JP4652122B2 - 投射型映像表示装置、それに用いる光学部材及び光学ユニット - Google Patents

Description

本発明は、液晶プロジェクタや投射型リアプロジェクションテレビ等の投射型映像表示装置に係り、特に、映像表示素子に対し光入射側や光出射側に設けられ偏光処理や光の位相差補償を行う光学部材の構成に関する。

本発明に関連した従来技術としては、例えば、特開平１１−３３７９１９号公報（特許文献１）に記載されたものがある。該公報には、投射型映像表示装置において、偏光素子や液晶表示素子の高温化を避けるために、偏光板における偏光素子の保持板や液晶表示素子の基板などのうちの少なくともいずれかをサファイアで形成するとした構成が記載されている。

特開平１１−３３７９１９号公報

上記従来技術では、サファイアが結晶軸を有するために光の複屈折が起こり易く、映像のコントラストが低下し易い。このため、素子の組込みに当ってはサファイアの該結晶軸方向に合せた位置や角度の調整が必要となる。また、サファイアはコスト高である。
本発明の課題点は、上記従来技術の状況に鑑み、投射型映像表示装置において偏光処理や光の位相差補償を行う光学部材を、（１）組込みが容易でかつ光の複屈折などを引き起こさない構成とすること、（２）効率の良い放熱性が確保され、温度上昇を抑えられるようにすること、（３）高温多湿の環境下においても光学部材の劣化が抑えられ所定の光学性能が確保されるようにすること等である。
本発明の目的は、かかる課題点を解決し、表示映像の高画質性を確保でき信頼性のある投射型映像表示技術を提供することにある。

上記課題点を解決するために、本発明では、投射型映像表示装置及びこれに用いる光学ユニットにおいて、映像表示素子に対し光の入射側、出射側のいずれか一方または両方に配され偏光処理や光の位相差補償を行う光学部材を、酸化マグネシウムなどの立方晶構造の光透過性の基板上に、フッ化マグネシウム層や酸化アルミニウム層など複数の物質の層が積層されて成る保護層を設け、該保護層上に粘着層を設け、偏光素子や視野角補償素子の素子層を、該粘着層により、該保護層を介して上記基板上に固定し、該保護層が、粘着層の加水反応による酸から上記基板を保護する構成とする。該保護層としては、第１の物質（例えばフッ化マグネシウム）で構成した第１の層（例えばフッ化マグネシウム層）を、第２の物質（例えば酸化アルミニウム）で構成した第２の層（例えば酸化アルミニウム層）が保護する構成とする。

本発明によれば、投射型映像表示装置において偏光処理や光の位相差補償を行う光学部材を、組込みが容易でかつ光の複屈折などを起こさない構成とすることができる。また、該光学部材の効率的な放熱性が確保され、温度上昇を抑えられる。さらに、高温多湿の環境下においても光学部材の劣化が抑えられ所定の光学性能が確保される。これらにより、表示映像の高画質性を確保でき、信頼性のある投射型映像表示技術の提供が可能となる。

以下、本発明を実施するための最良の形態につき、図面を用いて説明する。
図１〜図３は、本発明の第１の実施形態の説明図である。本第１の実施形態は、光学部材が偏光板の場合である。図１は、本発明による光学部材としての偏光板の断面構成例図、図２は、図１の構成の偏光板の、映像表示素子に対する配置例図、図３は、図２の配置構成を用いた投射型映像表示装置の構成例図である。

図１において、２１は、光学部材としての偏光板、２１ｂは、立方晶構造の光透過性の基板としての酸化マグネシウム基板、３０は無機材から成る保護層、３１、３３は、保護層３０を形成する無機材である酸化アルミニウムの蒸着膜の層（以下、酸化アルミニウム層という）、３２、３４は、同じく保護層３０を形成する無機材であるフッ化マグネシウムの蒸着膜の層（以下、フッ化マグネシウム層という）、３５は、同じく保護層３０の一部としての絶縁体膜の層（以下、絶縁体層という）、４０は、例えばアクリル酸エステルなどの粘着材から成る粘着層、２１ａは、入射された光の偏光処理を行うための偏光素子を形成する素子層（以下、偏光素子層という）である。偏光板２１は、酸化マグネシウム基板２１ｂ上に、酸化アルミニウム層３１、フッ化マグネシウム層３２、酸化アルミニウム層３３、フッ化マグネシウム層３４がそれぞれ蒸着により形成され、さらに絶縁体層３５を介して粘着層４０が設けられ、該粘着層４０により偏光素子層２１ａが、保護層３０を介して、酸化マグネシウム基板２１ｂ側に固定されて成る。保護層３０内において、酸化アルミニウム層３１は、主として酸化マグネシウム基板２１ｂを保護するために設けられ、フッ化マグネシウム層３２、３４はそれぞれ、主として外部からの水分の浸入を防ぐために設けられ、酸化アルミニウム層３３は、主としてフッ化マグネシウム層３２を保護するために設けられている。また、絶縁体層３５は、例えば二酸化ケイ素などで構成され、フッ化マグネシウム層３４への粘着層４０の影響を抑えるため、及び外部からの水分を防ぐために設けられている。

上記構成においては、上記偏光板２１が、例えば、高温多湿の環境下で使用され、粘着層４０において加水反応に基づき酸が発生したような場合にも、該酸の、酸化マグネシウム基板２１ｂ側への浸入は、上記保護層３０特にフッ化マグネシウム層３２、３４によって阻止され、その結果、該酸化マグネシウム基板２１ｂの酸による侵食や白濁化などが防止される。
なお、上記図１の構成では、保護層３０として、２層の酸化アルミニウム層３１、３３と、２層のフッ化マグネシウム層３２、３４とを備えて成る構成としているが、１層の酸化アルミニウム層３１と、１層のフッ化マグネシウム層３２とを備えて成る構成としてもよいし、３層以上の酸化アルミニウム層と３層以上のフッ化マグネシウム層とを備えて成る構成としてもよい。さらに、酸化マグネシウム基板２１ｂなど立方晶構造の光透過性基板の両側の面上に、保護層及び偏光素子層を積層した構成としてもよい。また、酸化アルミニウム層の層数とフッ化マグネシウム層の層数とは互いに異なるようにしてもよい。また、保護層３０に用いる無機材は、酸化アルミニウムやフッ化マグネシウムと略同等以上の作用・効果が得られるものであれば、酸化アルミニウムやフッ化マグネシウム以外のものを用いてもよい。例えば、酸化アルミニウムの代替として、フッ化セリウムが挙げられる。さらに、酸化マグネシウム基板２１ｂについても、酸化マグネシウムと略同等以上の熱伝導率を有し、略同等以上の作用・効果が得られる立方晶構造の光透過性基板であれば、酸化マグネシウム基板２１ｂに替えてそれを用いてもよい。以下の説明では、これらの構成も、上記図１に示した構成に含まれるものとして説明する。

