JP4593894B2 - 光学式エンコーダ - Google Patents
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Description
この関係がプリズム媒質および、誘電体を形成する複数の媒質で成り立つ必要がある。そのため、プリズム媒質の屈折率npと誘電体を形成する高屈折率層の屈折率nHと低屈折率層の屈折率nLとの間には、下記の関係式が成り立つ必要がある。
SWS構造を用いた偏光分離素子としは、図11のように多層膜をエッチングして、矩形格子状にした物が知られている。TiO2などの高屈折率層(H層)15と、SiO2などの低屈折率層(L層)16を交互に積層させて、それをピッチに対する媒質の比f(フィリングファクター)を約0.5程度になるようにエッチングしたものである。矩形格子の周期は波長より短い構造として構造複屈折を形成している。
0.2<f<0.8 ・・・(6)
を満足することが望ましい。ここで、前記偏光分離層は、2つの光学部材に挟まれていることが望ましい。また、前記2つの光学部材の光弾性定数の絶対値が、0.1×10−8cm2/Nより小さいことが望ましい。前記2つの光学部材は、同じ屈折率を有していることが望ましい。
また、偏光分離素子に対して入射する光のうち、P偏光を主に反射し、S偏光を主に透過するように構成するのが望ましい。
2 リフレクター
3 インテグレーター
3a,3b フライアイレンズ
4 偏光変換素子
5 コンデンサーレンズ
6 ミラー
7 フィールドレンズ
8 ダイクロイックミラー
9a1、9b1、9c1 偏光分離膜
9a、9b、9c 偏光分離膜
9a1、9b1、9c1 偏光ビームスプリッター
10a、10b 色選択性位相差板
11r、11g、11b 反射型液晶表示素子
12r、12g、12b 1/4位相差板
14 投射レンズ系
15 H層(TiO2)
16 L層(SiO2)
17 多層膜
18 P偏光入射光
19 P偏光透過光
20 S偏光入射光
21 S偏光反射光
Claims (26)
- 第1方向に平行な複数の格子を、前記第1方向と直交する第2方向に周期的に配置した構造を有する偏光分離層を有する偏光分離素子であって、
前記偏光分離素子に入射する光のうち、前記第1方向と平行な偏光成分の光を主に透過し、前記第2方向と平行な偏光成分の光を主に反射することを特徴とする偏光分離素子。 - 使用波長領域の光に対して、前記第1方向と平行な偏光成分の光の透過率が90%以上で、前記第2方向と平行な偏光成分の光の反射率が90%以上であることを特徴とする請求項1に記載の偏光分離素子。
- 前記使用波長領域とは、可視光領域であることを特徴とする請求項2に記載の偏光分離素子。
- 前記複数の格子は、使用波長よりも短い周期で配列されていることを特徴とする請求項1乃至3いずれか一項に記載の偏光分離素子。
- 前記第2方向と平行な偏光成分の光は、全反射を用いて反射させることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載の偏光分離素子。
- 前記偏光分離素子に光線が入射する面を第1面とし、該第1面と偏光分離層は平行ではないある角度をもって対面する配置とし、該第1面の法線と前記偏光分離層の法線とを含む面を第2面としたとき、前記第2面に対して前記第1方向が略平行であることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一項に記載の偏光分離素子。
- 前記偏光分離素子は、二等辺三角形を底面にもつ、2つの実質的に同形状の三角柱の透明部材を、それぞれの二等辺三角形の底辺を含む側面を互いに接合して得られるひし形形状の底面を有する四角柱型の形状を有していることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか一項に記載の偏光分離素子。
- 前記第1方向が前記ひし形の底面と平行になるように配置したことを特徴とする請求項7に記載の偏光分離素子。
- 前記複数の格子の材料が誘電体であり、該複数の格子の間は空気で満たされていることを特徴とする請求項1乃至8のいずれか一項に記載の偏光分離素子。
- 前記誘電体は酸化チタン(TiO2)であることを特徴とする請求項9に記載の偏光分離素子。
- 前記複数の格子が配列されている周期のうち前記誘電体が占める割合をf(フィリングファクタ)としたとき、
0.2<f<0.8
を満足することを特徴とする請求項9又は10に記載の偏光分離素子。 - 前記偏光分離層は、2つの光学部材に挟まれていることを特徴とする請求項9乃至11のいずれか一項に記載の偏光分離素子。
- 前記2つの光学部材の光弾性定数の絶対値が、0.1×10−8cm2/Nより小さいことを特徴とする請求項12に記載の偏光分離素子。
- 前記2つの光学部材は、同じ屈折率を有していることを特徴とする請求項12又は13に記載の偏光分離素子。
- 前記光学部材の媒質の屈折率と前記第1方向と平行な偏光成分を有する光に対する前記偏光分離層の有効屈折率とから決定されるブリュースター角を含む角度範囲で前記偏光分離層に光線が入射することを特徴とする請求項12乃至16のいずれか一項に記載の偏光分離素子。
- 前記光学部材の媒質の屈折率と、前記偏光分離層の前記第1方向と平行な偏光成分を有する光に対する有効屈折率を実質的に等しくしたことを特徴とする請求項1乃至17のいずれか一項に記載の偏光分離素子。
- 前記偏光分離層の厚さdは、使用波長領域の光のうち最も短波長側の使用波長λSとの関係が下記条件式を満たすことを特徴とする請求項1乃至18のいずれか一項に記載の偏光分離素子。
0.5 < d/λS - 偏光分離素子に対して入射する光のうち、P偏光を主に反射し、S偏光を主に透過する偏光分離素子において、
第1方向に平行な複数の格子を、前記第1方向と直交する第2方向に周期的に配置した構造を有する偏光分離層を有しており、前記偏光分離素子に入射する光のうち、前記第1方向と平行な偏光成分の光を主に透過し、前記第2方向と平行な偏光成分の光を主に反射することを特徴とする偏光分離素子。 - 少なくとも1つの表示素子と、前記少なくとも1つの表示素子を光源からの光で照明する照明光学系と、請求項1乃至20のいずれか一項に記載の偏光分離素子とを有していることを特徴とする画像表示装置。
- 前記少なくとも1つの表示素子は反射型の表示素子であることを特徴とする請求項21に記載の画像表示装置。
- 複数の前記表示素子を有しており、光源からの光を色分解し、前記複数の表示素子に導く色分解系と、前記複数の表示素子からの光を合成する色合成系とを有することを特徴とする請求項21又は22に記載の画像表示装置。
- 前記色分解系及び前記色合成系の少なくとも一方が、前記偏光分離素子を有していることを特徴とする請求項23に記載の画像表示装置。
- 前記色分解系及び前記色合成系がそれぞれ、少なくとも1つの前記偏光分離素子を有していることを特徴とする請求項23又は24に記載の画像表示装置。
- 請求項1乃至20のいずれか一項に記載の偏光分離素子を有する光学系。
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