JPH07318861A - 板状偏光素子、該板状偏光素子を用いた偏光照明装置および前記板状偏光素子を用いたプロジェクター - Google Patents
板状偏光素子、該板状偏光素子を用いた偏光照明装置および前記板状偏光素子を用いたプロジェクターInfo
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- JPH07318861A JPH07318861A JP6105136A JP10513694A JPH07318861A JP H07318861 A JPH07318861 A JP H07318861A JP 6105136 A JP6105136 A JP 6105136A JP 10513694 A JP10513694 A JP 10513694A JP H07318861 A JPH07318861 A JP H07318861A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 簡単な構成で偏光分離効率が高い板状偏光素
子を提供する。 【構成】 それぞれ屈折率が１．６以上の３枚の透明ガ
ラス板４ａが、光軸Ｌに対して入射角θ0 が略ブリュー
スター角になるように配置されている。板状偏光素子４
での反射光ＲはＳ偏光光に変換され、板状偏光素子４で
の透過光Ｔは効率的にＰ偏光光に変換される。
子を提供する。 【構成】 それぞれ屈折率が１．６以上の３枚の透明ガ
ラス板４ａが、光軸Ｌに対して入射角θ0 が略ブリュー
スター角になるように配置されている。板状偏光素子４
での反射光ＲはＳ偏光光に変換され、板状偏光素子４で
の透過光Ｔは効率的にＰ偏光光に変換される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、無偏光の光から偏光光
を取り出す偏光素子、および偏光光を変調するデバイス
などを照明する偏光照明装置に関する。
を取り出す偏光素子、および偏光光を変調するデバイス
などを照明する偏光照明装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、無偏光の光を偏光状態が互いに異
なる一対の偏光光（Ｐ偏光光とＳ偏光光）に分離する手
段としては、入射光の光軸に対して入射角が略ブリュー
スター角となるように複数の透明平板を配置した板状偏
光素子が知られている。透明平板としては、入手が容易
なこともあって白板が一般に用いられており、その屈折
率は約１．５である。
なる一対の偏光光（Ｐ偏光光とＳ偏光光）に分離する手
段としては、入射光の光軸に対して入射角が略ブリュー
スター角となるように複数の透明平板を配置した板状偏
光素子が知られている。透明平板としては、入手が容易
なこともあって白板が一般に用いられており、その屈折
率は約１．５である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の板状偏光素子では偏光分離効率が悪いという問
題点があった。例えば、透明平板を３枚重ね合わせたと
き、Ｐ偏光光の透過率は１００％であるが、Ｓ偏光光の
透過率は４１．９％であり、｜Ｐ−Ｓ｜／（Ｐ＋Ｓ）で
表わされる偏光度は０．４１という低い値しか得られな
くなってしまう。すなわち偏光分離効率が悪い。
た従来の板状偏光素子では偏光分離効率が悪いという問
題点があった。例えば、透明平板を３枚重ね合わせたと
き、Ｐ偏光光の透過率は１００％であるが、Ｓ偏光光の
透過率は４１．９％であり、｜Ｐ−Ｓ｜／（Ｐ＋Ｓ）で
表わされる偏光度は０．４１という低い値しか得られな
くなってしまう。すなわち偏光分離効率が悪い。
【０００４】そこで、複数の透明平板の表面に、Ｐ偏光
成分とＳ偏光成分の透過率が異なるような特性の誘電体
薄膜をコーティングして偏光分離特性を向上させること
が考えられる。しかしこの場合は、入射角が変化すると
分光特性が変化し、分光特性のフラットなものが得にく
くなってしまう。また、誘電体薄膜は十数層も必要とな
るため製造工程も大幅に増加し、高価なものとなってし
まう。
成分とＳ偏光成分の透過率が異なるような特性の誘電体
薄膜をコーティングして偏光分離特性を向上させること
が考えられる。しかしこの場合は、入射角が変化すると
分光特性が変化し、分光特性のフラットなものが得にく
くなってしまう。また、誘電体薄膜は十数層も必要とな
るため製造工程も大幅に増加し、高価なものとなってし
まう。
【０００５】本発明は上記問題点に鑑みてなされたもの
