JP2008065279A - Polarized light converting element and polarized light converting member - Google Patents

Polarized light converting element and polarized light converting member Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a polarized light converting element and a polarized light converting member which have small number of parts and can reduce the complexities of manufacturing processes. <P>SOLUTION: Since a reflection type polarized light converting film 27 has the function of converting a polarization direction of at least a part of s-polarized light emitted from a polarized light separation film 26 to a polarization direction of p-polarized light (a function of retardation plate) and a function of emitting the p-polarized light with a converted polarization direction, from the polarized light converting element 23 after reflection (a function of a reflecting film), the retardaing plate and the reflecting film in conventional constitution can be constituted as one member to dispense with individual provision. As a result, the number of parts of the polarized light conversion element 23 can be reduced and complicatedness of the manufacturing processes can be reduced. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、偏光変換素子及び偏光変換部材に関する。   The present invention relates to a polarization conversion element and a polarization conversion member.

一般にプロジェクタなどの投射型表示装置は、光源と、光変調素子と、投射レンズとを主体として構成されている。光源から射出される光を光変調素子によって変調し、この変調した光を投射レンズによってスクリーンなどに投射することで、静止画や動画などの画像が表示されることになる。   In general, a projection display device such as a projector is mainly composed of a light source, a light modulation element, and a projection lens. Light emitted from the light source is modulated by a light modulation element, and the modulated light is projected onto a screen or the like by a projection lens, thereby displaying an image such as a still image or a moving image.

投射型表示装置の光変調素子として、例えば透過型の液晶装置を用いることが多い。液晶装置の入射面には、通常、偏光板が設けられている。液晶装置に入射する光のうち、偏光板の偏光方向と同一方向に偏光する光成分はこの偏光板を透過し、偏光板の偏光方向とは異なる方向に偏光する光成分はこの偏光板によって遮光されるようになっている。   For example, a transmissive liquid crystal device is often used as a light modulation element of a projection display device. A polarizing plate is usually provided on the incident surface of the liquid crystal device. Of the light incident on the liquid crystal device, the light component polarized in the same direction as the polarization direction of the polarizing plate is transmitted through this polarizing plate, and the light component polarized in a direction different from the polarization direction of the polarizing plate is blocked by this polarizing plate. It has come to be.

近年、明るく高コントラストの画像を表示する投射型表示装置が要請されている。この要請に対して、光源から射出される光の偏光方向を偏光板の偏光方向と同一になるように揃えることによって多くの光成分が偏光板を透過可能となるようにし、光源から射出される光をできるだけ多く表示に利用する技術が開示されている(例えば、特許文献1参照)。   In recent years, there has been a demand for a projection display device that displays a bright and high-contrast image. In response to this requirement, by aligning the polarization direction of the light emitted from the light source to be the same as the polarization direction of the polarizing plate, a large amount of light components can be transmitted through the polarizing plate and emitted from the light source. A technique for utilizing as much light as possible for display has been disclosed (for example, see Patent Document 1).

特許文献1に記載のプロジェクタは、光の偏光方向を一方向に揃えることが可能な偏光変換プリズムアレイを光源と光変調素子(偏光板付き液晶装置)との間に有した構成になっている。偏光変換プリズムアレイは、基板内に偏光分離膜と反射膜とが設けられ、基板の表面に位相差板が貼り付けられた構成になっている。光源から射出される光は、偏光分離膜によって偏光板の偏光方向と同一方向に偏光する光成分(s偏光)と当該偏光板の偏光方向とは異なる方向に偏光する光成分(p偏光)とに分離される。s偏光は反射膜によって反射されそのまま射出される。p偏光は位相差板によってその偏光方向を変換され、s偏光として射出される。
特開2002−23106号公報
The projector described in Patent Document 1 has a configuration in which a polarization conversion prism array capable of aligning the polarization direction of light in one direction is provided between a light source and a light modulation element (a liquid crystal device with a polarizing plate). . The polarization conversion prism array has a configuration in which a polarization separation film and a reflection film are provided in a substrate, and a retardation plate is attached to the surface of the substrate. The light emitted from the light source includes a light component polarized in the same direction as the polarization direction of the polarizing plate (s-polarized light) and a light component polarized in a direction different from the polarization direction of the polarizing plate (p-polarized light). Separated. The s-polarized light is reflected by the reflecting film and emitted as it is. The polarization direction of the p-polarized light is converted by the phase difference plate and emitted as s-polarized light.
Japanese Patent Laid-Open No. 2002-23106

特許文献1に記載の構成では、偏光変換素子には偏光分離膜、反射膜、位相差板と機能の異なる3種類の部材が取り付けられているため、偏光変換素子の部品点数が多くなってしまい、偏光変換素子の製造工程が煩雑になってしまう。
以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、部品点数が少なく、製造工程の煩雑さを緩和することが可能な偏光変換素子及び偏光変換部材を提供することにある。
In the configuration described in Patent Document 1, since three types of members having different functions from the polarization separation film, the reflection film, and the phase difference plate are attached to the polarization conversion element, the number of components of the polarization conversion element increases. The manufacturing process of the polarization conversion element becomes complicated.
In view of the circumstances as described above, an object of the present invention is to provide a polarization conversion element and a polarization conversion member that have a small number of parts and can reduce the complexity of the manufacturing process.

上記目的を達成するため、本発明に係る偏光変換素子は、自身に入射する光を所定の偏光方向を有する第1光成分と前記所定の偏光方向とは異なる偏光方向を有する第2光成分とに分離すると共に、前記第1光成分を第1方向へ射出し前記第2光成分を前記第1方向とは異なる第2方向へ射出する偏光分離部材と、前記偏光分離部材の前記第2方向上に設けられ、前記偏光分離部材から射出された前記第2光成分のうち少なくとも一部の偏光方向成分を前記所定の偏光方向成分に変換すると共に当該偏光方向を変換した第2光成分を前記第1方向へ射出する偏光変換部材とを具備することを特徴とする。
本発明によれば、偏光変換部材が、偏光分離部材から射出された第2光成分のうち少なくとも一部の偏光方向成分を所定の偏光方向成分に変換する機能(位相差板としての機能)と、当該偏光方向を変換した第2光成分を第1方向へ射出する機能(反射膜としての機能)とを併せ持っているので、例えば従来の構成における位相差板と反射膜とを一つの部材として構成することができ、これらを別々に設けなくても済むことになる。これにより、偏光変換素子の部品点数を削減することができ、製造工程の煩雑さを緩和することが可能となる。
In order to achieve the above object, a polarization conversion element according to the present invention includes a first light component having a predetermined polarization direction and a second light component having a polarization direction different from the predetermined polarization direction. A polarization separation member that emits the first light component in a first direction and emits the second light component in a second direction different from the first direction, and the second direction of the polarization separation member The second light component that is provided on the second light component that is converted from the second light component emitted from the polarization separation member into the predetermined polarization direction component and converts the polarization direction is converted into the second light component. And a polarization conversion member that emits light in the first direction.
According to the present invention, the polarization conversion member has a function of converting at least a portion of the polarization direction component of the second light component emitted from the polarization separation member into a predetermined polarization direction component (function as a retardation plate). Since it has a function of emitting the second light component whose polarization direction is changed in the first direction (function as a reflection film), for example, the retardation plate and the reflection film in the conventional configuration are used as one member. It can be configured, and these need not be provided separately. Thereby, the number of parts of the polarization conversion element can be reduced, and the complexity of the manufacturing process can be reduced.

上記の偏光変換素子は、前記偏光分離部材と前記偏光変換部材とが、光を透過可能な基材の内部に設けられていることを特徴とする。
本発明によれば、偏光分離部材と偏光変換部材とが光を透過可能な基材の内部に設けられているので、当該基材によって偏光分離部材と偏光変換部材との位置を固定することができる。これにより、偏光分離部材と偏光変換部材との間の位置ズレを回避することができる。
The polarization conversion element is characterized in that the polarization separation member and the polarization conversion member are provided inside a base material capable of transmitting light.
According to the present invention, since the polarization separation member and the polarization conversion member are provided inside the base material capable of transmitting light, the positions of the polarization separation member and the polarization conversion member can be fixed by the base material. it can. Thereby, the position shift between a polarization separation member and a polarization conversion member can be avoided.

上記の偏光変換素子は、一の前記偏光分離部材と一の前記偏光変換部材とが対をなしており、前記偏光分離部材と前記偏光変換部材との対が複数設けられていることを特徴とする。
本発明によれば、一の偏光分離部材と一の偏光変換部材とが対をなしており、この偏光分離部材と偏光変換部材との対が複数設けられているので、例えば本発明に係る偏光変換素子を液晶プロジェクタに搭載する場合などには液晶ライトバルブの画素の配列に応じて、一対の偏光分離部材及び偏光変換部材の配置や数を選択することができる。これにより、幅広い設計が可能となる。
The polarization conversion element is characterized in that one polarization separation member and one polarization conversion member make a pair, and a plurality of pairs of the polarization separation member and the polarization conversion member are provided. To do.
According to the present invention, one polarization separation member and one polarization conversion member make a pair, and a plurality of pairs of the polarization separation member and the polarization conversion member are provided. When the conversion element is mounted on a liquid crystal projector, the arrangement and number of the pair of polarization separation members and polarization conversion members can be selected according to the arrangement of the pixels of the liquid crystal light valve. This enables a wide range of designs.

上記の偏光変換素子は、前記偏光変換部材が、前記第2方向上に設けられ、光反射可能な材料からなる平坦層と、前記平坦層の表面に設けられ、光反射可能な材料からなり、所定のピッチ及び所定の深さで一方向に延在するグリッド部を有するグリッド層とを有することを特徴とする。
本発明によれば、偏光変換部材が、第2方向上に設けられ光反射可能な材料からなる平坦層を有しているので、当該平坦層の表面の向きを調節することにより、所望の方向に光を反射して射出することができる。しかも、平坦層の表面に設けられ光反射可能な材料からなり所定のピッチ及び所定の深さで一方向に延在するグリッド部を有するグリッド層を有しているので、第2の光成分の偏光方向を所定の方向に変換することができる。このように、グリッド層による偏光方向の変換と平坦層による第1方向への射出とを一つの部材で行うことができるので、例えば従来の構成における位相差板と反射膜とを別々に設ける必要は無く、偏光変換素子の部品点数を削減することができ、製造工程の煩雑さを緩和することが可能となる。
従来の偏光変換素子では、位相差板は偏光方向を変換した光を透過させる構成になっており、光透過率の高い有機材料を主成分として構成されることが多かった。このため、例えばプロジェクタなどに搭載した場合、光源から射出される光によって焼け付きが生じることがあり、偏光変換素子の耐光性に問題があった。これに対して本発明では、偏光変換部材は偏光方向を変換した光を反射する構成になっている。偏光変換部材のグリッド層及び平坦層は光反射可能な材料からなることとしているので、例えば金属などの無機材料によって構成することができる。これにより、焼け付きを回避することができ、耐光性の向上を図ることができる。
In the above-described polarization conversion element, the polarization conversion member is provided in the second direction, and is formed of a flat layer made of a light-reflective material, and a surface of the flat layer, made of a light-reflective material. And a grid layer having a grid portion extending in one direction at a predetermined pitch and a predetermined depth.
According to the present invention, since the polarization conversion member has a flat layer made of a material that is provided in the second direction and is capable of reflecting light, the desired direction can be obtained by adjusting the direction of the surface of the flat layer. The light can be reflected and emitted. In addition, since it has a grid layer provided on the surface of the flat layer and made of a light-reflective material and extending in one direction at a predetermined pitch and a predetermined depth, the second light component The polarization direction can be converted into a predetermined direction. As described above, since the polarization direction conversion by the grid layer and the emission in the first direction by the flat layer can be performed with one member, for example, it is necessary to separately provide the retardation plate and the reflection film in the conventional configuration. However, the number of parts of the polarization conversion element can be reduced, and the complexity of the manufacturing process can be reduced.
In the conventional polarization conversion element, the phase difference plate is configured to transmit the light whose polarization direction has been converted, and is often composed mainly of an organic material having a high light transmittance. For this reason, for example, when mounted on a projector or the like, burn-in may occur due to light emitted from the light source, which causes a problem in light resistance of the polarization conversion element. In contrast, in the present invention, the polarization conversion member is configured to reflect the light whose polarization direction has been converted. Since the grid layer and the flat layer of the polarization conversion member are made of a light-reflective material, they can be made of an inorganic material such as metal. Thereby, burn-in can be avoided and the light resistance can be improved.

上記の偏光変換素子は、前記平坦層及びグリッド層が、銀、金又はアルミニウムを主成分としていることを特徴とする。
銀、金、アルミニウムは光反射率の高い金属である。本発明によれば、平坦層及びグリッド層が、銀、金又はアルミニウムを主成分としているので、偏光変換素子に入射する第2光成分を高い効率で利用することができる。加えて、これらの材料は耐光性が高いため、この偏光変換素子を例えばプロジェクタなどに搭載した場合、光源から射出される光による焼け付きを回避することができる。
In the polarization conversion element, the flat layer and the grid layer are mainly composed of silver, gold, or aluminum.
Silver, gold, and aluminum are metals with high light reflectivity. According to the present invention, since the flat layer and the grid layer are mainly composed of silver, gold, or aluminum, the second light component incident on the polarization conversion element can be used with high efficiency. In addition, since these materials have high light resistance, when this polarization conversion element is mounted on, for example, a projector, burn-in due to light emitted from the light source can be avoided.

上記の偏光変換素子は、前記所定のピッチが、入射する光の波長よりも小さい値であり、
前記所定の深さが、60nm以上160nm以下の範囲であり、前記偏光変換部材の前記第2方向に対する垂直面に対して仰角45°の方向であって前記垂直面において前記一方向に直交する方向に対して30°よりも大きく75°よりも小さい範囲の角度を成す方向から前記第2光成分が入射するように、前記偏光変換部材が配置されていることを特徴とする。
本発明者は、平坦層及びグリッド層の材質、所定のピッチ及び所定の深さによって光の利用効率が変化することを見出した。ここで光の利用効率とは、偏光変換部材に入射する入射光の強度と偏光変換部材から射出する射出光の強度との比で表される。
本発明では、この点を踏まえて、所定のピッチが入射する光の波長よりも小さい値であり、所定の深さが60nm以上160nm以下の範囲であり、偏光変換部材の第2方向に対する垂直面に対して仰角45°の方向であって当該垂直面において一方向に直交する方向に対して30°よりも大きく75°よりも小さい範囲の角度を成す方向から第2光成分が入射するように、偏光変換部材が配置されていることとしたので、光の利用効率を最適にすることができる。加えて、本発明者らは、第2光成分の波長や平坦層及びグリッド層の主成分によって、所定の深さの最適値、及び、垂直面において一方向に直交する方向に対する第2光成分の入射角度の最適値が異なることを見出した。これを踏まえて、本発明では、所定の深さが60nm以上160nm以下の範囲であるとし、当該入射角度の最適値を30°よりも大きく75°よりも小さい範囲としているので、第2光成分の波長に応じてこれらの値を適宜選択することができる。
In the polarization conversion element, the predetermined pitch is a value smaller than the wavelength of incident light,
The predetermined depth is in a range of 60 nm or more and 160 nm or less, a direction at an elevation angle of 45 ° with respect to a vertical plane with respect to the second direction of the polarization conversion member, and a direction orthogonal to the one direction on the vertical plane The polarization conversion member is arranged such that the second light component is incident from a direction that forms an angle in a range larger than 30 ° and smaller than 75 °.
The inventor has found that the light use efficiency varies depending on the material of the flat layer and the grid layer, the predetermined pitch, and the predetermined depth. Here, the light use efficiency is represented by the ratio between the intensity of incident light incident on the polarization conversion member and the intensity of exit light emitted from the polarization conversion member.
In the present invention, based on this point, the predetermined pitch is a value smaller than the wavelength of incident light, the predetermined depth is in the range of 60 nm to 160 nm, and the plane perpendicular to the second direction of the polarization conversion member So that the second light component is incident from a direction that forms an angle in the range of an elevation angle of 45 ° and an angle that is greater than 30 ° and less than 75 ° with respect to a direction orthogonal to one direction on the vertical plane. Since the polarization conversion member is arranged, the light use efficiency can be optimized. In addition, the inventors of the present invention determine the optimum value of the predetermined depth and the second light component with respect to the direction orthogonal to one direction on the vertical plane, depending on the wavelength of the second light component and the main components of the flat layer and the grid layer. It was found that the optimum value of the incident angle is different. Based on this, in the present invention, the predetermined depth is in the range of 60 nm or more and 160 nm or less, and the optimum value of the incident angle is in the range of more than 30 ° and less than 75 °. These values can be selected as appropriate according to the wavelength of each.

上記の偏光変換素子は、前記偏光分離部材が、ワイヤーグリッド偏光板であることを特徴とする。
本発明によれば、偏光分離部材がワイヤーグリッド偏光板であるので、入射光を確実に分離することができる。偏光変換部材がグリッド部を有する構成においては、偏光変換部材のグリッド部とワイヤーグリッド偏光板のワイヤーグリッド部とを同一の製造工程で製造することができるという利点がある。
The polarization conversion element is characterized in that the polarization separation member is a wire grid polarizing plate.
According to the present invention, since the polarization separation member is a wire grid polarizing plate, incident light can be reliably separated. In the configuration in which the polarization conversion member has a grid part, there is an advantage that the grid part of the polarization conversion member and the wire grid part of the wire grid polarizing plate can be manufactured in the same manufacturing process.

本発明に係る偏光変換部材は、光反射可能な材料からなる平坦層と、前記平坦層の表面に設けられ、光反射可能な材料からなり、所定のピッチ及び所定の深さで一方向に延在するグリッド部を有するグリッド層とを具備することを特徴とする。
本発明によれば、偏光変換部材が、光反射可能な材料からなる平坦層と、平坦層の表面に設けられ光反射可能な材料からなり所定のピッチ及び所定の深さで一方向に延在するグリッド部とを有しているので、当該平坦層の表面の向きを調節することにより、所望の方向に光を反射して射出することができ、第2の光成分の偏光方向を所定の方向に変換することができる。このように、グリッド層による偏光方向の変換と平坦層による第1方向への射出とを一つの部材で行うことができるので、例えば従来の構成における位相差板と反射膜とを別々に設ける必要は無く、偏光変換素子の部品点数を削減することができ、製造工程の煩雑さを緩和することが可能となる。
加えて、本発明では、偏光変換部材は偏光方向を変換した光を反射する構成になっており、偏光変換部材のグリッド層及び平坦層は光反射可能な材料からなることとしているので、例えば金属などの無機材料によって構成することができる。これにより、偏光変換部材が焼け付くのを回避することができ、耐光性の向上を図ることができる。
The polarization conversion member according to the present invention is a flat layer made of a light-reflective material, and is provided on the surface of the flat layer, is made of a light-reflective material, and extends in one direction at a predetermined pitch and a predetermined depth. And a grid layer having an existing grid portion.
According to the present invention, the polarization conversion member includes a flat layer made of a light-reflective material and a light-reflective material provided on the surface of the flat layer and extending in one direction at a predetermined pitch and a predetermined depth. Therefore, by adjusting the orientation of the surface of the flat layer, light can be reflected and emitted in a desired direction, and the polarization direction of the second light component can be set to a predetermined value. Can be converted into directions. As described above, since the polarization direction conversion by the grid layer and the emission in the first direction by the flat layer can be performed with one member, for example, it is necessary to separately provide the retardation plate and the reflection film in the conventional configuration. However, the number of parts of the polarization conversion element can be reduced, and the complexity of the manufacturing process can be reduced.
In addition, in the present invention, the polarization conversion member is configured to reflect the light whose polarization direction is changed, and the grid layer and the flat layer of the polarization conversion member are made of a light-reflective material. It can comprise with inorganic materials, such as. Thereby, it is possible to avoid the polarization conversion member from being seized and to improve the light resistance.

