JP2003014932A - 偏光ビームスプリッタ、および偏光ビームスプリッタの作成方法 - Google Patents
偏光ビームスプリッタ、および偏光ビームスプリッタの作成方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】従来の加工法を変更することなく、角度依存性
が少なく、偏光分離効率の優れた偏光ビームスプリッ
タ、および偏光ビームスプリッタの作成方法を提供す
る。 【解決手段】接合面に誘電体多層膜からなる偏光分離膜
を有する透明基材を接合し、アレイ状平板タイプに構成
した偏光ビームスプリッタにおいて、前記偏光分離膜へ
の光の入射角ΘgがΘg>45度となるように構成す
る。
が少なく、偏光分離効率の優れた偏光ビームスプリッ
タ、および偏光ビームスプリッタの作成方法を提供す
る。 【解決手段】接合面に誘電体多層膜からなる偏光分離膜
を有する透明基材を接合し、アレイ状平板タイプに構成
した偏光ビームスプリッタにおいて、前記偏光分離膜へ
の光の入射角ΘgがΘg>45度となるように構成す
る。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は偏光ビームスプリッ
タ、および偏光ビームスプリッタの作成方法に関し、特
に偏光分離光学系を有する液晶プロジェクター等の偏光
ビームスプリッタの効率改善に関するものである。
タ、および偏光ビームスプリッタの作成方法に関し、特
に偏光分離光学系を有する液晶プロジェクター等の偏光
ビームスプリッタの効率改善に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来の偏光ビームスプリッタにおいて
は、45度のプリズム接合面に誘電体多層膜を設けた形
状のものがよく知られている。通常、サイコロ型素子で
は、偏光分離膜に用いる膜材料のブリュースタ条件から
基材の屈折率を決め基材を選択している。また、従来の
アレイ状平板タイプの偏光ビームスプリッタでは、白板
やBSL7の平面基材上に偏光膜を設け、同様に反射膜
を設けた基材と交互に接合し、45度で切り出した後、
切断面を研磨して使用する例が多く、この場合は偏光分
離膜に用いる膜材料の屈折率を決めることにより膜材料
を選択している。
は、45度のプリズム接合面に誘電体多層膜を設けた形
状のものがよく知られている。通常、サイコロ型素子で
は、偏光分離膜に用いる膜材料のブリュースタ条件から
基材の屈折率を決め基材を選択している。また、従来の
アレイ状平板タイプの偏光ビームスプリッタでは、白板
やBSL7の平面基材上に偏光膜を設け、同様に反射膜
を設けた基材と交互に接合し、45度で切り出した後、
切断面を研磨して使用する例が多く、この場合は偏光分
離膜に用いる膜材料の屈折率を決めることにより膜材料
を選択している。
【0003】また、液晶プロジェクターに用いられる偏
光ビームスプリッタは、可視域の波長範囲において高い
偏光分離効率を有すると共に、角度依存性の小さい事が
要求される。これは、45度±α(BSL7で〜4度程
度)の入射光に対して、ブリュースタ条件、及び最適膜
厚条件が満たされなくなるためである。そこで、これを
改善するものとして、例えば特開平11−023842
号公報では、ブリュースタ条件を満たす交互層群を複数
群設け、反射帯域を広げる提案がなされている。
光ビームスプリッタは、可視域の波長範囲において高い
偏光分離効率を有すると共に、角度依存性の小さい事が
要求される。これは、45度±α(BSL7で〜4度程
度)の入射光に対して、ブリュースタ条件、及び最適膜
厚条件が満たされなくなるためである。そこで、これを
改善するものとして、例えば特開平11−023842
号公報では、ブリュースタ条件を満たす交互層群を複数
群設け、反射帯域を広げる提案がなされている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、偏光膜の特
性、製作容易性から言えば、屈折率の大きい基材、屈折
率差の大きい膜材料を使うのが有利である。しかしなが
ら、BSL7等の低い屈折率(Ng=1.52)の基材
を使わざるを得ない場合は、上記特開平11−0238
42号公報で見られるように、使用できる膜材料はMg
O(又はY2O3)とMgF2の組み合わせのように限定
されるという問題があった。また、層数も多くなり、製
作誤差、コストの面から問題であった。更には、層数が
多いため特にP成分の角度依存性が悪くなるという問題
があった。また、高い屈折率(Ng=1.7〜1.8)
の基材を使用できる場合でも、使用できる膜材料はTi
O2とSiO2、又はTa2O5(又はZrTiO4)とA
l2O3の組み合わせのように選択範囲は広がるが、層数
の増加等、同様の問題があった。
性、製作容易性から言えば、屈折率の大きい基材、屈折
率差の大きい膜材料を使うのが有利である。しかしなが
ら、BSL7等の低い屈折率(Ng=1.52)の基材
を使わざるを得ない場合は、上記特開平11−0238
42号公報で見られるように、使用できる膜材料はMg
O(又はY2O3)とMgF2の組み合わせのように限定
されるという問題があった。また、層数も多くなり、製
作誤差、コストの面から問題であった。更には、層数が
多いため特にP成分の角度依存性が悪くなるという問題
があった。また、高い屈折率(Ng=1.7〜1.8)
