JP2005331666A - 偏光子及びプロジェクタ - Google Patents

Abstract

【課題】 耐光性や耐熱性に優れ、しかも低コスト化が図られた偏光子を提供する。
【解決手段】 偏光子４００は、非平行な状態で対向するそれぞれ板状の光透過板４０５と光反射型偏光板４１０とを備える。光反射型偏光板４１０は、光透過板４０５を通過した光を偏光方向が異なる２種類の偏光光に分離して、第１の偏光光を透過させるとともに第２の偏光光を反射させる。光透過板４０５と光反射型偏光板４１０との位置関係は、光反射型偏光板４１０で反射されて光透過板４０５に戻った第２の偏光光が光透過板４０５で反射するように、設定されている。
【選択図】 図２

Description

本発明は、画像を表示するプロジェクタに関し、特に、液晶表示装置の光入射面側、もしくは光射出面側に配置される偏光子に関する。

プロジェクタでは、液晶装置（液晶パネル）を含む液晶ライトバルブが用いられている。液晶装置の光入射面側および光射出面側には、通常、偏光子が配置される。偏光子は、所定の偏光光を透過させ、他の光を除去する機能を有している。

プロジェクタの偏光子としては、通常、光吸収型の偏光板が用いられている。このような偏光板としては、例えば、ヨウ素分子または染料分子を含むフィルムを一軸延伸して形成された偏光板が用いられている。なお、光吸収型の偏光板は、消光比が比較的高く、入射角依存性が比較的小さいが、耐光性および耐熱性に劣る。

近年、プロジェクタの画像の明るさの向上や小型化が要望されており、光源装置の高出力化や、液晶装置の小型化等が進められている。このため、偏光子に入射する光の光束量が大きくなり、光束密度が大きくなっている。換言すれば、偏光子に入射する単位面積あたりの光の強度が大きくなっている。

偏光子に入射する単位面積あたりの光の強度が大きくなると、偏光子にかかる熱的負荷が増大する。例えば、光吸収型の偏光板は、不要な光を吸収によって除去しており、吸収された光は熱に変換される。したがって、光吸収型の偏光板を用いる場合には、耐光性および耐熱性が低いため、偏光板の特性を長時間維持することが困難であるという問題があった。その結果、プロジェクタにおいて、コントラストが高くかつ明るい画像を長期間安定して表示できないという問題があった。

この問題に対しては、例えば、偏光子として、偏光分離膜を有する偏光ビームスプリッタを使用する技術がある（例えば、特許文献１参照）。この技術では、偏光ビームスプリッタは、２つの直角プリズムと、その界面に形成された偏光分離膜とを備えている。偏光ビームスプリッタは、偏光分離膜が照明光軸に対して約４５°傾いた状態で配置され、所定の偏光光を透過させ、他の光を反射して照明光軸と略直交する方向に射出する。偏光ビームスプリッタは、光をほとんど吸収しないことから、熱的負荷による劣化が生じにくい。
特開平７−３０６４０５号公報

ところで、光学部材の媒質中を光が通過するとき、通過した長さの分だけ偏光状態が乱れて変化しやすい。上記した偏光ビームスプリッタを使用する技術では、偏光ビームスプリッタを構成するプリズムの光弾性係数を比較的小さな材料とすることで、偏光状態の乱れを緩和することが可能であるが、光弾性係数が小さい光学部材は比較的高価であるといった問題がある。また、上記技術では、偏光ビームスプリッタを所望の形状に精度よく仕上げる必要があるため、製造上の困難さがある。

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、耐光性や耐熱性に優れ、しかも低コスト化が図られた偏光子を提供することにある。
また、本発明の別の目的は、偏光子の耐光性や耐熱性を向上させることにより、コントラストが高くかつ明るい画像を安定して表示できるプロジェクタを提供することにある。

上記の目的を達成するために、本発明の第１の装置は、偏光子であって、非平行な状態で対向するそれぞれ板状の光透過板と光反射型偏光板と、を備え、前記光反射型偏光板は、前記光透過板を通過した光を偏光方向が異なる２種類の偏光光に分離して、第１の偏光光を透過させるとともに第２の偏光光を反射させ、前記光透過板と前記光反射型偏光板との位置関係は、前記光反射型偏光板で反射されて前記光透過板に戻った前記第２の偏光光が該光透過板で反射するように、設定されていることを特徴とする。

この偏光子では、光反射型偏光板において光の偏光分離を行う。光反射型偏光板では、光をほとんど吸収しないことから、耐光性および耐熱性が比較的高い。
また、この偏光子では、光透過板と光反射型偏光板がともに板状であることから、光学部材中の光の通過長さが短く、光の偏光状態の乱れが比較的少ない。さらに、板状の光学部材から構成されることにより、低コスト化が図られる。
また、この偏光子では、光反射型偏光板で反射されて光透過板に戻った第２の偏光光が光透過板で反射する。そのため、光反射型偏光板で反射した第２の偏光光が光透過板を通過して元の光入射側に戻るといった光の戻りが防止され、そうした光の戻りによる他の光学部材や光学機器に与える影響が回避される。
また、光反射型偏光板に入射する光に対して光反射型偏光板を約４５°傾いた状態で配置して、所定の偏光光を透過させ、他の光を反射して照明光軸と略直交する方向に射出する従来の構成と比べて、この偏光子では、光反射型偏光板からの戻り光が光透過板で反射させるため、必然的に入射する光に対して光反射型偏光板を約４５°以下に配置されることになる。したがって、従来の構成に比べて照明光軸方向の光の通過長さが短くなり、偏光子のコンパクト化を図る上で有利となる。

この場合において、前記光透過板の表面の反射特性や、前記光透過板の屈折率や、前記光透過板と前記光反射型偏光板との成す角度が、前記光反射型偏光板で反射されて前記光透過板に戻った前記第２の偏光光が前記光透過板でほぼ全反射するように、設定されているのが好ましい。
これにより、上記光の戻りの影響が、より確実に防止される。

ここで、前記光反射型偏光板は、構造複屈折型偏光板であってもよい。
構造複屈折型偏光板は、光吸収をほとんど生じないという特徴がある。
なお、構造複屈折型偏光板は、形状複屈折型偏光板や形態複屈折型偏光板などと呼称される場合もある。構造複屈折型偏光板としては、例えば、ワイヤグリッド型偏光板を用いることができる。

あるいは、前記光反射型偏光板は、複屈折性を有する薄膜と複屈折性を有しない薄膜とを複数積層した層状偏光板であってもよい。複屈折性を有する薄膜と複屈折性を有しない薄膜とを複数積層した層状偏光板においても、光吸収をほとんど生じないという特徴がある。

