【手続補正書】
【提出日】平成22年10月27日(2010.10.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
材料を水晶とする基板の入射面及び出射面が前記水晶の結晶光学軸に平行であり、
前記入射面の法線に対して４５°の方向から入射する直線偏光の偏光面を９０°回転させた直線偏光に変換して出射する波長板であって、
前記入射面の法線に平行な方向の前記基板の板厚を設計板厚ｄとし、
当該設計板厚ｄのときに前記入射面の法線に対して４５°の方向から前記基板に入射する直線偏光に対する位相差を１８０°とし、
前記基板の板厚の下限値をｄ１、上限値をｄ２としたとき、前記設計板厚ｄと前記ｄ１及び前記ｄ２との関係が、
ｄ１＜ｄ＜ｄ２
を満足し、
入射する直線偏光の波長を波長λ１から波長λ２の波長帯としたとき、前記波長λ１と前記波長λ２との関係が、
λ１＜λ２
を満足し、
前記基板に入射する直線偏光の振動面を前記入射面に投影した投影振動面と前記結晶光学軸とのなす角度を光学軸方位角θ１とし、
前記入射する直線偏光の光軸に垂直な面に前記結晶光学軸を投影したとき投影結晶光学軸と前記基板に入射する直線偏光の振動面とのなす角度を投影光学軸方位角θ２とし、
前記入射する直線偏光の光軸を前記入射面に投射したときの投射像と前記入射する直線偏光の前記投影振動面とのなす角度を光線進行角度θ５とし、
前記入射面の法線に対して４５°の方向と、前記入射する直線偏光の光軸とのなす角度を入射角度θ６としたき、
前記光学軸方位角θ１、前記投影光学軸方位角θ２、前記光線進行角度θ５、前記入射角度θ６はそれぞれ、
θ１＝Ａｔａｎ（ｔａｎ（θ２）／２１／２）、
θ２＝４５°、
θ５＝０°、
−１０°≦θ６≦＋１０°
を満足し、
前記ｄ１における前記波長帯の平均変換効率及び前記ｄ２における前記波長帯の平均変換効率が、それぞれ０．８以上を満足することを特徴とする波長板。
【請求項２】
請求項１において、
前記ｄ＝２９．７μｍ、
前記ｄ１＝２２．７μｍ、
前記ｄ２＝３７．３μｍ
であることを特徴とする波長板。
【請求項３】
請求項１において、
前記ｄ＝２４．９μｍ、
前記ｄ１＝１７．９μｍ、
前記ｄ２＝３２．０μｍ
であることを特徴とする波長板。
【請求項４】
請求項１において、
前記ｄ＝３１．２μｍ、
前記ｄ１＝２２．６μｍ、
前記ｄ２＝４０．４μｍ
であることを特徴とする波長板。
【請求項５】
請求項１において、
前記ｄ＝３８．０μｍ、
前記ｄ１＝２７．２μｍ、
前記ｄ２＝４８．９μｍ
であることを特徴とする波長板。
【請求項６】
第１の主面を光入射面としかつ第２の主面を光出射面とする平板状の積層プリズムと、
前記第１及び第２の主面に対し４５°傾斜して間隔をおいて交互に平行配置された偏光分離変換層と反射膜とを備え、
前記偏光分離変換層は、前記第１の主面側から順に配置された偏光分離膜と当該偏光分離膜の光出射面側に設けられた波長板とからなり、
前記偏光分離膜は、前記第１の主面側から入射した光を互いに直交する第１の直線偏光と第２の直線偏光とに分離し、前記第１の直線偏光を透過させかつ前記第２の直線偏光を反射し、
前記波長板は、前記偏光分離膜を透過した前記第１の直線偏光の振動面を９０°回転させることにより前記第２の直線偏光の振動面と平行な振動面を有する直線偏光に変換して出射させ、
前記波長板が、請求項１または２に記載の波長板であることを特徴とする偏光変換素子。
【請求項７】
光源と、
前記光源からの光を前記第２の直線偏光に変換して出射する偏光変換素子と、
前記偏光変換素子からの出射光を、画像情報に応じて変調する変調装置と、
前記変調装置により変調された光を投写する投写光学装置と、
を有し、
前記偏光変換素子が請求項６に記載の偏光変換素子であることを特徴とする投写型映像装置。
【請求項８】
前記変調装置が液晶パネルであることを特徴とする請求項７に記載の投写型映像装置。
【請求項９】
光源と、
前記光源からの光を前記第２の直線偏光に変換して出射する偏光変換素子と、
前記偏光変換素子からの出射光を、画像情報に応じて変調する変調装置と、
前記変調装置により変調された光を投写する投写光学装置と、
を有する投射型映像装置であって、
請求項１乃至５のいずれか一項に記載の波長板を有することを特徴とする投射型映像装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】発明の名称
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の名称】波長板、偏光変換素子、および投射型映像装置
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
本発明は、水晶板を基に形成された波長板、入射される光を偏光光に変換する偏光変換素子、および投射型映像装置に関する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
本発明の目的は、実用性及び信頼性を有しコストアップを招くことなく容易に製造可能な波長板、偏光変換素子及びプロジェクタを提供することである。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
