JP2016071277A - 偏光変換素子及びプロジェクター - Google Patents

Abstract

【課題】光の利用効率を向上できるとともに、劣化を抑制できる偏光変換素子を提供する。
【解決手段】偏光変換素子５は、透光性部材５１と、入射される光のうち、一方の偏光方向を有する第１偏光光を透過し、他方の偏光方向を有する第２偏光光を反射する偏光分離層５２と、偏光分離層５２と透光性部材５１を挟んで配置され、偏光分離層５２にて反射された第２偏光光を反射させて、偏光分離層５２を透過した第１偏光光の進行方向に沿って進行させる反射層５３と、偏光分離層５２及び反射層５３のいずれかの光出射側の透光性部材５１の光出射端面に配置され、第１偏光光及び第２偏光光の一方の偏光方向を他方に変換して出射する位相差層５４と、を有する本体部５０と、本体部５０における光出射面での反射を抑制する反射抑制層５６と、を有し、本体部５０は、位相差層５４における光出射側の面の少なくとも一部の領域を露出させる露出領域を有する。
【選択図】図２

Description

本発明は、偏光変換素子及びプロジェクターに関する。

従来、光源装置と、当該光源装置から出射された光を変調して画像情報に応じた画像を形成する光変調装置と、当該画像をスクリーン等の被投射面上に投射する投射光学装置とを備えたプロジェクターが知られている。このようなプロジェクターとして、画像の形成に利用される光の利用効率を高めるために、偏光変換素子を備えたプロジェクターが知られている（例えば、特許文献１参照）。
この特許文献１に記載のプロジェクターが備える偏光変換素子は、入射される光束の中心軸に直交する方向に交互に配置される偏光分離層及び反射層と、位相差層とを備える。これらのうち、偏光分離層は、光源から入射されるランダムな偏光光束のうち、Ｓ偏光を反射させ、Ｐ偏光を透過させる。反射層は、偏光分離層から入射されるＳ偏光を反射させて、当該偏光分離層を透過したＳ偏光の進行方向と同方向に進行させる。位相差層は、偏光分離層に応じて配置され、当該偏光分離層から入射されるＰ偏光をＳ偏光に変換して出射する。このような偏光変換素子により、偏光方向が揃えられた光が光変調装置に入射されるので、光源から出射された光の略全てを光変調装置による画像形成に利用できる。

特開２００９−２５８７４４号公報

ところで、光学部品においては、ガラス等の透光性部材と空気との屈折率差による界面ロスを低減するために、蒸着等により反射抑制層を形成することが知られている。このような反射抑制層を上記特許文献１に記載の偏光変換素子における光出射面に形成し、効果的に外部に光を出射させて、入射される光の利用効率を向上させることが考えられる。

しかしながら、偏光変換素子の光出射面に位置する位相差層が有機材料により形成されている場合に、当該位相差層を反射抑制層によって密封してしまうと、位相差層の劣化が加速されるという問題がある。これは、入射される光、及び、当該光の入射に伴って生じる熱により、位相差層を構成する有機材料（例えば、ポリカーボネート）からフリーラジカル（遊離基）が発生して、当該フリーラジカルが更に変性することによって劣化が進む過程において、反射抑制層が空気遮断層となって、フリーラジカルが位相差層の表面に滞留してしまうことによるものと考えられている。すなわち、位相差層が密封されてしまうと、光及び熱によって有機材料から生じるフリーラジカルが外部に脱離できず、滞留されたフリーラジカルが促進剤となって、通常生じる劣化が促進されてしまうという問題がある。
このような問題から、劣化を抑制しつつ、光の利用効率を向上させることができる偏光変換素子が要望されてきた。

本発明は、光の利用効率を向上できるとともに、劣化を抑制できる偏光変換素子及びプロジェクターを提供することを目的の１つとする。

本発明の第１態様に係る偏光変換素子は、透光性部材と、入射される光のうち、一方の偏光方向を有する第１偏光光を透過し、他方の偏光方向を有する第２偏光光を反射する偏光分離層と、前記偏光分離層と前記透光性部材を挟んで配置され、前記偏光分離層にて反射された前記第２偏光光を反射させて、前記偏光分離層を透過した前記第１偏光光の進行方向に沿って進行させる反射層と、前記偏光分離層及び前記反射層のいずれかの光出射側の前記透光性部材の光出射端面に配置され、前記第１偏光光及び前記第２偏光光の一方の偏光方向を他方に変換して出射する位相差層と、を有する本体部と、前記本体部における光出射面での反射を抑制する反射抑制層と、を有し、前記本体部は、前記位相差層における光出射側の面の少なくとも一部の領域を露出させる露出領域を有することを特徴とする。