の基材を使用できる場合でも、使用できる膜材料はTi
O2とSiO2、又はTa2O5(又はZrTiO4)とA
l2O3の組み合わせのように選択範囲は広がるが、層数
の増加等、同様の問題があった。
【0005】一方、入射角を45度以上とした偏光ビー
ムスプリッタについては、特開平6−347642号公
報、特開平6−289222号公報、特開平7−281
024号公報、特開平6−258525号公報、特開平
6−281886号公報等に開示されている。しかし、
これらはいずれもアレイ状平板タイプのものではないた
め、従来の加工法を変更することなく作成する等の点の
考慮がなされたものではなかった。
ムスプリッタについては、特開平6−347642号公
報、特開平6−289222号公報、特開平7−281
024号公報、特開平6−258525号公報、特開平
6−281886号公報等に開示されている。しかし、
これらはいずれもアレイ状平板タイプのものではないた
め、従来の加工法を変更することなく作成する等の点の
考慮がなされたものではなかった。
【0006】そこで、本発明は、上記課題を解決し、従
来の加工法を変更することなく、角度依存性が少なく、
偏光分離効率の優れた偏光ビームスプリッタ、および偏
光ビームスプリッタの作成方法を提供することを目的と
するものである。
来の加工法を変更することなく、角度依存性が少なく、
偏光分離効率の優れた偏光ビームスプリッタ、および偏
光ビームスプリッタの作成方法を提供することを目的と
するものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、次の(1)〜(9)のように構成した偏
光ビームスプリッタ、および偏光ビームスプリッタの作
成方法を提供するものである。 (1)接合面に誘電体多層膜からなる偏光分離膜を有す
る透明基材を接合し、アレイ状平板タイプに構成した偏
光ビームスプリッタにおいて、前記偏光分離膜への光の
入射角ΘgがΘg>45度とされていることを特徴とす
る偏光ビームスプリッタ。 (2)前記入射角ΘgがΘg>45度の誘電体多層膜に
よる偏光分離接合面と、該偏光分離接合面と入射角Θg
が等しいS偏光反射膜による接合面とで一対をなし、こ
の対を複数個接合してアレイ状平板タイプとしたことを
特徴とする上記(1)に記載の偏光ビームスプリッタ。 (3)前記Θgが45度<Θg<60度であることを特
徴とする上記(1)または上記(2)に記載の偏光ビー
ムスプリッタ。 (4)前記偏光分離膜は、高屈折率材としてZrO2、
低屈折率材としてMgF2を用いた交互層からなり、基
材の屈折率が約1.52であることを特徴とする上記
(1)〜(3)のいずれかに記載の偏光ビームスプリッ
タ。 (5)前記偏光分離膜は、高屈折率材としてTiO2、
低屈折率材としてSiO2を用いた交互層からなり、基
材の屈折率が約1.52であることを特徴とする上記
(1)〜(3)のいずれかに記載の偏光ビームスプリッ
タ。 (6)接合面に誘電体多層膜からなる偏光分離膜を有す
る透明基材を接合し、アレイ状平板タイプに形成する偏
光ビームスプリッタの作成方法において、前記偏光分離
膜への光の入射角ΘgがΘg>45度となるように設定
し、前記入射角ΘgがΘg>45度の誘電体多層膜によ
る偏光分離接合面と、該偏光分離接合面と入射角Θgが
等しいS偏光反射膜による接合面とで一対をなし、この
対を複数個接合してアレイ状平板タイプに形成すること
を特徴とする偏光ビームスプリッタの作成方法。 (7)前記Θgが45度<Θg<60度であることを特
徴とする上記(6)に記載の偏光ビームスプリッタの作
成方法。 (8)前記偏光分離膜は、高屈折率材としてZrO2、
低屈折率材としてMgF2を用いた交互層からなり、基
材の屈折率を約1.52とすることを特徴とする上記
(6)または上記(7)に記載の偏光ビームスプリッタ
の作成方法。 (9)前記偏光分離膜は、高屈折率材としてTiO2、
低屈折率材としてSiO2を用いた交互層からなり、基
材の屈折率を約1.52とすることを特徴とする上記
(6)または上記(7)に記載の偏光ビームスプリッタ
の作成方法。
決するために、次の(1)〜(9)のように構成した偏
光ビームスプリッタ、および偏光ビームスプリッタの作
成方法を提供するものである。 (1)接合面に誘電体多層膜からなる偏光分離膜を有す
る透明基材を接合し、アレイ状平板タイプに構成した偏
光ビームスプリッタにおいて、前記偏光分離膜への光の
入射角ΘgがΘg>45度とされていることを特徴とす
る偏光ビームスプリッタ。 (2)前記入射角ΘgがΘg>45度の誘電体多層膜に
よる偏光分離接合面と、該偏光分離接合面と入射角Θg
が等しいS偏光反射膜による接合面とで一対をなし、こ
の対を複数個接合してアレイ状平板タイプとしたことを
特徴とする上記(1)に記載の偏光ビームスプリッタ。 (3)前記Θgが45度<Θg<60度であることを特
徴とする上記(1)または上記(2)に記載の偏光ビー
ムスプリッタ。 (4)前記偏光分離膜は、高屈折率材としてZrO2、
低屈折率材としてMgF2を用いた交互層からなり、基
材の屈折率が約1.52であることを特徴とする上記
(1)〜(3)のいずれかに記載の偏光ビームスプリッ
タ。 (5)前記偏光分離膜は、高屈折率材としてTiO2、
低屈折率材としてSiO2を用いた交互層からなり、基
材の屈折率が約1.52であることを特徴とする上記
(1)〜(3)のいずれかに記載の偏光ビームスプリッ
