CN1591045A - 波长板及使用其的光学装置 - Google Patents

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CN1591045A CNA2004100683033A CN200410068303A CN1591045A CN 1591045 A CN1591045 A CN 1591045A CN A2004100683033 A CNA2004100683033 A CN A2004100683033A CN 200410068303 A CN200410068303 A CN 200410068303A CN 1591045 A CN1591045 A CN 1591045A
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Abstract

本发明提供一种在宽波长区域中能得到良好相位变换特性的波长板。该波长板备有具有线状格子沟槽图案的氧化铝膜。而且，将格子沟槽图案的周期L和占空比De设定为由以下的4个式所规定的第一范围内的值：L≤0.65；L≥2×10－14e31.263De；L≤6.0317De2－10.352De+5.0516；(De－0.85) 2/0.442+(L－0.41) 2/0.392≤1。

Description

波长板及使用其的光学装置
技术领域
本发明涉及波长板及使用其的光学装置，特别涉及具有线状格子沟槽图案的波长板及使用其的光学装置。
背景技术
以往，已知具有线状格沟槽图案的波长板。作为构成上述现有的波长板的线状格子沟槽图案的制造方法，已知利用光刻技术及蚀刻技术的方法。这些方法公开于D.Hambach G.Schneider和E.M.Gullikson“OPTICSLETTERS”Vol.26 No.15 2001.8.1 pp.1200～1202中。
图93是表示现有的具有线状格子沟槽图案的波长板的概念的立体图。在现有的波长板200中，如图93所示，在玻璃基板201上形成有直线状的格子沟槽图案。该格子沟槽图案在由空气层202和由与玻璃基板201相同的材料构成的宽度a的基板材料层203构成的同时，具有光的波长以下的周期P。而且，空气层202的折射率为1，设基板材料层203(玻璃基板201)的折射率为n。在光入射到该波长板200的格子沟槽图案时，波长板200的折射率成为混合了空气层202的折射率1与基板材料层203的折射率n的折射率的有效折射率。
图94是表示图93所示的现有的波长板的有效折射率与占空比的关系的相关图。图94的纵轴取为有效折射率，横轴取作为基板材料层203的宽度a相对于图93所示的格子沟槽图案的周期P的比例的占空比(a/P)。如图93所示，图94中的「TE」表示偏振光方向与格子沟槽图案的延伸方向平行的光。另外，如图93所示，「TM」表示偏振光方向与格子沟槽图案的延伸方向正交的光。
参照图94，若格子沟槽图案的占空比变换，则有效折射率也变化。这种情况下，偏振光方向与格子沟槽图案的延伸方向平行的光(TE)的有效折射率和偏振光方向与格子沟槽图案的延伸方向正交的光(TM)的有效折射率成为不同的值。即，如图94所示，在占空比为D1的情况下，TM的有效折射率为N1，TE的有效折射率为N2。这样，将有效折射率根据光的偏振方向而有所不同的特性称为双折射特性。
而且，作为图93中示出的现有的波长板200的直线状的格子沟槽图案的制造方法，例如考虑采用光刻技术及蚀刻技术，通过蚀刻玻璃基板的表面，以形成直线状的格子沟槽图案的方法。
然而，若想采用光刻技术及蚀刻技术，以形成图93所示出的现有的波长板200的直线状格子沟槽图案，则形成深度深且深度方向具有均匀沟宽的格子沟槽图案是困难的。具体而言，若采用光刻技术及蚀刻技术较深地形成格子沟槽图案，则如图95所示，由于形成具有深度方向不均的台阶形状的剖面的格子沟槽图案，故存在格子沟槽图案的上部与下部的占空比不同的缺点。
可是，以往已知采用阳极氧化法的三角格子图案的制造方法。该制造方法例如公开于H.Masuda等人「Appl.Phys.Lett.」Vol.71(19)1997.11.10pp.2770～2772中。在该文献揭示的三角格子图案的制造方法中，由于可以形成具有深度均匀的细孔的三角格子图案，故作为二维光学晶体的制造方法之一而提出。具体而言，在铝、钛、钽等真空管金属(valve metal)或Si、GaAs等半导体中，具有若在酸性电解液中向阳极通电，则形成具有垂直排列于膜面上的细孔的氧化被膜的特性。特别是，在铝的氧化被膜中，具有细孔易排列成三角格子状的材料特性。通过利用该特性，可以形成具有深度均匀的细孔的三角格子图案。
图96～图99是用来说明采用了现有的阳极氧化法的三角格子图案的制造过程的剖面图。图100是表示采用现有的阳极氧化法形成的二维光学晶体的平面图。接着，参照图96～图100，对采用了现有的阳极氧化法的三角格子图案的制造过程进行说明。
如图96所示，在采用了现有的阳极氧化法的三角格子图案的制造过程中，在由SiC等硬材料构成的挤压部件221的表面上，形成具有三角格子状排列的凸部221a。而且，在铝材211的表面上进行挤压挤压部件221的织构化处理(texturing)。由此，如图97所示，在铝材211的表面上形成具有三角格子状排列的凹部211a。接下来，如图98所示，将已形成凹部211a的铝材211在电解液222中进行氧化处理。这种情况下，将白金等作为阴极223使用，同时将硫酸、草酸及磷酸等的水溶液作为电解液222使用。由此，如图99及图100所示，具有三角格子状排列，同时具有以凹部211a(参照图97)为起点的深度均匀的细孔212a的氧化铝膜(alumina)212自组织化地形成。该细孔212a可以形成为相对于超微粒的直径具有几百μm以上的深度。
然而，上述采用了现有的阳极氧化法的三角格子图案的制造过程，作为用来形成二维光学晶体细孔的方法而公知。因此，以往并没有尝试利用阳极氧化法来形成图93所示的波长板200的格子沟槽图案。
如上所述，以往由于形成深度大且具有深度方向均匀的沟宽的格子沟槽图案是困难的，故存在难以使包含格子沟槽图案的波长板的特性提高的问题。
另外，以往也已知由双折射性材料构成的波长板。作为构成该波长板的双折射性材料，已知具有双折射性晶体的水晶或双折射性树脂等。若光入射到这种水晶或双折射性树脂中，则可以使与入射光的光轴平行的偏振光成分和垂直的偏振光成分的相位偏离。而且，通过将该相位的偏离(相位差)设定为规定值，而可以将水晶或双折射性树脂作为1/4波长板或1/2波长板来使用。
图101及图102分别是表示由水晶构成的1/4波长板及1/2波长板的概念的立体图。首先，参照图101，由水晶231构成的1/4波长板230，将水晶231的厚度设定为与入射光的光轴平行的偏振光成分和垂直的偏振光成分的相位差约为90°(deg.)。若将直线偏振光的光相对于光轴倾斜约45°地入射到由该水晶23 1构成的1/4波长板230上，则互相垂直的2个偏振光成分的相位差约为90°。由此，将直线偏振光的入射光转换为圆偏振光的出射光。另外，参照图102，由水晶241构成的1/2波长板240，将水晶241的厚度设定为使与入射光的光轴平行的偏振光成分和垂直的偏振光成分的相位差约为180°。具体而言，水晶241具有构成图101中示出的1/4波长板的水晶231的厚度的2倍的厚度。若将直线偏振光的光相对于光轴倾斜约45°地入射到由该水晶241构成的1/2波长板240上，则互相垂直的2个偏振光成分的相位差约成为180°。由此，直线偏振光的入射光的偏振方向约旋转90°。
然而，如图101及图102所示，在作为波长板采用了水晶的情况下，存在以下问题。即，具有折射率通常根据光的波长而其值有所不同的特性(波长分散特性)。因此，例如在由设计为与约633nm的波长的光对应的水晶构成的1/4波长板中，如图103所示，若入射光的波长从设计波长(约633nm)偏离，则有互相垂直的2个偏振光成分的相位差从90°附近偏离较大的可能性。因此，有相对于设计波长以外的波长的光，难以得到由水晶构成的波长板的良好相位转换特性的问题点。
此外，在光学装置中使用了由水晶构成的波长板的情况下，也存在难以使光学装置的特性提高的问题点。具体而言，在作为现有的光学装置的、向CD-R(Compact Disk Recordable)的记录和从DVD(Digital VersatileDisk)的再生两方面都能使用的CD-R/DVD互换光拾装置中，作为CD-R用半导体激光器而使用具有790nm附近的波长的半导体激光器，同时作为DVD用半导体激光器而使用具有650nm附近的波长的半导体激光器。因此，相对于CD-R用半导体激光器和DVD用半导体激光器，若使用由具有如图103所示的特性的水晶构成的共用1/4波长板，则相对于具有650nm附近的波长的DVD用半导体激光器来说，1/4波长板进行的转换可以良好地进行，另一方面，对于具有790nm附近的波长的CD-R用半导体激光器来说，则有难以良好地进行1/4波长板的转换的问题。这样，若无法良好地进行1/4波长板的激光光线的转换，则具有设计值以外的偏振方向的激光光线产生。这种情况下，通过由偏振光分束器反射该激光光线，从而产生激光光线返回CD-R用半导体激光元件中的可能性。结果，由于增加了半导体激光元件的光强度杂音(光强度的波动)，产生难以提高CD-R/DVD互换光拾装置的特性的问题点。
再有，在作为现有的光学装置的液晶投影装置中，为了将具有包含从光源发射的红色、绿色及蓝色成分的宽波长区域的白色光的偏振光方向变换为一个一致的偏振光方向，而采用1/2波长板。这种情况下，若采用由具有与图103所示的特性相同的特性的水晶构成的1/2波长板，则由于相位差根据波长而从180°附近偏离较大，所以对于具有宽波长区域的白色光而言，存在难以进行良好的变换的问题。这样，在现有的液晶投影装置中，由于若无法良好地进行1/2波长板的光转换，则增加具有无法入射到液晶面板的偏振方向的光，故产生光的利用效率降低的可能性。结果，由于起因于光的利用效率降低的色彩偏差或亮度降低产生，故存在难以使液晶投影装置的特性提高的问题点。
而且，在上述现有的CD-R/DVD互换光拾装置中，多采用由在2块透明基板和夹持于2块透明基板之间的双折射性树脂片构成的1/4波长板。该包含双折射性树脂片的1/4波长板，为了在宽波长区域中得到1/4波长板的良好相位变换特性，而将2枚双折射性树脂片重叠为使双折射方向稍微偏离。然而，由于双折射性树脂片与水晶相比耐环境特性差，故作为车载用CD-R/DVD互换光拾装置的1/4波长板使用是困难的。另外，即使在由光源导致装置内部成为高温的液晶投影装置中，使用包含耐环境特性差的双折射性树脂片的1/2波长板也是困难的。
发明内容
本发明为了解决上述课题，其目的在于提供一种在宽波长区域中能得到良好的相位变换特性的波长板。
本发明的另一目的在于，提供一种包含在宽波长区域中能得到良好的相位变换特性的波长板的光学装置。
为了达成上述目的，本发明的第一方面的波长板，其中具备基板和形成于基板上且具有线状格子沟槽图案的氧化铝膜，将线状格子沟槽图案的周期L(μm，以下同)，和作为相邻格子沟槽图案间的氧化铝膜的有效宽度相对于周期L的比例的占空比De设定为由以下4个式规定的第一范围内的值：
L≤0.65；
L≥2×10-14e31.263De；
L≤6.0317De2-10.352De+5.0516；
(De-0.85)2/0.442+(L-0.41)2/0.392≤1。
在该第一方面的波长板中，如上所述，通过将构成波长板的氧化铝膜的线状格子沟槽图案的周期L及占空比De设定为由上述4个式所规定的第一范围内的值，从而在将波长板作为1/4波长板使用的情况下，相对于具有不同波长的多种光，可以使互相垂直的2个偏振光成分的相位差为90°左右。另外，在将波长板作为1/2波长板使用的情况下，相对于具有不同波长的多种光而言，可以使互相垂直的2个偏振光成分的相位差为180°左右。结果，在宽的波长区域中，可以得到良好的相位变换特性。由此，即使在高温条件下使用包含具有线状格子沟槽图案的氧化铝膜的波长板，也可以抑制波长板特性的劣化。
这种情况下，第一范围内的周期L及占空比De至少对于红色或红外的波长区域的光适用。根据这种构成，至少在红色或红外的波长区域中，可以得到良好的相位变换特性。
在上述第一方面的波长板中，优选将线状格子沟槽图案的周期L及占空比De进一步设定为由以下4个式规定的第二范围内的值：
De≥0.73；
L≤0.4；
L≥30.952De3-74.751De2+59.62De-15.328；
L≤3.0776De2-5.1863De+2.5772。
根据这样的构成，在更宽的波长区域内也可以得到良好的相位变换特性。
这种情况下，第二范围内的周期L及占空比De适用于红色、红外及蓝色的所有波长区域的光。根据这样的构成，在红色、红外及蓝色的所有波长区域中，可以得到良好的相位变换特性。
在上述第一方面的波长板中，优选氧化铝膜具有多个孔，在将多个孔中最大的孔的直径乘以0.5的值作为基准值的情况下，多个孔分类为具有比基准值大的直径的第一孔和具有基准值以下的直径的第二孔，格子沟槽图案的周期L是由多个第一孔构成的格子沟槽图案的周期。这样，若根据上述基准值分类为第一孔和第二孔，则第二孔对相位变换特性的影响减小。由此，在具有包含第一孔和第二孔的多个孔的氧化铝膜中，通过调整由多个第一孔构成的格子沟槽图案的周期L，从而可以容易地得到具有良好相位变换特性的波长板。
这种情况下，优选由多个第一孔构成的格子沟槽图案，是通过将包含多列由多个第一孔构成的孔列的孔群距离所定间隔地配置多个而构成，格子沟槽图案的周期L是与相邻的孔群的一方侧的最外端相接的线间距离的平均值。根据这样的构成，在将包含多列由多个第一孔构成的孔列的孔群距离所定间隔地配置了多个的格子沟槽图案中，若调整与相邻孔群的一方侧的最外端相接的线间距离的平均值(格子沟槽图案的周期L)，则可以容易地得到具有良好相位变换特性的波长板。
本发明的第二方面的波长板，其中具备基板；和形成于基板上，具有连接多个孔的线状格子沟槽图案与距离所定间隔配置了多个孔的格子孔图案的任一方的氧化铝膜，构成氧化铝膜所含的格子沟槽图案及格子孔图案的任一方的多个孔，与第一方向相邻的孔距离孔间隔T(μm，以下同)的中心间距离地配置为列状，以构成孔列，同时孔列以作为比孔间隔T还大的间隔的周期L，多列配置在与第一方向垂直的第二方向上，将周期L与孔间隔T设定为由以下2个式规定的第一范围内的值：
L≤0.65；
L≥-1.2018T3+0.3022T2+1.2988T+0.01。
在该第二方面的波长板中，如上所述，通过将构成波长板的氧化铝膜的格子沟槽图案和格子孔图案任一方的周期L及孔间隔T，设定为由上述2个式规定的第一范围内的值，从而在将波长板作为1/4波长板使用的情况下，对于具有不同波长的多种光而言，可以使互相垂直的2个偏振光成分的相位差为90°左右。另外，在将波长板作为1/2波长板使用的情况下，对于具有不同波长的多种光而言，可以使互相垂直的2个偏振光成分的相位差为180°左右。结果，在宽的波长区域内也可以得到良好的相位变换特性。另外，由于氧化铝膜为无机材料，故可以得到耐环境性优越的波长板。由此，即使在高温条件下使用包含具有格子沟槽图案或格子孔图案的氧化铝膜的波长板，也可以抑制波长板的特性劣化。
这种情况下，第一范围内的周期L及孔间隔T至少对于红色及红外的波长区域的光适用。根据这种构成，至少在红色及红外的波长区域内，可以得到良好的相位变换特性。
在上述第二方面的波长板中，优选将周期L及孔间隔T进一步设定为由以下3个式所规定的第二范围内的值：
L≤0.4；
L≥-440.16T3+63.334T2-3.4273T+0.3439；
