[发明专利]光学元件和光学装置

说明书

技术领域

本发明涉及光学元件和光学装置。

背景技术

在非专利文献1（H.Tamada,et al.,“Al wire-grid polarizer using the s-polarization resonance”,Opt.Lett.22,6,pp.419-421（1997））和日本特表2003-508813号公报（专利文献1）中，记载有涉及由在具有透光性的基板上具有金属线结构的线栅元件构成的偏振元件（偏振滤光片）的技术。

在日本特表2010-530995号公报（专利文献2）中，记载有涉及以下的线栅元件的技术：在具有透光性的基板上具有由金属、透明电介质、光吸收体、透明电介质构成的线结构，选择性地抑制偏振光的反射。

在日本特开2011-123474号公报（专利文献3）中，记载有涉及以下的偏振元件的技术：通过形成在具有透光性的基板上具有金属线结构的线栅元件，并且在金属线结构的上端形成周期性的凸形状，附加了选择性地吸收不需要的偏振光的功能。

在日本特开2009-104074号公报（专利文献4）中，记载有涉及以下的光学元件的技术：通过在玻璃层内将金属呈所谓的方格旗状配置，将一种偏振光转换为另一种偏振光。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特表2003-508813号公报

专利文献2：日本特表2010-530995号公报

专利文献3：日本特开2011-123474号公报

专利文献4：日本特开2009-104074号公报

非专利文献

非专利文献1：H.Tamada,et al.,“Al wire-grid polarizer using the s-polarization resonance”,Opt.Lett.22,6,pp.419-421（1997）

发明内容

发明要解决的技术问题

光学装置已广泛普及，例如，在液晶投影仪、显示器、光拾取器、光传感器等中大多使用对光进行控制的光学元件。随着这些装置的高功能化，光学元件也要求高功能化、高附加价值化、低成本化。

作为这样的光学装置的代表性的一个例子，有液晶投影仪。该液晶投影仪具备：第一偏振元件，该第一偏振元件使从光源射出的光束中的特定的偏振光选择透过；液晶面板，对该液晶面板入射从第一偏振元件射出的偏振光，该液晶面板使入射的偏振光的偏振方向根据图像信息而变化；和第二偏振元件，对该第二偏振元件入射通过液晶面板而使偏振方向变化后的偏振光。在液晶投影仪中，通过使从上述的第二偏振元件射出的偏振光向投影透镜入射，形成光学像（图像光），将该图像光投影到屏幕等上进行图像显示。在这样的液晶投影仪中，以夹着液晶面板的方式配置有第一偏振元件和第二偏振元件。即，在液晶面板的入射侧和出射侧分别配置有具有使特定的偏振光选择透过的功能的偏振元件（偏振滤光片）。

近年来，由于液晶投影仪的小型化和投影图像的高亮度化，液晶面板上的光密度提高，作为与此对应的偏振元件，期望耐热性和耐光性优异的偏振元件。在这一点上，例如由无机材料构成的线栅元件可以说适合作为偏振元件。

在上述的非专利文献1中，如下所述记载有线栅元件的定义。“A wire grid is a simple one-dimensional metal grating and is quite promising as a microminiaturized polarization component in the field of integrated optics”（线栅是一种简单的一维金属光栅，在集成光学领域作为微型化的偏振元件是很有前途的）。即，线栅元件是简单的一维金属光栅。

在此，例如，在使以液晶投影仪为代表的光学装置（图像投影装置）的画质提高的意义上，期望使作为偏振元件的主要性能之一的特定的偏振光（以下称为p偏振光）和与其正交的偏振光（以下称为s偏振光）的选择性能、即透过率的比提高。此外，在本说明书中，设p偏振光的透过率为Tp，设s偏振光的透过率为Ts，使用偏振对比度（Tp/Ts）（也称为消光比）作为偏振选择性的性能指标。在该情况下，偏振对比度越高，越可以说是偏振选择性优异的偏振元件。