(57)【要約】【課題】偏光分離膜に接する接着剤の温度上昇を抑制する。【解決手段】偏光変換素子４は、偏光分離膜ＰＢＳと、これにより反射した第１の偏光光を反射する反射膜Ｍと、第１および第２の偏光光のうち一方を他方に変換する１／２波長板ＷＰとを有する。透光性を有する第１のベース部材Ｇ１と、偏光分離膜ＰＢＳと、透光性を有する第２のベース部材Ｇ２と、反射膜Ｍと、透光性を有する第３のベース部材Ｇ３とがこの順で配置されている。反射膜は第２および第３のベース部材のうち一方のベース部材上に成膜され、該反射膜と第２および第３のベース部材のうち他方のベース部材との間に透光性を有する反射膜側接着剤Ａ２が設けられている。偏光分離膜は第２のベース部材上に成膜され、該偏光分離膜と第１のベース部材との間に透光性を有する分離膜側接着剤Ａ１が設けられていることを特徴とする。【選択図】図２
2015121712.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに偏光方向が異なる第１の偏光光と第２の偏光光を分離する偏光分離膜と、前記偏光分離膜で反射した前記第１の偏光光を反射する反射膜と、前記第１の偏光光および前記第２の偏光光のうち一方の偏光光を他方の偏光光に変換する１／２波長板とを有する偏光変換素子であって、
透光性を有し、前記偏光分離膜を透過した前記第２の偏光光が出射する第１のベース部材と、
前記偏光分離膜と、
透光性を有し、前記第１および第２の偏光光が前記偏光分離膜に向かって入射し、前記反射膜で反射した前記第１の偏光光が出射する第２のベース部材と、
前記反射膜と、
透光性を有する第３のベース部材とがこの順で配置され、
前記反射膜は前記第２および第３のベース部材のうち一方のベース部材上に成膜され、該反射膜と前記第２および第３のベース部材のうち他方のベース部材との間に透光性を有する反射膜側接着剤が設けられており、
前記偏光分離膜は前記第２のベース部材上に成膜され、該偏光分離膜と前記第１のベース部材との間に透光性を有する分離膜側接着剤が設けられていることを特徴とする偏光変換素子。
【請求項２】
前記第１の偏光光は、前記分離膜側接着剤を透過することなく前記偏光分離膜で反射し、
前記第２の偏光光は、前記偏光分離膜を透過した後に前記分離膜側接着剤を１回透過することを特徴とする請求項１に記載の偏光変換素子。
【請求項３】
前記第１のベース部材と、
前記分離膜側接着剤と、
前記偏光分離膜と、
前記第２のベース部材と、
前記反射膜側接着剤と、
前記第３のベース部材上に成膜された前記反射膜と、
前記第３のベース部材とがこの順で配置されており、
前記第１の偏光光は、前記分離膜側接着剤を透過することなく前記偏光分離膜で反射し、
前記第２の偏光光は、前記偏光分離膜を透過した後に前記分離膜側接着剤を１回透過し、
前記第１の偏光光は、前記反射膜での反射の前後で前記反射膜側接着剤を２回透過することを特徴とする請求項１に記載の偏光変換素子。
【請求項４】
前記第１のベース部材と、
前記分離膜側接着剤と、
前記偏光分離膜と、
前記第２のベース部材と、
前記第２のベース部材上に成膜された前記反射膜と、
前記反射膜側接着剤と、
前記第３のベース部材とがこの順で配置されており、
前記第１の偏光光は、前記分離膜側接着剤を透過することなく前記偏光分離膜で反射し、
前記第２の偏光光は、前記偏光分離膜を透過した後に前記分離膜側接着剤を１回透過し、
前記第１の偏光光は、前記反射膜側接着剤を透過することなく前記反射膜で反射することを特徴とする請求項１に記載の偏光変換素子。
【請求項５】
前記偏光分離膜は、前記反射膜に比べて光吸収率が高いことを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の偏光変換素子。
【請求項６】
