JP2008304919A - Optical device using polarizer - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、入射した光束から直線偏光光束を選択する偏光子を用いた光学機器に関する。 The present invention relates to an optical apparatus using a polarizer that selects a linearly polarized light beam from an incident light beam.
従来、電気光学素子を利用した光学機器として、光源と、この光源から出射された光束を画像情報に応じて変調する電気光学素子と、この電気光学素子で変調された光束を拡大投写する投写光学系とを備えたプロジェクタが利用されている。この電気光学素子として液晶素子が知られており、液晶素子は、一対の透明基板間に液晶等の電気光学材料を密閉封入して挟持し、前記一対の透明基板間の入射側および出射側に配置される偏光子となる2枚の偏光板とを含んで構成される。そして、従来、この偏光板は、ヨウ素や染料を含んだPVA(ポリビニルアルコール)等の有機系材料からなり、一定方向に延伸したフィルムを、ガラス基板等の支持体で挟み込んだり、支持体に張り付けたりすることにより構成されていた。 Conventionally, as an optical device using an electro-optical element, a light source, an electro-optical element that modulates a light beam emitted from the light source according to image information, and projection optics that enlarges and projects the light beam modulated by the electro-optical element Projectors equipped with a system are used. A liquid crystal element is known as the electro-optic element, and the liquid crystal element is sealed and encapsulated with an electro-optic material such as liquid crystal between a pair of transparent substrates, and is disposed between the incident side and the emission side between the pair of transparent substrates. It is comprised including two polarizing plates used as the polarizer arrange | positioned. Conventionally, this polarizing plate is made of an organic material such as PVA (polyvinyl alcohol) containing iodine or a dye, and a film stretched in a certain direction is sandwiched by a support such as a glass substrate or attached to the support. It was configured by.
しかし、このような従来の偏光板は、有機系の材料から構成されているため、高温に弱く、70℃以上の環境で継続的に使用されると、色が抜けてしまい偏光機能が徐々に失われるという問題がある。このため、無機系材料から構成される偏光板として構造複屈折型偏光子が提案されている。この構造複屈折型偏光子は、ガラス等の透明基板の表面にアルミニウム等の金属で微細な線状の凸条部をストライプ状に複数配列した複屈折部を形成することにより構成され、凸条部間の空間の回折現象を利用することにより、入射する光束から直線偏光光束を選択することができる。 However, since such a conventional polarizing plate is made of an organic material, it is vulnerable to high temperatures, and when used continuously in an environment of 70 ° C. or higher, the color is lost and the polarizing function gradually increases. There is a problem of being lost. For this reason, a structural birefringent polarizer has been proposed as a polarizing plate made of an inorganic material. This structural birefringent polarizer is formed by forming a birefringent portion in which a plurality of fine linear ridges are arranged in a stripe shape with a metal such as aluminum on the surface of a transparent substrate such as glass. A linearly polarized light beam can be selected from the incident light beam by utilizing the diffraction phenomenon of the space between the parts.
しかしながら、このような構造複屈折型偏光子は、複屈折部において入射した光束の一部を熱として吸収するため、ガラス基板が熱歪を起こし、適切な偏光光の選択を行えないという問題がある。特に、ガラス基板が出射側に配置されるような形で使用すると、複屈折部で選択された偏光光束の偏光軸がガラス基板内で回転し、光抜け現象を起こすという問題がある。 However, since such a structural birefringent polarizer absorbs part of the light beam incident on the birefringent portion as heat, the glass substrate is thermally distorted, making it impossible to select an appropriate polarized light. is there. In particular, when the glass substrate is used in such a manner that it is disposed on the exit side, there is a problem in that the polarization axis of the polarized light beam selected by the birefringent portion rotates within the glass substrate, causing a light leakage phenomenon.
本発明の目的は、耐久性が高くかつ適切な偏光光の選択を行うことのできる偏光子を用いた光学機器を提供することにある。 An object of the present invention is to provide an optical apparatus using a polarizer that has high durability and can select appropriate polarized light.
本発明は、構造複屈折型偏光子を用いた光学機器において、基板材料の取捨選択および、偏光子の配置を適切にすることにより、前記目的を達成しようとするものである。
具体的には、本発明の光学機器は、光源から出射された光束を画像情報に応じて変調する電気光学素子と、前記電気光学素子の光入射側および/または光射出側に配置された偏光子と、を備え、前記電気光学素子は、一対の基板と、前記一対の基板間に挟持された電気光学材料とを有し、前記偏光子は、光線透過率が97%以上の材料からなる偏光子用基板と、この偏光子用基板の表面に微細な金属製の凸条部をストライプ状に配列して構成される複屈折部とを有してなる光学機器であって、前記複屈折部は、前記偏光子用基板の2つの表面のうち、光射出側に設けられ、前記複屈折部には、該複屈折部を覆う保護基板が設けられ、前記保護基板は、前記偏光子用基板と外周端部で弾性接着剤により接着され、前記複屈折部が該保護基板および弾性接着剤で封止されていることを特徴とする。
ここで、97%以上の光線透過率を有する偏光子用基板材料としてはサファイア、LBC3N(HOYAオプティクス製)、ネオセラム(日本電気ガラス製)等がある。
The present invention intends to achieve the above object by appropriately selecting a substrate material and appropriately arranging a polarizer in an optical apparatus using a structural birefringent polarizer.
Specifically, the optical apparatus of the present invention includes an electro-optic element that modulates a light beam emitted from a light source according to image information, and a polarization that is disposed on a light incident side and / or a light emission side of the electro-optic element. And the electro-optic element includes a pair of substrates and an electro-optic material sandwiched between the pair of substrates, and the polarizer is made of a material having a light transmittance of 97% or more. An optical apparatus comprising: a polarizer substrate; and a birefringence portion configured by arranging fine metal protrusions in stripes on a surface of the polarizer substrate, the birefringence Is provided on the light exit side of the two surfaces of the polarizer substrate, the birefringent portion is provided with a protective substrate that covers the birefringent portion, and the protective substrate is used for the polarizer. The substrate and the outer peripheral edge are bonded with an elastic adhesive, and the birefringent portion is connected to the protective substrate and the protective substrate. Characterized in that it is sealed with an elastic adhesive.
Here, as a substrate material for a polarizer having a light transmittance of 97% or more, there are sapphire, LBC3N (manufactured by HOYA Optics), neoceram (manufactured by Nippon Electric Glass), and the like.
さらに、偏光子用基板材料は、線膨張係数が4.8×10-7/K以下の材料が好ましく、このような材料としては石英ガラス、ネオセラム、クリアセラム(オハラ製)等があるが、なかでも結晶化ガラスや石英ガラスを採用するのがより好ましい。また、複屈折部を構成する金属製の凸条部としては、アルミニウムからなる凸条部を採用することができ、偏光子の偏光特性は、凸条部のピッチ、高さ、およびデューティ比により定められる。例えば、幅65nm、高さ120〜170nmの凸条部を、144nmのピッチで複数配列することにより、複屈折部を構成することができる。 Furthermore, the substrate material for the polarizer is preferably a material having a linear expansion coefficient of 4.8 × 10 −7 / K or less. Examples of such a material include quartz glass, neo-serum, clear serum (made by OHARA), and the like. Of these, it is more preferable to use crystallized glass or quartz glass. In addition, as the metal ridges constituting the birefringent part, ridges made of aluminum can be adopted, and the polarization characteristics of the polarizer depend on the pitch, height, and duty ratio of the ridges. Determined. For example, a birefringence portion can be formed by arranging a plurality of ridge portions having a width of 65 nm and a height of 120 to 170 nm at a pitch of 144 nm.
