JP2005326575A - Polarization rotation element, polarization converting element, lighting device and image display apparatus - Google Patents

Polarization rotation element, polarization converting element, lighting device and image display apparatus Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a polarization rotation element which can arbitrarily rotate the polarization direction without using a wave plate and which is highly efficient and inexpensive. <P>SOLUTION: The polarization rotation element is composed of a pair of roof-type reflection planes comprising two reflection planes 1a, 1b orthogonal to each other (such as a roof-type mirror or prism) with the intersection line (ridge line) of the two reflection planes 1a, 1b tilted at a predetermined angle θ with respect to the polarization direction of the incident light. Thereby, polarized light can be rotated by a simple structure formed by tilting the simple pair 1 of roof-type reflection planes comprising two reflection planes 1a, 1b. Or, polarized light can be extremely efficiently rotated by controlling the tilt angle θ. Further, as the polarization direction is rotated by reflection, retardation difference due to wavelength is eliminated. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、偏光方向を回転させる偏光回転素子及び、その偏光回転素子を用い、偏光方向を揃えて光利用効率の高い偏光変換を行なう偏光変換素子及び、その偏光変換素子を用いた照明装置及び画像表示装置に関する。   The present invention relates to a polarization rotation element that rotates a polarization direction, a polarization conversion element that uses the polarization rotation element to perform polarization conversion with uniform polarization direction and high light use efficiency, and an illumination device that uses the polarization conversion element. The present invention relates to an image display device.

従来の偏光変換器（偏光変換素子）は、例えば図１８に示すような構成となっており、第一の偏光分離素子１０１と、第二の偏光分離素子１０２と、第二の偏光分離素子１０２に設けられた遮光膜１０３とλ／２板１０４で構成されている。この偏光変換器（偏光変換素子）では、入射光を第一の偏光分離素子１０１の４５度方向に傾いた偏光分離膜（ＰＢＳ）１０１ａへと入射させ、該偏光分離膜（ＰＢＳ）１０１ａを透過した透過光と、偏光分離膜（ＰＢＳ）１０１ａで９０度反射された反射光とに分離する。反射光は隣接する第二の偏光分離素子１０２の偏光分離膜（ＰＢＳ）１０２ａで反射され、出射方向に配置されたλ／２板１０４を通過して、偏光方向を９０度回転させられて、先の透過光と同じ偏光方向となって利用される。
このような構成の偏光変換器（偏光変換素子）では、入射光を効率よく偏光分離膜（ＰＢＳ）に入射させるために、入射側の偏光分離膜（ＰＢＳ）のピッチに対応して集光素子アレイを用いることが多い。なお、図示した従来例は１周期であるが、通常は複数のアレイで利用される。 A conventional polarization converter (polarization conversion element) has a configuration as shown in FIG. 18, for example, and includes a first polarization separation element 101, a second polarization separation element 102, and a second polarization separation element 102. The light shielding film 103 and the λ / 2 plate 104 are provided. In this polarization converter (polarization conversion element), incident light is incident on the polarization separation film (PBS) 101a inclined in the 45-degree direction of the first polarization separation element 101, and is transmitted through the polarization separation film (PBS) 101a. The transmitted light is separated from the reflected light reflected by 90 ° by the polarization separation film (PBS) 101a. The reflected light is reflected by the polarization separation film (PBS) 102a of the adjacent second polarization separation element 102, passes through the λ / 2 plate 104 arranged in the emission direction, and the polarization direction is rotated by 90 degrees. It is used in the same polarization direction as the previous transmitted light.
In the polarization converter (polarization conversion element) having such a configuration, in order to make incident light efficiently enter the polarization separation film (PBS), the light condensing element corresponds to the pitch of the polarization separation film (PBS) on the incident side. Often an array is used. The conventional example shown in the figure has one cycle, but is usually used in a plurality of arrays.

この偏光変換器（偏光変換素子）の原理を適用した従来例としては、例えば特許文献１（特に図１１）に示すような構成がある。また、λ／４板を往復させて合計λ／２の位相差により９０度回転させる原理を利用した従来例としては、特許文献２に示す従来例がある。これらの従来例は、いずれも波長板により偏光を回転させている。   As a conventional example to which the principle of this polarization converter (polarization conversion element) is applied, for example, there is a configuration as shown in Patent Document 1 (particularly FIG. 11). Further, as a conventional example using the principle of reciprocating a λ / 4 plate and rotating it by 90 degrees with a phase difference of a total λ / 2, there is a conventional example shown in Patent Document 2. In each of these conventional examples, the polarized light is rotated by a wave plate.

また、非特許文献１及び非特許文献２には、ワイヤグリッド偏光子の原理と特性が記述されており、図１９に示すような構成とともに、偏光変換を伴った照明系の思想が書かれている。
図１９に示す構成では、回転楕円面鏡の第１焦点に光源を置き、第２焦点上にワイヤグリッド（以下ＷＧと記載）偏光子を置いて一方の偏光光を透過させ、他方の偏光を反射させて楕円面鏡のランプ付近を通過させて再び第2焦点に戻し、途中にあるλ／４板を往復2回通す間で偏光を変えることにより、そのままワイヤグリッド偏光子を透過させてランダムな偏光光を全て利用するようにしている。
偏光変換機能としては、偏光分離素子によって分離された一方を他方の偏光方向に揃える機能が必要であり、従来例としてはλ／２板あるいはλ／４板を２回通過させることによって実現している。 Non-Patent Document 1 and Non-Patent Document 2 describe the principle and characteristics of a wire grid polarizer, and describe the idea of an illumination system with polarization conversion, as shown in FIG. Yes.
In the configuration shown in FIG. 19, a light source is placed at the first focal point of the spheroid mirror, a wire grid (hereinafter referred to as WG) polarizer is placed on the second focal point to transmit one polarized light, and the other polarized light is transmitted. Reflect and pass through the vicinity of the lamp of the ellipsoidal mirror to return to the second focus, and change the polarization while passing through the halfway λ / 4 plate twice, so that the wire grid polarizer is transmitted as it is and randomized. All polarized light is used.
As a polarization conversion function, a function of aligning one of the light beams separated by the polarization separation element with the other polarization direction is necessary. As a conventional example, it is realized by passing a λ / 2 plate or a λ / 4 plate twice. Yes.

特開平１１−２０２１２９号公報JP-A-11-202129 特開平０９−２９７２１３号公報JP 09-297213 A 特開昭６３−１９７９１３号公報JP-A-63-197913 US 6,234,634 B1 “IMAGE PROJECTION SYSTEM WITH A POLARAIZING MEAM SPLITTER”US 6,234,634 B1 “IMAGE PROJECTION SYSTEM WITH A POLARAIZING MEAM SPLITTER” Clark Pentico “52.4:New, High Performance, Durable Polarizers for Projection displays”, SID 01 DIGEST・1287（2001）Clark Pentico “52.4: New, High Performance, Durable Polarizers for Projection displays”, SID 01 DIGEST · 1287 (2001)

前述の従来例では、いずれも波長板により偏光を回転させている。しかしながら、この波長板をプロジェクタ等に用いる場合、プロジェクタ等の照明系の高出力ランプによる発熱等の影響に耐えられるように、波長板の耐熱性が必要であった。このためコスト的にも高価な波長板を使用する必要があった。
また、波長板を用いているため、波長による特性の違いがあり、偏光変換の効率には限界があった。 In the above-described conventional examples, the polarization is rotated by the wave plate. However, when this wave plate is used in a projector or the like, the wave plate needs to have heat resistance so that it can withstand the effects of heat generated by a high-power lamp of an illumination system such as a projector. For this reason, it is necessary to use an expensive wave plate in terms of cost.
In addition, since a wavelength plate is used, there is a difference in characteristics depending on the wavelength, and the efficiency of polarization conversion is limited.

一方、ミラーを用いた偏光変換器が特許文献３に記載されており、この偏光変換器はＰＢＳで分離された一方の直線偏光光を少なくとも２枚の全反射ミラーにより反射させて、他方の直線偏光に等しくなるようにしている。
この従来例によると、反射法線方向が直交するように配置した２枚の反射ミラーにより偏光を変換している。ＰＢＳにより分離された一方を少なくとも２枚以上のミラーにより変換した光束をＰＢＳに干渉しないようになっている。この点で、反射面位置関係が非常に精度が必要となる。また、反射面の順番が必要となってくる。このため、或る程度広がった光束に利用する際には途中で光束がけられたりして、光の利用効率が低下するという課題がある。 On the other hand, a polarization converter using a mirror is described in Patent Document 3. This polarization converter reflects one linearly polarized light separated by PBS by at least two total reflection mirrors, and the other straight line. It is made equal to the polarization.
According to this conventional example, polarized light is converted by two reflecting mirrors arranged so that the reflection normal directions are orthogonal to each other. The light beam obtained by converting one separated by the PBS by at least two mirrors does not interfere with the PBS. In this respect, the reflection surface positional relationship needs to be very accurate. In addition, the order of the reflecting surfaces is required. For this reason, when using for the light beam which spreads to some extent, there exists a subject that a light beam is shattered on the way and the utilization efficiency of light falls.

本発明は上記事情に鑑みなされたものであり、波長板を使うことなく偏光方向を任意に回転でき、高効率で低コストな偏光回転素子を提供することを目的とする。
また、本発明は、波長板を使うことなく偏光方向を任意に変換でき、高効率で低コストな偏光変換素子を提供することを目的とする。
さらに本発明は、上記の偏光変換素子を用いて偏光変換効率を高くし、照明光の均一化が可能な照明装置を提供することを目的とする。
さらにまた本発明は、上記の偏光変換素子を用いて偏光変換効率を高くし、照明光の均一化が可能で光利用効率の高い、明るい画像表示装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a highly efficient and low-cost polarization rotation element that can arbitrarily rotate the polarization direction without using a wave plate.
Another object of the present invention is to provide a highly efficient and low-cost polarization conversion element that can arbitrarily change the polarization direction without using a wave plate.
A further object of the present invention is to provide an illuminating device capable of increasing the polarization conversion efficiency and making the illumination light uniform by using the above-described polarization conversion element.
Still another object of the present invention is to provide a bright image display device that uses the above-described polarization conversion element to increase polarization conversion efficiency, can make illumination light uniform, and has high light utilization efficiency.

上記目的を達成するため、本発明では以下のような手段を採っている。
本発明の第１の手段は、偏光回転素子であり、互いに直交する２つの反射面でなる屋根型反射面対で構成され、該２つの反射面の交線（以下、稜線と言う）を、入射光の偏光方向に対して傾けた配置としたことを特徴とする（請求項１）。
第２の手段は、第１の手段の偏光回転素子において、前記屋根型反射面対を、複数配列したことを特徴とする（請求項２）。
第３の手段は、第１または第２の手段の偏光回転素子において、前記屋根型反射面対の反射面を直角プリズムの２面で構成したことを特徴とする（請求項３）。
第４の手段は、第２または第３の手段の偏光回転素子において、前記屋根型反射面対の配列ピッチを一定とし、同一平面上に稜線を含むように配列したことを特徴とする（請求項４）。 In order to achieve the above object, the present invention adopts the following means.
The first means of the present invention is a polarization rotation element, which is composed of a roof-type reflecting surface pair composed of two reflecting surfaces orthogonal to each other, and an intersection line of the two reflecting surfaces (hereinafter referred to as a ridge line), The arrangement is inclined with respect to the polarization direction of incident light (claim 1).
The second means is characterized in that in the polarization rotation element of the first means, a plurality of the roof-type reflecting surface pairs are arranged.
The third means is characterized in that, in the polarization rotation element of the first or second means, the reflecting surface of the roof-type reflecting surface pair is composed of two surfaces of a right-angle prism.
The fourth means is characterized in that, in the polarization rotation element of the second or third means, the arrangement pitch of the roof-type reflecting surface pairs is made constant and is arranged so as to include a ridge line on the same plane. Item 4).

