JP5834970B2 - 波長板およびレーザープロジェクタ - Google Patents
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Description
以下の式(A)の演算により得られるパラメータS3の絶対値が、前記波長λ1、λ2、λ3の光において、全て0.38以下である。
第2の条件:
以下の式(A)の演算により得られるパラメータS2とパラメータS1の比S2/S1の絶対値が、前記波長λ1、λ2、λ3の光において、全て0.17以下である。
また、波長板において、波長λ 1 、λ 2 およびλ 3 を有する帯域は、それぞれ、455nm帯、520nm帯および638nm帯であってもよい。また、波長λ 1 、λ 2 およびλ 3 を有する帯域は、中心波長がそれぞれ、430nm、530nmおよび638nmであってもよい。また、波長λ 1 、λ 2 およびλ 3 は、それぞれ、440nm、515nmおよび650nmであってもよい。
また、第1の複屈折性媒質層、第2の複屈折性媒質層、第3の複屈折性媒質層は、いずれも、高分子液晶からなってもよい。
また、本発明によるレーザプロジェクタは、青色レーザー光、緑色レーザー光および赤色レーザー光を発振する光源と、上述したいずれかの波長板と、を備えたことを特徴とする。
まず、第1の実施例として、本発明に係る波長板10の作製方法の例とともに具体的な構成例およびその効果について、図2を用いて説明する。まず、透明基板11aとして石英ガラス基板を用い、一方の面に真空蒸着法を用いて図示しない反射防止膜を形成する。また、透明基板11aの反射防止膜を形成した面と反対の面にポリイミドを塗布し、図2の座標系で、Z軸を中心にX軸からY軸へ回転する向きに39°の方向にラビングし、配向処理を施して図示しない配向膜を形成する。なお、図2の座標系は、波長板10の基板面に対する垂線をZ軸とした直交座標系である。次いで、形成した配向膜の上に適量の液晶モノマーを塗布し、波長365nmのUV光を液晶モノマー材料全体に照射し、液晶モノマー組成物全体を重合・固化し、その後、30分間140℃の熱処理をして、厚さ4.4μmの水平配向した高分子液晶からなる第1の複屈折性媒質層12aを作製する。このとき、前記ラビング方向39°が、遅相軸の方向になる。
次に、第2の実施例として、本発明に係る波長板10の他の例およびその効果について具体的に説明する。本実施例の波長板10は、作製方法および用いる材料は第1の実施例と同じである。そして、透明基板11a、11b、11cに施すラビング方向および複屈折性媒質層12a、12b、12cの厚さが第1の実施例と異なる。
次に、第3の実施例として、本発明に係る波長板10の他の例およびその効果について具体的に説明する。本実施例の波長板10は、作製方法および用いる材料は第1〜2の実施例と同じである。そして、透明基板11a、11b、11cに施すラビング方向および複屈折性媒質層12a、12b、12cの厚さが第1〜2の実施例と異なる。
次に、第4の実施例として、本発明に係る波長板10の他の例およびその効果について具体的に説明する。本実施例の波長板10は、作製方法は第1〜3の実施例と同じである。そして、第3の複屈折性媒質層12cに用いる液晶モノマーと透明基板11cに施すラビング方向、複屈折性媒質層12a、12b、12cの厚さが第1〜3の実施例と異なる。