ここで、位相差層としては、有機材料により構成された有機位相差層を例示でき、更に、有機位相差層としては、ポリカーボネート等の高分子化合物により構成された有機位相差層を例示できる。
上記第１態様によれば、位相差層の少なくとも一部は、露出領域により外部に露出される。換言すると、露出領域に応じた位相差層の部位は、反射抑制層等の他の層によって覆われない。これによれば、位相差層が当該他の層によって密封されることがないので、偏光変換素子に入射される光、及び、当該光の入射に伴って生じる熱により、位相差層の材料からフリーラジカル（遊離基）が発生したとしても、上記露出領域を介して当該フリーラジカルを位相差層表面から外部に脱離できる。従って、当該フリーラジカルによる位相差層の劣化の進行を抑制でき、ひいては、偏光変換素子の劣化を抑制できる。
また、上記本体部の光出射面には、反射を抑制する反射抑制層が設けられているので、本体部の界面に到達した光が内面反射により内部に戻ることを抑制できる。このため、当該界面に到達した光を外部に出射しやすくすることができる。従って、入射された光の光量に対して、出射される光の光量が低減されることを抑制できるので、光の利用効率を向上できる。

上記第１態様では、前記露出領域は、前記光出射側の面において、出射される光の密度が他の部位に対して高い部位に設けられていることが好ましい。
ここで、上記光及び熱によって生じるフリーラジカルは、光の密度が低い部分に比べて、当該光の密度が高い部分にて多く発生すると考えられる。このため、入射される光の密度が高い部位に位置する位相差層を、反射抑制層等の他の層により密封してしまうと、当該フリーラジカルによる劣化が更に促進されてしまう。
これに対し、上記第１態様では、光出射側の面において、他の部位に比べて内部から入射される光の密度が高い部位に上記露出領域が設けられている。換言すると、他の部位に比べて多くのフリーラジカルが発生しやすい部位の位相差層の領域は、反射抑制層等の他の層によって密封されないので、フリーラジカルを当該領域の表面から脱離しやすくすることができる。従って、位相差層の劣化、ひいては、偏光変換素子の劣化が促進されてしまうことを抑制できる。
また、光出射側の面において、入射される光の密度が比較的低い部位には、露出領域が設けられていないので、当該部位に反射抑制層を形成できる。従って、上記光の利用効率の向上という効果を好適に奏することができる。

上記第１態様では、前記光の密度が他の部位に対して高い部位は、前記光出射側の面の略中央に位置し、前記露出領域は、前記光出射側の面の略中央に設けられていることが好ましい。
ここで、光源装置と、当該光源装置から出射された光を変調する光変調装置とを有するプロジェクターに上記偏光変換素子が採用され、当該光源装置から出射されて光変調装置に入射される光の光路上に当該偏光変換素子が配置される場合、光源装置の種類によっては、偏光変換素子の略中央の部位に入射される光の密度は高く、当該略中央の部位から遠ざかるに従って、入射される光の密度は低くなる。
これに対し、上記第１態様によれば、上記光出射側の面において、光の密度が他の部位に比べて高くなる略中央の部位に、上記露出領域が設けられている。これにより、入射される光及び発生する熱によって、位相差層から多量に生じるフリーラジカルを外部に脱離させやすくすることができる。従って、位相差層の劣化、ひいては、偏光変換素子の劣化が促進されてしまうことを確実に抑制できる。
なお、上記のように、入射される光の密度が比較的低い部位には、露出領域が設けられていないことから、当該部位に反射抑制層を形成できる。このような反射抑制層を位相差層に形成しても、入射される光及び発生する熱によって生じる上記フリーラジカルの量は、入射される光の密度が高い部位に比べて少なく、劣化が進行しづらい。このため、このような部位においては、反射抑制層を形成することにより、上記光の利用効率の向上という効果を好適に奏することができる。

上記第１態様では、前記透光性部材と前記位相差層との間には、前記反射抑制層が形成されていないことが好ましい。
ここで、反射抑制層は、当該反射抑制層の光入射側で反射される光と光出射側で反射される光の干渉により反射光を抑制する作用を利用しており、反射抑制層における光入射側及び光出射側の媒体の屈折率が変わると反射を抑制する効果が十分に得られなくなってしまう。このため、反射抑制層が位相差層の光入射側に形成される場合、換言すると、反射抑制層の光出射側に位相差層が位置している場合、反射抑制層の機能が低下する。すなわち、透光性部材の光出射端面と反射抑制層との界面にて光が反射されやすくなり、光の透過率が低下する。
これに対し、上記第１態様では、透光性部材と位相差層との間に反射抑制層が形成されていないので、本体部から位相差層に入射される光を好適に当該位相差層に入射させることができるので、上記光の利用効率の向上という効果を好適に奏することができる。

本発明の第２態様に係るプロジェクターは、光源装置と、前記光源装置から出射された光を変調する光変調装置と、前記光変調装置により変調された光を投射する投射光学装置と、前記光源装置と前記光変調装置との間に配置される、上記第１態様に係る偏光変換素子と、を備えることを特徴とする。
上記第２態様によれば、上記第１態様に係る偏光変換素子と同様の作用効果を奏することができる。また、当該偏光変換素子により、光の利用効率が向上するので、光変調装置に、より高輝度の光を入射させることができ、これにより、形成及び投射される画像を高輝度化できる。