であり、簡単な構成で偏光分離効率が高い板状偏光素子
を提供することを目的とし、また、このような板状偏光
素子を用いることで光源からの光を効率的に所定の偏光
光に変換できる偏光照明装置およびプロジェクターを提
供することを目的とする。
であり、簡単な構成で偏光分離効率が高い板状偏光素子
を提供することを目的とし、また、このような板状偏光
素子を用いることで光源からの光を効率的に所定の偏光
光に変換できる偏光照明装置およびプロジェクターを提
供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明の板状偏光素子は、光軸に対して入射角が略ブリ
ュースター角となるように複数の透明平板を配置した板
状偏光素子において、前記各透明平板の屈折率が、それ
ぞれ１．６以上であることを特徴とする。
本発明の板状偏光素子は、光軸に対して入射角が略ブリ
ュースター角となるように複数の透明平板を配置した板
状偏光素子において、前記各透明平板の屈折率が、それ
ぞれ１．６以上であることを特徴とする。
【０００７】この場合、前記各透明平板は、それぞれア
ッベ数が４１．５以下であってもよい。
ッベ数が４１．５以下であってもよい。
【０００８】また、前記各透明平板は、それぞれ屈折率
が１．８以上であってもよく、この場合、前記各透明平
板は、それぞれアッベ数が２７以下であってもよい。本
発明の偏光聡明装置は、無偏光光を発する光源と、該光
源からの無偏光光を偏光状態が互いに異なる一対の偏光
光に分離する偏光分離装置と、前記一対の偏光光のうち
一方の偏光光の偏光状態を変換して他方の偏光光の偏光
状態と一致させ、前記一対の偏光光の進行方向を一致さ
せる偏光変換装置とを有する偏光照明装置において、前
記偏光分離装置として、上記本発明の板状偏光素子を用
いたことを特徴とする。
が１．８以上であってもよく、この場合、前記各透明平
板は、それぞれアッベ数が２７以下であってもよい。本
発明の偏光聡明装置は、無偏光光を発する光源と、該光
源からの無偏光光を偏光状態が互いに異なる一対の偏光
光に分離する偏光分離装置と、前記一対の偏光光のうち
一方の偏光光の偏光状態を変換して他方の偏光光の偏光
状態と一致させ、前記一対の偏光光の進行方向を一致さ
せる偏光変換装置とを有する偏光照明装置において、前
記偏光分離装置として、上記本発明の板状偏光素子を用
いたことを特徴とする。
【０００９】本発明のプロジェクターは、無偏光光を発
する光源と、該光源からの無偏光光を偏光状態が互いに
異なる一対の偏光光に分離する偏光分離装置と、前記一
対の偏光光のうち一方の偏光光の偏光状態を変換して他
方の偏光光の偏光状態と一致させ、前記一対の偏光光の
進行方向を一致させる偏光変換装置と、前記一対の偏光
光を変調することにより画像光を形成する画像形成装置
と、前記画像光を投射する投射レンズとと有するプロジ
ェクターにおいて、前記偏光分離装置として、上記本発
明の板状偏光素子を用いたことを特徴とするものであ
る。
する光源と、該光源からの無偏光光を偏光状態が互いに
異なる一対の偏光光に分離する偏光分離装置と、前記一
対の偏光光のうち一方の偏光光の偏光状態を変換して他
方の偏光光の偏光状態と一致させ、前記一対の偏光光の
進行方向を一致させる偏光変換装置と、前記一対の偏光
光を変調することにより画像光を形成する画像形成装置
と、前記画像光を投射する投射レンズとと有するプロジ
ェクターにおいて、前記偏光分離装置として、上記本発
明の板状偏光素子を用いたことを特徴とするものであ
る。
【００１０】
【作用】無偏光光が透明物質に入射するときのＰ偏光光
の反射率ＲP とＳ偏光光の反射率ＲS は、透明物質の屈
折率をｎ、光の入射角をｉ、屈折角をｒとすると、 ＲP ＝ｔａｎ2 （ｉ−ｒ）／ｔａｎ2 （ｉ＋ｒ） …（１） ＲS ＝ｓｉｎ2 （ｉ−ｒ）／ｓｉｎ2 （ｉ＋ｒ） …（２） で表わされ、入射角ｉがブリュースター角のときＰ偏光
光の反射率ＲP は零になり、反射光はＳ偏光光だけにな
ることはよく知られている。
の反射率ＲP とＳ偏光光の反射率ＲS は、透明物質の屈
折率をｎ、光の入射角をｉ、屈折角をｒとすると、 ＲP ＝ｔａｎ2 （ｉ−ｒ）／ｔａｎ2 （ｉ＋ｒ） …（１） ＲS ＝ｓｉｎ2 （ｉ−ｒ）／ｓｉｎ2 （ｉ＋ｒ） …（２） で表わされ、入射角ｉがブリュースター角のときＰ偏光
光の反射率ＲP は零になり、反射光はＳ偏光光だけにな
ることはよく知られている。
【００１１】ここで、透明物質として１枚の透明な平板