第５の手段は、偏光分離素子と、該偏光分離素子により分離された２つの互いに直交する直線偏光の透過光、反射光のいずれか一方を出射光とし、もう一方を、その偏光方向を９０度回転させて出射光として利用する偏光変換素子において、前記偏光方向を９０度回転させる手段として、第１〜第４のいずれか一つの手段の偏光回転素子を用いたことを特徴とする（請求項５）。
第６の手段は、第５の手段の偏光変換素子において、前記偏光回転素子と出射光の間に、少なくとも一度は内部で反射させる導光体または導光路を配置したことを特徴とする（請求項６）。
第７の手段は、第６の手段の偏光変換素子において、前記偏光回転素子に光の透過領域を設けたことを特徴とする（請求項７）。 The fifth means uses the polarized light separating element and two orthogonally polarized transmitted light and reflected light separated by the polarized light separating element as outgoing light, and the other has a polarization direction of 90. In a polarization conversion element that is rotated by a degree and used as outgoing light, the polarization rotation element of any one of the first to fourth means is used as the means for rotating the polarization direction by 90 degrees. Item 5).
The sixth means is characterized in that, in the polarization conversion element of the fifth means, a light guide or a light guide that is internally reflected at least once is disposed between the polarization rotation element and the emitted light. Item 6).
The seventh means is characterized in that in the polarization conversion element of the sixth means, a light transmission region is provided in the polarization rotation element.

第８の手段は、偏光分離素子と、該偏光分離素子により分離された２つの互いに直交する直線偏光の透過光、反射光のいずれか一方を出射光とし、もう一方を、その偏光方向を９０度回転させて出射光として利用する偏光変換素子において、前記偏光方向を９０度回転させる手段として、第１の手段の偏光回転素子を用い、該偏光回転素子の屋根型反射面対を屋根型ミラーで構成し、該屋根型ミラーの稜線を出射光の偏光の方向に対して４５度傾けて配置することによって、偏光の方向を９０度回転させて偏光変換することを特徴とする（請求項８）。
第９の手段は、第８の手段の偏光変換素子において、前記偏光分離素子で分離された反射光あるいは透過光を反射部材で反射させ、該反射光を、再び前記偏光分離素子へと導き、さらに該偏光分離素子で透過あるいは反射させて、互いに直交する２面の反射面でなす屋根型ミラーへ導くことによって偏光変換を行うことを特徴とする（請求項９）。
第１０の手段は、第８または第９の手段の偏光変換素子において、前記屋根型ミラーは直角プリズム状とし、内部全反射を利用することを特徴とする（請求項１０）。 The eighth means uses the polarized light separating element and the two orthogonally polarized transmitted light and reflected light separated by the polarized light separating element as outgoing light, and the other has a polarization direction of 90. In a polarization conversion element that is rotated by a degree and used as emitted light, the polarization rotation element of the first means is used as the means for rotating the polarization direction by 90 degrees, and the roof-type reflecting surface pair of the polarization rotation element is used as a roof-type mirror. And the ridgeline of the roof-type mirror is arranged so as to be inclined by 45 degrees with respect to the polarization direction of the outgoing light, whereby the polarization direction is rotated by 90 degrees to convert the polarization. ).
Ninth means, in the polarization conversion element of the eighth means, the reflected light or transmitted light separated by the polarization separation element is reflected by a reflection member, and the reflected light is led again to the polarization separation element, Further, the light is transmitted or reflected by the polarization separation element and guided to a roof-type mirror formed by two reflecting surfaces orthogonal to each other, whereby polarization conversion is performed (claim 9).
According to a tenth means, in the polarization conversion element of the eighth or ninth means, the roof type mirror has a right prism shape and uses total internal reflection (claim 10).

第１１の手段は、第８〜第１０のいずれか一つの手段の偏光変換素子において、前記偏光分離素子は、平板状の偏光分離素子であることを特徴とする（請求項１１）。
第１２の手段は、第８〜第１０のいずれか一つの手段の偏光変換素子において、前記偏光分離素子は、互いに９０度の角度に配置した階段状の分離膜を形成した偏光分離素子アレイとしたことを特徴とする（請求項１２）。
第１３の手段は、第８〜第１０のいずれか一つの手段の偏光変換素子において、前記屋根型ミラーあるいは前記直角プリズムは、複数配列して形成したことを特徴とする（請求項１３）。 The eleventh means is the polarization conversion element according to any one of the eighth to tenth means, wherein the polarization separation element is a plate-like polarization separation element.
A twelfth means is the polarization conversion element according to any one of the eighth to tenth means, wherein the polarization separation element includes a polarization separation element array in which step-like separation films arranged at an angle of 90 degrees with each other are formed. (Claim 12).
A thirteenth means is characterized in that in the polarization conversion element of any one of the eighth to tenth means, a plurality of the roof type mirrors or the right angle prisms are arranged.

第１４の手段は、第８〜第１３のいずれか一つの手段の偏光変換素子において、前記屋根型ミラーあるいは前記直角プリズムと、前記偏光分離素子の間に、直方体の導光路を配置し、該導光路の内部で多重反射させることによって照明光の重畳を行うことを特徴とする（請求項１４）。
第１５の手段は、第８〜第１４のいずれか一つの手段の偏光変換素子において、無偏光あるいはランダムな偏光を持った光束を入射させる開口部分を、前記屋根型ミラーあるいは前記直角プリズムの背面に設けたことを特徴とする（請求項１５）。
第１６の手段は、第８〜第１４のいずれか一つの手段の偏光変換素子において、無偏光あるいはランダムな偏光を持った光束を入射させる開口部分を、前記偏光分離素子と前記屋根型ミラーあるいは前記直角プリズムの間に配置した導光路に設けたことを特徴とする（請求項１６）。 A fourteenth means is a polarization conversion element according to any one of the eighth to thirteenth means, wherein a rectangular parallelepiped light guide is disposed between the roof-type mirror or the right-angle prism and the polarization separation element, The illumination light is superimposed by multiple reflection inside the light guide path (claim 14).
A fifteenth means is a polarization conversion element according to any one of the eighth to fourteenth means, wherein an opening for allowing a light beam having non-polarized light or random polarized light to enter is provided on the back surface of the roof-type mirror or the right-angle prism. (Claim 15).
The sixteenth means is the polarization conversion element according to any one of the eighth to fourteenth means, wherein an opening for allowing a light beam having non-polarized light or random polarized light to enter the polarization separating element and the roof type mirror or It is provided in the light guide disposed between the right-angle prisms (claim 16).

第１７の手段は、光源と、該光源の光を効率よく照明するための集光素子と、偏光変換素子とで構成された照明装置において、前記偏光変換素子として、第５〜第１６のいずれか一つの手段の偏光変換素子を用いたことを特徴とする（請求項１７）。
第１８の手段は、照明装置とライトバルブとで構成された画像表示装置において、前記照明装置として、請求項１７記載の照明装置を用いたことを特徴とする（請求項１８）。 A seventeenth means is any one of the fifth to sixteenth as the polarization conversion element in an illuminating device including a light source, a condensing element for efficiently illuminating the light of the light source, and a polarization conversion element. A polarization conversion element of one means is used (claim 17).
According to an eighteenth means, in the image display device constituted by a lighting device and a light valve, the lighting device according to claim 17 is used as the lighting device (claim 18).

第１の手段の偏光回転素子では、互いに直交する２つの反射面でなる屋根型反射面対で構成され、該２つの反射面の交線（稜線）を、入射光の偏光方向に対して傾けた配置としたことにより、波長板を利用することなく、２つの反射面で構成した単純な屋根型反射面対を傾けた単純な構成で偏光を回転できる。また、傾けた角度の調整で、非常に効率のよい偏光の回転が行える。さらには、反射を用いて偏光方向を回転させるので、波長によるリターデション差がなくなる。
第２の手段の偏光回転素子では、第１の手段の構成及び効果に加え、前記屋根型反射面対を複数配列することにより、素子の奥行き（厚み）が小さくなる。従って入射光の分布形状を大きく崩さずに偏光方向を変換できる。
第３の手段の偏光回転素子では、第１または第２の手段の構成及び効果に加え、前記屋根型反射面対の反射面を直角プリズムの２面で構成したことにより、プリズムの全反射を利用でき、ミラーよりも光利用効率を向上させることができる。
第４の手段の偏光回転素子では、第２または第３の手段の構成及び効果に加え、前記屋根型反射面対の配列ピッチを一定とし、同一平面上に稜線を含むように配列したことにより、反射位置のシフト量を実質無視できる。また、多くの光学素子のように、貼り合わせたりする事が可能となる。作成方法としても、微細凹凸の形成によく用いられている２Ｐ法や、金型転写方法など、量産性に向いた製法が採用できる。 The polarization rotating element of the first means is composed of a roof-type reflecting surface pair composed of two reflecting surfaces orthogonal to each other, and an intersection line (ridge line) of the two reflecting surfaces is inclined with respect to the polarization direction of incident light. With this arrangement, the polarization can be rotated with a simple configuration in which a simple roof-type reflective surface pair composed of two reflective surfaces is tilted without using a wave plate. Also, by adjusting the tilt angle, the polarization can be rotated very efficiently. Furthermore, since the polarization direction is rotated using reflection, there is no retardation difference due to wavelength.
In the polarization rotating element of the second means, in addition to the configuration and effect of the first means, the depth (thickness) of the element is reduced by arranging a plurality of roof-type reflecting surface pairs. Therefore, the polarization direction can be changed without greatly damaging the distribution shape of the incident light.
In the polarization rotating element of the third means, in addition to the configuration and effect of the first or second means, the reflecting surface of the roof-type reflecting surface pair is composed of two surfaces of a right-angle prism, so that the total reflection of the prism is reduced. The light utilization efficiency can be improved as compared with the mirror.
In the polarization rotating element of the fourth means, in addition to the configuration and effect of the second or third means, the arrangement pitch of the pair of roof type reflecting surfaces is made constant and arranged so as to include a ridge line on the same plane. The shift amount of the reflection position can be substantially ignored. Further, like many optical elements, they can be bonded together. As a production method, a production method suitable for mass production, such as a 2P method often used for forming fine irregularities and a mold transfer method, can be employed.

第５の手段の偏光変換素子では、偏光方向を９０度回転させる手段として、第１〜第４のいずれか一つの手段の偏光回転素子を用いたことにより、偏光変換素子を非常にコンパクトに構成できる。また、偏光分離素子に金線格子を用いることで、耐熱性に優れた素子となる。
第６の手段の偏光変換素子では、第５の手段の構成及び効果に加え、前記偏光回転素子と出射光の間に、少なくとも一度は内部で反射させる導光体または導光路を配置したことにより、導光体または導光路による光の閉じこめ効果により、効率の高い偏光変換素子が実現する。また、重畳効果により、均一性の高い照明光を得ることが可能となる。
第７の手段の偏光変換素子では、第６の手段の構成及び効果に加え、前記偏光回転素子に光の透過領域を設けたことにより、光源の光軸、集光レンズ、偏光変換素子の光軸を揃えることができ、機器の設計レイアウトが容易になる。 In the polarization conversion element of the fifth means, the polarization conversion element is very compactly configured by using the polarization rotation element of any one of the first to fourth means as means for rotating the polarization direction by 90 degrees. it can. Moreover, it becomes an element excellent in heat resistance by using a gold wire grating for the polarization separation element.
In the polarization conversion element of the sixth means, in addition to the configuration and effect of the fifth means, a light guide or light guide that is internally reflected at least once is disposed between the polarization rotation element and the emitted light. A highly efficient polarization conversion element is realized by the light confinement effect by the light guide or the light guide. In addition, it is possible to obtain highly uniform illumination light by the superposition effect.
In the polarization conversion element of the seventh means, in addition to the configuration and effects of the sixth means, a light transmission region is provided in the polarization rotation element, so that the optical axis of the light source, the condensing lens, the light of the polarization conversion element The axes can be aligned, and the device design layout becomes easy.

