラーで構成され、ダイクロイックミラー１２１−２で分離された赤色波長帯域の光Ｒを反射して光変調素子１２５Ｒに導く。

リレーレンズ１２３−１、１２３−２は、赤色波長帯域の光Ｒについての光路長の補正をおこなう。コンデンサレンズ１２４Ｒ、１２４Ｇ、１２４Ｂは、緑色波長帯域の光Ｇ、赤色波長帯域の光Ｒ、および青色波長帯域の光Ｂをそれぞれ収束する。

分離光学系から出射される緑色波長帯域の光Ｇ、赤色波長帯域の光Ｒ、および青色波長帯域の光Ｂは、それぞれ光変調素子１２５Ｒ、１２５Ｇ、１２５Ｂに入射する。

光変調素子１２５Ｒ、１２５Ｇ、１２５Ｂの前方（光源側）には、入射側偏光板１２８Ｒ、１２８Ｇ、１２８Ｂがあり、分離光学系から出射される緑色波長帯域の光Ｇ、赤色波長帯域の光Ｒ、および青色波長帯域の光Ｂの偏光成分を揃える。

光変調素子１２５Ｒ、１２５Ｇ、１２５Ｂは、赤色波長帯域の光Ｒ、緑色波長帯域の光Ｇ、および青色波長帯域の光Ｂをそれぞれ空間変調する。出射側偏光板１２９Ｒ、１２９Ｇ、１２９Ｂは、空間変調された光のうち、所定の偏光成分を透過する。

合成光学系は、色合成プリズム１２６を有する。色合成プリズム１２６は、緑色波長帯域の光Ｇを透過し、赤色波長帯域の光Ｒおよび青色波長帯域の光Ｂを投射光学系方向に反射するように構成されている。

色合成プリズム１２６は、例えば、複数のガラスプリズム（４つの略同形状の直角二等辺プリズム）を接合することによって構成されており、各ガラスプリズムの接合面には、所定の光学特性を有する２つの干渉フィルタが形成されている。

第１干渉フィルタは、青色波長帯域の光Ｂを反射し、赤色波長帯域の光Ｒおよび緑色波長帯域の光Ｇを透過する。第２干渉フィルタは、赤色波長帯域の光Ｒを反射し、緑色波長帯域の光Ｇおよび青色波長帯域の光Ｂを透過する。

したがって、光変調素子１２５Ｒ、１２５Ｇ、１２５Ｂによって変調されたＲＧＢの各光は、色合成プリズム１２６で合成されて、投射光学系に入射する。

投射光学系である投影レンズ１２７は、色合成プリズム１２６からの出射光を所定の倍率に拡大してスクリーン７に映像を投影する。

図６は反射型ＬＣＤ方式プロジェクタの光学ユニット構成例を示す図である。反射型ＬＣＤ方式プロジェクタ２００において、光源２０１は、リフレクタ２０２の焦点位置に配置され、光源２０１から出射した白色光をリフレクタ２０２で反射して略平行光を生成する。ＵＶ／ＩＲ（Ultra Violet／Infrared Rays）カットフィルタ２１１は、略平行光を受光して紫外線および赤外線の通過を阻止する。なお、リフレクタ２０２は、パラボラ形状だけでなく、楕円形状等もある。

フライアイレンズ２１２−１、２１２−２は、光の照度を均一化し、ＰＳコンバータ（偏光変換素子）２１３は、Ｐ偏光／Ｓ偏光のランダム偏光の偏光方向を揃える。メインコンデンサレンズ２２１は、ＰＳコンバータ２１３で偏光方向が揃って均一化された白色照明光を集光する。

ダイクロイックミラー２２２は、赤色の波長領域の光ＬＲと、緑色および青色の波長領域の光ＬＧＢとを分離する。なお、ダイクロイックミラー２２２は、赤色分離または青色分離のどちらの分離方式においても使用される。反射ミラー２２３は、ダイクロイックミラー２２２で分離された赤光ＬＲを反射する。

反射ミラー２２４は、ダイクロイックミラー２２２で分離された緑および青光ＬＧＢを反射する。ダイクロイックミラー２２５は、反射ミラー２２４で反射された光ＬＧＢのうち緑色の波長領域のみ反射し、青色の波長領域が透過する。

偏光板２２６Ｒは、反射ミラー２２３で反射されたＰ偏光である赤光ＬＲを透過して反射型液晶パネル２３０Ｒに入射させ、反射型液晶パネル２３０Ｒで空間変調され、Ｓ偏光に変換された赤光を反射して色合成プリズム２４０に入射させる。なお、色合成プリズム２４０のＲＧＢの入射面それぞれに偏光板が配置されてもよい。
また、ＳＳＳ方式時には、緑色光は色合成プリズム２４０にそのまま入射する。ＳＰＳ方式時には、色合成プリズム２４０の入射側に１／２波長板が配置され、緑色光はＰ偏光で色合成プリズム２４０に入射する。

偏光板２２６Ｇは、ダイクロイックミラー２２５で反射されたＰ偏光である緑光ＬＧを透過して反射型液晶パネル２３０Ｇに入射させ、反射型液晶パネル２３０Ｇで空間変調され、Ｓ偏光に変換された緑光を反射して色合成プリズム２４０に入射させる。

偏光板２２６Ｂは、ダイクロイックミラー２２５を透過したＰ偏光である青光ＬＢを透過して反射型液晶パネル２３０Ｂに入射させ、反射型液晶パネル２３０Ｂで空間変調され、Ｓ偏光に変換された青光を反射して色合成プリズム２４０に入射させる。なお、各偏光板２２６Ｒ、２２６Ｇ、２２６Ｂの入射側には、光学レンズ２２７〜２２９が配置される（光学レンズ２２８と偏光板２２６Ｇとの間にも偏光板が配置される場合がある）。

ここで、光源２０１より出力された白色光は、フライアイレンズ２１２−１、２１２−２により照度が均一化され、ＰＳコンバータ２１３により所定の偏光に揃えられる。そして、その出力光が、メインコンデンサレンズ２２１により反射型液晶パネル２３０Ｒ、２３０Ｇ、２３０Ｂを照射するように配向された後、色分離ミラーとしてのダイクロイックミラー２２２、２２５等により３つの波長帯域の光に分離される。

分離された各色光は、反射型偏光板に入射し、ある一方向の偏光方向の光のみが、偏光板２２６Ｒ、２２６Ｇ、２２６Ｂによって選択されて、反射型液晶パネル２３０Ｒ、２３０Ｇ、２３０Ｂに入射する。各反射型液晶パネル２３０Ｒ、２３０Ｇ、２３０Ｂには、ＲＧＢの光が入射することになる。

反射型液晶パネル２３０Ｒ、２３０Ｇ、２３０Ｂには入射光に対応した色の映像信号が印加され、映像信号に従い、入射光の偏光方向を回転させて変調出力する。液晶パネルから出射した被変調光は、再び偏光板２２６Ｒ、２２６Ｇ、２２６Ｂに入射する。

偏光板２２６Ｒ、２２６Ｇ、２２６Ｂに入射した偏光から９０度回転した偏光成分のみ選択され、色合成プリズム２４０に入射する。３枚の反射型液晶パネルにて変調された各色光は、色合成プリズム２４０において、同じ方向に合成されて出射される。色合成プリズム２４０からの出射合成光は、投影レンズ２５０により、スクリーン７に投影出力される。

次に投影装置１における偏光変換部３０について説明する。偏光変換部３０では、偏光変換素子を含み、偏光変換素子としては、波長選択性１／２波長板、一軸性有機材料、一軸性結晶のいずれかを用いる。以下、各特性について説明する。

図７は波長選択性１／２波長板を示す図である。波長選択性１／２波長板３１ａは、第１の光軸と、第１の光軸に直交する第２の光軸とを有し、所定の波長の光を横振動から縦振動へ、縦振動から横振動へ変換し、所定波長の位相をπシフトする特性を有している。

図８は波長選択性１／２波長板の特性を説明するための図である。波長選択性１／２波長板３１ａに、直線偏光化された入射光線が、その振動方向が第１の光軸方向に対して平行に（０゜またはπの角度で）入射したとき、位相がπシフトして、第２の光軸と平行な光線が出射する。

逆に、波長選択性１／２波長板３１ａに、直線偏光化された入射光線が、その振動方向が第２の光軸方向に対して平行に（０゜またはπの角度で）入射したとき、位相がπシフトして、第１の光軸と平行な光線が出射する。

ここで、投影装置１で波長選択性１／２波長板３１ａを使用する場合、入射光線を第１、第２の光軸に対して平行な光線を波長選択性１／２波長板３１ａに入射するのではなく、第１、第２の光軸に対して平行ではない直線偏光、円偏光、楕円偏光等を入射することが好ましい。

すなわち、投射レンズ２０での投射光は、波長選択性１／２波長板３１ａの第１、第２の光軸に対して平行ではない偏光であるほど、出射光は“波長ごとに異なる偏光”に近くなり、無偏光状態となる。

このように、第１、第２の光軸に対して、光振動方向が平行ではない偏光が、波長選択性１／２波長板３１ａを透過することで、投射レンズ２０からの投射光は、波長選択性１／２波長板３１ａによって、波長毎に互いに異なる偏光に変換されて無偏光状態となる。

なお、投射レンズ２０として偏光乱れの激しいプラスチックレンズを使用するような場合は、入射偏光に対して１３５°の方向に光軸が向く１／４波長板を、波長選択性１／２波長板３１ａと組み合わせて使用してもよい。

例えば、波長選択性１／２波長板３１ａの入射側に１／４波長板を配置することで、波長選択性１／２波長板３１ａの第１、第２の光軸に対して、光振動方向がより平行ではない偏光を、波長選択性１／２波長板３１ａに入射でき、偏光状態をより無偏光状態に近づかせることが可能になる。

図９は一軸性有機材料および一軸性結晶を示す図である。一軸性有機材料３１ｂは、光学軸を１つ持つ有機材料であって、例えば、高位相差板が該当する。一軸性有機材料３１ｂの入射光に与える位相差は１００００ｎｍ以上である。

また、一軸性結晶３１ｃは、光学軸を１つ持つ結晶である。例えば、水晶（石英）、サファイア、方解石、フッ化マグネシウム、カルサイト等が該当する。一軸性結晶３１ｃの入射光に与える位相差は１００００ｎｍ程度である（水晶の場合は１ｍｍ程度）。一方、一軸性有機材料３１ｂおよび一軸性結晶３１ｃは共に、遅相軸が４５°である。

