[发明专利]偏振转换元件以及投影仪

说明书

偏振转换元件以及投影仪，能够抑制照度不均的产生。偏振转换元件具有：沿着第1方向交替配置的多个偏振分离层和多个反射层；及多个相位差层，多个偏振分离层使入射的光中的第1偏振光沿着第1方向反射，使第2偏振光沿着与第1方向垂直的第2方向透过，多个反射层使被多个偏振分离层中的对应的偏振分离层反射的第1偏振光沿着第2方向反射，多个相位差层设置于被多个反射层反射的第1偏振光、以及透过多个偏振分离层的第2偏振光中的一方的偏振光的光路上，将入射的一方的偏振光转换为另一方的偏振光，多个相位差层中的至少1个相位差层的慢轴的方向与其他相位差层的慢轴的方向以沿着与第1和第2方向分别垂直的第3方向的轴为中心呈线对称。

技术领域

本发明涉及偏振转换元件以及投影仪。

背景技术

以往，已知具有偏振转换元件(偏振照明光学元件)的投影仪，该偏振转换元件(偏振照明光学元件)将从光源装置射出的光转换为一种线偏振光，并且在通过液晶面板形成图像的过程中提高从光源装置射出的光的利用效率(例如，参照专利文献1)。

在该专利文献1中记载的投影仪所具有的偏振照明光学元件由以下部件构成：偏振分束器阵列；以及在该偏振分束器阵列的光射出面侧隔开一定的间隔地与该光射出面接合的相位差板(专利文献1中所说的偏振转换元件)。该偏振分束器阵列是将多个截面为平行四边形的纵长的棱镜杆并列接合而得的，在彼此的接合面上交替地形成有由电介质多层膜构成的偏振分离膜、和由金属膜构成的反射膜。这些棱镜杆被整形，使得偏振分离膜以及反射膜相对于入射面的法线具有45°的倾斜。

偏振分离膜使入射到棱镜杆的入射面的非偏振的照明光中的p偏振的线偏振光(p偏振光)透过，使s偏振的线偏振光(s偏振光)反射。透过偏振分离膜的p偏振光通过棱镜杆而从射出面射出，被偏振分离膜反射后的s偏振光被反射膜反射，入射到相位差板。

相位差板具有使所入射的光的偏振方向旋转90°的作为1/2波长板的功能，在通过该相位差板的期间，s偏振光被转换为p偏振光。

被一对多透镜(透镜阵列)分离后的多个照明光入射到这样的偏振照明光学元件所具有的各棱镜杆的入射面。而且，偏振方向借助该偏振照明光学元件而一致的线偏振光通过照明透镜，在对应于蓝色光、绿色光以及红色光而设置的液晶面板上重叠。另外，从照明透镜射出的照明光通过多个分色镜而被分离成蓝色光、绿色光以及红色光，各色光入射到各自对应的液晶面板。而且，被各液晶面板调制后的各色光通过十字分色棱镜而被合成，并作为全色的图像光而被投射透镜投射。

专利文献1：日本特开2010-230857号公报

作为相位差板，例如可列举将晶轴(光轴)的朝向彼此不同的2块石英板重合而构成、并且具有彼此交叉的快轴以及慢轴的相位差板。这样的相位差板除了无法使整个可见光域成为理想的λ/2的延迟(相位延迟)以外，还存在偏振转换效率根据光的入射角而变动这样的问题。

具体而言，当以光沿着相对于光入射面垂直的方向入射的情况下的相位差板的偏振转换效率为基准效率时，相对于相位差板的光入射面倾斜地入射光的情况下的偏振转换效率相对于基准效率向短波长侧或者长波长侧移位。

例如，在沿着光入射面的法线从光入射侧观察相位差板时，相对于该光入射面倾斜地入射的光的光路沿着慢轴的情况下，该相位差板的偏振转换效率相比上述基准效率向短波长侧移位。

另一方面，在同样地沿着光入射面的法线从光入射侧观察相位差板时，相对于该光入射面倾斜地入射的光的光路沿着与慢轴垂直的方向的情况下，该相位差板的偏振转换效率相比上述基准效率向长波长侧移位。

该偏振转换效率的移位量随着光相对于光入射面的入射角增大而增大。

这样，由于偏振转换效率根据光的入射角而变动，因此，无法对相对于光入射面倾斜地入射的光赋予期待的延迟，从p偏振光以及s偏振光中的一方转换为另一方的光量下降。