図２は、図１に示した光学部材としての偏光板の配置例図である。
図２において、１９は液晶パネル等の映像表示素子、１８は、映像表示素子１９の光入射側に設ける偏光板（以下、入射側偏光板という）、２１は、映像表示素子１９の光出射側に設ける偏光板（以下、出射側偏光板という）である。入射側偏光板１８及び出射側偏光板２１はともに、上記図１に含まれるとされる範囲の構成を有する。すなわち、入射側偏光板１８においては、１８ａは偏光素子層、１８ｂは、立方晶構造の光透過性の基板としての酸化マグネシウム基板、３０は、酸化アルミニウム層３１（図１）、フッ化マグネシウム層３２（同）、酸化アルミニウム層３３（同）、フッ化マグネシウム層３４（同）及び絶縁体層３５（同）から成る保護層、４０は、偏光素子層１８ａを、保護層３０を介して酸化マグネシウム基板１８ｂ側に固定する粘着層、また、出射側偏光板２１においては、２１ａは偏光素子層、２１ｂは、立方晶構造の光透過性の基板としての酸化マグネシウム基板、３０は保護層、４０は、偏光素子層２１ａを、保護層３０を介して酸化マグネシウム基板２１ｂ側に固定する粘着層である。また、２６は、偏光変換されかつ色分離された赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）いずれかの色光の入射光（以下、入射偏光光という）であり、Ｘ−Ｘ'は、該入射偏光光２６の直線偏光の偏光方向である。本配置例においては、入射側偏光板１８、出射側偏光板２１とも、偏光素子層１８ａ、２１ａを、酸化マグネシウム基板１８ｂ、２１ｂに対し映像表示素子１９側に配する。偏光素子層１８ａと偏光素子層２１ａとは互いに、光の透過軸が約９０゜ずれるようにしてあり、偏光素子層１８ａはＸ−Ｘ'方向を透過軸とし、偏光素子層２１ａはＸ−Ｘ'方向に直角な方向を透過軸としているものとする。また、入射側偏光板１８と映像表示素子１９と出射側偏光板２１とは、相互間に所定の空隙を隔てて配されている。

上記構成において、色光のＰ偏光光またはＳ偏光光の入射偏光光２６は、入射側偏光板１８の酸化マグネシウム基板１８ｂ、保護層３０及び粘着層４０を通過して、偏光素子層１８ａに入射する。偏光素子層１８ａは、偏光光のうち該偏光素子層１８ａの透過軸に平行な偏光方向成分すなわちＸ−Ｘ'方向の成分を通過させる。偏光素子層１８ａを通過しない偏光光は、該偏光素子層１８ａを含む入射側偏光板１８内で吸収され、熱に変わる。偏光素子層１８ａを通過した偏光光は、映像表示素子１９に照射される。映像表示素子１９では該照射された偏光光は映像信号の階調に基づき変調される。該変調された色光の偏光光は、出射側偏光板２１の偏光素子層２１ａに入射される。偏光素子層２１ａでは、入射した偏光光のうち、該偏光素子層２１ａの透過軸に平行な偏光方向成分すなわちＸ−Ｘ'方向に直角な方向の成分を通過させる。偏光素子層２１ａを通過しない偏光光は、該偏光素子層２１ａを含む入射側偏光板２１内で吸収されて熱に変わる。該偏光素子層２１ａを通過した偏光光はさらに、粘着層４０、保護層３０及び酸化マグネシウム基板２１ｂを通過して次の光学系側に出射される。

上記酸化マグネシウム基板１８ｂ、２１ｂはそれぞれ、立方晶構造を有するため、複屈折もなく、直線偏光の楕円偏光への変化もない。このため、偏光素子層１８ａ、２１ａでの光の吸収や損失も少なく、明るくコントラストの高い映像が得られる。また、酸化マグネシウム基板１８ｂ、２１ｂはそれぞれ、上記のように立方晶構造であるため、偏光素子層１８ａ、２１ａの透過軸（吸収軸）の方向に対しても方向性はなく、このため、偏光板としての組込時、該偏光素子層１８ａ、２１ａの透過軸（吸収軸）に対する方向合わせ作業は不要となる。また、該酸化マグネシウム基板１８ｂ、２１ｂはそれぞれ、その良好な熱伝導性により、入射側偏光板１８、出射側偏光板２１内の熱をそれぞれ放熱し温度上昇を抑える。さらに、該酸化マグネシウム基板１８ｂ、２１ｂは、立方晶構造であるために、サファイア基板などに比べて製造し易く、低コスト化が可能である。さらにまた、入射側偏光板１８、出射側偏光板２１はそれぞれ、保護層３０を設けた構成であるため、例えば、高温多湿の環境下などで、それぞれの粘着層４０に加水反応により酸が発生したような場合にも、該酸の、酸化マグネシウム基板１８ｂ、２１ｂ側への浸入が保護層３０によって阻止され、該酸化マグネシウム基板１８ｂ、２１ｂの酸による侵食やそれに基づく白濁化などの光学部材の劣化が防止される。これによって、光学部材としての信頼性向上、長寿命化が図られ、高画質の映像表示が可能となる。

上記図２の構成において、入射側偏光板１８、出射側偏光板２１のいずれか一方または両方は、基板として、立方晶構造の光透過性基板であって、酸化マグネシウムと略同等以上の熱伝導率を有し、略同等以上の作用・効果が得られる基板であれば、酸化マグネシウム基板以外の基板を用いてもよい。また、入射側偏光板１８、出射側偏光板２１のいずれか一方は、酸化マグネシウム等の立方晶構造の光透過性の基板を用いない構成であってもよい。

図３は、図２の配置構成を用いた投射型映像表示装置の構成例図である。
図３において、１はランプなどの光源、２はリフレクタ、３は、複数のレンズセルより成り複数の２次光源像を形成する第１のアレイレンズ、４は、同じく複数のレンズセルより成り上記第１のアレイレンズ３の個々のレンズ像を結像する第２のアレイレンズ、５は、偏光ビームスプリッタ（図示なし）と１／２波長位相差板（図示なし）から構成され、上記第２のアレイレンズ４側からの光をＰ偏光光とＳ偏光光とに分離した後、該両偏光光のうち一方の偏光方向を回転してＰ、Ｓいずれかの偏光光に揃え、該偏光光を出射する偏光変換素子、６は集光レンズ、７、８、９、１０は反射ミラー、１１、１２は、入射された光を赤、緑、青の各色光（以下、Ｒ光、Ｇ光、Ｂ光という）に色分離する色分離手段としてのダイクロイックミラー、１３Ｒ、１３Ｇ、１３Ｂはコンデンサレンズ、１５、１６はリレーレンズ、１９Ｒ、１９Ｇ、１９Ｂはそれぞれ、Ｒ光、Ｇ光、Ｂ光用の透過型液晶パネルなどの映像表示素子、１８Ｒ、１８Ｇ、１８Ｂはそれぞれ、映像表示素子１９Ｒ、１９Ｇ、１９Ｂの入射側偏光板、２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂはそれぞれ、映像表示素子１９Ｒ、１９Ｇ、１９Ｂの出射側偏光板、２２は、色合成用の色合成手段としてのダイクロイックプリズム、２３は、映像光を拡大投射するための投射レンズユニット、１００は、映像表示素子１９Ｒ、１９Ｇ、１９Ｂを映像信号に基づき駆動する駆動回路、２７は冷却用ファン、２８は冷却用空気の流路である。上記入射側偏光板１８Ｒ、１８Ｇ、１８Ｂ及び上記出射側偏光板２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂはそれぞれ、上記図１に含まれる範囲の構成を備えているものとする。映像表示素子１９Ｒ、１９Ｇ、１９Ｂはそれぞれ、映像信号に基づき駆動回路１００により駆動され、入射された偏光光を映像信号の階調に基づき変調して出射する。また、リレ−レンズ１５、１６は、映像表示素子１９Ｂの、光源１からの光路長が、映像表示素子１９Ｒ、１９Ｇの場合に比べて長いのを補う作用をする。光源１から投射レンズユニット２３までの上記諸構成要素は、投射型映像表示装置における光学ユニットを構成している。

