(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入射面の法線に対して４５°の方向から入射する波長λの光に対して位相差Γ’ａの第１位相差板と位相差Γ’ｂの第２位相差板とを各々の光学軸が交差するように積層してなり、波長λ１〜λ２（但し、λ１＜λ＜λ２）の範囲において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９０ｄｅｇ回転させた直線偏光に変換して出射する積層位相差板であって、
前記第１位相差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第１位相差板の第１結晶光学軸とのなす角度を第１光学軸方位角θａａとし、
前記投影振動面と前記第２位相差板の第２結晶光学軸とのなす角度を第２光学軸方位角θｂｂとし、
前記入射する直線偏光の光軸に垂直な面に前記第１結晶光学軸を投影した第１投影結晶光学軸と前記入射する直線偏光の振動面とのなす角度を第１投影光学軸方位角θａとし、
前記垂直な面に前記第２結晶光学軸を投影した第２投影結晶光学軸と前記入射する直線偏光の振動面とのなす角度を第２投影光学軸方位角θｂとしたとき、
前記第１光学軸方位角θａａと前記第１投影光学軸方位角θａとの関係は、
θａａ＝Ａｔａｎ（ｔａｎ（θａ）／２１／２）
を満足し、
前記第２光学軸方位角θｂｂと前記第２投影光学軸方位角θｂとの関係は、
θｂｂ＝Ａｔａｎ（ｔａｎ（θｂ）／２１／２）
を満足し、
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、
前記光線進行角度θ５と前記入射角度θ６は、
θ５＝０°、
−１０°≦θ６≦＋１０°
を満足し、
前記第１投影光学軸方位角θａと前記第２投影光学軸方位角θｂとの関係が、設定値をαとすると、
θｂ＝θａ＋α
４０°＜α＜５０°
の条件を満足し、
前記位相差Γ’ａと前記位相差Γ’ｂは、前記第１水晶板の位相差Γａの設計目標値からのずれ量をΔΓａとし、前記第２水晶板の位相差Γｂの設計目標値からのずれ量をΔΓｂとすると、
Γ’ａ＝Γａ＋ΔΓａ、
Γ’ｂ＝Γｂ＋ΔΓｂ、
Γａ＝１８０°、
Γｂ＝１８０°
を満足し、
前記ΔΓａと前記ΔΓｂとの関係が、式（１）を満足することを特徴とする積層位相差板。
【数１】
0005109762.tif 000019
【請求項２】
請求項１に記載された積層位相差板において、
前記第１、第２位相差板の材料を水晶とし、
前記第１、第２結晶光学軸は前記入射面と平行であることを特徴とする積層位相差板。
【請求項３】
請求項２に記載された積層位相差板において、
λ１＝４００ｎｍ、λ２＝７００ｎｍとしたときに、
前記第１位相差板の厚みｄ１が２１．２μｍ〜５０．０μｍの範囲であり、
前記第２位相差板の厚みｄ２が１３．５μｍ〜３１．９μｍの範囲であることを特徴とする積層位相差板。
【請求項４】
請求項２に記載された積層位相差板において、
λ１＝４００ｎｍ、λ２＝５００ｎｍとしたときに、
前記第１位相差板の厚みｄ１が１６．８μｍ〜４３．７μｍの範囲であり、
前記第２位相差板の厚みｄ２が１０．７μｍ〜２７．８μｍの範囲であることを特徴とする積層位相差板。
【請求項５】
請求項２に記載された積層位相差板において、
λ１＝５００ｎｍ、λ２＝６００ｎｍとしたときに、
前記第１位相差板の厚みｄ１が２１．０μｍ〜５５．６μｍの範囲であり、
前記第２位相差板の厚みｄ２が１３．４μｍ〜３５．４μｍの範囲であることを特徴とする積層位相差板。
【請求項６】
請求項２に記載された積層位相差板において、
λ１＝６００ｎｍ、λ２＝７００ｎｍとしたときに、
前記第１位相差板の厚みｄ１が２５．３μｍ〜６７．２μｍの範囲であり、
前記第２位相差板の厚みｄ２が１６．１μｍ〜４２．８μｍの範囲であることを特徴とする積層位相差板。
【請求項７】
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部とを備え、
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部と当該偏光分離部の光出射面側に設けられた波長板とからなり、
前記偏光分離部は、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、前記偏光分離部を透過した前記第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ないし請求項６の何れか一項に記載の積層位相差板であることを特徴とする偏光変換素子。
【請求項８】
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手段と、
前記変調手段により変調された光を投写する投写光学系と、
を有し、
前記偏光変換素子が請求項７に記載された偏光変換素子であることを特徴とする投射型映像装置。
【請求項９】
請求項８に記載された投射型映像装置において、
前記変調手段が液晶パネルであることを特徴とする投射型映像装置。
【請求項１０】
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手段と、
前記変調手段により変調された光を投写する投写光学系と、
を有する投射型映像装置であって、
請求項１ないし請求項６の何れか一項に記載の積層位相差板を有することを特徴とする投射型映像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、積層位相差板、入射される光を偏光光に変換する偏光変換素子、及び投射型映像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複数の透光基材と、偏光分離変換層と、反射膜とで構成された偏光変換素子が知
られている（特許文献１）。
この偏光変換素子は、１／２波長板として機能する水晶板として、積層された第１水晶
板および第２水晶板により構成されたものを適用している。そして、入射面内にあり、か
つ水晶板中を伝播する光の進行方向に直交する方向をＸとしたときに、第１水晶板のＸ方
向に対する光学軸方位角が１７．５°〜２７．５°となり、第２水晶板のＸ方向に対する
光学軸方位角が６２．５°〜７２．５°となるように、第１，第２水晶板を設けている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２０６２２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、偏光変換素子の１／２波長板は、十分な偏光変換効率を有し、例えばプロジ
ェクタに利用可能な実用性を備えている必要がある。この偏光変換効率とは、例えばＰ偏
光成分からＳ偏光成分に偏光する場合に変換される割合を示し、Ｐ偏光成分が全てＳ偏光
成分に偏光されたとすると、理想値の１．００として示される。この偏光変換効率が理想
値１．００に近いほど、１／２波長板を通過した光量の損失が少なく、明るい映像を投射
可能な液晶プロジェクタを生産するのに好適である。
特許文献１で示される従来例では、板厚の設定により偏光変換効率を優れたものにする
構成が開示されておらず、偏光変換効率が最も優れたものとなっていないおそれがある。
【０００５】
本発明の目的は、偏光変換効率が優れ、実用性を有する積層位相差板、偏光変換素子及び投射型映像装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【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の形態に係る積層位相差板は、入射面の法線に対して４５°の方向から入射する波長λの光に対して位相差Γ’ａの第１位相差板と位相差Γ’ｂの第２位相差板とを各々の光学軸が交差するように積層してなり、波長λ１〜λ２（但し、λ１＜λ＜λ２）の範囲において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９０ｄｅｇ回転させた直線偏光に変換して出射する積層位相差板であって、前記第１位相差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第１位相差板の第１結晶光学軸とのなす角度を第１光学軸方位角θａａとし、前記投影振動面と前記第２位相差板の第２結晶光学軸とのなす角度を第２光学軸方位角θｂｂとし、前記入射する直線偏光の光軸に垂直な面に前記第１結晶光学軸を投影した第１投影結晶光学軸と前記入射する直線偏光の振動面とのなす角度を第１投影光学軸方位角θａとし、前記垂直な面に前記第２結晶光学軸を投影した第２投影結晶光学軸と前記入射する直線偏光の振動面とのなす角度を第２投影光学軸方位角θｂとしたとき、前記第１光学軸方位角θａａと前記第１投影光学軸方位角θａとの関係は、
θａａ＝Ａｔａｎ（ｔａｎ（θａ）／２１／２）を満足し、
前記第２光学軸方位角θｂｂと前記第２投影光学軸方位角θｂとの関係は、