本発明の第１の形態に係る波長板は、材料を水晶とする基板の入射面及び出射面が前記水晶の結晶光学軸に平行であり、前記入射面の法線に対して４５°の方向から入射する直線偏光の偏光面を９０°回転させた直線偏光に変換して出射する波長板であって、前記入射面の法線に平行な方向の前記基板の板厚を設計板厚ｄとし、当該設計板厚ｄのときに前記入射面の法線に対して４５°の方向から前記基板に入射する直線偏光に対する位相差を１８０°とし、前記基板の板厚の下限値をｄ１、上限値をｄ２としたとき、前記設計板厚ｄと前記ｄ１及び前記ｄ２との関係が、ｄ１＜ｄ＜ｄ２を満足し、入射する直線偏光の波長を波長λ１から波長λ２の波長帯としたとき、前記波長λ１と前記波長λ２との関係が、λ１＜λ２を満足し、前記基板に入射する直線偏光の振動面を前記入射面に投影した投影振動面と前記結晶光学軸とのなす角度を光学軸方位角θ１とし、前記入射する直線偏光の光軸に垂直な面に前記結晶光学軸を投影したとき投影結晶光学軸と前記基板に入射する直線偏光の振動面とのなす角度を投影光学軸方位角θ２とし、前記入射する直線偏光の光軸を前記入射面に投射したときの投射像と前記入射する直線偏光の前記投影振動面とのなす角度を光線進行角度θ５とし、前記入射面の法線に対して４５°の方向と、前記入射する直線偏光の光軸とのなす角度を入射角度θ６としたき、前記光学軸方位角θ１、前記投影光学軸方位角θ２、前記光線進行角度θ５、前記入射角度θ６はそれぞれ、θ１＝Ａｔａｎ（ｔａｎ（θ２）／２１／２）、θ２＝４５°、θ５＝０°、−１０°≦θ６≦＋１０°を満足し、前記ｄ１における前記波長帯の平均変換効率及び前記ｄ２における前記波長帯の平均変換効率が、それぞれ０．８以上を満足することを特徴とする。
本発明の第２の形態に係る波長板は、前記ｄ＝２９．７μｍ、前記ｄ１＝２２．７μｍ、前記ｄ２＝３７．３μｍであることを特徴とする。
本発明の第３の形態に係る波長板は、前記ｄ＝２４．９μｍ、前記ｄ１＝１７．９μｍ、前記ｄ２＝３２．０μｍであることを特徴とする。
本発明の第４の形態に係る波長板は、前記ｄ＝３１．２μｍ、前記ｄ１＝２２．６μｍ、前記ｄ２＝４０．４μｍであることを特徴とする。
本発明の第５の形態に係る波長板は、前記ｄ＝３８．０μｍ、前記ｄ１＝２７．２μｍ、前記ｄ２＝４８．９μｍであることを特徴とする。
本発明の第６の形態に係る偏光変換素子は、第１の主面を光入射面としかつ第２の主面を光出射面とする平板状の積層プリズムと、前記第１及び第２の主面に対し４５°傾斜して間隔をおいて交互に平行配置された偏光分離変換層と反射膜とを備え、前記偏光分離変換層は、前記第１の主面側から順に配置された偏光分離膜と当該偏光分離膜の光出射面側に設けられた波長板とからなり、前記偏光分離膜は、前記第１の主面側から入射した光を互いに直交する第１の直線偏光と第２の直線偏光とに分離し、前記第１の直線偏光を透過させかつ前記第２の直線偏光を反射し、前記波長板は、前記偏光分離膜を透過した前記第１の直線偏光の振動面を９０°回転させることにより前記第２の直線偏光の振動面と平行な振動面を有する直線偏光に変換して出射させ、前記波長板が、請求項１または２に記載の波長板であることを特徴とする。
本発明の第７の形態に係る投射型映像装置は、光源と、前記光源からの光を前記第２の直線偏光に変換して出射する偏光変換素子と、前記偏光変換素子からの出射光を、画像情報に応じて変調する変調装置と、前記変調装置により変調された光を投写する投写光学装置と、
を有し、前記偏光変換素子が第６の形態に記載の偏光変換素子であることを特徴とする。
本発明の第８の形態に係る投射型映像装置は、前記変調装置が液晶パネルであることを特徴とする。
本発明の第９の形態に係る投射型映像装置は、光源と、前記光源からの光を前記第２の直線偏光に変換して出射する偏光変換素子と、前記偏光変換素子からの出射光を、画像情報に応じて変調する変調装置と、前記変調装置により変調された光を投写する投写光学装置と、を有する投射型映像装置であって、第１乃至第５の形態のいずれかに記載の波長板を有することを特徴とする。
［適用例１］
本適用例に係わる偏光変換素子は、光入射面を有し一連に接合された複数の透光基材と、隣接する一対の前記透光基材の第１接合部分に前記光入射面に対して４５°傾斜した状態で挟み込まれた偏光分離変換層と、前記第１接合部分に隣り合う第２接合部分に前記偏光分離変換層と略平行となる状態で挟み込まれた反射膜と、を備え、−１０°〜＋１０°の入射角度で前記光入射面に入射される光を偏光光に変換して射出する偏光変換素子であって、前記偏光分離変換層は、入射される光を２個の偏光成分に分離して一方の偏光成分を透過させるとともに他方の偏光成分を反射させる偏光分離膜と、この偏光分離膜に対して前記光入射面と反対側に配置され前記偏光分離膜を透過した前記一方の偏光成分を他方の偏光成分に変換して透過させる１枚の１／２波長板と、を備え、この１／２波長板は、Ｙカットで切り出した水晶から板厚が２２．７μｍ〜３７．３μｍの板状に形成され、光学軸方位が前記一方の偏光成分の振動面に対して３５．３°回転した方向となる状態で設けられたことを特徴とする。