かかる構成において、上記光源１から出射された光（白色光）（リフレクタ２での反射光も含む）は、上記第１のアレイレンズ３で複数の２次光源像を形成した後、上記第２のアレイレンズ４で該複数の２次光源像を結像し、該結像光が、上記偏光変換素子５内で、偏光ビームスプリッタ（図示なし）でＰ偏光光とＳ偏光光とに分離され、１／２波長位相差板（図示なし）により、例えば該Ｐ偏光光が偏光方向を回転されてＳ偏光光とされ、上記偏光ビームスプリッタで分離されたＳ偏光光と併せ、集光レンズ６に入射される。集光レンズ６で集光された白色光のＳ偏光光は、反射ミラー７で反射されて光路方向を変更され、ダイクロイックミラー１１に約４５゜の入射角で入射する。ダイクロイックミラー１１では、Ｒ光のＳ偏光光は反射され、Ｇ光及びＢ光のＳ偏光光は透過される。

上記反射されたＲ光のＳ偏光光は反射ミラー１０で反射されて光路方向を変更され、コンデンサレンズ１３Ｒを介してＲ光用の映像表示素子１９Ｒの入射側偏光板１８Ｒに入射する。該Ｒ光のＳ偏光光は、該入射側偏光板１８Ｒにおいて該入射側偏光板１８Ｒの透過軸方向のものが透過されることで偏光方向を揃えられ、Ｒ光用の映像表示素子１９Ｒに照射される。該映像表示素子１９Ｒでは、該Ｒ光のＳ偏光光が透過時に映像信号に基づいて変調され、Ｒ光のＰ偏光光の光学像を形成した光（光学像光）として出射される。映像表示素子１９Ｒから出射されたＲ光のＰ偏光光（光学像光）は、出射側偏光板２１Ｒに入射し、該出射側偏光板２１Ｒにおいて該出射側偏光板２１Ｒの透過軸方向のものが透過されることで偏光方向を揃えられ、ダイクロイックプリズム２２に入射する。ダイクロイックプリズム２２では、そのダイクロイック面で反射され、投射レンズユニット２３に入る。

一方、ダイクロイックミラー１１を透過したＧ光及びＢ光のＳ偏光光は、さらに、ダイクロイックミラー１２に約４５゜の入射角で入射し、該ダイクロイックミラー１２で、Ｇ光のＳ偏光光は反射され、Ｂ光のＳ偏光光は透過される。反射されたＧ光のＳ偏光光は、コンデンサレンズ１３Ｇを介してＧ光用の映像表示素子１９Ｇの入射側偏光板１８Ｇに入射する。

該Ｇ光のＳ偏光光は、該入射側偏光板１８Ｇにおいて該入射側偏光板１８Ｇの透過軸方向のものが透過されることで偏光方向を揃えられ、Ｇ光用の映像表示素子１９Ｇに照射される。該映像表示素子１９Ｇでは、該Ｇ光のＳ偏光光が透過時に映像信号に基づいて変調され、Ｇ光のＰ偏光光の光学像を形成した光（光学像光）として出射される。映像表示素子１９Ｇから出射されたＧ光のＰ偏光光は、出射側偏光板２１Ｇに入射し、該出射側偏光板２１Ｇにおいて該出射側偏光板２１Ｇの透過軸方向のものが透過されることで偏光方向を揃えられ、ダイクロイックプリズム２２に入射する。該Ｇ光のＰ偏光光は、ダイクロイックプリズム２２内においてダイクロイック面で反射され、投射レンズユニット２３に入る。

また、上記ダイクロイックミラー１２を透過したＢ光のＳ偏光光は、リレーレンズ１５を経て反射ミラー８で反射され、さらにリレーレンズ１６を経て反射ミラー９で反射され、コンデンサレンズ１３Ｂを介してＢ光用の映像表示素子１９Ｂの入射側偏光板１８Ｂに入射する。該Ｂ光のＳ偏光光は、該入射側偏光板１８Ｂにおいても該入射側偏光板１８Ｂの透過軸方向のものが透過されることで偏光方向を揃えられ、Ｂ光用の映像表示素子１９Ｂに照射される。該映像表示素子１９Ｂでは、該Ｂ光のＳ偏光光が透過時に映像信号に基づいて変調され、Ｂ光のＰ偏光光の光学像を形成した光（光学像光）として出射される。映像表示素子１９Ｂから出射されたＢ光のＰ偏光光は、出射側偏光板２１Ｂに入射し、該出射側偏光板２１Ｂにおいて該出射側偏光板２１Ｂの透過軸方向のものが透過されることで偏光方向を揃えられ、ダイクロイックプリズム２２に入射する。ダイクロイックプリズム２２内において該Ｂ光のＰ偏光光はダイクロイック面で反射され、投射レンズユニット２３に入る。
上記のように、ダイクロイックプリズム２２からは、映像信号により変調されたＲ光のＰ偏光光と、Ｇ光のＰ偏光光と、Ｂ光のＰ偏光光とが互いに色合成された状態で出射され、白色光のＰ偏光光として投射レンズユニット２３に入り、該投射レンズユニット２３によりスクリーンなどに映像光として拡大投射される。

上記構成において、各入射側偏光板１８Ｒ、１８Ｇ、１８Ｂ及び各出射側偏光板２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂでは、それぞれの偏光素子層の透過軸を通過できない光は、該それぞれの偏光素子層を含む偏光板内で吸収されて熱に変り、それぞれの温度を上昇させる。酸化マグネシウム基板は、その放熱特性（熱伝導性）により該熱を外部に放熱し、該偏光素子層と偏光板全体の温度上昇を抑える。冷却用ファン２７は、冷却用ダクト（図示なし）等により流路２８を形成し、各入射側偏光板１８Ｒ、１８Ｇ、１８Ｂ、各出射側偏光板２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂ、各映像表示素子１９Ｒ、１９Ｇ、１９Ｂ等への冷却用空気の送風を行う。冷却用空気は、各入射側偏光板１８Ｒ、１８Ｇ、１８Ｂと各映像表示素子１９Ｒ、１９Ｇ、１９Ｂとの間の空隙部や、各出射側偏光板２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂと各映像表示素子１９Ｒ、１９Ｇ、１９Ｂとの間の空隙部などを流動し、これら入射側偏光板１８Ｒ、１８Ｇ、１８Ｂ、出射側偏光板２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂ、映像表示素子１９Ｒ、１９Ｇ、１９Ｂを冷却する。各入射側偏光板１８Ｒ、１８Ｇ、１８Ｂ及び各出射側偏光板２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂでは、各酸化マグネシウム基板から該冷却用空気側に放熱され、上記空気の流動により放熱効果が高められる。

なお、上記図３の構成例では偏光変換素子５からは、偏光変換の結果、Ｓ偏光光が出射されるようにしたが、これに限らず、Ｐ偏光光が出射されるようにしてもよい。この場合は、Ｒ、Ｇ、Ｂ各色光のＰ偏光光がそれぞれ、各入射側偏光板１８Ｒ、１８Ｇ、１８Ｂを透過し、対応する映像表示素子１９Ｒ、１９Ｇ、１９Ｂに照射され、該映像表示素子１９Ｒ、１９Ｇ、１９Ｂにおいて、透過時に映像信号に基づいて変調され、Ｒ、Ｇ、Ｂ各色光のＳ偏光光となって出射され、ダイクロイックプリズム２２で色合成される。