L≥0.35(T-0.0825)0.434+0.245。
根据这样的构成，在更宽的波长区域中可以得到良好的相位变换特性。
这种情况下，第二范围内的周期L及孔间隔T可以适用于红色、红外及蓝色的所有波长区域的光。根据这样的构成，在红色、红外及蓝色的所有波长区域中，可以得到良好的相位变换特性。
在上述第二方面的波长板中，优选在将多个孔中最大的孔的直径乘以0.5的值作为基准值的情况下，多个孔分类为具有比基准值大的直径的第一孔和具有基准值以下的直径的第二孔，格子沟槽图案及格子孔图案的任一方的周期L是由多个第一孔构成的格子沟槽图案及多个第一孔构成的格子孔图案的任一方的周期。这样，若根据上述基准值分类为第一孔和第二孔，则第二孔对相位变换特性的影响减小。由此，在具有包含第一孔和第二孔的多个孔的氧化铝膜中，通过调整由多个第一孔构成的格子沟槽图案及格子孔图案的任一方的周期L，从而可以容易地得到具有良好相位变换特性的波长板。
这种情况下，优选由多个第一孔构成的格子沟槽图案及由多个第一孔构成的格子孔图案的任一方，是通过将包含多列由多个第一孔构成的孔列的孔群距离所定间隔地配置多个而构成，格子沟槽图案及格子孔图案的任一方的周期L是与相邻的孔群的一方侧的最外端相接的线间距离的平均值。根据这样的构成，在将包含多列由多个第一孔构成的孔列的孔群距离所定间隔地配置了多个的格子沟槽图案及格子孔图案的任一方中，若调整与相邻孔群的一方侧的最外端相接的线间距离的平均值(格子沟槽图案及格子孔图案的任一方的周期L)，则可以容易地得到具有良好相位变换特性的波长板。
本发明的第三方面的光学装置，其中备有：具有多个波长区域的光源；和波长板，其向来自光源的互相垂直的2个偏振光成分提供所定相位差的同时，包括基板以及形成于基板上，具有有双折射率特性的线状格子沟槽图案和有双折射率特性的格子孔图案的任一方的金属氧化膜。
在该第三方面的光学装置中，如上所述，通过在基板上形成具有有双折射率特性的线状格子沟槽图案和有双折射率特性的格子孔图案的任一方的金属氧化膜，从而若采用阳极氧化法形成该金属氧化膜，则由于可以自组织化地形成深度大且分别具有深度方向均匀的沟宽及直径的格子沟槽图案及格子孔图案，故可以得到具有良好的格子沟槽图案或格子孔图案的波长板。结果，由于可以提高波长板的特性，故也可以使包含该波长板的光学装置的特性提高。另外，由于金属氧化膜为无机材料，故可以得到耐环境性优越的波长板。由此，即使将包含具有线状格子沟槽图案或格子孔图案的金属氧化膜的波长板用于在高温条件下使用的光学装置中，也可以抑制波长板的特性劣化。
在上述第三方面的光学装置中，优选金属氧化膜包含具有线状格子沟槽图案的氧化铝膜，将线状格子沟槽图案的周期L，和作为相邻格子沟槽图案间的氧化铝膜的有效宽度相对于周期L的比例的占空比De设定为由以下4个式规定的第一范围内的值：
L≤0.65；
L≥2×10-14e31.263De；
L≤6.0317De2-10.352De+5.0516；
(De-0.85)2/0.442+(L-0.41)2/0.392≤1。
根据这样的构成，在将波长板作为1/4波长板使用的情况下，相对于具有不同波长的多种光，可以使互相垂直的2个偏振光成分的相位差为90°左右。另外，在将波长板作为1/2波长板使用的情况下，相对于具有不同波长的多种光而言，可以使互相垂直的2个偏振光成分的相位差为180°左右。结果，在宽的波长区域中，可以得到包含具有良好的相位变换特性的波长板的光学装置。
这种情况下，具有第一范围内的周期L及占空比De的波长板至少对于红色或红外的波长区域的光适用。根据这种构成，至少在红色或红外的波长区域中，可以得到良好的相位变换特性。
在上述第三方面的光学装置中，优选将线状格子沟槽图案的周期L及占空比De进一步设定为由以下4个式规定的第二范围内的值：
De≥0.73；
L≤0.4；
L≥30.952De3-74.751De2+59.62De-15.328；
L≤3.0776De2-5.1863De+2.5772。
根据这样的构成，在更宽的波长区域内也可以得到良好的相位变换特性。
这种情况下，具有第二范围内的周期L及占空比De的波长板适用于红色、红外及蓝色的所有波长区域的光。根据该构成，在红色、红外及蓝色的所有波长区域中，可以得到良好的相位变换特性。
在上述第三方面的光学装置中，优选金属氧化膜包括具有连接了多个孔的线状格子沟槽图案和多个孔距离所定间隔的配置的格子孔图案的任一方的氧化铝膜，构成氧化铝膜所包含的格子沟槽图案及格子孔图案的任一方的多个孔，与第一方向相邻的孔距离孔间隔T的中心间距离地配置为列状，以构成孔列，同时孔列以作为比孔间隔T还大的间隔的周期L，多列配置在与第一方向垂直的第二方向上，将周期L与孔间隔T设定为由以下2个式规定的第一范围内的值：
L≤0.65；
L≥-1.2018T3+0.3022T2+1.2988T+0.01。
根据这样的构成，在将波长板作为1/4波长板使用的情况下，相对于具有不同波长的多种光，可以使互相垂直的2个偏振光成分的相位差为90°左右。另外，在将波长板作为1/2波长板使用的情况下，相对于具有不同波长的多种光而言，可以使互相垂直的2个偏振光成分的相位差为180°左右。结果，在宽的波长区域中，可以得到包含具有良好的相位变换特性的波长板的光学装置。
这种情况下，具有第一范围内的周期L及孔间隔T的波长板至少对于红色及红外的波长区域的光适用。根据这样的构成，至少在红色及红外的波长区域内，可以得到良好的相位变换特性。
在上述第三方面的光学装置中，优选将周期L及孔间隔T进一步设定为由以下3个式所规定的第二范围内的值：
L≤0.4；
L≥-440.16T3+63.334T2-3.4273T+0.3439；
L≥0.35(T-0.0825)0.434+0.245。
根据这样的构成，在更宽的波长区域中可以得到良好的相位变换特性。
这种情况下，具有第二范围内的周期L及孔间隔T的波长板可以适用于红色、红外及蓝色的所有波长区域的光。根据这样的构成，在红色、红外及蓝色的所有波长区域中，可以得到良好的相位变换特性。
附图说明
图1是表示本发明的第一实施方式的1/4波长板的结构的立体图。
图2是表示相对于具有不同波长的多种光，具有良好的相位变换特性的1/4波长板的有效占空比及周期的范围的图表。
图3是用来说明有效占空比的定义的格子沟槽图案的放大平面图。
图4～图17是表示用来规定图2所示的范围的坐标点A1～坐标点A17中的波长与相位差的关系的模拟结果。
图18～图31是表示用来规定图2所示的范围的坐标点B1～坐标点B14中的波长与相位差的关系的模拟结果。
图32是表示坐标点P中的波长与相位差的关系的模拟结果。
图33～图39是用来说明图1所示的第一实施方式的1/4波长板的制造过程的一例的剖面图及平面图。
图40是表示作为包含图1所示的第一实施方式的1/4波长板的光学装置的CD-R/DVD互换光拾装置的光学系统的概略图。
图41是表示本发明的第二实施方式的1/2波长板的结构的立体图。
图42是表示作为包含图41所示的第二实施方式的1/2波长板的光学装置的液晶投影装置的光学系统的概略图。
图43是表示图42所示的液晶投影装置的光学系统的偏振光变换元件的构成的概略图。
图44是表示本发明的第三实施方式的1/4波长板的结构的立体图。
图45是表示相对于具有不同波长的多种光而具有良好的相位变换特性的1/4波长板的细孔间隔及周期的范围的图表。
图46是用来说明细孔间隔及周期的定义的格子孔图案的放大平面图。
图47是用来说明细孔间隔及周期的定义的格子沟槽图案的放大平面图。
图48～图63是表示用来规定图45所示的范围的坐标点C1～坐标点C16中的波长与相位差的关系的模拟结果。
图64～图79是表示用来规定图45所示的范围的坐标点D1～坐标点D16中的波长与相位差的关系的模拟结果。
图80是表示坐标点Q的波长与相位差的关系的模拟结果。
图81是表示本发明的第四实施方式的1/2波长板的结构的立体图。
图82是表示本发明的第五实施方式的波长板的格子孔图案的平面图。
图83及图84是表示将第五实施方式的格子孔图案设定为图45的坐标点C8及坐标点C9时的波长与相位差的关系的模拟结果。
图85～图87是用来说明图82所示的第五实施方式的波长板的制造过程的剖面图及平面图。
图88是表示本发明的第六实施方式的波长板的格子孔图案的平面图。
图89是表示本发明的第七实施方式的波长板的格子沟槽图案的平面图。
图90是表示本发明的第八实施方式的波长板的格子沟槽图案的平面图。
图91是表示第三及第四实施方式的变形例的波长板的格子孔图案的平面图。
图92是表示第三及第四实施方式的变形例的波长板的格子沟槽图案的平面图。
图93是表示现有的具有线状格子沟槽图案的波长板的概念的立体图。
图94是表示图93所示的现有波长板的有效折射率与占空比的关系的相关图。
图95是现有的具有采用光刻技术及蚀刻技术形成的格子沟槽图案的波长板的剖面图。
图96～图99是用来说明采用了现有的阳极氧化法的三角格子图案的制造过程的剖面图。
图100是表示采用现有的阳极氧化法形成的二维光学晶体的平面图。
图101是表示由水晶构成的1/4波长板的概念的立体图。
图102是表示由水晶构成的1/2波长板的概念的立体图。
图103是表示由水晶构成的1/4波长板的波长与相位差的关系的模拟结果。
具体实施方式
以下，参照附图说明本发明的实施方式。
(第一实施方式)
参照图1，第一实施方式的1/4波长板，通过使与光轴(格子沟槽方向)平行的偏振光成分和垂直的偏振光成分的相位差约为90°，从而具有使相对于光轴(格子沟槽方向)约倾斜45°的直线偏振光的入射光变换为圆偏振光的出射光的功能。而且，1/4波长板是本发明的「波长板」的一例。
作为该第一实施方式的1/4波长板的具体结构，如图1所示，在玻璃基板1上形成有ITO或由ZnO构成的透明导电膜2。另外，玻璃基板1是本发明的「基板」的一例。
在这里，在第一实施方式中，在透明导电膜2上形成有具有直线状格子沟槽图案的氧化铝膜3。该氧化铝膜3的直线状格子沟槽图案通过将细孔连接为直线状而形成。另外，氧化铝膜3的直线状格子沟槽图案的沟槽部3a具有深达透明导电膜2的深度，同时形成为深度方向均匀的宽度。此外，有时在位于沟槽部3a间的氧化铝膜3的表面上形成有多个孔3b。而且，氧化铝膜3是本发明的「金属氧化膜」的一例。
接着，参照图1～图31，对由相对于具有不同波长的多种光而具有良好相位变换特性的氧化铝构成的直线状格子沟槽图案(1/4波长板)的有效占空比及周期的范围的规定方法进行说明。此外，图2中的范围F1是相对于红色、红外及蓝色的所有波长的光，能使互相垂直的2个偏振光成分的相位差为90°左右(90°±10°的范围内)的范围。另外，图2中的范围F2是至少相对于红色及红外的波长的光，能使互相垂直的2个偏振光成分的相位差为90°左右(90°±10°的范围内)的范围。而且，范围F1是本发明的「第二范围」的一例，范围F2是本发明的「第一范围」的一例。
首先，对有效占空比De的定义进行说明。有效占空比De，如图3所示，在将直线状格子沟槽图案的沟槽部3a的有效沟宽设为We1，同时将周期设为L1的情况下，用De＝(L1-We1)/L1来定义。而且，有效沟宽We1，在将沟槽部3a的最大宽度设为S1的同时，将连接的细孔的间距设为T1的情况下，用We1＝3S12/(3S1+T1)来定义。
此外，在规定图2中的范围F1时，首先在由多个具有不同有效占空比De及周期L1的氧化铝膜构成的直线状格子沟槽图案的每个中，模拟了入射了红色、红外及蓝色波长的光时的波长与相位差的关系。根据该模拟结果，在红色(660nm)、红外(790nm)及蓝色(405nm)的所有波长区域中，使相位差成为容许范围内的值的有效占空比De及周期L1包含在范围F1内，同时在蓝色(405nm)的波长区域中，使相位差成为容许范围外的值的有效占空比De及周期L1不包含在范围F1内。在下表1中表示上述模拟中使用的有效占空比De及周期L1的值(坐标)。而且，将红色、红外及蓝色的波长分别设定为660nm、790nm及405nm，同时将相位差的容许范围设定为90°±10°。
参照下述表1，在坐标点A2(De：0.75，L1：0.4)、坐标点A3(De：0.79，L1：0.4)、坐标点A5(De：0.85，L1：0.385)、坐标点A6(De：0.9，L1：0.4)、坐标点A7(De：0.95，L1：0.4)、坐标点A10(De：0.82，L1：0.37)、坐标点A11(De：0.95，L1：0.37)及坐标点A13(De：0.88，L1：0.35)中，分别如图5、图6、图8、图9、图10、图13、图14及图16所示，在红色(660nm)、红外(790nm)及蓝色(405nm)的所有波长区域中，相位差成为容许范围(90°±10°)内的值。此时的氧化铝膜的厚度(μm)分别为：坐标点A2：1.90μm；坐标点A3：2.55μm；坐标点A5：3.13μm；坐标点A6：3.87μm；坐标点A7：4.77μm；坐标点A10：2.28μm；坐标点A11：3.77μm及坐标点A13：2.90μm。
另外，在坐标点A1(De：0.753，L1：0.4)、坐标点A4(De：0.85，L1：0.395)、坐标点A8(De：0.97，L1：0.4)、坐标点A9(De：0.8，L1：0.37)、坐标点A12(De：0.97，L1：0.37)及坐标点A14(De：0.88，L1：0.34)中，分别如图4、图7、图11、图12、图15及图17所示，在红色(660nm)及红外(790nm)的波长区域内，相位差成为容许范围(90°±10°)内的值，而蓝色(405nm)的波长区域内，相位差成为容许范围(90°±10°)外的值。而且，此时的氧化铝膜的厚度分别为坐标点A1：1.78μm；坐标点A4：3.22μm；坐标点A8：5.91μm；坐标点A9：2.02μm；坐标点A12：5.06μm及坐标点A14：2.86μm。
表1
坐标点     坐标
    De     L1
    A1     0.73     0.4
    A2     0.75     0.4
    A3     0.79     0.4
    A4     0.85     0.395
    A5     0.85     0.385
    A6     0.9     0.4
    A7     0.95     0.4
    A8     0.97     0.4
    A9     0.8     0.37
    A10     0.82     0.37
    A11     0.95     0.37
    A12     0.97     0.37
    A13     0.88     0.35
    A14     0.88     0.34
再有，根据以下的4个式规定图2所示的范围F1，以便在红色(660nm)、红外(790nm)及蓝色(405nm)的所有波长区域中，包含相位差成为容许范围(90°±10°)内的坐标点A2、A3、A5、A6、A7、A10、A11及A13；而且只有蓝色(405nm)的波长区域不包含相位差为容许范围(90°±10°)外的坐标点A1、A4、A8、A9、A12及A14。
De≥0.73                                   (1)
L1≤0.4                                    (2)
L1≥30.952De3-74.751De2+59.62De-15.328     (3)
L1≤3.0776De2-5.1863De+2.5772              (4)
而且，上述式(1)及式(2)规定图2所示的范围F1上部的直线部分F11。另外，上述式(3)及式(4)分别规定图2所示的范围F1下部的曲线部分F12及上部的凹状部分F13。
