JPH10170870A - Polarization element, light source device, and projection display device - Google Patents

Polarization element, light source device, and projection display device

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JPH10170870A
JPH10170870A JP9353871A JP35387197A JPH10170870A JP H10170870 A JPH10170870 A JP H10170870A JP 9353871 A JP9353871 A JP 9353871A JP 35387197 A JP35387197 A JP 35387197A JP H10170870 A JPH10170870 A JP H10170870A
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polarizing element
polarization
light
polarizing
angle
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Shinsuke Shikama
信介 鹿間
Hiroshi Kida
博 木田
Akira Ookamito
晃 大上戸
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a thin polarization element with less loss by forming it into a shape connecting unit elements of a pole shape of which light-incident surface and light-outgoing surface are folded back at an angle transmitting P polarization light with a low loss at a fixed interval. SOLUTION: This polarization element 62 is formed so as to integrally connect pole-shaped elements 162 with a diamond-shaped section at the fixed interval, and a peak part of an incident side fold-back surface 63 and the peak part of an outgoing side fold-back surface 64 exist on the same positions in surface/rear side surface. A slope θi of an oblique side in the incident surface 63 and outgoing surface 64 of the polarization element 62 forms the angle transmitting the P polarization through with less loss and partially reflecting an S polarization. The outgoing surface 64 is the same shape as the incident surface 63, and when natural light 25 with undecided polarization direction is made incident on the polarization element 62 parallel to the normal N, though the P polarization transmits nearly through it, the S polarization is partially reflected by the incident surface 63 and outgoing surface 64. Then, outgoing light 26 becomes polarized polarization (partial polarization) with a strong polarization component of a P direction. Thus, the polarization element 62 converting the natural light 25 into the partial polarization is made thin.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、偏光方向が不定な
自然光を偏光が一方向にのみ大きい部分偏光に変換する
偏光素子に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a polarizing element for converting natural light whose polarization direction is indefinite into partial polarized light whose polarization is large only in one direction.

【0002】[0002]

【従来の技術】TN(Twisted Nematic)型の液晶ライト
バルブは、偏光板を液晶層の前後に配置して構成されて
いる。偏光板は一方向の偏光のみの光を透過し、それと
は直交する方向の偏光は吸収する働きがある。一般に
は、プラスチック製偏光板が用いられることが多く、ヨ
ウ素化合物や染料等の二色性物質をポリビニルアルコー
ル(PVA)フィルムに吸着させた材料を、一方向に配
向させて、特定方向の偏光のみを吸収するよう構成され
ている。
2. Description of the Related Art A liquid crystal light valve of the TN (Twisted Nematic) type is constructed by arranging polarizing plates before and after a liquid crystal layer. The polarizing plate has a function of transmitting only polarized light in one direction and absorbing polarized light in a direction orthogonal thereto. Generally, a plastic polarizing plate is often used, and a material obtained by adsorbing a dichroic substance such as an iodine compound or a dye onto a polyvinyl alcohol (PVA) film is oriented in one direction, and only polarized light in a specific direction is applied. It is configured to absorb

【0003】偏光方向が不定な自然光を液晶ライトバル
ブに入射すると、半分の光パワーが偏光板で吸収され
る。液晶ライトバルブを使用した投写型表示装置は、液
晶ライトバルブを高輝度の光源により照明しており、偏
光板における光吸収は熱の発生要因となっている。偏光
板の耐熱温度を越えて使用すると、偏光板の変形や変性
により、偏光度が低下して画質が大きく劣化する。とり
わけプラスチック性偏光板を用いた液晶ライトバルブ
は、偏光板が80〜90℃しか耐熱性がないので、高照度で
照明して高輝度な画像を得る際の障害となる。
When natural light having an indeterminate polarization direction is incident on a liquid crystal light valve, half of the optical power is absorbed by a polarizing plate. In a projection display device using a liquid crystal light valve, the liquid crystal light valve is illuminated by a high-luminance light source, and light absorption by a polarizing plate is a factor for generating heat. If the polarizing plate is used at a temperature exceeding the heat-resistant temperature, the degree of polarization is reduced due to deformation or denaturation of the polarizing plate, and the image quality is largely deteriorated. In particular, in a liquid crystal light valve using a plastic polarizing plate, since the polarizing plate has heat resistance of only 80 to 90 ° C., it becomes an obstacle when illuminating with high illuminance and obtaining a high-luminance image.

【0004】この問題を解決する一方法として、偏光板
の手前であらかじめ不要な方向の偏光を除去する方法が
ある。この従来例について図14を用いて説明する。図14
はJAPAN DISPLAY '89 DIGEST pp.646-649 で報告され
た、液晶ライトバルブを用いた投写型表示装置の光学系
を示す図である。光源120 は放物面鏡13等を併用して平
行な光束2を出射する。フィルタ12により紫外線及び赤
外線をカットして、プリポラライザと呼ばれる偏光素子
6により、光束2を偏光方向が不定な自然光を偏光方向
が一方向にのみ大きい部分偏光に変換する。
As one method for solving this problem, there is a method of removing polarized light in unnecessary directions before a polarizing plate. This conventional example will be described with reference to FIG. Fig. 14
FIG. 1 is a diagram showing an optical system of a projection display device using a liquid crystal light valve, which is reported in JAPAN DISPLAY '89 DIGEST pp.646-649. The light source 120 emits the parallel light beam 2 using the parabolic mirror 13 and the like. The filter 12 cuts ultraviolet light and infrared light, and the polarizing element 6 called a prepolarizer converts the light beam 2 into partial polarized light in which natural light having an indeterminate polarization direction is large only in one direction.

【0005】次に、ダイクロイックミラー7a,7bにより
赤(R),緑(G),青(B)3色の光に分離して、赤
色の光はミラー11a で反射させ、それぞれの光をコンデ
ンサレンズ8r, 8g, 8bで集光した後、2枚の偏光板17r,
17g, 17b, 18r, 18g, 18bに挟まれた液晶ライトバルブ
3r, 3g, 3bで光変調して3原色の画像を形成する。次
に、青色の光はミラー11b で反射させ、3原色の画像を
色合成用ダイクロイックミラー9a, 9bで合成して、投写
レンズ4により拡大し、カラー画像をスクリーン上(図
示せず)に拡大投写する。
Next, red (R), green (G) and blue (B) lights are separated by dichroic mirrors 7a and 7b, and the red light is reflected by a mirror 11a, and each light is condensed by a condenser. After focusing by the lenses 8r, 8g, 8b, two polarizing plates 17r,
LCD light valve sandwiched between 17g, 17b, 18r, 18g, 18b
Light is modulated by 3r, 3g, and 3b to form an image of three primary colors. Next, the blue light is reflected by the mirror 11b, the three primary color images are synthesized by the color synthesizing dichroic mirrors 9a and 9b, enlarged by the projection lens 4, and the color image is enlarged on a screen (not shown). Project.