本発明の第１実施形態に係るプロジェクターの概略構成を示す模式図。 上記第１実施形態における均一照明装置を模式的に示す平面図。 上記第１実施形態における偏光変換素子の構成を示す模式図。 上記第１実施形態における偏光変換素子を光出射側から見た模式図。 本発明の第２実施形態に係るプロジェクターの偏光変換素子を光出射側から見た模式図。

［第１実施形態］
以下、本発明の第１実施形態について、図面に基づいて説明する。
［プロジェクターの構成］
図１は、本実施形態に係るプロジェクター１の概略構成を模式的に示す図である。
本実施形態に係るプロジェクター１は、光源装置から出射された光を変調して画像情報に応じた画像を形成し、当該画像をスクリーン等の被投射面に拡大投射する。このプロジェクター１は、図１に示すように、外装を構成する外装筐体２と、当該外装筐体２内に収納される装置本体３と、を備える。

［装置本体の構成］
装置本体３は、プロジェクター１の内部構成に相当し、画像形成装置４を備える。この他、それぞれ図示を省略するが、装置本体３は、プロジェクター１全体の動作を制御する制御装置、当該プロジェクター１を構成する電子部品に電力を供給する電源装置、及び、当該プロジェクター１を構成する冷却対象を冷却する冷却装置等を備える。

［画像形成装置の構成］
画像形成装置４は、上記制御装置による制御の下、画像情報に応じた画像を形成及び投射する。この画像形成装置４は、図１に示すように、光源装置４１、均一照明装置４２、色分離装置４３、リレー装置４４、電気光学装置４５及び投射光学装置４６と、当該各装置４１〜４４を内部に収納する光学部品用筐体４７と、を備える。

光源装置４１は、均一照明装置４２に光束を出射する。この光源装置４１は、光源ランプ４１１、リフレクター４１２及び平行化レンズ４１３と、これらを内部に収納するハウジング４１４と、を有する。
均一照明装置４２は、光源装置４１から出射された光束の中心軸に対する直交面内の照度を均一化する。この均一照明装置４２は、光源装置４１からの光の入射順に、第１レンズアレイ４２１、調光装置４２２、第２レンズアレイ４２３、偏光変換素子５及び重畳レンズ４２４を有する。これらのうち、各レンズアレイ４２１，４２３及び偏光変換素子５については、後に詳述する。

色分離装置４３は、均一照明装置４２から入射される光束を、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）及び青（Ｂ）の３つの色光に分離する。この色分離装置４３は、ダイクロイックミラー４３１，４３２及び反射ミラー４３３を有する。
リレー装置４４は、分離された３つの色光のうち、他の色光に比べて光路が長い赤色光の光路上に設けられる。このリレー装置４４は、入射側レンズ４４１、リレーレンズ４４３及び反射ミラー４４２，４４４を有する。

電気光学装置４５は、分離された各色光を画像情報に応じてそれぞれ変調した後、当該各色光を合成する。この電気光学装置４５は、色光ごとにそれぞれ設けられるフィールドレンズ４５１、入射側偏光板４５２、光変調装置としての液晶パネル４５３（赤、緑及び青用の液晶パネルをそれぞれ４５３Ｒ，４５３Ｇ，４５３Ｂとする）及び出射側偏光板４５４と、変調された各色光を合成して投射画像を形成する色合成装置としてのクロスダイクロイックプリズム４５５と、を備える。

投射光学装置４６は、形成された投射画像を上記被投射面上に拡大投射する。この投射光学装置４６は、複数のレンズ（図示省略）と、当該複数のレンズを内部に収納する鏡筒４６１とを備えた組レンズとして構成されている。
光学部品用筐体４７は、詳しい図示を省略するが、各種光学部品を収納する部品収納部材と、当該部品収納部材に形成された部品収納用の開口部を閉塞する蓋状部材と、を備える。この光学部品用筐体４７には、内部に照明光軸ＡＸが設定されており、上記各装置４１〜４６は、当該照明光軸ＡＸに対する所定位置に配置される。このため、光源装置４１が光学部品用筐体４７に配置された際には、当該光源装置４１から出射される光の中心軸は、照明光軸ＡＸと一致する。

［レンズアレイの構成］
図２は、均一照明装置４２の構成を模式的に示す平面図である。すなわち、図２は、均一照明装置４２を外装筐体２における天面側から見た模式図である。なお、図２においては、調光装置４２２の図示を省略する。
第１レンズアレイ４２１は、図２に示すように、照明光軸ＡＸに略直交する面内に複数の小レンズである第１レンズ４２１１が、マトリクス状に配列された構成を有している。これら第１レンズ４２１１は、照明光軸Ａ方向から見て略矩形状の輪郭を有している。各第１レンズ４２１１は、光源装置４１から出射される光束を、複数の部分光束に分割する。