接着，在规定图2中的范围F2时，首先在由多个具有不同有效占空比De及周期L1的氧化铝膜构成的直线状格子沟槽图案中，分别模拟了入射了红色及红外的波长的光时的波长与相位差的关系。根据该模拟结果，在红色(660nm)及红外(790nm)的波长区域中，使相位差成为容许范围内的值的有效占空比De及周期L1包含在范围F2内，同时在红色(660nm)及红外(790nm)的波长区域中，使相位差成为容许范围外的值的有效占空比De及周期L1不包含在范围F2内。在下表2中表示上述模拟中使用的有效占空比De及周期L1的值(坐标)。而且，将红色及红外的波长分别设定为660nm及790nm，同时将相位差的容许范围设定为90°±10°。
表2
坐标点        坐标
    De     L1
    B1     0.48     0.65
    B2     0.52     0.65
    B3     0.76     0.65
    B4     0.8     0.65
    B5     0.92     0.65
    B6     0.96     0.65
    B7     0.86     0.62
    B8     0.86     0.6
    B9     0.4     0.4
    B10     0.44     0.4
    B11     0.46     0.2
    B12     0.5     0.2
    B13     0.9     0.04
    B14     0.94     0.04
参照上述表2，在坐标点B2(De：0.52，L1：0.65)、坐标点B3(De：0.76，L1：0.65)、坐标点B6(De：0.96，L1：0.65)、坐标点B8(De：0.86，L1：0.6)、坐标点B10(De：0.44，L1：0.4)、坐标点B12(De：0.5，L1：0.2)及坐标点B13(De：0.9，L1：0.04)中，分别如图19、图20、图23、图25、图27、图29及图30所示，在红色(660nm)及红外(790nm)的波长区域中，相位差成为容许范围(90°±10°)内的值。而且，此时的氧化铝膜的厚度(μm)分别为：坐标点B2：1.60μm；坐标点B3：3.01μm；坐标点B6：10.27μm；坐标点B8：4.28μm；坐标点B10：1.06μm；坐标点B12：1.18μm以及坐标点B13：2.46μm。
另外，在坐标点B1(De：0.48，L1：0.65)、坐标点B4(De：0.8，L1：0.65)、坐标点B5(De：0.92，L1：0.65)、坐标点B7(De：0.86，L1：0.62)、坐标点B9(De：0.4，L1：0.4)、坐标点B11(De：0.46，L1：0.2)及坐标点B14(De：0.94，L1：0.04)中，分别如图18、图21、图22、图24、图26、图28及图31所示，在红色(660nm)及红外(790nm)的波长区域内，相位差成为容许范围(90°±10°)外的值。而且，此时的氧化铝膜的厚度(μm)分别为坐标点B1：1.53μm；坐标点B4：4.16μm；坐标点B5：6.16μm；坐标点B7：4.40μm；坐标点B9：1.12μm；坐标点B11：1.21μm以及坐标点B14：2.61μm。
再有，根据以下的4个式规定图2所示的范围F2，以便在红色(660nm)及红外(790nm)的波长区域中，包含相位差成为容许范围(90°±10°)内的坐标点B2、B3、B6、B8、B10、B12及B13；而且不包含相位差为容许范围(90°±10°)外的坐标点B1、B4、B5、B7、B9、B11及B14。
L1≤0.65                                 (5)
L1≥2×10-14e31.263De                    (6)
L1≤6.0317De2-10.352De+5.0516            (7)
(De-0.85)2/0.442+(L1-0.41)2/0.392≤1     (8)
此外，上述式(5)、式(6)、式(7)及式(8)分别规定图2所示的范围F2上部的直线部分F21、右下的曲线部分F22、上部的凹状部分F23及左下的曲线部分F24。
在这里，在第一实施方式中，氧化铝膜3(参照图1)的直线状格子沟槽图案的有效占空比De及周期L1设定为由上述4个式(1)～式(4)规定的范围F1内的值(例如，De：0.88，L1：0.38(图2中的坐标点P))。即，在该第一实施方式(图2中的坐标点P)中，在红色(660nm)、红外(790nm)及蓝色(405nm)的所有波长区域中，相位差在容许范围(90°±10°)内。而且，在图32中，表示分别将有效占空比De及周期L1设定为0.88及0.38(图2中的坐标点P)时的实验结果。此外，此时的厚度(μm)为坐标点P：3.35μm。
在第一实施方式中，如上所述，通过将构成1/4波长板的氧化铝膜3的线状格子沟槽图案的有效占空比De及周期L1设定为由上述4个式的式(1)～式(4)规定的范围F1内的值(例如，De：0.88，L1：0.38(图2中的坐标点P))，从而相对于红色、红外及蓝色的所有波长的光，可以使互相垂直的2个偏振光成分的相位差为90°左右(90°±10°的范围内)。结果，可以得到在宽波长区域中得到良好相位变换特性的1/4波长板。此外，由于氧化铝膜3为无机材料，故可以得到耐环境性优越的1/4波长板。由此，即使在高温条件下使用包含具有直线状格子沟槽图案的氧化铝膜3的1/4波长板，也可以抑制1/4波长板的特性的劣化。
接着，参照图33～图39，对第一实施方式的1/4波长板的制造过程的一例进行说明。
首先，如图33所示，利用蒸镀法，在玻璃基板1上依次形成由ITO或ZnO构成的透明导电膜2及铝膜4。
接着，如图34所示，为了进行织构化处理，而在由SiC等硬质材料构成的挤压部件11的表面上形成具有规则性排列的凸部11a。此时，如图35所示，形成挤压部件11的凸部11a(参照图34)，以使织构化处理后的铝膜4的表面上所形成的凹部4a的点列，每隔？用虚线表示的配置为多列状的三角格子图案4b的1列地形成。而且，如图34所示，通过进行将挤压部件11挤压在铝膜4的表面上的织构化处理，以在铝膜4的表面上形成具有图35所示的排列的凹部4a的点列。
接下来，如图36所示，采用阳极氧化法，通过进行已形成凹部4a的点列的铝膜4的氧化处理，以形成对应于点列的孔(图中未示出)。具体而言，将作为阳极的铝膜4的表面或玻璃基板1的表面配置为与白金构成的阴极12的表面相对向。而且，在具有约0.05M浓度的磷酸水溶液中，通过施加约160V的电压，进行约3个小时的氧化处理。此时，通过形成于玻璃基板1与铝膜4之间的透明导电膜2，在铝膜4上施加电压。由此，在氧化处理中，由于可以一直在铝膜4上施加电压，所以即使在玻璃基板1的表面上有凹凸的情况下，也可以防止未被氧化的铝膜4残留等问题。由此，自组织化地形成具有微细孔的氧化铝膜(图中未示出)。另外，在有该阳极氧化处理形成的微细孔中，在设相邻孔间的最大距离为U，阳极氧化电压为Va的情况下，可知U＝0.0025Va(μm)的关系式成立。该关系式U＝0.0025Va(μm)，例如在H.Masuda等人「Jpn.J.Appl.Phys.」Vol.37 1998 pp.L1340～L1342等中公开。
然后，使用含有约5wt％的磷酸的水溶液，在约30℃下，利用湿式蚀刻扩大对应于阳极氧化处理所形成的点列的孔(图中未示出)。此时，如图37及图38所示，由于通过扩大与点列对应的孔而连接相邻的孔之间，故可以容易地几乎完全地除去位于沟槽部3a的形成区域上的氧化铝膜3。这样，形成具有直线状格子沟槽图案的氧化铝膜3。该氧化铝膜3的直线状格子沟槽图案形成为：沟槽部3a的深度抵达透明导电膜2为止，同时沟槽部3a的宽度沿深度方向均匀地形成。而且，在位于沟槽部3a间的氧化铝膜3的表面上，形成多个孔3b。该孔3b虽然不是优选的，但如图39所示，考虑由于利用织构化处理而形成的凹部4a的变形及阳极氧化所导致的变形的影响，而形成于与未形成凹部4a的三角格子图案4b(参照图35)对应的位置上。
在第一实施方式的制造过程中，如上所述，由于通过采用阳极氧化法形成具有直线状格子沟槽图案的氧化铝膜3，从而可以自组织化地形成深度大且在深度方向具有均匀沟宽的格子沟槽图案，故可以得到具有良好的格子沟槽图案的1/4波长板。
接着，参照图40，对包含图1中示出的第一实施方式的1/4波长板的CD-R/DVD互换光拾装置的光学系统的结构进行说明。
如图40所示，该CD-R/DVD互换光拾装置的光学系统备有：CD-R用半导体激光元件21a及DVD用半导体激光元件21b；衍射光栅22a及22b；偏振光分束器23a及23b；1/4波长板24；准直透镜(collimator lens)25；物镜26；柱面透镜(cylindrical lens)27和受光元件28。而且，作为1/4波长板24，使用的是图1中示出的第一实施方式的1/4波长板。另外，CD-R用半导体激光元件21a及DVD用半导体激光元件21b分别是本发明的「光源」的一例，1/4波长板24是本发明的「波长板」的一例。
CD-R用半导体激光元件21a及DVD用半导体激光元件21b分别配置为激光光线向与光盘30的记录/再生面30a平行的方向出射。该CD-R用半导体激光元件21a射出CD-R中利用的790nm(红外)附近的波长的激光光线，同时DVD用半导体激光元件21b射出DVD中利用的650nm(红色)附近的波长的激光光线。另外，从CD-R用半导体激光元件21a及DVD用半导体激光元件21b出射的激光光线分别具有与光盘30的记录/再生面30a垂直的直线偏振光。此外，衍射光栅22a及22b分别具有将从CD-R用半导体激光元件21a及DVD用半导体激光元件21b出射的激光光线转换为包含跟踪误差检测光束的3种激光光线的功能。
另外，偏振光分束器23a及23b分别具有反射与光盘30的记录/再生面30a垂直(与纸面平行)的偏振光方向的激光光线，同时透过与光盘30的记录/再生面30a平行(与纸面垂直)的偏振光方向的激光光线的功能。在这里，由于通过使用偏振光分束器23a及23b，而与使用单向透视玻璃的情况不同，可以将所定偏振光方向的激光光线分支10％左右，故可以使光利用效率提高。而且，偏振光分束器23a只对CD-R所用的790nm(红外)附近的波长的激光光线起作用，对于790nm附近的波长以外的波长的激光光线，不管偏振光方向如何，都透过。再有，偏振光分束器23b只对DVD所用的650nm(红色)附近的波长的激光光线起作用，而对于650nm附近的波长以外的波长的激光光线，与偏振光方向无关地透过。
还有，准直透镜25及物镜26具有将通过了1/4波长板24的激光光线聚光在光盘30的记录/再生面30a上的功能。此外，柱面透镜27具有将由光盘30的记录/再生面30a反射的激光光线转换为包含焦点误差检测(象散法)光束的激光光线的功能。进而，受光元件28具有将由光盘30的记录/再生面30a反射的激光光线作为跟踪误差信号、焦点误差信号及HF(高频)信号检测出的功能。
接下来，参照图30，对包含图1所示出的第一实施方式的1/4波长板的CD-R/DVD互换光拾装置的光学系统的动作进行说明。
首先，在作为光盘30使用CD-R的情况下，将具有790nm(红外)附近的波长且具有与纸面平行的直线偏振光的激光光线L10从CD-R用半导体激光元件21a射出。该激光光线L10由衍射光栅22a转换为包含跟踪误差检测光束的3种激光光线L10后，入射到偏振光分束器23a。此时，激光光线L10由偏振光分束器23a而方向转换到光盘30方向。而且，方向转换到光盘30方向的激光光线L10由1/4波长板从直线偏振光转换为圆偏振光后，由准直透镜25及物镜26聚光。之后，由聚光过的激光光线L10在光盘30的记录/再生面30a上记录信号。
再有，在向光盘30的记录/再生面30a记录信号中未消耗的激光光线L20，通过由光盘30的记录/再生面30a反射，从而相位约变化180°。然后，由光盘30的记录/再生面30a反射的激光光线L20由1/4波长板从圆偏振光转换为直线偏振光。此时，由于激光光线L20的相位约变化180°，故变换为具有与光盘30的记录/再生面30a平行(与纸面垂直)的直线偏振光的激光光线L20。而且，具有与纸面垂直的直线偏振光的激光光线L20依次入射到偏振光分束器23a及23b中。在这里，由于偏振光分束器23a只反射与纸面平行的偏振光方向的激光光线，故激光光线L20不会向CD-R用半导体激光元件21a方向反射。此外，由于偏振光分束器23b只对650nm(红色)附近的波长的激光光线起作用，故激光光线L20不会向DVD用半导体激光元件21b方向反射。之后，透过偏振光分束器23a及23b的激光光线L20，由柱面透镜27变换为包含焦点误差检测(象散法)光束的激光光线L20后，入射到受光元件28。由此，激光光线L20作为跟踪误差信号、焦点误差信号及HF(高频)信号而被检测出。
另外，在作为光盘30而使用DVD的情况下，进行与上述作为光盘30而使用CD-R的情况相同的动作。但是，在作为光盘30使用DVD的情况下，从DVD用半导体激光元件21b射出具有650nm(红色)附近的波长且具有平行于纸面的直线偏振光的激光光线L30。这种情况下，激光光线L30由衍射光栅22b转换为包含跟踪误差检测光束的3种激光光线L30。此外，激光光线L30由偏振光分束器23b方向转换为光盘30方向。
在该CD-R/DVD互换光拾装置的光学系统中，如上所述，由于作为1/4波长板，通过使用图1所示出的第一实施方式的1/4波长板，从而相对于CD-R所用的790nm(红外)附近及DVD所用的650nm(红色)附近的波长的激光光线L10及L30而言，可以将1/4波长板24的相位变换特性保持在90°左右(90°±10°的范围内)，故可以良好地进行1/4波长板24的激光光线L10及L30的变换。因此，不会产生具有设计值以外的偏振光方向的激光光线。由此，由于可以抑制由光盘30的记录/再生面30a反射的激光光线L20被偏振光分束器23a及23b反射，故可以抑制激光光线L20返回CD-R用半导体激光元件21a及DVD用半导体激光元件21b。结果，由于可以抑制CD-R用半导体激光元件21a及DVD用半导体激光元件21b的光强度杂音(光强度的波动)的增加，故可以使CD-R/DVD互换光拾装置的特性提高。另外，由于图1所示的第一实施方式的包含氧化铝膜3的1/4波长板在耐环境性方面优越，故即使将该1/4波长板用于车载用的CD-R/DVD互换光拾装置中，也可以抑制1/4波长板的特性劣化。
(第二实施方式)
参照图41，对在该第二实施方式中，与上述第一实施方式不同，将本发明适用于1/2波长板的示例进行说明。
即，该第二实施方式的1/2波长板，如图41所示，具有通过使与光轴平行的偏振光成分和垂直的偏振光成分的相位差约为180°，从而使相对于光轴约倾斜45°的直线偏振光的入射光的偏振光方向旋转约90°的功能。而且，1/2波长板是本发明的「波长板」的一例。
作为该第二实施方式的1/2波长板的具体结构，与上述第一实施方式同样，在玻璃基板1上形成有ITO或ZnO构成的透明导电膜2。
在这里，在第二实施方式中，在透明导电膜2上形成有具有直线状格子沟槽图案的氧化铝膜43。该氧化铝膜43的厚度设定为构成图1所示出的第一实施方式的1/4波长板的氧化铝膜3的厚度的2倍。由此，可以使与入射光的光轴平行的偏振光成分和垂直的偏振光成分的相位差成为第一实施方式(约90°)的2倍(180°)。另外，氧化铝膜43的直线状格子沟槽图案，与上述第一实施方式同样，通过将细孔连接成直线状而形成。此外，氧化铝膜43的直线状格子沟槽图案的沟槽部43a，具有深达透明导电膜2的深度，同时在深度方向上形成均匀的宽度。再有，有时在位于沟槽部43a之间的氧化铝膜43的表面上形成有多个孔43b。而且，氧化铝膜43是本发明的「金属氧化膜」的一例。