【0006】図15は偏光素子6を示す図であり、偏光素
子6は、ガラス板61を積層した構造である。ガラス板61
は、空気層とガラス板層との屈折率が異なる界面におい
て、一方の直線偏光(P偏光)22はすべて透過し、他方
の直線偏光(S偏光)21の一部が反射する入射角(ブリ
ュースタ角)に設定されている。ガラス板61を複数枚積
層して液晶ライトバルブ3r, 3g, 3bに必要な偏光方向、
つまり液晶ライトバルブの入射側偏光板17r, 17g, 17b
の偏光軸と同方向の偏光の光束を生成する。
FIG. 15 is a view showing a polarizing element 6, and the polarizing element 6 has a structure in which glass plates 61 are laminated. Glass plate 61
At the interface where the refractive index between the air layer and the glass plate layer is different, the incident angle (Brew) at which one of the linearly polarized light (P-polarized light) 22 is entirely transmitted and a part of the other linearly polarized light (S-polarized light) 21 is reflected. (Star angle). Polarization direction necessary for liquid crystal light valves 3r, 3g, 3b by stacking multiple glass plates 61,
That is, the polarizers 17r, 17g, 17b on the entrance side of the liquid crystal light valve
To generate a light beam of polarized light in the same direction as the polarization axis.

【0007】従来例では、偏光素子6により、液晶ライ
トバルブの入射側偏光板17r, 17g,17b の偏光方向と直
交する偏光成分(図52のS偏光)をあらかじめ除去して
いるので、光吸収による入射側偏光板17r, 17g, 17b の
発熱劣化を低減できる。
In the prior art, the polarizing element 6 removes in advance the polarization component (S-polarized light in FIG. 52) orthogonal to the polarization direction of the incident-side polarizers 17r, 17g, 17b of the liquid crystal light valve. This can reduce heat generation deterioration of the incident-side polarizing plates 17r, 17g, and 17b.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】従来例における偏光素
子6は、光軸に対しブリュースタ角、典型的には約57゜
(屈折率n=1.52の場合)に傾けたガラス板により構成
している。1枚のガラス板で偏光素子を構成すると、光
束断面領域に対し約1.5 倍の奥行きDを必要とする。図
15のように1回折り返した構造にすると、奥行きDを半
分にすることが可能である。投写型表示装置の高輝度化
のためには、できるだけ光源120 を液晶ライトバルブ3
r, 3g, 3bに近接して設置する必要がある。従来の技術
では大形の偏光素子6がその障害となっており、また投
写型表示装置のコンパクト化の点からもより薄形の偏光
素子の実現が望まれている。
The polarizing element 6 in the conventional example is constituted by a glass plate inclined at a Brewster angle with respect to the optical axis, typically about 57 ° (when the refractive index n = 1.52). I have. When a polarizing element is constituted by one glass plate, the depth D is required to be about 1.5 times the cross-sectional area of the light beam. Figure
When the structure is folded once as shown in FIG. 15, the depth D can be reduced to half. In order to increase the brightness of the projection display, the light source 120 should be
It is necessary to install near r, 3g, 3b. In the prior art, the large polarizing element 6 is an obstacle, and the realization of a thinner polarizing element is desired from the viewpoint of making the projection display device compact.

【0009】本発明は斯かる事情に鑑みてなされたもの
であり、薄形で、かつ損失が少ない偏光素子を提供する
ことを目的とする。
The present invention has been made in view of such circumstances, and has as its object to provide a polarizing element which is thin and has little loss.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】第1発明の偏光素子は、
入射面及び出射面がP偏光を低損失で透過するような角
度で折り返し、素子断面がひし形の柱状の単位素子が一
定間隔で連結した形状であって、更に入射角をブリュー
スタ角またはそれ以上の角度となるようにしたものであ
る。また、この偏光素子の厚み及び折り返し周期を最適
化したものである。また、この偏光素子の材料にプラス
チック材料を用いたものである。本発明の偏光素子に紫
外・赤外線をカットするフィルタを併用した光源装置で
ある。また、本発明の偏光素子への強制冷却を施した光
源装置である。また、偏光素子を複数積層し、更に、偏
光素子間にスペーサを挿入したものである。また、この
偏光素子の一部に突起構造を一体に形成してスペーサを
代用し、素子間に空気層を設けたものである。
Means for Solving the Problems The polarizing element according to the first invention comprises:
The entrance surface and the exit surface are folded at an angle such that the P-polarized light is transmitted with low loss, and the element cross section is a shape in which rhombic columnar unit elements are connected at regular intervals, and the incident angle is further increased to Brewster angle or more. Angle. Further, the thickness and the turnback period of the polarizing element are optimized. Further, a plastic material is used as the material of the polarizing element. It is a light source device using a polarizing element of the present invention together with a filter for cutting off ultraviolet rays and infrared rays. Further, the present invention is a light source device in which the polarizing element of the present invention is forcibly cooled. Further, a plurality of polarizing elements are stacked, and a spacer is inserted between the polarizing elements. Further, a projection structure is formed integrally with a part of the polarizing element, and a spacer is used as a substitute, and an air layer is provided between the elements.

【0011】第1発明の偏光素子によれば、低損失でP
偏光を透過する角度で折り返した形状であるので、偏光
素子は薄形となる。入射角が、ブリュースタ角のときP
偏光は無損失で透過し、更に厚みを最適設計することに
よりP偏光の透過効率が向上する。また、入射角をブリ
ュースタ角以上に設定することにより、P偏光はわずか
に損失するが、それ以上にS偏光の透過率が減少するの
で消光比が向上する。また、この偏光素子をプラスチッ
ク材料で形成することにより、複雑な形状でも一層の素
子を一体かつ容易に、しかも安価に製造できる。また、
紫外・赤外線カットフィルタを併用し、更に強制冷却を
施すことにより、偏光素子自体の熱的変形・変性を防止
できる。また、偏光素子を複数積層することにより消光
比を向上させる。更に、偏光素子間にスペーサを挿入し
て空気層を確保することにより、多重反射による消光比
の劣化を防止する。
According to the polarizing element of the first aspect of the present invention, P
Since the shape is folded at an angle that transmits polarized light, the polarizing element is thin. When the incident angle is Brewster's angle, P
Polarized light is transmitted without loss, and the transmission efficiency of P-polarized light is improved by optimizing the thickness. When the incident angle is set to be equal to or larger than the Brewster angle, the P-polarized light is slightly lost, but the transmittance of S-polarized light is further reduced, so that the extinction ratio is improved. Further, by forming this polarizing element from a plastic material, a single layer element can be manufactured easily and inexpensively even in a complicated shape. Also,
By using an ultraviolet / infrared cut filter together and forcibly cooling, thermal deformation / denaturation of the polarizing element itself can be prevented. The extinction ratio is improved by stacking a plurality of polarizing elements. Further, by inserting a spacer between the polarizing elements to secure an air layer, deterioration of the extinction ratio due to multiple reflection is prevented.