図１０は一軸性有機材料および一軸性結晶の特性を説明するための図である。一軸性有機材料３１ｂおよび一軸性結晶３１ｃは、図１０に示す遅相軸と同じ方向の光の振動を持つ入射光に対しては屈折率が大きく働き、遅相軸と同じ方向にない光の振動を持つ入射光に対しては、屈折率は小さく働くという特性を有している。

したがって、入射偏光が、遅相軸に対して４５°ずれた方向に振動（回転）する偏光の場合は、出射偏光は無偏光となる。また、入射偏光が、遅相軸に対して０°、９０°ずれた方向に振動する偏光の場合は、出射偏光は入射偏光の位相と同じで変化しない。

一方、入射偏光が、遅相軸に対して上記以外の方向に振動する偏光の場合は、出射偏光は偏りの大きな偏光が出射して、無偏光状態とはかけ離れた状態となる。

ここで、投影装置１で一軸性有機材料３１ｂまたは一軸性結晶３１ｃを使用する場合、入射光線は、遅相軸に対して４５°ずれた方向に振動する偏光の直線偏光、円偏光、楕円偏光等を入射することが好ましい。

すなわち、投射レンズ２０からの投射光は、一軸性有機材料３１ｂまたは一軸性結晶３１ｃの遅相軸に対して４５°ずれた方向に振動する偏光であって、このような偏光が、一軸性有機材料３１ｂまたは一軸性結晶３１ｃに入射することになる。

このように、遅相軸に対して４５°ずれた方向に振動する偏光が、一軸性有機材料３１ｂまたは一軸性結晶３１ｃを透過することで、投射レンズ２０からの投射光は、一軸性有機材料３１ｂまたは一軸性結晶３１ｃによって、波長毎に互いに異なる偏光に変換されて無偏光状態となる。

ここで、投射レンズ２０の前に配置させる偏光変換素子としては、一軸性有機材料３１ｂおよび一軸性結晶３１ｃよりも、波長選択性１／２波長板３１ａの方が高効果といえる。これは、一軸性有機材料３１ｂおよび一軸性結晶３１ｃは、入射光が遅相軸より４５°ずれた方向に振動する偏光のときに最大の効果を発揮するが、投射レンズ２０の前では４５°方向以外の偏光もあるからである。

ただし、一軸性有機材料３１ｂおよび一軸性結晶３１ｃは、投射レンズ２０の偏光乱れ具合が小さい場合（例えば、投射レンズ２０をガラスレンズにした場合）では、十分効果を発揮するものであり、また、波長選択性１／２波長板よりも安価である。

なお、上記では、偏光変換素子として、波長選択性１／２波長板３１ａ、一軸性有機材料３１ｂおよび一軸性結晶３１ｃの各特性について説明したが、波長毎に互いに異なる偏光に変換する機能を持つ光学部材であれば、波長選択性１／２波長板３１ａ、一軸性有機材料３１ｂおよび一軸性結晶３１ｃ以外の光学部材を使用しても構わない。

次に一軸性有機材料３１ｂおよび一軸性結晶３１ｃの位相差による偏光状態について説明する。図１１は一軸性有機材料および一軸性結晶の位相差による偏光状態を示す図である。縦軸は偏光状態を示し、横軸は波長ｎｍを示している。なお、図中の曲線ｋ１は位相差が５００ｎｍ、曲線ｋ２は位相差が１０００ｎｍ、曲線ｋ３は位相差が２０００ｎｍ、曲線ｋ４（ギザギザ線）は位相差が１００００ｎｍである。

入射する直線偏光に対して、４５°方向に遅相軸があり、位相差量が大きい（例えば、１００００ｎｍ）場合を考える（図中のギザギザ線に該当）。遅相軸を光が通過する場合、ある波長（例えば５５０ｎｍ）の偏光状態が直線偏光とすると、隣接波長（例えば５０１ｎｍ）の偏光状態は、直線偏光に近い楕円偏光となる。

このように使用波長（４３０〜７００ｎｍ程度）のそれぞれで偏光状態が異なった光が足し合わされると、波長毎に互いに異なる偏光が生成されるので、無偏光状態を作り出すことができる。

したがって、偏光変換素子として、一軸性有機材料３１ｂおよび一軸性結晶３１ｃを用いた場合、４５°方向の遅相軸と高位相差量という条件が揃う場合は、波長変化あたりの偏光変化量が増え、より均一な無偏光状態を生成することが可能である。

次に投影装置１における偏光変換処理の各バージョン（光学部材の配置パターン）について図１２〜図１９を用いて説明する。図１２は投影装置の構成例を示す図である。投影装置１−１は、色合成部１０−１、投射レンズ２０および偏光変換部３０−１を備える。

色合成部１０−１は、色合成プリズム１１および１／２波長板１２を含む。偏光変換部３０−１は、偏光変換素子３１を含む。偏光変換素子３１は、図７〜図１１で上述した波長選択性１／２波長板３１ａ、一軸性有機材料３１ｂおよび一軸性結晶３１ｃのいずれかを適用する。

１／２波長板１２は、ＳＰＳ方式の色合成プリズム１１の緑色光の入射側に配置され、緑色光のＳ偏光ｇ１ｓをＰ偏光に変換して、緑色Ｐ偏光ｇ１ｐを生成する。なお、１／２波長板の一般的な基本機能は、光が通過したとき、２つの直線偏光（平行成分、垂直成分）間に１／２波長（位相差δ＝１８０°＋Ｎ×３６０°）の光路差を与えるものであり、主に偏光面を所要の角度へ回転させる目的で使用される（Ｎ＝１、２、３、・・・）。

色合成プリズム１１は、赤色光のＳ偏光である赤色Ｓ偏光ｒ１ｓと、緑色Ｐ偏光ｇ１ｐと、青色光のＳ偏光である青色Ｓ偏光ｂ１ｓとを合成して合成光を生成する。

投射レンズ２０は、合成光を受光して所定の倍率に拡大して投射する。このとき、合成光内の赤色Ｓ偏光ｒ１ｓは、投射レンズ２０を透過することで、赤色楕円偏光ｒ１１ｓ（Ｓ偏光に近い楕円偏光）に変換される。

また、合成光内の緑色Ｐ偏光ｇ１ｐは、投射レンズ２０を透過することで、緑色楕円偏光ｇ１１ｐ（Ｐ偏光に近い楕円偏光）に変換される。さらに、合成光内の青色Ｓ偏光ｂ１ｓは、投射レンズ２０を透過することで、青色楕円偏光ｂ１１ｓ（Ｓ偏光に近い楕円偏光）に変換される。

偏光変換素子３１は、投射レンズ２０から投射された、赤色楕円偏光ｒ１１ｓ、緑色楕円偏光ｇ１１ｐおよび青色楕円偏光ｂ１１ｓのそれぞれの偏光状態を無偏光状態に変換する。その後、これらの無偏光状態の投射光は、スクリーンに投射される。

上記のような投影装置１−１の構成により、スクリーンへの入射光の偏光状態およびスクリーンでの反射光の偏光状態は、無偏光状態になっている。これにより、３Ｄメガネを傾けない状態での３Ｄ画の色ムラを低減し、かつ３Ｄメガネを傾けた状態での３Ｄ画の色ムラおよび輝度落ちを低減することができ、３Ｄ画質を大幅に向上させることが可能になる。

図１３は投影装置の構成例を示す図である。投影装置１−２は、色合成部１０−２、投射レンズ２０および偏光変換部３０−２を備える。

色合成部１０−２は、色合成プリズム１１、１／２波長板１２および１／４波長板１３を含む。偏光変換部３０−２は、偏光変換素子３１を含む。偏光変換素子３１は、図７〜図１１で上述した波長選択性１／２波長板３１ａ、一軸性有機材料３１ｂおよび一軸性結晶３１ｃのいずれかを適用する。

１／２波長板１２は、ＳＰＳ方式の色合成プリズム１１の緑色光の入射側に配置され、緑色光のＳ偏光ｇ２ｓをＰ偏光に変換して、緑色Ｐ偏光ｇ２ｐを生成する。色合成プリズム１１は、赤色光のＳ偏光である赤色Ｓ偏光ｒ２ｓと、緑色Ｐ偏光ｇ２ｐと、青色光のＳ偏光である青色Ｓ偏光ｂ２ｓとを合成して合成光を生成する。

１／４波長板１３は、色合成プリズム１１の出射側に、入射偏光に対して４５°の方向に光軸が向くように配置される。そして、赤色Ｓ偏光ｒ２ｓを左回り円偏光である赤色左回り円偏光ｒ２１に変換し、緑色Ｐ偏光ｇ２ｐを右回り円偏光である緑色右回り円偏光ｇ２１に変換し、青色Ｓ偏光ｂ２ｓを左回り円偏光である青色左回り円偏光ｂ２１に変換する。

なお、１／４波長板の一般的な基本機能は、光が透過したとき、２つの直線偏光（平行成分、垂直成分）間に１／４波長の光路差（位相差δ＝９０°＋Ｎ×３６０°）を与えるもので、主に直線偏光を円偏光に変換、または逆に円偏光を直線偏光に変換する目的に使用される（Ｎ＝１、２、３、・・・）。

ここで、色合成プリズム１１からの出射光の投射レンズ２０への入射時には、投射レンズ２０で反射した反射光が、再び色合成プリズムに逆戻りしてしまう場合がある。このようなことが起きると迷光が発生して、スクリーン上ではゴースト現象などが生じてしまう。このため、本技術では、色合成プリズム１１の出射段と、投射レンズ２０の入射段との間に上記のような１／４波長板１３を配置して、１／４波長板を迷光防止用として使用している。

一方、投射レンズ２０は、合成光を受光して所定の倍率に拡大して投射する。このとき、合成光内の赤色左回り円偏光ｒ２１は、投射レンズ２０を透過することで、赤色楕円偏光ｒ２２ｓ（Ｓ偏光に近い楕円偏光）に変換される。

また、合成光内の緑色右回り円偏光ｇ２１は、投射レンズ２０を透過することで、緑色楕円偏光ｇ２２ｐ（Ｐ偏光に近い楕円偏光）に変換される。さらに、合成光内の青色左回り円偏光ｂ２１は、投射レンズ２０を透過することで、青色楕円偏光ｂ２２ｓ（Ｓ偏光に近い楕円偏光）に変換される。

