(57)【要約】【課題】光線の透過特性の良好な偏光変換装置を提供する。【解決手段】偏光変換装置１００の遮光板２０上に配置された偏光変換素子本体６０は、該偏光変換素子本体６０を挟んで遮光板２０上に配置される押え板３０により保持されている。偏光変換素子本体６０上に選択的に設けられた複数の位相差板５０，５０'の長手方向と平行な方向の偏光変換素子本体６０の上下の端面は、押え板３０の上側および下側保持部３５（一方は図示せず）により位置が規制されて保持されている。また、偏光変換素子本体６０の前記上下の端面と直交する方向である左右の端面および出射面の端部近傍は、断面Ｌ字形の複数のＰＢＳ保持部３２および位相差板保持部３３により保持されている。遮光板２０と押え板３０とは、固定手段としての複数の止めねじ７９により固定されている。【選択図】図１
2009186703.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
偏光変換素子をホルダーで保持した偏光変換装置であって、
前記偏光変換素子はプレート型の偏光分離素子と複数の位相差板とからなり、
前記ホルダーは、ベース板と、押え板と、前記ベース板および前記押え板を固定する固定手段と、からなり、
前記偏光分離素子の一方の面には入射光領域と非入射光領域が設けられ、
前記ベース板は、前記入射光領域に沿って設けられた開口部と、前記非入射光領域に沿って設けられた非開口部と、を有し、
前記押え板は、複数の前記位相差板の長手方向に対向する両端部をそれぞれ保持する位相差板押え部と、前記偏光分離素子の端部を保持する偏光分離素子押え部と、を有し、
前記偏光分離素子押え部が、各々の前記位相差板の出射光の光学面方向の位置を規制するように設けられていることを特徴とする偏光変換装置。
【請求項２】
請求項１に記載の偏光変換装置において、
前記ベース板が前記偏光分離素子の一部の端面の位置を規制し、且つ前記押え板が前記位相差板の端面の一部の位置を規制し、
前記ベース板と前記押え板とを、相互の位置を規制しつつ互いに固定することを特徴とする偏光変換装置。
【請求項３】
請求項１に記載の偏光変換装置において、
前記ベース板の非開口部あるいは開口部のどちらか一方と、位相差板と、がそれぞれ互いに実用上概ね同じ位置に設置されることを特徴とする偏光変換装置。
【請求項４】
請求項１に記載の偏光変換装置において、
前記位相差板押え部は、弾性体を有し、前記位相差板押え部の少なくとも先端側が所定の圧力で前記位相差板を押し当てることを特徴とする偏光変換装置。
【請求項５】
請求項１または２に記載の偏光変換装置において、
前記位相差板押え部と前記偏光分離素子押え部との平面視の長さがそれぞれ異なるように形成されていることを特徴とする偏光変換装置。
【請求項６】
請求項４に記載の偏光変換装置において、
前記弾性体がばねであることを特徴とする偏光変換装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一項に記載の偏光変換装置において、
前記ホルダーが、金属材料から構成されていることを特徴とする偏光変換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、偏光分離素子の出射面に位相差板を選択的に配置した偏光変換素子を備えた偏光変換装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、会議、学会、展示会などでのプレゼンテーションにプロジェクタが多用されている。このようなプロジェクタは、光学部品用筐体内に複数の光学部品を収納し、これらの光学部品を介して、光源から出射された光束を変調した後に拡大投射して投射画像を形成している。このような光学部品として、光源から出射されるランダムな偏光方向を有する光を、一方向の偏光方向を有する直線偏光光に変換する光学素子である偏光変換素子が用いられている。この光学変換素子として、入射されたランダム光をＳ波とＰ波とに分離して出射するプレート型の偏光分離素子（以下、「ＰＢＳ（Polarization Beam Splitter：偏光ビームスプリッタ）」という）の出射面の一部に、Ｓ波またはＰ波に偏光方向を揃える位相差板が選択的に設けられたものが知られている（例えば、特許文献１を参照）。
【０００３】
ここで、プロジェクタの一般的な光学系の構成と、そのなかに用いられる特許文献１に記載の偏光変換素子およびその光学的な作用について図面に沿って説明する。
図５は、一般的な液晶プロジェクタの光学系構成を模式的に示す説明図である。図６は、従来の偏光変換素子を説明するものであり、ＰＢＳの出射面の一部に選択的に貼り付けられて設けられた位相差板を図５の光学系構造の液晶パネル側からみた正面図である。また、図７は、偏光変換素子の光学的な作用を説明する側面図である。
