(57)【要約】【課題】  カラーフィルター等を用いることなく、一つの光軸上で色の異なるS偏光とP偏光を利用可能にする偏光ビームスプリッター及びその製造方法、並びにかかる偏光ビームスプリッターを有する光学機器を提供する。【解決手段】  一対の透明基体1a，1bと、透明基体1a，1b間に積層された高屈折率層及び低屈折率層からなる多層膜２とを具備する偏光ビームスプリッターであって、下記式(1) 、(2) 及び(3)       nL＜nS、nH    ・・・(1)       θ＞sin-1(nL/nS)  ・・・(2)       dLmax＜λmax  ・・・(3) （ただし、式中、nLは前記低屈折率層の屈折率を示し、nSは前記透明基体の屈折率を示し、nHは前記高屈折率層の屈折率を示し、θは一方の透明基体1aに垂直入射した光の前記多層膜との界面における反射角を示し、λmaxは利用波長の最大値を示し、dLmaxは低屈折率層の最大光学層厚を示す。）を満たし、多層膜２の層数が15以上であり、第一の波長帯域W1においてはS偏光の透過率TsがP偏光の透過率Tpより高く、第二の波長帯域W2においてはP偏光の透過率TpがS偏光の透過率Tsより高い偏光ビームスプリッター及びその製造方法。【選択図】  図１
2006065247.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の透明基体と、両透明基体間に設けられた高屈折率層及び低屈折率層からなる多層膜とを具備する偏光ビームスプリッターであって、下記式(1) 、(2) 及び(3) 
nL＜nS、nH    ・・・(1) 
θ＞sin-1(nL/nS)  ・・・(2) 
dLmax＜λmax  ・・・(3) 
（ただし、式中、nLは前記低屈折率層の屈折率を示し、nSは前記透明基体の屈折率を示し、nHは前記高屈折率層の屈折率を示し、θは一方の透明基体に垂直入射した光の前記多層膜との界面における反射角を示し、λmaxは利用波長の最大値を示し、dLmaxは低屈折率層の最大光学層厚を示す。）を満たし、前記多層膜の層数が15以上であり、第一の波長帯域においてはS偏光の透過率がP偏光の透過率より高く、第二の波長帯域においてはP偏光の透過率がS偏光の透過率より高いことを特徴とする偏光ビームスプリッター。
【請求項２】
請求項１に記載の偏光ビームスプリッターにおいて、前記第一及び第二の波長帯域は可視領域にあり、前記第一の波長帯域においてはS偏光の透過率が80％以上であってP偏光の透過率が20％以下であり、第二の波長帯域においてはP偏光の透過率が80％以上であってS偏光の透過率が20％以下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３】
第一の透明基体の底面に高屈折率層及び低屈折率層からなる多層膜を設け、前記多層膜を第二の透明基体の底面に接合する偏光ビームスプリッターの製造方法であって、前記多層膜の層数を15以上とし、下記式(1) 、(2) 及び(3) 
nL＜nS、nH    ・・・(1) 
θ＞sin-1(nL/nS)  ・・・(2) 
dLmax＜λmax  ・・・(3) 
（ただし、式中、nLは前記低屈折率層の屈折率を示し、nSは前記透明基体の屈折率を示し、nHは前記高屈折率層の屈折率を示し、θは一方の透明基体に垂直入射した光の前記多層膜との界面における反射角を示し、λmaxは利用波長の最大値を示し、dLmaxは低屈折率層の最大光学層厚を示す。）を満たすようにし、第一の波長帯域におけるS偏光の透過率をP偏光の透過率より高くし、第二の波長帯域におけるP偏光の透過率をS偏光の透過率より高くすることを特徴とする偏光ビームスプリッターの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プロジェクター、光ディスク装置、レーザープリンター、レーザー加工機及び測定装置等の構成要素である光学素子、赤外カットフィルター及び赤外パスフィルターとして用いられる偏光ビームスプリッター及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
