JP3168770B2 - 偏光装置および該偏光装置を用いた投写型表示装置 - Google Patents
偏光装置および該偏光装置を用いた投写型表示装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、偏光子と検光子とを共
用する偏光装置、およびその偏光装置を用いて反射型の
ライトバルブに形成される光学像をスクリーン上に拡大
投写する投写型表示装置に関するものである。
用する偏光装置、およびその偏光装置を用いて反射型の
ライトバルブに形成される光学像をスクリーン上に拡大
投写する投写型表示装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】大画面映像を得るために、ライトバルブ
に映像信号に応じた光学像を形成し、その光学像に光を
照射し、投写レンズによりスクリーン上に拡大投写する
方法が従来よりよく知られている。最近では、ライトバ
ルブとして液晶表示装置を用いる投写型表示装置が注目
されている。また、高解像度化を図る上で、液晶表示装
置の画素開口率を低下させることなく画素数の大容量化
が可能な反射型の液晶表示装置を用いる方法が提案され
ている（例えば、特開昭６１−１３８８５号公報、特開
平２−２５００２６号公報）。
に映像信号に応じた光学像を形成し、その光学像に光を
照射し、投写レンズによりスクリーン上に拡大投写する
方法が従来よりよく知られている。最近では、ライトバ
ルブとして液晶表示装置を用いる投写型表示装置が注目
されている。また、高解像度化を図る上で、液晶表示装
置の画素開口率を低下させることなく画素数の大容量化
が可能な反射型の液晶表示装置を用いる方法が提案され
ている（例えば、特開昭６１−１３８８５号公報、特開
平２−２５００２６号公報）。
【０００３】この液晶表示装置を用いた投写型表示装置
の概略構成を（図１４）に示す。光源１から出射する平
行に近い光２は、偏光ビームスプリッタ３により反射す
るＳ偏光成分４と透過するＰ偏光成分５とに分離され、
Ｓ偏光成分４は液晶表示装置６に入射する。液晶表示装
置６は液晶の複屈折性を利用するもので、各画素に光を
反射させる反射電極を有する。液晶層に電圧が印加され
ない場合は、実質的に複屈折性を示さず、また、電圧が
印加されると複屈折性を生じ、所定の偏光方向の直線偏
光が入射すると反射光が楕円偏光となる。Ｓ偏光成分４
は液晶表示装置６により、一部がＰ偏光成分に変換され
て再び偏光ビームスプリッタ３に入射する。反射光に含
まれるＰ偏光成分は偏光ビームスプリッタ３を透過して
投写レンズ７に入射し、Ｓ偏光成分は反射して光源１の
方に進む。このようにして、液晶表示装置６に複屈折性
の変化として形成された光学像は投写レンズ７によりス
クリーン（図示せず）上に拡大投写される。
の概略構成を（図１４）に示す。光源１から出射する平
行に近い光２は、偏光ビームスプリッタ３により反射す
るＳ偏光成分４と透過するＰ偏光成分５とに分離され、
Ｓ偏光成分４は液晶表示装置６に入射する。液晶表示装
置６は液晶の複屈折性を利用するもので、各画素に光を
反射させる反射電極を有する。液晶層に電圧が印加され
ない場合は、実質的に複屈折性を示さず、また、電圧が
印加されると複屈折性を生じ、所定の偏光方向の直線偏
光が入射すると反射光が楕円偏光となる。Ｓ偏光成分４
は液晶表示装置６により、一部がＰ偏光成分に変換され
て再び偏光ビームスプリッタ３に入射する。反射光に含
まれるＰ偏光成分は偏光ビームスプリッタ３を透過して
投写レンズ７に入射し、Ｓ偏光成分は反射して光源１の
方に進む。このようにして、液晶表示装置６に複屈折性
の変化として形成された光学像は投写レンズ７によりス
クリーン（図示せず）上に拡大投写される。
【０００４】反射型の液晶表示装置は、画素電極の下に
スイッチング素子を配置できるので、スイッチング素子
を小さくすることなく画素ピッチを小さくでき、高密度
化が容易であり、透過型の液晶表示装置を用いる場合に
比べて明るく、高解像度の投写画像が得られる。
スイッチング素子を配置できるので、スイッチング素子
を小さくすることなく画素ピッチを小さくでき、高密度
化が容易であり、透過型の液晶表示装置を用いる場合に
比べて明るく、高解像度の投写画像が得られる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】液晶表示装置６に入射
するＳ偏光成分４が変換されずに反射され、偏光ビーム
スプリッタ３によって再び光源１側に反射される黒表示
の場合、このＳ偏光成分が偏光ビームスプリッタ３を透
過して投写レンズ７に入射する光量が多いと投写画像の
コントラストは著しく低下する。従って、高コントラス
トの投写画像を得るためには、偏光ビームスプリッタ３
のＳ偏光透過率を非常に小さくすることが要求される。
するＳ偏光成分４が変換されずに反射され、偏光ビーム
スプリッタ３によって再び光源１側に反射される黒表示
の場合、このＳ偏光成分が偏光ビームスプリッタ３を透
過して投写レンズ７に入射する光量が多いと投写画像の
コントラストは著しく低下する。従って、高コントラス
トの投写画像を得るためには、偏光ビームスプリッタ３
のＳ偏光透過率を非常に小さくすることが要求される。
【０００６】また、液晶表示装置６によって変換された
Ｐ偏光成分は、偏光ビームスプリッタ３を透過して投写
レンズ７により画像としてスクリーン上に投写される。
従って、高輝度の投写画像を得るためには、偏光ビーム
スプリッタ３の高いＰ偏光透過性能が要求される。
Ｐ偏光成分は、偏光ビームスプリッタ３を透過して投写
レンズ７により画像としてスクリーン上に投写される。
従って、高輝度の投写画像を得るためには、偏光ビーム
スプリッタ３の高いＰ偏光透過性能が要求される。
【０００７】一般に、偏光ビームスプリッタ３は２つの
ガラスプリズムを接合して立方体形状または直方体形状
をなし、接合面にはブリュースタ角および光の干渉効果
により自然光を互いに偏波面が直行する２つの偏光成分
に分離する作用を有する光学多層膜が形成されているタ
イプものが多く用いられる（米国特許明細書第３，３４
６，３１９号）。多層膜は屈折率の異なる２種類の薄膜
を交互に積層して構成され、特定の波長でＰ偏光成分の
透過率が１００％となるブリュースタ角条件を満たすよ
うに選択される。このブリュースタ角条件は、多層膜面
への入射角をθ G、ガラスプリズムの屈折率をｎG、低屈
折率薄膜の屈折率をｎ1、高屈折率薄膜の屈折率をｎ2と
すると次式で表される。
ガラスプリズムを接合して立方体形状または直方体形状
をなし、接合面にはブリュースタ角および光の干渉効果
により自然光を互いに偏波面が直行する２つの偏光成分
に分離する作用を有する光学多層膜が形成されているタ
イプものが多く用いられる（米国特許明細書第３，３４
６，３１９号）。多層膜は屈折率の異なる２種類の薄膜
を交互に積層して構成され、特定の波長でＰ偏光成分の
透過率が１００％となるブリュースタ角条件を満たすよ
うに選択される。このブリュースタ角条件は、多層膜面
への入射角をθ G、ガラスプリズムの屈折率をｎG、低屈
折率薄膜の屈折率をｎ1、高屈折率薄膜の屈折率をｎ2と
すると次式で表される。
【０００８】
【数１３】
【０００９】（数１３）の条件を満足していれば、Ｐ偏
光の透過率を１００％に保ちながらＳ偏光の透過率は多
層膜の層数を増やすことで小さくすることができる。
光の透過率を１００％に保ちながらＳ偏光の透過率は多
層膜の層数を増やすことで小さくすることができる。
【００１０】しかし、このようなタイプの偏光ビームス
プリッタは光の入射角依存による性能劣化が大きく、特
にＰ偏光成分の透過率低下は著しい。（図１４）に示し
た構成で、偏光ビームスプリッタ３に入射する光は完全
な平行光でない場合が多く、偏光ビームスプリッタ３の
前述したような光入射角依存性は光利用効率に大きく悪
影響を及ぼす。
プリッタは光の入射角依存による性能劣化が大きく、特
にＰ偏光成分の透過率低下は著しい。（図１４）に示し
た構成で、偏光ビームスプリッタ３に入射する光は完全
な平行光でない場合が多く、偏光ビームスプリッタ３の
前述したような光入射角依存性は光利用効率に大きく悪
影響を及ぼす。
【００１１】一例として、（数１３）により、多層膜面
への基準入射角を４５゜、低屈折率薄膜の屈折率を１．
４６、高屈折率薄膜の屈折率を２．３０、プリズムの屈
折率を１．７４とし、多層膜は１３層の交互構成で、蒸
着面側から第１層と第１３層は光学的膜厚がλ0／８
（λ0＝７３０ｎｍ）の低屈折率膜、他は光学的膜厚が
λ 0／４の偏光ビームスプリッタを用いた場合、その分
光透過率特性を（図１５）に示す。光の入射角が±５゜
変化すると、Ｐ偏光成分の透過率は波長によって最大５
０％以上も低下していることがわかる。
への基準入射角を４５゜、低屈折率薄膜の屈折率を１．
４６、高屈折率薄膜の屈折率を２．３０、プリズムの屈
折率を１．７４とし、多層膜は１３層の交互構成で、蒸
着面側から第１層と第１３層は光学的膜厚がλ0／８
（λ0＝７３０ｎｍ）の低屈折率膜、他は光学的膜厚が
λ 0／４の偏光ビームスプリッタを用いた場合、その分
光透過率特性を（図１５）に示す。光の入射角が±５゜
変化すると、Ｐ偏光成分の透過率は波長によって最大５
０％以上も低下していることがわかる。
【００１２】この問題に対し、光学系の有効口径を小さ
くすれば光の入射角度の幅を小さくすることができる。
しかし、この方法も光利用効率の低下につながるため充