また、上記図１、図２の構成例では、１個の映像表示素子の入射側に、偏光素子層を酸化マグネシウム基板の片面に設けた入射側偏光板１個を配し、出射側に、偏光素子層を酸化マグネシウム基板の片面に設けた出射側偏光板１個を配する構成としたが、これに限らず、例えば、映像表示素子の出射側に、偏光素子層を１個の酸化マグネシウム基板の両側に設けた出射側偏光板１個を配する構成としてもよいし、または、偏光素子層を酸化マグネシウム基板の片面に設けた出射側偏光板２個を該映像表示素子の出射側に配する構成としてもよい。

上記図１〜図３を用いて述べた第１の実施形態によれば、偏光板において、酸化マグネシウム基板は立方晶構造を有するため、複屈折や、直線偏光の楕円偏光への変化もない。このため、偏光素子層での光の吸収や損失も少なく、明るくコントラストの高い映像表示を可能にする。また、酸化マグネシウム基板は、立方晶構造であるため、偏光素子層１８ａ、２１ａの透過軸（吸収軸）の方向に対しても方向性はなく、このために、偏光板としての組込時、偏光素子層の透過軸（吸収軸）に対する方向合わせ作業が不要となる。また、酸化マグネシウム基板自体の製造もし易いため、製造コストの低減化も可能となる。また、該酸化マグネシウム基板は、熱伝導性が良好なため、偏光素子層内や偏光板内に発生した熱を有効に放熱し、偏光板の温度上昇を抑えられる。さらに、偏光板は、保護層３０を備えた構成であるため、例えば、高温多湿の環境下においても、酸などによる酸化マグネシウム基板の侵食や白濁化などの光学部材の劣化を防止することができ、信頼性向上や長寿命化を図ることができる。これによって、光学ユニットや投射型映像表示装置においても、信頼性向上、長寿命化、高画質の映像表示、コスト低減などが可能となる。

図４〜図６は、本発明の第２の実施形態の説明図である。本第２の実施形態は、光学部材が、偏光板及び光の位相差を補償する視野角補償板である場合の例である。図４は、本発明による光学部材としての視野角補償板の断面構成例図、図５は、図４に示す構成の視野角補償板及び上記図１、図２に示した構成の偏光板の、映像表示素子に対する配置例図、図６は、図５の配置構成を用いた投射型映像表示装置の構成例図である。

図４において、５０は、本発明の光学部材としての視野角補償板、５０ｂは、立方晶構造の光透過性の基板としての酸化マグネシウム基板、３０は無機材から成る保護層、３１、３３は、保護層３０を形成する酸化アルミニウムの蒸着膜層（酸化アルミニウム層）、３２、３４は、同じく保護層３０を形成するフッ化マグネシウムの蒸着膜層（フッ化マグネシウム層）、３５は、同じく保護層３０の一部としての絶縁体層、４０は、例えばアクリル酸エステルなどの粘着材から成る粘着層、５０ａは、入射された光の位相差を補償する視野角補償処理を行う視野角補償素子を形成する素子層（以下、視野角補償素子層という）である。視野角補償板５０は、酸化マグネシウム基板５０ｂ上に、酸化アルミニウム層３１、フッ化マグネシウム層３２、酸化アルミニウム層３３、フッ化マグネシウム層３４がそれぞれ蒸着により形成され、さらに絶縁体層３５を介して粘着層４０が設けられ、該粘着層４０により視野角補償素子層５０ａが、保護層３０を介して、酸化マグネシウム基板５０ｂ側に固定されて成る。保護層３０内において、酸化アルミニウム層３１は、酸化マグネシウム基板５０ｂを保護するために設けられ、フッ化マグネシウム層３２、３４はそれぞれ、外部からの水分の浸入を防ぐために設けられ、酸化アルミニウム層３３は、フッ化マグネシウム層３２を保護するために設けられている。また、絶縁体層３５は、例えば二酸化ケイ素などで構成され、フッ化マグネシウム層３４への粘着層４０の影響を抑えるため、及び外部からの水分を防ぐために設けられている。
上記構成においては、上記視野角補償板５０が、例えば、高温多湿の環境内で使用され、粘着層４０に加水反応により酸が発生したような場合にも、該酸の、酸化マグネシウム基板５０ｂ側への浸入は、上記保護層３０特にフッ化マグネシウム層３２、３４によって阻止され、その結果、該酸化マグネシウム基板５０ｂの酸による侵食や白濁化などが防止される。

なお、上記図４の構成では、保護層３０として、２層の酸化アルミニウム層３１、３３と、２層のフッ化マグネシウム層３２、３４とを備えて成る構成としているが、１層の酸化アルミニウム層３１と、１層のフッ化マグネシウム層３２とを備えて成る構成としてもよいし、３層以上の酸化アルミニウム層と、３層以上のフッ化マグネシウム層とを備える構成としてもよい。さらに、酸化マグネシウム基板５０ｂなど立方晶構造の光透過性基板の両側に、保護層及び視野角補償層を設ける構成としてもよい。また、酸化アルミニウム層の層数とフッ化マグネシウム層の層数とは互いに異なるようにしてもよい。また、保護層３０に用いる無機材は、酸化アルミニウムやフッ化マグネシウムと同等以上の作用・効果が得られるものであれば、酸化アルミニウムやフッ化マグネシウム以外のものを用いてもよい。例えば、酸化アルミニウムの代替として、フッ化セリウムが挙げられる。さらに、酸化マグネシウム基板５０ｂについても、酸化マグネシウムと略同等以上の熱伝導率を有し、略同等以上の作用・効果が得られる立方晶構造の光透過性基板であれば、酸化マグネシウム基板５０ｂに替えてそれを用いてもよい。以下の説明では、これら諸構成も、上記図４に示した範囲の構成として説明する。

図５は、上記図４に示した構成の視野角補償板及び上記図１、図２に示した構成の偏光板の、映像表示素子に対する配置例図である。
図５において、１９は液晶パネル等の映像表示素子、１８は、映像表示素子１９の光入射側に設ける入射側偏光板、２１は、映像表示素子１９の光出射側に設ける出射側偏光板、５０は視野角補償板である。入射側偏光板１８及び出射側偏光板２１及び視野角補償板５０はともに、上記図４に含まれるとされた範囲の構成を有する。すなわち、入射側偏光板１８においては、１８ａは偏光素子層、１８ｂは、立方晶構造の光透過性の基板としての酸化マグネシウム基板、３０は、酸化アルミニウム層３１（図１）、フッ化マグネシウム層３２（同）、酸化アルミニウム層３３（同）、フッ化マグネシウム層３４（同）及び絶縁体層３５（同）から成る保護層、４０は、偏光素子層１８ａを、保護層３０を介して酸化マグネシウム基板１８ｂ側に固定する粘着層、また、出射側偏光板２１においては、２１ａは偏光素子層、２１ｂは、立方晶構造の光透過性の基板としての酸化マグネシウム基板、３０は保護層、４０は、偏光素子層２１ａを、保護層３０を介して酸化マグネシウム基板２１ｂ側に固定する粘着層、さらに、視野角補償板５０においては、５０ａは視野角補償素子層、５０ｂは、立方晶構造の光透過性の基板としての酸化マグネシウム基板、３０は、酸化アルミニウム層３１（図４）、フッ化マグネシウム層３２（同）、酸化アルミニウム層３３（同）、フッ化マグネシウム層３４（同）及び絶縁体層３５（同）から成る保護層、４０は、視野角補償素子層５０ａを、保護層３０を介して酸化マグネシウム基板５０ｂ側に固定する粘着層である。２６は、偏光変換されかつ色分離された色光であるＲ光、Ｇ光、Ｂ光いずれかの入射偏光光、Ｘ−Ｘ'は、該入射偏光光２６の直線偏光の偏光方向である。入射側偏光板１８、出射側偏光板２１、視野角補償板５０はそれぞれ、偏光素子層１８ａ、２１ａ及び視野角補償素子層５０ａを、酸化マグネシウム基板１８ｂ、２１ｂ、５０ｂに対し映像表示素子１９側に配し、視野角補償板５０は、映像表示素子１９の出射側において、出射側偏光板２１と映像表示素子１９との間に配する。偏光素子層１８ａはＸ−Ｘ'方向を透過軸とし、偏光素子層２１ａはＸ−Ｘ'方向に対し直角な方向を透過軸としているものとする。また、入射側偏光板１８と映像表示素子１９との間、該映像表示素子１９と視野角補償板５０との間及び該視野角補償板５０と出射側偏光板２１との間にはそれぞれ、相互間を隔てる空隙が設けられている。