第８の手段の偏光変換素子では、偏光方向を９０度回転させる手段として、第１の手段の偏光回転素子を用い、該偏光回転素子の屋根型反射面対を屋根型ミラーで構成し、該屋根型ミラーの稜線を出射光の偏光の方向に対して４５度傾けて配置することによって、偏光の方向を９０度回転させて偏光変換することにより、波長板を利用することなく、２つの反射面で構成した単純な屋根型ミラーの稜線を４５度傾けた単純な構成で偏光を９０度回転するので、効率よく偏光変換が行える。
第９の手段の偏光変換素子では、第８の手段の構成及び効果に加えて、前記偏光分離素子で分離された反射光あるいは透過光を反射部材で反射させ、該反射光を、再び前記偏光分離素子へと導き、さらに該偏光分離素子で透過あるいは反射させて、互いに直交する２面の反射面でなす屋根型ミラーへ導くことによって偏光変換を行うことにより、効率よく偏光変換を行うことができる。
第１０の手段の偏光変換素子では、第８または第９の手段の構成及び効果に加え、前記屋根型ミラーは直角プリズム状とし、内部全反射を利用することにより、プリズムの全反射を利用でき、ミラーよりも光利用効率を向上させることができる。 In the polarization conversion element of the eighth means, the polarization rotation element of the first means is used as the means for rotating the polarization direction by 90 degrees, the roof type reflecting surface pair of the polarization rotation element is constituted by a roof type mirror, By arranging the ridgeline of the roof-type mirror to be inclined by 45 degrees with respect to the direction of polarization of the outgoing light, the direction of polarization is rotated by 90 degrees and polarization conversion is performed, so that two reflections can be made without using a wave plate. Since the polarization is rotated 90 degrees with a simple configuration in which the ridgeline of a simple roof-type mirror composed of a plane is inclined 45 degrees, polarization conversion can be performed efficiently.
In the polarization converting element of the ninth means, in addition to the configuration and effect of the eighth means, the reflected light or transmitted light separated by the polarization separating element is reflected by a reflecting member, and the reflected light is again reflected by the polarized light. It is possible to efficiently perform polarization conversion by conducting polarization conversion by guiding to a separation element, further transmitting or reflecting by the polarization separation element, and guiding to a roof type mirror formed by two reflecting surfaces orthogonal to each other. it can.
In the polarization conversion element of the tenth means, in addition to the configuration and effect of the eighth or ninth means, the roof-type mirror has a rectangular prism shape, and the total reflection of the prism can be used by using internal total reflection. The light utilization efficiency can be improved as compared with the mirror.

第１１の手段の偏光変換素子では、第８〜第１０のいずれか一つの手段の構成及び効果に加え、前記偏光分離素子は、平板状の偏光分離素子であることにより、偏光変換素子を非常にコンパクトに構成できる。また、平板状の偏光分離素子に金線格子を用いることで、耐熱性に優れた素子となる。
第１２の手段の偏光変換素子では、第８〜第１０のいずれか一つの構成及び効果に加え、前記偏光分離素子は、互いに９０度の角度に配置した階段状の分離膜を形成した偏光分離素子アレイとしたことにより、偏光分離素子単一構成より、アレイの数が増えるほど、素子のサイズが小さくなる。
第１３の手段の偏光変換素子では、第８〜第１０のいずれか一つの手段の構成及び効果に加え、前記屋根型ミラーあるいは前記直角プリズムは、複数配列して形成したことにより、配列数を増やすことによって、プリズム両端部分で光の洩れ光をより少なくすることが可能となり、光利利用効率がさらに高まる。 In the polarization conversion element of the eleventh means, in addition to the configuration and effect of any one of the eighth to tenth means, the polarization separation element is a flat polarization separation element, so that the polarization conversion element Can be configured compactly. Moreover, it becomes an element excellent in heat resistance by using a gold | metal wire grating | lattice for a flat polarized light separation element.
In the polarization conversion element of the twelfth means, in addition to the configurations and effects of any one of the eighth to tenth aspects, the polarization separation element has a polarization separation having a step-like separation film disposed at an angle of 90 degrees with each other By using an element array, the size of the element decreases as the number of arrays increases, compared to a single configuration of polarization separation elements.
In the polarization conversion element of the thirteenth means, in addition to the configuration and effect of any one of the eighth to tenth means, the roof type mirror or the right angle prism is formed in a plurality of arrangements, whereby the number of arrangements is increased. By increasing the number, it becomes possible to reduce light leakage at both ends of the prism, and the light utilization efficiency is further increased.

第１４の手段の偏光変換素子では、第８〜第１３のいずれか一つの手段の構成及び効果に加え、前記屋根型ミラーあるいは前記直角プリズムと、前記偏光分離素子の間に、直方体の導光路を配置し、該導光路の内部で多重反射させることによって照明光の重畳を行うこので、導光路を用いたことによる光の閉じこめ効果により、より効率の高い偏光変換素子を実現することができる。また、重畳効果により、均一性の高い照明光を得ることが可能となる。
第１５の手段の偏光変換素子では、第８〜第１４のいずれか一つの手段の構成及び効果に加え、無偏光あるいはランダムな偏光を持った光束を入射させる開口部分を、前記屋根型ミラーあるいは前記直角プリズムの背面に設けたことにより、光源の光軸、集光レンズ、本発明の偏光変換素子の光軸を揃えることができ、機器の設計レイアウトが容易になる。
第１６の手段の偏光変換素子では、第８〜第１４のいずれか一つの手段の構成及び効果に加え、無偏光あるいはランダムな偏光を持った光束を入射させる開口部分を、前記偏光分離素子と前記屋根型ミラーあるいは前記直角プリズムの間に配置した導光路に設けたことにより、稜線が４５度傾いた偏光変換素子の変換有効領域を最大限に利用できる。 In the polarization conversion element of the fourteenth means, in addition to the configuration and effect of any one of the eighth to thirteenth means, a rectangular parallelepiped light guide path between the roof mirror or the right-angle prism and the polarization separation element This arrangement superimposes illumination light by multiple reflection inside the light guide, so that a more efficient polarization conversion element can be realized by the light confinement effect by using the light guide. . In addition, it is possible to obtain highly uniform illumination light by the superposition effect.
In the polarization conversion element of the fifteenth means, in addition to the configuration and effect of any one of the eighth to fourteenth means, an opening for entering a light beam having non-polarized light or random polarized light is provided on the roof mirror or By providing it on the back surface of the right-angle prism, the optical axis of the light source, the condensing lens, and the optical axis of the polarization conversion element of the present invention can be aligned, and the design layout of the device becomes easy.
In the polarization conversion element of the sixteenth means, in addition to the configuration and effect of any one of the eighth to fourteenth means, an aperture part for entering a light beam having non-polarized light or random polarization is provided as the polarization separation element. By providing the light guide path disposed between the roof-type mirror or the right-angle prism, the conversion effective region of the polarization conversion element whose ridgeline is inclined by 45 degrees can be utilized to the maximum.

第１７の手段の照明装置では、偏光変換素子として、第５〜第１６のいずれか一つの手段の偏光変換素子を用いたことにより、偏光が揃った非常に効率の高い照明を行うことができる。また、プレクリーナ等を用いても、ロスする光量が少なくなる。
第１８の手段の画像表示装置では、照明装置として、請求項１７記載の照明装置を用いたことにより、非常に偏光変換効率が高く、光利用効率の点で高い照明が実現できるので、明るい画像表示装置を実現することができる。 In the illumination device of the seventeenth means, by using the polarization conversion element of any one of the fifth to sixteenth means as the polarization conversion element, it is possible to perform highly efficient illumination with uniform polarization. . Even if a precleaner or the like is used, the amount of light lost is reduced.
In the image display device of the eighteenth means, since the illumination device according to claim 17 is used as the illumination device, the polarization conversion efficiency is very high and high illumination can be realized in terms of light utilization efficiency. A display device can be realized.

以下、本発明の構成、動作及び作用を図示の実施例に基づいて詳細に説明する。
まず、屋根型反射面対による偏光方向回転の原理を示す。屋根型反射面対としては、互いに直交する反射ミラー対（屋根型ミラー）で説明する。
図１（ａ）は紙面に垂直な方向の直線偏光を、紙面に平行な方向に互いにθをなす角度で配置された平面反射ミラー対（屋根型ミラー）１に入射した様子を示す図である（図１（ａ）ではθがほぼ０である）。入射光は最初の反射面（ミラー）１ａによって紙面に平行に横方向に反射され、もう一方の反射面（ミラー）１ｂにより入射方向に対して１８０度の方向に折り曲げられる。このとき、偏光の方向に垂直な方向に２回反射しているので、偏光方向は変化しない。しかし、屋根型ミラー１の稜線を入射光線の進行方向に垂直な面で回転していくと、その回転角の２倍だけ回転し、入射側に戻ってくる。ちょうどθ＝４５度だけ稜線を回転すると、図１（ｂ）に示すように、第一の反射面（ミラー）１ａによりθ（＝４５度）傾いた方向に折り返され、さらに、第二の反射面（ミラー）１ｂでさらにθ（＝４５度）回転して、合計２θ（＝９０度）回転して再帰反射により入射光側に戻ってくる。本発明の偏光回転素子は、以上の原理を利用して偏光方向を回転する素子である。 Hereinafter, the configuration, operation and action of the present invention will be described in detail based on the embodiments shown in the drawings.
First, the principle of polarization direction rotation by a roof-type reflecting surface pair will be described. The roof-type reflecting surface pair will be described as a pair of reflecting mirrors (roof-type mirror) orthogonal to each other.
FIG. 1A is a diagram showing a state in which linearly polarized light in a direction perpendicular to the paper surface is incident on a pair of plane reflecting mirrors (roof-type mirrors) 1 arranged at an angle θ to each other in a direction parallel to the paper surface. (In FIG. 1A, θ is substantially 0). Incident light is reflected by the first reflecting surface (mirror) 1a in the horizontal direction parallel to the paper surface, and is bent by the other reflecting surface (mirror) 1b in a direction of 180 degrees with respect to the incident direction. At this time, since the light is reflected twice in the direction perpendicular to the polarization direction, the polarization direction does not change. However, when the ridgeline of the roof-type mirror 1 is rotated on a plane perpendicular to the traveling direction of the incident light beam, it rotates by twice the rotation angle and returns to the incident side. When the ridge line is rotated exactly by θ = 45 degrees, as shown in FIG. 1B, the first reflection surface (mirror) 1a is folded in the direction inclined by θ (= 45 degrees), and further the second reflection. The surface (mirror) 1b further rotates by θ (= 45 degrees), and rotates by a total of 2θ (= 90 degrees), and returns to the incident light side by retroreflection. The polarization rotation element of the present invention is an element that rotates the polarization direction using the above principle.

以下、上記の原理を利用した偏光回転素子と、それを用いた偏光変換素子、及び、その偏光変換素子を用いた照明装置、及び、その照明装置を用いた画像表示装置の実施例について説明する。   Hereinafter, embodiments of a polarization rotation element using the above principle, a polarization conversion element using the polarization rotation element, an illumination apparatus using the polarization conversion element, and an image display apparatus using the illumination apparatus will be described. .

（実施例１）
本実施例の偏光回転素子は、図１（ｂ）に示すように、屋根型反射面対（例えば、屋根型ミラー）１の稜線を偏光方向に対してθ傾けることにより、入射する光の偏光方向を２θ回転できる機能を利用した素子である。
具体的な動作、作用としては、例えば、偏光方向に対して稜線方向をθ＝４５度傾けて、入射光を第一の反射面（ミラー）１ａに入射させる。入射した光線は本素子の第一の反射面（ミラー）１ａ、第二の反射面（ミラー）１ｂで反射され（屋根型ミラー１で２回反射し）偏光方向が９０度回転する。出射光は折り返されて入射方向と反対方向に出射される。また、屋根型ミラー１の反射する順番はどちら側からでも全く効果は変わらない。その点で、コンパクトな構成が可能となる。 (Example 1)
As shown in FIG. 1B, the polarization rotation element of this embodiment is configured to polarize incident light by tilting the ridge line of a roof-type reflecting surface pair (for example, a roof-type mirror) 1 by θ with respect to the polarization direction. It is an element using a function capable of rotating the direction by 2θ.
As a specific operation and action, for example, the ridgeline direction is inclined by θ = 45 degrees with respect to the polarization direction, and incident light is incident on the first reflecting surface (mirror) 1a. The incident light beam is reflected by the first reflecting surface (mirror) 1a and the second reflecting surface (mirror) 1b of this element (reflected twice by the roof type mirror 1), and the polarization direction is rotated by 90 degrees. The emitted light is folded and emitted in the direction opposite to the incident direction. Further, the order of reflection of the roof-type mirror 1 does not change at all from either side. In that respect, a compact configuration is possible.

従来では、偏光回転素子にλ／４板と反射ミラーを用いていたが、本実施例の偏光回転素子では２つの反射ミラーの幾何学的構造で偏光方向を９０度回転することが可能となった。
また、上記の例では、２θ＝９０度の実施例を示したが、角度θを調整することにより、任意の偏光の回転を得ることができる。 Conventionally, a λ / 4 plate and a reflection mirror have been used for the polarization rotation element. However, in the polarization rotation element of this embodiment, the polarization direction can be rotated 90 degrees with the geometric structure of the two reflection mirrors. It was.
In the above example, an example in which 2θ = 90 degrees is shown. However, by adjusting the angle θ, an arbitrary polarization rotation can be obtained.