前記１／２波長板が、前記第１および第２のベース部材のうち一方の出射面に設けられていることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の偏光変換素子。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか一項に記載の偏光変換素子と、
光源からの光であって前記偏光変換素子から射出した光に対して、画像情報に応じた変調を行う光変調素子とを有し、
該光変調素子からの光を被投射面に投射することを特徴とする画像投射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶プロジェクタ等の画像投射装置に用いられる偏光変換素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
上記のような画像投射装置では、光源からの無偏光光を特定の偏光方向を有する直線偏光に変換して液晶パネル等の光変調素子に導き、入力された画像情報に応じて光変調素子を駆動し、該光変調素子により変調された光を被投射面に投射する。光源からの無偏光光を直線偏光に変換するためには、偏光変換素子が用いられる。
【０００３】
偏光変換素子は、入射した無偏光光をＳ偏光とＰ偏光とに分離する偏光分離膜と、偏光分離膜で反射した偏光光（例えばＳ偏光）を反射して出射方向に向かわせる反射面とが、無偏光光の入射方向に対して直交する方向に交互に配置された構成を有する。さらに、偏光分離膜を透過した偏光光（例えばＰ偏光）の偏光方向を９０°回転させて偏光分離膜で反射した偏光光と同じ偏光方向を有する偏光光（Ｓ偏光）を出射する１／２波長板も用いられる。
【０００４】
偏光分離膜および反射膜はそれぞれ、断面が平行四辺形である柱状の透光性ベース部材（例えば、ガラスブロック）の表面に蒸着等の方法で成膜される。図６に示すように、従来の偏光変換素子は、片面に偏光分離膜ＰＢＳが成膜された第１のベース部材Ｇ１と片面に反射膜Ｍが成膜された第２のベース部材Ｇ２とを交互に積み重ねて製造される。偏光分離膜ＰＢＳと第２のベース部材Ｇ２とは、分離膜側接着剤Ａ１によって接着される。また、反射膜Ｍと第１のベース部材Ｇ１とは。反射膜側接着剤Ａ２により接着される。つまり、第１のベース部材Ｇ１，偏光分離膜ＰＢＳ，分離膜側接着剤Ａ１，第２のベース部材Ｇ２，反射膜Ｍ，反射膜側接着剤Ａ２，第１のベース部材Ｇ１，偏光分離膜ＰＢＳ，・・・がこの順で繰り返し配置される。１／２波長板ＷＰは、第１および第２のベース部材Ｇ１，Ｇ２のいずれかの出射面に貼り付けられる。
【０００５】
この偏光変換素子において、第２のベース部材Ｇ２に入射した無偏光光は、その第２のベース部材Ｇ２と偏光分離膜ＰＢＳとの間の分離膜側接着剤Ａ１を透過して偏光分離膜ＰＢＳに到達し、ここで分離される。偏光分離膜ＰＢＳで反射した偏光光（Ｓ偏光）は、再び分離膜側接着剤Ａ１を透過して第２のベース部材Ｇ２内を反射膜Ｍに向かい、反射膜Ｍで反射されて出射方向に向かう。偏光分離膜ＰＢＳを透過した偏光光（Ｐ偏光）は、第１のベース部材Ｇ１を通って射出方向に向かい、１／２波長板ＷＰでＳ偏光に変換される。このように、従来の偏光変換素子では、偏光分離膜ＰＢＳを透過する偏光光は該偏光分離膜ＰＢＳに接する分離膜側接着剤Ａ１を１回透過するだけであるが、偏光分離膜ＰＢＳで反射する偏光光はその反射の前後において分離膜側接着剤Ａ１を２回透過する。
【０００６】
ここで、接着剤の熱による劣化と位相フィルムにより製作される１／２波長板の焼けが問題となる。偏光変換素子は、画像投射装置内において、光源に近い位置（光変調素子よりも光源側）に配置される。偏光分離膜も反射膜も多層膜として成膜されるが、一般に、偏光分離膜の層数は反射膜の層数に比べて多い。このため、偏光分離膜の光吸収率（特に短い波長域での光吸収率）は反射膜のそれよりも大きく、偏光分離膜の温度が反射膜の温度に比べて高くなる。また、接着剤自体も光を吸収してその温度が高くなるが、接着剤にも短い波長域での光吸収率が高くなるという特性がある。したがって、偏光分離膜とこれに接する接着剤においては、乗算的に温度が上昇する。
