WO2016051704A1 - 偏光変換素子及びプロジェクター - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a polarization conversion element and a projector.
- a light source device a light modulation device that modulates light emitted from the light source device to form an image according to image information
- a projection optical device that projects the image on a projection surface such as a screen
- a projector equipped As such a projector, a projector provided with a polarization conversion element is known in order to increase the utilization efficiency of light used for image formation (see, for example, Patent Document 1).
- the polarization conversion element included in the projector described in Patent Document 1 includes polarization separation layers and reflection layers that are alternately arranged in a direction orthogonal to the central axis of an incident light beam, and a retardation layer.
- the polarization separation layer reflects S-polarized light and transmits P-polarized light among random polarized light beams incident from the light source.
- the reflective layer reflects the S-polarized light incident from the polarization separation layer and advances the same direction as the traveling direction of the S-polarized light transmitted through the polarization separation layer.
- the retardation layer is arranged according to the polarization separation layer, and converts the P-polarized light incident from the polarization separation layer into S-polarized light and emits it. With such a polarization conversion element, light having the same polarization direction is incident on the light modulation device, so that almost all of the light emitted from the light source can be used for image formation by the light modulation device.
- a reflection suppressing layer by vapor deposition or the like in order to reduce an interface loss due to a difference in refractive index between a light-transmitting member such as glass and air. It is conceivable that such a reflection suppressing layer is formed on the light exit surface of the polarization conversion element described in Patent Document 1 to effectively emit light to the outside and improve the utilization efficiency of incident light. .
- the retardation layer located on the light exit surface of the polarization conversion element is formed of an organic material
- the deterioration of the retardation layer is accelerated if the retardation layer is sealed with the antireflection layer.
- free radicals free radicals
- the antireflection layer becomes an air blocking layer and free radicals stay on the surface of the retardation layer.
- the polarization conversion element includes a translucent member and second polarized light that transmits first polarized light having one polarization direction out of incident light and has the other polarization direction.
- a polarization separation layer that reflects the light, and the second polarization light reflected by the polarization separation layer is transmitted through the polarization separation layer.
- a reflective layer that travels along the traveling direction of the first polarized light; and a light emitting end face of the light transmissive member on one of the light emitting sides of the polarization separating layer and the reflective layer, and the first polarized light
- a phase difference layer that converts one polarization direction of light and the second polarized light into the other and emits the same, and a reflection suppression layer that suppresses reflection on the light emission surface of the main body.
- the main body has at least a surface on the light emission side of the retardation layer. And having an exposed region for exposing the region of the part.
- the organic phase difference layer comprised by the organic material can be illustrated, and also as the organic phase difference layer, the organic phase difference layer comprised by high molecular compounds, such as a polycarbonate, can be illustrated.
- the organic phase difference layer comprised by high molecular compounds, such as a polycarbonate.
- at least a part of the retardation layer is exposed to the outside by the exposed region.
- the portion of the retardation layer corresponding to the exposed region is not covered by another layer such as a reflection suppressing layer.
- the retardation layer is not sealed by the other layer, the light incident on the polarization conversion element and the heat generated by the incidence of the light are separated from the material of the retardation layer.
- the free radicals can be desorbed to the outside from the surface of the retardation layer through the exposed region. Accordingly, it is possible to suppress the progress of the deterioration of the retardation layer due to the free radicals, and consequently to suppress the deterioration of the polarization conversion element.
- the reflection suppressing layer which suppresses reflection is provided in the light-projection surface of the said main-body part, it can suppress that the light which reached
- the exposed region is provided in a portion where the density of emitted light is higher than the other portions on the surface on the light emitting side.
- part with a high density of the incident light is sealed by other layers, such as a reflection suppression layer, degradation by the said free radical will be further accelerated
- region is provided in the site
- the region of the retardation layer where the free radicals are more likely to be generated than other regions is not sealed by another layer such as a reflection suppressing layer, so that free radicals are easily detached from the surface of the region. can do. Therefore, it is possible to suppress the deterioration of the retardation layer and, consequently, the deterioration of the polarization conversion element.
- a reflection suppressing layer can be formed in the portion. Therefore, the effect of improving the light utilization efficiency can be suitably achieved.
- the portion where the light density is higher than the other portion is located in the approximate center of the light emitting side surface, and the exposed region is provided in the approximate center of the light emitting side surface.
