JPH10505435A

JPH10505435A - 偏光素子

Info

Publication number: JPH10505435A
Application number: JP9504270A
Authority: JP
Inventors: リファットアタムスタファヒクメット
Original assignee: フィリップスエレクトロニクスネムローゼフェンノートシャップ
Priority date: 1995-06-29
Filing date: 1996-05-31
Publication date: 1998-05-26
Also published as: DE69630101T2; KR100425641B1; CN1161086A; CN1119675C; EP0778956A1; DE69630101D1; WO1997001779A1; EP0778956B1; US5900977A

Abstract

(57)【要約】偏光素子（１）は第１の層（３）及び第２の層（５）を有する。素子（１）に偏光していないビームが入射すると、この偏光していないビームの少なくとも一方の成分の方向が第１の層により制御される。これらの偏光成分は異なる偏光方向を有する。第２の層は入射する偏光したビームの方向を制御する。偏光回転層（７）を第１の層（３）と第２の層（５）との間に配置する。この偏光素子（１）により、偏光していないビームを同一の偏光方向を有する偏光したビームにほぼ完全に変換することができる。

Description

【発明の詳細な説明】偏光素子本発明は、入射する偏光していないビームの、異なる偏光方向を有する偏光成分のうちの少なくとも１個の偏光成分の方向を制御する第１の層を有する偏光素子に関するものである。本発明は、画像表示パネルと隣接する少なくとも１個の偏光子を本発明による偏光素子の第１の層又は第２の層で構成した画像投射装置、及び第１の偏光子又は画像表示パネルを偏光子及び検光子と共に本発明による偏光素子で構成した画像投射装置に関するものである。偏光していないビームを偏光させるため、種々の型式の偏光子が用いられている。もっとも既知の型式の偏光子は不所望な偏光方向のビームを吸収する吸収性偏光子である。この偏光子の欠点は、不所望なビームの約５０％の強度が喪失することである。さらに、例えば画像投射装置に高パワーの放射源を用いる場合、偏光子が相当に加熱されてしまい、偏光子を構成する材料を害するおそれがあり、偏光子の破壊が生じてしまう。この加熱による有害な効果をできるだけ除去するため、高価な冷却装置を設ける必要があり、装置の小型化に悪影響が生じてしまう。別の型式の偏光子は、冒頭部で述べた型式の偏光子であり、例えば英国特許出願第２１６６５６２号から既知である。この出願明細書に記載されている偏光素子は液晶材料で構成されている区域と透明な等方性材料で構成されている区域とで構成され、これらの区域がこの層の面内に位置する方向に沿って互いに交互に形成されている。このように形成された構造体は回折格子と考えることができる。液晶材料の分子の主軸は回折格子の溝に平行に向いている。基板の回折格子が形成されている部分間に電極を形成することにより、液晶分子の向きつまり素子に入射する光が受ける回折の方向が変化する。この偏光子は所望の偏光方向の光を通過させ、不所望な偏方向の光を光路から屈折させる。この型式の偏光子は、不所望な光が偏光子により吸収されないため、損傷を受けるおそれが極めて小さい。一方、この偏光子は、不所望な偏光方向の光がオリジナルビームの光路から屈折するため、依然として素子に入射する偏光していないビームのほぼ半分の強度が喪失する欠点がある。例えば画像投射装置のような高い画像輝度が望まれる装置の偏光子としてこの素子を用いる場合、高パワーの光源を用いる必要がある。一方、このような光源は比較的多量の電流を消費し、装置内に比較的多量の熱を放出するため、依然として冷却装置が必要になる。