[第1実施形態]
本発明の第1実施形態を図面に基づき説明する。
(プロジェクタの全体構成)
まず、本実施形態に係るプロジェクタの全体構成を説明する。図1は、プロジェクタPJ1の全体構成を模式的に示す図である。
プロジェクタPJ1は、画像表示装置2と、投射レンズ3とを主体として構成されている。
[First Embodiment]
A first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
(Overall configuration of projector)
First, the overall configuration of the projector according to the present embodiment will be described. FIG. 1 is a diagram schematically showing the overall configuration of the projector PJ1.
The projector PJ1 is mainly composed of an image display device 2 and a projection lens 3.

画像表示装置2は、光源10と、均一照明系20と、色変調部30とを有している。
光源10は、メタルハライドランプ、超高圧水銀ランプやキセノンランプなどの白色光を照射するランプ11と、当該ランプ11から射出された白色光を反射・集光するリフレクタ12とを有している。リフレクタ12としては、放物面鏡を用いることが好ましい。
The image display device 2 includes a light source 10, a uniform illumination system 20, and a color modulation unit 30.
The light source 10 includes a lamp 11 that emits white light, such as a metal halide lamp, an ultra-high pressure mercury lamp, or a xenon lamp, and a reflector 12 that reflects and collects the white light emitted from the lamp 11. As the reflector 12, a parabolic mirror is preferably used.

均一照明系20は、光源10からの白色光の輝度分布を均一化する光学系であり、第1レンズアレイ21と、第2レンズアレイ22と、偏光変換素子23と、集光レンズ24とを有している。第1レンズアレイ21及び第2レンズアレイ22は、光源10の光射出側に配置されている。この第1レンズアレイ21及び第2レンズアレイ22は、例えばフライアイレンズなどからなり、光の輝度分布を均一化する光学部材である。偏光変換素子23は、第2レンズアレイ22の光射出側に配置されており、光の偏光方向を一方向に揃える光学素子である。集光レンズ24は、偏光変換素子23の光射出側に配置されたレンズである。   The uniform illumination system 20 is an optical system that uniformizes the luminance distribution of white light from the light source 10, and includes a first lens array 21, a second lens array 22, a polarization conversion element 23, and a condenser lens 24. Have. The first lens array 21 and the second lens array 22 are arranged on the light emission side of the light source 10. The first lens array 21 and the second lens array 22 are optical members made of, for example, fly-eye lenses and the like, and uniformize the light luminance distribution. The polarization conversion element 23 is disposed on the light exit side of the second lens array 22 and is an optical element that aligns the polarization direction of light in one direction. The condenser lens 24 is a lens disposed on the light exit side of the polarization conversion element 23.

色変調部30は、均一照明系20から入射した白色光の波長領域のうちの赤色(R)、緑色(G)、青色(B)の3原色の輝度をそれぞれ変調する部分であり、2つのダイクロイックミラー31a、31bと、3つのミラー32a、32b、32cと、5つのフィールドレンズ(レンズ33、リレーレンズ34、平行化レンズ35R、35G、35B)と、3つの液晶ライトバルブ36R、36G、36Bと、クロスダイクロイックプリズム37とを有している。   The color modulation unit 30 is a part that modulates the luminances of the three primary colors of red (R), green (G), and blue (B) in the wavelength region of white light incident from the uniform illumination system 20. Dichroic mirrors 31a, 31b, three mirrors 32a, 32b, 32c, five field lenses (lens 33, relay lens 34, collimating lenses 35R, 35G, 35B), and three liquid crystal light valves 36R, 36G, 36B And a cross dichroic prism 37.

ダイクロイックミラー31a、31bは、白色光をRGBの3原色光に分離(分光)するための光学部材である。ダイクロイックミラー31aは、集光レンズ24の光射出側に光の進行方向に対して45°傾くように配置されており、青色光及び緑色光を反射すると共に赤色光を透過する性質のダイクロイック膜がガラス板などの光透過可能な基板に貼り付けられた構成になっている。ダイクロイックミラー31bは、ダイクロイックミラー31aの光反射側に光の進行方向に対して45°傾くように配置されており、緑色光を反射すると共に青色光を透過する性質のダイクロイック膜がガラス板などの光透過可能な基板に貼り付けられた構成になっている。   The dichroic mirrors 31a and 31b are optical members for separating (spectralizing) white light into RGB three primary color lights. The dichroic mirror 31a is disposed on the light exit side of the condenser lens 24 so as to be inclined by 45 ° with respect to the light traveling direction. The dichroic mirror 31a includes a dichroic film that reflects blue light and green light and transmits red light. It is configured to be attached to a light transmissive substrate such as a glass plate. The dichroic mirror 31b is disposed on the light reflection side of the dichroic mirror 31a so as to be inclined by 45 ° with respect to the light traveling direction. The dichroic mirror 31b reflects green light and transmits blue light. The structure is affixed to a light transmissive substrate.

レンズ33及びリレーレンズ34は、ダイクロイックミラー31bを透過した光を平行化レンズ35Bに伝達する光学部材である。レンズ33はダイクロイックミラー31bの光透過側に配置されており、リレーレンズ34に光を効率よく入射させるために設けられている。   The lens 33 and the relay lens 34 are optical members that transmit the light transmitted through the dichroic mirror 31b to the collimating lens 35B. The lens 33 is disposed on the light transmission side of the dichroic mirror 31b, and is provided to allow light to enter the relay lens 34 efficiently.

平行化レンズ35R、35G、35Bは、対応する液晶ライトバルブ36R、36G、36Bの光入射側に配置されており、液晶ライトバルブ36R、36G、36Bに入射する各色光を略平行化する凸レンズである。   The collimating lenses 35R, 35G, and 35B are arranged on the light incident side of the corresponding liquid crystal light valves 36R, 36G, and 36B, and are convex lenses that substantially collimate the respective color lights incident on the liquid crystal light valves 36R, 36G, and 36B. is there.

液晶ライトバルブ36R、36G、36Bは、アクティブマトリクス型の液晶表示素子であり、光入射面及び光射出面にはそれぞれ偏光板が貼付されている。光入射面に貼付された偏光板はp偏光の光を透過するようになっている。この液晶ライトバルブ36R、36G、36Bは、電圧非印加状態で白/明(透過)状態、電圧印加状態で黒/暗(非透過)状態となるノーマリーホワイトモードまたはその逆のノーマリーブラックモードで駆動され、与えられた制御値に応じて明暗間の階調がアナログ制御されるようになっている。   The liquid crystal light valves 36R, 36G, and 36B are active matrix type liquid crystal display elements, and polarizing plates are attached to the light incident surface and the light emission surface, respectively. A polarizing plate attached to the light incident surface transmits p-polarized light. The liquid crystal light valves 36R, 36G, and 36B have a normally white mode in which a white / bright (transmission) state is applied when no voltage is applied, and a black / dark (non-transmission) state when a voltage is applied, or vice versa. The gradation between light and dark is analog controlled according to the given control value.

クロスダイクロイックプリズム37は、4つの直角プリズムが貼り合わされた構成になっており、これら直角プリズムの貼り合わせ面には、青色光を反射する誘電体多層膜(青色光反射ダイクロイック膜37a)と、赤色光を反射する誘電体多層膜(赤色光反射ダイクロイック膜37b)とが形成されている。   The cross dichroic prism 37 has a structure in which four right angle prisms are bonded together. A dielectric multilayer film (blue light reflecting dichroic film 37a) that reflects blue light is formed on the bonding surface of the right angle prisms, and a red color. A dielectric multilayer film (red light reflecting dichroic film 37b) that reflects light is formed.

(均一照明系の構成)
次に、上述した均一照明系20の構成を説明する。図2は、図1に示すプロジェクタPJ1の光源10及び均一照明系20の構成を示す図である。
同図に示すように、均一照明系20の第1レンズアレイ21及び第2レンズアレイ22は、フライアイレンズの凸面21a、22aが対向するように配置されている。個々の凸面21a、22aはほぼ同一の寸法、同一の個数、同一の配列になっており、光源10から射出される光の進行方向に見て各凸面21a、22aの位置が重なるように配置されている。
(Configuration of uniform illumination system)
Next, the configuration of the uniform illumination system 20 described above will be described. FIG. 2 is a diagram showing the configuration of the light source 10 and the uniform illumination system 20 of the projector PJ1 shown in FIG.
As shown in the figure, the first lens array 21 and the second lens array 22 of the uniform illumination system 20 are arranged so that the convex surfaces 21a and 22a of the fly-eye lens face each other. The individual convex surfaces 21a and 22a have substantially the same size, the same number and the same arrangement, and are arranged so that the positions of the convex surfaces 21a and 22a overlap each other when viewed in the traveling direction of the light emitted from the light source 10. ing.

偏光変換素子23は、基材25と、偏光分離膜(偏光分離部材)26と、反射型偏光変換膜(偏光変換部材)27とを主体として構成されており、光入射面23aに第2レンズアレイ22の背面22bに貼り付けられている。偏光変換素子23は、第2レンズアレイ22と一体的に設けられている。   The polarization conversion element 23 is mainly composed of a base material 25, a polarization separation film (polarization separation member) 26, and a reflective polarization conversion film (polarization conversion member) 27, and has a second lens on the light incident surface 23a. It is affixed to the back surface 22 b of the array 22. The polarization conversion element 23 is provided integrally with the second lens array 22.

図3は、偏光変換素子23の構成を詳細に示す断面図である。
基材25は、例えばガラスや石英などの光透過可能な材料からなる矩形の基板である。基材25内には、図中上下方向に偏光分離膜26及び反射型偏光変換膜27が交互に設けられている。1つの偏光分離膜26と1つの反射型偏光変換膜27とが対をなしており、この偏光分離膜26と反射型偏光変換膜27との対が基材内に複数設けられてた構成になっている。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing the configuration of the polarization conversion element 23 in detail.
The base material 25 is a rectangular substrate made of a light transmissive material such as glass or quartz. In the base material 25, a polarization separation film 26 and a reflective polarization conversion film 27 are alternately provided in the vertical direction in the figure. One polarization separation film 26 and one reflection type polarization conversion film 27 make a pair, and a plurality of pairs of the polarization separation film 26 and the reflection type polarization conversion film 27 are provided in the substrate. It has become.

偏光分離膜26は、基材25の内部に設けられた誘電体膜である。この偏光分離膜26は、偏光変換素子23の光入射面23aに対して角度α(例えばα=45°)傾くように配置されており、光源10から射出された白色光のうち例えばp偏光(第1光成分)とs偏光(第2光成分)とに分離する。偏光分離膜26は、分離したp偏光を透過させて入射方向と同じ方向(第1方向)に射出すると共に、分離したs偏光を反射型偏光変換膜27の方向(第2方向)に向けて反射するようになっている。   The polarization separation film 26 is a dielectric film provided inside the base material 25. The polarization separation film 26 is disposed so as to be inclined at an angle α (for example, α = 45 °) with respect to the light incident surface 23 a of the polarization conversion element 23, for example, p-polarized light (for example, p-polarized light (white light) emitted from the light source 10. The first light component and the s-polarized light (second light component) are separated. The polarization separation film 26 transmits the separated p-polarized light and emits it in the same direction as the incident direction (first direction), and directs the separated s-polarized light toward the reflective polarization conversion film 27 (second direction). It is designed to reflect.

反射型偏光変換膜27は、偏光分離膜26の反射方向に配置されており、偏光変換素子23の光入射面23aに対して角度β(例えばβ=45°)傾くように設けられている。図4は、反射型偏光変換膜27の構成を示す斜視図である。図4に示すように、反射型偏光変換膜27は、平面視矩形の部材であり、平坦層27bと、グリッド層27cとを主体として構成されている。   The reflective polarization conversion film 27 is disposed in the reflection direction of the polarization separation film 26 and is provided so as to be inclined at an angle β (for example, β = 45 °) with respect to the light incident surface 23 a of the polarization conversion element 23. FIG. 4 is a perspective view showing the configuration of the reflective polarization conversion film 27. As shown in FIG. 4, the reflective polarization conversion film 27 is a rectangular member in plan view, and is mainly composed of a flat layer 27b and a grid layer 27c.

平坦層27bは、基材25の内部に設けられ、例えば銀、金、アルミニウムなどの光反射率の高い金属材料を主成分とする層である。この平坦層27bは、光を透過させることなく反射するのに十分な厚さを有している。   The flat layer 27b is a layer that is provided inside the base material 25 and is mainly composed of a metal material having a high light reflectance such as silver, gold, or aluminum. The flat layer 27b has a thickness sufficient to reflect light without transmitting it.

グリッド層27cは、平坦層27bのうち偏光分離膜26の光入射面に対向する側の表面に設けられた層であり、複数の凸部27dを主体として構成されている。各凸部27dは、平坦層27b上に同一の方向に延在するように設けられ、所定の間隔d1(例えばd1=70nm)を空けて配置されている(間隙27e)。間隙27eには、平坦層27bが露出している。凸部27dと間隙27eとによってグリッド部が形成されている。このグリッド部の延在方向は、平面視矩形に設けられた反射型偏光変換膜27の辺方向に対して傾いて設けられている。   The grid layer 27c is a layer provided on the surface of the flat layer 27b on the side facing the light incident surface of the polarization separation film 26, and is mainly composed of a plurality of convex portions 27d. Each protrusion 27d is provided on the flat layer 27b so as to extend in the same direction, and is arranged with a predetermined interval d1 (for example, d1 = 70 nm) (gap 27e). The flat layer 27b is exposed in the gap 27e. A grid portion is formed by the convex portion 27d and the gap 27e. The extending direction of the grid portion is inclined with respect to the side direction of the reflective polarization conversion film 27 provided in a rectangular shape in plan view.

凸部27dの幅(延在方向に直交する方向の寸法)はd2(例えばd2=70nm)となっており、ここではd1=d2=70nmとなっている。したがって、凸部27dは140nmのピッチで配列されていることになる。この凸部27dは、平坦層27bからの高さ(突出方向の寸法)hが例えば60nm以上160nm以下の範囲になるように形成されており、この高さhがグリッド部の所定の深さとなる。   The width of the convex portion 27d (the dimension in the direction orthogonal to the extending direction) is d2 (for example, d2 = 70 nm), and here, d1 = d2 = 70 nm. Therefore, the convex portions 27d are arranged at a pitch of 140 nm. The convex portion 27d is formed so that the height (dimension in the protruding direction) h from the flat layer 27b is in the range of, for example, 60 nm or more and 160 nm or less, and the height h is a predetermined depth of the grid portion. .

反射型偏光変換膜27は、平坦層27bの表面に対して仰角45°の方向であって当該平坦層27bの表面においてグリッド部の延在方向に直交する方向に対して30°よりも大きく75°よりも小さい範囲の角度φ(図5参照)を成す方向から光が入射するように配置されている。   The reflection-type polarization conversion film 27 is in a direction having an elevation angle of 45 ° with respect to the surface of the flat layer 27b and is larger than 30 ° with respect to a direction orthogonal to the extending direction of the grid portion on the surface of the flat layer 27b. It is arranged so that light enters from a direction forming an angle φ (see FIG. 5) in a range smaller than °.

(プロジェクタの動作)
次に、上記のように構成されたプロジェクタPJ1の動作を説明する。光源10のランプ11から射出された白色光及びリフレクタ12によって集光された白色光は、均一照明系20に入射する。均一照明系20へ入射した白色光は、第1レンズアレイ21及び第2レンズアレイ22によって輝度分布が均一化される。輝度分布が均一化された白色光は、偏光変換素子23に入射する。偏光変換素子23に入射した白色光は、偏光分離膜26によってp偏光の光成分とs偏光の光成分とに分離され、p偏光の光成分は偏光分離膜26を透過する。s偏光の光成分は、反射型偏光変換膜27に向けて反射される。
(Projector operation)
Next, the operation of projector PJ1 configured as described above will be described. White light emitted from the lamp 11 of the light source 10 and white light collected by the reflector 12 enter the uniform illumination system 20. The brightness distribution of the white light incident on the uniform illumination system 20 is made uniform by the first lens array 21 and the second lens array 22. White light with a uniform luminance distribution enters the polarization conversion element 23. The white light incident on the polarization conversion element 23 is separated into a p-polarized light component and an s-polarized light component by the polarization separation film 26, and the p-polarized light component is transmitted through the polarization separation film 26. The s-polarized light component is reflected toward the reflective polarization conversion film 27.

図5は、s偏光の光成分の偏光方向が反射型偏光変換膜27によって変換される様子を模式的に示した図である。図5の座標軸については、XY平面が平坦層27bの表面(グリッド層27cが設けられている面)であり、X軸方向が凸部27dの延在方向(グリッド方向)に直交する方向であり、Y軸方向が当該グリッド方向である。Z軸方向は平坦層27bの表面に垂直な方向である。   FIG. 5 is a diagram schematically showing how the polarization direction of the s-polarized light component is converted by the reflective polarization conversion film 27. 5, the XY plane is the surface of the flat layer 27b (surface on which the grid layer 27c is provided), and the X-axis direction is a direction orthogonal to the extending direction (grid direction) of the convex portion 27d. The Y-axis direction is the grid direction. The Z-axis direction is a direction perpendicular to the surface of the flat layer 27b.

同図に示すように、偏光分離膜26によって分離され反射型偏光変換膜27に入射するs偏光は、平坦層27bの表面に対して俯角45°の方向から入射すると共に、グリッド方向の直交方向(図中のX軸方向)に対して上記の角度φ傾いて入射する。入射したs偏光の偏光方向は、図中のベクトルEの方向である。   As shown in the figure, the s-polarized light separated by the polarization separation film 26 and incident on the reflection-type polarization conversion film 27 is incident from a direction with a depression angle of 45 ° with respect to the surface of the flat layer 27b and is orthogonal to the grid direction. The incident light is inclined at the angle φ with respect to the (X-axis direction in the figure). The polarization direction of the incident s-polarized light is the direction of the vector E in the figure.