上記の偏光子において、前記光反射型偏光板の光射出面側に、光吸収型偏光板が配置されていてもよい。
これにより、この偏光子では、光反射型偏光板で分離しきれなかった不要な光が光吸収型偏光板で分離除去され、偏光度の向上が図られる。つまり、光吸収型偏光板は、消光比が比較的高く、入射角依存性が比較的小さいため、光吸収型偏光板を組み合わせることにより偏光度の向上を効果的に行うことができる。なお、この光吸収型偏光板で分離除去する光の光束量は比較的小さく、光吸収型偏光板にかかる熱的負荷は小さいため、光吸収型偏光板の耐熱性の問題はほとんど問題ない。

この場合において、前記光吸収型偏光板が、前記光反射型偏光板に密着していてもよく、あるいは、前記光吸収型偏光板が、前記光反射型偏光板から離れて配置されていてもよい。
光吸収型偏光板と光反射型偏光板とが密着して光学的に一体化されていることにより、両者の界面で生じる光損失を低減することができる。
また、光吸収型偏光板が光反射型偏光板から離れて配置されていることにより、光吸収型偏光板が吸収した光から発生する熱が光反射型偏光板に伝わるのが回避される。

また、上記の偏光子において、前記光反射型偏光板の光射出面側に、該光反射型偏光板に対して非平行な状態で別の光反射型偏光板が配置されていてもよい。
これにより、この偏光子では、光反射型偏光板で分離しきれなかった不要な光が別の光反射型偏光板で分離除去され、偏光度の向上が図られる。また、前記光反射型偏光板の光射出面側に、該光反射型偏光板に対して非平行な状態で別の光反射型偏光板を配置しているので、別の光反射型偏光板で反射された不要な光は、光反射型偏光板の間で反射することで最終的に問題なく外部に放出することができる。

また、上記の偏光子において、前記光透過板と前記光反射型偏光板との間の空間を密閉するための密閉部材を備えるとよい。
この偏光子では、密閉部材によって光透過板と光反射型偏光板との間の光路空間が密閉されることから、光路上の空間に埃などのパーティクルが侵入することによる光の乱れが回避され、偏光分離特性の低下が防止される。

この場合において、前記密閉部材の少なくとも一部は、前記第２の偏光光を透過する材料からなってもよい。
これにより、光反射型偏光板で反射された後に光透過板で反射された第２偏光光が密閉部材を通過して外部に出る。そのため、この偏光子では、熱的負荷の軽減が図られる。

また、前記密閉部材による密閉空間の外部に、前記密閉部材を透過した第２の偏光光を吸収する光吸収部材が配置されてもよい。これにより、第２の偏光光は、光吸収部材に吸収されて熱に変換される。そのとき、第２の偏光光は、光吸収部材に吸収されるため、迷光となって悪影響を与えることがない。

また、上記の偏光子において、前記密閉部材の少なくとも一部は、前記第２の偏光光を吸収する材料からなる、もしくは、前記第２の偏光光を吸収する光吸収部材を有するとともに、前記密閉部材は、放熱構造を備えてもよい。
これにより、光反射型偏光板で反射された後に光透過板で反射された第２偏光光が密閉部材に吸収されて熱に変換されるとともに、外部に放出される。この放熱により、この偏光子では、熱的負荷の軽減が図られる。さらに、第２の偏光光は、密閉部材に吸収されるため、迷光となって前記第１の偏光光に混入することがない。尚、ここで述べている放熱構造は、偏光子の外部に熱を放出する構造を意味する。したがって、熱伝導部材により外部に熱を伝える構造や、ペルチェ素子のような冷却手段で直接的に冷却する場合も、最終的に偏光子の外部に熱を放出すれば放熱構造に含まれる。

この場合、例えば、前記密閉部材は、空冷式の放熱構造または液冷式の放熱構造を備えてもよい。
これにより、偏光子の外部に熱を効果的に放出することができる。つまり、空冷式や液冷式の放熱構造のような汎用的な構造で、強制的に放熱を促進させることにより、偏光子の熱的負荷の軽減が容易に図ることができる。

また、上記の偏光子において、前記光透過板と前記光反射型偏光板との少なくとも一方は、前記密閉部材と熱的に接続されていてもよい。
これにより、光透過板や光反射型偏光板の熱が密閉部材に伝わり、放熱により外部に放出される。つまり、光透過板や光反射型偏光板は、光吸収をほとんど生じないが、実際はわずかに光を吸収する。このため、光透過板や光反射型偏光板の内部に熱歪みが発生し、偏光特性が局所的に変化してしまう場合がある。しかし、光透過板や光反射型偏光板が密閉部材と熱的に接続されていることにより、このような熱的な問題を軽減することができる。

また、上記の偏光子において、前記密閉部材による密閉空間の外部に、該密閉空間に対して冷却ファンが配置されているのが好ましい。
これにより、光透過板や光反射型偏光板や密閉部材や密閉空間内が冷却され、偏光子の熱的負荷の軽減が図られる。また、冷却ファンにより冷却風を送風することで偏光子全体の構造を冷却すると同時に、偏光子の近傍に配置された他の光学部材や光学機器も同時に冷却することも可能となる。

また、上記の偏光子において、前記密閉部材による密閉空間から酸素が除去されているのが好ましい。
これにより、光透過板や光反射型偏光板における密閉空間に面する面の酸化が防止される。尚、ここで酸素を除去するということは、通常の空気が密閉空間内部にあるときと比べて、通常の空気に含まれる酸素の量が少なくなるように意図的に酸素が除去することを意味する。

本発明の第２の装置は、プロジェクタであって、光源装置と、前記光源装置からの光を変調する電気光学装置と、偏光子と、前記電気光学装置からの光を投写する投写光学系と、を備え、前記偏光子の少なくとも一つは、上記の偏光子であることを特徴とする。

このプロジェクタでは、偏光子が耐光性や耐熱性に優れている。そのため、光源装置の出力を大きくしたり、電気光学装置を小型化したりすることに伴って、偏光子に入射する単位面積あたりの光の強度が大きくなった場合にも、プロジェクタは、コントラストが高くかつ明るい画像を安定して表示することができる。

以下、本発明の実施形態例を図面に基づいて説明する。
図中に示すＸ，Ｙ，Ｚ方向は、互いに直交する３つの方向を示している。以下では、必要に応じて、偏光方向がＸ方向である光をＸ偏光光、偏光方向がＹ方向である光をＹ偏光光と呼ぶ。

図１は、本発明のプロジェクタの実施の形態の一例であり、プロジェクタＰＪ１の要部を平面的に見た概略構成図である。
プロジェクタＰＪ１は、光源装置１１０とインテグレータ光学系１２０と平行化レンズ１９０と液晶ライトバルブＬＶと投写光学系５００とを備えている。液晶ライトバルブＬＶは、電気光学装置としての液晶装置３００と、その光入射面側および光射出面側にそれぞれ１つずつ配置された２つの偏光子２００，４００とを備えている。本実施例では、光入射面側の偏光子２００は光吸収型偏光板からなり、光射出面側の偏光子４００は光反射型偏光板４１０を含んで構成されている。

なお、光反射型偏光板とは、透過させない種類の偏光光を反射するタイプの偏光板を意味しており、光吸収型偏光板とは、透過させない種類の偏光光を吸収するタイプの偏光板を意味している。