本発明の目的は、偏光されていない光ビームの大部分の光が適切な偏光方向の光に変換されると共に、熱により素子が損傷を受けるおそれが小さく特別な冷却が不要になり、さらに極めて平坦であり素子が用いられる装置を一層小型に構成できる偏光素子を提供することにある。この目的を達成するため、本発明による偏光素子は、入射する少なくとも１個の偏光したビームの方向を制御する第２の層と、前記偏光したビームの光路中に位置する偏光回転層とをさらに有することを特徴とする。偏光していないビームは第１の層により偏光方向が相互に異なる２個のビーム成分に分割され、これらビーム成分は互いに異なる方向に伝播する。従って、これらビーム成分の軸は僅かに発散する。第２の層は、この発散を減少させて最大の光量が偏光素子の後側に配置した光学素子の開口内に入射させる。偏光回転層において、少なくとも一方のビーム成分の位相が遅延され、関連するビームの偏光方向を所定の角度に亘って回転させる。偏光していないビームが第１の層により相互に直交する偏光したビーム成分に分割されると共に、これら２個のビーム成分のうち一方のビーム成分が９０°に亘って回転する場合、偏光回転層を通過したビーム成分はほぼ同一の偏光方向を有することになる。偏光素子の３個の素子のいずれもが光をほとんど吸収しないので、熱による損傷が生ずる危険性はほとんどなく、偏光されていないビームの大部分が同一の偏光方向を有する偏光したビームに変換する。従って、極めて高いパワーの光源を用いる必要がなく、冷却も不要になる。本発明による偏光素子の第１の実施例は、偏光回転層が第１の層と第２の層との間に存在することを特徴とする。第１の層は、偏光していないビームを異なる方向に伝播する２個のビーム成分に分割する。両方のビーム成分は偏光回転層に入射し、この偏光回転層により出射するビーム成分はほぼ同一の偏光方向を有することになる。次に、ビームは第２の層により収束する。本発明による偏光素子の別の実施例は、前記第１及び第２の層を、これらの層の面内に位置する方向に沿って交互に位置する一連の第１の区域及び第２の区域で形成し、一方の区域を屈折率ｎ_o及びｎ_eを有する複屈折材料で構成し、他方の区域を屈折率ｎ_pを有する等方性材料で構成し、ｎ_o＝ｎ_p又はｎ_e＝ｎ_pとしたことを特徴とする。一緒になって第１の層の第１の区域と第２の区域との間の界面に入射する光ビームを構成するビーム成分の偏光方向は、第１の区域又は第２の区域の複屈折材料を選択することにより制御することができ、これら第１及び第２の区域のうちの一方の区域の屈折率ｎ_o又はｎ_eを隣接する他方の区域の等方性材料の屈折率ｎ_p に等しくする。例えば、ｎ_o＝ｎ_pの場合、常光線成分は第１の区域と第２の区域との間の界面における屈折率差による影響を受けず屈折しないで通過し、透過するビーム成分の偏光方向と直交する偏光方向を有するビーム成分、すなわち異常光線成分は屈折する。屈折による角度は第１の区域の屈折率と第２の区域の屈折率との間の差並びに偏光されるべき放射が界面に入射する角度により決定される。ｎ_o＝ｎ_pの場合、異常光線成分は屈折することなく関連する層を通過し、常光線成分は屈折する。入射ビームの元の進行方向と屈折方向との間のなす角度は、以下の式で与えられる。 γ＝ａｃｏｓ（ｎ_e／（ｎ_pａｃｏｓ））＋α−９０° ここで、αは、第１の層の法線と、この層の第１の区域と第２の区域との間の界面とのなす角度である。屈折は、第２の層の第１の区域と第２の区域との間の界面においても同様に生ずる。これら第１及び第２の区域は、偏光回転層により偏光方向が回転したビーム成分が第２の層により屈折しなかったビーム成分の方向に屈折するように選択する。偏光回転層は、この場合一方の偏光成分に対してだけ作用する。他方の成分は屈折せずに通過する。本発明による偏光素子の別の実施例は、前記第１の層について、ｎ_o,1＝ｎ_p,1 とし、第１の層の分子の主軸が第１の層の面内で前記第１及び第２の区域の長手方向に平行に位置することを特徴とする。