JPH11287908A - 偏光変換ユニット及び液晶プロジェクタ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 低コストで、偏光分離性能に優れた偏光変換
ユニットを構成する。 【解決手段】 光源からのランダム偏光をいずれか一方
の直線偏光に変換する偏光変換ユニットにおける偏光分
離素子１を、透明基板５と、透明基板５上に高屈折率材
料からなる薄膜層２と低屈折率材料からなる薄膜層３が
交互に積層されている積層部４によって形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、偏光変換ユニット
と液晶プロジェクタ装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】最近では、光源とされるランプから出射
された光を、例えば液晶パネル等の光変調手段によって
光変調して、投写レンズによって拡大投影する液晶プロ
ジェクタ装置が知られている。この液晶プロジェクタ装
置は、例えばテレビジョン受像機や、パーソナルコンピ
ュータ装置を用いたプレゼンテーンョン用表示装置とし
て広く普及している。また、例えば比較的広い場所など
でプレゼンテーンョンを行なう場合が増えており、これ
に対応した大画面を形成するために、大型の液晶パネル
が用いられた液晶プロジェクタ装置も知られている。

【０００３】このような液晶プロジェクタ装置の構成に
ついては、例えば特開昭６２−３１６７１０号公報など
に詳しく開示されているが、ここで、図１０にしたが
い、３板方式の液晶プロジェクタ装置の構成例を説明す
る。メタルハライドランプやハロゲンランプ等によって
構成されるランプ７０から出射される光（白色光）は、
色分離手段とされるダイクロイックミラー７１ａ、７１
ｂによってＲ、Ｇ、Ｂの各色光に分解される。

【０００４】ダイクロイックミラー７１ａは例えばＲ光
を反射、ダイクロイックミラー７１ｂはＢ光を反射する
ように構成される。したがって、ダイクロイックミラー
７１ａによって反射されたＢ光は、ミラー７２ｃ、ミラ
ー７２ｄで反射されて、液晶パネル７３ｂに入射する。
また、ダイクロイックミラー７１ｂによって反射された
Ｒ光は、ミラー７２ａ、ミラー７２ｂで反射されて液晶
パネル７３Ｂに入射する。さらに、ダイクロイックミラ
ー７１ａ、７２ｂを透過した例えばＧ光は液晶パネル７
３Ｇに入射する。

【０００５】各液晶パネル７３（Ｒ、Ｇ、Ｂ）は、入射
した各色光に対して光変調を行ない、各色の画像光とし
て出射して、色合成手段としてのダイクロイックプリズ
ム７４によって合成される。ダイクロイックプリズム７
４に形成されるダイクロイック膜７５ａは例えばＲ光を
反射、ダイクロイック膜７５ｂは例えばＢ光を反射する
ようにされている。つまり、Ｇ光はダイクロイック膜７
２ａ、７５ｂを透過する。したがって、各液晶パネル７
３（Ｒ、Ｇ、Ｂ）から出射される画像光として、Ｂ画像
光はダイクロイック膜７５ａで反射、Ｒ画像光はダイク
ロイック膜７５ｂで反射、さらにＧ画像光はダイクロイ
ック膜７５ａ、７５ｂを透過することによって各色光が
合成されカラー画像光とされる。そして、ダイクロイッ
クプリズム７５で合成されたカラー画像光は投写レンズ
７６によって、例えば壁などに掛けられているスクリー
ン７７に拡大投影される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、液晶パネル
７３（Ｒ、Ｇ、Ｂ）は、図１１に示されているように入
射側と出射側に配置される２枚の偏光板７８ａ、７８
ｃ、及び液晶バルブ７８ｂなどによって構成されてい
る。液晶バルブ７８ｂは、駆動時における液晶の光学的
性質から光の振動方向が一定の直線偏光（Ｐ偏光波また
はＳ偏光波）の使用が前提とされ、ランプ７０から出射
される光の半分以上を入射側の偏光板７８ａで吸収しな
がら光の振動方向を一定して液晶バルブ７８ｂに入射さ
せている。