第２レンズアレイ４２３は、第１レンズアレイ４２１と略同様な構成を有しており、第１レンズ４２１１に対応する小レンズである第２レンズ４２３１（図２及び図３参照）がマトリクス状に配列された構成を有している。この第２レンズアレイ４２３は、重畳レンズ４２４とともに、第１レンズアレイ４２１の各第１レンズ４２１１の像を上記液晶パネル４５３の画像形成領域に結像させる機能を有している。

［偏光変換素子の構成］
偏光変換素子５は、上記のように、第２レンズアレイ４２３と重畳レンズ４２４との間に配置され、当該第２レンズアレイ４２３から入射される光の偏光方向を揃えて、当該光を出射するものである。
具体的に、この偏光変換素子５は、図２に示すように、透光性部材５１、複数の偏光分離層５２、複数の反射層５３及び複数の位相差層５４を有する本体部５０と、当該本体部５０の光入射側に配置される遮光板５５と、当該本体部５０の光出射面５１Ｂに形成される反射抑制層５６と、を有する。

本体部５０は、透光性部材５１の内部に偏光分離層５２及び反射層５３が形成され、光出射側の端面に、位相差層５４が形成されたガラス基板である。
このような本体部５０内において、偏光分離層５２及び反射層５３は、上記照明光軸ＡＸに直交する第１方向に長手方向を有する短冊状に形成されており、照明光軸ＡＸに対して略４５°に傾斜した状態で、当該照明光軸ＡＸ及び第１方向のそれぞれに直交する第２方向（図２及び図３におけるＢ方向）に沿って本体部５０内に交互に形成されている。

それぞれの偏光分離層５２は、入射される光のうち、一方の偏光方向を有する偏光光（第１偏光光）を透過し、他方の偏光方向を有する偏光光（第２偏光光）を反射することで、これら直線偏光光を分離する層であり、誘電体多層膜により構成されている。これら偏光分離層５２のそれぞれには、対応する上記第１レンズ４２１１によって分割され、上記第２レンズ４２３１を介した部分光束が入射される。なお、本実施形態では、偏光分離層５２は、Ｐ偏光を透過し、Ｓ偏光を反射させる特性を有する。
反射層５３は、偏光分離層５２で反射されて入射される偏光光を反射させて、当該偏光光を、偏光分離層５２を透過した偏光光の進行方向に沿って進行させる層であり、誘電体多層膜や、単一金属材料又は合金等で形成された反射膜により構成されている。

それぞれの位相差層５４は、入射される光の偏光方向を回転させて、当該光を出射するものであり、有機材料（具体的には、ポリカーボネート等の高分子材料）により構成されている。これら位相差層５４は、本実施形態では、本体部５０の光出射側の端面において偏光分離層５２に応じた位置に配置される。このような位相差層５４には、偏光分離層５２を透過して入射される直線偏光光（本実施形態ではＰ偏光位）の偏光方向を９０°回転させて他の直線偏光光（本実施形態ではＳ偏光位）に変換し、当該他の直線偏光光を出射する。

なお、本体部５０における光出射面５１Ｂは、位相差層５４の光出射側の面５４Ａを含む本体部５０の光出射側の面である。すなわち、光出射面５１Ｂは、本体部５０を構成する透光性部材５１の光出射側の面（光出射端面）において、位相差層５４が形成されていない領域と、当該光出射側の面５４Ａとを合わせた面である。
このような位相差層５４には、後述する反射抑制層５６等の密封層が形成されない領域、すなわち、光出射側の面５４Ａの少なくとも一部が外部に露出される露出領域５４Ｂが設けられている。

それぞれの遮光板５５は、本体部５０の光入射側に配置されている。これら遮光板５５は、ステンレス又はアルミニウム合金等で形成され、本体部５０の光入射面５１Ａにおいて、反射層５３に対応する位置に設けられている。このような遮光板５５により、光が反射層５３に直接入射することが抑制されている。

反射抑制層５６は、本体部５０の透光性部材５１と空気との屈折率差による界面ロスを低減する機能、すなわち、当該透光性部材５１とは屈折率の異なる薄膜層により、当該透光性部材５１と空気との界面での内面反射の発生を抑制し、偏光変換素子５から出射される偏光光の光量（輝度）を高める機能を有する。この反射抑制層５６は、上記光出射面５１Ｂに蒸着されることにより形成される。具体的に、本実施形態では、上記光出射面５１Ｂにおいて、位相差層５４を除いた領域に形成されている。このような反射抑制層５６としては、二酸化珪素及び酸化チタン等の物質を蒸着することで形成されるＡＲコート（anti-reflective coating）を例示できる。

