(57)【要約】【課題】  入射光に対して、広い波長範囲に渡って、出射光が相互に直交する偏光成分の光量比がほぼ１：１となるようにする。【解決手段】  入射光Ｌ１の側から第１の位相板１１、第２の位相板１２、第３の位相板１３および第４の位相板１４の順番に４枚の位相板を配置し、これら４枚の位相板を支持基板１５に接着させることによって偏光変換素子１が形成される。第１の位相板１１のリタデーション値と第４の位相板１４のリタデーション値とをほぼ同じにし、第２の位相板１２のリタデーション値と第３のリタデーション値とをほぼ同じにし、第１の位相板１１のリタデーション値と第２の位相板１２リタデーション値との比は１：１乃至１：３の範囲内となるように構成する。さらに、第１の位相板に対して、第２の位相板は４５°の角度をなし、第３の位相板は９０°の角度をなし、第４の位相板は４５°の角度をなすようそれぞれ方位を持たせる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光の入射側から第１の位相板、第２の位相板、第３の位相板および第４の位相板の順番に積層された４枚の位相板を有し、
前記第１の位相板のリタデーション値と前記第４の位相板とのリタデーション値および前記第２の位相板のリタデーション値と前記第３の位相板のリタデーションとの値はほぼ同じであり、
前記第１の位相板のリタデーション値と前記第２の位相板のリタデーション値との比は１：１乃至１：３の範囲内にあり、
前記第１の位相板の光学軸に対して、前記第２の位相板は４５°の角度をなし、前記第３の位相板は９０°の角度をなし、前記第４の位相板は４５°の角度をなすことを特徴とする偏光変換素子。
【請求項２】
入射光の波長域が４００ｎｍ〜７００ｎｍの範囲の偏光方向を変換するために、前記第１の位相板のリタデーション値が７５ｎｍであり、前記第２の位相板のリタデーション値が１１５ｎｍであり、前記第３の位相板のリタデーション値が１１５ｎｍであり、前記第４の位相板のリタデーション値が７５ｎｍであることを特徴とする請求項１記載の偏光変換素子。
【請求項３】
入射光の波長域が６００ｎｍ〜９００ｎｍの範囲の偏光方向を変換するために、前記第１の位相板のリタデーション値が１０５ｎｍであり、前記第２の位相板のリタデーション値が１６０ｎｍであり、前記第３の位相板のリタデーション値が１６０ｎｍであり、前記第４の位相板のリタデーション値が１０５ｎｍであることを特徴とする請求項１記載の偏光変換素子。
【請求項４】
入射光の波長域が１３００ｎｍ〜１６００ｎｍの範囲の偏光方向を変換するために、前記第１の位相板のリタデーション値が１８０ｎｍであり、前記第２の位相板のリタデーション値が３６０ｎｍであり、前記第３の位相板のリタデーション値が３６０ｎｍであり、前記第４の位相板のリタデーション値が１８０ｎｍであることを特徴とする請求項１記載の偏光変換素子。
【請求項５】
前記請求項１に記載の偏光変換素子は、入射光の光量比を所定の割合となるように分岐させるハーフミラーの前段に置かれることを特徴とする偏光変換素子を含む光学装置。
【請求項６】
前記ハーフミラーは入射光の成分をＰ偏光成分とＳ偏光成分とに分ける偏光ビームスプリッタであることを特徴とする請求項５記載の偏光変換素子を含む光学装置。
【請求項７】
前記請求項１に記載の偏光変換素子は、偏光成分により反射率が変化する反射面への入射光の光路に配置する構成としたことを特徴とする偏光変換素子を含む光学装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各種光学機器に用いられる偏光変換素子及びこの偏光変換素子を含む光学装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