入射したs偏光は、グリッド層27cと平坦層27bによって反射されると供に、少なくとも一部がp偏光に変換される。図5では、反射光の進行方向をX’軸方向とし、上記ベクトルEと同一の方向上記のベクトルEに対して直交する方向(p偏光の偏光方向)をZ’軸方向としている。(s偏光の偏光方向)をY’軸方向とし、この反射光はZ’軸方向に偏光方向を有するp偏光として偏光変換素子23から射出される。偏光変換素子23によってP偏光の偏光方向になった白色光は、集光レンズ24で集光されて、色変調部30に入射する。   The incident s-polarized light is reflected by the grid layer 27c and the flat layer 27b, and at least a part thereof is converted to p-polarized light. In FIG. 5, the traveling direction of reflected light is the X′-axis direction, and the same direction as the vector E is the direction orthogonal to the vector E (the polarization direction of p-polarized light) is the Z′-axis direction. The (s-polarized light polarization direction) is the Y′-axis direction, and the reflected light is emitted from the polarization conversion element 23 as p-polarized light having a polarization direction in the Z′-axis direction. The white light having the polarization direction of P-polarized light by the polarization conversion element 23 is collected by the condenser lens 24 and enters the color modulation unit 30.

色変調部30に入射した白色光のうち、赤色光はダイクロイックミラー31aを透過し、緑色光及び青色光はダイクロイックミラー31aによって反射される。ダイクロイックミラー31aを透過した赤色光は、反射ミラー32aによって反射され、平行化レンズ35Rによって略平行化されて、液晶ライトバルブ36Rに入射する。ダイクロイックミラー31aによって反射された緑色光及び青色光は、ダイクロイックミラー31bに入射する。このうち青色光はダイクロイックミラー31bを透過し、緑色光はダイクロイックミラー31bによって反射される。ダイクロイックミラー31bによって反射された緑色光は、平行化レンズ35Gによって略平行化されて、液晶ライトバルブ36Gに入射する。ダイクロイックミラー31bを透過した青色光は、レンズ33、反射ミラー32b、リレーレンズ34、反射ミラー32cを経て平行化レンズ35Bに入射し、略平行化されて液晶ライトバルブ36Bに入射する。   Of the white light incident on the color modulation unit 30, red light is transmitted through the dichroic mirror 31a, and green light and blue light are reflected by the dichroic mirror 31a. The red light that has passed through the dichroic mirror 31a is reflected by the reflecting mirror 32a, is approximately collimated by the collimating lens 35R, and enters the liquid crystal light valve 36R. The green light and the blue light reflected by the dichroic mirror 31a enter the dichroic mirror 31b. Of these, blue light is transmitted through the dichroic mirror 31b, and green light is reflected by the dichroic mirror 31b. The green light reflected by the dichroic mirror 31b is substantially collimated by the collimating lens 35G and enters the liquid crystal light valve 36G. The blue light transmitted through the dichroic mirror 31b passes through the lens 33, the reflection mirror 32b, the relay lens 34, and the reflection mirror 32c, and enters the collimating lens 35B, and is substantially collimated and enters the liquid crystal light valve 36B.

液晶ライトバルブ36R、36G、36Bの入射面側の偏光板がp偏光を透過するものであるため、液晶ライトバルブ36R、36G、36Bに入射したp偏光の赤色光、緑色光、青色光は偏光板を透過し、当該液晶ライトバルブ36R、36G、36Bによって変調されて射出される。変調された赤色光、緑色光、青色光は、クロスダイクロイックプリズム37によって混合され、再び白色光になって射出される。この射出光が画像表示装置2からの画像光となる。画像表示装置2から射出された画像光は、投射レンズ3によってスクリーン4に投射され、スクリーン4に画像が表示されることになる。   Since the polarizing plates on the incident surface side of the liquid crystal light valves 36R, 36G, and 36B transmit p-polarized light, the p-polarized red light, green light, and blue light incident on the liquid crystal light valves 36R, 36G, and 36B are polarized. The light passes through the plate and is modulated and emitted by the liquid crystal light valves 36R, 36G, and 36B. The modulated red light, green light, and blue light are mixed by the cross dichroic prism 37 and are again emitted as white light. This emitted light becomes image light from the image display device 2. The image light emitted from the image display device 2 is projected onto the screen 4 by the projection lens 3, and an image is displayed on the screen 4.

(偏光変換素子の製造方法)
次に、上記のように構成された偏光変換素子23の製造方法を説明する。図6〜図8は、偏光変換素子23の製造過程を示す工程図である。
図6に示すように、ガラスなど光透過可能な材料によって基材25を例えば平行六面体のプリズム形状に形成する。基材25の面25a及び面25bは平坦に形成する。
(Method for manufacturing polarization conversion element)
Next, a method for manufacturing the polarization conversion element 23 configured as described above will be described. 6-8 is process drawing which shows the manufacturing process of the polarization conversion element 23. FIG.
As shown in FIG. 6, the base material 25 is formed in a parallelepiped prism shape, for example, by a light transmissive material such as glass. The surface 25a and the surface 25b of the base material 25 are formed flat.

次に、図7に示すように、基材25の面25a上に反射型偏光変換膜27を形成すると共に、基材25の面25bに偏光分離膜26を形成する。偏光分離膜26は、誘電体からなる層を複数層重ねて形成する。反射型偏光変換膜27の形成については、面25a上に平坦層27bをまず形成し、当該平坦層27b上にグリッド層27cを形成する。グリッド層27cについては、平坦層27b上に金属薄膜を所定の膜厚に形成し、当該金属薄膜をパターニングして凸部27d及び間隙27eを形成する。   Next, as shown in FIG. 7, the reflective polarization conversion film 27 is formed on the surface 25 a of the substrate 25, and the polarization separation film 26 is formed on the surface 25 b of the substrate 25. The polarization separation film 26 is formed by stacking a plurality of layers made of a dielectric. Regarding the formation of the reflective polarization conversion film 27, the flat layer 27b is first formed on the surface 25a, and the grid layer 27c is formed on the flat layer 27b. For the grid layer 27c, a metal thin film is formed on the flat layer 27b to a predetermined thickness, and the metal thin film is patterned to form the convex portions 27d and the gaps 27e.

次に、図8に示すように、上述したプリズム形状の基材25と同一の形状・寸法の基材25を偏光分離膜26上に貼りつけて、偏光変換素子23の単位構造40を形成する。この単位構造40には、偏光分離膜26と反射型偏光変換膜27とが1つずつ、対を成すように形成される。この単位構造40を複数貼り合わせて、偏光変換素子23が完成する。   Next, as shown in FIG. 8, the base structure 25 having the same shape and dimensions as the prism-shaped base material 25 described above is pasted onto the polarization separation film 26 to form the unit structure 40 of the polarization conversion element 23. . In the unit structure 40, the polarization separation film 26 and the reflective polarization conversion film 27 are formed so as to form a pair. A plurality of the unit structures 40 are bonded together to complete the polarization conversion element 23.

本実施形態によれば、反射型偏光変換膜27が、偏光分離膜26から射出されたs偏光のうち少なくとも一部の偏光方向をp偏光の偏光方向に変換する機能(位相差板としての機能)と、当該偏光方向を変換したp偏光を反射して偏光変換素子23から射出する機能(反射膜としての機能)とを併せ持っているので、例えば従来の構成における位相差板と反射膜とを一つの部材として構成することができ、これらを別々に設けなくても済むことになる。これにより、偏光変換素子23の部品点数を削減することができ、製造工程の煩雑さを緩和することが可能となる。ひいては、プロジェクタPJ1の製造工程の煩雑さを緩和することにつながる。   According to the present embodiment, the reflection-type polarization conversion film 27 functions to convert at least a part of the polarization direction of the s-polarized light emitted from the polarization separation film 26 into the polarization direction of the p-polarization (function as a retardation plate). ) And the function of reflecting the p-polarized light whose polarization direction has been changed and emitting it from the polarization conversion element 23 (function as a reflection film), for example, a retardation plate and a reflection film in a conventional configuration, for example. It can be configured as a single member, and these need not be provided separately. Thereby, the number of parts of the polarization conversion element 23 can be reduced, and the complexity of the manufacturing process can be reduced. As a result, the complexity of the manufacturing process of the projector PJ1 is reduced.

また、本実施形態によれば、偏光分離膜26と反射型偏光変換膜27とが光を透過可能な基材25の内部に設けられているので、当該基材25によって偏光分離膜26と反射型偏光変換膜27との位置を固定することができる。これにより、偏光分離膜26と反射型偏光変換膜27との間の位置ズレを回避することができる。   In addition, according to the present embodiment, the polarization separation film 26 and the reflective polarization conversion film 27 are provided inside the base material 25 that can transmit light. The position with the mold polarization conversion film 27 can be fixed. Thereby, it is possible to avoid a positional deviation between the polarization separation film 26 and the reflective polarization conversion film 27.

また、1つの偏光分離膜26と1つの反射型偏光変換膜27とが対をなしており、この偏光分離膜26と反射型偏光変換膜27との対が複数設けられているので、入射する光の断面積や密度に応じて偏光分離膜26と反射型偏光変換膜27の対の個数を選択することができる。これにより、幅広い設計が可能となる。   In addition, one polarization separation film 26 and one reflection type polarization conversion film 27 make a pair, and a plurality of pairs of the polarization separation film 26 and the reflection type polarization conversion film 27 are provided. The number of pairs of the polarization separation film 26 and the reflective polarization conversion film 27 can be selected according to the cross-sectional area and density of light. This enables a wide range of designs.

本実施形態では、特に、反射型偏光変換膜27が、少なくともs偏光の入射面側に設けられ光反射可能な材料からなる平坦層27bを有しているので、当該平坦層27bの反射面の向きを調節することにより、所望の方向に光を反射して射出することができる。しかも、平坦層27bの表面に設けられ光反射可能な材料からなり所定のピッチ及び所定の深さで一方向に延在する凸部27dを有するグリッド層27cを有しているので、このグリッド層27cにおいてs偏光の偏光方向をp偏光に変換することができる。このように、グリッド層27cによる偏光方向の変換と平坦層27bによる光反射・射出とを一つの部材で行うことができるので、例えば従来の構成における位相差板と反射膜とを別々に設ける必要は無く、偏光変換素子23の部品点数を削減することができ、製造工程の煩雑さを緩和することが可能となる。   In the present embodiment, in particular, the reflective polarization conversion film 27 has a flat layer 27b made of a light-reflective material provided at least on the incident surface side of s-polarized light. By adjusting the direction, light can be reflected and emitted in a desired direction. In addition, the grid layer 27c is provided on the surface of the flat layer 27b and is made of a light-reflective material. The grid layer 27c has convex portions 27d extending in one direction at a predetermined pitch and a predetermined depth. In 27c, the polarization direction of s-polarized light can be converted to p-polarized light. As described above, the polarization direction conversion by the grid layer 27c and the light reflection / emission by the flat layer 27b can be performed by one member. For example, it is necessary to separately provide a retardation plate and a reflection film in the conventional configuration. Therefore, the number of parts of the polarization conversion element 23 can be reduced, and the complexity of the manufacturing process can be reduced.

また、従来の偏光変換素子では、位相差板は偏光方向を変換した光を透過させる構成になっており、光透過率の高い有機材料を主成分として構成されることが多かった。このため、例えばプロジェクタなどに搭載した場合、光源から射出される光によって焼け付きが生じることがあり、偏光変換素子の耐光性に問題があった。これに対して本実施形態では、反射型偏光変換膜27は偏光方向を変換した光を反射する構成になっている。反射型偏光変換膜27のグリッド層27c及び平坦層27bは光反射可能な材料からなることとしているので、例えば金属などの無機材料によって構成することができる。これにより、焼け付きを回避することができ、耐光性の向上を図ることができる。   Further, in the conventional polarization conversion element, the retardation plate is configured to transmit the light whose polarization direction has been converted, and is often composed mainly of an organic material having a high light transmittance. For this reason, for example, when mounted on a projector or the like, burn-in may occur due to light emitted from the light source, which causes a problem in light resistance of the polarization conversion element. On the other hand, in the present embodiment, the reflective polarization conversion film 27 is configured to reflect the light whose polarization direction has been converted. Since the grid layer 27c and the flat layer 27b of the reflective polarization conversion film 27 are made of a light-reflective material, they can be made of an inorganic material such as metal. Thereby, burn-in can be avoided and the light resistance can be improved.

[第2実施形態]
次に、本発明の第2実施形態を説明する。第1実施形態と同様、以下の図では、各部材を認識可能な大きさとするため、縮尺を適宜変更している。
(プロジェクタの全体構成)
図9は、本実施形態に係るプロジェクタPJ2の構成を示す概略図である。
同図に示すように、プロジェクタPJ2は、3板式のプロジェクタであり、光源121(121R、121G、121B)と、均一照明系122(122R、122G、122B)と、液晶ライトバルブ124(124R、124G、124B)と、ダイクロイックプリズム126と、投射レンズ127とを主体として構成されている。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described. Similar to the first embodiment, in the following drawings, the scale is appropriately changed to make each member a recognizable size.
(Overall configuration of projector)
FIG. 9 is a schematic diagram showing the configuration of the projector PJ2 according to the present embodiment.
As shown in the figure, the projector PJ2 is a three-plate projector, and includes a light source 121 (121R, 121G, 121B), a uniform illumination system 122 (122R, 122G, 122B), and a liquid crystal light valve 124 (124R, 124G). , 124B), a dichroic prism 126, and a projection lens 127.

光源121は、赤色光を射出する赤色LED(Light Emitting Diode)光源121Rと、緑色光を射出する緑色LED光源121Gと、青色光を射出する青色LED光源121Bとの3つの異なる色光の光源を備えている。
均一照明系122は、LED光源121R、121G、121Bから射出されたLED光の照度分布を均一化する。
液晶ライトバルブ124は、複数の画素を有しこれらLED光源121R、121G、121Bから射出されたLED光を画像信号に応じてそれぞれ変調する。各液晶ライトバルブ124R、124G、124Bの光入射面及び光射出面にはそれぞれ偏光板が貼付されている。光入射面に貼付された偏光板はp偏光の光を透過するようになっている。各LED光源121R、121G、121Bからの光束のうち所定方向の直線偏光のみが入射側偏光板を透過して、各液晶ライトバルブ124R、124G、124Bに入射するようになっている。
ダイクロイックプリズム126は、4つの直角プリズムを貼り合わせて形成され、その内面に赤色光を反射する誘電体多層膜と青色光を反射する誘電体多層膜とが十字状に配置されている。これらの誘電体多層膜によって3つの色光が合成され、カラー画像を表す光が形成されるようになっている。
投射レンズ127は、クロスダイクロイックプリズム126により合成されたLED光を拡大して投射する。
The light source 121 includes three different color light sources: a red LED (Light Emitting Diode) light source 121R that emits red light, a green LED light source 121G that emits green light, and a blue LED light source 121B that emits blue light. ing.
The uniform illumination system 122 uniformizes the illuminance distribution of the LED light emitted from the LED light sources 121R, 121G, and 121B.
The liquid crystal light valve 124 has a plurality of pixels and modulates the LED light emitted from the LED light sources 121R, 121G, and 121B in accordance with an image signal. Polarizers are attached to the light incident surface and the light exit surface of each of the liquid crystal light valves 124R, 124G, and 124B. A polarizing plate attached to the light incident surface transmits p-polarized light. Of the light beams from the LED light sources 121R, 121G, and 121B, only linearly polarized light in a predetermined direction passes through the incident side polarizing plate and enters the liquid crystal light valves 124R, 124G, and 124B.
The dichroic prism 126 is formed by bonding four right-angle prisms, and a dielectric multilayer film that reflects red light and a dielectric multilayer film that reflects blue light are arranged in a cross shape on the inner surface thereof. These dielectric multilayer films combine three color lights to form light representing a color image.
The projection lens 127 enlarges and projects the LED light synthesized by the cross dichroic prism 126.

(均一照明系の構成)
図10は、上述した均一照明系122(122R、122G、122B)の詳細な構成を示す図である。
同図に示すように、均一照明系122(122R、122G、122B)は、レンチキュラレンズアレイ131(131R、131G、131B)と、レンチキュラレンズアレイ131から射出された光を偏向する偏光変換素子132(132R、132G、132B)とを備えている。
(Configuration of uniform illumination system)
FIG. 10 is a diagram showing a detailed configuration of the uniform illumination system 122 (122R, 122G, 122B) described above.
As shown in the figure, the uniform illumination system 122 (122R, 122G, 122B) includes a lenticular lens array 131 (131R, 131G, 131B) and a polarization conversion element 132 (for deflecting light emitted from the lenticular lens array 131). 132R, 132G, 132B).

レンチキュラレンズアレイ131は、LED光源121から射出された光を集光する光学部材である。このレンチキュラレンズアレイ131の入射面131aは平坦になっており、射出面131bには複数の湾曲面が形成されている。各湾曲面において複数のライン状の光線として集光されるようになっている。   The lenticular lens array 131 is an optical member that condenses the light emitted from the LED light source 121. The entrance surface 131a of the lenticular lens array 131 is flat, and a plurality of curved surfaces are formed on the exit surface 131b. Each curved surface is focused as a plurality of line-shaped light beams.

偏光変換素子132は、基材135(131R、131G、131B)と、偏光分離部材である偏光分離膜136(136R、136G、136B)と、偏光変換部材である反射型偏光変換膜137(137R、137G、137B)とを主体として構成されている。偏光分離膜136と反射型偏光変換膜137が基材135の内部に設けられている点、偏光分離膜136と反射型偏光変換膜137とが偏光変換素子132の光入射面に対して45°傾いて設けられている点は第1実施形態の偏光変換素子と同様である。本実施形態では、反射型偏光変換膜137の構成が第1実施形態とは異なっており、他の部材の構成は第1実施形態と同様になっている。   The polarization conversion element 132 includes a base material 135 (131R, 131G, 131B), a polarization separation film 136 (136R, 136G, 136B) that is a polarization separation member, and a reflective polarization conversion film 137 (137R, which is a polarization conversion member). 137G, 137B). The polarization separation film 136 and the reflective polarization conversion film 137 are provided inside the base material 135, and the polarization separation film 136 and the reflective polarization conversion film 137 are 45 ° with respect to the light incident surface of the polarization conversion element 132. The tilted point is the same as that of the polarization conversion element of the first embodiment. In the present embodiment, the configuration of the reflective polarization conversion film 137 is different from that of the first embodiment, and the configurations of the other members are the same as those of the first embodiment.

図11(a)〜(c)は、本実施形態に係る反射型偏光変換膜137(137R、137G、137B)の構成を示す図である。図11(a)は反射型偏光変換膜137Rの構成を、図11(b)は反射型偏光変換膜137Gの構成を、図11(c)は反射型偏光変換膜137Bの構成を、それぞれ示している。   FIGS. 11A to 11C are diagrams showing the configuration of the reflective polarization conversion film 137 (137R, 137G, 137B) according to this embodiment. 11A shows the configuration of the reflective polarization conversion film 137R, FIG. 11B shows the configuration of the reflective polarization conversion film 137G, and FIG. 11C shows the configuration of the reflective polarization conversion film 137B. ing.

