JPH03132603A - 偏光子 - Google Patents

偏光子

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JPH03132603A
JPH03132603A JP1270652A JP27065289A JPH03132603A JP H03132603 A JPH03132603 A JP H03132603A JP 1270652 A JP1270652 A JP 1270652A JP 27065289 A JP27065289 A JP 27065289A JP H03132603 A JPH03132603 A JP H03132603A
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JP
Japan
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polarizer
substrate
optical element
linearly polarized
incident
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JP1270652A
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English (en)
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Toshiaki Ogura
敏明 小倉
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Panasonic Holdings Corp
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/30—Polarising elements
    • G02B5/3025—Polarisers, i.e. arrangements capable of producing a definite output polarisation state from an unpolarised input state
    • G02B5/3033—Polarisers, i.e. arrangements capable of producing a definite output polarisation state from an unpolarised input state in the form of a thin sheet or foil, e.g. Polaroid

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、自然光から直接偏光を取り出すための偏光子
に関するものである。
従来の技術 従来、自然光等から直接偏光を取り出すための偏光子と
しては、（１）複屈折結晶を利用した偏光子、例えばニ
コルプリズムやグラントムソンプリズム、（２）直線二
色性をもつ媒質を利用した偏光子、例えばＰＶＡ−ヨー
ド膜をガラスまたはブラスチンク板で貼り合わせたもの
、また、（３）薄膜を利用したものでは誘電体の表面反
射を利用した偏光子などがある。
以下、図面を参照しながら従来の偏光子について説明す
る。まず複屈折結晶を利用した偏光子について説明する
。第５図はニコルプリズムを示す図であり、方解石から
切り出した２個のプリズム５０．５１を光学接着剤で接
合したものである。
第５図において、α＝６８”、　　β−２２″　γ＝９
０°である。入射光５２のうち常光線５３は接合面５５
で全反射するため、異常光線５４のみがプリズムを通過
し直線偏光が得られる。第６図はグラントムソンプリズ
ムを示し、方解石から切りだし光学軸が紙面に垂直な２
個のプリズム６０６１を光学接着剤で接合したものであ
ってニコルプリズムと同しく入射光６２のうち常光線６
３は接合面６５で全反射し、異常光線６４のみがプリズ
ムを通過し直線偏光が得られる。
次に直線二色性を持つ媒質を利用した偏光子について説
明する。第７図にその構成を示す。第７図において７０
は直線二色性を持つ媒質、例えばヨウ素−ＰＶＡであり
７１．７２は保護層である。
保護層には例えば、アクリルやトリ酢酸セルロースが用
いられる。この偏光子では直線二色性を持つ媒質が直交
する二つの直線偏光成分のうち一方を吸収するので十分
厚い二色性媒質を通過させれば完全な直線偏光が得られ
る。
次に誘電体薄膜を利用した偏光子について説明する。第
８図は偏光ビームスプリンターと呼ばれる偏光子の構成
を示す図であり、偏光分離作用を有する薄膜８２が二つ
のプリズム８０．８１の接合面εｂに形成されたもので
ある。誘電体薄膜８２で直交する二つの直線偏光成分が
分離されるので、透過光および反射光について直線偏光
が得られる。
発明が解決しようとする課題 しかしながら、複屈折結晶を利用した偏光子は大きな偏
光子には大きな結晶材料を要し素子が大型化するうえ高
価である。また直線二色性を持つ媒質を利用した偏光子
は吸収を利用したものであるため反射光を利用すること
ができないし、耐熱性などの耐候性に劣る。また、二つ
のプリズムの接合面に誘電体薄膜を形成したものは必要
な大きさの偏光子によっては素子が大型化する。
本発明は上記課題に鑑み、安価に製作でき、反射光の利
用が可能であり、しかも耐候性に優れ、素子の小型化、
薄型化も可能な偏光子を提供するものである。
課題を解決するための手段 上記課題を解決するために、本発明の偏光子は特定方向
に鋸歯状の断・面構造を有する第１の基板の鋸歯状表面
上に前記基板表面上にあって偏光分離作用を有する光学
要素を設けた構成としている。
上記偏光子は別の第２の基板を薄膜を間に挟んで貼り合
わせて一体とすることができ、第２の基板も第１の基板
と同じ鋸歯状の断面構造を有したものでもよい。また、
偏光分離作用を有する光学要素は誘電体多層膜で形成で
きる。さらに、基板はガラスをプレス成形したものを使
用することができる。
作用 上記構成によれば偏光分離作用を有する光学要素で入射
自然光のなかの特定方向の直線偏光成分のみが透過しそ
れと直交する直線偏光成分は反射する。しかも反射した