- the polarization conversion element is employed in a projector having a light source device and a light modulation device that modulates the light emitted from the light source device, and the light emitted from the light source device and incident on the light modulation device.
- the polarization conversion element is disposed on the optical path, depending on the type of the light source device, the density of light incident on the substantially central portion of the polarization conversion element is high, and the light enters as the distance from the substantially central portion increases. The light density is low.
- the exposed region is provided at a substantially central portion where the light density is higher than the other portions on the surface on the light emitting side. Accordingly, it is possible to easily desorb free radicals generated in a large amount from the retardation layer due to incident light and generated heat. Therefore, it is possible to reliably suppress the deterioration of the retardation layer, and hence the deterioration of the polarization conversion element. As described above, since the exposed region is not provided in the portion where the density of incident light is relatively low, a reflection suppressing layer can be formed in the portion.
- the antireflection layer is not formed between the translucent member and the retardation layer.
- the reflection suppressing layer uses an action of suppressing reflected light by interference between light reflected on the light incident side and light reflected on the light emitting side of the reflection suppressing layer. If the refractive index of the medium on the incident side and the light emitting side changes, the effect of suppressing reflection cannot be obtained sufficiently. For this reason, when the reflection suppressing layer is formed on the light incident side of the retardation layer, in other words, when the retardation layer is located on the light emitting side of the reflection suppressing layer, the function of the reflection suppressing layer is degraded.
- the reflection suppressing layer is not formed between the translucent member and the phase difference layer, the light incident on the phase difference layer from the main body portion is preferably used as the phase difference layer. Therefore, the effect of improving the light utilization efficiency can be suitably achieved.
- a projector includes a light source device, a light modulation device that modulates light emitted from the light source device, a projection optical device that projects light modulated by the light modulation device, and the light source.
- the polarization conversion element according to the first aspect, which is disposed between a device and the light modulation device, is provided. According to the said 2nd aspect, there can exist an effect similar to the polarization conversion element which concerns on the said 1st aspect. Moreover, since the light use efficiency is improved by the polarization conversion element, it is possible to make light having higher luminance incident on the light modulation device, thereby increasing the luminance of an image formed and projected.
- FIG. 1 is a schematic diagram showing a schematic configuration of a projector according to a first embodiment of the invention.
- the top view which shows typically the uniform illuminating device in the said 1st Embodiment.
- the schematic diagram which shows the structure of the polarization conversion element in the said 1st Embodiment.
- the schematic diagram which looked at the polarization conversion element in the said 1st Embodiment from the light-projection side.
- FIG. 1 is a diagram schematically illustrating a schematic configuration of a projector 1 according to the present embodiment.
- the projector 1 according to the present embodiment modulates light emitted from the light source device to form an image according to image information, and enlarges and projects the image on a projection surface such as a screen.
- the projector 1 includes an exterior housing 2 that forms an exterior, and an apparatus body 3 that is housed in the exterior housing 2.
- the apparatus main body 3 corresponds to the internal configuration of the projector 1 and includes an image forming apparatus 4.
- the apparatus main body 3 constitutes a control device that controls the operation of the entire projector 1, a power supply device that supplies power to the electronic components constituting the projector 1, and the projector 1.
- a cooling device for cooling the object to be cooled is provided.
- the image forming apparatus 4 forms and projects an image according to image information under the control of the control device.
- the image forming apparatus 4 includes a light source device 41, a uniform illumination device 42, a color separation device 43, a relay device 44, an electro-optical device 45, a projection optical device 46, and the devices 41 to 44. And an optical component casing 47 housed therein.
- the light source device 41 emits a light beam to the uniform illumination device 42.
- the light source device 41 includes a light source lamp 411, a reflector 412 and a collimating lens 413, and a housing 414 that accommodates them.
- the uniform illumination device 42 uniformizes the illuminance in the plane orthogonal to the central axis of the light beam emitted from the light source device 41.
- the uniform illumination device 42 includes a first lens array 421, a light control device 422, a second lens array 423, a polarization conversion element 5, and a superimposing lens 424 in the order of incidence of light from the light source device 41.
- the lens arrays 421 and 423 and the polarization conversion element 5 will be described in detail later.
- the color separation device 43 separates the light beam incident from the uniform illumination device 42 into three color lights of red (R), green (G), and blue (B).
