(57)【要約】      （修正有）【課題】可視光全域という広い波長範囲で使用可能な広い角度特性をもつ偏光分離素子及びそれを有する画像表示装置を提供する。【解決手段】微細構造を持つ１次元格子より成る格子層を複数、積層して成る偏光分離層を、平行平板の面上に密着させた部材を、光入射面と光射出面及び該平行平板と密着する面とを有する第１光学部材と第１光学部材の光入射面からの光束のうち、該偏光分離層を通過した光束を出射させる光出射面を有する第２光学部材とで挟持し、第１光学部材の光入射面からの入射光束の偏光方向に応じて、光束を反射又は透過させる偏光分離素子であって、該複数の格子層は、Ｐ偏光に対する有効屈折率ｎＨのＨ層と、有効屈折率ｎＬのＬ層を交互に積層した積層構造より成り、該平行平板の材料の屈折率をｎＰ、該光入射面と偏光分離層とのなす角をθＢとするとき、2006133403.tif 000013なる条件を満足すること。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
微細構造を持つ１次元格子より成る格子層を複数、積層して成る偏光分離層を、平行平板の面上に密着させた部材を、光入射面と光射出面及び該平行平板と密着する面とを有する第１光学部材と第１光学部材の光入射面からの光束のうち、該偏光分離層を通過した光束を出射させる光出射面を有する第２光学部材とで挟持し、第１光学部材の光入射面からの入射光束の偏光方向に応じて、光束を反射又は透過させる偏光分離素子であって、該複数の格子層は、Ｐ偏光に対する有効屈折率ｎＨのＨ層と、有効屈折率ｎＬのＬ層を交互に積層した積層構造より成り、該平行平板の材料の屈折率をｎＰ、該光入射面と偏光分離層とのなす角をθＢとするとき、
【数１】
2006133403.tif 000011
なる条件を満足することを特徴とする偏光分離素子。
【請求項２】
前記第１光学部材の材料の屈折率をｎＣ、前記平行平板の厚さをＤＣ、該第１光学部材の光入射面側からの光束が該平行平板に入射角４５°で入射したときの、該平行平板による入射光と出射光の光束の進行方向のずれ量をＬとするとき、
【数２】
2006133403.tif 000012
なる条件を満足することを特徴とする請求項１の偏光分離素子。
【請求項３】
前記第１、第２光学部材間には、それらの対向する面の間隔を制限するスペーサーが設けられていることを特徴とする請求項１又は２の偏光分離素子。
【請求項４】
前記偏光分離層は、前記スペーサーと封止材により前記第１、第２光学部材間に封止されていることを特徴とする請求項３の偏光分離素子。
【請求項５】
前記第１、第２光学部材のうち、少なくとも一方の光学部材の光弾性定数の絶対値は０．１×１０−８ｃｍ２／Ｎより小さいことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項の偏光分離素子。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか１項の偏光分離素子を含む光学系を用いて、光源部からの光束を画像信号に基づいて変調する変調手段に導光し、該変調手段により変調された光束を投写光学系によって所定面上に投写することを特徴とする画像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、偏光分離素子及びそれを有する画像表示装置に関し、複数の波長、あるいは帯域光で、かつ、比較的広い入射角度範囲で良好なる偏光分離特性を有する、例えば、撮影光学系、投写型表示装置（プロジェクタ）、画像処理装置、半導体製造装置、等の各種光学機器に好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、偏光分離素子として、金属の回折グリッドを用いたいわゆるワイヤーグリッド型のものが知られている。
【０００３】