偏光ビームスプリッターは二つのプリズムを具備し、両プリズムの斜面又は底面の間に交互に積層した高屈折率物質の層と低屈折率物質の層とを有するのが一般的である。偏光ビームスプリッターは、多層膜の干渉によって入射光をP偏光とS偏光とに効率良く分離するので、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いる。
【０００３】
分離する光の波長領域や、P偏光とS偏光のいずれを透過（又は反射）するかは、多層膜を構成する高屈折率物質と低屈折率物質との組み合わせによって決まる。例えば特開平11-211946号（特許文献１）に記載の偏光ビームスプリッターは、可視光波長のほぼ全域においてS偏光を反射し、P偏光を透過する。特開平9-184916号（特許文献２）に記載の偏光ビームスプリッターもS偏光を反射し、P偏光を透過するもので、入射ビームの発散角が±５°以上でも、所定の偏光特性を示す。一方、米国特許5912762号（特許文献３）に記載の偏光ビームスプリッターは、これらとは逆にS偏光を透過し、P偏光を反射する。
【０００４】
近年、液晶プロジェクター等の分野では、黄色のS偏光と赤色のP偏光等、色の異なる偏光を同一光軸上で利用したいというニーズがある。しかし上述の例をはじめ、これまでに提案されている偏光ビームスプリッターには、(a) 特定の波長領域でP偏光とS偏光の一方のみを透過し、(b) 別の波長領域で他方のみを透過するという機能を有するものは無い。そこで、色の異なる偏光を同一光軸上で利用する場合、偏光ビームスプリッターと、カラーフィルター（ダイクロイックフィルター）及びミラーを組み合わせる必要があった。
【０００５】
図10は、同一光軸上に色の異なる偏光を導く光学系の従来例を示す。この光学系は、三角プリズム3a，3b及び多層膜４からなる偏光ビームスプリッター３と、偏光ビームスプリッター３の透過光側に設けられたカラーフィルター６と、偏光ビームスプリッター３の反射光と所定の角度をなすミラー５とを具備する。カラーフィルター６は赤色の光を反射し、その他の光を透過する機能を有する。三角プリズム3aの垂直面31aに入射した光LのうちS偏光は多層膜４を透過し、P偏光は多層膜４で反射する。垂直面31bから出射したS偏光はカラーフィルター６に入射し、赤色の光Srのみカラーフィルター６で反射し、その他の光（Sg及びSb）は透過する。水平面32aから出たP偏光はミラー５で反射した後、S偏光の入射面の反対側からカラーフィルター６に入射し、赤色の光Prは反射し、緑色のS偏光Sg及び青色のS偏光Sbは透過する。
【０００６】
このように、図10に示す光学系によって、赤色のP偏光Prとシアン色のS偏光（Pg及びPb）とを同一光軸上に導くことができる。しかしこの光学系は、偏光ビームスプリッター３以外にカラーフィルター６やミラー５を要し、部品が多いので小型の光学機器には不向きであるという問題がある。
【０００７】
【特許文献１】特開平11-211946号公報
【特許文献２】特開平9-184916号公報
【特許文献３】米国特許5912762号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従って本発明の目的は、カラーフィルター等を用いることなく、一つの光軸上で色の異なるS偏光とP偏光を利用可能にする偏光ビームスプリッター及びその製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的に鑑み鋭意研究の結果、本発明者らは、透明基体と多層膜とからなる偏光ビームスプリッターにおいて、透明基体及び各層の屈折率、各層の厚さ、透明基体の屈折角並びに利用波長が所定の関係を満たすようにし、もって(a) ある波長領域においてはP偏光を反射させてS偏光を透過させ、(b) 他の波長領域においてはS偏光を反射させてP偏光を透過させるようにすると、偏光ビームスプリッターの透過光軸上で色の異なるS偏光とP偏光を利用可能になることを発見し、本発明に想到した。
