(57)【要約】【課題】広い波長領域において、良好な位相変換特性を得ることが可能な波長板を提供する。【解決手段】この波長板は、ガラス基板１と、ガラス基板１上に形成され、直線状の格子溝パターンを有する酸化アルミニウム膜３とを備えている。そして、線状の格子溝パターンの周期Ｌ（μｍ）と、周期Ｌ（μｍ）に対する隣接する格子溝パターン間の酸化アルミニウム膜３の実質的な幅の割合であるデューティ比Ｄｅとは、以下の４つの式によって規定される範囲Ｆ２内の値に設定されている。  Ｌ１≦０．６５  Ｌ１≧２×１０−１４ｅ３１．２６３Ｄｅ  Ｌ１≦６．０３１７Ｄｅ２−１０．３５２Ｄｅ＋５．０５１６  （Ｄｅ−０．８５）２／０．４４２＋（Ｌ１−０．４１）２／０．３９２≦１【選択図】図２
2005309357.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板上に形成され、線状の格子溝パターンを有する酸化アルミニウム膜とを備え、
前記線状の格子溝パターンの周期Ｌ（μｍ）と、前記周期Ｌ（μｍ）に対する隣接する前記格子溝パターン間の前記酸化アルミニウム膜の実質的な幅の割合であるデューティ比Ｄｅとは、以下の４つの式によって規定される第１の範囲内の値に設定されている、波長板。
Ｌ≦０．６５
Ｌ≧２×１０−１４ｅ３１．２６３Ｄｅ
Ｌ≦６．０３１７Ｄｅ２−１０．３５２Ｄｅ＋５．０５１６
（Ｄｅ−０．８５）２／０．４４２＋（Ｌ−０．４１）２／０．３９２≦１
【請求項２】
前記第１の範囲内の前記周期Ｌ（μｍ）および前記デューティ比Ｄｅは、少なくとも赤色および赤外の波長領域の光に対して適用される、請求項１に記載の波長板。
【請求項３】
前記線状の格子溝パターンの周期Ｌ（μｍ）およびデューティ比Ｄｅは、さらに、以下の４つの式によって規定される第２の範囲内の値に設定されている、請求項１または２に記載の波長板。
Ｄｅ≧０．７３
Ｌ≦０．４
Ｌ≧３０．９５２Ｄｅ３−７４．７５１Ｄｅ２＋５９．６２Ｄｅ−１５．３２８
Ｌ≦３．０７７６Ｄｅ２−５．１８６３Ｄｅ＋２．５７７２
【請求項４】
前記第２の範囲内の前記周期Ｌ（μｍ）および前記デューティ比Ｄｅは、赤色、赤外および青色のすべての波長領域の光に対して適用される、請求項３に記載の波長板。
【請求項５】
前記酸化アルミニウム膜は、複数の孔を有しており、
前記複数の孔のうち最も大きい孔の直径に０．５を乗じた値を基準値とする場合、前記複数の孔は、前記基準値よりも大きい直径を有する第１孔と、前記基準値以下の直径を有する第２孔とに分類され、
前記格子溝パターンの周期Ｌ（μｍ）は、複数の前記第１孔からなる格子溝パターンの周期である、請求項１〜４のいずれか１項に記載の波長板。
【請求項６】
前記複数の第１孔からなる格子溝パターンは、前記複数の第１孔からなる孔列を複数含む孔群が所定の間隔を隔てて複数配置されることにより構成され、
前記格子溝パターンの周期Ｌ（μｍ）は、隣接する前記孔群の一方側の最外端に接する線間の距離の平均値である、請求項５に記載の波長板。
【請求項７】
基板と、
前記基板上に形成され、複数の孔が連結された線状の格子溝パターンと前記複数の孔が所定の間隔を隔てて配置された格子孔パターンとのいずれか一方を有する酸化アルミニウム膜とを備え、
前記酸化アルミニウム膜に含まれる前記格子溝パターンおよび前記格子孔パターンのいずれか一方を構成する前記複数の孔は、第１の方向に隣接する前記孔が孔間隔Ｔ（μｍ）の中心間距離を隔てて列状に配置されて孔列を構成するとともに、前記孔列は、前記第１の方向と直交する第２の方向に、前記孔間隔Ｔ（μｍ）よりも大きい間隔である周期Ｌ（μｍ）で複数配置されており、
前記周期Ｌ（μｍ）と、前記孔間隔Ｔ（μｍ）とは、以下の２つの式によって規定される第１の範囲内の値に設定されている、波長板。
Ｌ≦０．６５
Ｌ≧−１．２０１８Ｔ３＋０．３０２２Ｔ２＋１．２９８８Ｔ＋０．０１
【請求項８】
前記第１の範囲内の前記周期Ｌ（μｍ）および前記孔間隔Ｔ（μｍ）は、少なくとも赤色および赤外の波長領域の光に対して適用される、請求項７に記載の波長板。
【請求項９】
前記周期Ｌ（μｍ）および前記孔間隔Ｔ（μｍ）は、さらに、以下の３つの式によって規定される第２の範囲内の値に設定されている、請求項７または８に記載の波長板。
Ｌ≦０．４
Ｌ≧−４４０．１６Ｔ３＋６３．３３４Ｔ２−３．４２７３Ｔ＋０．３４３９
Ｌ≧０．３５（Ｔ−０．０８２５）０．４３４＋０．２４５
【請求項１０】
前記第２の範囲内の前記周期Ｌ（μｍ）および前記孔間隔Ｔ（μｍ）は、赤色、赤外および青色のすべての波長領域の光に対して適用される、請求項９に記載の波長板。
【請求項１１】
前記複数の孔のうち最も大きい孔の直径に０．５を乗じた値を基準値とする場合、前記複数の孔は、前記基準値よりも大きい直径を有する第１孔と、前記基準値以下の直径を有する第２孔とに分類され、
前記格子溝パターンおよび前記格子孔パターンのいずれか一方の周期Ｌ（μｍ）は、複数の前記第１孔からなる格子溝パターンおよび前記複数の第１孔からなる格子孔パターンのいずれか一方の周期である、請求項７〜１０のいずれか１項に記載の波長板。
【請求項１２】
前記複数の第１孔からなる格子溝パターンおよび前記複数の第１孔からなる格子孔パターンのいずれか一方は、前記複数の第１孔からなる孔列を複数含む孔群が所定の間隔を隔てて複数配置されることにより構成され、
前記格子溝パターンおよび前記格子孔パターンのいずれか一方の周期Ｌ（μｍ）は、隣接する前記孔群の一方側の最外端に接する線間の距離の平均値である、請求項１１に記載の波長板。
【請求項１３】
複数の波長領域を有する光源と、
前記光源からの光の互いに直交する２つの偏光成分に所定の位相差を与えるとともに、基板と、前記基板上に形成され、複屈折率特性を有する線状の格子溝パターンと複屈折率特性を有する格子孔パターンとのいずれか一方を有する金属酸化膜とを含む波長板とを備えた、光学装置。
【請求項１４】
前記金属酸化膜は、線状の格子溝パターンを有する酸化アルミニウム膜を含み、
前記線状の格子溝パターンの周期Ｌ（μｍ）と、前記周期Ｌ（μｍ）に対する隣接する前記格子溝パターン間の前記酸化アルミニウム膜の実質的な幅の割合であるデューティ比Ｄｅとは、以下の４つの式によって規定される第１の範囲内の値に設定されている、請求項１３に記載の光学装置。
Ｌ≦０．６５
Ｌ≧２×１０−１４ｅ３１．２６３Ｄｅ
Ｌ≦６．０３１７Ｄｅ２−１０．３５２Ｄｅ＋５．０５１６
（Ｄｅ−０．８５）２／０．４４２＋（Ｌ−０．４１）２／０．３９２≦１
【請求項１５】
前記第１の範囲内の前記周期Ｌ（μｍ）および前記デューティ比Ｄｅを有する前記波長板は、少なくとも赤色および赤外の波長領域の光に対して用いられる、請求項１４に記載の光学装置。
【請求項１６】
前記線状の格子溝パターンの周期Ｌ（μｍ）およびデューティ比Ｄｅは、さらに、以下の４つの式によって規定される第２の範囲内の値に設定されている、請求項１４または１５に記載の光学装置。
Ｄｅ≧０．７３
Ｌ≦０．４
Ｌ≧３０．９５２Ｄｅ３−７４．７５１Ｄｅ２＋５９．６２Ｄｅ−１５．３２８
Ｌ≦３．０７７６Ｄｅ２−５．１８６３Ｄｅ＋２．５７７２
【請求項１７】
前記第２の範囲内の前記周期Ｌ（μｍ）および前記デューティ比Ｄｅを有する前記波長板は、赤色、赤外および青色のすべての波長領域の光に対して用いられる、請求項１６に記載の光学装置。
【請求項１８】
前記金属酸化膜は、複数の孔が連結された前記線状の格子溝パターンと前記複数の孔が所定の間隔を隔てて配置された前記格子孔パターンとのいずれか一方を有する酸化アルミニウム膜を含み、
前記酸化アルミニウム膜に含まれる前記格子溝パターンおよび前記格子孔パターンのいずれか一方を構成する前記複数の孔は、第１の方向に隣接する前記孔が孔間隔Ｔ（μｍ）の中心間距離を隔てて列状に配置されて孔列を構成するとともに、前記孔列は、前記第１の方向と直交する第２の方向に、前記孔間隔Ｔ（μｍ）よりも大きい間隔である周期Ｌ（μｍ）で複数配置されており、
前記周期Ｌ（μｍ）と、前記孔間隔Ｔ（μｍ）とは、以下の２つの式によって規定される第１の範囲内の値に設定されている、請求項１３に記載の光学装置。
Ｌ≦０．６５
Ｌ≧−１．２０１８Ｔ３＋０．３０２２Ｔ２＋１．２９８８Ｔ＋０．０１
【請求項１９】
前記第１の範囲内の前記周期Ｌ（μｍ）および前記孔間隔Ｔ（μｍ）を有する前記波長板は、少なくとも赤色および赤外の波長領域の光に対して用いられる、請求項１８に記載の光学装置。
【請求項２０】
前記周期Ｌ（μｍ）および前記孔間隔Ｔ（μｍ）は、さらに、以下の３つの式によって規定される第２の範囲内の値に設定されている、請求項１８または１９に記載の光学装置。
Ｌ≦０．４
Ｌ≧−４４０．１６Ｔ３＋６３．３３４Ｔ２−３．４２７３Ｔ＋０．３４３９
Ｌ≧０．３５（Ｔ−０．０８２５）０．４３４＋０．２４５
【請求項２１】
前記第２の範囲内の前記周期Ｌ（μｍ）および前記孔間隔Ｔ（μｍ）を有する前記波長板は、赤色、赤外および青色のすべての波長領域の光に対して用いられる、請求項２０に記載の光学装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、波長板およびそれを用いた光学装置に関し、特に、線状の格子溝パターンを有する波長板およびそれを用いた光学装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、線状の格子溝パターンを有する波長板が知られている。上記した従来の波長板を構成する線状の格子溝パターンの製造方法としては、フォトリソグラフィ技術およびエッチング技術を用いる方法が知られている（たとえば、非特許文献１参照）。
【０００３】
図９３は、従来の線状の格子溝パターンを有する波長板の概念を示した斜視図である。従来の波長板２００では、図９３に示すように、ガラス基板２０１に直線状の格子溝パターンが形成されている。この格子溝パターンは、空気層２０２と、ガラス基板２０１と同じ材料からなる幅ａの基板材料層２０３とから構成されているとともに、光の波長以下の周期Ｐを有している。なお、空気層２０２の屈折率は１であり、基板材料層２０３（ガラス基板２０１）の屈折率はｎとする。この波長板２００の格子溝パターンに光が入射する場合、波長板２００の屈折率は、空気層２０２の屈折率１と、基板材料層２０３の屈折率ｎとが混合された屈折率である有効屈折率となる。
【０００４】
図９４は、図９３に示した従来の波長板の有効屈折率とデューティ比との関係を示した相関図である。図９４の縦軸には、有効屈折率がとられており、横軸には、図９３に示した格子溝パターンの周期Ｐに対する基板材料層２０３の幅ａの割合であるデューティ比（＝ａ／Ｐ）がとられている。図９４中の「ＴＥ」は、図９３に示すように、偏光方向が格子溝パターンの延びる方向に平行な光を示している。また、「ＴＭ」は、図９３に示すように、偏光方向が格子溝パターンの延びる方向に直交する光を示している。
【０００５】
図９４を参照して、格子溝パターンのデューティ比が変化すると、有効屈折率も変化する。この場合、偏光方向が格子溝パターンの延びる方向に平行な光（ＴＥ）の有効屈折率と、偏光方向が格子溝パターンの延びる方向に直交する光（ＴＭ）の有効屈折率とは異なる値になる。すなわち、図９４に示すように、デューティ比がＤ１の場合において、ＴＭの有効屈折率はＮ１になり、ＴＥの有効屈折率はＮ２になる。このように、光の偏光方向によって有効屈折率が異なる特性を複屈折特性という。
【０００６】
なお、図９３に示した従来の波長板２００の直線状の格子溝パターンの製造方法としては、たとえば、フォトリソグラフィ技術およびエッチング技術を用いて、ガラス基板の表面をエッチングすることにより直線状の格子溝パターンを形成する方法が考えられる。
【非特許文献１】Ｄ．Ｈａｍｂａｃｈ、Ｇ．Ｓｃｈｎｅｉｄｅｒ  ａｎｄ  Ｅ．Ｍ．Ｇｕｌｌｉｋｓｏｎ「ＯＰＴＩＣＳ  ＬＥＴＴＥＲＳ」、Ｖｏｌ．２６、Ｎｏ．１５、Ａｕｇｕｓｔ  １，２００１、ｐｐ．１２００−１２０２
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、図９３に示した従来の波長板２００の直線状の格子溝パターンをフォトリソグラフィ技術およびエッチング技術を用いて形成しようとすると、深さが大きく、かつ、深さ方向に均一な溝幅を有する格子溝パターンを形成するのは困難であった。具体的には、フォトリソグラフィ技術およびエッチング技術を用いて格子溝パターンを深く形成すると、図９５に示すように、深さ方向に均一でない台形状の断面を有する格子溝パターンが形成されるので、格子溝パターンの上部と下部とのデューティ比が異なるという不都合があった。
【０００８】
ところで、従来では、陽極酸化法を用いた正三角形状の三角格子パターンの製造方法が知られている。この製造方法は、たとえば、Ｈ．Ｍａｓｕｄａ  ｅｔ  ａｌ.「Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ.」、Ｖｏｌ．７１（１９）、１０  Ｎｏｖｅｍｂｅｒ  １９９７、ｐｐ．２７７０−２７７２に開示されている。この文献に開示された三角格子パターンの製造方法では、深く均一な細孔を有する三角格子パターンを形成することができるので、２次元フォトニック結晶の製造方法の１つとして提案されている。具体的には、アルミニウム、チタンおよびタンタルなどのバルブ金属やＳｉ、ＧａＡｓなどの半導体では、酸性電解液中で陽極に通電すると、膜面に垂直に配列した細孔を有する酸化被膜が形成されるという特性を有している。特に、アルミニウムの酸化被膜においては、細孔が三角格子状に配列し易いという材料特性を有している。この特性を用いることによって、深く均一な細孔を有する三角格子パターンを形成することができる。
【０００９】
図９６〜図９９は、従来の陽極酸化法を用いた三角格子パターンの製造プロセスを説明するための断面図であり、図１００は、従来の陽極酸化法を用いて形成される２次元フォトニック結晶を示した平面図である。次に、図９６〜図１００を参照して、従来の陽極酸化法を用いた三角格子パターンの製造プロセスについて説明する。
【００１０】
従来の陽極酸化法を用いた三角格子パターンの製造プロセスでは、図９６に示すように、ＳｉＣなどの硬い材料からなる押し付け部材２２１の表面に、三角格子状の配列を有する凸部２１１ａを形成する。そして、アルミニウム材２１１の表面に、押し付け部材２１１を押し付けるテクスチャリング処理を行う。これにより、図９７に示すように、アルミニウム材２１１の表面に、三角格子状の配列を有する凹部２１１ａが形成される。次に、凹部２１１ａが形成されたアルミニウム材２１１を、図９８に示すように、電解液２２２中で酸化処理する。この場合、陰極２２３として白金などを用いるとともに、電解液２２２として硫酸、シュウ酸およびリン酸などの水溶液を用いる。これにより、図９９および図１００に示すように、三角格子状の配列を有するとともに、凹部２１１ａ（図９７参照）を起点とした深く均一な細孔２１２ａを有する酸化アルミニウム膜（アルミナ）２１２が自己組織化的に形成される。この細孔２１２ａは、サブミクロンの直径に対して、数１００μｍ以上の深さを有するように形成することができる。
【００１１】
しかしながら、上記した従来の陽極酸化法を用いた三角格子パターンの製造プロセスは、２次元フォトニック結晶細孔を形成するための方法として知られていた。このため、従来では、図９３に示したような波長板２００の格子溝パターンを陽極酸化法により形成する試みはなされていなかった。
【００１２】
上記のように、従来では、深さが大きく、かつ、深さ方向に均一な溝幅を有する格子溝パターンを形成するのは困難であったため、格子溝パターンを含む波長板の特性を向上させるのが困難であるという問題点があった。
【００１３】
また、従来では、複屈折性材料からなる波長板も知られている。この波長板を構成する複屈折性材料としては、複屈折性結晶を有する水晶や複屈折性樹脂などが知られている。このような水晶や複屈折性樹脂に光を入射すると、水晶の光学軸に平行な偏光成分と垂直な偏光成分との位相をずらすことができる。そして、その位相のずれ（位相差）が所定の値になるように設定することによって、水晶や複屈折性樹脂を１／４波長板や１／２波長板として用いることができる。
【００１４】
図１０１および図１０２は、それぞれ、水晶からなる１／４波長板および１／２波長板の概念を示した斜視図である。まず、図１０１を参照して、水晶２３１からなる１／４波長板２３０は、水晶の光学軸に平行な偏光成分と垂直な偏光成分との位相差が約９０°になるように、水晶２３１の厚みが設定されている。この水晶２３１からなる１／４波長板２３０に、直線偏光の光を光学軸に対して約４５°傾けて入射すると、互いに直交する２つの偏光成分の位相差が約９０°になる。これにより、直線偏光の入射光が円偏光の出射光に変換される。また、図１０２を参照して、水晶２４１からなる１／２波長板２４０は、入射光の光学軸に平行な偏光成分と垂直な偏光成分との位相差が約１８０°になるように、水晶２４１の厚みが設定されている。具体的には、水晶２４１は、図１０１に示した１／４波長板２３０を構成する水晶２３１の厚みの２倍の厚みを有している。この水晶２４１からなる１／２波長板２４０に、直線偏光の光を光学軸に対して約４５°傾けて入射すると、互いに直交する２つの偏光成分の位相差が約１８０°になる。これにより、直線偏光の入射光の偏光方向が約９０°回転される。
【００１５】
しかしながら、図１０１および図１０２に示したように、波長板として水晶を用いた場合、以下のような不都合があった。すなわち、屈折率は、通常、光の波長により値が異なる特性（波長分散特性）を有している。このため、たとえば、約６３３ｎｍの波長の光に対応するように設計された水晶からなる１／４波長板では、図１０３に示すように、入射光の波長が設計波長（約６３３ｎｍ）からずれていれば、互いに直交する２つの偏光成分の位相差が９０°近傍から大きくずれるという不都合があった。したがって、設計波長以外の波長の光に対して、水晶からなる波長板の良好な位相変換特性を得るのは困難であるという問題点があった。
【００１６】
また、光学装置に水晶からなる波長板を用いた場合には、光学装置の特性を向上させるのが困難になるという問題点もあった。具体的には、従来の光学装置としてのＣＤ−Ｒ（Ｃｏｍｐａｃｔ  Ｄｉｓｋ  Ｒｅｃｏｒｄａｂｌｅ）への記録とＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｋ）からの再生の両方で使用可能なＣＤ−Ｒ／ＤＶＤ互換光ピックアップ装置では、ＣＤ−Ｒ用半導体レーザとして７９０ｎｍ近傍の波長を有する半導体レーザを用いるとともに、ＤＶＤ用半導体レーザとして６５０ｎｍ近傍の波長を有する半導体レーザを用いる。このため、ＣＤ−Ｒ用半導体レーザとＤＶＤ用半導体レーザとに対して、図１０３に示したような特性を有する水晶からなる共通の１／４波長板を用いると、６５０ｎｍ近傍の波長を有するＤＶＤ用半導体レーザに対しては、１／４波長板による変換が良好に行われる一方、７９０ｎｍ近傍の波長を有するＣＤ−Ｒ用半導体レーザに対しては、１／４波長板による変換を良好に行うのが困難になるという不都合がある。このように、１／４波長板でのレーザ光の変換が良好に行われなければ、設計値以外の偏光方向を有するレーザ光が発生する。この場合、そのレーザ光が偏光ビームスプリッタにより反射されることにより、レーザ光がＣＤ−Ｒ用半導体レーザ素子に帰還するという不都合が生じる。その結果、半導体レーザ素子の光強度雑音（光強度のゆらぎ）が増加するので、ＣＤ−Ｒ／ＤＶＤ互換光ピックアップ装置の特性を向上させるのが困難になるという問題点が発生する。
【００１７】
また、従来の光学装置としての液晶プロジェクタ装置には、光源から放射された赤色、緑色および青色成分を含む広い波長領域を有する白色光の偏光方向を、１つの揃った偏光方向に変換するために、１／２波長板が用いられている。この場合に、図１０３に示した特性と同様の特性を有する水晶からなる１／２波長板を用いると、波長によって位相差が１８０°近傍から大きくずれるため、広い波長領域を有する白色光に対して、良好な変換を行うことが困難であるという不都合がある。このように、従来の液晶プロジェクタ装置において、１／２波長板での光の変換が良好に行われなければ、液晶パネルに入射できない偏光方向を有する光が増加するので、光の利用効率が低下するという不都合が生じる。その結果、光の利用効率の低下に起因する色彩の偏りや輝度の低下が発生するので、液晶プロジェクタ装置の特性を向上させるのが困難になるという問題点がある。
【００１８】
なお、上記した従来のＣＤ−Ｒ／ＤＶＤ互換光ピックアップ装置では、２つの透明基板と２つの透明基板の間に挟まれた複屈折性樹脂シートとにより構成された１／４波長板を用いる場合が多い。この複屈折性樹脂シートを含む１／４波長板は、広い波長領域で１／４波長板の良好な位相変換特性を得るために、複屈折方向が少しずれるように２枚の複屈折性樹脂シートが重ねられている。しかしながら、複屈折性樹脂シートは、水晶に比べて耐環境特性が劣るので、車載用のＣＤ−Ｒ／ＤＶＤ互換光ピックアップ装置の１／４波長板として用いるのは困難である。また、光源により装置内部が高温になる液晶プロジェクタ装置においても、耐環境特性に劣る複屈折性樹脂シートを含む１／２波長板を用いるのは困難である。