【０００７】
この結果、偏光分離膜に接する接着剤（図６中の分離膜側接着剤Ａ１）が高温により劣化して変色し、この接着剤を透過する光の透過率が低下する。これにより、画像投射装置によって投射される画像が暗くなる。
【０００８】
また、接着剤の透過率が低下すると、この接着剤での光吸収がますます増加し、接着剤から発生する熱によって、その周辺のベース部材の温度が上昇する。このため、そのベース部材に貼り付けられている１／２波長板は、ベース部材からの熱と入射する光の両方によって焼け、性能が劣化する。このため、画像投射装置によって投射される画像のコントラストが低下する。
【０００９】
特許文献１には、熱伝導性の高い接着剤やこれに接する放熱材を用いて柱状プリズム同士を接着した偏光分離機能等を有する光学フィルタが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００８−９６６３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、特許文献１にて開示された光学フィルタにおいて、熱伝導性接着剤は、２つの三角柱プリズムの間に偏光分離膜等のフィルタ機能膜を挟み込んで四角柱状に構成される柱状プリズム同士の接着に用いられている。つまり、一方の三角柱プリズム上に成膜されたフィルタ機能膜と他方の三角柱プリズムとを接着する接着剤、すなわち偏光分離膜に接する接着剤の温度上昇を抑えることについては何ら対策が考えられていない。また、放熱材を用いると、製造工程数や製造コストが増加する。
【００１２】
本発明は、特に偏光分離膜に接する接着剤の温度上昇を抑制することができ、高い耐久性を有する偏光変換素子を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の一側面としての偏光変換素子は、互いに偏光方向が異なる第１の偏光光と第２の偏光光を分離する偏光分離膜と、偏光分離膜で反射した第１の偏光光を反射する反射膜と、第１の偏光光および第２の偏光光のうち一方の偏光光を他方の偏光光に変換する１／２波長板とを有する。該偏光変換素子において、透光性を有し、偏光分離膜を透過した第２の偏光光が出射する第１のベース部材と、偏光分離膜と、透光性を有し、第１および第２の偏光光が偏光分離膜に向かって入射し、反射膜で反射した第１の偏光光が出射する第２のベース部材と、反射膜と、透光性を有する第３のベース部材とがこの順で配置されている。反射膜は第２および第３のベース部材のうち一方のベース部材上に成膜され、該反射膜と第２および第３のベース部材のうち他方のベース部材との間に透光性を有する反射膜側接着剤が設けられている。そして、偏光分離膜は第２のベース部材上に成膜され、該偏光分離膜と第１のベース部材との間に透光性を有する分離膜側接着剤が設けられていることを特徴とする。
【００１４】
なお、上記偏光変換素子と、光源からの光であって偏光変換素子から射出した光に対して、画像情報に応じた変調を行う光変調素子とを有し、該光変調素子からの光を被投射面に投射する画像投射装置も、本発明の他の一側面を構成する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、偏光分離膜に接する接着剤の温度上昇を抑制することができ、該接着剤の劣化（変色）や１／２波長板の焼けを防止可能な高い耐久性を有する偏光変換素子を実現することができる。そして、この偏光変換素子を用いることで、明るく高コントラストの画像を投射可能な画像投射装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施例１である偏光変換素子を用いた画像投射装置の光学構成を示す図。
【図２】実施例１における偏光変換素子の断面図。
【図３】上記偏光変換素子に用いられる接着剤の光吸収率を示す図。
【図４】上記偏光変換素子に用いられる偏光分離膜と反射膜の光吸収率を示す図。
【図５】本発明の実施例２における偏光変換素子の断面図。
