Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
JP7703953B2 - Optical Switch - Google Patents
[go: Go Back, main page]

JP7703953B2 - Optical Switch - Google Patents

Optical Switch Download PDF

Info

Publication number
JP7703953B2
JP7703953B2 JP2021143199A JP2021143199A JP7703953B2 JP 7703953 B2 JP7703953 B2 JP 7703953B2 JP 2021143199 A JP2021143199 A JP 2021143199A JP 2021143199 A JP2021143199 A JP 2021143199A JP 7703953 B2 JP7703953 B2 JP 7703953B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
wire grid
grid polarizer
transparent substrate
metal wires
state
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2021143199A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2023036252A (en
Inventor
聡隆 宮秋
仁 鈴木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JVCKenwood Corp
Original Assignee
JVCKenwood Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by JVCKenwood Corp filed Critical JVCKenwood Corp
Priority to JP2021143199A priority Critical patent/JP7703953B2/en
Publication of JP2023036252A publication Critical patent/JP2023036252A/en
Priority to JP2025104756A priority patent/JP2025123474A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7703953B2 publication Critical patent/JP7703953B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Mechanical Light Control Or Optical Switches (AREA)
  • Polarising Elements (AREA)

Description

本発明は、光スイッチに関する。 The present invention relates to an optical switch.

各種の技術分野において、光によってオンとオフとを切り替える光スイッチが用いられている。 Optical switches that use light to switch between on and off are used in a variety of technical fields.

特許第6256966号公報Patent No. 6256966

オンとオフとを高速に切り替えることができる光スイッチが求められている。 There is a demand for optical switches that can be switched on and off quickly.

本発明は、第1の透明基板上に、前記第1の透明基板の面に沿った第1の方向に伸びており、前記第1の方向と直交し、前記第1の透明基板の面に沿った第2の方向に所定の間隔を設けて配列された複数の第1の金属ワイヤが設けられた第1のワイヤグリッド偏光子と、前記第1のワイヤグリッド偏光子と対向するように配置されており、第2の透明基板上に、前記第2の透明基板の面に沿った前記第1の方向に伸びており、前記第1の方向と直交し、前記第2の透明基板の面に沿った前記第2の方向に所定の間隔を設けて配列された複数の第2の金属ワイヤが設けられた第2のワイヤグリッド偏光子と、3の透明基板上に、前記第3の透明基板の面に沿った前記第2の方向に伸びており、前記第2の方向と直交し、前記第3の透明基板の面に沿った前記第1の方向に所定の間隔を設けて配列された複数の第3の金属ワイヤが設けられた第3のワイヤグリッド偏光子と、前記第3のワイヤグリッド偏光子と対向するように配置されており、第4の透明基板上に、前記第4の透明基板の面に沿った前記第2の方向に伸びており、前記第2の方向と直交し、前記第4の透明基板の面に沿った前記第1の方向に所定の間隔を設けて配列された複数の第4の金属ワイヤが設けられた第4のワイヤグリッド偏光子と、前記第1または第2のワイヤグリッド偏光子を前記第2の方向にスライドさせ、前記第3または第4のワイヤグリッド偏光子を前記第1の方向にスライドさせるスライド駆動部とを備る光スイッチを提供する。
上記の光スイッチにおいて、前記スライド駆動部が、前記複数の第2の金属ワイヤにおける各第2の金属ワイヤを、前記複数の第1の金属ワイヤにおける隣り合う2本の第1の金属ワイヤの間隔の中央に位置させた第1の状態としているとき、前記第1のワイヤグリッド偏光子及び前記第2のワイヤグリッド偏光子は、前記第1の透明基板に入射された、第1の偏光と第2の偏光とを含む所定の波長帯を有する入射光における前記第2の偏光を遮断し、前記第2の透明基板より前記第1の偏光を射出させる。
上記の光スイッチにおいて、前記スライド駆動部が、前記各第2の金属ワイヤを前記複数の第1の金属ワイヤにおける各第1の金属ワイヤの前記第2の方向における同じ位置に位置させて、前記各第1の金属ワイヤと前記各第2の金属ワイヤとを対向させた第2の状態としているとき、前記第1のワイヤグリッド偏光子及び前記第2のワイヤグリッド偏光子は、前記第2の透明基板より前記入射光における前記第1の偏光と前記第2の偏光とを射出させる。
上記の光スイッチにおいて、前記スライド駆動部が、前記複数の第4の金属ワイヤにおける各第4の金属ワイヤを、前記複数の第3の金属ワイヤにおける隣り合う2本の第3の金属ワイヤの間隔の中央に位置させた第3の状態とし、前記第3の透明基板に入射光として前記第1の偏光が入射されているとき、前記第3のワイヤグリッド偏光子及び前記第4のワイヤグリッド偏光子は前記第4の透明基板より前記第1の偏光を射出させないよう前記第1の偏光を遮断する。
上記の光スイッチにおいて、前記スライド駆動部が、前記各第4の金属ワイヤを前記複数の第3の金属ワイヤにおける各第3の金属ワイヤの前記第1の方向における同じ位置に位置させて、前記各第3の金属ワイヤと前記各第4の金属ワイヤとを対向させた第4の状態とし、前記第3の透明基板に入射光として前記第1の偏光と前記第2の偏光とが入射されているとき、前記第3のワイヤグリッド偏光子及び前記第4のワイヤグリッド偏光子は前記第4の透明基板より前記第1の偏光と前記第2の偏光とを射出させる。
上記の光スイッチは、前記第1のワイヤグリッド偏光子及び前記第2のワイヤグリッド偏光子を前記第1の状態とし、前記第3のワイヤグリッド偏光子及び前記第4のワイヤグリッド偏光子を前記第3の状態とするよう前記スライド駆動部を制御することにより、前記第1の透明基板に入射された前記入射光における前記所定の波長帯の光を前記第4の透明基板より射出させないオフ状態と、前記第1のワイヤグリッド偏光子及び前記第2のワイヤグリッド偏光子を前記第2の状態とし、前記第3のワイヤグリッド偏光子及び前記第4のワイヤグリッド偏光子を前記第4の状態とするよう前記スライド駆動部を制御することにより、前記第1の透明基板に入射された前記入射光における前記所定の波長帯の光を前記第4の透明基板より射出させるオン状態とを切り替えるスライド制御部をさらに備える。