図３は、偏光変換素子５を部分的に拡大した断面図である。
以上説明した偏光変換素子５の偏光分離層５２が、Ｐ偏光を透過し、Ｓ偏光を反射する場合について、図３を用いて説明する。
第２レンズアレイ４２３の第２レンズ４２３１から出射された部分光束は、遮光板５５間を通過して、偏光変換素子５の光入射面５１Ａに入射した後、本体部５０の透光性部材５１を介して偏光分離層５２に入射する。この偏光分離層５２は、当該部分光束に含まれるＰ偏光を透過し、光路を９０°変換するようにしてＳ偏光を反射層５３に向かって反射する。
反射層５３に入射したＳ偏光は、当該反射層５３で反射されることによって光路が光束出射側に向かって９０°変換され、照明光軸ＡＸと略同一方向に進み、反射抑制層５６を介して出射される。
一方、偏光分離層５２を透過したＰ偏光は、位相差層５４に入射し、当該位相差層５４によって偏光方向が９０°回転されることにより、Ｓ偏光として出射される。これにより、偏光変換素子５の光出射面５１Ｂからは、略１種類のＳ偏光が出射される。

［反射抑制層の形成位置］
図４は、偏光変換素子５を光出射側から見た模式図である。
本体部５０の光出射面５１Ｂは、図４に示すように、位相差層５４と反射抑制層５６とが水平方向（Ｂ方向）に短冊状に交互に配置された状態に構成される。
また、反射抑制層５６は、光出射面５１Ｂにおいて、位相差層５４を除いた領域、すなわち、本体部５０の反射層５３に対応する位置に設けられている。また、反射抑制層５６は、光出射面５１Ｂの位相差層５４には設けられていないため、有機高分子材料で構成される位相差層５４が反射抑制層５６により密封されていない。換言すれば、位相差層５４の全領域が露出領域５４Ｂとして構成されている。これにより、偏光変換素子５に入射される光、及び、当該光の入射に伴って生じる熱により、位相差層５４の材料からフリーラジカル（遊離基）が発生したとしても、上記露出領域５４Ｂを介して当該フリーラジカルを位相差層５４の光出射側の面５４Ａから外部に脱離できるので、当該位相差層５４にフリーラジカルが滞留する可能性を低くできる。

［第１実施形態の効果］
以上説明した本実施形態に係るプロジェクター１によれば、以下の効果がある。
本実施形態の偏光変換素子５によれば、位相差層５４の少なくとも一部は、露出領域５４Ｂにより外部に露出される。換言すると、露出領域５４Ｂに応じた位相差層５４の部位は、反射抑制層５６等の他の層によって覆われない。これによれば、位相差層５４が当該他の層によって密封されることがないので、偏光変換素子５に入射される光、及び、当該光の入射に伴って生じる熱により、位相差層５４の材料からフリーラジカル（遊離基）が発生したとしても、上記露出領域５４Ｂを介して当該フリーラジカルを位相差層５４の表面から外部に脱離できる。従って、当該フリーラジカルによる位相差層５４の劣化の進行を抑制でき、ひいては、偏光変換素子５の劣化を抑制できる。
また、上記本体部５０の光出射面５１Ｂには、反射を抑制する反射抑制層５６が設けられているので、本体部５０の界面に到達した光が内面反射により内部に戻ることを抑制できる。このため、当該界面に到達した光を外部に出射しやすくすることができる。従って、入射された光の光量に対して、出射される光の光量が低減されることを抑制できるので、光の利用効率を向上できる。

反射抑制層５６は、当該反射抑制層５６の光入射側で反射される光と光出射側で反射される光の干渉により反射光を抑制する作用を利用しており、反射抑制層５６における光入射側及び光出射側の媒体の屈折率が変わると反射を抑制する効果が十分に得られなくなってしまう。このため、反射抑制層５６が位相差層５４の光入射側に形成される場合、換言すると、反射抑制層５６の光出射側に位相差層５４が位置している場合、反射抑制層５６の機能が低下する。すなわち、透光性部材５１の光出射端面（光出射面５１Ｂ）と反射抑制層５６との界面にて光が反射されやすくなり、光の透過率が低下する。
これに対し、透光性部材５１と位相差層５４との間に反射抑制層５６が形成されていないので、本体部５０から位相差層５４に入射される光を好適に当該位相差層５４に入射させることができるので、上記光の利用効率の向上という効果を好適に奏することができる。

本実施形態のプロジェクター１によれば、偏光変換素子５と同様の作用効果を奏することができる。また、当該偏光変換素子５により、光の利用効率が向上するので、光変調装置としての液晶パネル４５３に、より高輝度の光を入射させることができ、これにより、形成及び投射される画像を高輝度化できる。

［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態について説明する。
本実施形態に係るプロジェクターは、上記プロジェクター１と同様の構成を備える。ここで、上記偏光変換素子５では、位相差層５４に反射抑制層５６が設けられていないこととした。これに対し、本実施形態に係るプロジェクターでは、位相差層５４の少なくとも一部が反射抑制層５６により覆われる。この点で、本実施形態に係るプロジェクターと上記プロジェクター１とは相違する。なお、以下の説明では、既に説明した部分と同一又は略同一である部分については、同様の符号を付して説明を省略する。