このような本発明によれば、偏光子用基板が入射側に配置されることとなるため、偏光選択後の光束が偏光子用基板の熱歪等の影響を受けて偏光軸が回転することもなく、適切な偏光の選択を行うことができる。また、偏光子用基板材料として線膨張係数の低い材料を採用することにより、複屈折部で吸収された熱が偏光子用基板材料に作用しても歪が生じにくくなるため、偏光子の光抜け現象等の発生を防止することができる。さらに、複屈折部が金属から構成されているため、十分な耐久性を確保することができる。 According to the present invention, since the polarizer substrate is disposed on the incident side, the light beam after selection of the polarization is affected by the thermal distortion of the polarizer substrate and the polarization axis rotates. Therefore, it is possible to select an appropriate polarization. In addition, by adopting a material with a low coefficient of linear expansion as the substrate material for the polarizer, distortion hardly occurs even if the heat absorbed by the birefringent portion acts on the substrate material for the polarizer. Occurrence of a dropout phenomenon or the like can be prevented. Furthermore, since the birefringent portion is made of metal, sufficient durability can be ensured.
また、偏光子用基板材料は、6.21W/(m・K)以上の熱伝導率を有することが好ましい。この場合、具体的な偏光子用基板材料としては、サファイアや水晶を採用することができる。 The substrate material for the polarizer preferably has a thermal conductivity of 6.21 W / (m · K) or more. In this case, sapphire or quartz can be employed as a specific polarizer substrate material.
このような本発明によれば、偏光子用基板材料として熱伝導率の高い材料を採用することにより、複屈折部で吸収された熱が偏光子用基板材料に作用しても偏光子の保持枠等を介して直ちに放熱することができるため、偏光子用基板に熱歪が生じにくくなり、前述と同様に偏光子の光抜け現象等の発生を防止することができる。 According to the present invention, by adopting a material having high thermal conductivity as the substrate material for the polarizer, it is possible to retain the polarizer even if the heat absorbed by the birefringent portion acts on the substrate material for the polarizer. Since heat can be immediately radiated through the frame or the like, thermal distortion is unlikely to occur in the polarizer substrate, and the occurrence of light leakage phenomenon of the polarizer can be prevented in the same manner as described above.
さらに、偏光子用基板材料は、0.43×10-12/Pa以下の光弾性定数を有するこ
と好ましい。ここで、光弾性定数は、偏光子用基板に作用した応力と、その応力が作用した状態で偏光子用基板を透過した光の複屈折による光路差との関係を与える比例定数であり、具体的には、複屈折による光路差をδ(nm)、光の進行方向に直角な成分の基板の内部応力をPs(×105Pa)、偏光子用基板の厚さをd(mm)とすると、[数1]のような関係が成立する。
Further, the polarizer substrate material preferably has a photoelastic constant of 0.43 × 10 −12 / Pa or less. Here, the photoelastic constant is a proportional constant that gives the relationship between the stress acting on the polarizer substrate and the optical path difference due to the birefringence of light transmitted through the polarizer substrate in the state where the stress is applied. Specifically, the optical path difference due to birefringence is δ (nm), the internal stress of the substrate perpendicular to the light traveling direction is Ps (× 10 5 Pa), and the thickness of the polarizer substrate is d (mm). Then, a relationship such as [Equation 1] is established.
[数1]
δ=B・Ps・d/10
[Equation 1]
δ = B · Ps · d / 10
そして、[数1]における比例定数Bが光弾性定数であり、通常(10-12/Pa)の単位で表示する。
前述の光弾性定数を有する偏光子用基板材料としては、例えば、低光弾性ガラスであるHOYAオプティクス製LBC3N等を採用することができる。このような本発明によれば、偏光子用基板材料が光弾性定数の低い材料から構成されることにより、[数1]から判るように、複屈折部で吸収された熱が偏光子用基板に作用して熱歪により内部応力Psが生じても、光弾性定数Bが小さいため結果として光路差δを小さく抑えることができ、光抜け現象等の発生を防止することができる。
The proportionality constant B in [Equation 1] is a photoelastic constant, and is usually displayed in units of (10 −12 / Pa).
As the substrate material for a polarizer having the above-described photoelastic constant, for example, LBC3N manufactured by HOYA Optics, which is a low photoelastic glass, can be employed. According to the present invention as described above, the polarizer substrate material is made of a material having a low photoelastic constant, so that the heat absorbed by the birefringent portion can be obtained from [Equation 1]. Even if an internal stress Ps is generated due to thermal strain by acting on the light, the photoelastic constant B is small, and as a result, the optical path difference δ can be kept small, and the occurrence of light leakage phenomenon or the like can be prevented.
以上において、前述の偏光子用基板の光入射面には、反射防止処理が施されているのが好ましい。
このように反射防止処理が施されることにより、反射する光を低減して入射光束の利用率を向上させることができるため、偏光子を透過する光の損失を少なくすることができる。
In the above, it is preferable that the light incident surface of the polarizer substrate is subjected to an antireflection treatment.
By performing the antireflection treatment in this way, the reflected light can be reduced and the utilization rate of the incident light beam can be improved, so that the loss of light transmitted through the polarizer can be reduced.
また、前述の偏光子において、複屈折部を覆う保護基板が設けられているのが好ましい。保護基板の材質としては、前述の複屈折部が形成される偏光子用基板と同様のものを採用するのが好ましい。具体的には、結晶化ガラス、石英ガラス、サファイア、水晶等があげられる。前述したように、複屈折部は、アルミニウム等の金属製の凸条部をストライプ状に配列して構成されるため、高温でかつ高湿な環境では、凸条部の劣化を招くことがある。従って、このように保護基板が設けられることにより、凸条部の劣化を防止することができるため、偏光子の耐久性を一層向上させることができ、このような偏光子を含む光学機器が、輸送時高温高湿環境に晒されたり、高温高湿環境下で使用されても、偏光子が劣化することもない。 In the above-described polarizer, it is preferable that a protective substrate that covers the birefringent portion is provided. As the material of the protective substrate, it is preferable to employ the same material as the polarizer substrate on which the birefringent portion is formed. Specific examples include crystallized glass, quartz glass, sapphire, and quartz. As described above, since the birefringent portion is configured by arranging strips made of metal such as aluminum in a stripe shape, the strips may be deteriorated in a high temperature and high humidity environment. . Therefore, by providing the protective substrate in this way, it is possible to prevent deterioration of the ridges, and therefore it is possible to further improve the durability of the polarizer, and an optical apparatus including such a polarizer is Even if it is exposed to a high temperature and high humidity environment during transportation or used in a high temperature and high humidity environment, the polarizer does not deteriorate.