タ。 (6)接合面に誘電体多層膜からなる偏光分離膜を有す
る透明基材を接合し、アレイ状平板タイプに形成する偏
光ビームスプリッタの作成方法において、前記偏光分離
膜への光の入射角ΘgがΘg>45度となるように設定
し、前記入射角ΘgがΘg>45度の誘電体多層膜によ
る偏光分離接合面と、該偏光分離接合面と入射角Θgが
等しいS偏光反射膜による接合面とで一対をなし、この
対を複数個接合してアレイ状平板タイプに形成すること
を特徴とする偏光ビームスプリッタの作成方法。 (7)前記Θgが45度<Θg<60度であることを特
徴とする上記(6)に記載の偏光ビームスプリッタの作
成方法。 (8)前記偏光分離膜は、高屈折率材としてZrO2、
低屈折率材としてMgF2を用いた交互層からなり、基
材の屈折率を約1.52とすることを特徴とする上記
(6)または上記(7)に記載の偏光ビームスプリッタ
の作成方法。 (9)前記偏光分離膜は、高屈折率材としてTiO2、
低屈折率材としてSiO2を用いた交互層からなり、基
材の屈折率を約1.52とすることを特徴とする上記
(6)または上記(7)に記載の偏光ビームスプリッタ
の作成方法。
【0008】
【発明の実施の形態】本発明においては、上記のように
構成することにより、従来の加工法を変更することな
く、角度依存性が少なく、偏光分離効率の優れた偏光ビ
ームスプリッタ、および偏光ビームスプリッタの作成方
法を提供することが可能となるが、それは本発明が鋭意
研究した結果によるつぎのような知見に基づくものであ
る。
構成することにより、従来の加工法を変更することな
く、角度依存性が少なく、偏光分離効率の優れた偏光ビ
ームスプリッタ、および偏光ビームスプリッタの作成方
法を提供することが可能となるが、それは本発明が鋭意
研究した結果によるつぎのような知見に基づくものであ
る。
【0009】上記課題を解決するため、まず、透明基材
の接合面に誘電体多層膜を設けた偏光ビームスプリッタ
において、光軸の接合面に対する基材中の入射角Θgが
Θg>45度となるように設定した。基材がBSL7の
場合選択できる膜屈折率が限定されるため、選択できる
膜屈折率の範囲を広げるため高い屈折率の基材を選択す
るが、同様のことを、接合面の入射角を変更することで
行った。
の接合面に誘電体多層膜を設けた偏光ビームスプリッタ
において、光軸の接合面に対する基材中の入射角Θgが
Θg>45度となるように設定した。基材がBSL7の
場合選択できる膜屈折率が限定されるため、選択できる
膜屈折率の範囲を広げるため高い屈折率の基材を選択す
るが、同様のことを、接合面の入射角を変更することで
行った。
【0010】この例を図1(a)、(b)に示す。図1
(a)は横軸に膜材料屈折率を示すものであり、縦軸に
S偏光等価屈折率(nCOSΘ)を示すものである。ま
た、図1(b)の縦軸はP偏光等価屈折率(COSΘ/
n)を示すものである。45等価BSL7の実線が、基
材をTIH3に変更することにより45等価TIH3の実
線となる。入射角を55度に変更することにより、45
等価BSL7の実線が、55等価BSL7の点線となる。
この時、45等価TIH3の実線と55等価BSL7の点
線はほぼ重なり、同じ効果である事が分かる。
(a)は横軸に膜材料屈折率を示すものであり、縦軸に
S偏光等価屈折率(nCOSΘ)を示すものである。ま
た、図1(b)の縦軸はP偏光等価屈折率(COSΘ/
n)を示すものである。45等価BSL7の実線が、基
材をTIH3に変更することにより45等価TIH3の実
線となる。入射角を55度に変更することにより、45
等価BSL7の実線が、55等価BSL7の点線となる。
この時、45等価TIH3の実線と55等価BSL7の点
線はほぼ重なり、同じ効果である事が分かる。
【0011】また、図1(b)45等価BSL7の実線
から、BSL7を基材に用いた場合、等価屈折率を同じ
にする(ブリュースタ条件を満たす)ためには、実用的
な低屈折率材としてMgF2に限られるのが分かる。し
かし、入射角を変更すれば、55等価BSL7の点線か
ら、45等価TIH3の実線と同様、TiO2、Nb
2O3、Ta2O5、HfO2、ZrO2、Al2O3、SiO
2等の材料が使用できることになり、偏光分離特性、製
造上大きな利点となる。
から、BSL7を基材に用いた場合、等価屈折率を同じ
にする(ブリュースタ条件を満たす)ためには、実用的
な低屈折率材としてMgF2に限られるのが分かる。し
かし、入射角を変更すれば、55等価BSL7の点線か
ら、45等価TIH3の実線と同様、TiO2、Nb
2O3、Ta2O5、HfO2、ZrO2、Al2O3、SiO
2等の材料が使用できることになり、偏光分離特性、製
造上大きな利点となる。
【0012】以上の構成のもので、更に、該Θg>45
度の偏光分離接合面とS偏光反射膜を有するΘg>45
度の接合面を一対となし、この対を複数個接合してなる
アレイ状平板タイプとすることにより、白板やBSL7
の平面基材を用いて、従来と同様に、接合、切断、研磨
の方法で製作する事が出来ることを見出した。即ち、ス
ペースを取らずに、高い偏光分離効率を有するアレイ状
平板タイプの偏光ビームスプリッタは製造上大きな利点
がある。
度の偏光分離接合面とS偏光反射膜を有するΘg>45
度の接合面を一対となし、この対を複数個接合してなる
アレイ状平板タイプとすることにより、白板やBSL7
