(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板に配列された複数のグリッド部と、を備え、
前記グリッド部は、金属細線と、該金属細線の上に設けられた金属からなる複数の凸部と複数の凹部とを有してなり、
前記凸部と前記凹部は、該グリッド部の長手方向に入射光の波長よりも短い周期で交互に配列され、
前記複数のグリッド部において、前記凸部の配列周期Ｐが一定であるとともに前記凸部の配列周期Ｐと前記凸部の長さＬとの比率（Ｄ＝Ｌ／Ｐ）が一定であり、
前記凸部の高さが隣り合う前記グリッド部どうしで異なっていることを特徴とする偏光素子。
【請求項２】
前記凸部が第１の高さをなす第１の前記グリッド部と、前記凸部が第２の高さをなす第２の前記グリッド部と、を有するグリッド群が前記基板上に複数設けられ、
前記グリッド部の配列方向における前記グリッド群の幅が前記入射光の波長よりも小さいことを特徴とする請求項１に記載の偏光素子。
【請求項３】
同一の前記グリッド部が有する前記凸部と前記凹部との長さが等しいことを特徴とする請求項１または２に記載の偏光素子。
【請求項４】
前記凸部の高さが異なる複数種類の前記グリッド部が前記基板上に不規則に配列されていることを特徴とする請求項１に記載の偏光素子。
【請求項５】
基板と、
前記基板に配列された複数のグリッド部とを備え、
前記グリッド部は、金属細線と、該金属細線の上に設けられた金属からなる複数の凸部と複数の凹部とを有してなり、
前記凸部と前記凹部は、該グリッド部の長手方向に入射光の波長よりも短い周期で交互に配列され、前記複数のグリッド部の各々の前記凸部の配列周期は等しく、
前記凸部の配列周期Ｐと前記凸部の長さＬとの比率（Ｄ＝Ｌ／Ｐ）が隣り合う前記グリッド部どうしで異なっていることを特徴とする偏光素子。
【請求項６】
前記凹部に対する前記凸部の突出高さが隣り合う前記グリッド部どうしで異なっていることを特徴とする請求項５に記載の偏光素子。
【請求項７】
前記比率が第１の比率を有する第１の前記グリッド部と、前記比率が第２の比率を有する第２の前記グリッド部と、を有するグリッド群が前記基板上に複数設けられ、
前記グリッド部の配列方向における前記グリッド群の幅が前記入射光の波長よりも小さいことを特徴とする請求項５または６に記載の偏光素子。
【請求項８】
前記比率が異なる複数種類の前記グリッド部が前記基板上に不規則に配列されていることを特徴とする請求項５または６に記載の偏光素子。
【請求項９】
前記基板と平行かつ前記金属細線の長手方向と垂直な方向から見たとき、
前記金属細線、前記凸部及び前記凹部が矩形形状になっていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の偏光素子。
【請求項１０】
光を射出する照明光学系と、
前記光を変調する液晶ライトバルブと、
前記液晶ライトバルブで変調された光が入射する請求項１〜８のいずれか１項に記載の偏光素子と、
前記偏光素子を透過した偏光光を被投射面に投射する投射光学系と、
を備えることを特徴とするプロジェクター。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、偏光素子及びプロジェクターに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、偏光分離機能を有する光学素子として、ワイヤーグリッド偏光素子が知られている。このワイヤーグリッド偏光素子は、ガラス基板などの透明基板の上にナノスケールのワイヤー部（金属細線）を敷き詰めて形成されてなるものである。ワイヤーグリッド偏光素子は、偏光分離性能が高いことに加え、無機材料から構成されるため、有機材料から構成される偏光素子と比較して耐熱性にも優れるという特徴がある。このため、種々の光学系において、従来の高分子を素材とした偏光分離素子に替えてワイヤーグリッド偏光素子を用いることが検討されている。具体的には、高出力の光源からの光に曝される液晶プロジェクターのライトバルブ用の偏光素子として好適に用いられ、ライトバルブの前後（光入射側、光出射側の少なくとも一方）に配置される。
【０００３】
ところで、ライトバルブの光出射側においては、不要偏光を吸収する機能が求められる。これは、不要偏光がライトバルブの光出射側において反射されると、この反射光が再度ライトバルブに入射してトランジスタの温度上昇を引き起こし、階調を狂わせたり、迷光となって画質を低下させたりするなどの問題が懸念されることによる。
【０００４】
そこで、不要偏光を吸収する機能を備えた吸収型のワイヤーグリッド偏光素子が各種検討されている。例えば、特許文献１では、基板に光反射性を有する第１グレーティング層が形成された偏光素子に光吸収性を有する第２グレーティング層（吸収層）を付加することにより、不要偏光を選択的に吸収している。
一方、特許文献２では、入射する光の波長よりも長いピッチで段差が表面に形成された光透過性基板と、光透過性基板の表面に入射する光の波長よりも短いピッチでストライプ状に配列された光反射体と、を有する偏光素子が提案されている。これにより、不要な偏光成分を正反射させることなく角度をつけて反射させ、迷光の発生を抑制している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−３７９００号公報
【特許文献２】特開２００６−１３３２７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１では、偏光素子の形成に加えて吸収層の成膜が必要であり、素子の構造も複雑となるので、製造コストが高くなる。
【０００７】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、不要偏光を選択的に吸収することで階調に優れ、高画質の表示を実現することができ、さらに素子構造を簡略化し低コスト化を図ることが可能な偏光素子及びプロジェクターを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するため、本発明の偏光素子は、基板と、前記基板に配列された複数のグリッド部と、を備え、前記グリッド部は、金属細線と、該金属細線の上に設けられた金属からなる複数の凸部と複数の凹部とを有してなり、前記凸部と前記凹部は、該グリッド部の長手方向に入射光の波長よりも短い周期で交互に配列され、前記複数のグリッド部において、前記凸部の配列周期Ｐが一定であるとともに前記凸部の配列周期Ｐと前記凸部の長さＬとの比率（Ｄ＝Ｌ／Ｐ）が一定であり、前記凸部の高さが隣り合う前記グリッド部どうしで異なっていることを特徴とする。