- the color separation device 43 includes dichroic mirrors 431 and 432 and a reflection mirror 433.
- the relay device 44 is provided on an optical path of red light having a longer optical path than other color lights among the three separated color lights.
- the relay device 44 includes an incident side lens 441, a relay lens 443, and reflection mirrors 442 and 444.
- the electro-optical device 45 modulates each separated color light according to image information, and then synthesizes each color light.
- the electro-optical device 45 includes a field lens 451 provided for each color light, an incident-side polarizing plate 452, and a liquid crystal panel 453 as a light modulation device (red, green, and blue liquid crystal panels are 453R, 453G, and 453B, respectively). ) And an output side polarizing plate 454, and a cross dichroic prism 455 as a color synthesizing device that synthesizes each modulated color light to form a projected image.
- the projection optical device 46 enlarges and projects the formed projection image on the projection surface.
- the projection optical device 46 is configured as a combined lens including a plurality of lenses (not shown) and a lens barrel 461 that accommodates the plurality of lenses therein.
- the optical component casing 47 includes a component storage member that stores various optical components, and a lid-like member that closes an opening for storing the component formed in the component storage member. .
- the optical component casing 47 has an illumination optical axis AX set therein, and the devices 41 to 46 are disposed at predetermined positions with respect to the illumination optical axis AX. For this reason, when the light source device 41 is disposed in the optical component casing 47, the central axis of the light emitted from the light source device 41 coincides with the illumination optical axis AX.
- FIG. 2 is a plan view schematically showing the configuration of the uniform illumination device 42. That is, FIG. 2 is a schematic view of the uniform illumination device 42 viewed from the top surface side of the exterior housing 2.
- illustration of the light control apparatus 422 is abbreviate
- the first lens array 421 has a configuration in which first lenses 4211, which are a plurality of small lenses, are arranged in a matrix in a plane substantially orthogonal to the illumination optical axis AX. These first lenses 4211 have a substantially rectangular outline when viewed from the illumination optical axis A direction. Each first lens 4211 splits the light beam emitted from the light source device 41 into a plurality of partial light beams.
- the second lens array 423 has substantially the same configuration as the first lens array 421, and second lenses 4231 (see FIGS. 2 and 3), which are small lenses corresponding to the first lenses 4211, are arranged in a matrix. It has an arranged configuration.
- the second lens array 423 has a function of forming an image of each first lens 4211 of the first lens array 421 in the image forming area of the liquid crystal panel 453 together with the superimposing lens 424.
- the polarization conversion element 5 is disposed between the second lens array 423 and the superimposing lens 424, and aligns the polarization direction of the light incident from the second lens array 423 and emits the light.
- the polarization conversion element 5 includes a light transmitting member 51, a plurality of polarization separation layers 52, a plurality of reflection layers 53, and a plurality of retardation layers 54, and a main body 50.
- the light shielding plate 55 disposed on the light incident side of the main body 50 and the reflection suppression layer 56 formed on the light emitting surface 51B of the main body 50 are provided.
- the main body 50 is a glass substrate in which a polarization separation layer 52 and a reflection layer 53 are formed inside a translucent member 51, and a retardation layer 54 is formed on an end surface on the light emission side.
- the polarization separation layer 52 and the reflective layer 53 are formed in a strip shape having a longitudinal direction in a first direction orthogonal to the illumination optical axis AX, and with respect to the illumination optical axis AX.
- the main body 50 is alternately formed along a second direction (the B direction in FIGS. 2 and 3) orthogonal to the illumination optical axis AX and the first direction. .
- Each polarization separation layer 52 transmits polarized light (first polarized light) having one polarization direction among incident light, and reflects polarized light (second polarized light) having the other polarization direction. Thus, it is a layer for separating the linearly polarized light, and is composed of a dielectric multilayer film.
- Each of the polarization separation layers 52 is divided by the corresponding first lens 4211 and a partial light beam is incident through the second lens 4231.
- the polarization separation layer 52 has characteristics of transmitting P-polarized light and reflecting S-polarized light.
- the reflective layer 53 is a layer that reflects the polarized light incident after being reflected by the polarization separation layer 52 and causes the polarized light to travel along the traveling direction of the polarized light transmitted through the polarization separation layer 52. It is comprised by the body multilayer film, the reflective film formed with the single metal material or the alloy.