各種の光学装置において、入射光の光路を２以上の光路に分岐させるための光学素子としてビームスプリッタが用いられる。ビームスプリッタには、光の回折に基づいて光路を分岐させるようにしたものもあるが、入射光を透過と反射との２つの光路に分ける機能を有するものがある。このように透過と反射とに分岐させる機能を有する光学素子はハーフミラーとして一般的に知られている。ここで、ハーフミラーは必ずしも入射光を透過光と反射光とに等分に分岐させるものだけでなく、任意の比率となるように分岐させるものも含まれる。
【０００３】
ハーフミラーは、光学ガラス等の透明部材に光学膜を積層することにより構成されるが、この光学膜としては、入射光の光量を所定の比率分だけ反射させ、残りを透過させる、半透過膜を用いたものと、入射光における相直交する偏光面を有する２つの偏光成分のうち、一方を反射させ、他方を透過させる機能を有する偏光膜を用いたものとがある。従って、光路を透過と反射とに分岐させる光学素子としてのハーフミラーを広義のハーフミラーとしたときに、半透過膜を用いたものを狭義のハーフミラー、偏光膜を用いたものを偏光ビームスプリッタと呼ぶことができる。なお、透過と反射とに分岐させるに当って、狭義のハーフミラーでは半透過膜における光の透過率を制御することによって、各成分に任意の比率を持たせることができる。一方、偏光ビームスプリッタにおいては、相互に直交する２つの偏光成分のうち、一方を１００％透過させ、他方を１００％反射させる特性を持たせたものがあり、また一方の偏光成分の透過率を１００％以下とし、また他方の偏光成分の反射率を１００％以下とする構成とすることもできる。従って、前者は完全な偏光ビームスプリッタ、後者を不完全な偏光ビームスプリッタとして区別することができる。
【０００４】
光路を分岐させるためのハーフミラーへの入射光における偏光成分としては、直線偏光、円偏光、楕円偏光等がある。また、直線偏光の光であっても、ある偏光面に対して、必ずしもそれと直交する方向の偏光面を有するものだけではなく、偏光面が任意の角度となった直線偏光の光も含まれる。さらに、楕円偏光において、円偏光に近い偏光から擬似的に直線偏光と見做すことができる扁平な楕円偏光もあり、また長軸は任意の方向に向いたものがある。
【０００５】
以上のことから、透過光と反射光とを制御された光量比となるように制御する光学素子としては、通常は狭義のハーフミラーが用いられる。一方、偏光ビームスプリッタは入射光の偏光成分が、所謂Ｐ偏光成分とＳ偏光成分と呼ばれるように、相直交する偏光成分を含んだ光のうち、Ｐ偏光成分の光またはＳ偏光成分の光のうち、一方を反射させ、他方の成分を透過させる場合に用途を限定して用いられるのが一般的である。
【０００６】
狭義のハーフミラーは、光学ガラス等の透明部材の表面に半透過膜として金属膜を蒸着等の手段で積層させるが、この半透過膜の膜厚等によって反射率および透過率を制御するものであり、この金属膜の素材としては、銀（Ａｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、金（Ａｕ）、クロム（Ｃｒ）等を使用することができる。これらのうち、銀及びアルミニウムは波長依存性が小さいことから、広い波長帯域の光を分岐させるためには、これらのうち、銀またはアルミニウムを用いなければならない。ただし、同じ透過率の半透過膜を形成するに当っては、アルミニウムは銀と比較して、より薄膜化が必要になるので、膜厚制御という面からは、銀を半透過膜として用いるのが望ましい。ただし、銀であってもなお波長依存性があり、またこの波長依存性に加えて、入射光の偏光成分に対する依存性もあることから、入射光の光量を広い波長範囲にわたって厳格に所望の比率となるように分岐させることは難しい。とりわけ、近年においては、光ピックアップ装置や光コンピュータ等のように、高精度が要求される光学装置においては、半透過膜として銀を用いた狭義のハーフミラーでは正確な分光特性が得られないことがある。
【０００７】