【０００９】
この構成によれば、金属細線に入射光の波長よりも短い周期で凸部が配列された共鳴格子構造とすることにより、表面プラズモン共鳴（ＳＰＲ）を発現させ、偏光素子に入射する特定波長の直線偏光ＴＥ（不要偏光）を選択的に吸収することができる。具体的には、上述した共鳴格子構造に直線偏光ＴＥが入射すると、エバネッセント光が発生する。このエバネッセント光を用いると、この波数と表面プラズモンの波数とを一致させることができ、表面プラズモンを励起することができる。この表面プラズモンの励起のために入射光のエネルギーが消費されるので、光入射方向への反射を抑制することができる。したがって、不要偏光を選択的に吸収することで階調に優れ、高画質の表示を実現することが可能な偏光素子を提供できる。また、特許文献１のように吸収層を設ける必要がないので、素子構造を簡略化し低コスト化を図ることが可能となる。
【００１０】
また、本発明では各グリッド部における凸部の配列周期及び凸部の配列周期Ｐと凸部の長さＬとの比率（デューティー比：Ｄ＝Ｌ／Ｐ）は等しく、凸部の高さが隣り合うグリッド部どうしで異なっていることから、グリッド部ごとに吸収可能な直線偏光ＴＥの波長が異なり、その結果、吸収可能な直線偏光の波長範囲が大幅に拡大することになる。よって、広い波長範囲で反射率を下げることができるので、プロジェクターなどに適用する場合にその設計マージンが拡がり、より利用し易い偏光素子が得られる。
【００１１】
また、前記凸部が第１の高さをなす第１の前記グリッド部と、前記凸部が第２の高さをなす第２の前記グリッド部と、を有するグリッド群が前記基板上に複数設けられ、前記グリッド部の配列方向における前記グリッド群の幅が前記入射光の波長よりも小さいことが好ましい。
【００１２】
この構成によれば、吸収可能な直線偏光の波長範囲を隣り合うグリッド部どうしで異ならせることができる。また、凸部の高さを入射光に応じて設定することが可能となる。また、凸部の高さを予め数種類に決めておくことにより、素子設計が容易になるとともに作製しやすい。
【００１３】
また、同一の前記グリッド部に設けられた前記凸部と前記凹部との長さが等しいことが好ましい。
【００１４】
この構成によれば、同一のグリッド部に設けられた凸部と凹部との長さが等しくなっているため作製しやすい。また、各グリッド部毎に表面プラズモンが励起されやすくなるので、入射光のエネルギーが消費され、光入射方向への反射を十分に抑制することができる。
【００１５】
また、前記凸部の高さが異なる複数種類の前記グリッド部が前記基板上に不規則に配列されていることが好ましい。
【００１６】
この構成によれば、入射光の波長に応じて、凸部の高さが異なる複数種類のグリッド部を基板上に不規則に配列するという設計を適宜行うことにより、良好な光学特性を有する偏光素子とすることができる。
【００１７】
上記の課題を解決するため、本発明の偏光素子は、基板と、前記基板に配列された複数のグリッド部とを備え、前記グリッド部は、金属細線と、該金属細線の上に設けられた金属からなる複数の凸部と複数の凹部とを有してなり、前記凸部と前記凹部は、該グリッド部の長手方向に入射光の波長よりも短い周期で交互に配列され、前記複数のグリッド部の各々の前記凸部の配列周期は等しく、前記凸部の配列周期Ｐと前記凸部の長さＬとの比率（デューティー比：Ｄ＝Ｌ／Ｐ）が隣り合う前記グリッド部どうしで異なっていることを特徴とする。
【００１８】
この構成によれば、金属細線に入射光の波長よりも短い周期で凸部が配列された共鳴格子構造とすることにより、表面プラズモン共鳴（ＳＰＲ）を発現させ、偏光素子に入射する特定波長の直線偏光ＴＥ（不要偏光）を選択的に吸収することができる。具体的には、上述した共鳴格子構造に直線偏光ＴＥが入射すると、エバネッセント光が発生する。このエバネッセント光を用いると、この波数と表面プラズモンの波数とを一致させることができ、表面プラズモンを励起することができる。この表面プラズモンの励起のために入射光のエネルギーが消費されるので、光入射方向への反射を抑制することができる。したがって、不要偏光を選択的に吸収することで階調に優れ、高画質の表示を実現することが可能な偏光素子を提供できる。また、特許文献１のように吸収層を設ける必要がないので、素子構造を簡略化し低コスト化を図ることが可能となる。
【００１９】
また、本発明では、複数のグリッド部の各々の凸部の配列周期は等しく、前記凸部の配列周期Ｐと前記凸部の長さＬとの比率（Ｄ＝Ｌ／Ｐ）が隣り合うグリッド部どうしで異なっていることから、グリッド部ごとに吸収可能な直線偏光ＴＥの波長が異なり、その結果、吸収可能な直線偏光の波長範囲が大幅に拡大することになる。よって、広い波長範囲で反射率を下げることができるので、プロジェクターなどに適用する場合にその設計マージンが拡がり、より利用し易い偏光素子が得られる。
【００２０】
また、前記凹部に対する前記凸部の突出高さが隣り合う前記グリッド部どうしで異なっていることが好ましい。
【００２１】
この構成によれば、吸収可能な直線偏光の波長範囲を隣り合うグリッド部どうしで異ならせることができる。また、凸部の高さを入射光に応じて設定することが可能となる。また、凸部の高さを予め数種類に決めておくことにより、素子設計が容易になるとともに作製しやすい。
【００２２】
また、第１の比率を有する第１の前記グリッド部と、第２の比率を有する第２の前記グリッド部と、を有するグリッド群が前記基板上に複数設けられ、前記グリッド部の配列方向における前記グリッド群の幅が前記入射光の波長よりも小さいことが好ましい。
【００２３】
この構成によれば、吸収可能な直線偏光の波長範囲を隣り合うグリッド部どうしで異ならせることができる。また、グリッド部の上記比率Ｄを入射光に応じて設定することが可能となる。また、グリッド部の上記比率Ｄを予め数種類に決めておくことにより、素子設計が容易になるとともに作製しやすい。
【００２４】
また、比率が異なる複数種類の前記グリッド部が前記基板上に不規則に配列されていることが好ましい。
【００２５】