光源装置１１０は、光源ランプ１１１とリフレクタ１１２とを備えている。光源ランプ１１１から放射状に射出された偏りのない光はリフレクタ１１２によって反射され、光源装置１１０は、照明光軸Ｌに沿って略平行な光を射出する。

インテグレータ光学系１２０は、液晶装置３００の表示領域と略相似関係にある矩形形状を有する小レンズ１３１がマトリクス状に配置された２つのレンズアレイ１３０，１４０及び重畳レンズ１５０を備えている。第１のレンズアレイ１３０に入射した光線束は、各小レンズ１３１によって複数の部分光線束に分割された後、第２のレンズアレイ１４０を通過し、重畳レンズ１５０によって液晶装置３００上で重畳される。これにより、インテグレータ光学系１２０は、光源装置１１０から射出された光の面内強度分布を均一化して、液晶装置３００を照明することができる。インテグレータ光学系１２０から射出された光は、平行化レンズ１９０を経て偏光子２００に入射する。

偏光子２００は、インテグレータ光学系１２０から射出された偏りのない光からほぼ一種類の偏光光を生成する。偏りのない光は、偏光方向が互いに直交する２種類の直線偏光光の合成光と考えることができる。具体的には、偏光子２００は、光吸収型偏光板からなることから、一方の直線偏光光を透過させ、他の直線偏光光を吸収することにより、光源装置１１０から射出された偏りのない照明光からほぼ一種類の直線偏光光を生成する。光吸収型偏光板としては、高い消光比を有する、ヨウ素または染料分子を用いて形成された一軸延伸型の偏光板を用いることができる。なお、本実施例では、偏光子２００は、光吸収型偏光板としたが、本発明はこれに限らず光反射型偏光板としてもよい。

液晶装置３００は、透過型の液晶パネルであり、入射する偏光光を画像信号に基づいて変調して射出する。具体的には、液晶装置３００に入射した偏光光は、図示しない外部からの画像情報に基づいて変調され、部分的に変調された変調光が、液晶装置３００から射出される。つまり、液晶装置３００は、光源装置からの光を変調する電気光学装置である。

偏光子４００は、液晶装置３００から射出された変調光から不要な光を除去して画像を表す光を形成する。具体的には、偏光子４００は、光反射型偏光板４１０を含んで構成されていることから、液晶装置３００から射出された変調光のうち、不要な偏光成分を光反射型偏光板４１０で反射し、画像に関係ある偏光成分を透過することにより、画像光を形成する。なお、この偏光子４００については、後で詳しく説明する。

投写光学系５００は、偏光子４００によって形成された画像光を投写面６００に投写する。これにより、投写面６００上に画像が表示される。

ここで、液晶装置３００の光射出面側に、光反射型偏光板４１０を有する偏光子４００を配置する場合には、光反射型偏光板４１０で反射された不要な偏光光が液晶装置３００の光射出面に入射しないように注意する必要がある。これは、液晶装置３００に多く使用されている能動スイッチング素子としての薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）等は、液晶装置３００の光射出面側から光が入射すると誤動作してしまう場合があるからである。

そこで、本実施例では、偏光子４００における光反射型偏光板４１０の光入射面側に光透過板４０５を配置して、不要な偏光光が液晶装置３００に戻らないように工夫している。以下、偏光子４００について詳しく説明する。

図２は、本発明の偏光子の実施の形態の一例であり、上記偏光子４００の構成例を模式的に示す図である。
偏光子４００は、非平行な状態で対向するそれぞれ板状の光透過板４０５と光反射型偏光板４１０とを含んで構成されている。

光透過板４０５は、略平行な光入射面（面Ｓａ）と光射出面（面Ｓｂ）とを有する板状の透明部材であり、本例では、照明光軸Ｌに対して面Ｓａ及び面Ｓｂが傾けて配されている。なお、光透過板４０５と光反射型偏光板４１０との位置関係、及び光透過板４０５の形成材料については後述する。

一方、光反射型偏光板４１０は、光吸収をほとんど伴うことなく、偏りのない光を偏光方向が異なる２種類の偏光光に分離する光学素子である。なお、光反射型偏光板４１０の光入射面を面Ｓｃ、光射出面を面Ｓｄとする。本実施例の光反射型偏光板４１０は、例えば、以下のような光学素子を用いて構成される。
（ａ）周期的な微細構造体が形成された構造複屈折型偏光板、
（ｂ）誘電体多層膜によって形成される偏光分離素子、
（ｃ）液晶材料などの屈折率異方性（複屈折性）を有する有機材料を、層状に積層させた高分子系の層状偏光板（例えば、３Ｍ社製のＤＢＥＦ）、
（ｄ）偏りのない光を右回りの円偏光と左回りの円偏光とに分離する円偏光反射板（例えば、コレステリック液晶）とλ／４位相差板を組み合わせた光学素子、
（ｅ）ブリュースター角を利用して反射偏光光と透過偏光光とに分離する光学素子（例えば、ＳＩＤ’９２，ＤＩＧＥＳＴ，Ｐ４２７）、
（ｆ）ホログラムを利用したホログラム光学素子。

本例の偏光子４００において、光透過板４０５と光反射型偏光板４１０との位置関係は、光反射型偏光板４１０で反射されて光透過板４０５に戻った光（戻り光）が光透過板４０５で反射するように設定されている。

すなわち、この偏光子４００において、液晶装置３００から射出された変調光は光透過板４０５の面Ｓａに入射する。その光は光透過板４０５を通過し、光反射型偏光板４１０（面Ｓｃ）において偏光方向が直交する２種類の直線偏光光に分離される。一方の直線偏光光は、画像に関係ある偏光光であり、光反射型偏光板４１０を通過する。他方の直線偏光光は、画像に関係ない偏光光であり、光反射型偏光板４１０で反射され、その反射光（戻り光）は、光透過板４０５に再び入射する。このとき、光透過板４０５の面Ｓｂでは、一部の光が反射され、残りの光が通過する。なお、本実施例では、画像に関係ある偏光光は、面Ｓａ及び面Ｓｃに対してｐ偏光となり、画像に関係ない偏光光は面Ｓａ及び面Ｓｃに対してｓ偏光となる。

そして、光透過板４０５に再入射した戻り光は、面Ｓａでほぼ反射される。反射された光は、再び面Ｓｂを通過するか、面Ｓａと面Ｓｂとの間で繰り返し反射され、最終的に偏光子４００の外部に射出される。すなわち、光反射型偏光板４１０からの戻り光が光透過板４０５の光入射面（面Ｓａ）を再び通過し、液晶装置３００の側に戻ることが回避される。