この偏光分離素子は、金属などの導体をグリッド状に平行に配列させた構成より成り、グリッドと平行に振動する偏光を除外し、グリッドと直交する方法に振動する偏光のみを透過させている。この構成は電磁波や、赤外光を対象とした偏光分離素子として知られており、また、可視光に関しても使用されてきている。
【０００４】
ワイヤーグリッドは波長以下の間隔で配列させるため、製造プロセスとして、フォトリソグラフィーなどの半導体プロセスが用いられる。そのためワイヤーブリットは、平板の基盤上に形成することが多い。また、金属のグリッドの酸化腐食を防止するためにも、平板基盤材にはさみ込む構造とすることが多い。偏光分離素子として光学系に使用する際には、光路に対して偏光素子面を傾けて使用する。
【０００５】
このとき、光路中に平行平板が傾けて配置されることとなり光学系に非点隔差が生じてくる。
【０００６】
そこで、特許文献１では、回折グリッドを一対の回折グリッド基材である並行平板に挟み込み、その両側を屈折率がほぼ等しいプリズム形状のブロック基材で挟む構成の偏光分離素子を開示している。さらに、ブロック基材と回折グリッド基材の間を軟性接着材で接着するか、ブロック部材とほぼ屈折率の等しい媒質で充填することで非点収差の発生を防いでいる。
【０００７】
一方、ワイヤーグリッド型の偏光分離素子では、反射、透過の両方の偏光で吸収が生じるために十分な光学性能を得るのが難しい。
【０００８】
そこで、積層型誘電体SWS素子を用いた偏光分離素子などが用いられる。
【０００９】
積層型誘電体SWSの偏光分離素子は、誘電体の一次元格子などの波長以下の構造、微細構造SWS（sub-wavelength structure）を積層させた構成より成っている。これは、一次元格子の持つ高い複屈折性を用いたもので、それぞれの偏光方向に対して最適な屈折率をとるように配置することで、広い角度範囲、広い波長範囲で高い偏光分離性能を得ている。
【００１０】
ワイヤーグリッド型の偏光分離素子においては、ワイヤーグリッドの形状が光学性能に支配的となり、前後の媒質の屈折率には比較的影響を受けないことから、ブロック基材、グリッド基材ともにある程度、自由に選択が可能である。
【００１１】
特許文献２で開示されているSWS構造を用いた偏光分離素子は、使用波長より小さい格子ピッチの層と、空隙層あるいは透電体層とを積層した形状を提案している。
【００１２】
直交する２つの偏光のいずれかの方向に対して１／４波長の層厚となる構成として片方の偏光だけを選択的に反射させることで偏光分離素子を構成している。
【００１３】
入射角度は偏光分離素子に垂直であるが、高い偏光分離を実現している。
【特許文献１】特開２００３−１９５２２３号公報
【特許文献２】特開平１１−９５０２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
積層型誘電体SWSの偏光分離素子では、特にP偏光にブリュースター角での透過を用いるため、各層の誘電体の有効屈折率とその前後の媒質の屈折率の変化の影響が大きい。積層型誘電体SWSは微細構造を形成するためにフォトリソグラフィーなどの半導体プロセスで製造されるためワイヤーグリッド型と同様に平行平板の基盤上に形成する必要がある。また、製造工程上使用可能な材料を用いると、十分な偏光分離性能を得られないことがある。
【００１５】
本発明は、可視光全域という広い波長範囲で使用可能な広い角度特性をもつ偏光分離素子及びそれを有する画像表示装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