この構成によれば、入射光の波長に応じて、上記比率が異なる複数種類のグリッド部を基板上に不規則に配列するという設計を適宜行うことにより、良好な光学特性を有する偏光素子とすることができる。
【００２６】
また、前記グリッド部、前記凸部及び前記凹部が側面視において矩形形状になっていることが好ましい。
【００２７】
この構成によれば、前記グリッド部、前記凸部及び前記凹部が側面視矩形形状になっているため作製しやすい。具体的には、基板上に金属膜を形成し、レジストパターンをマスクにして反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）による異方性エッチングを行うことで容易に作製できる。したがって、生産効率を向上させて低コスト化を図ることが可能となる。
【００２８】
本発明のプロジェクターは、光を射出する照明光学系と、前記光を変調する液晶ライトバルブと、前記液晶ライトバルブで変調された光が入射する前述した本発明の偏光素子と、前記偏光素子を透過した偏光光を被投射面に投射する投射光学系と、を備えることを特徴とする。
【００２９】
この構成によれば、上述した本発明に係る偏光素子を備えているので、高出力の光源を用いても偏光素子の劣化が抑えられる。そのため、階調に優れ、高画質の表示を実現することができ、低コスト化を図ることが可能なプロジェクターを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】第１実施形態における偏光素子の概略構成を示す斜視図である。
【図２】（ａ）偏光素子の概略構成を示す平面図、（ｂ）偏光素子の概略構成を示す部分断面図である。
【図３】ＳＰＲによる電場増強の機構を示す図である。
【図４】偏光素子に入射する光の偏光分離を示す模式図である。
【図５】第１実施形態における偏光素子の作製プロセスを示す図である。
【図６】第１実施形態の反射特性を示すグラフである。
【図７】（ａ）第２実施形態における偏光素子の概略構成を示す平面図、（ｂ）第２実施形態における偏光素子の概略構成を示す部分断面図である。
【図８】第２実施形態の反射特性を示すグラフである。
【図９】（ａ）第３実施形態における偏光素子の概略構成を示す平面図、（ｂ）第３実施形態における偏光素子の概略構成を示す部分断面図である。
【図１０】第３実施形態の反射特性を示すグラフである。
【図１１】プロジェクターの一例を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。かかる実施の形態は、本発明の一態様を示すものであり、この発明を限定するものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で任意に変更可能である。また、以下の図面においては、各構成をわかりやすくするために、実際の構造と各構造における縮尺や数等が異なっている。
【００３２】
なお、以下の説明においてはＸＹＺ座標系を設定し、このＸＹＺ座標系を参照しつつ各部材の位置関係を説明する。この際、水平面内における所定の方向をＸ軸方向、水平面内においてＸ軸方向と直交する方向をＹ軸方向、Ｘ軸方向とＹ軸方向のそれぞれの直交する方向をＺ軸方向とする。
【００３３】
（第１実施形態の偏光素子）
図１は、本発明に係る偏光素子の概略構成を示す斜視図である。図２（ａ）は、偏光素子の概略構成を示す平面図、図２（ｂ）は、偏光素子の概略構成を示す部分断面図である。
図１において、符号Ｐ１は金属細線の周期、符号Ｐ２は凸部の周期、符号Ｈ１は金属細線の高さ、図２（ｂ）において、符号Ｈ２,Ｈ３，Ｈ４は凸部の高さである。また、金属細線の延在方向をＹ軸方向とし、金属細線の配列軸をＸ軸方向としている。
【００３４】
図１及び図２（ｂ）に示すように、偏光素子１は、表面プラズモン共鳴（ＳＰＲ：Ｓｕｒｆａｃｅ  Ｐｌａｓｍｏｎ  Ｒｅｓｏｎａｎｃｅ）を利用して不要偏光を吸収する構造となっている。この偏光素子１は、基板１０上に複数のグリッド部１４が配列された構成となっている。なお、ＳＰＲの詳細については後述する。
【００３５】
基板１０は、例えばガラスや石英など、透光性を有し耐熱性の高い材料が形成材料として用いられる。本実施形態では、基板１０としてガラス基板を用いる。
【００３６】
グリッド部１４は、基板１０の面内に平行な方向（Ｘ軸方向）に光の波長よりも短い周期Ｐ１で複数配列されていて、基板１０の面内に垂直な方向（Ｚ軸方向）から視て互いの延在方向を平行にしたストライプ状（平面視ストライプ状）になっている。
グリッド部１４は、基板１０上に形成された金属細線１１と、該金属細線１１上に形成された複数の凸部１２と複数の凹部１３とを有してなり、これら凸部１２及び凹部１３が金属細線１１の長さ方向に周期的に配列されている。
【００３７】
金属細線１１は長手方向（Ｙ軸方向）に光の波長よりも十分長く形成されている。金属細線１１、凸部１２及び凹部１３は、少なくともＸ軸方向から視て矩形状になっている。
【００３８】
グリッド部１４（金属細線１１、凸部１２）の形成材料としては、例えばアルミニウム（Ａｌ）、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、モリブデン（Ｍｏ）、クロム（Ｃｒ）、もしくはこれらの合金が用いられる。本実施形態では、金属細線１１、凸部１２の形成材料としてＡｌを用いる。
【００３９】
このように、基板１０の形成材料としてガラスを用い、金属細線１１、凸部１２の形成材料としてＡｌを用いることにより、偏光素子１全体としての耐熱性を高めることができる。
【００４０】
グリッド部１４は、例えば周期Ｐ１が１４０ｎｍ程度に設定され、高さＨ１が１７５ｎｍ程度に設定されている。グリッド部１４の高さＨ１とは、基板１０の上面１０ａから凸部１２の上面１２ａまでの距離である。金属細線１１の周期Ｐ１とは、Ｘ軸方向における金属細線１１の幅Ｗ１と、隣り合う金属細線１１の間のスペースの幅Ｗ２とを足し合わせたものである。
【００４１】
また、Ｘ軸方向における金属細線１１の幅Ｗ１と、金属細線１１間のスペースの幅Ｗ２との比率は略１：１に設定されている。
【００４２】
また、グリッド部１４の周期に対する凸部１２の占める割合、つまり、各グリッド部１４における凸部１２の配列周期Ｐ２と凸部１２の長さＬ１とのデューティー比Ｄ（比率：Ｄ＝Ｌ１／Ｐ２）は０．５で一定である。
【００４３】