分な明るさを得ることが困難となる。
くすれば光の入射角度の幅を小さくすることができる。
しかし、この方法も光利用効率の低下につながるため充
分な明るさを得ることが困難となる。
【００１３】本発明は上記問題を解決し、Ｐ偏光成分の
透過率性能に関し、光の入射依存性が少ない偏光装置を
提供することを目的とする。また、その偏光装置を用い
て明るく高画質の投写画像を表示できる投写型表示装置
を提供することを目的とする。
透過率性能に関し、光の入射依存性が少ない偏光装置を
提供することを目的とする。また、その偏光装置を用い
て明るく高画質の投写画像を表示できる投写型表示装置
を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、本発明の偏光装置は、第１の透明体と、第２の透明
体と、前記第１の透明体と前記第２の透明体との間に狭
持された誘電体多層膜とを備え、前記誘電体多層膜は、
前記第１の透明体および第２の透明体の有する屈折率よ
り高い屈折率を有する高屈折率膜と、前記高屈折率膜の
有する屈折率より低く、前記第１の透明体および第２の
透明体の有する屈折率より高い屈折率を有する中間屈折
率膜と、前記中間屈折率膜の有する屈折率より低い屈折
率を有する低屈折率膜とを備え、前記第１の透明体また
は前記第２の透明体側から順に低屈折率膜、交互周期
層、低屈折率膜、交互周期層、低屈折率膜の配列で構成
され、前記交互周期層は前記高屈折率膜と前記中間屈折
率が交互に積層された構成からなり、前記第１の透明体
または第２の透明体側から数えて偶数層が前記高屈折率
膜であり、前記誘電体多層膜に入射する光線と前記誘電
体多層膜面の法線とのなす角度をθ0として、以下の条
件を満足するものである。
め、本発明の偏光装置は、第１の透明体と、第２の透明
体と、前記第１の透明体と前記第２の透明体との間に狭
持された誘電体多層膜とを備え、前記誘電体多層膜は、
前記第１の透明体および第２の透明体の有する屈折率よ
り高い屈折率を有する高屈折率膜と、前記高屈折率膜の
有する屈折率より低く、前記第１の透明体および第２の
透明体の有する屈折率より高い屈折率を有する中間屈折
率膜と、前記中間屈折率膜の有する屈折率より低い屈折
率を有する低屈折率膜とを備え、前記第１の透明体また
は前記第２の透明体側から順に低屈折率膜、交互周期
層、低屈折率膜、交互周期層、低屈折率膜の配列で構成
され、前記交互周期層は前記高屈折率膜と前記中間屈折
率が交互に積層された構成からなり、前記第１の透明体
または第２の透明体側から数えて偶数層が前記高屈折率
膜であり、前記誘電体多層膜に入射する光線と前記誘電
体多層膜面の法線とのなす角度をθ0として、以下の条
件を満足するものである。
【００１５】
【数１４】
【００１６】但し、
【００１７】
【数１５】
【００１８】
【数１６】
【００１９】ここで、ｎHは高屈折率膜の屈折率、ｎMは
中間屈折率膜の屈折率、ｎLは低屈折率膜の屈折率、ｎO
は第１の透明体および第２の透明体の屈折率である。
中間屈折率膜の屈折率、ｎLは低屈折率膜の屈折率、ｎO
は第１の透明体および第２の透明体の屈折率である。
【００２０】また、本発明の偏光装置は、液体を保持す
る容器を構成する少なくとも３つの透明板と、枠体とを
備え、前記容器と、少なくとも組立て時に液体である透
明充填材料と、片面に透明誘電体多層膜が形成された透
明平行平面基板とで構成することもできる。
る容器を構成する少なくとも３つの透明板と、枠体とを
備え、前記容器と、少なくとも組立て時に液体である透
明充填材料と、片面に透明誘電体多層膜が形成された透
明平行平面基板とで構成することもできる。
【００２１】
【作用】本発明の偏光装置は、透明誘電体多層膜を３種
類の異なる屈折率を有する薄膜で構成することにより、
Ｐ偏光成分の分光透過率性能に関し、光の入射角依存に
よる透過率低下を抑制している。
類の異なる屈折率を有する薄膜で構成することにより、
Ｐ偏光成分の分光透過率性能に関し、光の入射角依存に
よる透過率低下を抑制している。
【００２２】透明誘電体多層膜は、所定の屈折率を有す
る２つの透明体と密着することにより偏光ビームスプリ
ッタとして機能する。多層膜が形成されている透明体側
から数えて偶数層を高屈折率膜とし、低屈折率膜と高屈
折率膜の交互層と、中間屈折率膜と高屈折率膜の交互層
とを組み合わせて構成している。こうすることで、Ｐ偏
光成分の透過率特性は（数１５）、（数１６）より求め
られる２つのブリュースタ角条件θ1と、θ2の間で、入
射角の変化によるＰ偏光成分の透過率の変化量が小さく
なる。従って、（数１４）より、光の基準入射角をθ1
からθ2の間で使用するようにすると、光の入射角依存
によるＰ偏光成分の透過率低下を抑制できる。この偏光
装置を反射型の複屈折性ライトバルブを使用する投写型
表示装置に用いれば、光利用効率の高い、高輝度の投写
画像を表示できる。
る２つの透明体と密着することにより偏光ビームスプリ
ッタとして機能する。多層膜が形成されている透明体側
から数えて偶数層を高屈折率膜とし、低屈折率膜と高屈
折率膜の交互層と、中間屈折率膜と高屈折率膜の交互層
とを組み合わせて構成している。こうすることで、Ｐ偏
光成分の透過率特性は（数１５）、（数１６）より求め
られる２つのブリュースタ角条件θ1と、θ2の間で、入
射角の変化によるＰ偏光成分の透過率の変化量が小さく
なる。従って、（数１４）より、光の基準入射角をθ1
からθ2の間で使用するようにすると、光の入射角依存
によるＰ偏光成分の透過率低下を抑制できる。この偏光
装置を反射型の複屈折性ライトバルブを使用する投写型
表示装置に用いれば、光利用効率の高い、高輝度の投写
画像を表示できる。
【００２３】また、透明体として少なくとも組立て時に
液体の材料を用いれば、ガラスプリズムより安価な材料
を選択でき、組立て作業、液体充填作業も容易であるの
で、ガラスプリズムを用いた偏光ビームスプリッタに比
べて安価に製造できる。
液体の材料を用いれば、ガラスプリズムより安価な材料
を選択でき、組立て作業、液体充填作業も容易であるの
で、ガラスプリズムを用いた偏光ビームスプリッタに比
べて安価に製造できる。
【００２４】本発明の偏光装置の利点は以上明らかなよ
うに、Ｐ偏光成分の透過率が光の入射依存による性能劣
化の少ないことである。また、本発明の偏光装置を用い
た投写型表示装置の利点は、光利用効率の高い、高輝度
の投写画像を表示できることである。
うに、Ｐ偏光成分の透過率が光の入射依存による性能劣
化の少ないことである。また、本発明の偏光装置を用い
た投写型表示装置の利点は、光利用効率の高い、高輝度
の投写画像を表示できることである。
【００２５】
【実施例】本発明の実施例について、添付図面を参照し
ながら説明する。
ながら説明する。
【００２６】（図１）は本発明の偏光装置の一実施例の
構成を示すもので、１２、１３はガラスプリズム、１４
は多層膜である。
構成を示すもので、１２、１３はガラスプリズム、１４
は多層膜である。
【００２７】ガラスプリズム１２は断面が二等辺三角形
の一部を切除して台形状をなした四角柱状のプリズム、
ガラスプリズム１３は三角柱状のプリズムを用い、ガラ
スプリズム１２、１３（いずれも屈折率がｎO＝１．５
２の硼珪クラウンガラス）は、多層膜１４を挟んで接合
している。多層膜１４は、平面１５、平面１６とそれぞ
れ５７゜の角度をなすように配置され、ガラスプリズム
１２、１３と密着することにより、偏光ビームスプリッ
タ１１として機能する。平面１５から入射する光は多層
膜１４によって、平面１６より出射するＳ偏光成分と平
面１８より出射するＰ偏光成分に分離される。
の一部を切除して台形状をなした四角柱状のプリズム、
ガラスプリズム１３は三角柱状のプリズムを用い、ガラ
スプリズム１２、１３（いずれも屈折率がｎO＝１．５
２の硼珪クラウンガラス）は、多層膜１４を挟んで接合
している。多層膜１４は、平面１５、平面１６とそれぞ
れ５７゜の角度をなすように配置され、ガラスプリズム
１２、１３と密着することにより、偏光ビームスプリッ
タ１１として機能する。平面１５から入射する光は多層
膜１４によって、平面１６より出射するＳ偏光成分と平
面１８より出射するＰ偏光成分に分離される。
【００２８】多層膜１４の構成の拡大モデル図を（図
２）に、設計例を（表１）に示す。
２）に、設計例を（表１）に示す。
【００２９】
【表１】
【００３０】多層膜１４は１３層構成であり、低屈折率
膜として二酸化珪素（屈折率ｎL＝１．４６）２１ａ、
２１ｂ、２１ｃ、中間屈折率膜として三酸化二アルミニ
ウム（屈折率ｎM＝１．６２）２２ａ、２２ｂ、２２
ｃ、２２ｄ、高屈折率膜として二酸化チタン（屈折率ｎ
H＝２．３０）２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄ、２３
ｅ、２３ｆを用いている。ガラスプリズム１２上に真空
蒸着によって形成され、ガラスプリズム１２側から順に
二酸化珪素２１ａ、二酸化チタン２２ａ、三酸化二アル
ミニウム２３ａ、二酸化チタン２２ｂ、三酸化二アルミ
ニウム２３ｂ、二酸化チタン２２ｃ、二酸化珪素２１
ｂ、二酸化チタン２２ｄ、三酸化二アルミニウム２３
ｃ、二酸化チタン２２ｅ、三酸化二アルミニウム２３
ｄ、二酸化チタン２２ｆ、二酸化珪素２１ｃが積層され
ている。各層の光学的膜厚は、二酸化珪素２１ａと二酸
化珪素２１ｃがλ0／８（λ0＝７４０ｎｍ、以下、λ0
は設計主波長）、他の層がλ0／４である。なお、多層