直線偏光成分は基板表面が鋸歯状をなしているため最初
に反射した面と同一人射面を有する対向面でさらに反射
されて入射してきた方向へ戻っていく。また、基板表面
を微小なｇｉｉ歯状とすることによって薄型の偏光子も
実現することができる。さらに、基板にガラスをプレス
成形したものを使用することによって高精度のものを容
易に安価に製造することができる。基板をガラスにした
場合には耐候性に優れた偏光子とするこ七ができる。
実施例 以下本発明の一実施例の偏光子について、図面を参照し
ながら説明する。
第１図（ａ）は本発明の第１の実施例における偏光子の
構成を示し、第１図（ｂ）に鋸歯部の構造を示す。
第１図（ａ）、　（ｂ）において、１１は図においてＸ
方向に鋸歯状断面をもつ基板、１２は偏光分離作用を有
する光学要素であり、二酸化チタン（ＴｉＯ２）と二酸
化ケイ素（Ｓ１０□）の誘電体多層膜からなる。鋸歯は
第１図（ｂ）において、θ−４５°　ｄ＝１．０　ｍｍ
である。第１表に偏光分離作用を有する光学要素１２の
構成を示す。ここで、基板は屈折率１．５２の光学ガラ
ス基板である。
（以　下　余　白） 第１表 （以　下　余　白） （λ。−８２０ｎｍ） 第２図に本実施例の偏光子の特性を示す。第２図におい
てａ、ｂはそれぞれ直交する直線偏光成分の特性である
。
以上のように構成された偏光子についてその作用を説明
する。
例えば鋸歯状表面の鋸歯斜面へに入射角４５゜で入射し
てきた自然光１０のうち入射面に平行な直線偏光成分１
４は透過し、入射面に垂直な直線偏光成分１３は斜面Ａ
で反射した後、斜面Ａと対向した斜面Ｂに入射する。斜
面Ａと斜面Ｂは共通の入射面を存す、従って、斜面Ｂに
入射した光１３は斜面Ｂに垂直な直線偏光成分であるた
め、さらにその面で反射して入射してきた方向に戻って
い（。他の面に入射した光も同様にふるまうので、結果
として偏光子に入射してきた光のうち特定方向の直線偏
光成分を入射方向に反射し、それと直交する直線偏光成
分を透過する。
以上のように特定方向に鋸歯状の断面形状を有する第１
の基板の鋸歯状表面上に偏光分離作用を有する光学要素
を設けることによって、特定方向の直線偏光成分を透過
しそれと直交する直線偏光成分を偏光子に入射してきた
方向に反射する偏光子を実現することができる。
以下本発明の第２の実施例について図面を参照しながら
説明する。
第３図（ａ）は本発明の第２の実施例の偏光子の構成を
示し、第３図（ｂ）に鋸歯部の構造を示す。第３図（ａ
）、　（ｂ）において、３１は図においてＸ方向に鋸歯
状断面をもつ第１の基板、３２は偏光分離作用を有する
光学要素であり、弗化鉛（ＰｂＦ２）と弗化マグネシウ
ム（ＭｇＦ２）の誘電体多層膜からなる。３３は第１の
基板と同し鋸歯状表面を有する基板、３４は第１の鋸板
と第２の基板を貼り合わせるための接着層である。鋸歯
の形状は、第３図［有］）においてθ−４５″’、ｄ＝
０．３＋ｎｍである。
さらに、第１および第２の基板は屈折率１．５２の光学
ガラスをプレス成形したものである。第２表に偏光分離
作用を有する光学要素３２の構成を示す。
（以　下　余　白） 第２表 （以　下　余　白） 第４図に本実施例の偏光子の特性を示す。第４図におい
てａ、ｂはそれぞれ直交する直線偏光成分の特性である
。
以上のように構成された偏光子の作用は前記第１実施例
と同様であり、偏光子に入射した光のうち特定方向の直
線偏光成分を入射方向に反射し、それと直交する直線偏
光成分を透過する。さらに第２実施例のような構成にす
ることによって、偏光分離作用を有する光学要素への入
射媒質の屈折率を高くとることができるので、偏光子と
しての有効波長領域を広くとることができる。
また基板は光学ガラスをプレス成形したものを使用して
いるので、高精度で安価な偏光子も可能である。
なお、第１および第２の実施例の形状は実施例に限られ
るものではなく、有効波長領域、偏光子の大きさ等を考
慮し適当な形状にすることができる。
発明の効果 以上のように本発明によれば、特定方向に鋸歯状の断面
形状を有する基板の鋸歯状表面上に前記基板表面上にあ
って偏光分離作用を有する光学要素を設けて偏光子とな
すので容易に安価な偏光子を実現することができる。ま
た、鋸歯形状を変化させることにより微小な偏光子も実
現できる。さらに、基板にガラスを使用できるので耐熱
性などの耐候性に優れた偏光子が実現でき、プレス成形
したものを使用することによって撥産性にも優れている
。
【図面の簡単な説明】
第１図（ａ）は本発明の第１の実施例における偏光子の
構成図、第１図（ｂ）は第１の実施例における鋸歯部の
構造を示す説明図、第２図は第１の実施例の偏光子の特
性を示すグラフ、第３図（ａｌは本発明の第２の実施例
における偏光子の構成図、第３図（ｂ）は第２の実施例
における鋸歯部の構造を示す説明図、第４図は第２の実
施例の偏光子の特性を示すグラフ、第５図は従来の偏光
子であるニコルプリズムの構成図、第６図はグラントム
ソンプリズムの構成図、第７図は直線二色性をもつ媒質
、ヨウ素−ＰＶＡを利用した偏光子の構成図、第８図は
誘電体薄膜を利用した偏光子、偏光ビームスプリンター
の構成図である。 １１．３１．３３・・・・・・鋸歯状断面をもつ基板、
１２．３３・・・・・・偏光分離作用を有する光学要素
、３４・・・・・・接着層。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）特定方向に鋸歯状の断面形状を有する第１の基板
    の鋸歯状表面上に前記基板表面上にあって偏光分離作用
    を有する光学要素を設けたことを特徴とする偏光子。
  2. （２）表面に光学要素を設けた第１の基板と別の第２の
    基板を光学要素を間に挟んで貼り合わせて一体としたこ
    とを特徴とする請求項（１）記載の偏光子。
  3. （３）第２の基板が第１の基板と同じ鋸歯状表面を有す
    ることを特徴とする請求項（２）記載の偏光子。
  4. （４）光学要素は誘電体多層膜からなることを特徴とす
    る請求項（１）記載の偏光子。
  5. （５）基板はガラスをプレス成形したものであることを
    特徴とする請求項（１）または（２）のいずれかに記載
    の偏光子。
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