The present invention provides a first wire grid polarizer including a first transparent substrate and a plurality of first metal wires extending in a first direction along a surface of the first transparent substrate and arranged at predetermined intervals in a second direction along the surface of the first transparent substrate, the first metal wires being orthogonal to the first direction; a second wire grid polarizer disposed to face the first wire grid polarizer and including a second transparent substrate and a plurality of second metal wires extending in the first direction along the surface of the second transparent substrate and orthogonal to the first direction and arranged at predetermined intervals in the second direction along the surface of the second transparent substrate; and a third wire grid polarizer extending in the second direction along the surface of the third transparent substrate and arranged at predetermined intervals in the second direction. the third wire grid polarizer having a plurality of third metal wires arranged at predetermined intervals in the first direction along a surface of the third transparent substrate and perpendicular to the second direction; a fourth wire grid polarizer arranged so as to face the third wire grid polarizer and having a plurality of fourth metal wires on a fourth transparent substrate, the fourth wire grid polarizer extending in the second direction along the surface of the fourth transparent substrate and perpendicular to the second direction and arranged at predetermined intervals in the first direction along the surface of the fourth transparent substrate; and a slide drive unit sliding the first or second wire grid polarizer in the second direction and sliding the third or fourth wire grid polarizer in the first direction.
In the above-mentioned optical switch, when the slide drive unit is in a first state in which each second metal wire in the plurality of second metal wires is positioned in the center of the spacing between two adjacent first metal wires in the plurality of first metal wires, the first wire grid polarizer and the second wire grid polarizer block the second polarized light in incident light having a predetermined wavelength band that includes a first polarized light and a second polarized light and allows the first polarized light to exit from the second transparent substrate.
In the above optical switch, when the slide drive unit positions each of the second metal wires at the same position in the second direction of each of the multiple first metal wires to place each of the first metal wires facing each of the second metal wires, the first wire grid polarizer and the second wire grid polarizer emit the first polarized light and the second polarized light of the incident light from the second transparent substrate.
In the above optical switch, the slide drive unit sets each of the plurality of fourth metal wires in a third state in which it is positioned at the center of the spacing between two adjacent third metal wires in the plurality of third metal wires, and when the first polarized light is incident on the third transparent substrate as incident light, the third wire grid polarizer and the fourth wire grid polarizer block the first polarized light so as to prevent the first polarized light from exiting the fourth transparent substrate.
In the above optical switch, the slide drive unit positions each of the fourth metal wires at the same position in the first direction of each of the multiple third metal wires to place each of the third metal wires facing each other in a fourth state, and when the first polarized light and the second polarized light are incident on the third transparent substrate as incident light, the third wire grid polarizer and the fourth wire grid polarizer emit the first polarized light and the second polarized light from the fourth transparent substrate.
The optical switch further includes a slide controller that switches between an OFF state in which light of the predetermined wavelength band in the incident light incident on the first transparent substrate is not emitted from the fourth transparent substrate by controlling the slide driver to set the first wire grid polarizer and the second wire grid polarizer in the first state and the third wire grid polarizer and the fourth wire grid polarizer in the third state, and an ON state in which light of the predetermined wavelength band in the incident light incident on the first transparent substrate is emitted from the fourth transparent substrate by controlling the slide driver to set the first wire grid polarizer and the second wire grid polarizer in the second state and the third wire grid polarizer and the fourth wire grid polarizer in the fourth state.