本発明による偏光素子の別の実施例は、前記第２の層について、ｎ_o,2＝ｎ_p,2 とし、第２の層の分子の主軸が第２の層の面と直交することを特徴とする。第１の層及び第２の層の分子の上述した配向の組み合せにおいてｎ_p＝ｎ_oの場合、常光線は透過し異常光線は屈折する。ｎ_p＝ｎ_eで、第１及び第２の層の分子の主軸が上述した向きと直交するように位置する場合、異常光線は透過し常光線は第１及び第２の層により屈折する。本発明による偏光素子の別の実施例は、前記偏光回転層が単軸配向分子を含み、偏光回転層の分子が配向する軸の前記第１の層における延長部が前記第１の層の分子の主軸にほぼ平行となることを特徴とする。偏光回転層は、垂直に入射する偏光成分がその偏光方向を維持し、垂直でない角度で入射する偏光成分の偏光成分の偏光方向が回転するように構成する。これは、単軸配向した分子の軸が、この層の法線に対して角度θをなす面内に位置させることによりら達成される。この場合、偏光回転層の分子が向く軸の延長は第１の層の分子の主軸の向きと一致する。垂直に入射しない放射は入射方向に対して角度γで屈折する。この角度θの値、並びに偏光回転層の材料の厚さｄ及び屈折率差は角度γにより決定される。これら３個のパラメータは、回転する偏光成分の偏光方向が回転する角度を規定する。これらのパラメータを最適化することにより９０°の回転を得ることができる。本発明による偏光素子の別の実施例は、前記偏光回転層が単軸配向分子を含み、これら分子の配向軸がこの層の面内に位置し、この偏光回転層が、単軸配向分子の軸の第１の層における延長部が第１の層の分子の主軸にほぼ平行になるような角度で第１の層に対して傾斜することを特徴とする。この層の法線に対して角度θをなす軸に応じて単軸分子を配向させる代りに、これらの分子をこの層の面内に位置させ、この層自身は角度θだけ傾けることができる。本発明による偏光素子の特有の実施例は、前記偏光回転層を、液晶層とし、この液晶層を個別に駆動されると共に画像表示パネルを構成するマトリックスの形態のセルに分割したことを特徴とする。異常光線放射ビーム及び常光線放射ビームの方向は第１の層により互いに分離される。液晶マトリックスの画素に電界を印加することにより、画素毎に２個の偏光成分がそれぞれ偏光方向を維持する。従って、各偏光成分は第２の層に入射し、第２の層は２個の成分のうちの一方の成分について作用することなく通過させ、他方の成分に対しては集束するようにその方向に作用する。この結果、画素ビームは互いにほぼ平行な２個の分離した偏光成分により構成されることになる。液晶マトリックスの画素に電界を印加しない場合、第１の層が偏光していないビームを分割することにより生じた２個の偏光成分は、画素の位置において偏光方向が９０°回転する作用を受け、同様に２個の相互に直交する宝庫に偏光した成分を構成し、さらに第２の層において屈折する。これにより、２個の偏光成分が発生し、それらの方向は０°以上の角度をなす。本発明による偏光素子の別の実施例は、第２の層を偏光作用を有しない屈折層としたことを特徴とする。偏光していないビームは第１の層により２個の相互に直交する方向に偏光したビーム成分に分割される。第１の層から出射する際、これら２個のビーム成分はある角度をなす。これらビームのうちの一方のビームの光路は第２の層にまで延在し、こき第２の層は、このビーム成分をこれに入射する偏光成分の偏光方向に独立して、第１の層により影響を受けることなく通過したビーム成分にほぼ平行な方向に屈折させる。従って、偏光回転層を屈折したビーム成分の光路中又は屈折しないビーム成分の光路中に配置し、２個のビーム成分の偏光方向を互いに等しくする。このようにして、ほぼ同一の偏光方向を有するほぼ平行なビームが得られる。偏光回転素子と第２の層との順序は相互に変えることができる。この理由は、第２の層による屈折が偏光に対して独立しているからである。