凸部１２及び凹部１３は、金属細線１１の上面１１ａに、該金属細線１１の長手方向（Ｙ軸方向）に沿って光の波長よりも短い所定の周期で複数ずつ配列されている。ここでは、同一の金属細線１１上に形成された凸部１２の長さＬ１と凹部１３の長さＬ２は互いに等しい長さとなっており、各グリッド部１４の金属細線１１上に形成された凸部１２（凹部１３）の、金属細線１１の長手方向（Ｙ軸方向）における配列周期Ｐ２が５００ｎｍに設定されている。
なお、周期Ｐ２は、各金属細線１１上に形成されたＹ軸方向における凸部１２の長さＬ１と、隣り合う凸部１２の間の凹部１３の長さＬ２とをそれぞれ足し合 
わせたものである。
【００４４】
これら凸部１２及び凹部１３は、図２（ａ）,（ｂ）に示すように、側面視矩形形状、平面視矩形形状とされ、所定の高さ及び所定の深さで形成されている。図２（ｂ）に示すように、本実施形態の各グリッド部１４は、隣り合うグリッド部１４どうしの凸部１２の高さ（凹部１３の深さ）が一定ではなくそれぞれ異なっている。
【００４５】
具体的には、グリッド部１４Ａ上に配列された凸部１２Ａ（第１のグリッド部）の高さＨ２（１３Ａの深さ）は２５ｎｍ、グリッド部１４Ｂ上に配列された凸部１２Ｂ（第２のグリッド部）の高さＨ３は５０ｎｍ、グリッド部１４Ｃ上に配列された凸部１２Ｃの高さＨ４は７５ｎｍである。なお、各グリッド部１４の高さＨ１は一定とされているので、各凸部１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃの高さＨ２，Ｈ３，Ｈ４に応じて金属細線１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃの高さＨ２’，Ｈ３’，Ｈ４’もそれぞれ異なり、Ｈ２’＞Ｈ３’＞Ｈ４’となっている。
【００４６】
本実施形態においては、図２（ａ），（ｂ）に示すように、凸部１２の高さが互いに異なる３本のグリッド部１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃによってグリッド群Ｇ１が構成されている。グリッド部１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃの配列方向におけるグリッド群Ｇ１の幅Ｗ３（グリッド部１４Ｂを挟んでその両側に配置されたグリッド部１４Ａとグリッド部１４Ｃとの幅方向外側の側部同士の間隔）は、入射光の波長よりも小さい幅に設定されている。
本実施形態の偏光素子１は、このようなグリッド群Ｇ１が基板１０上に複数設けられることで構成されている。複数のグリッド群Ｇ１どうしの間隔は、金属細線１１間のスペースの幅Ｗ２（図１）に等しい。
【００４７】
このように、各グリッド部１４の高さをＨ１に設定し、隣り合うグリッド部１４における凸部１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃの高さＨ２，Ｈ３，Ｈ４（凹部１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃの深さ）をそれぞれ異ならせることにより、ＳＰＲを発現させるための素子構造とすることができる。
【００４８】
本実施形態では、凸部１２の高さが小さいグリッド部１４Ａから順にグリッド部１４Ｂ，グリッド部１４ＣとＹ方向に配置されているが、隣り合うグリッド部１４の凸部１２及び凹部１３どうしの高さが異なっていれば、凸部１２の高さ順に配置されていなくてもよい。
【００４９】
ここで、図３を用いてＳＰＲについて説明する。図３は、ＳＰＲによる電場増強の機構を示す図である。図３に示すように、金属（誘電率Ｅｂ）と例えば空気等の誘電体（誘電率Ｅａ）と間の界面を考える。
【００５０】
金属内部には自由電子が存在しており、誘電体側から金属表面に光が入射すると、ある条件下で自由電子の疎密波（表面プラズモン）を励起することができる。この条件下では、金属表面に入射する光のエネルギーは表面プラズモンの励起に消費される。その結果、金属表面で反射する光のエネルギーは低下する。
【００５１】
空気中を伝播する光を平坦な金属表面に入射させた場合、表面プラズモンを励起することができない。これは、いずれの入射角であっても、入射光が持つ界面方向の波数が、表面プラズモンの波数以下となり、一致しないためである。表面プラズモンを励起するためには金属表面に回折格子を用いる手法が知られている。具体的には、回折格子に光を入射させた場合、発生するエバネッセント波の波数は、入射光の波数に、回折格子の波数が加わるため、表面プラズモンの波数以上にできるためである。なお、表面プラズモンは界面方向における電子の疎密波である。したがって、表面プラズモンを励起することができるのは、回折格子に対して直交する偏光成分のみである。
【００５２】
図４は、偏光素子１に入射する光の偏光分離を示す模式図である。図４（ａ）は、偏光素子１に金属細線１１の長手方向と直交する方向に振動する直線偏光ＴＭ（Ｔｒａｎｓｖｅｒｓｅ  Ｍａｇｎｅｔｉｃ）が入射する場合を示している。図４（ｂ）は、偏光素子１に金属細線１１の長手方向に振動する直線偏光ＴＥ（Ｔｒａｎｓｖｅｒｓｅ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃ）が入射する場合を示している。
【００５３】
図４（ａ）に示すように、偏光素子１への入射光２０は、各金属細線１１の長手方向（Ｙ軸方向）と直交する偏光軸を有する成分ｓ（ＴＭ偏光成分）を有している。すると、入射光２０の偏光軸ｓは共鳴格子に対して平行になる。具体的には、入射光２０の偏光軸ｓは、グリッド部１４の配列方向（Ｘ軸方向）に対して平行になる。
このため、上述した原理によりエバネッセント波が発生せず、表面プラズモンを励起することができない。
【００５４】
したがって、偏光素子１に直線偏光ＴＭが入射する場合は、表面プラズモン共鳴は発現しない。つまり、偏光素子１は、入射光２０に対して偏光分離機能のみがはたらく。このため、入射光２０のほとんどは偏光素子１を透過することになる。
【００５５】
図４（ｂ）に示すように、偏光素子１への入射光３０は、各金属細線１１の長手方向（Ｙ軸方向）と平行な偏光軸を有する成分ｐ（ＴＥ偏光成分）を有している。すると、入射光３０の偏光軸ｐは共鳴格子に対して直交する。具体的には、入射光３０の偏光軸ｐは、グリッド部１４の配列方向（Ｘ軸方向）に対して直交する。このため、上述した原理により、表面プラズモン４０を励起することができる。