を考えたとき、この平板に光を入射させると、光が平板
を透過するまでに２つの面で反射および屈折が行なわれ
る結果、Ｓ偏光光だけで構成される、平板の反射率Ｒ
S01 は増加する。また、Ｐ偏光成分とＳ偏光成分が混在
している、平板の透過光は、Ｓ偏光光の比率が低くなっ
ていき、Ｐ偏光光の比率が高くなっていく。
を考えたとき、この平板に光を入射させると、光が平板
を透過するまでに２つの面で反射および屈折が行なわれ
る結果、Ｓ偏光光だけで構成される、平板の反射率Ｒ
S01 は増加する。また、Ｐ偏光成分とＳ偏光成分が混在
している、平板の透過光は、Ｓ偏光光の比率が低くなっ
ていき、Ｐ偏光光の比率が高くなっていく。
【００１２】１つの面でのＰ偏光光の透過率をＴP 、１
つの面でのＳ偏光光の透過率をＴSとすると、平板全体
のＳ偏光光の透過率ＴS01 は、 ＴS01 ＝ＴS 2／（１−ＲS 2） …（３） で表わされる。
つの面でのＳ偏光光の透過率をＴSとすると、平板全体
のＳ偏光光の透過率ＴS01 は、 ＴS01 ＝ＴS 2／（１−ＲS 2） …（３） で表わされる。
【００１３】２枚の透明平板を用いた場合のＳ偏光光の
透過率ＴS02 は、（３）式において、ＲS ＝１−Ｔ
S01 、ＴS ＝ＴS01 、ＴS02 ＝ＴS01 とおいて同様に計
算することができる。さらに、３枚以上の透明平板を用
いた場合のＳ偏光光の透過率ＴS0 3 、ＴS04 、・・・に
ついても同様にして求めることができる。
透過率ＴS02 は、（３）式において、ＲS ＝１−Ｔ
S01 、ＴS ＝ＴS01 、ＴS02 ＝ＴS01 とおいて同様に計
算することができる。さらに、３枚以上の透明平板を用
いた場合のＳ偏光光の透過率ＴS0 3 、ＴS04 、・・・に
ついても同様にして求めることができる。
【００１４】（２）式で表わされるＳ偏光光の反射率Ｒ
S は、透明平板の屈折率が高くなるほど大きくなる。そ
の結果、屈折率の高い透明平板を複数配置することによ
り、Ｓ偏光光は多重反射されて透過率は小さくなり、偏
光分離効率が高まる。
S は、透明平板の屈折率が高くなるほど大きくなる。そ
の結果、屈折率の高い透明平板を複数配置することによ
り、Ｓ偏光光は多重反射されて透過率は小さくなり、偏
光分離効率が高まる。
【００１５】例えば、透明平板の屈折率が１．５の場合
には、１つの面についてはＳ偏光光の反射率ＲS は１
４．８％であり、残りの８５．２％が透過する。従っ
て、ＴS0 1 ＝７４％、ＴS02 ＝５９％、ＴS03 ＝４２％
となり、３枚の場合の透過光の偏光度（＝｜Ｐ−Ｓ｜／
（Ｐ＋Ｓ））は０．４１となる。一方、透明平板の屈折
率を１．６とすると、１つの面についてのＳ偏光光の反
射率ＲS は１９．２％であり、従って、ＴS01 ＝６７．
８％、ＴS02 ＝５１．３％、ＴS03 ＝３４．５％と、透
過光のＳ偏光光の比率は屈折率が１．５の場合に比べて
低くなり、Ｐ偏光光の比率が高まる。３枚の透明平板で
構成した場合、偏光素子の透過光の偏光度（＝｜Ｐ−Ｓ
｜／（Ｐ＋Ｓ））は、０．４９と高い。さらに、透明平
板の屈折率を１．８とすると、１つの面についてのＳ偏
光光の反射率ＲS は２７．９％であり、従って、ＴS01
＝５６％、ＴS02 ＝３９％、ＴS03 ＝２４％となり、Ｐ
偏光光の比率はより高まる。３枚の透明平板で構成した
場合、偏光素子の透過光の偏光度（＝｜Ｐ−Ｓ｜／（Ｐ
＋Ｓ））は、０．６１と、さらに高くなる。
には、１つの面についてはＳ偏光光の反射率ＲS は１
４．８％であり、残りの８５．２％が透過する。従っ
て、ＴS0 1 ＝７４％、ＴS02 ＝５９％、ＴS03 ＝４２％
となり、３枚の場合の透過光の偏光度（＝｜Ｐ−Ｓ｜／
（Ｐ＋Ｓ））は０．４１となる。一方、透明平板の屈折
率を１．６とすると、１つの面についてのＳ偏光光の反
射率ＲS は１９．２％であり、従って、ＴS01 ＝６７．
８％、ＴS02 ＝５１．３％、ＴS03 ＝３４．５％と、透
過光のＳ偏光光の比率は屈折率が１．５の場合に比べて
低くなり、Ｐ偏光光の比率が高まる。３枚の透明平板で
構成した場合、偏光素子の透過光の偏光度（＝｜Ｐ−Ｓ
｜／（Ｐ＋Ｓ））は、０．４９と高い。さらに、透明平
板の屈折率を１．８とすると、１つの面についてのＳ偏
光光の反射率ＲS は２７．９％であり、従って、ＴS01
＝５６％、ＴS02 ＝３９％、ＴS03 ＝２４％となり、Ｐ
偏光光の比率はより高まる。３枚の透明平板で構成した
場合、偏光素子の透過光の偏光度（＝｜Ｐ−Ｓ｜／（Ｐ