の平面基材を用いて、従来と同様に、接合、切断、研磨
の方法で製作する事が出来ることを見出した。即ち、ス
ペースを取らずに、高い偏光分離効率を有するアレイ状
平板タイプの偏光ビームスプリッタは製造上大きな利点
がある。
【0013】図2(a)に従来のアレイ状平板タイプの
偏光ビームスプリッタの断面模式図を、図2(b)に上
記本発明の構成を適用したアレイ状平板タイプの偏光ビ
ームスプリッタの模式図を示す。図2において、Wは分
割ビーム幅、Hはアレイ状平板タイプでの板厚、Lは奥
行き方向に占めるスペース、Θaは光軸のガラス面に対
する入射角(図2(a)の場合は0度)、Θgは光軸の
接合面に対する入射角(図2(a)の場合は45度)を
示す。入射光は偏光分離膜によって透過P成分(Tp)
と反射S成分(Rs)に分離され、更にRsは反射膜に
よってTpと同一方向に出射される。この時の各寸法関
係は次式(A)で現される。 H=W×COS(2×Θg−90)/COSΘa 及び L=m×W×tanΘa+H/COSΘa ………(A) 但しmは段数
偏光ビームスプリッタの断面模式図を、図2(b)に上
記本発明の構成を適用したアレイ状平板タイプの偏光ビ
ームスプリッタの模式図を示す。図2において、Wは分
割ビーム幅、Hはアレイ状平板タイプでの板厚、Lは奥
行き方向に占めるスペース、Θaは光軸のガラス面に対
する入射角(図2(a)の場合は0度)、Θgは光軸の
接合面に対する入射角(図2(a)の場合は45度)を
示す。入射光は偏光分離膜によって透過P成分(Tp)
と反射S成分(Rs)に分離され、更にRsは反射膜に
よってTpと同一方向に出射される。この時の各寸法関
係は次式(A)で現される。 H=W×COS(2×Θg−90)/COSΘa 及び L=m×W×tanΘa+H/COSΘa ………(A) 但しmは段数
【0014】
【実施例】以下に、本発明の実施例について説明する
が、本発明はこれらによって何ら限定されるものではな
い。 [実施例1]本発明の実施例1においては、まず、図3
に示すように、2個のBSL7プリズムで偏光分離膜を
挟んで接合し、ビームスプリッタを作成した。但し、Θ
g=55度で成膜側からの入射である。偏光分離膜の膜
構成を表1に示す。高屈折率膜としてTiO2、低屈折
率膜としてSiO2を用い、UV硬化接着材で接合し
た。
が、本発明はこれらによって何ら限定されるものではな
い。 [実施例1]本発明の実施例1においては、まず、図3
に示すように、2個のBSL7プリズムで偏光分離膜を
挟んで接合し、ビームスプリッタを作成した。但し、Θ
g=55度で成膜側からの入射である。偏光分離膜の膜
構成を表1に示す。高屈折率膜としてTiO2、低屈折
率膜としてSiO2を用い、UV硬化接着材で接合し
た。
【0015】この時の偏光分離膜の角度依存分光特性を
図4に示す。58.5Tp、58.5Rsは大気中で+
6度の角度変化に対応し、51.3Tp、51.3Rs
は大気中で−6度の角度変化に対応する。後述の比較例
1の従来例に対して、同じBSL7基材であっても、少
ない層数で反射率、透過率が高く、ともに変動の少ない
優れた特性が得られるのが分かる。
図4に示す。58.5Tp、58.5Rsは大気中で+
6度の角度変化に対応し、51.3Tp、51.3Rs
は大気中で−6度の角度変化に対応する。後述の比較例
1の従来例に対して、同じBSL7基材であっても、少
ない層数で反射率、透過率が高く、ともに変動の少ない
優れた特性が得られるのが分かる。
【0016】
【表1】
本実施例においては、上記した膜構成で、図2(b)に
示すようにアレイ状平板タイプの偏光ビームスプリッタ
を製作した。この時の形状寸法を、従来例および本実施
例におけるアレイ状平板タイプに構成する以前のもの
(以下、膜構成1と記す)との比較を表2に示す。偏光
ビームスプリッタの奥行き方向のスペースLについて
は、本実施例、膜構成1のものは、共に従来例に比べて
不利である。しかしながら、液晶プロジェクタでは明る
さが重要であり、本実施例の偏光ビームスプリッタを用
いることは、有効である。更に、膜構成1のものに比較
してアレイ状平板タイプとすることにより、スペースL
について改善されることが分かる。
示すようにアレイ状平板タイプの偏光ビームスプリッタ
を製作した。この時の形状寸法を、従来例および本実施
例におけるアレイ状平板タイプに構成する以前のもの
(以下、膜構成1と記す)との比較を表2に示す。偏光
ビームスプリッタの奥行き方向のスペースLについて
は、本実施例、膜構成1のものは、共に従来例に比べて
不利である。しかしながら、液晶プロジェクタでは明る
さが重要であり、本実施例の偏光ビームスプリッタを用
いることは、有効である。更に、膜構成1のものに比較
してアレイ状平板タイプとすることにより、スペースL
について改善されることが分かる。
【0017】
【表2】
[実施例2]本発明の実施例2においては、実施例1と
同様にして、BSL7プリズムで偏光分離膜を挟んで接
合し、後述の比較例1に比し、約半数の層数で優れた特
性が得られるビームスプリッタを作成した。但し、Θg
=50度で成膜側からの入射である。膜特性としては、
光源のスペクトル特性から、430〜650nmの範囲
で角度依存(角度変化に対して透過P成分同士の比率、
反射S成分同士の比率の変化)が小さいこと、及び51
0〜630nmの範囲で高い透過率、反射率が得られる
ことを、目標とした。