本発明の光スイッチによれば、オンとオフとを高速に切り替えることができる。 The optical switch of the present invention can be switched on and off at high speed.

一実施形態の光スイッチの構成を示す図である。FIG. 1 illustrates a configuration of an optical switch according to an embodiment. 一実施形態の光スイッチにおける第1及び第2のワイヤグリッド偏光子を示す斜視図である。2 is a perspective view illustrating first and second wire grid polarizers in an optical switch according to an embodiment. FIG. 一実施形態の光スイッチにおける第3及び第4のワイヤグリッド偏光子を示す斜視図である。13 is a perspective view showing third and fourth wire grid polarizers in the optical switch of the embodiment. FIG. 第1及び第2のワイヤグリッド偏光子の作用を示す図である。1A and 1B are diagrams illustrating the functions of the first and second wire grid polarizers. 第1及び第2のワイヤグリッド偏光子が状態1であるときの、金属ワイヤの位置関係と第2のワイヤグリッド偏光子からの射出光の状態を示す図である。1A is a diagram showing the positional relationship between metal wires and the state of emitted light from the second wire grid polarizer when the first and second wire grid polarizers are in State 1. FIG. 第1及び第2のワイヤグリッド偏光子が状態2であるときの、金属ワイヤの位置関係と第2のワイヤグリッド偏光子からの射出光の状態を示す図である。13A and 13B are diagrams showing the positional relationship between the metal wires and the state of light emitted from the second wire grid polarizer when the first and second wire grid polarizers are in State 2. 第1及び第2のワイヤグリッド偏光子が状態1と状態2であるときの波長と横偏光の割合との関係を示す特性図である。1 is a characteristic diagram showing the relationship between wavelength and the proportion of horizontal polarization when the first and second wire grid polarizers are in states 1 and 2. FIG. 第1及び第2のワイヤグリッド偏光子が状態1であり、第3及び第4のワイヤグリッド偏光子が状態であるときの、金属ワイヤの位置関係と第4のワイヤグリッド偏光子からの射出光の状態を示す図である。FIG . 13 is a diagram showing the positional relationship of the metal wires and the state of emitted light from the fourth wire grid polarizer when the first and second wire grid polarizers are in state 1 and the third and fourth wire grid polarizers are in state 3 . 第1及び第2のワイヤグリッド偏光子が状態2であり、第3及び第4のワイヤグリッド偏光子が状態であるときの、金属ワイヤの位置関係と第4のワイヤグリッド偏光子からの射出光の状態を示す図である。FIG . 13 is a diagram showing the positional relationship of the metal wires and the state of emitted light from the fourth wire grid polarizer when the first and second wire grid polarizers are in state 2 and the third and fourth wire grid polarizers are in state 4 . 一実施形態の光スイッチによる可視光のオフ状態とオン状態とを示す、波長と透過光の割合との関係を示す特性図である。4A and 4B are characteristic diagrams showing the relationship between wavelength and the proportion of transmitted light, illustrating the off and on states of visible light by an optical switch according to an embodiment. 一実施形態の光スイッチを発展させた構成を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing an advanced configuration of the optical switch according to an embodiment. 図9において、第1及び第2のワイヤグリッド偏光子が状態1、第3及び第4のワイヤグリッド偏光子が状態であり、第3及び第4のワイヤグリッド偏光子が、第1及び第2のワイヤグリッド偏光子に対して90度回転させた状態にあるときの金属ワイヤの位置関係と第4のワイヤグリッド偏光子からの射出光の状態を示す図である。FIG. 9 shows the positional relationship of the metal wires and the state of emitted light from the fourth wire grid polarizer when the first and second wire grid polarizers are in state 1 and the third and fourth wire grid polarizers are in state 3, and the third and fourth wire grid polarizers are rotated 90 degrees with respect to the first and second wire grid polarizers. 図9において、第1及び第2のワイヤグリッド偏光子が状態1、第3及び第4のワイヤグリッド偏光子が状態であり、第3及び第4のワイヤグリッド偏光子が、第1及び第2のワイヤグリッド偏光子に対して0度に回転させた状態にあるときの金属ワイヤの位置関係と第4のワイヤグリッド偏光子からの射出光の状態を示す図である。FIG. 9 shows the positional relationship of the metal wires and the state of emitted light from the fourth wire grid polarizer when the first and second wire grid polarizers are in state 1 , the third and fourth wire grid polarizers are in state 3, and the third and fourth wire grid polarizers are rotated 0 degrees relative to the first and second wire grid polarizers. 第3及び第4のワイヤグリッド偏光子の回転角と第4のワイヤグリッド偏光子からの射出光として射出される透過光の割合との関係を示す特性図である。13 is a characteristic diagram showing the relationship between the rotation angles of the third and fourth wire grid polarizers and the proportion of transmitted light that is output as light emitted from the fourth wire grid polarizer. FIG. 一実施形態の偏光器の構成を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a configuration of a polarizer according to an embodiment. 一実施形態の光学フィルタの構成を示す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration of an optical filter according to an embodiment. 図13において、第1及び第2のワイヤグリッド偏光子を状態1と状態2との間で連続的に変化させることを示す図である。FIG. 13 is a diagram showing the first and second wire grid polarizers being continuously changed between state 1 and state 2. 図13において、第1及び第2のワイヤグリッド偏光子を状態1と状態2との間で連続的に変化させ、第3及び第4のワイヤグリッド偏光子を状態と状態との間で連続的に変化させたときの、波長と透過光の割合との関係を示す特性図である。FIG. 13 is a characteristic diagram showing the relationship between wavelength and proportion of transmitted light when the first and second wire grid polarizers are continuously changed between state 1 and state 2, and the third and fourth wire grid polarizers are continuously changed between state 3 and state 4 . 一実施形態の窓が取り付けられている家屋を示す図である。FIG. 1 illustrates a house having a window according to an embodiment installed therein. 一実施形態の窓の構成を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a window configuration according to an embodiment. 一実施形態のヘッドマウントディスプレイの構成を示す図である。FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a head mounted display according to an embodiment.

以下、各実施形態の光スイッチ、偏光器、光学フィルタ、窓、ヘッドマウントディスプレイについて、添付図面を参照して説明する。 The optical switch, polarizer, optical filter, window, and head-mounted display of each embodiment will be described below with reference to the attached drawings.

<光スイッチ>
図1~図11は、オンとオフとを高速に切り替えることができる光スイッチを開示する。図1は、一実施形態の光スイッチ101を示す。光スイッチ101は、第1~第4のワイヤグリッド偏光子11~14を備える。第1のワイヤグリッド偏光子11と第2のワイヤグリッド偏光子12とは互いに接触しない程度に近接して配置されており、第1のペアのワイヤグリッド偏光子を構成している。第3のワイヤグリッド偏光子13と第4のワイヤグリッド偏光子14とは互いに接触しない程度に近接して配置されており、第2のペアのワイヤグリッド偏光子を構成している。
<Optical switch>
1 to 11 disclose an optical switch that can be switched on and off at high speed. FIG. 1 shows an optical switch 101 according to one embodiment. The optical switch 101 includes first to fourth wire grid polarizers 11 to 14. The first wire grid polarizer 11 and the second wire grid polarizer 12 are arranged close to each other but do not contact each other, constituting a first pair of wire grid polarizers. The third wire grid polarizer 13 and the fourth wire grid polarizer 14 are arranged close to each other but do not contact each other, constituting a second pair of wire grid polarizers.

第1のワイヤグリッド偏光子11及び第2のワイヤグリッド偏光子12は、それぞれ、ガラス基板等の透明基板11a及び12a上に、アルミニウム等の複数本の金属ワイヤ11b及び12bを所定の間隔を設けて蒸着等によって形成したものである。透明基板11aを第1の透明基板とすれば、透明基板12aは第2の透明基板であり、金属ワイヤ11bを第1の金属ワイヤとすれば、金属ワイヤ12bは第2の金属ワイヤである。第1のワイヤグリッド偏光子11の金属ワイヤ11bと第2のワイヤグリッド偏光子12の金属ワイヤ12bとを近接させるために、第1のワイヤグリッド偏光子11及び第2のワイヤグリッド偏光子12は金属ワイヤ11b及び12bが設けられている面を対向させて配置されている。 The first wire grid polarizer 11 and the second wire grid polarizer 12 are formed by depositing a plurality of metal wires 11b and 12b of aluminum or the like at a predetermined interval on transparent substrates 11a and 12a such as glass substrates. If the transparent substrate 11a is the first transparent substrate, the transparent substrate 12a is the second transparent substrate, and if the metal wire 11b is the first metal wire, the metal wire 12b is the second metal wire. In order to bring the metal wire 11b of the first wire grid polarizer 11 and the metal wire 12b of the second wire grid polarizer 12 close to each other, the first wire grid polarizer 11 and the second wire grid polarizer 12 are arranged with the surfaces on which the metal wires 11b and 12b are provided facing each other.