このような保護基板としては、前述した偏光子用基板と同様な線膨張係数、熱伝導率および光弾性定数とすることが望ましい。更に、保護基板の板厚は、前記線膨張係数、熱伝導率および光弾性定数との関係から適切な範囲が特定される。すなわち、前記保護基板は、その厚さをd(mm)、光弾性定数をB(10-12/Pa)、ヤング率をE(Pa)、線膨張係数をα(1/K)、熱伝導率をρ(W/(m・K))とした時、[数2]で表されるものとすることが望ましい。 As such a protective substrate, it is desirable that the linear expansion coefficient, thermal conductivity, and photoelastic constant are the same as those of the polarizer substrate described above. Furthermore, an appropriate range for the thickness of the protective substrate is specified from the relationship between the linear expansion coefficient, the thermal conductivity, and the photoelastic constant. That is, the protective substrate has a thickness of d (mm), a photoelastic constant of B (10 −12 / Pa), a Young's modulus of E (Pa), a linear expansion coefficient of α (1 / K), and heat conduction. When the rate is ρ (W / (m · K)), it is desirable to be represented by [Equation 2].
[数2]
B×E×α/ρ×d≦9.8×10-5(m2/W)
[Equation 2]
B × E × α / ρ × d ≦ 9.8 × 10 −5 (m 2 / W)
さらに、前述の保護基板の光入出射面にも反射防止処理が施されているのが好ましい。
このように保護基板の光入出射面にも反射防止処理が施されることにより、前記と同様に光の利用率を向上することができるうえ、透過面での不要な反射光を防ぐことができるため、信号のS/Nを向上させることができる。
Furthermore, it is preferable that the light incident / exit surface of the protective substrate is also subjected to antireflection treatment.
As described above, the anti-reflection treatment is performed on the light incident / exit surface of the protective substrate as well, so that the light utilization rate can be improved as described above, and unnecessary reflected light on the transmission surface can be prevented. Therefore, the signal S / N can be improved.
そして、前述した保護基板は、偏光子用基板と外周端部で弾性接着剤により接着され、複屈折部が保護基板および弾性接着剤で封止されているのが好ましい。ここで、弾性接着剤は、両基板の動きの違いを吸収し、かつ複屈折部を密閉封入するために用いられ、材質としては耐久性の点からシリコーン系のものを用いるのが好ましく、さらに未反応オイル成分抑制タイプのものを採用するのがより好ましい。 And it is preferable that the protective substrate mentioned above is adhere | attached on the board | substrate for polarizers by the elastic adhesive agent at the outer peripheral edge part, and the birefringent part is sealed with the protective substrate and the elastic adhesive agent. Here, the elastic adhesive is used to absorb the difference in movement between the two substrates and hermetically enclose the birefringent portion, and it is preferable to use a silicone-based material from the viewpoint of durability. It is more preferable to employ an unreacted oil component suppression type.
保護基板および偏光子用基板を基板面同士で弾性接着剤により全面接着すると、複屈折部の凸条部間の空間が弾性接着剤で埋められてしまい、複屈折部の光の回折能力が低下して偏光光の選択効率が悪くなってしまう。従って、このように保護基板および偏光子用基板が外周端部で弾性接着剤により接着されることにより、凸条部間の空間が接着剤で埋められてしまうことを防止することができるため、該空間で適切な偏光光の選択を実現することができ、光学的に優れた偏光子とすることができる。また、未反応オイル成分抑制タイプのシリコーン系接着剤を用いることにより、接着後、溶剤が凸条部の間の空間に染み出してくることを防止することができるため、光学的に一層優れた偏光子とすることができる。 When the protective substrate and the polarizer substrate are bonded together with an elastic adhesive between the substrate surfaces, the space between the ridges of the birefringent portion is filled with the elastic adhesive, and the light diffraction ability of the birefringent portion is reduced. As a result, the selection efficiency of polarized light is deteriorated. Therefore, the protective substrate and the polarizer substrate can be prevented from being filled with an adhesive by adhering the elastic substrate at the outer peripheral end portion with an elastic adhesive, Selection of appropriate polarized light can be realized in the space, and an optically excellent polarizer can be obtained. In addition, by using an unreacted oil component-suppressing type silicone adhesive, it is possible to prevent the solvent from seeping into the space between the ridges after bonding, which is further excellent optically. It can be a polarizer.
また、前述した保護基板は、偏光子用基板と略同一の形状に形成してもよく、偏光子用基板よりも大きな形状に形成してもよい。保護基板を偏光子用基板と略同一の形状とすることにより、偏光子を偏光光の選択に必要な最小限の大きさとすることができるため、偏光子の小型化を図ることができる。尚、この場合、保護基板および偏光子用基板の端面部分に弾性接着剤を塗布することにより、両基板を接着することができる。一方保護基板を偏光子用基板よりも大きな形状とすることにより、偏光子用基板の端面と、保護基板の表面との間で弾性接着剤による接着を行うことができるため、接着面積が増加し、内部の封止性を向上させる上で好ましい。 Further, the protective substrate described above may be formed in substantially the same shape as the polarizer substrate, or may be formed in a larger shape than the polarizer substrate. By making the protective substrate substantially the same shape as the polarizer substrate, the polarizer can be made to the minimum size necessary for selection of polarized light, so that the polarizer can be miniaturized. In this case, both substrates can be bonded by applying an elastic adhesive to the end surfaces of the protective substrate and the polarizer substrate. On the other hand, by making the protective substrate larger than the polarizer substrate, adhesion with an elastic adhesive can be performed between the end surface of the polarizer substrate and the surface of the protective substrate, which increases the bonding area. It is preferable for improving the internal sealing performance.
さらに、前述した偏光子用基板および保護基板の間には、スペーサが介在しているのが好ましい。そして、このスペーサは、光硬化型接着剤または表裏面が弾性粘着面とされる両面テープから構成されているのが好ましい。光硬化型接着剤をスペーサとする場合、偏光子用基板および保護基板の間に光硬化型接着剤を点状に塗布して偏光子用基板および保護基板を重ね合わせ、保護基板を設計上の間位置に移動させた後、紫外線等を照射して接着剤を硬化させればよい。両面テープをスペーサとする場合、弾性粘着面にアクリル系樹脂や、シリコーンを用いたものが考えられる。また、この両面テープは複屈折部の全周に貼り付けられることが好ましい。 Furthermore, it is preferable that a spacer is interposed between the polarizer substrate and the protective substrate. The spacer is preferably composed of a photo-curing adhesive or a double-sided tape whose front and back surfaces are elastic adhesive surfaces. When using a photo-curing adhesive as a spacer, apply the photo-curing adhesive in a dot-like manner between the polarizer substrate and the protective substrate, overlay the polarizer substrate and the protective substrate, and design the protective substrate. After moving to the intermediate position, the adhesive may be cured by irradiating ultraviolet rays or the like. When a double-sided tape is used as a spacer, an elastic adhesive surface using acrylic resin or silicone can be considered. The double-sided tape is preferably attached to the entire circumference of the birefringent portion.