同様にして、BSL7プリズムで偏光分離膜を挟んで接
合し、後述の比較例1に比し、約半数の層数で優れた特
性が得られるビームスプリッタを作成した。但し、Θg
=50度で成膜側からの入射である。膜特性としては、
光源のスペクトル特性から、430〜650nmの範囲
で角度依存(角度変化に対して透過P成分同士の比率、
反射S成分同士の比率の変化)が小さいこと、及び51
0〜630nmの範囲で高い透過率、反射率が得られる
ことを、目標とした。
【0018】偏光分離膜の膜構成を表3に示す。高屈折
率膜としてZrO2、低屈折率膜としてMgF2を用い、
UV硬化接着材で接合した。この時の偏光分離膜の角度
依存分光特性を図5に示す。縦軸はTp、又はRsを示
し、横軸は波長である。53.8Tp、53.8Rsは
大気中で+6度の角度変化に対応し、46.1Tp、4
6.1Rsは大気中で−6度の角度変化に対応する。比
較例1の従来例に対して、同じBSL7基材であって
も、約半分の層数で同等以上の特性が得られるのが分か
る。
率膜としてZrO2、低屈折率膜としてMgF2を用い、
UV硬化接着材で接合した。この時の偏光分離膜の角度
依存分光特性を図5に示す。縦軸はTp、又はRsを示
し、横軸は波長である。53.8Tp、53.8Rsは
大気中で+6度の角度変化に対応し、46.1Tp、4
6.1Rsは大気中で−6度の角度変化に対応する。比
較例1の従来例に対して、同じBSL7基材であって
も、約半分の層数で同等以上の特性が得られるのが分か
る。
【0019】
【表3】
(比較例1)実施例1と同様にしてBSL7プリズムで
偏光分離膜を挟んで接合し、ビームスプリッタを作成し
た。但し、Θg=45度で成膜側からの入射である。偏
光分離膜の膜構成を表4に示す。高屈折率膜としてY2
O3、低屈折率膜としてMgF 2を用い、UV硬化接着材
で接合した。この時の偏光分離膜の角度依存分光特性を
図6に示す。49Tp、49Rsは大気中で+6度の角
度変化に対応し、41Tp、41Rsは大気中で−6度
の角度変化に対応する。実施例1及び実施例2に対し
て、同じBSL7基材であっても、同等に近い特性を得
るためには層数を大幅に増加させることが必要となり、
製造上の誤差を考えるときわめて不利であることが分か
る。
偏光分離膜を挟んで接合し、ビームスプリッタを作成し
た。但し、Θg=45度で成膜側からの入射である。偏
光分離膜の膜構成を表4に示す。高屈折率膜としてY2
O3、低屈折率膜としてMgF 2を用い、UV硬化接着材
で接合した。この時の偏光分離膜の角度依存分光特性を
図6に示す。49Tp、49Rsは大気中で+6度の角
度変化に対応し、41Tp、41Rsは大気中で−6度
の角度変化に対応する。実施例1及び実施例2に対し
て、同じBSL7基材であっても、同等に近い特性を得
るためには層数を大幅に増加させることが必要となり、
製造上の誤差を考えるときわめて不利であることが分か
る。
【0020】
【表4】
[実施例3]実施例1と同様にしてTIH3プリズムで
偏光分離膜を挟んで接合し、後述の比較例2に比して、
少ない層数で優れた特性の得られるビームスプリッタを
作成した。但し、Θg=50度で成膜側からの入射であ
る。偏光分離膜の膜構成を表5に示す。高屈折率膜とし
てTiO2、低屈折率膜としてAl2O3を用い、UV硬
化接着材で接合した。
偏光分離膜を挟んで接合し、後述の比較例2に比して、
少ない層数で優れた特性の得られるビームスプリッタを
作成した。但し、Θg=50度で成膜側からの入射であ
る。偏光分離膜の膜構成を表5に示す。高屈折率膜とし
てTiO2、低屈折率膜としてAl2O3を用い、UV硬
化接着材で接合した。
【0021】この時の偏光分離膜の角度依存分光特性を
図7に示す。53.3Tp、53.3Rsは大気中で+
6度の角度変化に対応し、46.6Tp、46.6Rs
は大気中で−6度の角度変化に対応する。比較例2の従
来例に対して、同じTIH3基材であっても、少ない層
数で反射率、透過率ともに変動の少ない優れた特性が得
られるのが分かる。
図7に示す。53.3Tp、53.3Rsは大気中で+
6度の角度変化に対応し、46.6Tp、46.6Rs
は大気中で−6度の角度変化に対応する。比較例2の従
来例に対して、同じTIH3基材であっても、少ない層
数で反射率、透過率ともに変動の少ない優れた特性が得
られるのが分かる。
【0022】
【表5】
[実施例4]実施例1と同様にしてTIH3プリズムで
偏光分離膜を挟んで接合し、後述の比較例2に比して、
優れた特性の得られるビームスプリッタを作成した。但
し、Θg=55度で成膜側からの入射である。偏光分離
膜の膜構成を表6に示す。高屈折率膜としてTiO2、
低屈折率膜としてY2O3を用い、屈折率1.62のUV
硬化接着材で接合した。
偏光分離膜を挟んで接合し、後述の比較例2に比して、
優れた特性の得られるビームスプリッタを作成した。但
し、Θg=55度で成膜側からの入射である。偏光分離
膜の膜構成を表6に示す。高屈折率膜としてTiO2、
低屈折率膜としてY2O3を用い、屈折率1.62のUV
硬化接着材で接合した。
【0023】この時の偏光分離膜の角度依存分光特性を
図8に示す。57.9Tp、57.9Rsは大気中で+
6度の角度変化に対応し、52.0Tp、52.0Rs
は大気中で−6度の角度変化に対応する。比較例2の従
来例に対して、同じTIH3基材であっても、反射率、
