JP5899884B2 - 偏光変換装置及びプロジェクターシステム - Google Patents

Description

本発明は、偏光変換装置及びプロジェクターシステムに関する。

従来、プロジェクターに用いる偏光変換装置であって、プロジェクターの投写レンズの前段に配置される偏光板と、投写レンズの後段に配置される１／２波長板とを備える偏光変換装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。従来の偏光変換装置によれば、プロジェクターから射出される光を、偏光方向が揃った光からなる投写画像としてスクリーン上に投写することが可能となる。
なお、このように偏光方向が揃った光からなる投写画像は、例えば、立体視可能な投写画像を投写するために用いることができる。

特開２００５−４３６５６号公報

しかしながら、従来の偏光変換装置においては、偏光を扱う光学素子（従来の偏光変換素子においては偏光板及び１／２波長板）が歪んだり、短期間で劣化したりしてしまうという問題がある。光学素子が歪むと光学的な軸がずれてしまって面内位相差ムラが発生し、投写画像における面内照度ムラや面内色ムラが発生する原因となってしまう。また、光学素子が劣化すると、偏光変換装置として使用できなくなってしまう。

そこで、本発明は上記した問題を解決するためになされたもので、偏光を扱う光学素子が歪んだり、短期間で劣化したりしてしまうのを抑制することが可能な偏光変換装置を提供することを目的とする。また、本発明の偏光変換装置を備えるプロジェクターシステムを提供することも目的とする。

本発明の発明者は、鋭意研究を重ねた結果、偏光変換装置の一部又は全部をプロジェクターに内蔵したり、偏光を扱う光学素子同士を密着させたりすると、偏光を扱う光学素子が過熱しやすくなり、その結果、当該光学素子が歪んだり、短期間で劣化したりしてしまうという知見を得た。偏光を扱う光学素子としては、コストは安いものの熱に弱い有機材料を有するものも広く使われており、この場合、偏光変換装置における過熱の問題が一層深刻なものとなる。本発明は上記知見に基づいてなされたものであり、以下の事項により構成される。

［１］本発明の偏光変換装置は、プロジェクターに用いる外付型の偏光変換装置であって、前記プロジェクターからの光を偏光方向の揃った偏光とする第１素子と、前記第１素子の後段であって、前記第１素子との間に空間が存在するように配置され、前記第１素子からの偏光を、前記第１素子からの偏光とは異なる所定の偏光に変換する第２素子とを備えることを特徴とする。

本発明の偏光変換装置によれば、第２素子が第１素子との間に空間が存在するように配置されているため、第１素子と第２素子との間の空間により第１素子及び第２素子の放熱を促進することが可能となり、その結果、偏光を扱う光学素子（第１素子及び第２素子）が歪んだり、短期間で劣化したりしてしまうのを抑制することが可能となる。

また、本発明の偏光変換装置によれば、偏光を扱う光学素子（第１素子及び第２素子）が歪んだり、短期間で劣化したりしてしまうのを抑制することが可能であるため、偏光状態（偏光がどの程度揃っているかという状態）が非常に良好な偏光を生成することが可能となる。

また、本発明の偏光変換装置によれば、第１素子と第２素子との間の空間により、第１素子の熱が第２素子に伝導することを抑制し、特に第２素子の過熱を抑制することが可能となる。

また、本発明の偏光変換装置によれば、外付型の偏光変換装置であるため、第１素子と第２素子との位置関係を固定することで、第１素子及び第２素子の光学的な軸（透過軸や遅相軸等）を精度よく揃えることが可能となる。

また、本発明の偏光変換装置によれば、第１素子と第２素子とを備えるため、従来の偏光変換装置と同様に、プロジェクターから射出される光を、偏光方向が揃った光からなる投写画像としてスクリーン上に投写することが可能となる。

［２］本発明の偏光変換装置においては、前記第１素子及び前記第２素子を冷却する冷却装置をさらに備えることが好ましい。

このような構成とすることにより、第１素子及び第２素子を能動的に冷却することが可能となり、その結果、偏光を扱う光学素子（第１素子及び第２素子）が歪んだり、短期間で劣化したりしてしまうのを一層効果的に抑制することが可能となる。