請求項１の発明の偏光分離素子は、微細構造を持つ１次元格子より成る格子層を複数、積層して成る偏光分離層を、平行平板の面上に密着させた部材を、光入射面と光射出面及び該平行平板と密着する面とを有する第１光学部材と第１光学部材の光入射面からの光束のうち、該偏光分離層を通過した光束を出射させる光出射面を有する第２光学部材とで挟持し、第１光学部材の光入射面からの入射光束の偏光方向に応じて、光束を反射又は透過させる偏光分離素子であって、該複数の格子層は、Ｐ偏光に対する有効屈折率ｎＨのＨ層と、有効屈折率ｎＬのＬ層を交互に積層した積層構造より成り、該平行平板の材料の屈折率をｎＰ、該光入射面と偏光分離層とのなす角をθＢとするとき、
【００１７】
【数３】
2006133403.tif 000002
【００１８】
なる条件を満足することを特徴としている。
【００１９】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記第１光学部材の材料の屈折率をｎＣ、前記平行平板の厚さをＤＣ、該第１光学部材の光入射面側からの光束が該平行平板に入射角４５°で入射したときの、該平行平板による入射光と出射光の光束の進行方向のずれ量をＬとするとき、
【００２０】
【数４】
2006133403.tif 000003
【００２１】
なる条件を満足することを特徴としている。
【００２２】
請求項３の発明は、請求項１又は２の発明において、前記第１、第２光学部材間には、それらの対向する面の間隔を制限するスペーサーが設けられていることを特徴としている。
【００２３】
請求項４の発明は、請求項３の発明において、前記偏光分離層は、前記スペーサーと封止材により前記第１、第２光学部材間に封止されていることを特徴としている。
【００２４】
請求項５の発明は、請求項１から４のいずれか１項の発明において、前記第１、第２光学部材のうち、少なくとも一方の光学部材の光弾性定数の絶対値は０．１×１０−８ｃｍ２／Ｎより小さいことを特徴としている。
【００２５】
請求項６の発明の画像表示装置は、請求項１から５のいずれか１項の偏光分離素子を含む光学系を用いて、光源部からの光束を画像信号に基づいて変調する変調手段に導光し、該変調手段により変調された光束を投写光学系によって所定面上に投写することを特徴としている。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、可視光全域という広い波長範囲で使用可能な広い角度特性をもつ偏光分離素子及びそれを有する画像表示装置が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
【実施例１】
【００２８】
図１は本発明の偏光分離素子の実施例１の光学作用を示す説明図である。
【００２９】
図２、図３は、偏光分離層の実施例１の要部斜視図である。
【００３０】
図６は本発明の実施例１の偏光分離素子の構成断面図である。表１に実施例１の偏光分離層の構成の設計値を示す。
【００３１】
本実施例の偏光分離素子は、図１〜図３、図６に示すように微細構造を持つ１次元格子より成る格子層を複数、積層して成る偏光分離層２３を平行平板３１の面上に密着させた部材を、光入射面２５と光出射面２６及び該平行平板３１と密着する面とを有する第１光学部材（プリズム）２２と第１光学部材２２の光入射面２５からの光束のうち、該偏光分離層２３を通過した光束を出射させる光出射面２７を有する第２光学部材（プリズム）２４とで挟持している。そして第１光学部材２２の光入射面２５からの入射光束の偏光方向に応じて、光束を反射又は透過させている。
【００３２】
図１において、プリズム（第１光学部材）２２の入射面（２５）に対して、偏光分離層(２３)は４５°傾いている。入射面（２５）に垂直に入射した光線（１８）（２０）が偏光分離層（２３）に入射する際の入射平面２８と偏光分離層２３の第１の一次元格子１０１の格子方向は図２のように平行となり、その方向を格子方向Ｐとする。第２の一次元格子１０２の格子方向は図２のように入射平面２８と直交する配置であり、その方向を格子方向Ｖとする。
【００３３】
第３の一次元格子１０３の格子方向は図２に示すように入射平面２８と平行であり、その方向を格子方向Ｐとする。