（実施例２）
図２は本発明の一実施例を示す偏光回転素子の構成説明図であり、偏光回転素子２の入射側から見た平面図、その正面図、側面図を合わせて示している。この偏光回転素子２は、屋根型反射面対２ｂの稜線を偏光方向に対してθ傾けて複数配列した反射領域２ａを有しており、入射光の偏光方向は紙面に垂直あるいは水平方向であり、その直線偏光を９０度回転させて反射する。図３は入射光の偏光方向に対して反射光の偏光方向が９０度回転した光線の例を示している。 (Example 2)
FIG. 2 is a configuration explanatory view of a polarization rotator showing an embodiment of the present invention, and shows a plan view, a front view, and a side view as seen from the incident side of the polarization rotator 2. This polarization rotation element 2 has a reflection region 2a in which a plurality of ridgelines of the roof-type reflection surface pair 2b are inclined by θ with respect to the polarization direction, and the polarization direction of incident light is perpendicular or horizontal to the paper surface. The linearly polarized light is reflected by rotating it by 90 degrees. FIG. 3 shows an example of a light beam in which the polarization direction of the reflected light is rotated by 90 degrees with respect to the polarization direction of the incident light.

このように屋根型反射面対２ｂを複数配列することにより、素子の奥行き（厚み）が小さくなる。また、単一の反射面対であれば、素子への入射光の分布も回転し、分布の形状が変わってしまう。
例えば、断面が矩形の分布で単一の反射面対では、素子への入射光の分布も回転し、分布の形状が変わってしまうが、反射面対を複数配列することにより反射光を分離でき、入射光に対する反射光の分布の変化を小さくできる。また、配列数を増やせば増やすほどその効果が大きい。
光学機器の構成によっては、入射側と出射側の開口により、分布が変わってしまうと光のけられが生じて効率を落としてしまうが、このような機器に適用した場合、開口効率を落とさない素子を実現できる。 Thus, by arranging a plurality of roof-type reflecting surface pairs 2b, the depth (thickness) of the element is reduced. In addition, with a single reflecting surface pair, the distribution of incident light on the element also rotates, and the shape of the distribution changes.
For example, with a single pair of reflective surfaces with a rectangular cross-section distribution, the distribution of incident light on the element also rotates and the shape of the distribution changes, but the reflected light can be separated by arranging multiple reflective surface pairs. The change in the distribution of reflected light with respect to incident light can be reduced. Further, the effect increases as the number of arrays increases.
Depending on the configuration of the optical device, if the distribution changes due to the opening on the entrance side and the exit side, the light will be scattered and the efficiency will be reduced, but when applied to such an equipment, the aperture efficiency will not be lowered. An element can be realized.

（実施例３）
以上の原理は、屋根型反射面対２ｂが屋根型ミラーの場合に限ったことではない。ミラーを２面使ってそれぞれの２面が交差する稜線が４５度傾いた条件のときに再帰光の偏光方向が９０度回転する。従って、反射面対はミラーで構成してもよいし、内部反射を利用したプリズムで構成しても同様の機能を有する。ミラーの優位点は、臨界角以上の反射が得られる点である。また、プリズムの利点は、内部反射を利用できるために、より高効率な反射となり、光のロスが低減できる。なお、図３は屋根型反射面対２ｂを屋根型プリズムとしたときの例である。 (Example 3)
The above principle is not limited to the case where the roof-type reflecting surface pair 2b is a roof-type mirror. When two mirrors are used and the ridge line where each two surfaces intersect is inclined by 45 degrees, the polarization direction of the recursive light is rotated by 90 degrees. Therefore, the reflecting surface pair may be constituted by a mirror or may be constituted by a prism using internal reflection and has the same function. The advantage of the mirror is that reflection above the critical angle can be obtained. Further, the advantage of the prism is that since internal reflection can be used, reflection becomes more efficient and light loss can be reduced. FIG. 3 shows an example in which the roof-type reflecting surface pair 2b is a roof-type prism.

（実施例４）
図４は本発明の別の実施例を示す偏光回転素子の構成説明図であり、偏光回転素子３の入射側から見た図、その正面図、側面図を合わせて示している。本実施例では、偏光回転素子３の反射領域３ａの対角寸法に対して、屋根型反射面対（屋根型ミラーまたは屋根型プリズム）３ｂの配列ピッチを一定とし、同一平面上に稜線を含むような構成とした。各稜線は同一平面上にあるため、配列ピッチが細かくなると、見た目にはシート状となる。
このような構成にすることにより、反射面対で２回反射させることにより原理的に反射位置のシフトが生じるが、このシフト量を配列ピッチの細かさに応じて小さくできる。また、多くの光学素子のように、貼り合わせたりすることが可能となる。 Example 4
FIG. 4 is a configuration explanatory view of a polarization rotator showing another embodiment of the present invention, and shows a view seen from the incident side of the polarization rotator 3, a front view thereof, and a side view. In this embodiment, the arrangement pitch of the roof-type reflecting surface pair (roof-type mirror or roof-type prism) 3b is constant with respect to the diagonal dimension of the reflection region 3a of the polarization rotation element 3, and includes a ridge line on the same plane. The configuration is as follows. Since each ridge line is on the same plane, when the arrangement pitch becomes fine, it looks like a sheet.
By adopting such a configuration, the reflection position shifts in principle by reflecting twice with the pair of reflecting surfaces, but this shift amount can be reduced according to the fineness of the arrangement pitch. Further, like many optical elements, they can be bonded together.

本実施例の偏光回転素子では、稜線が同一平面上にあり、配列ピッチが同一であると、凹凸面の形成でよく用いられている２Ｐ法や、金型転写方法などの多くの作成方法が採用しやすくなる。また、インプリンティング法や、エンボス形成手法により形成が可能となる。これは、配列ピッチが細かくなればなるほど作成上の利点となる。また、機能的には反射位置のずれが小さくなるなどの利点がある。   In the polarization rotation element of the present embodiment, when the ridge line is on the same plane and the arrangement pitch is the same, there are many production methods such as the 2P method and the mold transfer method that are often used for forming the uneven surface. It becomes easy to adopt. Further, it can be formed by an imprinting method or an embossing method. This becomes a production advantage as the arrangement pitch becomes finer. In addition, there is an advantage that the deviation of the reflection position is functionally reduced.

以上の実施例１〜４の偏光回転素子の共通の利点としては、２回反射を用いて偏光方向を回転させるので、波長によるリターデション差がないことである。   A common advantage of the polarization rotation elements of Examples 1 to 4 described above is that there is no retardation difference due to wavelength because the polarization direction is rotated using two-time reflection.

（実施例５）
先の図１（ｂ）に示す偏光回転素子（屋根型ミラー）では、θ＝４５度として稜線を回転すると、図１（ｂ）に示すように、第一の反射面１ａにより４５度方向に折り返され、さらに第二の反射面１ｂで４５度回転して、合計９０度回転して再帰反射により入射光側に戻ってくる。従って、この偏光回転素子（屋根型ミラー）１の稜線を４５度傾けることにより偏光方向を９０度回転できる機能が得られ、さらに偏光分離素子と組み合わせることにより偏光変換素子を構成することができる。
従来では偏光変換素子に波長板を用いていたが、本実施例では非常に簡単な機構により偏光変換を行える特徴を持つ。また、２回反射により偏光を回転させているので波長板で問題となっている波長によるリターデションの差がない。 (Example 5)
In the polarization rotation element (roof-type mirror) shown in FIG. 1B, when the ridge line is rotated with θ = 45 degrees, as shown in FIG. It is turned back, further rotated 45 degrees on the second reflecting surface 1b, rotated 90 degrees in total, and returned to the incident light side by retroreflection. Therefore, a function capable of rotating the polarization direction by 90 degrees can be obtained by tilting the ridge line of the polarization rotation element (roof-type mirror) 1 by 45 degrees, and a polarization conversion element can be configured by combining with the polarization separation element.
Conventionally, a wave plate is used for the polarization conversion element. However, this embodiment has a feature that polarization conversion can be performed by a very simple mechanism. Further, since the polarized light is rotated by reflection twice, there is no difference in retardation due to the wavelength which is a problem in the wave plate.

以上の原理は、屋根型ミラーに限ったことではない。ミラーを２面使ってそれぞれの２面が交差する稜線が４５度傾いた条件のときに再帰光の偏光方向が９０度回転する。従って、ミラーでもよいし、内部反射を利用したプリズムでも同様の機能を有する。ミラーの優位点は、臨界角以上の反射が得られる点であり、プリズムの利点は、内部反射を利用できるために、より高効率な反射偏光変換が行われる点である。   The above principle is not limited to the roof type mirror. When two mirrors are used and the ridge line where each two surfaces intersect is inclined by 45 degrees, the polarization direction of the recursive light is rotated by 90 degrees. Therefore, a mirror or a prism using internal reflection has the same function. The advantage of the mirror is that reflection above the critical angle is obtained, and the advantage of the prism is that internal reflection can be used, so that more efficient reflected polarization conversion is performed.

（実施例６）
図５は本発明の具体的な実施例を示す偏光変換素子の概略構成図である。この偏光変換素子４は、図１（ｂ）に示す偏光回転素子（屋根型ミラー）１と、２つの直角プリズムの間に偏光分離膜１２ａを挟んだ構成の偏光分離素子（ＰＢＳ）１２と、反射部材（ミラー）１３で構成されている。偏光回転素子１１は、出射光の偏光方向に対して稜線を４５度傾けて配置されている（紙面の垂直方向に４５度倒れている）。
入射光としては、ランダム偏光、直線偏光、円偏光等、様々な方向の光束があるが、ここでは、屋根型ミラー１の上方から、無偏光状態の光束を入射させる。図には代表して互いに直交する直線偏光（Ｐ偏光、Ｓ偏光）の２種類を記載した。 (Example 6)
FIG. 5 is a schematic configuration diagram of a polarization conversion element showing a specific embodiment of the present invention. The polarization conversion element 4 includes a polarization rotation element (roof-type mirror) 1 shown in FIG. 1B, a polarization separation element (PBS) 12 having a configuration in which a polarization separation film 12a is sandwiched between two right-angle prisms, The reflecting member (mirror) 13 is used. The polarization rotation element 11 is arranged with the ridge line inclined by 45 degrees with respect to the polarization direction of the outgoing light (tilt 45 degrees in the direction perpendicular to the paper surface).
The incident light includes light beams in various directions such as random polarized light, linearly polarized light, and circularly polarized light. Here, a non-polarized light beam is incident from above the roof mirror 1. The figure shows two types of linearly polarized light (P-polarized light and S-polarized light) orthogonal to each other.

無偏光状態の光は、偏光分離膜１２ａで例えばＰ偏光のみを通過し、Ｓ偏光は反射される。反射されたＳ偏光は、ＰＢＳ１２の下面に配置した反射部材１３で反射され、再び偏光分離膜１２ａで反射されて、屋根型ミラー１に戻される。そして、屋根型ミラー１で２回反射することによって９０度偏光方向が変わりＰ偏光となり、ＰＢＳ１２で出射光となる。こうして効率よく偏光変換がなされる。   Non-polarized light passes, for example, only P-polarized light through the polarization separation film 12a, and S-polarized light is reflected. The reflected S-polarized light is reflected by the reflecting member 13 disposed on the lower surface of the PBS 12, reflected again by the polarization separation film 12 a, and returned to the roof type mirror 1. Then, the light is reflected twice by the roof-type mirror 1 to change the 90-degree polarization direction to become P-polarized light, and the PBS 12 becomes outgoing light. In this way, polarization conversion is efficiently performed.

（実施例７）
図６は本発明の別の実施例を示す偏光変換素子の概略構成図である。この偏光変換素子５は、図１（ｂ）に示す偏光回転素子（屋根型ミラー）１と、平板状（または平面型）の偏光分離素子１５を対峙させて配置したものである。この平板状（または平面型）の偏光分離素子１５は、波長以下のピッチで金属格子を基板上に形成したいわゆる金線格子（ｗｉｒｅ―ｇｒｉｄ偏光子）などで構成したものである。
前述の実施例６（図５）の偏光変換素子では、偏光分離素子にプリズムを貼り合わせた構成のＰＢＳ１２を用いているので、偏光分離膜で偏光分離された反射光を折り返す反射部材１３が必要であったが、本実施例では、偏光分離された反射光を直接屋根型ミラーに導くことができるので、効率面で高いという利点がある。また、偏光分離素子を低コスト作成することができる。 (Example 7)
FIG. 6 is a schematic configuration diagram of a polarization conversion element showing another embodiment of the present invention. This polarization conversion element 5 is configured such that a polarization rotation element (roof-type mirror) 1 shown in FIG. 1B and a flat (or planar) polarization separation element 15 face each other. The flat (or planar) polarization separation element 15 is configured by a so-called gold-line grating (wire-grid polarizer) or the like in which a metal grating is formed on a substrate with a pitch equal to or less than a wavelength.
In the polarization conversion element of the above-described embodiment 6 (FIG. 5), the PBS 12 having a configuration in which a prism is bonded to the polarization separation element is used. Therefore, the reflection member 13 that folds the reflected light separated by the polarization separation film is necessary. However, in the present embodiment, the reflected light that has been polarized and separated can be guided directly to the roof-type mirror, which is advantageous in terms of efficiency. In addition, the polarization separation element can be produced at low cost.