【００１９】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、広い波長領域において、良好な位相変換特性を得ることが可能な波長板を提供することである。
【００２０】
この発明のもう１つの目的は、広い波長領域において、良好な位相変換特性を得ることが可能な波長板を含む光学装置を提供することである。
【課題を解決するための手段および発明の効果】
【００２１】
上記目的を達成するために、この発明の第１の局面による波長板は、基板と、基板上に形成され、線状の格子溝パターンを有する酸化アルミニウム膜とを備え、線状の格子溝パターンの周期Ｌ（μｍ）と、周期Ｌ（μｍ）に対する隣接する格子溝パターン間の酸化アルミニウム膜の実質的な幅の割合であるデューティ比Ｄｅとは、以下の４つの式によって規定される第１の範囲内の値に設定されている。
【００２２】
Ｌ≦０．６５
Ｌ≧２×１０−１４ｅ３１．２６３Ｄｅ
Ｌ≦６．０３１７Ｄｅ２−１０．３５２Ｄｅ＋５．０５１６
（Ｄｅ−０．８５）２／０．４４２＋（Ｌ−０．４１）２／０．３９２≦１
この第１の局面による波長板では、上記のように、波長板を構成する酸化アルミニウム膜の線状の格子溝パターンの周期Ｌ（μｍ）およびデューティ比Ｄｅを、上記した４つの式によって規定される第１の範囲内の値に設定することによって、波長板を１／４波長板として用いる場合には、異なる波長を有する複数の光に対して、互いに直交する２つの偏光成分の位相差を９０°近傍にすることができる。また、波長板を１／２波長板として用いる場合には、異なる波長を有する複数の光に対して、互いに直交する２つの偏光成分の位相差を１８０°近傍にすることができる。その結果、広い波長領域において、良好な位相変換特性を得ることができる。また、酸化アルミニウム膜は、無機材料であるので、耐環境性に優れた波長板を得ることができる。これにより、線状の格子溝パターンを有する酸化アルミニウム膜を含む波長板を、高い温度条件下で使用したとしても、波長板の特性の劣化を抑制することができる。
【００２３】
この場合、第１の範囲内の周期Ｌ（μｍ）およびデューティ比Ｄｅは、少なくとも赤色および赤外の波長領域の光に対して適用される。このように構成すれば、少なくとも赤色および赤外の波長領域において、良好な位相変換特性を得ることができる。
【００２４】
上記第１の局面による波長板において、好ましくは、線状の格子溝パターンの周期Ｌ（μｍ）およびデューティ比Ｄｅは、さらに、以下の４つの式によって規定される第２の範囲内の値に設定されている。
【００２５】
Ｄｅ≧０．７３
Ｌ≦０．４
Ｌ≧３０．９５２Ｄｅ３−７４．７５１Ｄｅ２＋５９．６２Ｄｅ−１５．３２８
Ｌ≦３．０７７６Ｄｅ２−５．１８６３Ｄｅ＋２．５７７２
このように構成すれば、より広い波長領域において、良好な位相変換特性を得ることができる。
【００２６】
この場合、第２の範囲内の周期Ｌ（μｍ）およびデューティ比Ｄｅは、赤色、赤外および青色のすべての波長領域の光に対して適用される。このように構成すれば、赤色、赤外および青色のすべての波長領域において、良好な位相変換特性を得ることができる。
【００２７】
上記第１の局面による波長板において、好ましくは、酸化アルミニウム膜は、複数の孔を有しており、複数の孔のうち最も大きい孔の直径に０．５を乗じた値を基準値とする場合、複数の孔は、基準値よりも大きい直径を有する第１孔と、基準値以下の直径を有する第２孔とに分類され、格子溝パターンの周期Ｌ（μｍ）は、複数の第１孔からなる格子溝パターンの周期である。このように第１孔と第２孔とを上記した基準値により分類すれば、第２孔が位相変換特性に与える影響が小さくなる。これにより、第１孔と第２孔とを含む複数の孔を有する酸化アルミニウム膜において、複数の第１孔からなる格子溝パターンの周期Ｌ（μｍ）を調整することにより、容易に、良好な位相変換特性を有する波長板を得ることができる。
【００２８】
この場合、好ましくは、複数の第１孔からなる格子溝パターンは、複数の第１孔からなる孔列を複数含む孔群が所定の間隔を隔てて複数配置されることにより構成され、格子溝パターンの周期Ｌ（μｍ）は、隣接する孔群の一方側の最外端に接する線間の距離の平均値である。このように構成すれば、複数の第１孔からなる孔列を複数含む孔群が所定の間隔を隔てて複数配置された格子溝パターンにおいて、隣接する孔群の一方側の最外端に接する線間の距離の平均値（格子溝パターンの周期Ｌ（μｍ））を調整すれば、容易に、良好な位相変換特性を有する波長板を得ることができる。
【００２９】
この発明の第２の局面による波長板は、基板と、基板上に形成され、複数の孔が連結された線状の格子溝パターンと複数の孔が所定の間隔を隔てて配置された格子孔パターンとのいずれか一方を有する酸化アルミニウム膜とを備え、酸化アルミニウム膜に含まれる格子溝パターンおよび格子孔パターンのいずれか一方を構成する複数の孔は、第１の方向に隣接する孔が孔間隔Ｔ（μｍ）の中心間距離を隔てて列状に配置されて孔列を構成するとともに、孔列は、第１の方向と直交する第２の方向に、孔間隔Ｔ（μｍ）よりも大きい間隔である周期Ｌ（μｍ）で複数配置されており、周期Ｌ（μｍ）と、孔間隔Ｔ（μｍ）とは、以下の２つの式によって規定される第１の範囲内の値に設定されている。
【００３０】
Ｌ≦０．６５
Ｌ≧−１．２０１８Ｔ３＋０．３０２２Ｔ２＋１．２９８８Ｔ＋０．０１
この第２の局面による波長板では、上記のように、波長板を構成する酸化アルミニウム膜の格子溝パターンと格子孔パターンとのいずれか一方の周期Ｌ（μｍ）および孔間隔Ｔ（μｍ）を、上記した２つの式によって規定される第１の範囲内の値に設定することによって、波長板を１／４波長板として用いる場合には、異なる波長を有する複数の光に対して、互いに直交する２つの偏光成分の位相差を９０°近傍にすることができる。また、波長板を１／２波長板として用いる場合には、異なる波長を有する複数の光に対して、互いに直交する２つの偏光成分の位相差を１８０°近傍にすることができる。その結果、広い波長領域において、良好な位相変換特性を得ることができる。また、酸化アルミニウム膜は、無機材料であるので、耐環境性に優れた波長板を得ることができる。これにより、格子溝パターンまたは格子孔パターンを有する酸化アルミニウム膜を含む波長板を、高い温度条件下で使用したとしても、波長板の特性の劣化を抑制することができる。
【００３１】
この場合、第１の範囲内の周期Ｌ（μｍ）および孔間隔Ｔ（μｍ）は、少なくとも赤色および赤外の波長領域の光に対して適用される。このように構成すれば、少なくとも赤色および赤外の波長領域において、良好な位相変換特性を得ることができる。
【００３２】
上記第２の局面による波長板において、好ましくは、周期Ｌ（μｍ）および孔間隔Ｔ（μｍ）は、さらに、以下の３つの式によって規定される第２の範囲内の値に設定されている。
【００３３】
Ｌ≦０．４
Ｌ≧−４４０．１６Ｔ３＋６３．３３４Ｔ２−３．４２７３Ｔ＋０．３４３９
Ｌ≧０．３５（Ｔ−０．０８２５）０．４３４＋０．２４５
このように構成すれば、より広い波長領域において、良好な位相変換特性を得ることができる。
【００３４】
この場合、第２の範囲内の周期Ｌ（μｍ）および孔間隔Ｔ（μｍ）は、赤色、赤外および青色のすべての波長領域の光に対して適用される。このように構成すれば、赤色、赤外および青色のすべての波長領域において、良好な位相変換特性を得ることができる。
【００３５】
上記第２の局面による波長板において、好ましくは、複数の孔のうち最も大きい孔の直径に０．５を乗じた値を基準値とする場合、複数の孔は、基準値よりも大きい直径を有する第１孔と、基準値以下の直径を有する第２孔とに分類され、格子溝パターンおよび格子孔パターンのいずれか一方の周期Ｌ（μｍ）は、複数の第１孔からなる格子溝パターンおよび複数の第１孔からなる格子孔パターンのいずれか一方の周期である。このように第１孔と第２孔とを上記した基準値により分類すれば、第２孔が位相変換特性に与える影響が小さくなる。これにより、第１孔と第２孔とを含む複数の孔を有する酸化アルミニウム膜において、複数の第１孔からなる格子溝パターンおよび格子孔パターンのいずれか一方の周期Ｌ（μｍ）を調整することにより、容易に、良好な位相変換特性を有する波長板を得ることができる。
【００３６】
この場合、好ましくは、複数の第１孔からなる格子溝パターンおよび複数の第１孔からなる格子孔パターンのいずれか一方は、複数の第１孔からなる孔列を複数含む孔群が所定の間隔を隔てて複数配置されることにより構成され、格子溝パターンおよび格子孔パターンのいずれか一方の周期Ｌ（μｍ）は、隣接する孔群の一方側の最外端に接する線間の距離の平均値である。このように構成すれば、複数の第１孔からなる孔列を複数含む孔群が所定の間隔を隔てて複数配置された格子溝パターンおよび格子孔パターンのいずれか一方において、隣接する孔群の一方側の最外端に接する線間の距離の平均値（格子溝パターンおよび格子孔パターンのいずれか一方の周期Ｌ（μｍ））を調整すれば、容易に、良好な位相変換特性を有する波長板を得ることができる。
【００３７】
この発明の第３の局面による光学装置は、複数の波長領域を有する光源と、光源からの光の互いに直交する２つの偏光成分に所定の位相差を与えるとともに、基板と、基板上に形成され、複屈折率特性を有する線状の格子溝パターンと複屈折率特性を有する格子孔パターンとのいずれか一方を有する金属酸化膜とを含む波長板とを備えている。
【００３８】
この第３の局面による光学装置では、上記のように、基板上に、複屈折率特性を有する線状の格子溝パターンと複屈折率特性を有する格子孔パターンとのいずれか一方を有する金属酸化膜を形成することによって、この金属酸化膜を陽極酸化法を用いて形成すれば、深さが大きく、かつ、深さ方向に均一な溝幅および直径をそれぞれ有する格子溝パターンおよび格子孔パターンを自己組織化的に形成することができるので、良好な格子溝パターンまたは格子孔パターンを有する波長板を得ることができる。その結果、波長板の特性を向上させることができるので、その波長板を含む光学装置の特性も向上させることができる。また、金属酸化膜は、無機材料であるので、耐環境性に優れた波長板を得ることができる。これにより、線状の格子溝パターンまたは格子孔パターンを有する金属酸化膜を含む波長板を、高い温度条件下で使用される光学装置に用いたとしても、波長板の特性の劣化を抑制することができる。
【００３９】
上記第３の局面による光学装置において、好ましくは、金属酸化膜は、線状の格子溝パターンを有する酸化アルミニウム膜を含み、線状の格子溝パターンの周期Ｌ（μｍ）と、周期Ｌ（μｍ）に対する隣接する格子溝パターン間の酸化アルミニウム膜の実質的な幅の割合であるデューティ比Ｄｅとは、以下の４つの式によって規定される第１の範囲内の値に設定されている。
【００４０】
Ｌ≦０．６５
Ｌ≧２×１０−１４ｅ３１．２６３Ｄｅ
Ｌ≦６．０３１７Ｄｅ２−１０．３５２Ｄｅ＋５．０５１６
（Ｄｅ−０．８５）２／０．４４２＋（Ｌ−０．４１）２／０．３９２≦１
このように構成すれば、波長板を１／４波長板として用いる場合には、異なる波長を有する複数の光に対して、互いに直交する２つの偏光成分の位相差を９０°近傍にすることができる。また、波長板を１／２波長板として用いる場合には、異なる波長を有する複数の光に対して、互いに直交する２つの偏光成分の位相差を１８０°近傍にすることができる。その結果、広い波長領域において、良好な位相変換特性を有する波長板を含む光学装置を得ることができる。
【００４１】
この場合、第１の範囲内の周期Ｌ（μｍ）およびデューティ比Ｄｅを有する波長板は、少なくとも赤色および赤外の波長領域の光に対して用いられる。このように構成すれば、少なくとも赤色および赤外の波長領域において、良好な位相変換特性を得ることができる。
【００４２】
上記第３の局面による光学装置において、好ましくは、線状の格子溝パターンの周期Ｌ（μｍ）およびデューティ比Ｄｅは、さらに、以下の４つの式によって規定される第２の範囲内の値に設定されている。
【００４３】
Ｄｅ≧０．７３
Ｌ≦０．４
Ｌ≧３０．９５２Ｄｅ３−７４．７５１Ｄｅ２＋５９．６２Ｄｅ−１５．３２８
Ｌ≦３．０７７６Ｄｅ２−５．１８６３Ｄｅ＋２．５７７２
このように構成すれば、より広い波長領域において、光学装置を構成する波長板の良好な位相変換特性を得ることができる。
【００４４】
この場合、第２の範囲内の周期Ｌ（μｍ）およびデューティ比Ｄｅを有する波長板は、赤色、赤外および青色のすべての波長領域の光に対して用いられる。このように構成すれば、赤色、赤外および青色のすべての波長領域において、良好な位相変換特性を得ることができる。
【００４５】
上記第３の局面による光学装置において、好ましくは、金属酸化膜は、複数の孔が連結された線状の格子溝パターンと複数の孔が所定の間隔を隔てて配置された格子孔パターンとのいずれか一方を有する酸化アルミニウム膜を含み、酸化アルミニウム膜に含まれる格子溝パターンおよび格子孔パターンのいずれか一方を構成する複数の孔は、第１の方向に隣接する孔が孔間隔Ｔ（μｍ）の中心間距離を隔てて列状に配置されて孔列を構成するとともに、孔列は、第１の方向と直交する第２の方向に、孔間隔Ｔ（μｍ）よりも大きい間隔である周期Ｌ（μｍ）で複数配置されており、周期Ｌ（μｍ）と、孔間隔Ｔ（μｍ）とは、以下の２つの式によって規定される第１の範囲内の値に設定されている。
【００４６】
Ｌ≦０．６５
Ｌ≧−１．２０１８Ｔ３＋０．３０２２Ｔ２＋１．２９８８Ｔ＋０．０１
このように構成すれば、波長板を１／４波長板として用いる場合には、異なる波長を有する複数の光に対して、互いに直交する２つの偏光成分の位相差を９０°近傍にすることができる。また、波長板を１／２波長板として用いる場合には、異なる波長を有する複数の光に対して、互いに直交する２つの偏光成分の位相差を１８０°近傍にすることができる。その結果、広い波長領域において、良好な位相変換特性を有する波長板を含む光学装置を得ることができる。
【００４７】
この場合、第１の範囲内の周期Ｌ（μｍ）および孔間隔Ｔ（μｍ）を有する波長板は、少なくとも赤色および赤外の波長領域の光に対して用いられる。このように構成すれば、少なくとも赤色および赤外の波長領域において、良好な位相変換特性を得ることができる。
【００４８】
上記第３の局面による光学装置において、好ましくは、周期Ｌ（μｍ）および孔間隔Ｔ（μｍ）は、さらに、以下の３つの式によって規定される第２の範囲内の値に設定されている。
【００４９】
Ｌ≦０．４
Ｌ≧−４４０．１６Ｔ３＋６３．３３４Ｔ２−３．４２７３Ｔ＋０．３４３９
Ｌ≧０．３５（Ｔ−０．０８２５）０．４３４＋０．２４５
このように構成すれば、より広い波長領域において、光学装置を構成する波長板の良好な位相変換特性を得ることができる。
【００５０】
この場合、第２の範囲内の周期Ｌ（μｍ）および孔間隔Ｔ（μｍ）を有する波長板は、赤色、赤外および青色のすべての波長領域の光に対して用いられる。このように構成すれば、赤色、赤外および青色のすべての波長領域において、良好な位相変換特性を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５１】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００５２】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態による１／４波長板の構造を示した斜視図である。図１を参照して、第１実施形態による１／４波長板は、光学軸（格子溝方向）に平行な偏光成分と垂直な偏光成分との位相差を約９０°にすることによって、光学軸（格子溝方向）に対して約４５°傾いた直線偏光の入射光を円偏光の出射光に変換する機能を有している。なお、１／４波長板は、本発明の「波長板」の一例である。
【００５３】
この第１実施形態による１／４波長板の具体的な構造としては、図１に示すように、ガラス基板１上に、ＩＴＯまたはＺｎＯからなる透明導電膜２が形成されている。なお、ガラス基板１は、本発明の「基板」の一例である。
【００５４】
ここで、第１実施形態では、透明導電膜２上に、直線状の格子溝パターンを有する酸化アルミニウム膜３が形成されている。この酸化アルミニウム膜３の直線状の格子溝パターンは、細孔を直線状に連結することにより形成されている。また、酸化アルミニウム膜３の直線状の格子溝パターンの溝部３ａは、透明導電膜２にまで達する深さを有するとともに、深さ方向に均一な幅に形成されている。また、溝部３ａ間に位置する酸化アルミニウム膜３の表面には、複数の孔３ｂが形成されている場合がある。なお、酸化アルミニウム膜３は、本発明の「金属酸化膜」の一例である。
【００５５】
図２は、異なる波長を有する複数の光に対して良好な位相変換特性を有する１／４波長板の実効的デューティ比および周期の範囲を示したグラフである。図３は、実効的デューティ比の定義を説明するための格子溝パターンの拡大平面図である。図４〜図３１は、それぞれ、図２に示した範囲を規定するための波長と位相差との関係を示したシミュレーション結果である。次に、図１〜図３１を参照して、異なる波長を有する複数の光に対して良好な位相変換特性を有する酸化アルミニウム膜からなる直線状の格子溝パターン（１／４波長板）の実効的デューティ比および周期の範囲の規定方法について説明する。なお、図２中の範囲Ｆ１は、赤色、赤外および青色のすべての波長の光に対して、互いに直交する２つの偏光成分の位相差を９０°近傍（９０°±１０°の範囲内）にすることが可能な範囲である。また、図２中の範囲Ｆ２は、少なくとも赤色および赤外の波長の光に対して、互いに直交する２つの偏光成分の位相差を９０°近傍（９０°±１０°の範囲内）にすることが可能な範囲である。なお、範囲Ｆ１は、本発明の「第２の範囲」の一例であり、範囲Ｆ２は、本発明の「第１の範囲」の一例である。
【００５６】
まず、実効的デューティ比Ｄｅの定義について説明する。実効的デューティ比Ｄｅは、図３に示すように、直線状の格子溝パターンの溝部３ａの実効的溝幅をＷｅ１とするとともに、周期をＬ１とした場合、Ｄｅ＝（Ｌ１−Ｗｅ１）／Ｌ１で定義する。なお、実効的溝幅Ｗｅ１は、溝部３ａの最大幅をＳ１とするとともに、連結する細孔のピッチをＴ１とした場合、Ｗｅ１＝３Ｓ１２／（３Ｓ１+Ｔ１）で定義する。
【００５７】
そして、図２中の範囲Ｆ１を規定する際には、まず、異なる実効的デューティ比Ｄｅおよび周期Ｌ１を有する複数の酸化アルミニウム膜からなる直線状の格子溝パターンのそれぞれに、赤色、赤外および青色の波長の光を入射した場合の波長と位相差との関係をシミュレーションした。このシミュレーション結果に基づいて、赤色（６６０ｎｍ）、赤外（７９０ｎｍ）および青色（４０５ｎｍ）のすべての波長領域において、位相差が許容範囲内の値になる実効的デューティ比Ｄｅおよび周期Ｌ１を範囲Ｆ１に含めるとともに、青色（４０５ｎｍ）の波長領域において、位相差が許容範囲外の値になる実効的デューティ比Ｄｅおよび周期Ｌ１を範囲Ｆ１に含めないようにした。上記したシミュレーションに用いた実効的デューティ比Ｄｅおよび周期Ｌ１の値（座標）を以下の表１に示す。なお、赤色、赤外および青色の波長は、それぞれ、６６０ｎｍ、７９０ｎｍおよび４０５ｎｍに設定するとともに、位相差の許容範囲は、９０°±１０°に設定した。
【００５８】
【表１】
2005309357.tif 000003
【００５９】
上記表１を参照して、座標点Ａ２（Ｄｅ：０．７５、Ｌ１：０．４）、座標点Ａ３（Ｄｅ：０．７９、Ｌ１：０．４）、座標点Ａ５（Ｄｅ：０．８５、Ｌ１：０．３８５）、座標点Ａ６（Ｄｅ：０．９、Ｌ１：０．４）、座標点Ａ７（Ｄｅ：０．９５、Ｌ１：０．４）、座標点Ａ１０（Ｄｅ：０．８２、Ｌ１：０．３７）、座標点Ａ１１（Ｄｅ：０．９５、Ｌ１：０．３７）および座標点Ａ１３（Ｄｅ：０．８８、Ｌ１：０．３５）では、それぞれ、図５、図６、図８、図９、図１０、図１３、図１４および図１６に示すように、赤色（６６０ｎｍ）、赤外（７９０ｎｍ）および青色（４０５ｎｍ）のすべての波長領域において、位相差が許容範囲（９０°±１０°）内になった。なお、この場合の酸化アルミニウム膜の膜厚（μｍ）は、それぞれ、座標点Ａ２：１．９０μｍ、座標点Ａ３：２．５５μｍ、座標点Ａ５：３．１３μｍ、座標点Ａ６：３．８７μｍ、座標点Ａ７：４．７７μｍ、座標点Ａ１０：２．２８μｍ、座標点Ａ１１：３．７７μｍおよび座標点Ａ１３：２．９０μｍである。
【００６０】
また、座標点Ａ１（Ｄｅ：０．７３、Ｌ１：０．４）、座標点Ａ４（Ｄｅ：０．８５、Ｌ１：０．３９５）、座標点Ａ８（Ｄｅ：０．９７、Ｌ１：０．４）、座標点Ａ９（Ｄｅ：０．８、Ｌ１：０．３７）、座標点Ａ１２（Ｄｅ：０．９７、Ｌ１：０．３７）および座標点Ａ１４（Ｄｅ：０．８８、Ｌ１：０．３４）では、それぞれ、図４、図７、図１１、図１２、図１５および図１７に示すように、赤色（６６０ｎｍ）および赤外（７９０ｎｍ）の波長領域においては、位相差が許容範囲（９０°±１０°）内になったものの、青色（４０５ｎｍ）の波長領域においては、位相差が許容範囲（９０°±１０°）外になった。なお、この場合の酸化アルミニウム膜の膜厚は、それぞれ、座標点Ａ１：１．７８μｍ、座標点Ａ４：３．２２μｍ、座標点Ａ８：５．９１μｍ、座標点Ａ９：２．０２μｍ、座標点Ａ１２：５．０６μｍおよび座標点Ａ１４：２．８６μｍである。
【００６１】
