(57)【要約】  ＷＧＰ（１０）が、透過性基板（１１）の表面上に、隣接ロッド（１４）間に間隙（１５）を設けて配置された、互いに平行な細長いロッド（１４）からなるアレイを含み得る。これらのロッド（１４）のそれぞれは、リブ（１２）間にはさまれた反射性ワイヤ（１３）を含み得る。これらのリブ（１２）の一方は、透過性リブであってよく、もう一方は吸収性リブであってよい。ＷＧＰ（１０）は、透過性リブ側に入射する光に対して高効率且つ高コントラストであってよく、吸収性リブ側に入射する光に対して低Ｒｓであってよい。
2018535445.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透過性基板の表面上に、隣接ロッド間に間隙を設けて配置された、互いに平行な細長いロッドからなるアレイを備えたワイヤグリッド偏光子（ＷＧＰ）であって、
ａ．前記ロッドのそれぞれは、透過性リブと吸収性リブとの間にはさまれた反射性ワイヤを含み、
ｂ．前記透過性リブの材料は、前記透過性基板の材料と異なる、又は前記透過性リブは前記透過性基板から離間している、又はそれらの両方である、ＷＧＰ。
【請求項２】
前記透過性リブは、窒化アルミニウム、酸化ハフニウム、炭化ケイ素、窒化ケイ素、五酸化タンタル、二酸化チタン、硫化亜鉛、又はこれらの組み合わせを含む、請求項１に記載のＷＧＰ。
【請求項３】
前記透過性リブの屈折率（ｎ）が、使用目的の光波長において、１．９より大きい、請求項１に記載のＷＧＰ。
【請求項４】
前記透過性リブの消光係数（ｋ）が、使用目的の光波長において０．０１未満である、請求項１に記載のＷＧＰ。
【請求項５】
前記ＷＧＰは、前記ＷＧＰの透過性リブ側に４５°の角度から入射する可視光の波長に対して、少なくとも８７％の効率と、少なくとも３５００のコントラストを有する、請求項１に記載のＷＧＰ。
【請求項６】
ａ．前記ＷＧＰは、前記ＷＧＰの透過性リブ側に４５°の角度から入射する可視光の波長に対して、少なくとも８５％の効率と、少なくとも２０００のコントラストを有し、
ｂ．前記ＷＧＰの吸収性リブ側に４５°の角度から入射する可視光の前記波長に対して、１５％未満のＲｓを有する、請求項１に記載のＷＧＰ。
【請求項７】
前記ＷＧＰは、イメージプロジェクタの一部を形成し、
前記イメージプロジェクタは、
ａ．光ビームを放射することが可能な光源と、
ｂ．前記光ビームの少なくとも一部を受光するように配置され、画像を投影することが可能な投影レンズ系と、
ｃ．空間光変調器であって、
ｉ．前記光源と前記投影レンズ系との間の光路において、前記光ビームの少なくとも一部を受光するように配置され、
ｉｉ．複数のピクセルを有しており、各ピクセルは、信号を受信し、偏光に変化を生じさせずに前記光ビームの少なくとも一部を透過させるか、又は、前記光ビームの少なくとも一部の偏光を前記信号に基づいて回転させることが可能である、
空間光変調器と、
ｄ．前記空間光変調器に入る前、又は前記空間光変調器から出た後、又はその両方の前記光ビームの少なくとも一部に、前記透過性リブが前記空間光変調器に面している状態で配置された前記ＷＧＰと
を有する、請求項１に記載のＷＧＰ。
【請求項８】
前記吸収性リブは、前記透過性リブに比べて、前記基板により近接して配置される、請求項１に記載のＷＧＰ。
【請求項９】
フレネル反射損失を無視すると、前記透過性リブの材料が、前記透過性リブの厚さにおいて、使用する前記波長域の光を、９０％を超える割合で透過させ且つ１０％未満の割合で吸収することが可能である、請求項１に記載のＷＧＰ。
【請求項１０】
前記透過性リブの材料が、前記透過性基板の材料と異なる、請求項１に記載のＷＧＰ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は概して、ワイヤグリッド偏光子に関連しており、特にビームスプリッタに関連している。
【背景技術】
【０００２】