【０００７】最近では、画像の輝度を確保するために、
より出力の大きいランプを用いるようになってきている
が、この場合、入射側偏光板７８ａで利用しない光を吸
収しながら直線偏光を得る方法では、入射側偏光板７８
ａの温度が必要以上に上昇してしまい、例えば偏光板の
光学特性が劣化したり、また熱による偏光板などの変形
の原因となる。このため、ランプと液晶パネルの間にお
いて、所要の光学素子によって構成する偏光変換素子を
配置して、ランプからの光を予め所望する直線偏光に変
換したうえで液晶パネル７３（Ｒ、Ｇ、Ｂ）に入射さ
せ、入射側偏光板への光の吸収を抑制するような照明光
学系が提案されている。

【０００８】偏光変換素子には、例えばプリズム型のも
のや板型のものが知られているが、前者は例えば特開平
２−２５３２４７号公報、また後者は特開平６−２５０
１２０号公報に開示されている。

【０００９】図１２（ａ）はプリズム型の偏光分離素子
の構成例を示す図である。このプリズム型の偏光分離素
子８０は、透明光学部材とされる２個の三角プリズム８
１ａ、８１ｂを、偏光分離膜８２を介して貼り合わせて
形成されている。ランプ７０から出射した光は、偏光分
離素子８０に入射することにより、偏光分離膜８２にお
いて偏光が分離される。すなわち、一方の直線偏光とさ
れる例えばＳ偏光波は偏光分離膜８２で反射され、また
他方の直線偏光とされる例えばＰ偏光波は偏光分離膜８
２を透過してそれぞれの方向に出射する。

【００１０】また、図１２（ｂ）は、板型の偏光分離素
子の構成例を示す図である。板型の偏光分離素子８３
は、例えばガラス板などによって形成され、ランプ７０
の光軸に対して、所定の傾斜を有して配置される。な
お、図示は省略するが偏光分離素子８３を、例えば複数
枚平行に配置して構成する例も知られている。ランプ７
０から出射した光が偏光分離素子８３に入射することに
より、この偏光分離素子８３の表面（入射面）、裏面
（出射面）、すなわち、空気からガラスおよびガラスか
ら空気の界面で一方の直線偏光とされる例えばＳ偏光波
が反射され、他方の直線偏光とされる例えばＰ偏光波は
偏光分離素子８３を透過する。

【００１１】ところで、図１２（ｂ）に示した例えばガ
ラス板としての偏光分離素子８３の表面においてＳ偏光
波、Ｐ偏光波の反射率は、図１３に示されているよう
に、入射角度θ＝０°の場合にはほぼ同等とされるが、
入射角度θが大きくなるに連れて、Ｐ偏光波はある角度
（例えば約４０°乃至約６０°）付近で反射率が０％程
度まで減少した、後に再び増加する。これに対して、Ｓ
偏光波は入射角度θが大きくなるにつれて単調に増加す
る。したがってＰ偏光波の反射率ＲｐとＳ偏光波の反射
率Ｒｓの差が大きい程偏光分離性能は優れていることに
なる。したがって偏光分離素子８３はこの性質を利用し
たもので、通常は図１３に矢印Ａで示される領域内の入
射角度となるように設置される。

【００１２】このように、偏光分離素子８０、８３を用
いて予め直線偏光としてのＰ偏光波とＰ偏光波に分離し
て、いずれか一方の直線偏光を選択することにより偏光
板７８ａの負担を軽減することが考えられている。

【００１３】しかしながら、プリズム型の偏光分離素子
８０は偏光分離特性は優れているものの、三角プリズム
８１ａ、８１ｂの加工に多くの工程を必要とする。この
ため製造コストが高くなる。さらに、その大きさを液晶
パネルのサイズに対応させることが必要であるため、液
晶パネルの大型化にともない重量が増す構成になるとい
う問題がある。