接着，若将相位差的容许范围设定为180°±20°，则可以用与图2所示的第一实施方式同样的范围表示由相对于具有不同波长的多种光能得到良好的相位变换特性的氧化铝膜构成的直线状格子沟槽图案(1/2波长板)的有效占空比及周期的范围。这种情况下，图2中的范围F1为相对于红色、红外及蓝色所有的波长的光，能使互相垂直的2个偏振光成分的相位差位于180°左右(180°±20°的范围内)的范围；而图2中的范围F2则为至少相对于红色及红外的波长的光，能使互相垂直的2个偏振光成分的相位差位于180°左右(180°±20°的范围内)的范围。
在这里，在第二实施方式中，氧化铝膜43的直线状格子沟槽图案的有效占空比De及周期L1，与图2中示出的第一实施方式同样，设定为由上述4个式的式(1)～式(4)所规定的范围F1内的值(例如，De：0.88，L1：038(图2中的坐标点P))。即，在该第二实施方式(图2中的坐标点P)中，在红色(660nm)、红外(790nm)及蓝色(405nm)的所有波长区域内，相位差位于容许范围(180°±20°)内。
在第二实施方式中，如上所述，通过将构成1/2波长板的氧化铝膜43的直线状格子沟槽图案的有效占空比De及周期L1设定为图2所示的范围F1内的值(例如，De：0.88，L1：038(图2中的坐标点P))，从而对于红色、红外及蓝色的所有波长的光而言，可以使互相垂直的2个偏振光成分的相位差位于180°左右(180°±20°的范围内)。结果，可以得到在宽波长区域内具有良好相位变换特性的1/2波长板。此外，由于氧化铝膜43是无机材料，故可以得到耐环境性优越的1/2波长板。由此，即使在高温条件下使用包含具有直线状格子沟槽图案的氧化铝膜43的1/2波长板，也可以抑制1/2波长板的特性劣化。
接下来，参照图42及图43，对包含图41所示出的第二实施方式的1/2波长板的液晶投影装置的光学系统的结构进行说明。
如图42所示，该液晶投影装置的光学系统备有：光源部51、积分透镜(integrator lens)52、偏振光变换元件53、全反射镜54a～54d、聚光透镜55、分色镜56a及56b、液晶面板57a～57c、二向棱镜58和投射透镜59。
光源部51由金属卤化物灯(metal halide lamp)、卤素灯(halogen lamp)及圆柱形灯(cannon lamp)等构成的光源51a和反射器(reflector)51b构成。而且，反射器51b具有使从光源51a发射的具有宽波长区域的白色光的方向为所定方向的功能。另外，积分透镜52具有组合了二维微透镜阵列(图中未示出)的结构。
此外，偏振光变换元件53具有将光的偏振方向变换为1个一致的偏振方向的功能。如图43所示，该偏振光变换元件53由1/2波长板61、具有多个偏振光分离面62a的偏振光分束器阵列62和遮光板63构成。而且，作为1/2波长板61，使用的是图41中示出的第二实施方式的1/2波长板。再有，1/2波长板61是本发明的「波长板」的一例。
还有，如图42所示，全反射镜54a～54d具有反射全部光的功能。另外，分色镜56a具有只透过红色光而反射绿色光及蓝色光的功能，同时分色镜56b具有只透过蓝色光而反射红色光及绿色光的功能。再有，液晶面板57a～57c分别具有空间调制红色光、绿色光及蓝色光的功能，同时二向棱镜58具有将空间调制过的红色光、绿色光及蓝色光合成的功能。此外，投射透镜59则具有将合成完的红色光、绿色光及蓝色光投射在屏幕上的功能。
接着，参照图42及图43，对包含图41中示出的第二实施方式的1/2波长板的液晶投影装置的光学系统的动作进行说明。
首先，利用反射器51b使从光源51a发射的包含红色光R、绿色光G及蓝色光B成分的白色光的方向朝向积分透镜52侧。而且，包含红色光R、绿色光G及蓝色光B成分的白色光通过积分透镜52后，入射到偏振光变换元件53，由此，包含红色光R、绿色光G及蓝色光B成分的白色光的偏振方向变换为1个整齐的偏振光方向。
具体而言，如图43所示，在从光源51a发射的白色光中混有具有不同偏振光方向的多种光(例如S偏振光及P偏振光)。在该S偏振光及P偏振光入射到偏振光分束器阵列62时，S偏振光由偏振光分裂面62a反射后，再通过由相邻的偏振光分离面62a反射，而出射到偏振光分束器阵列62外。另一方面，P偏振光透过偏振光分离面62a后，出射到偏振光分束器阵列62外。然后，P偏振光由1/2波长板61变换为S偏振光。这样，入射到偏振光变换元件53的光全部变换为S偏振光。
而且，如图42所示，已变换为具有1个整齐的偏振光方向的直线偏振光的包含红色光R、绿色光G及蓝色光B成分的白色光，由全反射镜54a进行了方向变换后，通过聚光透镜55。再有，包含红色光R、绿色光G及蓝色光B成分的白色光由积分透镜52及聚光透镜55，从单峰性的强度分布变换为平坦的强度分布。
接下来，红色光R透过分色镜56a后，通过由全反射镜54b反射，而方向变换为液晶面板57a方向。另外，绿色光G由分色镜56a反射后，再通过由分色镜56b反射，而方向变换为液晶面板57b方向。再有，蓝色光B由分色镜56a反射后，透过分色镜56b。然后，蓝色光B通过由全反射镜54c及54d依次反射，而方向变换为液晶面板57c方向。由此，白色光分离为红色光R、绿色光G及蓝色光B，并分别入射到液晶面板57a～57c。而且，由液晶面板57a～57c空间调制过的红色光R、绿色光G及蓝色光B，由二向棱镜58进行合成。之后，合成的红色光R、绿色光G及蓝色光B由投射透镜59投射在屏幕上。
在该液晶投影装置的光学系统中，如上所述，由于作为1/2波长板61，通过使用图41示出的第二实施方式的1/2波长板，从而相对于红色光R、绿色光G及蓝色光B来说，可以将1/2波长板61的相位变换特性保持在180°左右(180°±20°的范围内)，故可以良好地进行1/2波长板61的红色光R、绿色光G及蓝色光B的变换。因此，不会产生具有设计值以外的偏振光方向的光。由此，由于可以抑制具有无法入射到液晶面板57a～57c的偏振光方向的光的增加，故可以抑制光的利用效率的降低。结果，由于可以抑制起因于光的利用效率降低的色彩偏差或亮度降低，故可以使液晶投影装置的特性提高。另外，由于图41所示的第二实施方式的包含氧化铝膜43的1/2波长板在耐环境特性上优越，所以即使将该1/2波长板用于由光源51a而导致装置内部成为高温的液晶投影装置中，也可以抑制1/2波长板的特性劣化。
(第三实施方式)
参照图44，对在该第三实施方式中，与上述第一及第二实施方式不同，作为构成波长板的氧化铝膜，使用具有由排列成三角格子状的多个细孔构成的格子孔图案的氧化铝膜的情况进行说明。而且，第三实施方式的波长板与上述第一实施方式同样，具有通过使与光轴(箭头Y方向)平行的偏振光成分和垂直的偏振光成分的相位差约为90°，而将相对于光轴(箭头Y方向)约倾斜45°的直线偏振光的入射光转换为圆偏振光的出射光的功能。
作为该第三实施方式的1/4波长板的具体结构，如图44所示，在玻璃基板71上形成有由ITO或ZnO构成的透明导电膜72。而且，玻璃基板71是本发明的「基板」的一例。
在这里，在第三实施方式中，在透明导电膜72上形成有具有由排列成三角格子状的多个细孔73a构成的格子孔图案的氧化铝膜73。构成该氧化铝膜73的格子孔图案的的多个细孔73a，间隔所定的孔中心间距离(细孔间隔)，以便不连接与箭头Y方向(光轴的延伸方向)相邻的细孔73a，沿箭头Y方向配置为列状，以构成细孔列73b。再有，细孔列73b在与箭头Y方向正交的箭头X方向上，以比相邻细孔73a的细孔间隔(中心间距离)还大的间隔(周期)配置有多列。此外，细孔73a具有深达透明导电膜72的深度，同时在深度方向上形成均匀的直径。另外，氧化铝膜73是本发明的「金属氧化膜」的一例。还有，细孔73a是本发明的「孔」的一例，细孔列73b是本发明的「孔列」的一例。
接着，参照图44～图79，对由相对于具有不同波长的多种光具有良好的相位变换特性的氧化铝膜构成的格子孔图案(1/4波长板)的细孔间隔及周期的范围的规定方法进行说明。另外，图45中的范围F3是相对于红色、红外及蓝色的所有波长的光来说，能使互相垂直的2个偏振光成分的相位差为90°左右(90°±10°的范围内)的范围。另外，图45中的范围F4是至少相对于红色及红外的波长的光，能使互相垂直的2个偏振光成分的相位差为90°左右(90°±10°的范围内)的范围。而且，范围F3是本发明的「第二范围」的一例，范围F4是本发明的「第一范围」的一例。
首先，参照图46及图47，对细孔间隔及周期的定义进行说明。其中，在图46中，示出与箭头Y方向(光轴的延伸方向)相邻的细孔70a分隔开的格子孔图案，图47中示出与箭头Y方向(光轴的延伸方向)相邻的细孔70a通过相接或重合而连接的格子沟槽图案。如图46及图47所示，细孔间隔T2是与箭头Y方向相邻的细孔70a的中心间距离。另外，周期L2是与箭头Y方向垂直的箭头X方向相邻的细孔列70b的中心线间距离。此外，与箭头X方向相邻的细孔列70b的中心线间距离(周期L2)比与箭头Y方向相邻的细孔70a的中心间距离(细孔间隔T2)大。而且，细孔70a的直径S2优选为细孔间隔T2的0.7倍以上。这样，若将细孔70a的直径S2设定为细孔间隔T2的0.7倍以上，则由于可以产生大的双折射，在薄的氧化铝膜上得到90°左右的相位差，故容易制作。还有，若细孔间隔T2与周期L2为相同的值，则由于感受到的入射光的折射率成为各项同性，不会产生双折射，故有必要使细孔间隔T2与周期L2为不同的值。
再有，在规定图45中的范围F3时，首先，在由多个具有不同细孔间隔T2及周期L2的氧化铝膜构成的格子孔图案及格子沟槽图案的每个中，模拟了入射了红色、红外及蓝色波长的光时的波长与相位差的关系。根据该模拟结果，在红色(660nm)、红外(790nm)及蓝色(405nm)的所有波长区域中，使相位差成为容许范围内的值的细孔间隔T2及周期L2包含在范围F3内，同时在蓝色(405nm)的波长区域中，使相位差成为容许范围外的值的细孔间隔T2及周期L2不包含在范围F3内。在下表3中表示上述模拟中使用的细孔间隔T2及周期L2的值(坐标)。而且，与上述第一实施方式同样，将红色、红外及蓝色的波长分别设定为660nm、790nm及405nm，同时将相位差的容许范围设定为90°±10°。
表3
坐标点     坐标
    T2     L2
    C1     0.01     0.4
    C2     0.06     0.4
    C3     0.1     0.4
    C4     0.16     0.4
    C5     0.22     0.4
    C6     0.24     0.4
    C7     0.01     0.35
    C8     0.14     0.35
    C9     0.15     0.35
    C10     0.01     0.3
    C11     0.02     0.3
    C12     0.09     0.3
    C13     0.1     0.3
    C14     0.07     0.25
    C15     0.08     0.25
    C16     0.09     0.25
参照上述表3，在坐标点C1(T2：0.01，L2：0.4)、坐标点C2(T2：0.06，L2：0.4)、坐标点C3(T2：0.1，L2：0.4)、坐标点C4(T2：0.16，L2：0.4)、坐标点C5(T2：0.2，L2：0.4)、坐标点C7(T2：0.01，L2：0.35)、坐标点C8(T2：0.14，L2：0.35)、坐标点C11(T2：0.02，L2：0.3)、坐标点C12(T2：0.09，L2：0.3)、坐标点C15(T2：0.08，L2：0.25)中，分别如图48、图49、图50、图51、图52、图54、图55、图58、图59及图62所示，在红色(660nm)、红外(790nm)及蓝色(405nm)的所有波长区域中，相位差处于容许范围90°±10°内。
在这里，与上述坐标点C1～C5、C7、C8、C11、C12及C15中的坐标点C3、C4、C5、C8及C12对应的格子图案，如图46所示，为与箭头Y方向(光轴的延伸方向)相邻的细孔70a分隔开的格子孔图案。另外，与坐标点C2对应的格子图案，如图47所示，为与箭头Y方向(光轴的延伸方向)相邻的细孔70a通过相接而连接的格子沟槽图案。此外，与坐标点C1、C7、C11及C15对应的格子图案，如图47所示，为与箭头Y方向(光轴的延伸方向)相邻的细孔70a通过重合而连接的格子沟槽图案。
而且，此时的氧化铝膜的厚度(μm)分别为：坐标点C1：3.71μm；坐标点C2：4.49μm；坐标点C3：4.40μm；坐标点C4：3.22μm；坐标点C5：3.92μm；坐标点C7：2.75μm；坐标点C8：3.13μm；坐标点C11：2.50μm；坐标点C12：2.60μm及坐标点C15：1.77μm。
此外，细孔直径(μm)分别为：坐标点C1：0.04μm；坐标点C2：0.06μm；坐标点C3：0.09μm；坐标点C4：0.15μm；坐标点C5：0.182μm；坐标点C7：0.04μm；坐标点C8：0.13μm；坐标点C11：0.03μm；坐标点C12：0.086μm及坐标点C15：0.09μm。而且，此时的细孔直径(S2)(参照图46及图47)设定为细孔间隔T2的0.7倍以上。
再有，在坐标点C6(T2：0.24，L2：0.4)、坐标点C9(T2：0.15，L2：0.35)、坐标点C10(T2：0.01，L2：0.3)、坐标点C13(T2：0.1，L2：0.3)、坐标点C14(T2：0.07，L2：0.25)及坐标点C16(T2：0.09，L2：0.25)中，分别如图53、图56、图57、图60、图61及图63所示，在红色(660nm)及红外(790nm)的波长区域内，相位差处于容许范围(90°±10°)内，但在蓝色(405nm)的波长区域内，相位差则处于容许范围(90°±10°)外。
在这里，与上述坐标点C6、C9、C10、C13、C14及C16中的坐标点C6、C9及C13对应的格子图案，如图46所示，为与箭头Y方向(光轴的延伸方向)相邻的细孔70a分隔开的格子孔图案。另外，与坐标点C10、C14及C16对应的格子图案，如图47所示，则为与箭头Y方向(光轴的延伸方向)相邻的细孔70a通过重合而连接的格子沟槽图案。
而且，此时的氧化铝膜的厚度(μm)分别为：坐标点C6：4.14μm；坐标点C9：2.95μm；坐标点C10：2.77μm；坐标点C13：3.25μm；坐标点C14：1.72μm及坐标点C16：1.82μm。
此外，细孔直径(μm)分别为：坐标点C6：0.198μm；坐标点C9：0.14μm；坐标点C10：0.04μm；坐标点C13：0.09μm；坐标点C14：0.08μm及坐标点C16：0.096μm。而且，此时的细孔直径(S2)(参照图46及图47)设定为细孔间隔T2的0.7倍以上。
并且，根据以下的3个式规定图45所示的范围F3，以便在红色(660nm)、红外(790nm)及蓝色(405nm)的所有波长区域中，包含相位差成为容许范围(90°±10°)内的坐标点C1、C2、C3、C4、C5、C7、C8、C11、C12及C15；而且只有蓝色(405nm)的波长区域不包含相位差为容许范围(90°±10°)外的坐标点C6、C9、C10、C13、C14及C16。