このようにスペーサを介在させることにより、複屈折部で偏光光を選択するに際して最も適切な位置に保護基板を配置することができるため、光学的に一層優れた偏光子とすることができる。また、両面テープをスペーサとした場合には、両面テープを貼り付けるだけでスペーサを設置することができるので作業性が良好となる。さらに、両面テープを複屈折部の全周に貼り付ければ、保護基板及び偏光子用基板を接着したシリコーン系接着剤から未反応オイル成分が染み出したとしても両面テープにより堰き止められるため、未反応オイル成分により複屈折部が汚れてしまうことがない。 By interposing the spacer in this way, the protective substrate can be disposed at the most appropriate position when selecting the polarized light at the birefringent portion, so that an optically superior polarizer can be obtained. In addition, when the double-sided tape is used as a spacer, the spacer can be installed simply by attaching the double-sided tape, so that workability is improved. Furthermore, if a double-sided tape is applied to the entire circumference of the birefringent part, even if an unreacted oil component oozes out from the silicone adhesive that adheres the protective substrate and the polarizer substrate, The birefringent portion is not soiled by the reaction oil component.
さらに、このスペーサの粘着面はシリコーン系粘着剤から構成されていることが好ましい。
シリコーンは接着面の耐紫外線性が良好であるため、紫外線により劣化するおそれがない。また、耐熱性も良好であるため、複屈折部で吸収された熱により影響をうけ、変形等が起こるおそれがない。
Furthermore, the adhesive surface of the spacer is preferably composed of a silicone-based adhesive.
Silicone has good UV resistance of the adhesive surface, so there is no risk of deterioration due to UV rays. Moreover, since heat resistance is also favorable, there is no possibility of being affected by heat absorbed by the birefringent portion and causing deformation or the like.
前記スペーサは、織布又は不織布からなる支持体を有しており、前記支持体の表裏面には、シリコーン系粘着剤が塗布された粘着面が設けられていること、または、前記スペーサはシリコーン系粘着剤のみからなることが好ましい。支持体が設けられている場合には、両面テープの強度を支持体で確保できるため、両面テープを貼り付ける際の作業性が良好となる。
一方、スペーサがシリコーン系粘着剤のみからなる場合には、保護基板と偏光子用基板との熱による挙動の違いを吸収することができ、基板に形成された複屈折部と保護基板との適切な距離を保つことができる。また、シリコーン系粘着剤のみからなるので、スペーサの厚さが薄くなり、偏光子の薄型化を図ることができる。
The spacer has a support made of woven fabric or non-woven fabric, and an adhesive surface coated with a silicone-based adhesive is provided on the front and back surfaces of the support, or the spacer is made of silicone. It is preferable that it consists only of a system adhesive. In the case where the support is provided, the strength of the double-sided tape can be secured by the support, so that the workability when the double-sided tape is applied becomes good.
On the other hand, when the spacer is made of only a silicone-based adhesive, the difference in behavior due to heat between the protective substrate and the polarizer substrate can be absorbed, and the birefringent portion formed on the substrate and the protective substrate are appropriately Can keep a great distance. Moreover, since it consists only of a silicone type adhesive, the thickness of a spacer becomes thin and it can aim at thickness reduction of a polarizer.
本発明は、このような偏光子を備えた光学機器として成立するものであり、具体的には、光源から出射された光束を画像情報に応じて変調する電気光学素子を備えた光学機器であって、前記電気光学素子は、一対の透明基板間に電気光学材料を密閉封入して挟持し、光入射側および/または光出射側に配置される前述のいずれかの偏光子とを備えていることを特徴とする。そして、このような光学機器によれば、耐久性が高くかつ適切な偏光光の選択を行うことのできる偏光子を備えているため、耐久性、光学的特性に優れた光学機器とすることができる。 The present invention is established as an optical apparatus including such a polarizer. Specifically, the optical apparatus includes an electro-optical element that modulates a light beam emitted from a light source according to image information. In addition, the electro-optical element includes any of the above-described polarizers, which are sealed and sandwiched between an electro-optical material between a pair of transparent substrates and disposed on the light incident side and / or the light output side. It is characterized by that. And according to such an optical device, since it is equipped with a polarizer that is highly durable and can select appropriate polarized light, it is possible to provide an optical device that is excellent in durability and optical characteristics. it can.
前述のような本発明によれば、基板が入射側に配置されることとなるため、偏光光の選択後の光束が基板の熱歪等の影響を受けて偏光軸が回転することもなく、適切な偏光光の選択を行うことができる。また、基板材料として低線膨張係数、高熱伝導率、低光弾性定数のいずれかの材料を採用することにより、複屈折部で吸収された熱が基板材料に作用しても、偏光子の光抜け現象等の発生を防止することができる。前記偏光子を光学機器に用いることにより、光り抜け現象等のない高温下でも安定した動作をする光学機器を実現できる。 According to the present invention as described above, since the substrate is arranged on the incident side, the light beam after selection of the polarized light is not affected by the thermal strain of the substrate, and the polarization axis does not rotate. Appropriate polarized light can be selected. In addition, by adopting any one of low linear expansion coefficient, high thermal conductivity, and low photoelastic constant as the substrate material, the light of the polarizer can be used even if the heat absorbed by the birefringence part acts on the substrate material. Occurrence of a dropout phenomenon or the like can be prevented. By using the polarizer for an optical device, it is possible to realize an optical device that operates stably even at a high temperature without any light leakage phenomenon.