上述した実施例に記載されている偏光素子によりビーム分割が行われる本発明の偏光素子の別の実施例は、前記第１の層を、この層の面内に位置する方向に沿って交互に位置する一連の第１の区域及び第２の区域で形成し、一方の区域を屈折率ｎ_o及びｎ_eを有する複屈折材料で構成し、他方の区域を屈折率ｎ_pを有する等方性材料で構成し、ｎ_o＝ｎ_p又はｎ_o＝ｎ_pとし、前記第２の層を等方性材料で構成したことを特徴とする。以下、後述する実施例に基づいて本発明のこれらの概念及び別の概念を明確に説明する。図面において、図１ａ及び１ｂは本発明による偏光素子の実施例の斜視図である。図２ａ及び２ｂは液晶材料から成る偏光回転層の偏光素子入射する偏光していないビームが本発明の偏光素子を通過する放射を線図的に示す。図３は第２の層が偏光とは無関係に屈折する本発明の偏光素子を線図的に示す。図４は画像表示パネルの偏光子又は画像表示パネル自身が本発明による偏光素子として構成されている画像投射装置を示す。図１ａの偏光素子１は第１の層３及び第２の層５を有する。第１の層３は、素子１に入射する偏光していないビームｂを構成する一方のビーム成分の方向を制御し、第２の層５はこの層に入射した偏光した成分の方向をその偏光方向に応じて制御する。さらに、偏光回転層７が第１の層３と第２の層５との間に存在する。第１の層３は第１の区域９及び第２の区域１１を具える。２個の区域のうちの一方の区域、例えば第１の区域９は常光線に対する屈折率ｎ_o,1及び異常光線に対する屈折率ｎ_e,1を有する複屈折性材料で構成する。第２の区域１１は屈折率ｎ_p,1を有する等方性材料で構成する。偏光していないビームｂが第１の層３に入射すると、ｎ_o,1＝ｎ_p,1の場合常光線は第１の区域と第２の区域との間の界面で屈折率差の作用を受けず屈折せずにそのまま通過する。これらの光線は一緒になって第１のビーム成分ｂ₁を構成する。一方、異常光線は、ｎ_e,1＝ｎ_p,1であるため、屈折率差の作用を受け常光線に対して屈折する。これらの光線は一緒になってビーム成分ｂ₂を構成する。第１の層への入射方向に対する屈折方向により形成される角度は以下の式により与えられる。 γ＝ａｃｏｓ（ｎ_e,1／（ｎ_p,1 ｃｏｓα））＋α−９０° ここで、αは第１の層に対する法線と、この層の第１の区域と第２の区域との間の界面４との間でなす角度である。ビームｂは主光線を通る二重の矢印で示す相互に直交する偏光方向を有する２個のビーム成分ｂ_1,ｂ₂に分割され、その後偏光回転層７に入射する。この層は単軸配向分子で構成する。所定のビーム成分の偏光方向が回転する角度は、層７中の分子が配向する軸のこの層の法線に対する方向（角度θ）と、層７の厚さと、この層の屈折率差Δｎにより決定される。２個のビーム成分ｂ_1,ｂ₂が相互に直交するように偏光し偏光回転層が直角に入射しないビームの偏光方向を９０° 回転させる場合、これらのビーム成分は、偏光回転素子の光路を通過した後主として同一の偏光方向を有することになる。一方、これらのビーム成分の軸は発散性である。これらのビーム成分を、原理的に第１の層と同一の形態の例えば２の層に入射させることにより、この発散性は減少しビームの全開口は小さくなる。この目的のため、第２の層５も第１の区域１０及び第２の区域１２で構成する。第１の区域１０は、例えば屈折率ｎ_o,2及びｎ_e,2を有する複屈折性材料で構成し、第２の区域１２は屈折率ｎ_p,2を有する等方性材料て構成する。複屈折性材料は第１及び第２の層について同一とすることができるが、相違させることもできる。ｎ_o,2＝ｎ_p,2の場合、同様に界面における常光線はいかなる屈折率差による作用を受けず屈折すぜに通過し、これに対して異常光線は屈折する。上記分子の主軸をこの層の面に直交するように配向させることにより、異常光線は常光線の方向に屈折し、従ってこのビーム成分は集束性になる。