【００１４】また、板型の偏光分離素子８３は、１枚ま
たは複数枚のガラス板のみで構成することができるの
で、単純かつ低コストで構成することができるが、ガラ
ス板の表面、裏面における反射特性のみを利用して偏光
分離を行なっているので、偏光分離性能がプリズム型の
偏光分離素子８０と比較して十分ではない。したがっ
て、偏光板７８ａの光の吸収にともなう温度上昇を抑制
することが困難であるという問題があった。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明はこのような問題
点を解決するために、光源から供給されるランダム偏光
に対して所定の角度で配置され、一方の偏光成分を透過
または他方の偏光成分を反射することで分離することが
できる偏光分離素子と、前記偏光分離素子によって反射
された前記他方の偏光成分を所定の方向に反射すること
ができる反射手段と、前記偏光分離素子を透過した前記
一方の偏光成分、または前記反射手段で反射された前記
他方の偏光成分のいずれか一方を偏光することができる
ように配置されている偏光回転素子を備えた偏光変換ユ
ニットにおいて、前記偏光分離素子は、透明基板と、該
透明基板上に高屈折率材料からなる薄膜層と低屈折率材
料からなる薄膜層が交互に積層されている積層部によっ
て偏光変換ユニットを構成する。

【００１６】また、光源から出射したランダム偏光波
を、いずれか一方の直線偏光波に変換することができる
偏光変換ユニットと、前記偏光変換ユニットから供給さ
れる前記いずれか一方の直線偏光波を光変調して画像を
形成する光変調手段と、前記光変調手段によって形成さ
れた画像を投写することができる投写手段を備えた液晶
プロジェクタ装置において、前記偏光変換ユニットは
透明基板上に高屈折率材料からなる薄膜層と低屈折率材
料からなる薄膜層が交互に積層されている積層部によっ
て形成されているとともに、前記光源から供給されるラ
ンダム偏光に対して所定の角度で配置され、一方の偏光
成分を透過または他方の偏光成分を反射することで分離
することができる偏光分離素子と、前記偏光分離素子に
よって反射された前記他方の偏光成分を所定の方向に反
射することができる反射手段と、前記偏光分離素子を透
過した前記一方の偏光成分、または前記反射手段で反射
された前記他方の偏光成分のいずれか一方を偏光するこ
とができうように配置されている偏光回転素子によって
構成する。

【００１７】本発明によれば、偏光変換ユニットを構成
する偏光分離素子の小型化を図ったうえで、優れた偏光
分離特性を得ることができる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
する。本実施の形態の偏光変換ユニットは板型の偏光分
離素子を備えた構成とされる。先ず図１（ａ）（ｂ）に
したがい、偏光分離素子の構成例を説明する。図１
（ａ）に示されている、偏光分離素子１は表面に高屈折
率材料からなる高屈折層２と低屈折率材料からなる低屈
折層３とが交互に積層されている積層部４が透明基板５
上に構成されている。積層部４の構成については、図１
（ｂ）に偏光分離素子１ａとして示されているように高
屈折層２と低屈折層３の積層状態が逆になっていても良
い。また図示していないが低屈折層３から始まり高屈折
層２で終わるか、またはこの逆であっても良い。すなわ
ち、積層部４の構成（層数など）としては、高屈折層２
と低屈折層３が交互に形成されていれば、要求される光
学特性に応じて適宜選択することが可能である。

【００１９】積層部４は、低屈折率材料と高屈折率材料
とを交互に積層して光の干渉効果を利用することによ
り、所定の光の透過、反射特性を発現させるものであ
り、通常低屈折率材料にはＳｉ０２、ＺｒＯ２、ＭｇＦ
２等が、また高屈折率材料にはＴｉＯ２、ＮｂＯ２など
の材料が好適に用いられる。さらに、高屈折率材料の屈
折率を例えば約２．０から約２．５の範囲内で、そして
低屈折率材料の屈折率を例えば約１．３から約１．５の
範囲内として屈折率差を大きく取ることにより、偏光分
離性能はさらに高めることが可能となる。

【００２０】また積層部４は、例えば真空蒸着法、スパ
ッタリング法などの真空成膜法により形成される。例え
ば、まず、イソプロピルアルコール、エタノールなどに
よって透明基板５の表面を十分に脱脂した後に、真空蒸
着器または、スパッタリング装置内に配置する。そし
て、真空排気した後に所定の真空度まで排気が終了した
時点で成膜工程を開始する。なお、成膜に関する各種条
件などは、後述する偏光変換ユニットにおける偏光分離
素子１の配置状態などに応じて適宜選択すれば良い。