［３］本発明の偏光変換装置においては、前記冷却装置は、前記第１素子と前記第２素子との間の前記空間に冷媒を流通させることにより、前記第１素子と前記第２素子とを冷却する装置であることが好ましい。

このような構成とすることにより、第１素子及び第２素子を効率よく冷却することが可能となる。
冷却装置としては、例えば送風ファンを有する冷却装置を用いることができる。この場合、冷媒としては空気を用いることができる。

［４］本発明の偏光変換装置においては、前記第１素子は、前記プロジェクターからの光を偏光方向の揃った直線偏光とし、前記第２素子は、前記第１素子からの直線偏光を、回転方向が揃った円偏光とすることが好ましい。

直線偏光よりも円偏光の方が反射角度依存性が少ないため、このような構成とすることにより、偏光変換装置で変換した偏光の角度依存性を小さくすることが可能となる。
プロジェクターシステムにおいては、視聴者は投写画像を様々な方向や距離から見ることとなるため、偏光変換装置をプロジェクターシステムに用いて、角度依存性の少ない投写画像を投射するときには、上記の効果が非常に重要なものとなる。

［５］本発明のプロジェクターシステムは、プロジェクターと、本発明の偏光変換装置とを備えることを特徴とする。

本発明のプロジェクターシステムによれば、偏光を扱う光学素子（第１素子及び第２素子）が歪んだり、短期間で劣化したりしてしまうのを抑制することが可能な本発明の偏光変換装置を備えるため、信頼性が高く、かつ、精度のよい投写画像を得られるプロジェクターシステムとすることが可能となる。

なお、本発明のプロジェクターシステムは、他の構成要素として、スクリーンや偏光メガネをさらに備えることが好ましい。
この場合、スクリーンとしては、高ゲインの（正反射など、特定の角度成分の反射率が高い）スクリーンを用いることが好ましい。

［６］本発明のプロジェクターシステムにおいては、３次元画像として認識可能な投写画像を投写することが好ましい。

このような構成とすることにより、本発明の偏光変換装置を利用して、精度のよい３次元画像を投写することが可能となる。

実施形態１に係るプロジェクターシステム１を説明するために示す図。 実施形態１に係る偏光変換装置２００を説明するために示す図。 実施形態２に係るプロジェクターシステム２を説明するために示す図。 実施形態２に係る偏光変換装置２０２の横断面図。 実施形態３に係る偏光変換装置２０４の横断面図。 実施形態４に係るプロジェクターシステム３を説明するために示す図。 実施形態５に係る偏光変換装置２０５、２０７の横断面図である。

以下、本発明の偏光変換装置及びプロジェクターシステムについて、図に示す実施の形態に基づいて説明する。

［実施形態１］
図１は、実施形態１に係るプロジェクターシステム１を説明するために示す図である。なお、図１はプロジェクターシステム１を上面から見たときを想定した模式図である。プロジェクター１００から偏光メガネ４００に向かう矢印は光の流れを簡易的に表したものであり、上記矢印に付属する巻き矢印は光が円偏光であることを示す。これは、後述する図３及び図６においても同様である。

図２は、実施形態１に係る偏光変換装置２００を説明するために示す図である。図２（ａ）は偏光変換装置２００の斜視図であり、図２（ｂ）は偏光変換装置２００の側面図であり、図２（ｃ）は、図２（ｂ）のＡ−Ａ断面図である。なお、後述する図４及び図５でいう「横断面図」は、図２（ｃ）に相当する断面図のことをいう。
図２中の破線矢印は偏光方向が揃っていない光の光軸を簡易的に表すものであり、実線矢印は偏光方向が揃った光の光軸を簡易的に表すものである。また、実線矢印に付属する両矢印はその位置の光が直線偏光からなるものであることを表し、実線矢印に付属する巻き矢印はその位置の光が円偏光からなるものであることを表す。後述する図４及び図５においても同様である。

まず、実施形態１に係るプロジェクターシステム１について説明する。
実施形態１に係るプロジェクターシステム１は、図１に示すように、プロジェクター１００と、偏光変換装置２００と、スクリーン３００と、偏光メガネ４００とを備える。プロジェクターシステム１は、３次元画像として認識可能な投写画像を投写するプロジェクターシステムである。