次に、第5の実施例として、本発明に係る波長板10の作製方法の他の例とともに具体的な構成例およびその効果について、図1を用いて具体的に説明する。まず、透明基板11aとして石英ガラス基板を用い、一方の面に真空蒸着法を用いて図示しない反射防止膜を形成する。また、透明基板11aの反射防止膜を形成した面と反対の面にポリイミドを塗布し、図1の座標系で、Z軸を中心にX軸からY軸へ回転する向きに39°の方向にラビングし、配向処理を施して図示しない配向膜を形成する。なお、図1の座標系は、波長板10の基板面に対する垂線をZ軸とした直交座標系である。そして、形成した配向膜の上に適量の液晶モノマーを塗布し、波長365nmのUV光を液晶モノマー材料全体に照射し、液晶モノマー組成物全体を重合・固化し、その後、30分間140℃の熱処理をして、厚さ4.4μmの水平配向した高分子液晶からなる第1の複屈折性媒質層12aを作製する。このとき、前記ラビング方向39°が、遅相軸の方向になる。
次に、第6の実施例として、本発明に係る波長板10の他の例およびその効果について具体的に説明する。本実施例の波長板10は、作製方法および用いる材料は第1〜3の実施例と同じである。そして、透明基板11a、11b、11cに施すラビング方向、複屈折性媒質層12a、12b、12cの厚さが第1〜3の実施例と異なる。また、本実施例の波長板10は、波長選択性を持たせる対象とする波長帯が、第1〜第5の実施例と異なる。すなわち、第6の実施例の波長板10には、中心波長が430nm、530nm、638nmの3種類の波長光が入射するものとする。
次に、第7の実施例として、本発明に係る波長板10の他の例およびその効果について具体的に説明する。本実施例の波長板10は、作製方法および用いる材料は第1〜3の実施例と同じである。そして、透明基板11a、11b、11cに施すラビング方向、複屈折性媒質層12a、12b、12cの厚さが第1〜3の実施例と異なる。また、本実施例の波長板10では、青用に455nm帯、緑用に520nm帯、638nm帯の3種類の波長帯の光が入射するものとするが、そのうちの特に波長440nm、波長515nm、波長650nmの光が、本発明における波長板が波長選択性をもつ対象とする3種の波長λ1、λ2、λ3であるとする。
次に、第1の比較例として、本発明の第3の実施例の波長板10に対し、第2の複屈折媒質層12bの厚さを5.1μmに変更したものについて、効果の違いを説明する。第1の比較例の波長板は、図2に示す本発明の波長板10と同様の構造をもち、作製方法および用いる材料は第1〜3の実施例の波長板10と同じである。その上で、透明基板11aに施すラビング方向を25°、第1の複屈折性媒質層12aの厚さを5.3μm、透明基板11bに施すラビング方向を57°、第2の複屈折性媒質層12bの厚さを5.1μm、透明基板11cに施すラビング方向を46°、第3の複屈折性媒質層12cの厚さを3.0μmとして、本比較例である波長板(以下、本発明に係る波長板10と区別するため、波長板30という。)を作製する。
次に、第2の比較例として、本発明の第3の実施例の波長板に対し、第3の複屈折媒質層12cの遅相軸方向を45°に変更したものについて、効果の違いを説明する。第2の比較例の波長板30は、図2に示す本発明の波長板10と同様の構造をもち、作製方法および用いる材料は第1〜3の実施例の波長板10と同じである。その上で、透明基板11aに施すラビング方向を25°、第1の複屈折性媒質層12aの厚さを5.3μm、透明基板11bに施すラビング方向を57°、第2の複屈折性媒質層12bの厚さを5.0μm、透明基板11cに施すラビング方向を45°、第3の複屈折性媒質層12cの厚さを3.0μmとして、本比較例である波長板30を作製する。
次に、第3の比較例として、3層構造でない波長板40について述べる。図5は、レーザープロジェクタに用いられる、波長520nmの緑色レーザー光用の2分の1波長板40の例を示す断面模式図である。図5に示す波長板40は、透明基板41と透明基板42の間に、1層の複屈折性媒質層43を挟持した構成である。複屈折性媒質層43は、第1の実施例の波長板10で用いた高分子液晶を材料として用い、2.6μmの厚さを有しているものとする。このとき、複屈折性媒質層43の有する波長520nmにおけるリタデーション値は259nmである。これは、波長の略半分の値である。