反射型偏光変換膜137R、137G、137Bは、下層の平坦層139R、139G、139Bと、上層のグリッド層140R、140G、140Bとを主体として構成されている。平坦層139R、139G、139B及びグリッド層140R、140G、140Bは、例えば銀、金、アルミニウムなどの光反射率の高い金属材料を主成分とする層である。グリッド層140R、140G、140Bは、偏光分離膜136の光入射面に対向する側に設けられた複数の凸部141R、141G、141Bが一方向に延在すると共に、各凸部141R、141G、141B間に間隙142R、142G、142Bが設けられた構成になっている。凸部141R、141G、141Bと間隙142R、142G、142Bとによってグリッド部が形成されている。このグリッド部の延在方向は、平面視矩形に設けられた反射型偏光変換膜137R、137G、137Bの辺方向に対して傾いて設けられている。   The reflective polarization conversion films 137R, 137G, and 137B are mainly composed of lower flat layers 139R, 139G, and 139B and upper grid layers 140R, 140G, and 140B. The flat layers 139R, 139G, and 139B and the grid layers 140R, 140G, and 140B are layers mainly composed of a metal material having a high light reflectance such as silver, gold, and aluminum. In the grid layers 140R, 140G, and 140B, a plurality of convex portions 141R, 141G, and 141B provided on the side facing the light incident surface of the polarization separation film 136 extend in one direction, and the convex portions 141R, 141G, 141B, gaps 142R, 142G, 142B are provided. A grid portion is formed by the convex portions 141R, 141G, and 141B and the gaps 142R, 142G, and 142B. The extending direction of the grid portion is inclined with respect to the side direction of the reflective polarization conversion films 137R, 137G, and 137B provided in a rectangular shape in plan view.

凸部141R、141G、141Bの幅(延在方向に直交する方向の寸法)はd2(例えばd2=70nm)となっており、ここではd1=d2=70nmとなっている。したがって、凸部141R、141G、141Bは、第1実施形態と同様に140nmのピッチで配列されていることになる。   The widths (dimensions in the direction orthogonal to the extending direction) of the convex portions 141R, 141G, and 141B are d2 (for example, d2 = 70 nm), and here, d1 = d2 = 70 nm. Therefore, the convex portions 141R, 141G, and 141B are arranged at a pitch of 140 nm as in the first embodiment.

図11(a)に示すように、反射型偏光変換膜137Rのグリッド層140Rは、平坦層139Rからの高さ(グリッド部の所定の深さ:グリッド深さ)h1が120nm〜140nm程度になるように形成されている。図11(b)に示すように、反射型偏光変換膜137Gのグリッド層140Gは、平坦層139Gからの高さ(グリッド深さ)h2が90nm〜110nm程度になるように形成されている。図11(c)に示すように、反射型偏光変換膜137Bのグリッド層140Bは、平坦層139Bからの高さ(グリッド深さ)h3が60nm〜75nm程度になるように形成されている。   As shown in FIG. 11A, the grid layer 140R of the reflective polarization conversion film 137R has a height (predetermined depth of the grid portion: grid depth) h1 of about 120 nm to 140 nm from the flat layer 139R. It is formed as follows. As shown in FIG. 11B, the grid layer 140G of the reflective polarization conversion film 137G is formed so that the height (grid depth) h2 from the flat layer 139G is about 90 nm to 110 nm. As shown in FIG. 11C, the grid layer 140B of the reflective polarization conversion film 137B is formed so that the height (grid depth) h3 from the flat layer 139B is about 60 nm to 75 nm.

この反射型偏光変換膜137R、137G、137Bは、第1実施形態と同様に、平坦層139R、139G、139Bの表面に対して仰角45°の方向であって当該平坦層139R、139G、139Bの表面においてグリッド部の延在方向に直交する方向に対してそれぞれ50°〜60°程度を成す方向から光が入射するように配置されている。本実施形態では、反射型偏光変換膜137の平坦層139及びグリッド層140が銀を主成分としているが、金やアルミニウムなどを主成分とした場合には、この角度の最適値が異なってくる。これについては、[実施例]で詳述する。   Similar to the first embodiment, the reflective polarization conversion films 137R, 137G, and 137B are oriented at an elevation angle of 45 ° with respect to the surfaces of the flat layers 139R, 139G, and 139B, and are formed on the flat layers 139R, 139G, and 139B. The light is arranged so that light is incident on the surface from the direction of about 50 ° to 60 ° with respect to the direction orthogonal to the extending direction of the grid portion. In the present embodiment, the flat layer 139 and the grid layer 140 of the reflective polarization conversion film 137 have silver as a main component. However, when gold, aluminum, or the like is a main component, the optimum value of this angle differs. . This will be described in detail in [Example].

(プロジェクタの動作)
次に、上記のように構成されたプロジェクタPJ2の動作を説明する。
プロジェクタPJ2の光源121Rから射出された赤色光、121Gから射出された緑色光、121Bから射出された青色光はp偏光の光成分とs偏光の光成分とが混在している。この色光は各光源121R、121G、121Gから均一照明系122R、122G、122Bに入射する。均一照明系122R、122G、122Bに入射した各色光は、レンチキュラレンズアレイ131によって輝度分布が均一化され、偏光変換素子132R、132G、132Bによって第1実施形態と同様に(図5参照)偏光方向がp偏光に変換されて、液晶ライトバルブ124R、124G、124Bに入射する。
(Projector operation)
Next, the operation of projector PJ2 configured as described above will be described.
The red light emitted from the light source 121R of the projector PJ2, the green light emitted from 121G, and the blue light emitted from 121B are mixed with a p-polarized light component and an s-polarized light component. This colored light enters the uniform illumination systems 122R, 122G, 122B from the respective light sources 121R, 121G, 121G. Each color light incident on the uniform illumination systems 122R, 122G, and 122B has a uniform luminance distribution by the lenticular lens array 131, and the polarization direction is the same as that of the first embodiment by the polarization conversion elements 132R, 132G, and 132B (see FIG. 5). Is converted to p-polarized light and enters the liquid crystal light valves 124R, 124G, and 124B.

液晶ライトバルブ124R、124G、124Bの入射面側の偏光板がp偏光を透過するものであるため、入射した赤色光、緑色光、青色光は当該液晶ライトバルブ124R、124G、124Bによって変調されて射出される。変調された赤色光、緑色光、青色光は、クロスダイクロイックプリズム126によって混合され、白色光として射出される。この射出光は、投射レンズ127によってスクリーン110に投射され、スクリーン110に画像が表示されることになる。   Since the polarizing plate on the incident surface side of the liquid crystal light valves 124R, 124G, and 124B transmits p-polarized light, the incident red light, green light, and blue light are modulated by the liquid crystal light valves 124R, 124G, and 124B. It is injected. The modulated red light, green light, and blue light are mixed by the cross dichroic prism 126 and emitted as white light. The emitted light is projected onto the screen 110 by the projection lens 127, and an image is displayed on the screen 110.

本実施形態によれば、反射型偏光変換膜137R、137G、137Bが、偏光分離膜136R、136G、136Bから射出されたs偏光のうち少なくとも一部の偏光方向をp偏光の偏光方向に変換する機能(位相差板としての機能)と、当該偏光方向を変換したp偏光を反射して偏光変換素子132から射出する機能(反射膜としての機能)とを併せ持っているので、例えば従来の構成における位相差板と反射膜とを一つの部材として構成することができ、これらを別々に設けなくても済むことになる。これにより、偏光変換素子132R、132G、132Bの部品点数を削減することができ、製造工程の煩雑さを緩和することが可能となる。ひいては、プロジェクタPJ2の製造工程の煩雑さを緩和することにつながる。   According to this embodiment, the reflective polarization conversion films 137R, 137G, and 137B convert at least a part of the polarization directions of the s-polarized light emitted from the polarization separation films 136R, 136G, and 136B to the polarization direction of p-polarization. Since it has both a function (function as a retardation plate) and a function of reflecting p-polarized light whose polarization direction has been converted and emitting it from the polarization conversion element 132 (function as a reflective film), for example, in the conventional configuration The retardation plate and the reflective film can be configured as one member, and it is not necessary to provide them separately. Thereby, the number of parts of the polarization conversion elements 132R, 132G, and 132B can be reduced, and the complexity of the manufacturing process can be reduced. As a result, the complexity of the manufacturing process of the projector PJ2 is reduced.

また、本発明者らは、反射型偏光変換膜137の材質、反射型偏光変換膜137に入射するs偏光の波長によって、所定の深さの最適値、及び、入射面においてグリッド部の延在方向に直交する方向に対するs偏光の入射角度の最適値が異なることを見出した。これを踏まえて、本実施形態では、反射型偏光変換膜137の材質を銀とし、グリッド層140Rのグリッド深さh1が120nm〜140nmの範囲内になるように、グリッド層140Gのグリッド深さh2が90nm〜110nmの範囲内になるように、グリッド層140Bのグリッド深さh3が60nm〜75nmの範囲内になるように、それぞれグリッド層140R、140G、140Bを設計しており、入射面においてグリッド部の延在方向に直交する方向に対するs偏光の入射角度の最適値を50°〜60°程度としているので、色光の波長に応じてこれらの値を適宜選択することができ、光の利用効率を極力高めることができる。   Further, the present inventors determine the optimum value of a predetermined depth and the extension of the grid portion on the incident surface according to the material of the reflective polarization conversion film 137 and the wavelength of the s-polarized light incident on the reflective polarization conversion film 137. It was found that the optimum value of the incident angle of s-polarized light with respect to the direction orthogonal to the direction is different. Based on this, in this embodiment, the reflective polarization conversion film 137 is made of silver, and the grid depth h2 of the grid layer 140G is set so that the grid depth h1 of the grid layer 140R is in the range of 120 nm to 140 nm. The grid layers 140R, 140G, and 140B are designed so that the grid depth h3 of the grid layer 140B is in the range of 60 nm to 75 nm so that the grid depth 140 is in the range of 90 nm to 110 nm. Since the optimum value of the incident angle of the s-polarized light with respect to the direction orthogonal to the extending direction of the portion is about 50 ° to 60 °, these values can be appropriately selected according to the wavelength of the colored light, and the light utilization efficiency Can be increased as much as possible.

[第3実施形態]
次に、本発明の第3実施形態を説明する。第1実施形態と同様、以下の図では、各部材を認識可能な大きさとするため、縮尺を適宜変更している。
(プロジェクタの全体構成)
図12は、本実施形態に係るプロジェクタPJ3の構成を示す概略図である。
同図に示すように、プロジェクタPJ3は、光源210と、均一照明系220と、色変調部230と、投射レンズ240とを有している。
光源210は、超高圧水銀ランプやキセノンランプなどの白色光を照射するランプ211と、当該ランプ211から射出された白色光を反射・集光するリフレクタ212とを有している。
均一照明系220は、光源210からの白色光の輝度分布を均一化する光学系であり、偏光変換素子221と、反射ミラー222と、非球面レンズ223と、第1レンズアレイ224と、第2レンズアレイ225と、集光レンズ226とを有している。
[Third Embodiment]
Next, a third embodiment of the present invention will be described. Similar to the first embodiment, in the following drawings, the scale is appropriately changed to make each member a recognizable size.
(Overall configuration of projector)
FIG. 12 is a schematic diagram showing the configuration of the projector PJ3 according to the present embodiment.
As shown in the figure, the projector PJ3 includes a light source 210, a uniform illumination system 220, a color modulation unit 230, and a projection lens 240.
The light source 210 includes a lamp 211 that emits white light, such as an ultra-high pressure mercury lamp or a xenon lamp, and a reflector 212 that reflects and collects the white light emitted from the lamp 211.
The uniform illumination system 220 is an optical system that makes the luminance distribution of white light from the light source 210 uniform, and includes a polarization conversion element 221, a reflection mirror 222, an aspheric lens 223, a first lens array 224, and a second lens array 224. A lens array 225 and a condenser lens 226 are provided.

偏光変換素子221は、光源210と反射ミラー222との間に配置されており、光源210からの白色光の偏光方向を変換して一方向に揃える光学素子である。第1レンズアレイ224及び第2レンズアレイ225は、反射ミラー222の光射出側に配置されている。この第1レンズアレイ224及び第2レンズアレイ225は、例えばフライアイレンズなどからなり、光の輝度分布を均一化する光学部材である。集光レンズ226は、第2レンズアレイ225の光射出側に配置されたレンズである。   The polarization conversion element 221 is disposed between the light source 210 and the reflection mirror 222, and is an optical element that converts the polarization direction of white light from the light source 210 and aligns it in one direction. The first lens array 224 and the second lens array 225 are disposed on the light exit side of the reflection mirror 222. The first lens array 224 and the second lens array 225 are optical members that are made of, for example, fly-eye lenses and the like, and uniformize the light luminance distribution. The condenser lens 226 is a lens arranged on the light exit side of the second lens array 225.

色変調部230は、均一照明系220から射出された白色光の波長領域のうちの赤色(R)、緑色(G)、青色(B)の3原色の輝度をそれぞれ変調する部分であり、2つのダイクロイックミラー231a、231bと、3つのミラー232a、232b、232cと、5つのフィールドレンズ(レンズ233、リレーレンズ234、平行化レンズ235R、235G、235B)と、3つの液晶ライトバルブ236R、236G、236Bと、クロスダイクロイックプリズム237とを有している。   The color modulation unit 230 is a part that modulates the luminances of the three primary colors red (R), green (G), and blue (B) in the wavelength region of white light emitted from the uniform illumination system 220. Two dichroic mirrors 231a, 231b, three mirrors 232a, 232b, 232c, five field lenses (lens 233, relay lens 234, collimating lenses 235R, 235G, 235B), three liquid crystal light valves 236R, 236G, 236B and a cross dichroic prism 237.

ダイクロイックミラー231a、231bは、白色光をRGBの3原色光に分離(分光)するための光学部材である。ダイクロイックミラー231aは、集光レンズ226の光射出側に光の進行方向に対して45°傾くように配置されており、青色光及び緑色光を反射すると共に赤色光を透過する性質のダイクロイック膜がガラス板などの光透過可能な基板に貼り付けられた構成になっている。ダイクロイックミラー231bは、ダイクロイックミラー231aの光反射側に設けられ光の進行方向に対して45°傾くように配置されており、緑色光を反射すると共に青色光を透過する性質のダイクロイック膜がガラス板などの光透過可能な基板に貼り付けられた構成になっている。   The dichroic mirrors 231a and 231b are optical members for separating (spectrancing) white light into RGB three primary color lights. The dichroic mirror 231a is disposed on the light emission side of the condenser lens 226 so as to be inclined by 45 ° with respect to the light traveling direction, and a dichroic film having a property of reflecting blue light and green light and transmitting red light. It is configured to be attached to a light transmissive substrate such as a glass plate. The dichroic mirror 231b is provided on the light reflection side of the dichroic mirror 231a and is inclined by 45 ° with respect to the light traveling direction. The dichroic film having a property of reflecting green light and transmitting blue light is a glass plate. It is configured to be attached to a light transmissive substrate such as.

レンズ233及びリレーレンズ234は、ダイクロイックミラー231bを透過した光を平行化レンズ235Bに伝達する光学部材である。レンズ233はダイクロイックミラー231bの光透過側に配置されており、リレーレンズ234に光を効率よく入射させるために設けられている。   The lens 233 and the relay lens 234 are optical members that transmit light transmitted through the dichroic mirror 231b to the collimating lens 235B. The lens 233 is disposed on the light transmission side of the dichroic mirror 231b, and is provided to allow light to enter the relay lens 234 efficiently.

平行化レンズ235R、235G、235Bは、対応する液晶ライトバルブ236R、236G、236Bの光入射側に配置されており、液晶ライトバルブ236R、236G、236Bに入射する各色光を略平行化する凸レンズである。   The collimating lenses 235R, 235G, and 235B are arranged on the light incident side of the corresponding liquid crystal light valves 236R, 236G, and 236B, and are convex lenses that substantially collimate the color lights incident on the liquid crystal light valves 236R, 236G, and 236B. is there.

液晶ライトバルブ236R、236G、236Bは、アクティブマトリクス型の液晶表示素子であり、光入射面及び光射出面にはそれぞれ偏光板が貼付されている。光入射面に貼付された偏光板は、p偏光の光を透過するようになっている。この液晶ライトバルブ236R、236G、236Bは、電圧非印加状態で白/明(透過)状態、電圧印加状態で黒/暗(非透過)状態となるノーマリーホワイトモードまたはその逆のノーマリーブラックモードで駆動され、与えられた制御値に応じて明暗間の階調がアナログ制御されるようになっている。   The liquid crystal light valves 236R, 236G, and 236B are active matrix type liquid crystal display elements, and polarizing plates are attached to the light incident surface and the light emission surface, respectively. The polarizing plate attached to the light incident surface transmits p-polarized light. The liquid crystal light valves 236R, 236G, and 236B have a normally white mode in which a white / bright (transmission) state is applied when no voltage is applied, and a black / dark (non-transmission) state when a voltage is applied, or vice versa. The gradation between light and dark is analog controlled according to the given control value.

クロスダイクロイックプリズム237は、4つの直角プリズムが貼り合わされた構成になっており、これら直角プリズムの貼り合わせ面には、青色光を反射する誘電体多層膜(青色光反射ダイクロイック膜237a)と、赤色光を反射する誘電体多層膜(赤色光反射ダイクロイック膜237b)とが形成されている。   The cross dichroic prism 237 has a configuration in which four right-angle prisms are bonded together. A dielectric multilayer film (blue light reflection dichroic film 237a) that reflects blue light is formed on the bonding surface of the right-angle prisms, and a red color. A dielectric multilayer film (red light reflecting dichroic film 237b) that reflects light is formed.

(偏光変換素子の構成)
次に、上述した偏光変換素子221の構成を説明する。図13は、図12に示すプロジェクタPJ3の光源210及び偏光変換素子221の構成を示す図である。
同図に示すように、偏光変換素子221は、偏光分離部材227と、反射型偏光変換膜(偏光変換部材)228とを主体として構成されている。偏光分離部材227及び反射型偏光変換膜228は、それぞれ1つずつ設けられており、この一対の偏光分離部材227及び反射型偏光変換膜228によって偏光変換素子221が構成されている。
(Configuration of polarization conversion element)
Next, the configuration of the polarization conversion element 221 described above will be described. FIG. 13 is a diagram showing the configuration of the light source 210 and the polarization conversion element 221 of the projector PJ3 shown in FIG.
As shown in the figure, the polarization conversion element 221 is mainly composed of a polarization separation member 227 and a reflective polarization conversion film (polarization conversion member) 228. One polarization separation member 227 and one reflection type polarization conversion film 228 are provided, and the pair of polarization separation member 227 and reflection type polarization conversion film 228 constitute a polarization conversion element 221.