プロジェクター１００は、光変調装置として透過型の光変調装置である液晶光変調装置を３つ備え、赤色光、緑色光及び青色光からフルカラーの投写画像を生成する３板式プロジェクターである。プロジェクター１００の構成に関しては公知であるため、詳細な説明を省略する。プロジェクター１００は、一定周期ごと（例えば、６０分の１秒ごと、３０分の１秒ごと等）に右目用の投写画像となる光と左目用の投写画像となる光とを交互に射出する（いわゆる時分割。）。
なお、プロジェクター１００においては、液晶光変調装置で変調した各色光をクロスダイクロイックプリズムで合成する構成をとっており、赤色光及び青色光をＳ偏光として、緑色光をＰ偏光として射出する。

偏光変換装置２００は、プロジェクター１００に用いる外付型の偏光変換装置であり、プロジェクター１００からの光を偏光方向が揃った円偏光（例えば、光軸に沿って見たときに右回りの偏光）に変換する。偏光変換装置２００に関しては、後で詳細を説明する。偏光変換装置２００は、プロジェクター１００の投写レンズから射出される光が第１素子２１０及び第２素子２２０（後述）の光軸に沿って通過するように配置されている。なお、偏光変換装置２００は、図１においてはプロジェクター１００と離れて配置されているが、プロジェクター１００の投写レンズ、またはプロジェクター１００の外装に直接取り付けるように配置してもよい。

スクリーン３００は、プロジェクター１００の投写対象であり、プロジェクター１００から射出され偏光変換装置２００を経た光は、スクリーン３００上で投写画像を形成する。
偏光メガネ４００は、右目用の偏光シャッター（例えば、液晶素子）と左目用の偏光シャッターを有する、いわゆるアクティブシャッター式の偏光メガネである。偏光メガネ４００の構成に関しては公知であるため、詳細な説明を省略する。偏光メガネ４００は、使用時にはプロジェクター１００と同期しており、プロジェクター１００が右目用の投写画像となる光を射出するときは右目用の偏光シャッターのみが当該光（例えば、光軸に沿ってみたときに左回りの偏光）を通過させ、プロジェクター１００が左目用の投写画像となる光を射出するときは左目用の偏光シャッターのみが当該光を通過させる。なお、図示及び例示において、スクリーン３００の前後で円偏光の方向が異なるのは、スクリーン３００に反射されたときに偏光の方向が逆になるためである。後述する実施形態２及び実施形態４においても同様である。

次に、実施形態１に係る偏光変換装置２００について説明する。
偏光変換装置２００は、図２に示すように、第１素子２１０と、第２素子２２０と、冷却装置２３０と、蓋部２４０，２４２とを備える。

第１素子２１０は、プロジェクター１００からの光を偏光方向の揃った偏光とする。さらにいえば、第１素子２１０は、プロジェクター１００からの光を偏光方向の揃った直線偏光とする。
第１素子２１０は、偏光板２１２及び透明基板２１４を有する。

偏光板２１２は、吸収型の有機偏光板からなる。有機偏光板としては、各種の有機偏光板（例えば、染料系の有機偏光板、ヨウ素系の有機偏光板、ポリビニレンブロック系の有機偏光板等）を用いることができる。また、有機偏光板の代わりに無機偏光板を用いることもできる。さらにまた、吸収型の偏光板の代わりに反射型の偏光板を用いることもできる。

なお、本実施例のように赤色光及び青色光がＳ偏光（０度）、緑色光がＰ偏光（９０度）の場合、偏光板２１２の透過軸は４５度とすることが望ましい。このような配置とすることで、偏光板２１２がＳ偏光とＰ偏光をほぼ均等に吸収することで、各色のバランスを適切なものとすることができる。

なお、偏光板２１２は、透明基板２１４に対して外側（空間Ｓとは反対側）に配置されている。このような構成とすることにより、偏光板２１２のリワーク（部品交換）が容易となる。また、このような構成とすることで後述する冷却装置２３０の流路となる空間Ｓの表面に凹凸がなくなり、その結果、流路の空気抵抗が低減され、冷却効率を向上させることが可能となる。これは、後述する第２素子２２０の１／４波長板２２２についても同様である。