図2の斜視図に示すように、金属ワイヤ11b及び12bはそれぞれ透明基板11a及び12aの面に沿ったY方向(第1の方向)に伸びており、透明基板11a及び12aの面に沿ったX方向(第2の方向)に所定の間隔を設けて配列されている。X方向は水平方向であり、Y方向はX方向と直交する垂直方向である。 As shown in the perspective view of FIG. 2, the metal wires 11b and 12b extend in the Y direction (first direction) along the surfaces of the transparent substrates 11a and 12a, respectively, and are arranged at a predetermined interval in the X direction (second direction) along the surfaces of the transparent substrates 11a and 12a. The X direction is the horizontal direction, and the Y direction is the vertical direction perpendicular to the X direction.

第3のワイヤグリッド偏光子13及び第4のワイヤグリッド偏光子14は、それぞれ、ガラス基板等の透明基板13a及び14a上に、アルミニウム等の複数本の金属ワイヤ13b及び14bを所定の間隔を設けて蒸着等によって形成したものである。透明基板13aを第3の透明基板とすれば、透明基板14aは第4の透明基板であり、金属ワイヤ13bを第3の金属ワイヤとすれば、金属ワイヤ14bは第4の金属ワイヤである。第3のワイヤグリッド偏光子13の金属ワイヤ13bと第4のワイヤグリッド偏光子14の金属ワイヤ14bとを近接させるために、第3のワイヤグリッド偏光子13及び第4のワイヤグリッド偏光子14は金属ワイヤ13b及び14bが設けられている面を対向させて配置されている。 The third wire grid polarizer 13 and the fourth wire grid polarizer 14 are formed by depositing a plurality of metal wires 13b and 14b of aluminum or the like at a predetermined interval on transparent substrates 13a and 14a such as glass substrates. If the transparent substrate 13a is the third transparent substrate, the transparent substrate 14a is the fourth transparent substrate, and if the metal wire 13b is the third metal wire, the metal wire 14b is the fourth metal wire. In order to bring the metal wire 13b of the third wire grid polarizer 13 and the metal wire 14b of the fourth wire grid polarizer 14 close to each other, the third wire grid polarizer 13 and the fourth wire grid polarizer 14 are arranged with the surfaces on which the metal wires 13b and 14b are provided facing each other.

図3の斜視図に示すように、金属ワイヤ13b及び14bはそれぞれ透明基板13a及び14aの面に沿ったX方向に伸びており、透明基板13a及び14aの面に沿ったY方向に所定の間隔を設けて配列されている。即ち、第1のワイヤグリッド偏光子11及び第2のワイヤグリッド偏光子12と、第3のワイヤグリッド偏光子13及び第4のワイヤグリッド偏光子14とは、互いに90度回転させた関係にある。 As shown in the perspective view of FIG. 3, the metal wires 13b and 14b extend in the X direction along the surfaces of the transparent substrates 13a and 14a, respectively, and are arranged at a predetermined interval in the Y direction along the surfaces of the transparent substrates 13a and 14a. That is, the first wire grid polarizer 11 and the second wire grid polarizer 12, and the third wire grid polarizer 13 and the fourth wire grid polarizer 14 are rotated by 90 degrees relative to each other.

第1のワイヤグリッド偏光子11及び第2のワイヤグリッド偏光子12よりなる第1のペアのワイヤグリッド偏光子と、第3のワイヤグリッド偏光子13及び第4のワイヤグリッド偏光子14よりなる第2のペアのワイヤグリッド偏光子との位置関係を逆にしてもよい。位置関係を逆にした場合には、X方向が第1の方向であり、Y方向が第2の方向となる。 The positional relationship between the first pair of wire grid polarizers consisting of the first wire grid polarizer 11 and the second wire grid polarizer 12 and the second pair of wire grid polarizers consisting of the third wire grid polarizer 13 and the fourth wire grid polarizer 14 may be reversed. When the positional relationship is reversed, the X direction is the first direction and the Y direction is the second direction.

光スイッチ101は、さらに、スライド制御部15と、スライド制御部15によって制御されるスライド駆動部16及び17を備える。スライド駆動部16は、第2のワイヤグリッド偏光子12をX方向にスライドするよう駆動する。スライド駆動部17は、第4のワイヤグリッド偏光子14をY方向にスライドするよう駆動する。スライド駆動部16及び17は、それぞれ、電界または磁界を用いたスライド機構によって、第2のワイヤグリッド偏光子12及び第4のワイヤグリッド偏光子14をスライドさせる。 The optical switch 101 further includes a slide control unit 15, and slide drive units 16 and 17 controlled by the slide control unit 15. The slide drive unit 16 drives the second wire grid polarizer 12 to slide in the X direction. The slide drive unit 17 drives the fourth wire grid polarizer 14 to slide in the Y direction. The slide drive units 16 and 17 slide the second wire grid polarizer 12 and the fourth wire grid polarizer 14 by a slide mechanism using an electric field or a magnetic field, respectively.

スライド制御部15は、入力されるスライド指示信号に応じて、スライド駆動部16及び17を制御する。 The slide control unit 15 controls the slide driving units 16 and 17 in response to the input slide instruction signal.

光スイッチ101は、スライド駆動部16が第1のワイヤグリッド偏光子11をX方向にスライドするよう駆動し、スライド駆動部17が第3のワイヤグリッド偏光子13をY方向にスライドするよう駆動するように構成されていてもよい。 The optical switch 101 may be configured such that the slide drive unit 16 drives the first wire grid polarizer 11 to slide in the X direction, and the slide drive unit 17 drives the third wire grid polarizer 13 to slide in the Y direction.

図4は、第1のワイヤグリッド偏光子11及び第2のワイヤグリッド偏光子12が、可視光の入射光Linに対してどのように作用するかを示している。波長380nm~760nmを可視光とする。波長380nm~760nmの可視光は、所定の波長帯の光の一例である。 Figure 4 shows how the first wire grid polarizer 11 and the second wire grid polarizer 12 act on incident visible light Lin. Visible light has a wavelength of 380 nm to 760 nm. Visible light with a wavelength of 380 nm to 760 nm is an example of light in a specified wavelength band.