【００１０】
すなわち本発明の偏光ビームスプリッターは一対の透明基体と、両透明基体間に積層された高屈折率層及び低屈折率層からなる多層膜とを具備し、下記式(1) 、(2) 及び(3) 
nL＜nS、nH    ・・・(1) 
θ＞sin-1(nL/nS)  ・・・(2) 
dLmax＜λmax  ・・・(3) 
（ただし、式中、nLは前記低屈折率層の屈折率を示し、nSは前記透明基体の屈折率を示し、nHは前記高屈折率層の屈折率を示し、θは一方の透明基体に垂直入射した光の前記多層膜との界面における反射角を示し、λmaxは利用波長の最大値を示し、dLmaxは低屈折率層の最大光学層厚を示す。）を満たし、前記多層膜の層数が15以上であり、第一の波長帯域においてはS偏光の透過率がP偏光の透過率より高く、第二の波長帯域においてはP偏光の透過率がS偏光の透過率より高いことを特徴とする。
【００１１】
前記第一及び第二の波長帯域は可視領域にあり、前記第一の波長帯域においてはS偏光の透過率が80％以上であってP偏光の透過率が20％以下であり、第二の波長帯域においてはP偏光の透過率が80％以上であってS偏光の透過率が20％以下であるのが好ましい。
【００１２】
本発明の偏光ビームスプリッターの製造方法は、第一の透明基体の底面に高屈折率層及び低屈折率層からなる多層膜を設け、前記多層膜を第二の透明基体の底面に接合するもので、前記多層膜の層数を15以上とし、下記式(1) 、(2) 及び(3) 
nL＜nS、nH    ・・・(1) 
θ＞sin-1(nL/nS)  ・・・(2) 
dLmax＜λmax  ・・・(3) 
（ただし、式中、nLは前記低屈折率層の屈折率を示し、nSは前記透明基体の屈折率を示し、nHは前記高屈折率層の屈折率を示し、θは一方の透明基体に垂直入射した光の前記多層膜との界面における反射角を示し、λmaxは利用波長の最大値を示し、dLmaxは低屈折率層の最大光学層厚を示す。）を満たすようにし、第一の波長帯域におけるS偏光の透過率をP偏光の透過率より高くし、第二の波長帯域におけるP偏光の透過率をS偏光の透過率より高くすることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の偏光ビームスプリッターは、第一の波長帯域においてはS偏光がP偏光より高い透過率を示して、第二の波長帯域においてはP偏光がS偏光より高い透過率を示す。また好ましい態様においては、第一の波長帯域でP偏光はほとんど透過せず、第二の波長帯域でS偏光はほとんど透過しない。このため透過光軸上には、色の異なるS偏光とP偏光が導かれる。したがって本発明の偏光ビームスプリッターを使用すると、カラーフィルター等を要することなく、色の異なるP偏光とS偏光を利用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
[1] 偏光ビームスプリッター
図１は、本発明の偏光ビームスプリッターの一例を示す。この偏光ビームスプリッターは、底面10a，10bで貼り合わされた台形プリズム1a，1bと、底面10a，10bに接合された多層膜２とからなる。
【００１５】
台形プリズム1a，1bは同じ形状を有するので、台形プリズム1aについてのみ形状を説明する。図２に示すように、台形プリズム1aは台形状の側面100a，101aと、水平な底面10a及び上面13aと、斜面11a，12aとからなる。図１に示す側面100aとその裏面101aは平行である。
【００１６】