透明基板２１４は、偏光板２１２を搭載する。透明基板としては、透明度（可視光を通過させる度合い）が高く、偏光状態を乱さない材料からなるものが好ましく、例えば、各種光学ガラスからなるものを用いることができる。後述する透明基板２２４についても同様である。

第１素子の透明基板と第２素子の透明基板とについては、同じ材料からなるものを用いてもよいが、第１素子の透明基板が、第２素子の透明基板に比べて熱伝導性の高い材料からなることが好ましい。このような構成とすることにより、第１素子の放熱を促進するとともに、第２素子における１／４波長板等への伝熱を抑制することが可能となる。

第２素子２２０は、第１素子２１０の後段であって、第１素子２１０との間に空間Ｓが存在するように配置され、第１素子２１０からの偏光を、第１素子２１０からの偏光とは異なる所定の偏光に変換する。さらにいえば、第２素子２２０は、第１素子２１０からの直線偏光を、回転方向が揃った円偏光とする。
第２素子２２０は、１／４波長板２２２及び透明基板２２４を有する。
１／４波長板２２２は、１／４波長板２２２の遅相軸と偏光板２１２の透過軸とのなす角度が４５°又は１３５°となるように配置されている。

冷却装置２３０は、第１素子２１０及び第２素子２２０を冷却する。冷却装置２３０は、第１素子２１０と第２素子２２０との間の空間Ｓに冷媒を流通させることにより、第１素子２１０と第２素子２２０とを冷却する装置である。冷却装置２３０は、送風ファン２３２を有し、冷媒として空気を用いる。

蓋部２４０，２４２は、偏光変換装置２００の上端と下端とを覆う。蓋部２４０，２４２は、第１素子２１０と第２素子２２０とを固定することで、第１素子２１０と第２素子２２０との光学軸の一致に寄与する。また、蓋部２４０，２４２は、空間Ｓの上下を覆うことで、冷媒（空気）の流路を形成し、冷却装置２３０による冷却効果を向上させる。

次に実施形態１に係る偏光変換装置２００及びプロジェクターシステム１の効果を説明する。

実施形態１に係る偏光変換装置２００によれば、第２素子２２０が第１素子２１０との間に空間Ｓが存在するように配置されているため、第１素子と第２素子との間の空間により第１素子及び第２素子の放熱を促進することが可能となり、その結果、偏光を扱う光学素子（第１素子及び第２素子）が歪んだり、短期間で劣化したりしてしまうのを抑制することが可能となる。

また、実施形態１に係る偏光変換装置２００によれば、偏光を扱う光学素子（第１素子２１０及び第２素子２２０）が歪んだり、短期間で劣化したりしてしまうのを抑制することが可能であるため、偏光状態（偏光がどの程度揃っているかという状態）が非常に良好な偏光を生成することが可能となる。

また、実施形態１に係る偏光変換装置２００によれば、第１素子２１０と第２素子２２０との間の空間により、第１素子２１０の熱が第２素子２２０に伝導することを抑制し、特に第２素子の過熱を抑制することが可能となる。

また、実施形態１に係る偏光変換装置２００によれば、外付型の一体化された偏光変換装置であるため、第１素子と第２素子との位置関係を固定することで、第１素子及び第２素子の光学的な軸（透過軸や遅相軸等）を精度よく揃えることが可能となる。

また、本発明の偏光変換装置によれば、第１素子と第２素子とを備えるため、従来の偏光変換装置と同様に、プロジェクターから射出される光を、偏光方向が揃った光からなる投写画像としてスクリーン上に投写することが可能となる。

また、実施形態１に係る偏光変換装置２００によれば、第１素子２１０及び第２素子２２０を冷却する冷却装置２３０を備えるため、第１素子及び第２素子を能動的に冷却することが可能となり、その結果、偏光を扱う光学素子（第１素子及び第２素子）が歪んだり、短期間で劣化したりしてしまうのを一層効果的に抑制することが可能となる。

また、実施形態１に係る偏光変換装置２００によれば、冷却装置２３０が第１素子２１０と第２素子２２０との間の空間Ｓに冷媒（空気）を流通させることにより、第１素子２１０と第２素子２２０とを冷却する装置であるため、第１素子及び第２素子を効率よく冷却することが可能となる。