【0012】また、第2発明の偏光素子は、入射面及び
出射面がP偏光を低損失で透過させ、素子断面を三角波
形状にし、更に入射角がブリュースタ角またはそれ以上
の角度となるように、素子の厚み及び折り返し周期を最
適化したものである。
In the polarizing element according to the second aspect of the present invention, the incident surface and the outgoing surface transmit the P-polarized light with low loss, the cross section of the device is formed into a triangular wave shape, and the incident angle is a Brewster angle or more. In addition, the thickness of the element and the return period are optimized.

【0013】第2発明の偏光素子によれば、断面形状を
三角波形状にしたので、層厚が一様で機械的強度が強い
構造となる。また、入射角がブリュースタ角またはそれ
以上の角度となるように、素子の厚み及び折り返し周期
を最適化したので、P偏光の透過効率を向上させる。
According to the polarizing element of the second aspect of the present invention, since the cross-sectional shape is triangular, a structure having a uniform layer thickness and high mechanical strength is obtained. In addition, the thickness and the turnback period of the element are optimized so that the incident angle becomes the Brewster angle or more, so that the transmission efficiency of P-polarized light is improved.

【0014】また、第3発明の投写型表示装置は、第1
発明または第2発明の偏光素子を、光源と液晶ライトバ
ルブとの間に備えたものである。
Further, the projection type display device according to the third invention is characterized in that
The polarizing element of the invention or the second invention is provided between a light source and a liquid crystal light valve.

【0015】第3発明の投写型表示装置によれば、第1
発明または第2発明の偏光素子を適用することにより、
液晶ライトバルブの入射側偏光板の発熱を低減でき、よ
り高輝度でコンパクトな投写型表示装置を実現できる。
According to the projection display apparatus of the third invention, the first
By applying the polarizing element of the invention or the second invention,
Heat generation of the incident-side polarizing plate of the liquid crystal light valve can be reduced, and a compact and high-brightness projection display device can be realized.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】以下、本発明をその実施の形態を
示す図面に基づいて詳述する。 〈第1発明〉(偏光素子) 実施の形態1.図1は第1発明の実施の形態1の偏光素
子の構成図である。偏光素子62は、断面がひし形をした
柱状素子162 を一定間隔で一体に連結した形状をしてお
り、入射側折り返し面63の山(または谷)部と、出射側
折り返し面64の山(または谷)部とが表裏で同一の位置
にある。なお、図1(b)中の一点鎖線Lは、偏光素子
62の中心線を示し、Nは中心線Lに対する法線を示す。
偏光素子62の入射面63及び出射面64における斜辺の傾き
θi は、P偏光を低損失で透過させ、S偏光の一部を反
射させる角度を成している。なお、θi は偏光素子62の
法線Nに対する入射・出射平面の法線方向の角度であ
る。出射面は入射面と同一の形状であり、偏光方向が不
定な自然光25を法線Nに平行に偏光素子62に入射する
と、P偏光(図1(b)において紙面内左右方向の偏
光)はほとんど透過するが、S偏光(紙面に垂直な偏
光)は入射面63と出射面64で一部反射される。したがっ
て、出射光26はP方向の偏光成分が強い、偏った偏光
(部分偏光)となる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings showing the embodiments. <First invention> (Polarizing element) Embodiment 1 FIG. 1 is a configuration diagram of a polarizing element according to Embodiment 1 of the first invention. The polarizing element 62 has a shape in which columnar elements 162 having a rhombic cross section are integrally connected at regular intervals, and the peaks (or valleys) of the entrance-side folded surface 63 and the peaks (or valleys) of the emission-side folded surface 64 are formed. Valley) part is the same position on the front and back. Note that a dashed line L in FIG. 1B is a polarizing element.
62 indicates a center line, and N indicates a normal to the center line L.
The inclination θi of the hypotenuse of the incident surface 63 and the exit surface 64 of the polarizing element 62 forms an angle at which the P-polarized light is transmitted with low loss and a part of the S-polarized light is reflected. Here, θi is the angle of the normal direction of the plane of incidence and emission with respect to the normal line N of the polarizing element 62. The outgoing surface has the same shape as the incident surface, and when natural light 25 having an indeterminate polarization direction is incident on the polarizing element 62 in parallel to the normal line N, the P-polarized light (polarized light in the horizontal direction in the paper of FIG. 1B) becomes Although almost transmitted, S-polarized light (polarized light perpendicular to the plane of the paper) is partially reflected at the entrance surface 63 and the exit surface 64. Therefore, the outgoing light 26 is polarized light (partially polarized light) having a strong polarization component in the P direction.

【0017】P偏光を100 %透過するような入射角は、
前に述べたように、ブリュースタ角と呼ばれる。空気層
と屈折率nの基板層との界面におけるブリュースタ角θ
B は以下の(1)式で求められる。 θi =θB =tan-1n ……(1)
The incident angle at which 100% of the P-polarized light is transmitted is
As mentioned earlier, it is called the Brewster angle. Brewster angle θ at the interface between the air layer and the substrate layer having a refractive index of n
B is obtained by the following equation (1). θi = θB = tan −1 n (1)

【0018】図2は、n=1.57の透明基板への入射角に
対するP偏光とS偏光との透過率T・反射率Rを示す。
入射角θi がブリュースタ角θB =57.51 ゜のとき、P
偏光は100 %透過するが、S偏光は約18%の光が界面で
反射される。
FIG. 2 shows the transmittance T and the reflectance R of P-polarized light and S-polarized light with respect to the angle of incidence on the transparent substrate where n = 1.57.
When the incident angle θi is Brewster angle θB = 57.51 °, P
100% of the polarized light is transmitted, while about 18% of the S-polarized light is reflected at the interface.