θｂｂ＝Ａｔａｎ（ｔａｎ（θｂ）／２１／２）を満足し、
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、前記光線進行角度θ５と前記入射角度θ６は、θ５＝０°、−１０°≦θ６≦＋１０°  を満足し、
前記第１投影光学軸方位角θａと前記第２投影光学軸方位角θｂとの関係が、設定値をαとすると、  θｂ＝θａ＋α    ４０°＜α＜５０°  の条件を満足し、
前記位相差Γ’ａと前記位相差Γ’ｂは、前記第１水晶板の位相差Γａの設計目標値からのずれ量をΔΓａとし、前記第２水晶板の位相差Γｂの設計目標値からのずれ量をΔΓｂとすると、
Γ’ａ＝Γａ＋ΔΓａ、  Γ’ｂ＝Γｂ＋ΔΓｂ、  Γａ＝１８０°、Γｂ＝１８０°
を満足し、
前記ΔΓａと前記ΔΓｂとの関係が、式（１）を満足することを特徴とする。
【数１】
0005109762.tif 000002
本発明の第２の形態に係る積層位相差板は、前記第１、第２位相差板の材料を水晶とし、前記第１、第２結晶光学軸は前記入射面と平行であることを特徴とする。
本発明の第３の形態に係る積層位相差板は、λ１＝４００ｎｍ、λ２＝７００ｎｍとしたときに、前記第１位相差板の厚みｄ１が２１．２μｍ〜５０．０μｍの範囲であり、前記第２位相差板の厚みｄ２が１３．５μｍ〜３１．９μｍの範囲であることを特徴とする。
本発明の第４の形態に係る積層位相差板は、λ１＝４００ｎｍ、λ２＝５００ｎｍとしたときに、前記第１位相差板の厚みｄ１が１６．８μｍ〜４３．７μｍの範囲であり、前記第２位相差板の厚みｄ２が１０．７μｍ〜２７．８μｍの範囲であることを特徴とする。
本発明の第５の形態に係る積層位相差板は、λ１＝５００ｎｍ、λ２＝６００ｎｍとしたときに、前記第１位相差板の厚みｄ１が２１．０μｍ〜５５．６μｍの範囲であり、
前記第２位相差板の厚みｄ２が１３．４μｍ〜３５．４μｍの範囲であることを特徴とする。
本発明の第６の形態に係る積層位相差板は、λ１＝６００ｎｍ、λ２＝７００ｎｍとしたときに、前記第１位相差板の厚みｄ１が２５．３μｍ〜６７．２μｍの範囲であり、前記第２位相差板の厚みｄ２が１６．１μｍ〜４２．８μｍの範囲であることを特徴とする。
本発明の第７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部とを備え、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部と当該偏光分離部の光出射面側に設けられた波長板とからなり、前記偏光分離部は、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、前記偏光分離部を透過した前記第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、前述の構成の積層位相差板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、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手段と、前記変調手段により変調された光を投写する投写光学系と、を有し、前記偏光変換素子が前述の偏光変換素子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、前記変調手段が液晶パネルであることを特徴とする。
本発明の第１０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手段と、前記変調手段により変調された光を投写する投写光学系と、を有する投射型映像装置であって、前述の積層位相差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接合部分に沿って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接合部分に沿って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１／２波長板と、を備え、この１／２波長板は、水晶からＹカットで切り出した水晶により板状に形成された第１水晶板および第２水晶板を積層して構成され、前記第１水晶板は、板厚が２１．２μｍ〜５０．０μｍであり、光学軸方位が前記一方の偏光成分の振動面に対してθａａ°回転した方向となる状態で設けられ、前記第２水晶板は、板厚が１３．５μｍ〜３１．９μｍであり、光学軸方位が前記一方の偏光成分の振動面に対してθｂｂ°回転した方向となる状態で設けられ、前記第１水晶板の位相差Γａと、前記第１水晶板の位相差Γａのずれ量ΔΓａと、前記第２水晶板の位相差Γｂと、前記第２水晶板の位相差Γｂのずれ量ΔΓｂと、が式（１）を満たすことを特徴とする。
【０００７】
【数２】
0005109762.tif 000003
【０００８】
本適用例では、偏光変換素子の偏光分離変換層を構成する１／２波長板を、積層された
第１水晶板と第２水晶板とで構成している。また、第１水晶板の板厚を２１．２μｍ〜５
０．０μｍに設定するとともに、光学軸方位が例えばＰ偏光成分の振動面に対してθａａ
°回転した方向となる状態（光学軸方位角がθａａ°となる状態、以下、第１光学軸方位
角と称す）で設けている。さらに、第２水晶板の板厚を１３．５μｍ〜３１．９μｍに設
定するとともに、光学軸方位角（以下、第２光学軸方位角と称す）をθｂｂ°に設定して
いる。そして、この１／２波長板を透光基材の光入射面に対して４５°傾斜した状態で設
けた場合はθａａ°＝１６．３°、θｂｂ°＝５９．６°としている。
このため、透光基材の光入射面と平行な光射出面に、光の入射方向から第１水晶板の光
学軸を投影したときの光学軸方位角（以下、第１水晶光学軸方位角と称す）を、２２．５
°にすることができる。さらに、光射出面に、光の入射方向から第２水晶板の光学軸を投
影したときの光学軸方位角（以下、第２投影光学軸方位角と称す）を、６７．５°にする
ことができる。よって、この偏光変換素子を光入射面に入射光が−１０°〜＋１０°の入
射角度で入射される状態で、かつ、１／２波長板を第１，第２光学軸方位角が１６．３°
，５９．６°となる状態（以下、入射光対応状態と称す）で設置した場合、１／２波長板
における三色波長帯（波長が４００ｎｍ〜７００ｎｍ）での平均の偏光変換効率（以下、
三色偏光変換効率と称す）を０．８以上にすることができる。
【０００９】
また、第１水晶板と第２水晶板は水晶原石から切断された水晶基材を研磨して、貼り合
わせ前の基板の厚みが設計上の厚みの目標値に加工される。この加工後の厚み値と設計上
の厚みの目標値とのずれ量は、第１水晶板と第２水晶板を透過した光線の位相差の目標値
とのずれ量に影響する。第１水晶板の位相差の目標値とのずれ量に対し、第２水晶板の位
相差を制御すれば、貼り合わせ後の偏光変換素子を透過した光線の位相差の目標値とのず
れ量を小さくでき、偏光変換効率を向上できる。
そこで、第２水晶板の位相差Γｂの設計目標値からのずれ量ΔΓｂを、第１水晶板の位
相差Γａの設計目標値からのずれ量ΔΓａと第２水晶板の光学軸方位角θｂから求める手
段として、上記式（１）を見出した。そして、この手段により、水晶板の貼り合わせにお
いて、位相差Γａの設計目標値からのずれ量ΔΓａを有する第１水晶板と、これに最適な
位相差Γｂの設計目標値からのずれ量ΔΓｂを有する第２水晶板と、を貼りあわせて積層
できる。この手段で得られた偏光変換素子は、位相差Γａの設計目標値からのずれ量ΔΓ
ａを位相差Γｂの設計目標値からのずれ量ΔΓｂで相殺するので、高い偏光変換効率を有
することができる。
【００１０】
ここで、偏光変換素子をプロジェクタに用いる場合、一般的に、この偏光変換素子をレ
ンズアレイの光射出側において、プロジェクタの設計上の照明光軸と、偏光変換素子の光
入射面とが直交するように、つまりレンズアレイから射出される入射光が透光基材の光入
射面に０°の入射角度で入射され、１／２波長板に４５°の入射角度で入射されるように
設置する。このような構成では、レンズアレイの焦点位置などにより、レンズアレイから
の射出光が偏光変換素子に−１０°〜＋１０°の入射角度で入射される。
さらに、１／２波長板の三色偏光変換効率と、この１／２波長板を用いたプロジェクタ
による映像の投射状態との関係を調べたところ、三色偏光変換効率が０．８以上であれば
、実用的に問題がないレベルの青色成分、緑色成分、赤色成分の再現性を有し、かつ、問
題がない明るさの映像を投射できることが確認できている。
以上のことから、本発明の偏光変換素子をプロジェクタにおけるレンズアレイの光射出
側に設置した場合でも、つまり−１０°〜＋１０°の入射角度で入射光が入射される場合
であっても、１／２波長板において三色波長帯の入射光を０．８以上の三色偏光変換効率
で偏光光に変換することができ、実用性を有する偏光変換素子を提供できる。
【００１１】
［適用例２］