【００３４】
偏光分離層２３で、Ｓ偏光２１は反射させ、図１の入射側のプリズム（２２）にある入射面（２５）とは別の射出面（２６）から射出させる。
【００３５】
また、偏光分離層２３でＰ偏光１９は透過させ、射出側のプリズム（第２光学部材）（２４）にある射出面（２７）から射出させる構成となっている。
【００３６】
図３は偏光分離層２３の１次元格子を斜めから見た図であり、図４は図２の矢印で示す方向Ａから見た１次元格子の断面構造図であり、図５は図２の矢印で示す方向Ｂから見た１次元格子の断面構造図である。
【００３７】
第１（第３）の１次元格子１０１（１０３）は空気（Ａｉｒ）と誘電体（ＴｉＯ２）が交互に繰り返す格子方向ＰのＬ層（１０１,１０３）である、第２の１次元格子１０２は空気Ａｉｒと誘電体（ＴｉＯ２）が交互に繰り返す格子方向ＶのＨ層（１０２）より構成されている。全体で３層と言う比較的簡易な構成で偏光分離を実現している。
【００３８】
また、誘電体としてはＴｉＯ２を用いているがこの他の材料であっても良い。
それぞれの層をＨ層、Ｌ層としているのは、反射させるＳ偏光に対してのそれぞれの有効屈折率の高低を表している。格子方向Ｖの一次元格子１０２の層の厚さは６６nmであり、Ｓ偏光の反射を完全に達成するのに十分な厚さとなっている。一般的に高屈折率の媒質から低屈折率の媒質に入射するときに入射角度が臨界角θＣ以上では、一切透過せずに全反射することが知られている。
【００３９】
しかし、この時に、境界面近傍の極めて微小な領域において、エバネセント光がしみ出ている。この光の到達領域に次の媒質があると光が透過してしまう。この現象が全反射減衰（attenuated total reflection：ＡＴＲ）である。
【００４０】
本実施例では、このＡＴＲの光同士の干渉を利用して広い角度範囲、波長範囲で高い反射率を得ている。
【００４１】
一方、格子方向Ｐの一次元格子１０１、１０３のからなるＬ層の厚さは３５１nmであり、この数字はＡＴＲによる反射を有効に活用するためのものである。
この膜厚が薄くなると、臨界角ＱＣ以上の入射角度領域ではＡＴＲによる透過が大きくなり、十分な反射が得られない。
【００４２】
一方、ＡＴＲの観点からは、膜厚が厚ければ厚いほど好ましい。しかしながら、膜厚を増しても、反射率は全反射に漸近してしまうため、膜厚を増やしただけの効果は得られない。この一次元格子の形状では、膜厚を増すほど製造の難易度は上がる。そのため、実施例の厚み程度に設定することが好ましい。
また、使用角度の範囲に臨界角以下の通常反射を含むが、そこでの干渉においては実施例での厚みに設定することで、最適な結果が得られた。
【００４３】
実施例１では表１の設計値１に示すとおり、プリズム２２、２４の硝材に屈折率ｎＣが約１.６０３と比較的低い物を使用した。格子方向Ｖの一次元格子１０２であるＨ層と、格子方向Ｐの一次元格子１０１、１０３であるＬ層の誘電体はともにＴｉＯ２であり、屈折率２.２８２ の高屈折率な物を使用し、フィリングファクタｆをＬ層＝０.２２、Ｈ層＝０.８５に設定することで、効率よく複屈折を生じさせている。
一般的に使用波長以下の格子より成る微細構造SWS（sub-wavelength structure）の一次元格子に関しての有効屈折率は下記の（３）、（４）式で近似される。図１１のような一次元格子ＲＯにおいて、格子ＲＯａと平行な方向の偏光をＴＥ偏光、格子ＲＯａと直交する方向の偏光をＴＭ偏光とするとき、格子ＲＯａ側の媒質の屈折率をｎ１、格子ＲＯａと逆側の媒質の屈折率をｎ２、、繰り替えす一次元格子ＲＯの媒質の幅をa、ｂ、とするとき、それぞれの偏光ＴＥ，ＴＭの有効屈折率ｎＴＥ，ｎＴＭは式（３）（４）で表されることが知られている。
【００４４】
【数５】
2006133403.tif 000004
【００４５】