【0019】図3は、偏光素子62の単位素子であるひし
形の柱状素子162 を透過する光束を示す図である。ブリ
ュースタ角を実現するためには、ひし形の頂角θP を
(2)式のように設定する。 θP =π−2θB ……(2) ひし形の単位素子162 に入射する光束25a は、入射面63
と出射面64とにおいて屈折した後、出射光束26a とな
る。光束25a より外側に入射する光束25b は、26bのよ
うに単位素子162 を透過するので不要光26b となる。図
中の斜線部は偏光素子として無効な領域である。ひし形
の単位素子162 を斜線部が互いに重なりあって一体とな
るように連結して形成すれば、斜線部による光損失を除
去できる。
FIG. 3 is a diagram showing a light beam transmitted through a rhombic columnar element 162 which is a unit element of the polarizing element 62. In order to realize the Brewster angle, the vertex angle θP of the rhombus is set as in equation (2). θP = π−2θB (2) The light beam 25a incident on the rhombic unit element 162 is incident on the incident surface 63.
After being refracted at the light exit surface 64, the light beam 26a is emitted. The light beam 25b incident on the outside of the light beam 25a passes through the unit element 162 like the light beam 26b, and becomes unnecessary light 26b. The hatched portions in the figure are regions that are invalid as polarizing elements. If the rhombic unit elements 162 are formed by connecting the diagonal portions so as to overlap and be integrated, light loss due to the diagonal portions can be eliminated.

【0020】次に、図1(b)に示した偏光素子62の断
面形状の最適設計について述べる。図4(a)に示すよ
うに、中心線Lからの最大厚みをa、最小厚みをb、入
射面の折り返し周期をc、材料の屈折率n、(1)式で
求まるブリュースタ角をθBとすると、以下の(3)式
の関係にあればP偏光は無損失で素子を透過する。 a:b:c=1:1+2COS(2θB) :−(4/n)COS(2θB) ……(3) 上記(3)式を満たさない場合の一例として厚みbが
(3)式の関係より小さいときには、図4(b)中の斜
線部に示すように光を透過しない領域が発生し、縞状の
影ができる。また25b のような光束は損失光となる。
Next, the optimum design of the cross-sectional shape of the polarizing element 62 shown in FIG. 1B will be described. As shown in FIG. 4A, the maximum thickness from the center line L is a, the minimum thickness is b, the return period of the incident surface is c, the refractive index of the material is n, and the Brewster angle obtained by the equation (1) is θB. Then, the P-polarized light passes through the element without loss if the relationship of the following equation (3) is satisfied. a: b: c = 1: 1 + 2COS (2θB) :−( 4 / n) COS (2θB) (3) As an example of a case where the above equation (3) is not satisfied, the thickness b is calculated according to the equation (3). When the size is small, a region that does not transmit light is generated as shown by a hatched portion in FIG. 4B, and a stripe-like shadow is formed. A light beam such as 25b is lost light.

【0021】上記実施の形態1は図1(b)に示す入射
角θi がブリュースタ角θB を成すように設定したが、
入射角θi がブリュースタ角より少し大きいほうがS偏
光を除去できる割合が大きくなる。図5はn=1.57の基
板への入射角に対するP偏光とS偏光との透過比(消光
比)の関係を示す図で、例えば、入射角を70゜にした場
合、図2よりP偏光の透過率は4%低下するが、消光比
は15%向上する。この場合、θP をブリュースタ角に対
する値64.98 °から40°に変更することになる。当然θ
P は0°よりも大きいので、0<θP ≦π−2θB の範
囲でθP を設定すればよい。
In the first embodiment, the incident angle θi shown in FIG. 1B is set so as to form the Brewster angle θB.
When the incident angle θi is slightly larger than the Brewster angle, the rate at which S-polarized light can be removed increases. FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the transmission ratio (extinction ratio) of P-polarized light and S-polarized light with respect to the angle of incidence on the substrate at n = 1.57. The transmittance decreases by 4%, but the extinction ratio increases by 15%. In this case, θP is changed from the value of 64.98 ° to the Brewster angle to 40 °. Naturally θ
Since P is larger than 0 °, θP may be set in the range of 0 <θP ≦ π−2θB.

【0022】偏光素子62の材料は、所望の光波長に対し
透明な材料であればよい。可視光領域においては、ガラ
ス材料,プラスチック材料等がある。耐熱性の面ではガ
ラス材料を成形または研磨加工して作成することが有利
である。複雑な形状を容易に成形できる点ではプラスチ
ック材料が有利である。可視光領域において透明で吸収
損失が少なく光学特性に優れたプラスチック材料とし
て、ポリメチルメタクリレート(PMMA)、ポリスチ
レン(PS)、ポリカーボネート(PC)等がある。高
輝度の光源を照射し耐熱性が問題となる場合は、例え
ば、熱可塑性樹脂ARTON(日本合成ゴム社製,(商
標名),加重たわみ温度164 ℃)や、高耐熱性ポリカー
ボネートApec HT(バイエル社製,(商標名),
加重たわみ温度141 〜215 ℃)のような材料がある。
The material of the polarizing element 62 may be any material that is transparent to a desired light wavelength. In the visible light region, there are glass materials, plastic materials, and the like. In terms of heat resistance, it is advantageous to form or polish a glass material. A plastic material is advantageous in that a complicated shape can be easily formed. As a plastic material which is transparent in the visible light region and has a small absorption loss and excellent optical characteristics, there are polymethyl methacrylate (PMMA), polystyrene (PS), polycarbonate (PC) and the like. When heat resistance becomes a problem when irradiated with a high-intensity light source, for example, a thermoplastic resin ARTON (trade name, manufactured by Nippon Synthetic Rubber Co., Ltd., weighted deflection temperature of 164 ° C.) or a high heat-resistant polycarbonate Apec HT (Bayer Company, (trade name),
(Weighted deflection temperature 141-215 ° C).

【0023】プラスチック材料は紫外領域での吸収が大
きく、紫外線を多く含む高輝度光を照射すると発熱要因
となる。公知の紫外・赤外線カットフィルタを偏光素子
62の入射面63よりも光源側に置いて、赤外光も含めて遮
光して偏光素子62に自然光25を照射することにより、材
料の温度上昇を低減でき、偏光素子62の熱的な変形や変
性を防止できる。
The plastic material has a large absorption in the ultraviolet region, and when irradiated with high-intensity light containing a large amount of ultraviolet light, it causes heat generation. Known UV / IR cut filter with polarizing element
By irradiating the polarizing element 62 with natural light 25 while blocking light including infrared light by placing it on the light source side of the incident surface 63 of 62, the temperature rise of the material can be reduced, and the thermal deformation of the polarizing element 62 And denaturation can be prevented.

【0024】また、公知のファンを用いて送風による空
冷等で偏光素子の強制冷却を行っても良く、前述の紫外
・赤外線カットフィルタを併用すれば、冷却効果はより
高くなる。
The polarizing element may be forcibly cooled by air cooling or the like by using a known fan, and the cooling effect is further enhanced by using the ultraviolet / infrared cut filter in combination.