透過率が高く、ともに変動の少ない優れた特性が得られ
るのが分かる。
図8に示す。57.9Tp、57.9Rsは大気中で+
6度の角度変化に対応し、52.0Tp、52.0Rs
は大気中で−6度の角度変化に対応する。比較例2の従
来例に対して、同じTIH3基材であっても、反射率、
透過率が高く、ともに変動の少ない優れた特性が得られ
るのが分かる。
【0024】
【表6】
(比較例2)実施例1と同様にしてTIH3プリズムで
偏光分離膜を挟んで接合し、ビームスプリッタを作成し
た。但し、Θg=45度で成膜側からの入射である。偏
光分離膜の膜構成を表7に示す。高屈折率膜としてTi
O2、低屈折率膜としてSiO2を用い、UV硬化接着材
で接合した。
偏光分離膜を挟んで接合し、ビームスプリッタを作成し
た。但し、Θg=45度で成膜側からの入射である。偏
光分離膜の膜構成を表7に示す。高屈折率膜としてTi
O2、低屈折率膜としてSiO2を用い、UV硬化接着材
で接合した。
【0025】この時の偏光分離膜の角度依存分光特性を
図9に示す。48.4Tp、48.4Rsは大気中で+
6度の角度変化に対応し、41.6Tp、41.6Rs
は大気中で−6度の角度変化に対応する。実施例3に対
して、同じTIH3基材であっても、多くの層数を必要
とし、製造上の誤差を考えると不利であるのが分かる。
又、特に透過率において、実施例3に比較して特性変動
が大きい。
図9に示す。48.4Tp、48.4Rsは大気中で+
6度の角度変化に対応し、41.6Tp、41.6Rs
は大気中で−6度の角度変化に対応する。実施例3に対
して、同じTIH3基材であっても、多くの層数を必要
とし、製造上の誤差を考えると不利であるのが分かる。
又、特に透過率において、実施例3に比較して特性変動
が大きい。
【0026】
【表7】
【0027】
【発明の効果】以上に説明したように、本発明によれ
ば、従来の加工法を変更することなく、角度依存性が少
なく、偏光分離効率の優れた偏光ビームスプリッタ、お
よび偏光ビームスプリッタの作成方法を実現することが
できる。
ば、従来の加工法を変更することなく、角度依存性が少
なく、偏光分離効率の優れた偏光ビームスプリッタ、お
よび偏光ビームスプリッタの作成方法を実現することが
できる。
【図1】本発明の実施の形態の偏光ビームスプリッタに
おける透過屈折率を説明するための図。
おける透過屈折率を説明するための図。
【図2】本発明の実施の形態におけるアレイ状平板タイ
プの偏光ビームスプリッタを説明するための断面模式図
であり、(a)は従来のアレイ状平板タイプの偏光ビー
ムスプリッタの断面模式図であり、(b)は本発明の構
成を適用したアレイ状平板タイプの偏光ビームスプリッ
タの模式図である。
プの偏光ビームスプリッタを説明するための断面模式図
であり、(a)は従来のアレイ状平板タイプの偏光ビー
ムスプリッタの断面模式図であり、(b)は本発明の構
成を適用したアレイ状平板タイプの偏光ビームスプリッ
タの模式図である。
【図3】本発明の実施例1〜実施例4における偏光ビー
ムスプリッタの断面構成を示す模式図。
ムスプリッタの断面構成を示す模式図。
【図4】本発明の実施例1における偏光膜の特性を示す
図。
図。
【図5】本発明の実施例2における偏光膜の特性を示す
図。
図。
【図6】比較例1の偏光膜の特性を示す図。
【図7】本発明の実施例3における偏光膜の特性を示す
図。
図。
【図8】本発明の実施例4における偏光膜の特性を示す
図。
図。
【図9】比較例2の偏光膜の特性を示す図。
Claims (9)
- 【請求項1】接合面に誘電体多層膜からなる偏光分離膜
を有する透明基材を接合し、アレイ状平板タイプに構成
した偏光ビームスプリッタにおいて、 前記偏光分離膜への光の入射角ΘgがΘg>45度とさ
れていることを特徴とする偏光ビームスプリッタ。 - 【請求項2】前記入射角ΘgがΘg>45度の誘電体多
層膜による偏光分離接合面と、該偏光分離接合面と入射
角Θgが等しいS偏光反射膜による接合面とで一対をな
し、この対を複数個接合してアレイ状平板タイプとした
ことを特徴とする請求項1に記載の偏光ビームスプリッ
タ。 - 【請求項3】前記Θgが45度<Θg<60度であるこ
とを特徴とする請求項1または請求項2に記載の偏光ビ
ームスプリッタ。 - 【請求項4】前記偏光分離膜は、高屈折率材としてZr
O2、低屈折率材としてMgF2を用いた交互層からな
り、基材の屈折率が約1.52であることを特徴とする
請求項1〜3のいずれか1項に記載の偏光ビームスプリ
ッタ。 - 【請求項5】前記偏光分離膜は、高屈折率材としてTi
O2、低屈折率材としてSiO2を用いた交互層からな
り、基材の屈折率が約1.52であることを特徴とする
請求項1〜3のいずれか1項に記載の偏光ビームスプリ
ッタ。 - 【請求項6】接合面に誘電体多層膜からなる偏光分離膜
を有する透明基材を接合し、アレイ状平板タイプに形成
する偏光ビームスプリッタの作成方法において、前記偏
光分離膜への光の入射角ΘgがΘg>45度となるよう
に設定し、前記入射角ΘgがΘg>45度の誘電体多層
膜による偏光分離接合面と、該偏光分離接合面と入射角
Θgが等しいS偏光反射膜による接合面とで一対をな
し、この対を複数個接合してアレイ状平板タイプに形成
することを特徴とする偏光ビームスプリッタの作成方
法。 - 【請求項7】前記Θgが45度<Θg<60度であるこ