膜１４はガラスプリズム１３に蒸着しても同様の効果が
得られる。
膜として二酸化珪素（屈折率ｎL＝１．４６）２１ａ、
２１ｂ、２１ｃ、中間屈折率膜として三酸化二アルミニ
ウム（屈折率ｎM＝１．６２）２２ａ、２２ｂ、２２
ｃ、２２ｄ、高屈折率膜として二酸化チタン（屈折率ｎ
H＝２．３０）２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄ、２３
ｅ、２３ｆを用いている。ガラスプリズム１２上に真空
蒸着によって形成され、ガラスプリズム１２側から順に
二酸化珪素２１ａ、二酸化チタン２２ａ、三酸化二アル
ミニウム２３ａ、二酸化チタン２２ｂ、三酸化二アルミ
ニウム２３ｂ、二酸化チタン２２ｃ、二酸化珪素２１
ｂ、二酸化チタン２２ｄ、三酸化二アルミニウム２３
ｃ、二酸化チタン２２ｅ、三酸化二アルミニウム２３
ｄ、二酸化チタン２２ｆ、二酸化珪素２１ｃが積層され
ている。各層の光学的膜厚は、二酸化珪素２１ａと二酸
化珪素２１ｃがλ0／８（λ0＝７４０ｎｍ、以下、λ0
は設計主波長）、他の層がλ0／４である。なお、多層
膜１４はガラスプリズム１３に蒸着しても同様の効果が
得られる。
【００３１】多層膜１４は、ガラスプリズム１２側から
数えて偶数層を高屈折率膜の二酸化チタンとし、屈折率
が１．４６の二酸化珪素と屈折率が２．３０の二酸化チ
タンの交互層と、屈折率が１．６２の三酸化二アルミニ
ウムと屈折率が２．３０の二酸化チタンの交互層とを組
み合わせて構成している。こうすることで、Ｐ偏光成分
の透過率特性は（数１５）、（数１６）より求められる
２つのブリュースタ角条件５４．２゜、６０．６゜か
ら、（数１４）のように、光の基準入射角を５４．２゜
から６０．６゜の間で使用するようにすると、入射角の
変化によるＰ偏光成分の透過率の変化量は少なくなる。
従って、光の入射角依存によるＰ偏光成分の透過率低下
を抑制できる。
数えて偶数層を高屈折率膜の二酸化チタンとし、屈折率
が１．４６の二酸化珪素と屈折率が２．３０の二酸化チ
タンの交互層と、屈折率が１．６２の三酸化二アルミニ
ウムと屈折率が２．３０の二酸化チタンの交互層とを組
み合わせて構成している。こうすることで、Ｐ偏光成分
の透過率特性は（数１５）、（数１６）より求められる
２つのブリュースタ角条件５４．２゜、６０．６゜か
ら、（数１４）のように、光の基準入射角を５４．２゜
から６０．６゜の間で使用するようにすると、入射角の
変化によるＰ偏光成分の透過率の変化量は少なくなる。
従って、光の入射角依存によるＰ偏光成分の透過率低下
を抑制できる。
【００３２】（図１）の構成の偏光ビームスプリッタ１
１の波長帯域４００ｎｍ以上７００ｎｍ以下における分
光透過率特性を（図３）に示す。多層膜１４に入射する
光の基準入射角を５７゜とし、入射角が±５゜変化した
場合の特性を表している。（図１５）に示したような従
来の偏光ビームスプリッタに比べ、Ｐ偏光成分の透過率
は光の入射角が１０゜の範囲で変化した場合でも７０％
以上と高く、大幅に入射角依存性による透過率低下が低
減されていることがわかる。また、Ｓ偏光成分の透過率
も１００ｎｍ以上の波長帯域にわたって０．５％以下と
充分小さく、高い偏光分離性能を示していることがわか
る。
１の波長帯域４００ｎｍ以上７００ｎｍ以下における分
光透過率特性を（図３）に示す。多層膜１４に入射する
光の基準入射角を５７゜とし、入射角が±５゜変化した
場合の特性を表している。（図１５）に示したような従
来の偏光ビームスプリッタに比べ、Ｐ偏光成分の透過率
は光の入射角が１０゜の範囲で変化した場合でも７０％
以上と高く、大幅に入射角依存性による透過率低下が低
減されていることがわかる。また、Ｓ偏光成分の透過率
も１００ｎｍ以上の波長帯域にわたって０．５％以下と
充分小さく、高い偏光分離性能を示していることがわか
る。
【００３３】本発明の偏光装置を反射型の複屈折性ライ
トバルブを使用する投写型表示装置に用いる場合、高コ
ントラストの投写画像を表示するためにＳ偏光成分は高
い反射率性能が必要とされる。多層膜の層数を増やせば
Ｓ偏光成分の反射率を大きくすることができるが、投写
画像として充分なコントラストを得るために本発明の偏
光装置に用いる多層膜の層数は少なくとも１３層以上が
望ましい。これは以降の他の実施例の偏光装置に用いる
多層膜についても同様である。
トバルブを使用する投写型表示装置に用いる場合、高コ
ントラストの投写画像を表示するためにＳ偏光成分は高
い反射率性能が必要とされる。多層膜の層数を増やせば
Ｓ偏光成分の反射率を大きくすることができるが、投写
画像として充分なコントラストを得るために本発明の偏
光装置に用いる多層膜の層数は少なくとも１３層以上が
望ましい。これは以降の他の実施例の偏光装置に用いる
多層膜についても同様である。
【００３４】また、本発明の偏光装置を反射型の複屈折
性ライトバルブを使用する投写型表示装置に用いる場
合、不要光となるＰ偏光成分は（図１）に示した出射面
１８より出射するが、一部が再び反射されてスクリーン
側へ出射し、投写画像のコントラストに悪影響を与える
場合がある。その場合は出射面１８を微細な凹凸を形成
した面とし、外側に光を吸収する塗料を塗装するなどの
光吸収手段を設けることでコントラストの低下を防ぐこ
とができる。
性ライトバルブを使用する投写型表示装置に用いる場
合、不要光となるＰ偏光成分は（図１）に示した出射面
１８より出射するが、一部が再び反射されてスクリーン
側へ出射し、投写画像のコントラストに悪影響を与える
場合がある。その場合は出射面１８を微細な凹凸を形成
した面とし、外側に光を吸収する塗料を塗装するなどの
光吸収手段を設けることでコントラストの低下を防ぐこ
とができる。
【００３５】なお、本発明の偏光装置に用いる多層膜へ
の光の入射角、および多層膜の構成は本実施例に限定さ
れるものではなく、ガラスプリズムの屈折率と薄膜の屈
折率の組み合わせが（数１４）、（数１５）、（数１
６）の条件を満たしていれば、他の入射角、および構成
であってもよい。
の光の入射角、および多層膜の構成は本実施例に限定さ
れるものではなく、ガラスプリズムの屈折率と薄膜の屈
折率の組み合わせが（数１４）、（数１５）、（数１
６）の条件を満たしていれば、他の入射角、および構成
であってもよい。
【００３６】以下に本発明の偏光装置の他の実施例につ
いて説明する。（図４）は本発明の偏光装置の構成を示
すもので、３２は枠体、３３、３４、３５、３６は透明
板、３９は偏光分離ミラーである。
いて説明する。（図４）は本発明の偏光装置の構成を示
すもので、３２は枠体、３３、３４、３５、３６は透明
板、３９は偏光分離ミラーである。
【００３７】枠体３２に４枚のガラス製の透明板３３、
３４、３５、３６が装着され、液体を保持できる容器が
構成されている。４枚の透明板３３、３４、３５、３６
は入射窓、または出射窓となる。枠体３２の内側には偏
光分離ミラー３９を挿入し、透明板３３、３４とそれぞ
れ６６゜の角度をなすように配置されている。容器の内
部には、注入口３７、３８から、少なくとも組立て時に
液体である透明充填材料を充填している。
３４、３５、３６が装着され、液体を保持できる容器が
構成されている。４枚の透明板３３、３４、３５、３６
は入射窓、または出射窓となる。枠体３２の内側には偏
光分離ミラー３９を挿入し、透明板３３、３４とそれぞ
れ６６゜の角度をなすように配置されている。容器の内
部には、注入口３７、３８から、少なくとも組立て時に
液体である透明充填材料を充填している。
【００３８】偏光分離ミラー３９は屈折率１．５２、厚
さ１ｍｍの白板ガラスの片面に（図２）に示した構成と
同様の多層膜（λ0＝７２０ｎｍ）が形成されたもので
あり、周囲の透明充填材料と密着することにより、偏光
ビームスプリッタ３１として機能する。
さ１ｍｍの白板ガラスの片面に（図２）に示した構成と
同様の多層膜（λ0＝７２０ｎｍ）が形成されたもので
あり、周囲の透明充填材料と密着することにより、偏光
ビームスプリッタ３１として機能する。
【００３９】透明充填材料は、少なくとも組立て時に液
体であるのが都合がよい。組立て時に液体であれば、透
明充填材料が偏光分離ミラー３９、透明板３３、３４、
３５、３６との間に空気を含むことなく密着させること
が容易である。透明板３３、３４、３５、３６として用
いるガラス基板はガラスプリズムに比べて圧倒的に安価
であり、透明充填材料は体積が小さいので材料コストは
安価となり、液体の充填作業は容易であるので、ガラス
製プリズムを用いた偏光ビームスプリッタに比べて圧倒
的に安価に製造できる。
体であるのが都合がよい。組立て時に液体であれば、透
明充填材料が偏光分離ミラー３９、透明板３３、３４、
３５、３６との間に空気を含むことなく密着させること
が容易である。透明板３３、３４、３５、３６として用
いるガラス基板はガラスプリズムに比べて圧倒的に安価
であり、透明充填材料は体積が小さいので材料コストは
安価となり、液体の充填作業は容易であるので、ガラス
製プリズムを用いた偏光ビームスプリッタに比べて圧倒
的に安価に製造できる。
【００４０】透明充填材料として透明シリコーン樹脂を
用いるとよい。シリコーン樹脂は一般に耐熱性が良好で
あり、またガラス基板、多層膜も耐熱性が良好であるの
で、偏光装置を高温の光源に近接して配置することがで
きる。液体の場合にはシリコーンオイルを用いるとよ
い。透明充填材料としてさらに望ましい材料は、組立て
時に液体、組立て完了後は固体またはゲル状の材料であ