台形プリズム1a，1bは同じ材料からなっても良いし、異なる材料からなっても良い。台形プリズム1a，1bの屈折率は、後述する多層膜２の屈折率との関係を満たす限り特に限定されないが、入射光の波長が300〜2000 nmである場合、一般的には1.35〜2.25程度である。台形プリズム1a，1bの材料の例として、光学ガラス、透明セラミックス及び透明プラスチックが挙げられる。
【００１７】
偏光ビームスプリッターは、台形プリズム1aの斜面11aに垂直に光が入射するように配置される。斜面11aに入射した光Lの一部は、多層膜２及び台形プリズム1bを透過して斜面12bから出る。残りの光は多層膜２で反射し（反射角θ）、斜面12aから出る。
【００１８】
多層膜２は高屈折率層と、低屈折率層とを交互に有する。交互に積層された高屈折率層及び低屈折率層を有すると、各層の境界で干渉効果が起こって、特定の波長帯域においてS偏光の透過率が低下し、P偏光の透過率が上昇する。台形プリズム1a，1bの屈折率nSは、低屈折率層の屈折率nLより大きい。もちろん高屈折率層の屈折率nHは低屈折率層の屈折率nLより大きいので、下記式(1) 
nL＜nS、nH    ・・・(1) 
（ただし、nLは低屈折率層の屈折率を示し、nSは台形プリズム1a，1bの屈折率を示し、nHは高屈折率層の屈折率を示す。）により表される関係が成り立つ。低屈折率層及び台形プリズム1a，1bの屈折率nL，nSが上記式(1) を満たさないと、底面10aにおける反射角θが低屈折率層の臨界角以上であるという条件式(2) を満足できない。
【００１９】
高屈折率層の屈折率nHと台形プリズム1a，1bの屈折率nSは、下記式(4) 
nS＜nH      ・・・(4)
（ただし、nSは台形プリズム1a，1bの屈折率を示し、nHは高屈折率層の屈折率を示す。）を満たすのが好ましい。上記式(4) が成り立つように高屈折率層の屈折率nHと台形プリズム1a，1bの屈折率nSを設定すると、特定の波長帯域におけるS偏光の反射率を効率よく上昇させることができる。
【００２０】
底面10aにおける反射角をθとすると、下記式(2) 
θ＞sin-1(nL/nS)  ・・・(2) 
（ただし、nLは低屈折率層の屈折率を示し、nSは台形プリズム1a，1bの屈折率を示し、θは台形プリズム1aの斜面11aに垂直入射した光Lの底面10aにおける反射角を示す。）により表される関係が成り立つ。反射角θがsin-1(nL/nS)未満であると、S偏光の透過率が大きく、かつP偏光の透過率が小さい波長帯域を得ることができない。
【００２１】
高屈折率層と、低屈折率層の層数の合計は15以上である。層数の合計が15未満であると、S偏光とP偏光の透過率及び反射率が可視光の波長で逆転し難過ぎる。高屈折率層及び低屈折率層の各層は同じ材料からなっても良いし、上記式(1) 及び(2) を満たすような異なる材料からなっても良い。台形プリズム1a，1bの屈折率nSが1.5〜1.8である場合、高屈折率層の例として酸化タンタル層、酸化チタン層、酸化ランタン層、酸化イットリウム層、酸化ニオブ層、酸化セリウム層、酸化ジルコニウム層、酸化イッテルビウム層、酸化ハフニウム層及び酸化アルミニウム層が挙げられる。低屈折率層の例として酸化ケイ素層、フッ化マグネシウム層、フッ化カルシウム層及びフッ化アルミニウム層が挙げられる。
【００２２】
各高屈折率層及び低屈折率層の光学層厚は、同じでも良いし異なっても良い。高屈折率層又は低屈折率層の「光学層厚」は、高屈折率層又は低屈折率層の光学的な厚さ（光学膜厚）を意味する。ただし低屈折率層の光学層厚のうち最も大きいものdLmaxは、下記式(3)        dLmax＜λmax  ・・・(3) 