図５は、本実施形態に係るプロジェクターが有する偏光変換素子５Ａを光出射側から見た模式図である。
本実施形態に係るプロジェクターは、偏光変換素子５に代えて偏光変換素子５Ａを有する他は、上記プロジェクター１と同様の構成及び機能を有する。
偏光変換素子５Ａは、偏光変換素子５と同様に機能するものであり、図５に示すように、偏光分離層５２、反射層５３及び位相差層５４を有する本体部５０と、遮光板５５（図５では図示省略）と、反射抑制層５６と、を有する。

これらのうち、位相差層５４は、光出射面５１Ｂにおいて偏光分離層５２に応じた位置にそれぞれ配置される第１位相差層５４１、第２位相差層５４２、第３位相差層５４３、第４位相差層５４４、及び第５位相差層５４５により構成されている。
これら各位相差層５４１〜５４５のうち、本体部５０の水平方向（Ｂ方向）の両端部に位置する第１位相差層５４１及び第５位相差層５４５、すなわち、光出射面５１Ｂの中心Ｐから離れた各位相差層５４１，５４５の光出射側の面５４１Ａ，５４５Ａの全領域は、反射抑制層５６により覆われている。一方、本体部５０の水平方向の中央に位置する第２位相差層５４２、第３位相差層５４３、及び第４位相差層５４４、すなわち、当該中心Ｐに近い位相差層５４２〜５４４の光出射側の面５４２Ａ，５４３Ａ，５４４Ａは、一部が反射抑制層５６により覆われている。具体的に、一部が反射抑制層５６により覆われる位相差層５４２〜５４４では、当該反射抑制層５６は、これら光出射側の面５４２Ａ，５４３Ａ，５４４Ａにおいて、上記中心Ｐから離れた位置に形成されている。

上述したように、光源装置４１から入射される光束は、当該光束の中心軸（照明光軸ＡＸ）近傍の光の密度が外縁側の光の密度より高い。このことから、上記各レンズアレイ４２１，４２３を介して偏光変換素子５Ａに入射される光の密度は、当該偏光変換素子５Ａにおける中央の部位が高く、当該中央の部位から遠ざかるに従って低くなる。
このように、偏光変換素子５Ａの中心Ｐの周辺（中央の部位）は、光源装置４１から出射される光束の光の密度が高くなるため、本実施形態では、露出領域５４２Ｂ，５４３Ｂ，５４４Ｂは、位相差層５４の光出射側の面５４Ａにおける当該中央の部位に位置している。換言すると、反射抑制層５６は、位相差層５４のうち中央の部位に位置する第２〜第４位相差層５４２〜５４４の光出射側の面５４２Ａ〜５４４Ａにおける露出領域５４２Ｂ，５４３Ｂ，５４４Ｂが設けられていない部分と、第１及び第５位相差層５４１，５４５の光出射側の面５４１Ａ，５４５Ａの全領域とに設けられている。
これにより、偏光変換素子５Ａに入射される光、及び、当該光の入射に伴って生じる熱により、位相差層５４の材料から多量のフリーラジカル（遊離基）が発生しやすい部位に、上記露出領域５４２Ｂ，５４３Ｂ，５４４Ｂが位置しているので、これらフリーラジカルを外部に脱離しやすくすることができ、当該フリーラジカルの滞留を抑制できる。

［第２実施形態の効果］
以上、説明した本実施形態に係るプロジェクターは、プロジェクター１と同様の効果を奏することができる他、以下の効果を奏することができる。
上述したように、光源装置４１から出射された光及び熱によって生じるフリーラジカルは、光の密度が低い部分に比べて、当該光の密度が高い部分にて多く発生すると考えられる。このため、入射される光の密度が高い部位に位置する位相差層５４を、反射抑制層５６等の他の層により密封してしまうと、当該フリーラジカルによる劣化が更に促進されてしまう。
これに対し、本実施形態では、光出射面５１Ｂにおいて、他の部位に比べて内部から入射される光の密度が高い部位に露出領域５４２Ｂ，５４３Ｂ，５４４Ｂが設けられている。換言すると、他の部位に比べて多くのフリーラジカルが発生しやすい部位である第２〜第４位相差層５４２，５４３，５４４の光出射側の面５４２Ａ，５４３Ａ，５４４Ａは、反射抑制層５６等の他の層によって密封されないので、フリーラジカルを当該光出射側の面５４２Ａ，５４３Ａ，５４４Ａから脱離しやすくすることができる。従って、位相差層５４の劣化、ひいては、偏光変換素子５Ａの劣化が促進されてしまうことを抑制できる。
また、光出射面５１Ｂにおいて、入射される光の密度が比較的低い第１及び第５位相差層５４１，５４５の光出射側の面５４１Ａ，５４５Ａには、露出領域が設けられていないので、当該部位に反射抑制層５６を形成できる。従って、上記光の利用効率の向上という効果を好適に奏することができる。