上記構成において、所定の色光のＰ偏光光またはＳ偏光光の入射偏光光２６は、入射側偏光板１８の酸化マグネシウム基板１８ｂ、保護層３０及び粘着層４０を通過して、偏光素子層１８ａに入射する。偏光素子層１８ａは、偏光光のうち該偏光素子層１８ａの透過軸に平行な偏光方向成分すなわちＸ−Ｘ'方向の成分を通過させる。偏光素子層１８ａを通過しない偏光光は、該偏光素子層１８ａを含む入射側偏光板１８内で吸収されて熱に変わる。偏光素子層１８ａを通過した偏光光は、映像表示素子１９に照射され、該映像表示素子１９では該照射された偏光光は映像信号の階調に応じて変調される。該変調された色光の偏光光は、視野角補償板５０の視野角補償素子層５０ａに入射する。該視野角補償素子層５０ａでは光の位相差を補償する視野角補償処理が行われる。視野角補償素子層５０ａを通過した偏光光は、粘着層４０、保護層３０及び酸化マグネシウム基板５０ｂを通過して、次の出射側偏光板２１の偏光素子層２１ａに入射する。偏光素子層２１ａでも、入射した偏光光のうち該偏光素子層２１ａの透過軸に平行な偏光方向成分すなわちＸ−Ｘ'方向に直角な方向の成分を通過させる。偏光素子層２１ａを通過しない偏光光は、該偏光素子層２１ａを含む入射側偏光板２１内で吸収され熱に変わる。該偏光素子層２１ａを通過した偏光光はさらに、粘着層４０、保護層３０及び酸化マグネシウム基板２１ｂを通過して次段の光学系側に出射される。

上記において、酸化マグネシウム基板１８ｂ、５０ｂ、２１ｂはそれぞれ、立方晶構造を有するため、複屈折もなく、直線偏光の楕円偏光への変化もない。このため、偏光素子層１８ａ、２１ａや視野角補償素子層５０ａでの光の吸収や損失も少なく、明るくコントラストの高い映像が得られる。また、酸化マグネシウム基板１８ｂ、５０ｂ、２１ｂはそれぞれ、上記のように立方晶構造であるため、偏光素子層１８ａ、２１ａの透過軸（吸収軸）の方向に対しても方向性はなく、このため、偏光板としての組込時、該偏光素子層１８ａ、２１ａの透過軸（吸収軸）に対する方向合わせ作業は不要となるし、また、視野角補償板５０においても、酸化マグネシウム基板５０ｂは、視野角補償素子層５０ａに対しての方向合わせ作業が不要となる。また、該酸化マグネシウム基板１８ｂ、５０ｂ、２１ｂはそれぞれ、その良好な熱伝導性により、入射側偏光板１８、視野角補償板５０、出射側偏光板２１それぞれの内部の熱を放熱し、それぞれの温度上昇を抑える。また、該酸化マグネシウム基板１８ｂ、２１ｂ、５０ｂは、立方晶構造であるために、サファイア基板などに比べ、製造し易く、低コスト化が可能である。さらに、入射側偏光板１８、出射側偏光板２１及び視野角補償板５０はそれぞれ、保護層３０を設けてあるため、例えば、高温多湿の環境下などで、それぞれの粘着層４０に加水反応により酸が発生したような場合にも、該酸の、酸化マグネシウム基板１８ｂ、２１ｂ、５０ｂ側への浸入を阻止することができ、該酸化マグネシウム基板１８ｂ、２１ｂ、５０ｂの酸による侵食や白濁化などの光学部材の劣化が防止される。これによって、光学部材としての信頼性向上、長寿命化が図られ、高画質の映像表示が可能となる。

上記図５の構成において、入射側偏光板１８、出射側偏光板２１、視野角補償板５０のうちの一部のものまたは全部のものは、基板として、立方晶構造の光透過性基板であって、酸化マグネシウムと略同等以上の熱伝導率を有し、略同等以上の作用・効果が得られる基板であれば、酸化マグネシウム基板以外の基板を用いてもよい。また、入射側偏光板１８、出射側偏光板２１のいずれか一方は、酸化マグネシウム等の立方晶構造の光透過性基板を用いない構成であってもよい。

図６は、図５の配置構成を用いた投射型映像表示装置の構成例図である。
図６において、５０Ｒ、５０Ｇ、５０Ｂはそれぞれ、Ｒ光、Ｇ光、Ｂ光用の視野角補償板である。他の符号は、上記図３に示す第１の実施形態の場合と同様である。視野角補償板５０Ｒ、５０Ｇ、５０Ｂはそれぞれ、上記図４に含まれる範囲の構成を備えているものとする。本図６の構成でも、光源１から投射レンズユニット２３までの上記諸要素は、投射型映像表示装置における光学ユニットを構成している。

かかる構成において、Ｒ光用の映像表示素子１９Ｒの入射側偏光板１８Ｒに入射したＲ光のＳ偏光光は、該入射側偏光板１８Ｒにおいて該入射側偏光板１８Ｒの透過軸方向のものが透過されることで偏光方向を揃えられ、Ｒ光用の映像表示素子１９Ｒに照射される。該映像表示素子１９Ｒでは、該Ｒ光のＳ偏光光が透過時に映像信号に基づいて変調され、Ｒ光のＰ偏光光の光学像を形成した光（光学像光）となって出射される。映像表示素子１９Ｒから出射されたＲ光のＰ偏光光（光学像光）は、視野角補償板５０Ｒに入射され、該視野角補償板５０Ｒ中で光の位相差を補償され、さらに出射側偏光板２１Ｒに入射し、該出射側偏光板２１Ｒにおいて該出射側偏光板２１Ｒの透過軸方向のものが透過されることで偏光方向を揃えられ、ダイクロイックプリズム２２に入射する。

また、Ｇ光用の映像表示素子１９Ｇの入射側偏光板１８Ｇに入射したＧ光のＳ偏光光は、該入射側偏光板１８Ｇにおいて該入射側偏光板１８Ｇの透過軸方向のものが透過されることで偏光方向を揃えられ、Ｇ光用の映像表示素子１９Ｇに照射される。該映像表示素子１９Ｇでは、該Ｇ光のＳ偏光光が透過時に映像信号に基づいて変調され、Ｇ光のＰ偏光光の光学像を形成した光（光学像光）となって出射される。映像表示素子１９Ｇから出射されたＧ光のＰ偏光光（光学像光）は、視野角補償板５０Ｇに入射され、該視野角補償板５０Ｇ中で光の位相差を補償され、さらに出射側偏光板２１Ｇに入射し、該出射側偏光板２１Ｇにおいて該出射側偏光板２１Ｇの透過軸方向のものが透過されることで偏光方向を揃えられ、ダイクロイックプリズム２２に入射する。