第１の層３においてｎ_p＝ｎ_oで第１の層３の複屈折性ざの分子の主軸が第１の層３の面内に位置すると共に区域９，１０の長手方向に平行であり、且つ第２の層についてｎ_p＝ｎ_oでこの第２の層５の複屈折性材料の分子の主軸がこの第２の層の面に直交している場合、２個の層３，５は常光線を通過させ、異常光線を屈折させる。この実施例を図１ａに示す。ｎ_p＝ｎ_eであり第１の層３の複屈折性材料の分子の主軸が第１の層の面内にあるが、溝の長手方向に対して直交し、且つ第２の層についてｎ_p＝ｎ_eでありこの分子がこの層の面内に位置すると共に区域９，１１の長手方向に直交している場合、異常光線は両方の層を通過し、常光線は屈折する。この実施例を図１ｂに示す。第１の層と第２の層とを組み合わせた形態は上記実施例に限定されるものではない。一方、上記実施例は比較的その製造が容易である。第１の層３についてｎ_p ＝ｎ_oが維持され、第２の層５についてはｎ_p＝ｎ_eに維持することができ、或いはこの反対に維持することができる。偏光回転層７が入射したビームの偏光方向をある角度だけ回転させるため、偏光回転層７の単軸配向分子が位置する軸の延長部を第１の層３の複屈折性材料の分子の主軸に一致させる必要がある。第１層３の屈折率ｎ_o及びｎ_e並びに角度αは、屈折したビーム成分ｂ₂と直進するビーム成分ｂ₁とのなす角度γを決定する。角度γの値に基づいて偏光回転層７の角度θ、厚さｄ及び屈折率差Δｎが決定される。これらのパラメータを最適にすることにより、一方の偏光成分が偏光回転の影響を受けることなく通過し他方の偏光成分の偏光方向が９０°にわたって回転することが達成される。単軸分子が延在すると共に偏光回転層７と直交する面に対して角度θをなす軸を有する代りに、この分子軸が層７の面内に位置すると共に角度θだけ傾くようにすることもできる。第１の区域と第２の区域との３，５と１０，１２間の界面４，６は一緒になって、例えば正弦波形、鋸歯、ブロックのジッグザック構造の形状を有する面を構成する。ジッグザッグ構造により、非屈折ビーム成分及び直進ビームの両側における屈折ビーム成分が発生する。一方、鋸歯構造は非対称であり、直進ビーム及び単一の屈折ビームだけが発生する。第１の層３は、例えば単結晶シリコンウェハをエッチングすることにより又は基板に溝を機械的に形成してシリコンスは基板に回折格子の形状を形成することにより作ることができる。その後、この基板に複屈折材料をリプリケートすることができる。この技術により上述した偏光素子を製造するのに好適な複屈折材料は、例えば欧州特許出願ＥＰ第０２１３６８０号に記載されている異方性の綱状組織構造体及び欧州特許出願ＥＰ第０４５１９０５号に記載されている異方性ゲルが既知である。同様に好適なＬＣポリマ又はオリゴマ、配向したポリマ及び低質量のガラス形成液晶材料を用いる場合、所望の構造の形状をこの材料に直接加圧形成することができる（エンボス形成されたポリマ）。異方性結晶材料を用いる場合、この構造は機械的に形成することができる。図２ａ及び２ｂは偏光回転層７が液晶材料で構成される偏光素子の実施例を示し、付勢されたセル（ａ）及び付勢されないセル（ｂ）についての常光線及び異常光線の放射を示す。このセルは、例えば２個のガラスプレート間にＬＣ材料が存在するもので構成する。例えばＩＴＯ電極のような透明電極を各ガラスプレートのＬＣ材料側に形成する。ＴＮ（ツウイステッドネマティック）効果、ＳＴＮ（スーパーツウイステッドネマティック）効果又は強誘電性効果に基く材料をセルについて用いることができる。これら材料の各々は、偏光方向を９０° 回転させることができる。第１の層３及び第２の層５は上述した方法で形成することができる。偏光していないビームｂが第１の層３に入射すると、このビームは相互に直交する偏光ビーム成分ｂ₁及びｂ₂に分割され、これらビーム成分の伝播方向は角度 ψをなす。図２は付勢されていない状態で偏光回転させるセルに基いて説明する。液晶材料に電界が印加されると、各偏光成分はその偏光方向を液晶層７を通る光路上に維持する。