【００２１】透明基板５は、可視光領域において透明で
あれば良いが、例えばガラスや透明樹脂などが好適に用
いられる。透明樹脂としては、例えばポリメチルメタク
リレート（ＰＭＭＡ）やポリカーボネート（ＰＣ）など
が好適に用いられる。

【００２２】図２は図１に示した偏光分離素子を配置し
て構成した光学系の一部を示す図である。この例では、
ランプ１０から出射されたランダム偏光（白抜き）を偏
光分離素子１の表面に形成される積層部４を用いてＳ偏
光波（破線）とＰ偏光波（実線）に分離する例を示して
いる。すなわち、Ｓ偏光波を反射、Ｐ偏光波を透過する
構成を採っている。

【００２３】この図に示されている、本実施の形態の偏
光分離素子１を用いた場合、偏光分離性能は図３に示さ
れているようになる。図示されているように、特に反射
率Ｒｓが大幅に増加しており、図１３に示した従来例の
偏光分離素子８３の偏光分離性能と比較しても偏光分離
性能が改善されていることがわかる。すなわち、積層部
４の高屈折層２と低屈折層３の界面で反射／透過を繰り
返すことによる光の干渉作用に基づいて、反射率Ｒｓが
増加したことになる。

【００２４】以下、図１、図２で説明した偏光分離素子
１を用いた偏光変換ユニットの構成例を説明する。図４
（ａ）（ｂ）は一組の偏光分離素子１、ミラー、偏光回
転板を所望するレイアウトで配置して偏光変換ユニット
を構成した例を示している。図４（ａ）に示す一点鎖線
で示す偏光変換ユニット１１は、ランプ１０から出射さ
れたランダム偏光波のうち、偏光分離素子１を透過した
Ｐ偏光波はそのまま前方に出射する。また、同様に偏光
分離素子１で反射したＳ偏光波はミラー１２によって偏
光分離素子１を透過したＰ偏光波と光路の進行方向を揃
えるように前方に反射され、さらに、偏光回転板１３を
介すことで偏光方向が回転してＰ偏光波に変換されて出
射される。つまり、この偏光変換ユニット１１は、ラン
ダム偏光波をＰ偏光波に変換し出力するように構成され
ている。

【００２５】図４（ｂ）に示す偏光変換ユニット１４
は、偏光分離素子１、ミラー１２は同様に配置されてい
るが、偏光回転板１６を偏光分離素子１の前方に配置し
ている。したがって、偏光分離素子１を透過したＰ偏光
波はＳ偏光波に変換されて出射し、偏光分離素子１で反
射されたＳ偏光波はミラー１２で反射されてそのまま出
射する。つまり、この偏光変換ユニット１４は、ランダ
ム偏光波をＳ偏光波に変換し出力するように構成されて
いる。

【００２６】なお、偏光分離素子１の配置角度は、光学
系の構成に応じて、図３に示した矢印Ａで示されている
領域内とされる範囲で設定されれば良い。すなわち、入
射角度θを大きくした場合、光軸を中心とした幅を狭く
形成することができ、また、入射角度θを大きくした場
合は光軸方向の長さを短くすることができる。

【００２７】図５（ａ）（ｂ）は、一対の偏光分離素子
１、ミラー１２によって偏光変換ユニットを構成する例
を示している。図５（ａ）は、例えばランプ１０の光軸
に対して対称となる位置に一対の偏光変換素子１、１、
及びミラー１２、１２を配置し、さらに、ミラー１２、
１２の前方にそれぞれ偏光回転板１３、１３を配置した
構成例を示している。つまり、図４（ａ）に示した偏光
変換ユニット１１と同じようにＰ偏光波を出射すること
ができる構成とされる。また、図５（ｂ）は偏光分離部
１、１の前方に偏光回転板１４を配置して、偏光分離部
１、１を透過してＰ偏光波をＳ偏光波に変換する構成を
示している。したがって、図４（ｂ）に示した偏光変換
ユニット１４と同じようにＳ偏光波を出射することがで
きる構成とされる。

【００２８】図５（ａ）（ｂ）に示す例では、各偏光分
離素子１、１がそれぞれランプ１０の光軸を中心として
片側の光を受け持てば良いので、素子自体の小型化を図
ることができるようになる。これにより、ミラー１２、
１２の小型化も可能になり、この結果、偏光変換ユニッ
ト１４の光軸方向の長さを短縮することができるように
なる。