格子方向Ｖの一次元格子ＲＯの層に関しては、Ｐ偏光がＴＭ、Ｓ偏光がＴＥとなる。また、格子方向Ｐの一次元格子の層に関しては、Ｐ偏光がＴＥ、Ｓ偏光がＴＭとなる。
（３）、（４）の式において、一次元格子を構成する２つの媒質のうち一方の媒質をＴｉＯ２、他方を空気ａｉｒとして、フィリングファクタｆ（ピッチに対するＴｉＯ２の割合）ｆを変化させたときのそれぞれの偏光に対する有効屈折率ｎ（ＴＥ），ｎ（ＴＭ）は図１２の様になる。
【００４６】
Ｐ偏光に関して、表２に示すとおり第１の一次元格子１０１ではｆ＝０．２２の時、ＴＥ方向の有効屈折率ｎＰは１．７１となり、第２の一次元格子１０２ではｆ＝０．８５の時、ＴＭ方向の有効屈折率ｎＰは１.６０となる。これらの屈折率は平行平板３１の屈折率ｎＰ＝１．５２とも近いため、反射せず高い透過率を示す。
一般的に屈折率ｎ１、ｎ２を持つ２つの媒質の間のブリュースター角θBは式（５）で与えられる。この角度ＱＢで入射したｐ偏光の光線は全て透過する。
【００４７】
ｔａｎθB＝ｎ２／ｎ１・・・（５）
さらに、偏光分離素子として構成するためには、この屈折率と角度の関係（５）式がプリズム媒質（ここでは平行平板の媒質）および、H層、L層の界面で同時に成り立つ必要がある。そのため、平行平板３１の材料の屈折率ｎｐと、薄膜を形成する２つの誘電体媒質（Ｈ層とＬ層）の屈折率ｎHとｎＬとの間には、下記の関係式が成り立つ必要がある。
【００４８】
【数６】
2006133403.tif 000005
【００４９】
ここで本実施例では、これらの値が前述の如く
【００５０】
【数７】
2006133403.tif 000006
【００５１】
なる条件を満足するようにしている。
【００５２】
式（６）にｎH＝１.６０、ｎL＝１.５７、ｎP＝１.５２を代入すると、ブリュースター角はθB＝約５０．２°となる。よって、４５°の入射角を中心とした光束に対してほぼ透過の条件を満たす構成となっている。
一方のＳ偏光に関して、表２に示すとおり第１の一次元格子１０１ではＴＭ方向の有効屈折率は１.２4となり、第２の一次元格子１０２ではＴＥ方向の有効屈折率ｎＳは２.０５となる。
全反射が起こるためには、臨界角θＣ以上で入射する必要があるが、臨界角θＣは次式（７）であたえられる。
ｓｉｎθＣ＝ｎ２／ｎ１・・・（７）
式（７）に表２の有効屈折率ｎＳよりｎ１＝２.０５、ｎ２＝１.２4を代入すると、臨界角θＣ＝約３７°となる。これより高入射角側では全反射のＡＴＲによる反射が起こっている。低入射角側でも、臨界角を越えており高い反射率をが得られている。
【００５３】
このように、第１と第２の１次元格子層１０１、１０２との有効屈折率ｎＰ、ｎＳがＰ偏光に関しては近い値となり、Ｓ偏光に関しては大きな屈折率差を生じさせることで、それぞれの偏光の光線の透過、反射を実現している。
【００５４】
本実施例では、この第１と第２の１次元格子層１０１、１０２との有効屈折率ｎＰ、ｎＳの関係は条件式（１）を満たす事で効率よく実現している。
【００５５】
また、本実施例では、第１、第２光学部材２２、２４のうち、少なくとも一方の光学部材の光弾性定数の絶対値は０．１×１０−８ｃｍ２／Ｎより小さい材料を用いている。
【００５６】
又、本実施例では、第１光学部材（プリズム）２２の材料の屈折率をｎＣ，平行平板３１の厚さをＤＣ、第１光学部材２２の光入射面２５側からの光束が平行平板３１に入射角４５°で入射したときの、平行平板３１による入射光と出射光の光束の進行方向のずれ量をＬとするとき、
【００５７】
【数８】
2006133403.tif 000007
【００５８】
なる条件を満足するようにしている。
【００５９】
一方、条件式（２）は平行平板３１の屈折率ｎＰと、プリズム２２の屈折率ｎＣとの差と平行平板の厚みＤｃと、使用光学系での光線の横方向ずれ許容量Ｌの比を規定するもので、平行平板３１での非点収差の発生を抑えるもである。条件式（２）の上限を超えて屈折率差が大きくなるか、平行平板３１の厚さが厚くなると非点隔差が大きくなり好ましくない。