２個の異なる偏光成分ｂ₁及びｂ₂は、その後第２の層５に異なる角度で入射し、例えば一方のビーム成分ｂ₂は他方のビーム成分ｂ₁の方向と平行な方向に屈折する。互いに分離した２個の偏光成分ｂ₁及びｂ₂から成るほぼ平行なビームｂ′が発生する。液晶材料に電界が存在しない場合、第１の層３によりそれぞれの方向に分離した２個の偏光成分ｂ₁及びｂ₂はそれぞれ９０°の偏光回転を受ける。この結果、２個の相互に直交する方向に偏光した成分がそのまま存在する。一方、成分ｂ₁ の偏光方向は成分ｂ₂の元の偏光方向及びその反対の方向にある。この結果、ビームｂ₁及びｂ₂の常光線及び異常光線は互いに離れるように屈折する。偏光回転層として液晶層を有する偏光素子を画像表示パネルとして用いることができる。液晶マトリックスの各画素は、第１及び第２の層の区域９，１１と１０，１２により形成される構造の半分の周期に対応する。画素に画像情報を供給することにより、偏光したビームの偏光方向がこの画素の位置において偏光回転層により回転させられる角度が規定される。この角度に応じて、偏光素子の第２の層における屈折が相異し、不所望な放射は例えば米国特許第４６１３２０７号に記載されている方法で光路から反射する。このようにして、不所望な放射が投影レンズに入射せずグレイスケールを得ることができる。図３は本発明の偏光素子の別の実施例を示す。第１の層３は上述した第１の層と同様に構成する。第２の層５は等方性とする。この層における屈折は偏光に依存しないので、層５は偏光回転層７の前側及び後側の両方に存在することができる。偏光していないビームｂが第１の層３に入射すると、このビームｂは２個の互いに直交する方向に偏光したビーム成分ｂ₁及びｂ₂に分割される。第２の層５は屈折したビームｂ₂を他方のビーム成分ｂ₁に平行にする。成分ｂ₂の偏光方向を成分ｂ₁の偏光方向に変換させる偏光回転層７を成分ｂ₂の光路中に設ける。この偏光回転層は例えばλ／２板又は付勢状態又は非付勢状態において偏光方向を９０゜回転させることができる液晶マルとすることができる。この結果、ほぼ同一の偏光方向を有するほぼ平行なビームが発生する。図４は、画像表示パネル２１の偏光子１７を本発明にする偏光素子で構成した画像投射装置１５を示す。検光子１９は、同様に図１ａ又は１ｂに示す偏光素子の第１又は第２の層で構成することができる。光源２３からの光はコンデンサ２５を経て画像表示パネル２１の前側に配置した偏光子１７に入射する。通常の偏光子を用いる場合、約５０％の光が吸収され所望の偏光方向の光だけが画像表示パネル２１に向けて通過する。偏光子１７を本発明による偏光素子で構成すれば、不所望な偏光方向の光は吸収されず、はじめに所望の偏光方向から屈折により分離され、次にその偏光方向が回転し入射方向に対して屈折し、光源からの光の最大量が適切な偏光方向の光として画像表示パネルに入射する。この場合、この偏光素子は実際には予備偏光子として機能する。この光ビームの偏光方向は表示すべき画像に応じて画像表示パネル２１により変調される。その後、変調されたビームは検光子１９に入射する。この検光子を図１ａ又は１ｂに示す偏光素子の第１又は第２の層と同様に構成すれば、画像形成に寄与しない光は吸収されず光路からはずれるように屈折する。検光子１９からの光は、図面を明瞭にするため単レンズ２７として表示した投射レンズ系に入射し、画像に変換される。このようにして、同一の光源を用いて一層高い画像輝度が得られる。この理由は、光源から放出されたより多くの光が画像形成に利用されるからである。画像投射装置の別の実施例は、特許請求の範囲の請求項７に記載された偏光素子と同様な偏光子及び検光子と画像表示パネルとを組み合せたものであり、この画像投射装置においては偏光回転層７を個別に駆動され画素として機能することができるマトリックスの形態のマルに分割された液晶層により形成される。この偏光素子は偏光子及び変調器として同時に動作する。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＧ０９Ｆ 9/00 ３２２Ｇ０９Ｆ 9/00 ３２２Ａ