11a、11b、11c 透明基板
12a 第1の複屈折性媒質層
12b 第2の複屈折性媒質層
12c 第3の複屈折性媒質層
30 第1〜3の比較例である波長板
40 第4の比較例である波長板
41、42 透明基板
43 複屈折性媒質層
Claims (8)
- 所定の異なる帯域を有する3種の波長λ1、λ2、λ3(λ1<λ2<λ3)に対して波長選択的に偏光を制御する波長板であって、
第1の複屈折性媒質層、第2の複屈折性媒質層、第3の複屈折性媒質層の順で積層された3層の複屈折性媒質層を備え、
前記3種の波長λ 1 、λ 2 、λ 3 の直線偏光の入射光の各々に対して、前記第1の複屈性媒質層のリタデーション値δ1 [nm]および遅相軸方向θ1、前記第2の複屈折媒質層のリタデーション値δ2 [nm]および遅相軸方向θ2、前記第3の複屈折媒質層のリタデーション値δ3 [nm]および遅相軸方向θ3の値が、以下に示す第1の条件および第2の条件を満たす、組み合わせであり、
前記3種の波長λ1、λ2、λ 3 の直線偏光が前記3層の複屈折性媒質層を透過したとき、前記波長λ1の光は楕円率が0.2以下、楕円長軸方向が入射する直線偏光の振動方向に対して±5°の楕円偏光の光になり、前記波長λ2の光は楕円率が0.2以下、楕円長軸方向が入射する直線偏光の振動方向に対して90°±5°の楕円偏光の光になり、前記波長λ3の光は楕円率が0.2以下、楕円長軸方向が入射する直線偏光の振動方向に対して±5°の楕円偏光の光になる
ことを特徴とする波長板。
第1の条件:
以下の式(A)の演算により得られるパラメータS3の絶対値が、前記波長λ1、λ2、λ3の光において、全て0.38以下である
第2の条件:
以下の式(A)の演算により得られるパラメータS2とパラメータS1の比S2/S1の絶対値が、前記波長λ1、λ2、λ3の光において、全て0.17以下である
ただし、δ’ i=1〜3 [deg]=360[deg]×δ i=1〜3 [nm]/λ[nm] - 前記波長λ 1 、λ 2 、λ 3 の各々における前記第1の複屈性媒質層のリタデーション値と前記第3の複屈性媒質層のリタデーション値との差が100nm以下であって、前記第1の複屈折性媒質層の遅相軸または進相軸と、前記第3の複屈折性媒質層の遅相軸または進相軸とがなす角度が3°以下である
請求項1に記載の波長板。 - 前記波長λ 1 、λ 2 、λ 3 の各々における前記第1の複屈性媒質層のリタデーション値と前記第3の複屈性媒質層のリタデーション値との差が15nm以下であって、前記第1の複屈折性媒質層の遅相軸または進相軸と、前記第3の複屈折性媒質層の遅相軸または進相軸とがなす角度が3°以下である
請求項1に記載の波長板。 - 前記波長λ 1 、λ 2 およびλ 3 を有する帯域は、それぞれ、455nm帯、520nm帯および638nm帯である、請求項1〜3いずれか1項に記載の波長板。
- 前記波長λ 1 、λ 2 およびλ 3 を有する帯域は、中心波長がそれぞれ、430nm、530nmおよび638nmである、請求項1〜3いずれか1項に記載の波長板。
- 前記波長λ 1 、λ 2 およびλ 3 は、それぞれ、440nm、515nmおよび650nmである、請求項1〜3いずれか1項に記載の波長板。
- 前記第1の複屈折性媒質層、前記第2の複屈折性媒質層、前記第3の複屈折性媒質層は、いずれも、高分子液晶からなる請求項1〜6いずれか1項に記載の波長板。
- 青色レーザー光、緑色レーザー光および赤色レーザー光を発振する光源と、
請求項1〜7いずれか1項に記載の波長板と、
を備えたことを特徴とするレーザープロジェクタ。
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