とを特徴とする請求項6に記載の偏光ビームスプリッタ
の作成方法。 - 【請求項8】前記偏光分離膜は、高屈折率材としてZr
O2、低屈折率材としてMgF2を用いた交互層からな
り、基材の屈折率を約1.52とすることを特徴とする
請求項6または請求項7に記載の偏光ビームスプリッタ
の作成方法。 - 【請求項9】前記偏光分離膜は、高屈折率材としてTi
O2、低屈折率材としてSiO2を用いた交互層からな
り、基材の屈折率を約1.52とすることを特徴とする
請求項6または請求項7に記載の偏光ビームスプリッタ
の作成方法。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001197978A JP2003014932A (ja) | 2001-06-29 | 2001-06-29 | 偏光ビームスプリッタ、および偏光ビームスプリッタの作成方法 |
| EP02254577A EP1276000B1 (en) | 2001-06-29 | 2002-06-28 | Polarisation beam splitter and method of producing the same |
| DE60221754T DE60221754T2 (de) | 2001-06-29 | 2002-06-28 | Polarisationsstrahlenteiler und Verfahren zu dessen Herstellung |
| US10/183,399 US6859315B2 (en) | 2001-06-29 | 2002-06-28 | Polarization beam splitter and method of producing the same |
| US10/917,329 US20050012997A1 (en) | 2001-06-29 | 2004-08-13 | Polarization beam splitter and method of producing the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001197978A JP2003014932A (ja) | 2001-06-29 | 2001-06-29 | 偏光ビームスプリッタ、および偏光ビームスプリッタの作成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003014932A true JP2003014932A (ja) | 2003-01-15 |
Family
ID=19035493
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001197978A Pending JP2003014932A (ja) | 2001-06-29 | 2001-06-29 | 偏光ビームスプリッタ、および偏光ビームスプリッタの作成方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
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| EP (1) | EP1276000B1 (ja) |
| JP (1) | JP2003014932A (ja) |
| DE (1) | DE60221754T2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007021015A1 (en) * | 2005-08-18 | 2007-02-22 | Ricoh Company, Ltd. | Polarization conversion element, polarization conversion optical system and image projecting apparatus |
| JP2008015240A (ja) * | 2006-07-06 | 2008-01-24 | Olympus Corp | 光学素子、この光学素子を備える2板ユニット、撮像機器、及び内視鏡 |
| WO2017018372A1 (ja) * | 2015-07-28 | 2017-02-02 | コニカミノルタ株式会社 | 光源装置及び投影装置 |
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|---|---|---|---|---|
| FR2847988B1 (fr) * | 2002-12-03 | 2005-02-25 | Essilor Int | Separateur de polarisation, procede pour sa fabrication et lentille ophtalmique presentant des inserts de projection le contenant |
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| CN102998801B (zh) * | 2011-09-09 | 2015-04-22 | 亚洲光学股份有限公司 | 三色光合成装置 |