【００２９】図６は、例えば図６（ａ）に示した本実施
の形態の偏光変換ユニット１６を用いて構成した３板式
の液晶プロジェクタ装置の光学系を摸式的に示す平面図
である。

【００３０】液晶プロジェクタ装置２０において、ラン
プ１０から出射された光の中で、赤外領域及び紫外領域
の不要光線はＵＶ−ＩＲカットフィルタ２１によって遮
断され有効な光線のみが前方の偏光変換ユニット１６に
導かれることになる。

【００３１】偏光変換ユニット１６からは、先述したよ
うに例えばＰ偏光波のみが出射し、光束を液晶パネルの
有効開口部に集光するコンデンサレンズ２２、光をＲＧ
Ｂ各色毎に分解するダイクロイックミラー等の各種光学
素子を経て液晶パネル２６、２９、３５に照射される。

【００３２】この図に示す例では、まずダイクロイック
ミラー２３で青色光Ｂを反射し赤色光Ｒ及び緑色光Ｇを
透過している。このダイクロイックミラー２３で反射し
た青色光Ｂはミラー２４により進行方向を９０゜曲げら
れてコンデンサレンズ２５で収束されて青色用液晶パネ
ル２６に入射する。

【００３３】一方、ダイクロイックミラー２３を透過し
た赤色光Ｒ及び緑色光Ｇはダイクロイックミラー２７に
より分離されることになる。すなわち、赤色光Ｒは反射
されて進行方向を９０゜曲げられて、コンデンサレンズ
２８を介して赤色用液晶パネル２９に導かれる。そして
緑色光Ｇはダイクロイックミラー２７を透過して直進
し、リレーレンズ３０、ミラー３１、リレーレンズ３
２、ミラー３３、及びコンデンサレンズ３４を介して緑
色用液晶パネル３５に導かれる。

【００３４】液晶パネル２６、２９、３５の前段には先
に図１２に示したように、偏波面が一定となっている光
を透過する偏光板が、また後段には出射した光の所定の
偏波面を持つ光のみを透過する偏光板（図示せず）が配
置され、映像信号等によって液晶を駆動する回路の電圧
により光の通過特性を変調するように構成されている。

【００３５】そして液晶パネル２６、２９、３５で光変
調された３色の光は、ダイクロイックブロック４０によ
って合成されることになる。この、ダイクロイックブロ
ック４０は、青色光Ｂの入射面を有している透明部材と
されている多面体４１ａ、赤色光Ｒの入射面を有してい
る多面体４１ｂ、及び緑色光Ｇの入射面を有している多
面体４１ｃによって外形が形成されている。多面体４１
（ａ、ｂ、ｃ）は、色合成手段としてのダイクロイック
フィルタとして形成されている光学部材４２ａ、４２ｂ
を介して連結されている。

【００３６】このダイクロイックブロック４０におい
て、青色光Ｂは光学部材４２ａで反射し、赤色光Ｒは光
学部材４２ａ、４２ｂを透過する。また緑色光Ｇは光学
部材４２ｂで反射した後に光学部材４２ａを透過するこ
とで、ＲＧＢ各光を１つの光軸に合成して出射され、投
射レンズ５０によって図示されていないスクリーンにカ
ラー映像が拡大投影されるようになる。

【００３７】図７は、図６に示す光学系によって形成さ
れる液晶プロジェクタ装置２０を備える、背面透写型の
テレビジョン受像機の外観を示す、また図８は図７に示
すテレビジョン受像機の一部内部構造を示す図である。
図７に示すテレビジョン受像機５１は、外観を構成する
キャビネット５２、例えばフレネルレンズ、レンチキュ
ラーレンズなどによって構成されるスクリーンユニット
５３を備え、キャビネット５２内には破線で示されてい
るように液晶プロジェクタ装置２０が配置されている。

【００３８】液晶プロジェクタ装置２０から出力された
画像光は、図８に示されているように、ミラー５４によ
って折り返されて、スクリーンユニット５３の背面側か
ら透過することになる。このときプロジェクタ装置２０
で形成された画像光がスクリーンユニット５３において
集光／拡散されることによって画像が形成される。