り、使用時に液体漏洩の心配が回避される。このような
材料として、信越化学工業（株）製の透明シリコーン樹
脂ＫＥ１０５１（屈折率ｎO＝１．４０）を用いること
ができる。これは、２種類の液体で供給されており、Ａ
液とＢ液の両方に化学式
用いるとよい。シリコーン樹脂は一般に耐熱性が良好で
あり、またガラス基板、多層膜も耐熱性が良好であるの
で、偏光装置を高温の光源に近接して配置することがで
きる。液体の場合にはシリコーンオイルを用いるとよ
い。透明充填材料としてさらに望ましい材料は、組立て
時に液体、組立て完了後は固体またはゲル状の材料であ
り、使用時に液体漏洩の心配が回避される。このような
材料として、信越化学工業（株）製の透明シリコーン樹
脂ＫＥ１０５１（屈折率ｎO＝１．４０）を用いること
ができる。これは、２種類の液体で供給されており、Ａ
液とＢ液の両方に化学式
【００４１】
【化１】
【００４２】で表わされるシリコーンオイルが含まれ、
Ａ液には化学式
Ａ液には化学式
【００４３】
【化２】
【００４４】で表わされる本体物質と、微量の白金触媒
が含まれ、Ｂ液には化学式
が含まれ、Ｂ液には化学式
【００４５】
【化３】
【００４６】で表わされる架橋物質が含まれている。Ａ
液とＢ液を混合し、室温放置または加熱すると、本体物
質のビニル基と架橋物質の水素が結合し、シリコーンゴ
ムの巨大分子を形成する。シリコーンオイルは架橋反応
の前後で変化せず、シリコーンゴムの間にシリコーンオ
イルがはいり込んだ構造となる。この反応は付加反応で
あるので、原理的には副生成物を生じず、架橋反応が表
面、内部とも均一に進行する。また、ゲル状で変形しや
すいため、周囲温度により熱膨脹しても全体が均一に体
積変化し、応力歪みをほとんど発生しない。そのため、
偏光ビームスプリッタで排除しなければならない複屈折
が非常に少ないという特徴がある。また、透明充填材料
として組立て時に液体であり、紫外線照射によりゲル状
に変化する透明シリコーン樹脂を用いてもよい。例え
ば、信越化学工業（株）製の透明シリコーン樹脂ＯＦ１
１３を用いることができる。
液とＢ液を混合し、室温放置または加熱すると、本体物
質のビニル基と架橋物質の水素が結合し、シリコーンゴ
ムの巨大分子を形成する。シリコーンオイルは架橋反応
の前後で変化せず、シリコーンゴムの間にシリコーンオ
イルがはいり込んだ構造となる。この反応は付加反応で
あるので、原理的には副生成物を生じず、架橋反応が表
面、内部とも均一に進行する。また、ゲル状で変形しや
すいため、周囲温度により熱膨脹しても全体が均一に体
積変化し、応力歪みをほとんど発生しない。そのため、
偏光ビームスプリッタで排除しなければならない複屈折
が非常に少ないという特徴がある。また、透明充填材料
として組立て時に液体であり、紫外線照射によりゲル状
に変化する透明シリコーン樹脂を用いてもよい。例え
ば、信越化学工業（株）製の透明シリコーン樹脂ＯＦ１
１３を用いることができる。
【００４７】透明板３３から入射する光は透明充填材料
を透過して偏光分離ミラー３９へ６６゜の角度で入射し
た後、偏光分離ミラー３９によってＳ偏光成分とＰ偏光
成分に分離される。Ｓ偏光成分は透明充填材料を透過し
て透明板３４より出射し、Ｐ偏光成分は透明充填材料を
透過して透明板３５より出射する。
を透過して偏光分離ミラー３９へ６６゜の角度で入射し
た後、偏光分離ミラー３９によってＳ偏光成分とＰ偏光
成分に分離される。Ｓ偏光成分は透明充填材料を透過し
て透明板３４より出射し、Ｐ偏光成分は透明充填材料を
透過して透明板３５より出射する。
【００４８】偏光ビームスプリッタ３１も前述した実施
例と同様に、偏光分離ミラー３９上に形成された多層膜
を、屈折率が１．４６の二酸化珪素と屈折率が２．３０
の二酸化チタンの交互層と、屈折率が１．６２の三酸化
二アルミニウムと屈折率が２．３０の二酸化チタンの交
互層とを組み合わせて１３層構成としている。Ｐ偏光成
分の透過率特性は（数１５）、（数１６）より求められ
る２つのブリュースタ角条件６１．７゜、７１．１゜か
ら、（数１７）のように、光の基準入射角を６１．７゜
から７１．１゜の間で使用するようにすると、入射角の
変化によるＰ偏光成分の透過率の変化量は少なくなる。
従って、光の入射角依存によるＰ偏光成分の透過率低下
を抑制できる。
例と同様に、偏光分離ミラー３９上に形成された多層膜
を、屈折率が１．４６の二酸化珪素と屈折率が２．３０
の二酸化チタンの交互層と、屈折率が１．６２の三酸化
二アルミニウムと屈折率が２．３０の二酸化チタンの交
互層とを組み合わせて１３層構成としている。Ｐ偏光成
分の透過率特性は（数１５）、（数１６）より求められ
る２つのブリュースタ角条件６１．７゜、７１．１゜か
ら、（数１７）のように、光の基準入射角を６１．７゜
から７１．１゜の間で使用するようにすると、入射角の
変化によるＰ偏光成分の透過率の変化量は少なくなる。
従って、光の入射角依存によるＰ偏光成分の透過率低下
を抑制できる。
【００４９】偏光ビームスプリッタ３１の波長帯域４０
０ｎｍ以上７００ｎｍ以下における分光透過率特性を
（図５）に示す。偏光分離ミラー３９に入射する光の基
準入射角を６６゜とし、入射角が±５゜変化した場合の
特性を表している。この場合も（図１５）に示したよう
な従来の偏光ビームスプリッタに比べ、Ｐ偏光成分の透
過率は光の入射角が１０゜の範囲で変化した場合でも８
０％以上と高く、大幅に入射角依存性による透過率低下
が低減されていることがわかる。
０ｎｍ以上７００ｎｍ以下における分光透過率特性を
（図５）に示す。偏光分離ミラー３９に入射する光の基
準入射角を６６゜とし、入射角が±５゜変化した場合の
特性を表している。この場合も（図１５）に示したよう
な従来の偏光ビームスプリッタに比べ、Ｐ偏光成分の透
過率は光の入射角が１０゜の範囲で変化した場合でも８
０％以上と高く、大幅に入射角依存性による透過率低下
が低減されていることがわかる。
【００５０】本発明の偏光装置を反射型の複屈折性ライ
トバルブを使用する投写型表示装置に用いる場合も、不
要光となるＰ偏光成分は（図４）に示した透明板３５よ
り出射するが、一部が再び反射されてスクリーン側へ出
射し、投写画像のコントラストに悪影響を与える場合が
ある。その場合は透明板３５を除き、透明板３５部分の
出射窓のない枠体を用い、Ｐ偏光成分の入射面を微細な
凹凸を形成した面としたうえ、内側に光を吸収する塗料
を塗装するなどの光吸収手段を設けることでコントラス
トの低下を防ぐことができる。
トバルブを使用する投写型表示装置に用いる場合も、不
要光となるＰ偏光成分は（図４）に示した透明板３５よ
り出射するが、一部が再び反射されてスクリーン側へ出
射し、投写画像のコントラストに悪影響を与える場合が
ある。その場合は透明板３５を除き、透明板３５部分の
出射窓のない枠体を用い、Ｐ偏光成分の入射面を微細な
凹凸を形成した面としたうえ、内側に光を吸収する塗料
を塗装するなどの光吸収手段を設けることでコントラス
トの低下を防ぐことができる。
【００５１】以下に、本発明の投写型表示装置の実施例
について説明する。（図６）は本発明の偏光装置を用い
た投写型表示装置の一実施例の構成を示すもので、４１
は光源、４２は前置偏光子、４３は偏光子および検光子
として共用される偏光装置、４４は反射型の液晶パネ
ル、４５は投写レンズである。偏光装置４３は（図１）
に示した偏光ビームスプリッタ１１と同一のものを用い
ている。また、光源４１はメタルハライドランプを用
い、液晶パネル４４はツイストネマチック液晶を用いた
ものである。
について説明する。（図６）は本発明の偏光装置を用い
た投写型表示装置の一実施例の構成を示すもので、４１
は光源、４２は前置偏光子、４３は偏光子および検光子
として共用される偏光装置、４４は反射型の液晶パネ
ル、４５は投写レンズである。偏光装置４３は（図１）
に示した偏光ビームスプリッタ１１と同一のものを用い
ている。また、光源４１はメタルハライドランプを用
い、液晶パネル４４はツイストネマチック液晶を用いた
ものである。
【００５２】前置偏光子４２はガラス基板の両面に光学
薄膜を形成したものを空気層を挟んで３枚重ね、所定の
波長においてＰ偏光の透過率が略１００％となるように
傾斜させて配置している。光学薄膜は実用上透明な薄膜
材料の中で最も屈折率が高い二酸化チタン（屈折率２．
３）を用い、膜厚の最適化により少ない面数で効率よく
Ｓ偏光を反射している。前置偏光子４２の分光透過率特
性を（図７（ａ））、（図７（ｂ））に示す。光の入射
角は７２．２°、（図７（ａ））はＰ偏光の透過率、
（図７（ｂ））はＳ偏光の透過率を示している。（図７
（ａ））、（図７（ｂ））よりＰ偏光は９０％以上の高
い透過率を示し、Ｓ偏光は０．１％以下の極めて低い透
過率を示していることが分かる。
薄膜を形成したものを空気層を挟んで３枚重ね、所定の
波長においてＰ偏光の透過率が略１００％となるように
傾斜させて配置している。光学薄膜は実用上透明な薄膜
材料の中で最も屈折率が高い二酸化チタン（屈折率２．
３）を用い、膜厚の最適化により少ない面数で効率よく
Ｓ偏光を反射している。前置偏光子４２の分光透過率特
性を（図７（ａ））、（図７（ｂ））に示す。光の入射
角は７２．２°、（図７（ａ））はＰ偏光の透過率、
（図７（ｂ））はＳ偏光の透過率を示している。（図７
（ａ））、（図７（ｂ））よりＰ偏光は９０％以上の高
い透過率を示し、Ｓ偏光は０．１％以下の極めて低い透