隣り合う2本の金属ワイヤ11bの間隔は約380nmであり、隣り合う2本の金属ワイヤ12bの間隔も約380nmである。各金属ワイヤ12bは、2本の金属ワイヤ11bのX方向の中央に位置している。金属ワイヤ11bと金属ワイヤ12bとの間隔dは、金属ワイヤ11bと金属ワイヤ12bとのX方向の距離の190nmよりも十分に小さい。金属ワイヤ11bと金属ワイヤ12bとは、金属ワイヤ11bと金属ワイヤ12bとを対向させた状態でも接触しないよう所定の間隔を有している。 The distance between two adjacent metal wires 11b is approximately 380 nm, and the distance between two adjacent metal wires 12b is also approximately 380 nm. Each metal wire 12b is located at the center of the two metal wires 11b in the X direction. The distance d between metal wires 11b and 12b is sufficiently smaller than the distance between metal wires 11b and 12b in the X direction, which is 190 nm. Metal wires 11b and 12b have a predetermined distance so that they do not come into contact even when metal wires 11b and 12b are placed opposite each other.

入射光Linは、実線で示す横偏光HPLと破線で示す縦偏光VPLとを含む。Y方向に伸びる各金属ワイヤ12bが隣り合う2本の金属ワイヤ11bの中央に位置するように第1のワイヤグリッド偏光子11及び第2のワイヤグリッド偏光子12が配置されていると、縦偏光VPLは大方第1のワイヤグリッド偏光子11及び第2のワイヤグリッド偏光子12で遮断される。よって、第1のワイヤグリッド偏光子11及び第2のワイヤグリッド偏光子12の後段には、大方横偏光HPLである射出光L12が射出される。 The incident light Lin includes horizontally polarized light HPL indicated by solid lines and vertically polarized light VPL indicated by dashed lines. When the first wire grid polarizer 11 and the second wire grid polarizer 12 are arranged so that each metal wire 12b extending in the Y direction is located in the center of two adjacent metal wires 11b, the vertically polarized light VPL is mostly blocked by the first wire grid polarizer 11 and the second wire grid polarizer 12. Therefore, the output light L12, which is mostly horizontally polarized light HPL, is emitted downstream of the first wire grid polarizer 11 and the second wire grid polarizer 12.

図5Aに示すように、スライド駆動部16によって第2のワイヤグリッド偏光子12をスライドさせていない状態で、各金属ワイヤ12bが隣り合う2本の金属ワイヤ11bのY方向の中央に位置しているとする。図5Aに示す状態を状態1(第1の状態)とする。第1のワイヤグリッド偏光子11及び第2のワイヤグリッド偏光子12が状態1であるとき、図4で説明したように、横偏光HPLと縦偏光VPLとを含む入射光Linが第1のワイヤグリッド偏光子11及び第2のワイヤグリッド偏光子12に入射されると、大方横偏光HPLである射出光L12が射出される。状態1では、光量は1/2以下となる。 As shown in Fig. 5A, when the second wire grid polarizer 12 is not slid by the slide driving unit 16, each metal wire 12b is located at the center of two adjacent metal wires 11b in the Y direction. The state shown in Fig. 5A is referred to as state 1 (first state) . When the first wire grid polarizer 11 and the second wire grid polarizer 12 are in state 1, as described in Fig. 4, when the incident light Lin including the horizontally polarized light HPL and the vertically polarized light VPL is incident on the first wire grid polarizer 11 and the second wire grid polarizer 12, the exit light L12 which is mostly horizontally polarized light HPL is emitted. In state 1, the amount of light is 1/2 or less.

図5Bに示すように、スライド駆動部16によって第2のワイヤグリッド偏光子12をスライドさせて、各金属ワイヤ12bを各金属ワイヤ11bのX方向と同じ位置に位置させて、各金属ワイヤ11bと各金属ワイヤ12bとを対向させたとする。図5Bに示す状態を状態2(第2の状態)とする。第1のワイヤグリッド偏光子11及び第2のワイヤグリッド偏光子12が状態2であるとき、横偏光HPLと縦偏光VPLとを含む入射光Linが第1のワイヤグリッド偏光子11及び第2のワイヤグリッド偏光子12に入射されると、縦偏光VPLは第1のワイヤグリッド偏光子11及び第2のワイヤグリッド偏光子12で遮断されない。 As shown in Fig. 5B, the second wire grid polarizer 12 is slid by the slide driver 16 to position each metal wire 12b at the same position as each metal wire 11b in the X direction, so that each metal wire 11b faces each metal wire 12b. The state shown in Fig. 5B is State 2 (second state) . When the first wire grid polarizer 11 and the second wire grid polarizer 12 are in State 2, if incident light Lin including horizontally polarized light HPL and vertically polarized light VPL is incident on the first wire grid polarizer 11 and the second wire grid polarizer 12, the vertically polarized light VPL is not blocked by the first wire grid polarizer 11 and the second wire grid polarizer 12.

よって、状態2であるとき、第2のワイヤグリッド偏光子12より、横偏光HPLと縦偏光VPLとを含む射出光L12’が射出される。但し、光量は金属ワイヤ11b及び12bで遮られる分だけ減り、例えば89%となる。 Therefore, in state 2, the second wire grid polarizer 12 emits output light L12' containing horizontally polarized light HPL and vertically polarized light VPL. However, the amount of light is reduced by the amount blocked by the metal wires 11b and 12b, to, for example, 89%.