偏光変換素子への入射光としては、ランダム偏光、直線偏光、円偏光等、様々な方向の光束があるが、ここでは、屋根型ミラー１の上方から、無偏光状態の光束を入射させる。図には代表して互いに直交する直線偏光（Ｐ偏光、Ｓ偏光）の２種類を記載した。
無偏光状態で屋根型ミラー１を通過した光は、平板状の偏光分離素子１５で例えばＰ偏光のみを通過し、Ｓ偏光は反射される。反射されたＳ偏光は屋根型ミラー１に戻される。そして、屋根型ミラー１で２回反射することによって９０度偏光方向が変わりＰ偏光となり、偏光分離素子１５では透過光となって出射する。このようにして、偏光変換素子５からの出射光はＰ偏光に変換され、効率よく偏光変換がなされる。 The incident light to the polarization conversion element includes light beams in various directions such as random polarized light, linearly polarized light, and circularly polarized light. Here, a non-polarized light beam is incident from above the roof mirror 1. The figure shows two types of linearly polarized light (P-polarized light and S-polarized light) orthogonal to each other.
The light that has passed through the roof-type mirror 1 in the non-polarized state passes, for example, only P-polarized light and reflects S-polarized light by the plate-like polarization separation element 15. The reflected S-polarized light is returned to the roof type mirror 1. Then, the light is reflected twice by the roof-type mirror 1 to change the polarization direction by 90 degrees to become P-polarized light, and the polarized light separating element 15 emits the transmitted light. In this way, the outgoing light from the polarization conversion element 5 is converted to P-polarized light, and the polarization conversion is performed efficiently.

（実施例８）
次に図７は本発明の別の実施例を示す偏光変換素子の概略断面図である。この偏光変換素子１０は、少なくとも、実施例２〜４のいずれかの偏光回転素子１１と、２つの直角プリズムの間に偏光分離膜１２ａを挟んだ構成の偏光分離素子（ＰＢＳ）１２と、反射部材（ミラー）１３で構成されている。偏光回転素子１１は、出射光の偏光方向に対して稜線を４５度傾けて配置されている。
入射光としては、ランダム偏光、直線偏光、円偏光等、様々な方向の光束があるが、ここでは、紙面の垂直方向に稜線が４５度倒れている偏光回転素子１１の後方から、無偏光状態の光束を入射させる。図には代表して互いに直交する直線偏光（Ｐ偏光、Ｓ偏光）の２種類を記載した。 (Example 8)
Next, FIG. 7 is a schematic sectional view of a polarization conversion element showing another embodiment of the present invention. The polarization conversion element 10 includes at least a polarization rotation element 11 according to any of Embodiments 2 to 4, a polarization separation element (PBS) 12 having a polarization separation film 12a sandwiched between two right-angle prisms, and a reflection. It is composed of a member (mirror) 13. The polarization rotation element 11 is disposed with the ridge line inclined by 45 degrees with respect to the polarization direction of the emitted light.
Incident light includes light beams in various directions such as random polarized light, linearly polarized light, and circularly polarized light. Here, a non-polarized state is observed from the rear of the polarization rotating element 11 whose ridge line is inclined 45 degrees in the vertical direction of the paper surface. Is incident. The figure shows two types of linearly polarized light (P-polarized light and S-polarized light) orthogonal to each other.

無偏光状態で偏光回転素子１１に入射し、偏光回転素子１１を通過した光は、ＰＢＳ１２の偏光分離膜１２ａで例えばＰ偏光のみを通過し、Ｓ偏光は反射される。反射されたＳ偏光は、ＰＢＳ１２の下面部に設けた反射部材１３で反射され、再び、偏光分離膜１２ａで反射されて、偏光回転素子１１に戻される。そして、この偏光回転素子１１を構成する屋根型反射面対（例えば図４に示すような複数配列されたプリズム）の内部反射により２回反射することによって９０度偏光方向が変わりＰ偏光となり、偏光分離膜１２ａでは透過光となって出射する。このようにして、偏光変換素子１０からの出射光はＰ偏光に変換され、効率よく偏光変換がなされる。   The light that has entered the polarization rotator 11 in an unpolarized state and has passed through the polarization rotator 11 passes, for example, only P-polarized light at the polarization separation film 12a of the PBS 12, and S-polarized light is reflected. The reflected S-polarized light is reflected by the reflecting member 13 provided on the lower surface portion of the PBS 12, reflected again by the polarization separation film 12 a, and returned to the polarization rotating element 11. Then, the light is reflected twice by internal reflection of a pair of roof-type reflecting surfaces (for example, a plurality of prisms arranged as shown in FIG. 4) constituting the polarization rotating element 11, whereby the polarization direction is changed by 90 degrees to become P-polarized light. In the separation membrane 12a, it is emitted as transmitted light. In this way, the outgoing light from the polarization conversion element 10 is converted to P-polarized light, and polarization conversion is efficiently performed.

（実施例９）
図８は本発明のさらに別の実施例を示す偏光変換素子の概略断面図である。この偏光変換素子１４は、実施例２〜４のいずれかの偏光回転素子１１と、平板状（または平面型）の偏光分離素子１５を対峙させて配置したものである。この平板状（または平面型）の偏光分離素子１５としては、微細な格子パターンを形成したいわゆる金線格子（ｗｉｒｅ―ｇｒｉｄ偏光子）などが用いられる。
入射光としては、ランダム偏光、直線偏光、円偏光等、様々な方向の光束があるが、ここでは、紙面の垂直方向に稜線が４５度倒れている偏光回転素子１１の後方から、無偏光状態の光束を入射させる。図には代表して互いに直交する直線偏光（Ｐ偏光、Ｓ偏光）の２種類を記載した。 Example 9
FIG. 8 is a schematic cross-sectional view of a polarization conversion element showing still another embodiment of the present invention. The polarization conversion element 14 is configured such that the polarization rotation element 11 according to any one of Examples 2 to 4 and the flat (or planar) polarization separation element 15 are opposed to each other. As the flat (or planar) polarization separation element 15, a so-called gold-line grating (wire-grid polarizer) in which a fine grating pattern is formed is used.
Incident light includes light beams in various directions such as random polarized light, linearly polarized light, and circularly polarized light. Here, a non-polarized state is observed from the rear of the polarization rotating element 11 whose ridge line is inclined 45 degrees in the vertical direction of the paper surface. Is incident. The figure shows two types of linearly polarized light (P-polarized light and S-polarized light) orthogonal to each other.

無偏光状態で偏光回転素子１１に入射し、偏光回転素子１１を通過した光は、平板状の偏光分離素子１５で例えばＰ偏光のみを通過し、Ｓ偏光は反射される。反射されたＳ偏光は偏光回転素子１１に戻される。そして、この偏光回転素子１１を構成する屋根型反射面対（例えば図４に示すような複数配列されたプリズム）の内部反射により２回反射することによって９０度偏光方向が変わりＰ偏光となり、偏光分離素子１５では透過光となって出射する。このようにして、偏光変換素子１４からの出射光はＰ偏光に変換され、効率よく偏光変換がなされる。   The light that has entered the polarization rotator 11 in a non-polarized state and has passed through the polarization rotator 11 passes, for example, only P-polarized light and reflects S-polarized light by the plate-shaped polarization separation element 15. The reflected S-polarized light is returned to the polarization rotation element 11. Then, the light is reflected twice by internal reflection of a pair of roof-type reflecting surfaces (for example, a plurality of prisms arranged as shown in FIG. 4) constituting the polarization rotating element 11, whereby the polarization direction is changed by 90 degrees to become P-polarized light. The separating element 15 emits the transmitted light. In this way, the outgoing light from the polarization conversion element 14 is converted to P-polarized light, and the polarization conversion is performed efficiently.

前述の実施例８（図７）に示した構成の偏光変換素子１０では、プリズムを組み合わせた偏光分離素子（ＰＢＳ）１２を用いていたので、偏光分離された光束を偏光回転素子１１に戻すための反射部材１３が必要であったが、図８に示す構成の偏光変換素子１４では、平板状の偏光分離素子１５で偏光分離された反射光を直接偏光回転素子１１に戻すことができるので、効率面で高いという利点がある。また、偏光分離素子を低コスト作成することができる。   In the polarization conversion element 10 having the configuration shown in Example 8 (FIG. 7) described above, the polarization separation element (PBS) 12 combined with the prism is used. However, in the polarization conversion element 14 having the configuration shown in FIG. 8, the reflected light separated by the flat polarization separation element 15 can be directly returned to the polarization rotation element 11. There is an advantage of high efficiency. In addition, the polarization separation element can be produced at low cost.

（実施例１０）
図９は本発明のさらに別の実施例を示す偏光変換素子の概略断面図である。この偏光変換素子１６は、偏光分離膜１８ａより入射側の構成は図７の偏光変換素子と同様であり、直角プリズム１８の直交する２面に偏光回転素子１１と反射部材（ミラー）１３を配置し、直角プリズム１８の傾斜面に偏光分離膜１８ａを設けた構成であるが、偏光分離膜１８ａより出射側に、光束を少なくとも一度は内部で反射させる導光体（または導光路）１７を配置したものである。
このような構成によると、偏光分離膜１８ａを通過した光束（例えばＰ偏光）は、導光体１７内で反射して出射光となる。この構成では、導光体１７の形状、特に長さや出射開口形状を適正に設定することによって、光の重畳効果により均一な照明を得るための手段としても利用できる。 (Example 10)
FIG. 9 is a schematic cross-sectional view of a polarization conversion element showing still another embodiment of the present invention. This polarization conversion element 16 has the same configuration as that of the polarization conversion element in FIG. 7 with respect to the polarization separation film 18a, and the polarization rotation element 11 and the reflecting member (mirror) 13 are arranged on two orthogonal surfaces of the right-angle prism 18. In addition, although the polarization separation film 18a is provided on the inclined surface of the right-angle prism 18, a light guide (or light guide path) 17 that reflects the light beam at least once inside is disposed on the emission side from the polarization separation film 18a. It is a thing.
According to such a configuration, the light beam (for example, P-polarized light) that has passed through the polarization separation film 18a is reflected in the light guide 17 to become outgoing light. In this configuration, by appropriately setting the shape of the light guide body 17, particularly the length and the exit aperture shape, the light guide body 17 can also be used as a means for obtaining uniform illumination due to the light superimposing effect.

（実施例１１）
図１０は本発明のさらに別の実施例を示す偏光変換素子の概略断面図である。この偏光変換素子１９は、導光体（または導光路）１７を偏光分離膜１８ａと偏光回転素子１１の間に配置したものであり、偏光回転素子１１を通過した入射光は導光体１７内で反射して偏光分離膜１８ａに導かれ、偏光分離膜１８ａで例えばＰ偏光のみが通過し、Ｓ偏光は反射される。反射されたＳ偏光は、導光体１７の下面部に設けた反射部材１３で反射され、再び、偏光分離膜１８ａで反射されて導光体１７内を通り偏光回転素子１１に戻される。そして、この偏光回転素子１１を構成する屋根型反射面対（例えば図４に示すような複数配列されたプリズム）により２回反射することによって９０度偏光方向が変わりＰ偏光となり、再び導光体１７内で反射して偏光分離膜１８ａに導かれ、偏光分離膜１８ａを透過して出射する。このようにして、偏光変換素子１９からの出射光は、光の重畳効果により均一なＰ偏光の光束に変換されて出射される。 (Example 11)
FIG. 10 is a schematic cross-sectional view of a polarization conversion element showing still another embodiment of the present invention. In this polarization conversion element 19, a light guide (or light guide path) 17 is disposed between the polarization separation film 18 a and the polarization rotation element 11, and incident light that has passed through the polarization rotation element 11 is contained in the light guide 17. And is guided to the polarization separation film 18a, and only the P-polarized light, for example, passes through the polarization separation film 18a, and the S-polarized light is reflected. The reflected S-polarized light is reflected by the reflecting member 13 provided on the lower surface portion of the light guide 17, reflected again by the polarization separation film 18 a, passes through the light guide 17, and is returned to the polarization rotation element 11. Then, by reflecting twice by a pair of roof-type reflecting surfaces (for example, a plurality of prisms as shown in FIG. 4) constituting this polarization rotation element 11, the polarization direction is changed by 90 degrees to become P-polarized light, and again the light guide The light is reflected in 17 and guided to the polarization separation film 18a, and is transmitted through the polarization separation film 18a and emitted. In this way, the light emitted from the polarization conversion element 19 is converted into a uniform P-polarized light beam by the light superimposing effect and emitted.