【０００４】
図５に示すように、一般的に、液晶プロジェクタの光学系は、光源ランプ１、第１のフライアイレンズ２、第２のフライアイレンズ３、偏光変換素子６、照明系レンズ７ａ，７ｂ、偏光子８、液晶パネル９、検光子１０、および投射レンズ１１により構成されている。ここで、第１のフライアイレンズ２は、複数の矩形状のレンズセルからなり、また、第２のフライアイレンズ３は、第１のフライアイレンズ２の各レンズセルに対応して配置されている矩形状のレンズセルの集合体からなっており、光源ランプ１からのアーク像を二次光源像として投射させる。また、偏光変換素子６は、第２のフライアイレンズ３から出射されたランダム光をＳ波とＰ波に分離するものであり、ここで、位相差板５は、偏光変換素子６のＰＢＳ４から出射された光をＳ波またはＰ波のいずれかの偏光方向に揃えるためのものである。
【０００５】
ここで、偏光変換素子６は、図６に示すように、ＰＢＳ４の出射面の一部に、複数の位相差板（１／２波長板）５が選択的に設けられて構成されている。ＰＢＳ４は、光の入射面および該入射面と略平行な光の出射面を有する同一形状の第１の透光性部材（第１のプリズム）１４および第２の透光性部材２４をそれぞれ複数有している。
図７に示すように、第１の透光性部材１４の入射面および出射面と所定の角度をなす面には偏光分離膜が形成された偏光分離膜面（ダイクロイック膜面）４ａを有し、該偏光分離膜面４ａと略平行な面には反射膜が形成された反射膜面４ｂを有している。このような第１の透光性部材１４と第２の透光性部材２４とが、交互に複数周期貼り合わされて、プレート型のＰＢＳ４が構成されている。そして、ＰＢＳ４の出射面において、複数の第１の透光性部材１４の出射面に、位相差板５が接着剤により接着されて設けられている。
【０００６】
図７に示すＰＢＳ４と位相差板５とからなる偏光変換素子６において、複数のレンズセルからなる第２のフライアイレンズ３から入射されてくるランダム光（Ｐ波＋Ｓ波）は、ＰＢＳ４の偏光分離膜面４ａにおいて、Ｐ波が透過光とされ、Ｓ波は反射光とされて分光される。偏光分離膜面４ａで反射されたＳ波は、さらに、ＰＢＳ４の反射膜面４ｂで反射され、照明系レンズ７ａの方向（図面左方向、図５を参照）に出射される。一方、偏光分離膜面４ａを透過したＰ波は、ＰＢＳ４の出射側側面に貼り付けられた位相差板５に入射する。
【０００７】
ここで、位相差板５は、例えば旋光特性を有する水晶板からなり、水晶板の光学軸はＰ波に対して４５°に設定されている。このため、位相差板５に入射されたＰ波は、位相差板５を構成する水晶板により９０°旋光されてＳ波の偏波光とされ、照明系レンズ７ａの方向（図面左方向、図５を参照）に出射される。よって、照明系レンズ７ａの方向に出射される光は、偏光分離膜面４ａを透過したＰ波も位相差板５によりＳ波に旋光されることにより、偏光分離膜面４ａで反射され、反射膜面４ｂでさらに反射されたＳ波と偏光方向が揃う状態になる。
【０００８】
【特許文献１】特開２００４−３０９８５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、特許文献１に記載の偏光変換素子６において、接着剤によりＰＢＳ４に位相差板５を貼り付ける際には、貼り付け強度および貼り付け時に発生する気泡の除去性を確保するために、十分な塗布量の接着剤を塗布する必要がある。このため、接着剤の塗布時、および、接着剤を介してＰＢＳ４の出射面に位相差板５を貼り付ける際に、位相差板５が固定される領域から接着剤がはみ出しやすい。このように、位相差板５の固定領域からはみ出した接着剤が、ＰＢＳ４の出射面の光線の透過領域にまで至った場合には、接着剤により透過光の拡散が生じて光の透過効率が部分的に低下し、透過光の光量が不均一になったり、全体的な照度の低下を招いたりするなど、偏光変換素子の光学特性を劣化させる虞があるという問題があった。
また、ＰＢＳ４に貼り付ける位相差板５の位置決めを手作業で行なう場合には、作業者の勘にたよる作業となるため位置ずれが生じやすく歩留りの低下を招く虞があるという問題があった。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
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。
【００１１】
〔適用例１〕本適用例に係る偏光変換装置は、偏光変換素子をホルダーで保持した偏光変換装置であって、前記偏光変換素子はプレート型の偏光分離素子と複数の位相差板とからなり、前記ホルダーは、ベース板と、押え板と、前記ベース板および前記押え板を固定する固定手段と、からなり、前記偏光分離素子の一方の面には入射光領域と非入射光領域が設けられ、前記ベース板は、前記入射光領域に沿って設けられた開口部と、前記非入射光領域に沿って設けられた非開口部と、を有し、前記押え板は、複数の前記位相差板の長手方向に対向する両端部をそれぞれ保持する位相差板押え部と、前記偏光分離素子の端部を保持する偏光分離素子押え部と、を有し、前記偏光分離素子押え部が、各々の前記位相差板の出射光の光学面方向の位置を規制するように設けられていることを特徴とする。