過率を示していることが分かる。
【００５３】前置偏光子４２から出射するＰ偏光は偏光
装置４３によってＳ偏光として反射されるように、前置
偏光子４２の入射面（薄膜形成面の法線と光軸４６とを
含む面）と偏光装置４３の入射面（多層膜面４７の法線
と光軸４６とを含む面）とが互いに直交するように配置
している。
装置４３によってＳ偏光として反射されるように、前置
偏光子４２の入射面（薄膜形成面の法線と光軸４６とを
含む面）と偏光装置４３の入射面（多層膜面４７の法線
と光軸４６とを含む面）とが互いに直交するように配置
している。
【００５４】光源４１から出射する自然光が前置偏光子
４２に入射すると、偏光方向が画面垂直方向に向いた直
線偏光が出射する。直線偏光は偏光子としての偏光装置
４３に入射し、多層膜４７によってＳ偏光成分として液
晶パネル４４の方向へ反射される。反射型の液晶パネル
４４に入射したＳ偏光成分は反射光が楕円偏光に変調さ
れて再び検光子としての偏光装置４３へ入射する。液晶
パネル４４からの反射光のうち、Ｐ偏光成分に変換され
た光は偏光装置４３を透過し、投写レンズ４５によって
スクリーン（図示せず）へ投写され、変換されないＳ偏
光成分は再び偏光装置４３によって反射され、光源４１
の方向へ進む。
４２に入射すると、偏光方向が画面垂直方向に向いた直
線偏光が出射する。直線偏光は偏光子としての偏光装置
４３に入射し、多層膜４７によってＳ偏光成分として液
晶パネル４４の方向へ反射される。反射型の液晶パネル
４４に入射したＳ偏光成分は反射光が楕円偏光に変調さ
れて再び検光子としての偏光装置４３へ入射する。液晶
パネル４４からの反射光のうち、Ｐ偏光成分に変換され
た光は偏光装置４３を透過し、投写レンズ４５によって
スクリーン（図示せず）へ投写され、変換されないＳ偏
光成分は再び偏光装置４３によって反射され、光源４１
の方向へ進む。
【００５５】偏光装置４３は（図３）に示したように、
光の入射角依存性が少なく、多層膜面への入射角が±５
°変化した場合でもＰ偏光成分の透過率が４００ｎｍ〜
７００ｎｍの広い波長帯域に渡って７０％以上を示すの
で、本発明の投写型表示装置は光利用効率の高い、高輝
度の投写画像を表示できる。
光の入射角依存性が少なく、多層膜面への入射角が±５
°変化した場合でもＰ偏光成分の透過率が４００ｎｍ〜
７００ｎｍの広い波長帯域に渡って７０％以上を示すの
で、本発明の投写型表示装置は光利用効率の高い、高輝
度の投写画像を表示できる。
【００５６】偏光装置４３は（図１）に示した偏光ビー
ムスプリッタ１１を用いたが、前述した他の実施例の偏
光装置を用いてもよい。
ムスプリッタ１１を用いたが、前述した他の実施例の偏
光装置を用いてもよい。
【００５７】（図６）に示した構成で、偏光装置４３を
偏光子および検光子として共用する場合、入射光線の広
がり角が大きくなると検光子に入射する偏光方向が最適
に使用できず、投写画像のコントラスト低下を招く。こ
の場合は（図８）に示すように、偏光装置４３と液晶パ
ネル４４との間に１／４波長板４８を配置するとよい。
偏光子および検光子として共用する場合、入射光線の広
がり角が大きくなると検光子に入射する偏光方向が最適
に使用できず、投写画像のコントラスト低下を招く。こ
の場合は（図８）に示すように、偏光装置４３と液晶パ
ネル４４との間に１／４波長板４８を配置するとよい。
【００５８】１／４波長板４８は投写レンズ４５から出
射する光の中心的な波長において、進相軸と遅相軸とで
位相差が１／４波長となるものを用い、進相軸または遅
相軸が偏光装置４３の入射光軸４６と反射光軸４９とを
含む平面に直交するように配置する。こうすることで、
光線が偏光装置４３に斜めに入射する場合、偏光子とし
ての偏光装置４３から出射する光線は偏光方向が理想的
な方向から回転した直線偏光となるが、光線が１／４波
長板４８を２回通過すると偏光方向が反対方向に２倍回
転した直線偏光となり、この偏光方向は偏光装置４３を
検光子として最適に使用できるようになる。従って、偏
光装置４３として使用できる入射光の広がり角が大きく
なり、投写画像はコントラストを低下させることなく明
るくすることができる。
射する光の中心的な波長において、進相軸と遅相軸とで
位相差が１／４波長となるものを用い、進相軸または遅
相軸が偏光装置４３の入射光軸４６と反射光軸４９とを
含む平面に直交するように配置する。こうすることで、
光線が偏光装置４３に斜めに入射する場合、偏光子とし
ての偏光装置４３から出射する光線は偏光方向が理想的
な方向から回転した直線偏光となるが、光線が１／４波
長板４８を２回通過すると偏光方向が反対方向に２倍回
転した直線偏光となり、この偏光方向は偏光装置４３を
検光子として最適に使用できるようになる。従って、偏
光装置４３として使用できる入射光の広がり角が大きく
なり、投写画像はコントラストを低下させることなく明
るくすることができる。
【００５９】また、偏光装置４３から出射して１／４波
長板４８の偏光装置４３側面で反射する光は、偏光方向
が補正されないのでコントラストを低下させる要因とな
る。そこで、１／４波長板４８を透明接着剤、または透
明粘着剤などにより偏光装置４３に固着すると、１／４
波長板４８の表面反射がなくなるのでコントラストはさ
らに向上する。
長板４８の偏光装置４３側面で反射する光は、偏光方向
が補正されないのでコントラストを低下させる要因とな
る。そこで、１／４波長板４８を透明接着剤、または透
明粘着剤などにより偏光装置４３に固着すると、１／４
波長板４８の表面反射がなくなるのでコントラストはさ
らに向上する。
【００６０】（図４）に示した偏光ビームスプリッタ３
１を偏光装置として用いる場合、１／４波長板は透明板
３４の透明充填材料側の面に固着しても同様の効果が得
られる。
１を偏光装置として用いる場合、１／４波長板は透明板
３４の透明充填材料側の面に固着しても同様の効果が得
られる。
【００６１】光源４１はランプ、ランプからの出射光を
略平行光に変換する集光光学系、紫外線と赤外線を除去
するフィルターなどから構成される。ランプとしてメタ
ルハライドランプを用いたが、他にハロゲンランプやキ
セノンランプなどを用いてもよい。
略平行光に変換する集光光学系、紫外線と赤外線を除去
するフィルターなどから構成される。ランプとしてメタ
ルハライドランプを用いたが、他にハロゲンランプやキ
セノンランプなどを用いてもよい。
【００６２】以下に、本発明の投写型表示装置の他の実
施例について説明する。（図９）はその構成を示したも
のであり、５１は光源、５２は前置偏光子、５３、５
４、５５は色分解光学系を構成するダイクロイックミラ
ー、５６、５７、５８は偏光装置、５９、６０、６１は
１／４波長板、６２、６３、６４は反射型の液晶パネ
ル、６５、６６、６７は投写レンズであり、前置偏光子
５２、液晶パネル６２、６３、６４は先の実施例と同じ
ものを用いている。また、偏光装置５６、５７、５８は
（図１）の偏光ビームスプリッタ１１と同じ構成のもの
を用いているが、多層膜の設計主波長は色分解光学系に
よって分解される３色光にそれぞれ応じて異なってい
る。さらに、１／４波長板５９、６０、６１も３色の光
の中心波長に進相層と遅相軸の位相差をそれぞれ対応さ
せたものを用いている。
施例について説明する。（図９）はその構成を示したも
のであり、５１は光源、５２は前置偏光子、５３、５
４、５５は色分解光学系を構成するダイクロイックミラ
ー、５６、５７、５８は偏光装置、５９、６０、６１は
１／４波長板、６２、６３、６４は反射型の液晶パネ
ル、６５、６６、６７は投写レンズであり、前置偏光子
５２、液晶パネル６２、６３、６４は先の実施例と同じ
ものを用いている。また、偏光装置５６、５７、５８は
（図１）の偏光ビームスプリッタ１１と同じ構成のもの
を用いているが、多層膜の設計主波長は色分解光学系に
よって分解される３色光にそれぞれ応じて異なってい
る。さらに、１／４波長板５９、６０、６１も３色の光
の中心波長に進相層と遅相軸の位相差をそれぞれ対応さ
せたものを用いている。
【００６３】光源５１は赤、緑、青の３原色の色成分を
含む光を出射する。光源５１からの光は前置偏光子５２
に入射し、直線偏光が出射する。直線偏光は青反射ダイ
クロイックミラー５３、緑反射ダイクロイックミラー５
４、赤反射ダイクロイックミラー５５により、青、緑、
赤の３色光に分離される。３色の光はそれぞれ対応する
偏光子としての偏光装置５６、５７、５８に入射した
後、Ｓ偏光成分として反射され、１／４波長板５９、６
０、６１を経て対応する反射型の液晶パネル６２、６
３、６４にそれぞれ入射する。液晶パネル６２、６３、
６４によってそれぞれ反射された光は、楕円偏光に変調
されて再び１／４波長板５９、６０、６１を経た後、検
光子としての偏光装置５６、５７、５８へ入射する。液
晶パネル６２、６３、６４からの反射光のうち、Ｐ偏光
成分に変換された光は偏光装置５６、５７、５８を透過
し、投写レンズ６５、６６、６７によって投写されスク
リーン（図示せず）上で合成される。また、変換されな
いＳ偏光成分は再び偏光装置５６、５７、５８によって
反射され、光源５１の方向へ進む。
含む光を出射する。光源５１からの光は前置偏光子５２
に入射し、直線偏光が出射する。直線偏光は青反射ダイ
クロイックミラー５３、緑反射ダイクロイックミラー５
４、赤反射ダイクロイックミラー５５により、青、緑、
赤の３色光に分離される。３色の光はそれぞれ対応する
偏光子としての偏光装置５６、５７、５８に入射した
