JPH11211916A - 偏光ビームスプリッター - Google Patents
偏光ビームスプリッターInfo
- Publication number
- JPH11211916A JPH11211916A JP10013691A JP1369198A JPH11211916A JP H11211916 A JPH11211916 A JP H11211916A JP 10013691 A JP10013691 A JP 10013691A JP 1369198 A JP1369198 A JP 1369198A JP H11211916 A JPH11211916 A JP H11211916A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- refractive
- dielectric
- index
- low
- multilayer film
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Optical Elements Other Than Lenses (AREA)
- Polarising Elements (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 可視光波長のほぼ全域において、Ｐ及びＳ偏
光を高精度に分離又は合成することができる偏光ビーム
スプリッターを提供する。 【解決手段】 二つの透光性基体１１、１２の間に、高
屈折率物質と低屈折率物質とを交互に蒸着してなる誘電
体多層膜１３を設け、更にこの誘電体多層膜１３を、設
計基準波長が互いに異なる二つの誘電体多層膜１５、１
６により構成する。ここで、誘電体多層膜１５に用いる
高屈折率物質と低屈折率物質の組合せと、誘電体多層膜
１６に用いる高屈折率物質と低屈折率物質の組合せを非
同一とし、且つ、誘電体多層膜１５、１６に用いる高屈
折率物質の屈折率をともに２．６以上とする。
光を高精度に分離又は合成することができる偏光ビーム
スプリッターを提供する。 【解決手段】 二つの透光性基体１１、１２の間に、高
屈折率物質と低屈折率物質とを交互に蒸着してなる誘電
体多層膜１３を設け、更にこの誘電体多層膜１３を、設
計基準波長が互いに異なる二つの誘電体多層膜１５、１
６により構成する。ここで、誘電体多層膜１５に用いる
高屈折率物質と低屈折率物質の組合せと、誘電体多層膜
１６に用いる高屈折率物質と低屈折率物質の組合せを非
同一とし、且つ、誘電体多層膜１５、１６に用いる高屈
折率物質の屈折率をともに２．６以上とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、透光性基体上に高
屈折率物質からなる高屈折率誘電体膜と低屈折率物質か
らなる低屈折率誘電体膜とを交互に蒸着させることによ
り形成した誘電体多層膜の干渉を利用して、入射光をＰ
偏光とＳ偏光とに分離する偏光ビームスプリッターに関
する。
屈折率物質からなる高屈折率誘電体膜と低屈折率物質か
らなる低屈折率誘電体膜とを交互に蒸着させることによ
り形成した誘電体多層膜の干渉を利用して、入射光をＰ
偏光とＳ偏光とに分離する偏光ビームスプリッターに関
する。
【０００２】
【従来の技術】偏光ビームスプリッターは、高屈折率物
質からなる高屈折率誘電体膜と低屈折率物質からなる低
屈折率誘電体膜とを交互に蒸着させて積層した誘電体多
層膜を、二つの４５度プリズムの斜面間に介在させて構
成されるのが一般的である。このような偏光ビームスプ
リッターは、誘電体多層膜の干渉を利用して入射光をＰ
及びＳ偏光に高効率で分離することが可能であるため、
光ディスク装置や投射型表示装置等の光学系に利用され
ており、高屈折率物質及び低屈折率物質を種々選択して
組み合わせることにより、分離対象とする波長領域を変
化させることが可能である。
質からなる高屈折率誘電体膜と低屈折率物質からなる低
屈折率誘電体膜とを交互に蒸着させて積層した誘電体多
層膜を、二つの４５度プリズムの斜面間に介在させて構
成されるのが一般的である。このような偏光ビームスプ
リッターは、誘電体多層膜の干渉を利用して入射光をＰ
及びＳ偏光に高効率で分離することが可能であるため、
光ディスク装置や投射型表示装置等の光学系に利用され
ており、高屈折率物質及び低屈折率物質を種々選択して
組み合わせることにより、分離対象とする波長領域を変
化させることが可能である。
【０００３】また、特開平７ー２８１０２４に開示され
る偏光ビームスプリッターのように、２つのプリズムの
間の誘電体多層膜が、互いに設計基準波長が異なる２種
の誘電体多層膜からなり、且つ、それぞれの誘電体多層
膜を構成する高屈折率物質と低屈折率物質の組合せが互
いに非同一となるように構成されているものもある。こ
のような構成により得られた偏光ビームスプリッターで
は、高屈折率物質の屈折率は２．３８、設計基準波長差
は２６０nmであり、Ｐ及びＳ偏光を高精度で分離又は合