【0025】実施の形態2.図6は第1発明の実施の形
態2の偏光素子を示す断面図である。実施の形態2は、
図1(b)に示した偏光素子62を3枚積層したもので、
不要な偏光成分(S偏光)を除去できる割合が大きくな
る。
Embodiment 2 FIG. 6 is a sectional view showing a polarizing element according to the second embodiment of the first invention. Embodiment 2
1 is a stack of three polarizing elements 62 shown in FIG.
The ratio at which unnecessary polarization components (S-polarized light) can be removed increases.

【0026】図7は実施の形態2の自然光を入射した場
合のP偏光とS偏光との強度比を消光比・偏光度で表し
た図である。偏光素子62の1枚あたり入射面と出射面の
2面でS偏光が除去されるので、実施の形態1に示した
素子(基板屈折率n=1.57,入射角θi =57.51 °)を
5枚積層すれば、S偏光の強度がP偏光に対し15%以下
となる。積層枚数は用途に応じて図7の消光比を参考に
適宜設定してよい。
FIG. 7 is a diagram showing the intensity ratio between P-polarized light and S-polarized light when natural light according to the second embodiment is incident, as an extinction ratio / polarization degree. Since the S-polarized light is removed on two surfaces of the polarizing element 62, ie, the incident surface and the outgoing surface, five devices (substrate refractive index n = 1.57, incident angle θi = 57.51 °) shown in the first embodiment are used. If laminated, the intensity of S-polarized light will be 15% or less of P-polarized light. The number of stacked layers may be set as appropriate with reference to the extinction ratio in FIG.

【0027】実施の形態1における光学素子の厚さaを
1mmとした場合、(3)式より厚さbは0.15mmとなり、
この素子を5枚積層しても層厚は6.6 mmである。一方、
従来例を示す図15において液晶ライトバルブの幅(また
は照明光束の幅)を40mmとすると、偏光素子6の奥行き
Dは30.8mm以上となり、実施の形態2の偏光素子により
大幅な薄形化が達成できることがわかる。しかも、本実
施の形態2の偏光素子は、液晶ライトバルブの幅(また
は照明光束の幅)が大きくなっても変わらない。一方、
従来例の偏光素子は、液晶ライトバルブの幅(または照
明光束の幅)に比例して偏光素子の奥行きDが大きくな
る。
When the thickness a of the optical element in the first embodiment is 1 mm, the thickness b is 0.15 mm according to the equation (3).
Even if five such devices are stacked, the layer thickness is 6.6 mm. on the other hand,
In FIG. 15 showing a conventional example, if the width of the liquid crystal light valve (or the width of the illuminating light beam) is 40 mm, the depth D of the polarizing element 6 is 30.8 mm or more. It can be seen that it can be achieved. Moreover, the polarizing element of the second embodiment does not change even if the width of the liquid crystal light valve (or the width of the illumination light beam) increases. on the other hand,
In the conventional polarizing element, the depth D of the polarizing element increases in proportion to the width of the liquid crystal light valve (or the width of the illumination light beam).

【0028】実施の形態3.図8は第1発明の実施の形
態3を示す断面図、図9は図8のb−b線における断面
図である。実施の形態2と同様に、偏光素子62を複数枚
積層するが、光路の障害とならない位置に、スペーサ65
を挿入して偏光素子62間に空気層66を確保している。2
枚の偏光素子62間が近接すると、偏光素子62を透過した
S偏光26s が偏光素子62間で多重反射をして再び透過光
となるので、偏光度が低下する。更に空気層66の厚さが
波長オーダになると干渉膜として働き、透過光の色の変
化及び色むらの原因となる。図8に示すように入射面63
b で反射し分離されたS偏光26s が出射面64a で再び反
射させないためには、実施の形態2の偏光素子62(厚さ
a=1mmの設計例)を用いればギャップdを0.32mm以上
となるようなスペーサ65を挿入すればよい。
Embodiment 3 FIG. 8 is a sectional view showing Embodiment 3 of the first invention, and FIG. 9 is a sectional view taken along line bb of FIG. As in the second embodiment, a plurality of polarizing elements 62 are stacked, but the spacer 65 is placed at a position that does not interfere with the optical path.
Is inserted to secure the air layer 66 between the polarizing elements 62. 2
When the two polarizing elements 62 come close to each other, the S-polarized light 26s transmitted through the polarizing elements 62 undergoes multiple reflection between the polarizing elements 62 and becomes transmitted light again, so that the degree of polarization is reduced. Further, when the thickness of the air layer 66 is on the order of the wavelength, the air layer 66 functions as an interference film, causing a change in color of transmitted light and color unevenness. As shown in FIG.
In order to prevent the S-polarized light 26s reflected and separated at b from being reflected again at the light exit surface 64a, the gap d is set to 0.32 mm or more by using the polarizing element 62 of Embodiment 2 (a design example of thickness a = 1 mm). What is necessary is just to insert such a spacer 65.

【0029】実施の形態4.図10は第1発明の実施の形
態4を示す断面図、図11は図10のb−b線における断面
図である。実施の形態3において使用したスペーサ65に
代えて、偏光素子62の一部に突出部67を設けてスペーサ
を偏光素子62と一体成形している。プラスチック材料を
使用すればスペーサの一体成形も比較的容易にできる。
Embodiment 4 FIG. 10 is a sectional view showing Embodiment 4 of the first invention, and FIG. 11 is a sectional view taken along line bb of FIG. Instead of the spacer 65 used in the third embodiment, a projection 67 is provided on a part of the polarizing element 62, and the spacer is formed integrally with the polarizing element 62. If a plastic material is used, integral molding of the spacer can be relatively easily performed.

【0030】実施の形態3,4では、それぞれ空気層66
を風路として公知のファン等を用いて送風すれば、効率
よく偏光素子の冷却が行える効果もある。
In the third and fourth embodiments, each of the air layers 66
If the air is blown using a known fan or the like as an air path, there is an effect that the polarizing element can be efficiently cooled.