【００３９】以下、偏光分離素子１の変形例を説明す
る。図９は変形例としての偏光分離素子６０の構成例を
説明する。この図に示されている偏光分離素子６０は、
表面に高屈折層２と低屈折層３による積層部４が形成さ
れている樹脂フィルム６１が透明基板５に貼り合わされ
た構成とされている。例えば透明基板５を用いずに樹脂
フィルム６１のみで偏光分離素子を形成することも考え
られるが、樹脂フィルム６１単体では剛性に乏しく、さ
らに単体では形状保持などの面で組み立てなどの作業性
に問題を生じる場合がある。このため剛性を有している
透明基板５と樹脂フィルム６とを貼り合わせた構成して
いる。なお、樹脂フィルム６１上に形成される積層部４
としては、図１（ａ）（ｂ）で説明したものと同様の構
成とされる。

【００４０】樹脂フィルム６１の材料としては、可視光
領域で透明で有ればどんな材料も好適に用いられるが、
通常製造のしやすさとコストの面などからポリエチレン
テレフタレート（ＰＥＴ）やポリエチレンナフタレート
（ＰＥＮ）などが好適に用いられる。樹脂フィルム６１
と透明基板５を貼り合わせるには、接着剤や所要の粘着
力を有しつつ体積が自在に変化する有機材料を使用す
る。

【００４１】接着剤としては、紫外線や可視光線の照射
により硬化する光硬化型接着剤や、主剤と硬化剤の２液
を混ぜ合わせる事により硬化が開始するエポキシ系接着
剤、加熱することにより硬化する熱硬化型接着剤など、
透明であれば良い。前記有機材料としては、例えば有機
シリコン化合物を主材料としたシリコンゴム（ＴＳＥ３
４５０・・・東芝シリコン製など）やアクリル系有機化
合物を主材料とした粘着剤（ＰＡＳ−４、Ｐ−００８２
・・・リンテック製など）などが知られており、いずれ
も好適に用いられる。

【００４２】樹脂フィルム６１の表面に積層部４を形成
する方法としては、樹脂フィルム６１を円柱状のドラム
に所定の長さ巻き取つけてロール状とし、このロールか
ら樹脂フィルム６１を真空容器内に連続的に導入する。
そして成膜終了と同時に別のドラムに巻き取らせる様に
することにより、連続的な薄膜形成が可能である。した
がって、連続成膜により短時間で積層部４を形成するこ
とができ、結果として低コストになるというメリットが
ある。

【００４３】ここで、偏光分離素子６０の製造方法の一
例を説明する。樹脂フィルム６１の表面に積層部４を形
成する場合は、予め樹脂フィルム６１が所定の長さだけ
送出用のドラムに巻き取っておき、巻き取られている樹
脂フィルム６１の端部を引き出して真空容器内に通した
後、巻き取り用のドラムに前記端部を固定する。なお、
真空容器内における真空排気などの工程は偏光分離素子
１の場合と同様である。成膜が開始されると巻き取り用
のドラムを回転させ、樹脂フィルム６１の巻き取りを開
始する。これにより、真空容器内に樹脂フィルム６１を
連続的に導入することができ、連続導入されているフィ
ルムに対して連続成膜を行なうことが可能になる。この
ときの、フィルム巻き取り速度は成膜速度に適応させ制
御する。

【００４４】蒸発源としては、基本的には積層部４を構
成するために必要とされる層数だけ必要になるが、積層
部４としては同じ材料を数回に分けて繰り返して積層す
るので、１回の蒸着工程において、高屈折層２、低屈折
層３に対応した数個の蒸発源を用意する。そして、層数
に応じて上記連続成膜を繰り返せば良い。このようにし
て、樹脂フィルム６１表面に積層部４が形成されると、
例えば接着剤、あるいは前記有機材料を用いて透明基板
５に貼り合わせ偏光分離素子６０を形成する。この場
合、透明基板５の形状に対応させ、樹脂フィルム６１を
切り出しておく。