【００５６】
したがって、偏光素子１に直線偏光ＴＥが入射する場合は、表面プラズモン共鳴が発現する。このため、入射光３０のエネルギーは表面プラズモン４０の励起に費やされる。本来、偏光軸ｐを有する入射光３０に対して偏光分離機能がはたらき、入射光３０のほとんどは反射されるが、本発明の構造では表面プラズモン４０の励起のために入射光３０のエネルギーが消費される。これにより、反射光が減少することになる。つまり、表面プラズモン共鳴（ＳＰＲ）を発現させることで、偏光素子１に入射する直線偏光ＴＥを選択的に吸収することができる。
【００５７】
本発明では、上述したように、基板１０の上面に金属細線１１を形成し、凸部１２を金属細線１１の上面１１ａに金属細線１１の長手方向に光の波長よりも短い周期Ｐ２で形成するとともに、各グリッド部１４のデューティー比Ｄ及び凸部１２の配列周期Ｐ２を等しくし、且つ、隣り合うグリッド部１４の高さを異ならせることにより、ＳＰＲを発現させる構造になっている。これにより、特許文献１のように吸収層を設けることなく、直線偏光ＴＥ（不要偏光）を選択的に吸収することが可能になっている。また、グリッド部１４ごとに吸収可能な直線偏光ＴＥの波長を異ならせることができるので、吸収可能な直線偏光の波長範囲が大幅に拡大することになる。よって、広い波長範囲で反射率を下げることができる。
【００５８】
図５は、偏光素子の作製プロセスを示す図である。先ず、ガラス基板１００の上にＡｌ膜１１０を蒸着やスパッタ等の方法で形成する。次に、Ａｌ膜１１０の上にレジストをスピンコート等の方法で塗布し、２光束干渉露光等の方法でレジストパターン１２０を形成する（図５（ａ）参照）。このとき、レジストパターン１２０は周期Ｐａ（金属細線の周期に相当）が１４０ｎｍ程度になるように形成する。なお、レジストパターン１２０の形成方法としてはこれに限らない。例えば、ナノインプリント等の転写を用いることもできる。
【００５９】
次に、レジストパターン１２０をマスクとして、塩素系のガスを用いた反応性イオンエッチング（ＲＩＥ：Ｒｅａｃｔｉｖｅ  Ｉｏｎ  Ｅｔｃｈｉｎｇ）を行う。これによりＡｌ膜１１０をガラス基板１００の上面が露出するまで異方性エッチングする。その後、レジストパターン１２０を除去することにより金属細線１１１を形成する（図５（ｂ）参照）。
【００６０】
次に、金属細線１１１が形成されたガラス基板１００の上にレジスト１３０をスピンコート等の方法で塗布する（図５（ｃ）参照）。次に、フォトレジスト等の方法により、周期Ｐ２（凸部の周期に相当）が５００ｎｍ程度のレジストパターン１３１を形成する（図５（ｄ）参照）。
【００６１】
次に、このレジストパターン１３１をマスクにして、ＲＩＥにより金属細線１１１の露出した部分を選択的にエッチングする。金属細線１１１のエッチング量はエッチング時間によって制御し、隣り合う金属細線１１ごとにエッチング量を選択的に異ならせる。その後、レジストパターン１３１を除去することで、レジストパターン１３１によって覆われていた部分に凸部１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃが形成され、エッチングされた部分に凹部１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃが形成される（図５（ｅ）参照）。以上の工程により、本発明に係る偏光素子１が製造できる。
【００６２】
本発明の偏光素子１によれば、金属細線１１の上面１１ａに入射光の波長よりも短い周期Ｐ２で凸部１２及び凹部１３が配列され、金属細線１１の長手方向における凸部１２の高さ（凹部１３の深さ）が隣り合うグリッド部１４どうしで異なる共鳴格子構造とすることにより、表面プラズモン共鳴（ＳＰＲ）を発現させ、偏光素子１に入射する特定波長の直線偏光ＴＥ（不要偏光）を選択的に吸収することができるとともに、吸収可能な偏光の波長の範囲を広げることが可能となる。
【００６３】
具体的には、本実施形態の偏光素子１の反射率曲線は図６に概略を示すような形状となる。図６に本実施形態の偏光素子の反射特性を示す。同図において、横軸は入射光の波長、縦軸はＴＥ光に対する反射率（Ｒｃ）である。
【００６４】
図６には、凸部の配列周期Ｐ２が５００ｎｍであり、凸部の高さが互いに異なる３種類の共鳴格子（高さＨ２；２５ｎｍ、高さＨ３：５０ｎｍ、高さＨ４：７５ｎｍ）におけるそれぞれの反射特性が示されている。
凸部の高さＨ２〜Ｈ４の異なる各共鳴格子それぞれにおいて、ＴＥ光に対する反射率（Ｒｃ）が所定の波長付近で大きな反射率の低下が認められる。これら反射率の低下は、表面プラズモンの励起に入射光のエネルギーが費やされたことにより生じたものと考えられる。
【００６５】
また、図６より、凸部の高さによってＴＥ光に対する反射率（Ｒｃ）が基準値（一点鎖線で示す）よりも低下する帯域が異なっていることがわかる。つまり、凸部の高さに応じて共鳴波長の帯域が変化している。
凸部の高さＨ３が５０ｎｍ、凸部の配列周期Ｐ２が５００ｎｍの共鳴格子における反射特性の曲線Ｏを基準とすると、凸部の高さＨ２が２５ｎｍと小さくなると共鳴波長の帯域も短波長側にシフトし、凸部の高さＨ４が７５ｎｍと大きくなると共鳴波長の帯域が長波長側にシフトする。
【００６６】
よって、これら凸部の高さを互いに異ならせた３本のグリッド部を混在させた偏光素子は、図６中の実線Ａで示す反射特性となり、単一の凸部高さのグリッド部を備えた偏光素子の反射帯域（１）に比べると、短波長から長波長まで広い範囲の帯域（２）の周波数の反射光を吸収することが可能である。
これにより、共鳴波長は、共鳴格子の凸部の高さによって変化するものと考えられる。
【００６７】
上述した本実施形態の共鳴格子構造に直線偏光ＴＥが入射すると、エバネッセント光が発生する。このエバネッセント光を用いると、この波数と表面プラズモンの波数とを一致させることができ、表面プラズモンを励起することができる。この表面プラズモンの励起のために入射光のエネルギーが消費されるので、光入射方向への反射を抑制することができる。