そして、赤色（６６０ｎｍ）、赤外（７９０ｎｍ）および青色（４０５ｎｍ）のすべての波長領域において、位相差が許容範囲（９０°±１０°）内になる座標点Ａ２、Ａ３、Ａ５、Ａ６、Ａ７、Ａ１０、Ａ１１およびＡ１３を含むように、かつ、青色（４０５ｎｍ）の波長領域のみ位相差が許容範囲（９０°±１０°）外になる座標点Ａ１、Ａ４、Ａ８、Ａ９、Ａ１２およびＡ１４を含まないように、以下の４つの式によって図２に示した範囲Ｆ１を規定した。
【００６２】
Ｄｅ≧０．７３・・（１）
Ｌ１≦０．４・・（２）
Ｌ１≧３０．９５２Ｄｅ３−７４．７５１Ｄｅ２＋５９．６２Ｄｅ−１５．３２８・・（３）
Ｌ１≦３．０７７６Ｄｅ２−５．１８６３Ｄｅ＋２．５７７２・・（４）
なお、上記した式（１）および式（２）は、図２に示した範囲Ｆ１の上部の直線部分Ｆ１１を規定している。また、上記した式（３）および式（４）は、それぞれ、図２に示した範囲Ｆ１の下部の曲線部分Ｆ１２および上部の凹状部分Ｆ１３を規定している。
【００６３】
次に、図２中の範囲Ｆ２を規定する際には、まず、異なる実効的デューティ比Ｄｅおよび周期Ｌ１を有する複数の酸化アルミニウム膜からなる直線状の格子溝パターンのそれぞれに、赤色および赤外の波長の光を入射した場合の波長と位相差との関係をシミュレーションした。このシミュレーション結果に基づいて、赤色（６６０ｎｍ）および赤外（７９０ｎｍ）の波長領域において、位相差が許容範囲内の値になる実効的デューティ比Ｄｅおよび周期Ｌ１を範囲Ｆ２に含めるとともに、赤色（６６０ｎｍ）および赤外（７９０ｎｍ）の波長領域において、位相差が許容範囲外の値になる実効的デューティ比Ｄｅおよび周期Ｌ１を範囲Ｆ２に含めないようにした。上記したシミュレーションに用いた実効的デューティ比Ｄｅおよび周期Ｌ１の値（座標）を以下の表２に示す。なお、赤色および赤外の波長は、それぞれ、６６０ｎｍおよび７９０ｎｍに設定するとともに、位相差の許容範囲は、９０°±１０°に設定した。
【００６４】
【表２】
2005309357.tif 000004
【００６５】
上記表２を参照して、座標点Ｂ２（Ｄｅ：０．５２、Ｌ１：０．６５）、座標点Ｂ３（Ｄｅ：０．７６、Ｌ１：０．６５）、座標点Ｂ６（Ｄｅ：０．９６、Ｌ１：０．６５）、座標点Ｂ８（Ｄｅ：０．８６、Ｌ１：０．６）、座標点Ｂ１０（Ｄｅ：０．４４、Ｌ１：０．４）、座標点Ｂ１２（Ｄｅ：０．５、Ｌ１：０．２）および座標点Ｂ１３（Ｄｅ：０．９、Ｌ１：０．０４）では、それぞれ、図１９、図２０、図２３、図２５、図２７、図２９および図３０に示すように、赤色（６６０ｎｍ）および赤外（７９０ｎｍ）の波長領域において、位相差が許容範囲（９０°±１０°）内になった。なお、この場合の酸化アルミニウム膜の膜厚（μｍ）は、それぞれ、座標点Ｂ２：１．６０μｍ、座標点Ｂ３：３．０１μｍ、座標点Ｂ６：１０．２７μｍ、座標点Ｂ８：４．２８μｍ、座標点Ｂ１０：１．０６μｍ、座標点Ｂ１２：１．１８μｍおよび座標点Ｂ１３：２．４６μｍである。
【００６６】
また、座標点Ｂ１（Ｄｅ：０．４８、Ｌ１：０．６５）、座標点Ｂ４（Ｄｅ：０．８、Ｌ１：０．６５）、座標点Ｂ５（Ｄｅ：０．９２、Ｌ１：０．６５）、座標点Ｂ７（Ｄｅ：０．８６、Ｌ１：０．６２）、座標点Ｂ９（Ｄｅ：０．４、Ｌ１：０．４）、座標点Ｂ１１（Ｄｅ：０．４６、Ｌ１：０．２）および座標点Ｂ１４（Ｄｅ：０．９４、Ｌ１：０．０４）では、それぞれ、図１８、図２１、図２２、図２４、図２６、図２８および図３１に示すように、赤色（６６０ｎｍ）および赤外（７９０ｎｍ）の波長領域において、位相差が許容範囲（９０°±１０°）外になった。なお、この場合の酸化アルミニウム膜の膜厚（μｍ）は、それぞれ、座標点Ｂ１：１．５３μｍ、座標点Ｂ４：４．１６μｍ、座標点Ｂ５：６．１６μｍ、座標点Ｂ７：４．４０μｍ、座標点Ｂ９：１．１２μｍ、座標点Ｂ１１：１．２１μｍおよび座標点Ｂ１４：２．６１μｍである。
【００６７】
そして、赤色（６６０ｎｍ）および赤外（７９０ｎｍ）の波長領域において、位相差が許容範囲（９０°±１０°）内になる座標点Ｂ２、Ｂ３、Ｂ６、Ｂ８、Ｂ１０、Ｂ１２およびＢ１３を含むように、かつ、位相差が許容範囲（９０°±１０°）外になる座標点Ｂ１、Ｂ４、Ｂ５、Ｂ７、Ｂ９、Ｂ１１およびＢ１４を含まないように、以下の４つの式によって図２に示した範囲Ｆ２を規定した。
【００６８】
Ｌ１≦０．６５・・（５）
Ｌ１≧２×１０−１４ｅ３１．２６３Ｄｅ・・（６）
Ｌ１≦６．０３１７Ｄｅ２−１０．３５２Ｄｅ＋５．０５１６・・（７）
（Ｄｅ−０．８５）２／０．４４２＋（Ｌ１−０．４１）２／０．３９２≦１・・（８）
なお、上記した式（５）、式（６）、式（７）および式（８）は、それぞれ、図２に示した範囲Ｆ２の上部の直線部分Ｆ２１、右下の曲線部分Ｆ２２、上部の凹状部分Ｆ２３および左下の曲線部分Ｆ２４を規定している。
【００６９】
ここで、第１実施形態では、酸化アルミニウム膜３（図１参照）の直線状の格子溝パターンの実効的デューティ比Ｄｅおよび周期Ｌ１は、上記した４つの式（１）〜式（４）によって規定される範囲Ｆ１内の値（たとえば、Ｄｅ：０．８８、Ｌ１：０．３８（図２中の座標点Ｐ））に設定されている。すなわち、この第１実施形態（図２中の座標点Ｐ）では、赤色（６６０ｎｍ）、赤外（７９０ｎｍ）および青色（４０５ｎｍ）のすべての波長領域において、位相差が許容範囲（９０°±１０°）内になる。なお、図３２には、実効的デューティ比Ｄｅおよび周期Ｌ１を、それぞれ、０．８８および０．３８（図２中の座標点Ｐ）に設定した場合の実験結果が示されている。また、この場合の膜厚（μｍ）は、座標点Ｐ：３．３５μｍである。
【００７０】
第１実施形態では、上記のように、１／４波長板を構成する酸化アルミニウム膜３の直線状の格子溝パターンの実効的デューティ比Ｄｅおよび周期Ｌ１を、４つの式（１）〜式（４）によって規定される範囲Ｆ１内の値（たとえば、Ｄｅ：０．８８、Ｌ１：０．３８（図２中の座標点Ｐ））に設定することによって、赤色、赤外および青色のすべての波長の光に対して、互いに直交する２つの偏光成分の位相差を９０°近傍（９０°±１０°の範囲内）にすることができる。その結果、広い波長領域において、良好な位相変換特性を有する１／４波長板を得ることができる。また、酸化アルミニウム膜３は、無機材料であるので、耐環境性に優れた１／４波長板を得ることができる。これにより、直線状の格子溝パターンを有する酸化アルミニウム膜３を含む１／４波長板を、高い温度条件下で使用したとしても、１／４波長板の特性の劣化を抑制することができる。
【００７１】
図３３〜図３９は、図１に示した第１実施形態による１／４波長板の製造プロセスの一例を説明するための断面図および平面図である。次に、図３３〜図３９を参照して、第１実施形態による１／４波長板の製造プロセスの一例について説明する。
【００７２】
まず、図３３に示すように、蒸着法を用いて、ガラス基板1上に、ＩＴＯまたはＺｎＯからなる透明導電膜２およびアルミニウム膜４を順次形成する。
【００７３】
次に、図３４に示すように、テクスチャリング処理を行うために、ＳｉＣなどの硬い材料からなる押し付け部材１１の表面に、規則的な配列を有する凸部１１ａを形成する。この際、図３５に示すように、テクスチャリング処理後のアルミニウム膜４の表面に形成される凹部４ａのドット列が、破線で示す複数の列状に配置された三角格子パターン４ｂの１列置きに形成されるように、押し付け部材１１の凸部１１ａ（図３４参照）を形成する。そして、図３４に示したように、アルミニウム膜４の表面に押し付け部材１１を押し付けるテクスチャリング処理を行うことによって、アルミニウム膜４の表面に、図３５に示した配列を有する凹部４ａのドット列を形成する。
【００７４】
次に、図３６に示すように、陽極酸化法を用いて、凹部４ａ（図３５参照）のドット列が形成されたアルミニウム膜４の酸化処理を行うことによって、ドット列に対応する孔（図示せず）を形成する。具体的には、陽極としてのアルミニウム膜４の表面またはガラス基板１の表面と、白金からなる陰極１２の表面とが対向するように配置する。そして、約０．０５Ｍの濃度を有するリン酸水溶液１３中で、約１６０Ｖの電圧を印加することにより約３時間の酸化処理を行う。このとき、ガラス基板１とアルミニウム膜４との間に形成された透明導電膜２を介して、アルミニウム膜４に電圧が印加される。これにより、酸化処理中は、常に、アルミニウム膜４に電圧を印加することができるので、ガラス基板１の表面に凹凸がある場合にも、酸化されないアルミニウム膜４が残るなどの不都合を防止することができる。これにより、微細な孔を有する酸化アルミニウム膜（図示せず）が自己組織化的に形成される。なお、この陽極酸化処理により形成される微細な孔において、隣接する孔間の最大距離をＵとし、陽極酸化電圧をＶａとした場合、Ｕ＝０．００２５Ｖａ（μｍ）の関係式が成り立つことが知られている。この関係式（Ｕ＝０．００２５Ｖａ）は、たとえば、Ｈ．Ｍａｓｕｄａ  ｅｔ  ａｌ．「Ｊｐｎ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．」、Ｖｏｌ．３７、１９９８、ｐｐ．Ｌ１３４０−Ｌ１３４２などに開示されている。
【００７５】
この後、約５ｗｔ％のリン酸が含有された水溶液を用いて、約３０℃で、陽極酸化処理により形成されたドット列に対応する孔（図示せず）をウェットエッチングにより拡大する。この際、図３７および図３８に示すように、ドット列に対応する孔が拡大することにより隣接する孔同士が繋がるので、容易に、溝部３ａの形成領域に位置する酸化アルミニウム膜３をほぼ完全に除去することができる。このようにして、直線状の格子溝パターンを有する酸化アルミニウム膜３が形成される。この酸化アルミニウム膜３の直線状の格子溝パターンは、溝部３ａの深さが透明導電膜２にまで達するように形成されるとともに、溝部３ａの幅が深さ方向に均一に形成される。なお、溝部３ａ間に位置する酸化アルミニウム膜３の表面には、複数の孔３ｂが形成される。この孔３ｂは、好ましくないが、図３９に示すように、テクスチャリング処理により形成された凹部４ａの歪みおよび陽極酸化による歪みの影響によって、凹部４ａが形成されない三角格子パターン４ｂ（図３５参照）に対応する位置に形成されると考えられる。
【００７６】
第１実施形態の製造プロセスでは、上記のように、直線状の格子溝パターンを有する酸化アルミニウム膜３を、陽極酸化法を用いて形成することによって、深さが大きく、かつ、深さ方向に均一な溝幅を有する格子溝パターンを自己組織化的に形成することができるので、良好な格子溝パターンを有する１／４波長板を得ることができる。
【００７７】
図４０は、図１に示した第１実施形態による１／４波長板を含む光学装置としてのＣＤ−Ｒ／ＤＶＤ互換光ピックアップ装置の光学系を示した概略図である。次に、図４０を参照して、図１に示した第１実施形態による１／４波長板を含むＣＤ−Ｒ／ＤＶＤ互換光ピックアップ装置の光学系の構造について説明する。
【００７８】
このＣＤ−Ｒ／ＤＶＤ互換光ピックアップ装置の光学系は、図４０に示すように、ＣＤ−Ｒ用半導体レーザ素子２１ａおよびＤＶＤ用半導体レーザ素子２１ｂと、回折格子２２ａおよび２２ｂと、偏光ビームスプリッタ２３ａおよび２３ｂと、１／４波長板２４と、コリメータレンズ２５と、対物レンズ２６と、シリンドリカルレンズ２７と、受光素子２８とを備えている。なお、１／４波長板２４としては、図１に示した第１実施形態による１／４波長板が用いられている。なお、ＣＤ−Ｒ用半導体レーザ素子２１ａおよびＤＶＤ用半導体レーザ素子２１ｂは、それぞれ、本発明の「光源」の一例であり、１／４波長板２４は、本発明の「波長板」の一例である。
【００７９】
ＣＤ−Ｒ用半導体レーザ素子２１ａおよびＤＶＤ用半導体レーザ素子２１ｂは、それぞれ、光ディスク３０の記録／再生面３０ａに対して平行な方向にレーザ光が出射されるように配置されている。このＣＤ−Ｒ用半導体レーザ素子２１ａは、ＣＤ−Ｒで用いられる７９０ｎｍ（赤外）近傍の波長のレーザ光を出射するとともに、ＤＶＤ用半導体レーザ素子２１ｂは、ＤＶＤで用いられる６５０ｎｍ（赤色）近傍の波長のレーザ光を出射する。また、ＣＤ−Ｒ用半導体レーザ素子２１ａおよびＤＶＤ用半導体レーザ素子２１ｂから出射されるレーザ光は、それぞれ、光ディスク３０の記録／再生面３０ａに対して垂直な直線偏光を有している。また、回折格子２２ａおよび２２ｂは、それぞれ、ＣＤ−Ｒ用半導体レーザ素子２１ａおよびＤＶＤ用半導体レーザ素子２１ｂから出射されたレーザ光を、トラッキング誤差検出ビームを含む３つのレーザ光に変換する機能を有している。
【００８０】
また、偏光ビームスプリッタ２３ａおよび２３ｂは、それぞれ、光ディスク３０の記録／再生面３０ａに対して垂直かつ紙面に平行な偏光方向のレーザ光を反射するとともに、光ディスク３０の記録／再生面３０ａに対して平行かつ紙面に垂直な偏光方向のレーザ光を透過する機能を有している。ここで、偏光ビームスプリッタ２３ａおよび２３ｂを用いることによって、ハーフミラーを用いる場合と異なり、所定の偏光方向のレーザ光を１００％近く分岐することができるので、光利用効率を向上させることができる。なお、偏光ビームスプリッタ２３ａは、ＣＤ−Ｒで用いられる７９０ｎｍ（赤外）近傍の波長のレーザ光に対してのみ機能し、７９０ｎｍ近傍の波長以外の波長のレーザ光に対しては、偏光方向に関係なく透過する。また、偏光ビームスプリッタ２３ｂは、ＤＶＤで用いられる６５０ｎｍ（赤色）近傍の波長のレーザ光に対してのみ機能し、６５０ｎｍ近傍の波長以外の波長のレーザ光に対しては、偏光方向に関係なく透過する。
【００８１】
また、コリメータレンズ２５および対物レンズ２６は、１／４波長板２４を通過したレーザ光を光ディスク３０の記録／再生面３０ａに集光する機能を有している。また、シリンドリカルレンズ２７は、光ディスク３０の記録／再生面３０ａにより反射されたレーザ光を、焦点誤差検出（非点収差法）ビームを含むレーザ光に変換する機能を有している。また、受光素子２８は、光ディスク３０の記録／再生面３０ａにより反射されたレーザ光を、トラッキング誤差信号、焦点誤差信号およびＨＦ（高周波）信号として検出する機能を有している。
【００８２】
次に、図４０を参照して、図１に示した第１実施形態による１／４波長板を含むＣＤ−Ｒ／ＤＶＤ互換光ピックアップ装置の光学系の動作について説明する。
【００８３】
まず、光ディスク３０としてＣＤ−Ｒを用いる場合には、７９０ｎｍ（赤外）近傍の波長を有するとともに、紙面に平行な直線偏光を有するレーザ光Ｌ１０を、ＣＤ−Ｒ用半導体レーザ素子２１ａから出射する。このレーザ光Ｌ１０は、回折格子２２ａによりトラッキング誤差検出ビームを含む３つのレーザ光Ｌ１０に変換された後、偏光ビームスプリッタ２３ａに入射する。この際、レーザ光Ｌ１０は、偏光ビームスプリッタ２３ａにより光ディスク３０方向に方向変換される。そして、光ディスク３０方向に方向変換されたレーザ光Ｌ１０は、１／４波長板２４により直線偏光から円偏光に変換された後、コリメータレンズ２５および対物レンズ２６により集光される。この後、集光されたレーザ光Ｌ１０によって、光ディスク３０の記録／再生面３０ａに信号が記録される。
【００８４】
また、光ディスク３０の記録／再生面３０ａへの信号の記録に消費されなかったレーザ光Ｌ２０は、光ディスク３０の記録／再生面３０ａで反射されることによって、位相が約１８０°変化する。この後、光ディスク３０の記録／再生面３０ａで反射されたレーザ光Ｌ２０は、１／４波長板２４により円偏光から直線偏光に変換される。この際、レーザ光Ｌ２０は、位相が約１８０°変化しているので、光ディスク３０の記録／再生面３０ａに対して平行かつ紙面に垂直な直線偏光を有するレーザ光Ｌ２０に変換される。そして、紙面に垂直な直線偏光を有するレーザ光Ｌ２０は、偏光ビームスプリッタ２３ａおよび２３ｂに順次入射する。ここで、偏光ビームスプリッタ２３ａは、紙面に平行な偏光方向のレーザ光のみを反射するので、レーザ光Ｌ２０がＣＤ−Ｒ用半導体レーザ素子２１ａ方向に反射することはない。また、偏光ビームスプリッタ２３ｂは、６５０ｎｍ（赤色）近傍の波長のレーザ光に対してのみ機能するので、レーザ光Ｌ２０がＤＶＤ用半導体レーザ素子２１ｂ方向に反射することはない。この後、偏光ビームスプリッタ２３ａおよび２３ｂを透過したレーザ光Ｌ２０は、シリンドリカルレンズ２７により焦点誤差検出（非点収差法）ビームを含むレーザ光Ｌ２０に変換された後、受光素子２８に入射する。これにより、レーザ光Ｌ２０が、トラッキング誤差信号、焦点誤差信号およびＨＦ（高周波）信号として検出される。
【００８５】
また、光ディスク３０としてＤＶＤを用いる場合には、上記した光ディスク３０としてＣＤ−Ｒを用いる場合と同様の動作が行われる。ただし、光ディスク３０としてＤＶＤを用いる場合には、６５０ｎｍ（赤色）近傍の波長を有するとともに、紙面に平行な直線偏光を有するレーザ光Ｌ３０を、ＤＶＤ用半導体レーザ素子２１ｂから出射する。この場合には、レーザ光Ｌ３０は、回折格子２２ｂによりトラッキング誤差検出ビームを含む３つのレーザ光Ｌ３０に変換される。また、レーザ光Ｌ３０は、偏光ビームスプリッタ２３ｂにより光ディスク３０方向に方向変換される。
【００８６】
このＣＤ−Ｒ／ＤＶＤ互換光ピックアップ装置の光学系では、上記のように、１／４波長板２４として、図１に示した第１実施形態による１／４波長板を用いることによって、ＣＤ−Ｒで用いられる７９０ｎｍ（赤外）近傍およびＤＶＤで用いられる６５０ｎｍ（赤色）近傍の波長のレーザ光Ｌ１０およびＬ３０に対して、１／４波長板２４の位相変換特性を９０°近傍（９０°±１０°の範囲内）に保つことができるので、１／４波長板２４におけるレーザ光Ｌ１０およびＬ３０の変換を良好に行うことができる。このため、設計値以外の偏光方向を有するレーザ光が発生することがない。これにより、光ディスク３０の記録／再生面３０ａにより反射されたレーザ光Ｌ２０が偏光ビームスプリッタ２３ａおよび２３ｂにより反射されるのを抑制することができるので、レーザ光Ｌ２０がＣＤ−Ｒ用半導体レーザ素子２１ａおよびＤＶＤ用半導体レーザ素子２１ｂに帰還するのを抑制することができる。その結果、ＣＤ−Ｒ用半導体レーザ素子２１ａおよびＤＶＤ用半導体レーザ素子２１ｂの光強度雑音（光強度のゆらぎ）の増加が抑制されるので、ＣＤ−Ｒ／ＤＶＤ互換光ピックアップ装置の特性を向上させることができる。また、図１に示した第１実施形態による酸化アルミニウム膜３を含む１／４波長板は耐環境性に優れているので、その１／４波長板を、車載用のＣＤ−Ｒ／ＤＶＤ互換光ピックアップ装置に用いたとしても、１／４波長板の特性の劣化を抑制することができる。
【００８７】
（第２実施形態）
図４１は、本発明の第２実施形態による１／２波長板の構造を示した斜視図である。図４１を参照して、この第２実施形態では、上記第１実施形態と異なり、本発明を１／２波長板に適用する例について説明する。
【００８８】
すなわち、この第２実施形態による１／２波長板は、図４１に示すように、光学軸に平行な偏光成分と垂直な偏光成分との位相差を約１８０°にすることによって、光学軸に対して約４５°傾いた直線偏光の入射光の偏光方向を約９０°回転させる機能を有している。なお、１／２波長板は、本発明の「波長板」の一例である。
【００８９】
この第２実施形態による１／２波長板の具体的な構造としては、上記第１実施形態と同様、ガラス基板１上に、ＩＴＯまたはＺｎＯからなる透明導電膜２が形成されている。
【００９０】
ここで、第２実施形態では、透明導電膜２上に、直線状の格子溝パターンを有する酸化アルミニウム膜４３が形成されている。この酸化アルミニウム膜４３の厚みは、図１に示した第１実施形態の１／４波長板を構成する酸化アルミニウム膜３の厚みの２倍に設定されている。これにより、入射光の光学軸に平行な偏光成分と垂直な偏光成分との位相差を、第１実施形態（約９０°）の２倍（約１８０°）にすることができる。また、酸化アルミニウム膜４３の直線状の格子溝パターンは、上記第１実施形態と同様、細孔を直線状に連結することにより形成されている。また、酸化アルミニウム膜４３の直線状の格子溝パターンの溝部４３ａは、透明導電膜２にまで達する深さを有するとともに、深さ方向に均一な幅に形成されている。また、溝部４３ａ間に位置する酸化アルミニウム膜４３の表面には、複数の孔４３ｂが形成されている場合がある。なお、酸化アルミニウム膜４３は、本発明の「金属酸化膜」の一例である。
【００９１】
次に、異なる波長を有する複数の光に対して良好な位相変換特性を得ることが可能な酸化アルミニウム膜からなる直線状の格子溝パターン（１／２波長板）の実効的デューティ比および周期の範囲は、位相差の許容範囲を１８０°±２０°に設定すれば、図２に示した第１実施形態と同様の範囲で示すことができる。この場合、図２中の範囲Ｆ１は、赤色、赤外および青色のすべての波長の光に対して、互いに直交する２つの偏光成分の位相差を１８０°近傍（１８０°±２０°の範囲内）にすることが可能な範囲となり、図２中の範囲Ｆ２は、少なくとも赤色および赤外の波長の光に対して、互いに直交する２つの偏光成分の位相差を１８０°近傍（１８０°±２０°の範囲内）にすることが可能な範囲となる。
【００９２】
ここで、第２実施形態では、酸化アルミニウム膜４３の直線状の格子溝パターンの実効的デューティ比Ｄｅおよび周期Ｌ１は、図２に示した第１実施形態と同様、上記した４つの式（１）〜式（４）によって規定される範囲Ｆ１内の値（たとえば、Ｄｅ：０．８８、Ｌ１：０．３８（図２中の座標点Ｐ））に設定されている。すなわち、この第２実施形態（図２中の座標点Ｐ）では、赤色（６６０ｎｍ）、赤外（７９０ｎｍ）および青色（４０５ｎｍ）のすべての波長領域において、位相差が許容範囲（１８０°±２０°）内になる。