以下、本発明の実施の一形態を図面に基づいて説明する。
図1には、本発明の実施形態に係る光学機器となるプロジェクタ1の光学系の構造を表す模式図が示されている。このプロジェクタ1は、インテグレータ照明光学系10、色分離光学系20、リレー光学系30、電気光学装置40、色合成光学系であるクロスダイクロイックプリズム50、および投写光学系である投写レンズ60を備えている。
前記インテグレータ照明光学系10は、光源装置11および均一照明光学系15を備え、光源装置11は、メタルハライドランプ、高圧水銀ランプ等の光源ランプ12、および、光源ランプ12から出射された光束の出射方向を揃えて平行化する放物面リフレクタ13から構成されている。
均一照明光学系15は、光源装置11から出射された光束を複数の部分光束に分割するとともに、各部分光束の偏光方向を、P偏光光束またはS偏光光束に揃える機能を具備し、第1レンズアレイ16、第2レンズアレイ17、PBSアレイ18、およびコンデンサレンズ19を含んで構成されている。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic diagram showing the structure of an optical system of a projector 1 that is an optical apparatus according to an embodiment of the present invention. The projector 1 includes an integrator illumination
The integrator illumination
The uniform illumination
第1レンズアレイ16は、光源ランプ12から出射された光束を複数の部分光束に分割する光束分割光学素子としての機能を有し、照明光軸Aと直交する面内にマトリクス状に配列される複数のレンズを備えて構成され、各レンズの縦横比は、後述する電気光学装置40を構成する液晶パネル41R、41G、41Bの画像形成領域の縦横比と対応している。
第2レンズアレイ17は、前述の第1レンズアレイ16により分割された部分光束を集光する光学素子であり、第1レンズアレイ16と同様に照明光軸Aに直交する面内にマトリクス状に配列される複数のレンズを備えている。各レンズの配列は、第1レンズアレイ16を構成するレンズと対応しているが、その大きさは、第1レンズアレイ16のように液晶パネル41R、41G、41Bの画像形成領域の縦横比と対応する必要はない。
The
The
偏光変換素子としてのPBSアレイ18は、第1レンズアレイ16により分割された各部分光束の偏光方向を一方向に揃える光学素子であり、入射した光束をP偏光光束およびS偏光光束のうち、一方を透過させ、他方を反射して両偏光光束に分離する偏光分離膜と、この偏光分離膜で反射した偏光光束の進行方向を折り曲げて、透過した偏光光束の出射方向に揃える反射ミラーと、偏光分離膜で分離された偏光光束のいずれかの出射側端面に配置され、該偏光光束の偏光変換を行う位相差板とを含んで構成される。
コンデンサレンズ19は、第1レンズアレイ16、第2レンズアレイ17、およびPBSアレイ18を経た複数の部分光束を集光して、液晶パネル41R、41G、41Bの画像形成領域上に重畳させる機能を有するレンズである。
The
The
前記色分離光学系20は、2枚のダイクロイックミラー21、22と、反射ミラー23とを備え、これらのミラー21、22、23によりインテグレータ照明光学系10から出射された複数の部分光束を、赤、緑、青の3色の色光に分離する機能を有し、具体的には、ダイクロイックミラー21によって赤色光Rとその他の色光G、Bとが分離され、ダイクロイックミラー22によって緑色光Gおよび青色光Bが分離される。
前記リレー光学系30は、入射側レンズ31、リレーレンズ33、反射ミラー35、37、および出射側レンズ39を備え、色分離光学系20で分離された色光、例えば、本例では青色光Bを液晶パネル41Bまで導く機能を有している。
The color separation
The relay
前記電気光学装置40は、液晶パネル41R、41G、41Bと、この各液晶パネル41R、41G、41Bの入射側および出射側に配置される偏光子としての偏光板42、43と、偏光板42の入射側に配置されるフィールドレンズ44とを備えている。
液晶パネル41R、41G、41Bは、一対の透明なガラス基板間に電気光学物質である液晶を密閉封入したものであり、例えば、ポリシリコンTFTをスイッチング素子として、与えられた画像信号に従って、偏光板42から出射された偏光光の偏光方向を変調する。
The electro-
The
偏光板42は、入射した光束から直線偏光光を選択透過する光学素子であり、例えば、本例では、入射した光束のうちS偏光光束のみを透過するように構成されている。偏光板43は、液晶パネル41R、41G、41Bで変調された光束のうち、P偏光光束のみを透過するように構成されている。尚、これらの偏光板42、43の構造の詳細は後述する。フィールドレンズ44は、インテグレータ照明光学系10のコンデンサレンズ19で絞り込まれた出射光束を照明光軸に対して平行にするための光学素子であり、液晶パネル41R、41Gの前段に配置されているが、液晶パネル41Bについては、リレー光学系30の出射側レンズ39がこのフィールドレンズを兼用している。
The
前記色合成光学系となるクロスダイクロイックプリズム50は、3枚の液晶パネル41R、41G、41Bから出射された各色光ごとに変調された画像を合成してカラー画像を形成するものである。このクロスダイクロイックプリズム50には、赤色光を反射する誘電体多層膜と青色光を反射する誘電体多層膜とが、4つの直角プリズムの界面に沿って略X字状に形成され、これらの誘電体多層膜によって3つの色光が合成される。
投写レンズ60は、複数の組レンズからなるレンズユニットから構成され、クロスダイクロイックプリズム50で合成されたカラー画像をスクリーン上に拡大投写する機能を有する。
The cross
The
このような構造のプロジェクタ1において、液晶パネル41R、41G、41Bの入射側に配置される偏光板42は、図2および図3に示すように、基板421と、この基板421上に形成される複屈折部422と、複屈折部422を覆うように配置される保護基板423とを備えている。
基板421は、線膨張係数が4.8×10-7/K、熱伝導率が1.35W/(m・K)の石英ガラスから構成され、その光出射面には、複屈折部422が形成されているとともに、図示を略したが、その光入射面には、反射防止膜が形成されている。
基板421の材質として石英ガラスを採用することにより、光の内部吸収を0.1%以下に抑えることができ、反射防止膜を形成することにより、界面反射を0.5%以下に抑えることができ、基板421の光線透過率は、98.9%(100%−0.1%−0.5%×2)以上とされている。
In the projector 1 having such a structure, the
The
By adopting quartz glass as the material of the
基板421の光出射面に形成される複屈折部422は、図4および図5に示すように、基板421の略全面に形成され、微細なアルミニウム製の凸条部となるリブ422Aをストライプ状に複数配列して構成され、偏光変換はリブ422Aで挟まれた空間で行われる。複屈折部422を構成するリブ422Aの幅寸法Wは略65nm、高さ寸法Hは、120〜170nm、配列ピッチPは略144nmに設定され、これらW、H、Pを調整することにより、偏光板42の偏光特性を変化させることができる。
As shown in FIGS. 4 and 5, the
保護基板423は、基板421と略同一の形状を有し、図3に示されるように、その周縁部分でシリコーン系接着剤424により基板421と接着され、基板421上に形成された複屈折部422は、シリコーン系接着剤424および保護基板423によって密閉封入されている。前述した基板421を光入射側に配置するため、保護基板423は光束の出射側に配置される。なお、図示を省略したが保護基板423はその光入射面および光出射面に反射防止膜が形成されている。ここで、偏光光の選択後の光束が通過する保護基板の厚さd(mm)と、保護基板として使用する材料の光弾性定数B(10-12/Pa)、ヤング率E(Pa)、線膨張係数α(1/K)、熱伝導率ρ(W/(m・K))との関係は前記[数2]で表される。
The
例えば、保護基板の材料として石英ガラスを用いる場合、石英ガラスの光弾性定数B=3.61×10-12/Pa)、ヤング率E=7.3×1010Pa、線膨張係数α=4.8×10-7/K、熱伝導率ρ=1.35W/(m・K)であり、前記[数2]より厚さd≦1mmとなり、1mm程度までの保護基板とすることができる。
また、シリコーン系接着剤424は、未反応オイル成分抑制タイプのものであり、基板421および保護基板423が加熱等により異なる動きをした場合、その変形はこのシリコーン系接着剤424の部分で吸収する。
さらに、基板421および保護基板423の間には、スペーサ425が介在していて、複屈折部422に対して一定距離離間した状態で保護基板423が配置される。このスペーサ425は、紫外線硬化型接着剤が硬化したものである。
For example, when quartz glass is used as the material for the protective substrate, the photoelastic constant of quartz glass B = 3.61 × 10 −12 / Pa), Young's modulus E = 7.3 × 10 10 Pa, linear expansion coefficient α = 4.8 × 10 −7 / K, thermal conductivity ρ = 1.35 W / (m · K), and the thickness d ≦ 1 mm from the [Equation 2], and a protective substrate of up to about 1 mm can be obtained.