【００４５】接着剤を用いる場合は、まず、貼り合わせ
る面に数滴滴下した後に貼り合わせ面同士を接合させ、
さらに、各接合面に圧力を加えることで発生した泡など
を取り除くようにしながら接着剤を均一に伸ばす。そし
て、この接着剤が例えば光硬化型の場合には、紫外線ま
たは可視光線を照射して硬化を開始させる。また、接着
剤が熱硬化型の場合には恒温層内に配置して硬化を促進
させる。例えば、エポキシ型の接着剤の場合は主剤と硬
化剤を混合することによって接着剤として機能するよう
にされているが、この場合、これらの２液を混合した時
点で硬化が始まるので、まずこれら２液を混合して接着
剤を作成したうえで素早く接着作業へと移行する。

【００４６】また、前記有機材料を用いる場合は、その
両側に薄いカバーフィルムが貼り付けてられて保護され
ているので、まず片側のカバーフィルムを剥がして透明
基板５に貼り付け、続いてもう片側のカバーフィルムを
剥がした後に、積層部４が形成されている樹脂フィルム
６１を貼り付ける。そして、混入した気泡などを圧力を
かけながら取り除けば貼り付け作業は終了し、偏光分離
素子６１が完成する。

【００４７】以下、本実施の形態の偏光変換ユニットの
具体的な構成例を説明する。例えば、偏光分離素子１を
用いた偏光変換ユニット１１、１４の構成例としては、
透明基板５に対して、高屈折層２をＴｉＯ２として、ま
た低屈折層３をＳｉＯ２として、各層を交互に８層積層
して積層部４を形成する。また、透明基板５をＰＭＭＡ
で形成し、この透明基板５に対して、高屈折層２をＮｂ
２Ｏ５として、また低屈折層３をＭｇＦ２として、各層
を交互に９層積層して積層部４を形成する。

【００４８】また、例えば、偏光分離素子６０用いた偏
光変換ユニット１１、１４の構成例としては、ＰＥＴ製
の樹脂フィルム６１の表面に、高屈折層２をＴｉＯ２と
して、また低屈折層３をＭｇＦ２として交互に５層積層
して積層部４を形成した後に、例えば紫外線硬化型接着
剤を用いてガラス製の透明基板５と貼り合わせる。

【００４９】また、例えば、偏光分離素子１を用いた偏
光変換ユニット１６、１７の構成例としては、ガラス製
の透明基板５に対して、高屈折層２をＴｉＯ２として、
また、低屈折層３をＳｉＯ２として、各層を交互に８層
積層して積層部４を形成する。また、透明基板５をＰＭ
ＭＡで形成し、高屈折層２をＴｉＯ２としてまた低屈折
層３をＭｇＦ２として交互に７層積層して積層部４を形
成する。

【００５０】さらに、例えば、偏光分離素子６０用いた
偏光変換ユニット１６、１７の構成例としては、ＰＥＴ
製の樹脂フィルム６１の表面に、高屈折層２をＮｂ２Ｏ
５として、低屈折層３をＭｇＦ２として交互に１２層積
層した後に、紫外線硬化型接着剤を用いてガラス製の透
明基板５と貼り合わせる。

【００５１】以上のように構成した偏光変換ユニット１
１、１４、１６、１７を用いて光学系を形成したプロジ
ェクタ装置２０において、液晶パネルの温度の測定結果
を従来と比較すると同等かまたは下がっているものとさ
れている。また、プロジェクタ装置２０によってテレビ
ジョン受像機５１のスクリーンユニット５３に映し出さ
れる画像をモニタした結果、スクリーンユニット５３の
中心部と端部えは例えば色むらなど、光の利用効率など
の劣化を示す症状を検出することができず、良好な画像
を得ることができた。

【００５２】

【発明の効果】以上、説明したように本発明は、透明基
板上に高屈折率材料からなる薄膜層と、低屈折率材料か
らなる薄膜層を交互に積層されている積層部を形成する
ことにより偏光分離手段を備えることにより、プリズム
などの光学素子を用いずに、製造コストを抑え軽量化を
図った単純な構成を採ったうえで、優れた偏光分離性能
を実現することができる。また、前記積層部を予め例え
ば樹脂フィルムなどに形成した後にその樹脂フィルムを
透明基板に貼り付ける構成を採ることで、樹脂フィルム
に対する連続製膜を行なうことによって積層部を形成す
ることができるようになる。これにより、比較的短時間
で積層部を形成することができ、製造コストを低減する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の偏光分離素子の構成例を
説明する図である。