また、実施形態１に係る偏光変換装置２００によれば、第１素子２１０はプロジェクター１００からの光を偏光方向の揃った直線偏光とし、第２素子２２０は第１素子２１０からの直線偏光を、回転方向が揃った円偏光とするため、偏光変換装置で変換した偏光の角度依存性を小さくすることが可能となる。

また、実施形態１に係る偏光変換装置２００によれば、第１素子２１０が偏光板２１２を有するため、プロジェクターからの光の偏光方向を揃えることが可能となる。

また、実施形態１に係る偏光変換装置２００によれば、第２素子２２０が１／４波長板２２２を有するため、第１素子からの直線偏光を円偏光に変換することが可能となる。

実施形態１に係るプロジェクターシステム１によれば、偏光を扱う光学素子（第１素子２１０及び第２素子２２０）が歪んだり、短期間で劣化したりしてしまうのを抑制することが可能な実施形態１に係る偏光変換装置２００を備えるため、信頼性が高く、かつ、精度のよい投写画像を得られるプロジェクターシステムとすることが可能となる。

また、実施形態１に係るプロジェクターシステム１によれば、３次元画像として認識可能な投写画像を投写するため、実施形態１に係る偏光変換装置を利用して、精度のよい３次元画像を投写することが可能となる。

［実施形態２］
図３は、実施形態２に係るプロジェクターシステム２を説明するために示す図である。図３において、偏光変換装置２０２の後段の実線矢印に、それぞれ巻き方向が異なる巻き矢印が２つ付属しているのは、回転方向の異なる円偏光を時分割的に射出することを表している。図４においても同様である。
図４は、実施形態２に係る偏光変換装置２０２の横断面図である。
なお、実施形態２以降については、実施形態１のときと基本的に差異のない構成要素については同一の符号で示し、基本的に説明を省略する。

実施形態２に係る偏光変換装置２０２は、基本的には実施形態１に係る偏光変換装置２００と同様の構成を有するが、第２素子の構成が実施形態１に係る偏光変換装置２００とは異なる。また、これに伴って、実施形態２に係るプロジェクターシステム２の構成も、実施形態１に係るプロジェクターシステム１とは異なる。

プロジェクターシステム２におけるプロジェクター１００は、図３に示すように、実施形態１に係るプロジェクターシステム１におけるプロジェクター１００と同様の構成を有するが、偏光変換装置及び偏光メガネの構成が実施形態１に係るプロジェクターシステム１とは異なる。

偏光変換装置２０２は、図４に示すように、第２素子２５０は液晶素子を有する。当該液晶素子は、一対の透明なガラス基板に電気光学物質である液晶を密閉封入した透過型の液晶素子であり、例えば、ポリシリコンＴＦＴをスイッチング素子とするものである。第２素子は、プロジェクター１００と同期しており、プロジェクター１００が右目用の投写画像となる光を射出しているときは、第１素子２１０からの直線偏光を一方の方向（例えば、光軸に沿って見たときに右回り）に回転方向が揃った円偏光とし、プロジェクター１００が左目用の投写画像となる光を射出しているときは、第１素子２１０からの直線偏光を他方の方向（例えば、光軸に沿ってみたときに左回り）に回転方向が揃った円偏光とする。

偏光メガネ４０２は、実施形態１における偏光メガネ４００とは異なり、アクティブシャッター式の偏光メガネではない。偏光メガネ４０２は、右目用の投写画像（例えば、光軸に沿って見たときに左回りの偏光）のみを通過させる右目用偏光板と、左目用の投写画像（例えば、光軸に沿って見たときに右回りの偏光）のみを通過させる左目用偏光板とを備える（いわゆるパッシブ式。）。実施形態２においては、偏光変換装置２０２が右目用の投写画像と左目用の投写画像とを異なる種類の円偏光とするため、このように比較的簡易な構成の偏光メガネ４０２を用いることができる。