【００６０】
尚、平行平板３１の厚さＤＣは，０．１ｍｍ＜ＤＣ＜１．５ｍｍが良く、又許容値Ｌは、
０．００５ｍｍ＜Ｌ＜０．１ｍｍ程度が良い。
図１３（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）がこの設計値の厳密結合波解析計算（Rigorous coupled-wave analysis : RCWA）による性能のシミュレーション結果である。Ｐ偏光では、高入射角で、透過率が落ちているが、実使用時の角度特性のウエートを考慮するとほとんど問題ないレベルである。
Ｓ偏光に関しては低入射角の短波長側で性能が劣化している以外は３５〜５５°と言うかなり広い入射角範囲で透過する光線がほとんど無く、完全な反射率を達成している。
【００６１】
図６に示すとおり、実施例１では、平行平板（３１）上に配置された偏光分離層（２３）を１対のプリズム(２２,２４)に挟む際に入射側プリズム（２２）と射出側プリズム(２４)の間にスペーサー（３２）を挟む構成としている。微細加工を必要とする偏光分離層２３を平行平板３１上に作成し、それをプリズム２２、２４で挟み込む際にプリズムからの応力が平行平板３１、及び偏光分離層２３に及ばないようにスペーサー３２をプリズム間２２、２４に配置している。また、平行平板３１は厚さ、屈折率が条件式（１）（２）を満たす関係となっており、良好な性能を得ている。
【００６２】
さらに、本実施例においては、スペーサー３２により間隔を規定するとともに、偏光分離層２３を封止材で封止している。
【００６３】
図７は、実施例２の偏光分離素子の要部断面図である。実施例１と同様の偏光分離層(２３)の両側を、平行平板３１ａ，３１ｂで挟んだのもを更に、１対のプリズム(２２,２4)に挟み込んでいる。一方の平行平板３１ａと、偏光分離層２３を挟んで反対側のプリズム２４の間にスペーサー３２を配置している。
【００６４】
図８は、実施例３の偏光分離素子の要部断面図である。実施例１と同様の偏光分離層(２３)の両側を、平行平板（３１ａ、３１ｂ）で挟んだのもを更に、１対のプリズム(２２,２4)に挟み込んでいる。両側を挟むプリズム２２，２４間にスペーサー３２を配置している。
図９は，実施例４の偏光分離素子の要部断面図である。実施例１と同様の偏光分離層(２３)の両側を、平行平板（３１ａ、３１ｂ）で挟んだのもを更に、１対のプリズム(２２,２4)に挟み込んでいる。偏光分離層２３の両側の平行平板３１ａ、３１ｂの間にスペーサー３２を配置している。
【００６５】
これら、実施例１〜実施例４の偏光分離素子では、微細加工を必要とする偏光分離層２３を平板ガラスではさみ込み封止材より封止してユニットとすることで、角度、寸法、面精度等の形状的な性能を必要とするプリズムを分離することができ、生産性の向上を図っている。
【００６６】
図１０は、本発明の偏光分離素子を用いた反射型の投射表示装置の実施例５の要部概略図である。図中、１は高圧水銀ランプなどからなる光源、２は光源１から光を所定の方向に放射するためのリフレクター、３は均一な照明強度を有する照明領域を形成するためのインテグレーターであり、フライアイレンズ３a、３bから構成されている。４は無偏光な光を所定の偏光方向に揃える偏光変換素子である。５は照明光を集光するコンデンサーレンズ、６はミラー、７は照明光をテレセントリックな光にするフィールドレンズ、８は緑の波長領域光Ｇを透過するダイクロイックミラー、９a１、９b１、９c１はそれぞれ実施例１〜４の偏光分離層であり、S偏光を反射してP偏光を透過させる特性をもっている。９a、９b、９cはそれぞれ偏光分離層９a１、９b１、９c１を有する偏光分離プリズム、１０a、１０bはそれぞれ所定波長領域の光の偏光方向を９０°変換（回転）する色選択性位相差板、１１r、１１g、１１bはそれぞれ入射した照明光を反射するとともに画像信号に応じて変調して画像光を形成する反射型の液晶表示素子、１２r、１２g、１２bはそれぞれ１/4位相差板、１4は投射レンズ系である。以上の構成のように実施例１〜４の偏光分離素子を配置することにより、入射角度特性、波長特性に優れているため、光学系全体で得られるコントラストが極めて高い反射型液晶プロジェクタを実現している。