上述したように、光源装置４１から入射される光束は、当該光束の中心軸近傍の光の密度が外縁側の光の密度より高い。このことから、上記各レンズアレイ４２１，４２３を介して偏光変換素子５Ａに入射される光の密度は、当該偏光変換素子５Ａにおける中央の部位が高く、当該中央の部位から遠ざかるに従って低くなる。
これに対し、本実施形態によれば、光出射面５１Ｂにおいて、光の密度が他の部位に比べて高くなる略中央に位置する第２〜第４位相差層５４２，５４３，５４４の光出射側の面５４２Ａ，５４３Ａ，５４４Ａに、露出領域５４２Ｂ，５４３Ｂ，５４４Ｂが設けられている。これにより、入射される光及び発生する熱によって、第２〜第４位相差層５４２，５４３，５４４から多量に生じるフリーラジカルを外部に脱離させやすくすることができる。従って、位相差層５４の劣化、ひいては、偏光変換素子５Ａの劣化が促進されてしまうことを確実に抑制できる。
なお、上記のように、入射される光の密度が比較的低い第１及び第５位相差層５４１，５４５の光出射側の面５４１Ａ，５４５Ａには、露出領域が設けられていないことから、当該部位に反射抑制層５６を形成できる。このような反射抑制層５６を第１及び第５位相差層５４１，５４５に形成しても、入射される光及び発生する熱によって生じる上記フリーラジカルの量は、入射される光の密度が高い第２〜第４位相差層５４２，５４３，５４４に比べて少なく、劣化が進行しづらい。このため、このような部位においては、反射抑制層５６を形成することにより、上記光の利用効率の向上という効果を好適に奏することができる。

［実施形態の変形］
本発明は、上記各実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
上記第１実施形態では、位相差層５４には、反射抑制層５６を設けないこととし、上記第２実施形態では、入射される光の密度に基づいて、当該反射抑制層５６を設けた。しかしながら、本発明は、これに限らない。
例えば、反射抑制層５６が設けられた部分と露出領域５４Ｂとが垂直方向又は水平方向に交互に設けられるように（所謂、ボーダー状又はストライプ状）、反射抑制層５６を設けることとしてもよい。
また例えば、上記中央の部位に含まれる第２〜第４位相差層５４２，５４３，５４４の光出射側の面５４２Ａ〜５４４Ａの全領域を露出領域５４Ｂとして構成してもよい。更に、第２〜第４位相差層５４２，５４３，５４４の光出射側の面５４２Ａ〜５４４Ａに、中心Ｐを中心とした円形状の露出領域５４Ｂを設けることとしてもよい。
更に例えば、第３位相差層５４３の光出射側の面５４３Ａにのみ露出領域５４３Ｂを設け、第２及び第４位相差層５４２，５４４の光出射側の面５４２Ａ，５４４Ａには、第１及び第５位相差層５４１，５４５の光出射側の面５４１Ａ，５４５Ａと同様に、それぞれの光出射側の面５４２Ａ，５４４Ａの全領域に反射抑制層５６を設けることとしてもよい。
加えて、位相差層５４に反射抑制層５６が形成される場合には、当該反射抑制層５６に、露出領域５４Ｂとなる開口部を設けるようにしてもよい。
すなわち、位相差層５４の一部に露出領域５４Ｂが設けられていれば、反射抑制層５６の形成位置は、適宜変更可能である。

上記第２実施形態では、位相差層５４における光出射側の面５４Ａの光源装置４１から入射された光束の光の密度が高い部分は、偏光変換素子５Ａの中央の部位であることとした。しかしながら、本発明は、これに限らない。例えば、光源装置４１の光源が複数存在したり、光源の位置が光源装置４１の中心に位置していなかったりする際に、上記中央の部位以外の部分の光の密度が高くなる場合は、当該光の密度が高い部分に露出領域を設けることとしてもよい。すなわち、反射抑制層５６は、光の密度が低い部分に設けられていれば、偏光変換素子５Ａの光出射面５１Ｂのいずれの部位に設けられてもよい。

上記各実施形態において、反射抑制層５６は、二酸化珪素及び酸化チタン等の物質を蒸着することで形成されるＡＲコートにより構成されることとした。しかしながら、本発明は、これに限らない。例えば、反射抑制層５６は、二酸化珪素、酸化チタン等の物質をスパッタリング処理、或いは、フッ化マグネシウム等のフッ素物質を塗布することにより形成するようにしてもよい。
更に、反射抑制層５６として、通気性のよいＡＲコートを蒸着するようにしてもよい。これによれば、光源装置４１からの光及び熱により、位相差層５４にて上記フリーラジカルが発生しても、当該ＡＲコートを介して、フリーラジカルを脱離できるので、当該位相差層５４、ひいては偏光変換素子５，５Ａの劣化を抑制できる。
また、上記各実施形態において、反射抑制層５６に代えて、若しくは、反射抑制層５６とともに、偏光変換素子５，５Ａを保護する保護層等を設けることとしてもよい。この場合においても、上記露出領域５４Ｂを設けることにより、位相差層５４、ひいては偏光変換素子５，５Ａの劣化を抑制できる。すなわち、位相差層５４の光出射側の面５４Ａに形成される層が、反射抑制層５６に限らず、他の機能を有する層でも露出領域を設ける方がよい。