また、本実施形態では各グリッド部における凸部１２の配列周期Ｐ２及び凸部１２の配列周期Ｐ２と凸部１２の長さＬ１との比率（デューティー比：Ｄ＝Ｌ１／Ｐ２）は等しく、凸部１２の高さが隣り合うグリッド部１４どうしで異なっていることから、グリッド部１１４ごとに吸収可能な直線偏光ＴＥの波長が異なり、その結果、吸収可能な直線偏光の波長範囲が大幅に拡大することになる。よって、広い波長範囲で反射率を下げることができるので、プロジェクターなどに適用する場合にその設計マージンが拡がり、より利用し易い偏光素子１が得られる。
【００６８】
したがって、不要偏光を選択的に吸収することで階調に優れ、高画質の表示を実現することが可能な偏光素子１が提供できる。また、特許文献１のように吸収層を設ける必要がないので、素子構造を簡略化し低コスト化を図ることが可能となる。
【００６９】
また、この構成によれば、金属細線１１、凸部１２が側面視矩形形状になっているため作製しやすい。具体的には、基板上に金属膜を形成し、レジストパターンをマスクにしてＲＩＥによる異方性エッチングを行うことで容易に作製できる。したがって、生産効率を向上させて低コスト化を図ることが可能となる。
【００７０】
また、本実施形態では、金属細線１１上に形成された凸部１２の高さが隣り合うグリッド部１４同士で異なっているので、グリッド部１４ごとに吸収可能な直線偏光ＴＥの波長が異なり、その結果、吸収可能な直線偏光の波長範囲が大幅に拡大することになる。よって、広い波長範囲で反射率を下げることができるので、後述するプロジェクターに適用する場合にその設計マージンが拡がり、より利用し易い偏光素子１が得られる。
【００７１】
また、図１及び図２に示したように、凸部１２の高さが異なる３種類のグリッド部１４を１グループとしグリッド群Ｇ１として配列させることにより、素子設計が容易になるとともに作製しやすい。なお、凸部１２の高さが異なる２種類のグリッド部１４を１グループとしてもいいし、凸部１２の高さが異なる４種類以上のグリッド部１４を１グループとしてもよい。
【００７２】
また、本実施形態では、金属細線１１の上面１１ａに凸部１２及び凹部１３が配列されている例を示したが、これに限らない。例えば、金属細線１１の側面など金属細線１１の少なくとも一面に凸部１２及び凹部１３が配列されていてもよい。このような構成であっても、表面プラズモンを励起することができる。
【００７３】
また、本実施形態では、凸部１２の高さ順にグリッド部１４が配列されているが、隣り合うグリッド部１４の凸部１２どうしの高さが異なっていれば、凸部１２の高さ順に配置されていなくてもよい。例えば、凸部１２の高さが異なる複数種類のグリッド部１４が基板１０上に不規則に配列されていてもよい。
【００７４】
また、本実施形態では、グリッド部１４（金属細線１１）の幅Ｗ１と、グリッド部１４（金属細線１１）間のスペースの幅Ｗ２との比率が略１：１に設定されている構造を示したが、これに限らない。例えば、グリッド部１４（金属細線１１）の幅Ｗ１とグリッド部１４（金属細線１１）間のスペースの幅Ｗ２との比率が異なるように設定されていてもよい。
【００７５】
（第２実施形態の偏光素子）
次に、第２実施形態の偏光素子について述べる。図７（ａ）は、第２実施形態における偏光素子の概略構成を示す平面図、図７（ｂ）は、第２実施形態における偏光素子の概略構成を示す部分断面図である。
【００７６】
先の実施形態では、凸部の高さが隣り合うグリッド部同士で異なる構成を示したが、本実施形態では、各グリッド部の凸部の高さが一定とされ、隣り合うグリッド部のデューティー比が異なった構成とされている。
【００７７】
図７（ａ）に示すように、本実施形態の偏光素子２は、基板１０と、基板１０上にストライプ状に配列された複数のグリッド部２４とを有してなり、これら複数のグリッド部２４が入射する光の波長よりも短い周期Ｐ１で配列されている。
【００７８】
各グリッド部２４のＸ方向への配列周期Ｐ１は１４０ｎｍであり、上記実施形態と同様にグリッド部２４（金属細線２１）の幅Ｗ１と、グリッド部２４（金属細線２１）間のスペースの幅Ｗ２との比率は略１：１に設定されている。
【００７９】
各グリッド部２４は、金属細線２１と、該金属細線２１上に複数配列された凸部２２と凹部２３とからなる。金属細線２１の高さＨ５（基板１０の上面１０ａから金属細線２１の上面２１ａまでの高さ）は１５０ｎｍ、金属細線２１上に配列された凸部２２の高さＨ６は２５ｎｍとされており、各グリッド部２４間で等しい。
【００８０】
本実施形態においては、各グリッド部２４に形成されるデューティー比Ｄが隣り合うグリッド部２４どうしで異なっている。具体的には、各グリッド部２４に形成されるデューティー比Ｄが互いに異なる３本のグリッド部２４Ａ，２４Ｂ，２４Ｃによってグリッド群Ｇ２が構成されている。３本のグリッド部２４のうち、グリッド部２４Ａのデューティー比Ｄは０．５、グリッド部２４Ｂのデューティー比Ｄは０．６、グリッド部２４Ｃのデューティー比Ｄは０．７となっている。
【００８１】
本実施形態の偏光素子２は、このようなグリッド群Ｇ２が基板１０上に複数設けられることで構成されている。複数のグリッド群Ｇ２どうしの間隔は、金属細線２１間のスペースの幅Ｗ２に等しい。
【００８２】
また、各グリッド部２４における凸部２２の周期Ｐ２は５００ｎｍに設定されている。
本実施形態では、隣り合うグリッド部２４の凸部２２の長さが互いに異なる。各グリッド部２４Ａ，２４Ｂ，２４Ｃの凸部２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃの長さをそれぞれＬ１ａ，Ｌ１ｂ，Ｌ１ｃとすると、これらの関係はＬ１ａ＜Ｌ１ｂ＜Ｌ１ｃとなっている。一方、各グリッド部２４Ａ，２４Ｂ，２４Ｃの凹部２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃの長さをそれぞれＬ２ａ，Ｌ２ｂ，Ｌ２ｃとすると、これらの関係はＬ２ａ＞Ｌ２ｂ＞Ｌ２ｃとなっている。
【００８３】
各グリッド部２４における凸部２２の一端側（凸部２２の長さ方向における一端側）はグリッド部２４の配列方向（Ｘ方向）から視て図７（ａ）中の矢印Ｔで示す位置において一致している。
【００８４】
なお、本実施形態は、各グリッド部２４Ａ，２４Ｂ，２４Ｃが凸部２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃの長さ順に配列されているが、これに限らず、隣り合うグリッド部２４どうしのデューティー比Ｄが異なっていればよい。
【００８５】