図6は、状態1と状態2とにおける波長と横偏光HPLの割合との関係を示している。状態1では、金属ワイヤ11bと金属ワイヤ12bとのX方向の距離が190nmであるので、波長380nm未満では、横偏光HPL及び縦偏光VPLはほとんど第1のワイヤグリッド偏光子11及び第2のワイヤグリッド偏光子12を通過する。波長380nm以上であると、縦偏光VPLが金属ワイヤ11b及び12bの間隔を通り抜けられず、波長が長くなるに従って横偏光HPLの割合が急増する。 Figure 6 shows the relationship between wavelength and the proportion of horizontally polarized HPL in states 1 and 2. In state 1, the distance in the X direction between metal wire 11b and metal wire 12b is 190 nm, so at wavelengths less than 380 nm, horizontally polarized HPL and vertically polarized VPL mostly pass through the first wire grid polarizer 11 and the second wire grid polarizer 12. At wavelengths of 380 nm or more, vertically polarized VPL cannot pass through the gap between metal wires 11b and 12b, and the proportion of horizontally polarized HPL increases sharply as the wavelength becomes longer.

状態2では、波長760nm未満では、横偏光HPL及び縦偏光VPLはほとんど第1のワイヤグリッド偏光子11及び第2のワイヤグリッド偏光子12を通過する。波長760nm以上であると、縦偏光VPLが金属ワイヤ11b及び12bの間隔を通り抜けられず、波長が長くなるに従って横偏光HPLの割合が急増する。 In state 2, for wavelengths less than 760 nm, the horizontally polarized light HPL and the vertically polarized light VPL pass almost entirely through the first wire grid polarizer 11 and the second wire grid polarizer 12. For wavelengths of 760 nm or more, the vertically polarized light VPL cannot pass through the gaps between the metal wires 11b and 12b, and the proportion of horizontally polarized light HPL increases sharply as the wavelength becomes longer.

図7Aにおいて、スライド駆動部17によって第4のワイヤグリッド偏光子14をスライドさせていない状態で、各金属ワイヤ14bが隣り合う2本の金属ワイヤ13bのY方向の中央に位置しているとする。第1のワイヤグリッド偏光子11及び第2のワイヤグリッド偏光子12は状態1である。第3のワイヤグリッド偏光子13及び第4のワイヤグリッド偏光子14、各金属ワイヤ13bが隣り合う2本の金属ワイヤ14bのY方向の中央に位置している状態3(第3の状態)である。 7A , each metal wire 14b is located at the center in the Y direction between two adjacent metal wires 13b when the fourth wire grid polarizer 14 is not slid by the slide driver 17. The first wire grid polarizer 11 and the second wire grid polarizer 12 are in State 1. The third wire grid polarizer 13 and the fourth wire grid polarizer 14 are in State 3 (third state) in which each metal wire 13b is located at the center in the Y direction between two adjacent metal wires 14b.

第3のワイヤグリッド偏光子13及び第4のワイヤグリッド偏光子14は、第1のワイヤグリッド偏光子11及び第2のワイヤグリッド偏光子12に対して90度回転させた状態にある。よって、第1のワイヤグリッド偏光子11及び第2のワイヤグリッド偏光子12より射出される射出光L12の横偏光HPLは、第3のワイヤグリッド偏光子13及び第4のワイヤグリッド偏光子14にとって縦偏光VPLとなる。 The third wire grid polarizer 13 and the fourth wire grid polarizer 14 are rotated 90 degrees relative to the first wire grid polarizer 11 and the second wire grid polarizer 12. Therefore, the horizontally polarized light HPL of the emitted light L12 from the first wire grid polarizer 11 and the second wire grid polarizer 12 becomes the vertically polarized light VPL for the third wire grid polarizer 13 and the fourth wire grid polarizer 14.

従って、図7Aにおいて、第3のワイヤグリッド偏光子13及び第4のワイヤグリッド偏光子14より射出される射出光Loutは、波長380nm以上で急激に減少する。即ち、第1のワイヤグリッド偏光子11及び第2のワイヤグリッド偏光子12が状態1であり、第3のワイヤグリッド偏光子13及び第4のワイヤグリッド偏光子14が状態3である図7Aは、可視光をほとんど透過させないオフ状態となる。 7A , the output light Lout from the third wire grid polarizer 13 and the fourth wire grid polarizer 14 drops sharply at wavelengths of 380 nm or more. That is, in FIG. 7A , the first wire grid polarizer 11 and the second wire grid polarizer 12 are in state 1 , and the third wire grid polarizer 13 and the fourth wire grid polarizer 14 are in state 3 , which is an off state that hardly transmits visible light.

図7Bにおいて、スライド駆動部17によって第4のワイヤグリッド偏光子14をスライドさせて、各金属ワイヤ14bを各金属ワイヤ13bのY方向と同じ位置に位置させて、各金属ワイヤ13bと各金属ワイヤ14bとを対向させたとする。第1のワイヤグリッド偏光子11及び第2のワイヤグリッド偏光子12は状態2である。第3のワイヤグリッド偏光子13及び第4のワイヤグリッド偏光子14、各金属ワイヤ13bと各金属ワイヤ14bとがY方向の同じ位置に位置している状態4(第4の状態)である。 7B , the fourth wire grid polarizer 14 is slid by the slide driver 17 so that each metal wire 14b is positioned at the same position in the Y direction as each metal wire 13b, and each metal wire 13b faces each metal wire 14b. The first wire grid polarizer 11 and the second wire grid polarizer 12 are in state 2. The third wire grid polarizer 13 and the fourth wire grid polarizer 14 are in state 4 (fourth state) in which each metal wire 13b and each metal wire 14b are positioned at the same position in the Y direction.

横偏光HPLと縦偏光VPLとを含む射出光L12’が第3のワイヤグリッド偏光子13及び第4のワイヤグリッド偏光子14に入射されると、横偏光HPL及び縦偏光VPLは第3のワイヤグリッド偏光子13及び第4のワイヤグリッド偏光子14で遮断されない。よって、第4のワイヤグリッド偏光子14より、横偏光HPLと縦偏光VPLとを含む射出光Loutが射出される。但し、光量は金属ワイヤ13b及び14bで遮られる分だけさらに減る。 When the output light L12' containing horizontally polarized light HPL and vertically polarized light VPL is incident on the third wire grid polarizer 13 and the fourth wire grid polarizer 14, the horizontally polarized light HPL and vertically polarized light VPL are not blocked by the third wire grid polarizer 13 and the fourth wire grid polarizer 14. Therefore, output light Lout containing horizontally polarized light HPL and vertically polarized light VPL is emitted from the fourth wire grid polarizer 14. However, the amount of light is further reduced by the amount blocked by the metal wires 13b and 14b.