成できる波長範囲は４６０〜６２０nmであった。
る偏光ビームスプリッターのように、２つのプリズムの
間の誘電体多層膜が、互いに設計基準波長が異なる２種
の誘電体多層膜からなり、且つ、それぞれの誘電体多層
膜を構成する高屈折率物質と低屈折率物質の組合せが互
いに非同一となるように構成されているものもある。こ
のような構成により得られた偏光ビームスプリッターで
は、高屈折率物質の屈折率は２．３８、設計基準波長差
は２６０nmであり、Ｐ及びＳ偏光を高精度で分離又は合
成できる波長範囲は４６０〜６２０nmであった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、このような従
来の偏光スプリッターがＰ及びＳ偏光を高精度で分離又
は合成できる波長領域は、投写型表示装置等の光学系の
ように可視光波長のほぼ全領域を対象としている光学機
器に対してはまだ不充分であった。
来の偏光スプリッターがＰ及びＳ偏光を高精度で分離又
は合成できる波長領域は、投写型表示装置等の光学系の
ように可視光波長のほぼ全領域を対象としている光学機
器に対してはまだ不充分であった。
【０００５】本発明は、このような問題に鑑みてなされ
たものであり、可視光波長のほぼ全域において、Ｐ及び
Ｓ偏光を高精度に分離又は合成することができる偏光ビ
ームスプリッターを提供することを目的とする。
たものであり、可視光波長のほぼ全域において、Ｐ及び
Ｓ偏光を高精度に分離又は合成することができる偏光ビ
ームスプリッターを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明に係る偏光ビームスプリッターは、透光性
基体上に、高屈折率物質からなる高屈折率誘電体膜と低
屈折率物質からなる低屈折率誘電体膜とを交互に蒸着さ
せて積層することにより誘電体多層膜を形成し、この誘
電体多層膜の干渉を利用して入射光をＰ偏光とＳ偏光と
に分離するものであり、そして誘電体多層膜が、設計基
準波長をλ1 とする第１誘電体多層膜と設計基準波長を
λ2 （λ1 ≠λ2 ）とする第２誘電体多層膜とからな
り、第１誘電体多層膜が、第１の高屈折率物質からなる
高屈折率誘電体膜と第１の低屈折率物質からなる低屈折
率誘電体膜とが交互に、且つ、両端が同一の屈折率物質
からなる誘電体膜となるように積層されるとともに、両
端の誘電体膜の膜厚がλ1 ／８及び他の誘電体膜の膜厚
がλ1 ／４であり、第２誘電体多層膜が、第２の高屈折
率物質からなる高屈折率誘電体膜と第２の低屈折率物質
からなる低屈折率誘電体膜とが交互に、且つ、両端が同
一の屈折率物質からなる誘電体膜となるように積層され
るとともに、両端の誘電体膜の膜厚がλ2 ／８及び他の
誘電体膜の膜厚がλ2 ／４であり、第１の高屈折率物質
及び第１の低屈折率物質の組合せと第２の高屈折率物質
及び第２の低屈折率物質の組合せとが非同一であり、第
１の高屈折率物質の屈折率及び第２の高屈折率物質の屈
折率が共に２．６以上であることを満足する。
めに、本発明に係る偏光ビームスプリッターは、透光性
基体上に、高屈折率物質からなる高屈折率誘電体膜と低
屈折率物質からなる低屈折率誘電体膜とを交互に蒸着さ
せて積層することにより誘電体多層膜を形成し、この誘
電体多層膜の干渉を利用して入射光をＰ偏光とＳ偏光と
に分離するものであり、そして誘電体多層膜が、設計基
準波長をλ1 とする第１誘電体多層膜と設計基準波長を
λ2 （λ1 ≠λ2 ）とする第２誘電体多層膜とからな
り、第１誘電体多層膜が、第１の高屈折率物質からなる
高屈折率誘電体膜と第１の低屈折率物質からなる低屈折
率誘電体膜とが交互に、且つ、両端が同一の屈折率物質
からなる誘電体膜となるように積層されるとともに、両
端の誘電体膜の膜厚がλ1 ／８及び他の誘電体膜の膜厚
がλ1 ／４であり、第２誘電体多層膜が、第２の高屈折
率物質からなる高屈折率誘電体膜と第２の低屈折率物質
からなる低屈折率誘電体膜とが交互に、且つ、両端が同
一の屈折率物質からなる誘電体膜となるように積層され
るとともに、両端の誘電体膜の膜厚がλ2 ／８及び他の
誘電体膜の膜厚がλ2 ／４であり、第１の高屈折率物質
及び第１の低屈折率物質の組合せと第２の高屈折率物質
及び第２の低屈折率物質の組合せとが非同一であり、第
１の高屈折率物質の屈折率及び第２の高屈折率物質の屈
折率が共に２．６以上であることを満足する。
【０００７】このように、第１誘電体多層膜に用いられ
る高屈折率物質と低屈折率物質の組み合わせと、第２誘
電体多層膜に用いられる高屈折率物質と低屈折率物質の
組合せを非同一とし、且つ、両高屈折率物質の屈折率を
ともに従来よりも高くして設計基準波長差を大きくする
ことで、可視光波長のほぼ全域において高精度にＰ及び
Ｓ偏光成分を分離又は合成することができる。また、入
射角のずれに対する影響も低く抑えることができる。
る高屈折率物質と低屈折率物質の組み合わせと、第２誘
電体多層膜に用いられる高屈折率物質と低屈折率物質の
組合せを非同一とし、且つ、両高屈折率物質の屈折率を