【図６】従来の偏光変換素子の断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。
【実施例１】
【００１８】
図１には、本発明の実施例１である偏光変換素子を用いて構成された画像投射装置の光学構成を示している。１は光源であり、超高圧水銀ランプ等の放電発光ランプが用いられている。放電発光ランプは、放電発光管と放物面形状を有するリフレクタとにより構成されている。
【００１９】
２は光源１からの光束を複数に分割する第１のフライアイレンズであり、３は複数の光束のそれぞれを偏光変換素子４に導く第２のフライアイレンズである。偏光変換素子４は、第２のフライアイレンズ３（つまりは光源１）からの無偏光光である各光束を特定の直線偏光（以下、偏光光という）に変換する。偏光変換素子４の構成については後述する。
【００２０】
５は偏光変換素子４からの複数の光束を集光して液晶パネル７上にて重ね合わせるコンデンサーレンズである。６は偏光変換素子４からの偏光光を、その偏光方向や波長（色）を利用して複数の色光に分解し、複数の液晶パネル７（図には１つのみ示す）に導く色分解光学系である。液晶パネル７は、光変調素子の１つであり、外部からの画像情報が入力された不図示のドライバにより駆動されて入射した光の該画像情報に応じた変調を行う。なお、本実施例では、光変調素子として液晶パネルを用いるが、デジタルマイクロミラーデバイス等、他の光変調素子を用いてもよい。複数の液晶パネル７により変調された複数の色光は、不図示の色合成光学系にて合成され、不図示の投射光学系によってスクリーン等の被投射面に投射される。
【００２１】
次に、図２を用いて、本実施例の偏光変換素子４の構成について説明する。図２において、図１に一点鎖線で示した光束の進行方向（光軸方向）をＺ方向とし、Ｚ方向に直交する方向の１つをＸ方向とする。
【００２２】
偏光変換素子４は、Ｘ方向の片面（図２では下面）に反射膜Ｍが成膜された第１のベース部材Ｇ１と、片面（図２では下面）に偏光分離膜ＰＢＳが成膜された第２のベース部材Ｇ２とがＸ方向に交互に積み重ねられて構成されている。なお、図２において光（Ｐ，Ｓ）が入射している第２のベース部材Ｇ２の上側に配置されて括弧書きの符号Ｇ３が付された第１のベース部材Ｇ１は、第２のベース部材Ｇ２の下側の第１のベース部材Ｇ１と区別するために、第３のベース部材Ｇ３ともいう。また、反射膜Ｍおよび偏光分離膜ＰＢＳはそれぞれ、対応するベース部材上に蒸着等によって成膜されている。
【００２３】
第１および第２のベース部材Ｇ１，Ｇ２は、透光性を有するガラスにより形成されており、ＸＺ断面において平行四辺形の形状を有し、図２の奥行き方向に延びる柱状のブロックである。このため、反射膜Ｍと偏光分離膜ＰＢＳは、Ｚ方向およびＸ方向に対して４５°の角度をなすように、かつ互いに平行に（対向するように）配置されている。反射膜Ｍは、高反射アルミミラー膜等の多層膜により構成されており、その層数は１０層以下である。一方、偏光分離膜ＰＢＳは、反射膜Ｍよりも多い層数、例えば２０層以上の多層膜により構成されている。
【００２４】
第１のベース部材Ｇ１の他の片面（図２では上面）はノンコート面であり、この面に対向する偏光分離膜ＰＢＳと分離膜側接着剤Ａ１によって接着されている。また、第２のベース部材Ｇ２の他の片面（図２では上面）もノンコート面であり、この面に対向する反射膜Ｍと反射膜側接着剤Ａ２によって接着されている。分離膜側および反射膜側接着剤Ａ１，Ａ２は互いに同じ組成の接着剤であり、透光性を有する。
【００２５】
こうして、Ｘ方向下側から、反射膜Ｍ、第１のベース部材Ｇ１、分離膜側接着剤Ａ１、偏光分離膜ＰＢＳ、第２のベース部材Ｇ２、反射膜側接着剤Ａ２、反射膜Ｍおよび第１のベース部材Ｇ１（Ｇ３）がこの順で繰り返し配置された偏光変換素子４が構成される。
【００２６】