本例の偏光子４００において、光透過板４０５と光反射型偏光板４１０との位置関係は、光反射型偏光板４１０で反射されて光透過板４０５に戻った光（戻り光）が光透過板４０５で反射するように設定されているが、より具体的には、光透過板４０５と光反射型偏光板４１０との成す角度（狭角α）は、上記戻り光が光透過板４０５でほぼ全反射するように設定されているとよい。この場合、光反射型偏光板４１０からの戻り光を光透過板４０５で全反射させるために、誘電体多層膜等の光学薄膜により調整された光透過板の表面の反射特性や、光透過板４０５の屈折率や、照明光軸Ｌに対する光透過板４０５及び光反射型偏光板４１０の配置角度が設定されている。
また、照明光軸Ｌに対する光透過板４０５の傾きがθａであるとき、光透過板４０５と光反射型偏光板４１０との狭角αが３０°＋θａ／３以上であると、光反射型偏光板４１０からの戻り光が光透過板４０５で反射した光と光反射型偏光板４１０の表面とが平行、または、それ以上に広がり、光透過板４０５と光反射型偏光板４１０との間で繰り返し反射が起きない。したがって、繰り返し反射中に光が散乱するような悪影響がない構成も可能となる。上記配置角度の一例として、θａが１５°でαが３５°であるとき、光反射型偏光板４１０からの戻り光が光透過板４０５で反射する光と光反射型偏光板４１０の表面とが平行となる。

本実施例では、照明光軸Ｌに対して光透過板４０５の光入射面（面Ｓａ）が傾けて配されていることから、照明光軸Ｌに対して光透過板４０５の光入射面を垂直に配する場合に比べて、光透過板４０５の表面において全反射を生じさせるための光の入射角度の条件を緩和できるという利点がある。

なお、光透過板４０５の内部では、光の偏光状態に位相変化があまり生じないことが好ましい。そのため、光透過板４０５は、本来、通過する光の偏光状態を維持するために、光弾性定数が比較的小さなガラス材料を用いて形成されているのが好ましい。ガラス材料の光弾性定数は、人間の目の感度を考慮すると、約１ｎｍ／ｃｍ／１０５Ｐａ以下であることが好ましい。このようなガラス材料を用いて光透過板４０５を形成すれば、発生する位相変化の量を小さくすることができ、偏光度の面内分布をほぼ均一とすることができる。

ただし、本実施例では、光透過板４０５が板状の部材からなることから、例えばプリズム等の略三角形の断面部を有する部材に比べて形状に起因した応力が発生しにくい。また、光の通過長さは、光透過板４０５の板厚分であり、比較的短い。これらのことから、安価である光弾性定数の高い材料を用いても、光の偏光状態に位相変化が比較的生じにくい。また、光透過板４０５が板状の部材からなることから、製造も比較的容易である。上記の点は、低コスト化を図る上で有利である。なお、光透過板４０５の形成材料は、ガラス材料に限らず、プラスチック材料を用いてもよい。

また、光透過板４０５の光入射面（面Ｓａ）及び光射出面（面Ｓｂ）の少なくとも一方に、反射防止膜を形成するのが好ましい。これにより、界面における光の反射による損失の抑制が可能となる。例えば、光透過板４０５の面Ｓａに反射防止膜を形成することにより、外部から面Ｓａに入射する光のほとんどを光透過板４０５に入射させることができる。この場合、面Ｓｂから面Ｓａに入射する戻り光の反射条件も考慮するとよい。また、面Ｓｂに反射防止膜を形成することにより、光透過板４０５の面Ｓａから面Ｓｂに入射した外部からの光のほとんどを透過させることができる。この場合、面Ｓａで反射した光を面Ｓｂから外部に好ましく射出させることも考慮するとよい。尚、反射防止膜は、例えば、誘電体多層膜等の光学薄膜からなる。
また、光透過板４０５の面Ｓａからに面Ｓｂに入射する光の透過性を考慮しながら、光反射型偏光板４１０で反射した戻り光を面Ｓｂにおいて、より反射するように誘電体多層膜等の光学薄膜により面Ｓｂの反射特性を設定してもよい。

このように、本実施例の偏光子４００では、光反射型偏光板４１０からの戻り光が光透過板４０５で反射されることにより、元の光入射側である液晶装置３００への光の戻りが防止される。すなわち、不要な偏光光（反射光）が光透過板４０５の光入射面（面Ｓａ）から外部に射出されない。したがって、この偏光子４００をプロジェクタの液晶装置３００の光射出面側に配置した場合には、液晶装置３００の光射出面に光が入射することがないので、液晶装置３００が誤動作することが防止される。
また、光反射型偏光板４１０に入射する光に対して光反射型偏光板４１０を約４５°配置することで光透過板４０５に反射させない従来の構成と比べて、本実施例では、光反射型偏光板４１０からの戻り光が光透過板４０５で反射されるため、必然的に入射する光に対して光反射型偏光板４１０を約４５°以下に配置されることになる。したがって、上記の従来の構成に比べて照明光軸Ｌ方向の光の通過長さが短くなり、偏光子４００のコンパクト化を図る上で有利となる。

図３は、光反射型偏光板４１０の例として、構造複屈折型偏光板の構造を示す図である。
構造複屈折型偏光板４１０は、所定方向（図中Ｘ方向）に沿って周期的に形成された微細構造体を備える偏光板であり、微細構造体の周期は、入射する光の波長よりも小さく設定されている。なお、微細構造体の材質や周期等を調整することにより、所望の屈折率分布や光学異方性を実現することができ、この結果、所望の偏光特性を実現することができる。

図３（Ａ）は、ワイヤグリッド型の構造複屈折型偏光板４１０の概略構造を示す斜視図である。ワイヤグリッド型の偏光板４１０は、透明基板４１１上に形成された金属薄膜４１２がＹ方向に延びた微細な溝４１３によって周期的に分断された構造を有している。金属薄膜（微細構造体）４１２は、偏光されるべき波長域において光を反射する性質を備えており、金属薄膜４１２としては、アルミニウムやタングステン等を用いることができる。なお、金属薄膜４１２は、蒸着法やスパッタ法によって形成することができる。また、微細な溝４１３は、２光束干渉露光法や、電子線描画法、Ｘ線リソグラフィー法等と、エッチングとを組み合わせることによって形成することができる。ワイヤグリッド型の構造複屈折型偏光板４１０は、構造が単純なので容易に製造することができるという利点がある。

図３（Ｂ）は、構造複屈折型偏光板４１０の別の例を示す断面図である。この構造複屈折型偏光板４１０は、透明基板４１１上に形成された多層膜４１６がＹ方向に延びた微細な溝４１３によって周期的に分断された構造を有している。多層膜（微細構造体）４１６は、互いに屈折率が異なり、等方性を有する２種類の誘電体薄膜４１４，４１５が交互に積層されて形成されている。なお、多層膜４１６および溝４１３は、図３（Ａ）の金属薄膜４１２および溝４１３と同様に形成される。

図３（Ａ），（Ｂ）に示すような構造複屈折型偏光板４１０に偏りのない光が入射すると、微細な溝４１３が延びるＹ方向に平行な偏光成分であるＹ偏光光と、これに垂直な偏光成分であるＸ偏光光と、に分離される。