偏光分離膜227は、偏光変換素子221の光入射面に対して角度α(例えばα=45°)傾くように配置されており、白色光のうち例えばp偏光(第1光成分)とs偏光(第2光成分)とに分離する。この偏光分離膜227は、分離したp偏光を透過させて入射方向と同じ方向(第1方向)に射出すると共に、分離したs偏光を反射型偏光変換膜228の方向(第2方向)に向けて反射するようになっている。   The polarization separation film 227 is disposed so as to be inclined at an angle α (for example, α = 45 °) with respect to the light incident surface of the polarization conversion element 221. For example, p-polarized light (first light component) and s-polarized light among white light. (Second light component). The polarization separation film 227 transmits the separated p-polarized light and emits it in the same direction as the incident direction (first direction), and directs the separated s-polarized light in the direction of the reflective polarization conversion film 228 (second direction). To reflect.

反射型偏光変換膜228は、偏光分離膜227の反射方向に配置されており、偏光分離部材227からの白色光の進行方向に対して角度β(例えばβ=45°)傾くように設けられている。図14は、反射型偏光変換膜228の構成を示す断面図である。図14に示すように、反射型偏光変換膜228は、基材228aと、平坦層228bと、グリッド層228cとを主体として構成されている。   The reflection-type polarization conversion film 228 is disposed in the reflection direction of the polarization separation film 227 and is provided to be inclined at an angle β (for example, β = 45 °) with respect to the traveling direction of white light from the polarization separation member 227. Yes. FIG. 14 is a cross-sectional view showing the configuration of the reflective polarization conversion film 228. As shown in FIG. 14, the reflective polarization conversion film 228 is mainly composed of a base material 228a, a flat layer 228b, and a grid layer 228c.

基材228aは、例えばガラスや石英、プラスチックなど、一定の剛性を有する材料からなる部材である。
平坦層27bは、基材228aの表面に設けられ、光反射率の高い金属材料、ここでは銀を主成分とする層である。この平坦層228bは、光を透過させることなく反射するのに十分な厚さを有している。
The base material 228a is a member made of a material having a certain rigidity, such as glass, quartz, or plastic.
The flat layer 27b is provided on the surface of the base material 228a, and is a layer mainly composed of a metal material having a high light reflectance, here silver. The flat layer 228b has a thickness sufficient to reflect light without transmitting it.

グリッド層228cは、平坦層228bのうち偏光分離膜227に対向する側の表面に設けられた層であり、複数の凸部228dを主体として構成されている。各凸部228dは、平坦層228b上に同一の方向に延在するように設けられ、所定の間隔d3(例えばd1=70nm)を空けて配置されている(間隙228e)。間隙228eには、平坦層228bが露出している。凸部228dと間隙228eとによってグリッドが形成されている。   The grid layer 228c is a layer provided on the surface of the flat layer 228b on the side facing the polarization separation film 227, and is mainly composed of a plurality of convex portions 228d. Each convex portion 228d is provided on the flat layer 228b so as to extend in the same direction, and is arranged with a predetermined interval d3 (for example, d1 = 70 nm) (gap 228e). The flat layer 228b is exposed in the gap 228e. A grid is formed by the convex portion 228d and the gap 228e.

凸部228dの幅(延在方向に直交する方向の寸法)はd4(例えばd2=70nm)となっており、ここではd3=d4=70nmとなっている。したがって、凸部228dは140nmのピッチで配列されていることになる。この凸部228dは、平坦層228bからの高さ(突出方向の寸法:グリッド深さ)h4が例えば60nm以上140nm以下の範囲になるように形成されている。   The width of the convex portion 228d (dimension in the direction orthogonal to the extending direction) is d4 (for example, d2 = 70 nm), and here, d3 = d4 = 70 nm. Therefore, the convex portions 228d are arranged at a pitch of 140 nm. The convex portion 228d is formed so that the height (dimension in the protruding direction: grid depth) h4 from the flat layer 228b is in the range of 60 nm to 140 nm, for example.

反射型偏光変換膜228は、s偏光の入射方向に対して45°傾いて配置されていると共に、自身に入射するs偏光の光軸を中心として30°〜75°傾いた方向にグリッドが延在するように配置されている。   The reflection-type polarization conversion film 228 is disposed with an inclination of 45 ° with respect to the incident direction of the s-polarized light, and the grid extends in a direction inclined with respect to the optical axis of the s-polarized light incident on itself. It is arranged to exist.

(プロジェクタの動作)
上記のように構成されたプロジェクタPJ3のランプ211から射出された白色光及びリフレクタ212によって集光された白色光は、光源210から均一照明系220に入射する。均一照明系220へ入射した白色光は、偏光変換素子221によって第1実施形態と同様に(図5参照)偏光方向がp偏光に変換されて、第1レンズアレイ224に入射する。この白色光は、第1レンズアレイ224及び第2レンズアレイ225によって輝度分布が均一化され、集光レンズ226で集光されて、色変調部230へと射出される。
(Projector operation)
The white light emitted from the lamp 211 of the projector PJ3 configured as described above and the white light collected by the reflector 212 enter the uniform illumination system 220 from the light source 210. The white light incident on the uniform illumination system 220 is converted into p-polarized light by the polarization conversion element 221 as in the first embodiment (see FIG. 5) and is incident on the first lens array 224. The white light has a uniform luminance distribution by the first lens array 224 and the second lens array 225, is condensed by the condenser lens 226, and is emitted to the color modulator 230.

色変調部230に入射した白色光のうち、赤色光はダイクロイックミラー231aを透過し、緑色光及び青色光はダイクロイックミラー231aによって反射される。ダイクロイックミラー231aを透過した赤色光は、反射ミラー232aによって反射され、平行化レンズ235Rによって略平行化されて、液晶ライトバルブ236Rに入射する。ダイクロイックミラー231aによって反射された緑色光及び青色光は、ダイクロイックミラー231bに入射する。このうち青色光はダイクロイックミラー231bを透過し、緑色光はダイクロイックミラー231bによって反射される。ダイクロイックミラー231bによって反射された緑色光は、平行化レンズ235Gによって略平行化されて、液晶ライトバルブ236Gに入射する。ダイクロイックミラー231bを透過した青色光は、レンズ233、反射ミラー232b、リレーレンズ234、反射ミラー232cを経て平行化レンズ235Bに入射し、略平行化されて液晶ライトバルブ236Bに入射する。   Of the white light incident on the color modulator 230, red light is transmitted through the dichroic mirror 231a, and green light and blue light are reflected by the dichroic mirror 231a. The red light that has passed through the dichroic mirror 231a is reflected by the reflection mirror 232a, is approximately collimated by the collimating lens 235R, and enters the liquid crystal light valve 236R. The green light and blue light reflected by the dichroic mirror 231a enter the dichroic mirror 231b. Of these, blue light passes through the dichroic mirror 231b, and green light is reflected by the dichroic mirror 231b. The green light reflected by the dichroic mirror 231b is substantially collimated by the collimating lens 235G and enters the liquid crystal light valve 236G. The blue light transmitted through the dichroic mirror 231b is incident on the collimating lens 235B via the lens 233, the reflecting mirror 232b, the relay lens 234, and the reflecting mirror 232c, and is substantially collimated and enters the liquid crystal light valve 236B.

液晶ライトバルブ236R、236G、236Bの入射面側の偏光板がp偏光を透過するものであるため、液晶ライトバルブ236R、236G、236Bに入射した赤色光、緑色光、青色光は当該液晶ライトバルブ236R、236G、236Bによって変調されて射出される。変調された赤色光、緑色光、青色光は、クロスダイクロイックプリズム237によって混合され、再び白色光になって射出される。この射出光は、投射レンズ240によってスクリーン250に投射され、スクリーン250に画像が表示されることになる。   Since the polarizing plates on the incident surface side of the liquid crystal light valves 236R, 236G, and 236B transmit p-polarized light, the red light, green light, and blue light incident on the liquid crystal light valves 236R, 236G, and 236B are the liquid crystal light valves. 236R, 236G, and 236B are modulated and emitted. The modulated red light, green light, and blue light are mixed by the cross dichroic prism 237 and emitted again as white light. The emitted light is projected onto the screen 250 by the projection lens 240, and an image is displayed on the screen 250.

本実施形態によれば、偏光分離部材227及び反射型偏光変換膜228がそれぞれ1つずつ設けられており、この一対の偏光分離部材227及び反射型偏光変換膜228によって偏光変換素子221が構成されていることとしたので、偏光変換素子221の部品点数を極めて少なくすることができる。   According to this embodiment, one polarization separation member 227 and one reflection type polarization conversion film 228 are provided, and the pair of polarization separation member 227 and reflection type polarization conversion film 228 constitute a polarization conversion element 221. Therefore, the number of parts of the polarization conversion element 221 can be extremely reduced.

本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更を加えることができる。
例えば、上記各実施形態では、偏光分離膜(偏光分離部材)を誘電体層によって構成するものとして説明したが、これに限られることは無く、例えばワイヤーグリッド偏光板を用いても構わない。ワイヤーグリッド偏光板を用いることで、反射型偏光変換膜を形成する工程で偏光分離膜のワイヤーグリッドも形成することができるので、工程数を削減することが可能となる。これにより、偏光変換素子の製造を容易にすることができる。
The technical scope of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and appropriate modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
For example, in each of the above embodiments, the polarization separation film (polarization separation member) has been described as being configured by a dielectric layer. However, the present invention is not limited to this, and for example, a wire grid polarizer may be used. By using the wire grid polarizing plate, the wire grid of the polarization separation film can be formed in the process of forming the reflective polarization conversion film, and therefore the number of processes can be reduced. Thereby, manufacture of a polarization conversion element can be made easy.

上記実施形態では、平坦層とグリッド層とで材質を共通させたが、別々の材質を組み合わせることも可能である。また、第2実施形態において、赤色光、緑色光及び青色光に用いる反射型偏光変換膜の材質をそれぞれ異なるように構成しても構わない。   In the said embodiment, although the material was made common in the flat layer and a grid layer, it is also possible to combine a different material. In the second embodiment, the materials of the reflective polarization conversion films used for red light, green light, and blue light may be different from each other.

本実施例では、上記実施形態における偏光変換素子を用いた場合において、反射型偏光変換膜に入射する光(入射光)及び反射型偏光変換膜によって反射される光(反射光)の光強度の比(反射光の光強度/入射光の光強度)をシミュレーションによって求めた。このシミュレーションでは、反射型偏光変換膜の凸部のピッチを140nm(凸部幅70nm、凸部間隔70nm)とし、反射型偏光変換膜(平坦層及びグリッド層)の主成分、グリッド深さ、角度φを変化させたときの反射光(青色光、緑色光、赤色光)のうち、上記実施形態におけるY’軸方向の成分(s偏光の主成分)及びZ’軸方向の成分(p偏光の主成分)の光強度をシミュレーションによって測定した。ここでは、青色光としては波長440nmの光を、緑色光としては波長532nmの光を、赤色光としては波長660nmの光をそれぞれ例に挙げて測定した。図15〜図20は、このシミュレーションの結果を示すグラフである。各グラフの縦軸は光強度(入射光を1としたときの相対値)を表しており、横軸はグリッド深さ(単位nm)を表している。   In this example, in the case of using the polarization conversion element in the above embodiment, the light intensity of the light incident on the reflective polarization conversion film (incident light) and the light reflected by the reflective polarization conversion film (reflected light) is shown. The ratio (light intensity of reflected light / light intensity of incident light) was obtained by simulation. In this simulation, the pitch of the convex portions of the reflective polarization conversion film is 140 nm (convex width 70 nm, convex spacing 70 nm), and the main components, grid depth, and angle of the reflective polarization conversion film (flat layer and grid layer). Of the reflected light (blue light, green light, red light) when φ is changed, the component in the Y′-axis direction (main component of s-polarized light) and the component in the Z′-axis direction (p-polarized light) in the above embodiment. The light intensity of the main component was measured by simulation. Here, light having a wavelength of 440 nm is used as blue light, light having a wavelength of 532 nm is used as green light, and light having a wavelength of 660 nm is used as red light. 15 to 20 are graphs showing the results of this simulation. The vertical axis of each graph represents the light intensity (relative value when the incident light is 1), and the horizontal axis represents the grid depth (unit: nm).

1.銀(Ag)の場合
図15及び図16は反射型偏光変換膜の主成分を銀としたときの結果を示している。
<青色光の場合>
図15(a)〜(c)及び図16(a)〜(c)は、青色光(波長440nm)についての測定結果を示すグラフである。図15(a)は角度φ=30°の場合、図15(b)は角度φ=45°の場合、図15(c)は角度φ=50°の場合、図16(a)は角度φ=55°の場合、図16(b)は角度φ=60°の場合、図16(c)は角度φ=75°の場合をそれぞれ示している。各図において、実線がp偏光(Z’軸方向)の強度比であり、破線がs偏光(Y’軸方向)の強度比である。
1. In the case of silver (Ag)
15 and 16 show the results when the main component of the reflective polarization conversion film is silver.
<In the case of blue light>
FIGS. 15A to 15C and FIGS. 16A to 16C are graphs showing measurement results for blue light (wavelength 440 nm). 15A shows an angle φ = 30 °, FIG. 15B shows an angle φ = 45 °, FIG. 15C shows an angle φ = 50 °, and FIG. 16A shows an angle φ. = 55 °, FIG. 16B shows the case where the angle φ = 60 °, and FIG. 16C shows the case where the angle φ = 75 °. In each figure, the solid line is the intensity ratio of p-polarized light (Z′-axis direction), and the broken line is the intensity ratio of s-polarized light (Y′-axis direction).

φ=30°において、p偏光の強度比は、グリッド深さが約60〜75nmのときに最大値を有している。この最大値は0.40(グリッド深さ約65nmのとき)程度になっている。これに対して、s偏光の強度比は、p偏光の強度比とは逆に、グリッド深さが約60〜75nmのときに最小値を示している。この最小値は0.40(グリッド深さ約65nmのとき)程度になっている。   At φ = 30 °, the intensity ratio of p-polarized light has a maximum value when the grid depth is about 60 to 75 nm. This maximum value is about 0.40 (when the grid depth is about 65 nm). On the other hand, the intensity ratio of s-polarized light shows the minimum value when the grid depth is about 60 to 75 nm, contrary to the intensity ratio of p-polarized light. This minimum value is about 0.40 (when the grid depth is about 65 nm).

φ=45°において、p偏光の強度比は、グリッド深さが約60〜75nmのときに最大値を有している。この最大値は0.63(グリッド深さ約65nmのとき)程度になっており、φ=30°の場合に比べて大きな値になっている。s偏光の強度比は、グリッド深さ約65nmのときに最小値が0.09程度になっている。このグラフから、φ=45°の場合においては、φ=30°の場合に比べて偏光度が各段に高くなることが読み取れる。   At φ = 45 °, the intensity ratio of p-polarized light has a maximum value when the grid depth is about 60 to 75 nm. This maximum value is about 0.63 (when the grid depth is about 65 nm), which is a larger value than when φ = 30 °. The minimum value of the intensity ratio of s-polarized light is about 0.09 when the grid depth is about 65 nm. From this graph, it can be seen that in the case of φ = 45 °, the degree of polarization is higher in each stage than in the case of φ = 30 °.

φ=50°において、p偏光の強度比は、グリッド深さが約60〜75nmのときに最大値を有している。この最大値は0.65(グリッド深さ約65nmのとき)程度になっており、φ=45°の場合に比べてやや増加している。s偏光の強度比は、グリッド深さ約65nmのときに最小値が0.02程度になっている。このグラフから、φ=50°の場合においては、φ=30°、45°の場合に比べて偏光度がさらに高くなっていることが読み取れる。   At φ = 50 °, the intensity ratio of p-polarized light has a maximum value when the grid depth is about 60 to 75 nm. This maximum value is about 0.65 (when the grid depth is about 65 nm), which is slightly increased compared to the case of φ = 45 °. The minimum value of the intensity ratio of s-polarized light is about 0.02 when the grid depth is about 65 nm. From this graph, it can be seen that the degree of polarization is higher when φ = 50 ° than when φ = 30 ° and 45 °.

φ=55°において、p偏光の強度比は、グリッド深さが約60〜75nmのときに最大値を有している。この最大値は0.61(グリッド深さ約65nmのとき)程度になっており、φ=30°、45°の場合に比べて大きいが、φ=50°の場合に比べて小さくなっている。s偏光の強度比は、グリッド深さ約65nmのときに最小値がほぼ0になっている。このグラフから、φ=55°の場合においては、s偏光のほぼ全部がp偏光に変換されており、φ=30°、45°、50°の場合に比べて偏光度が大きくなっているが、φ=50°の場合に比べてp偏光の光強度がわずかに小さくなっていることが読み取れる。   At φ = 55 °, the intensity ratio of p-polarized light has a maximum value when the grid depth is about 60 to 75 nm. This maximum value is about 0.61 (when the grid depth is about 65 nm), which is larger than φ = 30 ° and 45 °, but smaller than φ = 50 °. . The minimum value of the intensity ratio of s-polarized light is almost zero when the grid depth is about 65 nm. From this graph, when φ = 55 °, almost all of the s-polarized light is converted to p-polarized light, and the degree of polarization is larger than when φ = 30 °, 45 °, and 50 °. It can be seen that the light intensity of the p-polarized light is slightly smaller than when φ = 50 °.

φ=60°において、p偏光の強度比は、グリッド深さが約60〜75nmのときに最大値を有している。この最大値は0.54(グリッド深さ約65nmのとき)程度になっており、φ=30°、45°の場合に比べて大きいが、φ=50°、55°の場合に比べて小さくなっている。s偏光の強度比は、グリッド深さ約65nmのときに最小値がほぼ0になっている。このグラフから、φ=60°の場合においては、s偏光のほぼ全部がp偏光に変換されており、φ=30°、45°の場合に比べて偏光度が大きくなっているが、φ=50°、55°の場合に比べてp偏光の光強度が小さくなっていることが読み取れる。   At φ = 60 °, the intensity ratio of p-polarized light has a maximum value when the grid depth is about 60 to 75 nm. This maximum value is about 0.54 (when the grid depth is about 65 nm), which is larger than the case of φ = 30 ° and 45 °, but smaller than that of φ = 50 ° and 55 °. It has become. The minimum value of the intensity ratio of s-polarized light is almost zero when the grid depth is about 65 nm. From this graph, when φ = 60 °, almost all of the s-polarized light is converted to p-polarized light, and the degree of polarization is larger than when φ = 30 ° and 45 °. It can be seen that the light intensity of the p-polarized light is smaller than the cases of 50 ° and 55 °.

φ=75°においては、上記の各場合に比べてp偏光の強度比が大きく減少しており、p偏光の光強度が小さくなっていることが読み取れる。   At φ = 75 °, the intensity ratio of p-polarized light is greatly reduced as compared with the above cases, and it can be seen that the light intensity of p-polarized light is reduced.