銀を半透過膜としたハーフミラーにおいて、波長依存性及び偏光成分に起因する透過―反射の比率のばらつきを補正するようにしたものが、特許文献１に提案されている。この公知文献によれば、ハーフミラー（狭義のもの）に積層される半透過膜として、銀からなる金属膜と、低屈折率材料または中屈折率材料からなる誘電体層と高屈折材料からなる誘電体層とを組み合わせることによって、波長依存性の問題や偏光成分による透過―反射の比率のばらつきを抑制している。
【特許文献１】特開２００１−１３３０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
銀には耐候性に問題があり、温度や湿度の影響で、また腐食の進行等もあって、長期間使用している間にその特性が変化してしまう。また、特に広い波長帯域の光を入射させる場合においては、透過―反射の比率にかなりのばらつきが発生するのを防止することができない場合もある等の点から、信頼性が十分とはいえない。しかも、前述した公知文献では、透過―反射特性を安定化させるために、２種類の誘電体膜と金属膜との少なくとも相異なる材質の３種類の成膜を行わなければならないことから、しかも耐候性を向上させるために、金属膜に対する保護膜も必要があること等から、その製造が困難であり、光学素子として高価なものとなってしまう。
【０００９】
広義のハーフミラーにおける他のタイプのものとしての偏光ビームスプリッタは光学膜として金属膜を用いないので、その特性の安定化が図られ、偏光膜における膜の総数や各々の膜厚等により広い波長帯域において正確に設定された透過―反射特性を発揮させることができる。ただし、入射光の偏光成分を制御しなければ、所望の光量比となるように光を分岐するための手段として用いることはできない。
【００１０】
ところで、前述した偏光ビームスプリッタの特性として、相直交する２方向の直線偏光の光を入射させなければ制御された光量比となるように分光できないというものではない。厳格な意味での直線偏光でなくても、相互に直交する方向のエネルギー成分が等しい光を偏光膜に入射させれば、その偏光膜の特性により透過―反射の比率を正確に制御することは可能である。つまり、偏光ビームスプリッタへの入射光は相互に直交する方向のエネルギー成分が等しい光であれば、相互に直交する直線偏光と実質的に同じ分光特性を発揮することになり、偏光ビームスプリッタへの入射光を、その偏光膜の特性に応じた光量比となるように分光させることができる。従って、偏光ビームスプリッタの前段で、相互に直交する方向のエネルギー成分が等しい光に変換できれば、耐候性の点で優れ、特性的に安定した光の分岐手段である偏光ビームスプリッタの用途が広がることになる。
【００１１】
本発明は以上の点に基づいてなされたもので、所望の波長範囲にわたって、任意の偏波面を有する直線偏光の光及び擬似的に直線偏光と見做すことができる光を入射させたときに、実質的に相互に直交する偏光成分であって、かつその光量比が１：１となるように変換される光学素子を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明による偏光変換素子は、それぞれ所定のリタデーション値を有する位相板を４枚用い、この４枚の位相板の方位を規定して、入射された直線偏光及び擬似的に直線偏光と見做し得る光を、所定の波長範囲にわたってその偏光方向が直交する２方向成分であって、しかも光量比が１：１の光量比となるように変換して出力されることを主要な特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、所望の波長範囲にわたって、任意の偏光面を有する直線偏光及び直線偏光と見做し得る光からなる入射光により、実質的に直交する２方向の偏光成分であって、その光量比がほぼ１：１となった出力光を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の偏光変換素子１は、図１に示されるように、光が入射する側から第１の位相板１１、第２の位相板１２、第３の位相板１３および第４の位相板１４が支持基板１５に接着により支持されて構成される。