偏光変換素子３１は、投射レンズ２０から投射された、赤色楕円偏光ｒ２２ｓ、緑色楕円偏光ｇ２２ｐおよび青色楕円偏光ｂ２２ｓのそれぞれの偏光状態を無偏光状態に変換する。その後、これらの無偏光状態の投射光は、スクリーンに投射される。

上記のような投影装置１−２の構成により、スクリーンへの入射光の偏光状態およびスクリーンでの反射光の偏光状態は、無偏光状態になっている。これにより、３Ｄメガネを傾けない状態での３Ｄ画の色ムラを低減し、かつ３Ｄメガネを傾けた状態での３Ｄ画の色ムラおよび輝度落ちを低減することができ、３Ｄ画質を大幅に向上させることが可能になる。

図１４は投影装置の構成例を示す図である。投影装置１−３は、色合成部１０−３、投射レンズ２０および偏光変換部３０−３を備える。
偏光変換部３０−３は、偏光変換素子３１を含む。偏光変換素子３１は、図７〜図１１で上述した波長選択性１／２波長板３１ａ、一軸性有機材料３１ｂおよび一軸性結晶３１ｃのいずれかを適用する。

ＳＳＳ方式の色合成プリズム１１は、赤色光のＳ偏光である赤色Ｓ偏光ｒ３ｓと、緑色光のＳ偏光である緑色Ｓ偏光ｇ３ｓと、青色光のＳ偏光である青色Ｓ偏光ｂ３ｓとを合成して合成光を生成する。

投射レンズ２０は、合成光を受光して所定の倍率に拡大して投射する。このとき、合成光内の赤色Ｓ偏光ｒ３ｓは、投射レンズ２０を透過することで、赤色楕円偏光ｒ３１ｓ（Ｓ偏光に近い楕円偏光）に変換される。

また、合成光内の緑色Ｓ偏光ｇ３ｓは、投射レンズ２０を透過することで、緑色楕円偏光ｇ３１ｓ（Ｓ偏光に近い楕円偏光）に変換される。さらに、合成光内の青色Ｓ偏光ｂ３ｓは、投射レンズ２０を透過することで、青色楕円偏光ｂ３１ｓ（Ｓ偏光に近い楕円偏光）に変換される。

偏光変換素子３１は、投射レンズ２０から投射された、赤色楕円偏光ｒ３１ｓ、緑色楕円偏光ｇ３１ｓおよび青色楕円偏光ｂ３１ｓのそれぞれの偏光状態を無偏光状態に変換する。その後、これらの無偏光状態の投射光は、スクリーンに投射される。

上記のような投影装置１−３の構成により、スクリーンへの入射光の偏光状態およびスクリーンでの反射光の偏光状態は、無偏光状態になっている。これにより、３Ｄメガネを傾けない状態での３Ｄ画の色ムラを低減し、かつ３Ｄメガネを傾けた状態での３Ｄ画の色ムラおよび輝度落ちを低減することができ、３Ｄ画質を大幅に向上させることが可能になる。

図１５は投影装置の構成例を示す図である。投影装置１−４は、色合成部１０−４、投射レンズ２０および偏光変換部３０−４を備える。
色合成部１０−４は、色合成プリズム１１および１／４波長板１３を含む。偏光変換部３０−４は、偏光変換素子３１を含む。偏光変換素子３１は、図７〜図１１で上述した波長選択性１／２波長板３１ａ、一軸性有機材料３１ｂおよび一軸性結晶３１ｃのいずれかを適用する。

ＳＳＳ方式の色合成プリズム１１は、赤色光のＳ偏光である赤色Ｓ偏光ｒ４ｓと、緑色光のＳ偏光である緑色Ｓ偏光ｇ４ｓと、青色光のＳ偏光である青色Ｓ偏光ｂ４ｓとを合成して合成光を生成する。

１／４波長板１３は、上述の迷光防止のために、色合成プリズム１１の出射側に、入射偏光に対して４５°の方向に光軸が向くように配置される。そして、赤色Ｓ偏光ｒ４ｓを左回り円偏光である赤色左回り円偏光ｒ４１に変換し、緑色Ｓ偏光ｇ４ｓを左回り円偏光である緑色左回り円偏光ｇ４１に変換し、青色Ｓ偏光ｂ４ｓを左回り円偏光である青色左回り円偏光ｂ４１に変換する。

投射レンズ２０は、合成光を受光して所定の倍率に拡大して投射する。このとき、合成光内の赤色左回り円偏光ｒ４１は、投射レンズ２０を透過することで、赤色楕円偏光ｒ４２ｓ（Ｓ偏光に近い楕円偏光）に変換される。

また、合成光内の緑色右回り円偏光ｇ４１は、投射レンズ２０を透過することで、緑色楕円偏光ｇ４２ｓ（Ｓ偏光に近い楕円偏光）に変換される。さらに、合成光内の青色左回り円偏光ｂ４１は、投射レンズ２０を透過することで、青色楕円偏光ｂ４２ｓ（Ｓ偏光に近い楕円偏光）に変換される。

偏光変換素子３１は、投射レンズ２０から投射された、赤色楕円偏光ｒ４２ｓ、緑色楕円偏光ｇ４２ｓおよび青色楕円偏光ｂ４２ｓのそれぞれの偏光状態を無偏光状態に変換する。その後、これらの無偏光状態の投射光は、スクリーンに投射される。

上記のような投影装置１−４の構成により、スクリーンへの入射光の偏光状態およびスクリーンでの反射光の偏光状態は、無偏光状態になっている。これにより、３Ｄメガネを傾けない状態での３Ｄ画の色ムラを低減し、かつ３Ｄメガネを傾けた状態での３Ｄ画の色ムラおよび輝度落ちを低減することができ、３Ｄ画質を大幅に向上させることが可能になる。

図１６は投影装置の構成例を示す図である。投影装置１−５は、色合成部１０−５、投射レンズ２０および偏光変換部３０−５を備える。

色合成部１０−５は、色合成プリズム１１および１／２波長板１２を含む。偏光変換部３０−５は、偏光変換素子３１および１／４波長板３２ａを含む。偏光変換素子３１は、図７〜図１１で上述した波長選択性１／２波長板３１ａ、一軸性有機材料３１ｂおよび一軸性結晶３１ｃのいずれかを適用する。

１／２波長板１２は、ＳＰＳ方式の色合成プリズム１１の緑色光の入射側に配置され、緑色光のＳ偏光ｇ５ｓをＰ偏光に変換して、緑色Ｐ偏光ｇ５ｐを生成する。色合成プリズム１１は、赤色光のＳ偏光である赤色Ｓ偏光ｒ５ｓと、緑色Ｐ偏光ｇ５ｐと、青色光のＳ偏光である青色Ｓ偏光ｂ５ｓとを合成して合成光を生成する。

投射レンズ２０は、合成光を受光して所定の倍率に拡大して投射する。このとき、合成光内の赤色Ｓ偏光ｒ５ｓは、投射レンズ２０を透過することで、赤色楕円偏光ｒ５１ｓ（Ｓ偏光に近い楕円偏光）に変換される。

また、合成光内の緑色Ｐ偏光ｇ５ｐは、投射レンズ２０を透過することで、緑色楕円偏光ｇ５１ｐ（Ｐ偏光に近い楕円偏光）に変換される。さらに、合成光内の青色Ｓ偏光ｂ５ｓは、投射レンズ２０を透過することで、青色楕円偏光ｂ５１ｓ（Ｓ偏光に近い楕円偏光）に変換される。

偏光変換素子３１は、投射レンズ２０から投射された、赤色楕円偏光ｒ５１ｓ、緑色楕円偏光ｇ５１ｐおよび青色楕円偏光ｂ５１ｓのそれぞれの偏光状態を無偏光状態に変換する。

なお、投射レンズ２０の偏光乱れ具合によっては、偏光変換素子３１の出射段に、入射偏光に対して１３５°の方向に光軸が向くように１／４波長板３２ａを設けてもよい。１／４波長板３２ａをこのように配置することで、偏光状態をより無偏光化することができ、さらに色ムラ／輝度落ちを抑制することが可能になる。

上記のような投影装置１−５の構成により、スクリーンへの入射光の偏光状態およびスクリーンでの反射光の偏光状態は、無偏光状態になっている。これにより、３Ｄメガネを傾けない状態での３Ｄ画の色ムラを低減し、かつ３Ｄメガネを傾けた状態での３Ｄ画の色ムラおよび輝度落ちを低減することができ、３Ｄ画質を大幅に向上させることが可能になる。

図１７は投影装置の構成例を示す図である。投影装置１−６は、色合成部１０−６、投射レンズ２０および偏光変換部３０−６を備える。

色合成部１０−６は、色合成プリズム１１、１／２波長板１２および１／４波長板１３を含む。偏光変換部３０−６は、偏光変換素子３１および１／４波長板３２ａを含む。偏光変換素子３１は、図７〜図１１で上述した波長選択性１／２波長板３１ａ、一軸性有機材料３１ｂおよび一軸性結晶３１ｃのいずれかを適用する。

１／２波長板１２は、ＳＰＳ方式の色合成プリズム１１の緑色光の入射側に配置され、緑色光のＳ偏光ｇ６ｓをＰ偏光に変換して、緑色Ｐ偏光ｇ６ｐを生成する。色合成プリズム１１は、赤色光のＳ偏光である赤色Ｓ偏光ｒ６ｓと、緑色Ｐ偏光ｇ６ｐと、青色光のＳ偏光である青色Ｓ偏光ｂ６ｓとを合成して合成光を生成する。

１／４波長板１３は、上述の迷光防止のために、色合成プリズム１１の出射側に、入射偏光に対して４５°の方向に光軸が向くように配置される。そして、赤色Ｓ偏光ｒ６ｓを左回り円偏光である赤色左回り円偏光ｒ６１に変換し、緑色Ｐ偏光ｇ６ｐを右回り円偏光である緑色右回り円偏光ｇ６１に変換し、青色Ｓ偏光ｂ６ｓを左回り円偏光である青色左回り円偏光ｂ６１に変換する。

投射レンズ２０は、合成光を受光して所定の倍率に拡大して投射する。このとき、合成光内の赤色左回り円偏光ｒ６１は、投射レンズ２０を透過することで、赤色楕円偏光ｒ６２ｓ（Ｓ偏光に近い楕円偏光）に変換される。

また、合成光内の緑色右回り円偏光ｇ６１は、投射レンズ２０を透過することで、緑色楕円偏光ｇ６２ｐ（Ｐ偏光に近い楕円偏光）に変換される。さらに、合成光内の青色左回り円偏光ｂ６１は、投射レンズ２０を透過することで、青色楕円偏光ｂ６２ｓ（Ｓ偏光に近い楕円偏光）に変換する。

