[發明專利]偏振轉換元件、偏振照明光學元件以及液晶投影儀

無效

• 申請號: 201010118109.7
• 申請日: 2010-02-10
• 公開（公告）號: CN101846763A
• 公開（公告）日: 2010-09-29
• 發明（設計）人: 川村宜司
• 申請（專利權）人: 富士能株式會社
• 主分類號: G02B5/30
• 分類號: G02B5/30;G02B27/28;G03B21/14;G02F1/13
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 劉建

技術領域

本發明涉及一種使線偏振光的偏振方向旋轉90°的偏振轉換元件，而且涉及一種通過使用該偏振轉換元件而將非偏振光的照明光轉換成具有一定的偏振方向的線偏振光的照明光的偏振照明光學元件、以及一種將該偏振照明光學元件使用于照明光學系統中的液晶投影儀。

背景技術

將在液晶顯示板所顯示的圖像由來自光源燈的光進行照明并投影于屏幕的液晶投影儀被各種各樣地產品化。如眾所周知，液晶顯示板具備：封裝有液晶分子的預定厚度的液晶層；在其入射面側和出射面側所分別配置的偏光器和檢光器。偏光器和檢光器以各自的偏振方向相互正交或者平行的形式配置，入射到液晶層的線偏振光的通過根據液晶分子的取向姿勢來進行控制，并且經由檢光器進行所出射的線偏振光的光量調節。

另一方面，通常在液晶投影儀的照明光學系統中，使用將自光源的非偏振光轉換成與液晶顯示板的偏光器相同方向的偏振方向的線偏振光的偏振轉換元件。作為這種偏振轉換元件，如由專利文獻1可知，多用由偏振分束器和1/2波長板組合的棱鏡陣列。偏振分束器具備使偏振方向相互正交的2種線偏振光中的一方透射、并使另一方反射的偏振分離面，通過使由該偏振分離面所分離的2種線偏振光的任意1個經由1/2波長板而使其偏振方向旋轉90度之后、與另一方的線偏振光合并，從而獲得偏振方向一致的線偏振光。

專利文獻1：日本專利公開2008-129190號公報

專利文獻2：日本專利公開2006-64871號公報

以往的1/2波長板是使用有機材料的薄膜片制的波長板為慣例，若在光源的附近長時間使用，則退色容易產生，并且偏振光轉換效率也劣化等問題容易產生。為了改善耐熱性，也提出了在1/2波長板上使用水晶等的雙折射性的結晶體，但結晶本身價格高，而且對結晶的光學軸必須精密地管理并進行加工，所以制造成本也變高。在這方面，在專利文獻1、2所記載的偏振轉換元件上使用由介質多層膜構成的1/2波長板而不僅耐熱性大大改善并且制造成本控制得較低、這樣的優點存在。

專利文獻1、2所記載的偏振轉換元件所使用的1/2波長板由基于斜向蒸鍍的介質多層膜構成。但是，由斜向蒸鍍的介質多層膜構成的相位差膜能夠應用到1/4波長板，但若要作為1/2波長板能加以利用的程度而增加膜厚，則有白濁且透射率下降的問題產生，尤其在短波長側的透射率下降顯著會對彩色平衡帶來壞影響。而且，基于斜向蒸鍍的介質多層膜容易吸收水分，隨此，光學性質變動大的難點也存在。

發明內容

本發明是考慮以上情況而提出的，其目的在于，提供一種由不需要斜向蒸鍍的介質多層膜實現使線偏振光的偏振方向旋轉90°的1/2波長板、從而耐熱性優異還抑制成本負擔的偏振轉換元件，另外，其目的還在于，提供一種利用該偏振轉換元件的偏振照明光學元件以及液晶投影儀。

為了實現上述目的，本發明的偏振轉換元件的特征在于具備：棱鏡片，按照將具有相互平行地相對的入射面及出射面、和與上述入射面以內角45°相連的第1側面及與上述出射面以內角45°相連的第2側面的細長的棱鏡桿排列多根的方式，將上述第1側面和第2側面依次接合；相位差膜，在相互接合的上述棱鏡桿的上述第1側面或第2側面以光學軸與其法線大致一致的方式所成膜，并由介質多層膜構成且具有光學各向異性，再有，在上述入射面或出射面側呈露出的上述多根棱鏡桿的各接合境界線，在與入射的線偏振光的入射光軸垂直的面內相對于上述線偏振光的偏振方向傾斜45°。該偏振轉換元件優選被整形為矩形狀、且相對于構成矩形的四邊使上述接合境界線相交45也可。

而且，本發明的偏振轉換元件的特征在于具備：棱鏡片，按照將具有相互平行地相對的入射面及出射面、和與上述入射面以內角45°相連的第1側面及與上述出射面以內角45°相連的第2側面的細長的棱鏡桿排列多根的方式，將上述第1側面和第2側面依次接合；相位差膜，由在相互接合的上述棱鏡桿的上述第1側面或第2側面以光學軸與其法線大致一致的方式所成膜的介質多層膜構成，且具有對從上述入射面垂直入射的透射光給予1/2波長的相位差的光學各向異性；再有，在上述入射面或出射面側呈露出的上述多根棱鏡桿的各接合境界線，在與入射的線偏振光的入射光軸垂直的面內相對于上述線偏振光的偏振方向傾斜45°。另外，如果通過上述相位差膜，同樣地對所入射的線偏振光的偏振方向給予1/4波長的相位差，則也可以將此作為1/4波長板而使用。