このとき、第１の位相板１１および第４の位相板１４のリタデーション値は等しいものであり、また第２の位相板１２および第３の位相板１３のリタデーション値は等しいものとする。ここで、リタデーション値が等しいとは、全く同一であることが最も望ましいが、多少の相違があっても実用上で差し支えない。そして、第１の位相板１１と第２の位相板１２とのリタデーション値の比はほぼ１：１から１：３の範囲にある。さらに、第１の位相板に対して、第２の位相板の方位は４５°の角度をなし、第３の位相板の方位は９０°の角度をなし、第４の位相板の方位は４５°の角度をなしている。
【００１５】
これら第１〜第４の位相板１１〜１４は順次前述した方位を持たせるようにして積層されるが、これらの位相板１１〜１４は樹脂フィルムで形成して、光学ガラスなどからなる支持基板１５に接着することにより、第１の位相板１１、第２の位相板１２、第３の位相板１３、第４の位相板１４、支持基板１５からなる積層体として構成することができる。なお、４枚の位相板１１〜１４を自立可能な構成とすれば、支持基板１５は必ずしも必須の構成ではない。
【００１６】
ここで、前述した各位相板としては、例えばポリカーボネート、ポリイミド、ポリアリレート、ポリエーテルスルフォン、（脂環族）ポリオレフィン、ポリ（メタ）アクリレートなどの高分子薄膜を一軸延伸などにより複屈折性を付与し、位相差機能を実現させた有機薄膜を用いることができる。
【００１７】
また、前述した各位相板は支持基板１５に接着されることにより支持されるが、接着材料としては、アクリル系、エポキシ系、ウレタン系、ポリエステル系、ポリイミド系、ユリア系、メラミン系、フラン樹脂系、イソシアネート系、シリコン系、セルロース系、酢酸ビニル系、塩化ビニル系、ゴム系やそれらの混合系のものを使用でき、接着剤はＵＶ硬化型や熱硬化型であれば作業性が良く好ましいがこれらに限られない。
【００１８】
ここで、前述した方位とは、第１の位相板１１の光学軸を基準として、順次積層される第２〜第４の位相板を第１の位相板１１の中心に対して水平面上を回転させた角度をいう。また、前述したリタデーション値は複屈折率と位相板の厚みとの積によって決まるので、複屈折率と位相板の厚みとを組み合わせることにより、所望のリタデーションの値を持つ位相板を得ることができる。
【００１９】
以上のように構成される偏光変換素子１に入射される入射光Ｌ１は、直線偏光である限り、それらの偏光面は任意のものである。また、厳格な意味での直線偏光だけでなく、楕円偏光等であっても、擬似的に直線偏光と変らないもの乃至直線偏光と見做し得る光であっても良い。一方、前述した偏光変換素子１への入射光がこの偏光変換素子１を透過して出力されるが、その出射光Ｌ２はエネルギー的な観点からは直線偏光であり、かつ所謂Ｐ偏光成分とＳ偏光成分というように、一方の光は所定の偏光方向となり得るものであり、他方の光はそれと直交する偏光方向に変換される。しかも、これら相互に直交する偏光成分の光は、それぞれの偏光成分の光量比が１：１となる。そして、この偏光変換素子１において、このように２つの直交する偏光成分が等分となるように出力されるのは、ある基準波長を含む所定の波長範囲に及ぶことになる。そして、このように制御される基準となる波長及び波長範囲は、各位相板のリタデーション値に基づいて決定される。
【実施例１】
【００２０】
以上の機能を有する偏光変換素子１は、例えば図２に示した光学システムに組み込むことができる。即ち、同図において、光源２から出射される光は白色光Ｌ１であり、この光源２からの光は偏光変換素子１を透過して、偏光ビームスプリッタ４に入射されるようになっている。
【００２１】