後、Ｓ偏光成分として反射され、１／４波長板５９、６
０、６１を経て対応する反射型の液晶パネル６２、６
３、６４にそれぞれ入射する。液晶パネル６２、６３、
６４によってそれぞれ反射された光は、楕円偏光に変調
されて再び１／４波長板５９、６０、６１を経た後、検
光子としての偏光装置５６、５７、５８へ入射する。液
晶パネル６２、６３、６４からの反射光のうち、Ｐ偏光
成分に変換された光は偏光装置５６、５７、５８を透過
し、投写レンズ６５、６６、６７によって投写されスク
リーン（図示せず）上で合成される。また、変換されな
いＳ偏光成分は再び偏光装置５６、５７、５８によって
反射され、光源５１の方向へ進む。
【００６４】本実施例の投写型表示装置においても、偏
光装置５６、５７、５８はそれぞれ光の入射角依存性が
少なく、多層膜面への入射角が±５°変化した場合でも
Ｐ偏光成分の透過率が７０％以上を示すので、本発明の
投写型表示装置は光利用効率の高い、高輝度の投写画像
を表示できる。
光装置５６、５７、５８はそれぞれ光の入射角依存性が
少なく、多層膜面への入射角が±５°変化した場合でも
Ｐ偏光成分の透過率が７０％以上を示すので、本発明の
投写型表示装置は光利用効率の高い、高輝度の投写画像
を表示できる。
【００６５】また、本実施例の投写型表示装置において
も、偏光装置５６、５７、５８は（図１）に示した偏光
ビームスプリッタ１１と同じ構成のものを用いたが、前
述した他の実施例の偏光装置を用いてもよい。
も、偏光装置５６、５７、５８は（図１）に示した偏光
ビームスプリッタ１１と同じ構成のものを用いたが、前
述した他の実施例の偏光装置を用いてもよい。
【００６６】次に、本発明の偏光装置の他の実施例につ
いて説明する。Ｐ偏光成分の透過率性能に関しては前述
した実施例と同様に入射角依存性が少なく、さらにＳ偏
光成分についてもその透過率性能は可視光全波長帯域に
渡って極めて小さく、しかも使用波長帯域における入射
角依存性を少なくするには、分光透過率特性の異なる２
種類の多層膜を用いればよい。
いて説明する。Ｐ偏光成分の透過率性能に関しては前述
した実施例と同様に入射角依存性が少なく、さらにＳ偏
光成分についてもその透過率性能は可視光全波長帯域に
渡って極めて小さく、しかも使用波長帯域における入射
角依存性を少なくするには、分光透過率特性の異なる２
種類の多層膜を用いればよい。
【００６７】（図１０）は本発明の偏光装置の一実施例
の構成を示すもので、７２、７３はガラスプリズム、７
４はガラス基板、７５は第１の多層膜、７６は第２の多
層膜である。
の構成を示すもので、７２、７３はガラスプリズム、７
４はガラス基板、７５は第１の多層膜、７６は第２の多
層膜である。
【００６８】ガラスプリズム７２は断面が二等辺三角形
の一部を切除して台形状をなした四角柱状のプリズム、
ガラスプリズム７３は三角柱状のプリズムであり、いず
れも屈折率がｎO＝１．５２の硼珪クラウンガラスを用
いている。ガラス基板７４は厚さ１ｍｍの白板ガラス
（屈折率１．５２）を用い、両面には第１の多層膜７５
と第２の多層膜７６が形成されている。
の一部を切除して台形状をなした四角柱状のプリズム、
ガラスプリズム７３は三角柱状のプリズムであり、いず
れも屈折率がｎO＝１．５２の硼珪クラウンガラスを用
いている。ガラス基板７４は厚さ１ｍｍの白板ガラス
（屈折率１．５２）を用い、両面には第１の多層膜７５
と第２の多層膜７６が形成されている。
【００６９】ガラスプリズム７２、７３は、第１の多層
膜７５、ガラス基板７４、第２の多層膜７６を挟んで接
合している。第１の多層膜７５、第２の多層膜７６は、
平面７７、平面７８とそれぞれ５７゜の角度をなすよう
に配置され、ガラスプリズム７２、７３、およびガラス
基板７４と密着することにより、偏光ビームスプリッタ
７１として機能する。平面７７から入射する光８１は第
１の多層膜７５、第２の多層膜７６によって、平面７８
より出射するＳ偏光成分８２ａ、８２ｂと平面７９より
出射するＰ偏光成分８３に分離される。
膜７５、ガラス基板７４、第２の多層膜７６を挟んで接
合している。第１の多層膜７５、第２の多層膜７６は、
平面７７、平面７８とそれぞれ５７゜の角度をなすよう
に配置され、ガラスプリズム７２、７３、およびガラス
基板７４と密着することにより、偏光ビームスプリッタ
７１として機能する。平面７７から入射する光８１は第
１の多層膜７５、第２の多層膜７６によって、平面７８
より出射するＳ偏光成分８２ａ、８２ｂと平面７９より
出射するＰ偏光成分８３に分離される。
【００７０】第１の多層膜７５は（図２）に示した構成
と同様であり、低屈折率膜として二酸化珪素（屈折率ｎ
L＝１．４６）、中間屈折率膜として三酸化二アルミニ
ウム（屈折率ｎM＝１．６２）、高屈折率膜として二酸
化チタン（屈折率ｎH＝２．３０）を用いた１３層構成
である（λ0＝８４０ｎｍ）。また、第２の多層膜７６
は二酸化珪素と二酸化チタンの２種類の薄膜を交互に積
層した１５層構成であり（λ0＝５８０ｎｍ）、ガラス
基板側から数えて第１層と第１５層の光学的膜厚がλ0
／８、他の各層の光学的膜厚がλ0／４である。
と同様であり、低屈折率膜として二酸化珪素（屈折率ｎ
L＝１．４６）、中間屈折率膜として三酸化二アルミニ
ウム（屈折率ｎM＝１．６２）、高屈折率膜として二酸
化チタン（屈折率ｎH＝２．３０）を用いた１３層構成
である（λ0＝８４０ｎｍ）。また、第２の多層膜７６
は二酸化珪素と二酸化チタンの２種類の薄膜を交互に積
層した１５層構成であり（λ0＝５８０ｎｍ）、ガラス
基板側から数えて第１層と第１５層の光学的膜厚がλ0
／８、他の各層の光学的膜厚がλ0／４である。
【００７１】（図１０）の構成の偏光ビームスプリッタ
７１の波長帯域４００ｎｍ以上７００ｎｍ以下における
分光透過率特性を（図１１）に示す。多層膜７５に入射
する光の基準入射角を５７゜とし、入射角が±５゜変化
した場合の特性を表している。Ｐ偏光成分の透過率は光
の入射角が１０゜の範囲で変化した場合でも７０％以上
と高いうえに、Ｓ偏光成分の透過率も４００ｎｍ以上７
００ｎｍ以下の範囲で０．３％以下と極めて小さく、非
常に広い波長帯域にわたって高い偏光分離性能を示して
いることがわかる。
７１の波長帯域４００ｎｍ以上７００ｎｍ以下における
分光透過率特性を（図１１）に示す。多層膜７５に入射
する光の基準入射角を５７゜とし、入射角が±５゜変化
した場合の特性を表している。Ｐ偏光成分の透過率は光
の入射角が１０゜の範囲で変化した場合でも７０％以上
と高いうえに、Ｓ偏光成分の透過率も４００ｎｍ以上７
００ｎｍ以下の範囲で０．３％以下と極めて小さく、非
常に広い波長帯域にわたって高い偏光分離性能を示して
いることがわかる。
【００７２】第１の多層膜７５と第２の多層膜７６は互
いに設計主波長λ0が異なるため、Ｓ偏光成分を反射す
る波長帯域も異なる。すなわち、設計主波長λ0の大き
い第１の多層膜７５は長波長側の反射を、設計主波長λ
0の小さい第２の多層膜７６は短波長側の反射をそれぞ
れ分担し、Ｓ偏光成分の総合的な分光透過率特性は非常
に広帯域に渡って極めて小さく、しかも使用波長帯域に
おいて、光の入射角依存性による波長シフトを排除でき
る。また、Ｐ偏光透過率性能についても、第１の多層膜
７５は（図２）と同様の構成であるので、前述の実施例
と同様に光の入射角依存性が少ない。第２の多層膜７６
は入射角依存性によるＰ偏光透過率の変化が大きいが、
設計主波長が小さいため、透過率が大幅に低下する波長
領域は紫外光領域にあり、可視光を使用する投写型表示
装置に用いる場合はそれほど問題とはならない。
いに設計主波長λ0が異なるため、Ｓ偏光成分を反射す
る波長帯域も異なる。すなわち、設計主波長λ0の大き
い第１の多層膜７５は長波長側の反射を、設計主波長λ
0の小さい第２の多層膜７６は短波長側の反射をそれぞ
れ分担し、Ｓ偏光成分の総合的な分光透過率特性は非常
に広帯域に渡って極めて小さく、しかも使用波長帯域に
おいて、光の入射角依存性による波長シフトを排除でき
る。また、Ｐ偏光透過率性能についても、第１の多層膜
７５は（図２）と同様の構成であるので、前述の実施例
と同様に光の入射角依存性が少ない。第２の多層膜７６
は入射角依存性によるＰ偏光透過率の変化が大きいが、
設計主波長が小さいため、透過率が大幅に低下する波長
領域は紫外光領域にあり、可視光を使用する投写型表示
装置に用いる場合はそれほど問題とはならない。
【００７３】なお、（図１０）に示した偏光ビームスプ
リッタ７１は第１の多層膜７５と第２の多層膜７６とを
異なる構成としたが、いずれも（図２）に示した構成と
同様とし、設計主波長のみ異なる組み合わせとしてもよ
い。
リッタ７１は第１の多層膜７５と第２の多層膜７６とを
異なる構成としたが、いずれも（図２）に示した構成と
同様とし、設計主波長のみ異なる組み合わせとしてもよ
い。
【００７４】また、（図４）に示した偏光ビームスプリ
ッタ３１のような構成の場合についても、偏光分離ミラ
ー３９を両面に多層膜を形成したものを用いれば、同様
の効果が得られる。
ッタ３１のような構成の場合についても、偏光分離ミラ
ー３９を両面に多層膜を形成したものを用いれば、同様
の効果が得られる。
【００７５】また、（図１０）に示した偏光ビームスプ
リッタ７１を（図６）に示した投写型表示装置に用いる
偏光装置４３として用いれば、光源４１からの光を広い
波長帯域にわったて利用でき、さらに投写画像を明るく
することができる。