ワイヤグリッド偏光子（単一のＷＧＰ、又は複数のＷＧＰ）は、一方の偏光（例えば、ｐ偏光）を透過させ、反対の偏光（例えば、ｓ偏光）を反射又は吸収することができる。用途によっては、両方の偏光ビーム（例えば、ｓ及びｐ）が用いられるので、反対の偏光が高反射率（例えば、高Ｒｓ）であることが重要になり得る。この偏光の反射（Ｒｓ）が光学系と干渉し得るので、反対の偏光が高吸収／低反射率（例えば、低Ｒｓ）であることが重要になり得る。例えば、反射したｓ偏光が、イメージプロジェクタにおいてゴーストの原因になり得る。ｓ偏光に関しては、高反射用に設計されたＷＧＰもあれば、高吸収用に設計されたＷＧＰもある。
【０００３】
光源の出力要件を最小限に抑えるために、一方の偏光の透過率が高い（例えば、高Ｔｐ）ことが、ＷＧＰの重要な特性になり得る。光画像解像度を向上させるには、反対の偏光の透過率（例えば、Ｔｓ）が低いことが重要になり得る。ＷＧＰの特性又は有効性は、効率（Ｔｐ×Ｒｓ）及びコントラスト（Ｔｐ／Ｔｓ）によって示され得る。効率とコントラストを両方とも最適化するのは困難になり得るので、１つのＷＧＰ設計によって効率が最適化されることがあり得、別のＷＧＰ設計によってコントラストが最適化されることがあり得る。
【発明の概要】
【０００４】
必要な効率（Ｔｐ×Ｒｓ）及び高コントラスト（Ｔｐ／Ｔｓ）の両方に対して、ワイヤグリッド偏光子（単一のＷＧＰ又は複数のＷＧＰ）を最適化することが有益であろう。本発明は、これらの要求を満たす様々な実施形態のＷＧＰに関する。各実施形態は、これらの要求のうちの１つ、いくつか、又は全てを満たすことができる。
【０００５】
ＷＧＰは、透過性基板の表面上に、隣接ロッド間に間隙を設けて配置された、互いに平行な細長いロッドからなるアレイを含み得る。これらのロッドのそれぞれは、透過性リブと吸収性リブとの間にはさまれた反射性ワイヤを含み得る。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】透過性基板１１の表面上に、隣接ロッド１４間に間隙１５を設けて配置された、互いに平行な細長いロッド１４からなるアレイを含むワイヤグリッド偏光子（単一のＷＧＰ又は複数のＷＧＰ）１０の概略側面断面図である。これらのロッド１４のそれぞれは、２つのリブ１２の間にはさまれた反射性ワイヤ１３を含み得る。本発明の一実施形態に従って、２つのリブ１２の一方は透過性リブであってよく、もう一方は吸収性リブであってよい。
【０００７】
【図２】本発明の一実施形態による、図１のＷＧＰ１０の概略斜視図である。
【０００８】
【図３】本発明の実施形態によるＷＧＰ１０を含む、イメージプロジェクションシステム３０を示す。
【図４】本発明の実施形態によるＷＧＰ１０を含む、イメージプロジェクションシステム４０を示す。
【０００９】
【図５ａ】本発明の一実施形態によるＷＧＰを作成する方法の段階を示す。
【図５ｂ】本発明の一実施形態によるＷＧＰを作成する方法の段階を示す。
【図５ｃ】本発明の一実施形態によるＷＧＰを作成する方法の段階を示す。
【００１０】
［定義］  本明細書で用いられるとき、「コントラスト」という用語は、主に透過する偏光がＷＧＰを透過する割合（例えば、Ｔｐ）を、反対の偏光がＷＧＰを透過する割合（例えば、Ｔｓ）で割ったものを表す。例えば、コントラスト＝Ｔｐ／Ｔｓである。
【００１１】
本明細書で用いられるとき、「効率」という用語は、主に透過する偏光がＷＧＰを透過する割合（例えば、Ｔｐ）を、反対の偏光がＷＧＰから反射する割合（例えば、Ｒｓ）で乗じたものを表す。例えば、効率＝Ｔｐ×Ｒｓである。
【００１２】
本明細書で用いられるとき、「細長い」という用語は、長さＬのロッド１４が、ロッド幅Ｗ及び／又はロッド厚Ｔｈ１４よりも十分に大きいことを表す。例えば、紫外光又は可視光向けのＷＧＰは、用途に応じて、２０〜１００ナノメートルのロッド幅Ｗ、及び５０〜５００ナノメートルのロッド厚、並びに約１ミリメートルから２０センチメートル又はそれより長いロッド長Ｌを有してよい。したがって、細長いロッド１４は、ロッド幅Ｗ及び／又はロッド厚Ｔｈ１４の何倍も大きい（例えば、１つの態様では少なくとも１０倍、別の態様では少なくとも１００倍、別の態様では少なくとも１，０００倍、別の態様では少なくとも１０，０００倍）長さＬを有してよい。「細長い」という用語は、ロッド１４の長さＬが、使用目的の波長域のどの波長より長いことも表してよい。したがって、長さＬは、可視光の最長波長である７００ｎｍより長くなり得る。
【００１３】