【図２】本実施の形態の偏光分離素子を用いた光学系の
例を示す説明する図である。

【図３】本実施の形態の偏光分離素子の偏光分離特性を
説明する図である。

【図４】図１に示す偏光分離素子を用いた偏光変換ユニ
ットの構成を説明する図である。

【図５】図１に示す偏光分離素子を用いた偏光変換ユニ
ットの構成を説明する図である。

【図６】本実施の形態の偏光変換ユニットを用いた液晶
プロジェクタ装置の光学系の構成例を説明する図であ
る。

【図７】図６に示す液晶プロジェクタ装置を備えた背面
透写型のテレビジョン受像機の外観を説明する図であ
る。

【図８】図７に示すテレビジョン受像機の内部を説明す
る図である。

【図９】本発明の変形例の偏光分離素子の構成を説明す
る図である。

【図１０】従来の液晶プロジェクタ装置の光学系の構成
例を説明する図である。

【図１１】液晶パネルの構成を説明する図である。

【図１２】従来の偏光変換素子の構成例を説明する図で
ある。

【図１３】従来の偏光変換素子の反射特性を説明する図
である。

【符号の説明】

１，６０ 偏光分離素子、２ 高屈折層、３ 低屈折
層、４ 積層部、５ 透明基板、１１，１４，１６，１
７ 偏光変換ユニット、１２ ミラー、１３，１５，１
６ 偏光回転素子、６１ 樹脂フィルム

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岩村 厚志 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光源から供給されるランダム偏光に対し
   て所定の角度で配置され、一方の偏光成分を透過または
   他方の偏光成分を反射することで分離することができる
   偏光分離素子と、 前記偏光分離素子によって反射された前記他方の偏光成
   分を所定の方向に反射することができる反射手段と、 前記偏光分離素子を透過した前記一方の偏光成分、また
   は前記反射手段で反射された前記他方の偏光成分のいず
   れか一方を偏光することができるように配置されている
   偏光回転素子とを備えた偏光変換ユニットにおいて、 前記偏光分離素子は、透明基板と、 該透明基板上に高屈折率材料からなる薄膜層と低屈折率
   材料からなる薄膜層が交互に積層されている積層部と、 によって形成されていることを特徴とする偏光変換ユニ
   ット。
2. 【請求項２】 前記偏光分離素子は、前記透明基板上に
   前記積層部が形成されている樹脂フィルムを貼り付けて
   形成されていることを特徴とする請求項１に記載の偏光
   変換ユニット。
3. 【請求項３】 前記高屈折率材料の屈折率は２．０乃至
   ２．５の範囲とされ、前記低屈折率材料の屈折率は１．
   ３乃至１．５の範囲とされていることを特徴とする請求
   項１に記載の偏光変換ユニット。
4. 【請求項４】 光源から出射したランダム偏光波を、い
   ずれか一方の直線偏光波に変換することができる偏光変
   換ユニットと、 前記偏光変換ユニットから供給される前記いずれか一方
   の直線偏光波を光変調して画像を形成する光変調手段
   と、 前記光変調手段によって形成された画像を投写すること
   ができる投写手段を備えた液晶プロジェクタ装置におい
   て、 前記偏光変換ユニットは、 透明基板上に高屈折率材料からなる薄膜層と低屈折率材
   料からなる薄膜層が交互に積層されている積層部によっ
   て形成されているとともに、前記光源から供給されるラ
   ンダム偏光に対して所定の角度で配置され、一方の偏光
   成分を透過または他方の偏光成分を反射することで分離
   することができる偏光分離素子と、 前記偏光分離素子によって反射された前記他方の偏光成
   分を所定の方向に反射することができる反射手段と、 前記偏光分離素子を透過した前記一方の偏光成分、また
   は前記反射手段で反射された前記他方の偏光成分のいず
   れか一方を偏光することができうように配置されている
   偏光回転素子と、 によって構成されていることを特徴とする液晶プロジェ
   クタ装置。