（ただし、λmaxは利用波長λの最大値を示し、dLmaxは低屈折率層の最大光学層厚を示す。）を満たす必要がある。利用波長λは、偏光ビームスプリッターに照射して各偏光に分離する光の波長を示す。低屈折率層の最大光学層厚dLmaxが利用波長の最大値λmax以上であると、入射光を全反射してしまう。利用波長が300〜2000 nmの場合、一般的には低屈折率層の光学層厚は５〜2000 nm程度であり、高屈折率層の光学層厚も５〜2000 nm程度である。多層膜２の光学膜厚は、１〜1000μm程度である。
【００２３】
図３は、偏光ビームスプリッターの分光透過率を概略的に示す。図３中、TsはS偏光の透過率を示し、TpはP偏光の透過率を示す。第一の波長帯域W1においては、S偏光の透過率TsがP偏光の透過率Tpより大きく、第二の波長帯域W2においてはP偏光の透過率TpがS偏光の透過率Tsより大きい。第一及び第二の波長帯域W1，W2の境界は、利用波長λの範囲内にある必要がある。これらの境界が利用波長λの範囲内でないと、S偏光とP偏光の透過率の逆転を利用できない。また第一及び第二の波長帯域W1，W2は、共に可視光の領域にあるのが好ましい。第一及び第二の波長帯域W1，W2が可視光の領域にあると、斜面12bから出るS偏光及びP偏光が異なる色を示す。
【００２４】
例えば第一の波長帯域W1が400〜600 nmで、第二の波長帯域W2が650〜750 nmの場合、図４に示すように、赤色のP偏光Pr、並びに緑色及び青色のS偏光Sg，Sbは多層膜２を透過し、緑色及び青色のP偏光Pg，Pb、並びに赤色のS偏光Srは反射する。したがって、斜面12bに直行する光軸上では赤色のP偏光Pr、並びに緑色及び青色のS偏光Sg，Sbを利用可能であり、斜面12aに直行する光軸上では緑色及び青色のP偏光Pg，Pb、並びに赤色のS偏光Srを利用可能である。
【００２５】
第一の波長帯域W1におけるS偏光の透過率Tsが80％以上であり、第二の波長帯域W2におけるP偏光の透過率Tpが80％以上であるのが好ましい。透過率Ts，Tpが80％以上であると、反射によるロスが少なく、入射光を有効に利用できる。また第一の波長帯域W1におけるP偏光の透過率Tpは20％以下であるのが好ましく、第二の波長帯域W2におけるS偏光の透過率Tsは20％以下であるのが好ましい。各波長帯域W1，W2において実質的に利用しない方の透過率が20％超であると、不要な偏光を透過光軸上に導き過ぎる。また第一の波長帯域W1におけるP偏光の透過率Tp、及び第二の波長帯域W2におけるS偏光の透過率Tsが20％以上であると、反射光軸上でこれらの偏光を有効に利用可能である。
【００２６】
図３に示す例では、第一の波長帯域W1が短波長側で、第二の波長帯域W2が長波長側であるが、第一及び第二の波長帯域W1，W2はこれに限定されず、第二の波長帯域W2が短波長側で、第一の波長帯域W1が長波長側でもよい。この場合、斜面12bからは長波長側の色のS偏光が出射し、斜面12aからは短波長側の色のP偏光が出射する。
【００２７】
[2] 偏光ビームスプリッターの製造方法
(1) 多層膜の設計
屈折率nH，nL，nSと、透明基体の反射角θは、下記式(1) 及び(2) 
nL＜nS、nH    ・・・(1) 
θ＞sin-1(nL/nS)  ・・・(2)
（ただし、式中、nLは前記低屈折率層の屈折率を示し、nSは前記透明基体の屈折率を示し、nHは前記高屈折率層の屈折率を示し、θは一方の透明基体に垂直入射した光の前記多層膜との界面における反射角を示す。）を満たす必要がある。
【００２８】
15以上の数で層数（低屈折率層及び高屈折率層の合計）を決め、下記式(3) 
dLmax＜λmax  ・・・(3) 
（ただし、λmaxは利用波長の最大値を示し、dLmaxは低屈折率層の最大光学層厚を示す。）を満たすように設定して、光学薄膜設計用のシミュレーションソフトで処理する。シミュレーションの条件としては、例えば波長400〜600 nmではS偏光の透過率を80％以上、かつP偏光の透過率を20％以下とし、波長650〜750 nmではP偏光の透過率を80％以上、かつS偏光の透過率を20％以下とする。シミュレーションソフトは、各層の光学層厚を変化させて最適化を行う。