本明細書で用いられるとき、「Ｒｓ」という用語は、透過率を最小限に抑えることが必要な偏光の反射率又は反射割合を表す。
【００１４】
光学構造に用いられる多くの材料が、ある程度の光を吸収し、ある程度の光を反射し、ある程度の光を透過させる。以下の定義は、主に吸収性を有する、主に反射性を有する、又は主に透過性を有する、材料又は構造を区別することを目的としている。
１．本明細書で用いられるとき、「吸収性」という用語は、対象波長の光を十分に吸収することを表す。
ａ．ある材料が「吸収性」を有するかどうかは、偏光子に用いられる他の材料と相対的な関係にある。したがって、吸収性構造は、反射性構造又は透過性構造よりも十分に吸収することになる。
ｂ．ある材料が「吸収性」を有するかどうかは、対象波長によって決まる。材料は、１つの波長域では吸収性を有していても、別の波長域では吸収性を有していないことがある。
ｃ．１つの態様において、吸収性構造は、対象波長の光を、４０％を超える割合で吸収し且つ６０％未満の割合で反射することができる（吸収性構造が光学的に厚膜である、すなわち、表皮の厚さより厚いと仮定している）。
ｄ．別の態様において、吸収性材料は、透過性材料と比べて、高い消光係数（ｋ）を有することができ、例えば、１つの態様では０．０１より大きく、別の態様では１．０より大きいなどである。
ｅ．吸収性リブは、光の一方の偏光を選択的に吸収するために用いられ得る。
２．本明細書で用いられるとき、「反射性」という用語は、対象波長の光を十分に反射することを表す。
ａ．ある材料が「反射性」を有するかどうかは、偏光子に用いられる他の材料と相対的な関係にある。したがって、反射性構造は、吸収性構造又は透過性構造よりも十分に反射することになる。
ｂ．ある材料が「反射性」を有するかどうかは、対象波長によって決まる。材料は、１つの波長域では反射性を有していても、別の波長域では反射性を有していないことがある。波長域によっては、高い反射性を有する材料を効果的に利用することができる。他の波長域、特に、材料劣化が起こる可能性が高い低波長側では、材料の選択がさらに限定される場合があり、光学設計者は、必要とされるよりも低い反射率を有する材料を受け入れなければならない場合がある。
ｃ．１つの態様において、反射性構造は、対象波長の光を、８０％を超える割合で反射し且つ２０％未満の割合で吸収することができる（反射性構造が光学的に厚膜である、すなわち、表皮の厚さより厚いと仮定している）。
ｄ．金属が、多くの場合に、反射性材料として用いられる。
ｅ．反射性ワイヤが、光の一方の偏光を光の反対の偏光から分離するのに用いられ得る。
３．本明細書で用いられるとき、「透過性」という用語は、対象波長の光に対して十分に透過性を有することを表す。
ａ．ある材料が「透過性」を有するかどうかは、偏光子に用いられる他の材料と相対的な関係にある。したがって、透過性構造は、吸収性構造又は反射性構造よりも十分に透過することになる。
ｂ．ある材料が「透過性」を有するかどうかは、対象波長によって決まる。材料は、１つの波長域では透過性を有していても、別の波長域では透過性を有していないことがある。
ｃ．１つの態様において、透過性構造は、フレネル反射損失を無視すると、対象波長又は使用する波長域の光を、９０％を超える割合で透過し且つ１０％未満の割合で吸収することができる。
ｄ．別の態様では、透過性構造は、対象波長又は使用する波長域において、０．０１未満又は０．００１未満の消光係数（ｋ）を有し得る。
４．これらの定義に用いられるとき、「材料」という用語は、特定の構造の全体的な材料を指す。したがって、ある程度の反射性成分又は透過性成分を含み得る材料であったとしても、全体として十分に吸収性を有する材料で、「吸収性」を有する構造が作られる。したがって例えば、光を十分に吸収するように十分な量の吸収性材料で作られたリブは、内部に埋め込まれたある程度の反射性材料又は透過性材料を含み得るとしても、吸収性リブである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図１〜図２に例示されるように、透過性基板１１（例えば、ガラス）の表面１１ｓ上に、隣接ロッド１４間に間隙１５を設けて配置された、互いに平行な細長いロッド１４からなるアレイを備えた、ワイヤグリッド偏光子１０（単一のＷＧＰ又は複数のＷＧＰ）が示されている。これらのロッド１４のそれぞれは、２つのリブ１２の間にはさまれた反射性ワイヤ１３を含み得る。２つのリブ１２のうち一方は透過性リブであってよく、もう一方は吸収性リブであってよい。