【００９３】
第２実施形態では、上記のように、１／２波長板を構成する酸化アルミニウム膜４３の直線状の格子溝パターンの実効的デューティ比Ｄｅおよび周期Ｌ１を、図２に示した範囲Ｆ１内の値（たとえば、Ｄｅ：０．８８、Ｌ１：０．３８（図２中の座標点Ｐ））に設定することによって、赤色、赤外および青色のすべての波長の光に対して、互いに直交する２つの偏光成分の位相差を１８０°近傍（１８０°±２０°の範囲内）にすることができる。その結果、広い波長領域において、良好な位相変換特性を有する１／２波長板を得ることができる。また、酸化アルミニウム膜４３は、無機材料であるので、耐環境性に優れた１／２波長板を得ることができる。これにより、直線状の格子溝パターンを有する酸化アルミニウム膜４３を含む１／２波長板を、高い温度条件下で使用したとしても、１／２波長板の特性の劣化を抑制することができる。
【００９４】
図４２は、図４１に示した第２実施形態による１／２波長板を含む光学装置としての液晶プロジェクタ装置の光学系を示した概略図であり、図４３は、図４２に示した液晶プロジェクタ装置の光学系の偏光変換素子の構成を示した概略図である。次に、図４２および図４３を参照して、図４１に示した第２実施形態による１／２波長板を含む液晶プロジェクタ装置の光学系の構造について説明する。
【００９５】
この液晶プロジェクタ装置の光学系は、図４２に示すように、光源部５１と、インテグレータレンズ５２と、偏光変換素子５３と、全反射ミラー５４ａ〜５４ｄと、コンデンサレンズ５５と、ダイクロイックミラー５６ａおよび５６ｂと、液晶パネル５７ａ〜５７ｃと、ダイクロイックプリズム５８と、投写レンズ５９とを備えている。
【００９６】
光源部５１は、メタルハライドランプ、ハロゲンランプおよびキセノンランプなどからなる光源５１ａと、リフレクタ５１ｂとによって構成されている。そして、リフレクタ５１ｂは、光源５１ａから放射された広い波長領域を有する白色光の方向を所定方向にする機能を有している。また、インテグレータレンズ５２およびコンデンサレンズ５５は、光源５１ａから放射された広い波長領域を有する白色光の単峰性の強度分布を、平坦な強度分布に変換する機能を有している。なお、インテグレータレンズ５２は、２次元マイクロレンズアレイ（図示せず）を組み合わせた構造を有している。
【００９７】
また、偏光変換素子５３は、光の偏光方向を、１つの揃った偏光方向に変換する機能を有している。この偏光変換素子５３は、図４３に示すように、１／２波長板６１と、複数の偏光分離面６２ａを有する偏光ビームスプリッタアレイ６２と、遮光板６３とによって構成されている。なお、１／２波長板６１としては、図４１に示した第２実施形態による１／２波長板が用いられている。なお、１／２波長板６１は、本発明の「波長板」の一例である。
【００９８】
また、図４２に示すように、全反射ミラー５４ａ〜５４ｄは、すべての光を反射する機能を有している。また、ダイクロイックミラー５６ａは、赤色光のみを透過し、緑色光および青色光を反射する機能を有するとともに、ダイクロイックミラー５６ｂは、青色光のみを透過し、赤色光および緑色光を反射する機能を有している。また、液晶パネル５７ａ〜５７ｃは、それぞれ、赤色光、緑色光および青色光を空間変調する機能を有するとともに、ダイクロイックプリズム５８は、空間変調された赤色光、緑色光および青色光を合成する機能を有している。また、投写レンズ５９は、合成された赤色光、緑色光および青色光をスクリーン上に投写する機能を有している。
【００９９】
次に、図４２および図４３を参照して、図４１に示した第２実施形態による１／２波長板を含む液晶プロジェクタ装置の光学系の動作について説明する。
【０１００】
まず、光源５１ａから放射された赤色光Ｒ、緑色光Ｇおよび青色光Ｂ成分を含む白色光の方向が、リフレクタ５１ｂによりインテグレータレンズ５２側に向けられる。そして、赤色光Ｒ、緑色光Ｇおよび青色光Ｂ成分を含む白色光は、インテグレータレンズ５２を通過した後、偏光変換素子５３に入射する。これにより、赤色光Ｒ、緑色光Ｇおよび青色光Ｂ成分を含む白色光の偏光方向は、１つの揃った偏光方向に変換される。
【０１０１】
具体的には、図４３に示すように、光源５１ａ（図４２参照）から放射された白色光には、異なる偏光方向を有する複数の光（たとえば、Ｓ偏光光およびＰ偏光光）が混在している。このＳ偏光光およびＰ偏光光が偏光ビームスプリッタアレイ６２に入射した場合、Ｓ偏光光は、偏光分離面６２ａにより反射された後、さらに隣接する偏光分離面６２ａにより反射されることによって、偏光ビームスプリッタアレイ６２外に出射される。その一方、Ｐ偏光光は、偏光分離面６２ａを透過した後、偏光ビームスプリッタアレイ６２外に出射される。この後、Ｐ偏光光は、１／２波長板６１によりＳ偏光光に変換される。このようにして、偏光変換素子５３に入射した光は、すべてＳ偏光光に変換される。
【０１０２】
そして、図４２に示すように、１つの揃った偏光方向を有する直線偏光に変換された赤色光Ｒ、緑色光Ｇおよび青色光Ｂ成分を含む白色光は、全反射ミラー５４ａにより方向変換された後、コンデンサレンズ５５を通過する。なお、赤色光Ｒ、緑色光Ｇおよび青色光Ｂ成分を含む白色光は、インテグレータレンズ５２およびコンデンサレンズ５５により、単峰性の強度分布から平坦な強度分布に変換される。
【０１０３】
次に、赤色光Ｒは、ダイクロイックミラー５６ａを透過した後、全反射ミラー５４ｂにより反射されることによって、液晶パネル５７ａ方向に方向変換される。また、緑色光Ｇは、ダイクロイックミラー５６ａにより反射された後、さらにダイクロイックミラー５６ｂにより反射されることによって、液晶パネル５７ｂ方向に方向変換される。また、青色光Ｂは、ダイクロイックミラー５６ａにより反射された後、ダイクロイックミラー５６ｂを透過する。この後、青色光Ｂは、全反射ミラー５４ｃおよび５４ｄにより順次反射されることによって、液晶パネル５７ｃ方向に方向変換される。これにより、白色光は、赤色光Ｒ、緑色光Ｇおよび青色光Ｂに分離されて、それぞれ、液晶パネル５７ａ〜５７ｃに入射する。そして、液晶パネル５７ａ〜５７ｃにより空間変調された赤色光Ｒ、緑色光Ｇおよび青色光Ｂは、ダイクロイックプリズム５８により合成される。この後、合成された赤色光Ｒ、緑色光Ｇおよび青色光Ｂは、投写レンズ５９によりスクリーン上に投写される。
【０１０４】
この液晶プロジェクタ装置の光学系では、上記のように、１／２波長板６１として、図４１に示した第２実施形態による１／２波長板を用いることによって、赤色光Ｒ、緑色光Ｇおよび青色光Ｂに対して、１／２波長板６１の位相変換特性を１８０°近傍（１８０°±２０°の範囲内）に保つことができるので、１／２波長板６１における赤色光Ｒ、緑色光Ｇおよび青色光Ｂの変換を良好に行うことができる。このため、設計値以外の偏光方向を有する光が発生することがない。これにより、液晶パネル５７ａ〜５７ｃに入射できない偏光方向を有する光の増加を抑制することができるので、光の利用効率の低下を抑制することができる。その結果、光の利用効率の低下に起因する色彩の偏りや輝度の低下を抑制することができるので、液晶プロジェクタ装置の特性を向上させることができる。また、図４１に示した第２実施形態による酸化アルミニウム膜４３を含む１／２波長板は耐環境性に優れているので、その１／２波長板を、光源５１ａにより装置内部が高温になる液晶プロジェクタ装置に用いたとしても、１／２波長板の特性の劣化を抑制することができる。
【０１０５】
（第３実施形態）
図４４は、本発明の第３実施形態による１／４波長板の構造を示した斜視図である。図４４を参照して、この第３実施形態では、上記第１および第２実施形態と異なり、波長板を構成する酸化アルミニウム膜として、三角格子状に配列された複数の細孔からなる格子孔パターンを有する酸化アルミニウム膜を用いる場合について説明する。なお、第３実施形態による波長板は、上記第１実施形態と同様、光学軸（矢印Ｙ方向）に平行な偏光成分と垂直な偏光成分との位相差を約９０°にすることによって、光学軸（矢印Ｙ方向）に対して約４５°傾いた直線偏光の入射光を円偏光の出射光に変換する機能を有している。
【０１０６】
この第３実施形態による１／４波長板の具体的な構造としては、図４４に示すように、ガラス基板７１上に、ＩＴＯまたはＺｎＯからなる透明導電膜７２が形成されている。なお、ガラス基板７１は、本発明の「基板」の一例である。
【０１０７】
ここで、第３実施形態では、透明導電膜７２上に、三角格子状に配列された複数の細孔７３ａからなる格子孔パターンを有する酸化アルミニウム膜７３が形成されている。この酸化アルミニウム膜７３の格子孔パターンを構成する複数の細孔７３ａは、矢印Ｙ方向（光学軸の延びる方向）に隣接する細孔７３ａと連結しないように所定の孔中心間距離（細孔間隔）を隔てて、矢印Ｙ方向に沿って列状に配置されて細孔列７３ｂを構成している。そして、細孔列７３ｂは、矢印Ｙ方向と直交する矢印Ｘ方向に、隣接する細孔７３ａの細孔間隔（中心間距離）よりも大きい間隔（周期）で複数配置されている。また、細孔７３ａは、透明導電膜７２にまで達する深さを有するとともに、深さ方向に均一な直径に形成されている。なお、酸化アルミニウム膜７３は、本発明の「金属酸化膜」の一例である。また、細孔７３ａは、本発明の「孔」の一例であり、細孔列７３ｂは、本発明の「孔列」の一例である。
【０１０８】
図４５は、異なる波長を有する複数の光に対して良好な位相変換特性を有する１／４波長板の細孔間隔および周期の範囲を示したグラフである。図４６および図４７は、それぞれ、細孔間隔および周期の定義を説明するための格子孔パターンおよび格子溝パターンの拡大平面図である。図４８〜図７９は、図４５に示した範囲を規定するための波長と位相差との関係を示したシミュレーション結果である。次に、図４４〜図７９を参照して、異なる波長を有する複数の光に対して良好な位相変換特性を有する酸化アルミニウム膜からなる格子孔パターン（１／４波長板）の細孔間隔および周期の範囲の規定方法について説明する。なお、図４５中の範囲Ｆ３は、赤色、赤外および青色のすべての波長の光に対して、互いに直交する２つの偏光成分の位相差を９０°近傍（９０°±１０°の範囲内）にすることが可能な範囲である。また、図４５中の範囲Ｆ４は、少なくとも赤色および赤外の波長の光に対して、互いに直交する２つの偏光成分の位相差を９０°近傍（９０°±１０°の範囲内）にすることが可能な範囲である。なお、範囲Ｆ３は、本発明の「第２の範囲」の一例であり、範囲Ｆ４は、本発明の「第１の範囲」の一例である。
【０１０９】
まず、図４６および図４７を参照して、細孔間隔および周期の定義について説明する。なお、図４６には、矢印Ｙ方向（光学軸の延びる方向）に隣接する細孔７０ａが離間している格子孔パターンを図示しており、図４７には、矢印Ｙ方向（光学軸の延びる方向）に隣接する細孔７０ａが接するか、または、重なることにより連結している格子溝パターンを図示している。図４６および図４７に示すように、細孔間隔Ｔ２は、矢印Ｙ方向に隣接する細孔７０ａの中心間距離である。また、周期Ｌ２は、矢印Ｙ方向と直交する矢印Ｘ方向に隣接する細孔列７０ｂの中心線間距離である。また、矢印Ｘ方向に隣接する細孔列７０ｂの中心線間距離（周期Ｌ２）は、矢印Ｙ方向に隣接する細孔７０ａの中心間距離（細孔間隔Ｔ２）よりも大きいとする。なお、細孔７０ａの直径Ｓ２は、細孔間隔Ｔ２の０．７倍以上が好ましい。このように、細孔７０ａの直径Ｓ２を細孔間隔Ｔ２の０．７倍以上に設定すれば、大きい複屈折が生じ、薄い酸化アルミニウム膜で９０°近傍の位相差が得られるため、作製が容易である。また、細孔間隔Ｔ２と周期Ｌ２とが同じ値であれば、入射光が感じる屈折率が等方的となり複屈折が生じなくなるので、細孔間隔Ｔ２と周期Ｌ２とを異なる値にする必要がある。
【０１１０】
そして、図４５中の範囲Ｆ３を規定する際には、まず、異なる細孔間隔Ｔ２および周期Ｌ２を有する複数の酸化アルミニウム膜からなる格子孔パターンおよび格子溝パターンのそれぞれに、赤色、赤外および青色の波長の光を入射した場合の波長と位相差との関係をシミュレーションした。このシミュレーション結果に基づいて、赤色（６６０ｎｍ）、赤外（７９０ｎｍ）および青色（４０５ｎｍ）のすべての波長領域において、位相差が許容範囲内の値になる細孔間隔Ｔ２および周期Ｌ２を範囲Ｆ３に含めるとともに、青色（４０５ｎｍ）の波長領域において、位相差が許容範囲外の値になる細孔間隔Ｔ２および周期Ｌ２を範囲Ｆ３に含めないようにした。上記したシミュレーションに用いた細孔間隔Ｔ２および周期Ｌ２の値（座標）を以下の表３に示す。なお、赤色、赤外および青色の波長は、上記第１実施形態と同様、それぞれ、６６０ｎｍ、７９０ｎｍおよび４０５ｎｍに設定するとともに、位相差の許容範囲は、９０°±１０°に設定した。
【０１１１】
【表３】
2005309357.tif 000005
【０１１２】
上記表３を参照して、座標点Ｃ１（Ｔ２：０．０１、Ｌ２：０．４）、座標点Ｃ２（Ｔ２：０．０６、Ｌ２：０．４）、座標点Ｃ３（Ｔ２：０．１、Ｌ２：０．４）、座標点Ｃ４（Ｔ２：０．１６、Ｌ２：０．４）、座標点Ｃ５（Ｔ２：０．２２、Ｌ２：０．４）、座標点Ｃ７（Ｔ２：０．０１、Ｌ２：０．３５）、座標点Ｃ８（Ｔ２：０．１４、Ｌ２：０．３５）、座標点Ｃ１１（Ｔ２：０．０２、Ｌ２：０．３）、座標点Ｃ１２（Ｔ２：０．０９、Ｌ２：０．３）および座標点Ｃ１５（Ｔ２：０．０８、Ｌ２：０．２５）では、それぞれ、図４８、図４９、図５０、図５１、図５２、図５４、図５５、図５８、図５９および図６２に示すように、赤色（６６０ｎｍ）、赤外（７９０ｎｍ）および青色（４０５ｎｍ）のすべての波長領域において、位相差が許容範囲（９０°±１０°）内になった。
【０１１３】
ここで、上記した座標点Ｃ１〜Ｃ５、Ｃ７、Ｃ８、Ｃ１１、Ｃ１２およびＣ１５のうち、座標点Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５、Ｃ８およびＣ１２に対応する格子パターンは、図４６に示したように、矢印Ｙ方向（光学軸の延びる方向）に隣接する細孔７０ａが離間している格子孔パターンである。また、座標点Ｃ２に対応する格子パターンは、図４７に示したように、矢印Ｙ方向（光学軸の延びる方向）に隣接する細孔７０ａが接することにより連結している格子溝パターンである。また、座標点Ｃ１、Ｃ７、Ｃ１１およびＣ１５に対応する格子パターンは、図４７に示したように、矢印Ｙ方向に隣接する細孔７０ａが重なることにより連結している格子溝パターンである。
【０１１４】
なお、この場合の酸化アルミニウム膜の膜厚（μｍ）は、それぞれ、座標点Ｃ１：３．７１μｍ、座標点Ｃ２：４．４９μｍ、座標点Ｃ３：４．４０μｍ、座標点Ｃ４：３．２２μｍ、座標点Ｃ５：３．９２μｍ、座標点Ｃ７：２．７５μｍ、座標点Ｃ８：３．１３μｍ、座標点Ｃ１１：２．５０μｍ、座標点Ｃ１２：２．６０μｍおよび座標点Ｃ１５：１．７７μｍである。
【０１１５】
また、細孔径（μｍ）は、それぞれ、座標点Ｃ１：０．０４μｍ、座標点Ｃ２：０．０６μｍ、座標点Ｃ３：０．０９μｍ、座標点Ｃ４：０．１５μｍ、座標点Ｃ５：０．１８２μｍ、座標点Ｃ７：０．０４μｍ、座標点Ｃ８：０．１３μｍ、座標点Ｃ１１：０．０３μｍ、座標点Ｃ１２：０．０８６μｍおよび座標点Ｃ１５：０．０９μｍである。なお、この場合の細孔径（Ｓ２）（図４６および図４７参照）は、細孔間隔Ｔ２の０．７倍以上に設定されている。
【０１１６】
また、座標点Ｃ６（Ｔ２：０．２４、Ｌ２：０．４）、座標点Ｃ９（Ｔ２：０．１５、Ｌ２：０．３５）、座標点Ｃ１０（Ｔ２：０．０１、Ｌ２：０．３）、座標点Ｃ１３（Ｔ２：０．１、Ｌ２：０．３）、座標点Ｃ１４（Ｔ２：０．０７、Ｌ２：０．２５）および座標点Ｃ１６（Ｔ２：０．０９、Ｌ２：０．２５）では、それぞれ、図５３、図５６、図５７、図６０、図６１および図６３に示すように、赤色（６６０ｎｍ）および赤外（７９０ｎｍ）の波長領域においては、位相差が許容範囲（９０°±１０°）内になったものの、青色（４０５ｎｍ）の波長領域においては、位相差が許容範囲（９０°±１０°）外になった。
【０１１７】
ここで、上記した座標点Ｃ６、Ｃ９、Ｃ１０、Ｃ１３、Ｃ１４およびＣ１６のうち、座標点Ｃ６、Ｃ９およびＣ１３に対応する格子パターンは、図４６に示したように、矢印Ｙ方向（光学軸の延びる方向）に隣接する細孔７０ａが離間している格子孔パターンである。また、座標点Ｃ１０、Ｃ１４およびＣ１６に対応する格子パターンは、図４７に示したように、矢印Ｙ方向（光学軸の延びる方向）に隣接する細孔７０ａが重なることにより連結している格子溝パターンである。
【０１１８】
なお、この場合の酸化アルミニウム膜の膜厚（μｍ）は、それぞれ、座標点Ｃ６：４．１４μｍ、座標点Ｃ９：２．９５μｍ、座標点Ｃ１０：２．７７μｍ、座標点Ｃ１３：３．２５μｍ、座標点Ｃ１４：１．７２μｍおよび座標点Ｃ１６：１．８２μｍである。
【０１１９】
また、細孔径（μｍ）は、それぞれ、座標点Ｃ６：０．１９８μｍ、座標点Ｃ９：０．１４μｍ、座標点Ｃ１０：０．０４μｍ、座標点Ｃ１３：０．０９μｍ、座標点Ｃ１４：０．０８μｍおよび座標点Ｃ１６：０．０９６μｍである。なお、この場合の細孔径（Ｓ２）（図４６および図４７参照）は、細孔間隔Ｔ２の０．７倍以上に設定されている。
【０１２０】
そして、赤色（６６０ｎｍ）、赤外（７９０ｎｍ）および青色（４０５ｎｍ）のすべての波長領域において、位相差が許容範囲（９０°±１０°）内になる座標点Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５、Ｃ７、Ｃ８、Ｃ１１、Ｃ１２およびＣ１５を含むように、かつ、青色（４０５ｎｍ）の波長領域のみ位相差が許容範囲（９０°±１０°）外になる座標点Ｃ６、Ｃ９、Ｃ１０、Ｃ１３、Ｃ１４およびＣ１６を含まないように、以下の３つの式によって図４５に示した範囲Ｆ３を規定した。
【０１２１】
Ｌ２≦０．４・・（１１）
Ｌ２≧−４４０．１６Ｔ２３＋６３．３３４Ｔ２２−３．４２７３Ｔ２＋０．３４３９・・（１２）
Ｌ２≧０．３５（Ｔ２−０．０８２５）０．４３４＋０．２４５・・（１３）
なお、上記した式（１１）は、図４５に示した範囲Ｆ３の上部の直線部分Ｆ３１を規定している。また、上記した式（１２）は、図４５に示した範囲Ｆ３の左下部の曲線部分Ｆ３２を規定している。また、上記した式（１３）は、図４５に示した範囲Ｆ３の右側部の曲線部分Ｆ３３を規定している。
【０１２２】
次に、図４５中の範囲Ｆ４を規定する際には、まず、異なる細孔間隔Ｔ２および周期Ｌ２を有する複数の酸化アルミニウム膜からなる格子孔パターンおよび格子溝パターンのそれぞれに、赤色および赤外の波長の光を入射した場合の波長と位相差との関係をシミュレーションした。このシミュレーション結果に基づいて、赤色（６６０ｎｍ）および赤外（７９０ｎｍ）の波長領域において、位相差が許容範囲内の値になる細孔間隔Ｔ２および周期Ｌ２を範囲Ｆ４に含めるとともに、赤色（６６０ｎｍ）の波長領域において、位相差が許容範囲外の値になる細孔間隔Ｔ２および周期Ｌ２を範囲Ｆ４に含めないようにした。上記したシミュレーションに用いた細孔間隔Ｔ２および周期Ｌ２の値（座標）を以下の表４に示す。なお、赤色および赤外の波長は、それぞれ、６６０ｎｍおよび７９０ｎｍに設定するとともに、位相差の許容範囲は、９０°±１０°に設定した。
【０１２３】
【表４】
2005309357.tif 000006
【０１２４】
上記表４を参照して、座標点Ｄ１（Ｔ２：０．０１、Ｌ２：０．６５）、座標点Ｄ２（Ｔ２：０．１、Ｌ２：０．６５）、座標点Ｄ３（Ｔ２：０．２、Ｌ２：０．６５）、座標点Ｄ４（Ｔ２：０．３、Ｌ２：０．６５）、座標点Ｄ５（Ｔ２：０．４、Ｌ２：０．６５）、座標点Ｄ６（Ｔ２：０．５、Ｌ２：０．６５）、座標点Ｄ７（Ｔ２：０．６２、Ｌ２：０．６５）、座標点Ｄ９（Ｔ２：０．５１、Ｌ２：０．６）、座標点Ｄ１１（Ｔ２：０．３、Ｌ２：０．４）、座標点Ｄ１３（Ｔ２：０．１４、Ｌ２：０．２）および座標点Ｄ１５（Ｔ２：０．０１、Ｌ２：０．０４）では、それぞれ、図６４、図６５、図６６、図６７、図６８、図６９、図７０、図７２、図７４、図７６および図７８に示すように、赤色（６６０ｎｍ）および赤外（７９０ｎｍ）の波長領域において、位相差が許容範囲（９０°±１０°）内になった。
【０１２５】
ここで、上記した座標点Ｄ１〜Ｄ７、Ｄ９、Ｄ１１、Ｄ１３およびＤ１５のうち、座標点Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４、Ｄ５、Ｄ６、Ｄ７およびＤ９に対応する格子パターンは、図４６に示したように、矢印Ｙ方向（光学軸の延びる方向）に隣接する細孔７０ａが離間している格子孔パターンである。また、座標点Ｄ１１およびＤ１３に対応する格子パターンは、図４７に示したように、矢印Ｙ方向（光学軸の延びる方向）に隣接する細孔７０ａが接することにより連結している格子溝パターンである。また、座標点Ｄ１およびＤ１５に対応する格子パターンは、図４７に示したように、矢印Ｙ方向に隣接する細孔７０ａが重なることにより連結している格子溝パターンである。
【０１２６】