- Each retardation layer 54 rotates the polarization direction of incident light and emits the light, and is made of an organic material (specifically, a polymer material such as polycarbonate).
- the retardation layer 54 is disposed at a position corresponding to the polarization separation layer 52 on the end surface of the main body 50 on the light emission side.
- Such a retardation layer 54 is rotated by 90 ° in the polarization direction of linearly polarized light (P-polarized light in the present embodiment) that is transmitted through the polarization separation layer 52 and is incident on another linearly polarized light (this embodiment). In the form, it is converted to S-polarized light), and the other linearly polarized light is emitted.
- the light emitting surface 51B in the main body 50 is a light emitting side surface of the main body 50 including the light emitting side surface 54A of the retardation layer 54. That is, the light emission surface 51B includes a region where the phase difference layer 54 is not formed on the light emission side surface (light emission end surface) of the translucent member 51 constituting the main body 50, and the light emission side surface. It is the surface combined with 54A.
- Such a retardation layer 54 is provided with a region where a sealing layer such as a reflection suppressing layer 56 described later is not formed, that is, an exposed region 54B where at least a part of the light emitting side surface 54A is exposed to the outside. Yes.
- Each light shielding plate 55 is arranged on the light incident side of the main body 50.
- These light shielding plates 55 are made of stainless steel, aluminum alloy, or the like, and are provided at positions corresponding to the reflective layer 53 on the light incident surface 51A of the main body 50. Such a light shielding plate 55 prevents light from directly entering the reflective layer 53.
- the reflection suppression layer 56 has a function of reducing an interface loss due to a difference in refractive index between the light transmissive member 51 of the main body 50 and air, that is, a thin film layer having a refractive index different from that of the light transmissive member 51. It has the function of suppressing the occurrence of internal reflection at the interface between the optical member 51 and the air and increasing the amount of light (luminance) of the polarized light emitted from the polarization conversion element 5.
- the reflection suppressing layer 56 is formed by being deposited on the light emitting surface 51B. Specifically, in the present embodiment, the light emitting surface 51B is formed in a region excluding the retardation layer 54.
- an AR coating anti-reflective coating formed by depositing a substance such as silicon dioxide and titanium oxide can be exemplified.
- FIG. 3 is a partially enlarged cross-sectional view of the polarization conversion element 5.
- the case where the polarization separation layer 52 of the polarization conversion element 5 described above transmits P-polarized light and reflects S-polarized light will be described with reference to FIG.
- the partial light beam emitted from the second lens 4231 of the second lens array 423 passes between the light shielding plates 55 and enters the light incident surface 51 ⁇ / b> A of the polarization conversion element 5, and then the translucent member 51 of the main body 50. Then, the light is incident on the polarization separation layer 52.
- the polarization separation layer 52 transmits the P-polarized light contained in the partial light flux, and reflects the S-polarized light toward the reflection layer 53 so as to change the optical path by 90 °.
- the S-polarized light incident on the reflective layer 53 is reflected by the reflective layer 53 so that the optical path is converted by 90 ° toward the light beam exit side, travels in substantially the same direction as the illumination optical axis AX, and passes through the reflection suppression layer 56. Are emitted.
- the P-polarized light that has passed through the polarization separation layer 52 enters the retardation layer 54, and the polarization direction is rotated by 90 ° by the retardation layer 54, and is emitted as S-polarized light. Thereby, substantially one type of S-polarized light is emitted from the light exit surface 51B of the polarization conversion element 5.
- FIG. 4 is a schematic view of the polarization conversion element 5 as viewed from the light exit side.
- the light emission surface 51 ⁇ / b> B of the main body 50 is configured in a state in which the retardation layers 54 and the reflection suppression layers 56 are alternately arranged in a strip shape in the horizontal direction (B direction).
- the reflection suppressing layer 56 is provided on the light emitting surface 51 ⁇ / b> B in a region excluding the retardation layer 54, that is, a position corresponding to the reflecting layer 53 of the main body 50.