Further, the silicone-based
Further, a
次にこのような偏光板42の製造方法を説明する。
まず、保護基板423の周縁部分に点状に紫外線硬化型接着剤を塗布しておき、塗布面を基板421の複屈折部422の形成面と対向させて、基板421に紫外線硬化型接着剤を付着させる。
次に、両基板421、423を設計上の距離まで離間させた後、接着面に紫外線を照射して硬化させて両基板421、423の間隔を維持する。
最後に、シリコーン系接着剤424を両基板421、423の周縁部分に塗布してシリコーン系接着剤424を硬化させる。
Next, a method for manufacturing such a
First, an ultraviolet curable adhesive is applied to the peripheral portion of the
Next, after separating the two
Finally, a
このような本実施形態によれば、次のような効果がある。
すなわち、基板421が入射側に配置されることとなるため、偏光光の選択後の光束が基板421の熱歪等の影響を受けて偏光軸が回転することもなく、適切な偏光光の選択を行うことができる。また、基板材料として線膨張係数の低い石英ガラスを採用することにより、複屈折部422で吸収された熱が基板材料に作用しても歪が生じにくくなるため、偏光板42の光抜け現象等の発生を防止することができる。さらに、複屈折部422が金属から構成されているため、十分な耐久性を確保することができる。
According to this embodiment, there are the following effects.
That is, since the
また、複屈折部422を覆う保護基板423が設けられ、シリコーン系接着剤424および保護基板423によって複屈折部422が密閉封入されることにより、リブ422Aの劣化を防止することができるため、偏光板42の耐久性を一層向上させることができ、プロジェクタ1が輸送時高温高湿環境に晒されたり、高温高湿環境下で使用されても、偏光板42が劣化することもない。
さらに、基板421の光入射面および保護基板423の光入出射面に反射防止膜が形成されることにより、光の利用率を向上することができるうえ、透過面での不要な反射光を防ぐことができ、信号のS/Nを向上させることができる。
In addition, since the
Further, by forming an antireflection film on the light incident surface of the
そして、基板421および保護基板423が複屈折部422の形成されていない周縁部分で接着されることにより、リブ422A間の空間が接着剤で埋められてしまうことを防止することができるため、該空間で適切な偏光変換を実施することができ、光学的に優れた偏光板42とすることができる。
また、未反応オイル成分抑制タイプのシリコーン系接着剤424としているため、接着後、溶剤がリブ422Aの間に染み出してくることを防止できる。
さらに、保護基板423を基板421と略同一の形状とすることにより、偏光板42の大きさを偏光変換に必要な最小限の大きさとすることができるため、偏光板42の小型化を図ることができる。
また、保護基板423は偏光子の出射側に配置されるため、偏光子により偏光選択された光束が通過するので、基板421に比べて偏光選択後の光束に対する熱応力による影響が大きくなる。そこで、保護基板423の厚さdを前記[数2]を満たすようにすることで、保護基板の熱応力による光学歪を最小限に抑えられる。特に、石英ガラスやネオセラムを用いた場合には、[数2]の条件で設定することにより厚みを1mm程度まで厚くでき、光学歪の影響を殆ど発生させずに強度的にも十分な保護基板とすることができ、大変有利である。また、他の材料についても[数2]を満たすように基板厚みを選定すればよい。
Then, since the
Further, since the unreacted oil component suppression
Further, by making the
In addition, since the
次に、本発明の第2実施形態を説明する。尚、以下の説明では、既に説明した部分と同一の部分については、同一符号を付してその説明を省略する。
前記第1実施形態に係る偏光板42は、保護基板423が基板421と略同一の形状とされ、シリコーン系接着剤424による接着は、両基板421、423の端面部分で行われていた。
Next, a second embodiment of the present invention will be described. In the following description, the same parts as those already described are denoted by the same reference numerals and the description thereof is omitted.
In the
これに対して、第2実施形態に係る偏光板52は、図6および図7に示されるように、基板521よりも保護基板523の方が大きく設定されている点が相違する。
基板521および保護基板523の接着は、基板521の端面と、保護基板523の表面部分でシリコーン系接着剤424によって行われ、シリコーン系接着剤424の量は、保護基板523への塗布量を増やすことによって任意に設定できる。
On the other hand, the
The adhesion between the
また、前記第1実施形態に係る偏光板42は、基板421および保護基板423の材質を石英ガラスとしていた。
これに対して、第2実施形態に係る偏光板52は、基板521および保護基板523の材質をサファイアとしている点が相違する。尚、図示を略したが、基板521の光入射面および保護基板523の光入出射面には、反射防止膜が形成されていて、97%以上の光線透過率が確保される。
In the
In contrast, the
サファイアは、53×10-7/Kと線膨張係数が高いものの、熱伝導率が42W/(m・K)と非常に高いことが特徴である。
このような偏光板52をプロジェクタ1の光路上に配置する場合、金属板等の保持枠に偏光板52を取り付け、放熱用の経路を形成しておき、複屈折部422で吸収された熱を基板521または保護基板523を介して保持枠から放熱するのが好ましい。
Although sapphire has a high linear expansion coefficient of 53 × 10 −7 / K, it is characterized by a very high thermal conductivity of 42 W / (m · K).
When such a
このような第2実施形態によれば、前記第1実施形態で述べた効果に加えて、次のような効果がある。
すなわち、基板521、保護基板523の材質として熱伝導率の高いサファイアを採用することにより、複屈折部422で吸収された熱が基板521、保護基板523に作用しても、保持枠等を介して直ちに放熱することができるため、基板521、保護基板523に熱歪が生じにくくなり、偏光板52の光抜け現象の発生を防止できる。
According to the second embodiment, in addition to the effects described in the first embodiment, there are the following effects.
That is, by adopting sapphire having a high thermal conductivity as the material of the
また、保護基板523が基板521よりも大きな形状とされていることにより、基板521の端面と、保護基板523の表面との間でシリコーン系接着剤424による接着を行うことができるため、接着面積が増加して両基板521、523を強固に張り付けることができる上、接着剤量を増加することにより、内部の封止性を向上させることができる。
さらに、保護基板523の外形を用いて偏光板52を精度よく位置決めできる。
In addition, since the
Further, the
次に、本発明の第3実施形態を説明する。
図8及び図9に示されるように、第3実施形態の偏光板62は、基板621よりも保護基板623の方が大きく設定されており、各基板の材質がサファイアである点で第2実施形態の偏光板52と共通するが、基板621と保護基板623との間に介在するスペーサ625が両面テープである点で偏光板52と異なっている。
Next, a third embodiment of the present invention will be described.
As shown in FIGS. 8 and 9, the
スペーサ625は、複屈折部422の全周に亘って設けられ、複屈折部422の保護基板623側の面から基板621の光出射面にかけて貼り付けられている。このスペーサ625上に保護基板623を配置することにより、保護基板623と複屈折部422とが一定距離離間した状態となる。
図示しないが、両面テープであるスペーサ625は、保護基板623と当接する第1面及び基板621と当接する第2面がシリコーン系粘着剤で形成されており、第1面及び第2面(表裏面)は弾性粘着面となっている。また、第1面と第2面との間には、ガラスクロスの支持体が設けられている。この両面テープの厚さは約0.15mm、粘着力は11.77N/20mm、剪断接着力は196.1N/4cm2となっている。
なお、両面テープはこの構成に限らず、第1面及び第2面がアクリル系樹脂からなり、支持体が不織布からなるものでもよい。さらに、支持体がないものを使用してもよい。支持体がないものを使用すれば、スペーサの厚さを薄くすることができるので、偏光板の薄型化を図ることができる。スペーサとして使用可能な両面テープを表1に例示する。
The
Although not shown, the
The double-sided tape is not limited to this configuration, and the first surface and the second surface may be made of an acrylic resin, and the support may be made of a nonwoven fabric. Furthermore, you may use what does not have a support body. If one without a support is used, the thickness of the spacer can be reduced, so that the polarizing plate can be made thinner. Table 1 shows examples of double-sided tapes that can be used as spacers.