なお、本実施形態では、デューティー比Ｄが互いに異なる３本のグリッド部２４によってグリッド群Ｇ２を構成しているが、デューティー比Ｄが互いに異なる２本のグリッド部２４によってグリッド群を構成してもよいし、デューティー比Ｄが互いに異なる４本以上のグリッド部２４によってグリッド群Ｇ２を構成しても良い。
【００８６】
この構成によれば、デューティー比Ｄが隣り合うグリッド部２４どうしで異なる構成とされている。入射光の波長によって隣り合うグリッド部２４のデューティー比Ｄを異ならせることによって、表面プラズモン共鳴（ＳＰＲ）を発現させ、偏光素子２に入射する特定波長の直線偏光ＴＥ（不要偏光）を選択的に吸収することができるとともに、吸収可能な偏光の波長の範囲を広げることが可能となる。
【００８７】
具体的には、本実施形態の偏光素子２の反射率曲線は図８に概略を示すような形状となる。図８に本実施形態の偏光素子の反射特性を示す。同図において、横軸は入射光の波長、縦軸はＴＥ光に対する反射率（Ｒｃ）である。
【００８８】
図８には、共鳴格子の各グリッド部の凸部の配列周期Ｐ２が５００ｎｍであり、各グリッド部のデューティー比が互いに異なる３種類の共鳴格子（第１グリッド部のデューティー比Ｄ２：０．５、第２グリッド部のデューティー比Ｄ３：０．６、第３グリッド部のデューティー比Ｄ４：０．７）におけるそれぞれの反射特性を示している。
【００８９】
図８より、本実施例においても、デューティー比によってＴＥ光に対する反射率（Ｒｃ）が最も低下する帯域が異なっていることがわかる。つまり、デューティー比に応じて共鳴波長の帯域が変化している。
【００９０】
凸部の配列周期Ｐ２が５００ｎｍ、デューティー比Ｄ３が０．６の共鳴格子における反射特性の曲線Ｑを基準とすると、デューティー比Ｄ２が０．５になると共鳴波長の帯域も短波長側にシフトし、デューティー比Ｄ４が０．７になると共鳴波長の帯域が長波長側にシフトする。
【００９１】
よって、デューティー比が異なる３本のグリッド部を混在させた偏光素子は、図８中の実線Ｂで示す反射特性となり、単一のデューティー比のグリッド部を備えた偏光素子の反射帯域（１）に比べると、短波長から長波長まで広い範囲の帯域（２）の周波数の反射光を吸収することが可能である。
これにより、共鳴波長は、共鳴格子のデューティー比によって変化するものと考えられる。
【００９２】
（第３実施形態の偏光素子）
次に、第３実施形態の偏光素子について述べる。図９（ａ）は、第３実施形態における偏光素子の概略構成を示す平面図、図９（ｂ）は、第３実施形態における偏光素子の概略構成を示す部分断面図である。
【００９３】
先の第２実施形態では、デューティー比Ｄが隣り合うグリッド部同士で異なる構成を示したが、本実施形態では、デューティー比Ｄだけでなく凸部の高さもが隣り合うグリッド部どうしで異なった構成とされている。
【００９４】
本実施形態の偏光素子３の基本構成は第２実施形態と略同様であるため適宜説明を省略し、異なる構成を中心に説明する。
本実施形態の偏光素子３は、図９（ａ）に示すように、基板１０上に、入射する光の波長よりも短い周期でストライプ状に配列された複数のグリッド部３４が設けられている。
【００９５】
各構成条件を下記に示す。
・各グリッド部３４のＸ方向への配列周期Ｐ１：１４０ｎｍ
・グリッド部３４（金属細線１１）の幅Ｗ１＝グリッド部３４（金属細線１１）間のスペースの幅Ｗ２
・グリッド部３４の凸部３２の配列周期Ｐ２：５００ｎｍ
・グリッド部３４の高さＨ１：１７５ｎｍ
【００９６】
本実施形態においては、図９（ａ），（ｂ）に示すように、各グリッド部３４に形成されるデューティー比Ｄ及び凸部３２の高さが隣り合うグリッド部３４どうしで異なっている。
表１に、各グリッド部３４Ａ，３４Ｂ，３４Ｃのデューティー比Ｄと凸部３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃの高さを示す。
【００９７】
【表１】
0005526851.tif 000002
【００９８】
表１に示すように、グリッド群Ｇ３を構成する３本のグリッド部３４のうち、グリッド部３４Ａ（第１のグリッド部）のデューティー比Ｄ２（第１の比率）が０．５、グリッド部３４Ｂ（第２のグリッド部）のデューティー比Ｄ３（第２の比率）が０．６、グリッド部３４Ｃのデューティー比Ｄ４が０．７となっている。
【００９９】
また、グリッド部３４Ａの凸部３２Ａの高さＨ７は２５ｎｍ、グリッド部３４Ｂの凸部３２Ｂの高さＨ８は５０ｎｍ、グリッド部３４Ｃの凸部３２Ｃの高さＨ９は７５ｎｍとなっている。
【０１００】
なお、各グリッド部３４Ａ、３４Ｂ，３４Ｃの凸部３２Ａ、３２Ｂ，３２Ｃの長さＬ１ａ，Ｌ１ｂ，Ｌ１ｃの関係がＬ１ａ＜Ｌ１ｂ＜Ｌ１ｃとなっている一方、各凹部３３Ａ、３３Ｂ，３３Ｃの長さＬ２ａ，Ｌ２ｂ，Ｌ２ｃの関係はＬ２ａ＞Ｌ２ｂ＞Ｌ２ｃとなっている。
【０１０１】
このように、デューティー比Ｄと凸部の高さＨを隣り合うグリッド部３４同士で異ならせる構成にすることで、表面プラズモン共鳴（ＳＰＲ）を発現させ、偏光素子２に入射する特定波長の直線偏光ＴＥ（不要偏光）を選択的に吸収することができるとともに、吸収可能な偏光の波長の範囲を広げることが可能となる。
【０１０２】
具体的には、本実施形態の偏光素子３の反射率曲線は図１０に概略を示すような形状となる。図１０に本実施形態の偏光素子の反射特性を示す。同図において、横軸は入射光の波長、縦軸はＴＥ光に対する反射率（Ｒｃ）である。
【０１０３】
図１０には、共鳴格子の各グリッド部の凸部の配列周期Ｐ２が５００ｎｍであり、各グリッド部の凸部の高さ（Ｈ７：２５ｎｍ、Ｈ８：５０ｎｍ、Ｈ９：７５ｎｍ）及びデューティー比（Ｄ２：０．５、Ｄ３：０．６、Ｄ４：０．７）が互いに異なる３種類の共鳴格子におけるそれぞれの反射特性を示している。
【０１０４】
図１０より、本実施例においても、凸部の高さ及びデューティ比によってＴＥ光に対する反射率（Ｒｃ）が最も低下する帯域が異なっていることがわかる。つまり、凸部の突出高さ及びデューティー比に応じて共鳴波長の帯域が変化している。
【０１０５】
凸部の配列周期Ｐ２が５００ｎｍ、高さＨ８が５０ｎｍ及びデューティ比Ｄ３が０．６の共鳴格子における反射特性の曲線Ｕを基準とすると、凸部の高さが２５ｎｍと低くなると共にデューティー比が０．５と低くなると共鳴波長の帯域も短波長側にシフトし、凸部の高さが７５ｎｍと高くなると共にデューティー比が０．７と高くなると共鳴波長の帯域が長波長側にシフトする。