このように、実施形態２に係る偏光変換装置２０２は、第２素子の構成が実施形態１に係る偏光変換装置２００とは異なるが、第２素子２５０が第１素子２１０との間に空間Ｓが存在するように配置されているため、実施形態１に係る偏光変換装置２００と同様に、第１素子と第２素子との間の空間により第１素子及び第２素子の放熱を促進することが可能となり、その結果、偏光を扱う光学素子（第１素子及び第２素子）が歪んだり、短期間で劣化したりしてしまうのを抑制することが可能となる。

また、実施形態２に係る偏光変換装置２０２によれば、第２素子２５０が液晶素子を有するため、第１素子からの直線偏光を円偏光に変換することが可能となる。また、液晶素子の状態を切り替えて円偏光の偏光方向を変化させることが可能となる。

なお、実施形態２に係る偏光変換装置２０２は、第２素子の構成が実施形態１に係る偏光変換装置２００とは異なる以外は、実施形態１に係る偏光変換装置２００と同様の構成を有するため、実施形態１に係る偏光変換装置２００が有する効果のうち該当する効果をそのまま有する。

［実施形態３］
実施形態３に係るプロジェクターシステムを説明する。
実施形態３に係るプロジェクターシステムは、実施形態１と偏光変換装置の構成が異なるが、その他の構成要素については実施形態１と同様であるので、説明を省略する。
図５は、実施形態３に係る偏光変換装置２０４の横断面図である。

実施形態３に係る偏光変換装置２０４は、基本的には実施形態１に係る偏光変換装置２００と同様の構成を有するが、第１素子の構成が実施形態１に係る偏光変換装置２００とは異なる。すなわち、実施形態３に係る偏光変換装置２０４における第１素子２６０は、図５に示すように、偏光板２６２と、透明基板２６４と、波長選択偏光回転素子２６６とを有する。

透明基板２６４は実施形態１における透明基板２１４と同様の構成を有するものであるため、説明は省略する。

ところで、プロジェクターが３板式の液晶プロジェクターである場合には、クロスダイクロイックプリズムで３種の色光を合成する。その際、クロスダイクロイックプリズムの光学特性において、誘電体多層膜を透過させたい色光はＰ偏光、当該誘電体多層膜で反射させたい色光はＳ偏光に優位性があるため、１の色光と他の色光とで偏光方向が異なる光としてクロスダイクロイックプリズムから光が射出される。

波長選択偏光回転素子２６６は、特定の波長の光に関してのみ、直線偏光の方向性を変換する。実施形態１におけるプロジェクター１００に偏光変換装置２０４を適用する場合においては、波長選択偏光回転素子２６６として、緑色光のみをＰ偏光からＳ偏光に変換するものや、赤色光及び青色光をＳ偏光からＰ偏光に変換するものを用いることができる。
偏光板２６２は、波長選択偏光回転素子２６６で偏光状態を変換されずに透過した各色の偏光を透過する透過軸とする。これにより、偏光板２６２での光の吸収による損失を最小限にすることができる。

このように、実施形態３に係る偏光変換装置２０４は、第１素子の構成が実施形態１に係る偏光変換装置２００とは異なるが、第２素子２２０が第１素子２６０との間に空間Ｓが存在するように配置されているため、実施形態１に係る偏光変換装置２００と同様に、第１素子と第２素子との間の空間により第１素子及び第２素子の放熱を促進することが可能となり、その結果、偏光を扱う光学素子（第１素子及び第２素子）が歪んだり、短期間で劣化したりしてしまうのを抑制することが可能となる。

また、実施形態３に係る偏光変換装置２０４によれば、第１素子２６０が波長選択偏光回転素子２６６を有するため、１の色光又は他の色光の偏光方向を選択的に変換して、プロジェクターからの光の偏光方向を効率よく揃えることが可能となる。

なお、実施形態３に係る偏光変換装置２０４は、第１素子の構成が実施形態１に係る偏光変換装置２００とは異なる以外は、実施形態１に係る偏光変換装置２００と同様の構成を有するため、実施形態１に係る偏光変換装置２００が有する効果のうち該当する効果をそのまま有する。