これらのことから、青色光については、φの値を30°よりも大きく75°よりも小さくすることが好ましいといえる。例えば、φ=50°〜60°とし、グリッド深さを60nm〜75nm程度にするとより好ましいといえる。   From these facts, it can be said that for blue light, the value of φ is preferably larger than 30 ° and smaller than 75 °. For example, it can be said that φ = 50 ° to 60 ° and the grid depth is preferably about 60 nm to 75 nm.

<緑色光の場合>
図15(d)〜(f)及び図16(d)〜(f)は、緑色光(波長532nm)についての測定結果を示すグラフである。図15(d)は角度φ=30°の場合、図15(e)は角度φ=45°の場合、図15(f)は角度φ=50°の場合、図16(d)は角度φ=55°の場合、図16(e)は角度φ=60°の場合、図16(f)は角度φ=75°の場合をそれぞれ示している。各図において、実線がp偏光(Z’軸方向)の強度比であり、破線がs偏光(Y’軸方向)の強度比である。
<For green light>
FIGS. 15D to 15F and FIGS. 16D to 16F are graphs showing measurement results for green light (wavelength 532 nm). 15 (d) shows an angle φ = 30 °, FIG. 15 (e) shows an angle φ = 45 °, FIG. 15 (f) shows an angle φ = 50 °, and FIG. 16 (d) shows an angle φ. FIG. 16E shows the case where the angle φ = 60 °, and FIG. 16F shows the case where the angle φ = 75 °. In each figure, the solid line is the intensity ratio of p-polarized light (Z′-axis direction), and the broken line is the intensity ratio of s-polarized light (Y′-axis direction).

φ=30°において、p偏光の強度比は、グリッド深さが約90nm〜110nmのときに最大値を有している。この最大値は0.45(グリッド深さ約100nmのとき)程度になっている。s偏光の強度比は、グリッド深さが約100nmのときに最小値を示している。この最小値は0.40程度になっている。   At φ = 30 °, the intensity ratio of p-polarized light has a maximum value when the grid depth is about 90 nm to 110 nm. This maximum value is about 0.45 (when the grid depth is about 100 nm). The intensity ratio of s-polarized light shows the minimum value when the grid depth is about 100 nm. This minimum value is about 0.40.

φ=45°において、p偏光の強度比は、グリッド深さが約90nm〜110nmのときに最大値を有している。この最大値は0.78(グリッド深さ約100nmのとき)程度になっており、φ=30°の場合に比べて大きな値になっている。s偏光の強度比は、グリッド深さ約100nmのときに最小値が0.09程度になっている。このグラフから、φ=45°の場合においては、φ=30°の場合に比べて偏光度が各段に高くなっていることが読み取れる。   At φ = 45 °, the intensity ratio of p-polarized light has a maximum value when the grid depth is about 90 nm to 110 nm. This maximum value is about 0.78 (when the grid depth is about 100 nm), which is a larger value than when φ = 30 °. The minimum value of the intensity ratio of s-polarized light is about 0.09 when the grid depth is about 100 nm. From this graph, it can be seen that in the case of φ = 45 °, the degree of polarization is higher in each stage than in the case of φ = 30 °.

φ=50°において、p偏光の強度比は、グリッド深さが約90nm〜110nmのときに最大値を有している。この最大値は0.84(グリッド深さ約100nmのとき)程度になっており、φ=30°、45°の場合に比べてやや増加している。s偏光の強度比は、グリッド深さ約65nmのときに最小値がほぼ0になっている。このグラフから、φ=50°の場合においては、φ=30°、45°の場合に比べて偏光度がさらに高くなっていることが読み取れる。   At φ = 50 °, the intensity ratio of p-polarized light has a maximum value when the grid depth is about 90 nm to 110 nm. This maximum value is about 0.84 (when the grid depth is about 100 nm), which is slightly increased as compared with the cases of φ = 30 ° and 45 °. The minimum value of the intensity ratio of s-polarized light is almost zero when the grid depth is about 65 nm. From this graph, it can be seen that the degree of polarization is higher when φ = 50 ° than when φ = 30 ° and 45 °.

φ=55°において、p偏光の強度比は、グリッド深さが約90nm〜110nmのときに最大値を有している。この最大値は0.82(グリッド深さ約100nmのとき)程度になっており、φ=30°、45°の場合に比べて大きいが、φ=50°の場合に比べて小さくなっている。s偏光の強度比は、グリッド深さ約100nmのときに最小値がほぼ0になっている。このグラフから、φ=55°の場合においては、s偏光のほぼ全部がp偏光に変換されており、φ=30°、45°の場合に比べて偏光度が大きくなっているが、φ=50°の場合に比べてp偏光の光強度が小さくなっていることが読み取れる。   At φ = 55 °, the intensity ratio of p-polarized light has a maximum value when the grid depth is about 90 nm to 110 nm. This maximum value is about 0.82 (when the grid depth is about 100 nm), which is larger than when φ = 30 ° and 45 °, but smaller than when φ = 50 °. . The minimum value of the intensity ratio of s-polarized light is almost zero when the grid depth is about 100 nm. From this graph, when φ = 55 °, almost all of the s-polarized light is converted to p-polarized light, and the degree of polarization is larger than when φ = 30 ° and 45 °. It can be seen that the light intensity of p-polarized light is smaller than that at 50 °.

φ=60°において、p偏光の強度比は、グリッド深さが約90nm〜110nmのときに最大値を有している。この最大値は0.78(グリッド深さ約100nmのとき)程度になっており、φ=30°、45°の場合に比べて大きいが、φ=50°、55°の場合に比べて小さくなっている。s偏光の強度比は、グリッド深さ約100nmのときに最小値が0.04程度になっている。このグラフから、φ=60°の場合においては、φ=30°、45°の場合に比べて偏光度が大きくなっているが、φ=50°、55°の場合に比べると、偏光度が小さくしかもp偏光の光強度が小さくなっていることが読み取れる。   At φ = 60 °, the intensity ratio of p-polarized light has a maximum value when the grid depth is about 90 nm to 110 nm. This maximum value is about 0.78 (when the grid depth is about 100 nm), which is larger than the case of φ = 30 ° and 45 °, but smaller than the case of φ = 50 ° and 55 °. It has become. The minimum value of the intensity ratio of s-polarized light is about 0.04 when the grid depth is about 100 nm. From this graph, in the case of φ = 60 °, the degree of polarization is larger than that in the case of φ = 30 ° and 45 °, but the degree of polarization is larger than that in the case of φ = 50 ° and 55 °. It can be seen that the light intensity of p-polarized light is small.

φ=75°においては、上記の各場合に比べて、p偏光の強度比は大幅に減少しており、p偏光の光強度が小さくなっていることが読み取れる。   At φ = 75 °, the intensity ratio of p-polarized light is significantly reduced compared to the above cases, and it can be seen that the light intensity of p-polarized light is reduced.

これらのことから、緑色光については、φの値を30°よりも大きく75°よりも小さくすることが好ましいといえる。例えばφ=50°〜60°とし、グリッド深さ約90nm〜110nm程度にするとより好ましいといえる。   From these facts, it can be said that for green light, the value of φ is preferably larger than 30 ° and smaller than 75 °. For example, it can be said that it is more preferable that φ = 50 ° to 60 ° and the grid depth be about 90 nm to 110 nm.

<赤色光の場合>
図15(g)〜(i)及び図16(g)〜(i)は、赤色光(波長660nm)についての測定結果を示すグラフである。図15(g)は角度φ=30°の場合、図15(h)は角度φ=45°の場合、図15(i)は角度φ=50°の場合、図16(g)は角度φ=55°の場合、図16(h)は角度φ=60°の場合、図16(i)は角度φ=75°の場合をそれぞれ示している。各図において、実線がp偏光(Z’軸方向)の強度比であり、破線がs偏光(Y’軸方向)の強度比である。
<In the case of red light>
FIGS. 15G to 15I and FIGS. 16G to 16I are graphs showing measurement results for red light (wavelength 660 nm). 15 (g) shows an angle φ = 30 °, FIG. 15 (h) shows an angle φ = 45 °, FIG. 15 (i) shows an angle φ = 50 °, and FIG. 16 (g) shows an angle φ. In the case of = 55 °, FIG. 16 (h) shows the case of angle φ = 60 °, and FIG. 16 (i) shows the case of angle φ = 75 °. In each figure, the solid line is the intensity ratio of p-polarized light (Z′-axis direction), and the broken line is the intensity ratio of s-polarized light (Y′-axis direction).

φ=30°において、p偏光の強度比は、グリッド深さが約110nm〜130nm、約390nm〜410nmのときに最大値を有している。この最大値は最大でも0.48(グリッド深さ約120nmのとき)程度になっている。s偏光の強度比は、p偏光の強度比とは逆に、グリッド深さが約110nm〜130nm、約390nm〜410nmのときに最小値を示している。この最小値は、最小で0.45(グリッド深さ約120nmのとき)である。   At φ = 30 °, the intensity ratio of p-polarized light has a maximum value when the grid depth is about 110 nm to 130 nm and about 390 nm to 410 nm. This maximum value is about 0.48 (when the grid depth is about 120 nm) at the maximum. Contrary to the intensity ratio of p-polarized light, the intensity ratio of s-polarized light shows a minimum value when the grid depth is about 110 nm to 130 nm and about 390 nm to 410 nm. This minimum value is a minimum of 0.45 (when the grid depth is about 120 nm).

φ=45°において、p偏光の強度比は、グリッド深さが約110nm〜130nm、約400nm〜420nmのときに最大値を有している。この最大値は最大で0.82(グリッド深さ約120nmのとき)程度になっており、φ=30°の場合に比べて大きな値になっている。s偏光の強度比は、グリッド深さ約120nmのときに最小値が0.09程度になっている。このグラフから、φ=45°の場合においては、φ=30°の場合に比べて偏光度が高いことが読み取れる。   At φ = 45 °, the intensity ratio of p-polarized light has a maximum value when the grid depth is about 110 nm to 130 nm and about 400 nm to 420 nm. This maximum value is about 0.82 at the maximum (when the grid depth is about 120 nm), which is a large value compared to the case where φ = 30 °. The minimum value of the intensity ratio of s-polarized light is about 0.09 when the grid depth is about 120 nm. From this graph, it can be seen that the degree of polarization is higher in the case of φ = 45 ° than in the case of φ = 30 °.

φ=50°において、p偏光の強度比は、グリッド深さが約120nm〜140nm、約410nm〜430nmのときに最大値を有している。この最大値は最大で0.88(グリッド深さ約130nmのとき)程度になっており、φ=30°、45°の場合に比べてやや増加している。s偏光の強度比は、グリッド深さ約130nmのときに最小値がほぼ0になっている。このグラフから、φ=50°の場合においては、φ=30°、45°の場合に比べて偏光度が高いことが読み取れる。   At φ = 50 °, the intensity ratio of p-polarized light has a maximum value when the grid depth is about 120 nm to 140 nm and about 410 nm to 430 nm. This maximum value is about 0.88 at the maximum (when the grid depth is about 130 nm), which is slightly increased compared to the case of φ = 30 ° and 45 °. The minimum value of the intensity ratio of s-polarized light is almost zero when the grid depth is about 130 nm. From this graph, it can be seen that the degree of polarization is higher when φ = 50 ° than when φ = 30 ° and 45 °.

φ=55°において、p偏光の強度比は、グリッド深さが約120nm〜140nm、約420nm〜440nmのときに最大値を有している。この最大値は最大で0.88(グリッド深さ約130nmのとき)程度になっており、φ=50°の場合とほぼ同等になっている。s偏光の強度比は、グリッド深さ約130nmのときに最小値がほぼ0になっている。このグラフから、φ=55°の場合においては、s偏光のほぼ全部がp偏光に変換されており、p偏光の光強度がφ=50°の場合と同等になっていることが読み取れる。   At φ = 55 °, the intensity ratio of p-polarized light has the maximum value when the grid depth is about 120 nm to 140 nm and about 420 nm to 440 nm. The maximum value is about 0.88 (when the grid depth is about 130 nm), which is almost the same as when φ = 50 °. The minimum value of the intensity ratio of s-polarized light is almost zero when the grid depth is about 130 nm. From this graph, it can be seen that in the case of φ = 55 °, almost all of the s-polarized light is converted to p-polarized light, and the light intensity of the p-polarized light is equivalent to that in the case of φ = 50 °.

φ=60°において、p偏光の強度比は、グリッド深さが約約120nm〜150nm、約440nm〜460nmのときに最大値を有している。この最大値は最大で0.82(グリッド深さ約130nmのとき)程度になっており、φ=30°の場合に比べて大きく、φ=45°の場合と同等であり、φ=50°、55°の場合に比べて小さくなっている。s偏光の強度比は、グリッド深さ約130nmのときに最小値が0.04程度になっている。このグラフから、φ=60°の場合においては、φ=30°、45°の場合に比べて偏光度が大きくなっているが、φ=45°、50°、55°の場合に比べると、偏光度が小さくしかもp偏光の光強度が小さくなっていることが読み取れる。   At φ = 60 °, the intensity ratio of p-polarized light has a maximum value when the grid depth is about 120 nm to 150 nm and about 440 nm to 460 nm. This maximum value is about 0.82 (when the grid depth is about 130 nm), which is larger than the case of φ = 30 °, which is equivalent to the case of φ = 45 °, and φ = 50 °. , It is smaller than the case of 55 °. The minimum value of the intensity ratio of s-polarized light is about 0.04 when the grid depth is about 130 nm. From this graph, in the case of φ = 60 °, the degree of polarization is larger than in the case of φ = 30 ° and 45 °, but compared to the case of φ = 45 °, 50 °, and 55 °, It can be seen that the degree of polarization is small and the light intensity of p-polarized light is small.

φ=75°においては、上記の各場合に比べて、p偏光の強度比は大幅に減少しており、p偏光の光強度が小さくなっていることが読み取れる。   At φ = 75 °, the intensity ratio of p-polarized light is significantly reduced compared to the above cases, and it can be seen that the light intensity of p-polarized light is reduced.

これらのことから、赤色光については、φの値を30°よりも大きく75°よりも小さくすることが好ましいといえる。例えばφ=50°〜60°とし、グリッド深さを120nm〜140nm程度にするとより好ましいといえる。   From these facts, it can be said that it is preferable that the value of φ is larger than 30 ° and smaller than 75 ° for red light. For example, it can be said that φ = 50 ° to 60 ° and the grid depth is preferably about 120 nm to 140 nm.

2.アルミニウム(Al)の場合
図17及び図18は反射型偏光変換膜の主成分をアルミニウムとしたときの結果を示している。
<青色光の場合>
図17(a)〜(c)及び図18(a)〜(c)は、青色光(波長440nm)についての測定結果を示すグラフである。図17(a)は角度φ=30°の場合、図17(b)は角度φ=45°の場合、図17(c)は角度φ=50°の場合、図18(a)は角度φ=55°の場合、図18(b)は角度φ=60°の場合、図18(c)は角度φ=75°の場合をそれぞれ示している。各図において、実線がp偏光(Z’軸方向)の強度比であり、破線がs偏光(Y’軸方向)の強度比である。
2. For aluminum (Al)
17 and 18 show the results when the main component of the reflective polarization conversion film is aluminum.
<In the case of blue light>
FIGS. 17A to 17C and FIGS. 18A to 18C are graphs showing measurement results for blue light (wavelength 440 nm). 17A shows an angle φ = 30 °, FIG. 17B shows an angle φ = 45 °, FIG. 17C shows an angle φ = 50 °, and FIG. 18A shows an angle φ. 18B, FIG. 18B shows a case where the angle φ = 60 °, and FIG. 18C shows a case where the angle φ = 75 °. In each figure, the solid line is the intensity ratio of p-polarized light (Z′-axis direction), and the broken line is the intensity ratio of s-polarized light (Y′-axis direction).

φ=30°において、p偏光の強度比は、グリッド深さが約100〜120nmのときに最大値を有している。この最大値は0.38(グリッド深さ約110nmのとき)程度になっている。s偏光の強度比は、p偏光の強度比とは逆に、グリッド深さが約約100〜120nmのときに最小値を示している。この最小値は0.48(グリッド深さ約110nmのとき)程度になっている。このグラフから、φ=30°においてはp偏光の強度比が低くs偏光がp偏光に変換される度合い(偏光度)が低いことが読み取れる。   At φ = 30 °, the intensity ratio of p-polarized light has a maximum value when the grid depth is about 100 to 120 nm. This maximum value is about 0.38 (when the grid depth is about 110 nm). Contrary to the intensity ratio of p-polarized light, the intensity ratio of s-polarized light shows a minimum value when the grid depth is about 100 to 120 nm. This minimum value is about 0.48 (when the grid depth is about 110 nm). From this graph, it can be seen that at φ = 30 °, the intensity ratio of p-polarized light is low and the degree of conversion of s-polarized light to p-polarized light (polarization degree) is low.

φ=45°において、p偏光の強度比は、グリッド深さが約90〜110nmのときに最大値を有している。この最大値は0.65(グリッド深さ約100nmのとき)程度になっており、φ=30°の場合に比べて大きな値になっている。s偏光の強度比は、グリッド深さ約100nmのときに最小値が0.14程度になっている。このグラフから、φ=45°の場合においては、φ=30°の場合に比べて偏光度が各段に高くなることが読み取れる。   At φ = 45 °, the intensity ratio of p-polarized light has a maximum value when the grid depth is about 90 to 110 nm. This maximum value is about 0.65 (when the grid depth is about 100 nm), which is a larger value than when φ = 30 °. The minimum value of the intensity ratio of s-polarized light is about 0.14 when the grid depth is about 100 nm. From this graph, it can be seen that in the case of φ = 45 °, the degree of polarization is higher in each stage than in the case of φ = 30 °.

φ=50°において、p偏光の強度比は、グリッド深さが約95〜115nmのときに最大値を有している。この最大値は0.63(グリッド深さ約105nmのとき)程度になっており、φ=45°の場合に比べてやや減少している。s偏光の強度比は、グリッド深さ約105nmのときに最小値が0.06程度になっている。このグラフから、φ=50°の場合においては、φ=30°、45°の場合に比べて偏光度がさらに高くなっているものの、φ=45°の場合に比べてp偏光の強度比が小さくなっていることが読み取れる。   At φ = 50 °, the intensity ratio of p-polarized light has a maximum value when the grid depth is about 95 to 115 nm. This maximum value is about 0.63 (when the grid depth is about 105 nm), which is slightly smaller than the case of φ = 45 °. The minimum value of the intensity ratio of s-polarized light is about 0.06 when the grid depth is about 105 nm. From this graph, when φ = 50 °, the degree of polarization is higher than that when φ = 30 ° and 45 °, but the intensity ratio of p-polarized light is higher than that when φ = 45 °. You can see that it is getting smaller.