偏光変換素子３１は、投射レンズ２０から投射された、赤色楕円偏光ｒ６２ｓ、緑色楕円偏光ｇ６２ｐおよび青色楕円偏光ｂ６２ｓのそれぞれの偏光状態を無偏光状態に変換する。

なお、投射レンズ２０の偏光乱れ具合によっては、偏光変換素子３１の出射段に、入射偏光に対して１３５°の方向に光軸が向くように１／４波長板３２ａを設けてもよい。１／４波長板３２ａをこのように配置することで、偏光状態をより無偏光化することができ、さらに色ムラ／輝度落ちを抑制することが可能になる。

上記のような投影装置１−６の構成により、スクリーンへの入射光の偏光状態およびスクリーンでの反射光の偏光状態は、無偏光状態になっている。これにより、３Ｄメガネを傾けない状態での３Ｄ画の色ムラを低減し、かつ３Ｄメガネを傾けた状態での３Ｄ画の色ムラおよび輝度落ちを低減することができ、３Ｄ画質を大幅に向上させることが可能になる。

図１８は投影装置の構成例を示す図である。投影装置１−７は、色合成部１０−７、投射レンズ２０および偏光変換部３０−７を備える。

色合成部１０−７は、色合成プリズム１１および１／２波長板１２を含む。偏光変換部３０−７は、偏光変換素子３１および１／４波長板３２ｂを含む。偏光変換素子３１は、図７〜図１１で上述した波長選択性１／２波長板３１ａ、一軸性有機材料３１ｂおよび一軸性結晶３１ｃのいずれかを適用する。

１／２波長板１２は、ＳＰＳ方式の色合成プリズム１１の緑色光の入射側に配置され、緑色光のＳ偏光ｇ７ｓをＰ偏光に変換して、緑色Ｐ偏光ｇ７ｐを生成する。色合成プリズム１１は、赤色光のＳ偏光である赤色Ｓ偏光ｒ７ｓと、緑色Ｐ偏光ｇ７ｐと、青色光のＳ偏光である青色Ｓ偏光ｂ７ｓとを合成して合成光を生成する。

投射レンズ２０は、合成光を受光して所定の倍率に拡大して投射する。このとき、合成光内の赤色Ｓ偏光ｒ７ｓは、投射レンズ２０を透過することで、赤色楕円偏光ｒ７１ｓ（Ｓ偏光に近い楕円偏光）に変換される。

また、合成光内の緑色Ｐ偏光ｇ７ｐは、投射レンズ２０を透過することで、緑色楕円偏光ｇ７１ｐ（Ｐ偏光に近い楕円偏光）に変換される。さらに、合成光内の青色Ｓ偏光ｂ７ｓは、投射レンズ２０を透過することで、青色楕円偏光ｂ７１ｓ（Ｓ偏光に近い楕円偏光）に変換される。

偏光変換素子３１は、投射レンズ２０から投射された、赤色楕円偏光ｒ７１ｓ、緑色楕円偏光ｇ７１ｐおよび青色楕円偏光ｂ７１ｓのそれぞれの偏光状態を無偏光状態に変換する。

なお、投射レンズ２０の偏光乱れ具合によっては、投射レンズ２０の投射側と、偏光変換素子３１の入射側との間に、入射偏光に対して１３５°の方向に光軸が向くように１／４波長板３２ｂを設けてもよい。１／４波長板３２ｂをこのように配置することで、偏光状態をより無偏光化することができ、さらに色ムラ／輝度落ちを抑制することが可能になる。

上記のような投影装置１−７の構成により、スクリーンへの入射光の偏光状態およびスクリーンでの反射光の偏光状態は、無偏光状態になっている。これにより、３Ｄメガネを傾けない状態での３Ｄ画の色ムラを低減し、かつ３Ｄメガネを傾けた状態での３Ｄ画の色ムラおよび輝度落ちを低減することができ、３Ｄ画質を大幅に向上させることが可能になる。

図１９は投影装置の構成例を示す図である。投影装置１−８は、色合成部１０−８、投射レンズ２０および偏光変換部３０−８を備える。

色合成部１０−８は、色合成プリズム１１、１／２波長板１２および１／４波長板１３を含む。偏光変換部３０−８は、偏光変換素子３１および１／４波長板３２ｂを含む。偏光変換素子３１は、図７〜図１１で上述した波長選択性１／２波長板３１ａ、一軸性有機材料３１ｂおよび一軸性結晶３１ｃのいずれかを適用する。

１／２波長板１２は、ＳＰＳ方式の色合成プリズム１１の緑色光の入射側に配置され、緑色光のＳ偏光ｇ８ｓをＰ偏光に変換して、緑色Ｐ偏光ｇ８ｐを生成する。色合成プリズム１１は、赤色光のＳ偏光である赤色Ｓ偏光ｒ８ｓと、緑色Ｐ偏光ｇ８ｐと、青色光のＳ偏光である青色Ｓ偏光ｂ８ｓとを合成して合成光を生成する。

１／４波長板１３は、上述の迷光防止のために、色合成プリズム１１の出射側に、入射偏光に対して４５°の方向に光軸が向くように配置される。そして、赤色Ｓ偏光ｒ８ｓを左回り円偏光である赤色左回り円偏光ｒ８１に変換し、緑色Ｐ偏光ｇ８ｐを右回り円偏光である緑色右回り円偏光ｇ８１に変換し、青色Ｓ偏光ｂ８ｓを左回り円偏光である青色左回り円偏光ｂ８１に変換する。

投射レンズ２０は、合成光を受光して所定の倍率に拡大して投射する。このとき、合成光内の赤色左回り円偏光ｒ８１は、投射レンズ２０を透過することで、赤色楕円偏光ｒ８２ｓ（Ｓ偏光に近い楕円偏光）に変換される。

また、合成光内の緑色右回り円偏光ｇ８１は、投射レンズ２０を透過することで、緑色楕円偏光ｇ８２ｐ（Ｐ偏光に近い楕円偏光）に変換される。さらに、合成光内の青色左回り円偏光ｂ８１は、投射レンズ２０を透過することで、青色楕円偏光ｂ８２ｓ（Ｓ偏光に近い楕円偏光）に変換される。

偏光変換素子３１は、投射レンズ２０から投射された、赤色楕円偏光ｒ８２ｓ、緑色楕円偏光ｇ８２ｐおよび青色楕円偏光ｂ８２ｓのそれぞれの偏光状態を無偏光状態に変換する。

なお、投射レンズ２０の偏光乱れ具合によっては、投射レンズ２０の投射側と、偏光変換素子３１の入射側との間に、入射偏光に対して１３５°の方向に光軸が向くように１／４波長板３２ｂを設けてもよい。１／４波長板３２ｂをこのように配置することで、偏光状態をより無偏光化することができ、さらに色ムラ／輝度落ちを抑制することが可能になる。

上記のような投影装置１−８の構成により、スクリーンへの入射光の偏光状態およびスクリーンでの反射光の偏光状態は、無偏光状態になっている。これにより、３Ｄメガネを傾けない状態での３Ｄ画の色ムラを低減し、かつ３Ｄメガネを傾けた状態での３Ｄ画の色ムラおよび輝度落ちを低減することができ、３Ｄ画質を大幅に向上させることが可能になる。

なお、図１９で示した投射装置１−８は、最良の光学形態となる。投影装置１−８のような光学形態とすることにより、投射レンズ２０にプラスチックレンズを使用可能である（偏光ムラが多大なプラスチックレンズでも対応可能）。

また、色合成プリズム１１をＳＰＳ方式で使用するため、２Ｄ輝度が最大となる。さらに、色合成プリズム１１の出射側へ１／４波長板１３を入射偏光に対して４５°の向きに光軸が向くように配置することで、投射レンズ２０に起因する迷光を防止できる。

さらにまた、投射レンズ２０の投射段に、１／４波長板３２ｂを入射偏光に対して１３５°の方向に光軸が向くように配置する。そして、偏光変換素子３１として波長選択性１／２波長板３１ａを、入射偏光に対して２つの光軸が０°または９０°の方向になるように配置する。これにより、無偏光状態を効率よく生成して、色ムラおよび輝度落ちを大幅に低減することが可能になる。

図２０は投影装置の構成例を示す図である。投影装置１−９は、色合成部１０−９、投射レンズ２０および偏光変換部３０−９を備える。
偏光変換部３０−９は、偏光変換素子３１および１／４波長板３２ａを含む。偏光変換素子３１は、図７〜図１１で上述した波長選択性１／２波長板３１ａ、一軸性有機材料３１ｂおよび一軸性結晶３１ｃのいずれかを適用する。

ＳＳＳ方式の色合成プリズム１１は、赤色光のＳ偏光である赤色Ｓ偏光ｒ９ｓと、緑色光のＳ偏光である緑色Ｓ偏光ｇ９ｓと、青色光のＳ偏光である青色Ｓ偏光ｂ９ｓとを合成して合成光を生成する。

投射レンズ２０は、合成光を受光して所定の倍率に拡大して投射する。このとき、合成光内の赤色Ｓ偏光ｒ９ｓは、投射レンズ２０を透過することで、赤色楕円偏光ｒ９１ｓ（Ｓ偏光に近い楕円偏光）に変換される。また、合成光内の緑色Ｓ偏光ｇ９ｓは、投射レンズ２０を透過することで、緑色楕円偏光ｇ９１ｓ（Ｓ偏光に近い楕円偏光）に変換される。さらに、合成光内の青色Ｓ偏光ｂ９ｓは、投射レンズ２０を透過することで、青色楕円偏光ｂ９１ｓ（Ｓ偏光に近い楕円偏光）に変換される。

偏光変換素子３１は、投射レンズ２０から投射された、赤色楕円偏光ｒ９１ｓ、緑色楕円偏光ｇ９１ｓおよび青色楕円偏光ｂ９１ｓのそれぞれの偏光状態を無偏光状態に変換する。

なお、投射レンズ２０の偏光乱れ具合によっては、偏光変換素子３１の出射段に、入射偏光に対して１３５°の方向に光軸が向くように１／４波長板３２ａを設けてもよい。１／４波長板３２ａをこのように配置することで、偏光状態をより無偏光化することができ、さらに色ムラ／輝度落ちを抑制することが可能になる。