ここで、偏光ビームスプリッタ４は偏光面４ａを有し、この偏光面４ａは、相互に直交する直線偏光成分のうち、一方の偏光成分、即ち直交する２つの偏光成分をそれぞれＰ偏光、Ｓ偏光としたときに、例えば入射光のＰ偏光成分を１００％透過させ、Ｓ偏光成分を１００％反射させる完全偏光ビームスプリッタを構成している。従って、入射光がＰ偏光成分とＳ偏光成分との光であり、かつこれらＰ偏光とＳ偏光とがそれぞれ５０％、つまり１：１であれば、偏光ビームスプリッタ４では入射光の光量を１：１に分岐させることができる。
【００２２】
光源２からの出射光は直接偏光ビームスプリッタ４に入射されるのではなく、その前段に偏光変換素子１が配置されており、この偏光変換素子１は、偏光面が任意の角度を有する直線偏光の光、または直線偏光と見做し得る光を、エネルギー的に見て５０％のＰ偏光成分と５０％のＳ偏光成分となるように変換するものである。従って、光源２から任意の偏光方向を持つ白色光Ｌ１が偏光変換素子１に入射されると、位相板１１、位相板１２、位相板１３及び位相板１４の作用によって相互に直交するＰ偏光成分の光とＳ偏光成分の光であって、その光量比が１：１となるように変換されて出射光Ｌ２として射出される。その結果、偏光ビームスプリッタ４の反射光と透過光とはそれぞれ１：１の光量を持つものであり、かつ反射光と透過光とはそれぞれ偏光方向が揃っている。
【００２３】
そして、偏光変換素子１を構成する第１の位相板１１のリタデーション値が７５ｎｍ、第２の位相板１２のリタデーション値が１１５ｎｍ、第３の位相板１３のリタデーション値が１１５ｎｍ、第４の位相板１４のリタデーション値が７５ｎｍの位相板を用い、第１の位相板１１に対して第２の位相板１２は４５°の角度をなし、第３の位相板１３は９０°の角度をなし、第４の位相板１４は４５°の角度をなしたものを用いる。これによって、図３に示したように、４３０ｎｍ〜６８０ｎｍの波長範囲である可視光のほぼ全域にわたって反射光と透過光とが１：１となる。従って、入射光を１：１に分光する光学システムにおいて、実質的にハーフミラーとしての機能を発揮する。しかも、偏光変換素子１は４枚の位相板から構成されるものであるから、耐候性に優れたものとなり、長期間にわたって極めて安定した分光特性を発揮し、その長寿命化が図られる。
【実施例２】
【００２４】
次に、本発明の実施例２として、偏光変換素子１とハーフミラー２０（このハーフミラー２０は不完全な偏光ビームスプリッタである）とを組み合わせて、光源光量の一部を透過させる構成としたものが図４に示されている。この光学構成は、例えば光ヘッド装置において、信号光の一部をサンプリングして、光源光量の変動をモニタリングように構成したものであり、ＡＰＣ(Auto Power Control)において、光源光量の変動をモニタリングするものとして好適に用いることができる。
【００２５】
このように、ＡＰＣを構成するには、ハーフミラー２０の偏光膜が、光源２から射出されるレーザ光のうち、例えば９０％の光を反射させて、反射光を情報記録面２１に照射し、また１０％を透過させて、この透過光がＡＰＣのセンサとして機能する受光素子２２に受光させるように設定する。ここで、ＣＤとＤＶＤとに兼用の光ヘッド装置として構成した場合、ＣＤによる情報の書き込み及び読み出しのための光の波長は７８５ｎｍであり、またＤＶＤによる情報の書き込み及び読み出しとして用いられる光の波長は６３５ｎｍ〜６５０ｎｍである。従って、これらの波長領域の光をハーフミラー２０で設定した比率となるように分光しなければならない。しかも、温度による波長変動を勘案すれば、それらより広い波長範囲で安定した分光比を得るようにする。
【００２６】
ここで、図４に示したレーザ光源２の出力パワーを正確に制御するには、受光素子２２に受光される光量は常に正確に所定の比率、つまり１０％とし、分光光量比が変動しないようにしなければならない。ハーフミラー２０における偏光膜は、低屈折率膜と高屈折率膜とを交互に積層させたものから構成され、材質、膜厚、積層数に応じて透過―反射の比率を任意に設定できる。
【００２７】