（実施例１２）
図１１は本発明のさらに別の実施例を示す偏光変換素子の構成説明図であり、中央の図は偏光変換素子の概略断面を示し、左側の図はＡ方向から見た入射面、右側の図はＢ方向から見た出射面を示している。
この偏光変換素子２０は、２つの内部反射面２１ａ，２１ｂを有する屋根型プリズムからなる偏光回転素子２１と、導光体（または導光路）１７と、平板状（または平面型）の偏光分離素子１５で構成されている。
入射開口部２１ｃはプリズム側にあり、図示の例では屋根型プリズム２１の上面に入射開口部２１ｃが設けられて、プリズムの上面から導光体（または導光路）１７に入射する構成とした。プリズム２１の上面から効率よく入射させるために、入射角度と界面の法線のなす角度（入射角）をなるべく浅い角度になるように設定する。例えば、図示したような傾斜をつけることによって実現できる。この形状はいかなる形状でも、偏光分離素子１５で反射して戻ってきた光束が臨界角を越えず、入射光側に抜け出ないような角度となるように設定すればよい。 (Example 12)
FIG. 11 is a diagram for explaining the configuration of a polarization conversion element according to still another embodiment of the present invention. The central figure shows a schematic cross section of the polarization conversion element, the left figure shows the incident surface viewed from the A direction, and the right figure. The figure shows the exit surface viewed from the B direction.
The polarization conversion element 20 includes a polarization rotation element 21 formed of a roof-type prism having two internal reflection surfaces 21a and 21b, a light guide (or a light guide path) 17, and a flat plate (or planar type) polarization separation element. 15.
The incident opening 21c is on the prism side. In the example shown in the drawing, the incident opening 21c is provided on the upper surface of the roof prism 21, and enters the light guide (or light guide) 17 from the upper surface of the prism. In order to make the light incident efficiently from the upper surface of the prism 21, the angle formed by the incident angle and the normal line of the interface (incident angle) is set to be as shallow as possible. For example, it can be realized by providing an inclination as illustrated. Any shape may be set so that the light beam reflected and returned by the polarization separation element 15 does not exceed the critical angle and does not escape to the incident light side.

また、本実施例の構成では、屋根型プリズム（偏光回転素子）２１と偏光分離素子１５の間に導光体（または導光路）１７を設けている。このような構成により、入射光は導光体（または導光路）１７で多重反射して、効率よく偏光分離素子１５に到達し、また、偏光分離素子１５で反射した光束も、光の閉じこめ効果により偏光変換部のプリズム２１に導かれることにより、非常に効率のよい偏光変換が行われる。また、導光体（または導光路）１７の形状、特に長さや、出射開口形状を適正に設定することによって光の重畳効果により均一な照明を得るための手段としても利用できる。
なお、平板状（または平面型）の偏光分離素子１５としては、金線格子（ｗｉｒｅ―ｇｒｉｄ偏光子）などが利用できる。 In the configuration of this embodiment, a light guide (or light guide path) 17 is provided between the roof prism (polarization rotation element) 21 and the polarization separation element 15. With such a configuration, incident light is multiple-reflected by the light guide (or light guide path) 17 and efficiently reaches the polarization separation element 15, and the light beam reflected by the polarization separation element 15 is also confined by light. Thus, the light is guided to the prism 21 of the polarization conversion unit, whereby very efficient polarization conversion is performed. Moreover, it can utilize also as a means for obtaining uniform illumination by the superimposition effect of light by setting appropriately the shape of light guide (or light guide path) 17, especially length, and an output opening shape.
As the flat (or planar) polarization separation element 15, a gold wire grid (wire-grid polarizer) or the like can be used.

（実施例１３）
図１２は本発明のさらに別の実施例を示す偏光変換素子の構成説明図であり、中央の図は偏光変換素子の概略断面を示し、左側の図はＡ方向から見た入射面、右側の図はＢ方向から見た出射面を示している。
この偏光変換素子２２は、図１１と略同様の構成であるが、偏光回転素子２３の偏光変換部をアレイ状にした実施例であり、屋根型プリズム２３−１，２３−２を複数（図示の例では２つ）配列し、折り返し光の効率を向上させた構成である。また、プリズムの配列数を増やすことによって、プリズム両端部分で光の洩れ光をより少なくすることが可能となり、光利利用効率のよい偏光変換素子が実現できる。 (Example 13)
FIG. 12 is a diagram for explaining the structure of a polarization conversion element according to still another embodiment of the present invention. The central figure shows a schematic cross section of the polarization conversion element, the left figure shows the incident surface viewed from the A direction, and the right figure. The figure shows the exit surface viewed from the B direction.
The polarization conversion element 22 has substantially the same configuration as that of FIG. 11, but is an embodiment in which the polarization conversion unit of the polarization rotation element 23 is arranged in an array, and includes a plurality of roof-type prisms 23-1 and 23-2 (illustrated). In this example, two are arranged to improve the efficiency of the folded light. Further, by increasing the number of prisms arranged, it becomes possible to reduce light leakage at both ends of the prism, and a polarization conversion element with high light utilization efficiency can be realized.

この構成では配列数を２列とし、両プリズム２３−１，２３−２の谷部に光の透過領域となる入射開口部２３−３を設けている。なお、この谷部に入射光線を直接絞り込んで入射させてもよいが、場合によっては、偏光分離素子１５で反射してプリズムに戻ってきた光束には、臨界角を越えて光源側に戻ってくる光がある。このために、本実施例では、導光路１７内へと進入させる角度をなるべく変化させないように入射開口部２３−３を設けたものである。
この開口の大きさは偏光変換素子２２の有効反射領域よりも小さく設定する。入射開口部２３−３には効率よく光を導くために、図示しないが、光源からの光束を効率よく集光させた焦点にこの開口部を合わせるとよい。
また、この開口部２３−３では、入射光の入射角度がなるべく垂直入射に近い値になることが望ましいので、この部分のみ平坦な形状としてもよい。
このように偏光変換部の開口を制限することによって、偏光分離素子１５等から戻ってきた光束の洩れ光をなるべく少なくして、偏光変換させることができる。 In this configuration, the number of arrays is two, and an incident opening 23-3 serving as a light transmission region is provided in the valleys of both prisms 23-1 and 23-2. In addition, incident light may be directly narrowed and incident on this valley, but in some cases, the light beam reflected by the polarization separation element 15 and returned to the prism returns to the light source side beyond the critical angle. There is a coming light. For this reason, in this embodiment, the incident opening 23-3 is provided so as not to change the angle of entry into the light guide 17 as much as possible.
The size of this opening is set smaller than the effective reflection area of the polarization conversion element 22. In order to guide light efficiently to the entrance opening 23-3, although not shown, this opening may be adjusted to a focal point where the light beam from the light source is efficiently condensed.
Further, in this opening portion 23-3, it is desirable that the incident angle of incident light be as close to vertical incidence as possible, so that only this portion may have a flat shape.
By limiting the opening of the polarization conversion unit in this way, it is possible to perform polarization conversion by reducing the leakage light of the light beam returned from the polarization separation element 15 or the like as much as possible.

（実施例１４）
図１３は本発明のさらに別の実施例を示す偏光変換素子の構成説明図であり、中央の図は偏光変換素子の概略断面を示し、左側の図はＡ方向から見た入射面を示している。
この偏光変換素子２４の入射側の構成は図１２と同様であるが、導光体（または導光路）１７の右側に、２つの直角プリズムの間に偏光分離膜１２ａを挟んだ構成の偏光分離素子（ＰＢＳ）１２と反射部材（ミラー）１３を配置したものである。
このように偏光分離素子１２をプリズムを用いたＰＢＳとし、反射部材１３と併せて反射光を効率よく偏光変換機能の偏光回転素子（プリズムアレイ）２３へと導くことにより、効率良く偏光変換を行なうことができる。 (Example 14)
FIG. 13 is an explanatory view of the configuration of a polarization conversion element showing still another embodiment of the present invention. The center figure shows a schematic cross section of the polarization conversion element, and the left figure shows an incident surface viewed from the A direction. Yes.
The configuration on the incident side of the polarization conversion element 24 is the same as that shown in FIG. 12 except that the polarization separation film 12a is sandwiched between two right-angle prisms on the right side of the light guide (or light guide) 17. An element (PBS) 12 and a reflecting member (mirror) 13 are arranged.
In this way, the polarization separation element 12 is a PBS using a prism, and the reflected light is efficiently guided to the polarization rotation element (prism array) 23 having the polarization conversion function together with the reflecting member 13 to efficiently perform the polarization conversion. be able to.

（実施例１５）
図１４は本発明のさらに別の実施例を示す偏光回転素子の構成説明図であり、偏光回転素子の入射側から見た図、その正面図、側面図を合わせて示している。本実施例では、図４と同様の構成の偏光回転素子３の反射面対領域３ａの中央部に、入射光の透過領域となる開口部３ｃを設けた構成としたものである。この開口部３ｃは、複数配列された屋根型反射面対（屋根型ミラーまたはプリズム）３ｂが実質無い部分を設けるものであり、その形状は入射光束に合わせて円形にした。また、開口部３ｃの形状は、必要に応じて楕円であったり、矩形にすればよい。
このような構成の偏光回転素子を偏光変換素子に採用することで、入射光を効率よく偏光回転素子１１の背面から素子内に入射させることができる。 (Example 15)
FIG. 14 is a configuration explanatory view of a polarization rotator showing still another embodiment of the present invention, and shows a view seen from the incident side of the polarization rotator, a front view thereof, and a side view. In this embodiment, an opening 3c serving as a transmission region for incident light is provided at the center of the reflecting surface pair region 3a of the polarization rotator 3 having the same configuration as in FIG. The opening 3c is provided with a portion substantially free of a plurality of arrayed roof-type reflecting surface pairs (roof-type mirrors or prisms) 3b, and the shape thereof is circular according to the incident light beam. The shape of the opening 3c may be an ellipse or a rectangle as necessary.
By adopting the polarization rotation element having such a configuration as the polarization conversion element, incident light can be efficiently incident into the element from the back surface of the polarization rotation element 11.

図１５は本発明のさらに別の実施例を示す偏光変換素子の構成説明図であり、中央の図は偏光変換素子の概略断面を示し、左側の図はＡ方向から見た入射面、右側の図はＢ方向から見た出射面を示している。
この偏光変換素子２５は、図１４に示す屋根型プリズムアレイからなる偏光回転素子３と、導光体（または導光路）１７と、平板状（または平面型）の偏光分離素子１５で構成されている。図１４に示したように、偏光回転素子３の入射側中央部には入射開口部３ｃが設けられている。
また、この構成では、偏光回転素子３と偏光分離素子１５の間に導光体（または導光路）１７を設けている。このような構成により、偏光回転素子３の開口部３ｃから入射した光束は、導光体１７内で反射して偏光分離素子１５に到達する。そして、この偏光分離素子１５で例えばＰ偏光のみを通過し、Ｓ偏光は反射される。反射されたＳ偏光の光束は、再び、導光体１７内で反射し、偏光回転素子１１に導かれる。そして、偏光回転素子１１で反射すると、９０度偏光回転してＰ偏光となり、このＰ偏光の光束は再び導光体１７内を伝搬し、偏光分離素子１５を通過する。
この構成では、導光体（または導光路）１７の形状、特に長さや出射開口形状を適正に設定することによって、光の重畳効果により均一な照明を得るための手段としても利用できる。また、平板状（または平面型）の偏光分離素子１５としては、金線格子（ｗｉｒｅ―ｇｒｉｄ偏光子）などが利用できる。 FIG. 15 is a diagram for explaining the configuration of a polarization conversion element according to still another embodiment of the present invention. The central figure shows a schematic cross section of the polarization conversion element, the left figure shows the incident surface viewed from the A direction, and the right figure. The figure shows the exit surface viewed from the B direction.
The polarization conversion element 25 includes a polarization rotation element 3 formed of a roof-type prism array shown in FIG. 14, a light guide (or light guide path) 17, and a plate-shaped (or planar) polarization separation element 15. Yes. As shown in FIG. 14, an incident opening 3 c is provided at the incident-side central portion of the polarization rotation element 3.
In this configuration, a light guide (or a light guide path) 17 is provided between the polarization rotation element 3 and the polarization separation element 15. With such a configuration, the light beam incident from the opening 3 c of the polarization rotation element 3 is reflected in the light guide 17 and reaches the polarization separation element 15. Then, for example, only the P-polarized light passes through the polarization separation element 15 and the S-polarized light is reflected. The reflected S-polarized light beam is reflected again in the light guide 17 and guided to the polarization rotation element 11. When the light is reflected by the polarization rotation element 11, the polarization is rotated 90 degrees to become P-polarized light, and the P-polarized light beam propagates again in the light guide 17 and passes through the polarization separation element 15.
In this configuration, by appropriately setting the shape of the light guide (or light guide path) 17, particularly the length and the exit aperture shape, it can also be used as means for obtaining uniform illumination due to the light superposition effect. Further, as the flat (or planar) polarization separation element 15, a gold wire grid (wire-grid polarizer) or the like can be used.