次に、このような偏光板62の製造方法を説明する。
まず、基板621の複屈折部422の周囲に両面テープを貼り付ける。この際、両面テープの端部を複屈折部422の保護基板623側の面上に載せる。
次に、両面テープの第1面に保護基板623を貼り付ける。
さらに、基板621の端面と、保護基板623表面部分とをシリコーン系接着剤424により接着する。
Next, a method for manufacturing such a
First, a double-sided tape is attached around the
Next, a
Further, the end surface of the
このような第3実施形態によれば、前記第1実施形態及び第2実施形態で述べた効果に加えて、次のような効果がある。
すなわち、スペーサ625を両面テープとしたため、両面テープを貼り付けるだけでスペーサ625を設置することができるので、スペーサ625の取り付け作業性が良好となる。
また、両面テープを複屈折部422の全周に貼り付けたため、保護基板623及び基板621を接着したシリコーン系接着剤424から未反応オイル成分が染み出したとしても両面テープにより堰き止められ、未反応オイル成分により複屈折部422が汚れてしまうことがない。
スペーサ625の第1面及び第2面はシリコーン系粘着剤であり、シリコーンは接着面の耐紫外線性が良好であるため、紫外線により劣化するおそれがない。
また、耐熱性も良好であるため、複屈折部422で吸収された熱により影響をうけ、変形等が起こるおそれがない。
さらに、このスペーサ625の第1面と第2面との間にはガラスクロスの支持体が設けられており、スペーサ625に適度な剛性が生じるため、スペーサ625を取り付ける際の作業性が良好となる。
According to the third embodiment, in addition to the effects described in the first embodiment and the second embodiment, there are the following effects.
That is, since the
Further, since the double-sided tape is attached to the entire periphery of the
The first surface and the second surface of the
Further, since the heat resistance is also good, there is no possibility that the heat is absorbed by the
Further, a glass cloth support is provided between the first surface and the second surface of the
尚、本発明は、前述の各実施形態に限定されるものではなく、以下に示すような変形をも含むものである。
前記実施形態では、液晶パネル41R、41G、41Bの入射側に配置される偏光板として、構造複屈折型の偏光板42を採用していたが、これに限らず、出射側の偏光板43にも構造複屈折型の偏光板を採用してもよい。この場合、複屈折部422を構成するリブ422Aを、透過しない偏光光束を反射するアルミ製のものではなく、黒色等の光を吸収するリブとすることにより、出射側に配置される偏光板として用いることができる。
Note that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and includes modifications as described below.
In the embodiment, the structural birefringent
また、前記第1実施形態では、低線膨張係数の材料として石英ガラスを採用していたが、これに限らず、光学ガラスや結晶化ガラスを採用してもよく、前記第2実施形態及び第3実施形態では、高熱伝導率の材料としてサファイアガラスを採用していたが、水晶を採用してもよく、要するに、偏光子の加熱の程度に応じて、低線膨張係数または高熱伝導率の材料を適宜選択すればよい。なお、保護基板に光学ガラスを採用する場合には、保護基板の厚さ寸法は0.1mm程度が好ましい。 In the first embodiment, quartz glass is employed as a material having a low linear expansion coefficient. However, the present invention is not limited to this, and optical glass or crystallized glass may be employed. In the third embodiment, sapphire glass is used as the material with high thermal conductivity, but quartz may be used. In short, depending on the degree of heating of the polarizer, the material with low linear expansion coefficient or high thermal conductivity. May be appropriately selected. When optical glass is used for the protective substrate, the thickness dimension of the protective substrate is preferably about 0.1 mm.
さらに、前記実施形態では、低線膨張係数、高熱伝導率という観点から基板421、521、621および保護基板423、523、623の材質を選定していたが、本発明はこれに限られない。すなわち、光弾性定数の低い無機物質を基板、保護基板の材質として選定してもよく、光弾性定数が0.43×10-12/Pa以下の材料を採用するのが好ましく、具体的には、低光弾性ガラスであるHOYAオプティクス製LBC3N等を採用することができる。
このような光弾性定数の低い材料を採用することにより、複屈折部で吸収された熱が基板に作用しても、透過光の光路差を小さくできるため、光抜け現象等の発生を防止できる。
Furthermore, in the said embodiment, although the material of the board | substrates 421,521,621 and the protective substrates 423,523,623 was selected from a viewpoint of a low linear expansion coefficient and high thermal conductivity, this invention is not limited to this. That is, an inorganic substance having a low photoelastic constant may be selected as the material of the substrate and the protective substrate, and a material having a photoelastic constant of 0.43 × 10 −12 / Pa or less is preferably used. Further, LBC3N manufactured by HOYA Optics, which is a low photoelastic glass, can be employed.
By adopting such a low photoelastic constant material, the optical path difference of the transmitted light can be reduced even if heat absorbed by the birefringent portion acts on the substrate, so that the occurrence of light leakage or the like can be prevented. .
第3実施形態において、保護基板623が基板621よりも大きく形成されている偏光板62に両面テープであるスペーサ625を使用したが、第1実施形態の偏光板42のように、保護基板423と基板421とが略同じ大きさである場合にスペーサ625を使用してもよい。
In the third embodiment, the
そして、前記実施形態では、プロジェクタ1の液晶パネル41R、41G、41Bの偏光板42、52、62として本発明を採用していたが、本発明はこれに限られない。すなわち、他の光学機器に本発明に係る偏光子を用いてもよく、また液晶装置以外の光変調装置に本発明に係る偏光子を採用しても、前記実施形態で述べた作用および効果と同様の作用および効果を享受することができる。
その他、本発明の実施の際の具体的な構造および材質等は、本発明の目的を達成できる範囲で他の構造等としてもよい。
In the embodiment, the present invention is adopted as the
In addition, the specific structure, material, and the like when implementing the present invention may be other structures as long as the object of the present invention can be achieved.
1 プロジェクタ
41R、41G、41B 液晶パネル(電気光学素子)
42、52、62 偏光板(偏光子)
421、521、621 基板
422 複屈折部
422A リブ(凸条部)
423、523、623 保護基板
424 シリコーン系接着剤(弾性接着剤)
425、625 スペーサ
1
42, 52, 62 Polarizing plate (polarizer)
421, 521, 621
423, 523, 623
425, 625 spacer
Claims (25)
前記電気光学素子は、一対の基板と、前記一対の基板間に挟持された電気光学材料とを有し、
前記偏光子は、光線透過率が97%以上の材料からなる偏光子用基板と、前記偏光子用基板の表面に微細な金属製の凸条部をストライプ状に配列して構成される複屈折部とを有してなる光学機器であって、
前記複屈折部は、前記偏光子用基板の2つの表面のうち、光射出側に設けられ、
前記複屈折部には、該複屈折部を覆う保護基板が設けられ、
前記保護基板は、前記偏光子用基板と外周端部で弾性接着剤により接着され、前記複屈折部が該保護基板および弾性接着剤で封止されていることを特徴とする光学機器。 An electro-optic element that modulates a light beam emitted from a light source according to image information; and a polarizer disposed on a light incident side and / or a light emission side of the electro-optic element,
The electro-optic element includes a pair of substrates and an electro-optic material sandwiched between the pair of substrates,
The polarizer is a birefringence composed of a polarizer substrate made of a material having a light transmittance of 97% or more and fine metal protrusions arranged in a stripe pattern on the surface of the polarizer substrate. An optical instrument comprising a portion,
The birefringence portion is provided on the light exit side of the two surfaces of the polarizer substrate,
The birefringent part is provided with a protective substrate covering the birefringent part,
The optical device, wherein the protective substrate is bonded to the polarizer substrate by an elastic adhesive at an outer peripheral end portion, and the birefringent portion is sealed with the protective substrate and the elastic adhesive.