【0031】〈第2発明〉(偏光素子) 図12は第2発明の偏光素子を示す断面図である。偏光素
子68は、入射側折り返し面69の山(または谷)部と出射
側折り返し面70の谷(または山)部とが、素子の表裏で
一致した関係となっている。このため全体の断面形状は
三角波状となり、層厚が一様であるため機械的強度が強
い構造となる。入射面がブリュースタ角θB をなすため
には、入射面69と出射面70との折り返し角θP は、下記
(4)式となる。 θP =π−2θB ……(4)
<Second Invention> (Polarizing Element) FIG. 12 is a sectional view showing a polarizing element of the second invention. In the polarizing element 68, the ridge (or valley) of the incident-side folded surface 69 and the valley (or ridge) of the emission-side folded surface 70 are in a relationship in which the front and back surfaces of the element coincide. For this reason, the entire cross-sectional shape becomes a triangular wave shape, and the layer thickness is uniform, so that the structure has high mechanical strength. In order for the incident surface to form the Brewster angle θB, the turning angle θP between the incident surface 69 and the exit surface 70 is given by the following equation (4). θP = π−2θB (4)

【0032】中心からの最大厚みをa、最小厚みをb、
折り返し周期をcとした場合、以下の(5)式の関係を
満たすとき、P偏光は無損失で偏光素子68を透過する。 a:b:c=1:{2+3COS (2θB)}/{2+COS(2θB)} :−{4COS(2θB)}/[n{2+COS(2θB)}] ……(5)
The maximum thickness from the center is a, the minimum thickness is b,
Assuming that the return period is c, when the following expression (5) is satisfied, the P-polarized light passes through the polarizing element 68 without loss. a: b: c = 1: {2 + 3COS (2θB)} / {2 + COS (2θB)}: − {4COS (2θB)} / [n {2 + COS (2θB)}] (5)

【0033】その他、入射角をブリュースタ角以上に設
定すれば消光比が向上すること、偏光素子68の材料及び
積層して使用する例、スペーサ等については、第1発明
の実施の形態1,2,3,4と同様である。
In addition, the extinction ratio can be improved by setting the incident angle to a Brewster angle or more. The material of the polarizing element 68 and an example in which the polarizing element 68 is used by lamination, spacers and the like are described in Embodiment 1 of the first invention. Same as 2, 3, and 4.

【0034】〈第3発明〉(投写型表示装置) 図13は第3発明における偏光素子を使用した投写型表示
装置の光学系の図である。図13では従来例を示す図14と
比較して偏光素子が変更された点が異なっている。光源
120 は放物面鏡13等を併用して平行な光束2を出射す
る。フィルタ12により紫外線及び赤外線をカットして、
上述した偏光素子62または68を複数枚積層した偏光素子
16により、光束2を偏光方向が不定な自然光を偏光方向
が一方向にのみ大きい部分偏光に変換する。ダイクロイ
ックミラー7a,7bにより赤(R),緑(G),青(B)
3色の光に分離して、赤色の光はミラー11a で反射さ
せ、それぞれの光をコンデンサレンズ8r, 8g, 8bで集光
した後、2枚の偏光板17r, 17g, 17b, 18r, 18g, 18bに
挟まれた液晶ライトバルブ3r, 3g, 3bで光変調して3原
色の画像を形成する。次に、青色の光はミラー11b で反
射させ、3原色の画像を色合成用ダイクロイックミラー
9a, 9bで合成して、投写レンズ4により拡大し、カラー
画像をスクリーン上(図示せず)に拡大投写する。
<Third Invention> (Projection Display Device) FIG. 13 is a diagram of an optical system of a projection display device using a polarizing element according to the third invention. FIG. 13 is different from FIG. 14 showing a conventional example in that a polarizing element is changed. light source
120 emits the parallel light beam 2 using the parabolic mirror 13 and the like. UV and infrared rays are cut by the filter 12,
A polarizing element in which a plurality of the above-described polarizing elements 62 or 68 are stacked
According to 16, the light beam 2 is converted from natural light having an indeterminate polarization direction into partial polarization in which the polarization direction is large only in one direction. Red (R), green (G), blue (B) by dichroic mirrors 7a and 7b
After being separated into three colors of light, the red light is reflected by a mirror 11a, and each light is condensed by condenser lenses 8r, 8g, 8b, and then two polarizing plates 17r, 17g, 17b, 18r, 18g , 18b, and light is modulated by the liquid crystal light valves 3r, 3g, 3b to form an image of three primary colors. Next, the blue light is reflected by the mirror 11b, and the three primary color images are converted into a dichroic mirror for color synthesis.
The images are synthesized by 9a and 9b, enlarged by the projection lens 4, and the color image is enlarged and projected on a screen (not shown).

【0035】前述した第1発明または第2発明の偏光素
子62,68、またはこれを複数枚積層した偏光素子16を、
従来の装置(図14)の偏光素子6に代替すれば、光源12
0 を液晶ライトバルブに近づけて設定できるので装置が
コンパクトになり、また液晶ライトバルブの照度を高く
できるので、高輝度な投写型表示装置を実現できる。な
お、図13の偏光素子16は3層構成の例を示しているが、
層数を増やすに従って消光比(偏光度)は良好になり液
晶ライトバルブ3r,3g,3bの入射側偏光板17r,17g,17b
の発熱を低減できる。
The polarizing elements 62 and 68 of the first or second invention described above or the polarizing element 16 obtained by laminating a plurality of the polarizing elements 62 and 68 are
If the polarizing element 6 of the conventional device (FIG. 14) is substituted, the light source 12
Since 0 can be set closer to the liquid crystal light valve, the device can be made compact, and the illuminance of the liquid crystal light valve can be increased, so that a high-brightness projection display device can be realized. Although the polarizing element 16 in FIG. 13 shows an example of a three-layer configuration,
As the number of layers is increased, the extinction ratio (degree of polarization) becomes better, and the incident side polarizing plates 17r, 17g, 17b of the liquid crystal light valves 3r, 3g, 3b.
Heat generation can be reduced.

【0036】[0036]

【発明の効果】以上に詳述したように、第1発明によれ
ば、表面及び裏面をP偏光を低損失で透過する角度で折
り返した形状であるので、自然光を部分偏光に変換する
光学素子が薄形となる。更に、偏光素子の入射角及び出
射角がブリュースタ角となる様に頂角θP を設定するこ
とにより、P偏光を無損失で素子界面を透過できる。更
に、素子の厚み及び折り返し周期を(3)式により最適
値に設計することで、P偏光を無損失で偏光素子を透過
できる。また、偏光素子への入射角及び出射角をブリュ
ースタ角以上に設定するためθP を(2)式よりも小さ
くすることにより、P偏光の透過率は若干低下するが、
消光比を向上できる。
As described above in detail, according to the first aspect, since the front and back surfaces are formed by folding the P-polarized light at an angle that transmits the P-polarized light with low loss, the optical element that converts natural light into partially polarized light is provided. Becomes thin. Further, by setting the apex angle θP so that the incident angle and the outgoing angle of the polarizing element become the Brewster angle, P-polarized light can be transmitted through the element interface without loss. Further, by designing the thickness and the turn-back period of the element to optimal values according to the equation (3), the P-polarized light can be transmitted through the polarization element without loss. Further, by setting θP smaller than the expression (2) in order to set the incident angle and the output angle to the polarizing element to be equal to or larger than the Brewster angle, the transmittance of P-polarized light is slightly reduced.
The extinction ratio can be improved.