ともに従来よりも高くして設計基準波長差を大きくする
ことで、可視光波長のほぼ全域において高精度にＰ及び
Ｓ偏光成分を分離又は合成することができる。また、入
射角のずれに対する影響も低く抑えることができる。
【０００８】また、第１誘電体多層膜及び第２誘電体多
層膜に用いられる高屈折率物質をともにＴｉＯ2 とし、
且つ、これがスパッタリング法或いはイオンビームアシ
スト法により蒸着されることが好ましい。これにより、
両高屈折率物質膜の屈折率を２．６以上とすることがで
きる。更に、第１誘電体多層膜の低屈折率物質をＡｌ2
Ｏ3とし、第２誘電体多層膜の低屈折率物質をＳｉＯ2
とすることが好ましい。高屈折率物質と低屈折率物質を
このような組合せにすることにより、上記効果を充分発
揮させることができる。
層膜に用いられる高屈折率物質をともにＴｉＯ2 とし、
且つ、これがスパッタリング法或いはイオンビームアシ
スト法により蒸着されることが好ましい。これにより、
両高屈折率物質膜の屈折率を２．６以上とすることがで
きる。更に、第１誘電体多層膜の低屈折率物質をＡｌ2
Ｏ3とし、第２誘電体多層膜の低屈折率物質をＳｉＯ2
とすることが好ましい。高屈折率物質と低屈折率物質を
このような組合せにすることにより、上記効果を充分発
揮させることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施形態
について説明する。図２に、本発明の偏光ビームスプリ
ッターが用いられた投射型表示装置の構成を示す。光源
であるメタルハライドランプ２からの照射光はコンデン
サーレンズ３により集光された後、偏光ビームスプリッ
ター１へ入射される。この偏光ビームスプリッター１に
おいては、照射光のうち不要なＰ偏光成分は透過され、
必要なＳ偏光成分のみが反射されてレッド用ダイクロイ
ックミラー４へ入射される。このレッド用ダイクロイッ
クミラー４ではレッドＳ偏光のみが反射され、レッド用
反射型液晶表示素子５に入射される。レッド用ダイクロ
イックミラー４を透過したグリーンとブルーの光はグリ
ーン用ダイクロイックミラー６に入射され、このグリー
ン用ダイクロイックミラー６において反射されたグリー
ンＳ偏光はグリーン用反射型液晶表示素子７に、グリー
ン用ダイクロイックミラー６を透過したブルーＳ偏光は
ブルー用反射型液晶表示素子８にそれぞれ入射される。
について説明する。図２に、本発明の偏光ビームスプリ
ッターが用いられた投射型表示装置の構成を示す。光源
であるメタルハライドランプ２からの照射光はコンデン
サーレンズ３により集光された後、偏光ビームスプリッ
ター１へ入射される。この偏光ビームスプリッター１に
おいては、照射光のうち不要なＰ偏光成分は透過され、
必要なＳ偏光成分のみが反射されてレッド用ダイクロイ
ックミラー４へ入射される。このレッド用ダイクロイッ
クミラー４ではレッドＳ偏光のみが反射され、レッド用
反射型液晶表示素子５に入射される。レッド用ダイクロ
イックミラー４を透過したグリーンとブルーの光はグリ
ーン用ダイクロイックミラー６に入射され、このグリー
ン用ダイクロイックミラー６において反射されたグリー
ンＳ偏光はグリーン用反射型液晶表示素子７に、グリー
ン用ダイクロイックミラー６を透過したブルーＳ偏光は
ブルー用反射型液晶表示素子８にそれぞれ入射される。
【００１０】各色のＳ偏光は、各色の反射型液晶表示素
子において変調され、情報が書き込まれたＰ偏光とＳ偏
光の混じった光（楕円偏光）となり、先程と反対の光路
で合成されて偏光ビームスプリッター１に入射される。
ここで楕円偏光のうち情報として必要なＰ偏光のみが透
過され、投影レンズ９において拡大されてスクリーン１
０上に投影される。
子において変調され、情報が書き込まれたＰ偏光とＳ偏
光の混じった光（楕円偏光）となり、先程と反対の光路
で合成されて偏光ビームスプリッター１に入射される。
ここで楕円偏光のうち情報として必要なＰ偏光のみが透
過され、投影レンズ９において拡大されてスクリーン１
０上に投影される。
【００１１】このようにして用いられる本発明の偏光ビ
ームスプリッター１の構成を、図１を用いて詳細に説明
する。屈折率が１．８５である４５度プリズム１１（特
許請求の範囲の透光性基体に相当）の斜面上には誘電体
多層膜１３が形成され、更に誘電体多層膜１３は接着剤
１４によりプリズム１２と接着されている（図中の誘電
多層膜１３の膜厚及び接着剤１４の厚みは誇張して描い
ている）。この接着剤１４には市販のエポキシ系の接着
剤を使用し、屈折率は１．５２である。なお、プリズム
１２の斜面上には反射防止膜１７が施されており、プリ
ズム斜面による光の反射を低減させている。
ームスプリッター１の構成を、図１を用いて詳細に説明
する。屈折率が１．８５である４５度プリズム１１（特
許請求の範囲の透光性基体に相当）の斜面上には誘電体
多層膜１３が形成され、更に誘電体多層膜１３は接着剤
１４によりプリズム１２と接着されている（図中の誘電