【００１６】
１つの実施形態において、吸収性リブは、基板１１により近接して配置されたリブ１２ｂであってよく、透過性リブは、基板１１からより遠くに配置されたリブ１２ａであってよい。別の実施形態において、透過性リブは、基板１１により近接して配置されたリブ１２ｂであってよく、吸収性リブは、基板１１からより遠くに配置されたリブ１２ａであってよい。吸収性リブ又は透過性リブが、基板１１により近接して配置されたリブ１２ｂであるかどうかの判定は、（１）細長いロッド１４が配置されている表面１１ｓに入射光が面しているかどうか、又は基板１１の反対側１１ｏに入射光が面しているかどうか、（２）必要な光ビームが主に反射されるか、又は透過するか、及び（３）高反射率（高Ｒｓ）が必要か、又は高吸収率（低Ｒｓ）が必要かに基づいてよい。
【００１７】
例えば、吸収性リブが基板１１により近接して配置され、細長いロッド１４が配置されている表面１１ｓに光が面している場合、透過性リブは、反射性ワイヤ１３と共に、一方の偏光の反射率を増やす（例えば、Ｒｓを増やす）ことができ、吸収性リブは、コントラストを増やす（例えば、Ｔｐ／Ｔｓを増やす）ことができる。基板１１の反対側１１ｏに入射する光については、吸収性リブはｓ偏光を吸収することができ、したがってＲｓを減らすことができる。したがって、１つのＷＧＰ１０は、細長いロッド１４が配置されている表面１１ｓに入射する光に対して、高効率（Ｔｐ×Ｒｓ）及び高コントラスト（Ｔｐ／Ｔｓ）を両方とも有することができ、基板１１の反対側１１ｏに入射する光に対して、ｓ偏光の高吸収率（低Ｒｓ）を有することができる。
【００１８】
例えば、ＷＧＰの透過性リブ側に４５°の角度から入射する可視光の波長（例えば、４５０、５５０、又は６５０ナノメートル）の場合、ＷＧＰ１０は、１つの態様において少なくとも８５％、別の態様において少なくとも８７％、若しくは別の態様において少なくとも８９％の効率を有することができ、及び／又は、ＷＧＰ１０は、１つの態様において少なくとも２０００、別の態様において少なくとも３０００、別の態様において少なくとも３５００、若しくは別の態様において少なくとも４０００のコントラストを有することができる。別の例において、ＷＧＰの吸収性リブ側に４５°の角度から入射する可視光の波長（例えば４５０、５５０、又は６５０ナノメートル）の場合、ＷＧＰ１０は、１つの態様において１５％未満、別の態様において１０％未満、又は別の態様において５％未満のＲｓを有することができる。
【００１９】
高コントラスト及び高効率を両方とも備えた、吸収反射両用型のＷＧＰが、例えば、図３に示されるイメージプロジェクタ３０又は図４に示されるイメージプロジェクタ４０などのイメージプロジェクタにおいて、有用になり得る。イメージプロジェクタ３０又は４０は、本明細書で説明されるＷＧＰの実施形態に従って、光ビーム３３又は４３を放射することが可能な光源３１又は４１、投影レンズ系３５、空間光変調器３７、及びＷＧＰ１０を含み得る。
【００２０】
投影レンズ系３５は、光ビーム３３又は４３の少なくとも一部を受光するように配置されてよく、また画像を投影してよい。投影レンズ系３５は、米国特許第６，５８５，３７８号及び第６，４４７，１２０号に説明されており、これらの特許は全体の参照により本明細書に組み込まれる。
【００２１】
空間光変調器３７は、光源３１又は４１と投影レンズ系３５との間の光路において、光ビーム３３又は４３の少なくとも一部を受光するように配置されてよい。空間光変調器３７は、複数のピクセルを有してよく、各ピクセルは、信号を受信することが可能である。信号は、電子信号であってよい。各ピクセルが信号を受信するかどうか又は信号の強度に応じて、ピクセルは、光ビーム３３若しくは４３の一部の偏光を回転させるか、又は光ビーム３３若しくは４３の一部の偏光に変化を生じさせずに、光ビーム３３若しくは４３の一部を透過させるか反射することができる。空間光変調器３７は、液晶デバイス／ディスプレイ（ＬＣＤ）であってよく、透過型、反射型、又は半透過型であってよい。