今、図５に示したように、ハーフミラー２０で１０％を透過させる半透過膜を用いたとして、入射光が直線偏光であって、Ｐ偏光１００％の光であれば、ハーフミラー２０の透過率が曲線Ｃ１となり、またＳ偏光１００％の光であれば曲線Ｃ２になる。従って、レーザ光源２から出射される光の偏光成分が制御されていないと、受光素子２２に取り込まれる光量が一定でなくなる。これに対して、Ｐ偏光成分とＳ偏光成分とを平均化させると、つまりＰ偏光及びＳ偏光の光がそれぞれ５０％とすれば曲線Ｃ３のようになり、ＣＤにおける情報の読み出し時における光の波長である７８５ｎｍにおいても、またＤＶＤによる情報の書き込み及び読み出しとして用いられる波長６３５ｎｍ〜６５０ｎｍの光でも、共に１０％の光量をサンプリングできる。
【００２８】
以上のことから、図４から明らかなように、ハーフミラー２０に入射される光の偏光成分を相互に直交する偏光成分が１：１となるように変換するために、レーザ光源２からハーフミラー２０に至る光路に偏光変換素子１を介在させる。このように、ハーフミラー２０の光源側に前述した偏光変換素子１を配置することによって、波長依存性及び入射光の偏光成分に起因する透過―反射の比率のばらつきを有効に補正でき、常に入射光量の１０％の光をＡＰＣ用としてサンプリングでき、レーザ光源２の出力パワーを正確に制御できる。
【００２９】
ここで、図５の曲線Ｃ３で示したような特性を持たせるための偏光変換素子１の具体的な構成は、第１の位相板１１のリタデーション値が１０５ｎｍ、第２の位相板１２のリタデーション値が１６０ｎｍ、第３の位相板１３のリタデーション値が１６０ｎｍ、第４の位相板１４のリタデーション値が１０５ｎｍの位相板を用い、第１の位相板１１に対して第２の位相板１２は４５°の角度をなし、第３の位相板１３は９０°の角度をなし、第４の位相板１４は４５°の角度をなしたものである。
【実施例３】
【００３０】
前述した実施例１では、銀等の金属を半透過膜として用いたハーフミラーと同様に、光源からの入射光が透過と反射とが１：１となるように分光する光学システムとして、また実施例２では光源からの入射光を広い波長範囲で所望の光量比となるように分光制御するものとしたが、相互に直交する偏光成分を１：１の比率で含む光を直接物体に反射（または透過）させることによって、その反射光（または透過光）の光量のばらつきが生じないようにするためにも偏光変換素子１を用いることができる。例えば、図６に示したように、偏光変換素子１を色むら抑制手段として投射型液晶プロジェクタに適用することもできる。
【００３１】
図示しない光源から射出した白色光は、図示しないダイクロイックミラーにおいて赤色光、緑色光および青色光に分解され、これら３色の光は、赤色光の変調を行う液晶ライトバルブ３１Ｒ、緑色光の変調を行う液晶ライトバルブ３１Ｇおよび青色光の変調を行う液晶ライトバルブ３１Ｂにおいて変調されて、クロスダイクロイックプリズム３２において合成されて、合成された光は入射光Ｌ１として本発明の偏光変換素子１に入射される。入射光Ｌ１は、偏光変換素子１においてＰ偏光成分とＳ偏光成分との光量比が１：１となるように変換され、出射光Ｌ２として射出される。投射レンズ３３は、偏光変換素子１から射出された出射光Ｌ２をスクリーン３４に拡大して投射する。
【００３２】
ところで、スクリーン３４においては、加工の問題などからその全面に一様で均一な偏光特性を持っていないことがある。つまり、Ｐ偏光成分の光を大きく反射し、Ｓ偏光成分の光はほとんど反射しない偏光特性を持つ部分や、Ｓ偏光成分の光を大きく反射し、Ｐ偏光成分の光をほとんど反射しない偏光特性を持つ部分がある。このように、場所によって偏光特性が異なるスクリーン３４に、Ｐ偏光成分とＳ偏光成分との比が異なる光が入射すると、色むらが発生する。例えば、スクリーン３４において、Ｐ偏光成分の光をほとんど反射しない偏光特性を持つ部分にＰ偏光成分の光量が少ない光が照射されると、そこではほとんど光が反射しないことになり、色むらが発生する。
【００３３】