多層膜１３の膜厚及び接着剤１４の厚みは誇張して描い
ている）。この接着剤１４には市販のエポキシ系の接着
剤を使用し、屈折率は１．５２である。なお、プリズム
１２の斜面上には反射防止膜１７が施されており、プリ
ズム斜面による光の反射を低減させている。
【００１２】誘電体多層膜１３は二つの誘電体多層膜、
すなわち第１誘電体多層膜１５及び第２誘電体多層膜１
６からなっている。第１誘電体多層膜１５は設計基準波
長をλ1 ＝７４０nmとしており、高屈折率物質であるＴ
ｉＯ2 （屈折率ｎＨ1 ＝２．６０）からなる高屈折率誘
電体膜と、低屈折率物質であるＡｌ2Ｏ3（ｎＬ1 ＝１．
６２）からなる低屈折率誘電体膜とが交互に蒸着されて
積層され、交互層を形成している。ここで、両端の１層
ずつの誘電体膜（以下、調整層１５ｂと称する）はとも
に低屈折率誘電体膜となるように構成されている。この
ように調整層が低屈折率誘電体膜で構成されるため、二
つの調整層に挟まれた交互層（以下、中間交互層１５ａ
と称する）の両端の誘電体膜は、必然的に高屈折率誘電
体膜となる。ここで、調整層１５ｂの光学的膜厚はλ1
／８であり、中間交互層１５ａを構成する各々の誘電体
膜の光学的膜厚は全てλ1 ／４である。
すなわち第１誘電体多層膜１５及び第２誘電体多層膜１
６からなっている。第１誘電体多層膜１５は設計基準波
長をλ1 ＝７４０nmとしており、高屈折率物質であるＴ
ｉＯ2 （屈折率ｎＨ1 ＝２．６０）からなる高屈折率誘
電体膜と、低屈折率物質であるＡｌ2Ｏ3（ｎＬ1 ＝１．
６２）からなる低屈折率誘電体膜とが交互に蒸着されて
積層され、交互層を形成している。ここで、両端の１層
ずつの誘電体膜（以下、調整層１５ｂと称する）はとも
に低屈折率誘電体膜となるように構成されている。この
ように調整層が低屈折率誘電体膜で構成されるため、二
つの調整層に挟まれた交互層（以下、中間交互層１５ａ
と称する）の両端の誘電体膜は、必然的に高屈折率誘電
体膜となる。ここで、調整層１５ｂの光学的膜厚はλ1
／８であり、中間交互層１５ａを構成する各々の誘電体
膜の光学的膜厚は全てλ1 ／４である。
【００１３】また、第２誘電体多層膜１６は設計基準波
長をλ2 ＝３８０nmとしており、高屈折率物質であるＴ
ｉＯ2 （屈折率ｎＨ2 ＝２．６０）からなる高屈折率誘
電体膜と、低屈折率物質であるＳｉＯ2 （ｎＬ2 ＝１．
４３）からなる低屈折率誘電体膜とが交互に蒸着されて
積層され、交互層を形成している。そして第１誘電体多
層膜１５と同様に、両端の１層ずつの誘電体膜（調整層
１６ｂ）はともに低屈折率誘電体膜となるように構成さ
れており、二つの調整層に挟まれた交互層（中間交互層
１６ａ）の両端の誘電体膜は高屈折率物質となってい
る。ここで、調整層１６ｂの光学的膜厚はλ2 ／８であ
り、中間交互層１６ａを構成する各々の誘電体膜の光学
的膜厚は全てλ2 ／４である。
長をλ2 ＝３８０nmとしており、高屈折率物質であるＴ
ｉＯ2 （屈折率ｎＨ2 ＝２．６０）からなる高屈折率誘
電体膜と、低屈折率物質であるＳｉＯ2 （ｎＬ2 ＝１．
４３）からなる低屈折率誘電体膜とが交互に蒸着されて
積層され、交互層を形成している。そして第１誘電体多
層膜１５と同様に、両端の１層ずつの誘電体膜（調整層
１６ｂ）はともに低屈折率誘電体膜となるように構成さ
れており、二つの調整層に挟まれた交互層（中間交互層
１６ａ）の両端の誘電体膜は高屈折率物質となってい
る。ここで、調整層１６ｂの光学的膜厚はλ2 ／８であ
り、中間交互層１６ａを構成する各々の誘電体膜の光学
的膜厚は全てλ2 ／４である。
【００１４】第１誘電体多層膜１５及び第２誘電体多層
膜１６における高屈折率物質ＴｉＯ2 の蒸着は、スパッ
タリング法（或いはイオンビームアシスト法でもよい）
により行われることが好ましい。これによれば、ＴｉＯ
2 からなる高屈折率膜の屈折率を２．６以上とすること
ができる。また、調整層１５ｂ、１６ｂは、Ｐ偏光成分
の透過率に派生するリップルを低減するために設けられ
る。大きなリップルがあると、偏光ビームスプリッター
として使用できる波長範囲は制限され好ましくないから
である。
膜１６における高屈折率物質ＴｉＯ2 の蒸着は、スパッ
タリング法（或いはイオンビームアシスト法でもよい）
により行われることが好ましい。これによれば、ＴｉＯ
2 からなる高屈折率膜の屈折率を２．６以上とすること
ができる。また、調整層１５ｂ、１６ｂは、Ｐ偏光成分
の透過率に派生するリップルを低減するために設けられ
る。大きなリップルがあると、偏光ビームスプリッター
として使用できる波長範囲は制限され好ましくないから
である。
【００１５】次に、上記構成の偏光ビームスプリッター
１の偏光分離特性について、図３及び図４を用いて説明
する。図３に示すように、光源からの入射光Ｌは本発明
の偏光ビームスプリッター１のプリズム１１（或いはプ
リズム１２でもよい）の直角を挟むいずれかの面から入
射される。入射光Ｌはプリズム１１を透過した後、誘電
体多層膜１３において透過光Ｔと反射光Ｒとに分離され