【００２２】
ＷＧＰ１０は、空間光変調器３７に入る前、空間光変調器３７から出た後、又はその両方の光ビーム３３又は４３の少なくとも一部に配置されてよい。ＷＧＰ１０は、ＷＧＰ１０の種類、及び各ピクセルが信号を受信したかどうかに応じて、各ピクセルが光を透過、反射、又は吸収することで、画像を形成するのに役立つ。
【００２３】
図３に示されるように、イメージプロジェクタ３０はさらに、色分割光学素子３２と、色合成光学素子３８とを含んでよい。光源３１は、光ビーム３３を放射することができ、この光ビーム３３は、最初は偏光されていなくてよい。色分割光学素子３２は、光ビーム３３の少なくとも一部を受光するように配置されてよく、光源３１と空間光変調器３７との間に配置されてよく、光ビーム３３を複数の異なる有色光ビームに分割して、有色ビーム３３ｃを画定してよい。これらの有色ビーム３３ｃは、原色であってよい。
【００２４】
色合成光学素子３８は、空間光変調器３７と投影レンズ系３５との間に配置されてよく、有色ビーム３３ｃの少なくとも一部を受光するように配置されてよい。色合成光学素子３８は、有色ビーム３３ｃの少なくとも一部を、最終ビーム又は合成ビーム３３ｆに再合成することができる。色合成光学素子３８は、異なる色の光を、投影される単一の画像に合成するためのコンピュータプロジェクタに用いられる。色合成光学素子３８は、Ｘキューブ、Ｘキューブプリズム、Ｘプリズム、光再合成プリズム、又はクロスダイクロイックプリズムと呼ばれることがある。Ｘキューブは通常、ダイクロイックコーティング付きの４つの直角プリズムで作られ、これらの直角プリズムが共に接合されてキューブを形成する。
【００２５】
投影レンズ系３５は、合成ビーム３３ｆを受光するように配置されてよく、有色画像３３ｉを投影してよい。有色画像３３ｉは、画面３６上又は人の目に投影されてよい。
【００２６】
空間光変調器３７は、色分割光学素子３２と色合成光学素子３８との間の光路において、有色ビーム３３ｃのうち少なくとも１つを受光するように配置されてよい。イメージプロジェクタ３０は、有色ビーム３３ｃのそれぞれに対して、１つの空間光変調器３７を含んでよい。ＷＧＰ１０は、空間光変調器３７に入る前、空間光変調器３７から出た後、又はその両方の有色ビーム３３ｃのうち少なくとも１つに配置されてよい。
【００２７】
図４のイメージプロジェクタ４０に示されるように、光源４１は、複数の異なる有色光ビームを連続的に放射して、有色ビーム４３を画定してよい（したがって、光ビーム４３は、有色ビーム４３として画定されてよい）。これらの有色ビーム４３は、原色であってよい。投影レンズ系３５は、有色ビーム４３を受光するように配置されてよく、有色画像３３ｉを投影してよい。有色画像３３ｉは、画面３６上又は人の目に投影されてよい。空間光変調器３７は、光源４１と投影レンズ系３５との間の光路において、有色ビーム４３を受光するように配置されてよい。ＷＧＰ１０は、空間光変調器３７に入る前、空間光変調器３７から出た後、又はその両方の有色ビーム４３に配置されてよい。
【００２８】
イメージプロジェクタ３０及び４０の両方について、透過性リブ側のＷＧＰ１０に入射する光が、高コントラスト且つ高効率に偏光されてよく、吸収性リブ側のＷＧＰ１０に入射するｓ偏光された光が吸収されてよい。
高コントラスト且つ高効率が必要かどうか、又は一方の偏光が高吸収であることが必要かどうかに応じて、吸収性リブは、透過性リブと比べて、空間光変調器３７、光源３１若しくは４１、又は投影レンズ系３５により近接していても、又はより遠くにあってもよい。
【００２９】
１つの実施形態において、吸収性リブは、光源４１若しくは入射光ビームに面していても、又はこれにより近接していてもよく、及び／又は、透過性リブは、空間光変調器３７に面していても、若しくはこれにより近接していてもよい。例えば、吸収性リブは、基板１１により近接して配置されたリブ１２ｂであってよい。細長いロッド１４が配置されている表面１１ｓの反対側にある、基板１１の面１１ｏが、光源４１により近接して配置されてよい。ＷＧＰは選択的に、光の一方の偏光（例えば、Ｔｓ）の大部分を吸収し、反対の偏光（例えば、Ｔｐ）の大部分を透過してよい。透過性リブは、基板１１からより遠くに配置されたリブ１２ａであってよく、細長いロッド１４が配置されている表面１１ｓは、空間光変調器３７により近接して配置されてよい。ＷＧＰは選択的に、空間光変調器３７から入ってくる光の一方の偏光（例えば、Ｔｐ）の大部分を反射してよい。
