JP2011123474A - 偏光素子及びプロジェクター - Google Patents
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Abstract
【解決手段】基板10と、基板10に設けられたストライプ状の金属細線11と、金属細線11に形成され金属細線11の長手方向に入射光の波長よりも短い周期で配列された金属からなる凸形状12と、を有することを特徴とする。
【選択図】図1
Description
一方、特許文献2では、入射する光の波長よりも長いピッチで段差が表面に形成された光透過性基板と、光透過性基板の表面に入射する光の波長よりも短いピッチでストライプ状に配列された光反射体と、を有する偏光素子が提案されている。これにより、不要な偏光成分を正反射させることなく角度をつけて反射させ、迷光の発生を抑制している。
図1は、本発明に係る偏光素子の概略構成を示す斜視図である。図1において、符号P1は金属細線の周期、符号P2は凸形状の周期、符号H1は金属細線の高さ、符号H2は凸形状の高さである。また、金属細線の延在方向をX軸方向とし、金属細線の配列軸をY軸方向としている。
図5は、本発明に係る偏光素子を備えたプロジェクターの一例を示す模式図である。
図6は、透過特性の比較結果、具体的にはTM光に対する光透過率(Tp)、TE光に対する光透過率(Tc)の比較結果を示している。また、図6(a)は比較例の結果、図6(b)は実施例において共鳴格子の深さ(凸形状の高さ)を25nmにしたときの結果、図6(c)は実施例において共鳴格子の深さ(凸形状の高さ)を50nmにしたときの結果を示している。
図7は、反射特性の比較結果、具体的にはTM光に対する反射率(Rp)、TE光に対する反射率(Rc)の比較結果を示している。また、図7(a)は比較例の結果、図7(b)は実施例において共鳴格子の深さ(凸形状の高さ)を25nmにしたときの結果、図7(c)は実施例において共鳴格子の深さ(凸形状の高さ)を50nmにしたときの結果を示している。
図7において、横軸は入射光の波長、縦軸はTM光に対する反射率(Rp)、TE光に対する反射率(Rc)である。
図10は、実施例において凸形状の周期P2を400nmに設定し、共鳴格子の深さ(凸形状の高さ)を25nmにしたときの透過特性の結果を示している。具体的にはTM光に対する光透過率(Tp)、TE光に対する光透過率(Tc)の結果を示している。
図11は、実施例において凸形状の周期P2を400nmに設定し、共鳴格子の深さ(凸形状の高さ)を25nmにしたときの反射特性の結果を示している。具体的にはTM光に対する反射率(Rp)、TE光に対する反射率(Rc)の比較結果を示している。
図12は、実施例において凸形状の周期P2を600nmに設定し、共鳴格子の深さ(凸形状の高さ)を25nmにしたときの透過特性の結果を示している。具体的にはTM光に対する光透過率(Tp)、TE光に対する光透過率(Tc)の結果を示している。
図13は、実施例において凸形状の周期P2を600nmに設定し、共鳴格子の深さ(凸形状の高さ)を25nmにしたときの反射特性の結果を示している。具体的にはTM光に対する反射率(Rp)、TE光に対する反射率(Rc)の比較結果を示している。
図11において、横軸は入射光の波長、縦軸はTM光に対する反射率(Rp)、TE光に対する反射率(Rc)である。
図12において、横軸は入射光の波長、縦軸(左側)はTM光に対する光透過率(Tp)、縦軸(右側)はTE光に対する光透過率(Tc)である。
図13において、横軸は入射光の波長、縦軸はTM光に対する反射率(Rp)、TE光に対する反射率(Rc)である。
図11から、実施例(周期P2=400nm)の反射特性において、凸形状の周期P2(400nm)と反射率が低下するピーク波長(440nm)との関係を見ると、ピーク波長=凸形状の周期(P2)+40(nm)となることがわかる。
図13から、実施例(周期P2=600nm)の反射特性において、凸形状の周期P2(600nm)と反射率が低下するピーク波長(625nm)との関係を見ると、ピーク波長=凸形状の周期(P2)+25(nm)となることがわかる。
よって、G光に対応する凸形状の周期P2は、(500−25)〜(570−25)nm、つまり、475nm以上545nm未満となる。
B光に対応する凸形状の周期P2は、(420−40)〜(490−40)nm、つまり、380nm以上450nm未満となる。
R光に対応する凸形状の周期P2は、(600−25)〜(700−25)nm、つまり、575nm以上675nm未満となる。