るが、誘電体多層膜１３の干渉作用により、入射した光
のうちＰ偏光のほとんどは誘電体多層膜１３をそのまま
透過し、入射した光のうちＳ偏光のほとんどは誘電体多
層膜１３において反射される。このため透過光Ｔには、
入射した光のＰ偏光成分のほとんどと、Ｓ偏光成分の一
部が含まれることとなる。
１の偏光分離特性について、図３及び図４を用いて説明
する。図３に示すように、光源からの入射光Ｌは本発明
の偏光ビームスプリッター１のプリズム１１（或いはプ
リズム１２でもよい）の直角を挟むいずれかの面から入
射される。入射光Ｌはプリズム１１を透過した後、誘電
体多層膜１３において透過光Ｔと反射光Ｒとに分離され
るが、誘電体多層膜１３の干渉作用により、入射した光
のうちＰ偏光のほとんどは誘電体多層膜１３をそのまま
透過し、入射した光のうちＳ偏光のほとんどは誘電体多
層膜１３において反射される。このため透過光Ｔには、
入射した光のＰ偏光成分のほとんどと、Ｓ偏光成分の一
部が含まれることとなる。
【００１６】入射光Ｌ及び透過光Ｔを受光素子により検
出し、透過光Ｔに含まれるＰ偏光成分及びＳ偏光成分
と、入射光中に含まれるＰ偏光成分及びＳ偏光成分とを
それぞれ比較することにより、Ｐ及びＳ偏光成分の透過
率Ｔｐ及びＴｓを求めることができる。そして、これら
の比、すなわち偏光分離比（Ｔｓ／Ｔｐ）を求めること
により、偏光ビームスプリッター１の偏光分離特性を評
価することができる。
出し、透過光Ｔに含まれるＰ偏光成分及びＳ偏光成分
と、入射光中に含まれるＰ偏光成分及びＳ偏光成分とを
それぞれ比較することにより、Ｐ及びＳ偏光成分の透過
率Ｔｐ及びＴｓを求めることができる。そして、これら
の比、すなわち偏光分離比（Ｔｓ／Ｔｐ）を求めること
により、偏光ビームスプリッター１の偏光分離特性を評
価することができる。
【００１７】本実施例では、偏光分離特性の入射角依存
性を考慮して、誘電体多層膜１３への入射角は設計基準
入射角４５度を中心に±２．５度ずつ変化させた４２．
５度、４５度、及び４７．５度の３通りとした。これら
の入射角で偏光ビームスプリッター１に光を入射したと
きのＰ、Ｓ両偏光成分の透過率を測定した結果を図４に
示す。
性を考慮して、誘電体多層膜１３への入射角は設計基準
入射角４５度を中心に±２．５度ずつ変化させた４２．
５度、４５度、及び４７．５度の３通りとした。これら
の入射角で偏光ビームスプリッター１に光を入射したと
きのＰ、Ｓ両偏光成分の透過率を測定した結果を図４に
示す。
【００１８】図４に示すように、本発明の偏光ビームス
プリッター１では、入射角依存性を考慮しても、可視光
波長（４００〜７００nm）のほぼ全域において高い偏光
分離特性を有していることが分かる。入射角によらず
（θ＝４２．５度〜４７．５度の範囲で）、偏光分離比
（Ｔｓ／Ｔｐ）が０．１％以下の高精度でＰ及びＳ偏光
成分を分離できる波長領域は、４２０〜６８０nmであ
る。
プリッター１では、入射角依存性を考慮しても、可視光
波長（４００〜７００nm）のほぼ全域において高い偏光
分離特性を有していることが分かる。入射角によらず
（θ＝４２．５度〜４７．５度の範囲で）、偏光分離比
（Ｔｓ／Ｔｐ）が０．１％以下の高精度でＰ及びＳ偏光
成分を分離できる波長領域は、４２０〜６８０nmであ
る。
【００１９】このように、第１誘電体多層膜１５に用い
られる高屈折率物質と低屈折率物質の組合せと、第２誘
電体多層膜１６に用いられる高屈折率物質と低屈折率物
質の組合せを非同一とするとともに、両高屈折率物質の
屈折率をともに従来（高々２．３８）よりも高くして設
計基準波長差を大きくすることで（本実施例における設
計基準波長差は、λ１−λ２＝３６０nm）、可視光波長
のほぼ全域において高精度にＰ及びＳ偏光成分を分離又
は合成することができる。また、入射する光が設計入射
角から多少ずれてもその影響は少ないため（本実施例で
は設計入射角４５度±２．５度以内）、自由度の高い光
学系配置が可能である。
られる高屈折率物質と低屈折率物質の組合せと、第２誘
電体多層膜１６に用いられる高屈折率物質と低屈折率物
質の組合せを非同一とするとともに、両高屈折率物質の
屈折率をともに従来（高々２．３８）よりも高くして設
計基準波長差を大きくすることで（本実施例における設
計基準波長差は、λ１−λ２＝３６０nm）、可視光波長
のほぼ全域において高精度にＰ及びＳ偏光成分を分離又
は合成することができる。また、入射する光が設計入射
角から多少ずれてもその影響は少ないため（本実施例で
は設計入射角４５度±２．５度以内）、自由度の高い光
学系配置が可能である。
【００２０】上記実施例では、第１誘電体多層膜１５及
び第２誘電体多層膜１６はともに、調整層１５ｂ、１６
ｂが低屈折率誘電体膜となる交互層であったが、調整層
１５ｂ、１６ｂが高屈折率誘電体膜となるような交互層
に構成しても同様の効果を得ることができる。このとき
には、調整層１５ｂ、１６ｂに挟まれた中間交互層１５
ａ、１６ａの両端の誘電体膜は必然的に低屈折率誘電体