【００３０】
必要な偏光の最適な透過率（例えば、高Ｔｐ）については、透過性リブが、高い屈折率（ｎ）及び低い消光係数（ｋ）を有することが有益になり得る。例えば、透過性リブは、使用目的の光波長又は波長域（例えば、４００〜５００ナノメートル、５００〜６００ナノメートル、又は６００〜７００ナノメートルの可視光）において、１つの態様では１．９より大きい、別の態様では２．０より大きい、別の態様では２．２より大きい、若しくは別の態様では２．４より大きい屈折率（ｎ）、及び／又は、１つの態様では０．０１未満、別の態様では０．００１未満、若しくは別の態様では０．０００１未満の消光係数（ｋ）を有してよい。
【００３１】
透過性リブの材料は、透過性基板１１の材料と異なってよい。透過性リブは、透過性基板１１から離間していてよい。
【００３２】
透過性リブ材料の例には、窒化アルミニウム、酸化ハフニウム、炭化ケイ素、窒化ケイ素、五酸化タンタル、二酸化チタン、硫化亜鉛、又はこれらの組み合わせが含まれる。透過性リブを堆積する際の欠陥が原因で、これらの化学化合物は、必ずしも正確な化学量論比になるとは限らない。例えば、「二酸化チタン」という用語は、２つの酸素原子ごとに、１つのチタン原子があることをおおよそ意味し、例えば、ＴｉｘＯｙにおいて、０．９≦ｘ≦１．１且つ１．９≦ｙ≦２．１などである。別の例として、窒化ケイ素は一般にＳｉ３Ｎ４を指すが、本明細書で用いられるとき、窒化ケイ素という用語は、４つの窒素原子ごとに３つのケイ素原子があることをおおよそ意味し、例えば、ＳｉｖＮｚにおいて、２．９≦ｖ≦３．１且つ３．９≦ｚ≦４．１などである。
【００３３】
適切な屈折率（ｎ）と消光係数（ｋ）とを有する材料を選択することで、透過性リブは、高い透過率と低い吸収率とを有することができる。例えば、フレネル反射損失を無視すると、透過性リブの材料が、ある厚さ（Ｔｈａ又はＴｈｂ）の透過性リブにおいて、使用する波長域の光を、９０％を超える割合で透過し且つ１０％未満の割合で吸収することができる。
【００３４】
吸収性リブは、透過性リブと比べて、高い消光係数（ｋ）を有してよい。例えば、吸収性リブは、１つの態様では０．０１より大きい、又は別の態様では１．０より大きい消光係数（ｋ）を有してよい。吸収性リブは、少なくとも８０重量％のケイ素、又は少なくとも８０重量％のゲルマニウムを含んでよい。
【００３５】
反射性ワイヤ１３は、金属などの導電性且つ反射性の材料で作られてよい。例えば、反射性ワイヤ１３は、少なくとも９９重量％のアルミニウムを含んでよい。
【００３６】
ＷＧＰは、１つを超える吸収性リブを含んでよく、このことは、２０１５年１１月１０日に出願された米国特許出願第１４／９３７，４８８号に記載されており、この特許出願は、２０１５年１月１６日に出願された米国仮特許出願第６２／１０４，３７１号に基づく優先権を主張し、これらの特許出願は両方とも、全体の参照により本明細書に組み込まれる。
【００３７】
ＷＧＰを作成する方法が、以下の段階を含んでよく、これらの段階は、説明される順序で行われてよい。
１．透過性基板１１の表面１１ｓ上に第１の層５１を堆積する。図５ａを参照のこと。
２．第１の層５１の表面上に第２の層５２を堆積する。図５ｂを参照のこと。
３．第２の層５２の表面上に第３の層５３を堆積する。図５ｃを参照のこと。
４．３つの層５１〜５３をエッチングして、独立したロッド１４を形成する。図１〜図２を参照のこと。
第２の層５２は、反射性材料であってよい。第１の層５１及び第３の層５３のうち一方は、吸収性材料であってよく、もう一方は、透過性材料であってよい。
【図１】
2018535445.tif 000003
【図２】
2018535445.tif 000004
【図３】
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【図４】
2018535445.tif 000006