Claims

【特許請求の範囲】１．入射する偏光していないビームの、異なる偏光方向を有する偏光成分のうちの少なくとも１個の偏光成分の方向を制御する第１の層を有する偏光素子において、入射する少なくとも１個の偏光したビームの方向を制御する第２の層と、前記偏光したビームの光路中に位置する偏光回転層とをさらに有することを特徴とする偏光素子。２．請求項１に記載の偏光素子において、請求項偏光回転素子が前記第１の層と第２の層との間に存在することを特徴とする偏光素子。３．請求項１又は２に記載の偏光素子において、前記第１及び第２の層を、これらの層の面内に位置する方向に沿って交互に位置する一連の第１の区域及び第２の区域で形成し、一方の区域を屈折率ｎ_o及びｎ_eを有する複屈折材料で構成し、他方の区域を屈折率ｎ_pを有する等方性材料で構成し、ｎ_o＝ｎ_p又はｎ_e＝ｎ_pとしたことを特徴とする偏光素子。４．請求項３に記載の偏光素子において、前記第１の層について、ｎ_o,1＝ｎ_p,1 とし、第１の層の分子の主軸が第１の層の面内で前記第１及び第２の区域の長手方向に平行に位置することを特徴とする偏光素子。５．請求項３又は４に記載の偏光素子において、前記第２の層について、ｎ_o,2 ＝ｎ_p,2とし、第２の層の分子の主軸が第２の層の面と直交することを特徴とする偏光素子。６．請求項１から５までのいずれか１項に記載の偏光素子において、前記偏光回転層が単軸配向分子を含み、偏光回転層の分子が配向する軸の前記第１の層における延長部が前記第１の層の分子の主軸にほぼ平行となることを特徴とする偏光素子。７．請求項１から５までのいずれか１項に記載の偏光素子において、前記偏光回転層が単軸配向分子を含み、これら分子の配向軸がこの層の面内に位置し、この偏光回転層が、単軸配向分子の軸の第１の層における延長部が第１の層の分子の主軸にほぼ平行になるような角度で第１の層に対して傾斜することを特徴とする偏光素子。８．請求項１から５までのいずれか１項に記載の偏光素子において、前記偏光回転層を、液晶層とし、この液晶層を個別に駆動されると共に画像表示パネルを構成するマトリックスの形態のセルに分割したことを特徴とする偏光素子。９．請求項１に記載の偏光素子において、前記第２の層偏光作用のない屈折層としたことを特徴とする偏光素子。１０．請求項９に記載の偏光素子において、前記第１の層を、この層の面内に位置する方向に沿って交互に位置する一連の第１の区域及び第２の区域で形成し、一方の区域を屈折率ｎ_o及びｎ_eを有する複屈折材料で構成し、他方の区域を屈折率ｎ_pを有する等方性材料で構成し、ｎ_o＝ｎ_p又はｎ_e＝ｎ_pとし、前記第２の層を等方性材料で構成したことを特徴とする偏光素子。１１．光ビームを発生する照明装置と、前側に位置する第１の偏光子、後側に位置する第２の偏光子、及びこれら偏光子間に位置する光学的能動材料を有する画像表示パネルと、投射レンズ系とを順次有する画像投射装置において、前記第１の偏光子を請求項１から７、９又は１０のいずれか１項に記載の偏光素子で構成したことを特徴とする画像投射装置。１２．光ビームを発生する照明装置と、前側に位置する第１の偏光子、後側に位置する第２の偏光子、及びこれら偏光子間に位置する光学的能動材料を有する画像表示パネルと、投射レンズ系とを順次有する画像投射装置において、前記２個の偏光子の少なくとも１個の偏光子を請求項１から１０までのいずれか１項に記載の偏光素子の第１の層又は第２の層で構成したことを特徴とする画像投射装置。１３．光ビームを発生する照明装置と、前側に位置する第１の偏光子、後側に位置する第２の偏光子、及びこれら偏光子間に位置する光学的能動材料を有する画像表示パネルと、投射レンズ系とを順次有する画像投射装置において、前記画像表示パネルを、前記第１及び第２の偏光子と共に請求項８に記載の偏光素子で構成したことを特徴とする画像投射装置。