【００１２】
この構成によれば、プレート型の偏光分離素子の出射面の所定の領域に、接着剤を用いることなく、複数の位相差板を選択的に設けることができるので、位相差板が設けられる領域以外の光線の透過領域に接着剤がはみ出したり付着したりすることを防止できる。これにより、光線の透過領域に接着剤がはみ出した場合に起こり得る光の透過効率の低下を防止できるので、光の透過効率が高く、均一な光透過性を有する偏光変換装置を提供することができる。なお、プレート型の偏光分離素子とは断面が略平行四辺形の柱状体からなる透光性部材がそれぞれ交互に複数周期貼り合わされ、光の入射面および該入射面と略平行な光の出射面を有し、前記入射面と所定の角度をなす偏光分離膜面と反射膜面とを有して形成された積層体の光学素子である。
また、押え板の偏光分離素子押え部が、隣接する位相差板の出射光の光学面方向の位置を規制するように設けられているので、この端面部分をガイドとして位相差板を容易に且つ精度よく位置を規制することができるので、作業性が向上して工程の効率化が図れるとともに、位相差板の位置ずれ不良が低減する。
【００１３】
〔適用例２〕上記適用例に係る偏光変換装置において、前記ベース板が前記偏光分離素子の一部の端面の位置を規制し、且つ前記押え板が前記位相差板の端面の位置を規制し、前記ベース板と前記押え板とを、相互の位置を規制しつつ互いに固定することを特徴とする。
【００１４】
この構成によれば、ベース板と押え板の位置を相互に調整して固定すれば、ベース板と押え板によってそれぞれの端面の一部の位置を規制された偏光分離素子と位相差板同士は互いの位置関係を調整できる。よって、各々の位相差板は偏光分離素子に対して、高精度に位置決めできる。
【００１５】
〔適用例３〕上記適用例に係る偏光変換装置において、前記ベース板の非開口部あるいは開口部のどちらか一方と、位相差板と、がそれぞれ互いに実用上概ね同じ位置に設置されることを特徴とする。
【００１６】
上記の構造によれば、ベース板は入射光を入射領域のみに導くことができる。従来技術では、この入射光を入射領域のみに導く素子は遮光板等と呼ばれ、独立した光学素子として用いられてきた。ベース板が遮光板のような、入射光のみを導くように機能すれば、遮光板を減らすことができ、部品点数を削減できる。
【００１７】
〔適用例４〕上記適用例にかかる偏光変換装置において、前記位相差板押え部は、弾性体を有し、前記位相差板押え部の少なくとも先端側が所定の圧力で前記位相板を押し当てることを特徴とする。
【００１８】
この構成によれば、接着剤を用いることなく偏光分離素子に位相差板を固定することができる。これにより、偏光変換素子本体の位相差板が固定される領域と異なる光線の透過領域に接着剤がはみ出した場合に起こり得る光の透過効率の低下を防止できるので、光の透過効率が高く、均一な光透過性を有する偏光変換装置を提供することができる。
【００１９】
〔適用例５〕上記適用例にかかる偏光変換装置において、前記位相差板押え部と前記偏光分離素子押え部との平面視の長さがそれぞれ異なるように形成されていることを特徴とする。
【００２０】
この構成によれば、位相差板を位置決めするときに、偏光分離素子押え部と位相差板押え部との長さの違いにより位相差板が配置される領域を判別することができるので、位置決め作業の作業性が向上し、位置ずれ不良を軽減することができる。
【００２１】
〔適用例６〕上記適用例にかかる偏光変換装置において、前記弾性体がばねであることを特徴とする。
【００２２】
この構成によれば、弾性体がばねであるので、押し当てる圧力を容易に調整できる。
【００２３】
〔適用例７〕上記適用例にかかる偏光変換装置において、前記ホルダーが、金属材料から構成されていることを特徴とする。
【００２４】
この構成によれば、偏光変換素子本体を保持するホルダーとしての剛性を十分に確保できる。また、熱伝導性の高い金属性であるために、偏光変換素子本体で発生する熱を外部へ放熱でき、熱に弱い偏光変換素子本体の熱損傷を防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、偏光変換装置の一実施形態について図面を参照して説明する。
【００２６】