【図５ａ】
2018535445.tif 000007
【図５ｂ】
2018535445.tif 000008
【図５ｃ】
2018535445.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成30年6月8日(2018.6.8)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワイヤグリッド偏光子（ＷＧＰ）であって、
透過性基板の表面上に、隣接ロッド間に間隙を設けて配置された、互いに平行な細長いロッドからなるアレイを備え、
前記ロッドのそれぞれは、透過性リブと吸収性リブとの間にはさまれた反射性ワイヤを含み、
前記透過性リブの材料は、前記透過性基板の材料と異なる、又は前記透過性リブは前記透過性基板から離間している、又はそれらの両方である、ＷＧＰ。
【請求項２】
前記吸収性リブは、前記透過性リブに比べて、前記透過性基板により近接して配置される、請求項１に記載のＷＧＰ。
【請求項３】
前記間隙のそれぞれは、前記透過性基板に最も近接した、前記隣接ロッドの基端部から、前記透過性基板から最も遠い、前記隣接ロッドの遠位端部まで延在する、請求項１又は２に記載のＷＧＰ。
【請求項４】
前記透過性リブは、窒化アルミニウム、酸化ハフニウム、炭化ケイ素、窒化ケイ素、五酸化タンタル、二酸化チタン、硫化亜鉛、又はこれらの組み合わせを含む、請求項１から３のいずれか一項に記載のＷＧＰ。
【請求項５】
前記透過性リブの屈折率（ｎ）が、使用目的の光波長において、１．９より大きく、
前記透過性リブの消光係数（ｋ）が、使用目的の前記光波長において０．０１未満であり、
フレネル反射損失を無視すると、前記透過性リブの材料が、前記透過性リブの厚さにおいて、使用する波長域の光を、９０％を超える割合で透過させ且つ１０％未満の割合で吸収することが可能である、請求項１から４のいずれか一項に記載のＷＧＰ。
【請求項６】
前記吸収性リブの光学的に厚膜の材料は、使用する光波長域の光を、６０％未満の割合で反射し且つ４０％を超える割合で吸収することが可能であり、
前記吸収性リブの消光係数（ｋ）が、使用する前記光波長域において、０．０１より大きい、請求項１から５のいずれか一項に記載のＷＧＰ。
【請求項７】
前記ＷＧＰは、前記ＷＧＰの透過性リブ側に４５°の角度から入射する可視光の波長に対して、少なくとも８５％の効率と、少なくとも２０００のコントラストを有し、
前記ＷＧＰの吸収性リブ側に４５°の角度から入射する可視光の前記波長に対して、１５％未満のＲｓを有する、請求項１から６のいずれか一項に記載のＷＧＰ。
【請求項８】
前記ＷＧＰは、イメージプロジェクタの一部を形成し、
前記イメージプロジェクタは、
光ビームを放射することが可能な光源と、
前記光ビームの少なくとも一部を受光するように配置され、画像を投影することが可能な投影レンズ系と、
空間光変調器であって、
前記光源と前記投影レンズ系との間の光路において、前記光ビームの少なくとも一部を受光するように配置され、
複数のピクセルを有しており、各ピクセルは、信号を受信し、偏光に変化を生じさせずに前記光ビームの少なくとも一部を透過させるか、又は、前記光ビームの少なくとも一部の偏光を前記信号に基づいて回転させることが可能である、
空間光変調器と、
前記空間光変調器に入る前、又は前記空間光変調器から出た後、又はその両方の前記光ビームの少なくとも一部に、前記透過性リブが前記空間光変調器に面している状態で配置された前記ＷＧＰと
を有する、請求項１から７のいずれか一項に記載のＷＧＰ。
【請求項９】
ワイヤグリッド偏光子を作成する方法であって、前記方法は、
透過性基板の表面上に第１の層を堆積する段階と、
前記第１の層の表面上に第２の層を堆積する段階であって、前記第２の層は、反射性材料であり、対象波長の光を、８０％を超える割合で反射し且つ２０％未満の割合で吸収することが可能である、段階と、
前記第２の層の表面上に第３の層を堆積する段階であって、前記第１の層及び前記第３の層のうち一方は、前記対象波長の光を、４０％を超える割合で吸収し且つ６０％未満の割合で反射することが可能な吸収性材料であり、前記第１の層及び前記第３の層のうちもう一方は、前記対象波長の光を、９０％を超える割合で透過させ且つ１０％未満の割合で吸収することが可能な透過性材料である、段階と、