＋Ｓ））は、０．６１と、さらに高くなる。
【００１６】また、本発明の板状偏光素子を偏光照明装
置の偏光分離装置に用いることで、光源からの光は、そ
の大部分が所定の偏光方向の偏光光に変換されて出射さ
れるので、液晶等、所定の偏光光を必要とするデバイス
を照明するのに適している。特にプロジェクターに適用
すれば、プロジェクターの照度が向上する。
置の偏光分離装置に用いることで、光源からの光は、そ
の大部分が所定の偏光方向の偏光光に変換されて出射さ
れるので、液晶等、所定の偏光光を必要とするデバイス
を照明するのに適している。特にプロジェクターに適用
すれば、プロジェクターの照度が向上する。
【００１７】
【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。
て説明する。
【００１８】図１は、本発明の板状偏光素子の一実施例
を示す図である。図１に示すように本実施例の板状偏光
素子４は、３枚の透明ガラス板４ａを重ね合わせ、光軸
Ｌに対して入射角θ0 が略ブリュースター角となるよう
に配置したものである。
を示す図である。図１に示すように本実施例の板状偏光
素子４は、３枚の透明ガラス板４ａを重ね合わせ、光軸
Ｌに対して入射角θ0 が略ブリュースター角となるよう
に配置したものである。
【００１９】透明ガラス板４ａとしては、板厚が０．５
ｍｍの光学ガラスＳＦ５（屈折率ｎ＝１．６７２７０、
アッベ数ν＝３２．１）を用いた。ここで用いた透明ガ
ラス板４ａの屈折率の場合、ブリュースター角は５９．
１３°である。
ｍｍの光学ガラスＳＦ５（屈折率ｎ＝１．６７２７０、
アッベ数ν＝３２．１）を用いた。ここで用いた透明ガ
ラス板４ａの屈折率の場合、ブリュースター角は５９．
１３°である。
【００２０】上記のように構成することにより、各透明
ガラス板４ａの１つの面におけるＰ偏光光の透過率ＴP
は１００％、Ｓ偏光光の透過率ＴS は７７．６％、Ｓ偏
光光の反射率ＲS は２２．４％である。上記（３）式を
用い、３枚の透明ガラス板４ａで構成される板状偏光素
子４のＳ偏光光の透過率ＴS03 を求めると、その値は３
０．２％となる。したがって、この板状偏光素子４の透
過光Ｔの偏光度（＝｜Ｐ−Ｓ｜／（Ｐ＋Ｓ））は０．５
４となり、高い偏光分離効率が得られる。いうまでもな
く、板状偏光素子４の反射光Ｒの偏光度は１であり、純
粋のＳ偏光光が得られる。
ガラス板４ａの１つの面におけるＰ偏光光の透過率ＴP
は１００％、Ｓ偏光光の透過率ＴS は７７．６％、Ｓ偏
光光の反射率ＲS は２２．４％である。上記（３）式を
用い、３枚の透明ガラス板４ａで構成される板状偏光素
子４のＳ偏光光の透過率ＴS03 を求めると、その値は３
０．２％となる。したがって、この板状偏光素子４の透
過光Ｔの偏光度（＝｜Ｐ−Ｓ｜／（Ｐ＋Ｓ））は０．５
４となり、高い偏光分離効率が得られる。いうまでもな
く、板状偏光素子４の反射光Ｒの偏光度は１であり、純
粋のＳ偏光光が得られる。
【００２１】以上説明したように、それぞれ屈折率が
１．６以上の複数の透明ガラス板４ａを、光軸に対して
略ブリュースター角となるように配置するだけで、透明
ガラス板４ａに表面処理を施さず、しかも少ない枚数で
高い偏光分離効率が得られるので、安価で小型の偏光素
子が達成される。また、透明ガラス板４ａには表面処理
を施していないので、分光特性をフラットなものとする
ことができる。
１．６以上の複数の透明ガラス板４ａを、光軸に対して
略ブリュースター角となるように配置するだけで、透明
ガラス板４ａに表面処理を施さず、しかも少ない枚数で
高い偏光分離効率が得られるので、安価で小型の偏光素
子が達成される。また、透明ガラス板４ａには表面処理
を施していないので、分光特性をフラットなものとする
ことができる。
【００２２】また、透明ガラス板４ａの屈折率を高める
ためには、ガラス材にランタン等の希土類や鉛を導入す
る方法がある。希土類を導入したものは分散が小さくな
り、鉛を導入したものは分散が大きくなるという特性を
有する。本発明で用いられる透明平板は必ずしも分散が
小さいもの、すなわちアッベ数νが大きいものである必
要はないので、透明平板として、アッベ数νが４１．５
以下のものを用いることが、入手も容易であり安価で好
ましい。
ためには、ガラス材にランタン等の希土類や鉛を導入す
る方法がある。希土類を導入したものは分散が小さくな
り、鉛を導入したものは分散が大きくなるという特性を
有する。本発明で用いられる透明平板は必ずしも分散が