図１は、偏光変換装置の一実施形態を示す斜視図である。また、図２は、本実施形態の偏光変換装置の偏光変換素子本体を説明する部分側面図である。また、図３は、本実施形態の偏光変換装置に用いられるホルダーのベース板としての遮光板を説明するものであり、（ａ）は平面図、（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。また、図４は、本実施形態のホルダーの押え板を説明するものであり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線断面図、（ｃ）は、（ａ）のＣ−Ｃ線断面図、（ｄ）は、（ｃ）の変形例を示す（ａ）のＣ−Ｃ線断面図である。なお、本実施形態を説明する光学系の構成としては、従来技術において説明した図５の光学系構成図と同様の構成からなっている場合について説明する。
【００２７】
〔偏光変換装置〕
図１に示すように、偏光変換装置１００は、偏光分離素子（以下「ＰＢＳ」という）４０上に複数の位相差板５０が選択的に配置されて構成される偏光変換素子本体６０を、この偏光変換素子本体６０の光線の入射面側を保持する遮光板２０と、偏光変換素子本体６０の光線の出射面側から保持する押え板３０とからなるホルダー７０により挟んで保持して構成されている。
以下、偏光変換装置１００の各構成について詳細に説明する。
【００２８】
〔偏光変換素子本体〕
図２に示すように、偏光変換素子本体６０は、ＰＢＳ４０と、ＰＢＳ４０の光線の出射面側に選択的に配置される複数の位相差板５０，５０'とを備えている。なお、本実施形態の偏光変換素子本体６０において、ＰＢＳ４０と複数の位相差板５０，５０'とは接着剤などで接着されてはおらず、上記ホルダー７０により挟まれて保持された態様となっている。
ＰＢＳ４０は、断面が略平行四辺形の柱状の第１の透光性部材４１と第２の透光性部材４２とが交互に複数周期貼り合わされて構成されている。なお、本実施形態のＰＢＳ４０においては、その中央に、断面が略三角形の柱状の第１の透光性部材４１'が配置されている。
ＰＢＳ４０の一部に選択的に設けられる複数の位相差板５０，５０'は、本実施形態では、複数の第１の透光性部材４１，４１'の光線の出射面側に設けられており、第１の透光性部材４１，４１'を透過するＰ型偏光光の偏光軸を９０°回転させるものである。
【００２９】
第１の透光性部材４１，４１'および第２の透光性部材４２の材料としては、板ガラスが用いられる。ただし、ガラス以外の透光性の板状材料を用いることもできる。また、第１の透光性部材４１，４１'と第２の透光性部材４２とのいずれか一方を、他方とは異なる色を有する材料を用いるようにしてもよい。例えば、一方の部材を無色透明な板ガラスで形成し、他方の部材を青色で透明な板ガラスで形成するようにしてもよい。このようにすれば、ＰＢＳ４０を作成するとき、また、ＰＢＳ４０あるいは偏光変換素子本体６０として偏光変換装置１００を構成した後で、第１の透光性部材４１，４１'と第２の透光性部材４２との区別をつけやすいという利点がある。なお、板ガラスとしては、磨き板ガラスやフロートガラスが好ましく、特に、磨き板ガラスが好ましい。
【００３０】
交互に貼り合わされてＰＢＳ４０を形成する第１の透光性部材４１および第２の透光性部材４２のそれぞれの略平行な二つの表面のうち、一方の表面には偏光分離膜面４０ａが形成され、他方の表面には反射膜面４０ｂが形成されている。本実施形態のＰＢＳ４０においては、第１の透光性部材４１の略平行な二つの表面のうち、一方の表面上に偏光分離膜面４０ａが形成され、他方の表面上に反射膜面４０ｂが形成され、第２の透光性部材４２の表面には、これらの膜のいずれも形成されていない構成を示している。なお、本実施形態において、ＰＢＳ４０の中央に配置される断面が略三角形の柱状の第１の透光性部材４１'における偏光分離膜面４０ａは断面略「ハ」字状に構成されている。これにより、特に光源から出射された図中一点鎖線矢印で示す照明光軸上の強い輝度を持つ光線は、この略９０°に接続された偏光分離膜面４０ａに照射される構成となっている。
【００３１】
偏光分離膜面４０ａは、Ｓ偏光とＰ偏光のいずれか一方を選択的に透過させ、他方を選択的に反射する性質を有する偏光分離膜からなっている。通常、このような性質を有する誘電体多層膜を積層することによって、偏光分離膜面４０ａが形成される。
【００３２】
反射膜面４０ｂは、偏光分離膜面４０ａを構成する偏光分離膜とは異なる組成および構成を有する誘電体多層膜を積層することによって形成される反射膜からなっている。誘電体多層膜を積層することによって形成される反射膜面４０ｂは、特定の直線偏光成分（例えばＳ偏光）を約９８％程度の高い反射率で反射することができるので好ましい。反射膜面４０ｂは、偏光分離膜面４０ａで反射された直線偏光成分（Ｓ偏光またはＰ偏光）のみを選択的に反射し、他の直線偏光成分は反射しないような誘電体多層膜で構成されたものが好ましい。なお、反射膜面４０ｂは、アルミニウムなどを蒸着することによって形成するようにしてもよい。