上記各実施形態では、位相差層５４は、本体部５０の光出射側の端面において偏光分離層５２に応じた位置に配置されることとした。しかしながら、本発明は、これに限らない。例えば、位相差層５４を本体部５０の光束出射端面のうち、反射層５３で反射された直線偏光が出射される部分に貼り付け、反射層５３で反射された直線偏光の偏光方向を９０°回転させる構成としてもよい。

上記各実施形態では、画像形成装置４は背面及び右側面のそれぞれに沿う略Ｌ字状に構成されていたが、本発明はこれに限らない。例えば、略Ｕ字状に構成された光学ユニットを採用してもよい。
上記各実施形態では、光束入射面と光束出射面とが異なる透過型の液晶パネル４５３を用いていたが、光入射面と光射出面とが同一となる反射型の液晶パネルを用いてもよい。

上記各実施形態では、プロジェクター１は、３つの液晶パネル４５３Ｒ，４５３Ｇ，４５３Ｂを備えるとしたが、本発明はこれに限らない。すなわち、２つ以下、あるいは、４つ以上の液晶パネル４５３を用いたプロジェクターにも、本発明を適用可能である。
上記各実施形態では、光入射面と光出射面とが異なる透過型の液晶パネル４５３を用いていたが、光入射面と光出射面とが同一となる反射型の液晶パネルを用いてもよい。また、入射光束を変調して画像情報に応じた画像を形成可能な光変調装置であれば、マイクロミラーを用いたデバイス、例えば、ＤＭＤ（Digital Micromirror Device）等を利用したものなど、液晶以外の光変調装置を用いてもよい。

上記各実施形態では、光源装置４１は、光源ランプ４１１と、光源ランプ４１１から出射された光を反射させるリフレクター４１２とを有する構成とした。しかしながら、本発明はこれに限らない。例えば、光源ランプの数は２つでもよく、３つ以上でもよい。また、光源装置４１は、光源ランプ４１１を有する構成に限らず、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）やＬＤ（Laser Diode）等の固体光源を有する構成としてもよい。
上記各実施形態では、画像の投射方向と、当該画像の観察方向とが略同じであるフロントタイプのプロジェクター１を例示した。しかしながら、本発明は、これに限らない。例えば、投射方向と観察方向とがそれぞれ反対方向となるリアタイプのプロジェクターにも適用できる。

１…プロジェクター、４１…光源装置、４５３，４５３Ｒ，４５３Ｇ，４５３Ｂ…液晶パネル（光変調装置）、４６…投射光学装置、５，５Ａ…偏光変換素子、５０…本体部、５１…透光性部材、５１Ａ…光入射面、５１Ｂ…光出射面、５２…偏光分離層、５３…反射層、５４…位相差層、５４１…第１位相差層、５４２…第２位相差層、５４３…第３位相差層、５４４…第４位相差層、５４５…第５位相差層、５４Ａ，５４１Ａ，５４２Ａ，５４３Ａ，５４４Ａ，５４５Ａ…光出射側の面、５４Ｂ，５４２Ｂ，５４３Ｂ，５４４Ｂ…露出領域、５６…反射抑制層。

Claims (5)

1. 透光性部材と、
   入射される光のうち、一方の偏光方向を有する第１偏光光を透過し、他方の偏光方向を有する第２偏光光を反射する偏光分離層と、
   前記偏光分離層と前記透光性部材を挟んで配置され、前記偏光分離層にて反射された前記第２偏光光を反射させて、前記偏光分離層を透過した前記第１偏光光の進行方向に沿って進行させる反射層と、
   前記偏光分離層及び前記反射層のいずれかの光出射側の前記透光性部材の光出射端面に配置され、前記第１偏光光及び前記第２偏光光の一方の偏光方向を他方に変換して出射する位相差層と、を有する本体部と、
   前記本体部における光出射面での反射を抑制する反射抑制層と、を有し、
   前記本体部は、前記位相差層における光出射側の面の少なくとも一部の領域を露出させる露出領域を有することを特徴とする偏光変換素子。
2. 請求項１に記載の偏光変換素子において、
   前記露出領域は、前記光出射側の面において、出射される光の密度が他の部位に対して高い部位に設けられていることを特徴とする偏光変換素子。
3. 請求項２に記載の偏光変換素子において、
   前記光の密度が他の部位に対して高い部位は、前記光出射側の面の略中央に位置し、
   前記露出領域は、前記光出射側の面の略中央に設けられていることを特徴とする偏光変換素子。
4. 請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の偏光変換素子において、
   前記透光性部材と前記位相差層との間には、前記反射抑制層が形成されていないことを特徴とする偏光変換素子。
5. 光源装置と、
   前記光源装置から出射された光を変調する光変調装置と、
   前記光変調装置により変調された光を投射する投射光学装置と、
   前記光源装置と前記光変調装置との間に配置される、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の偏光変換素子と、を備えることを特徴とするプロジェクター。

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