L2≤0.4                                      (9)
L2≥-440.16T23+63.334T22-3.4273T2+0.3439     (10)
L2≥0.35(T2-0.0825)0.434+0.245               (11)
而且，上述式(9)规定图45所示的范围F3上部的直线部分F31。另外，上述式(10)规定图45所示的范围F3左下部的曲线部分F32。此外，式(11)规定图45所示的范围F3的右侧部的曲线部分F33。
接着，在规定图45中的范围F4时，首先在由多个具有不同细孔间隔T2及周期L2的氧化铝膜构成的格子孔图案及格子沟槽图案中，分别模拟了入射了红色及红外的波长的光时的波长与相位差的关系。根据该模拟结果，在红色(660nm)及红外(790nm)的波长区域中，使相位差成为容许范围内的值的细孔间隔T2及周期L2包含在范围F4内，同时在红色(660nm)的波长区域中，使相位差成为容许范围外的值的细孔间隔T2及周期L2不包含在范围F4内。在下表4中表示上述模拟中使用的细孔间隔T2及周期L2的值(坐标)。而且，将红色及红外的波长分别设定为660nm及790nm，同时将相位差的容许范围设定为90°±10°。
表4
坐标点     坐标
    T2     L2
    D1     0.01     0.65
    D2     0.1     0.65
    D3     0.2     0.65
    D4     0.3     0.65
    D5     0.4     0.65
    D6     0.5     0.65
    D7     0.62     0.65
    D8     0.65     0.65
    D9     0.51     0.6
    D10     0.53     0.6
    D11     0.3     0.4
    D12     0.32     0.4
    D13     0.14     0.2
    D14     0.15     0.2
    D15     0.01     0.04
    D16     0.03     0.04
参照上述表4，在坐标点D1(T2：0.01，L2：0.65)、坐标点D2(T2：0.1，L2：0.65)、坐标点D3(T2：0.2，L2：0.65)、坐标点D4(T2：0.3，L2：0.65)、坐标点D5(T2：0.4，L2：0.65)、坐标点D6(T2：0.5，L2：0.65)、坐标点D7(T2：0.62，L2：0.65)、坐标点D9(T2：0.51，L2：0.6)、坐标点D11(T2：0.3，L2：0.4)、坐标点D13(T2：0.14，L2：0.2)及坐标点D15(T2：0.01，L2：0.04)中，分别如图64、图65、图66、图67、图68、图69、图70、图72、图74、图76及图78所示，在红色(660nm)及红外(790nm)的波长区域中，相位差处于容许范围(90°±10°)内。
在这里，与上述坐标点D1～D7、D9、D11、D13及D15中的坐标点D2、D3、D4、D5、D6、D7及D9对应的格子图案，如图46所示，为与箭头Y方向(光轴的延伸方向)相邻的细孔70a分隔开的格子孔图案。另外，与坐标点D11及D13对应的格子图案，如图47所示，为与箭头Y方向(光轴的延伸方向)相邻的细孔70a通过相接而连接的格子沟槽图案。此外，与坐标点D1及D15对应的格子图案，如图47所示，为与箭头Y方向(光轴的延伸方向)相邻的细孔70a通过重合而连接的格子沟槽图案。
而且，此时的氧化铝膜的厚度(μm)分别为：坐标点D1：15.62μm；坐标点D2：15.67μm；坐标点D3：7.03μm；坐标点D4：5.32μm；坐标点D5：7.06μm；坐标点D6：6.08μm；坐标点D7：4.47μm；坐标点D9：3.56μm；坐标点D11：1.85μm；坐标点D13：1.72μm及坐标点D15：5.12μm。
此外，细孔直径(μm)分别为：坐标点D1：0.04μm；坐标点D2：0.08μm；坐标点D3：0.172μm；坐标点D4：0.26μm；坐标点D5：0.30μm；坐标点D6：0.40μm；坐标点D7：0.52μm；坐标点D9：0.44μm；坐标点D11：0.30μm；坐标点D13：0.14μm及坐标点D15：0.04μm。而且，此时的细孔直径(S2)(参照图46及图47)设定为细孔间隔T2的0.7倍以上。
另外，在坐标点D8(T2：0.65，L2：0.65)、坐标点D10(T2：0.53，L2：0.6)、坐标点D12(T2：0.32，L2：0.4)、坐标点D14(T2：0.15，L2：0.2)及坐标点D16(T2：0.03，L2：0.04)中，如图71、图73、图75、图77及图79所示，在红色(660nm)的波长区域中，相位差处于容许范围(90°±10°)外。
在这里，与上述坐标点D8、D10、D12、D14及D16中的坐标点D8、D10、D12及D14对应的格子图案，如图46所示，为与箭头Y方向(光轴的延伸方向)相邻的细孔70a分隔开的格子孔图案。另外，与坐标点D16对应的格子图案，如图47所示，为与箭头Y方向(光轴的延伸方向)相邻的细孔70a通过重合而连接的格子沟槽图案。
而且，此时的氧化铝膜的厚度(μm)分别为：坐标点D8：17.33μm；坐标点D10：4.23μm；坐标点D12：2.48μm；坐标点D14：2.10μm及坐标点D16：6.03μm。
此外，细孔直径(μm)分别为：坐标点D8：0.56μm；坐标点D10：0.46μm；坐标点D12：0.30μm；坐标点D14：0.14μm及坐标点D16：0.04μm。而且，此时的细孔直径(S2)(参照图46及图47)设定为细孔间隔T2的0.7倍以上。
再有，根据以下的2个式规定图45所示的范围F4，以便在红色(660nm)及红外(790nm)的波长区域中，包含相位差成为容许范围(90°±10°)内的坐标点D1、D2、D3、D4、D5、D6、D7、D9、D11、D13及D15；而且不包含相位差为容许范围(90°±10°)外的坐标点D8、D10、D12、D14及D16。
L2≤0.65                                     (12)
L2≥-1.2018T23+0.3022T22+1.2988T2+0.01       (13)
此外，上述式(12)规定图45所示的范围F4上部的直线部分F41。而且，上述式(13)规定图45所示的范围F4右侧部的曲线部分F42。
在这里，在第三实施方式中，氧化铝膜73(参照图44)的格子孔图案的细孔间隔T2及周期L2设定为由上述3个式的式(9)～式(11)所规定的范围F3内的值(例如，T2：0.10，L2：0.35(图45中的坐标点Q))。即，在该第三实施方式(图45中的坐标点Q)中，在红色(660nm)、红外(790nm)及蓝色(405nm)的所有波长区域中，相位差处于容许范围(90°±10°)内。而且，在图80中表示将细孔间隔T2及周期L2分别设定为0.10及0.35(图45中的坐标点Q)时的实验结果。另外，此时的厚度(μm)及细孔直径(μm)分别为3.63μm及0.09μm。
在第三实施方式中，如上所述，通过将构成1/4波长板的氧化铝膜73的格子孔图案的细孔间隔T2及周期L2设定为由3个式的式(9)～式(11)规定的范围F3内的值(例如，T2：0.10，L2：0.35(图45中的坐标点Q))，从而对于红色、红外及蓝色的所有波长的光而言，可以使互相垂直的2个偏振光成分的相位差为90°附近(90°±10°的范围内)。结果，与上述第一实施方式同样，可以得到在宽的波长区域中具有良好的相位特性的1/4波长板。
另外，在第三实施方式中，如上所述，作为构成波长板的氧化铝膜，通过采用由排列成三角格子状的多个细孔73a构成的格子孔图案，从而若采用现有的阳极氧化法形成氧化铝膜73，则由于排列成三角格子状的多个细孔73a自组织化地形成，故可以容易地形成具有由排列成三角格子状的多个细孔73a构成的格子孔图案的氧化铝膜73。
而且，第三实施方式的其他效果与上述第一实施方式同样。
接下来，参照图44，作为第三实施方式的制造过程，首先采用蒸镀法在玻璃基板71上依次形成由ITO或ZnO构成的透明导电膜72及铝膜(图中未示出)。然后，利用与图95～图99中示出的现有方法同样的过程，在铝膜的表面上形成排列成三角格子状的凹部(图中未示出)后，对该铝膜进行氧化处理，以便成为由式(9)～(11)规定的范围F3或由式(12)及式(13)规定的范围F4内的细孔间隔T2及周期L2。由此，可以形成具有范围F3或F4内的细孔间隔T2及周期L2，且具有由排列成三角格子状的多个细孔73a构成的格子孔图案的氧化铝膜73。
(第四实施方式)
参照图81，对在该第四实施方式中，与上述实施方式3不同，而将具有由排列成三角格子状的多个细孔构成的格子孔图案的氧化铝膜用于1/2波长板的情况进行说明。而且，第四实施方式的波长板与第二实施方式同样，具有通过使与光轴(箭头Y方向)平行的偏振光成分和垂直的偏振光成分的相位差约为180°，而使相对于光轴(箭头Y方向)约倾斜45°的直线偏振光的入射光的偏振方向旋转约90°的功能。
作为该第四实施方式的1/2波长板的具体结构，与上述第三实施方式同样，在玻璃基板71上形成有由ITO或ZnO构成的透明导电膜72。
在这里，在第四实施方式中，在透明导电膜72上形成有具有由排列成三角格子状的多个细孔83a构成的格子孔图案的氧化铝膜83。构成该氧化铝膜83的格子孔图案的多个细孔83a与上述第三实施方式的氧化铝膜73的格子孔图案同样，间隔所定的孔中心间距离(细孔间隔)，以便不连接与箭头Y方向(光轴的延伸方向)相邻的细孔83a，沿箭头Y方向配置为列状而构成着细孔列83b。再有，细孔列83b在与箭头Y方向正交的箭头X方向上，以比相邻细孔83a的细孔间隔(中心间距离)还大的间隔(周期)配置有多列。此外，细孔83a具有深达透明导电膜72的深度，同时在深度方向上形成均匀的直径。另外，氧化铝膜83是本发明的「金属氧化膜」的一例。还有，细孔83a是本发明的「孔」的一例，细孔列83b是本发明的[孔列」的一例。
另外，氧化铝膜83的厚度设定为上述第三实施方式的氧化铝膜73的厚度的2倍。由此，可以使与入射光的光轴平行的偏振光成分和垂直的偏振光成分的相位差成为第三实施方式(约90°)的2倍(约180°)。
接着，若将相位差的容许范围设定为180°±20°，则可以用与图45所示的第三实施方式同样的范围表示由相对于具有不同波长的多种光能得到良好的相位变换特性的氧化铝膜构成的格子孔图案(1/2波长板)的细孔间隔及周期的范围。这种情况下，图45中的范围F3为相对于红色、红外及蓝色所有的波长的光，能使互相垂直的2个偏振光成分的相位差位于180°左右(180°±20°的范围内)的范围；图45中的范围F4则为至少相对于红色及红外的波长的光，能使互相垂直的2个偏振光成分的相位差位于180°左右(180°±20°的范围内)的范围。而且，即使在第四实施方式中，也与第三实施方式同样，优选将细孔83a的直径(S2)设定为细孔间隔T2的0.7倍以上。
在这里，在第四实施方式中，氧化铝膜83等的格子孔图案的细孔间隔T2及周期L2，与图45所示出的第三实施方式同样，设定为由上述3个式的式(9)～式(11)规定的范围F3内的值(例如，T2：0.10，L2：0.35(图45中的坐标点Q))，即，在该第四实施方式中，在红色(660nm)、红外(790nm)及蓝色(405nm)的所有波长区域中，相位差处于容许范围(180°±20°)内。
在第四实施方式中，如上所述，通过将构成1/2波长板的氧化铝膜83的格子孔图案的细孔间隔T2及周期L2设定为由3个式的式(9)～式(11)规定的范围F3内的值(例如，T2：0.10，L2：0.35(图45中的坐标点Q))，从而对于红色、红外及蓝色的所有波长的光而言，可以使互相垂直的2个偏振光成分的相位差为180°左右(180°±20°的范围内)。结果，与上述第二实施方式同样，可以得到在宽的波长区域中具有良好相位特性的1/2波长板。
而且，第四实施方式的其他效果，与上述第三实施方式同样。
(第五实施方式)
参照图82，对在该第五实施方式中，与上述第三及第四实施方式不同，具备了具有包含多个大细孔和多个小细孔，且由大细孔构成的1个细孔列与由小细孔构成的1个细孔列距离所定间隔地交替配置的格子孔图案的氧化铝膜的波长板进行说明。
在该第五实施方式中，如图82所示，在构成波长板的氧化铝膜81上形成有具有直径S31的多个大细孔81a和具有比细孔81a的直径还小的直径S32的多个小细孔81b。包含该大细孔81a和小细孔81b的多个细孔，配置为三角格子状。而且，氧化铝膜81是本发明的「金属氧化膜」的一例。另外，细孔81a及81b分别是本发明的「第一孔」及「第二孔」的一例。
在这里，在第五实施方式中，由形成于氧化铝膜81上的多个大细孔81a，构成用来相位变换入射光的格子孔图案。构成该格子孔图案的多个大细孔81a距离所定间隔地沿箭头Y方向配置为列状，以便不连接与箭头Y方向(光轴的延伸方向)相邻的细孔81a，以构成细孔列82。再有，细孔列83b在箭头X方向上距离所定间隔地配置有多列，以便不连接与箭头Y方向正交的箭头X方向相邻的细孔列82。另外，在箭头X方向相邻的细孔列82之间配置有1列由多个小细孔81b构成的细孔列83。即，1个细孔列82与1个细孔列83距离所定间隔地交替配置于箭头X方向上。而且，细孔列82是本发明的「孔列」的一例。
接着，对构成第五实施方式的波长板的氧化铝膜81的格子孔图案的细孔间隔T3及周期L3的定义进行说明。细孔间隔T3是相邻于箭头Y方向的大细孔81a的中心间距离。另外，周期L3是相邻于箭头X方向的细孔列82的中心线间距离。即，在定义细孔间隔T3及周期L3时，不考虑小细孔81b，只着眼于大细孔81a。
接下来，对大细孔81a及小细孔81b的定义进行说明。在将形成于氧化铝膜81上的多个细孔中最大的细孔直径乘以0.5后的值作为基准值时，大细孔81a为具有比该基准值还大的直径的细孔。另外，小细孔81b为具有上述基准值以下的直径的细孔。
在这里，在图82所示的格子孔图案中，在将细孔间隔T3及周期L3设定为图45所示的第三实施方式的坐标点C8(细孔间隔：0.14，周期：0.35)时，如图83所示，表明在红色(660nm)、红外(790nm)及蓝色(405nm)的所有波长区域中，相位差处于容许范围(90°±10°)内。另外，在将细孔间隔T3及周期L3设定为图45的坐标点C9(细孔间隔：0.15，周期：0.35)时，如图84所示，表明在红色(660nm)及红外(790nm)的波长区域中，相位差处于容许范围(90°±10°)内，另一方面，在蓝色(405nm)的波长区域中，相位差处于容许范围(90°±10°)外。即，与上述第三实施方式的格子孔图案的坐标点C8及坐标点C9的模拟结果相同。
从该结果可知：在将具有图82所示的格子孔图案的氧化铝膜81使用于波长板时，如上所述，若定义格子间隔T3及周期L3，则可以用与图45所示的第三实施方式同样的范围，来表示由相对于具有不同波长的多种光能得到良好的相位变换特性的氧化铝膜81构成的格子孔图案的格子间隔T3及周期L3的范围。即，在小细孔81b的直径S32为上述基准值以下时，小细孔对相位变换特性的影响较小。因此，在将图82所示的具有格子间隔T3及周期L3的格子孔图案适用于1/4波长板时，可以用与上述第三实施方式的式(9)～式(11)同样的以下的式(14)～(16)来规定：对于红色、红外及蓝色的所有波长的光来说，能使互相垂直的2个偏振光成分的相位差为90°左右(90°±10°的范围内)的范围。