同様に、Ｂ光用の映像表示素子１９Ｂの入射側偏光板１８Ｂに入射したＢ光のＳ偏光光は、該入射側偏光板１８Ｂにおいて該入射側偏光板１８Ｂの透過軸方向のものが透過されることで偏光方向を揃えられ、Ｂ光用の映像表示素子１９Ｂに照射される。該映像表示素子１９Ｂでは、該Ｂ光のＳ偏光光が透過時に映像信号に基づいて変調され、Ｂ光のＰ偏光光の光学像を形成した光（光学像光）となって出射される。映像表示素子１９Ｂから出射されたＢ光のＰ偏光光（光学像光）は、視野角補償板５０Ｂに入射し、該視野角補償板５０Ｂ中で光の位相差を補償され、さらに出射側偏光板２１Ｂに入射し、該出射側偏光板２１Ｂにおいて該出射側偏光板２１Ｂの透過軸方向のものが透過されることで偏光方向を揃えられ、ダイクロイックプリズム２２に入射する。

図６において、他の部分の作用は上記図３に示す第１の実施形態の場合と同様である。なお、図６の構成例でも、偏光変換素子５からは、偏光変換の結果、Ｓ偏光光が出射されるようにしたが、これに限らず、Ｐ偏光光が出射されるようにしてもよい。この場合は、Ｒ、Ｇ、Ｂ各色光のＰ偏光光がそれぞれ、各入射側偏光板１８Ｒ、１８Ｇ、１８Ｂを透過し、対応する映像表示素子１９Ｒ、１９Ｇ、１９Ｂに照射され、該映像表示素子１９Ｒ、１９Ｇ、１９Ｂにおいて、透過時に映像信号に基づいて変調され、Ｒ、Ｇ、Ｂ各色光のＳ偏光光となって出射され、ダイクロイックプリズム２２で色合成される。

また、上記図４、図５の構成例でも、１個の映像表示素子の入射側に、偏光素子層を酸化マグネシウム基板の片面に設けた入射側偏光板１個を配し、出射側に、偏光素子層を酸化マグネシウム基板の片面に設けた出射側偏光板１個を配する構成としたが、これに限らず、例えば、映像表示素子の出射側に、偏光素子層を１個の酸化マグネシウム基板の両側に設けた出射側偏光板１個を配する構成としてもよいし、または、偏光素子層を酸化マグネシウム基板の片面に設けた出射側偏光板２個を該液晶パネルの出射側に配する構成としてもよい。

上記図４〜図６を用いて述べた第２の実施形態によれば、酸化マグネシウム基板は立方晶構造を有するため、複屈折や、直線偏光の楕円偏光への変化もないため、光の吸収や損失も少なく、明るくコントラストの高い映像表示を可能にする。また、偏光板や視野角補償板の組込時、酸化マグネシウム基板の、偏光素子層の透過軸（吸収軸）や視野角補償素子層に対しての方向合わせの調整が不要となり、組込みの作業性を高められる。また、酸化マグネシウム基板自体は製造し易いため、製造コストの低減化も可能となる。また、該酸化マグネシウム基板は、熱伝導性が良好なため、偏光板や光学部材に発生した熱を有効に放熱され、温度上昇が抑えられる。さらに、偏光板は、保護層３０を備えた構成であるため、高温多湿の環境下などにおいても、酸などによる酸化マグネシウム基板の侵食や白濁化などの材質劣化を防止することができ、信頼性向上や長寿命化を図ることができる。これによって、光学ユニットや投射型映像表示装置においても、信頼性向上、長寿命化、高画質の映像表示、コスト低減などが可能となる。

図７〜図９は、本発明の第３の実施形態の説明図である。本第３の実施形態は、光学部材として、１枚の基板の一方の面側には偏光素子層を設け、他方の面側には視野角補償素子層を設けた構成とし、１つの部材内で偏光処理と視野角補償処理とを行うようにした場合の例である。図７は、本発明による光学部材の断面構成例図、図８は、図７に示す構成の光学部材と上記図１に示した構成の偏光板の、映像表示素子に対する配置例図、図９は、図８の配置構成を用いた投射型映像表示装置の構成例図である。

図７において、７０は、本発明の光学部材、７０ｂは、立方晶構造の光透過性の基板としての酸化マグネシウム基板、３０は無機材から成る保護層、３１、３３は、保護層３０を形成する酸化アルミニウムの蒸着膜層（酸化アルミニウム層）、３２、３４は、同じく保護層３０を形成するフッ化マグネシウムの蒸着膜層（フッ化マグネシウム層）、３５は、同じく保護層３０の一部としての絶縁体層、４０は、例えばアクリル酸エステルなどの粘着材から成る粘着層、７０ａは偏光素子層、７０ｃは視野角補償素子層である。酸化マグネシウム基板７０ｂの両平面上にそれぞれ、酸化アルミニウム層３１、フッ化マグネシウム層３２、酸化アルミニウム層３３、フッ化マグネシウム層３４がそれぞれ蒸着により形成され、さらに絶縁体層３５を介して粘着層４０が設けられ、一方の面側では、該粘着層４０により偏光素子層７０ａが固定され、他方の面側では、該粘着層４０により視野角補償素子層７０ｃが固定されている。酸化マグネシウム基板７０ｂの両平面上の保護層３０のそれぞれにおいて、酸化アルミニウム層３１は、酸化マグネシウム基板７０ｂを保護するために設けられ、フッ化マグネシウム層３２、３４はそれぞれ、外部からの水分の浸入を防ぐために設けられ、酸化アルミニウム層３３は、フッ化マグネシウム層３２を保護するために設けられている。また、絶縁体層３５は、例えば二酸化ケイ素などで構成され、フッ化マグネシウム層３４への粘着層４０の影響を抑えるため及び外部からの水分を防ぐために設けられている。
上記構成においては、上記光学部材７０が、例えば、高温多湿の環境内で使用され、粘着層４０での加水反応によって酸が発生した場合にも、該酸の、酸化マグネシウム基板７０ｂ側への浸入は、該酸化マグネシウム基板７０ｂの両平面上の上記保護層３０特にフッ化マグネシウム層３２、３４によって阻止され、その結果、該酸化マグネシウム基板７０ｂの酸による侵食や白濁化などが防止される。

なお、上記図７の構成では、酸化マグネシウム基板７０ｂ上の各保護層３０として、２層の酸化アルミニウム層３１、３３と、２層のフッ化マグネシウム層３２、３４とを備えて成る構成としているが、１層の酸化アルミニウム層３１と、１層のフッ化マグネシウム層３２とを備えて成る構成としてもよいし、３層以上の酸化アルミニウム層と、３層以上のフッ化マグネシウム層とを備えて成る構成としてもよい。また、酸化アルミニウム層の層数とフッ化マグネシウム層の層数とは互いに異なるようにしてもよい。また、保護層３０に用いる無機材は、酸化アルミニウムやフッ化マグネシウムと同等以上の作用・効果が得られるものであれば、酸化アルミニウムやフッ化マグネシウム以外のものを用いてもよい。例えば、酸化アルミニウムの代替として、フッ化セリウムが挙げられる。さらに、酸化マグネシウム基板７０ｂについても、酸化マグネシウムと同等以上の熱伝導率を有し、同等以上の作用・効果が得られる立方晶構造の光透過性基板であれば、酸化マグネシウム基板７０ｂに替えてそれを用いてもよい。以下の説明では、これらの構成も、上記図７に示した範囲の構成として説明する。