膜となる。
び第２誘電体多層膜１６はともに、調整層１５ｂ、１６
ｂが低屈折率誘電体膜となる交互層であったが、調整層
１５ｂ、１６ｂが高屈折率誘電体膜となるような交互層
に構成しても同様の効果を得ることができる。このとき
には、調整層１５ｂ、１６ｂに挟まれた中間交互層１５
ａ、１６ａの両端の誘電体膜は必然的に低屈折率誘電体
膜となる。
【００２１】また、上記実施例では、第１誘電体多層膜
１５及び第２誘電体多層膜１６の高屈折率物質をともに
ＴｉＯ2 を用いたが、高屈折率物質は屈折率が２．６０
以上であれば同様の効果を得ることができる。更に、第
１誘電体多層膜１５と第２誘電体多層膜１６に用いる高
屈折率物質は必ずしも同一物質である必要はない（低屈
折率物質についても同様）。
１５及び第２誘電体多層膜１６の高屈折率物質をともに
ＴｉＯ2 を用いたが、高屈折率物質は屈折率が２．６０
以上であれば同様の効果を得ることができる。更に、第
１誘電体多層膜１５と第２誘電体多層膜１６に用いる高
屈折率物質は必ずしも同一物質である必要はない（低屈
折率物質についても同様）。
【００２２】
【発明の効果】以上説明した通り、本発明に係る偏光ビ
ームスプリッターは、第１誘電体多層膜に用いられる高
屈折率物質と低屈折率物質の組合せと、第２誘電体多層
膜に用いられる高屈折率物質と低屈折率物質の組合せを
非同一とし、且つ、両高屈折率物質の屈折率を従来より
も高くして設計基準波長差を大きくすることで、可視光
波長のほぼ全域において高精度にＰ及びＳ偏光成分を分
離又は合成することができる。また、入射角のずれに対
する影響も低く抑えることができるので、光学系の配置
に高い自由度を与えることができる。
ームスプリッターは、第１誘電体多層膜に用いられる高
屈折率物質と低屈折率物質の組合せと、第２誘電体多層
膜に用いられる高屈折率物質と低屈折率物質の組合せを
非同一とし、且つ、両高屈折率物質の屈折率を従来より
も高くして設計基準波長差を大きくすることで、可視光
波長のほぼ全域において高精度にＰ及びＳ偏光成分を分
離又は合成することができる。また、入射角のずれに対
する影響も低く抑えることができるので、光学系の配置
に高い自由度を与えることができる。
【図１】本発明の偏光ビームスプリッターの構成を示す
図である。
図である。
【図２】本発明の偏光ビームスプリッターを用いた投射
型表示装置の構成を示す図である。
型表示装置の構成を示す図である。
【図３】本発明の偏光ビームスプリッターに入射した光
が透過光と反射光とに分離された状態を示す図である。
が透過光と反射光とに分離された状態を示す図である。
【図４】本発明のビームスプリッターを透過したＰ偏光
成分及びＳ偏光成分の透過率を示す図である。
成分及びＳ偏光成分の透過率を示す図である。
１ 偏光ビームスプリッター １１、１２ プリズム １３ 誘電体多層膜 １４ 接着剤 １５ 第１誘電体多層膜 １６ 第２誘電体多層膜 １５ａ、１６ａ 中間交互層 １５ｂ、１６ｂ 調整層 １７ 反射防止膜
Claims (3)
- 【請求項１】 透光性基体上に、高屈折率物質からなる
高屈折率誘電体膜と低屈折率物質からなる低屈折率誘電
体膜とを交互に蒸着させて積層することにより誘電体多
層膜を形成し、この誘電体多層膜の干渉を利用して入射
光をＰ偏光とＳ偏光とに分離する偏光ビームスプリッタ
ーであって、 前記誘電体多層膜が、設計基準波長をλ1 とする第１誘
電体多層膜と設計基準波長をλ2 （λ1 ≠λ2 ）とする
第２誘電体多層膜とからなり、 前記第１誘電体多層膜が、第１の高屈折率物質からなる
高屈折率誘電体膜と第１の低屈折率物質からなる低屈折
率誘電体膜とが交互に、且つ、両端が同一の屈折率物質
からなる誘電体膜となるように積層されるとともに、前
記両端の誘電体膜の膜厚がλ1 ／８及び他の誘電体膜の
膜厚がλ1 ／４であり、 前記第２誘電体多層膜が、第２の高屈折率物質からなる
高屈折率誘電体膜と第２の低屈折率物質からなる低屈折
率誘電体膜とが交互に、且つ、両端が同一の屈折率物質
からなる誘電体膜となるように積層されるとともに、前
記両端の誘電体膜の膜厚がλ2 ／８及び他の誘電体膜の
膜厚がλ2 ／４であり、 前記第１の高屈折率物質及び前記第１の低屈折率物質の
組合せと前記第２の高屈折率物質及び前記第２の低屈折
率物質の組合せとが非同一であり、 前記第１の高屈折率物質の屈折率及び前記第２の高屈折
率物質の屈折率が共に２．６以上であることを特徴とす
る偏光ビームスプリッター。 - 【請求項２】 前記第１の高屈折率物質及び前記第２の
高屈折率物質をともにＴｉＯ2 とし、このＴｉＯ2 から
なる誘電体膜をスパッタリング法或いはイオンビームア
シスト法により蒸着させることを特徴とする請求項１記
載の偏光ビームスプリッター。 - 【請求項３】 前記第１の低屈折率物質をＡｌ2Ｏ3と
し、前記第２の低屈折率物質をＳｉＯ2 とすることを特