上記のような投影装置１−９の構成により、スクリーンへの入射光の偏光状態およびスクリーンでの反射光の偏光状態は、無偏光状態になっている。これにより、３Ｄメガネを傾けない状態での３Ｄ画の色ムラを低減し、かつ３Ｄメガネを傾けた状態での３Ｄ画の色ムラおよび輝度落ちを低減することができ、３Ｄ画質を大幅に向上させることが可能になる。

図２１は投影装置の構成例を示す図である。投影装置１−１０は、色合成部１０−１０、投射レンズ２０および偏光変換部３０−１０を備える。
色合成部１０−１０は、色合成プリズム１１および１／４波長板１３を含む。偏光変換部３０−１０は、偏光変換素子３１および１／４波長板３２ａを含む。偏光変換素子３１は、図７〜図１１で上述した波長選択性１／２波長板３１ａ、一軸性有機材料３１ｂおよび一軸性結晶３１ｃのいずれかを適用する。

ＳＳＳ方式の色合成プリズム１１は、赤色光のＳ偏光である赤色Ｓ偏光ｒ１０ｓと、緑色光のＳ偏光である緑色Ｓ偏光ｇ１０ｓと、青色光のＳ偏光である青色Ｓ偏光ｂ１０ｓとを合成して合成光を生成する。

１／４波長板１３は、上述の迷光防止のために、色合成プリズム１１の出射側に、入射偏光に対して４５°の方向に光軸が向くように配置される。そして、赤色Ｓ偏光ｒ１０ｓを左回り円偏光である赤色左回り円偏光ｒ１０１に変換し、緑色Ｓ偏光ｇ１０ｓを左回り円偏光である緑色左回り円偏光ｇ１０１に変換し、青色Ｓ偏光ｂ１０ｓを左回り円偏光である青色左回り円偏光ｂ１０１に変換する。

投射レンズ２０は、合成光を受光して所定の倍率に拡大して投射する。このとき、合成光内の赤色左回り円偏光ｒ１０１は、投射レンズ２０を透過することで、赤色楕円偏光ｒ１０２ｓ（Ｓ偏光に近い楕円偏光）に変換される。

また、合成光内の緑色右回り円偏光ｇ１０１は、投射レンズ２０を透過することで、緑色楕円偏光ｇ１０２ｓ（Ｓ偏光に近い楕円偏光）に変換される。さらに、合成光内の青色左回り円偏光ｂ１０１は、投射レンズ２０を透過することで、青色楕円偏光ｂ１０２ｓ（Ｓ偏光に近い楕円偏光）に変換される。

偏光変換素子３１は、投射レンズ２０から投射された、赤色楕円偏光ｒ１０２ｓ、緑色楕円偏光ｇ１０２ｓおよび青色楕円偏光ｂ１０２ｓのそれぞれの偏光状態を無偏光状態に変換する。

なお、投射レンズ２０の偏光乱れ具合によっては、偏光変換素子３１の出射段に、入射偏光に対して１３５°の方向に光軸が向くように１／４波長板３２ａを設けてもよい。１／４波長板３２ａをこのように配置することで、偏光状態をより無偏光化することができ、さらに色ムラ／輝度落ちを抑制することが可能になる。

上記のような投影装置１−１０の構成により、スクリーンへの入射光の偏光状態およびスクリーンでの反射光の偏光状態は、無偏光状態になっている。これにより、３Ｄメガネを傾けない状態での３Ｄ画の色ムラを低減し、かつ３Ｄメガネを傾けた状態での３Ｄ画の色ムラおよび輝度落ちを低減することができ、３Ｄ画質を大幅に向上させることが可能になる。

図２２は投影装置の構成例を示す図である。投影装置１−１１は、色合成部１０−１１、投射レンズ２０および偏光変換部３０−１１を備える。
偏光変換部３０−１１は、偏光変換素子３１および１／４波長板３２ｂを含む。偏光変換素子３１は、図７〜図１１で上述した波長選択性１／２波長板３１ａ、一軸性有機材料３１ｂおよび一軸性結晶３１ｃのいずれかを適用する。

ＳＳＳ方式の色合成プリズム１１は、赤色光のＳ偏光である赤色Ｓ偏光ｒ１１ｓと、緑色光のＳ偏光である緑色Ｓ偏光ｇ１１ｓと、青色光のＳ偏光である青色Ｓ偏光ｂ１１ｓとを合成して合成光を生成する。

投射レンズ２０は、合成光を受光して所定の倍率に拡大して投射する。このとき、合成光内の赤色Ｓ偏光ｒ１１ｓは、投射レンズ２０を透過することで、赤色楕円偏光ｒ１１１ｓ（Ｓ偏光に近い楕円偏光）に変換される。また、合成光内の緑色Ｓ偏光ｇ１１ｓは、投射レンズ２０を透過することで、緑色楕円偏光ｇ１１１ｓ（Ｓ偏光に近い楕円偏光）に変換される。さらに、合成光内の青色Ｓ偏光ｂ１１ｓは、投射レンズ２０を透過することで、青色楕円偏光ｂ１１１ｓ（Ｓ偏光に近い楕円偏光）に変換される。

偏光変換素子３１は、投射レンズ２０から投射された、赤色楕円偏光ｒ１１１ｓ、緑色楕円偏光ｇ１１１ｓおよび青色楕円偏光ｂ１１１ｓのそれぞれの偏光状態を無偏光状態に変換する。

なお、投射レンズ２０の偏光乱れ具合によっては、偏光変換素子３１の入射段に、入射偏光に対して１３５°の方向に光軸が向くように１／４波長板３２ｂを設けてもよい。１／４波長板３２ｂをこのように配置することで、偏光状態をより無偏光化することができ、さらに色ムラ／輝度落ちを抑制することが可能になる。

上記のような投影装置１−１１の構成により、スクリーンへの入射光の偏光状態およびスクリーンでの反射光の偏光状態は、無偏光状態になっている。これにより、３Ｄメガネを傾けない状態での３Ｄ画の色ムラを低減し、かつ３Ｄメガネを傾けた状態での３Ｄ画の色ムラおよび輝度落ちを低減することができ、３Ｄ画質を大幅に向上させることが可能になる。

図２３は投影装置の構成例を示す図である。投影装置１−１２は、色合成部１０−１２、投射レンズ２０および偏光変換部３０−１２を備える。
色合成部１０−１２は、色合成プリズム１１および１／４波長板１３を含む。偏光変換部３０−１２は、偏光変換素子３１および１／４波長板３２ｂを含む。偏光変換素子３１は、図７〜図１１で上述した波長選択性１／２波長板３１ａ、一軸性有機材料３１ｂおよび一軸性結晶３１ｃのいずれかを適用する。

ＳＳＳ方式の色合成プリズム１１は、赤色光のＳ偏光である赤色Ｓ偏光ｒ１２ｓと、緑色光のＳ偏光である緑色Ｓ偏光ｇ１２ｓと、青色光のＳ偏光である青色Ｓ偏光ｂ１２ｓとを合成して合成光を生成する。

１／４波長板１３は、上述の迷光防止のために、色合成プリズム１１の出射側に、入射偏光に対して４５°の方向に光軸が向くように配置される。そして、赤色Ｓ偏光ｒ１２ｓを左回り円偏光である赤色左回り円偏光ｒ１２１に変換し、緑色Ｓ偏光ｇ１２ｓを左回り円偏光である緑色左回り円偏光ｇ１２１に変換し、青色Ｓ偏光ｂ１２ｓを左回り円偏光である青色左回り円偏光ｂ１２１に変換する。

投射レンズ２０は、合成光を受光して所定の倍率に拡大して投射する。このとき、合成光内の赤色左回り円偏光ｒ１２１は、投射レンズ２０を透過することで、赤色楕円偏光ｒ１２２ｓ（Ｓ偏光に近い楕円偏光）に変換される。

また、合成光内の緑色右回り円偏光ｇ１２１は、投射レンズ２０を透過することで、緑色楕円偏光ｇ１２２ｓ（Ｓ偏光に近い楕円偏光）に変換される。さらに、合成光内の青色左回り円偏光ｂ１２１は、投射レンズ２０を透過することで、青色楕円偏光ｂ１２２ｓ（Ｓ偏光に近い楕円偏光）に変換される。

偏光変換素子３１は、投射レンズ２０から投射された、赤色楕円偏光ｒ１２２ｓ、緑色楕円偏光ｇ１２２ｓおよび青色楕円偏光ｂ１２２ｓのそれぞれの偏光状態を無偏光状態に変換する。

なお、投射レンズ２０の偏光乱れ具合によっては、偏光変換素子３１の入射段に、入射偏光に対して１３５°の方向に光軸が向くように１／４波長板３２ｂを設けてもよい。１／４波長板３２ｂをこのように配置することで、偏光状態をより無偏光化することができ、さらに色ムラ／輝度落ちを抑制することが可能になる。

上記のような投影装置１−１２の構成により、スクリーンへの入射光の偏光状態およびスクリーンでの反射光の偏光状態は、無偏光状態になっている。これにより、３Ｄメガネを傾けない状態での３Ｄ画の色ムラを低減し、かつ３Ｄメガネを傾けた状態での３Ｄ画の色ムラおよび輝度落ちを低減することができ、３Ｄ画質を大幅に向上させることが可能になる。

次に投影装置１における偏光変換部３０の設置形態について説明する。図２４は設置形態例を示す図である。投影装置１ａは、装置本体部１ａ−１（プロジェクタ本体）と、偏光変換器３０ａとを備え、偏光変換器３０ａは、装置本体部１ａ−１に対して、外部から取り付け可能な構成としている。

偏光変換器３０ａは、偏光変換部３０およびメカ枠部品３ａを含み、メカ枠部品３ａに偏光変換部３０が設置されている。メカ枠部品３ａは、例えば、Ｌ型金具などであって、偏光変換部３０が、装置本体部１ａ−１内の投射レンズの投射位置にくるように、メカ枠部品３ａが装置本体部１ａ−１に対して適切な位置に固定設置される。

図２５、図２６は設置形態例を示す図である。投影装置１ｂは、装置本体部１ｂ−１（プロジェクタ本体）と、偏光変換器３０ｂとを備え、偏光変換器３０ｂは、装置本体部１ｂ−１に対して、外部から取り付け可能な構成としている。

偏光変換器３０ｂは、偏光変換部３０およびメカ枠部品３ｂを含み、メカ枠部品３ｂに偏光変換部３０が設置されている。メカ枠部品３ｂは、装置本体部１ｂ−１内の投射レンズのフォーカス環８に取り付け可能な形状を有している。