【００２９】
(2) 多層膜の成膜
低屈折率層及び高屈折率層を形成する方法は特に限定されず、一般的な方法によって作製することができる。例えば蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法等の物理蒸着法、熱CVD、プラズマCVD、光CVD等の化学蒸着法が挙げられる。屈折率の安定性や膜厚制御性の観点から、スパッタリング法やイオンプレーティング法が好ましい。
【００３０】
スパッタリング法又はイオンプレーティング法によって低屈折率層又は高屈折率層を成膜する場合、蒸着時間、加熱温度等を適宜設定することにより、所望の厚さを有する層を形成することができる。
【００３１】
(3) 透明基材の接着
台形プリズム1aの一面に形成した多層膜２に台形プリズム1bを接着するには、(a) 多層膜２の表面に接着剤を塗布して台形プリズム1bを貼り合わせても良いが、(b) 多層膜２と台形プリズム1bを真空接着する方が好ましい。真空接着によると、接着剤を用いる必要が無いので、得られる偏光ビームスプリッターが接着剤による屈折の影響を受けない。
【００３２】
真空接着によって多層膜２と台形プリズム1bを接合するには、まず多層膜２の表面と台形プリズム1bの底面10bを当接した状態にして真空チャンバに入れる。次いで、真空チャンバ内を１Pa〜１kPa程度の減圧状態にする。多層膜２及び台形プリズム1bの表面は非常に平滑であるので、このように減圧雰囲気中で密着状態にすることによって、接着することができる。
【実施例】
【００３３】
本発明を以下の実施例によってさらに詳細に説明するが、本発明はそれらに限定されるものではない。
【００３４】
実施例１
【００３５】
低屈折率層の材料をSiO2とし、高屈折率層の材料をTa2O5とし、透明基材1aを光学ガラスS-BSL7（株式会社オハラ製、屈折率nd＝1.516）からなる台形プリズム1aとし、利用波長λを350〜750 nmとして48層の多層膜２を設計した。台形プリズム1aの形状は、底面10aにおける反射角が85°である以外、図１及び２に示すものと同じであった。多層膜２の構成を表１に示す。この多層膜２の低屈折率層及び高屈折率層の屈折率、並びに透明基材の屈折率は明らかに上記式(1) を満たし、sin-1(nL/nS)は74.38（＜85）であるので上記式(2) も満たす。またdLmaxは351.6であるので、上記式(3) も満たす。
【００３６】
台形プリズム1aの底面10aに、表１に示す多層膜を形成した。
【００３７】
【表１】
2006065247.tif 000003
注  但し、層No.は台形プリズム1a側からNo.１、２・・・・47、48とする。
【００３８】
台形プリズム1aと同じ形状及び材質の台形プリズム1bの底面10bに、多層膜２の第48層を当接させて真空チャンバに入れ、チャンバ内を真空引きして多層膜と台形プリズムを接着し、偏光ビームスプリッターを作製した。
【００３９】
実施例２
光学ガラスS-LAL56（株式会社オハラ製、屈折率nd＝1.68）からなり、θ＝65°である台形プリズム1a，1bを用い、台形プリズム1aの底面10aに表２に示す多層膜２を形成した以外実施例１と同様にして、偏光ビームスプリッターを作製した。この偏光ビームスプリッターの多層膜２も、上記式(1) 〜(3) を満たした。
【００４０】
【表２】
2006065247.tif 000004
注  但し、層No.は台形プリズム1a側からNo.１、２・・・・47、48とする。
【００４１】
実施例３
光学ガラスS-LAH59（株式会社オハラ製、屈折率nd＝1.82）からなり、θ＝55°である台形プリズム1a，1bを用い、台形プリズム1aの底面10aに表３に示す多層膜２を形成した以外実施例１と同様にして、偏光ビームスプリッターを作製した。この偏光ビームスプリッターの多層膜２も、上記式(1) 〜(3) を満たした。