図８は、上記図７に示した構成の光学部材及び上記図１に示した構成の偏光板の、映像表示素子に対する配置例図である。

図８において、１９は映像表示素子、１８は、映像表示素子１９の光入射側に設ける入射側偏光板、７０は、映像表示素子１９の光出射側に設け、偏光素子層と視野角補償素子とを１枚の酸化マグネシウム基板７０ｂ上に保護層３０を介して備えた光学部材である。入射側偏光板１８は、上記図１に含まれるとされた範囲の構成を有し、光学部材７０は、上記図７に含まれるとされた範囲の構成を有する。２６は、偏光変換されかつ色分離された色光であるＲ光、Ｇ光、Ｂ光いずれかの入射偏光光、Ｘ−Ｘ'は、該入射偏光光２６の直線偏光の偏光方向である。入射側偏光板１８、光学部材７０はそれぞれ、偏光素子層１８ａ、７０ａを、酸化マグネシウム基板１８ｂ、７０ｂに対し映像表示素子１９側に配してある。偏光素子層１８ａはＸ−Ｘ'方向を透過軸とし、偏光素子層７０ａはＸ−Ｘ'方向に対し直角な方向を透過軸としているものとする。また、入射側偏光板１８と映像表示素子１９との間、該映像表示素子１９と光学部材７０との間にはそれぞれ、相互間を隔てる空隙が設けられている。

上記構成において、所定の色光のＰ偏光光またはＳ偏光光の入射偏光光２６は、入射側偏光板１８の酸化マグネシウム基板１８ｂ、保護層３０及び粘着層４０を通過して、偏光素子層１８ａに入射する。偏光素子層１８ａは、偏光光のうち該偏光素子層１８ａの透過軸に平行な偏光方向成分すなわちＸ−Ｘ'方向の成分を通過させる。偏光素子層１８ａを通過しない偏光光は、該偏光素子層１８ａを含む入射側偏光板１８内で吸収されて熱に変わる。偏光素子層１８ａを通過した偏光光は、映像表示素子１９に照射され、該映像表示素子１９では該照射された偏光光は映像信号の階調に応じて変調される。該変調された色光の偏光光は、光学部材７０の偏光素子層７０ａに入射する。偏光素子層７０ａでも、入射した偏光光のうち該偏光素子層７０ａの透過軸に平行な偏光方向成分すなわちＸ−Ｘ'方向に直角な方向の成分を通過させる。偏光素子層７０ａを通過しない偏光光は、該偏光素子層７０ａを含む光学部材７０内で吸収されて熱に変わる。該偏光素子層７０ａを通過した偏光光はさらに、粘着層４０、保護層３０及び酸化マグネシウム基板７０ｂを通過してさらに、該酸化マグネシウム基板７０ｂの他方の面側に配された保護層３０及び粘着層４０を経て、視野角補償素子層７０ｃに入射する。偏光光は、該視野角補償素子層７０ｃでは光の位相差を補償する視野角補償処理が行われ、次段の光学系に出射される。

上記において、酸化マグネシウム基板１８ｂ、７０ｂはそれぞれ、立方晶構造を有するため、複屈折もなく、直線偏光の楕円偏光への変化もない。このため、偏光素子層１８ａや光学部材７０での光の吸収や損失も少なく、明るくコントラストの高い映像が得られる。また、酸化マグネシウム基板１８ｂ、７０ｂはそれぞれ、上記のように立方晶構造であるため、偏光素子層１８ａ、７０ａの透過軸（吸収軸）の方向に対しても方向性はなく、このため、組込時、該偏光素子層１８ａ、７０ａの透過軸（吸収軸）に対する方向合わせ作業は不要となるし、また、酸化マグネシウム基板７０ｂは、視野角補償素子層７０ｃに対しての方向合わせ作業も不要となる。また、該酸化マグネシウム基板１８ｂ、７０ｂは、その良好な熱伝導性に基づく放熱により、入射側偏光板１８や光学部材７０の温度上昇を抑える。また、該酸化マグネシウム基板１８ｂ、７０ｂは、サファイア基板などに比べて製造し易く、低コスト化が可能である。さらに、入射側偏光板１８、光学部材７０はそれぞれ、保護層３０を設けてあるため、例えば、高温多湿の環境下においても、酸化マグネシウム基板１８ｂ、７０ｂ側への酸などの浸入が阻止される。この結果、該酸化マグネシウム基板１８ｂ、７０ｂの酸などによる侵食や白濁化などの光学部材の劣化が防止される。これによって、光学部材としての信頼性向上、長寿命化が図られ、高画質の映像表示が可能となる。

上記図８の構成において、入射側偏光板１８、光学部材７０のいずれか一方または両方は、基板として、立方晶構造の光透過性基板であって、酸化マグネシウムと略同等以上の熱伝導率を有し、略同等以上の作用・効果が得られる基板であれば、酸化マグネシウム基板以外の基板を用いてもよい。さらに、入射側偏光板１８、光学部材７０のいずれか一方は、酸化マグネシウム等の立方晶構造の光透過性基板を用いない構成であってもよい。

図９は、図８の配置構成を用いた投射型映像表示装置の構成例図である。
図９において、７０Ｒ、７０Ｇ、７０Ｂはそれぞれ、Ｒ光、Ｇ光、Ｂ光用の光学部材であって、それぞれが上記図７に示した構成を有している。他の符号は、上記図３における構成や図６における構成の場合と同様である。光学部材７０Ｒ、７０Ｇ、７０Ｂはそれぞれ、上記図７に含まれる範囲の構成を備えているものとする。本図９の構成でも、光源１から投射レンズユニット２３までの諸構成要素は、投射型映像表示装置における光学ユニットを構成している。

かかる構成において、Ｒ光用の映像表示素子１９Ｒの入射側偏光板１８Ｒに入射したＲ光のＳ偏光光は、該入射側偏光板１８Ｒにおいて該入射側偏光板１８Ｒの透過軸方向のものが透過されることで偏光方向を揃えられ、Ｒ光用の映像表示素子１９Ｒに照射される。該映像表示素子１９Ｒでは、該Ｒ光のＳ偏光光が透過時に映像信号に基づいて変調され、Ｒ光のＰ偏光光の光学像を形成した光（光学像光）となって出射される。映像表示素子１９Ｒから出射されたＲ光のＰ偏光光（光学像光）は、光学部材７０Ｒに入射し、該光学部材７０Ｒで光の位相差を補償されるとともに偏光方向を揃えられた後、ダイクロイックプリズム２２側に出射される。

また、Ｇ光用の映像表示素子１９Ｇの入射側偏光板１８Ｇに入射したＧ光のＳ偏光光は、該入射側偏光板１８Ｇにおいて該入射側偏光板１８Ｇの透過軸方向のものが透過されることで偏光方向を揃えられ、Ｇ光用の映像表示素子１９Ｇに照射される。該映像表示素子１９Ｇでは、該Ｇ光のＳ偏光光が透過時に映像信号に基づいて変調され、Ｇ光のＰ偏光光の光学像を形成した光（光学像光）となって出射される。映像表示素子１９Ｇから出射されたＧ光のＰ偏光光（光学像光）は、光学部材７０Ｇに入射し、該光学部材７０Ｇで光の位相差を補償されるとともに偏光方向を揃えられた後、ダイクロイックプリズム２２側に出射される。