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接合部分に沿って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
沿って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波長が４００ｎｍ〜５００ｎｍの光
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１／２波
長板と、を備え、この１／２波長板は、水晶からＹカットで切り出した水晶により板状に
形成された第１水晶板および第２水晶板を積層して構成され、前記第１水晶板は、板厚が
１６．８μｍ〜４３．７μｍであり、光学軸方位が前記一方の偏光成分の振動面に対して
θａａ°回転した方向となる状態で設けられ、前記第２水晶板は、板厚が１０．７μｍ〜
２７．８μｍであり、光学軸方位が前記一方の偏光成分の振動面に対してθｂｂ°回転し
た方向となる状態で設けられ、前記第１水晶板の位相差Γａと、前記第１水晶板の位相差
Γａのずれ量ΔΓａと、前記第２水晶板の位相差Γｂと、前記第２水晶板の位相差Γｂの
ずれ量ΔΓｂと、が上記の式（１）を満たすことを特徴とする。
【００１２】
本適用例では、１／２波長板を構成する第１水晶板の板厚および第１光学軸方位角をそ
れぞれ１６．８μｍ〜４３．７μｍ、θａａ°＝１６．３°に設定するとともに、第２水
晶板の板厚および第２光学軸方位角をそれぞれ１０．７μｍ〜２７．８μｍ、θｂｂ°＝
５９．６°に設定しているので、第１，第２投影光学軸方位角をそれぞれ２２．５°，６
７．５°にすることができる。従って、偏光変換素子を入射光対応状態（この１／２波長
板を透光基材の光入射面に対して４５°傾斜した状態）で設置した場合、１／２波長板に
おける青色波長帯（波長が４００ｎｍ〜５００ｎｍ）での平均の偏光変換効率（以下、青
色偏光変換効率と称す）を０．８以上にすることができる。また、上記式（１）に基づき
偏光変換素子を製造することで、高い偏光変換効率の偏光変換素子を得ることができる。
ここで、１／２波長板の青色偏光変換効率と、映像の投射状態との関係を調べたところ
、青色偏光変換効率が０．８以上であれば、実用的に問題がないレベルの青色成分の再現
性を有し、かつ、問題がない明るさの映像を投射できることが確認できている。
以上のことから、本発明の偏光変換素子をプロジェクタにおけるレンズアレイの光射出
側に設置して、−１０°〜＋１０°の入射角度で入射光が入射される場合であっても、１
／２波長板において青色波長帯の入射光を０．８以上の青色偏光変換効率で偏光光に変換
することができ、実用性を有する偏光変換素子を提供できる。
【００１３】
［適用例３］
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接合部分に沿って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
沿って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波長が５００ｎｍ〜６００ｎｍの光
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１／２波
長板と、を備え、この１／２波長板は、水晶からＹカットで切り出した水晶により板状に
形成された第１水晶板および第２水晶板を積層して構成され、前記第１水晶板は、板厚が
２１．０μｍ〜５５．６μｍであり、光学軸方位が前記一方の偏光成分の振動面に対して
θａａ°回転した方向となる状態で設けられ、前記第２水晶板は、板厚が１３．４μｍ〜
３５．４μｍであり、光学軸方位が前記一方の偏光成分の振動面に対してθｂｂ°回転し
た方向となる状態で設けられ、前記第１水晶板の位相差Γａと、前記第１水晶板の位相差
Γａのずれ量ΔΓａと、前記第２水晶板の位相差Γｂと、前記第２水晶板の位相差Γｂの
ずれ量ΔΓｂと、が上記の式（１）を満たすことを特徴とする。
【００１４】
本適用例では、１／２波長板を構成する第１水晶板の板厚および第１光学軸方位角をそ
れぞれ２１．０μｍ〜５５．６μｍ、θａａ°＝１６．３°に設定するとともに、第２水
晶板の板厚および第２光学軸方位角をそれぞれ１３．４μｍ〜３５．４μｍ、θｂｂ°＝
５９．６°に設定しているので、第１，第２投影光学軸方位角をそれぞれ２２．５°，６
７．５°にすることができる。従って、偏光変換素子を入射光対応状態（この１／２波長
板を透光基材の光入射面に対して４５°傾斜した状態）で設置した場合、１／２波長板に
おける緑色波長帯（波長が５００ｎｍ〜６００ｎｍ）での平均の偏光変換効率（以下、緑
色偏光変換効率と称す）を０．８以上にすることができる。また、上記式（１）に基づき
偏光変換素子を製造することで、高い偏光変換効率の偏光変換素子を得ることができる。
ここで、１／２波長板の緑色偏光変換効率と、映像の投射状態との関係を調べたところ
、緑色偏光変換効率が０．８以上であれば、実用的に問題がないレベルの緑色成分の再現
性を有し、かつ、問題がない明るさの映像を投射できることが確認できている。
以上のことから、本発明の偏光変換素子をプロジェクタにおけるレンズアレイの光射出
側に設置して、−１０°〜＋１０°の入射角度で入射光が入射される場合であっても、１
／２波長板において緑色波長帯の入射光を０．８以上の緑色偏光変換効率で偏光光に変換
することができ、実用性を有する偏光変換素子を提供できる。
【００１５】
［適用例４］
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接合部分に沿って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
沿って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波長が６００ｎｍ〜７００ｎｍの光
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１／２波
長板と、を備え、この１／２波長板は、水晶からＹカットで切り出した水晶により板状に
形成された第１水晶板および第２水晶板を積層して構成され、前記第１水晶板は、板厚が
２５．３μｍ〜６７．２μｍであり、光学軸方位が前記一方の偏光成分の振動面に対して
θａａ°回転した方向となる状態で設けられ、前記第２水晶板は、板厚が１６．１μｍ〜
４２．８μｍであり、光学軸方位が前記一方の偏光成分の振動面に対してθｂｂ°回転し
た方向となる状態で設けられ、前記第１水晶板の位相差Γａと、前記第１水晶板の位相差
Γａのずれ量ΔΓａと、前記第２水晶板の位相差Γｂと、前記第２水晶板の位相差Γｂの
ずれ量ΔΓｂと、が上記の式（１）を満たすことを特徴とする。
【００１６】
本適用例では、１／２波長板を構成する第１水晶板の板厚および第１光学軸方位角をそ
れぞれ２５．３μｍ〜６７．２μｍ、θａａ°＝１６．３°に設定するとともに、第２水
晶板の板厚および第２光学軸方位角をそれぞれ１６．１μｍ〜４２．８μｍ、θｂｂ°＝
５９．６°に設定しているので、第１，第２投影光学軸方位角をそれぞれ２２．５°，６
７．５°にすることができる。従って、偏光変換素子を入射光対応状態（この１／２波長
板を透光基材の光入射面に対して４５°傾斜した状態）で設置した場合、１／２波長板に
おける赤色波長帯（波長が６００ｎｍ〜７００ｎｍ）での平均の偏光変換効率（以下、赤
色偏光変換効率と称す）を０．８以上にすることができる。また、上記式（１）に基づき
偏光変換素子を製造することで、高い偏光変換効率の偏光変換素子を得ることができる。
ここで、１／２波長板の赤色偏光変換効率と、映像の投射状態との関係を調べたところ
、赤色偏光変換効率が０．８以上であれば、実用的に問題がないレベルの赤色成分の再現
性を有し、かつ、問題がない明るさの映像を投射できることが確認できている。
以上のことから、本発明の偏光変換素子をプロジェクタにおけるレンズアレイの光射出
側に設置して、−１０°〜＋１０°の入射角度で入射光が入射される場合であっても、１
／２波長板において赤色波長帯の入射光を０．８以上の赤色偏光変換効率で偏光光に変換
することができ、実用性を有する偏光変換素子を提供できる。
【００１７】
［適用例５］
本適用例に係わるプロジェクタは、光源装置と、この光源装置から射出された光を偏光
光に変換して射出する請求項１から請求項４のいずれかに記載の偏光変換素子と、この偏
光変換素子で形成された偏光光を画像情報に応じて変調して光学像を形成する光変調装置
と、この光変調装置にて形成された光学像を拡大投射する投射光学装置とを備えたことを
特徴とする。
本適用例では、前述の効果を奏することができるプロジェクタを提供することができる
。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の第１実施形態を図面に基づいて説明する。この第１実施形態では、三色