【0037】偏光素子の材料にプラスチック材料を用い
ることにより、複雑な形状もガラス材料等に比べ比較的
容易に、しかも安価に作成できる。プラスチック材料の
偏光素子で、高光強度の白色光を偏光する場合、紫外・
赤外線カットフィルタを併用することにより温度上昇に
伴う、偏光素子の変形や変性を低減できる。更に、空冷
等による強制冷却を行えば、偏光素子の変形や変性を低
減できる効果が高くなる。また、一枚あたりの偏光素子
が薄いので、複数積層しても偏光素子は薄形であり、層
数を増すにともない消光比が向上できる。更に、スペー
サを挿入して素子間に空気層を確保することにより、素
子間でのS偏光の多重反射を除去でき消光比が向上す
る。また、空気層を風路として送風冷却すれば偏光素子
の熱変形が緩和できる。また、偏光素子とスペーサとを
一体成形すれば、偏光素子の組立工程を削減できる。
By using a plastic material as the material of the polarizing element, a complicated shape can be produced relatively easily and inexpensively as compared with a glass material or the like. When polarizing high-intensity white light with a polarizing element made of plastic material,
By using the infrared cut filter together, it is possible to reduce the deformation and denaturation of the polarizing element due to the temperature rise. Furthermore, if forced cooling such as air cooling is performed, the effect of reducing deformation and denaturation of the polarizing element is enhanced. In addition, since one polarizing element is thin, the polarizing element is thin even when a plurality of polarizing elements are stacked, and the extinction ratio can be improved with an increase in the number of layers. Furthermore, by inserting a spacer to secure an air layer between the elements, multiple reflection of S-polarized light between the elements can be removed, and the extinction ratio can be improved. In addition, if the air layer is used as an air path and cooled by blowing air, the thermal deformation of the polarizing element can be reduced. Also, if the polarizing element and the spacer are integrally formed, the assembly process of the polarizing element can be reduced.

【0038】また、第2発明によれば、偏光素子の断面
を三角波形状とすることにより、偏光素子の厚みが一様
となり、機械的強度が強い構造となる。更に、第1発明
と同様に偏光素子の入射角及び出射角をブリュースタ角
に設定することにより、P偏光を無損失で素子界面を透
過できる。更に、素子の厚み及び折り返し周期を最適値
に設計することにより、P偏光を無損失で偏光素子を透
過できる。
Further, according to the second aspect of the present invention, by forming the cross section of the polarizing element into a triangular wave shape, the thickness of the polarizing element becomes uniform and a structure having high mechanical strength is obtained. Further, by setting the incident angle and the outgoing angle of the polarizing element to the Brewster angle as in the first invention, the P-polarized light can be transmitted through the element interface without loss. Further, by designing the thickness and the turn-back period of the element to optimal values, the P-polarized light can be transmitted through the polarizing element without loss.

【0039】また、第3発明によれば、第1発明または
第2発明の偏光素子を、液晶ライトバルブを用いた投写
型表示装置に適用することにより、液晶ライトバルブ入
射側の偏光板の発熱が低減され、偏光板の変性や変形に
伴う画質劣化が防止できる。また、偏光素子が薄形であ
るため光源を液晶ライトバルブに接近して設置できるの
で、高輝度の投写画像が得られる。
According to the third aspect, the polarizing element of the first aspect or the second aspect is applied to a projection type display device using a liquid crystal light valve, so that the heat of the polarizing plate on the liquid crystal light valve incident side is generated. Is reduced, and image quality deterioration due to denaturation or deformation of the polarizing plate can be prevented. In addition, since the polarizing element is thin, the light source can be installed close to the liquid crystal light valve, so that a high-brightness projected image can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明の偏光素子の構成を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a polarizing element of the present invention.

【図2】 透明基板への入射角と透過率と反射率との関
係を示すグラフである。
FIG. 2 is a graph showing a relationship between an incident angle on a transparent substrate, transmittance, and reflectance.

【図3】 偏光素子の単位素子である柱状素子を透過す
る光束の説明図である。
FIG. 3 is an explanatory diagram of a light beam transmitted through a columnar element which is a unit element of a polarizing element.

【図4】 偏光素子を透過する光束の説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram of a light beam transmitted through a polarizing element.

【図5】 透明基板への入射角と消光比との関係を示す
グラフである。
FIG. 5 is a graph showing the relationship between the angle of incidence on a transparent substrate and the extinction ratio.

【図6】 本発明の偏光素子の構成を示す断面図であ
る。
FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a polarizing element of the present invention.

【図7】 偏光素子の積層枚数と偏光度との関係を示す
グラフである。
FIG. 7 is a graph showing the relationship between the number of stacked polarizing elements and the degree of polarization.

【図8】 本発明の偏光素子の構成を示す断面図であ
る。
FIG. 8 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a polarizing element of the present invention.

【図9】 図8のb−b線における断面図である。FIG. 9 is a sectional view taken along line bb of FIG. 8;

【図10】 本発明の偏光素子の構成を示す断面図であ
る。
FIG. 10 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a polarizing element of the present invention.

【図11】 図10のb−b線における断面図である。FIG. 11 is a sectional view taken along line bb of FIG. 10;

【図12】 本発明の偏光素子の構成を示す断面図であ
る。
FIG. 12 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a polarizing element of the present invention.

【図13】 本発明の投写型表示装置の光学系を示す図
である。
FIG. 13 is a diagram showing an optical system of the projection display device of the present invention.

【図14】 従来の他の投写表示装置の構成を示す図で
ある。
FIG. 14 is a diagram showing a configuration of another conventional projection display device.

