【手続補正書】
【提出日】平成23年3月31日(2011.3.31)
【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】
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、
θｂ＝θａ＋α
を満足し、
前記位相差Γ’ａと前記位相差Γ’ｂは、
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】
2009244520.tif 000001
【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。
【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】積層位相差板、偏光変換素子及び投射型映像装置
【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、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。
【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、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。
【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、
θｂ＝θａ＋α      を満足し、前記位相差Γ’ａと前記位相差Γ’ｂは、
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】
2009244520.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。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
【数２】
2009244520.tif 000003
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２６】
【数３】
2009244520.tif 000004
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２８】
【数４】
2009244520.tif 000005
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３０】
【数５】
2009244520.tif 000006
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３４】
【数６】
2009244520.tif 000007
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３６】
【数７】
2009244520.tif 000008
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３９】
【数８】
2009244520.tif 000009
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４１】
【数９】
2009244520.tif 000010
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４３】
【数１０】
2009244520.tif 000011
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４５】
【数１１】
2009244520.tif 000012
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４７】
【数１２】
2009244520.tif 000013
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５０】
【数１３】
2009244520.tif 000014