徴とする請求項２記載の偏光ビームスプリッター。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10013691A JPH11211916A (ja) | 1998-01-27 | 1998-01-27 | 偏光ビームスプリッター |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10013691A JPH11211916A (ja) | 1998-01-27 | 1998-01-27 | 偏光ビームスプリッター |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11211916A true JPH11211916A (ja) | 1999-08-06 |
Family
ID=11840224
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10013691A Pending JPH11211916A (ja) | 1998-01-27 | 1998-01-27 | 偏光ビームスプリッター |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11211916A (ja) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6791750B2 (en) | 2002-09-26 | 2004-09-14 | Minolta Co., Ltd. | Polarization beam splitter |
| JP2004530165A (ja) * | 2001-06-11 | 2004-09-30 | スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー | 偏光ビームスプリッター用の多層複屈折性フィルム |
| JP2006079058A (ja) * | 2004-08-09 | 2006-03-23 | Canon Inc | 偏光分離素子及びそれを有する投影装置 |
| EP1939655A2 (en) | 2006-12-28 | 2008-07-02 | Ricoh Company, Ltd. | Polarization beam splitter and polarization conversion element |
| JP2008181074A (ja) * | 2006-12-28 | 2008-08-07 | Ricoh Co Ltd | 偏光ビームスプリッタおよび偏光変換素子 |
| JP2009507256A (ja) * | 2005-09-02 | 2009-02-19 | カラーリンク・インコーポレイテッド | 偏光ビームスプリッタ及びコンバイナ |
| US7697209B2 (en) | 2007-11-06 | 2010-04-13 | Hon Hai Precision Industry Co., Ltd. | Dichroic mirror |
| JP4731744B2 (ja) * | 2001-07-09 | 2011-07-27 | 株式会社リコー | 偏光型光路分離素子および色分離合成素子および色分離方法および色合成方法およびカラー映像光合成装置およびカラー映像光合成方法および投影装置 |
| JP2012203329A (ja) * | 2011-03-28 | 2012-10-22 | Canon Inc | 偏光分離素子および画像投射装置 |
| CN102879914A (zh) * | 2012-10-09 | 2013-01-16 | 中国计量学院 | 梳状太赫兹波偏振分束器 |
| CN114488359A (zh) * | 2020-10-28 | 2022-05-13 | 佳能株式会社 | 光学组件和光学装置 |
-
1998
- 1998-01-27 JP JP10013691A patent/JPH11211916A/ja active Pending
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004530165A (ja) * | 2001-06-11 | 2004-09-30 | スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー | 偏光ビームスプリッター用の多層複屈折性フィルム |
| JP4731744B2 (ja) * | 2001-07-09 | 2011-07-27 | 株式会社リコー | 偏光型光路分離素子および色分離合成素子および色分離方法および色合成方法およびカラー映像光合成装置およびカラー映像光合成方法および投影装置 |
| US6791750B2 (en) | 2002-09-26 | 2004-09-14 | Minolta Co., Ltd. | Polarization beam splitter |