偏光変換効率が０．８以上の１／２波長板を有する偏光変換素子について説明する。
図１は、第１実施形態及び後述する第２〜第４実施形態の偏光変換素子の構成を示す模
式図であり、（Ａ）は断面図、（Ｂ）は（Ａ）のＱ部分を拡大した断面図である。
【００１９】
図１（Ａ）に示すように、偏光変換素子６は、略直方体形状を有している。この偏光変
換素子６は、複数の第１透光基材６１と、複数の第２透光基材６２と、複数の偏光分離変
換層６３と、複数の反射膜６５とを備えている。
【００２０】
第１，第２透光基材６１，６２は、透光性の材料を用いて略平行四辺形ブロック状に形
成されている。この第１，第２透光基材６１，６２の材料としては、ホウケイ酸ガラス、
ＢＫ７、白板ガラス、青板ガラス、石英ガラス、サファイヤガラス等の無機材料を用いて
形成されたガラスが例示できる。
第１透光基材６１は、互いに略平行な第１光入射面６１１及び第１光射出面６１２と、
互いに略平行な状態でかつ第１光入射面６１１とのなす角度が４５°となる状態で設けら
れた第１傾斜端面６１３及び第２傾斜端面６１４とを備えている。第２透光基材６２も、
第１透光基材６１と同様の構成を有し、第２光入射面６２１と、第２光射出面６２２と、
第３傾斜端面６２３と、第４傾斜端面６２４とを備えている。
そして、第１，第２透光基材６１，６２は、略直方体形状の長手方向（図１（Ａ）の左
右方向）に沿って交互に配置され、第１，第４傾斜端面６１３，６２４が対向し、第２，
第３傾斜端面６１４，６２３が対向する状態で接合される。
【００２１】
偏光分離変換層６３は、第１傾斜端面６１３と第４傾斜端面６２４との第１接合部分に
第１，第２光入射面６１１，６２１に対して４５°傾斜した状態で挟み込まれている。こ
の偏光分離変換層６３は、図１（Ｂ）に示すように、偏光分離膜６３１と、この偏光分離
膜６３１に対して第２光射出面６２２側に設けられた１／２波長板６３２とを備えている
。
偏光分離膜６３１は、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２、ＭｇＦ２、及びメルク株式会社製のSubs
tanceM2からなる多層膜であり、第１傾斜端面６１３上に形成されている。この偏光分離
膜６３１は、入射光ＬをＰ偏光成分及びＳ偏光成分に分離して、Ｐ偏光成分を透過させ、
Ｓ偏光成分を反射させて進行方向を９０°曲げる。
１／２波長板６３２は、偏光分離膜６３１および第４傾斜端面６２４の間に固着されて
いる。１／２波長板６３２を固着する方法としては、アクリル系光硬化性の接着剤で固着
する方法、シランカップリング剤の薄膜を用いた直接接合法で固着する方法が例示できる
。
この１／２波長板６３２は、偏光分離膜６３１を透過したP偏光成分をＳ偏光成分に変
換して透過させ、第２光射出面６２２から射出させる。そして、１／２波長板６３２は、
偏光分離膜６３１側に設けられた第１水晶板６３３と、第４傾斜端面６２４側に設けられ
た第２水晶板６３４とを積層することで構成されている。なお、第１，第２水晶板６３３
，６３４の詳細な構成については後述する。
【００２２】
反射膜６５は、図１（Ａ）に示すように、屈折率が異なる誘電体の多層膜であり、第２
傾斜端面６１４と第３傾斜端面６２３との第２接合部分に第１，第２光入射面６１１，６
２１に対して４５°傾斜した状態で挟み込まれている。この反射膜６５は、第３傾斜端面
６２３上に形成され、例えば１／２波長板６３２と同様の固着方法により第２傾斜端面６
１４に固着されている。そして、反射膜６５は、偏光分離膜６３１で反射されたＳ偏光成
分を反射させて進行方向を９０°曲げ、第１光射出面６１２から射出させる。
【００２３】
次に、第１，第２水晶板６３３，６３４の詳細な構成について説明する。
図２（Ａ）に示すように、第１，第２水晶板６３３，６３４は、板厚ｄ１，ｄ２が２１
．２μｍ〜５０．０μｍ，１３．５μｍ〜３１．９μｍの板状に形成されている。この第
１，第２水晶板６３３，６３４は、光学軸６３３Ａ，６３４Ａが板面に沿って存在するＹ
カット水晶基板から形成されている。ここで、第１，第２水晶板６３３，６３４を形成す
る方法としては、水晶からＹカットで切り出した水晶板を研磨処理することにより、板厚
ｄ１，ｄ２が上記の範囲となるように形成する方法が例示できる。
【００２４】
第１，第２水晶板６３３，６３４は、入射面６３３Ｂ，６３４Ｂに４５°の入射角度で
入射光ＬのＰ偏光成分が入射される状態で、かつ、第１，第２光学軸方位角が１６．３°
，５９．６°となる状態で第２水晶板６３４、第４傾斜端面６２４に設けられる。この第
１，第２光学軸方位角は、Ｐ偏光成分の振動面（水平な振動面）６３３Ｃ，６３４Ｃに対
する光学軸６３３Ａ，６３４Ａの方位を、振動面６３３Ｃ，６３４Ｃから反時計回りに表
したものである。このように、第１，第２水晶板６３３，６３４を第１，第２光学軸方位
角が１６．３°，５９．６°となる状態で設けることにより、図２（Ｂ）に示すように、
Ｐ偏光成分の入射方向から光学軸６３３Ａ，６３４Ａを第２光射出面６２２に投影した投
影光学軸６３３Ｆ，６３４Ｆと、振動面６３３Ｃ，６３４Ｃとのなす角度、つまり投影光
学軸６３３Ｆ，６３４Ｆの第１，第２投影光学軸方位角を２２．５°，６７．５°に設定
することができる。
【００２５】
ここで、光学軸６３３Ａの第１光学軸方位角を１６．３°にすることにより、投影光学
軸６３３Ｆの第１水晶光学軸方位角を２２．５°にできることを、図３に基づいて説明す
る。
図３において、平面ＯＡＢは第２透光基材６２の第２光射出面６２２を表し、平面ＯＣ
Ｄは第１水晶板６３３の入射面６３３Ｂを表す。また、平面ＯＡＢと平面ＯＣＤは、同一
形状を有している。
まず、投影光学軸６３３Ｆの第１結晶軸方位角をθａとすると、以下の式（２）が成り
立つ。また、第１水晶板６３３は、第２光射出面６２２に対して４５°傾斜した状態で設
けられるので、式（３）が成り立つ。さらに、光学軸６３３Ａの第１光学軸方位角をθａ
ａとすると、式（４）が成り立つ。
【００２６】
【数３】
0005109762.tif 000004
【００２７】
また、式（４）を式（３）に代入すると、式（５）が得られる。さらに、ＣＤとＡＢの
長さは等しいので、この関係を式（２）に代入すると式（６）が得られる。
【００２８】
【数４】
0005109762.tif 000005
【００２９】
そして、式（６）を式（５）に代入すると、式（７）が得られる。さらに、式（７）を
展開すると、式（８）、（９）が得られる。第１結晶軸方位角θａおよび第２結晶軸方位
角θｂは、式（８）、（９）から求めることができる。
【００３０】
【数５】
0005109762.tif 000006
【００３１】
次に、図４に示すポアンカレ球を用いて、１／２波長板６３２の位相差のずれを極小に
する方法を説明する。
先ず、設定条件を以下の通りにすると、第１水晶板６３３、第２水晶板６３４を透過す
る光の偏光状態は、以下のように考察することができる。
入射偏光面：図４中、水平方向
第１水晶板：位相差Γａ＝１８０°
：第１結晶軸方位角＝θａ
第２水晶板：位相差Γｂ＝１８０°
：第２結晶軸方位角＝θｂ
【００３２】
１／２波長板６３２の機能は、偏光面を概ね９０°回転させることにあり、これをポア
ンカレ球にて表すと座標Ｐ０（Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３）＝（１，０，０）の位置から座標Ｐ２
（−１，０，０）に移動させることである。そこで、開始点をＳ１軸と球面の交点として
の座標Ｐ０とする。次に、Ｓ１軸を２θａ反時計回りに回転させた位置に回転軸Ｒ１を設
定する。Ｒ１軸を回転軸としてＰ０を位相差１８０°時計方向に回転させ、到達した地点
をＰ１とする。次に、Ｓ１軸を２θｂ反時計回りに回転させた位置に回転軸Ｒ２を設定す
る。Ｒ２軸を回転軸としてＰ１を位相差１８０ｄｅｇ時計方向に回転させ、到達した地点
をＰ２とする。
【００３３】
上記によると、Ｐ２が（−１，０，０）に到達するためには、第１結晶軸方位角θａ、
及び第２結晶軸方位角θｂが次式（１０），（１１）の条件を満足すればよい。なお、位
相差αは貼り合わせ精度を考慮して設定値の±５°とした。
【００３４】
【数６】
0005109762.tif 000007
【００３５】
図５は、図４のポアンカレ球を、Ｓ３軸から見た図を示す。座標Ｐ０から座標Ｐ１に移
動する場合の回転軸Ｒ１は、Ｓ１軸から２θａ回転させた位置にある。また、座標Ｐ１か
ら座標Ｐ２に移動する場合の回転軸Ｒ２は、Ｓ１軸から２θｂ回転させた位置にある。
よって、ポアンカレ球の中心をＯとし、座標Ｐ０と座標Ｐ１と中心Ｏとからなる角度を
∠Ｐ０−Ｏ−Ｐ１、また、座標Ｐ１と座標Ｐ２と中心Ｏとからなる角度を∠Ｐ１−Ｏ−Ｐ
２とすると、以下の式（１２）、（１３）が得られる。
【００３６】
【数７】
0005109762.tif 000008
【００３７】
図６は、図４のポアンカレ球の赤道面において、偏光が座標Ｐ０から座標Ｐ２へ移動す