Ｘ偏光光は構造複屈折型偏光板４１０を透過し、Ｙ偏光光は構造複屈折型偏光板４１０で反射される。このように、構造複屈折型偏光板４１０は、透過しない種類の偏光光を反射させる光反射型偏光板として機能しており、構造複屈折型偏光板４１０における光吸収は原理上かなり少ない。

なお、構造複屈折型偏光板４１０を用いる場合には、実際には、微細構造体４１２によってわずかに光が吸収され、発熱する。したがって、構造複屈折型偏光板４１０における温度上昇を減少させるために、透明基板４１１としては、熱伝導率の高い透明結晶基板を使うことが望ましい。こうすれば、微細構造体４１２の熱を速やかにかつ均一に分散させることができるため、熱的に安定な構造複屈折型偏光板４１０を得ることができる。なお、上記の透明結晶基板としては、熱伝導率と光透過率とが比較的高い材料を用いることが好ましく、例えば、アルミナ（酸化アルミニウム）を主成分とするサファイア基板や、水晶基板を用いることができる。

なお、サファイア基板は、一般的なガラス基板の約５０倍、石英ガラス基板の約３５倍の熱伝導率を有する。

また、構造複屈折型偏光板４１０としては、形状異方性を有する微粒子や微結晶等を配向させたものや、細孔を有する薄膜（例えばアルミナ）を陽極酸化法によって形成したものを用いることもできる。

このように、構造複屈折型偏光板（光反射型偏光板４１０）は光吸収がほとんどない。したがって、プロジェクタＰＪ１（図１参照）では、構造複屈折型偏光板を含む偏光子４００を用いることにより、偏光子４００が耐光性や耐熱性に優れることから、コントラストが高く、明るい画像を安定して表示することができる。すなわち、光出力が大きな光源装置を用いたり、表示領域が小さな液晶装置を用いたりすることにより、偏光子４００に入射する単位面積あたりの光の強度が大きくなった場合においても、偏光子４００の発熱を小さくすることができ、偏光子４００の特性を長期にわたって維持することが可能となる。

ここで、偏光子４００においては、光路上の空間への埃などのパーティクルの侵入を抑制することを目的として、光透過板４０５と光反射型偏光板４１０との間の空間を密閉しておくのが好ましい。

図４は、密閉構造の偏光子４００の一例を模式的に示す図である。
図４の偏光子４００は、光透過板４０５と光反射型偏光板４１０との間の空間を密閉するための密閉部材４２０を備えており、この密閉部材４２０はガラス等の光透過部材からなる。具体的には、本例の偏光子４００は、接合材４２１を介して光透過板４０５の一端（縁辺）と光反射型偏光板４１０の一端（縁辺）とが接合されており、他の縁辺同士の間隙が密閉部材４２０及び接合材４２１を介して塞がれている。

また、光透過板４０５と光反射型偏光板４１０と密閉部材４２０とによって密閉される密閉空間の外部には、冷却ファン４２５と、光吸収部材４２６とが配設されている。
冷却ファン４２５は、光透過板４０５及び光反射型偏光板４１０等に対して風を送り、光透過板４０５や、光反射型偏光板４１０、密閉部材４２０、及び密閉空間の放熱を促進させるものである。なお、冷却ファン４２５の配置位置や個数や送風方向等は適宜設定される。冷却ファン４２５は、偏光子４００と同時に、他の光学部材や光学機器（例えば、先の図２に示す液晶装置３００など）を冷却する構成であってもよい。

光吸収部材４２６は、光反射型偏光板４１０で反射され光透過板４０５で反射された戻り光を上記密閉空間の外部で吸収するものであり、金属等の熱伝導性の高い材料からなる。また、光吸収部材４２６は、光の吸収に適した構造及び色からなる光吸収面４２６ａを有している。例えば、光吸収面４２６ａには、光吸収面積を増やしかつ光吸収効率を高めるための光吸収構造として、複数の黒色突起が設けられている。この他、光吸収面４２６ａに光吸収型の偏光板を配置する構成でもよい。光吸収部材４２６の光吸収面４２６ａは、偏光子４００における戻り光の射出位置に対向して配置されている。尚、光吸収部材４２６は、光を吸収して非常に発熱するため、光吸収部材４２６も冷却されているとよい。

本例の偏光子４００では、密閉部材４２０によって光透過板４０５と光反射型偏光板４１０との間の光路空間が密閉されることから、光路上の空間に埃などのパーティクルが侵入することによる光の乱れが回避され、偏光分離特性の低下が防止される。

また、光反射型偏光板４１０で反射され光透過板４０５で反射された戻り光は、密閉部材４２０を通過して外部に射出される。そのため、この偏光子４００では、不要な光による熱の発生が防止され、熱的負荷の軽減が図られる。なお、偏光子４００における戻り光の射出位置は、光透過板４０５と光反射型偏光板４１０とによって形成される狭角（頂角）に対向する密閉部材４２０の一面である。尚、本例の密閉部材４２０は、全体がガラス等の光透過部材からなるが、戻り光の射出位置が光透過部材であれば、密閉部材４２０のそれ以外の部分は、金属等の光を透過しない材料であってもよい。この場合、光透過性部材以外の部分に放熱促進用のフィンなどの放熱構造を付加することも可能となる。

そして、偏光子４００から射出された戻り光は、光吸収部材４２６の光吸収面４２６ａに入射して吸収され、最終的に熱に変換される。このように、偏光子４００の外部に配置された光吸収部材４２６で戻り光が吸収されることにより、偏光子４００では、熱的負荷の軽減がより確実に図られ、また、戻り光の他の光学部材や光学機器への影響が確実に回避される。

また、本例の偏光子４００では、冷却ファン４２５によって、光透過板４０５、光反射型偏光板４１０、密閉部材４２０、及び密閉空間内が冷却されることにより、偏光子４００の熱的負荷の軽減が確実に図られる。

なお、接合材４２１は、光透過板４０５と光反射型偏光板４１０に光が通過するときに発生する熱応力を緩和できるように弾性を備えるのが好ましい。弾性を備える接合材としては、例えば樹脂材が用いられる。また、接合材４２１は、光透過板４０５や光反射型偏光板４１０の熱を密閉部材４２０に伝える機能を有してもよい。この場合、接合材４２１として、例えば金属粉末が配合された樹脂など、熱伝導性の高い材料が好ましく用いられる。光透過板４０５や光反射型偏光板４１０の熱を放熱構造の密閉部材４２０を介して逃がすことにより、偏光子４００における熱的負荷の軽減がより確実に図られる。

また、上述した密閉構造の偏光子４００においては、密閉部材４２０による密閉空間から酸素が除去されているのが好ましい。例えば、上記密閉空間内に窒素ガスを封入したり、真空にしたりしておくとよい。密閉空間における酸素濃度の低下により、光透過板４０５や光反射型偏光板４１０における密閉空間に面する面の酸化が防止される。例えば、先の図３（Ａ）を用いて説明したワイヤグリッド型の構造複屈折型偏光板の場合、表面に金属薄膜が形成されていることから、その膜面の酸化が防止されることにより、偏光分離特性の劣化が防止される。