- the reflection suppressing layer 56 is not provided on the retardation layer 54 of the light emitting surface 51B, the retardation layer 54 made of an organic polymer material is not sealed by the reflection suppressing layer 56. In other words, the entire region of the retardation layer 54 is configured as the exposed region 54B. As a result, even if free radicals (free radicals) are generated from the material of the retardation layer 54 due to the light incident on the polarization conversion element 5 and the heat generated by the incidence of the light, the exposed region 54B is reduced. Thus, the free radicals can be desorbed to the outside from the light emitting side surface 54A of the retardation layer 54, so that the possibility of free radicals staying in the retardation layer 54 can be reduced.
- the projector 1 according to the present embodiment described above has the following effects.
- the polarization conversion element 5 of the present embodiment at least a part of the retardation layer 54 is exposed to the outside through the exposed region 54B.
- the portion of the retardation layer 54 corresponding to the exposed region 54B is not covered by another layer such as the reflection suppressing layer 56.
- the phase difference layer 54 is caused by light incident on the polarization conversion element 5 and heat generated by the incidence of the light. Even if free radicals (free radicals) are generated from this material, the free radicals can be desorbed from the surface of the retardation layer 54 to the outside through the exposed region 54B.
- the progress of the deterioration of the retardation layer 54 due to the free radicals can be suppressed, and consequently the deterioration of the polarization conversion element 5 can be suppressed.
- the reflection suppressing layer 56 that suppresses reflection is provided on the light emitting surface 51B of the main body 50, it is possible to suppress the light that has reached the interface of the main body 50 from returning to the inside due to internal reflection. For this reason, it is possible to easily emit the light reaching the interface to the outside. Accordingly, it is possible to suppress a reduction in the amount of emitted light with respect to the amount of incident light, and thus it is possible to improve the light utilization efficiency.
- the reflection suppression layer 56 uses an action of suppressing reflected light by interference between light reflected on the light incident side of the reflection suppression layer 56 and light reflected on the light emission side. If the refractive index of the medium on the incident side and the light emitting side changes, the effect of suppressing reflection cannot be obtained sufficiently. Therefore, when the reflection suppressing layer 56 is formed on the light incident side of the retardation layer 54, in other words, when the retardation layer 54 is located on the light emitting side of the reflection suppressing layer 56, Function declines. That is, light is easily reflected at the interface between the light emitting end face (light emitting surface 51B) of the translucent member 51 and the reflection suppressing layer 56, and the light transmittance is reduced.
- the reflection suppressing layer 56 is not formed between the translucent member 51 and the retardation layer 54, the light incident on the retardation layer 54 from the main body 50 is preferably used as the retardation layer 54. Therefore, the effect of improving the light utilization efficiency can be suitably achieved.
- the same operational effects as the polarization conversion element 5 can be obtained. Moreover, since the light use efficiency is improved by the polarization conversion element 5, it is possible to make the light with higher luminance incident on the liquid crystal panel 453 as the light modulation device, and thereby the image formed and projected. High brightness can be achieved.
- the projector according to the present embodiment has the same configuration as the projector 1 described above.
- the retardation suppressing layer 56 is not provided with the reflection suppressing layer 56.
- the projector according to the present embodiment at least a part of the retardation layer 54 is covered with the reflection suppressing layer 56.
- the projector according to the present embodiment is different from the projector 1 described above.
- parts that are the same as or substantially the same as those already described are given the same reference numerals and description thereof is omitted.
- FIG. 5 is a schematic view of the polarization conversion element 5A included in the projector according to the present embodiment as viewed from the light emission side.
- the projector according to the present embodiment has the same configuration and function as the projector 1 except that the polarization conversion element 5A is used instead of the polarization conversion element 5.
- the polarization conversion element 5A functions in the same manner as the polarization conversion element 5.
- the main body 50 including the polarization separation layer 52, the reflection layer 53, and the retardation layer 54, and the light shielding plate 55 ( 5) and a reflection suppression layer 56.
- the retardation layer 54 is disposed on the light exit surface 51B at a position corresponding to the polarization separation layer 52, respectively, the first retardation layer 541, the second retardation layer 542, the third retardation layer 543,
- the phase difference layer 544 includes a fourth phase difference layer 544 and a fifth phase difference layer 545.
- the first retardation layer 541 and the fifth retardation layer 545 located at both ends in the horizontal direction (B direction) of the main body 50, that is, from the center P of the light emitting surface 51B.
- the entire regions of the light emitting side surfaces 541A and 545A of the separated retardation layers 541 and 545 are covered with the reflection suppressing layer 56.