前記第１の層、前記第２の層、及び前記第３の層を前記透過性基板の表面までエッチングして、独立したロッドを形成する段階と
をこの順序で備える、方法。
【請求項１０】
前記第１の層は前記吸収性材料であり、前記第３の層は前記透過性材料である、請求項９に記載の方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３７】
ＷＧＰを作成する方法が、以下の段階を含んでよく、これらの段階は、説明される順序で行われてよい。
１．透過性基板１１の表面１１ｓ上に第１の層５１を堆積する。図５ａを参照のこと。
２．第１の層５１の表面上に第２の層５２を堆積する。図５ｂを参照のこと。
３．第２の層５２の表面上に第３の層５３を堆積する。図５ｃを参照のこと。
４．３つの層５１〜５３をエッチングして、独立したロッド１４を形成する。図１〜図２を参照のこと。
第２の層５２は、反射性材料であってよい。第１の層５１及び第３の層５３のうち一方は、吸収性材料であってよく、もう一方は、透過性材料であってよい。
（項目１）
透過性基板の表面上に、隣接ロッド間に間隙を設けて配置された、互いに平行な細長いロッドからなるアレイを備えたワイヤグリッド偏光子（ＷＧＰ）であって、
ａ．上記ロッドのそれぞれは、透過性リブと吸収性リブとの間にはさまれた反射性ワイヤを含み、
ｂ．上記透過性リブの材料は、上記透過性基板の材料と異なる、又は上記透過性リブは上記透過性基板から離間している、又はそれらの両方である、ＷＧＰ。
（項目２）
上記透過性リブは、窒化アルミニウム、酸化ハフニウム、炭化ケイ素、窒化ケイ素、五酸化タンタル、二酸化チタン、硫化亜鉛、又はこれらの組み合わせを含む、項目１に記載のＷＧＰ。
（項目３）
上記透過性リブの屈折率（ｎ）が、使用目的の光波長において、１．９より大きい、項目１に記載のＷＧＰ。
（項目４）
上記透過性リブの消光係数（ｋ）が、使用目的の光波長において０．０１未満である、項目１に記載のＷＧＰ。
（項目５）
上記ＷＧＰは、上記ＷＧＰの透過性リブ側に４５°の角度から入射する可視光の波長に対して、少なくとも８７％の効率と、少なくとも３５００のコントラストを有する、項目１に記載のＷＧＰ。
（項目６）
ａ．上記ＷＧＰは、上記ＷＧＰの透過性リブ側に４５°の角度から入射する可視光の波長に対して、少なくとも８５％の効率と、少なくとも２０００のコントラストを有し、
ｂ．上記ＷＧＰの吸収性リブ側に４５°の角度から入射する可視光の上記波長に対して、１５％未満のＲｓを有する、項目１に記載のＷＧＰ。
（項目７）
上記ＷＧＰは、イメージプロジェクタの一部を形成し、
上記イメージプロジェクタは、
ａ．光ビームを放射することが可能な光源と、
ｂ．上記光ビームの少なくとも一部を受光するように配置され、画像を投影することが可能な投影レンズ系と、
ｃ．空間光変調器であって、
ｉ．上記光源と上記投影レンズ系との間の光路において、上記光ビームの少なくとも一部を受光するように配置され、
ｉｉ．複数のピクセルを有しており、各ピクセルは、信号を受信し、偏光に変化を生じさせずに上記光ビームの少なくとも一部を透過させるか、又は、上記光ビームの少なくとも一部の偏光を上記信号に基づいて回転させることが可能である、
空間光変調器と、
ｄ．上記空間光変調器に入る前、又は上記空間光変調器から出た後、又はその両方の上記光ビームの少なくとも一部に、上記透過性リブが上記空間光変調器に面している状態で配置された上記ＷＧＰと
を有する、項目１に記載のＷＧＰ。
（項目８）
上記吸収性リブは、上記透過性リブに比べて、上記基板により近接して配置される、項目１に記載のＷＧＰ。
（項目９）
フレネル反射損失を無視すると、上記透過性リブの材料が、上記透過性リブの厚さにおいて、使用する上記波長域の光を、９０％を超える割合で透過させ且つ１０％未満の割合で吸収することが可能である、項目１に記載のＷＧＰ。
（項目１０）
上記透過性リブの材料が、上記透過性基板の材料と異なる、項目１に記載のＷＧＰ。
【国際調査報告】
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