リッタ７１を（図６）に示した投写型表示装置に用いる
偏光装置４３として用いれば、光源４１からの光を広い
波長帯域にわったて利用でき、さらに投写画像を明るく
することができる。
【００７６】以下に、本発明の投写型表示装置の他の実
施例について説明する。（図１２）はその構成を示した
ものであり、９１は光源、９２は前置偏光子、９３は偏
光装置、９４は１／４波長板、９５はダイクロイックプ
リズム、９６、９７、９８は液晶パネル、９９は投写レ
ンズであり、前置偏光子９２、液晶パネル９６、９７、
９８は（図８）の実施例と同じものを用いている。ま
た、偏光装置９３は（図１０）に示した偏光ビームスプ
リッタ７１と同じものを用いている。
施例について説明する。（図１２）はその構成を示した
ものであり、９１は光源、９２は前置偏光子、９３は偏
光装置、９４は１／４波長板、９５はダイクロイックプ
リズム、９６、９７、９８は液晶パネル、９９は投写レ
ンズであり、前置偏光子９２、液晶パネル９６、９７、
９８は（図８）の実施例と同じものを用いている。ま
た、偏光装置９３は（図１０）に示した偏光ビームスプ
リッタ７１と同じものを用いている。
【００７７】光源９１は赤、緑、青の３原色の色成分を
含む光を出射する。光源９１からの光は前置偏光子９２
に入射し、偏光方向が画面垂直方向に向いた直線偏光が
出射する。直線偏光は偏光子としての偏光装置９３に入
射した後、Ｓ偏光成分として反射され、１／４波長板９
４を経た後、ダイクロイックプリズム９５によって赤、
緑、青の３色光に分解される。３色光は対応する反射型
の液晶パネル９５、９７、９８にそれぞれ入射し、反射
光が楕円偏光に変調されて再びダイクロイックプリズム
９５によって合成された後、１／４波長板９４を経て検
光子としての偏光装置９３へ入射する。液晶パネル９
６、９７、９８からの反射光のうち、Ｐ偏光成分に変換
された光は偏光装置９３を透過し、投写レンズ９９によ
ってスクリーン（図示せず）へ投写され、変換されない
Ｓ偏光成分は再び偏光装置９３によって反射され、光源
９１の方向へ進む。
含む光を出射する。光源９１からの光は前置偏光子９２
に入射し、偏光方向が画面垂直方向に向いた直線偏光が
出射する。直線偏光は偏光子としての偏光装置９３に入
射した後、Ｓ偏光成分として反射され、１／４波長板９
４を経た後、ダイクロイックプリズム９５によって赤、
緑、青の３色光に分解される。３色光は対応する反射型
の液晶パネル９５、９７、９８にそれぞれ入射し、反射
光が楕円偏光に変調されて再びダイクロイックプリズム
９５によって合成された後、１／４波長板９４を経て検
光子としての偏光装置９３へ入射する。液晶パネル９
６、９７、９８からの反射光のうち、Ｐ偏光成分に変換
された光は偏光装置９３を透過し、投写レンズ９９によ
ってスクリーン（図示せず）へ投写され、変換されない
Ｓ偏光成分は再び偏光装置９３によって反射され、光源
９１の方向へ進む。
【００７８】本実施例の投写型表示装置は、Ｓ偏光成分
の透過率が可視光全領域にわたって極めて小さい本発明
の偏光装置を用いているので、１つ偏光装置のみで明る
く、高いコントラストの投写画像を表示することができ
る。
の透過率が可視光全領域にわたって極めて小さい本発明
の偏光装置を用いているので、１つ偏光装置のみで明る
く、高いコントラストの投写画像を表示することができ
る。
【００７９】また、１／４波長板９４は、偏光装置９３
とダイクロイックプリズム９５に狭持されるように、そ
れぞれ固着してもよい。こうすれば、１／４波長板９４
の表面反射による不要光が生じないため、投写画像のコ
ントラストはさらに向上する。
とダイクロイックプリズム９５に狭持されるように、そ
れぞれ固着してもよい。こうすれば、１／４波長板９４
の表面反射による不要光が生じないため、投写画像のコ
ントラストはさらに向上する。
【００８０】また、１／４波長板９４は赤、緑、青３色
の光の中心波長に進相層と遅相軸の位相差をそれぞれ対
応させ、液晶パネル９６、９７、９８とダイクロイック
プリズム９５の間に３つ配置する構成としてもよい。
の光の中心波長に進相層と遅相軸の位相差をそれぞれ対
応させ、液晶パネル９６、９７、９８とダイクロイック
プリズム９５の間に３つ配置する構成としてもよい。
【００８１】（図１２）に示した構成で光源９１から出
射する光を３色に分解する色分解光学系は色分離面をＸ
字状にクロスさせたダイクロイックプリズム９５を用い
たが、（図１３）に示すように２つの色分離ミラー１０
１、１０２を用いた構成としてもよい。
射する光を３色に分解する色分解光学系は色分離面をＸ
字状にクロスさせたダイクロイックプリズム９５を用い
たが、（図１３）に示すように２つの色分離ミラー１０
１、１０２を用いた構成としてもよい。
【００８２】光源９１はランプ、ランプからの出射光を
略平行光に変換する集光光学系、紫外線と赤外線を除去
するフィルターなどから構成される。ランプとしてメタ
ルハライドランプを用いたが、他にハロゲンランプやキ
セノンランプなどを用いてもよい。
略平行光に変換する集光光学系、紫外線と赤外線を除去
するフィルターなどから構成される。ランプとしてメタ
ルハライドランプを用いたが、他にハロゲンランプやキ
セノンランプなどを用いてもよい。
【００８３】以上の実施例ではライトバルブとして液晶
表示装置を用いた例を示したが、電気光学結晶など映像
信号に応じて複屈折性の変化として光学像を形成するも
のならライトバルブとして用いることができる。
表示装置を用いた例を示したが、電気光学結晶など映像
信号に応じて複屈折性の変化として光学像を形成するも
のならライトバルブとして用いることができる。
【００８４】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、３つの異
なる屈折率を有する薄膜の組み合わせによる多層膜構成
を用いているので、Ｐ偏光成分の透過率が光の入射依存
による性能劣化の少ない偏光装置を提供できる。また、
２つの異なる多層膜を備えた透明平行平板を２つの透明
体の間に狭持する構成とすれば、Ｓ偏光成分の反射率も
広い波長帯域に渡って極めて高く、かつ、光の入射角依
存性の少ない偏光装置を提供することができる。さら
に、この偏光装置を用いて投写型表示装置を構成すれ
ば、高輝度で、高コントラストの投写画像を表示できる
投写型表示装置を提供することができ、非常に大きな効
果がある。
なる屈折率を有する薄膜の組み合わせによる多層膜構成
を用いているので、Ｐ偏光成分の透過率が光の入射依存
による性能劣化の少ない偏光装置を提供できる。また、
２つの異なる多層膜を備えた透明平行平板を２つの透明
体の間に狭持する構成とすれば、Ｓ偏光成分の反射率も
広い波長帯域に渡って極めて高く、かつ、光の入射角依
存性の少ない偏光装置を提供することができる。さら
に、この偏光装置を用いて投写型表示装置を構成すれ
ば、高輝度で、高コントラストの投写画像を表示できる
投写型表示装置を提供することができ、非常に大きな効
果がある。
【図１】本発明の一実施例における偏光装置の斜視図
【図２】本発明の偏光装置の多層膜構成の拡大モデル図
【図３】本発明の偏光装置の一実施例における分光透過
率特性図
率特性図
【図４】本発明の一実施例における偏光装置の一部破断
斜視図
斜視図
【図５】本発明の偏光装置の他の実施例における分光透
過率特性図
過率特性図
【図６】本発明の投写型表示装置の一実施例における概
略構成図
略構成図
【図７】前置偏光子の分光透過率特性図
【図８】本発明の投写型表示装置の他の実施例における
概略構成図
概略構成図
【図９】本発明の投写型表示装置の他の実施例における
概略構成図
概略構成図
【図１０】本発明の一実施例における偏光装置の側断面
図
図
【図１１】本発明の偏光装置の他の実施例における分光
透過率特性図
透過率特性図
【図１２】本発明の投写型表示装置の他の実施例におけ
る概略構成図
る概略構成図
【図１３】本発明の投写型表示装置の他の実施例におけ
る概略構成図
る概略構成図
【図１４】従来の投写型表示装置の概略構成図
【図１５】従来の偏光装置の分光透過率特性図
１１、３１、４３、５６、５７、５８、７１、９３ 偏
光装置 １２、１３、７２、７３ ガラスプリズム １４、７５、７６ 多層膜 ３２ 枠体 ３３、３４、３５、３６ 透明板 ３９ 偏光分離ミラー ４１、５１、９１ 光源 ４２、５２、９２ 前置偏光子 ４４、６２、６３、６４、９６、９７、９８ 液晶パネ
ル ４５、６５、６６、６７、９９ 投写レンズ ４８、５９、６０、６１、９４ １／４波長板 ５３、５４、５５、１０１、１０２ ダイクロイックミ
ラー ９５ ダイクロイックプリズム
光装置 １２、１３、７２、７３ ガラスプリズム １４、７５、７６ 多層膜 ３２ 枠体 ３３、３４、３５、３６ 透明板 ３９ 偏光分離ミラー ４１、５１、９１ 光源 ４２、５２、９２ 前置偏光子 ４４、６２、６３、６４、９６、９７、９８ 液晶パネ
ル ４５、６５、６６、６７、９９ 投写レンズ ４８、５９、６０、６１、９４ １／４波長板 ５３、５４、５５、１０１、１０２ ダイクロイックミ
ラー ９５ ダイクロイックプリズム
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G02B 5/30
Claims (21)
- 【請求項１】第１の透明体と、第２の透明体と、前記第
１の透明体と前記第２の透明体との間に狭持された誘電
体多層膜とを備え、前記誘電体多層膜は、前記第１の透