（実施例１６）
図１６は本発明のさらに別の実施例を示す偏光変換素子の概略断面図である。この偏光変換素子２６は、図１３と同様な２つの屋根型プリズムからなる偏光回転素子２３と、導光体（または導光路）１７と、偏光分離素子アレイ（ＰＢＳアレイ）２７で構成されており、図１３の偏光分離素子の部分を、複数の偏光分離膜２７ａ〜２７ｄを配列したＰＢＳアレイ２７に換えたものである。この構成では、反射光が隣接する偏光分離膜で反射して偏光変換機能の偏光回転素子２３へ反射する。なお、偏光回転素子の構成は、図１４のようにプリズムや屋根型ミラーを多数配列した構成でもよい。 (Example 16)
FIG. 16 is a schematic cross-sectional view of a polarization conversion element showing still another embodiment of the present invention. This polarization conversion element 26 includes a polarization rotation element 23 composed of two roof-type prisms similar to FIG. 13, a light guide (or light guide path) 17, and a polarization separation element array (PBS array) 27. 13 is replaced with a PBS array 27 in which a plurality of polarization separation films 27a to 27d are arranged. In this configuration, the reflected light is reflected by the adjacent polarization separation film and reflected to the polarization rotation element 23 having a polarization conversion function. The configuration of the polarization rotation element may be a configuration in which a large number of prisms and roof type mirrors are arranged as shown in FIG.

本実施例では、偏光分離部をＰＢＳアレイ２７としたことで、単一プリズムの場合よりコンパクトな構成となる。
このＰＢＳアレイ２７の機能は、片側の偏光分離膜で例えばＰ偏光を透過し、Ｓ偏光が反射し、隣接する互いに９０度の角度の面に形成された偏光分離膜で再度反射されて再帰光となるようになっており、この再帰光は導光体（または導光路）１７内を通過して、偏光変換機能を有する偏光回転素子２３で反射され、９０度偏光が回転する。そして、再び導光体（または導光路）１７内を通過して、今度はＰ偏光となっているので、ＰＢＳアレイ２７を通過して出射光となる。 In this embodiment, since the polarization separation unit is the PBS array 27, the configuration is more compact than in the case of a single prism.
The function of the PBS array 27 is that, for example, P-polarized light is transmitted through one side of the polarization separation film, S-polarized light is reflected, and is reflected again by the polarization separation films formed on adjacent surfaces with an angle of 90 degrees. The recursive light passes through the light guide (or light guide path) 17 and is reflected by the polarization rotation element 23 having a polarization conversion function, and the 90-degree polarized light rotates. Then, the light again passes through the light guide (or light guide) 17 and is now P-polarized light, so that it passes through the PBS array 27 and becomes emitted light.

（実施例１７）
次に本発明の偏光変換素子をライトバルブの照明装置として適用した実施例を示す。図１７は偏光変換素子を用いた照明装置を備えた画像表示装置の概略構成図である。
図１７において、照明装置３０の光源３１ａとしては、ハロゲンランプ、キセノンランプ、メタルハライドランプ、超高圧水銀ランプなどが用いられる。また、発光ダイオード（ＬＥＤ）ランプなどの単色光も適用可能である。高輝度な白色ＬＥＤなども照明光源として適用してもよい。照明光学系の具体例としては、超高圧水銀ランプなどでよく利用されているが、光源３１ａの近傍に配置されたリフレクター３１ｂ（光源と一体となっている）により反射されて指向性を持たせた光束を集光レンズ３２により集光し、波長フィルター３３等を介して偏光変換素子３４に入射させている。偏光変換素子３４としては、実施例５〜１６のいずれかの構成の偏光変換素子を用いることができるが、特に導光体（または導光路）１７を有する偏光変換素子を使うと、インテグレータ光学系、いわれる照度均一化手段を構成できる。
偏光変換素子３４で偏光変換され、偏光方向を揃えられた光束は、ライトバルブ３７のパネル面上に照明されるが、この際、パネル照明用集光レンズ３５などにより、パネル面上にて均一に照明分布を得られるようにしてもよい。
このように、本実施例では非常に単純な構成で偏光変換を行い、また、同時に、導光路の形状、構成によっては、いわゆるロッドインテグレータ光学系との融合性が高くなり、効率のよい照明装置３０が実現する。 (Example 17)
Next, an embodiment in which the polarization conversion element of the present invention is applied as an illumination device for a light valve will be described. FIG. 17 is a schematic configuration diagram of an image display device provided with an illumination device using a polarization conversion element.
In FIG. 17, a halogen lamp, a xenon lamp, a metal halide lamp, an ultrahigh pressure mercury lamp, or the like is used as the light source 31a of the illumination device 30. In addition, monochromatic light such as a light emitting diode (LED) lamp is also applicable. A high-intensity white LED or the like may be applied as an illumination light source. As a specific example of the illumination optical system, it is often used in an ultra-high pressure mercury lamp or the like, but it is reflected by a reflector 31b (integrated with the light source) disposed in the vicinity of the light source 31a to give directivity. The collected light beam is collected by the condenser lens 32 and is incident on the polarization conversion element 34 via the wavelength filter 33 or the like. As the polarization conversion element 34, the polarization conversion element having any one of the configurations of Embodiments 5 to 16 can be used. In particular, when a polarization conversion element having a light guide (or a light guide path) 17 is used, an integrator optical system is used. The so-called illuminance uniformity means can be configured.
A light beam whose polarization is converted by the polarization conversion element 34 and whose polarization direction is aligned is illuminated on the panel surface of the light valve 37. At this time, the light beam 37 is uniformly distributed on the panel surface by the panel illumination condenser lens 35 or the like. An illumination distribution may be obtained.
As described above, in this embodiment, polarization conversion is performed with a very simple configuration, and at the same time, depending on the shape and configuration of the light guide, the compatibility with the so-called rod integrator optical system is increased, and the illumination device is efficient. 30 is realized.

（実施例１８）
次に本発明の画像表示装置の実施例について説明する。画像表示素子であるライトバルブとしては、透過型液晶パネルや、反射型液晶パネル等が用いられるが、図１７の実施例では、ライトバルブ３７に反射型液晶パネルを用いた例を示している。
本実施例では、図１７に示すように、本発明の偏光変換素子３４及びそれを用いた照明装置３０と、反射型液晶パネル３７と、偏光分離素子（偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ））などの照明光路と投射結像光路を分離する光路分離手段３６とを用いる構成としているので、より効率の高い照明が求められる場合に大変有効である。 (Example 18)
Next, an embodiment of the image display device of the present invention will be described. As the light valve that is an image display element, a transmissive liquid crystal panel, a reflective liquid crystal panel, or the like is used. In the embodiment of FIG. 17, an example in which a reflective liquid crystal panel is used as the light valve 37 is shown.
In this embodiment, as shown in FIG. 17, the polarization conversion element 34 of the present invention and the illumination device 30 using the same, a reflective liquid crystal panel 37, and illumination such as a polarization separation element (polarization beam splitter (PBS)). Since the optical path separating means 36 that separates the optical path and the projection imaging optical path is used, it is very effective when more efficient illumination is required.

また、図１７には、本発明の偏光変換素子３４に入射する前に時間的に照明光を切り替える波長フィルター（いわゆるカラーホイール）３３などを設けることで、フィールドシーケンシャルカラー照明が実現する。
この波長フィルター３３は、偏光変換素子３４の後に配置されていてもかまわない。例えば、偏光変換素子３４の後に、ストライプ状の反射型カラーフィルターを設けてもよい。また、図１７の実施例では、光源３１ａから発した光束をリフレクター３１ｂと集光レンズ３２で集光させているが、回転楕円鏡などで一気に集光させてもよい。
また、光路分離手段３６の後に投射レンズ３８を設け、表示拡大画像を得るなどして、画像投射装置を実現することができる。 In FIG. 17, field sequential color illumination is realized by providing a wavelength filter (so-called color wheel) 33 that switches illumination light temporally before entering the polarization conversion element 34 of the present invention.
The wavelength filter 33 may be disposed after the polarization conversion element 34. For example, a striped reflective color filter may be provided after the polarization conversion element 34. In the embodiment of FIG. 17, the light beam emitted from the light source 31a is condensed by the reflector 31b and the condenser lens 32, but may be condensed at once by a spheroid mirror or the like.
In addition, an image projection apparatus can be realized by providing a projection lens 38 after the optical path separating unit 36 and obtaining a display enlarged image.

なお、以上はライトバルブが単板式で、時間分割式のカラー画像表示装置であるが、カラーホイール等を用いないで、偏光変換素子３４の出射光とライトバルブの間に、照明光をＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の３色に分離する色分離フィルターや色分離プリズム等を配置し、３つの色用にそれぞれ設けたライトバルブ（液晶パネル）に、各色毎の照明光を与え、各色用のライトバルブ（液晶パネル）で形成された画像を色合成プリズム等で再び合成してカラー画像を得る、いわゆる３板式の投射システムを構成してもよい。   Although the light valve is a single plate type and time-division type color image display device as described above, the illumination light is transmitted between the light emitted from the polarization conversion element 34 and the light valve without using a color wheel or the like. Color separation filters, color separation prisms, etc. that separate three colors (red), G (green), and B (blue) are arranged, and light bulbs (liquid crystal panels) provided for each of the three colors are illuminated for each color. A so-called three-plate projection system may be configured in which light is applied and an image formed by a light valve (liquid crystal panel) for each color is synthesized again by a color synthesis prism or the like to obtain a color image.

以上に説明した本発明の偏光回転素子は、入射光の偏光方向を回転させて出射するので、偏光分離素子と組み合わせることにより、偏光方向を揃え、光利用効率の高い偏光変換を行なうための偏光変換素子として利用することができる。そして、本発明の偏光変換素子は、入射光の偏光方向を揃えて出射するので、光利用効率が高く、画像表示用の照明装置に好適に利用することができる。そして、本発明の偏光変換素子を用いた照明装置は、非常に偏光変換効率が高く、光利用効率の点で高い照明が実現できるので、液晶表示装置、透過型液晶プロジェクタ、反射型液晶プロジェクタ、ヘッドマウントディスプレイ等の種々の画像表示装置に好適に利用することができ、明るい画像表示装置を実現することができる。   Since the polarization rotation element of the present invention described above emits light with the polarization direction of incident light rotated, it is combined with a polarization separation element to align the polarization direction and perform polarization conversion with high light utilization efficiency. It can be used as a conversion element. In addition, since the polarization conversion element of the present invention emits light with the polarization direction of incident light aligned, it has high light utilization efficiency and can be suitably used for an illumination device for image display. The illumination device using the polarization conversion element of the present invention has a very high polarization conversion efficiency and can realize high illumination in terms of light utilization efficiency. Therefore, a liquid crystal display device, a transmissive liquid crystal projector, a reflective liquid crystal projector, It can be suitably used for various image display devices such as a head-mounted display, and a bright image display device can be realized.