本実施例においては、偏光変換素子１においてＰ偏光成分とＳ偏光成分との光量比が１：１となるように変換されるので、スクリーン３４に入射される光はＰ偏光成分とＳ偏光成分との光量比は１：１となる。従って、スクリーン３４上のＰ偏光成分の光をほとんど反射しない部分でも、Ｓ偏光成分の反射光量が十分取れことになるので、色むらの発生を最低限に抑制することができる。
【００３４】
そして、本実施例において、スクリーン３４の前段に配置される偏光変換素子１としては、第１の位相板１１のリタデーション値が７５ｎｍ、第２の位相板１２のリタデーション値が１１５ｎｍ、第３の位相板１３のリタデーション値が１１５ｎｍ、第４の位相板１４のリタデーション値が７５ｎｍの位相板を用い、第１の位相板１１に対して第２の位相板１２は４５°の角度をなし、第３の位相板１３は９０°の角度をなし、第４の位相板１４は４５°の角度をなしたものを用いた。
【００３５】
ここで、偏光変換素子１を用いず、従来から知られているλ／２とλ／４との２枚構成の偏光変換素子を用いた場合を示す図７においては、可視波長域である４３０ｎｍ〜６８０ｎｍの範囲内においてスクリーン３４上のＰ偏光成分とＳ偏光成分との相対エネルギーの比は一定していない。しかしながら、本発明の偏光変換素子１を設けることによって、図８に示したように可視波長域の波長範囲内でＰ偏光成分光とＳ偏光成分光との相対エネルギーの比は５０％でほぼ一定している。従って、スクリーン３４において偏光方向により反射率が一定ではない部位が存在しても、色むらの発生を抑制することができる。
【００３６】
さらに、例えば光コンピューティングの分野では、基準波長域が１４５０ｎｍのレーザ光が用いられる。従って、偏光変換素子１は、ほぼ１３００ｎｍ〜１６００ｎｍの範囲にわたってＰ偏光成分とＳ偏光成分との光量比は１：１となるように制御する必要がある。この場合には、第１の位相板１１のリタデーション値を１８０ｎｍ、第２の位相板１２のリタデーション値を３６０ｎｍ、第３の位相板１３のリタデーション値を３６０ｎｍ、第４の位相板１４のリタデーション値を１８０ｎｍとすれば良い。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の偏光変換素子１の構成図である。
【図２】白色光Ｌ１が反射光Ｌ３と透過光Ｌ４とに分かれる概略構成図である
【図３】実施例１において出射光Ｌ２のＰ偏光成分とＳ偏光成分との割合のグラフである
【図４】光学ディスクのピックアップの概略構成図である
【図５】受光素子に入射する光の偏光成分として、Ｐ偏光成分が１００％である場合と、Ｓ偏光成分が１００％である場合と、Ｐ偏光成分とＳ偏光成分とがそれぞれ５０％である場合でのハーフミラーの透過率を示したグラフである。
【図６】投射型液晶プロジェクタの部分構成図である
【図７】実施例３において説明した従来技術の偏光変換素子を用いた場合の波長とスクリーン３４上の相対エネルギーとの関係を示したグラフである
【図８】実施例３において本発明の偏光変換素子を用いた場合の波長とスクリーン上の相対エネルギーとの関係を示したグラフである
【符号の説明】
【００３８】
１  偏光変換素子
４  偏光ビームスプリッタ
１１  第１の位相板
１２  第２の位相板
１３  第３の位相板
１４  第４の位相板
１５  支持基板
２０  ハーフミラー
３２  クロスダイクロイックプリズム
【図１】
2005181418.tif 000003
【図２】
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【図３】
2005181418.tif 000005
【図４】
2005181418.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
2005181418.tif 000009
【図８】
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