［実施形態４］
図６は、実施形態４に係るプロジェクターシステム３を説明するために示す図である。

実施形態４に係るプロジェクターシステム３は、基本的には実施形態１に係るプロジェクターシステム１と同様の構成を有するが、プロジェクター及び偏光変換装置の数が実施形態１に係るプロジェクターシステム１とは異なる。すなわち、実施形態４に係るプロジェクターシステム３は、図６に示すように、２つのプロジェクター１０２，１０４と、偏光変換装置２０６，２０８を備える（いわゆるスタック式のプロジェクターシステム。）。また、これに伴って偏光メガネ４０４の構成も実施形態１における偏光メガネ４００の構成とは異なるものとなっている。

プロジェクター１０２，１０４は、それぞれ構成自体は実施形態１におけるプロジェクター１００と同様であるが、プロジェクター１０２とプロジェクター１０４とで異なる投写画像となる光を投写する。例えば、プロジェクター１０２は左目用の投写画像となる光を投写し、プロジェクター１０４は右目用の投写画像となる光を投写する。

偏光変換装置２０６，２０８は、それぞれ構成自体は実施形態１に係る偏光変換装置２００と基本的に同様であるが、偏光変換装置２０６はプロジェクター１０２に対応し、偏光変換装置２０８はプロジェクター１０４に対応する。偏光変換装置２０６は、例えば、プロジェクター１０２からの左目用の投写画像となる光を一方の方向（例えば、光軸に沿ってみたときに左回り）に回転方向が揃った円偏光とし、偏光変換装置２０８は、例えば、プロジェクター１０４からの右目用の投写画像となる光を他方の方向（例えば、光軸に沿ってみたときに右回り）に回転方向が揃った円偏光とする。

偏光メガネ４０４は、実施形態２における偏光メガネ４０２と同様の構成を有するため、説明を省略する。

このように、実施形態４に係るプロジェクターシステム３は、実施形態１に係るプロジェクターシステム１とはプロジェクター及び偏光変換装置の数が異なるが、偏光を扱う光学素子（第１素子及び第２素子）が歪んだり、短期間で劣化したりしてしまうのを抑制することが可能な実施形態４に係る偏光変換装置２０６，２０８を備えるため、実施形態１に係るプロジェクターシステム１と同様に、信頼性が高く、かつ、精度のよい投写画像を得られるプロジェクターシステムとすることが可能となる。

なお、実施形態４に係るプロジェクターシステム３は、プロジェクター及び偏光変換装置の数以外は、実施形態１に係るプロジェクターシステム１と同様の構成を有するため、実施形態１に係るプロジェクターシステム１が有する効果をそのまま有する。

［実施形態５］
図７は、実施形態５に係る偏光変換装置２０５、２０７の横断面図である。
実施形態５に係る偏光変換装置２０５は、基本的には実施形態１に係る偏光変換装置２００と同様の構成を有するが、冷却装置の構成が実施形態１に係る偏光変換装置２００とは異なる。すなわち、実施形態５に係る偏光変換装置２０５における冷却装置２７０は、図７（ａ）に示すように、ファン２３２と空間Ｓの間にダクト２７１を有する。
ダクト２７１の効果で、ファン２３２の外形よりも、第１光学素子と第２光学素子の間隔を狭めることができる。この構成によって、冷却風の風速上昇による冷却効果上昇と、第２光学素子２２０がプロジェクター１００に近づくことによる偏光変換装置２０５の小型化が実現できる。
また、実施形態５に係る偏光変換装置２０７における冷却装置２７５は、図７（ｂ）に示すように、ファン２３２が空間Ｓと隣接する空間Ｔの位置に配置される。空間Ｓと空間Ｔには壁がないため、ファン２３２によって空間Ｔの風速を上げると、空間Ｓに負圧が発生し、空間Ｓの空気が流れる。この構成によっても、第１光学素子と第２光学素子の間隔を狭めることができるため、第２光学素子２２０をプロジェクター１００に近づけて偏光変換装置２０７の小型化が実現できる。

以上、本発明を上記の実施形態に基づいて説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではない。その趣旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば、次のような変形も可能である。