小さいもの、すなわちアッベ数νが大きいものである必
要はないので、透明平板として、アッベ数νが４１．５
以下のものを用いることが、入手も容易であり安価で好
ましい。
【００２３】図２は、本発明の偏光照明装置の一実施例
の構成図であり、光源１からの無偏光光を偏光状態が互
いに異なる一対の偏光光に分離する偏光分離装置とし
て、図１に示した板状偏光素子４を用いたものである。
図２に示すように、板状偏光素子４は、背後にリフレク
タ２が配置された、ハロゲンランプ、メタルハライドラ
ンプ、キセノンランプ等からなる光源１から発せられる
無偏光光の光路上に、光軸Ｌに対して入射角θ0 が略ブ
リュースター角となるように配置されている。反射ミラ
ー５は、板状偏光素子４の透過光を反射光と同一方向に
折り曲げるためのものである。さらに、反射ミラー５で
反射された透過光は、λ／２板６により偏光面が９０°
回転される構成となっており、反射ミラー５とλ／２板
６とで偏光変換装置が構成されている。
の構成図であり、光源１からの無偏光光を偏光状態が互
いに異なる一対の偏光光に分離する偏光分離装置とし
て、図１に示した板状偏光素子４を用いたものである。
図２に示すように、板状偏光素子４は、背後にリフレク
タ２が配置された、ハロゲンランプ、メタルハライドラ
ンプ、キセノンランプ等からなる光源１から発せられる
無偏光光の光路上に、光軸Ｌに対して入射角θ0 が略ブ
リュースター角となるように配置されている。反射ミラ
ー５は、板状偏光素子４の透過光を反射光と同一方向に
折り曲げるためのものである。さらに、反射ミラー５で
反射された透過光は、λ／２板６により偏光面が９０°
回転される構成となっており、反射ミラー５とλ／２板
６とで偏光変換装置が構成されている。
【００２４】光源１から発せられた無偏光光は、板状偏
光素子４で透過光と反射光とに分離されるが、上述した
ように、透過光は高い偏光度のＰ偏光光が得られ、反射
光は純粋のＳ偏光光が得られる。そして、板状偏光素子
４の透過光は反射ミラー５で反射された後、λ／２板６
で偏光面が９０°回転される。すなわち、光源１から発
せられた光は、その大部分がＳ偏光光に変換されて出射
する。
光素子４で透過光と反射光とに分離されるが、上述した
ように、透過光は高い偏光度のＰ偏光光が得られ、反射
光は純粋のＳ偏光光が得られる。そして、板状偏光素子
４の透過光は反射ミラー５で反射された後、λ／２板６
で偏光面が９０°回転される。すなわち、光源１から発
せられた光は、その大部分がＳ偏光光に変換されて出射
する。
【００２５】本実施例の偏光照明装置では、板状偏光素
子４の透過光の光路上にλ／２板６を配置した例を示し
たが、板状偏光素子４の反射光の光路上にλ／２板６を
配置し、光源１からの光の大部分をＰ偏光光に変換させ
てもよい。
子４の透過光の光路上にλ／２板６を配置した例を示し
たが、板状偏光素子４の反射光の光路上にλ／２板６を
配置し、光源１からの光の大部分をＰ偏光光に変換させ
てもよい。
【００２６】このように、所定の偏光方向の偏光光を出
射できる偏光照明装置は、液晶等、所定の偏光光を必要
とするデバイスを照明するのに適している。
射できる偏光照明装置は、液晶等、所定の偏光光を必要
とするデバイスを照明するのに適している。
【００２７】次に、本発明の板状偏光素子を用いたプロ
ジェクターについて説明する。
ジェクターについて説明する。
【００２８】図３は、本発明のプロジェクターの一実施
例を示す図である。図２に示すように、このプロジェク
ターは、背後にリフレクタ１２が配置された、ハロゲン
ランプ、メタルハライドランプ、キセノンランプ等から
なる光源１１と、光源１１からの無偏光光を偏光状態が
互いに異なる一対の偏光光に分離する偏光分離装置とし
ての板状偏光素子１４と、板状偏光素子１４での反射光
を透過光と同一方向に折り曲げるための反射ミラー１５
と、反射ミラー１５からの偏光光の偏光面を９０°回転
させるλ／２板１６と、板状偏光素子１４およびλ／２
板１６を透過した偏光光を平行光束に変換するコンデン
サーレンズ１７と、この平行光束を画像信号に応じて変
調し画像光を形成する液晶パネル１８と、液晶パネル１
８を透過した光を不図示のスクリーンに拡大投影する投
影レンズ１９とを有する。
例を示す図である。図２に示すように、このプロジェク
ターは、背後にリフレクタ１２が配置された、ハロゲン
ランプ、メタルハライドランプ、キセノンランプ等から
なる光源１１と、光源１１からの無偏光光を偏光状態が