なお、この場合の酸化アルミニウム膜の膜厚（μｍ）は、それぞれ、座標点Ｄ１：１５．６２μｍ、座標点Ｄ２：１５．６７μｍ、座標点Ｄ３：７．０３μｍ、座標点Ｄ４：５．３２μｍ、座標点Ｄ５：７．０６、座標点Ｄ６：６．０８μｍ、座標点Ｄ７：４．４７μｍ、座標点Ｄ９：３．５６μｍ、座標点Ｄ１１：１．８５μｍ、座標点Ｄ１３：１．７２μｍおよび座標点Ｄ１５：５．１２μｍである。
【０１２７】
また、細孔径（μｍ）は、それぞれ、座標点Ｄ１：０．０４μｍ、座標点Ｄ２：０．０８μｍ、座標点Ｄ３：０．１７２μｍ、座標点Ｄ４：０．２６μｍ、座標点Ｄ５：０．３０μｍ、座標点Ｄ６：０．４０μｍ、座標点Ｄ７：０．５２μｍ、座標点Ｄ９：０．４４μｍ、座標点Ｄ１１：０．３０μｍ、座標点Ｄ１３：０．１４μｍおよび座標点Ｄ１５：０．０４μｍである。なお、この場合の細孔径（Ｓ２）（図４６および図４７参照）は、細孔間隔Ｔ２の０．７倍以上に設定されている。
【０１２８】
また、座標点Ｄ８（Ｔ２：０．６５、Ｌ２：０．６５）、座標点Ｄ１０（Ｔ２：０．５３、Ｌ２：０．６）、座標点Ｄ１２（Ｔ２：０．３２、Ｌ２：０．４）、座標点Ｄ１４（Ｔ２：０．１５、Ｌ２：０．２）および座標点Ｄ１６（Ｔ２：０．０３、Ｌ２：０．０４）では、それぞれ、図７１、図７３、図７５、図７７および図７９に示すように、赤色（６６０ｎｍ）の波長領域において、位相差が許容範囲（９０°±１０°）外になった。
【０１２９】
ここで、上記した座標点Ｄ８、Ｄ１０、Ｄ１２、Ｄ１４およびＤ１６のうち、座標点Ｄ８、Ｄ１０、Ｄ１２およびＤ１４に対応する格子パターンは、図４６に示したように、矢印Ｙ方向（光学軸の延びる方向）に隣接する細孔７０ａが離間している格子孔パターンである。また、座標点Ｄ１６に対応する格子パターンは、図４７に示したように、矢印Ｙ方向（光学軸の延びる方向）に隣接する細孔７０ａが重なることにより連結している格子溝パターンである。
【０１３０】
なお、この場合の酸化アルミニウム膜の膜厚（μｍ）は、それぞれ、座標点Ｄ８：１７．３３μｍ、座標点Ｄ１０：４．２３μｍ、座標点Ｄ１２：２．４８μｍ、座標点Ｄ１４：２．１０μｍおよび座標点Ｄ１６：６．０３μｍである。
【０１３１】
また、細孔径（μｍ）は、それぞれ、座標点Ｄ８：０．５６μｍ、座標点Ｄ１０：０．４６μｍ、座標点Ｄ１２：０．３０μｍ、座標点Ｄ１４：０．１４μｍおよび座標点Ｄ１６：０．０４μｍである。なお、この場合の細孔径（Ｓ２）（図４６および図４７参照）は、細孔間隔Ｔ２の０．７倍以上に設定されている。
【０１３２】
そして、赤色（６６０ｎｍ）および赤外（７９０ｎｍ）の波長領域において、位相差が許容範囲（９０°±１０°）内になる座標点Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、Ｄ４、Ｄ５、Ｄ６、Ｄ７、Ｄ９、Ｄ１１、Ｄ１３およびＤ１５を含むように、かつ、赤色（６６０ｎｍ）の波長領域において、位相差が許容範囲（９０°±１０°）外になる座標点Ｄ８、Ｄ１０、Ｄ１２、Ｄ１４およびＤ１６を含まないように、以下の２つの式によって図４５に示した範囲Ｆ４を規定した。
【０１３３】
Ｌ２≦０．６５・・（１４）
Ｌ２≧−１．２０１８Ｔ２３＋０．３０２２Ｔ２２＋１．２９８８Ｔ２＋０．０１・・（１５）
なお、上記した式（１４）は、図４５に示した範囲Ｆ４の上部の直線部分Ｆ４１を規定している。また、上記した式（１５）は、図４５に示した範囲Ｆ４の右側部の曲線部分Ｆ４２を規定している。
【０１３４】
ここで、第３実施形態では、酸化アルミニウム膜７３（図４４参照）の格子孔パターンの細孔間隔Ｔ２および周期Ｌ２は、上記した３つの式（１１）〜式（１３）によって規定される範囲Ｆ３内の値（たとえば、Ｔ２：０．１０、Ｌ２：０．３５（図４５中の座標点Ｑ））に設定されている。すなわち、この第３実施形態（図４５中の座標点Ｑ）では、赤色（６６０ｎｍ）、赤外（７９０ｎｍ）および青色（４０５ｎｍ）のすべての波長領域において、位相差が許容範囲（９０°±１０°）内になる。なお、図８０には、細孔間隔Ｔ２および周期Ｌ２を、それぞれ、０．１０および０．３５（図４５中の座標点Ｑ）に設定した場合の実験結果が示されている。また、この場合の膜厚（μｍ）および細孔径（μｍ）は、それぞれ、３．６３μｍおよび０．０９μｍである。
【０１３５】
第３実施形態では、上記のように、１／４波長板を構成する酸化アルミニウム膜７３の格子孔パターンの細孔間隔Ｔ２および周期Ｌ２を、３つの式（１１）〜式（１３）によって規定される範囲Ｆ３内の値（たとえば、Ｔ２：０．１０、Ｌ２：０．３５（図４５中の座標点Ｑ））に設定することによって、赤色、赤外および青色のすべての波長の光に対して、互いに直交する２つの偏光成分の位相差を９０°近傍（９０°±１０°の範囲内）にすることができる。その結果、上記第１実施形態と同様、広い波長領域において、良好な位相変換特性を有する１／４波長板を得ることができる。
【０１３６】
また、第３実施形態では、上記のように、波長板を構成する酸化アルミニウム膜として、三角格子状に配列された複数の細孔７３ａからなる格子孔パターンを有する酸化アルミニウム膜７３を用いることによって、従来の陽極酸化法を用いて酸化アルミニウム膜７３を形成すれば、三角格子状に配列された複数の細孔７３ａが自己組織化的に形成されるので、容易に、三角格子状に配列された複数の細孔７３ａからなる格子孔パターンを有する酸化アルミニウム膜７３を形成することができる。
【０１３７】
なお、第３実施形態のその他の効果は、上記第１実施形態と同様である。
【０１３８】
次に、図４４を参照して、第３実施形態の製造プロセスとしては、まず、蒸着法を用いて、ガラス基板７１上に、ＩＴＯまたはＺｎＯからなる透明導電膜７２およびアルミニウム膜（図示せず）を順次形成する。この後、図８７〜図９１に示した従来と同様のプロセスを用いて、式（１１）〜式（１３）によって規定される範囲Ｆ３または式（１４）および式（１５）によって規定される範囲Ｆ４内の細孔間隔Ｔ２および周期Ｌ２になるように、アルミニウム膜の表面に三角格子状に配列された凹部（図示せず）を形成した後、そのアルミニウム膜を酸化処理する。これにより、範囲Ｆ３またはＦ４内の細孔間隔Ｔ２および周期Ｌ２を有するとともに、三角格子状に配列された複数の細孔７３ａからなる格子孔パターンを有する酸化アルミニウム膜７３が形成される。
【０１３９】
（第４実施形態）
図８１は、本発明の第４実施形態による１／２波長板の構造を示した斜視図である。図８１を参照して、この第４実施形態では、上記第３実施形態と異なり、三角格子状に配列された複数の細孔からなる格子孔パターンを有する酸化アルミニウム膜を、１／２波長板に用いる場合について説明する。なお、第４実施形態による波長板は、上記第２実施形態と同様、光学軸（矢印Ｙ方向）に平行な偏光成分と垂直な偏光成分との位相差を約１８０°にすることによって、光学軸（矢印Ｙ方向）に対して約４５°傾いた直線偏光の入射光の偏光方向を約９０°回転させる機能を有している。
【０１４０】
この第４実施形態による１／２波長板の具体的な構造としては、上記第３実施形態と同様、ガラス基板７１上に、ＩＴＯまたはＺｎＯからなる透明導電膜７２が形成されている。
【０１４１】
ここで、第４実施形態では、透明導電膜７２上に、三角格子状に配列された複数の細孔８３ａからなる格子孔パターンを有する酸化アルミニウム膜８３が形成されている。この酸化アルミニウム膜８３の格子孔パターンを構成する複数の細孔８３ａは、上記第３実施形態の酸化アルミニウム膜７３の格子孔パターンと同様、矢印Ｙ方向（光学軸の延びる方向）に隣接する細孔８３ａと連結しないように所定の孔中心間距離（細孔間隔）を隔てて、矢印Ｙ方向に沿って列状に配置されて細孔列８３ｂを構成している。そして、細孔列８３ｂは、矢印Ｙ方向と直交する矢印Ｘ方向に、隣接する細孔８３ａの細孔間隔（中心間距離）よりも大きい間隔（周期）で複数配置されている。また、細孔８３ａは、透明導電膜７２にまで達する深さを有するとともに、深さ方向に均一な直径に形成されている。なお、酸化アルミニウム膜８３は、本発明の「金属酸化膜」の一例である。また、細孔８３ａは、本発明の「孔」の一例であり、細孔列８３ｂは、本発明の「孔列」の一例である。
【０１４２】
また、酸化アルミニウム膜８３の厚みは、上記第３実施形態の酸化アルミニウム膜７３の厚みの２倍に設定されている。これにより、酸化アルミニウム膜８３（矢印Ｙ方向）の光学軸に平行な偏光成分と垂直な偏光成分との位相差を、第３実施形態（約９０°）の２倍（約１８０°）にすることができる。
【０１４３】
次に、異なる波長を有する複数の光に対して良好な位相変換特性を得ることが可能な酸化アルミニウム膜からなる格子孔パターン（１／２波長板）の細孔間隔および周期の範囲は、位相差の許容範囲を１８０°±２０°に設定すれば、図４５に示した第３実施形態と同様の範囲で示すことができる。この場合、図４５中の範囲Ｆ３は、赤色、赤外および青色のすべての波長の光に対して、互いに直交する２つの偏光成分の位相差を１８０°近傍（１８０°±２０°の範囲内）にすることが可能な範囲となり、図４５中の範囲Ｆ４は、少なくとも赤色および赤外の波長の光に対して、互いに直交する２つの偏光成分の位相差を１８０°近傍（１８０°±２０°の範囲内）にすることが可能な範囲となる。なお、第４実施形態においても、上記第３実施形態と同様、細孔８３ａの直径（Ｓ２）は、細孔間隔Ｔ２の０．７倍以上に設定するのが好ましい。
【０１４４】
ここで、第４実施形態では、酸化アルミニウム膜８３の格子孔パターンの細孔間隔Ｔ２および周期Ｌ２は、図４５に示した第３実施形態と同様、上記した３つの式（１１）〜式（１３）によって規定される範囲Ｆ３内の値（たとえば、Ｔ２：０．１０、Ｌ２：０．３５（図４５中の座標点Ｑ））に設定されている。すなわち、この第４実施形態（図４５中の座標点Ｑ）では、赤色（６６０ｎｍ）、赤外（７９０ｎｍ）および青色（４０５ｎｍ）のすべての波長領域において、位相差が許容範囲（１８０°±２０°）内になる。
【０１４５】
第４実施形態では、上記のように、１／２波長板を構成する酸化アルミニウム膜８３の格子孔パターンの細孔間隔Ｔ２および周期Ｌ２を、図４５に示した範囲Ｆ３内の値（たとえば、Ｔ２：０．１０、Ｌ２：０．３５（図４５中の座標点Ｑ））に設定することによって、赤色、赤外および青色のすべての波長の光に対して、互いに直交する２つの偏光成分の位相差を１８０°近傍（１８０°±２０°の範囲内）にすることができる。その結果、上記第２実施形態と同様、広い波長領域において、良好な位相変換特性を有する１／２波長板を得ることができる。
【０１４６】
なお、第４実施形態のその他の効果は、上記第３実施形態と同様である。
【０１４７】
（第５実施形態）
図８２は、本発明の第５実施形態による波長板の格子パターンを示した平面図である。図８２を参照して、この第５実施形態では、上記第３および第４実施形態と異なり、複数の大きい細孔と複数の小さい細孔とを含むとともに、大きい細孔からなる１つの細孔列と小さい細孔からなる１つの細孔列とが所定の間隔を隔てて交互に配置された格子孔パターンを有する酸化アルミニウム膜を備えた波長板について説明する。
【０１４８】
この第５実施形態では、図８２に示すように、波長板を構成する酸化アルミニウム膜８１に、直径Ｓ３１を有する複数の大きい細孔８１ａと、細孔８１ａの直径Ｓ３１よりも小さい直径Ｓ３２を有する複数の小さい細孔８１ｂとが形成されている。この大きい細孔８１ａと小さい細孔８１ｂとを含む複数の細孔は、三角格子状に配置されている。なお、酸化アルミニウム膜８１は、本発明の「金属酸化膜」の一例である。また、細孔８１ａおよび８１ｂは、それぞれ、本発明の「第１孔」および「第２孔」の一例である。
【０１４９】
ここで、第５実施形態では、酸化アルミニウム膜８１に形成された複数の大きい細孔８１ａにより、入射光を位相変換するための格子孔パターンが構成されている。この格子孔パターンを構成する複数の大きい細孔８１ａは、矢印Ｙ方向（光学軸の延びる方向）に隣接する細孔８１ａと連結しないように所定の間隔を隔てて、矢印Ｙ方向に沿って列状に配置されて細孔列８２を構成している。この細孔列８２は、矢印Ｙ方向と直交する矢印Ｘ方向に隣接する細孔列８２と連結しないように、矢印Ｘ方向に所定の間隔を隔てて複数配置されている。また、矢印Ｘ方向に隣接する細孔列８２間には、複数の小さい細孔８１ｂからなる細孔列８３が１つ配置されている。すなわち、１つの細孔列８２と１つの細孔列８３とが、矢印Ｘ方向に所定の間隔を隔てて交互に配置されている。なお、細孔列８２は、本発明の「孔列」の一例である。
【０１５０】
次に、第５実施形態による波長板を構成する酸化アルミニウム膜８１の格子孔パターンの細孔間隔Ｔ３および周期Ｌ３の定義について説明する。細孔間隔Ｔ３は、矢印Ｙ方向に隣接する大きい細孔８１ａの中心間距離である。また、周期Ｌ３は、矢印Ｘ方向に隣接する細孔列８２の中心線間距離である。すなわち、細孔間隔Ｔ３および周期Ｌ３を定義する場合、小さい細孔８１ｂは考慮せずに、大きい細孔８１ａのみに着目する。
【０１５１】
次に、大きい細孔８１ａおよび小さい細孔８１ｂの定義について説明する。大きい細孔８１ａは、酸化アルミニウム膜８１に形成された複数の細孔のうち最も大きい細孔の直径に０．５を乗じた値を基準値とする場合、その基準値よりも大きい直径を有する細孔である。また、小さい細孔８１ｂは、上記した基準値以下の直径を有する細孔である。
【０１５２】
ここで、図８２に示した格子孔パターンにおいて、細孔間隔Ｔ３および周期Ｌ３を図４５に示した第３実施形態の座標点Ｃ８（細孔間隔：０．１４、周期：０．３５）に設定した場合、図８３に示すように、赤色（６６０ｎｍ）、赤外（７９０ｎｍ）および青色（４０５ｎｍ）の全ての波長領域において、位相差が許容範囲（９０°±１０°）内になることが判明した。また、細孔間隔Ｔ３および周期Ｌ３を図４５の座標点Ｃ９（細孔間隔：０．１５、周期：０．３５）に設定した場合、図８４に示すように、赤色（６６０ｎｍ）および赤外（７９０ｎｍ）の波長領域においては、位相差が許容範囲（９０°±１０°）内になる一方、青色（４０５ｎｍ）の波長領域においては、位相差が許容範囲（９０°±１０°）外になることが判明した。すなわち、上記第３実施形態の格子孔パターンの座標点Ｃ８および座標点Ｃ９におけるシミュレーション結果と同様であった。
【０１５３】
この結果から、図８２に示した格子孔パターンを有する酸化アルミニウム膜８１を波長板に使用する場合、上記のように格子間隔Ｔ３および周期Ｌ３を定義すれば、異なる波長を有する複数の光に対して良好な位相変換特性を得ることが可能な酸化アルミニウム膜８１からなる格子孔パターンの格子間隔Ｔ３および周期Ｌ３の範囲は、図４５に示した第３実施形態と同様の範囲で示されるといえる。すなわち、小さい細孔８１ｂの直径Ｓ３２が上記した基準値以下の場合では、小さい細孔８１ｂが位相変換特性に与える影響が小さいといえる。したがって、図８２に示した格子間隔Ｔ３および周期Ｌ３を有する格子孔パターンを１／４波長板に適用する場合、赤色、赤外および青色のすべての波長の光に対して、互いに直交する２つの偏光成分の位相差を９０°近傍（９０°±１０°の範囲内）にすることが可能な範囲は、上記第３実施形態の式（９）〜式（１１）と同様の以下の式（１４）〜式（１６）で規定することができる。
【０１５４】
Ｌ３≦０．４・・（１４）
Ｌ３≧−４４０．１６Ｔ３３＋６３．３３４Ｔ３２−３．４２７３Ｔ３＋０．３４３９・・（１５）
Ｌ３≧０．３５（Ｔ３−０．０８２５）０．４３４＋０．２４５・・（１６）
また、少なくとも赤色および赤外の波長領域の光に対して、互いに直交する２つの偏光成分の位相差を９０°近傍（９０°±１０°の範囲内）にすることが可能な範囲は、上記第３実施形態の式（１２）および式（１３）と同様の以下の式（１７）および式（１８）で規定することができる。
【０１５５】
Ｌ３≦０．６５・・（１７）
Ｌ３≧−１．２０１８Ｔ３３＋０．３０２２Ｔ３２＋１．２９８８Ｔ３＋０．０１・・（１８）
これにより、図８２に示した格子孔パターンを有する酸化アルミニウム膜８１を１／４波長板に使用する場合において、格子間隔Ｔ３および周期Ｌ３を上記した式（１４）〜式（１６）で規定される範囲（図４５中の範囲Ｆ３と同じ範囲）内に設定すれば、赤色、赤外および青色のすべての波長の光に対して、互いに直交する２つの偏光成分の位相差を９０°近傍（９０°±１０°の範囲内）にすることが可能となる。また、格子間隔Ｔ３および周期Ｌ３を上記した式（１７）および式（１８）で規定される範囲（図４５中の範囲Ｆ４と同じ範囲）内に設定すれば、少なくとも赤色および赤外の波長の光に対して、互いに直交する２つの偏光成分の位相差を９０°近傍（９０°±１０°の範囲内）にすることが可能となる。また、図８２に示した格子孔パターンを有する酸化アルミニウム膜８１を１／２波長板に使用する場合には、赤色、赤外および青色のすべての波長の光に対して位相差を１８０°±２０°の範囲内にすることが可能な格子間隔Ｔ３および周期Ｌ３の範囲が、上記した式（１４）〜式（１６）で規定される範囲（図４５中の範囲Ｆ３と同じ範囲）となる。また、少なくとも赤色および赤外の波長の光に対して位相差を１８０°±２０°の範囲内にすることが可能な格子間隔Ｔ３および周期Ｌ３の範囲が、上記した式（１７）および式（１８）で規定される範囲（図４５中の範囲Ｆ４と同じ範囲）となる。
【０１５６】
ここで、第５実施形態では、図８２に示した酸化アルミニウム膜８１の格子孔パターンの格子間隔Ｔ３および周期Ｌ３は、上記した式（１４）〜式（１６）で規定される範囲（図４５中の範囲Ｆ３と同じ範囲）内の値に設定されている。すなわち、この第５実施形態では、格子孔パターンを有する酸化アルミニウム膜８１を１／４波長板に使用する場合、赤色、赤外および青色のすべての波長領域において、位相差が許容範囲（９０°±１０°）内になる。また、格子孔パターンを有する酸化アルミニウム膜８１を１／２波長板に使用する場合には、赤色、赤外および青色のすべての波長領域において、位相差が許容範囲（１８０°±２０°）内になる。
【０１５７】
なお、第５実施形態のその他の構成は、上記第３または第４実施形態の構成と同様である。
【０１５８】
第５実施形態では、上記のように、波長板を構成する酸化アルミニウム膜８１の格子孔パターンの細孔間隔Ｔ３および周期Ｌ３を、式（１４）〜式（１６）で規定される範囲（図４５中の範囲Ｆ３と同じ範囲）内の値に設定することによって、酸化アルミニウム膜８１を１／４波長板に使用する場合、赤色、赤外および青色のすべての波長の光に対して、互いに直交する２つの偏光成分の位相差を９０°近傍（９０°±１０°の範囲内）にすることができる。また、酸化アルミニウム膜８１を１／２波長板に使用する場合、赤色、赤外および青色のすべての波長の光に対して、互いに直交する２つの偏光成分の位相差を１８０°近傍（１８０°±２０°の範囲内）にすることができる。その結果、上記第３および第４実施形態と同様、広い波長領域において、良好な位相変換特性を有する１／４波長板および１／２波長板を得ることができる。
【０１５９】
また、第５実施形態では、小さい細孔８１ｂの直径Ｓ３２を、酸化アルミニウム膜８１に形成された複数の細孔のうち最も大きい細孔の直径に０．５を乗じた値である基準値以下にすることによって、小さい細孔８１ｂが位相変換特性に与える影響が小さくなる。これにより、大きい細孔８１ａと小さい細孔８１ｂとを含む複数の細孔を有する酸化アルミニウム膜８１において、複数の大きい細孔８１ａからなる格子孔パターンの周期Ｌ３を調整することにより、容易に、良好な位相変換特性を有する波長板を得ることができる。
【０１６０】
図８５〜図８７は、図８２に示した第５実施形態による波長板の製造プロセスを説明するための断面図および平面図である。次に、図８２、図８５〜図８７を参照して、第５実施形態による波長板の製造プロセスについて説明する。
【０１６１】
まず、図８５に示すように、図３３に示した第１実施形態と同様のプロセスを用いて、ガラス基板１上に、ＩＴＯまたはＺｎＯからなる透明導電膜２およびアルミニウム膜８０を順次形成した後、ＳｉＣなどの硬い材料からなる押し付け部材８４を用いてアルミニウム膜８０に対してテクスチャリング処理を行う。なお、押し付け部材８４は、円錐形状の複数の凸部８４ａおよび８４ｂを有する。また、凸部８４ａと凸部８４ｂとを含む複数の凸部は、三角格子状に配置されている。また、凸部８４ａの根本部は、凸部８４ｂの根本部よりも大きい直径を有する。また、大きい凸部８４ａは、押し付け部材８４の酸化アルミニウム膜８１の細孔列８２（図８２参照）に対応する領域に配置されているとともに、小さい凸部８４ｂは、押し付け部材８４の細孔列８２に対応する領域以外の領域に配置されている。
【０１６２】
これにより、図８６および図８７に示すように、アルミニウム膜８０の表面には、大きい直径を有する複数の凹部８０ａからなる１つの凹部列８０ｃと、小さい直径を有する複数の凹部８０ｂからなる１つの凹部列８０ｄとが光学軸の延びる方向（Ｙ方向）と直交する方向（Ｘ方向）に、中心線間距離Ｂを隔てて交互に形成される。また、凹部列８０ｃを構成する複数の凹部８０ａは、中心間距離Ａを隔ててＹ方向に沿って列状に配置されるとともに、凹部列８０ｄを構成する複数の凹部８０ｂは、中心間距離Ａを隔ててＹ方向に沿って列状に配置される。また、凹部８０ａおよび８０ｂは、三角格子状に配置される。
【０１６３】