【００４２】
【表３】
2006065247.tif 000005
注  但し、層No.は台形プリズム1a側からNo.１、２・・・・47、48とする。
【００４３】
実施例４
光学ガラスS-BSL7（株式会社オハラ製、屈折率nd＝1.516）からなり、θ＝85°である台形プリズム1a，1bを用い、表４に示す多層膜を台形プリズム1aの底面10aに形成した以外実施例１と同様にして、偏光ビームスプリッターを作製した。この偏光ビームスプリッターの多層膜２も、上記式(1) 〜(3) を満たした。
【００４４】
【表４】
2006065247.tif 000006
注  但し、層No.は台形プリズム1a側からNo.１、２・・・・16とする。
【００４５】
比較例１
光学ガラスS-LAL18（株式会社オハラ製、屈折率nd＝1.73）からなり、θ＝45°である三角プリズム3a，3bを用い、表５に示す多層膜を三角プリズム3aの垂直面31aに形成した以外実施例１と同様にして、図10に示す形状の偏光ビームスプリッターを作製した。この多層膜４のsin-1(nL/nS)は57.55（＞45）であり、上記式(2) を満たさなかった。
【００４６】
【表５】
2006065247.tif 000007
注  但し、層No.は台形プリズム1a側からNo.１、２・・・・36、37とする。
【００４７】
実施例１〜４の斜面11a及び比較例１の垂直面31aに、垂直に波長350〜750 nmの光を照射し、各偏光の分光透過率を測定した。結果を図５〜９に示す。なお簡単のために、空気と透明基材1a，1bとの界面における反射の寄与を除いた値を偏光ビームスプリッターの透過率として各グラフの縦軸に示した。
【００４８】
図５〜８に示すように、実施例１〜４のS偏光及びP偏光の透過率は、波長550 nm前後で逆転していた。例えば実施例１においては、波長410〜550 nmの範囲でS偏光は85％以上の透過率を示すのに対してP偏光の透過率は５％未満であり、波長580〜740 nmの範囲ではP偏光は80％以上の透過率を示すのに対してS偏光の透過率はほぼ０％であった（図５）。一方、図９に示すように、比較例１においては、利用波長λの全範囲でP偏光の透過率の方がS偏光より大きかった。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の偏光ビームスプリッターの一例を示す側面図である。
【図２】台形プリズムを示す斜視図である。
【図３】本発明の偏光ビームスプリッターの分光透過率を示す概略図である。
【図４】偏光ビームスプリッターの透過光及び反射光を示す側面図である。
【図５】実施例１の偏光ビームスプリッターにおける各偏光の分光透過率を示すグラフである。
【図６】実施例２の偏光ビームスプリッターにおける各偏光の分光透過率を示すグラフである。
【図７】実施例３の偏光ビームスプリッターにおける各偏光の分光透過率を示すグラフである。
【図８】実施例４の偏光ビームスプリッターにおける各偏光の分光透過率を示すグラフである。
【図９】比較例１の偏光ビームスプリッターにおける各偏光の分光透過率を示すグラフである。
【図１０】同一光軸上に色の異なる偏光を導く光学系の一例を示す概略図である。
【符号の説明】
【００５０】
1a、1b・・・台形プリズム
10a、10b・・・底面
11a、12a・・・斜面
13a・・・上面
100a、101a・・・側面
２・・・多層膜
3a、3b・・・プリズム
５・・・ミラー
６・・・カラーフィルター
S・・・S偏光
P・・・P偏光
Ts・・・S偏光の透過率
Tp・・・P偏光の透過率
【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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