L3≤0.4                                         (14)
L3≥-440.16T33+63.334T32-3.4273T3+0.3439        (15)
L3≥0.35(T3-0.0825)0.434+0.245                  (16)
另外，可以用与上述第三实施方式的式(12)及式(13)同样的下式的式(17)及式(18)来规定：至少对于红色及红外的波长区域的光而言，能使互相垂直的2个偏振光成分的相位差为90°左右(90°±10°的范围内)的范围。
L3≤0.65                                        (17)
L3≥-1.2018T33+0.3022T32+1.2988T3+0.01          (18)
由此，在将具有图82所示的格子孔图案的氧化铝膜81使用于1/4波长板时，若将格子间隔T3及周期L3设定在由上述式(14)～式(16)规定的范围(与图45中的范围F3相同的范围)内，则对于红色、红外及蓝色的所有波长的光来说，能使互相垂直的2个偏振光成分的相位差为90°左右(90°±10°的范围内)。此外，若将格子间隔T3及周期L3设定在由上述式(17)及式(18)规定的范围(与图45中的范围F4相同的范围)内，则至少对于红色及红外的波长的光来说，能使互相垂直的2个偏振光成分的相位差为90°左右(90°±10°的范围内)。另外，在将具有图82所示的格子孔图案的氧化铝膜81使用于1/2波长板时，对于红色、红外及蓝色的所有波长的光来说、能使互相垂直的2个偏振光成分的相位差为180°±20°的范围内的格子间隔T3及周期L3，在由上述式(14)～式(16)规定的范围(与图45中的范围F3相同的范围)内。此外，至少对于红色及红外的波长的光来说、能使互相垂直的2个偏振光成分的相位差为180°±20°的范围内的格子间隔T3及周期L3，在由上述式(17)及式(18)规定的范围(与图45中的范围F4相同的范围)内。
在这里，在第五实施方式中，图82所示的氧化铝膜81的格子孔图案的格子间隔T3及周期L3，设定为由上述式(14)～式(16)规定的范围(与图45中的范围F3相同的范围)内的值。即，在该第五实施方式中，在将具有格子孔图案的氧化铝膜81用于1/4波长板时，在红色、红外及蓝色的所有波长区域中，相位差在容许范围(90°±10°)内。另外，在将具有格子孔图案的氧化铝膜81用于1/2波长板时，在红色、红外及蓝色的所有波长区域中，相位差在容许范围(180°±20°)内。
而且，第五实施方式的其他构成与上述第三或第四实施方式的构成同样。
在第五实施方式中，如上所述，通过将构成波长板的氧化铝膜81的格子孔图案的细孔间隔T3及周期L3设定为由式(14)～式(16)规定的范围(与图45中的范围F3相同的范围)内的值，从而在将氧化铝膜81用于1/4波长板时，对于红色、红外及蓝色的所有波长的光来说，可以使互相垂直的2个偏振光成分的相位差为90°左右(90°±10°的范围内)。此外，在将氧化铝膜81用于1/2波长板时，对于红色、红外及蓝色的所有波长的光来说，可以使互相垂直的2个偏振光成分的相位差为180°左右(180°±20°的范围内)。结果，与上述第三及第四实施方式同样，可以得到在宽波长区域中具有良好的相位变换特性的1/4波长板及1/2波长板。
另外，在第五实施方式中，通过使小细孔81b的直径S32为作为形成于氧化铝膜81上的多个细孔中最大细孔的直径乘以0.5后的值的基准值以下，从而可以减小小细孔81b对相位变换特性的影响。由此，在具有包含大细孔81a和小细孔81b的多个细孔的氧化铝膜81上，通过调整由多个大细孔81a构成的格子孔图案的周期L3，从而可容易地得到具有良好相位变换特性的波长板。
接着，参照图82、图85～图87说明第五实施方式的波长板的制造过程。
首先，如图85所示，采用与图33所示的第一实施方式同样的过程，在玻璃基板1上依次形成由ITO或ZnO构成的透明导电膜2及铝膜80后，利用由SiC等硬质材料构成的挤压部件84，对铝膜80进行织构化处理。而且，挤压部件84具有圆锥形状的多个凸部84a及84b。另外，包含凸部84a与凸部84b的多个凸部配置为三角格子状。此外，凸部84a的根部具有比凸部84b的根部还大的直径。再有，大的凸部84a配置于与挤压部件84的氧化铝膜81的细孔列82(参照图82)对应的区域上，同时小的凸部84b配置于与挤压部件84的细孔列82对应的区域以外的区域上。
由此，如图86及图87所示，在铝膜80的表面上，由具有大直径的多个凹部80a构成的1个凹部列80c和由具有小直径的多个凹部80b构成的1个凹部列80d在与光轴的延伸方向(Y方向)正交的方向(X方向)上，间隔中心线间距离B地交替形成。另外，构成凹部列80c的多个凹部80a沿Y方向间隔中心间距离A地配置为列状，同时构成凹部列80d的多个凹部80b间隔中心间距离A，沿Y方向配置成列状。此外，凹部80a及80b配置为三角格子状。
然后，采用与图36所示的第一实施方式同样的过程，将形成了多个凹部80a及80b的铝膜80进行阳极氧化处理。由此，如图82所示，形成包含多个大细孔81a和多个小细孔81b，同时由大细孔81a构成的1个细孔列82和由小细孔81b构成的1个细孔列83距离所定间隔地交替配置的格子孔图案的氧化铝膜81。
在第五实施方式的制造过程中，如上所述，通过将与大细孔81a及小细孔81b对应的凹部80a及80b形成为三角格子状，而可以通过将已形成其凹部80a及80b的铝膜80进行阳极氧化，在氧化铝膜81的整个面上形成配置为三角格子状的细孔81a及81b。此时，由于与光轴的延伸方向(Y方向)相邻的凹部80a(80b)的中心间距离A和与正交于光轴延伸方向的方向(X方向)相邻的凹部80a及80b的中心间距离B几乎相等，故可以设定阳极氧化电压，以便匹配于Y方向相邻的凹部80a(80b)的中心间距离A和X方向相邻的凹部80a及80b的中心间距离B双方。由此，可以抑制构成氧化铝膜81上形成的格子孔图案的大细孔81a，在氧化铝膜81内部分歧的情况。
(第六实施方式)
参照图88，对在该第六实施方式中，与上述实施方式不同，在由多个大细孔构成的细孔列之间配置有2列多个由小细孔构成的细孔列的情况进行说明。
在该第六实施方式中，如图88所示，在构成波长板的氧化铝膜91上形成有具有直径S41的多个大细孔91a和具有比细孔91a的直径S41小的直径S42的多个小细孔91b。包含该大细孔91a和小细孔91b的多个细孔配置为三角格子状。而且，氧化铝膜91是本发明的「金属氧化膜」的一例。另外，细孔91a及91b分别是本发明的「第一孔」及「第二孔」的一例。
在这里，在第六实施方式中，由形成于氧化铝膜91上的多个大细孔91a构成用来相位变换入射光的格子孔图案。构成该格子孔图案的多个大细孔91a距离所定间隔地沿箭头Y方向配置为列状，以便不连接与箭头Y方向(光轴的延伸方向)相邻的细孔91a，以构成细孔列92。再有，该细孔列92在箭头X方向上距离所定间隔地配置有多列，以便不连接与箭头Y方向正交的箭头X方向相邻的细孔列92。另外，在箭头X方向相邻的细孔列92之间配置有2列由多个小细孔91b构成的细孔列93。即，1个细孔列92与2个细孔列93距离所定间隔地交替配置于箭头X方向上。而且，细孔列92是本发明的「孔列」的一例。
接着，对构成第六实施方式的波长板的氧化铝膜81的格子孔图案的细孔间隔T4及周期L4的定义进行说明。细孔间隔T4是相邻于箭头Y方向的大细孔91a的中心间距离。另外，周期L4是相邻于箭头X方向的细孔列92的中心线间距离。即，在定义细孔间隔T4及周期L4时，不考虑小细孔91b，只着眼于大细孔91a。
接下来，对大细孔91a及小细孔91b的定义进行说明。在将形成于氧化铝膜91上的多个细孔中最大的细孔直径乘以0.5后的值作为基准值时，大细孔91a为具有比该基准值还大的直径的细孔。另外，小细孔91b为具有上述基准值以下的直径的细孔。
而且，与上述第五实施方式同样，在小细孔91b的直径S42为上述基准值以下时，认为小细孔91b对相位变换特性的影响小。因此，在将具有图88所示的格子孔图案的氧化铝膜91用于波长板时，若如上所述地定义格子间隔T4及周期L4，则认为可以用与图45所示出的第三实施方式同样的范围来表示对于具有不同波长的多种光能够得到良好的相位变换特性的氧化铝膜91来构成的格子孔图案的格子间隔T4及周期L4的范围。因此，在将具有图88所示的格子间隔T4及周期L4的格子孔图案适用于1/4波长板时，可以用与上述第三实施方式的式(9)～式(11)同样的下式(19)～式(21)来规定：对于红色、红外及蓝色的所有波长的光来说，能使互相垂直的2个偏振光成分的相位差在90°左右(90°±10°的范围内)的范围。
L4≤0.4                                          (19)
L4≥-440.16T43+63.334T42-3.4273T4+0.3439         (20)
L4≥0.35(T4-0.0825)0.434+0.245                   (21)
另外，可以用与上述第三实施方式的式(12)及式(13)同样的下式(22)及式(23)来规定：至少对于红色及红外的波长区域的光而言，能使互相垂直的2个偏振光成分的相位差为90°左右(90°±10°的范围内)的范围。
L4≤0.65                                        (22)
L4≥-1.2018T43+0.3022T42+1.2988T4+0.01          (23)
由此，在将具有图88所示的格子孔图案的氧化铝膜91使用于1/4波长板时，若将格子间隔T4及周期L4设定在由上述式(19)～式(21)规定的范围(与图45中的范围F3相同的范围)内，则对于红色、红外及蓝色的所有波长的光，能使互相垂直的2个偏振光成分的相位差为90°左右(90°±10°的范围内)。此外，若将格子间隔T4及周期L4设定在由上述式(22)及式(23)规定的范围(与图45中的范围F4相同的范围)内，则至少对于红色及红外的波长的光，能使互相垂直的2个偏振光成分的相位差为90°左右(90°±10°的范围内)。另外，在将具有图88所示的格子孔图案的氧化铝膜91使用于1/2波长板时，对于红色、红外及蓝色的所有波长的光，能使互相垂直的2个偏振光成分的相位差为180°±20°的范围内的格子间隔T4及周期L4，在由上述式(19)～式(21)规定的范围(与图45中的范围F3相同的范围)内。此外，至少对于红色及红外的波长的光，能使互相垂直的2个偏振光成分的相位差为180°±20°的范围内的格子间隔T3及周期L3，在由上述式(22)及式(23)规定的范围(与图45中的范围F4相同的范围)内。
在这里，在第六实施方式中，图88所示的氧化铝膜91的格子孔图案的格子间隔T4及周期L4，设定为由上述式(19)～式(21)规定的范围(与图45中的范围F3相同的范围)内的值。即，在该第六实施方式中，在将具有格子孔图案的氧化铝膜91用于1/4波长板时，在红色、红外及蓝色的所有波长区域中，相位差在容许范围(90°±10°)内。另外，在将具有格子孔图案的氧化铝膜91用于1/2波长板时，在红色、红外及蓝色的所有波长区域中，相位差在容许范围(180°±20°)内。
而且，第六实施方式的其他构成与上述第三或第四实施方式的构成同样。
在第六实施方式中，如上所述，通过将构成波长板的氧化铝膜91的格子孔图案的细孔间隔T4及周期L4设定为由式(19)～式(21)规定的范围(与图45中的范围F3相同的范围)内的值，以在将氧化铝膜91用于1/4波长板时，对于红色、红外及蓝色的所有波长的光，可以使互相垂直的2个偏振光成分的相位差为90°左右(90°±10°的范围内)。此外，在将氧化铝膜91用于1/2波长板时，对于红色、红外及蓝色的所有波长的光，可以使互相垂直的2个偏振光成分的相位差为180°左右(180°±20°的范围内)。结果，与上述第五实施方式同样，可以得到在宽波长区域中具有良好相位变换特性的1/4波长板及1/2波长板。
另外，在第六实施方式中，通过使小细孔91b的直径S42为作为形成于氧化铝膜91上的多个细孔中最大细孔的直径乘以0.5后的值的基准值以下，以减小小细孔91b对相位变换特性的影响。由此，在具有包含大细孔91a和小细孔91b的多个细孔的氧化铝膜91上，通过调整由多个大细孔91a构成的格子孔图案的周期L4，可以容易地得到具有良好相位变换特性的波长板。
接着，参照图88说明第六实施方式的波长板的制造过程。
首先，采用与图85～图87所示的第五实施方式同样的过程，在铝膜(图中未示出)的表面上形成配置为三角格子状的多个凹部(图中未示出)。然而，在该第六实施方式中，采用将大的凸部(图中未示出)配置于与氧化铝膜91的细孔列92对应的区域上，同时将小的凸部(图中未示出)配置于与细孔列92对应的区域以外的区域上的挤压部件(图中未示出)。即，由具有大直径的多个凹部构成的1个凹部列(图中未示出)和由具有小直径的多个凹部构成的2个凹部列(图中未示出)在与光轴的延伸方向正交的方向上交替形成。
然后，采用与图36所示的第一实施方式同样的过程，将形成了多个凹部的铝膜进行阳极氧化处理。由此，如图88所示，形成包含多个大细孔91a和多个小细孔91b，同时由大细孔91a构成的1个细孔列92和由小细孔91b构成的2个细孔列93距离所定间隔地交替配置的格子孔图案的氧化铝膜91。
在第六实施方式的制造过程中，如上所述，通过将与大细孔91a及小细孔91b对应的凹部形成为三角格子状，而可以通过将已形成其凹部的铝膜进行阳极氧化，在氧化铝膜的整个面上形成配置为三角格子状的细孔91a及91b。此时，由于与光轴的延伸方向(Y方向)相邻的凹部的中心间距离和与正交于光轴延伸方向的方向(X方向)相邻的凹部的中心间距离几乎相等，故可以设定阳极氧化电压，以便匹配于Y方向相邻的凹部的中心间距离和X方向相邻的凹部的中心间距离双方。由此，可以抑制构成氧化铝膜91上形成的格子孔图案的大细孔91a，在氧化铝膜91内部分支的情况。
(第七实施方式)
参照图89，对在该第七实施方式中，与上述第一及第二实施方式不同，具备了具有包含多个大细孔和多个小细孔、且包含多个由多个大细孔构成的细孔列的细孔群距离所定间隔地配置了多个的直线状格子沟槽图案的氧化铝膜的波长板进行说明。
在该第七实施方式中，如图89所示，在构成波长板的氧化铝膜101上形成有具有直径S51的多个大细孔101a和具有比细孔101a的直径S51还小的直径S52的多个小细孔101b。包含该大细孔101a和小细孔101b的多个细孔配置为三角格子状。而且，氧化铝膜101是本发明的「金属氧化膜」的一例。另外，细孔101a及101b分别是本发明的「第一孔」及「第二孔」的一例。
在这里，在第七实施方式中，由形成于氧化铝膜101上的多个大细孔101a构成用来相位变换入射光的直线状格子沟槽图案。该直线状格子沟槽图案具有：包含2列由多个大细孔101a构成的细孔列102的细孔群103，距离所定间隔地在正交于箭头Y方向(光轴的延伸方向)的箭头X方向上配置了多个的结构。构成细孔群103的2列细孔列102，距离所定间隔地配置于箭头X方向上，以便与相邻于箭头X方向的细孔列102不连接。另外，细孔列102的多个细孔101a以和相邻于箭头Y方向相邻的细孔101a不连接的方式距离所定间隔地配置在箭头Y方向上。在该第七实施方式中，将由互不连接的多个细孔101a构成的细孔群103视为直线状格子沟槽图案的沟槽部。此外，多个小细孔101b在与箭头X方向相邻的细孔群103间配置为三角格子状。而且，细孔列102是本发明的「孔列」的一例，细孔群103是本发明的「孔群」的一例。