互いに異なる一対の偏光光に分離する偏光分離装置とし
ての板状偏光素子１４と、板状偏光素子１４での反射光
を透過光と同一方向に折り曲げるための反射ミラー１５
と、反射ミラー１５からの偏光光の偏光面を９０°回転
させるλ／２板１６と、板状偏光素子１４およびλ／２
板１６を透過した偏光光を平行光束に変換するコンデン
サーレンズ１７と、この平行光束を画像信号に応じて変
調し画像光を形成する液晶パネル１８と、液晶パネル１
８を透過した光を不図示のスクリーンに拡大投影する投
影レンズ１９とを有する。
【００２９】板状偏光素子１４は、３枚の透明ガラス板
１４ａを重ね合わせ、光軸Ｌに対して入射角θ0 が略ブ
リュースター角となるように配置したものである。透明
ガラス板１４ａとしては、板厚が０．３ｍｍの光学ガラ
スＳＦ６（屈折率ｎ＝１．８０５１８、アッベ数ν＝２
５．４）を用いた。ここで用いた透明ガラス板４ａの屈
折率の場合、ブリュースター角は６１．０２°である。
１４ａを重ね合わせ、光軸Ｌに対して入射角θ0 が略ブ
リュースター角となるように配置したものである。透明
ガラス板１４ａとしては、板厚が０．３ｍｍの光学ガラ
スＳＦ６（屈折率ｎ＝１．８０５１８、アッベ数ν＝２
５．４）を用いた。ここで用いた透明ガラス板４ａの屈
折率の場合、ブリュースター角は６１．０２°である。
【００３０】本実施例の板状偏光素子１４では、各透明
ガラス板１４ａの１つの面におけるＰ偏光光の透過率Ｔ
P は１００％、Ｓ偏光光の透過率ＴS は７１．９％、Ｓ
偏光光の反射率ＲS は２８．１％である。上記（３）式
を用い、３枚の透明ガラス板１４ａで構成される板状偏
光素子１４のＳ偏光光の透過率ＴS03 を求めると、その
値は０．２４２となる。したがって、この板状偏光素子
１４の透過光の偏光度（＝｜Ｐ−Ｓ｜／（Ｐ＋Ｓ））は
０．６１となり、高い偏光分離効率が得られる。いうま
でもなく、板状偏光素子１４の反射光の偏光度は１であ
り、純粋のＳ偏光光が得られる。このＳ偏光光は、反射
ミラーで反射された後、λ／２板で偏光面が９０°回転
されてＰ偏光光となる。
ガラス板１４ａの１つの面におけるＰ偏光光の透過率Ｔ
P は１００％、Ｓ偏光光の透過率ＴS は７１．９％、Ｓ
偏光光の反射率ＲS は２８．１％である。上記（３）式
を用い、３枚の透明ガラス板１４ａで構成される板状偏
光素子１４のＳ偏光光の透過率ＴS03 を求めると、その
値は０．２４２となる。したがって、この板状偏光素子
１４の透過光の偏光度（＝｜Ｐ−Ｓ｜／（Ｐ＋Ｓ））は
０．６１となり、高い偏光分離効率が得られる。いうま
でもなく、板状偏光素子１４の反射光の偏光度は１であ
り、純粋のＳ偏光光が得られる。このＳ偏光光は、反射
ミラーで反射された後、λ／２板で偏光面が９０°回転
されてＰ偏光光となる。
【００３１】このように、光源１１から発せられた無偏
光光は大部分がＰ偏光光に変換され、コンデンサーレン
ズ１７を透過して液晶パネル１８を照明し、投射レンズ
１９でスクリーンに拡大投射されるので、スクリーンに
投射される画像の照度を上げることができる。
光光は大部分がＰ偏光光に変換され、コンデンサーレン
ズ１７を透過して液晶パネル１８を照明し、投射レンズ
１９でスクリーンに拡大投射されるので、スクリーンに
投射される画像の照度を上げることができる。
【００３２】本実施例のように屈折率ｎが１．８以上の
透明平板を用いる場合には、透明平板としてアッベ数ν
が２７以下のものを用いることが、入手も容易であり安
価で好ましい。
透明平板を用いる場合には、透明平板としてアッベ数ν
が２７以下のものを用いることが、入手も容易であり安
価で好ましい。
【００３３】ここでは、板状偏光素子１４を３枚の透明
ガラス板１４ａで構成したが、４枚の透明ガラス板１４
ａで構成すれば、Ｓ偏光光の透過率ＴS03 は１３．９％
となり、偏光度（＝｜Ｐ−Ｓ｜／（Ｐ＋Ｓ））は０．７
６と、偏光分離効率がより高くなる。板状偏光素子１４
を５枚以上の透明ガラス板１４ａで構成すれば、さらに
高い偏光度が得られるのはいうまでもない。
ガラス板１４ａで構成したが、４枚の透明ガラス板１４
ａで構成すれば、Ｓ偏光光の透過率ＴS03 は１３．９％
となり、偏光度（＝｜Ｐ−Ｓ｜／（Ｐ＋Ｓ））は０．７
６と、偏光分離効率がより高くなる。板状偏光素子１４
を５枚以上の透明ガラス板１４ａで構成すれば、さらに
高い偏光度が得られるのはいうまでもない。
【００３４】また、Ｐ偏光光を液晶パネル１８に入射さ
せているが、λ／２板１６を板状偏光素子１４とコンデ