図５は、密閉構造の偏光子４００の他の例を模式的に示す図である。
図５の偏光子４００は、図４の例と同様に、光透過板４０５と光反射型偏光板４１０との間の空間を密閉するための密閉部材４３０を備えている。具体的には、本例の偏光子４００は、接合材４３１を介して光透過板４０５の一端（縁辺）と光反射型偏光板４１０の一端（縁辺）とが接合されており、他の縁辺同士の隙間が密閉部材４３０及び接合材４３１を介して塞がれている。

密閉部材４３０は、例えば金属等の熱伝導性の高い材料からなり、また、光反射型偏光板４１０で反射され光透過板４０５で反射された戻り光を吸収するように、光の吸収に適した構造及び色からなる光吸収面４３０ａ（内面）を有している。例えば、光吸収面４３０ａには、光吸収面積を増やしかつ光吸収効率を高めるための光吸収構造として、複数の黒色突起が設けられている。この他、光吸収面４３０ａに光吸収型の偏光板を配置する構成でもよい。

また、光透過板４０５と光反射型偏光板４１０と密閉部材４３０とによって密閉される密閉空間の外部には、冷却ファン４３５が配設されている。冷却ファン４３５は、光透過板４０５及び光反射型偏光板４１０等に対して風を送り、光透過板４０５や、光反射型偏光板４１０、密閉部材４３０、及び密閉空間の放熱を促進させるものである。密閉部材４３０の外面には、放熱促進用の複数のフィン４３２が配設されている。なお、冷却ファン４３５や複数のフィン４３２の配置位置や個数は適宜設定される。冷却ファン４３５は、偏光子４００と同時に、他の光学部材や光学機器（例えば、先の図２に示す液晶装置３００など）を冷却する構成であってもよい。

本例の偏光子４００においても、密閉部材４３０によって光透過板４０５と光反射型偏光板４１０との間の光路空間が密閉されることから、光路上の空間に埃などのパーティクルが侵入することによる光の乱れが回避され、偏光分離特性の低下が防止される。

また、光反射型偏光板４１０で反射され光透過板４０５で反射された戻り光は、密閉部材４３０に吸収されて熱に変換されるとともに、複数のフィン４３２等を介して外部に放出される。この放熱により、この偏光子４００では、熱的負荷の軽減が図られる。また、戻り光の他の光学部材や光学機器への影響が確実に回避される。

また、本例の偏光子４００では、冷却ファン４３５によって、光透過板４０５、光反射型偏光板４１０、密閉部材４２０、及び密閉空間内が冷却されることにより、偏光子４００の熱的負荷の軽減が確実に図られる。

なお、接合材４３１は、光透過板４０５と光反射型偏光板４１０に光が通過するときに発生する熱応力を緩和できるように弾性を備えるのが好ましい。弾性を備える接合材としては、例えば樹脂材が用いられる。また、接合材４３１は、光透過板４０５や光反射型偏光板４１０の熱を密閉部材４３０に伝える機能を有してもよい。この場合、接合材４３１として、例えば金属粉末が配合された樹脂など、熱伝導性の高い材料が好ましく用いられる。光透過板４０５や光反射型偏光板４１０の熱を放熱構造の密閉部材４３０を介して逃がすことにより、偏光子４００における熱的負荷の軽減がより確実に図られる。

図６は、密閉構造の偏光子４００の別の例を模式的に示す図である。
図６の偏光子４００は、図５の例と同様に、光透過板４０５と光反射型偏光板４１０との間の空間を密閉するための密閉部材４３０を備えており、密閉部材４３０は、光の吸収に適した構造及び色からなる光吸収面４３０ａ（内面）と、放熱用の複数のフィン４３２とを有して構成されている。

また、本例の偏光子４００は、図５の例と異なり、液体を貯溜する液貯溜部４３６を有して構成されている。液貯溜部４３６は、密閉部材４３０で吸収した光から発生する熱を貯溜液に吸収させて一時的に保持するものである。液貯溜部４３６は、密閉部材４３０の熱が良好に貯溜液に伝達されるように、例えば、密閉部材４３０の一面に貯溜液が接するように形成される。貯溜液としては、例えばエチレングリコールなど、熱容量の大きい液体が好ましく用いられる。

本例の偏光子４００では、液貯溜部４３６によって熱容量が比較的大きくなることから、密閉部材４３０で吸収した光から発生する熱による急激な温度上昇が回避される。また、その熱は、複数のフィン４３２等を介して外部に放出される。

図７及び図８は、先の図２に示した偏光子４００の変形例を示している。
なお各図において、図２に示した偏光子４００と同様の機能を有する構成要素については同一の符号を付しその説明を省略または簡略化する。

図７の偏光子４００は、図２の形態例と同様に、非平行な状態で対向するそれぞれ板状の光透過板４０５と光反射型偏光板４１０とを含んで構成されている。また、先の図２の形態例と異なり、照明光軸Ｌに対して光透過板４０５の光入射面（面Ｓａ）が垂直に配置されている。

このように、本発明の偏光子において、光透過板４０５と光反射型偏光板４１０との位置関係（照明光軸Ｌに対する配設角度）は、任意に変更可能である。なお、図７の偏光子４００において、光透過板４０５と光反射型偏光板４１０との成す角度（狭角β）は、上記戻り光が光透過板４０５でほぼ反射するように設定されている。そして、例えば、βが３０°のとき、光反射型偏光板４１０からの戻り光が光透過板４０５で反射した光と光反射型偏光板４１０の表面とが平行となる。これにより、光透過板４０５と光反射型偏光板４１０との間で繰り返し反射が起きない。したがって、繰り返し反射中に光が散乱するといった悪影響がない構成となる。

図８の偏光子４００は、光反射型偏光板４１０の光射出面（面Ｓｄ）側に、光吸収型偏光板４５０が配置されている。さらに、光吸収型偏光板４５０が、光反射型偏光板４１０に密着して配置されている。光吸収型偏光板としては、高い消光比を有する、ヨウ素または染料分子を用いて形成された一軸延伸型の偏光板を用いることができる。

この偏光子４００では、光反射型偏光板４１０で分離しきれなかった不要な光が光吸収型偏光板４５０で分離除去され、偏光度（偏光分離特性）の向上が図られる。また、光吸収型偏光板４５０と光反射型偏光板４１０とが密着して光学的に一体化されていることにより、両者の界面で生じる光損失を低減することができる。なお、この光吸収型偏光板５００で分離除去する光の光束量は比較的小さく、光吸収型偏光板４５０にかかる熱的負荷は小さい。