【図15】 従来の偏光素子を示す図である。FIG. 15 is a view showing a conventional polarizing element.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

3r, 3g, 3b 液晶ライトバルブ、4 投写レンズ、12
フィルタ、16 偏光素子、62 偏光素子、65 スペー
サ、66 空気層、67 突出部、68 偏光素子、120 光
源、162 柱状素子。
3r, 3g, 3b LCD light valve, 4 projection lens, 12
Filter, 16 polarizing element, 62 polarizing element, 65 spacer, 66 air layer, 67 protrusion, 68 polarizing element, 120 light source, 162 columnar element.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI G03B 33/12 G03B 33/12 H04N 5/74 H04N 5/74 A ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code FI G03B 33/12 G03B 33/12 H04N 5/74 H04N 5/74 A

Claims (15)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 偏光方向が不定な自然光を一方向にのみ
偏光が大きい部分偏光に変換する偏光素子において、入
射面及び出射面が低損失でP偏光を透過するような角度
で折り返した柱状の単位素子が一定間隔で連結した形状
に形成されていることを特徴とする偏光素子。
1. A polarizing element for converting natural light having an indeterminate polarization direction into partial polarization having a large polarization in only one direction, wherein the incident surface and the emission surface are folded at an angle such that the P-polarized light is transmitted with low loss. A polarizing element, wherein unit elements are formed in a shape connected at regular intervals.
【請求項2】 前記柱状の単位素子の断面形状がひし形
であることを特徴とする請求項1記載の偏光素子。
2. The polarizing element according to claim 1, wherein the cross-sectional shape of the columnar unit element is a rhombus.
【請求項3】 入射角及び出射角が互いに等しくブリュ
ースタ角θB をなし、かつ、ひし形の単位素子の一対の
対向する頂角θP が以下の条件を満足することを特徴と
する請求項2記載の偏光素子。 θP =π−2θB 但し θB =tan-1n n:偏光素子基板の屈折率
3. The apparatus according to claim 2, wherein the angle of incidence and the angle of emergence are equal to each other and form a Brewster angle .theta.B, and a pair of opposed apex angles .theta.P of the diamond-shaped unit element satisfy the following condition. Polarizing element. θP = π−2θB where θB = tan −1 nn where n is the refractive index of the polarizing element substrate
【請求項4】 中心からの最大厚みaと最小厚みb及び
折り返し周期cとの関係が、以下のように設定されてい
ることを特徴とする請求項2または3記載の偏光素子。 a:b:c=1:1+2 COS(2θB):−(4/n) C
OS(2θB)
4. The polarizing element according to claim 2, wherein the relationship between the maximum thickness a from the center, the minimum thickness b, and the turnback period c is set as follows. a: b: c = 1: 1 + 2 COS (2θB) :−( 4 / n) C
OS (2θB)
【請求項5】 入射角及び出射角をブリュースタ角θB
以上に設定するために、ひし形の単位素子の一対の対向
する頂角θP が以下の条件を満足することを特徴とする
請求項2記載の偏光素子。 0<θP ≦π−2θB
5. The angle of incidence and the angle of emission are Brewster angles θB.
3. The polarizing element according to claim 2, wherein the pair of opposing apex angles .theta.P of the diamond-shaped unit element satisfy the following condition. 0 <θP ≤π-2θB
【請求項6】 前記柱状の単位素子の断面形状が入射面
の山(谷)部と出射面の谷(山)部との位置が素子面内
で一致する三角波形状であることを特徴とする請求項1
記載の偏光素子。
6. A cross-sectional shape of the columnar unit element is a triangular wave shape in which a position of a valley (valley) of an incident surface and a position of a valley (peak) of an emission surface coincide in an element plane. Claim 1
The polarizing element as described in the above.
【請求項7】 入射角及び出射角が互いに等しくブリュ
ースタ角θB をなし、かつ、前記単位素子の三角波形状
部の折り返し角θP が以下の条件を満足することを特徴
とする請求項6記載の偏光素子。 θP =π−2θB 但し θB =tan-1n n:偏光素子基板の屈折率
7. The device according to claim 6, wherein the incident angle and the output angle are equal to each other and form a Brewster angle θB, and the turning angle θP of the triangular wave-shaped portion of the unit element satisfies the following condition. Polarizing element. θP = π−2θB where θB = tan −1 nn where n is the refractive index of the polarizing element substrate
【請求項8】 中心からの最大厚みaと最小厚みb及び
折り返し間隔cとの関係が以下の条件を満足することを
特徴とする請求項7記載の偏光素子。 a:b:c=1:{2+3COS(2θB)}/{2+COS(2
θB)}:−{4COS(2θB)}/[n{2+COS(2θ
B)}]
8. The polarizing element according to claim 7, wherein the relationship among the maximum thickness a from the center, the minimum thickness b, and the turnback interval c satisfies the following conditions. a: b: c = 1: {2 + 3COS (2θB)} / {2 + COS (2
θB)}: − {4COS (2θB)} / [n {2 + COS (2θ
B)}]
【請求項9】 前記偏光素子はプラスチック材料にて形
成されていることを特徴とする請求項1記載の偏光素
子。
9. The polarizing element according to claim 1, wherein the polarizing element is formed of a plastic material.
【請求項10】 請求項9記載の偏光素子と、自然光を
放射する光源と、前記偏光素子と光源との間に設けられ
た紫外・赤外線カットフィルタとを備えることを特徴と
する光源装置。
10. A light source device comprising: the polarizing element according to claim 9; a light source that emits natural light; and an ultraviolet / infrared cut filter provided between the polarizing element and the light source.
【請求項11】 請求項9記載の偏光素子と、自然光を
放射する光源と、前記偏光素子を送風冷却するファンと
を備えることを特徴とする光源装置。
11. A light source device comprising: the polarizing element according to claim 9; a light source that emits natural light; and a fan that blows and cools the polarizing element.
【請求項12】 前記偏光素子は複数積層されているこ
とを特徴とする請求項1,2または6のいずれかに記載
の偏光素子。
12. The polarizing element according to claim 1, wherein a plurality of the polarizing elements are stacked.
【請求項13】 複数積層された前記偏光素子間にスペ
ーサが挿入されていることを特徴とする請求項12記載
の偏光素子。
13. The polarizing element according to claim 12, wherein a spacer is inserted between the plurality of stacked polarizing elements.
【請求項14】 前記偏光素子に前記スペーサとなる突
起構造が一体成形されていることを特徴とする請求項1
3記載の偏光素子。
14. The polarizing element according to claim 1, wherein a projection structure serving as the spacer is integrally formed with the polarizing element.
3. The polarizing element according to 3.
【請求項15】 光源により照明した液晶ライトバルブ
の画像を投写レンズでスクリーンに拡大投写する投写型
表示装置において、光源と液晶ライトバルブ間に請求項
1,2または6のいずれかに記載の偏光素子を具備する
ことを特徴とする投写型表示装置。
15. The polarized light according to claim 1, wherein the projection type display device enlarges and projects an image of the liquid crystal light valve illuminated by the light source onto a screen by a projection lens. A projection display device comprising an element.
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KR100964963B1 (en) * 2007-06-19 2010-06-21 주식회사 엘지화학 Polarizing Plate and Polarizing Device Comprising the Same

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