| JP2006079058A (ja) * | 2004-08-09 | 2006-03-23 | Canon Inc | 偏光分離素子及びそれを有する投影装置 |
| JP2009507256A (ja) * | 2005-09-02 | 2009-02-19 | カラーリンク・インコーポレイテッド | 偏光ビームスプリッタ及びコンバイナ |
| TWI381192B (zh) * | 2006-12-28 | 2013-01-01 | Ricoh Co Ltd | 極化分光器與極化轉換元件 |
| EP1939655A2 (en) | 2006-12-28 | 2008-07-02 | Ricoh Company, Ltd. | Polarization beam splitter and polarization conversion element |
| JP2008181074A (ja) * | 2006-12-28 | 2008-08-07 | Ricoh Co Ltd | 偏光ビームスプリッタおよび偏光変換素子 |
| US7961392B2 (en) | 2006-12-28 | 2011-06-14 | Ricoh Company, Ltd. | Polarization beam splitter and polarization conversion element |
| US7697209B2 (en) | 2007-11-06 | 2010-04-13 | Hon Hai Precision Industry Co., Ltd. | Dichroic mirror |
| JP2012203329A (ja) * | 2011-03-28 | 2012-10-22 | Canon Inc | 偏光分離素子および画像投射装置 |
| CN102879914A (zh) * | 2012-10-09 | 2013-01-16 | 中国计量学院 | 梳状太赫兹波偏振分束器 |
| CN102879914B (zh) * | 2012-10-09 | 2014-08-06 | 中国计量学院 | 梳状太赫兹波偏振分束器 |
| CN114488359A (zh) * | 2020-10-28 | 2022-05-13 | 佳能株式会社 | 光学组件和光学装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7562984B2 (en) | Polarizing beam splitter and projection apparatus having the same | |
| US8817371B1 (en) | Polarizing beam splitters | |
| JPH08503315A (ja) | 偏光ビームスプリッタ及びこのビームスプリッタを用いる光磁気再生装置 | |
| JPH11211916A (ja) | 偏光ビームスプリッター | |
| JP2004163714A (ja) | クロスダイクロイックプリズムおよびこれを用いた反射型液晶プロジェクタ装置 | |
| JP2002518714A (ja) | 角度依存性の小さいダイクロィックフィルタ | |
| JPH02167502A (ja) | 光学製品とその製造方法 | |
| JPH11101913A (ja) | 光学素子 | |
| JP3584257B2 (ja) | 偏光ビームスプリッタ | |
| KR20030089439A (ko) | 편광 필터 및 이 필터를 이용한 편광광 조사장치 | |
| JPS6015255B2 (ja) | 偏光分離光制御装置 | |
| JP2003114326A (ja) | 偏光ビームスプリッタ及び該偏光ビームスプリッタを用いた光学機器 | |
| JP2001350024A (ja) | 偏光ビームスプリッタ | |
| JP2003014932A (ja) | 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 | |
| JP2001183524A (ja) | 投射型表示装置 | |
| JP2007212694A (ja) | ビームスプリッタ | |
| JP2008058561A (ja) | 光学フィルタ及び色分解プリズム | |
| JPS6315562B2 (ja) | ||
| JPH09166709A (ja) | 色分解系とそれを用いた投射型表示装置 | |
| JPH07109443B2 (ja) | ダイクロイックプリズム及び投写型カラー表示装置 | |
| JPH11242118A (ja) | 偏光分離素子、偏光変換素子および投写型表示装置 | |
| JPH08286034A (ja) | 偏光ビームスプリッター | |
| JPS63116106A (ja) | 光学多層膜及びその製造方法 | |
| JP2004045853A (ja) | 光学多層膜及び光学素子 | |
| JP2004045452A (ja) | 光学多層膜及び光学素子 |