凸形状が形成された金属細線に光が入射するとき、金属細線で反射された光の回折光(反射回折光)の角度は以下の式で表される。
一方、凸形状の周期P2を入射光の波長λよりも短くすると(λ>P)、Sinθ>1となり、反射回折光は生じない。したがって、凸形状の周期P2を入射光の波長λよりも短くすることが、不要偏光を吸収するに当たり有効である。
Claims (15)
- 基板と、
前記基板に設けられたストライプ状の金属細線と、
前記金属細線に形成され該金属細線の長手方向に入射光の波長よりも短い周期で配列された金属からなる凸形状と、
を有することを特徴とする偏光素子。 - 前記金属細線の長手方向における前記凸形状の幅と隣り合う2つの前記凸形状の間の距離とが、隣り合う前記金属細線どうしで一致していることを特徴とする請求項1に記載の偏光素子。
- 前記金属細線から前記凸形状の上面までの距離が、入射光の波長に応じて設定されていることを特徴とする請求項1または2に記載の偏光素子。
- 前記金属細線、前記凸形状が前記基板の面内に平行な方向から視て矩形形状になっていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の偏光素子。
- 光を射出する照明光学系と、
前記光を変調する液晶ライトバルブと、
前記液晶ライトバルブで変調された光が入射する請求項1〜4のいずれか1項に記載の偏光素子と、
前記偏光素子を透過した偏光光を被投射面に投射する投射光学系と、
を備えることを特徴とするプロジェクター。 - 前記照明光学系は、波長が異なる複数の色光を含む光を射出し、
前記液晶ライトバルブは、前記複数の色光の各々に対応して設けられ、
前記偏光素子は、該偏光素子が有する金属細線の上面から凸形状の上面までの距離が、前記液晶ライトバルブで変調された色光に対応して異なっていることを特徴とする請求項5に記載のプロジェクター。 - ワイヤーグリッド型の偏光素子であって、
基板と、
前記基板に設けられた複数のストライプ状の金属細線と、
前記金属細線に形成され該金属細線の長手方向に300nm以上700nm以下の周期で配列された金属からなる凸形状と、を有し、
前記金属細線は、該金属細線の長手方向と直交する方向に10nm以上200nm以下の周期で配列されていることを特徴とする偏光素子。 - 前記凸形状は前記金属細線の長手方向に475nm以上545nm未満の周期で配列されており、前記凸形状の高さは10nm以上50nm以下に設定されていることを特徴とする請求項7に記載の偏光素子。
- 前記凸形状は前記金属細線の長手方向に380nm以上450nm未満の周期で配列されており、前記凸形状の高さは10nm以上50nm以下に設定されていることを特徴とする請求項7に記載の偏光素子。
- 前記凸形状は前記金属細線の長手方向に575nm以上675nm未満の周期で配列されており、前記凸形状の高さは10nm以上50nm以下に設定されていることを特徴とする請求項7に記載の偏光素子。
- 前記金属細線の長手方向における前記凸形状の幅と隣り合う2つの前記凸形状の間の距離とが、隣り合う前記金属細線どうしで一致していることを特徴とする請求項7〜10のいずれか1項に記載の偏光素子。
- 前記金属細線、前記凸形状が前記基板の面内に平行な方向から視て矩形形状になっていることを特徴とする請求項7〜11のいずれか1項に記載の偏光素子。
- 光を射出する照明光学系と、
前記光を変調する液晶ライトバルブと、
前記液晶ライトバルブで変調された光が入射する請求項7〜12のいずれか1項に記載の偏光素子と、
前記偏光素子を透過した偏光光を被投射面に投射する投射光学系と、
を備えることを特徴とするプロジェクター。 - 前記照明光学系は、波長が異なる複数の色光を含む光を射出し、
前記液晶ライトバルブは、前記複数の色光の各々に対応して設けられ、
前記偏光素子は、該偏光素子が有する凸形状の高さが、前記液晶ライトバルブで変調された色光に対応して異なっていることを特徴とする請求項13に記載のプロジェクター。 - 前記照明光学系は、波長が異なる複数の色光を含む光を射出し、
前記液晶ライトバルブは、前記複数の色光の各々に対応して設けられ、
前記偏光素子は、該偏光素子が有する凸形状の周期が、前記液晶ライトバルブで変調された色光に対応して異なっていることを特徴とする請求項13に記載のプロジェクター。
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