以上、説明した構成の第１の透光性部材４１，４１'と第２の透光性部材４２とは、例えば紫外線硬化タイプの光学接着剤によって交互に複数周期貼り合わされ、これによりＰＢＳ４０が形成されている。
【００３３】
ＰＢＳ４０の出射面側の一部、本実施形態においては、第１の透光性部材４１，４１'の出射面側には、例えば水晶の薄板からなる位相差板５０，５０'が選択的に配置されている。水晶からなる位相差板５０，５０'は、従来の有機物からなるフィルム状の位相差板に比して耐熱性や耐光性に優れている。
なお、ＰＢＳ４０の中央に配置される断面が略三角形の柱状の第１の透光性部材４１'に配置される位相差板５０'は、他の位相差板５０の二枚分の大きさを有している。
【００３４】
〔遮光板〕
次に、偏光変換装置１００においてホルダー７０を構成するベース板としての遮光板２０について説明する。
図３に示すように、遮光板２０は、ステンレスやアルミニウムなどの略矩形平板状の金属からなる基材２１の、ＰＢＳ４０が配置されるＰＢＳ配置領域４０'内に選択的に形成された複数の開口部２５，２５'が設けられている。本実施形態では、ＰＢＳ４０において光線の出射面に位相差板５０，５０’が設けられる第１の透光性部材４１，４１'の入射面と対応する位置に開口部２５，２５'が設けられている。この開口部２５，２５'により、偏光変換装置１００の光線の入射側において配置される遮光板２０は、偏光変換素子本体６０への不要光の遮断を行なう遮光部として機能し、光源からの光線をより一層有効に利用することを可能にする。
ＰＢＳ配置領域４０'内の開口部２５，２５'と異なる領域は、偏光変換装置１００において偏光変換素子本体６０の入射面となるＰＢＳ４０の入射面が当接される入射側当接部となっている。また、基材２１のコーナー部近傍には、偏光変換装置１００におけるホルダー７０において、遮光板２０と対をなす押え板３０との固定手段としての止めねじ７９（図１を参照）が固定される止めねじ孔２９が設けられている。
【００３５】
〔押え板〕
次に、上記遮光板２０上に配置された偏光変換素子本体６０を、遮光板２０との間に挟んで保持する押え板３０について説明する。
図４（ａ）に示すように、押え板３０は、ステンレスやアルミニウムなどの略矩形平板状の金属からなる基材３１の中央に、ＰＢＳ４０の少なくとも光線の透過領域を含む大きさの矩形状の開口部３４が形成された枠体として構成されている。押え板３０の長手方向の対向する二辺側の端部近傍には、基材３１の一部を略直角に折り曲げられることによりリブ３７が形成されている。このリブ３７により、平板状の枠体である押え板３０の剛性が確保され、また、偏光変換素子本体６０を遮光板２０と押え板３０により挟んで保持することにより構成される偏光変換装置１００の剛性を高める効果を奏する。また、基材３１のコーナー部近傍の、上記遮光板２０の止めねじ孔２９（図３を参照）と対応する位置には止めねじ孔３９が設けられている。
【００３６】
開口部３４の長手方向の二辺と直交する方向の対向する二辺それぞれの略中央には、偏光変換素子本体６０の位相差板５０の長手方向と平行な方向である上下の端部をそれぞれ保持する上側および下側保持部３５が設けられている。上側および下側保持部３５は、基材３１の一部に開口部３４から突出する短冊状の突出部を一旦形成し、これを上側に略直角に折り曲げることにより形成されている。
【００３７】
また、開口部３４の上側および下側保持部３５が設けられた二辺と直交する方向の対向する二辺には、偏光変換素子本体６０の左右の端面および光線の出射面側の端部を保持する保持部であって、第２の透光性部材４２の側面および出射面の端部を保持する断面略Ｌ字形状のＰＢＳ保持部３２と、第１の透光性部材４１の側面および第１の透光性部材４１上に配置される位相差板５０の出射面の端部を保持する断面略Ｌ字形状の位相差板保持部３３とが、順次複数ずつ設けられている。
【００３８】
複数のＰＢＳ保持部３２は、基材３１の一部に開口部３４から突出する短冊状の突出部を一旦形成した後、これを上側に略直角に折り曲げることにより形成され第２の透光性部材４２の側面を保持する側面保持部３２ａと、さらに側面保持部３２ａの先端側の所定の位置から開口部３４の中央方向に略直角に折り曲げられて形成され第２の透光性部材４２の出射面側の端部を保持するＰＢＳ押え部３２ｂとを有している。
また、各ＰＢＳ保持部３２の少なくともＰＢＳ押え部３２ｂの長手方向の端部は、偏光変換素子本体６０を遮光板２０と押え板３０とにより挟んで保持した際に、隣接する第１の透光性部材４１上に配置される位相差板５０の長手方向の端面の位置を規制するように設けられている。
【００３９】
同様に、複数の位相差板保持部３３は、基材３１の一部に開口部３４から突出する短冊状の突出部を一旦形成した後、これを上側に略直角に折り曲げて形成され第２の透光性部材４２および位相差板５０の側面を保持する側面保持部３３ａと、さらに側面保持部３３ａの先端側の所定の位置から開口部３４の中央方向に略直角に折り曲げて形成され位相差板５０の出射面側の端部を保持する位相差板押え部３３ｂとを有している。