る場合の位相差を直線的に表した図を示す。座標Ｐ０から座標Ｐ１を通過してＰ２に至る
赤道面は曲線で表すべきであるが、わかりやすくする為に直線状で表した。ｒｘは座標Ｐ
０から座標Ｐ１へ、Ｒ１軸を回転軸として移動する場合の回転半径である。また、ｒｚは
座標Ｐ１から座標Ｐ２に、Ｒ２軸を回転軸として移動する場合の回転半径である。ポアン
カレ球での回転半径ｒ１でＰ０からＰ１に移動するように加工した第１水晶板６３３にお
いて、水晶板の厚みの加工精度が設計値からずれると、Ｐ１に移動できずにＰ１ｘとなる
。Ｐ１からＰ２へ回転半径ｒｚで移動するように加工する第２水晶板６３４において、Ｐ
１をＰ１ｚになるように加工すれば、Ｐ１−Ｐ１ｘ＝Ｐ１−Ｐ１ｚとなり、Ｐ２の位置に
移動できて正確な１／２波長板の機能を有する１／２波長板６３２を提供できる。
【００３８】
Ｌ＝Ｐ１−Ｐ１ｘ＝Ｐ１−Ｐ１ｚとすると、以下の式（１４）、（１５）が得られる。
【００３９】
【数８】
0005109762.tif 000009
【００４０】
そして、式（１４）、（１５）より、以下の式（１６）が得られる。
【００４１】
【数９】
0005109762.tif 000010
【００４２】
さらに、ポアンカレ球の半径をｋとすると、以下の式（１７）、（１８）が得られる。
【００４３】
【数１０】
0005109762.tif 000011
【００４４】
そして、式（１６）、（１７）、（１８）より、以下の式（１９）が得られる。
【００４５】
【数１１】
0005109762.tif 000012
【００４６】
式（１９）より、ずれ量ΔΓｂは以下の式（１）に導かれる。
【００４７】
【数１２】
0005109762.tif 000013
【００４８】
複数の水晶板を組み合わせて貼り合わせる１／２波長板において、式（１）を用いれば
、互いに最適な位相差ΔΓを有する水晶板を組み合わせることができる。この式（１）の
選択によって、１／２波長板６３２としての位相差は上記のポアンカレ球で説明したよう
に目標値通りとなり、偏光変換効率が最も良くなる。
【００４９】
次に、第１，第２水晶板６３３，６３４の板厚ｄ１，ｄ２の最適化の方法を説明する。
式（１）より求められた最適な位相差を有する１／２波長板６３２の第１，第２水晶板
６３３，６３４の板厚ｄ１，ｄ２を、以下の式（２０）、（２１）、及びミューラ行列式
などから求めた。具体的には、入射光の入射角度を４５°に固定して、第１光学軸方位角
を７．１°、１０．７°、１６．３°、２２．２°、２６．３°に設定したときの第１，
第２水晶板６３３，６３４の板厚ｄ１，ｄ２を求めた。図７にその結果を示す。
【００５０】
【数１３】
0005109762.tif 000014
【００５１】
次に、１／２波長板６３２のＰ偏光成分のＳ偏光成分への偏光変換効率について説明す
る。１／２波長板６３２の偏光変換効率は、上記式（２０）、式（２１）、及びミューラ
行列式などに基づいて得た。
【００５２】
具体的には、図８に示すような光線進行角度θ５を０°に、４５°で入射される入射光
Ｌの光路を基準（θ６＝０°）とした入射角度θ６を＋１０°（入射面６３３Ｂに対して
５５°）にそれぞれ固定して、三色波長帯（４００ｎｍ〜７００ｎｍ）の範囲における５
ｎｍ間隔ごとの偏光変換効率を、上記の式（２０）、（２１）などに基づいて得た。光線
進行角度θ５は、入射角度θ６で入射される入射光Ｌの光路を入射面６３３Ｂに投射した
ときの投射像Ｍと、Ｐ偏光成分の振動面６３３Ｃとのなす角度を、振動面６３３Ｃから反
時計回りに表したものである。つまり、Ｐ偏光成分の光線進行角度θ５は、０°として表
される。
さらに、光線進行角度θ５を０°に固定したままで、入射光Ｌの入射角度θ６を＋８°
、＋６°、＋４°、＋２°、０°、−２°、−４°、−６°、−８°、−１０°にしたと
きの三色波長帯の偏光変換効率を得た。そして、入射角度θ６が−１０°〜＋１０°のと
きの偏光変換効率を波長ごとに平均したものを、光線進行角度θ５が０°の平均偏光変換
効率として求めた。
そして、この光線進行角度θ５が０°の平均偏光変換効率を三色波長帯全域において平
均したものを、１／２波長板６３２の三色偏光変換効率として求めた。
【００５３】
具体的に、第１，第２光学軸方位角が１６．３°，５９．６°に設定された第１，第２
水晶板６３３，６３４の板厚ｄ１，ｄ２を図７の関係に基づいて設定し、かつ、光線進行
角度θ５を０°に設定した場合、１／２波長板６３２の三色偏光変換効率は、図９に示す
ようになった。
この図９から、第１水晶板６３３の板厚ｄ１が２１．２μｍ〜５０．０μｍの場合、三
色変換効率が０．８以上となることがわかる。そして、図７から、三色変換効率を０．８
以上にするための第２水晶板６３４の板厚ｄ２は、１３．５μｍ〜３１．９μｍであるこ
とがわかる。
そして、第１，第２水晶板６３３，６３４の板厚ｄ１，ｄ２が下限値（２１．２μｍ，
１３．５μｍ）、上限値（５０．０μｍ，３１．９μｍ）の場合、三色偏光変換効率は、
以下のようになった。
【００５４】
板厚ｄ１，ｄ２が下限値、光線進行角度θ５が０°、入射角度θ６が−１０°〜＋１０
°のときの偏光変換効率は、図１０に示すようになった。
ここで、図１０のグラフにおいて、各入射角度θ６での偏光変換効率に大きな差異がな
いため、数本の線しか描かれていないように示されているが、実際には１１本の線が描か
れている。
さらに、板厚ｄ１，ｄ２が下限値、光線進行角度θ５が９０°、入射角度θ６が−１０
°〜＋１０°のときの偏光変換効率は、図１１に示すようになった。また、板厚ｄ１，ｄ
２が上限値、光線進行角度θ５が０°，＋９０°、入射角度θ６が−１０°〜＋１０°の
ときの偏光変換効率は、図１２、図１３に示すようになった。
そして、図１０〜図１３の関係に基づいて、板厚ｄ１，ｄ２が下限値、上限値の１／２
波長板６３２における三色偏光変換効率、つまり図１０〜図１３に示すような三色波長帯
領域Ａａで囲まれる部分において平均したものを求めた。また、板厚ｄ１，ｄ２が下限値
よりも小さい１２．５μｍ，７．９μｍの場合、上限値よりも大きい６９．６μｍ，４４
．４μｍの場合の三色偏光変換効率を求めた。さらに、三色偏光変換効率が最大となる板
厚ｄ１，ｄ２を求めた。それらの結果を表１に示す。
【００５５】
【表１】
0005109762.tif 000015
【００５６】
表１に示すように、板厚ｄ１，ｄ２が下限値、上限値の１／２波長板６３２における三
色偏光変換効率は、いずれも０．８以上となっていることがわかる。また、板厚ｄ１，ｄ
２が下限値よりも小さい、あるいは、上限値よりも大きい場合、三色偏光変換効率は、０
．８未満となっていることがわかる。つまり、偏光変換素子６が入射光対応状態で設置さ
れることで、板厚ｄ１，ｄ２が２１．２μｍ〜５０．０μｍ，１３．５μｍ〜３１．９μ
ｍの第１，第２水晶板６３３，６３４から構成される１／２波長板６３２が第１光入射面
６１１に対して４５°傾斜した状態となる場合、１／２波長板６３２の三色偏光変換効率
は、０．８以上になる。
【００５７】
次に、第１実施形態の偏光変換素子６を用いたプロジェクタの一例を図１４に基づいて
説明する。
プロジェクタ１は、外装筺体２と、投射光学装置としての投射レンズ３と、光学ユニッ
ト４等を備える。
光学ユニット４は、光源装置４１と、均一照明光学装置４２と、色分離光学装置４３と
、リレー光学装置４４と、光学装置４５と、これら光学部品４２〜４５を内部に収納配置
する光学部品用筐体４６とを備える。
光源装置４１は、光源ランプ４１１と、リフレクタ４１２と、平行化レンズ４１３とを
有しており、光源ランプ４１１から射出された放射状の光束をリフレクタ４１２にて反射
させ、平行化レンズ４１３を介して平行光として射出する。
【００５８】
均一照明光学装置４２は、第１レンズアレイ４２１と、第２レンズアレイ４２２と、上
述の偏光変換素子６と、重畳レンズ４２４とを備える。
第１レンズアレイ４２１は、入射光軸方向から見て略矩形状の輪郭を有する第１小レン
ズが、入射光軸に対し略直交する面内においてマトリクス状に配列された構成を有してい
る。各第１小レンズは、光源装置４１から射出される光束を複数の部分光束に分割してい
る。
第２レンズアレイ４２２は、第１レンズアレイ４２１と略同様な構成を有しており、第
２小レンズがマトリクス状に配列された構成を有している。この第２レンズアレイ４２２
は、重畳レンズ４２４とともに、第１レンズアレイ４２１の各第１小レンズの像を光学装
置４５の後述する液晶パネル上に結像させる機能を有している。
【００５９】
偏光変換素子６は、第２レンズアレイ４２２と重畳レンズ４２４との間に、プロジェク
タ１の設計上の照明光軸と、第１，第２光入射面６１１，６２１とが直交し、かつ、第１
，第２水晶板６３３，６３４の第１，第２光学軸方位角が１６．３°，５９．６°となる
ように設置されている。ここで、第２レンズアレイ４２２の焦点位置などにより、第２レ
ンズアレイ４２２からの射出光が第１，第２光入射面６１１，６２１に−１０°〜＋１０