この後、図３６に示した第１実施形態と同様のプロセスを用いて、複数の凹部８０ａおよび８０ｂが形成されたアルミニウム膜８０を陽極酸化処理する。これにより、図８２に示したように、複数の大きい細孔８１ａと複数の小さい細孔８１ｂとを含むとともに、大きい細孔８１ａからなる１つの細孔列８２と小さい細孔８１ｂからなる１つの細孔列８３とが所定の間隔を隔てて交互に配置された格子孔パターンを有する酸化アルミニウム膜８１が形成される。
【０１６４】
第５実施形態の製造プロセスでは、上記のように、大きい細孔８１ａと小さい細孔８１ｂとに対応する凹部８０ａおよび８０ｂを三角格子状に形成することによって、その凹部８０ａおよび８０ｂが形成されたアルミニウム膜８０を陽極酸化することにより酸化アルミニウム膜８１の全面に三角格子状に配置された細孔８１ａおよび８１ｂを形成することができる。この場合、光学軸の延びる方向（Ｙ方向）に隣接する凹部８０ａ（８０ｂ）の中心間距離Ａと、光学軸の延びる方向と直交する方向（Ｘ方向）に隣接する凹部８０ａおよび８０ｂの中心線間距離Ｂとがほぼ等しくなるので、Ｙ方向に隣接する凹部８０ａ（８０ｂ）の中心間距離Ａと、Ｘ方向に隣接する凹部８０ａおよび８０ｂの中心線間距離Ｂとの両方に整合するように陽極酸化電圧を設定することができる。これにより、酸化アルミニウム膜８１に形成される格子孔パターンを構成する大きい細孔８１ａが、酸化アルミニウム膜８１の内部において枝分かれするのを抑制することができる。
【０１６５】
（第６実施形態）
図８８は、本発明の第６実施形態による波長板の格子孔パターンを示した平面図である。図８８を参照して、この第６実施形態では、上記第５実施形態と異なり、複数の大きい細孔からなる細孔列間に、複数の小さい細孔からなる細孔列が２つ配置されている場合について説明する。
【０１６６】
この第６実施形態では、図８８に示すように、波長板を構成する酸化アルミニウム膜９１に、直径Ｓ４１を有する複数の大きい細孔９１ａと、細孔９１ａの直径Ｓ４１よりも小さい直径Ｓ４２を有する複数の小さい細孔９１ｂとが形成されている。この大きい細孔９１ａと小さい細孔９１ｂとを含む複数の細孔は、三角格子状に配置されている。なお、酸化アルミニウム膜９１は、本発明の「金属酸化膜」の一例である。また、細孔９１ａおよび９１ｂは、それぞれ、本発明の「第１孔」および「第２孔」の一例である。
【０１６７】
ここで、第６実施形態では、酸化アルミニウム膜９１に形成された複数の大きい細孔９１ａにより、入射光を位相変換するための格子孔パターンが構成されている。この格子孔パターンを構成する複数の大きい細孔９１ａは、矢印Ｙ方向（光学軸の延びる方向）に隣接する細孔９１ａと連結しないように所定の間隔を隔てて、矢印Ｙ方向に沿って列状に配置されて細孔列９２を構成している。この細孔列９２は、矢印Ｙ方向と直交する矢印Ｘ方向に隣接する細孔列９２と連結しないように、矢印Ｘ方向に所定の間隔を隔てて複数配置されている。また、矢印Ｘ方向に隣接する細孔列９２間には、複数の小さい細孔９１ｂからなる細孔列９３が２つ配置されている。すなわち、１つの細孔列９２と２つの細孔列９３とが、矢印Ｘ方向に所定の間隔を隔てて交互に配置されている。なお、細孔列９２は、本発明の「孔列」の一例である。
【０１６８】
次に、第６実施形態による波長板を構成する酸化アルミニウム膜９１の格子孔パターンの細孔間隔Ｔ４および周期Ｌ４の定義について説明する。細孔間隔Ｔ４は、矢印Ｙ方向に隣接する大きい細孔９１ａの中心間距離である。また、周期Ｌ４は、矢印Ｘ方向に隣接する細孔列９２の中心線間距離である。すなわち、細孔間隔Ｔ４および周期Ｌ４を定義する場合、小さい細孔９１ｂは考慮せずに、大きい細孔９１ａのみに着目する。
【０１６９】
次に、大きい細孔９１ａおよび小さい細孔９１ｂの定義について説明する。大きい細孔９１ａは、酸化アルミニウム膜９１に形成された複数の細孔のうち最も大きい細孔の直径に０．５を乗じた値を基準値とする場合、その基準値よりも大きい直径を有する細孔である。また、小さい細孔９１ｂは、上記した基準値以下の直径を有する細孔である。
【０１７０】
そして、上記第５実施形態と同様、小さい細孔９１ｂの直径Ｓ４２が上記した基準値以下の場合では、小さい細孔９１ｂが位相変換特性に与える影響が小さいと考えられる。このため、図８８に示した格子孔パターンを有する酸化アルミニウム膜９１を波長板に使用する場合、上記のように格子間隔Ｔ４および周期Ｌ４を定義すれば、異なる波長を有する複数の光に対して良好な位相変換特性を得ることが可能な酸化アルミニウム膜９１からなる格子孔パターンの格子間隔Ｔ４および周期Ｌ４の範囲は、図４５に示した第３実施形態と同様の範囲で示されると考えられる。したがって、図８８に示した格子間隔Ｔ４および周期Ｌ４を有する格子孔パターンを１／４波長板に適用する場合、赤色、赤外および青色のすべての波長の光に対して、互いに直交する２つの偏光成分の位相差を９０°近傍（９０°±１０°の範囲内）にすることが可能な範囲は、上記第３実施形態の式（９）〜式（１１）と同様の以下の式（１９）〜式（２１）で規定することができる。
【０１７１】
Ｌ４≦０．４・・（１９）
Ｌ４≧−４４０．１６Ｔ４３＋６３．３３４Ｔ４２−３．４２７３Ｔ４＋０．３４３９・・（２０）
Ｌ４≧０．３５（Ｔ４−０．０８２５）０．４３４＋０．２４５・・（２１）
また、少なくとも赤色および赤外の波長領域の光に対して、互いに直交する２つの偏光成分の位相差を９０°近傍（９０°±１０°の範囲内）にすることが可能な範囲は、上記第３実施形態の式（１２）および式（１３）と同様の以下の式（２２）および式（２３）で規定することができる。
【０１７２】
Ｌ４≦０．６５・・（２２）
Ｌ４≧−１．２０１８Ｔ４３＋０．３０２２Ｔ４２＋１．２９８８Ｔ４＋０．０１・・（２３）
これにより、図８８に示した格子孔パターンを有する酸化アルミニウム膜９１を１／４波長板に使用する場合において、格子間隔Ｔ４および周期Ｌ４を上記した式（１９）〜式（２１）で規定される範囲（図４５中の範囲Ｆ３と同じ範囲）内に設定すれば、赤色、赤外および青色のすべての波長の光に対して、互いに直交する２つの偏光成分の位相差を９０°近傍（９０°±１０°の範囲内）にすることが可能となる。また、格子間隔Ｔ４および周期Ｌ４を上記した式（２２）および式（２３）で規定される範囲（図４５中の範囲Ｆ４と同じ範囲）内に設定すれば、少なくとも赤色および赤外の波長の光に対して、互いに直交する２つの偏光成分の位相差を９０°近傍（９０°±１０°の範囲内）にすることが可能となる。また、図８８に示した格子孔パターンを有する酸化アルミニウム膜９１を１／２波長板に使用する場合には、赤色、赤外および青色のすべての波長の光に対して位相差を１８０°±２０°の範囲内にすることが可能な格子間隔Ｔ４および周期Ｌ４の範囲が、上記した式（１９）〜式（２１）で規定される範囲（図４５中の範囲Ｆ３と同じ範囲）となる。また、少なくとも赤色および赤外の波長の光に対して位相差を１８０°±２０°の範囲内にすることが可能な格子間隔Ｔ４および周期Ｌ４の範囲が、上記した式（２２）および式（２３）で規定される範囲（図４５中の範囲Ｆ４と同じ範囲）となる。
【０１７３】
ここで、第６実施形態では、図８８に示した酸化アルミニウム膜９１の格子孔パターンの格子間隔Ｔ４および周期Ｌ４は、上記した式（１９）〜式（２１）で規定される範囲（図４５中の範囲Ｆ３と同じ範囲）内の値に設定されている。すなわち、この第６実施形態では、格子孔パターンを有する酸化アルミニウム膜９１を１／４波長板に使用する場合、赤色、赤外および青色のすべての波長領域において、位相差が許容範囲（９０°±１０°）内になる。また、格子孔パターンを有する酸化アルミニウム膜９１を１／２波長板に使用する場合には、赤色、赤外および青色のすべての波長領域において、位相差が許容範囲（１８０°±２０°）内になる。
【０１７４】
なお、第６実施形態のその他の構成は、上記第３または第４実施形態の構成と同様である。
【０１７５】
第６実施形態では、上記のように、波長板を構成する酸化アルミニウム膜９１の格子孔パターンの細孔間隔Ｔ４および周期Ｌ４を、式（１９）〜式（２１）で規定される範囲（図４５中の範囲Ｆ３と同じ範囲）内の値に設定することによって、酸化アルミニウム膜９１を１／４波長板に使用する場合、赤色、赤外および青色のすべての波長の光に対して、互いに直交する２つの偏光成分の位相差を９０°近傍（９０°±１０°の範囲内）にすることができる。また、酸化アルミニウム膜９１を１／２波長板に使用する場合、赤色、赤外および青色のすべての波長の光に対して、互いに直交する２つの偏光成分の位相差を１８０°近傍（１８０°±２０°の範囲内）にすることができる。その結果、上記第５実施形態と同様、広い波長領域において、良好な位相変換特性を有する１／４波長板および１／２波長板を得ることができる。
【０１７６】
また、第６実施形態では、小さい細孔９１ｂの直径Ｓ４２を、酸化アルミニウム膜９１に形成された複数の細孔のうち最も大きい細孔の直径に０．５を乗じた値である基準値以下にすることによって、小さい細孔９１ｂが位相変換特性に与える影響が小さくなる。これにより、大きい細孔９１ａと小さい細孔９１ｂとを含む複数の細孔を有する酸化アルミニウム膜９１において、複数の大きい細孔９１ａからなる格子孔パターンの周期Ｌ４を調整することにより、容易に、良好な位相変換特性を有する波長板を得ることができる。
【０１７７】
次に、図８８を参照して、第６実施形態による波長板の製造プロセスについて説明する。
【０１７８】
まず、図８５〜図８７に示した第５実施形態と同様のプロセスを用いて、アルミニウム膜（図示せず）の表面に、三角格子状に配置された複数の凹部（図示せず）を形成する。ただし、この第６実施形態では、大きい凸部（図示せず）が酸化アルミニウム膜９１の細孔列９２に対応する領域に配置されているとともに、小さい凸部（図示せず）が細孔列９２に対応する領域以外の領域に配置された押し付け部材（図示せず）を用いる。すなわち、アルミニウム膜の表面に、大きい直径を有する複数の凹部からなる１つの凹部列（図示せず）と、小さい直径を有する複数の凹部からなる２つの凹部列（図示せず）とを光学軸の延びる方向と直交する方向に交互に形成する。
【０１７９】
この後、図３６に示した第１実施形態と同様のプロセスを用いて、複数の凹部が形成されたアルミニウム膜を陽極酸化処理する。これにより、図８８に示したように、複数の大きい細孔９１ａと複数の小さい細孔９１ｂとを含むとともに、大きい細孔９１ａからなる１つの細孔列９２と小さい細孔９１ｂからなる２つの細孔列９３とが所定の間隔を隔てて交互に配置された格子孔パターンを有する酸化アルミニウム膜９１が形成される。
【０１８０】
第６実施形態の製造プロセスでは、上記のように、大きい細孔９１ａと小さい細孔９１ｂとに対応する凹部を三角格子状に形成することによって、その凹部が形成されたアルミニウム膜を陽極酸化することにより酸化アルミニウム膜の全面に三角格子状に配置された細孔９１ａおよび９１ｂを形成することができる。この場合、光学軸の延びる方向（Ｙ方向）に隣接する凹部の中心間距離と、光学軸の延びる方向と直交する方向（Ｘ方向）に隣接する凹部の中心線間距離とがほぼ等しくなるので、Ｙ方向に隣接する凹部の中心間距離と、Ｘ方向に隣接する凹部の中心線間距離との両方に整合するように陽極酸化電圧を設定することができる。これにより、酸化アルミニウム膜９１に形成される格子孔パターンを構成する大きい細孔９１ａが、酸化アルミニウム膜９１の内部において枝分かれするのを抑制することができる。
【０１８１】
（第７実施形態）
図８９は、本発明の第７実施形態による波長板の格子溝パターンを示した平面図である。図８９を参照して、この第７実施形態では、上記第１および第２実施形態と異なり、複数の大きい細孔と複数の小さい細孔とを含むとともに、複数の大きい細孔からなる細孔列を複数含む細孔群が所定の間隔を隔てて複数配置された直線状の格子溝パターンを有する酸化アルミニウム膜を備えた波長板について説明する。
【０１８２】
この第７実施形態では、図８９に示すように、波長板を構成する酸化アルミニウム膜１０１に、直径Ｓ５１を有する複数の大きい細孔１０１ａと、細孔１０１ａの直径Ｓ５１よりも小さい直径Ｓ５２を有する複数の小さい細孔１０１ｂとが形成されている。この大きい細孔１０１ａと小さい細孔１０１ｂとを含む複数の細孔は、三角格子状に配置されている。なお、酸化アルミニウム膜１０１は、本発明の「金属酸化膜」の一例である。また、細孔１０１ａおよび１０１ｂは、それぞれ、本発明の「第１孔」および「第２孔」の一例である。
【０１８３】
ここで、第７実施形態では、酸化アルミニウム膜１０１に形成された複数の大きい細孔１０１ａにより、入射光を位相変換するための直線状の格子溝パターンが構成されている。この直線状の格子溝パターンは、複数の大きい細孔１０１ａからなる細孔列１０２を２つ含む細孔群１０３が、矢印Ｙ方向（光学軸の延びる方向）と直交する矢印Ｘ方向に所定の間隔を隔てて複数配置された構造を有する。細孔群１０３を構成する２つの細孔列１０２は、矢印Ｘ方向に隣接する細孔列１０２と連結しないように、矢印Ｘ方向に所定の間隔を隔てて配置されている。また、細孔列１０２の複数の細孔１０１ａは、矢印Ｙ方向に隣接する細孔１０１ａと連結しないように、矢印Ｙ方向に所定の間隔を隔てて配置されている。この第７実施形態では、互いに連結されていない複数の細孔１０１ａからなる細孔群１０３を、直線状の格子溝パターンの溝部と見なしている。また、複数の小さい細孔１０１ｂは、矢印Ｘ方向に隣接する細孔群１０３間に三角格子状に配置されている。なお、細孔列１０２は、本発明の「孔列」の一例であり、細孔群１０３は、本発明の「孔群」の一例である。
【０１８４】
次に、第７実施形態による波長板を構成する酸化アルミニウム膜１０１の直線状の格子溝パターンの実効的溝幅Ｗｅ５および周期Ｌ５の定義について説明する。実効的溝幅Ｗｅ５は、細孔群１０３の一方側の最外端に接する線と他方側の最外端に接する線との間の距離の平均値である。また、周期Ｌ５は、隣接する細孔群１０３の一方側の最外端に接する線間の距離の平均値である。すなわち、実効的溝幅Ｗｅ５および周期Ｌ５を定義する場合、小さい細孔１０１ｂは考慮せずに、大きい細孔１０１ａからなる細孔群１０３のみに着目する。この場合の直線状の格子溝パターンの実効的デューティ比Ｄｅは、Ｄｅ＝（Ｌ５−Ｗｅ５）／Ｌ５となる。
【０１８５】
次に、大きい細孔１０１ａおよび小さい細孔１０１ｂの定義について説明する。大きい細孔１０１ａは、酸化アルミニウム膜１０１に形成された複数の細孔のうち最も大きい細孔の直径に０．５を乗じた値を基準値とする場合、その基準値よりも大きい直径を有する細孔である。また、小さい細孔１０１ｂは、上記した基準値以下の直径を有する細孔である。
【０１８６】
そして、上記第５実施形態と同様、小さい細孔１０１ｂの直径Ｓ５２が上記した基準値以下の場合では、小さい細孔１０１ｂが位相変換特性に与える影響が小さいと考えられる。ここで、第７実施形態では、小さい細孔１０１ｂの面積が大きい細孔１０１ａの面積の１／４以下に設定されている。このため、小さい細孔１０１ｂが位相変換特性に与える影響は極めて小さいといえる。また、第７実施形態では、複数の大きい細孔１０１ａからなる直線状の格子溝パターンの周期Ｌ５が、青色、赤外および赤色の光の波長に近づくように設定されている。このため、複数の大きい細孔１０１ａからなる直線状の格子溝パターンが位相変換特性に与える影響は、小さい細孔１０１ｂが位相変換特性に与える影響よりも大きいといえる。これにより、図８９に示した直線状の格子溝パターンを有する酸化アルミニウム膜１０１を波長板に使用する場合、上記のように実効的デューティ比Ｄｅ（＝（Ｌ５−Ｗｅ５）／Ｌ５）および周期Ｌ５を定義すれば、異なる波長を有する複数の光に対して良好な位相変換特性を得ることが可能な酸化アルミニウム膜１０１からなる直線状の格子溝パターンの実効的デューティ比Ｄｅおよび周期Ｌ５の範囲は、図２に示した第１実施形態と同様の範囲で示されると考えられる。
【０１８７】
したがって、図８９に示した実効的デューティ比Ｄｅ（＝（Ｌ５−Ｗｅ５）／Ｌ５）および周期Ｌ５を有する格子孔パターンを１／４波長板に適用する場合、赤色、赤外および青色のすべての波長の光に対して、互いに直交する２つの偏光成分の位相差を９０°近傍（９０°±１０°の範囲内）にすることが可能な範囲は、上記第１実施形態の式（１）〜式（４）と同様の以下の式（２４）〜式（２７）で規定することができる。
【０１８８】
Ｄｅ≧０．７３・・（２４）
Ｌ５≦０．４・・（２５）
Ｌ５≧３０．９５２Ｄｅ３−７４．７５１Ｄｅ２＋５９．６２Ｄｅ−１５．３２８・・（２６）
Ｌ５≦３．０７７６Ｄｅ２−５．１８６３Ｄｅ＋２．５７７２・・（２７）
また、少なくとも赤色および赤外の波長領域の光に対して、互いに直交する２つの偏光成分の位相差を９０°近傍（９０°±１０°の範囲内）にすることが可能な範囲は、上記第１実施形態の式（５）〜式（８）と同様の以下の式（２８）〜式（３１）で規定することができる。
【０１８９】
Ｌ５≦０．６５・・（２８）
Ｌ５≧２×１０−１４ｅ３１．２６３Ｄｅ・・（２９）
Ｌ５≦６．０３１７Ｄｅ２−１０．３５２Ｄｅ＋５．０５１６・・（３０）
（Ｄｅ−０．８５）２／０．４４２＋（Ｌ５−０．４１）２／０．３９２≦１・・（３１）
これにより、図８９に示した直線状の格子溝パターンを有する酸化アルミニウム膜１０１を１／４波長板に使用する場合において、実効的デューティ比Ｄｅおよび周期Ｌ５を上記した式（２４）〜式（２７）で規定される範囲（図２中の範囲Ｆ１と同じ範囲）内に設定すれば、赤色、赤外および青色のすべての波長の光に対して、互いに直交する２つの偏光成分の位相差を９０°近傍（９０°±１０°の範囲内）にすることが可能となる。また、実効的デューティ比Ｄｅおよび周期Ｌ５を上記した式（２８）〜式（３１）で規定される範囲（図２中の範囲Ｆ２と同じ範囲）内に設定すれば、少なくとも赤色および赤外の波長の光に対して、互いに直交する２つの偏光成分の位相差を９０°近傍（９０°±１０°の範囲内）にすることが可能となる。また、図８９に示した直線状の格子溝パターンを有する酸化アルミニウム膜１０１を１／２波長板に使用する場合には、赤色、赤外および青色のすべての波長の光に対して位相差を１８０°±２０°の範囲内にすることが可能な実効的デューティ比Ｄｅおよび周期Ｌ５の範囲が、上記した式（２４）〜式（２７）で規定される範囲（図２中の範囲Ｆ１と同じ範囲）となる。また、少なくとも赤色および赤外の波長の光に対して位相差を１８０°±２０°の範囲内にすることが可能な実効的デューティ比Ｄｅおよび周期Ｌ５の範囲が、上記した式（２８）〜式（３１）で規定される範囲（図２中の範囲Ｆ２と同じ範囲）となる。
【０１９０】
ここで、第７実施形態では、図８９に示した酸化アルミニウム膜１０１の直線状の格子溝パターンの実効的デューティ比Ｄｅおよび周期Ｌ５は、上記した式（２４）〜式（２７）で規定される範囲（図２中の範囲Ｆ１と同じ範囲）内の値に設定されている。すなわち、この第７実施形態では、直線状の格子溝パターンを有する酸化アルミニウム膜１０１を１／４波長板に使用する場合、赤色、赤外および青色のすべての波長領域において、位相差が許容範囲（９０°±１０°）内になる。また、直線状の格子溝パターンを有する酸化アルミニウム膜１０１を１／２波長板に使用する場合には、赤色、赤外および青色のすべての波長領域において、位相差が許容範囲（１８０°±２０°）内になる。
【０１９１】
なお、第７実施形態のその他の構成は、上記第１または第２実施形態の構成と同様である。
【０１９２】
第７実施形態では、上記のように、波長板を構成する酸化アルミニウム膜１０１の直線状の格子溝パターンの実効的デューティ比Ｄｅ（＝（Ｌ５−Ｗｅ５）／Ｌ５）および周期Ｌ５を、式（２４）〜式（２７）で規定される範囲（図２中の範囲Ｆ１と同じ範囲）内の値に設定することによって、酸化アルミニウム膜１０１を１／４波長板に使用する場合、赤色、赤外および青色のすべての波長の光に対して、互いに直交する２つの偏光成分の位相差を９０°近傍（９０°±１０°の範囲内）にすることができる。また、酸化アルミニウム膜１０１を１／２波長板に使用する場合、赤色、赤外および青色のすべての波長の光に対して、互いに直交する２つの偏光成分の位相差を１８０°近傍（１８０°±２０°の範囲内）にすることができる。その結果、上記第１および第２実施形態と同様、広い波長領域において、良好な位相変換特性を有する１／４波長板および１／２波長板を得ることができる。
【０１９３】
また、第７実施形態では、小さい細孔１０１ｂの直径Ｓ５２を、酸化アルミニウム膜１０１に形成された複数の細孔のうち最も大きい細孔の直径に０．５を乗じた値である基準値以下にすることによって、小さい細孔１０１ｂが位相変換特性に与える影響が小さくなる。これにより、大きい細孔１０１ａと小さい細孔１０１ｂとを含む複数の細孔を有する酸化アルミニウム膜１０１において、複数の大きい細孔１０１ａからなる格子孔パターンの周期Ｌ５（隣接する細孔群１０３の一方側の最外端に接する線間の距離の平均値）を調整することにより、容易に、良好な位相変換特性を有する波長板を得ることができる。
【０１９４】
次に、図８９を参照して、第７実施形態による波長板の製造プロセスについて説明する。
【０１９５】