図４（ｂ），（ｃ）に示すように、位相差板保持部３３の位相差板押え部３３ｂは、ＰＢＳ保持部３２のＰＢＳ押え部３２ｂよりも位相差板５０の厚み分だけ高い位置に形成されている。
【００４０】
複数のＰＢＳ保持部３２および位相差板保持部３３において、それぞれの側面保持部３２ａまたは側面保持部３３ａと、ＰＢＳ押え部３２ｂまたは位相差板押え部３３ｂとがなす折り曲げ角度は、ＰＢＳ押え部３２ｂまたは位相差板押え部３３ｂの先端側がそれぞれ基材３１の方向に向かう傾斜を有するように直角よりも若干小さな角度に設定されている（図示は省略）。このようにすることにより、偏光変換素子本体６０を遮光板２０と押え板３０とにより挟んで保持した際に、偏光変換素子本体６０の出射面に押し当てられたＰＢＳ保持部３２のＰＢＳ押え部３２ｂまたは位相差板保持部３３の位相差板押え部３３ｂが、それらの有するばね力によって押し上げられる方向に変形し、この弾性エネルギーの蓄勢によって偏光変換素子本体６０が所定の保持力で保持されるようになっている。
【００４１】
なお、図４（ｃ）および図１においては、隣接するＰＢＳ保持部３２と位相差板保持部３３とが、基材３１から上方に略直角に折り曲げられた屈曲部分から切り離されるように形成されているが、これに限定されない。例えば、図４（ｄ）に示すように、隣接するＰＢＳ保持部３２と位相差板保持部３３との基材３１から折り曲げられた屈曲部分よりも上方から切り離された構成としてもよい。このようにすれば、ＰＢＳ保持部３２および位相差板保持部３３それぞれの各側面保持部３２ａ，３３ａの剛性が確保される。
【００４２】
〔偏光変換装置〕
図１に戻り、上述した偏光変換素子本体６０、遮光板２０、および押え板３０と、により構成された偏光変換装置１００について詳細に説明する。
図１において、偏光変換装置１００の遮光板２０上に出射面側を当接させて配置された偏光変換素子本体６０は、該偏光変換素子本体６０を挟んで遮光板２０上に配置される押え板３０により保持されている。偏光変換素子本体６０上に選択的に設けられた複数の位相差板５０，５０’の長手方向と平行な方向の偏光変換素子本体６０の上下の端面は、押え板３０の上側および下側保持部３５（一方は図示せず）により位置が規制されて保持されている。また、偏光変換素子本体６０の前記上下の端面と直交する方向である左右の端面および出射面の端部近傍は、断面Ｌ字形の複数のＰＢＳ保持部３２および位相差板保持部３３により保持されている。このうち、偏光変換素子本体６０のＰＢＳ４０の出射面は、ＰＢＳ保持部３２のＰＢＳ押え部３２ｂにより保持され、ＰＢＳ４０上において、ＰＢＳ押え部３２ｂにより長手方向の端面の位置が規制されて配置された位相差板５０，５０’の出射面は、位相差板保持部３３の位相差板押え部３３ｂにより保持されている。
そして、遮光板２０と押え板３０とは、固定手段としての複数の止めねじ７９により固定されている。
【００４３】
このような偏光変換装置１００を組み立てする工程においては、まず、押え板３０のＰＢＳ押え部３２ｂおよび位相差板押え部３３ｂ側を下側にして載置し、押え板３０の開口部３４の長手方向の二辺（図４（ａ）を参照）に対向する二辺に設けられた複数対の位相差板保持部３３の位相差板押え部３３ｂに、位相差板５０の両端部を保持させて架け渡すように配置する。このとき、隣接する一対のＰＢＳ保持部３２のＰＢＳ押え部３２ｂの端面が位相差板５０，５０’の端面の位置を規制するように設けられているので、位相差板５０，５０’の位置合わせはＰＢＳ押え部３２ｂの端面をガイドとした落とし込みにより容易に行える。
次に、押え板３０にＰＢＳ４０を組み込む。ＰＢＳ４０の組み込みも、押え板３０の一方の対向する二辺に設けられた複数対のＰＢＳ保持部３２および位相差板保持部３３の各側面保持部３２ａ，３３ａと、他方の対向する二辺に設けられた一対の上側および下側保持部３５と、によりＰＢＳ４０の四方の側面が規制されるように形成されているので、ＰＢＳ４０の位置合わせはそれらをガイドとした落とし込みにより容易に行える。
そして、複数の位相差板５０およびＰＢＳ４０が組み込まれた押え板３０に遮光板２０を位置合わせして重ね合わせ、複数の止めねじ７９で固定することにより偏光変換装置１００が得られる。
【００４４】
〔偏光変換装置を用いた光学系構成〕
偏光変換装置１００を、例えばプロジェクタに用いた場合の光学系構成は、従来の技術で説明した図５のプロジェクタの光学系の構成図に示したもの同様である。すなわち、図５において、光源ランプ１、第１のフライアイレンズ２、第２のフライアイレンズ３、偏光変換素子６、照明系レンズ７ａ，７ｂ、偏光子８、液晶パネル９、検光子１０、および投射レンズ１１により構成された光学系の構成のうち、偏光変換素子６を偏光変換装置１００に置き換えること以外は、従来の技術において前述した通りである。