前記偏光子用基板は線膨張係数が4.8×10-7/K以下の材料からなることを特徴とする光学機器。 The optical instrument according to claim 1,
The optical substrate, wherein the polarizer substrate is made of a material having a linear expansion coefficient of 4.8 × 10 −7 / K or less.
前記偏光子用基板は結晶化ガラスからなることを特徴とする光学機器。 The optical apparatus according to claim 2,
The optical device, wherein the polarizer substrate is made of crystallized glass.
前記偏光子用基板は石英ガラスからなることを特徴とする光学機器。 The optical apparatus according to claim 3.
The optical device, wherein the polarizer substrate is made of quartz glass.
前記偏光子用基板は、熱伝導率が6.21W/(m・K)以上の材料からなることを特徴とする光学機器。 The optical instrument according to claim 1,
The optical substrate, wherein the polarizer substrate is made of a material having a thermal conductivity of 6.21 W / (m · K) or more.
前記偏光子用基板は、サファイアからなることを特徴とする光学機器。 The optical apparatus according to claim 5, wherein
The optical device, wherein the polarizer substrate is made of sapphire.
前記偏光子用基板は、水晶からなることを特徴とする光学機器。 The optical apparatus according to claim 5, wherein
The optical device, wherein the polarizer substrate is made of quartz.
前記偏光子用基板は、光弾性定数が0.43×10-12/Pa以下の材料からなることを特徴とする光学機器。 The optical instrument according to claim 1,
The optical substrate, wherein the polarizer substrate is made of a material having a photoelastic constant of 0.43 × 10 −12 / Pa or less.
前記偏光子用基板の光入射面には、反射防止処理が施されていることを特徴とする光学機器。 In the optical apparatus according to any one of claims 1 to 8,
An optical apparatus, wherein an antireflection treatment is applied to a light incident surface of the polarizer substrate.
前記保護基板は、光線透過率97%以上の材料から構成されていることを特徴とする光学機器。 The optical apparatus according to any one of claims 1 to 9,
The optical device, wherein the protective substrate is made of a material having a light transmittance of 97% or more.
前記保護基板は、線膨張係数が4.8×10-7/K以下の材料からなることを特徴とする光学機器。 In the optical apparatus in any one of Claims 1-10,
The optical substrate, wherein the protective substrate is made of a material having a linear expansion coefficient of 4.8 × 10 −7 / K or less.
前記保護基板は、熱伝導率が6.21W/(m・K)以上の材料からなることを特徴とする光学機器。 In the optical apparatus in any one of Claims 1-10,
The optical device, wherein the protective substrate is made of a material having a thermal conductivity of 6.21 W / (m · K) or more.
前記保護基板は、光弾性定数が0.43×10-12/Pa以下の材料からなることを特徴とする光学機器。 In the optical apparatus in any one of Claims 1-10,
An optical apparatus, wherein the protective substrate is made of a material having a photoelastic constant of 0.43 × 10 −12 / Pa or less.
前記保護基板の厚さをd(mm)、光弾性定数をB(10-12/Pa)、ヤング率をE(Pa)、線膨張係数をα(1/K)、熱伝導率をρ(W/(m・K))とした時、次式 B×E×α/ρ×d≦9.8×10-5(m2/W)で表されることを特徴とする光学機器。 In the optical apparatus in any one of Claims 1-10,
The thickness of the protective substrate is d (mm), the photoelastic constant is B (10 −12 / Pa), the Young's modulus is E (Pa), the linear expansion coefficient is α (1 / K), and the thermal conductivity is ρ ( W / (m · K)), an optical apparatus represented by the following formula: B × E × α / ρ × d ≦ 9.8 × 10 −5 (m 2 / W)
前記保護基板の光入出射面に反射防止処理が施されていることを特徴とする光学機器。 In the optical instrument in any one of Claims 1-14,
An optical apparatus, wherein an antireflection treatment is applied to a light incident / exit surface of the protective substrate.
前記弾性接着剤は、シリコーン系接着剤であることを特徴とする光学機器。 The optical apparatus according to any one of claims 1 to 15,
The optical apparatus is characterized in that the elastic adhesive is a silicone-based adhesive.
前記弾性接着剤は、未反応オイル成分抑制タイプのシリコーン系接着剤であることを特徴とする光学機器。 The optical instrument according to claim 16, wherein
2. The optical apparatus according to claim 1, wherein the elastic adhesive is an unreacted oil component suppression type silicone adhesive.
前記保護基板は、前記偏光子用基板と略同一の形状を有することを特徴とする光学機器。 The optical apparatus according to any one of claims 1 to 17,
The optical device, wherein the protective substrate has substantially the same shape as the polarizer substrate.
前記保護基板は、前記偏光子用基板よりも大きな形状を有することを特徴とする光学機器。 The optical apparatus according to any one of claims 1 to 17,
The optical device, wherein the protective substrate has a shape larger than that of the polarizer substrate.
前記偏光子用基板と前記保護基板との間には、スペーサが介在していることを特徴とする光学機器。 In the optical apparatus in any one of Claims 1-19,
An optical apparatus, wherein a spacer is interposed between the polarizer substrate and the protective substrate.
前記スペーサは、光硬化型接着剤からなることを特徴とする光学機器。 The optical instrument according to claim 20,
The optical device is characterized in that the spacer is made of a photocurable adhesive.
前記スペーサは、表裏面が弾性粘着面とされる両面テープであることを特徴とする光学機器。 The optical instrument according to claim 20,
The optical device according to claim 1, wherein the spacer is a double-sided tape whose front and back surfaces are elastic adhesive surfaces.
前記スペーサの粘着面はシリコーン系粘着剤から構成されていることを特徴とする光学機器。 The optical instrument according to claim 22,
An optical apparatus, wherein an adhesive surface of the spacer is made of a silicone-based adhesive.
前記スペーサは、織布又は不織布からなる支持体を有しており、前記支持体の表裏面には、シリコーン系粘着剤が塗布された粘着面が設けられていることを特徴とする光学機器。 The optical instrument according to claim 23.
The said spacer has the support body which consists of a woven fabric or a nonwoven fabric, The adhesive surface to which the silicone type adhesive was apply | coated is provided in the front and back of the said support body, The optical apparatus characterized by the above-mentioned.
前記スペーサはシリコーン系粘着剤のみからなることを特徴とする光学機器。 The optical instrument according to claim 23.
The optical device is characterized in that the spacer is made of only a silicone-based adhesive.
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