ここで、図９は、光吸収型偏光板と一体化された光反射型偏光板の一例としての構造複屈折型偏光板４１０Ａの概略断面図である。この構造複屈折型偏光板４１０Ａは、図３（Ａ）の構造複屈折型偏光板４１０と、その光射出面側に配置された光吸収型偏光板４５０と、の２つの偏光板を備えている。光吸収型偏光板４５０は、構造複屈折型偏光板４１０の光射出面側の透明基板４１１を支持体として、透明基板４１１と密着して配置されている。また、光吸収型偏光板４５０は、その透過軸方向が構造複屈折型偏光板４１０の透過軸方向（図中Ｘ方向）と一致するように、配置されている。なお、光吸収型偏光板４５０は、ヨウ素または染料分子を用いて形成された一軸延伸型の偏光板である。このような光吸収型偏光板は、大量生産されていることから安価で使い易い。

この構造複屈折型偏光板４１０Ａでは、構造複屈折型偏光板４１０と光吸収型偏光板４５０との２つの偏光板が光学的に一体化されている。そして、光入射面側には、光吸収が少なく耐光性および耐熱性に優れた構造複屈折型偏光板４１０が配置され、光射出面側には、偏光特性に優れ入射角依存性や波長依存性が比較的小さな光吸収型偏光板４５０が配置されている。このように光吸収型偏光板を併用すれば、構造複屈折型偏光板で生じる偏光分離特性の入射角依存性や波長依存性を補償することができる。

なお、２つの偏光板を上記のような順序で配置することにより、光吸収型偏光板４５０における発熱を比較的小さくすることができるとともに、構造複屈折型偏光板４１０Ａの偏光特性を向上させることが可能となる。

図１０も、光吸収型偏光板と一体化された構造複屈折型偏光板４１０Ｂの概略断面図である。この構造複屈折型偏光板４１０Ｂでは、図９の構造複屈折型偏光板４１０Ａの光射出面に透明結晶基板４６０が設けられている。

図９の構造複屈折型偏光板４１０Ａを用いる場合には、光吸収型偏光板４５０はわずかに光を吸収する。このため、光吸収型偏光板４５０内部に熱歪みが発生し、偏光特性が局所的に変化してしまう場合がある。

図１０に示すように、光吸収型偏光板４５０に熱伝導性の比較的高い透明結晶基板４６０を密着させて配置すれば、光吸収型偏光板４５０の温度上昇を低減させることができるので、構造複屈折型偏光板４１０Ｂは、優れた偏光特性を実現することが可能となる。

なお、透明結晶基板４６０としては、熱伝導率と光透過率とが比較的高い材料を用いることが好ましく、例えば、アルミナを主成分とするサファイア基板や、水晶基板を用いることができる。また、光吸収型偏光板４５０と透明結晶基板４６０とは、例えば、接着剤などによって密着した状態で固着されていればよい。

また、図１０では、光吸収型偏光板４５０が透明基板４１１と透明結晶基板４６０とによって挟まれているので、光吸収型偏光板４５０で生じた熱をムラなく均一に発散させることができ、光吸収型偏光板４５０の発熱による構造複屈折型偏光板の温度上昇を低減させることができる。

図９、図１０に示す構造複屈折型偏光板４１０Ａ，４１０Ｂを用いれば、構造複屈折型偏光板４１０の入射角依存性と波長依存性とを緩和し、優れた偏光特性を実現することができるため、照明光の拡がり角が大きな照明装置や、短波長域の光を用いる照明装置に対して特に有効である。

図１１及び図１２は、先の図２に示した偏光子４００の別の変形例を示している。
なお各図において、これまでに説明した偏光子４００と同様の機能を有する構成要素については同一の符号を付しその説明を省略または簡略化する。

図１１の偏光子４００は、図２の形態例と同様に、非平行な状態で対向するそれぞれ板状の光透過板４０５と光反射型偏光板４１０とを含んで構成されている。また、図８の形態例と同様に、光反射型偏光板４１０の光射出面（面Ｓｄ）側に、光吸収型偏光板４５０が配置されている。また、図８の形態例と異なり、光吸収型偏光板４５０が、光反射型偏光板４１０の光射出面（面Ｓｄ）から離れて配置されている。

この偏光子４００では、光反射型偏光板４１０で分離しきれなかった不要な光が光吸収型偏光板４５０で分離除去され、偏光度（偏光分離特性）の向上が図られる。また、光吸収型偏光板４５０が光反射型偏光板４１０の光射出面（面Ｓｄ）から離間して配されていることから、光吸収型偏光板４５０で吸収した光から発生する熱が光反射型偏光板４１０に伝わるのが回避される。

図１２の偏光子４００は、図２の形態例と同様に、非平行な状態で対向するそれぞれ板状の光透過板４０５と光反射型偏光板４１０とを含んで構成されている。また、図２の形態例と異なり、光反射型偏光板４１０の光射出面（面Ｓｄ）側に、光反射型偏光板４１０に対して非平行な状態で別の光反射型偏光板４７０が配置されている。なお、図１２の偏光子４００において、光透過板４０５と光反射型偏光板４１０との成す角度（狭角β）は、上記戻り光が光透過板４０５でほぼ反射するように設定されている。そして、例えば、βが３０°であるとき、光反射型偏光板４１０からの戻り光が光透過板４０５で反射した光と光反射型偏光板４１０の表面とが平行となる。これにより、光透過板４０５と光反射型偏光板４１０との間で繰り返し反射が起きない。したがって、繰り返し反射中に光が散乱するといった悪影響がない構成が可能となる。また、光反射型偏光板４１０と別の光反射型偏光板４７０との成す角度（狭角γ）は、光反射型偏光板４７０で反射された戻り光が光反射型偏光板４１０の面Ｓｃで反射するように設定されている。そして、例えば４０°であるとき、光反射型偏光板４７０からの戻り光が光反射型偏光板４１０で反射した光と光反射型偏光板４７０の表面とが平行となる。これにより、光反射型偏光板４１０と光反射型偏光板４７０との間で繰り返し反射が起きない。したがって、繰り返し反射中に光が散乱するといった悪影響がない構成が可能となる。

この偏光子４００では、光反射型偏光板４１０で分離しきれなかった不要な光が別の光反射型偏光板４７０で分離除去され、偏光度（偏光分離特性）の向上が図られる。また、別の光反射型偏光板４７０で反射された戻り光は、外部に放出される。その結果、この偏光子４００は、熱的負荷の軽減がより図られたものとなる。尚、外部に放出される不要な光は迷光とならないように、何らかの光吸収部材によって吸収させるとよい。

以下に、本実施例の光反射型偏光版に用いることのできる他の光学素子の例について述べる。
図１３は、光反射型偏光板４１０の他の例として、層状型の光反射型偏光板を示す図である。
図１３において、層状型の光反射型偏光板４１０は、複屈折性を有する第１のフィルム４８１と複屈折性を有しない第２のフィルム４８２とが交互に複数積層されて形成されている。第１および第２のフィルム４８１，４８２の材料は、第１のフィルム４８１のＸ方向の屈折率をｎ１Ｘ、Ｙ方向の屈折率をｎ１Ｙとし、等方性の第２のフィルム４８２の屈折率をｎ２とすると、ｎ１Ｘ≒ｎ２，ｎ１Ｙ≠ｎ２なる関係を充たすように予め選定されている。