まず、図８５〜図８７に示した第５実施形態と同様のプロセスを用いて、アルミニウム膜（図示せず）の表面に、三角格子状に配置された複数の凹部（図示せず）を形成する。ただし、この第７実施形態では、大きい凸部（図示せず）が酸化アルミニウム膜１０１の細孔群１０３に対応する領域に配置されているとともに、小さい凸部（図示せず）が細孔群１０３に対応する領域以外の領域に配置された押し付け部材（図示せず）を用いる。すなわち、アルミニウム膜の表面に、大きい直径を有する複数の凹部からなる２つの凹部列を含む凹部群（図示せず）を、光学軸の延びる方向と直交する方向に所定の間隔を隔てて形成する。また、アルミニウム膜の表面の光学軸の延びる方向と直交する方向に隣接する凹部群間に、小さい直径を有する複数の凹部を三角格子状に形成する。
【０１９６】
この後、図３６に示した第１実施形態と同様のプロセスを用いて、複数の凹部が形成されたアルミニウム膜を陽極酸化処理する。これにより、図８９に示したように、複数の大きい細孔１０１ａと複数の小さい細孔１０１ｂとを含むとともに、複数の大きい細孔１０１ａからなる細孔列１０２を２つ含む細孔群１０３が所定の間隔を隔てて複数配置された直線状の格子溝パターンを有する酸化アルミニウム膜１０１が形成される。
【０１９７】
第７実施形態の製造プロセスでは、上記のように、大きい細孔１０１ａと小さい細孔１０１ｂとに対応する凹部を三角格子状に形成することによって、その凹部が形成されたアルミニウム膜を陽極酸化することにより酸化アルミニウム膜１０１の全面に三角格子状に配置された細孔１０１ａおよび１０１ｂを形成することができる。この場合、光学軸の延びる方向（Ｙ方向）に隣接する凹部の中心間距離と、光学軸の延びる方向と直交する方向（Ｘ方向）に隣接する凹部の中心線間距離とがほぼ等しくなるので、Ｙ方向に隣接する凹部の中心間距離と、Ｘ方向に隣接する凹部の中心線間距離との両方に整合するように陽極酸化電圧を設定することができる。これにより、酸化アルミニウム膜１０１に形成される直線状の格子溝パターンを構成する大きい細孔１０１ａが、酸化アルミニウム膜１０１の内部において枝分かれするのを抑制することができる。
【０１９８】
なお、上記した第７実施形態の製造プロセスの変形例として、以下のような製造プロセスを用いてもよい。まず、アルミニウム膜の表面に、複数の同じ直径を有する凹部を三角格子状に形成した後、そのアルミニウム膜を陽極酸化処理する。これにより、複数の同じ大きさの小さい細孔１０１ｂが三角格子状に配置された酸化アルミニウム膜１０１が形成される。この後、酸化アルミニウム膜１０１の細孔群１０３（図８９参照）に対応する領域以外の領域上に、フォトレジストを形成する。そして、そのフォトレジストをマスクとして、リン酸系水溶液により複数の同じ大きさの小さい細孔１０１ｂが三角格子状に配置された酸化アルミニウム膜１０１をエッチングすることによって、細孔群１０３に対応する領域に位置する小さい細孔１０１ｂの直径のみを拡大する。これにより、図８９に示したように、複数の大きい細孔１０１ａと複数の小さい細孔１０１ｂとを含むとともに、複数の大きい細孔１０１ａからなる細孔列１０２を２つ含む細孔群１０３が所定の間隔を隔てて複数配置された直線状の格子溝パターンを有する酸化アルミニウム膜１０１が形成される。
【０１９９】
（第８実施形態）
図９０は、本発明の第８実施形態による波長板の格子溝パターンを示した平面図である。図９０を参照して、この第８実施形態では、上記第７実施形態と異なり、直線状の格子溝パターンを構成する細孔群の複数の大きい細孔が、隣接する少なくとも１つの大きい細孔と連結されている場合について説明する。
【０２００】
この第８実施形態では、図９０に示すように、波長板を構成する酸化アルミニウム膜１１１に、直径Ｓ６１を有する複数の大きい細孔１１１ａと、細孔１１１ａの直径Ｓ６１よりも小さい直径Ｓ６２を有する複数の小さい細孔１１１ｂとが形成されている。この大きい細孔１１１ａと小さい細孔１１１ｂとを含む複数の細孔は、全面に渡って配置されている。なお、酸化アルミニウム膜１１１は、本発明の「金属酸化膜」の一例である。また、細孔１１１ａおよび１１１ｂは、それぞれ、本発明の「第１孔」および「第２孔」の一例である。
【０２０１】
ここで、第８実施形態では、酸化アルミニウム膜１１１に形成された複数の大きい細孔１１１ａにより、入射光を位相変換するための直線状の格子溝パターンが構成されている。この直線状の格子溝パターンは、複数の大きい細孔１１１ａからなる細孔列１１２を複数含む細孔群１１３が、矢印Ｙ方向（光学軸の延びる方向）と直交する矢印Ｘ方向に所定の間隔を隔てて複数配置された構造を有する。細孔群１１３を構成する細孔列１１２の複数の大きい細孔１１１ａは、隣接する大きい細孔１１１ａの少なくとも１つと連結するように配置されている。また、複数の小さい細孔１１１ｂは、矢印Ｘ方向に隣接する細孔群１１３間に互いに連結しないように配置されている。なお、細孔列１１２は、本発明の「孔列」の一例であり、細孔群１１３は、本発明の「孔群」の一例である。
【０２０２】
次に、第８実施形態による波長板を構成する酸化アルミニウム膜１１１の直線状の格子溝パターンの実効的溝幅Ｗｅ６および周期Ｌ６の定義について説明する。実効的溝幅Ｗｅ６は、細孔群１１３の一方側の最外端に接する線と他方側の最外端に接する線との間の距離の平均値である。また、周期Ｌ６は、隣接する細孔群１１３の一方側の最外端に接する線間の距離の平均値である。すなわち、実効的溝幅Ｗｅ６および周期Ｌ６を定義する場合、小さい細孔１１１ｂは考慮せずに、大きい細孔１１１ａのみに着目する。この場合の直線状の格子溝パターンの実効的デューティ比Ｄｅは、Ｄｅ＝（Ｌ６−Ｗｅ６）／Ｌ６となる。
【０２０３】
次に、大きい細孔１１１ａおよび小さい細孔１１１ｂの定義について説明する。大きい細孔１１１ａは、酸化アルミニウム膜１１１に形成された複数の細孔のうち最も大きい細孔の直径に０．５を乗じた値を基準値とする場合、その基準値よりも大きい直径を有する細孔である。また、小さい細孔１１１ｂは、上記した基準値以下の直径を有する細孔である。
【０２０４】
そして、上記第５実施形態と同様、小さい細孔１１１ｂの直径Ｓ６２が上記した基準値以下の場合では、小さい細孔１１１ｂが位相変換特性に与える影響が小さいと考えられる。ここで、第８実施形態では、小さい細孔１１１ｂの面積が大きい細孔１１１ａの面積の１／４以下に設定されている。このため、小さい細孔１１１ｂが位相変換特性に与える影響は極めて小さいといえる。また、第８実施形態では、複数の大きい細孔１１１ａからなる直線状の格子溝パターンの周期Ｌ６が、青色、赤外および赤色の光の波長に近づくように設定されている。このため、複数の大きい細孔１１１ａからなる直線状の格子溝パターンが位相変換特性に与える影響は、小さい細孔１１１ｂが位相変換特性に与える影響よりも大きいといえる。これにより、図９０に示した直線状の格子溝パターンを有する酸化アルミニウム膜１１１を波長板に使用する場合、上記のように実効的デューティ比Ｄｅ（＝（Ｌ６−Ｗｅ６）／Ｌ６）および周期Ｌ６を定義すれば、異なる波長を有する複数の光に対して良好な位相変換特性を得ることが可能な酸化アルミニウム膜１１１からなる直線状の格子溝パターンの実効的デューティ比Ｄｅおよび周期Ｌ６の範囲は、図２に示した第１実施形態と同様の範囲で示されると考えられる。
【０２０５】
したがって、図９０に示した実効的デューティ比Ｄｅ（＝（Ｌ６−Ｗｅ６）／Ｌ６）および周期Ｌ６を有する格子孔パターンを１／４波長板に適用する場合、赤色、赤外および青色のすべての波長の光に対して、互いに直交する２つの偏光成分の位相差を９０°近傍（９０°±１０°の範囲内）にすることが可能な範囲は、上記第１実施形態の式（１）〜式（４）と同様の以下の式（３２）〜式（３５）で規定することができる。
【０２０６】
Ｄｅ≧０．７３・・（３２）
Ｌ６≦０．４・・（３３）
Ｌ６≧３０．９５２Ｄｅ３−７４．７５１Ｄｅ２＋５９．６２Ｄｅ−１５．３２８・・（３４）
Ｌ６≦３．０７７６Ｄｅ２−５．１８６３Ｄｅ＋２．５７７２・・（３５）
また、少なくとも赤色および赤外の波長領域の光に対して、互いに直交する２つの偏光成分の位相差を９０°近傍（９０°±１０°の範囲内）にすることが可能な範囲は、上記第１実施形態の式（５）〜式（８）と同様の以下の式（３６）〜式（３９）で規定することができる。
【０２０７】
Ｌ６≦０．６５・・（３６）
Ｌ６≧２×１０−１４ｅ３１．２６３Ｄｅ・・（３７）
Ｌ６≦６．０３１７Ｄｅ２−１０．３５２Ｄｅ＋５．０５１６・・（３８）
（Ｄｅ−０．８５）２／０．４４２＋（Ｌ６−０．４１）２／０．３９２≦１・・（３９）
これにより、図９０に示した直線状の格子溝パターンを有する酸化アルミニウム膜１１１を１／４波長板に使用する場合において、実効的デューティ比Ｄｅおよび周期Ｌ６を上記した式（３２）〜式（３５）で規定される範囲（図２中の範囲Ｆ１と同じ範囲）内に設定すれば、赤色、赤外および青色のすべての波長の光に対して、互いに直交する２つの偏光成分の位相差を９０°近傍（９０°±１０°の範囲内）にすることが可能となる。また、実効的デューティ比Ｄｅおよび周期Ｌ６を上記した式（３６）〜式（３９）で規定される範囲（図２中の範囲Ｆ２と同じ範囲）内に設定すれば、少なくとも赤色および赤外の波長の光に対して、互いに直交する２つの偏光成分の位相差を９０°近傍（９０°±１０°の範囲内）にすることが可能となる。また、図９０に示した直線状の格子溝パターンを有する酸化アルミニウム膜１１１を１／２波長板に使用する場合には、赤色、赤外および青色のすべての波長の光に対して位相差を１８０°±２０°の範囲内にすることが可能な実効的デューティ比Ｄｅおよび周期Ｌ６の範囲が、上記した式（３２）〜式（３５）で規定される範囲（図２中の範囲Ｆ１と同じ範囲）となる。また、少なくとも赤色および赤外の波長の光に対して位相差を１８０°±２０°の範囲内にすることが可能な実効的デューティ比Ｄｅおよび周期Ｌ６の範囲が、上記した式（３６）〜式（３９）で規定される範囲（図２中の範囲Ｆ２と同じ範囲）となる。
【０２０８】
ここで、第８実施形態では、図９０に示した酸化アルミニウム膜１１１の直線状の格子溝パターンの実効的デューティ比Ｄｅおよび周期Ｌ６は、上記した式（３２）〜式（３５）で規定される範囲（図２中の範囲Ｆ１と同じ範囲）内の値に設定されている。すなわち、この第８実施形態では、直線状の格子溝パターンを有する酸化アルミニウム膜１１１を１／４波長板に使用する場合、赤色、赤外および青色のすべての波長領域において、位相差が許容範囲（９０°±１０°）内になる。また、直線状の格子溝パターンを有する酸化アルミニウム膜１１１を１／２波長板に使用する場合には、赤色、赤外および青色のすべての波長領域において、位相差が許容範囲（１８０°±２０°）内になる。
【０２０９】
なお、第８実施形態のその他の構成は、上記第１または第２実施形態の構成と同様である。
【０２１０】
第８実施形態では、上記のように、波長板を構成する酸化アルミニウム膜１１１の直線状の格子溝パターンの実効的デューティ比Ｄｅ（＝（Ｌ６−Ｗｅ６）／Ｌ６）および周期Ｌ６を、式（３２）〜式（３５）で規定される範囲（図２中の範囲Ｆ１と同じ範囲）内の値に設定することによって、酸化アルミニウム膜１１１を１／４波長板に使用する場合、赤色、赤外および青色のすべての波長の光に対して、互いに直交する２つの偏光成分の位相差を９０°近傍（９０°±１０°の範囲内）にすることができる。また、酸化アルミニウム膜１１１を１／２波長板に使用する場合、赤色、赤外および青色のすべての波長の光に対して、互いに直交する２つの偏光成分の位相差を１８０°近傍（１８０°±２０°の範囲内）にすることができる。その結果、上記第７実施形態と同様、広い波長領域において、良好な位相変換特性を有する１／４波長板および１／２波長板を得ることができる。
【０２１１】
また、第８実施形態では、小さい細孔１１１ｂの直径Ｓ６２を、酸化アルミニウム膜１１１に形成された複数の細孔のうち最も大きい細孔の直径に０．５を乗じた値である基準値以下にすることによって、小さい細孔１１１ｂが位相変換特性に与える影響が小さくなる。これにより、大きい細孔１１１ａと小さい細孔１１１ｂとを含む複数の細孔を有する酸化アルミニウム膜１１１において、複数の大きい細孔１１１ａからなる格子孔パターンの周期Ｌ６（隣接する細孔群１１３の一方側の最外端に接する線間の距離の平均値）を調整することにより、容易に、良好な位相変換特性を有する波長板を得ることができる。
【０２１２】
次に、図９０を参照して、第８実施形態による波長板の製造プロセスについて説明する。
【０２１３】
まず、図８５〜図８７に示した第５実施形態と同様のプロセスを用いて、アルミニウム膜（図示せず）の表面に、複数の凹部（図示せず）を形成する。ただし、この第８実施形態では、複数の凸部が全面に渡って配置され、かつ、大きい凸部（図示せず）が酸化アルミニウム膜１１１の細孔群１１３に対応する領域に配置されているとともに、小さい凸部（図示せず）が細孔群１１３に対応する領域以外の領域に配置された押し付け部材（図示せず）を用いる。すなわち、アルミニウム膜の表面に、大きい直径を有する複数の凹部からなる複数の凹部列を含む凹部群（図示せず）を、光学軸の延びる方向と直交する方向に所定の間隔を隔てて形成する。また、アルミニウム膜の表面の光学軸の延びる方向と直交する方向に隣接する凹部群間に、小さい直径を有する複数の凹部を形成する。
【０２１４】
この後、図３６に示した第１実施形態と同様のプロセスを用いて、複数の凹部が形成されたアルミニウム膜を陽極酸化処理する。これにより、図９０に示したように、複数の大きい細孔１１１ａと複数の小さい細孔１１１ｂとを含むとともに、複数の大きい細孔１１１ａからなる細孔列１１２を複数含む細孔群１１３が所定の間隔を隔てて複数配置された直線状の格子溝パターンを有する酸化アルミニウム膜１１１が形成される。
【０２１５】
第８実施形態の製造プロセスでは、上記のように、大きい細孔１１１ａと小さい細孔１１１ｂとに対応する凹部を全面に渡って形成することによって、その凹部が形成されたアルミニウム膜を陽極酸化することにより酸化アルミニウム膜１１１の全面に渡って配置された細孔１１１ａおよび１１１ｂを形成することができる。この場合、光学軸の延びる方向（Ｙ方向）に隣接する凹部の中心線間距離と、光学軸の延びる方向と直交する方向（Ｘ方向）に隣接する凹部の中心線間距離との差を小さくすることができるので、Ｙ方向に隣接する凹部の中心線間距離と、Ｘ方向に隣接する凹部の中心線間距離との両方に整合するように陽極酸化電圧を設定することができる。これにより、酸化アルミニウム膜１１１に形成される直線状の格子溝パターンを構成する大きい細孔１１１ａが、酸化アルミニウム膜１１１の内部において枝分かれするのを抑制することができる。
【０２１６】
なお、上記した第８実施形態の製造プロセスの変形例として、以下のような製造プロセスを用いてもよい。まず、表面に凹部が形成されていないアルミニウム膜を陽極酸化処理する。これにより、複数の同じ大きさの小さい細孔１１１ｂがランダムに配置された酸化アルミニウム膜１１１が形成される。この後、酸化アルミニウム膜１１１の細孔群１１３（図９０参照）に対応する領域以外の領域上に、フォトレジストを形成する。そして、そのフォトレジストをマスクとして、リン酸系水溶液により複数の同じ大きさの小さい細孔１１１ｂがランダムに配置された酸化アルミニウム膜１１１をエッチングすることによって、細孔群１１３に対応する領域に位置する小さい細孔１１１ｂの直径のみを拡大する。これにより、図９０に示したように、複数の大きい細孔１１１ａと複数の小さい細孔１１１ｂとを含むとともに、複数の大きい細孔１１１ａからなる細孔列１１２を複数含む細孔群１１３が所定の間隔を隔てて複数配置された直線状の格子溝パターンを有する酸化アルミニウム膜１１１が形成される。
【０２１７】
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
【０２１８】
たとえば、上記第１および第２実施形態では、酸化アルミニウム膜の直線状の格子溝パターンの実効的デューティ比Ｄｅおよび周期Ｌ１を、上記した４つの式（１）〜式（４）によって規定される範囲Ｆ１内の値（たとえば、Ｄｅ：０．８８、Ｌ１：０．３８（図２中の座標点Ｐ））に設定するようにしたが、本発明はこれに限らず、上記した４つの式（５）〜式（８）によって規定される範囲Ｆ２内の値に設定するようにしてもよい。この場合には、少なくとも赤色および赤外の波長領域において、波長板の良好な位相変換特性を得ることができる。
【０２１９】
また、上記第１および第２実施形態では、光学装置としてのＣＤ−Ｒ／ＤＶＤ互換光ピックアップ装置および液晶プロジェクタ装置に、本発明の波長板を適用する例を示したが、本発明はこれに限らず、ＣＤ−Ｒ／ＤＶＤ互換光ピックアップ装置および液晶プロジェクタ装置以外の広い波長領域において良好な位相変換特性を有する波長板が必要な光学装置にも適用可能である。また、上記第３および第４実施形態の波長板を、広い波長領域において良好な位相変換特性を有する波長板が必要な光学装置に適用することも可能である。
【０２２０】
また、上記第１〜第４実施形態では、ガラス基板と酸化アルミニウム膜との間に透明導電膜を形成するようにしたが、本発明はこれに限らず、ガラス基板と酸化アルミニウム膜との間に透明導電膜を形成しなくてもよい。
【０２２１】
また、上記第１〜第４実施形態では、陽極酸化法を用いて格子溝パターンまたは格子孔パターンを形成するようにしたが、本発明はこれに限らず、深さが大きく、かつ、深さ方向に均一な溝幅および直径をそれぞれ有する格子溝パターンおよび格子孔パターンを形成することが可能であれば、陽極酸化法以外の方法を用いて格子溝パターンおよび格子孔パターンを形成してもよい。
【０２２２】
また、上記第１〜第４実施形態では、アルミニウム膜を陽極酸化することにより格子溝パターンまたは格子孔パターンを形成するようにしたが、本発明はこれに限らず、チタンおよびタンタルなどの他のバルブ金属を陽極酸化することにより格子溝パターンおよび格子孔パターンを形成してもよい。ただし、この場合には、異なる波長を有する複数の光に対して一定の特性を保持することが可能な格子溝パターン（波長板）の実効的デューティ比および周期の範囲を新たに規定する必要がある。また、異なる波長を有する複数の光に対して一定の特性を保持することが可能な格子溝パターンおよび格子孔パターン（波長板）の孔間隔および周期の範囲を新たに規定する必要がある。
【０２２３】
また、上記第１〜第４実施形態では、陽極酸化に用いる電解液として、リン酸からなる電解液を用いたが、本発明はこれに限らず、硫酸およびシュウ酸などからなる電解液を用いてもよい。
【０２２４】
また、上記第１〜第４実施形態では、陽極酸化に用いる陰極として白金を用いたが、本発明はこれに限らず、他の材料からなる陰極を用いてもよい。
【０２２５】
また、上記第３および第４実施形態では、酸化アルミニウム膜の格子孔パターンの細孔間隔Ｔ２および周期Ｌ２を、上記した３つの式（９）〜式（１１）によって規定される範囲Ｆ３内の値（たとえば、Ｔ２：０．１０、Ｌ２：０．３５（図４５中の座標点Ｑ））に設定するようにしたが、本発明はこれに限らず、上記した２つの式（１２）および式（１３）によって規定される範囲Ｆ４内の値に設定するようにしてもよい。この場合には、少なくとも赤色および赤外の波長領域において、波長板の良好な位相変換特性を得ることができる。
【０２２６】
また、上記第３および第４実施形態では、波長板を構成する酸化アルミニウム膜として、三角格子状に配列された複数の細孔からなる格子孔パターンを有する酸化アルミニウム膜を用いたが、本発明はこれに限らず、図９１に示すように、四角格子状に配列された複数の細孔１２０ａからなる格子孔パターンを有するように、酸化アルミニウム膜１２０を形成してもよい。また、図９２に示すように、四角格子状に配列された複数の細孔１２１ａにおいて、矢印Ｙ方向（光学軸の延びる方向）に隣接する細孔１２１ａが連結された格子溝パターンを有するように、酸化アルミニウム膜１２１を形成してもよい。ただし、陽極酸化法を用いてアルミニウム膜を酸化処理すれば、三角格子状に配列された細孔が自己組織化的に形成され易いので、三角格子状に配列された複数の細孔からなる格子孔パターンまたは格子溝パターンを有する酸化アルミニウム膜を用いるのが好ましい。
【０２２７】
また、上記第５〜第８実施形態では、複数の大きい凸部と小さい凸部とを有する押し付け部材を用いてテクスチャリング処理することにより、アルミニウム膜の表面に複数の大きい凹部と複数の小さい凹部とを形成したが、本発明はこれに限らず、複数の大きい凸部のみを有する押し付け部材を用いてテクスチャリング処理することにより、アルミニウム膜の表面に複数の大きい凹部を形成した後、アルミニウム膜の表面の大きい凹部が形成された領域以外の領域を粗面化することにより、アルミニウム膜の表面の大きい凹部が形成された領域以外の領域に複数の小さい凹部を形成してもよい。このように凹部が形成されたアルミニウム膜を陽極酸化処理すれば、アルミニウム膜の表面の大きい凹部に対応する領域に大きい細孔が形成されるとともに、アルミニウム膜の粗面化された表面の三角格子パターンに対応する領域に小さい細孔が形成される。なお、アルミニウム膜の表面を粗面化する場合には、ＣＦ４ガスとＨ２ガスとによるＲＩＥ（Ｒｅａｃｔｉｖｅ  Ｉｏｎ  Ｅｔｃｈｉｎｇ）法を用いて、約１００Ｗ〜約５００Ｗのパワーで、アルミニウム膜の表面を約１０分エッチング処理するのが好ましい。また、不活性ガス中において、約２００℃〜約６００℃の温度条件下で、アルミニウム膜の表面を約３０分アニール処理することによっても、アルミニウム膜の表面を粗面化することができる。