°の入射角度で入射される。つまり、偏光変換素子６は、入射光対応状態で設置されてい
る。
この偏光変換素子６は、第２レンズアレイ４２２からの三色波長帯の光のＳ偏光成分を
偏光分離膜６３１および反射膜６５で反射して射出するとともに、偏光分離膜６３１を透
過したＰ偏光成分を１／２波長板６３２により０．８以上の三色偏光変換効率でＳ偏光成
分に変換して射出する。つまり、偏光変換素子６は、略１種類の偏光光に変換する。
具体的に、偏光変換素子６によって略１種類の偏光光に変換された各部分光は、重畳レ
ンズ４２４によって最終的に光学装置４５の後述する液晶パネル上にほぼ重畳される。偏
光光を変調するタイプの液晶パネルを用いたプロジェクタでは、１種類の偏光光しか利用
できないため、ランダムな偏光光を発する光源装置４１からの光の略半分を利用できない
。このため、偏光変換素子６を用いることで、光源装置４１からの射出光を略１種類の偏
光光に変換し、光学装置４５での光の利用効率を高めている。
【００６０】
色分離光学装置４３は、２枚のダイクロイックミラー４３１，４３２と、反射ミラー４
３３とを備え、ダイクロイックミラー４３１，４３２により均一照明光学装置４２から射
出された複数の部分光束を、赤、緑、青の３色の色光に分離する機能を有している。
リレー光学装置４４は、入射側レンズ４４１、リレーレンズ４４３、及び反射ミラー４
４２，４４４を備え、色分離光学装置４３で分離された赤色光を光学装置４５の後述する
赤色光用の液晶パネルまで導く機能を有している。
【００６１】
この際、色分離光学装置４３のダイクロイックミラー４３１では、均一照明光学装置４
２から射出された光束の青色光成分が反射するとともに、赤色光成分と緑色光成分とが透
過する。ダイクロイックミラー４３１によって反射した青色光は、反射ミラー４３３で反
射し、フィールドレンズ４２５を通って光学装置４５の後述する青色光用の液晶パネルに
達する。
このフィールドレンズ４２５は、第２レンズアレイ４２２から射出された各部分光束を
その中心軸（主光線）に対して平行な光束に変換する。他の緑色光用、赤色光用の液晶パ
ネルの光束入射側に設けられたフィールドレンズ４２５も同様である。
【００６２】
ダイクロイックミラー４３１を透過した赤色光と緑色光のうちで、緑色光はダイクロイ
ックミラー４３２によって反射し、フィールドレンズ４２５を通って光学装置４５の後述
する緑色光用の液晶パネルに達する。一方、赤色光はダイクロイックミラー４３２を透過
してリレー光学装置４４を通り、さらにフィールドレンズ４２５を通って光学装置４５の
後述する赤色光用の液晶パネルに達する。
【００６３】
光学装置４５は、光変調装置としての３枚の液晶パネル４５１（赤色光用の液晶パネル
を４５１Ｒ、緑色光用の液晶パネルを４５１Ｇ、青色光用の液晶パネルを４５１Ｂとする
）と、これら液晶パネル４５１の光束入射側及び光束射出側にそれぞれ配置される偏光素
子５と、クロスダイクロイックプリズム４５４とを備える。
【００６４】
偏光素子５は、各液晶パネル４５１の光束入射側にそれぞれ配置される入射側偏光板５
Ａと、各液晶パネル４５１の光束射出側にそれぞれ配置される射出側偏光板５Ｂとを備え
る。
入射側偏光板５Ａは、色分離光学装置４３で分離された各色光のうち、偏光変換素子６
で揃えられた偏光方向と略同一方向の偏光方向を有する偏光光のみ透過させ、その他の光
束を吸収するものである。
液晶パネル４５１は、入射側偏光板５Ａから射出された偏光光束の偏光方向を変調する
。
射出側偏光板５Ｂは、入射側偏光板５Ａと略同様の構成を有し、液晶パネル４５１の画
像形成領域から射出された光束のうち、入射側偏光板５Ａにおける光束の透過軸と直交す
る偏光方向を有する光束のみ透過させ、その他の光束を吸収する。
【００６５】
クロスダイクロイックプリズム４５４は、射出側偏光板５Ｂから射出された色光毎に変
調された光学像を合成してカラー画像を形成する。このクロスダイクロイックプリズム４
５４で形成されたカラー画像は、上述した投射レンズ３によりスクリーン等へ拡大投射さ
れる。
【００６６】
従って、第１実施形態では、次の作用効果を奏することができる。
偏光変換素子６の１／２波長板６３２を構成する第１，第２水晶板６３３，６３４の板
厚ｄ１，ｄ２を２１．２μｍ〜５０．０μｍ，１３．５μｍ〜３１．９μｍに設定してい
るので、偏光変換素子６を入射光対応状態で設置したときの１／２波長板６３２での三色
偏光変換効率を０．８以上にすることができる。従って、偏光変換素子６をプロジェクタ
１における第２レンズアレイ４２２の光射出側に設置した場合でも、つまり−１０°〜＋
１０°の入射角度で入射光が入射される場合であっても、１／２波長板６３２で三色波長
帯の入射光を０．８以上の三色偏光変換効率で偏光光に変換することができ、実用性を有
する偏光変換素子６を提供できる。さらに、１／２波長板６３２を上記式（１）に基づく
性能を有する第１，第２水晶板６３３，６３４で構成しているので、高い偏光変換効率を
有する偏光変換素子６を提供できる。
また、偏光変換素子６をプロジェクタ１に使用すると、実用的に問題がない青色成分、
緑色成分、赤色成分の再現性を有し、かつ、問題がない明るさの映像を投射できる。
【００６７】
次に、本発明の第２実施形態を図面に基づいて説明する。この第２実施形態では、青色
偏光変換効率が０．８以上の１／２波長板を有する偏光変換素子について説明する。
図１、図２に示すように、偏光変換素子６Ａを構成する１／２波長板６３６は、Ｙカッ
ト水晶基板を基にして、板厚ｄ１１，ｄ１２が１６．８μｍ〜４３．７μｍ，１０．７μ
ｍ〜２７．８μｍの板状に形成された第１，第２水晶板６３７，６３８から構成されてい
る。この１／２波長板６３６は、入射面６３３Ｂに４５°の入射角度で入射光ＬのＰ偏光
成分が入射される状態で、かつ、第１，第２水晶板６３７，６３８の第１，第２光学軸方
位角が１６．３°，５９．６°となる状態で設けられる。また、１／２波長板６３６は、
上記式（１）に基づく性能を有する第１，第２水晶板６３７，６３８から構成されている
。
【００６８】
そして、第１実施形態の１／２波長板６３２と同様の方法により、光線進行角度θ５が
０°、入射光Ｌの入射角度θ６が−１０°〜＋１０°のときの青色波長帯（４００ｎｍ〜
５００ｎｍ）における平均偏光変換効率を求め、青色波長帯全域において平均したものを
、１／２波長板６３６の青色偏光変換効率として求めた。
【００６９】
具体的に、第１，第２光学軸方位角が１６．３°，５９．６°に設定された第１，第２
水晶板６３７，６３８の板厚ｄ１１，ｄ１２を図７の関係に基づいて設定し、かつ、光線
進行角度θ５を０°に設定した場合の１／２波長板６３６の青色偏光変換効率は、図９に
示すようになった。
この図９および図７から、第１，第２水晶板６３７，６３８の板厚ｄ１１，ｄ１２が１
６．８μｍ〜４３．７μｍ，１０．７μｍ〜２７．８μｍの場合、青色変換効率が０．８
以上となることがわかる。
そして、第１，第２水晶板６３７，６３８の板厚ｄ１１，ｄ１２が下限値（１６．８μ
ｍ，１０．７μｍ）、上限値（４３．７μｍ，２７．８μｍ）の場合、青色偏光変換効率
は、以下のようになった。
【００７０】
板厚ｄ１１，ｄ１２が下限値の場合、光線進行角度θ５が−０°、＋９０°のときの偏
光変換効率は、図１５、図１６に示すようになった。さらに、板厚ｄ１１，ｄ１２が上限
値の場合、光線進行角度θ５が０°、＋９０°のときの偏光変換効率は、図１７、図１８
に示すようになった。
そして、図１５〜図１８に示すような青色波長帯領域Ａｂで囲まれる部分の偏光変換効
率を平均したものを、板厚ｄ１１，ｄ１２が下限値、上限値の１／２波長板６３６におけ
る青色偏光変換効率として求めた。また、板厚ｄ１１，ｄ１２が１２．５μｍ，７．９μ
ｍの場合、６９．６μｍ，４４．４μｍの場合のそれぞれにおける青色偏光変換効率を求
めた。さらに、青色偏光変換効率が最大となる板厚ｄ１１，ｄ１２を求めた。それらの結
果を表２に示す。
【００７１】
【表２】
0005109762.tif 000016
【００７２】
表２に示すように、板厚ｄ１１，ｄ１２が下限値、上限値の１／２波長板６３６におけ
る青色偏光変換効率は、いずれも０．８以上となっていることがわかる。また、板厚ｄ１
１，ｄ１２が下限値よりも小さい場合、上限値よりも大きい場合、青色偏光変換効率は、
０．８未満となっていることがわかる。つまり、偏光変換素子６Ａが入射光対応状態で設
置されることで、板厚ｄ１１，ｄ１２が１６．８μｍ〜４３．７μｍ，１０．７μｍ〜２
７．８μｍの第１，第２水晶板６３７，６３８から構成される１／２波長板６３６が第１
光入射面６１１に対して４５°傾斜した状態となる場合、１／２波長板６３６の青色偏光
変換効率は、０．８以上になる。
【００７３】
この第２実施形態の偏光変換素子６Ａは、例えば図１４に示すようなプロジェクタ１の
光源装置４１の代わりに、青色波長帯のみの光を射出する青色光源装置、緑色波長帯のみ