接着，对构成第七实施方式的波长板的氧化铝膜101的直线状格子沟槽图案的有效沟宽We5及周期L5的定义进行说明。有效沟宽We5是与细孔群103的一方侧的最外端相接的线和与另一方侧的最外端相接的线之间的距离的平均值。另外，周期L5是相邻的细孔群103的一方侧的最外端相接的线间的距离的平均值。即，在定义有效沟宽We5及周期L5时，不考虑小细孔101b，而只着眼于由大细孔101a构成细孔群103。此时的直线状格子沟槽图案的有效占空比De为De＝(L5-We5)/L5。
接下来，对大细孔101a及小细孔101b的定义进行说明。在将形成于氧化铝膜101上的多个细孔中最大的细孔直径乘以0.5后的值作为基准值时，大细孔101a为具有比该基准值还大的直径的细孔。另外，小细孔101b为具有上述基准值以下的直径的细孔。
而且，与上述第五实施方式同样，在小细孔101b的直径S52为上述基准值以下时，认为小细孔101b对相位变换特性的影响小。在这里，在第七实施方式中，将小细孔101b的面积设定为大细孔101a的面积的1/4以下。因此，可以说小细孔101b对相位变换特性的影响极小。另外，在第七实施方式中，将由多个大细孔101a构成的直线状格子沟槽图案的周期L5设定为接近于蓝色、红外及红色的光的波长。因此，可以说由多个大细孔101a构成的直线状格子沟槽图案对相位变换特性的影响要比小细孔101b对相位变换特性的影响还大。由此，在将具有图89所示的直线状格子沟槽图案的氧化铝膜101用于波长板时，如上所述，若定义有效占空比De(＝(L5-We5)/L5)及周期L5，则认为可以用与图2所示的第一实施方式同样的范围来表示由相对于具有不同波长的光而能得到良好的血相位变换特性的氧化铝膜101构成的直线状格子沟槽图案的有效占空比De及周期L5的范围。
因此，在将具有图89所示的有效占空比De(＝(L5-We5)/L5)及周期L5的格子孔图案适用于1/4波长板时，可以用与上述第一实施方式的式(1)～式(4)同样的以下的式(24)～式(27)来规定：对于红色、红外及蓝色的所有波长的光，能使互相垂直的2个偏振光成分的相位差在90°左右(90°±10°的范围内)的范围。
De≥0.73                                   (24)
L5≤0.4                                    (25)
L5≥30.952De3-74.751De2+59.62De-15.328     (26)
L5≤3.0776De2-5.1863De+2.5772              (27)
另外，可以用与上述第一实施方式的式(5)～式(8)同样的以下的式(28)～式(31)，规定至少对于红色及红外的波长区域的光而言，能使互相垂直的2个偏振光成分的相位差为90°左右(90°±10°的范围内)的范围。
L5≤0.65                                  (28)
L5≥2×10-14e31.263De                     (29)
L5≤6.0317De2-10.352De+5.0516             (30)
(De-0.85)2/0.442+(L5-0.41)2/0.392≤1      (31)
由此，在将具有图89所示的直线状格子沟槽图案的氧化铝膜101使用于1/4波长板时，若将有效占空比De及周期L5设定在由上述式(24)～式(27)规定的范围(与图2中的范围F1相同的范围)内，则对于红色、红外及蓝色的所有波长的光，能使互相垂直的2个偏振光成分的相位差为90°左右(90°±10°的范围内)。此外，若将有效占空比De及周期L5设定在由上述式(28)～式(31)规定的范围(与图2中的范围F2相同的范围)内，则至少对于红色及红外的波长的光，能使互相垂直的2个偏振光成分的相位差为90°左右(90°±10°的范围内)。另外，在将具有图89所示的直线状格子沟槽图案的氧化铝膜101使用于1/2波长板时，对于红色、红外及蓝色的所有波长的光，能使互相垂直的2个偏振光成分的相位差为180°±20°的范围内的有效占空比De及周期L5的范围，在由上述式(24)～式(27)规定的范围(与图2中的范围F1相同的范围)内。此外，至少对于红色及红外的波长的光，能使互相垂直的2个偏振光成分的相位差为180°±20°的范围内的有效占空比De及周期L5的范围，在由上述式(28)～式(31)规定的范围(与图2中的范围F2相同的范围)内。
在这里，在第七实施方式中，图89所示的氧化铝膜101的直线状格子沟槽图案的有效占空比De及周期L5，设定为由上述式(24)～式(27)规定的范围(与图2中的范围F1相同的范围)内的值。即，在该第七实施方式中，在将具有直线状格子沟槽图案的氧化铝膜101用于1/4波长板时，在红色、红外及蓝色的所有波长区域中，相位差在容许范围(90°±10°)内。另外，在将具有直线状格子沟槽图案的氧化铝膜101用于1/2波长板时，在红色、红外及蓝色的所有波长区域中，相位差在容许范围(180°±20°)内。
而且，第七实施方式的其他构成与上述第一或第二实施方式的构成同样。
在第七实施方式中，如上所述，通过将构成波长板的氧化铝膜101的直线状格子沟槽图案的有效占空比De(＝(L5-We5)/L5)及周期L5设定为由式(24)～式(27)规定的范围(与图2中的范围F1相同的范围)内的值，以在将氧化铝膜101用于1/4波长板时，对于红色、红外及蓝色的所有波长的光，可以使互相垂直的2个偏振光成分的相位差为90°左右(90°±10°的范围内)。此外，在将氧化铝膜101用于1/2波长板时，对于红色、红外及蓝色的所有波长的光，可以使互相垂直的2个偏振光成分的相位差为180°左右(180°±20°的范围内)。结果，与上述第一及第二实施方式同样，可以得到在宽波长区域中具有良好的相位变换特性的1/4波长板及1/2波长板。
另外，在第七实施方式中，通过使小细孔101b的直径S52为作为形成于氧化铝膜101上的多个细孔中最大细孔的直径乘以0.5后的值的基准值以下，从而可以减小小细孔101b对相位变换特性的影响。由此，在具有包含大细孔101a和小细孔101b的多个细孔的氧化铝膜101上，通过调整由多个大细孔101a构成的格子孔图案的周期L5(相邻于细孔群103的一方侧的最外端相接的线间的距离的平均值)，从而可容易地得到具有良好的相位变换特性的波长板。
接着，参照图89说明第七实施方式的波长板的制造过程。
首先，采用与图85～图87所示的第五实施方式同样的过程，在铝膜(图中未示出)的表面上形成配置为三角格子状的多个凹部(图中未示出)。然而，在该第七实施方式中，采用将大的凸部(图中未示出)配置于与氧化铝膜101的细孔群103对应的区域上，同时将小的凸部(图中未示出)利用配置于与细孔群103对应的区域以外的区域上的挤压部件(图中未示出)。即，在铝膜的表面上，将包含由具有大直径的多个凹部构成的2个凹部列的凹部群(图中未示出)，在与光轴的延伸方向正交的方向上距离所定间隔地交替形成。另外，在与铝膜表面的光轴的延伸方向正交的方向相邻的凹部群之间，将具有小直径的多个凹部形成为三角格子状。
然后，采用与图36所示的第一实施方式同样的过程，将形成了多个凹部的铝膜进行阳极氧化处理。由此，如图89所示，形成包含多个大细孔101a和多个小细孔101b，同时距离所定间隔地配置了包含2列由大细孔101a构成的细孔列102的细孔群103的直线状格子沟槽图案的氧化铝膜101。
在第七实施方式的制造过程中，如上所述，通过将与大细孔101a及小细孔101b对应的凹部形成为三角格子状，而可以通过将已形成其凹部的铝膜进行阳极氧化，在氧化铝膜101的整个面上形成配置为三角格子状的细孔101a及101b。此时，由于与光轴的延伸方向(Y方向)相邻的凹部的中心间距离和与正交于光轴延伸方向的方向(X方向)相邻的凹部的中心间距离几乎相等，故可以设定阳极氧化电压，以便匹配于Y方向相邻的凹部的中心间距离和X方向相邻的凹部的中心间距离双方。由此，可以抑制构成氧化铝膜101上形成的直线状格子沟槽图案的大细孔101a，在氧化铝膜101内部分支的情况。
而且，作为上述第七实施方式的制造过程的变形例，也可以采用以下的制造过程。首先，在铝膜表面上将具有多个相同直径的凹部形成为三角格子状后，将该铝膜进行阳极氧化处理。由此，形成将多个大小相同的小细孔101b配置成三角格子状的氧化铝膜101。然后，在对应于氧化铝膜101的细孔群103的(参照图89)的区域以外的区域上形成光致抗蚀层。而且，将该光致抗蚀层作为掩模，通过利用磷酸系水溶液蚀刻多个大小相同的小细孔101b配置成三角格子状的氧化铝膜101，从而只扩大位于与细孔群103对应的区域的小细孔101b的直径。由此，如图89所示，可以形成包含多个大细孔101a和多个小细孔101b，同时距离所定间隔地配置了包含2列由大细孔101a构成的细孔列102的细孔群103的直线状格子沟槽图案的氧化铝膜101。
(第八实施方式)
参照图90，对在该第八实施方式中，与上述第七实施方式不同，构成直线状格子沟槽图案的细孔群的多个大细孔与相邻的至少一个大细孔连接的情况进行进行说明。
在该第八实施方式中，如图90所示，在构成波长板的氧化铝膜111上形成有具有直径S61的多个大细孔111a和具有比细孔111a的直径S61还小的直径S62的多个小细孔111b。包含该大细孔101a和小细孔101b的多个细孔跨越整个面地配置着。而且，氧化铝膜111是本发明的「金属氧化膜」的一例。另外，细孔111a及111b分别是本发明的「第一孔」及「第二孔」的一例。
在这里，在第八实施方式中，由形成于氧化铝膜111上的多个大细孔111a构成用来相位变换入射光的直线状格子沟槽图案。该直线状格子沟槽图案具有：包含多列由多个大细孔111a构成的细孔列112的细孔群113距离所定间隔地在正交于箭头Y方向(光轴的延伸方向)的箭头X方向上配置了多个的结构。构成细孔群113的细孔列112的多个大细孔111a配置为与相邻的大细孔111a的至少一个连接。此外，多个小细孔111b在与箭头X方向相邻的细孔群113间以互不连接的方式配置着。而且，细孔列112是本发明的「孔列」的一例，细孔群113是本发明的「孔群」的一例。
接着，对构成第八实施方式的波长板的氧化铝膜101的直线状格子沟槽图案的有效沟宽We6及周期L6的定义进行说明。有效沟宽We6是与细孔群113的一方侧的最外端相接的线和与另一方侧的最外端相接的线之间的距离的平均值。另外，周期L6是相邻的细孔群113的一方侧的最外端相接的线间的距离的平均值。即，在定义有效沟宽We6及周期L6时，不考虑小细孔111b，而只着眼于大细孔111a。此时的直线状格子沟槽图案的有效占空比De为De＝(L6-We6)/L6。
接下来，对大细孔111a及小细孔111b的定义进行说明。在将形成于氧化铝膜111上的多个细孔中最大的细孔直径乘以0.5后的值作为基准值时，大细孔111a为具有比该基准值还大的直径的细孔。另外，小细孔111b为具有上述基准值以下的直径的细孔。
而且，与上述第五实施方式同样，在小细孔111b的直径S62为上述基准值以下时，认为小细孔111b对相位变换特性的影响小。在这里，在第八实施方式中，将小细孔111b的面积设定为大细孔111a的面积的1/4以下。因此，可以说小细孔111b对相位变换特性的影响极小。另外，在第八实施方式中，将多个大细孔111a构成的直线状格子沟槽图案的周期L6设定为接近于蓝色、红外及红色的光的波长。因此，可以说由多个大细孔111a构成的直线状格子沟槽图案对相位变换特性的影响要比小细孔111b对相位变换特性的影响还大。由此，在将具有图90所示的直线状格子沟槽图案的氧化铝膜111用于波长板时，如上所述，若定义有效占空比De(＝(L6-We6)/L6)及周期L6，则认为可以用与图2所示的第一实施方式同样的范围来表示由相对于具有不同波长的光而能得到良好的相位变换特性的氧化铝膜111而构成的直线状格子沟槽图案的有效占空比De及周期L6的范围。
因此，在将具有图90所示的有效占空比De(＝(L6-We6)/L6)及周期L6的格子孔图案适用于1/4波长板时，可以用与上述第一实施方式的式(1)～式(4)同样的以下的式(32)～式(35)来规定：对于红色、红外及蓝色的所有波长的光，能使互相垂直的2个偏振光成分的相位差在90°左右(90°±10°的范围内)的范围。
De≥0.73                                     (32)
L6≤0.4                                      (33)
L6≥30.952De3-74.751De2+59.62De-15.328       (34)
L6≤3.0776De2-5.1863De+2.5772                (35)
另外，可以用与上述第一实施方式的式(5)～式(8)同样的以下的式(36)～式(39)来规定：至少对于红色及红外的波长区域的光而言，能使互相垂直的2个偏振光成分的相位差为90°左右(90°±10°的范围内)的范围。
L6≤0.65                                 (36)
L6≥2×10-14e31.263De                    (37)
L6≤6.0317De2-10.352De+5.0516            (38)
(De-0.85)2/0.442+(L6-0.41)2/0.392≤1     (39)
由此，在将具有图90所示的直线状格子沟槽图案的氧化铝膜111使用于1/4波长板时，若将有效占空比De及周期L6设定在由上述式(32)～式(35)规定的范围(与图2中的范围F1相同的范围)内，则对于红色、红外及蓝色的所有波长的光来说，能使互相垂直的2个偏振光成分的相位差为90°左右(90°±10°的范围内)。此外，若将有效占空比De及周期L6设定在由上述式(36)～式(39)规定的范围(与图2中的范围F2相同的范围)内，则至少对于红色及红外的波长的光，能使互相垂直的2个偏振光成分的相位差为90°左右(90°±10°的范围内)。另外，在将具有图90所示的直线状格子沟槽图案的氧化铝膜111使用于1/2波长板时，对于红色、红外及蓝色的所有波长的光，能使互相垂直的2个偏振光成分的相位差为180°±20°的范围内的有效占空比De及周期L6的范围，在由上述式(32)～式(35)规定的范围(与图2中的范围F1相同的范围)内。此外，至少对于红色及红外的波长的光来说、能使互相垂直的2个偏振光成分的相位差为180°±20°的范围内的有效占空比De及周期L6的范围，在由上述式(36)～式(39)规定的范围(与图2中的范围F2相同的范围)内。
在这里，在第八实施方式中，图90所示的氧化铝膜111的直线状格子沟槽图案的有效占空比De及周期L6，设定为由上述式(32)～式(35)规定的范围(与图2中的范围F1相同的范围)内的值。即，在该第八实施方式中，在将具有直线状格子沟槽图案的氧化铝膜111用于1/4波长板时，在红色、红外及蓝色的所有波长区域中，相位差在容许范围(90°±10°)内。另外，在将具有直线状格子沟槽图案的氧化铝膜121用于1/2波长板时，在红色、红外及蓝色的所有波长区域中，相位差在容许范围(180°±20°)内。
而且，第八实施方式的其他构成与上述第一或第二实施方式的构成同样。