ンサーレンズ１７との間に配置して板状偏光素子１４の
透過光をＳ偏光光に変換し、Ｓ偏光光を液晶パネル１８
に入射させるように構成してもよい。
せているが、λ／２板１６を板状偏光素子１４とコンデ
ンサーレンズ１７との間に配置して板状偏光素子１４の
透過光をＳ偏光光に変換し、Ｓ偏光光を液晶パネル１８
に入射させるように構成してもよい。
【００３５】さらに、ここでは単板式の液晶プロジェク
ターの例を示したが、光源からの光をＲＧＢ３原色に分
離するダイクロイックミラー等の分離手段と、ＲＧＢに
対応した複数の液晶パネル（ライトバルブ）と、この液
晶パネル（ライトバルブ）を介した色光を合成し投射レ
ンズへと導く合成手段とを有する３板式液晶プロジェク
ターや、その他の多板式液晶プロジェクターにも同様に
使用できる。この場合、板状偏光素子１４の透明ガラス
板１４ａには表面処理を施していないので、前述したよ
うに板状偏光素子１４の分光特性はフラットなものとな
り、プロジェクターの色再現性が向上する。
ターの例を示したが、光源からの光をＲＧＢ３原色に分
離するダイクロイックミラー等の分離手段と、ＲＧＢに
対応した複数の液晶パネル（ライトバルブ）と、この液
晶パネル（ライトバルブ）を介した色光を合成し投射レ
ンズへと導く合成手段とを有する３板式液晶プロジェク
ターや、その他の多板式液晶プロジェクターにも同様に
使用できる。この場合、板状偏光素子１４の透明ガラス
板１４ａには表面処理を施していないので、前述したよ
うに板状偏光素子１４の分光特性はフラットなものとな
り、プロジェクターの色再現性が向上する。
【００３６】
【発明の効果】本発明は以上説明したとおり構成されて
いるので、以下に記載する効果を奏する。
いるので、以下に記載する効果を奏する。
【００３７】本発明の板状偏光素子は、それぞれ屈折率
が１．６以上の複数の透明平板を入射角が略ブリュース
ター角になるように配置することにより、透明平板にコ
ーティング等の後処理を施すことなく、しかも少ない枚
数で偏光分離効率を高くすることができるようになる。
その結果、装置の低コスト化、軽量化および小型化が実
現できる。特に、各透明平板の屈折率をそれぞれ１．８
以上とすれば、より偏光分離効率を高くすることができ
る。
が１．６以上の複数の透明平板を入射角が略ブリュース
ター角になるように配置することにより、透明平板にコ
ーティング等の後処理を施すことなく、しかも少ない枚
数で偏光分離効率を高くすることができるようになる。
その結果、装置の低コスト化、軽量化および小型化が実
現できる。特に、各透明平板の屈折率をそれぞれ１．８
以上とすれば、より偏光分離効率を高くすることができ
る。
【００３８】本発明の偏光照明装置は、光源からの無偏
光光を偏光状態が異なる一対の偏光光に分離する偏光分
離装置として、上記本発明の板状偏光素子を用いること
により、光源からの光の大部分を所定の偏光光に変換し
て出射することができ、液晶等、所定の偏光光を必要と
するデバイスを照明するのに適している。
光光を偏光状態が異なる一対の偏光光に分離する偏光分
離装置として、上記本発明の板状偏光素子を用いること
により、光源からの光の大部分を所定の偏光光に変換し
て出射することができ、液晶等、所定の偏光光を必要と
するデバイスを照明するのに適している。
【００３９】そして、上記本発明の板状偏光素子をプロ
ジェクターの偏光分離装置として用いることで、投射さ
れる画像の照度を向上させることができる。
ジェクターの偏光分離装置として用いることで、投射さ
れる画像の照度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の板状偏光素子の一実施例を示す図であ
る。
る。
【図２】図１に示した板状偏光素子を用いた偏光照明装
置の一実施例の構成図である。
置の一実施例の構成図である。
【図３】本発明のプロジェクターの一実施例を示す図で
ある。
ある。
１、１１ 光源 ２、１２ リフレクタ ４、１４ 板状偏光素子 ４ａ、１４ａ 透明ガラス板 ５、１５ 反射ミラー ６、１６ λ／２板 １７ コンデンサーレンズ １８ 液晶パネル １９ 投影レンズ Ｌ 光軸 Ｒ 反射光 Ｔ 透過光
Claims (6)
- 【請求項１】 光軸に対して入射角が略ブリュースター
角となるように複数の透明平板を配置した板状偏光素子
において、 前記各透明平板の屈折率が、それぞれ１．６以上である
ことを特徴とする板状偏光素子。 - 【請求項２】 前記各透明平板は、それぞれアッベ数が