の光を射出する緑色光源装置、赤色波長帯のみの光を射出する赤色光源装置を備えたプロ
ジェクタ（以下、ＲＧＢ光源プロジェクタと称す）に適用することができる。具体的には
、偏光変換素子６Ａは、ＲＧＢ光源プロジェクタの青色光源装置の設計上の照明光軸と、
第１，第２光入射面６１１，６２１とが直交し、かつ、第１，第２水晶板６３７，６３８
の第１，第２光学軸方位角が１６．３°，５９．６°となるように、つまり入射光対応状
態で設置される。
また、偏光変換素子６Ａは、図１４に示すような構成のうち偏光変換素子６が設けられ
ていないプロジェクタ１において、ダイクロイックミラー４３１と、入射側偏光板５Ａと
の間の光路中に、上述の入射光対応状態で設置される。
この偏光変換素子６Ａは、入射される青色波長帯の入射光を０．８以上の青色偏光変換
効率でＳ偏光成分に変換して射出する。
【００７４】
従って、第２実施形態では、次の作用効果を奏することができる。
偏光変換素子６Ａの１／２波長板６３６を構成する第１，第２水晶板６３７，６３８の
板厚ｄ１１，ｄ１２を１６．８μｍ〜４３．７μｍ，１０．７μｍ〜２７．８μｍに設定
しているので、偏光変換素子６Ａを入射光対応状態で設置したときの１／２波長板６３６
での青色偏光変換効率を０．８以上にすることができ、実用性を有する偏光変換素子６Ａ
を提供できる。さらに、１／２波長板６３６を上記式（１）に基づく性能を有する第１，
第２水晶板６３７，６３８で構成しているので、高い偏光変換効率を有する偏光変換素子
６Ａを提供できる。
また、偏光変換素子６ＡをＲＧＢ光源プロジェクタに使用すると、実用的に問題がない
青色成分の再現性を有し、かつ、問題がない明るさの映像を投射できる。
【００７５】
次に、本発明の第３実施形態を図面に基づいて説明する。この第３実施形態では、緑色
偏光変換効率が０．８以上の１／２波長板を有する偏光変換素子について説明する。
図１、図２に示すように、偏光変換素子６Ｂを構成する１／２波長板６４０は、Ｙカッ
ト水晶基板を基にして、板厚ｄ２１，ｄ２２が２１．０μｍ〜５５．６μｍ，１３．４μ
ｍ〜３５．４μｍの板状に形成された第１，第２水晶板６４１，６４２から構成されてい
る。この１／２波長板６４０は、入射面６３３Ｂに４５°の入射角度で入射光ＬのＰ偏光
成分が入射される状態で、かつ、第１，第２水晶板６４１，６４２の第１，第２光学軸方
位角が１６．３°，５９．６°となる状態で設けられる。また、１／２波長板６４０は、
上記式（１）に基づく性能を有する第１，第２水晶板６４１，６４２から構成されている
。
【００７６】
そして、第１実施形態の１／２波長板６３２と同様の方法により、光線進行角度θ５が
０°、入射光Ｌの入射角度θ６が−１０°〜＋１０°のときの緑色波長帯（５００ｎｍ〜
６００ｎｍ）における平均偏光変換効率を求め、緑色波長帯全域において平均したものを
、１／２波長板６４０の緑色偏光変換効率として求めた。
【００７７】
具体的に、第１，第２光学軸方位角が１６．３°，５９．６°に設定された第１，第２
水晶板６４１，６４２の板厚ｄ２１，ｄ２２を図７の関係に基づいて設定し、かつ、光線
進行角度θ５を０°に設定した場合の１／２波長板６４０の緑色偏光変換効率は、図９に
示すようになった。
この図９および図７から、第１，第２水晶板６４１，６４２の板厚ｄ２１，ｄ２２が２
１．０μｍ〜５５．６μｍ，１３．４μｍ〜３５．４μｍの場合、緑色変換効率が０．８
以上となることがわかる。
そして、第１，第２水晶板６４１，６４２の板厚ｄ２１，ｄ２２が下限値（１６．８μ
ｍ，１０．７μｍ）、上限値（４３．７μｍ，２７．８μｍ）の場合、緑色偏光変換効率
は、以下のようになった。
【００７８】
板厚ｄ２１，ｄ２２が下限値の場合、光線進行角度θ５が−０°、＋９０°のときの偏
光変換効率は、図１９、図２０に示すようになった。さらに、板厚ｄ２１，ｄ２２が上限
値の場合、光線進行角度θ５が０°、＋９０°のときの偏光変換効率は、図２１、図２２
に示すようになった。
そして、図１９〜図２２に示すような緑色波長帯領域Ａｇで囲まれる部分の偏光変換効
率を平均したものを、板厚ｄ２１，ｄ２２が下限値、上限値の１／２波長板６４０におけ
る緑色偏光変換効率として求めた。また、板厚ｄ２１，ｄ２２が１２．５μｍ，７．９μ
ｍの場合、６９．６μｍ，４４．４μｍの場合のそれぞれにおける緑色偏光変換効率を求
めた。さらに、緑色偏光変換効率が最大となる板厚ｄ２１，ｄ２２を求めた。それらの結
果を表３に示す。
【００７９】
【表３】
0005109762.tif 000017
【００８０】
表３に示すように、板厚ｄ２１，ｄ２２が下限値、上限値の１／２波長板６４０におけ
る緑色偏光変換効率は、いずれも０．８以上となっていることがわかる。また、板厚ｄ２
１，ｄ２２が下限値よりも小さい場合、上限値よりも大きい場合、緑色偏光変換効率は、
０．８未満となっていることがわかる。つまり、偏光変換素子６Ｂが入射光対応状態で設
置されることで、板厚ｄ２１，ｄ２２が２１．０μｍ〜５５．６μｍ，１３．４μｍ〜３
５．４μｍの第１，第２水晶板６４１，６４２から構成される１／２波長板６４０が第１
光入射面６１１に対して４５°傾斜した状態となる場合、１／２波長板６４０の緑色偏光
変換効率は、０．８以上になる。
【００８１】
この第３実施形態の偏光変換素子６Ｂは、例えばＲＧＢ光源プロジェクタの緑色光源装
置の設計上の照明光軸上に、上述の入射光対応状態で設置される。
また、偏光変換素子６Ｂは、図１４に示すような構成のうち偏光変換素子６が設けられ
ていないプロジェクタ１において、ダイクロイックミラー４３２と、入射側偏光板５Ａと
の間の光路中に、上述の入射光対応状態で設置される。
この偏光変換素子６Ｂは、入射される緑色波長帯の入射光を０．８以上の緑色偏光変換
効率でＳ偏光成分に変換して射出する。
【００８２】
従って、第３実施形態では、次の作用効果を奏することができる。
偏光変換素子６Ｂの１／２波長板６４０を構成する第１，第２水晶板６４１，６４２の
板厚ｄ２１，ｄ２２を２１．０μｍ〜５５．６μｍ，１３．４μｍ〜３５．４μｍに設定
しているので、偏光変換素子６Ｂを入射光対応状態で設置したときの１／２波長板６４０
での緑色偏光変換効率を０．８以上にすることができ、実用性を有する偏光変換素子６Ｂ
を提供できる。さらに、１／２波長板６４０を上記式（１）に基づく性能を有する第１，
第２水晶板６４１，６４２で構成しているので、高い偏光変換効率を有する偏光変換素子
６Ｂを提供できる。
また、偏光変換素子６Ｂをプロジェクタ１に使用すると、実用的に問題がない緑色成分
の再現性を有し、かつ、問題がない明るさの映像を投射できる。
【００８３】
次に、本発明の第４実施形態を図面に基づいて説明する。この第４実施形態では、赤色
偏光変換効率が０．８以上の１／２波長板を有する偏光変換素子について説明する。
図１、図２に示すように、偏光変換素子６Ｃを構成する１／２波長板６４４は、Ｙカッ
ト水晶基板を基にして、板厚ｄ３１，ｄ３２が２５．３μｍ〜６７．２μｍ，１６．１μ
ｍ〜４２．８μｍの板状に形成された第１，第２水晶板６４５，６４６から構成されてい
る。この１／２波長板６４４は、入射面６３３Ｂに４５°の入射角度で入射光ＬのＰ偏光
成分が入射される状態で、かつ、第１，第２水晶板６４５，６４６の第１，第２光学軸方
位角が１６．３°，５９．６°となる状態で設けられる。また、１／２波長板６４４は、
上記式（１）に基づく性能を有する第１，第２水晶板６４５，６４６から構成されている
。
【００８４】
そして、第１実施形態の１／２波長板６３２と同様の方法により、光線進行角度θ５が
０°、入射光Ｌの入射角度θ６が−１０°〜＋１０°のときの赤色波長帯（６００ｎｍ〜
７００ｎｍ）における平均偏光変換効率を求め、赤色波長帯全域において平均したものを
、１／２波長板６４４の赤色偏光変換効率として求めた。
【００８５】
具体的に、第１，第２光学軸方位角が１６．３°，５９．６°に設定された第１，第２
水晶板６４５，６４６の板厚ｄ３１，ｄ３２を図７の関係に基づいて設定し、かつ、光線
進行角度θ５を０°に設定した場合の１／２波長板６４４の赤色偏光変換効率は、図９に
示すようになった。
この図９および図７から、第１，第２水晶板６４５，６４６の板厚ｄ３１，ｄ３２が２
５．３μｍ〜６７．２μｍ，１６．１μｍ〜４２．８μｍの場合、赤色変換効率が０．８
以上となることがわかる。
そして、第１，第２水晶板６４５，６４６の板厚ｄ３１，ｄ３２が下限値（２５．３μ
ｍ，１６．１μｍ）、上限値（６７．２μｍ，４２．８μｍ）の場合、赤色偏光変換効率
は、以下のようになった。
【００８６】
板厚ｄ３１，ｄ３２が下限値の場合、光線進行角度θ５が−０°、＋９０°のときの偏
光変換効率は、図２３、図２４に示すようになった。さらに、板厚ｄ３１，ｄ３２が上限
値の場合、光線進行角度θ５が０°、＋９０°のときの偏光変換効率は、図２５、図２６
に示すようになった。
そして、図２３〜図２６に示すような赤色波長帯領域Ａｒで囲まれる部分の偏光変換効