偏光変換装置１００は、第２のフライアイレンズ３から出射されたランダム光をＳ波とＰ波に分離するものであり、ここで、位相差板５０，５０'は、偏光変換装置１００のＰＢＳ４０から出射された光をＳ波またはＰ波のいずれかの偏光方向に揃えるためのものになる。なお、このような偏光変換装置１００の偏光変換作用の詳細については、従来の技術にて上述した図７の偏光変換素子６と同様である。
【００４５】
上記実施形態の偏光変換装置１００によれば、ＰＢＳ４０の出射面の所定の領域に、複数の位相差板５０を接着剤を用いることなく設けることができるので、位相差板５０が設けられる出射面と異なる出射面の光線の透過領域に接着剤がはみ出したり付着したりする不良を防止できる。これにより、光線の透過領域に接着剤がはみ出した場合に起こり得る光の透過効率の低下を防止できるので、光の透過効率が高く、均一な光透過性を有する偏光変換装置１００を提供することができる。
また、押え板３０のＰＢＳ保持部３２が、隣接する位相差板保持部３３に配置される位相差板５０の長手方向の端面を規制するように設けられていることにより、このＰＢＳ保持部３２の端面部分をガイドとしての位相差板５０を容易に且つ精度よく位置決めすることができるので、作業性が向上して工程の効率化が図れるとともに、位相差板５０の位置ずれ不良が軽減する。
また、偏光変換素子本体６０への不要光の遮断を行なう遮光板２０をベース板として用いているので、光源からの光線をより一層有効に利用することが可能な偏光変換装置１００を提供できる。
また、偏光変換素子本体６０がホルダー７０により保持されて保護されるので、偏光変換素子を破損させることなく、投影装置などの光学装置の光学系に偏光変換素子を組み込むことができる。
【００４６】
（変形例）
上記実施形態の偏光変換装置１００において、押え板３０を、以下説明する変形例のような形態とすることにより、偏光変換装置１００の製造工程の作業性を向上させることができる。
図８は、偏光変換装置１００の組み立て工程において、作業性を向上せしめる押え板の変形例を説明する平面図である。なお、図８の押え板の構成のうち、ＰＢＳ保持部１３２以外の構成は、上記実施形態の図４（ａ）と同じであるため、同一符号を付して説明を省略する。
【００４７】
図８に示す押え板１３０は、金属からなる基材３１の中央に形成された略矩形の開口部３４の、長手方向の二辺と直交する方向の対向する二辺それぞれの略中央には上側および下側保持部３５が設けられている。また、開口部３４の上側および下側保持部３５が設けられた二辺と直交する方向の対向する二辺には、偏光変換素子本体６０の左右の端面および光線の出射面側の端部を保持する保持部であって、第２の透光性部材４２の側面および出射面の端部を保持するＰＢＳ保持部１３２と、第１の透光性部材４１の側面および第１の透光性部材４１上の位相差板５０の出射面の端部を保持する位相差板保持部３３とが、順次複数ずつ設けられている。
【００４８】
複数の位相差板保持部３３は、基材３１の一部に開口部３４から突出する短冊状の突出部を一旦形成した後、これを上側に略直角に折り曲げることにより形成された側面保持部３３ａと、さらに側面保持部３３ａの先端側の所定の位置から開口部３４の中央方向に折り曲げることにより形成された位相差板押え部３３ｂとにより構成されている（図４（ｂ），（ｃ）を参照）。これと同様に、複数のＰＢＳ保持部１３２は、側面保持部と、開口部３４の中央方向に折り曲げることにより形成されたＰＢＳ押え部とにより構成されている。
複数の位相差板保持部３３の位相差板押え部３３ｂとＰＢＳ保持部１３２のＰＢＳ押え部とは、それぞれ異なる長さにて形成されている。本変形例では、位相差板保持部３３の位相差板押え部３３ｂよりも、ＰＢＳ保持部１３２のＰＢＳ押え部の方が短い長さで形成されている。
【００４９】
このような構成の押え板１３０によれば、複数の位相差板保持部３３およびＰＢＳ保持部１３２のそれぞれの出射面保持部が異なる長さにて形成されているため、作業者がそれらを容易に識別することができるので、偏光変換装置１００の組み立てにおいて作業性が向上する。例えば、位相差板５０を搭載する側のＰＢＳ押え部を平面視で識別できるので、位相差板５０の配置位置を間違えるなどの作業ミスを防止できる。
【００５０】
以上、発明者によってなされた本発明の実施の形態について具体的に説明したが、本発明は上記した実施の形態およびその変形例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えることが可能である。
【００５１】
