[发明专利]偏振变换元件、偏振变换单元以及投影型图像装置

摘要

本发明提供如下偏振变换元件：在水晶等的具有双折射性和旋光性的晶体材料中，即使切断角度从设计值偏离而被切断的情况下，通过根据角度偏差，调整板厚，修正为最合适的设计板厚，由此改正设计相位差，可靠地将预定波长带域的偏振变换效率设为规定值以上。包含：由具有双折射性和旋光性的晶体材料形成的透光性基板；在该透光性基板的入射侧表面设置、透过P偏振光P且反射S偏振光的偏振分离部，构成偏振分离元件，将反射在偏振分离部反射的S偏振光S的反射元件与透光性基板大致平行地离开配置，设定预定的函数，使得：将透过偏振分离部而入射至透光性基板的P偏振光P变换为与S偏振光S的偏振波面平行，作为S偏振光出射。

主权项

一种偏振变换元件，其特征在于，包含：配置为相对于入射光成预定角度的透光性基板；在该透光性基板的入射侧表面，将入射光分离为相互垂直的第一直线偏振光和第二直线偏振光，透过所述第一直线偏振光，反射第二直线偏振光的偏振分离部；和与所述透光性基板大致平行地离开配置、反射由所述偏振分离部反射后的所述第二直线偏振光的反射元件，所述透光性基板，由具有双折射性和旋光性的无机晶体材料形成，是构成为将透过所述偏振分离部而入射至所述透光性基板的所述第一直线偏振光，变换成与所述第二直线偏振光的偏振波面平行，作为第二直线偏振光出射的相位差元件，该相位差元件，满足下述的条件（A）、（B）、（C）中的任一个条件，条件（A）所述透光性基板为单板，在设为设计波长λ、所述透光性基板的板厚to、所述无机晶体材料的切断角度为Z时，设计波长λ、切断角度Z以及板厚to的关系满足式（1）（2）（3）（4），λ≤‑0.1293×Z2+22.402×Z‑325.73                    （1）λ≥0.1199×Z2‑20.762×Z+1348.6                     （2）to 5E‑06×Z2‑0.0004×Z‑0.0368                       （3）to≥2E‑05×Z2‑0.0029×Z+0.136                       （4）条件（B）所述透光性基板层叠2个所述无机晶体材料而构成，在设为设计波长λ、所述透光性基板的板厚to、所述无机晶体材料的切断角度为Z时，设计波长λ、切断角度Z以及板厚to的关系满足式（5） （6）（7）（8），λ≤‑10.75×Z2+1933.9×Z‑86330                    （5）λ≥6.25×Z2‑1126.6×Z+51216                      （6）t o≤‑0.0281×Z2+5.0512×Z‑225.61                 （7）to≥0.0173×Z2‑3.1146×Z+141.39                   （8）在设为在所述透光性基板中行进的光线的行进方向中的2个所述无机晶体材料中，第一无机晶体材料的相位差为Γ1，第二无机晶体材料的相位差为Γ2时，满足下式|Γ1‑Γ2|=180度                                （9）条件（C）所述透光性基板层叠2个所述无机晶体材料，在设为设计波长λ、所述透光性基板的板厚to、所述无机晶体材料的切断角度为Z时，设计波长λ、切断角度Z以及板厚to的关系，满足式（10）（11）（12）（13），λ≤‑2E‑07×Z6+0.0001×Z5‑0.024×Z4+2.7749×Z3‑178.61×Z2+6067.8×Z‑84312                    （10）λ≥‑4E‑05×Z3+0.0757×Z2‑10.073×Z+696.9                （11）to≤‑2E‑08×Z4+6E‑06×Z3‑0.0008×Z2+0.0495×Z‑0.9488     （12）t o≥5E‑07×Z3‑0.0001×Z2+0.0065×Z‑0.0924               （13）。