- the light of the second retardation layer 542, the third retardation layer 543, and the fourth retardation layer 544 located at the center in the horizontal direction of the main body 50, that is, the light of the retardation layers 542 to 544 near the center P.
- the emission-side surfaces 542A, 543A, and 544A are partially covered with the reflection suppressing layer 56.
- the reflection suppression layer 56 is located at a position away from the center P on the surfaces 542A, 543A, and 544A on the light emission side. Is formed.
- the light flux incident from the light source device 41 has a light density near the central axis (illumination optical axis AX) of the light flux higher than the light density on the outer edge side. For this reason, the density of light incident on the polarization conversion element 5A via the lens arrays 421 and 423 is high in the central portion of the polarization conversion element 5A and decreases as the distance from the central portion increases.
- the exposed regions 542B, 543B, and 544B are The phase difference layer 54 is located at the central portion of the light emitting side surface 54A.
- the reflection suppressing layer 56 has exposed regions 542B, 543B, and 544B on the light emission side surfaces 542A to 544A of the second to fourth retardation layers 542 to 544 located at the center of the retardation layer 54. It is provided in the part that is not provided and in the entire region of the surfaces 541A and 545A on the light emission side of the first and fifth retardation layers 541 and 545. As a result, the light is incident on the polarization conversion element 5A and the heat generated by the incident light is exposed to a portion where a large amount of free radicals (free radicals) are likely to be generated from the material of the retardation layer 54. Since the regions 542B, 543B, and 544B are located, these free radicals can be easily released to the outside, and the retention of the free radicals can be suppressed.
- the projector according to the present embodiment described above can achieve the following effects in addition to the same effects as the projector 1.
- a large amount of free radicals generated by light emitted from the light source device 41 and heat are generated in a portion where the light density is high compared to a portion where the light density is low.
- part with a high density of the incident light is sealed by other layers, such as the reflection suppression layer 56, degradation by the said free radical will be further accelerated
- the exposed regions 542B, 543B, and 544B are provided in the light emitting surface 51B at a portion where the density of light incident from the inside is higher than in other portions.
- the surfaces 542A, 543A, and 544A on the light emission side of the second to fourth retardation layers 542, 543, and 544, which are sites where more free radicals are more likely to be generated than the other sites, are reflected in the reflection suppressing layer 56. Therefore, free radicals can be easily detached from the surfaces 542A, 543A, and 544A on the light emission side.
- the light exit surfaces 541A and 545A of the first and fifth retardation layers 541 and 545 having a relatively low density of incident light are not provided with an exposed region.
- the reflection suppression layer 56 can be formed in the part. Therefore, the effect of improving the light utilization efficiency can be suitably achieved.
- the light flux incident from the light source device 41 has a light density near the central axis of the light flux that is higher than the light density on the outer edge side. For this reason, the density of light incident on the polarization conversion element 5A via the lens arrays 421 and 423 is high in the central portion of the polarization conversion element 5A and decreases as the distance from the central portion increases.
- the light emission of the second to fourth retardation layers 542, 543, and 544 located at the approximate center where the light density is higher than other parts on the light emission surface 51B. Exposed regions 542B, 543B, and 544B are provided on the side surfaces 542A, 543A, and 544A.
- the exposed areas are not provided on the surfaces 541A and 545A on the light emission side of the first and fifth retardation layers 541 and 545 where the density of incident light is relatively low.
- the reflection suppression layer 56 can be formed in the part.
- the reflection suppressing layer 56 is formed on the first and fifth retardation layers 541 and 545, the amount of the free radicals generated by the incident light and the generated heat is high in the density of the incident light. Compared with the second to fourth retardation layers 542, 543, and 544, the deterioration is difficult to proceed. For this reason, in such a site
- the present invention is not limited to the above-described embodiments, and modifications, improvements, and the like within the scope that can achieve the object of the present invention are included in the present invention.
- the retardation layer 54 is not provided with the reflection suppression layer 56
- the reflection suppression layer 56 is provided based on the density of incident light.
- the present invention is not limited to this.
- the reflection suppression layer 56 may be provided so that the portions where the reflection suppression layer 56 is provided and the exposed regions 54B are alternately provided in the vertical direction or the horizontal direction (so-called border shape or stripe shape).