率を平均したものを、板厚ｄ３１，ｄ３２が下限値、上限値の１／２波長板６４４におけ
る赤色偏光変換効率として求めた。また、板厚ｄ３１，ｄ３２が２５．３μｍ〜６７．２
μｍの場合、１６．１μｍ〜４２．８μｍの場合のそれぞれにおける赤色偏光変換効率を
求めた。さらに、赤色偏光変換効率が最大となる板厚ｄ３１，ｄ３２を求めた。それらの
結果を表４に示す。
【００８７】
【表４】
0005109762.tif 000018
【００８８】
表４に示すように、板厚ｄ３１，ｄ３２が下限値、上限値の１／２波長板６４４におけ
る赤色偏光変換効率は、いずれも０．８以上となっていることがわかる。また、板厚ｄ３
１，ｄ３２が下限値よりも小さい場合、上限値よりも大きい場合、赤色偏光変換効率は、
０．８未満となっていることがわかる。つまり、偏光変換素子６Ｃが入射光対応状態で設
置されることで、板厚ｄ３１，ｄ３２が２５．３μｍ〜６７．２μｍ，１６．１μｍ〜４
２．８μｍの第１，第２水晶板６４５，６４６から構成される１／２波長板６４４が第１
光入射面６１１に対して４５°傾斜した状態となる場合、１／２波長板６４４の赤色偏光
変換効率は、０．８以上になる。
【００８９】
この第４実施形態の偏光変換素子６Ｃは、例えばＲＧＢ光源プロジェクタの赤色光源装
置の設計上の照明光軸上に、上述の入射光対応状態で設置される。
また、偏光変換素子６Ｃは、図１４に示すような構成のうち偏光変換素子６が設けられ
ていないプロジェクタ１において、反射ミラー４４２と、入射側偏光板５Ａとの間の光路
中に、上述の入射光対応状態で設置される。
この偏光変換素子６Ｃは、入射される赤色波長帯の入射光を０．８以上の赤色偏光変換
効率でＳ偏光成分に変換して射出する。
【００９０】
従って、第４実施形態では、次の作用効果を奏することができる。
偏光変換素子６Ｃの１／２波長板６４４を構成する第１，第２水晶板６４５，６４６の
板厚ｄ３１，ｄ３２を２５．３μｍ〜６７．２μｍ，１６．１μｍ〜４２．８μｍに設定
しているので、偏光変換素子６Ｃを入射光対応状態で設置したときの１／２波長板６４４
での赤色偏光変換効率を０．８以上にすることができ、実用性を有する偏光変換素子６Ｃ
を提供できる。さらに、１／２波長板６４４を上記式（１）に基づく性能を有する第１，
第２水晶板６４５，６４６で構成しているので、高い偏光変換効率を有する偏光変換素子
６Ｃを提供できる。
また、偏光変換素子６Ｃをプロジェクタ１に使用すると、実用的に問題がない赤色成分
の再現性を有し、かつ、問題がない明るさの映像を投射できる。
【００９１】
プロジェクタ光源は例えば白色光の場合、波長帯による輝度分布を有する。しかし、プ
ロジェクタを観察する人間の視感度によって、上記輝度に反して一部の波長帯を明るくし
たい場合がある。また、Ｒ光（赤色光）、Ｇ光（緑色光）、Ｂ光（青色光）の単色波長帯
光源から合成された投射光を用いるプロジェクタも提案されている。
これらのプロジェクタに本願の偏光変換素子を用いれば、波長帯による偏光効率を最適
にでき、特定な波長帯の偏光光を強く得ることができるので、観察する人間は希望した色
合いが明るい映像を観察できる。
【００９２】
なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる
範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば、偏光変換素子６、６Ａ，６Ｂ，６Ｃの用途として、プロジェクタに用いる構成
を例示したが、これに限定されるものではなく、プロジェクタ以外の装置に用いてもよい
。
【産業上の利用可能性】
【００９３】
本発明は、プロジェクタ、その他の装置に用いられる偏光変換素子に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００９４】
【図１】本発明の第１〜第４実施形態にかかる偏光変換素子の構成を示す模式図であり、（Ａ）は断面図、（Ｂ）は（Ａ）のＱ部分を拡大した断面図。
【図２】前記第１〜第４実施形態にかかる偏光変換素子の要部を示す模式図であり、（Ａ）は１／２波長板の光学軸方位角を示し、（Ｂ）は投影光学軸方位角を示す。
【図３】前記第１実施形態にかかる光学軸方位角および投影光学軸方位角の関係を示す説明図。
【図４】前記第１実施形態にかかる１／２波長板を説明するためのポアンカレ球を示す斜視図。
【図５】前記第１実施形態にかかるポアンカレ球をＳ３軸方向から示す平面図。
【図６】前記第１実施形態にかかるポアンカレ球の赤道面の偏光を直線上に示した図。
【図７】前記第１〜第４実施形態にかかる最適化された第１，第２水晶板の板厚の関係を示すグラフ。
【図８】前記第１実施形態にかかる入射光の光線進行角度及び入射角度を説明する説明図。
【図９】前記第１〜第４実施形態にかかる第１水晶板の板厚と偏光変換効率との関係を示すグラフ。
【図１０】前記第１実施形態にかかる三色波長帯用１／２波長板を構成する第１，第２水晶板の板厚が下限値であり、かつ、光線進行角度が０°のときの偏光変換効率を示すグラフ。
【図１１】前記第１実施形態にかかる三色波長帯用１／２波長板を構成する第１，第２水晶板の板厚が下限値であり、かつ、光線進行角度が＋９０°のときの偏光変換効率を示すグラフ。
【図１２】前記第１実施形態にかかる三色波長帯用１／２波長板を構成する第１，第２水晶板の板厚が上限値であり、かつ、光線進行角度が０°のときの偏光変換効率を示すグラフ。
【図１３】前記第１実施形態にかかる三色波長帯用１／２波長板を構成する第１，第２水晶板の板厚が上限値であり、かつ、光線進行角度が＋９０°のときの偏光変換効率を示すグラフ。
【図１４】前記第１実施形態にかかるプロジェクタを示す概念図。
【図１５】前記第２実施形態にかかる青色波長帯用１／２波長板を構成する第１，第２水晶板の板厚が下限値であり、かつ、光線進行角度が０°のときの偏光変換効率を示すグラフ。
【図１６】前記第２実施形態にかかる青色波長帯用１／２波長板を構成する第１，第２水晶板の板厚が下限値であり、かつ、光線進行角度が＋９０°のときの偏光変換効率を示すグラフ。
【図１７】前記第２実施形態にかかる青色波長帯用１／２波長板を構成する第１，第２水晶板の板厚が上限値であり、かつ、光線進行角度が０°のときの偏光変換効率を示すグラフ。
【図１８】前記第２実施形態にかかる青色波長帯用１／２波長板を構成する第１，第２水晶板の板厚が上限値であり、かつ、光線進行角度が＋９０°のときの偏光変換効率を示すグラフ。
【図１９】前記第３実施形態にかかる緑色波長帯用１／２波長板を構成する第１，第２水晶板の板厚が下限値であり、かつ、光線進行角度が０°のときの偏光変換効率を示すグラフ。
【図２０】前記第３実施形態にかかる緑色波長帯用１／２波長板を構成する第１，第２水晶板の板厚が下限値であり、かつ、光線進行角度が＋９０°のときの偏光変換効率を示すグラフ。
【図２１】前記第３実施形態にかかる緑色波長帯用１／２波長板を構成する第１，第２水晶板の板厚が上限値であり、かつ、光線進行角度が０°のときの偏光変換効率を示すグラフ。
【図２２】前記第３実施形態にかかる緑色波長帯用１／２波長板を構成する第１，第２水晶板の板厚が上限値であり、かつ、光線進行角度が＋９０°のときの偏光変換効率を示すグラフ。
【図２３】前記第４実施形態にかかる赤色波長帯用１／２波長板を構成する第１，第２水晶板の板厚が下限値であり、かつ、光線進行角度が０°のときの偏光変換効率を示すグラフ。
【図２４】前記第４実施形態にかかる赤色波長帯用１／２波長板を構成する第１，第２水晶板の板厚が下限値であり、かつ、光線進行角度が＋９０°のときの偏光変換効率を示すグラフ。
【図２５】前記第４実施形態にかかる赤色波長帯用１／２波長板を構成する第１，第２水晶板の板厚が上限値であり、かつ、光線進行角度が０°のときの偏光変換効率を示すグラフ。
【図２６】前記第４実施形態にかかる赤色波長帯用１／２波長板を構成する第１，第２水晶板の板厚が上限値であり、かつ、光線進行角度が＋９０°のときの偏光変換効率を示すグラフ。
【符号の説明】
【００９５】
１…プロジェクタ、３…投射光学装置としての投射レンズ、６，６Ａ，６Ｂ，６Ｃ…偏
光変換素子、４１…光源装置、６１，６２…第１，第２透光基材、６３…偏光分離変換層
、６５…反射膜、４５１…光変調装置としての液晶パネル、６１１，６２１…第１，第２
光入射面、６３１…偏光分離膜、６３２，６３６，６４０，６４４…１／２波長板、６３
３，６３７，６４１，６４５…第１水晶板、６３４，６３８，６４２，６４６…第２水晶
板、Ｌ…入射光
【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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【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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