φ=55°において、p偏光の強度比は、グリッド深さが約100〜120nmのときに最大値を有している。この最大値は0.56(グリッド深さ約110nmのとき)程度になっており、φ=30°の場合に比べて大きいが、φ=45°、50°の場合に比べて小さくなっている。s偏光の強度比は、グリッド深さ約110nmのときに最小値がほぼ0.04程度になっている。このグラフから、φ=55°の場合においては、φ=30°、45°、50°の場合に比べて偏光度が大きくなっているが、φ=45°、50°の場合に比べてp偏光の光強度が小さくなっていることが読み取れる。   At φ = 55 °, the intensity ratio of p-polarized light has a maximum value when the grid depth is about 100 to 120 nm. This maximum value is about 0.56 (when the grid depth is about 110 nm), which is larger than when φ = 30 °, but smaller than when φ = 45 ° and 50 °. . The minimum value of the intensity ratio of s-polarized light is about 0.04 when the grid depth is about 110 nm. From this graph, in the case of φ = 55 °, the degree of polarization is larger than in the case of φ = 30 °, 45 °, and 50 °, but p is higher than that in the case of φ = 45 ° and 50 °. It can be seen that the light intensity of polarized light is small.

φ=60°において、p偏光の強度比は、グリッド深さが約100〜120nmのときに最大値を有している。この最大値は0.44(グリッド深さ約110nmのとき)程度になっている。s偏光の強度比は、グリッド深さ約110nmのときに最小値が0.02程度になっている。このグラフから、φ=60°の場合においては、φ=30°、45°、50°、55°の場合に比べて偏光度が大きくなっているが、φ=45°、50°、55°の場合に比べてp偏光の光強度が小さくなっていることが読み取れる。   At φ = 60 °, the intensity ratio of p-polarized light has a maximum value when the grid depth is about 100 to 120 nm. This maximum value is about 0.44 (when the grid depth is about 110 nm). The minimum value of the intensity ratio of s-polarized light is about 0.02 when the grid depth is about 110 nm. From this graph, when φ = 60 °, the degree of polarization is larger than when φ = 30 °, 45 °, 50 °, and 55 °, but φ = 45 °, 50 °, and 55 °. It can be seen that the light intensity of p-polarized light is smaller than in the case of.

φ=75°においては、上記の各場合に比べてp偏光の強度比が大きく減少しており、p偏光の光強度が小さくなっていることが読み取れる。グリッド深さ100nmのときにs偏光の光強度の最小値がほぼ0になっており、偏光度が大きくなっていることが読み取れる。   At φ = 75 °, the intensity ratio of p-polarized light is greatly reduced as compared with the above cases, and it can be seen that the light intensity of p-polarized light is reduced. When the grid depth is 100 nm, the minimum value of the light intensity of s-polarized light is almost 0, and it can be seen that the degree of polarization is large.

これらのことから、青色光については、φの値を30°よりも大きく75°よりも小さくすることが好ましいといえる。例えば、φ=45°〜60°とし、グリッド深さを90nm〜120nm程度にするとより好ましいといえる。   From these facts, it can be said that for blue light, the value of φ is preferably larger than 30 ° and smaller than 75 °. For example, it can be said that φ = 45 ° to 60 ° and the grid depth is preferably about 90 nm to 120 nm.

<緑色光の場合>
図17(d)〜(f)及び図18(d)〜(f)は、緑色光(波長532nm)についての測定結果を示すグラフである。図17(d)は角度φ=30°の場合、図17(e)は角度φ=45°の場合、図17(f)は角度φ=50°の場合、図18(d)は角度φ=55°の場合、図18(e)は角度φ=60°の場合、図18(f)は角度φ=75°の場合をそれぞれ示している。各図において、実線がp偏光(Z’軸方向)の強度比であり、破線がs偏光(Y’軸方向)の強度比である。
<For green light>
FIGS. 17D to 17F and FIGS. 18D to 18F are graphs showing measurement results for green light (wavelength 532 nm). 17D shows an angle φ = 30 °, FIG. 17E shows an angle φ = 45 °, FIG. 17F shows an angle φ = 50 °, and FIG. 18D shows an angle φ. FIG. 18E shows the case where the angle φ = 60 °, and FIG. 18F shows the case where the angle φ = 75 °. In each figure, the solid line is the intensity ratio of p-polarized light (Z′-axis direction), and the broken line is the intensity ratio of s-polarized light (Y′-axis direction).

φ=30°において、p偏光の強度比は、グリッド深さが約100nm〜120nmのときに最大値を有している。この最大値は0.38(グリッド深さ約110nmのとき)程度になっている。s偏光の強度比は、グリッド深さが約110nmのときに最小値を示している。この最小値は0.49程度になっている。   At φ = 30 °, the intensity ratio of p-polarized light has a maximum value when the grid depth is about 100 nm to 120 nm. This maximum value is about 0.38 (when the grid depth is about 110 nm). The intensity ratio of s-polarized light shows a minimum value when the grid depth is about 110 nm. This minimum value is about 0.49.

φ=45°において、p偏光の強度比は、グリッド深さが約110nm〜130nmのときに最大値を有している。この最大値は0.44(グリッド深さ約120nmのとき)程度になっており、φ=30°の場合に比べて大きな値になっている。s偏光の強度比は、グリッド深さ約120nmのときに最小値が0.22程度になっている。このグラフから、φ=45°の場合においては、φ=30°の場合に比べて偏光度が各段に高くなっていることが読み取れる。   At φ = 45 °, the intensity ratio of p-polarized light has a maximum value when the grid depth is about 110 nm to 130 nm. This maximum value is about 0.44 (when the grid depth is about 120 nm), which is a larger value than when φ = 30 °. The minimum value of the intensity ratio of s-polarized light is about 0.22 when the grid depth is about 120 nm. From this graph, it can be seen that in the case of φ = 45 °, the degree of polarization is higher in each stage than in the case of φ = 30 °.

φ=50°において、p偏光の強度比は、グリッド深さが約120nm〜130nmのときに最大値を有している。この最大値は0.42(グリッド深さ約125nmのとき)程度になっており、φ=30°の場合に比べてやや増加しているが、φ=45°の場合に比べて減少している。s偏光の強度比は、グリッド深さ約120nmのときに0.16程度になっている。このグラフから、φ=50°の場合においては、φ=30°、45°の場合に比べて偏光度は高くなっているが、p偏光の強度比が小さくなっていることが読み取れる。   At φ = 50 °, the intensity ratio of p-polarized light has a maximum value when the grid depth is about 120 nm to 130 nm. This maximum value is about 0.42 (when the grid depth is about 125 nm), which is slightly increased compared to the case of φ = 30 °, but decreased compared to the case of φ = 45 °. Yes. The intensity ratio of s-polarized light is about 0.16 when the grid depth is about 120 nm. From this graph, it can be seen that when φ = 50 °, the degree of polarization is higher than when φ = 30 ° and 45 °, but the intensity ratio of p-polarized light is reduced.

φ=55°において、p偏光の強度比は、グリッド深さが約100nm〜130nmのときに最大値を有している。この最大値は0.45(グリッド深さ約115nmのとき)程度になっており、φ=30°、45°、50°の場合に比べて大きくなっている。s偏光の強度比は、グリッド深さ約110nmのときに最小値が0.06程度になっている。このグラフから、φ=55°の場合においては、上記の場合に比べて偏光度が高くなっており、p偏光の光強度が大きくなっていることが読み取れる。   At φ = 55 °, the intensity ratio of p-polarized light has a maximum value when the grid depth is about 100 nm to 130 nm. This maximum value is about 0.45 (when the grid depth is about 115 nm), which is larger than that when φ = 30 °, 45 °, and 50 °. The minimum value of the intensity ratio of s-polarized light is about 0.06 when the grid depth is about 110 nm. From this graph, it can be seen that in the case of φ = 55 °, the degree of polarization is higher than in the above case, and the light intensity of p-polarized light is increased.

φ=60°において、p偏光の強度比は、グリッド深さが約110nm〜130nmのときに最大値を有している。この最大値は0.42(グリッド深さ約120nmのとき)程度になっている。s偏光の強度比は、グリッド深さ約110nmのときに最小値が0.02程度になっている。このグラフから、φ=60°の場合においては、上記のいずれの場合に比べても偏光度は大きくなっているが、φ=50°、55°の場合に比べてp偏光の光強度が小さくなっていることが読み取れる。   At φ = 60 °, the intensity ratio of p-polarized light has a maximum value when the grid depth is about 110 nm to 130 nm. This maximum value is about 0.42 (when the grid depth is about 120 nm). The minimum value of the intensity ratio of s-polarized light is about 0.02 when the grid depth is about 110 nm. From this graph, in the case of φ = 60 °, the degree of polarization is larger than in any of the above cases, but the light intensity of p-polarized light is smaller than in the case of φ = 50 ° and 55 °. I can read that

φ=75°においては、上記の各場合に比べて、p偏光の強度比は大幅に減少していることが読み取れる。   It can be seen that at φ = 75 °, the intensity ratio of p-polarized light is greatly reduced as compared with the above cases.

これらのことから、緑色光については、φの値を30°よりも大きく75°よりも小さくすることが好ましいといえる。例えばφ=45°〜60°とし、グリッド深さ約100nm〜130nm程度にするとより好ましいといえる。   From these facts, it can be said that for green light, the value of φ is preferably larger than 30 ° and smaller than 75 °. For example, it can be said that φ = 45 ° to 60 ° and a grid depth of about 100 nm to 130 nm are more preferable.

<赤色光の場合>
図17(g)〜(i)及び図18(g)〜(i)は、赤色光(波長660nm)についての測定結果を示すグラフである。図17(g)は角度φ=30°の場合、図17(h)は角度φ=45°の場合、図17(i)は角度φ=50°の場合、図18(g)は角度φ=55°の場合、図18(h)は角度φ=60°の場合、図18(i)は角度φ=75°の場合をそれぞれ示している。各図において、実線がp偏光(Z’軸方向)の強度比であり、破線がs偏光(Y’軸方向)の強度比である。
<In the case of red light>
17 (g) to (i) and FIGS. 18 (g) to (i) are graphs showing measurement results for red light (wavelength 660 nm). 17 (g) shows an angle φ = 30 °, FIG. 17 (h) shows an angle φ = 45 °, FIG. 17 (i) shows an angle φ = 50 °, and FIG. 18 (g) shows an angle φ. = 55 °, FIG. 18 (h) shows the case where the angle φ = 60 °, and FIG. 18 (i) shows the case where the angle φ = 75 °. In each figure, the solid line is the intensity ratio of p-polarized light (Z′-axis direction), and the broken line is the intensity ratio of s-polarized light (Y′-axis direction).

φ=30°において、p偏光の強度比は、グリッド深さが約150nm〜160nmのときに最大値を有している。この最大値は0.31(グリッド深さ約155nmのとき)程度になっている。s偏光の強度比は、グリッド深さが約150nm〜160nmのときに最小値を示している。この最小値は0.49(グリッド深さ約155nmのとき)程度である。   At φ = 30 °, the intensity ratio of p-polarized light has a maximum value when the grid depth is about 150 nm to 160 nm. This maximum value is about 0.31 (when the grid depth is about 155 nm). The intensity ratio of s-polarized light shows a minimum value when the grid depth is about 150 nm to 160 nm. This minimum value is about 0.49 (when the grid depth is about 155 nm).

φ=45°において、p偏光の強度比は、グリッド深さが約140nm〜160nmのときに最大値を有している。この最大値は0.42(グリッド深さ約150nmのとき)程度になっており、φ=30°の場合に比べて大きな値になっている。s偏光の強度比は、グリッド深さ約150nmのときに最小値が0.22程度になっている。このグラフから、φ=45°の場合においては、φ=30°の場合に比べて偏光度が高いことが読み取れる。   At φ = 45 °, the intensity ratio of p-polarized light has a maximum value when the grid depth is about 140 nm to 160 nm. This maximum value is about 0.42 (when the grid depth is about 150 nm), which is a larger value than that when φ = 30 °. The minimum value of the intensity ratio of s-polarized light is about 0.22 when the grid depth is about 150 nm. From this graph, it can be seen that the degree of polarization is higher in the case of φ = 45 ° than in the case of φ = 30 °.

φ=50°において、p偏光の強度比は、グリッド深さが約140nm〜150nmのときに最大値を有している。この最大値は0.49(グリッド深さ約145nmのとき)程度になっており、φ=30°、45°の場合に比べてわずかに増加している。s偏光の強度比は、グリッド深さ約145nmのときに0.15程度になっている。このグラフから、φ=50°の場合においては、φ=30°、45°の場合に比べて偏光度が高いことが読み取れる。   At φ = 50 °, the intensity ratio of p-polarized light has a maximum value when the grid depth is about 140 nm to 150 nm. This maximum value is about 0.49 (when the grid depth is about 145 nm), which is slightly increased as compared with φ = 30 ° and 45 °. The intensity ratio of s-polarized light is about 0.15 when the grid depth is about 145 nm. From this graph, it can be seen that the degree of polarization is higher when φ = 50 ° than when φ = 30 ° and 45 °.

φ=55°において、p偏光の強度比は、グリッド深さが約130nm〜150nmのときに最大値を有している。この最大値は最大で0.48(グリッド深さ約140nmのとき)程度になっており、φ=50°の場合に比べて大きくなっている。s偏光の強度比は、グリッド深さ約140nmのときに0.06程度になっている。このグラフから、φ=55°の場合においては、上記の場合に比べて、偏光度が高く、p偏光の光強度が大きくなっていることが読み取れる。   At φ = 55 °, the intensity ratio of p-polarized light has a maximum value when the grid depth is about 130 nm to 150 nm. The maximum value is about 0.48 (when the grid depth is about 140 nm), which is larger than the case where φ = 50 °. The intensity ratio of s-polarized light is about 0.06 when the grid depth is about 140 nm. From this graph, it can be seen that in the case of φ = 55 °, the degree of polarization is higher and the light intensity of p-polarized light is higher than in the above case.

φ=60°において、p偏光の強度比は、グリッド深さが約130nm〜150nmのときに最大値を有している。この最大値は最大で0.48(グリッド深さ約140nmのとき)程度になっている。s偏光の強度比は、グリッド深さ約140nmのときにほぼ0になっている。このグラフから、φ=60°の場合においては、上記の場合に比べて偏光度が大きくなっているが、φ=55°の場合に比べると、p偏光の光強度がわずかに小さくなっていることが読み取れる。   At φ = 60 °, the intensity ratio of p-polarized light has a maximum value when the grid depth is about 130 nm to 150 nm. The maximum value is about 0.48 (when the grid depth is about 140 nm). The intensity ratio of s-polarized light is almost 0 when the grid depth is about 140 nm. From this graph, in the case of φ = 60 °, the degree of polarization is larger than in the above case, but the light intensity of p-polarized light is slightly smaller than in the case of φ = 55 °. I can read.

φ=75°においては、上記の各場合に比べて、p偏光の強度比が減少しており、p偏光の光強度が大幅に小さくなっていることが読み取れる。   It can be seen that at φ = 75 °, the intensity ratio of p-polarized light is reduced compared to the above cases, and the light intensity of p-polarized light is significantly reduced.

これらのことから、赤色光については、φの値を30°よりも大きく75°よりも小さくすることが好ましいといえる。例えばφ=45°〜60°とし、グリッド深さを130nm〜160nm程度にするとより好ましいといえる。   From these facts, it can be said that it is preferable that the value of φ is larger than 30 ° and smaller than 75 ° for red light. For example, it can be said that it is more preferable that φ = 45 ° to 60 ° and the grid depth be about 130 nm to 160 nm.

3.金(Au)の場合
図19及び図20は反射型偏光変換膜の主成分を金としたときの結果を示している。
<青色光の場合>
図19(a)〜(c)及び図20(a)〜(c)は、青色光(波長440nm)についての測定結果を示すグラフである。図19(a)は角度φ=30°の場合、図19(b)は角度φ=45°の場合、図19(c)は角度φ=50°の場合、図20(a)は角度φ=55°の場合、図20(b)は角度φ=60°の場合、図20(c)は角度φ=75°の場合をそれぞれ示している。各図において、実線がp偏光(Z’軸方向)の強度比であり、破線がs偏光(Y’軸方向)の強度比である。
3. For gold (Au)
19 and 20 show results when the main component of the reflective polarization conversion film is gold.
<In the case of blue light>
FIGS. 19A to 19C and FIGS. 20A to 20C are graphs showing measurement results for blue light (wavelength 440 nm). 19A shows an angle φ = 30 °, FIG. 19B shows an angle φ = 45 °, FIG. 19C shows an angle φ = 50 °, and FIG. 20A shows an angle φ. = 55 °, FIG. 20B shows the case where the angle φ = 60 °, and FIG. 20C shows the case where the angle φ = 75 °. In each figure, the solid line is the intensity ratio of p-polarized light (Z′-axis direction), and the broken line is the intensity ratio of s-polarized light (Y′-axis direction).

φ=30°〜75°にかけてs偏光の強度比が徐々に減少するのに対して、p偏光の強度比はいずれも0.1を下回っている。これらのグラフから、φの値を大きくするにつれて偏光度が高くなるが、p偏光の強度はいずれも低くなっていることが読み取れる。   The intensity ratio of s-polarized light gradually decreases from φ = 30 ° to 75 °, whereas the intensity ratio of p-polarized light is less than 0.1. From these graphs, it can be seen that the degree of polarization increases as the value of φ increases, but the intensity of p-polarized light decreases.

<緑色光の場合>
図19(d)〜(f)及び図20(d)〜(f)は、緑色光(波長532nm)についての測定結果を示すグラフである。図15(d)は角度φ=30°の場合、図19(e)は角度φ=45°の場合、図19(f)は角度φ=50°の場合、図20(d)は角度φ=55°の場合、図20(e)は角度φ=60°の場合、図20(f)は角度φ=75°の場合をそれぞれ示している。各図において、実線がp偏光(Z’軸方向)の強度比であり、破線がs偏光(Y’軸方向)の強度比である。
<For green light>
FIGS. 19D to 19F and FIGS. 20D to 20F are graphs showing measurement results for green light (wavelength 532 nm). 15D shows an angle φ = 30 °, FIG. 19E shows an angle φ = 45 °, FIG. 19F shows an angle φ = 50 °, and FIG. 20D shows an angle φ. = 55 °, FIG. 20 (e) shows the case where the angle φ = 60 °, and FIG. 20 (f) shows the case where the angle φ = 75 °. In each figure, the solid line is the intensity ratio of p-polarized light (Z′-axis direction), and the broken line is the intensity ratio of s-polarized light (Y′-axis direction).

φ=30°において、p偏光の強度比は、グリッド深さが約75nm〜115nmのときに最大値を有している。この最大値は0.28(グリッド深さ約90nmのとき)程度になっている。s偏光の強度比は、グリッド深さが約90nmのときに最小値を示している。この最小値は0.41程度になっている。   At φ = 30 °, the intensity ratio of p-polarized light has a maximum value when the grid depth is about 75 nm to 115 nm. This maximum value is about 0.28 (when the grid depth is about 90 nm). The intensity ratio of s-polarized light shows a minimum value when the grid depth is about 90 nm. This minimum value is about 0.41.