（１）上記各実施形態において記載した各構成要素の寸法、個数、材質及び形状は例示であり、本発明の効果を損なわない範囲において変更することが可能である。

（２）上記各実施形態においては、偏光変換装置２００〜２０６は冷却装置による冷媒の流れの向きを横向きにしたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、冷媒の流れの向きを下から上（縦向き）とすることで、プロジェクターが天吊りのときに下方から冷たい空気が取り込みやすい配置や、当該向きを上から下にすることで、プロジェクターが床置き／机置きのときに十分な空間のある上方から空気を取り込みやすい配置を選択してもよい。また外付型の一体化された偏光変換装置を、上下反転させて取り付けを可能にすることで、プロジェクターの配置に合わせて最適な構成が選択可能である。

（３）上記実施形態２においては、直線偏光を円偏光に変換する液晶素子を有する第２素子を用いたが、本発明はこれに限定されるものではない。直線偏光を偏光方向の異なる直線偏光に変換する液晶素子と、直線偏光を円偏光に変換する１／４波長板とを有する第２素子を用いてもよい。

（４）上記実施形態３においては、偏光板と波長選択偏光回転素子とを有する第１素子を用いたが、本発明はこれに限定されるものではない。波長選択偏光回転素子のみで偏光方向が揃った偏光とすることができるならば、波長選択偏光回転素子を有し、偏光板を有しない第１素子を用いてもよい。

（５）上記実施形態１，２，４においては、透過型の光変調装置である液晶光変調装置を３つ備えるプロジェクターを用いたが、本発明はこれに限定されるものではない。反射型の液晶光変調装置を備えるプロジェクターを用いてもよい。また、液晶光変調装置を２つ以下、又は４つ以上備えるプロジェクターを用いてもよい。

（６）上記実施形態１，２，４においては、液晶光変調装置を備えるプロジェクターを用いたが、本発明はこれに限定されるものではない。一般に、画像情報に応じて入射光を変調する光変調装置を備えるプロジェクターであればよく、マイクロミラー型光変調装置等を備えるプロジェクターを用いてもよい。マイクロミラー型光変調装置としては、例えば、ＤＭＤ（デジタルマイクロミラーデバイス）（ＴＩ社の商標）を用いることができる。このようなプロジェクターを備えるプロジェクターシステムにおいては、無偏光状態の光が偏光変換装置に入射するため、偏光変換装置において約半分の光が吸収され、光学素子の過熱の問題が深刻となる。このため、本発明の偏光変換装置は、上記のようなプロジェクターシステムにおいて特に有効に用いることができる。

１，２，３…プロジェクターシステム、１００，１０２，１０４…プロジェクター、２００，２０２，２０４，２０５，２０６，２０７，２０８…偏光変換装置、２１０，２６０…第１素子、２１２，２６２…偏光板、２１４，２２４，２６４…透明基板、２２０，２５０…第２素子、２２２…１／４波長板、２３０，２７０，２７５…冷却装置、２３２…送風ファン、２４０，２４２…蓋部、２６６…波長選択偏光回転素子、２７１…ダクト、３００…スクリーン、４００，４０２，４０４…偏光メガネ、Ｓ，Ｔ…空間

Claims (4)

1. プロジェクターに用いる外付型の偏光変換装置であって、
   偏光板を有し、前記プロジェクターからの光を偏光方向の揃った偏光とする第１素子と、
   前記第１素子の後段であって、前記第１素子との間に空間が存在するように配置され、前記第１素子からの偏光を、前記第１素子からの偏光とは異なる所定の偏光に変換する第２素子と、
   前記第１素子及び前記第２素子を固定する一対の蓋部と、
   前記第１素子及び前記第２素子を冷却する冷却装置と、を備え、
   前記冷却装置は、前記第１素子と前記第２素子との間の前記空間に冷媒を流通させることにより、前記第１素子と前記第２素子とを冷却する装置であることを特徴とする偏光変換装置。
2. 請求項１に記載の偏光変換装置において、
   前記第１素子は、前記プロジェクターからの光を偏光方向の揃った直線偏光とし、
   前記第２素子は、前記第１素子からの直線偏光を、回転方向が揃った円偏光とすることを特徴とする偏光変換装置。
3. プロジェクターと、
   請求項１または請求項２に記載の偏光変換装置とを備えることを特徴とするプロジェクターシステム。
4. 請求項３に記載のプロジェクターシステムにおいて、
   ３次元画像として認識可能な投写画像を投写することを特徴とするプロジェクターシステム。

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