明体および第２の透明体の有する屈折率より高い屈折率
を有する高屈折率膜と、前記高屈折率膜の有する屈折率
より低く、前記第１の透明体および第２の透明体の有す
る屈折率より高い屈折率を有する中間屈折率膜と、前記
中間屈折率膜の有する屈折率より低い屈折率を有する低
屈折率膜とを備え、前記第１の透明体または前記第２の
透明体側から順に低屈折率膜、交互周期層、低屈折率
膜、交互周期層、低屈折率膜の配列で構成され、前記交
互周期層は前記高屈折率膜と前記中間屈折率が交互に積
層された構成からなり、前記第１の透明体または第２の
透明体側から数えて偶数層が前記高屈折率膜であり、前
記誘電体多層膜に入射する光線と前記誘電体多層膜面の
法線とのなす角度をθ0として、以下の条件を満足する
ことを特徴とする偏光装置。 【数１】 【数２】 【数３】 ｎH：高屈折率膜の屈折率 ｎM：中間屈折率膜の屈折率 ｎL：低屈折率膜の屈折率 ｎO：第１の透明体及び第２の透明体の屈折率 - 【請求項２】前記第１の透明体及び前記第２の透明体は
ガラス材料である請求項１記載の偏光装置。 - 【請求項３】前記誘電体多層膜は少なくとも１３層以上
の構成である請求項１記載の偏光装置。 - 【請求項４】前記誘電体多層膜は、前記第１の透明体側
または前記第２の透明体側から数えて第１層および最終
層の光学的膜厚が設計主波長の１／８であり、他の層の
光学的膜厚が設計主波長の１／４である請求項１記載の
偏光装置。 - 【請求項５】光が入射する第１の透明板と、 前記第１の透明板から出射した光が入射し、ガラス基板
の片面に誘電体多層膜が形成された偏光分離手段と、 前記偏光分離手段によって反射された光が出射する第２
の透明板と、 前記偏光分離手段に対し前記第２の透明板と反対側でか
つ平行に配置される第３の透明板と、 前記第１及び第２及び第３の透明板及び偏光分離手段を
保持する枠体と、 少なくとも組立て時に液体である透明充填材料とを備
え、前記第１及び第２及び第３の 透明板と前記枠体とにより
密閉容器が構成され、前記密閉容器に前記透明充填材料
が充填され、前記ガラス基板は両面が前記透明充填材料
と接するように配置され、前記誘電体多層膜は、前記透
明充填材料の有する屈折率より高い屈折率を有する高屈
折率膜と、前記高屈折率膜の有する屈折率より低く、前
記透明充填材料の有する屈折率より高い屈折率を有する
中間屈折率膜と、前記中間屈折率膜の有する屈折率より
低い屈折率を有する低屈折率膜とを備え、前記ガラス基
板側から順に低屈折率膜、交互周期層、低屈折率膜、交
互周期層、低屈折率膜の配列で構成され、前記交互周期
層は前記高屈折率膜と前記中間屈折率が交互に積層され
た構成からなり、前記ガラス基板側から数えて偶数層が
前記高屈折率膜であり、前記誘電体多層膜に入射する光
線と前記誘電体多層膜面の法線とのなす角度をθ0とし
て、以下の条件を満足することを特徴とする偏光装置。 【数４】 【数５】 【数６】 ｎH：高屈折率膜の屈折率 ｎM：中間屈折率膜の屈折率 ｎL：低屈折率膜の屈折率 ｎO：透明充填材料の屈折率 - 【請求項６】前記透明充填材料は透明シリコーン樹脂で
ある請求項５記載の偏光装置。 - 【請求項７】前記誘電体多層膜は少なくとも１３層以上
の構成である請求項５記載の偏光装置。 - 【請求項８】前記誘電体多層膜は、前記透明充填材料側
または前記ガラス基板側から数えて第１層および最終層
の光学的膜厚が設計主波長の１／８であり、他の層の光
学的膜厚が設計主波長の１／４である請求項５記載の偏
光装置。 - 【請求項９】第１の透明体と、第２の透明体と、両面に
分光特性の異なる２つの誘電体多層膜が形成されたガラ
ス基板とを備え、 前記ガラス基板は前記第１の透明体と前記第２の透明体
との間に狭持され、前記２つの誘電体多層膜の少なくと
も一方は、前記第１の透明体及び第２の透明体及び前記
ガラス基板の有する屈折率より高い屈折率を有する高屈
折率膜と、前記高屈折率膜の有する屈折率より低く、前
記第１の透明体及び第２の透明体及び前記ガラス基板の
有する屈折率より高い屈折率を有する中間屈折率膜と、
前記中間屈折率膜の有する屈折率より低い屈折率を有す
る低屈折率膜とを備え、前記第１の透明体または前記第
２の透明体側から順に低屈折率膜、交互周期層、低屈折
率膜、交互周期層、低屈折率膜の配列で構成され、前記
交互周期層は前記高屈折率膜と前記中間屈折率が交互に
積層された構成からなり、前記第１の透明体または第２
の透明体側から数えて偶数層が前記高屈折率膜であり、
前記２つの誘電体多層膜に入射する光線と前記２つの誘
電体多層膜面の法線とのなす角度をθ0として、以下の
条件を満足することを特徴とする偏光装置。 【数７】 【数８】 【数９】 ｎH：高屈折率膜の屈折率 ｎM：中間屈折率膜の屈折率 ｎL：低屈折率膜の屈折率 ｎO：第１の透明体及び第２の透明体の屈折率 - 【請求項１０】前記第１の透明体及び前記第２の透明体
はガラス材料である請求項９記載の偏光装置。 - 【請求項１１】前記２つの誘電体多層膜はいずれも少な
くとも１３層以上の構成である請求項９記載の偏光装
置。 - 【請求項１２】前記２つの誘電体多層膜は、前記第１の
透明体側または前記第２の透明体側または前記ガラス基
板側から数えて第１層および最終層の光学的膜厚が設計
主波長の１／８であり、他の層の光学的膜厚が設計主波
長の１／４である請求項９記載の偏光装置。 - 【請求項１３】光が入射する第１の透明板と、 前記第１の透明板から出射した光が入射し、ガラス基板
の両面に分光特性の異なる２つの誘電体多層膜が形成さ
れた偏光分離手段と、 前記偏光分離手段によって反射された光が出射する第２
の透明板と、 前記偏光分離手段に対し前記第２の透明板と反対側でか
つ平行に配置される第３の透明板と、 前記第１及び第２及び第３の透明板及び偏光分離手段を
保持する枠体と、 少なくとも組立て時に液体である透明充填材料とを備
え、前記第１及び第２及び第３ の透明板と前記枠体とにより
密閉容器が構成され、前記密閉容器に前記透明充填材料
が充填され、前記ガラス基板は両面が前記透明充填材料
と接するように配置され、前記誘電体多層膜の少なくと
も一方は、前記透明充填材料の有する屈折率より高い屈
折率を有する高屈折率膜と、前記高屈折率膜の有する屈
折率より低く、前記透明充填材料の有する屈折率より高
い屈折率を有する中間屈折率膜と、前記中間屈折率膜の
有する屈折率より低い屈折率を有する低屈折率膜とを備
え、前記ガラス基板側から順に低屈折率膜、交互周期
層、低屈折率膜、交互周期層、低屈折率膜の配列で構成
され、前記交互周期層は前記高屈折率膜と前記中間屈折
率が交互に積層された構成からなり、前記ガラス基板側
から数えて偶数層が前記高屈折率膜であり、前記２つの
誘電体多層膜に入射する光線と前記誘電体多層膜面の法
線とのなす角度をθ0として、以下の条件を満足するこ
とを特徴とする偏光装置。 【数１０】 【数１１】 【数１２】 ｎH：高屈折率膜の屈折率 ｎM：中間屈折率膜の屈折率 ｎL：低屈折率膜の屈折率 ｎO：透明充填材料の屈折率 - 【請求項１４】前記透明充填材料は透明シリコーン樹脂
である請求項１３記載の偏光装置。 - 【請求項１５】前記２つの誘電体多層膜は、いずれも少
なくとも１３層以上の構成である請求項１３記載の偏光
装置。 - 【請求項１６】前記２つの誘電体多層膜は、前記透明充
填材料側または前記ガラス基板側から数えて第１層およ
び最終層の光学的膜厚が設計主波長の１／８であり、他
の層の光学的膜厚が設計主波長の１／４である請求項１
３記載の偏光装置。 - 【請求項１７】光源と、前記光源の出射光から略直線偏
光を取り出す前置偏光子と、前記前置偏光子からの略直
線偏光子に対して偏光子および検光子として共用される
偏光装置と、前記偏光装置からの偏光状態を変調して光
を反射する反射型のライトバルブと、前記ライトバルブ
に形成された光学像をスクリーン上に投写する投写レン
ズとを具備し、前記偏光装置として請求項１から請求項
１６のいずれかに記載の偏光装置を用いたことを特徴と
する投写型表示装置。 - 【請求項１８】３原色の色成分を放射する光源と、前記
光源の出射光から略直線偏光を取り出す前置偏光子と、
前記前置偏光子からの略直線偏光に対して偏光子および
検光子として共用される偏光装置と、前記偏光装置から
の出力光を３つの原色光に分解する色分解手段と、前記
色分解手段から出力される３つの各々の原色光の偏光状
態を変調して光を反射する３つの反射型のライトバルブ
と、前記ライトバルブに形成された光学像をスクリーン
上に投写する投写レンズとを具備し、前記偏光装置とし
て請求項１から請求項１６のいずれかに記載の偏光装置
を用いたことを特徴とする投写型表示装置。 - 【請求項１９】前記前置偏光子は透明平行平板を空気層
を挟んで複数枚重ねて構成したものであり、前記平行平
板は両面に前記平行平板の屈折率よりも高い屈折率を有
する薄膜を形成している請求項１７または請求項１８記
載の投写型表示装置。 - 【請求項２０】前記ライトバルブは液晶表示装置である
請求項１７または請求項１８記載の投写型表示装置。 - 【請求項２１】前記３つの偏光装置と前記３つのライト
バルブとの間にそれぞれ１／４波長板が配置され、前記
１／４波長板は進相軸または遅相軸が前記偏光装置の光
の入射光軸とＳ偏光成分の出射光軸とを含む平面に直交
するように配置された請求項１７または請求項１８記載
の投写型表示装置。
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