φ=45°において、p偏光の強度比は、グリッド深さが約75nm〜115nmのときに最大値を有している。この最大値は0.42(グリッド深さ約90nmのとき)程度になっており、φ=30°の場合に比べて大きな値になっている。s偏光の強度比は、グリッド深さ約90nmのときに最小値が0.13程度になっている。このグラフから、φ=45°の場合においては、φ=30°の場合に比べて偏光度が各段に高くなっていることが読み取れる。   At φ = 45 °, the intensity ratio of p-polarized light has a maximum value when the grid depth is about 75 nm to 115 nm. This maximum value is about 0.42 (when the grid depth is about 90 nm), which is a larger value than when φ = 30 °. The minimum value of the intensity ratio of s-polarized light is about 0.13 when the grid depth is about 90 nm. From this graph, it can be seen that in the case of φ = 45 °, the degree of polarization is higher in each stage than in the case of φ = 30 °.

φ=50°において、p偏光の強度比は、グリッド深さが約75nm〜105nmのときに最大値を有している。この最大値は0.42(グリッド深さ約85nmのとき)程度になっている。s偏光の強度比は、グリッド深さ約85nmのときに0.06程度になっている。このグラフから、φ=50°の場合においては、φ=30°、45°の場合に比べて偏光度は高くなっており、p偏光の強度はφ=45°の場合とほぼ同等であることが読み取れる。   At φ = 50 °, the intensity ratio of p-polarized light has a maximum value when the grid depth is about 75 nm to 105 nm. This maximum value is about 0.42 (when the grid depth is about 85 nm). The intensity ratio of s-polarized light is about 0.06 when the grid depth is about 85 nm. From this graph, when φ = 50 °, the degree of polarization is higher than when φ = 30 ° and 45 °, and the intensity of p-polarized light is almost the same as when φ = 45 °. Can be read.

φ=55°において、p偏光の強度比は、グリッド深さが約75nm〜105nmのときに最大値を有している。この最大値は0.40(グリッド深さ約80nmのとき)程度になっている。s偏光の強度比は、グリッド深さ約80nmのときに0.02程度になっている。このグラフから、φ=55°の場合においては、上記の場合に比べて偏光度が高くなっているものの、p偏光の光強度がφ=45°、50°の場合に比べて小さくなっていることが読み取れる。   At φ = 55 °, the intensity ratio of p-polarized light has a maximum value when the grid depth is about 75 nm to 105 nm. This maximum value is about 0.40 (when the grid depth is about 80 nm). The intensity ratio of s-polarized light is about 0.02 when the grid depth is about 80 nm. From this graph, in the case of φ = 55 °, the degree of polarization is higher than in the above case, but the light intensity of p-polarized light is lower than in the case of φ = 45 ° and 50 °. I can read.

φ=60°において、p偏光の強度比は、グリッド深さが約75nm〜105nmのときに最大値を有している。この最大値は0.35(グリッド深さ約85nmのとき)程度になっている。s偏光の強度比は、グリッド深さ約85nmのときにほぼ0になっている。このグラフから、φ=60°の場合においては、上記のいずれの場合に比べても偏光度は高くなっているが、φ=50°、55°の場合に比べてp偏光の光強度が小さくなっていることが読み取れる。   At φ = 60 °, the intensity ratio of p-polarized light has a maximum value when the grid depth is about 75 nm to 105 nm. This maximum value is about 0.35 (when the grid depth is about 85 nm). The intensity ratio of s-polarized light is almost 0 when the grid depth is about 85 nm. From this graph, in the case of φ = 60 °, the degree of polarization is higher than in any of the above cases, but the light intensity of p-polarized light is smaller than in the case of φ = 50 ° and 55 °. I can read that

φ=75°においては、上記の各場合に比べて、p偏光の強度比は大幅に減少していることが読み取れる。   It can be seen that at φ = 75 °, the intensity ratio of p-polarized light is greatly reduced as compared with the above cases.

これらのことから、緑色光については、φの値を30°よりも大きく75°よりも小さくすることが好ましいといえる。例えばφ=50°〜60°とし、グリッド深さ約75nm〜105nm程度にするとより好ましいといえる。   From these facts, it can be said that for green light, the value of φ is preferably larger than 30 ° and smaller than 75 °. For example, it can be said that φ = 50 ° to 60 ° and a grid depth of about 75 nm to 105 nm are more preferable.

<赤色光の場合>
図19(g)〜(i)及び図20(g)〜(i)は、赤色光(波長660nm)についての測定結果を示すグラフである。図19(g)は角度φ=30°の場合、図19(h)は角度φ=45°の場合、図19(i)は角度φ=50°の場合、図20(g)は角度φ=55°の場合、図20(h)は角度φ=60°の場合、図20(i)は角度φ=75°の場合をそれぞれ示している。各図において、実線がp偏光(Z’軸方向)の強度比であり、破線がs偏光(Y’軸方向)の強度比である。
<In the case of red light>
19 (g) to (i) and FIGS. 20 (g) to (i) are graphs showing measurement results for red light (wavelength 660 nm). 19 (g) shows an angle φ = 30 °, FIG. 19 (h) shows an angle φ = 45 °, FIG. 19 (i) shows an angle φ = 50 °, and FIG. 20 (g) shows an angle φ. = 55 °, FIG. 20 (h) shows the case where the angle φ = 60 °, and FIG. 20 (i) shows the case where the angle φ = 75 °. In each figure, the solid line is the intensity ratio of p-polarized light (Z′-axis direction), and the broken line is the intensity ratio of s-polarized light (Y′-axis direction).

φ=30°において、p偏光の強度比は、グリッド深さが約110nm〜130nmのときに最大値を有している。この最大値は0.45(グリッド深さ約120nmのとき)程度になっている。s偏光の強度比は、グリッド深さが約120nmのときに0.45程度になっている。   At φ = 30 °, the intensity ratio of p-polarized light has a maximum value when the grid depth is about 110 nm to 130 nm. This maximum value is about 0.45 (when the grid depth is about 120 nm). The intensity ratio of s-polarized light is about 0.45 when the grid depth is about 120 nm.

φ=45°において、p偏光の強度比は、グリッド深さが約110nm〜130nmのときに最大値を有している。この最大値は0.76(グリッド深さ約120nmのとき)程度になっており、φ=30°の場合に比べて大きな値になっている。s偏光の強度比は、グリッド深さ約120nmのときに最小値が0.10程度になっている。このグラフから、φ=45°の場合においては、φ=30°の場合に比べて偏光度が高くなっていることが読み取れる。   At φ = 45 °, the intensity ratio of p-polarized light has a maximum value when the grid depth is about 110 nm to 130 nm. This maximum value is about 0.76 (when the grid depth is about 120 nm), which is a larger value than when φ = 30 °. The minimum value of the intensity ratio of s-polarized light is about 0.10 when the grid depth is about 120 nm. From this graph, it can be seen that the degree of polarization is higher in the case of φ = 45 ° than in the case of φ = 30 °.

φ=50°において、p偏光の強度比は、グリッド深さが約110nm〜130nmのときに最大値を有している。この最大値は0.82(グリッド深さ約120nmのとき)程度になっており、φ=30°、45°の場合に比べて増加している。s偏光の強度比は、グリッド深さ約120nmのときに0.01程度になっている。このグラフから、φ=50°の場合においては、φ=30°、45°の場合に比べて偏光度がさらに高くなっていることが読み取れる。   At φ = 50 °, the intensity ratio of p-polarized light has a maximum value when the grid depth is about 110 nm to 130 nm. This maximum value is about 0.82 (when the grid depth is about 120 nm), which is an increase compared to the case where φ = 30 ° and 45 °. The intensity ratio of s-polarized light is about 0.01 when the grid depth is about 120 nm. From this graph, it can be seen that the degree of polarization is higher when φ = 50 ° than when φ = 30 ° and 45 °.

φ=55°において、p偏光の強度比は、グリッド深さが約110nm〜130nmのときに最大値を有している。この最大値は最大で0.81(グリッド深さ約120nmのとき)程度になっており、φ=50°の場合に比べてわずかに小さくなっている。s偏光の強度比は、グリッド深さ約120nmのときにほぼ0になっている。このグラフから、φ=55°の場合においては、上記の場合に比べて、偏光度がさらに高くなっていることが読み取れる。   At φ = 55 °, the intensity ratio of p-polarized light has a maximum value when the grid depth is about 110 nm to 130 nm. This maximum value is about 0.81 at the maximum (when the grid depth is about 120 nm), which is slightly smaller than when φ = 50 °. The intensity ratio of s-polarized light is almost 0 when the grid depth is about 120 nm. From this graph, it can be seen that the degree of polarization is higher in the case of φ = 55 ° than in the above case.

φ=60°において、p偏光の強度比は、グリッド深さが約110nm〜130nmのときに最大値を有している。この最大値は最大で0.76(グリッド深さ約120nmのとき)程度になっている。s偏光の強度比は、グリッド深さ約120nmのときに0.03程度になっている。このグラフから、φ=60°の場合においては、φ=30°、45°の場合に比べて偏光度及びp偏光の強度比が大きくなっているが、φ=50°、55°の場合に比べると、偏光度及びp偏光の強度比が小さくなっていることが読み取れる。   At φ = 60 °, the intensity ratio of p-polarized light has a maximum value when the grid depth is about 110 nm to 130 nm. This maximum value is about 0.76 (when the grid depth is about 120 nm). The intensity ratio of s-polarized light is about 0.03 when the grid depth is about 120 nm. From this graph, when φ = 60 °, the degree of polarization and the intensity ratio of p-polarized light are larger than when φ = 30 ° and 45 °, but when φ = 50 ° and 55 °. In comparison, it can be seen that the degree of polarization and the intensity ratio of p-polarized light are small.

φ=75°においては、上記の各場合に比べて、p偏光の強度比が減少しており、p偏光の光強度が大幅に小さくなっていることが読み取れる。   It can be seen that at φ = 75 °, the intensity ratio of p-polarized light is reduced compared to the above cases, and the light intensity of p-polarized light is significantly reduced.

これらのことから、赤色光については、φの値を30°よりも大きく75°よりも小さくすることが好ましいといえる。例えばφ=50°〜60°とし、グリッド深さを110nm〜130nm程度にするとより好ましいといえる。   From these facts, it can be said that it is preferable that the value of φ is larger than 30 ° and smaller than 75 ° for red light. For example, it can be said that it is more preferable that φ = 50 ° to 60 ° and the grid depth be about 110 nm to 130 nm.

本発明の第1実施形態に係るプロジェクタの構成を示す図。1 is a diagram showing a configuration of a projector according to a first embodiment of the invention. プロジェクタの光源及び均一照明系の構成を示す図。The figure which shows the structure of the light source and uniform illumination system of a projector. 偏光変換素子の構成を示す図。The figure which shows the structure of a polarization conversion element. 反射型偏光変換膜の構成を示す図。The figure which shows the structure of a reflection type polarization converting film. 反射型偏光変換膜における偏光変換の様子を示す図。The figure which shows the mode of the polarization conversion in a reflection type polarization converting film. 偏光変換素子の製造工程の様子を示す図。The figure which shows the mode of the manufacturing process of a polarization converting element. 同、工程図。The process drawing. 同、工程図。The process drawing. 本発明の第2実施形態に係るプロジェクタの構成を示す図。The figure which shows the structure of the projector which concerns on 2nd Embodiment of this invention. プロジェクタの光源及び均一照明系の構成を示す図。The figure which shows the structure of the light source and uniform illumination system of a projector. 反射型偏光変換膜の構成を示す図。The figure which shows the structure of a reflection type polarization converting film. 本発明の第3実施形態に係るプロジェクタの構成を示す図。The figure which shows the structure of the projector which concerns on 3rd Embodiment of this invention. 光源及び偏光変換素子の構成を示す図。The figure which shows the structure of a light source and a polarization conversion element. 反射型偏光変換膜の構成を示す図。The figure which shows the structure of a reflection type polarization converting film. 反射型偏光変換膜の特性を示すグラフ。The graph which shows the characteristic of a reflection type polarization converting film. 同、グラフ。Same graph. 同、グラフ。Same graph. 同、グラフ。Same graph. 同、グラフ。Same graph. 同、グラフ。Same graph.

符号の説明Explanation of symbols

PJ1、PJ2、PJ3…プロジェクタ 10…光源 20…均一照明系 23…偏光変換素子 26…偏光分離膜 27…反射型偏光変換膜 27b…平坦層 27c…グリッド層 27d…凸部 27e…間隙 30…色変調部 31a、31b…ダイクロイックミラー 37…クロスダイクロイックプリズム 110…スクリーン 121(121R、121G、121B)…光源 122(122R、122G、122B)…均一照明系132(132R、132G、132B)…偏光変換素子 135…基材 136…偏光分離膜 137(137R、137G、137B)…反射型偏光変換膜 139(139R、139G、139B)…平坦層 140(140R、140G、139B)…グリッド層 141(141R、141G、141B)…凸部 142(142R、142G、142B)…間隙 210…光源 220…均一照明系 221…偏光変換素子 227…偏光分離部材 228…反射型偏光変換膜 228a…基材 228b…平坦層 228c…グリッド層 228d…凸部 228e…間隙 230…色変調部 240…投射レンズ 250…スクリーン PJ1, PJ2, PJ3 ... Projector 10 ... Light source 20 ... Uniform illumination system 23 ... Polarization conversion element 26 ... Polarization separation film 27 ... Reflection type polarization conversion film 27b ... Flat layer 27c ... Grid layer 27d ... Protrusion 27e ... Gap 30 ... Color Modulator 31a, 31b ... Dichroic mirror 37 ... Cross dichroic prism 110 ... Screen 121 (121R, 121G, 121B) ... Light source 122 (122R, 122G, 122B) ... Uniform illumination system 132 (132R, 132G, 132B) ... Polarization conversion element 135: Base material 136: Polarization separation film 137 (137R, 137G, 137B) ... Reflective polarization conversion film 139 (139R, 139G, 139B) ... Flat layer 140 (140R, 140G, 139B) ... Grid layer 141 (141R, 141G) 141 ) ... Projection 142 (142R, 142G, 142B) ... Gap 210 ... Light source 220 ... Uniform illumination system 221 ... Polarization conversion element 227 ... Polarization separation member 228 ... Reflective polarization conversion film 228a ... Base material 228b ... Flat layer 228c ... Grid Layer 228d ... convex part 228e ... gap 230 ... color modulation part 240 ... projection lens 250 ... screen

Claims (8)

自身に入射する光を所定の偏光方向を有する第1光成分と前記所定の偏光方向とは異なる偏光方向を有する第2光成分とに分離すると共に、前記第1光成分を第1方向へ射出し前記第2光成分を前記第1方向とは異なる第2方向へ射出する偏光分離部材と、
前記偏光分離部材の前記第2方向上に設けられ、前記偏光分離部材から射出された前記第2光成分のうち少なくとも一部の偏光方向成分を前記所定の偏光方向成分に変換すると共に当該偏光方向を変換した第2光成分を前記第1方向へ射出する偏光変換部材と
を具備することを特徴とする偏光変換素子。
The light incident on itself is separated into a first light component having a predetermined polarization direction and a second light component having a polarization direction different from the predetermined polarization direction, and the first light component is emitted in the first direction. A polarization separation member that emits the second light component in a second direction different from the first direction;
A polarization direction component provided on the second direction of the polarization separation member and converting at least a part of the second light component emitted from the polarization separation member into the predetermined polarization direction component and the polarization direction. A polarization conversion member that emits the second light component obtained by converting the first light component in the first direction.
前記偏光分離部材と前記偏光変換部材とが、光を透過可能な基材の内部に設けられている
ことを特徴とする請求項1に記載の偏光変換素子。
The polarization conversion element according to claim 1, wherein the polarization separation member and the polarization conversion member are provided inside a base material capable of transmitting light.
一の前記偏光分離部材と一の前記偏光変換部材とが対をなしており、
前記偏光分離部材と前記偏光変換部材との対が複数設けられている
ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の偏光変換素子。
One polarization separation member and one polarization conversion member make a pair,
The polarization conversion element according to claim 1, wherein a plurality of pairs of the polarization separation member and the polarization conversion member are provided.
前記偏光変換部材が、
前記第2方向上に設けられ、光反射可能な材料からなる平坦層と、
前記平坦層の表面に設けられ、光反射可能な材料からなり、所定のピッチ及び所定の深さで一方向に延在するグリッド部を有するグリッド層と
を有する
ことを特徴とする請求項1乃至請求項3のうちいずれか一項に記載の偏光変換素子。
The polarization conversion member is
A flat layer made of a material capable of reflecting light provided in the second direction;
A grid layer provided on a surface of the flat layer and made of a light-reflective material and having a grid portion extending in one direction at a predetermined pitch and a predetermined depth. The polarization conversion element according to claim 3.
前記平坦層及びグリッド層が、銀、金又はアルミニウムを主成分としている
ことを特徴とする請求項4に記載の偏光変換素子。
The polarization conversion element according to claim 4, wherein the flat layer and the grid layer are mainly composed of silver, gold, or aluminum.
前記所定のピッチが、入射する光の波長よりも小さい値であり、
前記所定の深さが、60nm以上160nm以下の範囲であり、
前記偏光変換部材の前記第2方向に対する垂直面に対して仰角45°の方向であって前記垂直面において前記一方向に直交する方向に対して30°よりも大きく75°よりも小さい範囲の角度を成す方向から前記第2光成分が入射するように、前記偏光変換部材が配置されている
ことを特徴とする請求項4又は請求項5に記載の偏光変換素子。
The predetermined pitch is a value smaller than the wavelength of incident light;
The predetermined depth is in a range of 60 nm to 160 nm;
An angle in a range of an elevation angle of 45 ° with respect to a vertical plane with respect to the second direction of the polarization conversion member and a range of greater than 30 ° and less than 75 ° with respect to a direction perpendicular to the one direction on the vertical plane. The polarization conversion element according to claim 4 or 5, wherein the polarization conversion member is arranged so that the second light component is incident from a direction that forms the following.
前記偏光分離部が、ワイヤーグリッド偏光板である
ことを特徴とする請求項1乃至請求項6のうちいずれか一項に記載の偏光変換素子。
The polarization conversion element according to claim 1, wherein the polarization separation unit is a wire grid polarizing plate.
光反射可能な材料からなる平坦層と、
前記平坦層の表面に設けられ、光反射可能な材料からなり、所定のピッチ及び所定の深さで一方向に延在するグリッド部を有するグリッド層と
を具備することを特徴とする偏光変換部材。
A flat layer made of a light-reflective material;
A polarization conversion member comprising: a grid layer provided on a surface of the flat layer, made of a light-reflective material, and having a grid portion extending in one direction at a predetermined pitch and a predetermined depth. .
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