第２のベース部材Ｇ２は、光源１からの無偏光光、すなわち偏光方向が異なるＳ偏光（第１の偏光光）とＰ偏光（第２の偏光光）が偏光分離膜ＰＢＳに向かって入射する入射面を有する。また、第２のベース部材Ｇ２は、偏光分離膜ＰＢＳで反射して反射膜Ｍで反射したＳ偏光を出射させる出射面を有する。一方、第１のベース部材Ｇ１（第３のベース部材Ｇ３を含む）は、偏光分離膜ＰＢＳを透過したＰ偏光が出射する出射面を有する。第１のベース部材Ｇ１の出射面には、位相フィルムより形成され、Ｐ偏光の偏光方向を９０°回転させてＳ偏光に変換する１／２波長板ＷＰが貼り付けられている。
【００２７】
次に、本実施例の偏光変換素子４の光学作用について説明する。上述したように第２のベース部材Ｇ２に入射した無偏光光である入射光（Ｐ偏光およびＳ偏光）は、偏光分離膜ＰＢＳに到達し、該偏光分離膜ＰＢＳで反射するＳ偏光と該偏光分離膜ＰＢＳを透過するＰ偏光とに分離される。偏光分離膜ＰＢＳで反射したＳ偏光は、該偏光分離膜ＰＢＳに対向する反射膜Ｍに到達し、該反射膜Ｍで反射して第２のベース部材Ｇ２の出射面を通って偏光変換素子４から出射する。一方、偏光分離膜ＰＢＳを透過したＰ偏光は、上述したように第１のベース部材Ｇ１の出射面から射出した後、１／２波長板ＷＰでその偏光方向が９０°回転され、Ｓ偏光として偏光変換素子４から出射する。こうして、偏光変換素子４は、光源１からの無偏光光をＳ偏光（直線偏光）に変換する。
【００２８】
なお、本実施例の偏光変換素子４はＳ偏光を出射するため、１／２波長板ＷＰが第１のベース部材Ｇ１の出射面に貼り付けられている。しかし、１／２波長板ＷＰは、Ｓ偏光とＰ偏光のうち一方の偏光光を他方の偏光光に変換する機能を有するので、偏光変換素子４からＰ偏光を出射させる場合には、１／２波長板ＷＰを第２のベース部材Ｇ２の出射面に貼り付ければよい。このことは、後述する実施例２でも同じである。
【００２９】
次に、本実施例の偏光変換素子４内での分離膜側および反射膜側接着剤Ａ１，Ａ２に対する光の透過回数について説明する。図２から分かるように、第２のベース部材Ｇ２への入射光のうちＰ偏光は、偏光分離膜ＰＢＳを透過した後に分離膜側接着剤Ａ１を１回透過して１／２波長板ＷＰに向かう。一方、入射光のうちＳ偏光は、偏光分離膜ＰＢＳで反射するが、この際、分離膜側接着剤Ａ１を透過しない。つまり、透過回数は０回である。入射光に占めるＰ偏光とＳ偏光の割合は５０％：５０％であるので、入射光に換算すると、分離膜側接着剤Ａ１での光の透過は、
５０％×１回（Ｐ偏光）＋５０％×０回（Ｓ偏光）＝０．５回
の透過に相当する。
【００３０】
偏光分離膜ＰＢＳで反射したＳ偏光は、反射膜Ｍに向かう。そして、この反射膜Ｍでの反射の前後で２回、反射膜側接着剤Ａ２を透過する。
【００３１】
一方、図６に示した従来の偏光変換素子では、先に説明したように、偏光分離膜ＰＢＳを透過するＰ偏光は分離膜側接着剤Ａ１を１回透過する。また、偏光分離膜ＰＢＳで反射するＳ偏光はその反射の前後において分離膜側接着剤Ａ１を２回透過する。
【００３２】
上述したように入射光に占めるＰ偏光とＳ偏光の割合は５０％：５０％であるので、入射光に換算すると、分離膜側接着剤Ａ１での光の透過は、
５０％×１回（Ｐ偏光）＋５０％×２回（Ｓ偏光）＝１．５回
の透過に相当する。
【００３３】
従来の偏光変換素子では、第１および第２のベース部材Ｇ１，Ｇ２の片面にのみ偏光分離膜ＰＢＳや反射膜Ｍを成膜する方が、両面に成膜するよりも容易であるために図６に示すような構成を採用している。また、接着剤を入射光に対して偏光分離膜よりも手前に配置しているので、手前の接着剤の透過によって偏光状態が乱れても、その後の偏光分離膜ＰＢＳにより検光されることで、偏光状態が補正できるためである。ただし、従来の偏光変換素子には、先に述べたような問題がある。
【００３４】