【０２２８】
また、上記第５および第６実施形態では、格子孔パターンを構成する大きい細孔からなる細孔列間に、複数の小さい細孔からなる細孔列を１つまたは２つ配置したが、本発明はこれに限らず、格子孔パターンを構成する大きい細孔からなる細孔列間に、複数の小さい細孔からなる細孔列を３つ以上配置してもよい。
【０２２９】
また、上記第７実施形態では、格子溝パターンを構成する大きい細孔からなる細孔群の細孔列間に、小さい細孔を配置しなかったが、本発明はこれに限らず、格子溝パターンを構成する大きい細孔からなる細孔群の細孔列間に、小さい細孔を配置してもよい。この場合の格子溝パターンの実効的溝幅および周期の定義は、上記第７実施形態の格子溝パターンの実効的溝幅Ｗｅ５および周期Ｌ５の定義と同様である。すなわち、格子溝パターンを構成する大きい細孔からなる細孔群の細孔列間に配置された小さい細孔は、考慮しない。
【０２３０】
上記実施形態において、三角格子状の「三角」は、正三角形のみならず、広い意味での他の三角形をも意味する。
【図面の簡単な説明】
【０２３１】
【図１】本発明の第１実施形態による１／４波長板の構造を示した斜視図である。
【図２】異なる波長を有する複数の光に対して良好な位相変換特性を有する１／４波長板の実効的デューティ比および周期の範囲を示したグラフである。
【図３】実効的デューティ比の定義を説明するための格子溝パターンの拡大平面図である。
【図４】図２に示した範囲を規定するための座標点Ａ１における波長と位相差との関係を示したシミュレーション結果である。
【図５】図２に示した範囲を規定するための座標点Ａ２における波長と位相差との関係を示したシミュレーション結果である。
【図６】図２に示した範囲を規定するための座標点Ａ３における波長と位相差との関係を示したシミュレーション結果である。
【図７】図２に示した範囲を規定するための座標点Ａ４における波長と位相差との関係を示したシミュレーション結果である。
【図８】図２に示した範囲を規定するための座標点Ａ５における波長と位相差との関係を示したシミュレーション結果である。
【図９】図２に示した範囲を規定するための座標点Ａ６における波長と位相差との関係を示したシミュレーション結果である。
【図１０】図２に示した範囲を規定するための座標点Ａ７における波長と位相差との関係を示したシミュレーション結果である。
【図１１】図２に示した範囲を規定するための座標点Ａ８における波長と位相差との関係を示したシミュレーション結果である。
【図１２】図２に示した範囲を規定するための座標点Ａ９における波長と位相差との関係を示したシミュレーション結果である。
【図１３】図２に示した範囲を規定するための座標点Ａ１０における波長と位相差との関係を示したシミュレーション結果である。
【図１４】図２に示した範囲を規定するための座標点Ａ１１における波長と位相差との関係を示したシミュレーション結果である。
【図１５】図２に示した範囲を規定するための座標点Ａ１２における波長と位相差との関係を示したシミュレーション結果である。
【図１６】図２に示した範囲を規定するための座標点Ａ１３における波長と位相差との関係を示したシミュレーション結果である。
【図１７】図２に示した範囲を規定するための座標点Ａ１４における波長と位相差との関係を示したシミュレーション結果である。
【図１８】図２に示した範囲を規定するための座標点Ｂ１における波長と位相差との関係を示したシミュレーション結果である。
【図１９】図２に示した範囲を規定するための座標点Ｂ２における波長と位相差との関係を示したシミュレーション結果である。
【図２０】図２に示した範囲を規定するための座標点Ｂ３における波長と位相差との関係を示したシミュレーション結果である。
【図２１】図２に示した範囲を規定するための座標点Ｂ４における波長と位相差との関係を示したシミュレーション結果である。
【図２２】図２に示した範囲を規定するための座標点Ｂ５における波長と位相差との関係を示したシミュレーション結果である。
【図２３】図２に示した範囲を規定するための座標点Ｂ６における波長と位相差との関係を示したシミュレーション結果である。
【図２４】図２に示した範囲を規定するための座標点Ｂ７における波長と位相差との関係を示したシミュレーション結果である。
【図２５】図２に示した範囲を規定するための座標点Ｂ８における波長と位相差との関係を示したシミュレーション結果である。
【図２６】図２に示した範囲を規定するための座標点Ｂ９における波長と位相差との関係を示したシミュレーション結果である。
【図２７】図２に示した範囲を規定するための座標点Ｂ１０における波長と位相差との関係を示したシミュレーション結果である。
【図２８】図２に示した範囲を規定するための座標点Ｂ１１における波長と位相差との関係を示したシミュレーション結果である。
【図２９】図２に示した範囲を規定するための座標点Ｂ１２における波長と位相差との関係を示したシミュレーション結果である。
【図３０】図２に示した範囲を規定するための座標点Ｂ１３における波長と位相差との関係を示したシミュレーション結果である。
【図３１】図２に示した範囲を規定するための座標点Ｂ１４における波長と位相差との関係を示したシミュレーション結果である。
【図３２】座標点Ｐにおける波長と位相差との関係を示したシミュレーション結果である。
【図３３】図１に示した第１実施形態による１／４波長板の製造プロセスの一例を説明するための断面図である。
【図３４】図１に示した第１実施形態による１／４波長板の製造プロセスの一例を説明するための断面図である。
【図３５】図１に示した第１実施形態による１／４波長板の製造プロセスの一例を説明するための平面図である。
【図３６】図１に示した第１実施形態による１／４波長板の製造プロセスの一例を説明するための断面図である。
【図３７】図１に示した第１実施形態による１／４波長板の製造プロセスの一例を説明するための断面図である。
【図３８】図１に示した第１実施形態による１／４波長板の製造プロセスの一例を説明するための平面図である。
【図３９】図１に示した第１実施形態による１／４波長板の製造プロセスの一例を説明するための平面図である。
【図４０】図１に示した第１実施形態による１／４波長板を含む光学装置としてのＣＤ−Ｒ／ＤＶＤ互換光ピックアップ装置の光学系を示した概略図である。
【図４１】本発明の第２実施形態による１／２波長板の構造を示した斜視図である。
【図４２】図４１に示した第２実施形態による１／２波長板を含む光学装置としての液晶プロジェクタ装置の光学系を示した概略図である。
【図４３】図４２に示した液晶プロジェクタ装置の光学系の偏光変換素子の構成を示した概略図である。
【図４４】本発明の第３実施形態による１／４波長板の構造を示した斜視図である。
【図４５】異なる波長を有する複数の光に対して良好な位相変換特性を有する１／４波長板の細孔    間隔および周期の範囲を示したグラフである。
【図４６】細孔間隔および周期の定義を説明するための格子孔パターンの拡大平面図である。
【図４７】細孔間隔および周期の定義を説明するための格子溝パターンの拡大平面図である。
【図４８】図４５に示した範囲を規定するための座標点Ｃ１における波長と位相差との関係を示したシミュレーション結果である。
【図４９】図４５に示した範囲を規定するための座標点Ｃ２における波長と位相差との関係を示したシミュレーション結果である。
【図５０】図４５に示した範囲を規定するための座標点Ｃ３における波長と位相差との関係を示したシミュレーション結果である。
【図５１】図４５に示した範囲を規定するための座標点Ｃ４における波長と位相差との関係を示したシミュレーション結果である。
【図５２】図４５に示した範囲を規定するための座標点Ｃ５における波長と位相差との関係を示したシミュレーション結果である。
【図５３】図４５に示した範囲を規定するための座標点Ｃ６における波長と位相差との関係を示したシミュレーション結果である。
【図５４】図４５に示した範囲を規定するための座標点Ｃ７における波長と位相差との関係を示したシミュレーション結果である。
【図５５】図４５に示した範囲を規定するための座標点Ｃ８における波長と位相差との関係を示したシミュレーション結果である。
【図５６】図４５に示した範囲を規定するための座標点Ｃ９における波長と位相差との関係を示したシミュレーション結果である。
【図５７】図４５に示した範囲を規定するための座標点Ｃ１０における波長と位相差との関係を示したシミュレーション結果である。
【図５８】図４５に示した範囲を規定するための座標点Ｃ１１における波長と位相差との関係を示したシミュレーション結果である。
【図５９】図４５に示した範囲を規定するための座標点Ｃ１２における波長と位相差との関係を示したシミュレーション結果である。
【図６０】図４５に示した範囲を規定するための座標点Ｃ１３における波長と位相差との関係を示したシミュレーション結果である。
【図６１】図４５に示した範囲を規定するための座標点Ｃ１４における波長と位相差との関係を示したシミュレーション結果である。
【図６２】図４５に示した範囲を規定するための座標点Ｃ１５における波長と位相差との関係を示したシミュレーション結果である。
【図６３】図４５に示した範囲を規定するための座標点Ｃ１６における波長と位相差との関係を示したシミュレーション結果である。
【図６４】図４５に示した範囲を規定するための座標点Ｄ１における波長と位相差との関係を示したシミュレーション結果である。
【図６５】図４５に示した範囲を規定するための座標点Ｄ２における波長と位相差との関係を示したシミュレーション結果である。
【図６６】図４５に示した範囲を規定するための座標点Ｄ３における波長と位相差との関係を示したシミュレーション結果である。
【図６７】図４５に示した範囲を規定するための座標点Ｄ４における波長と位相差との関係を示したシミュレーション結果である。
【図６８】図４５に示した範囲を規定するための座標点Ｄ５における波長と位相差との関係を示したシミュレーション結果である。
【図６９】図４５に示した範囲を規定するための座標点Ｄ６における波長と位相差との関係を示したシミュレーション結果である。
【図７０】図４５に示した範囲を規定するための座標点Ｄ７における波長と位相差との関係を示したシミュレーション結果である。
【図７１】図４５に示した範囲を規定するための座標点Ｄ８における波長と位相差との関係を示したシミュレーション結果である。
【図７２】図４５に示した範囲を規定するための座標点Ｄ９における波長と位相差との関係を示したシミュレーション結果である。
【図７３】図４５に示した範囲を規定するための座標点Ｄ１０における波長と位相差との関係を示したシミュレーション結果である。
【図７４】図４５に示した範囲を規定するための座標点Ｄ１１における波長と位相差との関係を示したシミュレーション結果である。
【図７５】図４５に示した範囲を規定するための座標点Ｄ１２における波長と位相差との関係を示したシミュレーション結果である。
【図７６】図４５に示した範囲を規定するための座標点Ｄ１３における波長と位相差との関係を示したシミュレーション結果である。
【図７７】図４５に示した範囲を規定するための座標点Ｄ１４における波長と位相差との関係を示したシミュレーション結果である。
【図７８】図４５に示した範囲を規定するための座標点Ｄ１５における波長と位相差との関係を示したシミュレーション結果である。
【図７９】図４５に示した範囲を規定するための座標点Ｄ１６における波長と位相差との関係を示したシミュレーション結果である。
【図８０】座標点Ｑにおける波長と位相差との関係を示したシミュレーション結果である。
【図８１】本発明の第４実施形態による１／２波長板の構造を示した斜視図である。
【図８２】本発明の第５実施形態による波長板の格子パターンを示した平面図である。
【図８３】第５実施形態の格子孔パターンを図４５の座標点Ｃ８に設定した場合の波長と位相差との関係を示したシミュレーション結果である。
【図８４】第５実施形態の格子孔パターンを図４５の座標点Ｃ９に設定した場合の波長と位相差との関係を示したシミュレーション結果である。
【図８５】図８２に示した第５実施形態による波長板の製造プロセスを説明するための断面図である。
【図８６】図８２に示した第５実施形態による波長板の製造プロセスを説明するための平面図である。
【図８７】図８２に示した第５実施形態による波長板の製造プロセスを説明するための断面図である。
【図８８】本発明の第６実施形態による波長板の格子孔パターンを示した平面図である。
【図８９】本発明の第７実施形態による波長板の格子溝パターンを示した平面図である。
【図９０】本発明の第８実施形態による波長板の格子溝パターンを示した平面図である。
【図９１】第３および第４実施形態の変形例による波長板の格子孔パターンを示した平面図である。
【図９２】第３および第４実施形態の変形例による波長板の格子溝パターンを示した平面図である。
【図９３】従来の線状の格子溝パターンを有する波長板の概念を示した斜視図である。
【図９４】図９３に示した従来の波長板の有効屈折率とデューティ比との関係を示した相関図である。
【図９５】従来のフォトリソグラフィ技術およびエッチング技術を用いて形成された格子溝パターンを有する波長板の断面図である。
【図９６】従来の陽極酸化法を用いた三角格子パターンの製造プロセスを説明するための断面図である。
【図９７】従来の陽極酸化法を用いた三角格子パターンの製造プロセスを説明するための断面図である。
【図９８】従来の陽極酸化法を用いた三角格子パターンの製造プロセスを説明するための断面図である。
【図９９】従来の陽極酸化法を用いた三角格子パターンの製造プロセスを説明するための断面図である。
【図１００】従来の陽極酸化法を用いて形成される２次元フォトニック結晶を示した平面図である。
【図１０１】水晶からなる１／４波長板の概念を示した斜視図である。
【図１０２】水晶からなる１／２波長板の概念を示した斜視図である。
【図１０３】水晶からなる１／４波長板の波長と位相差との関係を示したシミュレーション結果である。
【符号の説明】
【０２３２】
１、７１  ガラス基板（基板）
３、４３、７３、８１、８３、９１、１０１、１１１  酸化アルミニウム膜（金属酸化膜）
２１ａ  ＣＤ−Ｒ用半導体レーザ素子（光源）
２１ｂ  ＤＶＤ用半導体レーザ素子（光源）
２４  １／４波長板（波長板）
５１ａ  光源
６１  １／２波長板（波長板）
７３ａ、８３ａ  細孔（孔）
７３ｂ、８２、８３ｂ、９２、１０２、１１２  細孔列（孔列）
８１ａ、９１ａ、１０１ａ、１１１ａ  細孔（第１孔）
８１ｂ、９１ｂ、１０１ｂ、１１１ｂ  細孔（第２孔）
１０３、１１３  細孔群（孔群）
Ｆ１、Ｆ３  範囲（第２の範囲）
Ｆ２、Ｆ４  範囲（第１の範囲）
【図１】
2005309357.tif 000007
【図２】
2005309357.tif 000008
【図３】
2005309357.tif 000009
【図４】
2005309357.tif 000010
【図５】
2005309357.tif 000011
【図６】
2005309357.tif 000012
【図７】
2005309357.tif 000013
【図８】
2005309357.tif 000014
【図９】
2005309357.tif 000015
【図１０】
2005309357.tif 000016
【図１１】
2005309357.tif 000017
【図１２】
2005309357.tif 000018
【図１３】
2005309357.tif 000019
【図１４】
2005309357.tif 000020
【図１５】
2005309357.tif 000021
【図１６】
2005309357.tif 000022
【図１７】
2005309357.tif 000023
【図１８】
2005309357.tif 000024
【図１９】
2005309357.tif 000025
【図２０】
2005309357.tif 000026
【図２１】
2005309357.tif 000027
【図２２】
2005309357.tif 000028
【図２３】
2005309357.tif 000029
【図２４】
2005309357.tif 000030
【図２５】
2005309357.tif 000031
【図２６】
2005309357.tif 000032
【図２７】
2005309357.tif 000033
【図２８】
2005309357.tif 000034
【図２９】
2005309357.tif 000035
【図３０】
2005309357.tif 000036
【図３１】
2005309357.tif 000037
【図３２】
2005309357.tif 000038
【図３３】
2005309357.tif 000039
【図３４】
2005309357.tif 000040
【図３５】
2005309357.tif 000041
【図３６】
2005309357.tif 000042
【図３７】
2005309357.tif 000043
【図３８】
2005309357.tif 000044
【図３９】
2005309357.tif 000045
【図４０】
2005309357.tif 000046
【図４１】
2005309357.tif 000047
【図４２】
2005309357.tif 000048
【図４３】
2005309357.tif 000049
【図４４】
2005309357.tif 000050
【図４５】
2005309357.tif 000051
【図４６】
2005309357.tif 000052
【図４７】
2005309357.tif 000053
【図４８】
2005309357.tif 000054
【図４９】
2005309357.tif 000055
【図５０】
2005309357.tif 000056
【図５１】
2005309357.tif 000057
【図５２】
2005309357.tif 000058
【図５３】
2005309357.tif 000059
【図５４】
2005309357.tif 000060
【図５５】
2005309357.tif 000061
【図５６】
2005309357.tif 000062
【図５７】
2005309357.tif 000063
【図５８】
2005309357.tif 000064
【図５９】
2005309357.tif 000065
【図６０】
2005309357.tif 000066
【図６１】
2005309357.tif 000067
【図６２】
2005309357.tif 000068
【図６３】
2005309357.tif 000069
【図６４】
2005309357.tif 000070
【図６５】
2005309357.tif 000071
【図６６】
2005309357.tif 000072
【図６７】
2005309357.tif 000073
【図６８】
2005309357.tif 000074
【図６９】
2005309357.tif 000075
【図７０】
2005309357.tif 000076
【図７１】
2005309357.tif 000077
【図７２】
2005309357.tif 000078
【図７３】
2005309357.tif 000079
【図７４】
2005309357.tif 000080
【図７５】
2005309357.tif 000081
【図７６】
2005309357.tif 000082
【図７７】
2005309357.tif 000083
【図７８】
2005309357.tif 000084
【図７９】
2005309357.tif 000085
【図８０】
2005309357.tif 000086
【図８１】
2005309357.tif 000087
【図８２】
2005309357.tif 000088
【図８３】
2005309357.tif 000089
【図８４】
2005309357.tif 000090
【図８５】
2005309357.tif 000091
【図８６】
2005309357.tif 000092
【図８７】
2005309357.tif 000093
【図８８】
2005309357.tif 000094
【図８９】
2005309357.tif 000095
【図９０】
2005309357.tif 000096
【図９１】
2005309357.tif 000097
【図９２】
2005309357.tif 000098
【図９３】
2005309357.tif 000099
【図９４】
2005309357.tif 000100
【図９５】
2005309357.tif 000101
【図９６】
2005309357.tif 000102
【図９７】
2005309357.tif 000103
【図９８】
2005309357.tif 000104
【図９９】
2005309357.tif 000105
【図１００】
2005309357.tif 000106
【図１０１】
2005309357.tif 000107
【図１０２】
2005309357.tif 000108
【図１０３】
2005309357.tif 000109