また、偏光変換部３０は、メカ枠部品３ｂに対して、投射レンズの投射中心位置を含んで、メカ枠部品３ｂの片側に寄った位置に設けられている。

図２５、図２６では、このような偏光変換器３０ｂをフォーカス環８に取り付け状態を示している。図２５の場合では、偏光変換部３０の窓が上側（シフトダイヤル９側）になるように取り付けるイメージを示している。図２６の場合では、偏光変換部３０の窓が下側になるように取り付けるイメージを示している。

図２７〜図３０は投影状態例を示す図である。図２７は、図２５で上述したような、偏光変換部３０の窓が上側（シフトダイヤル９側）になるように、偏光変換器３０ｂが取り付けられたときの投影装置１ｂの投影状態を示している。この場合、図２７では、投影装置１ｂの投射レンズを上向きにして、スクリーンに対して上方向に投影する。

一方、図２８では、投影装置１ｂを天井から吊るして、スクリーンに対して下方向に投影している。図２８のように投影装置１ｂを天井から吊るす(装置天面と天吊り金具を接続する)場合は、図２６に示すように、窓が下側(シフトダイヤル９側でない側)になるようにする。

ただし、天井から吊るす場合は、投影装置１ｂを上下逆さまにするケースが多い（装置底面に天吊り金具をつけるビス穴が開いているため）。その時は、図２５のように窓が上側(シフトダイヤル９側)になるようにする。

なお、高いところから打ち下げる投射をする場合は、上記天吊りケース以外には、高いラックに投影装置１ｂを置くケースがある。その際は、図２６のように窓が下側(シフトダイヤル９側でない側)になる。

図２９は、図２６で上述したような、偏光変換部３０の窓が下側になるように、偏光変換器３０ｂが取り付けられたときの投影装置１ｂの投影状態を示している。この場合、投影装置１ｂの投射レンズを下向きにして、スクリーンに対して下方向に投影する。なお、図３０はまっすぐ投影する場合を示しており、この場合は、偏光変換器３０ｂを図２５、図２６のいずれの取り付け方で行っても構わない。

一方、投影装置１で使用する光源としては、広範囲波長の連続発光スペクトルの光源や、またはＲＧＢ投射光に広範囲波長の連続スペクトルを使用する光源などである。一般的なＬＣＤプロジェクタでは、ＵＨＰ（Ultra High Performance）ランプやＸｅ（キセノン）ランプ等の連続波長光源を使用しているため、事実上ほぼすべのＬＣＤプロジェクタに対して、投影装置１の機能を適用することができる。

次に従来技術と本技術とを比較して差異について説明する。図３１は投影装置の投影イメージを示す図である。従来の投影装置３００から発せられた投射光においては、スクリーン７への入射光およびスクリーン７からの反射光は無偏光化されていなかった。これに対し、本技術の投影装置１から発せられる投射光は、スクリーン７への入射光およびスクリーン７からの反射光共に無偏光状態化されている。

以上説明したように、投影装置１によれば、ＲＧＢすべての投射光を無偏光化する構成とした。従来では、ＲＧＢを同じ方向の直線偏光に単に揃えていただけであったが、投影装置１では、ＲＧＢすべてを無偏光化した。

これにより、３Ｄメガネを傾けない状態で、３Ｄメガネ越しの３Ｄ画の色ムラを大幅に低減することが可能になる。さらに、３Ｄメガネを例えば、±２５°程度傾けた状態（カスタマーの使用範囲を想定）で、３Ｄメガネ越しの３Ｄ画の色ムラ／輝度落ちを大幅に低減することが可能になる。

さらに、投影装置１は、あらゆるアクティブシャッター方式３ＤのＬＣＤプロジェクタ、光学部材または使用環境に対応できるため親和性が高く、サービス性にも優れている。例えば、あらゆる反射型ＬＣＤ、透過型ＬＣＤ等のＬＣＤプロジェクタに対応可能であり、また、あらゆる色合成プリズム（ＳＰＳ方式、ＳＳＳ方式）にも対応可能である。

さらに、投射レンズ等にプラスチックレンズを使用することも可能であり、また、あらゆるスクリーン（シルバースクリーン, ビーズスクリーン, マットスクリーン等）にも対応可能である。さらにまた、投影装置１の偏光変換機能は、カスタマーによる後付けが可能であるため、柔軟性および利便性が高く、装置の改修等も不要である。