４１．５以下である請求項１に記載の板状偏光素子。 - 【請求項３】 前記各透明平板は、それぞれ屈折率が
１．８以上である請求項１に記載の板状偏光素子。 - 【請求項４】 前記各透明平板は、それぞれアッベ数が
２７以下である請求項３に記載の板状偏光素子。 - 【請求項５】 無偏光光を発する光源と、該光源からの
無偏光光を偏光状態が互いに異なる一対の偏光光に分離
する偏光分離装置と、前記一対の偏光光のうち一方の偏
光光の偏光状態を変換して他方の偏光光の偏光状態と一
致させ、前記一対の偏光光の進行方向を一致させる偏光
変換装置とを有する偏光照明装置において、 前記偏光分離装置として、請求項１ないし４のいずれか
１項に記載の板状偏光素子を用いたことを特徴とする偏
光照明装置。 - 【請求項６】 無偏光光を発する光源と、該光源からの
無偏光光を偏光状態が互いに異なる一対の偏光光に分離
する偏光分離装置と、前記一対の偏光光のうち一方の偏
光光の偏光状態を変換して他方の偏光光の偏光状態と一
致させ、前記一対の偏光光の進行方向を一致させる偏光
変換装置と、前記一対の偏光光を変調することにより画
像光を形成する画像形成装置と、前記画像光を投射する
投射レンズとと有するプロジェクターにおいて、 前記偏光分離装置として、請求項１ないし４のいずれか
１項に記載の板状偏光素子を用いたことを特徴とするプ
ロジェクター。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6105136A JPH07318861A (ja) | 1994-05-19 | 1994-05-19 | 板状偏光素子、該板状偏光素子を用いた偏光照明装置および前記板状偏光素子を用いたプロジェクター |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6105136A JPH07318861A (ja) | 1994-05-19 | 1994-05-19 | 板状偏光素子、該板状偏光素子を用いた偏光照明装置および前記板状偏光素子を用いたプロジェクター |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07318861A true JPH07318861A (ja) | 1995-12-08 |
Family
ID=14399344
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6105136A Pending JPH07318861A (ja) | 1994-05-19 | 1994-05-19 | 板状偏光素子、該板状偏光素子を用いた偏光照明装置および前記板状偏光素子を用いたプロジェクター |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07318861A (ja) |
Cited By (22)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2754355A1 (fr) * | 1996-10-08 | 1998-04-10 | Corning Inc | Convertisseur de lumiere blanche naturelle en lumiere a polarisation plane |
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| US6190016B1 (en) | 1997-10-29 | 2001-02-20 | Ushiodenki Kabushiki Kaisha | Irradiation device for an alignment layer of a liquid crystal cell element |
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| US9632223B2 (en) | 2013-10-24 | 2017-04-25 | Moxtek, Inc. | Wire grid polarizer with side region |
-
1994
- 1994-05-19 JP JP6105136A patent/JPH07318861A/ja active Pending
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