ここで、従来および本実施例の偏光変換素子で分離膜側および反射膜側接着剤Ａ１，Ａ２として使用している接着剤の光吸収率を図３に示す。図３から分かるように、接着剤の光吸収率は、入射する光の波長が短いほど高い。通常、水銀ランプの光においては短波長側の光の強度が高いため、光吸収による接着剤の劣化が生じ易い。接着剤における光の透過回数と光の吸収量とはほぼ比例関係にあり、入射する光の強度が同じであっても、接着剤における光の透過回数が２倍であれば、光の吸収量もほぼ２倍となる。したがって、分離膜側接着剤Ａ１における光の透過回数が偏光変換素子への入射光換算で１．５回と多い従来の偏光変換素子の構成は、接着剤の光吸収による発熱（温度上昇）が生じ易い構成である。
【００３５】
また、図４には、実線で偏光分離膜ＰＢＳの光吸収率を示し、点線で反射膜Ｍの光吸収率を示している。前述したように、多層膜の層数が反射膜Ｍよりも多い偏光分離膜ＰＢＳの光吸収率は反射膜Ｍの光吸収率が高くなり、この結果、反射膜Ｍの温度よりも偏光分離膜ＰＢＳの温度の方が上昇する。このため、従来の偏光変換素子の構成では、分離膜側接着剤Ａ１自体の光吸収による発熱と、これに接する偏光分離膜ＰＢＳにて発生した熱が分離膜側接着剤Ａ１に伝わることによって、分離膜側接着剤Ａ１の乗算的な温度上昇が発生する。さらに、偏光分離膜ＰＢＳの温度上昇と分離膜側接着剤Ａ１の乗算的な温度上昇とによって第１のベース部材Ｇ１の温度が上昇し、その結果、第１のベース部材Ｇ１に貼り付けられている１／２波長板ＷＰが焼ける。
【００３６】
これに対して、本実施例の偏光変換素子４では、分離膜側接着剤Ａ１における光の透過回数が偏光変換素子への入射光換算で０．５回と従来の偏光変換素子に比べて少ない（１／３である）。このため、分離膜側接着剤Ａ１の光吸収による温度上昇を、従来の偏光変換素子に比べて抑えることができる。したがって、従来と同様に偏光分離膜ＰＢＳにて熱が発生しても、分離膜側接着剤Ａ１の乗算的な温度上昇を回避することができる。また、分離膜側接着剤Ａ１の温度上昇が抑えられることによって、第１のベース部材Ｇ１の温度上昇も抑制され、１／２波長板ＷＰの焼けも防止できる。
【００３７】
以上説明したように、本実施例によれば、偏光分離膜ＰＢＳに接する分離膜側接着剤Ａ１の温度上昇を抑制することができ、該接着剤Ａ１の劣化（変色）や１／２波長板ＷＰの焼けを防止可能な高い耐久性を有する偏光変換素子を実現することができる。そして、この偏光変換素子を用いた図１の画像投射装置は、明るく高コントラストの画像を投射することができる。
【実施例２】
【００３８】
図５には、本発明の実施例２である偏光変換素子４Ａの構成を示している。図５においても、図１に一点鎖線で示した光束の進行方向（光軸方向）をＺ方向とし、Ｚ方向に直交する方向の１つをＸ方向とする。
【００３９】
偏光変換素子４Ａは、Ｘ方向の両面がノンコート面である第１のベース部材Ｇ１と、片面（図５では下面）に偏光分離膜ＰＢＳが成膜され、他の片面（図５では上面）に反射膜Ｍが成膜された第２のベース部材Ｇ２とがＸ方向に交互に積み重ねられて構成されている。なお、図５において光（Ｐ，Ｓ）が入射している第２のベース部材Ｇ２の上側に配置されて括弧書きの符号Ｇ３が付された第１のベース部材Ｇ１は、第２のベース部材Ｇ２の下側の第１のベース部材Ｇ１と区別するために、第３のベース部材Ｇ３ともいう。また、反射膜Ｍおよび偏光分離膜ＰＢＳは、第２のベース部材Ｇ２（同じベース部材上）に蒸着等によって成膜されている。
【００４０】
実施例１と同様に、第１および第２のベース部材Ｇ１，Ｇ２は、ＸＺ断面において平行四辺形の形状を有する透光性の柱状ガラスブロックである。反射膜Ｍと偏光分離膜ＰＢＳは、Ｚ方向およびＸ方向に対して４５°の角度をなすように、かつ互いに平行に（対向するように）配置されている。多層膜である反射膜Ｍおよび偏光分離膜ＰＢＳの層数は、実施例１と同じである。
【００４１】
第１のベース部材Ｇ１のノンコート面（図５では上面）と、この面に対向する面であって第２のベース部材Ｇ２に成膜された偏光分離膜ＰＢＳとは、分離膜側接着剤Ａ１によって接着されている。また、第２のベース部材Ｇ２に成膜された反射膜Ｍと、この面に対向する第１のベース部材Ｇ１（第３のベース部材Ｇ３）のノンコート面とは、反射膜側接着剤Ａ２によって接着されている。本実施例でも、分離膜側および反射膜側接着剤Ａ１，Ａ２は互いに同じ組成の接着剤であり、透光性を有する。