なお、本技術は以下のような構成も採ることができる。
（１） ３原色光を合成する色合成部と、
前記色合成部からの出射光を投射する投射レンズと、
前記投射レンズの投射側に配置され、前記投射レンズにより投射された各色光の偏光状態を無偏光状態に変換する偏光変換部と、
を有する投影装置。
（２） 前記偏光変換部は、偏光変換素子として、所定波長に対して位相をπシフトする波長選択性１／２波長板、光学軸を１つ持つ有機材料である一軸性有機材料、光学軸を１つ持つ結晶である一軸性結晶のいずれかを有する前記（１）記載の投影装置。
（３） 前記色合成部は、色合成プリズムと、前記色合成プリズムの緑色光の入射側に配置された１／２波長板と、前記投射レンズの入射側と前記色合成プリズムの出射側との間に配置された第１の１／４波長板とを備え、
前記偏光変換部は、前記偏光変換素子と、前記偏光変換素子の入射側と前記投射レンズの投射側との間に配置された第２の１／４波長板とを備え、
前記１／２波長板は、緑色光のＳ偏光をＰ偏光に変換し、
前記色合成プリズムは、赤色光のＳ偏光である赤色Ｓ偏光と、緑色光のＰ偏光である緑色Ｐ偏光と、青色光のＳ偏光である青色Ｓ偏光とを合成し、
前記第１の１／４波長板は、前記赤色Ｓ偏光を左回り円偏光である赤色左回り円偏光に変換し、前記緑色Ｐ偏光を右回り円偏光である緑色右回り円偏光に変換し、前記青色Ｓ偏光を左回り円偏光である青色左回り円偏光に変換し、
前記偏光変換素子および前記第２の１／４波長板は、前記赤色左回り円偏光、前記緑色右回り円偏光および前記青色左回り円偏光が、前記投射レンズを透過することで楕円偏光にそれぞれ変換された赤色楕円偏光、緑色楕円偏光および青色楕円偏光の各偏光状態を無偏光状態に変換する前記（１）乃至（２）のいずれか１つに記載の投影装置。
（４） 前記色合成部は、色合成プリズムと、前記色合成プリズムの緑色光の入射側に配置された１／２波長板とを備え、
前記１／２波長板は、緑色光のＳ偏光をＰ偏光に変換し、
前記色合成プリズムは、赤色光のＳ偏光である赤色Ｓ偏光と、緑色光のＰ偏光である緑色Ｐ偏光と、青色光のＳ偏光である青色Ｓ偏光とを合成し、
前記偏光変換素子は、前記赤色Ｓ偏光、前記緑色Ｐ偏光および前記青色Ｓ偏光が、前記投射レンズを透過することで楕円偏光にそれぞれ変換された赤色楕円偏光、緑色楕円偏光および青色楕円偏光の各偏光状態を無偏光状態に変換する前記（１）乃至（２）のいずれか１つに記載の投影装置。
（５） 前記色合成部は、色合成プリズムと、前記色合成プリズムの緑色光の入射側に配置された１／２波長板と、前記投射レンズの入射側と前記色合成プリズムの出射側との間に配置された１／４波長板とを備え、
前記１／２波長板は、緑色光のＳ偏光をＰ偏光に変換し、
前記色合成プリズムは、赤色光のＳ偏光である赤色Ｓ偏光と、緑色光のＰ偏光である緑色Ｐ偏光と、青色光のＳ偏光である青色Ｓ偏光とを合成し、
前記１／４波長板は、前記赤色Ｓ偏光を左回り円偏光である赤色左回り円偏光に変換し、前記緑色Ｐ偏光を右回り円偏光である緑色右回り円偏光に変換し、前記青色Ｓ偏光を左回り円偏光である青色左回り円偏光に変換し、
前記偏光変換素子は、前記赤色左回り円偏光、前記緑色右回り円偏光および前記青色左回り円偏光が、前記投射レンズを透過することで楕円偏光にそれぞれ変換された赤色楕円偏光、緑色楕円偏光および青色楕円偏光の各偏光状態を無偏光状態に変換する前記（１）乃至（２）のいずれか１つに記載の投影装置。
（６） 前記色合成プリズムは、赤色光のＳ偏光である赤色Ｓ偏光と、緑色光のＳ偏光である緑色Ｓ偏光と、青色光のＳ偏光である青色Ｓ偏光とを合成し、
前記偏光変換素子は、前記赤色Ｓ偏光、前記緑色Ｓ偏光および前記青色Ｓ偏光が、前記投射レンズを透過することで楕円偏光にそれぞれ変換された赤色楕円偏光、緑色楕円偏光および青色楕円偏光の各偏光状態を無偏光状態に変換する前記（１）乃至（２）のいずれか１つに記載の投影装置。
（７） 前記色合成部は、色合成プリズムと、前記投射レンズの入射側と前記色合成プリズムの出射側との間に配置された１／４波長板とを備え、
前記色合成プリズムは、赤色光のＳ偏光である赤色Ｓ偏光と、緑色光のＳ偏光である緑色Ｓ偏光と、青色光のＳ偏光である青色Ｓ偏光とを合成し、
前記１／４波長板は、前記赤色Ｓ偏光を左回り円偏光である赤色左回り円偏光に変換し、前記緑色Ｓ偏光を左回り円偏光である緑色左回り円偏光に変換し、前記青色Ｓ偏光を左回り円偏光である青色左回り円偏光に変換し、
前記偏光変換素子は、前記赤色左回り円偏光、前記緑色左回り円偏光および前記青色左回り円偏光が、前記投射レンズを透過することで楕円偏光にそれぞれ変換された赤色楕円偏光、緑色楕円偏光および青色楕円偏光の各偏光状態を無偏光状態に変換する前記（１）乃至（２）のいずれか１つに記載の投影装置。
（８） 前記色合成部は、色合成プリズムと、前記色合成プリズムの緑色光の入射側に配置された１／２波長板とを備え、
前記偏光変換部は、１／４波長板と、前記１／４波長板の入射側と前記投射レンズの投射側との間に配置された前記偏光変換素子とを備え、
前記１／２波長板は、緑色光のＳ偏光をＰ偏光に変換し、
前記色合成プリズムは、赤色光のＳ偏光である赤色Ｓ偏光と、緑色光のＰ偏光である緑色Ｐ偏光と、青色光のＳ偏光である青色Ｓ偏光とを合成し、
前記偏光変換素子および前記１／４波長板は、前記赤色Ｓ偏光、前記緑色Ｐ偏光および前記青色Ｓ偏光が、前記投射レンズを透過することで楕円偏光にそれぞれ変換された赤色楕円偏光、緑色楕円偏光および青色楕円偏光の各偏光状態を無偏光状態に変換する前記（１）乃至（２）のいずれか１つに記載の投影装置。
（９） 前記色合成部は、色合成プリズムと、前記色合成プリズムの緑色光の入射側に配置された１／２波長板と、前記投射レンズの入射側と前記色合成プリズムの出射側との間に配置された第１の１／４波長板とを備え、
前記偏光変換部は、第２の１／４波長板と、前記第２の１／４波長板の入射側と前記投射レンズの投射側との間に配置された前記偏光変換素子とを備え、
前記１／２波長板は、緑色光のＳ偏光をＰ偏光に変換し、
前記色合成プリズムは、赤色光のＳ偏光である赤色Ｓ偏光と、緑色光のＰ偏光である緑色Ｐ偏光と、青色光のＳ偏光である青色Ｓ偏光とを合成し、
前記第１の１／４波長板は、前記赤色Ｓ偏光を左回り円偏光である赤色左回り円偏光に変換し、前記緑色Ｐ偏光を右回り円偏光である緑色右回り円偏光に変換し、前記青色Ｓ偏光を左回り円偏光である青色左回り円偏光に変換し、
前記偏光変換素子および前記第２の１／４波長板は、前記赤色左回り円偏光、前記緑色右回り円偏光および前記青色左回り円偏光が、前記投射レンズを透過することで楕円偏光にそれぞれ変換された赤色楕円偏光、緑色楕円偏光および青色楕円偏光の各偏光状態を無偏光状態に変換する前記（１）乃至（２）のいずれか１つに記載の投影装置。
（１０） 前記色合成部は、色合成プリズムと、前記色合成プリズムの緑色光の入射側に配置された１／２波長板とを備え、
前記偏光変換部は、前記偏光変換素子と、前記偏光変換素子の入射側と前記投射レンズの投射側との間に配置された１／４波長板とを備え、
前記１／２波長板は、緑色光のＳ偏光をＰ偏光に変換し、
前記色合成プリズムは、赤色光のＳ偏光である赤色Ｓ偏光と、緑色光のＰ偏光である緑色Ｐ偏光と、青色光のＳ偏光である青色Ｓ偏光とを合成し、
前記偏光変換素子および前記１／４波長板は、前記赤色Ｓ偏光、前記緑色Ｐ偏光および前記青色Ｓ偏光が、前記投射レンズを透過することで楕円偏光にそれぞれ変換された赤色楕円偏光、緑色楕円偏光および青色楕円偏光の各偏光状態を無偏光状態に変換する前記（１）乃至（２）のいずれか１つに記載の投影装置。
（１１） 前記偏光変換部は、１／４波長板と、前記１／４波長板の入射側と前記投射レンズの投射側との間に配置された前記偏光変換素子とを備え、
前記色合成プリズムは、赤色光のＳ偏光である赤色Ｓ偏光と、緑色光のＳ偏光である緑色Ｓ偏光と、青色光のＳ偏光である青色Ｓ偏光とを合成し、
前記偏光変換素子および前記１／４波長板は、前記赤色Ｓ偏光、前記緑色Ｐ偏光および前記青色Ｓ偏光が、前記投射レンズを透過することで楕円偏光にそれぞれ変換された赤色楕円偏光、緑色楕円偏光および青色楕円偏光の各偏光状態を無偏光状態に変換する前記（１）乃至（２）のいずれか１つに記載の投影装置。
（１２） 前記色合成部は、色合成プリズムと、前記投射レンズの入射側と前記色合成プリズムの出射側との間に配置された第１の１／４波長板とを備え、
前記偏光変換部は、第２の１／４波長板と、前記第２の１／４波長板の入射側と前記投射レンズの投射側との間に配置された前記偏光変換素子とを備え、
前記色合成プリズムは、赤色光のＳ偏光である赤色Ｓ偏光と、緑色光のＳ偏光である緑色Ｓ偏光と、青色光のＳ偏光である青色Ｓ偏光とを合成し、
前記第１の１／４波長板は、前記赤色Ｓ偏光を左回り円偏光である赤色左回り円偏光に変換し、前記緑色Ｓ偏光を左回り円偏光である緑色左回り円偏光に変換し、前記青色Ｓ偏光を左回り円偏光である青色左回り円偏光に変換し、
前記偏光変換素子および前記第２の１／４波長板は、前記赤色左回り円偏光、前記緑色左回り円偏光および前記青色左回り円偏光が、前記投射レンズを透過することで楕円偏光にそれぞれ変換された赤色楕円偏光、緑色楕円偏光および青色楕円偏光の各偏光状態を無偏光状態に変換する前記（１）乃至（２）のいずれか１つに記載の投影装置。
（１３） 前記偏光変換部は、前記偏光変換素子と、前記偏光変換素子の入射側と前記投射レンズの投射側との間に配置された１／４波長板とを備え、
前記色合成プリズムは、赤色光のＳ偏光である赤色Ｓ偏光と、緑色光のＳ偏光である緑色Ｓ偏光と、青色光のＳ偏光である青色Ｓ偏光とを合成し、
前記偏光変換素子および前記１／４波長板は、前記赤色Ｓ偏光、前記緑色Ｐ偏光および前記青色Ｓ偏光が、前記投射レンズを透過することで楕円偏光にそれぞれ変換された赤色楕円偏光、緑色楕円偏光および青色楕円偏光の各偏光状態を無偏光状態に変換する前記（１）乃至（２）のいずれか１つに記載の投影装置。
（１４） 前記色合成部は、色合成プリズムと、前記投射レンズの入射側と前記色合成プリズムの出射側との間に配置された第１の１／４波長板とを備え、
前記偏光変換部は、前記偏光変換素子と、前記偏光変換素子の入射側と前記投射レンズの投射側との間に配置された第２の１／４波長板とを備え、
前記色合成プリズムは、赤色光のＳ偏光である赤色Ｓ偏光と、緑色光のＳ偏光である緑色Ｓ偏光と、青色光のＳ偏光である青色Ｓ偏光とを合成し、
前記第１の１／４波長板は、前記赤色Ｓ偏光を左回り円偏光である赤色左回り円偏光に変換し、前記緑色Ｓ偏光を左回り円偏光である緑色左回り円偏光に変換し、前記青色Ｓ偏光を左回り円偏光である青色左回り円偏光に変換し、
前記偏光変換素子および前記第２の１／４波長板は、前記赤色左回り円偏光、前記緑色左回り円偏光および前記青色左回り円偏光が、前記投射レンズを透過することで楕円偏光にそれぞれ変換された赤色楕円偏光、緑色楕円偏光および青色楕円偏光の各偏光状態を無偏光状態に変換する前記（１）乃至（２）のいずれか１つに記載の投影装置。
（１５） 前記偏光変換部は、前記投射レンズのフォーカス環に外部から取り付け可能な外枠部品に設けられ、前記投射レンズの投射中心位置を含んで前記外枠部品の片側に寄った位置に前記偏光変換部が設けられている前記（１）乃至（１４）のいずれか１つに記載の投影装置。

なお、上述の実施の形態は、実施の形態の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変更を加えることができる。

さらに、上述の実施の形態は、多数の変形、変更が当業者にとって可能であり、説明した正確な構成および応用例に限定されるものではない。

１…投影装置、２…３Ｄメガネ、１０…色合成部、２０…投射レンズ、３０…偏光変換部、７…スクリーン

Claims (15)