本発明に係る偏光回転素子の偏光回転原理及び構成の説明図である。It is explanatory drawing of the polarization rotation principle and structure of the polarization rotation element which concerns on this invention. 本発明の一実施例を示す偏光回転素子の構成説明図である。It is a structure explanatory drawing of the polarization rotation element which shows one Example of this invention. 図２に示す偏光回転素子の偏光回転の説明図である。It is explanatory drawing of the polarization rotation of the polarization rotation element shown in FIG. 本発明の別の実施例を示す偏光回転素子の構成説明図である。It is a structure explanatory drawing of the polarization rotation element which shows another Example of this invention. 本発明の別の実施例を示す偏光変換素子の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the polarization conversion element which shows another Example of this invention. 本発明のさらに別の実施例を示す偏光変換素子の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the polarization conversion element which shows another Example of this invention. 本発明のさらに別の実施例を示す偏光変換素子の概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of the polarization conversion element which shows another Example of this invention. 本発明のさらに別の実施例を示す偏光変換素子の概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of the polarization conversion element which shows another Example of this invention. 本発明のさらに別の実施例を示す偏光変換素子の概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of the polarization conversion element which shows another Example of this invention. 本発明のさらに別の実施例を示す偏光変換素子の概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of the polarization conversion element which shows another Example of this invention. 本発明のさらに別の実施例を示す偏光変換素子の構成説明図である。It is structure explanatory drawing of the polarization conversion element which shows another Example of this invention. 本発明のさらに別の実施例を示す偏光変換素子の構成説明図である。It is structure explanatory drawing of the polarization conversion element which shows another Example of this invention. 本発明のさらに別の実施例を示す偏光変換素子の構成説明図である。It is structure explanatory drawing of the polarization conversion element which shows another Example of this invention. 本発明のさらに別の実施例を示す偏光回転素子の構成説明図である。It is composition explanatory drawing of the polarization rotation element which shows another Example of this invention. 本発明のさらに別の実施例を示す偏光変換素子の構成説明図である。It is structure explanatory drawing of the polarization conversion element which shows another Example of this invention. 本発明のさらに別の実施例を示す偏光変換素子の概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of the polarization conversion element which shows another Example of this invention. 本発明のさらに別の実施例を示す図であって、偏光変換素子を用いた照明装置を備えた画像表示装置の概略構成図である。It is a figure which shows another Example of this invention, Comprising: It is a schematic block diagram of the image display apparatus provided with the illuminating device using a polarization conversion element. 従来技術の一例を示す偏光変換器の概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of the polarization converter which shows an example of a prior art. 従来技術の別の例を示すワイヤグリッド偏光子の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the wire grid polarizer which shows another example of a prior art.

符号の説明Explanation of symbols

１：屋根型反射面対（屋根型ミラー）からなる偏光回転素子
１ａ，１ｂ：反射面
２：屋根型反射面対を複数配列した偏光回転素子
３：屋根型反射面対の配列ピッチを一定とした偏光回転素子
４，５，１０，１４，１６，１９，２０，２２，２４，２５，２６，３４：偏光変換素子
１１：偏光回転素子
１２：プリズム状の偏光分離素子（ＰＢＳ）
１２ａ，１８ａ，２７ａ，２７ｂ，２７ｃ，２７ｄ：偏光分離膜
１３：反射部材（ミラー）
１５：平板状の偏光分離素子
１７：導光体（または導光路）
２１：屋根型プリズムからなる偏光回転素子
２３：複数の屋根型プリズムからなる偏光回転素子
２７：偏光分離素子アレイ
３０：照明装置
３１ａ：光源
３１ｂ：リフレクター
３２：集光レンズ
３３：波長フィルター
３５：パネル照明用集光レンズ
３６：光路分離手段
３７：反射型液晶パネル（ライトバルブ）
３８：投射レンズ
1: Polarizing rotator composed of a pair of roof-type reflecting surfaces (roof-type mirror) 1a, 1b: Reflecting surface 2: Polarizing rotator in which a plurality of roof-type reflecting surface pairs are arranged 3: The arrangement pitch of the roof-type reflecting surface pairs is constant. Polarized light rotating element 4, 5, 10, 14, 16, 19, 20, 22, 24, 25, 26, 34: Polarization converting element 11: Polarizing rotating element 12: Prism-shaped polarization separating element (PBS)
12a, 18a, 27a, 27b, 27c, 27d: Polarization separation film 13: Reflecting member (mirror)
15: Flat polarization separation element 17: Light guide (or light guide)
21: Polarized light rotating element composed of a roof-type prism 23: Polarized light rotating element composed of a plurality of roof-type prisms 27: Polarized light separating element array 30: Illumination device 31a: Light source 31b: Reflector 32: Condensing lens 33: Wavelength filter 35: Panel Condensing lens for illumination 36: optical path separating means 37: reflective liquid crystal panel (light valve)
38: Projection lens

Claims (18)

互いに直交する２つの反射面でなる屋根型反射面対で構成され、該２つの反射面の交線（以下、稜線と言う）を、入射光の偏光方向に対して傾けた配置としたことを特徴とする偏光回転素子。   It is composed of a pair of roof-type reflecting surfaces composed of two reflecting surfaces orthogonal to each other, and the line of intersection of the two reflecting surfaces (hereinafter referred to as a ridge line) is inclined with respect to the polarization direction of the incident light. A polarization rotation element. 請求項１記載の偏光回転素子において、
前記屋根型反射面対を、複数配列したことを特徴とする偏光回転素子。 The polarization rotation element according to claim 1, wherein
A polarization rotation element, wherein a plurality of the roof-type reflecting surface pairs are arranged. 請求項１または２記載の偏光回転素子において、
前記屋根型反射面対の反射面を直角プリズムの２面で構成したことを特徴とする偏光回転素子。 The polarization rotation element according to claim 1 or 2,
2. A polarization rotator according to claim 1, wherein the reflecting surface of the roof-type reflecting surface pair is composed of two surfaces of a right-angle prism. 請求項２または３記載の偏光回転素子において、
前記屋根型反射面対の配列ピッチを一定とし、同一平面上に稜線を含むように配列したことを特徴とする偏光回転素子。 The polarization rotation element according to claim 2 or 3,
A polarization rotation element characterized in that the arrangement pitch of the roof-type reflecting surface pairs is constant and is arranged so as to include a ridge line on the same plane. 偏光分離素子と、該偏光分離素子により分離された２つの互いに直交する直線偏光の透過光、反射光のいずれか一方を出射光とし、もう一方を、その偏光方向を９０度回転させて出射光として利用する偏光変換素子において、
前記偏光方向を９０度回転させる手段として、請求項１〜４のいずれか一つに記載の偏光回転素子を用いたことを特徴とする偏光変換素子。 One of the polarized light separating element and the two orthogonally polarized transmitted light and reflected light separated by the polarized light separating element is used as outgoing light, and the other light is output by rotating the polarization direction by 90 degrees. In the polarization conversion element used as
A polarization conversion element using the polarization rotation element according to claim 1 as means for rotating the polarization direction by 90 degrees. 請求項５記載の偏光変換素子において、
前記偏光回転素子と出射光の間に、少なくとも一度は内部で反射させる導光体または導光路を配置したことを特徴とする偏光変換素子。 In the polarization conversion element according to claim 5,
A polarization conversion element comprising a light guide or a light guide that is internally reflected at least once between the polarization rotation element and the emitted light. 請求項６記載の偏光変換素子において、
前記偏光回転素子に光の透過領域を設けたことを特徴とする偏光変換素子。 The polarization conversion element according to claim 6, wherein
A polarization conversion element characterized in that a light transmission region is provided in the polarization rotation element. 偏光分離素子と、該偏光分離素子により分離された２つの互いに直交する直線偏光の透過光、反射光のいずれか一方を出射光とし、もう一方を、その偏光方向を９０度回転させて出射光として利用する偏光変換素子において、
前記偏光方向を９０度回転させる手段として、請求項１記載の偏光回転素子を用い、該偏光回転素子の屋根型反射面対を屋根型ミラーで構成し、該屋根型ミラーの稜線を出射光の偏光の方向に対して４５度傾けて配置することによって、偏光の方向を９０度回転させて偏光変換することを特徴とする偏光変換素子。 One of the polarized light separating element and the two orthogonally polarized transmitted light and reflected light separated by the polarized light separating element is used as outgoing light, and the other light is output by rotating the polarization direction by 90 degrees. In the polarization conversion element used as
The polarization rotation element according to claim 1 is used as means for rotating the polarization direction by 90 degrees, the roof-type reflecting surface pair of the polarization rotation element is configured by a roof-type mirror, and the ridge line of the roof-type mirror is defined as the ridge line of the emitted light. A polarization conversion element characterized in that the polarization conversion is performed by rotating the direction of the polarization by 90 degrees by disposing it at an angle of 45 degrees with respect to the direction of the polarization. 請求項８記載の偏光変換素子において、
前記偏光分離素子で分離された反射光あるいは透過光を反射部材で反射させ、該反射光を、再び前記偏光分離素子へと導き、さらに該偏光分離素子で透過あるいは反射させて、互いに直交する２面の反射面でなす屋根型ミラーへ導くことによって偏光変換を行うことを特徴とする偏光変換素子。 The polarization conversion element according to claim 8, wherein
The reflected light or transmitted light separated by the polarization separation element is reflected by a reflecting member, the reflected light is guided again to the polarization separation element, and further transmitted or reflected by the polarization separation element, so that they are orthogonal to each other. A polarization conversion element that performs polarization conversion by being guided to a roof-type mirror formed by a reflective surface. 請求項８または９記載の偏光変換素子において、
前記屋根型ミラーは直角プリズム状とし、内部全反射を利用することを特徴とする偏光変換素子。 The polarization conversion element according to claim 8 or 9,
The roof type mirror has a right-angle prism shape and utilizes total internal reflection. 請求項８〜１０のいずれか一つに記載の偏光変換素子において、
前記偏光分離素子は、平板状の偏光分離素子であることを特徴とする偏光変換素子。 In the polarization conversion element according to any one of claims 8 to 10,
The polarization conversion element, wherein the polarization separation element is a plate-shaped polarization separation element. 請求項８〜１０のいずれか一つに記載の偏光変換素子において、
前記偏光分離素子は、互いに９０度の角度に配置した階段状の分離膜を形成した偏光分離素子アレイとしたことを特徴とする偏光変換素子。 In the polarization conversion element according to any one of claims 8 to 10,
The polarization conversion element, wherein the polarization separation element is a polarization separation element array in which step-like separation films are arranged at an angle of 90 degrees to each other. 請求項８〜１０のいずれか一つに記載の偏光変換素子において、
前記屋根型ミラーあるいは前記直角プリズムは、複数配列して形成したことを特徴とする偏光変換素子。 In the polarization conversion element according to any one of claims 8 to 10,
A polarization conversion element, wherein a plurality of the roof type mirrors or the right angle prisms are arranged. 請求項８〜１３のいずれか一つに記載の偏光変換素子において、
前記屋根型ミラーあるいは前記直角プリズムと、前記偏光分離素子の間に、直方体の導光路を配置し、該導光路の内部で多重反射させることによって照明光の重畳を行うことを特徴とする偏光変換素子。 In the polarization conversion element according to any one of claims 8 to 13,
A polarization conversion characterized in that a rectangular parallelepiped light guide is disposed between the roof-type mirror or the right-angle prism and the polarization separation element, and illumination light is superimposed by multiple reflection inside the light guide. element. 請求項８〜１４のいずれか一つに記載の偏光変換素子において、
無偏光あるいはランダムな偏光を持った光束を入射させる開口部分を、前記屋根型ミラーあるいは前記直角プリズムの背面に設けたことを特徴とする偏光変換素子。 The polarization conversion element according to any one of claims 8 to 14,
A polarization conversion element, wherein an opening for allowing a light beam having non-polarized light or random polarized light to enter is provided on a back surface of the roof-type mirror or the right-angle prism. 請求項８〜１４のいずれか一つに記載の偏光変換素子において、
無偏光あるいはランダムな偏光を持った光束を入射させる開口部分を、前記偏光分離素子と前記屋根型ミラーあるいは前記直角プリズムの間に配置した導光路に設けたことを特徴とする偏光変換素子。 The polarization conversion element according to any one of claims 8 to 14,
A polarization conversion element characterized in that an opening for entering a light beam having non-polarized light or random polarization is provided in a light guide path disposed between the polarization separation element and the roof-type mirror or the right-angle prism. 光源と、該光源の光を効率よく照明するための集光素子と、偏光変換素子とで構成された照明装置において、
前記偏光変換素子として、請求項５〜１６のいずれか一つに記載の偏光変換素子を用いたことを特徴とする照明装置。 In an illumination device composed of a light source, a condensing element for efficiently illuminating the light of the light source, and a polarization conversion element,
An illumination apparatus using the polarization conversion element according to claim 5 as the polarization conversion element. 照明装置とライトバルブとで構成された画像表示装置において、
前記照明装置として、請求項１７記載の照明装置を用いたことを特徴とする画像表示装置。
In an image display device composed of a lighting device and a light valve,
An image display device using the illumination device according to claim 17 as the illumination device.
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