同様に、Ｂ光用の映像表示素子１９Ｂの入射側偏光板１８Ｂに入射したＢ光のＳ偏光光は、該入射側偏光板１８Ｂにおいて該入射側偏光板１８Ｂの透過軸方向のものが透過されることで偏光方向を揃えられ、Ｂ光用の映像表示素子１９Ｂに照射される。該映像表示素子１９Ｂでは、該Ｂ光のＳ偏光光が透過時に映像信号に基づいて変調され、Ｂ光のＰ偏光光の光学像を形成した光（光学像光）となって出射される。映像表示素子１９Ｂから出射されたＢ光のＰ偏光光（光学像光）は、光学部材７０Ｂに入射し、該光学部材７０Ｂで光の位相差を補償されるとともに偏光方向を揃えられた後、ダイクロイックプリズム２２側に出射される。
図９において、他の部分の作用は上記図３における構成や図６における構成の場合と同様である。なお、図９の構成例でも、偏光変換素子５からは、偏光変換の結果、Ｓ偏光光が出射されるようにしたが、これに限らず、Ｐ偏光光が出射されるようにしてもよい。

上記図７〜図９を用いて述べた第３の実施形態によれば、酸化マグネシウム基板は立方晶構造を有するため、複屈折や、直線偏光の楕円偏光への変化もないため、光の吸収や損失も少なく、明るくコントラストの高い映像表示を可能にする。また、偏光板１８や光学部材７０との組込時、酸化マグネシウム基板の、偏光素子層の透過軸（吸収軸）や視野角補償素子層に対しての方向合わせの調整が不要となり、組込みの作業性を高められる。酸化マグネシウム基板自体は製造し易いため、製造コストの低減化も可能となる。また、該酸化マグネシウム基板は、熱伝導性が良好なため、偏光板や光学部材に発生した熱を有効に放熱され、温度上昇が抑えられる。さらに、偏光板は、保護層３０を備えた構成であるため、例えば、高温多湿の環境下などにおいても、酸などによる酸化マグネシウム基板の侵食や白濁化などの光学部材の劣化を防止することができ、信頼性向上や長寿命化を図ることができる。これによって、光学ユニットや投射型映像表示装置においても、信頼性向上、長寿命化、高画質の映像表示、コスト低減などが可能となる。特に、本第３の実施形態では、光学部材として、１枚の基板上に偏光素子層と視野角補償素子層とを形成してあるため、小型・コンパクトな構成で偏光処理と視野角補償処理とを行うことができる。

なお、上記各実施形態では、視野角補償板または視野角補償素子層を有する光学部材は、映像表示素子の光出射側に配する構成としたが、これに限らず、映像表示素子の光入射側に配するようにしてもよいし、光入射側と光出射側の両方に配するようにしてもよい。また、上記各実施形態では、投射型映像表示装置として、映像表示素子を３個用いるものにつき説明したが、本発明はこれには限定されず、例えば映像表示素子を１個用いる構成のものであってもよい。

第１の実施形態における偏光板の構成例図である。 第１の実施形態における偏光板の配置例図である。 第１の実施形態における投射型映像表示装置の構成例図である。 第２の実施形態における偏光板の構成例図である。 第２の実施形態における偏光板及び視野角補償板の配置例図である。 第２の実施形態における投射型映像表示装置の構成例図である。 第３の実施形態における光学部材の構成例図である。 第３の実施形態における偏光板及び光学部材の配置例図である。 第３の実施形態における投射型映像表示装置の構成例図である。

符号の説明

１…光源、
２…リフレクタ、
３…第１のアレイレンズ、
４…第２のアレイレンズ、
５…偏光変換素子、
６…集光レンズ、
７、８、９、１０…反射ミラー、
１１、１２…ダイクロイックミラー、
１３Ｒ、１３Ｇ、１３Ｂ…コンデンサレンズ、
１５、１６…リレーレンズ、
１８ａ、２１ａ、７０ａ…偏光素子層、
１８ｂ、２１ｂ、５０ｂ、７０ｂ…酸化マグネシウム基板、
１９、１９Ｒ、１９Ｇ、１９Ｂ…映像表示素子、
１８、１８Ｒ、１８Ｇ、１８Ｂ…入射側偏光板、
２１…偏光板（または出射側偏光板）、
２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂ…出射側偏光板、
２２…ダイクロイックプリズム、
２３…投射レンズユニット、
２６…入射偏光光、
２７…冷却用ファン、
２８…冷却用空気の流路、
３０…保護層、
３１、３３…酸化アルミニウム層、
３２、３４…フッ化マグネシウム層、
３５…絶縁体層、
４０…粘着層、
５０、５０Ｒ、５０Ｇ、５０Ｂ…視野角補償板、
５０ａ、７０ｃ…視野角補償素子層、
７０、７０Ｒ、７０Ｇ、７０Ｂ…光学部材、
１００…駆動回路。

Claims (9)

1. 投射型映像表示装置において映像表示素子に対し光の入射側、出射側のいずれか一方または両方に配される光学部材であって、
   立方晶構造の光透過性の基板上に、所定の偏光方向の光を通す偏光素子または光の位相差を補償する視野角補償素子の少なくとも一方を形成する素子層と、
   粘着材から成り、上記素子層を上記基板に固定する粘着層と、
   無機材から成り、上記粘着層と上記基板との間に形成され、該粘着層の加水反応による酸から上記基板を保護する保護層とを備え、
   上記保護層は、第１の物質で構成された第１の層と、第２の物質で構成され該第１の層を保護する第２の層とを備えて成る
   ことを特徴とする光学部材。
2. 上記保護層は、上記第１の層がフッ化マグネシウムの層であり、上記第２の層が酸化アルミニウムの層である請求項１に記載の光学部材。
3. 上記保護層は、上記粘着層側に上記粘着層の影響を抑える第３の物質で構成された第３の層を有する構成である請求項１または請求項２に記載の光学部材。
4. 上記保護層は、上記第３の層の上記第３の物質が二酸化ケイ素である請求項３に記載の光学部材。
5. 上記光透過性の基板は、酸化マグネシウムで構成される請求項１に記載の光学部材。
6. 上記光透過性の基板の一方の面側には上記偏光素子が配され、他方の面側には上記視野角補償素子が配されている請求項１に記載の光学部材。
7. 光源側からの光を映像表示素子に照射し映像信号に基づき変調して光学像を形成する投射型映像表示装置用の光学ユニットであって、
   上記光源側からの光から赤、緑、青の各色光を分離する色分離手段と、
   請求項１から６のいずれかに記載の光学部材と、
   上記映像表示素子で形成された赤、緑、青の各色光の光学像を色合成する色合成手段と、
   上記色合成された光学像を拡大投射する投射レンズユニットと、
   を備えたことを特徴とする光学ユニット。
8. 光源側からの光を映像表示素子に照射し映像信号に基づき変調して光学像を形成する投射型映像表示装置であって、
   上記光源側の光から赤、緑、青の各色光を分離する色分離手段と、
   請求項１から６のいずれかに記載の光学部材と、
   上記映像表示素子を映像信号に基づき駆動する駆動回路と、
   上記映像表示素子で形成された赤、緑、青の各色光の光学像を色合成する色合成手段と、
   上記色合成された光学像を拡大投射する投射レンズユニットと、
   を備えたことを特徴とする投射型映像表示装置。
9. 上記色分離手段には、上記光源側からの光の偏光方向を揃えた所定の偏光光が入射され、上記光学部材には、色分離された偏光光が入射される請求項８に記載の投射型映像表示装置。

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