【０１０６】
よって、凸部の高さ及びデューティー比が異なる３本のグリッド部を混在させた偏光素子は、図１０中の実線Ｃで示す反射特性となり、凸部の高さ及びデューティー比が一定とされたグリッド部のみを備えた偏光素子の反射帯域（１）に比べると、短波長から長波長まで広い範囲の帯域（２）の周波数の反射光を吸収することが可能である。
これにより、共鳴波長は、共鳴格子の凸部の高さ及びデューティー比によって変化するものと考えられる。
【０１０７】
なお、比率が異なる複数種類のグリッド部が基板１０上に不規則に配列されていてもよい。
【０１０８】
（プロジェクター）
図１１は、本発明に係る偏光素子を備えたプロジェクターの一例を示す模式図である。
【０１０９】
図１１に示すように、プロジェクター８００は、光源８１０、ダイクロイックミラー８１３、８１４、反射ミラー８１５、８１６、８１７、入射レンズ８１８、リレーレンズ８１９、射出レンズ８２０、光変調部８２２、８２３、８２４、クロスダイクロイックプリズム８２５、投射レンズ８２６、を有している。
【０１１０】
光源８１０は、メタルハライド等のランプ８１１とランプの光を反射するリフレクタ８１２とからなる。なお、光源８１０としては、メタルハライド以外にも超高圧水銀ランプ、フラッシュ水銀ランプ、高圧水銀ランプ、Ｄｅｅｐ ＵＶランプ、キセノンランプ、キセノンフラッシュランプ等を用いることも可能である。
【０１１１】
ダイクロイックミラー８１３は、光源８１０からの白色光に含まれる赤色光を透過させるとともに、青色光と緑色光とを反射する。透過した赤色光は反射ミラー８１７で反射されて、赤色光用の光変調部８２２に入射される。また、ダイクロイックミラー８１３で反射された青色光と緑色光のうち、緑色光は、ダイクロイックミラー８１４によって反射され、緑色光用光変調部８２３に入射される。青色光は、ダイクロイックミラー８１４を透過し、長い光路による光損失を防ぐために設けられた入射レンズ８１８、リレーレンズ８１９及び射出レンズ８２０を含むリレー光学系８２１を介して、青色光が光変調部８２４に入射される。
【０１１２】
光変調部８２２〜８２４は、液晶ライトバルブ８３０を挟んで両側に、入射側偏光素子８４０と射出側偏光素子部８５０と、が配置されている。入射側偏光素子８４０と射出側偏光素子部８５０とは、互いの透過軸が直交して（クロスニコル配置）配置されている。
【０１１３】
入射側偏光素子８４０は反射型の偏光素子であり、透過軸と直交する振動方向の光を反射させる。
【０１１４】
一方、射出側偏光素子部８５０は、第１偏光素子（プリ偏光板、プリポラライザー）８５２と、第２偏光素子８５４と、を有している。第１偏光素子８５２には、耐熱性が高い、上述した本発明の偏光素子を用いる。また、第２偏光素子８５４は、有機材料を形成材料とする偏光素子である。射出側偏光素子部８５０は、いずれも吸収型の偏光素子であり、偏光素子８５２，８５４が協働して光を吸収している。
【０１１５】
一般に、有機材料で形成される吸収型の偏光素子は、熱により劣化しやすいことから、高い輝度が必要な大出力のプロジェクターの偏光手段として用いる事が困難である。しかし、本発明のプロジェクター８００では、第２偏光素子８５４と液晶ライトバルブ８３０との間に、耐熱性の高い無機材料で形成された第１偏光素子８５２を配置しており、偏光素子８５２，８５４が協働して光を吸収している。そのため、有機材料で形成される第２偏光素子８５４の劣化が抑えられる。
【０１１６】
また、各第１偏光素子８５２は、光変調部８２２〜８２４で変調する光を効率的に透過すべく、光変調部８２２〜８２４で変調する光の波長に対応して第１偏光素子８５２が有する金属細線の上面の凸部の高さを変更している。したがって、効率的な光利用が可能となっている。
【０１１７】
各光変調部８２２〜８２４により変調された３つの色光は、クロスダイクロイックプリズム８２５に入射する。このクロスダイクロイックプリズム８２５は４つの直角プリズムを貼り合わせたものであり、その界面には赤光を反射する誘電体多層膜と青光を反射する誘電体多層膜とがＸ字状に形成されている。これらの誘電体多層膜により３つの色光が合成されて、カラー画像を表す光が形成される。合成された光は、投射光学系である投射レンズ８２６によってスクリーン８２７上に投射され、画像が拡大されて表示される。
【０１１８】
以上のような構成のプロジェクター８００は、射出側偏光素子部８５０に、上述した本発明の偏光素子を用いることとしているため、高出力の光源を用いても偏光素子の劣化が抑えられる。そのため、階調に優れ、高画質の表示を実現することができ、低コスト化を図ることが可能なプロジェクター８００を提供することができる。
【符号の説明】
【０１１９】
１，２,３…偏光素子、１０…基板、１２（１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ），２２（２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃ）,３２（３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃ）…凸部、１３（１３Ａ，１３Ｂ，１３Ｃ）,２３（２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃ）,３３（３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃ）…凹部、１２ａ…凸部の上面、１４（１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃ）,２４（２４Ａ，２４Ｂ，２４Ｃ）,３４（３４Ａ，３４Ｂ，３４Ｃ）…グリッド部、Ｄ…デューティー比（比率）、Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３…グリッド群、Ｌ１…凸部の長さ、Ｌ２…凹部の長さ、Ｗ３…グリッド群の幅、８００…プロジェクター、８１０…光源（照明光学系）、８２６…投射レンズ（投射光学系）、８３０…液晶ライトバルブ、８５２…第１偏光素子（偏光素子）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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