【００６７】
【表１】
2006133403.tif 000008
【００６８】
平行平板媒質ｎp＝１．５２
プリズム媒質ｎc＝１．６０３
【００６９】
【表２】
2006133403.tif 000009
【００７０】
【表３】
2006133403.tif 000010
【００７１】
θ＝４５°、λs＝400nm
DC＝0.5mm
L=0.010mm
以上のように各実施例によれば、偏光分離層をプリズムに挟んだ構造とすることにより、製造上簡易であり、又光学性能上も非点隔差の発生を抑えながら、偏光分離性能も、波長特性、入射角度特性ともに広い範囲で実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本発明の実施例１に対応する偏光分離素子の構成図
【図２】本発明の実施例１に対応する偏光分離素子の模式図
【図３】本発明の実施例１に対応する偏光分離素子の格子形状の斜視図
【図４】本発明の実施例１に対応する偏光分離素子の格子形状の図２の方向Ａからの格子断面図
【図５】本発明の実施例１に対応する偏光分離素子の格子形状の図２の方向Ｂからの格子断面図
【図６】本発明の実施例１に対応する偏光分離素子の構成図
【図７】本発明の実施例２に対応する偏光分離素子の構成図
【図８】本発明の実施例３に対応する偏光分離素子プリズムの構成図
【図９】本発明の実施例４に対応する偏光分離素子プリズムの構成図
【図１０】本発明の実施例５に対応する偏光分離素子を有する反射型の液晶プロジェクタの構成図
【図１１】一次元型ＳＷＳ格子の有効屈折率のモデルを説明する図
【図１２】一次元型ＳＷＳ格子にＴｉＯ2を用いたときの構造複屈折を表すグラフ
【図１３】本発明の実施例１に対応する偏光分離素子のＲＣＷＡ計算による可視光領域での偏光分離特性を表すグラフ  図１３（Ａ）は、入射角度35.0°での各偏光の透過率の波長特性  図１３（Ｂ）は、入射角度45.0°での各偏光の透過率の波長特性  図１３（Ｃ）は、入射角度55.0°での各偏光の透過率の波長特性
【符号の説明】
【００７３】
１：高圧水銀ランプなどからなる光源
２：リフレクター
３：インテグレーター
３a，３ｂ：フライアイレンズ
４：偏光変換素子
５：コンデンサーレンズ
６：ミラー
７：フィールドレンズ
８：ダイクロイックミラー
９a、９b、９c：偏光分離プリズム
９a１、９b１、９c１：偏光分離層
１０a、１０b：色選択性位相差板
１１r、１１g、１１b：反射型液晶表示素子
１２r、１２g、１２b：１/４位相差板
１４：投射レンズ系
１８：Ｐ偏光入射光
１９：Ｐ偏光透過光
２０：Ｓ偏光入射光
２１：Ｓ偏光反射光
２２：入射側プリズム
２３：偏光分離層
２４：射出側プリズム
２５：入射面
２６：Ｓ偏光反射光の射出面
２７：Ｐ偏光透過光の射出面
２８：入射平面
２９：格子断面観察方向Ａを示す矢印
３０：格子断面観察方向Ｂを示す矢印
３１：平行平板
３２：スペーサー
１０１〜１０３：実施例１の入射側から１番目〜３番目の各層
【図６】
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【図１３】
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【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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