第１のフィルム４８１と第２のフィルム４８２との境界面におけるＸ方向の屈折率はほぼ一致しているのでＸ方向の偏光光は、干渉反射されること無く透過される。一方、境界面におけるＹ方向の屈折率は異なっているので、Ｙ方向の偏光光の一部は干渉反射される。なお、反射光の波長は、２つのフィルム４８１，４８２の屈折率および厚みによって決定されており、反射率は、積層数や第１のフィルム４８１の複屈折性の大きさによって決定されている。

したがって、フィルム４８１，４８２の厚みや、屈折率（材料）、積層数などを所定の条件に設定することにより、入射するＸ偏光光をほとんど全て透過させ、Ｙ偏光光をほとんど全て反射させる光反射型偏光板４１０を形成することが可能である。なお、このような光反射型偏光子は、例えば、特表平９−５０６９８５号公報に詳述されている。

なお、光反射型偏光板４１０としては、上記の層状偏光板の他に、例えば、コレステリック液晶とλ／４位相差板を組み合わせた光学素子や、ブリュースター角を利用して反射偏光光と透過偏光光とに分離する光学素子（例えば、ＳＩＤ’９２ＤＩＧＥＳＴＰ４２７）、ホログラムを利用したホログラム光学素子などを用いることができる。

以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。例えば、本実施例では、液晶装置に透過型の液晶パネルを用いた例を示したが、液晶装置に反射型の液晶パネルを用いて、それに合わせて光学部材や光学機器や適宜変更したものであっても本発の主旨を逸脱しなければよい。

本発明のプロジェクタの実施の形態の一例であり、プロジェクタの要部を平面的に見た概略構成図。 本発明の偏光子の実施の形態の一例であり、偏光子の構成例を模式的に示す図。 光反射型偏光板の例として、構造複屈折型偏光板の構造を示す図。 密閉構造の偏光子の一例を模式的に示す図。 密閉構造の偏光子の他の例を模式的に示す図。 密閉構造の偏光子の別の例を模式的に示す図。 偏光子の変形例を模式的に示す図。 偏光子の変形例を模式的に示す図。 光吸収型偏光板と一体化された光反射型偏光板の一例としての構造複屈折型偏光板の概略断面図。 光吸収型偏光板と一体化された光反射型偏光板の一例としての構造複屈折型偏光板の概略断面図。 偏光子の別の変形例を模式的に示す図。 偏光子の別の変形例を模式的に示す図。 光反射型偏光板の他の例として、層状型の光反射型偏光板を示す図。

符号の説明

ＰＪ１…プロジェクタ、ＬＶ…液晶ライトバルブ、Ｌ…照明光軸、１１０…光源装置、１２０…インテグレータ光学系、１９０…平行化レンズ、３００…液晶装置、２００，４００…偏光子、４０５…光透過板、２００、４５０…光吸収型偏光板、４１０、４７０…光反射型偏光板、４２０、４３０…密閉部材、４２１、４３１…接合材、４２６…光吸収部材、４２５、４３５…冷却ファン、４３２…フィン、５００…投写光学系、６００…投写面。

Claims (17)

1. 偏光子であって、
   非平行な状態で対向するそれぞれ板状の光透過板と光反射型偏光板と、を備え、
   前記光反射型偏光板は、前記光透過板を通過した光を偏光方向が異なる２種類の偏光光に分離して、第１の偏光光を透過させるとともに第２の偏光光を反射させ、
   前記光透過板と前記光反射型偏光板との位置関係は、前記光反射型偏光板で反射されて前記光透過板に戻った前記第２の偏光光が該光透過板で反射するように、設定されていることを特徴とする偏光子。
2. 請求項１に記載の偏光子であって、
   前記光透過板の表面の反射特性や、前記光透過板の屈折率や、前記光透過板と前記光反射型偏光板との成す角度が、前記光反射型偏光板で反射されて前記光透過板に戻った前記第２の偏光光が前記光透過板でほぼ全反射するように、設定されている、偏光子。
3. 請求項１または請求項２に記載の偏光子であって、
   前記光反射型偏光板は、構造複屈折型偏光板である、偏光子。
4. 請求項１または請求項２に記載の偏光子であって、
   前記光反射型偏光板は、複屈折性を有する薄膜と複屈折性を有しない薄膜とを複数積層した層状偏光板である、偏光子。
5. 請求項１から４のいずれかに記載の偏光子であって、
   前記光反射型偏光板の光射出面側に、光吸収型偏光板が配置されている、偏光子。
6. 請求項５に記載の偏光子であって、
   前記光吸収型偏光板が、前記光反射型偏光板に密着している、偏光子。
7. 請求項５に記載の偏光子であって、
   前記光吸収型偏光板が、前記光反射型偏光板から離れて配置されている、偏光子。
8. 請求項１から４のいずれかに記載の偏光子であって、
   前記光反射型偏光板の光射出面側に、該光反射型偏光板に対して非平行な状態で別の光反射型偏光板が配置されている、偏光子。
9. 請求項１から８のいずれかに記載の偏光子であって、
   前記光透過板と前記光反射型偏光板との間の空間を密閉するための密閉部材を備える、偏光子。
10. 請求項９に記載の偏光子であって、
    前記密閉部材の少なくとも一部は、前記第２の偏光光を透過する材料からなる、偏光子。
11. 請求項１０に記載の偏光子であって、
    前記密閉部材による密閉空間の外部に、前記密閉部材を透過した第２の偏光光を吸収する光吸収部材が配置されている、偏光子。
12. 請求項９に記載の偏光子であって、
    前記密閉部材の少なくとも一部は、前記第２の偏光光を吸収する材料からなる、もしくは、前記第２の偏光光を吸収する光吸収部材を有するとともに、前記密閉部材は、放熱構造を備える、偏光子。
13. 請求項１２に記載の偏光子であって、
    前記密閉部材は、空冷式の放熱構造または液冷式の放熱構造を備える、偏光子。
14. 請求項９または１３に記載の偏光子であって、
    前記光透過板と前記光反射型偏光板との少なくとも一方は、前記密閉部材と熱的に接続されている、偏光子。
15. 請求項９から１４のいずれかに記載の偏光子であって、
    前記密閉部材による密閉空間の外部に、該密閉空間に対して冷却ファンが配置されている、偏光子。
16. 請求項９から１５のいずれかに記載の偏光子であって、
    前記密閉部材による密閉空間から酸素が除去されている、偏光子。
17. プロジェクタであって、
    光源装置と、
    前記光源装置からの光を変調する電気光学装置と、
    偏光子と、
    前記電気光学装置からの光を投写する投写光学系と、を備え、
    前記偏光子の少なくとも一つは、請求項１から１６のいずれかに記載の偏光子であることを特徴とするプロジェクタ。
    

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