- the entire region of the light emission side surfaces 542A to 544A of the second to fourth retardation layers 542, 543, and 544 included in the central portion may be configured as the exposed region 54B.
- a circular exposed region 54B centered on the center P may be provided on the light emitting side surfaces 542A to 544A of the second to fourth retardation layers 542, 543, and 544.
- the exposed region 543B is provided only on the light emitting side surface 543A of the third retardation layer 543, and the light emitting side surfaces 542A and 544A of the second and fourth retardation layers 542 and 544 are provided with the first and Similarly to the light emission side surfaces 541A and 545A of the fifth retardation layers 541 and 545, the reflection suppression layer 56 may be provided in the entire region of the light emission side surfaces 542A and 544A. In addition, when the reflection suppressing layer 56 is formed in the retardation layer 54, an opening serving as the exposed region 54B may be provided in the reflection suppressing layer 56. That is, if the exposed region 54B is provided in a part of the retardation layer 54, the formation position of the reflection suppressing layer 56 can be changed as appropriate.
- the portion where the light density of the light beam incident from the light source device 41 on the light emitting side surface 54A of the retardation layer 54 is high is the central portion of the polarization conversion element 5A.
- the present invention is not limited to this.
- An exposed region may be provided in a portion where the light density is high. That is, the reflection suppressing layer 56 may be provided in any part of the light exit surface 51B of the polarization conversion element 5A as long as it is provided in a portion where the light density is low.
- the reflection suppressing layer 56 is configured by an AR coat formed by vapor-depositing a substance such as silicon dioxide and titanium oxide.
- the present invention is not limited to this.
- the reflection suppressing layer 56 may be formed by sputtering a substance such as silicon dioxide or titanium oxide or applying a fluorine substance such as magnesium fluoride.
- an AR coat with good air permeability may be deposited as the reflection suppressing layer 56. According to this, even if the free radicals are generated in the retardation layer 54 due to light and heat from the light source device 41, the free radicals can be desorbed via the AR coat. As a result, deterioration of the polarization conversion elements 5 and 5A can be suppressed.
- the protective layer etc. which protect the polarization conversion elements 5 and 5A instead of the reflection suppression layer 56 or with the reflection suppression layer 56.
- the layer formed on the light emitting side surface 54A of the retardation layer 54 is not limited to the reflection suppressing layer 56, and it is preferable to provide an exposed region even in a layer having other functions.
- the retardation layer 54 is disposed at a position corresponding to the polarization separation layer 52 on the light emitting side end face of the main body 50.
- the present invention is not limited to this.
- the phase difference layer 54 is attached to a portion of the light beam exit end face of the main body 50 where the linearly polarized light reflected by the reflective layer 53 is emitted, and the polarization direction of the linearly polarized light reflected by the reflective layer 53 is 90 °. It is good also as a structure to rotate.
- the image forming apparatus 4 is configured in a substantially L shape along each of the back surface and the right side surface, but the present invention is not limited to this.
- the transmissive liquid crystal panel 453 having a different light flux incident surface and light flux exit surface is used.
- a reflective liquid crystal panel having the same light incident surface and light exit surface may be used. .
- the projector 1 includes the three liquid crystal panels 453R, 453G, and 453B, but the present invention is not limited to this. In other words, the present invention can be applied to a projector using two or less or four or more liquid crystal panels 453.
- the transmissive liquid crystal panel 453 having a different light incident surface and light emitting surface is used.
- a reflective liquid crystal panel having the same light incident surface and light emitting surface may be used.
- the light modulation device can modulate an incident light beam and form an image according to image information
- a device using a micromirror for example, a device using a DMD (Digital Micromirror Device) or the like can be used.
- a light modulation device may be used.
- the light source device 41 includes the light source lamp 411 and the reflector 412 that reflects the light emitted from the light source lamp 411.
- the number of light source lamps may be two, or three or more.
- the light source device 41 is not limited to the configuration having the light source lamp 411, and may be configured to have a solid light source such as an LED (Light Emitting Diode) or an LD (Laser Diode).
- the front type projector 1 in which the image projection direction and the image observation direction are substantially the same is illustrated.
- the present invention is not limited to this.
- the present invention can be applied to a rear type projector in which the projection direction and the observation direction are opposite directions.
Landscapes
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Abstract
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。 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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
[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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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、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。
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)
- 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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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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