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| US2868076A (en) * | 1952-05-17 | 1959-01-13 | Jenaer Glaswerk Schott & Gen | Polarizer for producing uniformly polarized light with aid of interference polarizers and phase retarders |
| FR2629924B1 (fr) * | 1988-04-08 | 1992-09-04 | Comp Generale Electricite | Polariseur a couches dielectriques |
| DE69218830T2 (de) | 1991-05-29 | 1997-07-17 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Bildprojektions-System |
| JPH06258525A (ja) | 1993-03-02 | 1994-09-16 | Omron Corp | 投受光装置 |
| JPH06281886A (ja) | 1993-03-26 | 1994-10-07 | Omron Corp | 光アイソレータ及び光アイソレータを用いた光学装置 |
| JP3168765B2 (ja) | 1993-04-01 | 2001-05-21 | 松下電器産業株式会社 | 偏光装置および該偏光装置を用いた投写型表示装置 |
| JP3168770B2 (ja) | 1993-06-03 | 2001-05-21 | 松下電器産業株式会社 | 偏光装置および該偏光装置を用いた投写型表示装置 |
| US5969861A (en) | 1994-02-07 | 1999-10-19 | Nikon Corporation | Polarizing optical system |
| JP3584257B2 (ja) | 1994-04-08 | 2004-11-04 | 株式会社ニコン | 偏光ビームスプリッタ |
| JPH08146218A (ja) * | 1994-11-22 | 1996-06-07 | Olympus Optical Co Ltd | 偏光ビームスプリッター |
| EP1063554B1 (en) * | 1994-12-28 | 2004-03-03 | Seiko Epson Corporation | Polarization luminaire and projector using it |
| JPH09184916A (ja) * | 1995-12-28 | 1997-07-15 | Olympus Optical Co Ltd | 偏光ビームスプリッター及び多層膜の成膜方法 |
| US6404550B1 (en) | 1996-07-25 | 2002-06-11 | Seiko Epson Corporation | Optical element suitable for projection display apparatus |
| JP2894290B2 (ja) | 1996-08-20 | 1999-05-24 | 日本電気株式会社 | 投射型カラー液晶表示装置 |
| JPH1123842A (ja) | 1997-07-03 | 1999-01-29 | Minolta Co Ltd | 偏光ビームスプリッタ、該偏光ビームスプリッタを有する照明光学系およびプロジェクタ |
| US5967635A (en) * | 1997-07-03 | 1999-10-19 | Minolta Co., Ltd. | Polarized beam splitter and an illumination optical system and a projector provided with a polarized beam splitter |
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-
2001
- 2001-06-29 JP JP2001197978A patent/JP2003014932A/ja active Pending
-
2002
- 2002-06-28 DE DE60221754T patent/DE60221754T2/de not_active Expired - Lifetime
- 2002-06-28 EP EP02254577A patent/EP1276000B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2002-06-28 US US10/183,399 patent/US6859315B2/en not_active Expired - Fee Related
-
2004
- 2004-08-13 US US10/917,329 patent/US20050012997A1/en not_active Abandoned
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| KR100909405B1 (ko) * | 2005-08-18 | 2009-07-24 | 가부시키가이샤 리코 | 편광 변환 소자, 편광 변환 광학계 및 화상 투영 장치 |
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