第1のワイヤグリッド偏光子11及び第2のワイヤグリッド偏光子12で光量は例えば89%となり、第3のワイヤグリッド偏光子13及び第4のワイヤグリッド偏光子14によってさらにその例えば89%となるので、光スイッチ101全体で射出光Loutの光量は入射光Linに対して80%程度となる。 The amount of light in the first wire grid polarizer 11 and the second wire grid polarizer 12 is, for example, 89%, and the third wire grid polarizer 13 and the fourth wire grid polarizer 14 further increase this to, for example, 89%, so that the amount of light of the emitted light Lout in the entire optical switch 101 is about 80% of the incident light Lin.

従って、図7Bにおいては、波長760nm未満では、横偏光HPL及び縦偏光VPLは光量約80%で透過し、波長760nm以上で急激に減少する。即ち、第1のワイヤグリッド偏光子11及び第2のワイヤグリッド偏光子12が状態2であり、第3のワイヤグリッド偏光子13及び第4のワイヤグリッド偏光子14が状態4である図7Bは、可視光を大方透過させるオン状態となる。 7B, the horizontally polarized light HPL and the vertically polarized light VPL are transmitted at an amount of about 80% at wavelengths less than 760 nm, and the amount of light transmitted is rapidly reduced at wavelengths of 760 nm or more. That is, in FIG. 7B, the first wire grid polarizer 11 and the second wire grid polarizer 12 are in state 2 , and the third wire grid polarizer 13 and the fourth wire grid polarizer 14 are in state 4 , which is an on state that transmits most of the visible light.

光スイッチ101は、第2のワイヤグリッド偏光子12及び第4のワイヤグリッド偏光子14をスライドさせない初期の状態と、スライド駆動部16及び17によって第2のワイヤグリッド偏光子12及び第4のワイヤグリッド偏光子14をスライドさせた状態とを選択することができる。 The optical switch 101 can select between an initial state in which the second wire grid polarizer 12 and the fourth wire grid polarizer 14 are not slid, and a state in which the second wire grid polarizer 12 and the fourth wire grid polarizer 14 are slid by the slide drivers 16 and 17.

これによって、図8に示すように、光スイッチ101は、波長380nm~760nmの可視光をほとんど透過させないオフ状態と、可視光をほとんど透過させるオン状態とを切り替えることができる。スライド駆動部16及び17によって第2のワイヤグリッド偏光子12及び第4のワイヤグリッド偏光子14をスライドさせるだけでオフ状態とオン状態とが切り替わるから、光スイッチ101はオフ状態とオン状態とを高速に切り替えることができる。 As a result, as shown in FIG. 8, the optical switch 101 can be switched between an OFF state, in which it transmits almost no visible light with wavelengths of 380 nm to 760 nm, and an ON state, in which it transmits almost all visible light. The OFF state and ON state can be switched simply by sliding the second wire grid polarizer 12 and the fourth wire grid polarizer 14 using the slide drivers 16 and 17, so the optical switch 101 can be switched between the OFF state and the ON state at high speed.

第1のワイヤグリッド偏光子11及び第2のワイヤグリッド偏光子12の初期の状態を、各金属ワイヤ11bと各金属ワイヤ12bとのX方向の位置を同じ位置にしてもよい。第3のワイヤグリッド偏光子13及び第4のワイヤグリッド偏光子14の初期の状態を、各金属ワイヤ13bと各金属ワイヤ14bとのY方向の位置を同じ位置にしてもよい。 The initial state of the first wire grid polarizer 11 and the second wire grid polarizer 12 may be such that the X-direction positions of each metal wire 11b and each metal wire 12b are the same. The initial state of the third wire grid polarizer 13 and the fourth wire grid polarizer 14 may be such that the Y-direction positions of each metal wire 13b and each metal wire 14b are the same.

図1に示す光スイッチ101を発展させて、図9に示す光スイッチ102を構成することができる。光スイッチ102は、図1に示す光スイッチ101に、回転制御部18及び回転駆動部19を加えた構成である。回転駆動部19は、回転制御部18による制御によって、第3のワイヤグリッド偏光子13及び第4のワイヤグリッド偏光子14を回転させることができる。回転制御部18は、入力される回転指示信号に応じて、回転駆動部19を制御する。 The optical switch 101 shown in FIG. 1 can be expanded to form the optical switch 102 shown in FIG. 9. The optical switch 102 is configured by adding a rotation control unit 18 and a rotation drive unit 19 to the optical switch 101 shown in FIG. 1. The rotation drive unit 19 can rotate the third wire grid polarizer 13 and the fourth wire grid polarizer 14 under the control of the rotation control unit 18. The rotation control unit 18 controls the rotation drive unit 19 in response to an input rotation instruction signal.

第1~第4のワイヤグリッド偏光子11~14を上記のようにオン状態とし、回転制御部18は回転駆動部19を制御して、第3のワイヤグリッド偏光子13及び第4のワイヤグリッド偏光子14を回転角0度から90度までのいずれかの角度に回転させる。 The first to fourth wire grid polarizers 11 to 14 are turned on as described above, and the rotation control unit 18 controls the rotation drive unit 19 to rotate the third wire grid polarizer 13 and the fourth wire grid polarizer 14 to any rotation angle between 0 degrees and 90 degrees.

図10Aは、図7Aと同じ状態である。第1のワイヤグリッド偏光子11及び第2のワイヤグリッド偏光子12は状態1であり、第3のワイヤグリッド偏光子13及び第4のワイヤグリッド偏光子14は状態3である。第3のワイヤグリッド偏光子13及び第4のワイヤグリッド偏光子14は、第1のワイヤグリッド偏光子11及び第2のワイヤグリッド偏光子12に対して90度回転させた、図1と同じ状態にある。このとき、光スイッチ102は、可視光をほとんど透過させないオフ状態である。 Fig. 10A shows the same state as Fig. 7A. The first wire grid polarizer 11 and the second wire grid polarizer 12 are in state 1 , and the third wire grid polarizer 13 and the fourth wire grid polarizer 14 are in state 3. The third wire grid polarizer 13 and the fourth wire grid polarizer 14 are in the same state as Fig. 1, rotated 90 degrees with respect to the first wire grid polarizer 11 and the second wire grid polarizer 12. At this time, the optical switch 102 is in an off state in which it hardly transmits visible light.