例えば、上記実施形態の偏光変換装置１００では、偏光変換素子本体６０を保持するホルダー７０のベース板として、第１の透光性部材４１，４１'の入射側の面と対応する位置に開口部２５，２５'を設け、開口部２５，２５'と異なる部分の光を遮断する遮光板２０を用いた。これに限らず、偏光変換素子本体６０の光線の透過領域全体と対応する一つの開口部が形成されたベース板を用いる構成としてもよい。この場合、偏光変換素子本体６０の特定の領域の遮光をしたいのなら、偏光変換素子本体６０の入射面の遮光を望む領域に、例えば金属薄膜などの光を遮断する遮光膜などを設ければよい。
【００５２】
また、上記実施形態および変形例では、偏光変換素子本体６０を保持する遮光板２０（ベース板）および押え板３０，１３０からなるホルダー７０の基材２１，３１に金属材料を用いた。これに限らず、押え板３０，１３０のＰＢＳ保持部３２，１３２および位相差板保持部３３が、偏光変換素子本体６０を保持するのに十分なばね性を有していれば、例えば樹脂材料などにより構成してもよい。
【００５３】
また、上記実施形態の偏光変換装置１００において、ＰＢＳ４０の出射面に配置される位相差板５０，５０'を構成する水晶板は、その光学軸を、入射されてくるＰ波に対して４５°に設定されたものとした。これに限らず、位相差板５０，５０'を構成する水晶板の光学軸が、入射されてくるＰ波に対して１３５°に設定されたものであってもよく、入射されたＰ波を９０°または１８０°のいずれかに旋光させても、Ｓ波の偏波光として出射することができる。また、位相差板５０，５０'に入射される光をＰ波ではなく、Ｓ波とするように構成してもよく、この場合においては、位相差板５０，５０'を構成する水晶板の光学軸を、入射されてくるＳ波に対して４５°のみでなく１３５°に傾斜させて設定することにより、入射されたＳ波を９０°または１８０°のいずれかに旋光させて、Ｐ波の偏波光として出射することができる。
【００５４】
また、上記実施形態の偏光変換装置１００では、ＰＢＳ４０の偏光分離膜面４０ａを透過したＰ波を、位相差板５０，５０'を構成する水晶板によってＳ波に旋光させて、偏光分離膜面４０ａで反射されたＳ波と偏光方向を揃えている例を説明した。これとは逆に、ＰＢＳ４０の出射面に配置する位相差板５０，５０'を、ＰＢＳ４０の偏光分離膜面４０ａを透過してくるＰ波ではなく、ＰＢＳ４０の反射膜面４０ｂで反射されたＳ波側の出射側側面に配置して、反射膜面４０ｂで反射されて出射されてきたＳ波を９０°旋光させて、Ｐ波の偏波光として出射させることにより、照明系レンズ７ａの方向に出射される光としてＰ波に偏光方向を揃えるようにしてもよい。この場合においては、位相差板５０，５０'を構成する水晶板の光学軸は、入射されるＳ波に対して４５°または１３５°に傾斜させて設定すればよい。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】偏光変換装置の一実施形態を説明する斜視図。
【図２】本実施形態の偏光変換素子本体を説明する部分側面図。
【図３】（ａ）は、本実施形態のベース板としての遮光板を説明する平面図、（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａ線断面図。
【図４】（ａ）は、本実施形態の押え板を説明する平面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線断面図、（ｃ）は、（ａ）のＣ−Ｃ線断面図、（ｄ）は、（ｃ）の変形例を示す（ａ）のＣ−Ｃ線断面図。
【図５】一般的な液晶プロジェクタの光学系構成を模式的に示す説明図。
【図６】従来の偏光変換素子を説明する正面図。
【図７】偏光変換素子の光学的な作用を説明する側面図。
【図８】押え板の変形例を説明する平面図。
【符号の説明】
【００５６】
１…光源ランプ、２…第１のフライアイレンズ、３…第２のフライアイレンズ、４，４０…偏光分離素子としてのＰＢＳ、４ａ，４０ａ…偏光分離膜面、４ｂ，４０ｂ…反射膜面、５，５０…位相差板、６…偏光変換素子、７ａ…照明系レンズ、７ｂ…照明系レンズ、８…偏光子、９…液晶パネル、１０…検光子、１１…投射レンズ、１４，４１，４１'…第１の透光性部材、２０…ベース板としての遮光板、２４，４２…第２の透光性部材、２５，２５'…開口部、３０，１３０…押え板、３２，１３２…偏光分離素子保持部としてのＰＢＳ保持部、３２ａ，３３ａ…側面保持部、３２ｂ…偏光分離素子押え部としてのＰＢＳ押え部、３３…位相差板保持部、３３ｂ…位相差板押え部、６０…偏光変換素子本体、７０…ホルダー、７９…固定手段としての止めねじ、１００…偏光変換装置。
【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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