在第八实施方式中，如上所述，通过将构成波长板的氧化铝膜111的直线状格子沟槽图案的有效占空比De(＝(L6-We6)/L6)及周期L6设定为由式(32)～式(35)规定的范围(与图2中的范围F1相同的范围)内的值，从而在将氧化铝膜111用于1/4波长板时，对于红色、红外及蓝色的所有波长的光，可以使互相垂直的2个偏振光成分的相位差为90°左右(90°±10°的范围内)。此外，在将氧化铝膜111用于1/2波长板时，对于红色、红外及蓝色的所有波长的光，可以使互相垂直的2个偏振光成分的相位差为180°左右(180°±20°的范围内)。结果，与上述第七实施方式同样，可以得到在宽波长区域中具有良好相位变换特性的1/4波长板及1/2波长板。
另外，在第八实施方式中，通过使小细孔111b的直径S62为作为形成于氧化铝膜111上的多个细孔中最大细孔的直径乘以0.5后的值的基准值以下，从而可以减小小细孔111b对相位变换特性的影响。由此，在具有包含大细孔111a和小细孔111b的多个细孔的氧化铝膜111上，通过调整由多个大细孔111a构成的格子孔图案的周期L6(相邻于细孔群113的一方侧的最外端相接的线间的距离的平均值)，从而可容易地得到具有良好相位变换特性的波长板。
接着，参照图90说明第八实施方式的波长板的制造过程。
首先，采用与图85～图87所示的第五实施方式同样的过程，在铝膜(图中未示出)的表面上形成多个凹部(图中未示出)。然而，在该第八实施方式中，采用将多个凹部跨越整个面地配置，将大的凸部(图中未示出)配置于与氧化铝膜111的细孔群113对应的区域上，同时将小的凸部(图中未示出)配置于与细孔群113对应的区域以外的区域上的挤压部件(图中未示出)。即，在铝膜的表面上，将包含由具有大直径的多个凹部构成的多个凹部列的凹部群(图中未示出)在与光轴的延伸方向正交的方向上距离所定间隔地形成。另外，在与铝膜表面的光轴的延伸方向正交的方向相邻的凹部群之间，形成具有小直径的多个凹部。
然后，采用与图36所示的第一实施方式同样的过程，将形成了多个凹部的铝膜进行阳极氧化处理。由此，如图90所示，形成包含多个大细孔111a和多个小细孔111b，同时距离所定间隔地配置了包含多列由大细孔111a构成的细孔列112的细孔群113的直线状格子沟槽图案的氧化铝膜111。
在第八实施方式的制造过程中，如上所述，通过跨越整个面地形成与大细孔111a及小细孔111b对应的凹部，而可以通过将已形成其凹部的铝膜进行阳极氧化，形成跨越氧化铝膜111的整个面地配置的细孔111a及111b。此时，由于与光轴的延伸方向(Y方向)相邻的凹部的中心间距离和与正交于光轴延伸方向的方向(X方向)相邻的凹部的中心间距离几乎相等，故可以设定阳极氧化电压，以便匹配于Y方向相邻的凹部的中心间距离和X方向相邻的凹部的中心间距离双方。由此，可以抑制构成氧化铝膜111上形成的直线状格子沟槽图案的大细孔111a，在氧化铝膜111内部分支的情况。
而且，作为上述第八实施方式的制造过程的变形例，也可以采用以下的制造过程。首先，将表面未形成凹部的铝膜进行阳极氧化处理。由此，形成将多个大小相同的小细孔111b随机配置的氧化铝膜111。然后，在对应于氧化铝膜111的细孔群113的(参照图90)的区域以外的区域上形成光致抗蚀层。而且，将该光致抗蚀层作为掩模，通过利用磷酸系水溶液蚀刻随机地配置了多个大小相同的小细孔111b的氧化铝膜111，从而只扩大位于与细孔群113对应的区域的小细孔111b的直径。由此，如图90所示，可以形成包含多个大细孔111a和多个小细孔111b，同时距离所定间隔地配置了包含多列由大细孔111a构成的细孔列112的细孔群113的直线状格子沟槽图案的氧化铝膜111。
而且，应该认为本次公开的实施方式在所有方面都只是例示，并未限于此。本发明的范围并不只是上述实施方式的说明，而是由技术方案的范围来揭示，还包括与技术方案范围均等的含义以及范围内的所有变更。
例如，在上述第一及第二实施方式中，虽然将氧化铝膜的直线状格子沟槽图案的有效占空比De及周期L1设定为由上述4个式的式(1)～式(4)所规定的范围F1内的值(例如，De：0.88，L1：0.38(图2中的坐标点P))，但本发明并未限于此，也可以设定为由上述4个式的式(5)～式(8)所规定的范围F2内的值。这种情况下，至少在红色及红外的波长区域中，可以得到波长板的良好的相位变换特性。
另外，在上述第一及第二实施方式中，虽然示出了将本发明的波长板适用于作为光学装置的CD-R/DVD互换光拾装置及液晶投影装置的示例，但本发明并未限于此，也能适用于CD-R/DVD互换光拾装置及液晶投影装置以外的需要在宽波长区域内具有良好的相位变换特性的波长板的光学装置中。另外，也能将上述第三及第四实施方式的波长板适用于需要在宽波长区域内具有良好的相位变换特性的光学装置中。
此外，在上述第一～第四实施方式中，虽然在玻璃基板与氧化铝膜之间形成透明导电膜，但本发明并未限于此，也可以在玻璃基板与氧化铝膜之间不形成透明导电膜。
再有，在上述第一～第四实施方式中，虽然采用阳极氧化法形成格子沟槽图案或格子孔图案，但本发明并未限于此，只要能形成深度大而且在深度方向上分别具有均匀沟宽及直径的格子沟槽图案及格子孔图案，也可以采用阳极氧化法以外的方法来形成格子沟槽图案及格子孔图案。
还有，在上述第一～第四实施方式中，虽然通过阳极氧化铝膜来形成格子沟槽图案或格子孔图案，但本发明并未限于此，也可以通过阳极氧化钛及钽等其他电子管金属来形成格子沟槽图案及格子孔图案。然而，这种情况下，必须重新规定相对于具有不同波长的多种光，能保持恒定特性的格子沟槽图案(波长板)的有效占空比及周期的范围。另外，必须重新规定相对于具有不同波长的多种光，能保持恒定特性的格子沟槽图案及格子孔图案(波长板)的孔间隔及周期的范围。
此外，在上述第一～第四实施方式中，作为阳极氧化中使用的电解液，虽然使用的是由磷酸构成的电解液，但本发明并未限于此，也可以使用由硫酸及草酸构成的电解液。
再有，在上述第一～第四实施方式中，作为阳极氧化中使用的阴极，虽然使用的是白金，但本发明并未限于此，也可以使用由其他材料构成的阴极。
另外，在上述第三及第四实施方式中，虽然将氧化铝膜的格子孔图案的细孔间隔T2及周期L2设定为由上述3个式的式(9)～式(11)所规定的范围F3内的值(例如，T2：0.10，L2：0.35(图45中的坐标点Q))，但本发明并未限于此，也可以设定为由上述2个式的式(12)及式(13)规定的范围F4内的值。这种情况下，至少在红色及红外的波长区域中可以得到波长板的良好相位变换特性。
还有，在上述第三及第四实施方式中，作为构成波长板的氧化铝膜，虽然采用的是由具有排列成三角格子状的多个细孔构成的格子孔图案的氧化铝膜，但本发明并未限于此，如图91所示，也可以形成具有由排列成四角格子状的多个细孔120a构成的格子孔图案的氧化铝膜120。此外，如图92所示，也可以将氧化铝膜121形成为：具有在排列成四角格子状的多个细孔121a上连接了相邻于箭头Y方向(光轴的延伸方向)的细孔121a的格子沟槽图案。然而，由于若采用阳极氧化法来氧化处理铝膜，则排列成三角格子状的细孔可以容易地自组织化地形成，故优选采用具有由排列成三角格子状的多个细孔构成的格子孔图案或格子沟槽图案的氧化铝膜。
另外，在上述第五～第八实施方式中，通过利用具有多个大凸部和小凸部的挤压部件来进行织构化处理，从而在铝膜的表面上形成多个大凹部和多个小凹部，但本发明并未限于此，也可以通过利用只有多个大凸部的挤压部件来进行织构化处理，而在铝膜的表面上形成多个大凹部后，通过将铝膜表面的形成了大凹部的区域以外的区域进行粗糙化，而在铝膜表面的形成了大凹部的区域以外的区域上形成多个小凹部。这样，若对形成了凹部的铝膜进行阳极氧化处理，则可以在与铝膜的表面的大凹部对应的区域上形成大细孔，同时在与铝膜的被粗糙化过的表面的三角格子图案对应的区域上形成小细孔。而且，在粗糙化铝膜的表面时，优选采用CF4与H2气体进行的RIE(Recctive Ion Etching)法，以约100W～约500W的功率，将铝膜的表面进行约10分钟的蚀刻处理。另外，即使通过在惰性气体中，在约200℃～约600℃的温度条件下，将铝膜的表面进行约30分钟的退火处理，也可以将铝膜的表面粗糙化。
此外，在上述第五及第六实施方式中，虽然在构成格子孔图案的大细孔构成的细孔列间配置了1列或2列的由多个小细孔构成的细孔列，但本发明并未限于此，也可以在构成格子孔图案的大细孔构成的细孔列之间配置3列以上的由多个小细孔构成的细孔列。
再有，在上述第七实施方式中，虽然在构成格子沟槽图案的大细孔构成的细孔群的细孔列之间没有配置小细孔，但本发明并未限于此，也可以在构成格子沟槽图案的大细孔构成的细孔群的细孔列之间配置小细孔。这种情况下的格子沟槽图案的有效沟宽及周期的定义和第七实施方式的格子沟槽图案的有效沟宽We5及周期L5的定义同样。即，不考虑配置在由构成格子沟槽图案的大细孔构成的细孔群的细孔列之间的小细孔。

Claims (21)

1.一种波长板，其中具备基板和形成于所述基板上且具有线状格子沟槽图案的氧化铝膜，其特征在于，将所述线状格子沟槽图案的周期Lμm，和作为相邻的所述格子沟槽图案间的所述氧化铝膜的有效宽度相对于所述周期Lμm的比例的占空比De设定为由以下4个式规定的第一范围内的值：
L≤0.65；
L≥2×10-14e31.263De；
L≤6.0317De2-10.352De+5.0516；
(De-0.85)2/0.442+(L-0.41)2/0.392≤1。
2.根据权利要求1所述的波长板，其中，所述第一范围内的所述周期Lμm及所述占空比De至少对于红色或红外的波长区域的光适用。
3.根据权利要求1所述的波长板，其中，将所述线状格子沟槽图案的周期Lμm及占空比De进一步设定为由以下4个式规定的第二范围内的值：
De≥0.73；
L≤0.4；
L≥30.952De3-74.751De2+59.62De-15.328；
L≤3.0776De2-5.1863De+2.5772。
4.根据权利要求3所述的波长板，其中，所述第二范围内的所述周期Lμm及所述占空比De适用于红色、红外及蓝色的所有波长区域的光。
5.根据权利要求1所述的波长板，其中，
所述氧化铝膜具有多个孔，
在将所述多个孔中最大的孔的直径乘以0.5的值作为基准值的情况下，所述多个孔分类为具有比所述基准值大的直径的第一孔；和具有所述基准值以下的直径的第二孔，
所述格子沟槽图案的周期Lμm是由多个所述第一孔构成的格子沟槽图案的周期。
6.根据权利要求5所述的波长板，其中，
由多个所述第一孔构成的格子沟槽图案，是通过将包含多列由所述多个第一孔构成的孔列的孔群距离所定间隔地配置多个而构成的，
所述格子沟槽图案的周期Lμm是与相邻的所述孔群的一方侧的最外端相接的线间距离的平均值。
7.一种波长板，其中具备：基板；和形成于所述基板上，具有连接多个孔的线状格子沟槽图案与距离所定间隔配置了所述多个孔的格子孔图案的任一方的氧化铝膜，其特征在于，
构成所述氧化铝膜所含的所述格子沟槽图案及所述格子孔图案的任一方的所述多个孔，与第一方向相邻的所述孔距离孔间隔Tμm的中心间距离地配置为列状，以构成孔列，同时所述孔列以作为比所述孔间隔Tμm还大的间隔的周期Lμm，多列配置在与所述第一方向垂直的第二方向上，
将所述周期L与所述孔间隔Tμm设定为由以下2个式规定的第一范围内的值：
L≤0.65；
L≥-1.2018T3+0.3022T2+1.2988T+0.01。
8.根据权利要求7所述的波长板，其中，所述第一范围内的所述周期L及所述孔间隔T至少对于红色及红外的波长区域的光适用。
9.根据权利要求7所述的波长板，其中，将所述周期Lμm及所述孔间隔Tμm进一步设定为由以下3个式所规定的第二范围内的值：
L≤0.4；
L≥-440.16T3+63.334T2-3.4273T+0.3439；
L≥0.35(T-0.0825)0.434+0.245。
10.根据权利要求9所述的波长板，其中，所述第二范围内的所述周期Lμm及所述孔间隔Tμm适用于红色、红外及蓝色的所有波长区域的光。
11.根据权利要求7所述的波长板，其中，
在将所述多个孔中最大的孔的直径乘以0.5的值作为基准值的情况下，所述多个孔分类为具有比所述基准值大的直径的第一孔和具有所述基准值以下的直径的第二孔，
所述格子沟槽图案及所述格子孔图案的任一方的周期Lμm，是由多个所述第一孔构成的格子沟槽图案及由所述多个第一孔构成的格子孔图案的任一方的周期。
12.根据权利要求11所述的波长板，其中，
由所述多个第一孔构成的格子沟槽图案及由所述多个第一孔构成的格子孔图案的任一方，是通过将包含多列由所述多个第一孔构成的孔列的孔群距离所定间隔地配置多个而构成，
所述格子沟槽图案及所述格子孔图案的任一方的周期Lμm，是与相邻的所述孔群的一方侧的最外端相接的线间距离的平均值。
13.一种光学装置，其特征在于，具备：
具有多个波长区域的光源；和
波长板，其向来自所述光源的互相垂直的2个偏振光成分提供所定相位差的同时，包括基板以及形成于所述基板上，具有有双折射率特性的线状格子沟槽图案和有双折射率特性的格子孔图案的任一方的金属氧化膜。
14.根据权利要求13所述的光学装置，其中，
所述金属氧化膜包含具有线状格子沟槽图案的氧化铝膜，
将所述线状格子沟槽图案的周期Lμm，和作为相邻的所述格子沟槽图案间的所述氧化铝膜的有效宽度相对于所述周期Lμm的比例的占空比De设定为由以下4个式规定的第一范围内的值：
L≤0.65；
L≥2×10-14e31.263De
L≤6.0317De2-10.352De+5.0516；
(De-0.85)2/0.442+(L-0.41)2/0.392≤1。
15.根据权利要求14所述的光学装置，其中，具有所述第一范围内的所述周期Lμm及所述占空比De的所述波长板，至少对于红色或红外的波长区域的光适用。
16.根据权利要求14所述的光学装置，其中，将所述线状格子沟槽图案的周期Lμm及占空比De进一步设定为由以下4个式规定的第二范围内的值：
De≥0.73；
L≤0.4；
L≥30.952De3-74.751De2+59.62De-15.328；
L≤3.0776De2-5.1863De+2.5772。
17.根据权利要求16所述的光学装置，其中，具有所述第二范围内的所述周期Lμm及所述占空比De的所述波长板适用于红色、红外及蓝色的所有波长区域的光。
18.根据权利要求13所述的光学装置，其中，
所述金属氧化膜包括具有连接了多个孔的所述线状格子沟槽图案和多个孔距离所定间隔的配置的所述格子孔图案的任一方的氧化铝膜，
构成所述氧化铝膜所包含的所述格子沟槽图案及所述格子孔图案的任一方的所述多个孔，与第一方向相邻的所述孔距离孔间隔Tμm的中心间距离地配置为列状，以构成孔列，同时所述孔列以作为比所述孔间隔T还大的间隔的周期Lμm，多列配置在与所述第一方向垂直的第二方向上，
将所述周期Lμm与所述孔间隔Tμm设定为由以下2个式规定的第一范围内的值：
L≤0.65；
L≥-1.2018T3+0.3022T2+1.2988T+0.01。
19.根据权利要求18所述的光学装置，其中，具有所述第一范围内的所述周期Lμm及所述孔间隔Tμm的所述波长板至少对于红色及红外的波长区域的光适用。
20.根据权利要求18所述的光学装置，其中，将所述周期Lμm及所述孔间隔Tμm进一步设定为由以下3个式所规定的第二范围内的值：
L≤0.4；
L≥-440.16T3+63.334T2-3.4273T+0.3439；
L≥0.35(T-0.0825)0.434+0.245。
21.根据权利要求20所述的光学装置，其中，具有所述第二范围内的所述周期Lμm及所述孔间隔Tμm的所述波长板适用于红色、红外及蓝色的所有波长区域的光。
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