【００４２】
こうして、Ｘ方向下側から、第１のベース部材Ｇ１、分離膜側接着剤Ａ１、偏光分離膜ＰＢＳ、第２のベース部材Ｇ２、反射膜Ｍ、反射膜側接着剤Ａ２および第１のベース部材Ｇ１（Ｇ３）がこの順で繰り返し配置された偏光変換素子４Ａが構成される。
【００４３】
本実施例でも、第２のベース部材Ｇ２は、光源１からの無偏光光（Ｓ偏光およびＰ偏光）が偏光分離膜ＰＢＳに向かって入射する入射面を有する。また、第２のベース部材Ｇ２は、偏光分離膜ＰＢＳで反射して反射膜Ｍで反射したＳ偏光を出射させる出射面を有する。一方、第１のベース部材Ｇ１（第３のベース部材Ｇ３を含む）は、偏光分離膜ＰＢＳを透過したＰ偏光が出射する出射面を有する。第１のベース部材Ｇ１の出射面には、位相フィルムより形成された１／２波長板ＷＰが貼り付けられている。
【００４４】
本実施例の偏光変換素子４Ａの光学作用は、実施例１の光学作用と同じであるので、説明は省略する。
【００４５】
次に、本実施例の偏光変換素子４Ａ内での分離膜側および反射膜側接着剤Ａ１，Ａ２に対する光の透過回数について説明する。図５から分かるように、第２のベース部材Ｇ２への入射光のうちＰ偏光は、偏光分離膜ＰＢＳを透過した後に分離膜側接着剤Ａ１を１回透過して１／２波長板ＷＰに向かう。一方、入射光のうちＳ偏光は、偏光分離膜ＰＢＳで反射するが、この際、分離膜側接着剤Ａ１を透過しない。つまり、透過回数は０回である。入射光に占めるＰ偏光とＳ偏光の割合は５０％：５０％であるので、入射光に換算すると、分離膜側接着剤Ａ１での光の透過は、実施例１と同様に、
５０％×１回（Ｐ偏光）＋５０％×０回（Ｓ偏光）＝０．５回
の透過に相当する。
【００４６】
偏光分離膜ＰＢＳで反射したＳ偏光は、反射膜Ｍに向かい、反射膜側接着剤Ａ２を透過することなく、反射膜Ｍで反射して出射方向に向かう。
【００４７】
このように、本実施例の偏光変換素子４Ａでも、実施例１と同様に、分離膜側接着剤Ａ１における光の透過回数が偏光変換素子への入射光換算で０．５回と従来の偏光変換素子に比べて少ない（１／３である）。このため、分離膜側接着剤Ａ１の光吸収による温度上昇を、従来の偏光変換素子に比べて抑えることができる。したがって、偏光分離膜ＰＢＳの温度が上昇しても分離膜側接着剤Ａ１の乗算的な温度上昇による劣化を回避することができるとともに、１／２波長板ＷＰの焼けも防止できる。これにより、高い耐久性を有する偏光変換素子４Ａを実現することができ、この偏光変換素子４Ａを用いた画像投射装置は、明るく高コントラストの画像を投射することができる。
【００４８】
また、本実施例では、反射膜側接着剤Ａ２を光が透過しないので、反射膜側接着剤Ａ２での発熱を避けることができる。この結果、本実施例の偏光変換素子４Ａは、実施例１の偏光変換素子４よりもさらに素子全体としての温度上昇を抑えることができる構成を有する。
【００４９】
以上説明した各実施例は代表的な例にすぎず、本発明の実施に際しては、各実施例に対して種々の変形や変更が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
明るく高コントラストの画像の投射を可能とするために画像投射装置に利用することができる。
【符号の説明】
【００５１】
４，４Ａ  偏光変換素子
Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３  ベース部材
ＰＢＳ  偏光分離膜
Ｍ  反射膜
ＷＰ  １／２波長板
Ａ１  分離面側接着剤
Ａ２  反射膜側接着剤
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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