1. ３原色光を合成する色合成部と、
   前記色合成部からの出射光を投射する投射レンズと、
   前記投射レンズの投射側に配置され、前記投射レンズにより投射された各色光の偏光状態を無偏光状態に変換する偏光変換部と、
   を有する投影装置。
2. 前記偏光変換部は、偏光変換素子として、所定波長に対して位相をπシフトする波長選択性１／２波長板、光学軸を１つ持つ有機材料である一軸性有機材料、光学軸を１つ持つ結晶である一軸性結晶のいずれかを有する請求項１記載の投影装置。
3. 前記色合成部は、色合成プリズムと、前記色合成プリズムの緑色光の入射側に配置された１／２波長板と、前記投射レンズの入射側と前記色合成プリズムの出射側との間に配置された第１の１／４波長板とを備え、
   前記偏光変換部は、前記偏光変換素子と、前記偏光変換素子の入射側と前記投射レンズの投射側との間に配置された第２の１／４波長板とを備え、
   前記１／２波長板は、緑色光のＳ偏光をＰ偏光に変換し、
   前記色合成プリズムは、赤色光のＳ偏光である赤色Ｓ偏光と、緑色光のＰ偏光である緑色Ｐ偏光と、青色光のＳ偏光である青色Ｓ偏光とを合成し、
   前記第１の１／４波長板は、前記赤色Ｓ偏光を左回り円偏光である赤色左回り円偏光に変換し、前記緑色Ｐ偏光を右回り円偏光である緑色右回り円偏光に変換し、前記青色Ｓ偏光を左回り円偏光である青色左回り円偏光に変換し、
   前記偏光変換素子および前記第２の１／４波長板は、前記赤色左回り円偏光、前記緑色右回り円偏光および前記青色左回り円偏光が、前記投射レンズを透過することで楕円偏光にそれぞれ変換された赤色楕円偏光、緑色楕円偏光および青色楕円偏光の各偏光状態を無偏光状態に変換する請求項２記載の投影装置。
4. 前記色合成部は、色合成プリズムと、前記色合成プリズムの緑色光の入射側に配置された１／２波長板とを備え、
   前記１／２波長板は、緑色光のＳ偏光をＰ偏光に変換し、
   前記色合成プリズムは、赤色光のＳ偏光である赤色Ｓ偏光と、緑色光のＰ偏光である緑色Ｐ偏光と、青色光のＳ偏光である青色Ｓ偏光とを合成し、
   前記偏光変換素子は、前記赤色Ｓ偏光、前記緑色Ｐ偏光および前記青色Ｓ偏光が、前記投射レンズを透過することで楕円偏光にそれぞれ変換された赤色楕円偏光、緑色楕円偏光および青色楕円偏光の各偏光状態を無偏光状態に変換する請求項２記載の投影装置。
5. 前記色合成部は、色合成プリズムと、前記色合成プリズムの緑色光の入射側に配置された１／２波長板と、前記投射レンズの入射側と前記色合成プリズムの出射側との間に配置された１／４波長板とを備え、
   前記１／２波長板は、緑色光のＳ偏光をＰ偏光に変換し、
   前記色合成プリズムは、赤色光のＳ偏光である赤色Ｓ偏光と、緑色光のＰ偏光である緑色Ｐ偏光と、青色光のＳ偏光である青色Ｓ偏光とを合成し、
   前記１／４波長板は、前記赤色Ｓ偏光を左回り円偏光である赤色左回り円偏光に変換し、前記緑色Ｐ偏光を右回り円偏光である緑色右回り円偏光に変換し、前記青色Ｓ偏光を左回り円偏光である青色左回り円偏光に変換し、
   前記偏光変換素子は、前記赤色左回り円偏光、前記緑色右回り円偏光および前記青色左回り円偏光が、前記投射レンズを透過することで楕円偏光にそれぞれ変換された赤色楕円偏光、緑色楕円偏光および青色楕円偏光の各偏光状態を無偏光状態に変換する請求項２記載の投影装置。
6. 前記色合成部は、色合成プリズムを備え、
   前記色合成プリズムは、赤色光のＳ偏光である赤色Ｓ偏光と、緑色光のＳ偏光である緑色Ｓ偏光と、青色光のＳ偏光である青色Ｓ偏光とを合成し、
   前記偏光変換素子は、前記赤色Ｓ偏光、前記緑色Ｓ偏光および前記青色Ｓ偏光が、前記投射レンズを透過することで楕円偏光にそれぞれ変換された赤色楕円偏光、緑色楕円偏光および青色楕円偏光の各偏光状態を無偏光状態に変換する請求項２記載の投影装置。
7. 前記色合成部は、色合成プリズムと、前記投射レンズの入射側と前記色合成プリズムの出射側との間に配置された１／４波長板とを備え、
   前記色合成プリズムは、赤色光のＳ偏光である赤色Ｓ偏光と、緑色光のＳ偏光である緑色Ｓ偏光と、青色光のＳ偏光である青色Ｓ偏光とを合成し、
   前記１／４波長板は、前記赤色Ｓ偏光を左回り円偏光である赤色左回り円偏光に変換し、前記緑色Ｓ偏光を左回り円偏光である緑色左回り円偏光に変換し、前記青色Ｓ偏光を左回り円偏光である青色左回り円偏光に変換し、
   前記偏光変換素子は、前記赤色左回り円偏光、前記緑色左回り円偏光および前記青色左回り円偏光が、前記投射レンズを透過することで楕円偏光にそれぞれ変換された赤色楕円偏光、緑色楕円偏光および青色楕円偏光の各偏光状態を無偏光状態に変換する請求項２記載の投影装置。
8. 前記色合成部は、色合成プリズムと、前記色合成プリズムの緑色光の入射側に配置された１／２波長板とを備え、
   前記偏光変換部は、１／４波長板と、前記１／４波長板の入射側と前記投射レンズの投射側との間に配置された前記偏光変換素子とを備え、
   前記１／２波長板は、緑色光のＳ偏光をＰ偏光に変換し、
   前記色合成プリズムは、赤色光のＳ偏光である赤色Ｓ偏光と、緑色光のＰ偏光である緑色Ｐ偏光と、青色光のＳ偏光である青色Ｓ偏光とを合成し、
   前記偏光変換素子および前記１／４波長板は、前記赤色Ｓ偏光、前記緑色Ｐ偏光および前記青色Ｓ偏光が、前記投射レンズを透過することで楕円偏光にそれぞれ変換された赤色楕円偏光、緑色楕円偏光および青色楕円偏光の各偏光状態を無偏光状態に変換する請求項２記載の投影装置。
9. 前記色合成部は、色合成プリズムと、前記色合成プリズムの緑色光の入射側に配置された１／２波長板と、前記投射レンズの入射側と前記色合成プリズムの出射側との間に配置された第１の１／４波長板とを備え、
   前記偏光変換部は、第２の１／４波長板と、前記第２の１／４波長板の入射側と前記投射レンズの投射側との間に配置された前記偏光変換素子とを備え、
   前記１／２波長板は、緑色光のＳ偏光をＰ偏光に変換し、
   前記色合成プリズムは、赤色光のＳ偏光である赤色Ｓ偏光と、緑色光のＰ偏光である緑色Ｐ偏光と、青色光のＳ偏光である青色Ｓ偏光とを合成し、
   前記第１の１／４波長板は、前記赤色Ｓ偏光を左回り円偏光である赤色左回り円偏光に変換し、前記緑色Ｐ偏光を右回り円偏光である緑色右回り円偏光に変換し、前記青色Ｓ偏光を左回り円偏光である青色左回り円偏光に変換し、
   前記偏光変換素子および前記第２の１／４波長板は、前記赤色左回り円偏光、前記緑色右回り円偏光および前記青色左回り円偏光が、前記投射レンズを透過することで楕円偏光にそれぞれ変換された赤色楕円偏光、緑色楕円偏光および青色楕円偏光の各偏光状態を無偏光状態に変換する請求項２記載の投影装置。
10. 前記色合成部は、色合成プリズムと、前記色合成プリズムの緑色光の入射側に配置された１／２波長板とを備え、
    前記偏光変換部は、前記偏光変換素子と、前記偏光変換素子の入射側と前記投射レンズの投射側との間に配置された１／４波長板とを備え、
    前記１／２波長板は、緑色光のＳ偏光をＰ偏光に変換し、
    前記色合成プリズムは、赤色光のＳ偏光である赤色Ｓ偏光と、緑色光のＰ偏光である緑色Ｐ偏光と、青色光のＳ偏光である青色Ｓ偏光とを合成し、
    前記偏光変換素子および前記１／４波長板は、前記赤色Ｓ偏光、前記緑色Ｐ偏光および前記青色Ｓ偏光が、前記投射レンズを透過することで楕円偏光にそれぞれ変換された赤色楕円偏光、緑色楕円偏光および青色楕円偏光の各偏光状態を無偏光状態に変換する請求項２記載の投影装置。
11. 前記偏光変換部は、１／４波長板と、前記１／４波長板の入射側と前記投射レンズの投射側との間に配置された前記偏光変換素子とを備え、
    前記色合成部は、色合成プリズムを備え、
    前記色合成プリズムは、赤色光のＳ偏光である赤色Ｓ偏光と、緑色光のＳ偏光である緑色Ｓ偏光と、青色光のＳ偏光である青色Ｓ偏光とを合成し、
    前記偏光変換素子および前記１／４波長板は、前記赤色Ｓ偏光、前記緑色Ｐ偏光および前記青色Ｓ偏光が、前記投射レンズを透過することで楕円偏光にそれぞれ変換された赤色楕円偏光、緑色楕円偏光および青色楕円偏光の各偏光状態を無偏光状態に変換する請求項２記載の投影装置。
12. 前記色合成部は、色合成プリズムと、前記投射レンズの入射側と前記色合成プリズムの出射側との間に配置された第１の１／４波長板とを備え、
    前記偏光変換部は、第２の１／４波長板と、前記第２の１／４波長板の入射側と前記投射レンズの投射側との間に配置された前記偏光変換素子とを備え、
    前記色合成プリズムは、赤色光のＳ偏光である赤色Ｓ偏光と、緑色光のＳ偏光である緑色Ｓ偏光と、青色光のＳ偏光である青色Ｓ偏光とを合成し、
    前記第１の１／４波長板は、前記赤色Ｓ偏光を左回り円偏光である赤色左回り円偏光に変換し、前記緑色Ｓ偏光を左回り円偏光である緑色左回り円偏光に変換し、前記青色Ｓ偏光を左回り円偏光である青色左回り円偏光に変換し、
    前記偏光変換素子および前記第２の１／４波長板は、前記赤色左回り円偏光、前記緑色左回り円偏光および前記青色左回り円偏光が、前記投射レンズを透過することで楕円偏光にそれぞれ変換された赤色楕円偏光、緑色楕円偏光および青色楕円偏光の各偏光状態を無偏光状態に変換する請求項２記載の投影装置。
13. 前記偏光変換部は、前記偏光変換素子と、前記偏光変換素子の入射側と前記投射レンズの投射側との間に配置された１／４波長板とを備え、
    前記色合成部は、色合成プリズムを備え、
    前記色合成プリズムは、赤色光のＳ偏光である赤色Ｓ偏光と、緑色光のＳ偏光である緑色Ｓ偏光と、青色光のＳ偏光である青色Ｓ偏光とを合成し、
    前記偏光変換素子および前記１／４波長板は、前記赤色Ｓ偏光、前記緑色Ｐ偏光および前記青色Ｓ偏光が、前記投射レンズを透過することで楕円偏光にそれぞれ変換された赤色楕円偏光、緑色楕円偏光および青色楕円偏光の各偏光状態を無偏光状態に変換する請求項２記載の投影装置。
14. 前記色合成部は、色合成プリズムと、前記投射レンズの入射側と前記色合成プリズムの出射側との間に配置された第１の１／４波長板とを備え、
    前記偏光変換部は、前記偏光変換素子と、前記偏光変換素子の入射側と前記投射レンズの投射側との間に配置された第２の１／４波長板とを備え、
    前記色合成プリズムは、赤色光のＳ偏光である赤色Ｓ偏光と、緑色光のＳ偏光である緑色Ｓ偏光と、青色光のＳ偏光である青色Ｓ偏光とを合成し、
    前記第１の１／４波長板は、前記赤色Ｓ偏光を左回り円偏光である赤色左回り円偏光に変換し、前記緑色Ｓ偏光を左回り円偏光である緑色左回り円偏光に変換し、前記青色Ｓ偏光を左回り円偏光である青色左回り円偏光に変換し、
    前記偏光変換素子および前記第２の１／４波長板は、前記赤色左回り円偏光、前記緑色左回り円偏光および前記青色左回り円偏光が、前記投射レンズを透過することで楕円偏光にそれぞれ変換された赤色楕円偏光、緑色楕円偏光および青色楕円偏光の各偏光状態を無偏光状態に変換する請求項２記載の投影装置。
15. 前記偏光変換部は、前記投射レンズのフォーカス環に外部から取り付け可能な外枠部品に設けられ、前記投射レンズの投射中心位置を含んで前記外枠部品の片側に寄った位置に前記偏光変換部が設けられている請求項１記載の投影装置。

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