図10Bは、図10Aの状態から、第3のワイヤグリッド偏光子13及び第4のワイヤグリッド偏光子14を回転駆動部19によって0度に回転させた状態を示している。0度に回転させた状態とは、90度回転した状態にある第3のワイヤグリッド偏光子13及び第4のワイヤグリッド偏光子14を90度回転させて、第3のワイヤグリッド偏光子13及び第4のワイヤグリッド偏光子14を第1のワイヤグリッド偏光子11及び第2のワイヤグリッド偏光子12と同じ向きにした状態である。 Figure 10B shows the state in which the third wire grid polarizer 13 and the fourth wire grid polarizer 14 are rotated 0 degrees by the rotation drive unit 19 from the state in Figure 10A. The state rotated 0 degrees refers to the state in which the third wire grid polarizer 13 and the fourth wire grid polarizer 14, which are rotated 90 degrees, are rotated 90 degrees so that the third wire grid polarizer 13 and the fourth wire grid polarizer 14 are oriented in the same direction as the first wire grid polarizer 11 and the second wire grid polarizer 12.

この状態では、第1のワイヤグリッド偏光子11及び第2のワイヤグリッド偏光子12より射出される大方横偏光HPLである射出光L12は、金属ワイヤ13b及び14bで遮られる分を除き、第3のワイヤグリッド偏光子13及び第4のワイヤグリッド偏光子14を透過する。第3のワイヤグリッド偏光子13及び第4のワイヤグリッド偏光子14からは、大方横偏光HPLである射出光Loutが射出される。 In this state, the emitted light L12, which is mostly horizontally polarized light HPL emitted from the first wire grid polarizer 11 and the second wire grid polarizer 12, passes through the third wire grid polarizer 13 and the fourth wire grid polarizer 14, except for the portion blocked by the metal wires 13b and 14b. Emitted light Lout, which is mostly horizontally polarized light HPL, is emitted from the third wire grid polarizer 13 and the fourth wire grid polarizer 14.

図11は、第3のワイヤグリッド偏光子13及び第4のワイヤグリッド偏光子14の回転角と射出光Loutとして射出される透過光の割合との関係を示している。第3のワイヤグリッド偏光子13及び第4のワイヤグリッド偏光子14の回転角が0度であれば、透過光の割合は最大で40%程度となる。上記のように、横偏光HPLと縦偏光VPLとを含む入射光Linの第1のワイヤグリッド偏光子11~第4のワイヤグリッド偏光子14全体での透過率は80%程度であるから、横偏光HPLのみでは透過光の割合は40%程度となる。 Figure 11 shows the relationship between the rotation angle of the third wire grid polarizer 13 and the fourth wire grid polarizer 14 and the proportion of transmitted light emitted as the emitted light Lout. If the rotation angle of the third wire grid polarizer 13 and the fourth wire grid polarizer 14 is 0 degrees, the proportion of transmitted light is a maximum of approximately 40%. As described above, the transmittance of the incident light Lin, which includes horizontally polarized light HPL and vertically polarized light VPL, through the first wire grid polarizer 11 to the fourth wire grid polarizer 14 as a whole is approximately 80%, so with only horizontally polarized light HPL, the proportion of transmitted light is approximately 40%.

図11に示すように、第3のワイヤグリッド偏光子13及び第4のワイヤグリッド偏光子14の回転角が0度から90度に近付くに従って、透過光の割合は40%程度から0%まで漸減する。 As shown in FIG. 11, as the rotation angle of the third wire grid polarizer 13 and the fourth wire grid polarizer 14 approaches 90 degrees from 0 degrees, the proportion of transmitted light gradually decreases from approximately 40% to 0%.

図9に示す光スイッチ102によれば、可視光をほとんど透過させないオフ状態と可視光をほとんど透過させるオン状態とを高速に切り替えることができるという効果に加えて、オン状態のときの透過光量を調整することができるという効果を奏する。 The optical switch 102 shown in FIG. 9 has the advantage of being able to quickly switch between an off state that transmits almost no visible light and an on state that transmits almost all visible light, as well as being able to adjust the amount of light transmitted in the on state.

<偏光器>
図12は、横偏光と縦偏光とを高速に切り替えることができる偏光器を開示する。図12は、一実施形態の偏光器200を示す。図12に示す偏光器200において、図1に示す光スイッチ101と同一部分には同一符号を付し、その説明を省略することがある。
<Polarizer>
Fig. 12 discloses a polarizer capable of switching between horizontal and vertical polarization at high speed. Fig. 12 shows a polarizer 200 according to an embodiment. In the polarizer 200 shown in Fig. 12, the same parts as those in the optical switch 101 shown in Fig. 1 are designated by the same reference numerals, and the description thereof may be omitted.

図12において、選択制御部21には、射出光Loutを横偏光HPLにするか縦偏光VPLにするかを選択する選択指示信号が入力される。選択制御部21は、射出光Loutを横偏光HPLにする選択指示信号が入力されると、スライド制御部15に射出光Loutを横偏光HPLにするよう指示する。 In FIG. 12, a selection instruction signal is input to the selection control unit 21 to select whether the emitted light Lout is horizontally polarized HPL or vertically polarized VPL. When a selection instruction signal to make the emitted light Lout horizontally polarized HPL is input, the selection control unit 21 instructs the slide control unit 15 to make the emitted light Lout horizontally polarized HPL.

射出光Loutを横偏光HPLにするよう指示されると、スライド制御部15は、第1のワイヤグリッド偏光子11及び第2のワイヤグリッド偏光子12を状態1とし、第3のワイヤグリッド偏光子13及び第4のワイヤグリッド偏光子14を状態とするよう、第2のワイヤグリッド偏光子12及び第4のワイヤグリッド偏光子14を駆動する。スライド制御部15は、第2のワイヤグリッド偏光子12を初期の状態のままとし、第4のワイヤグリッド偏光子14を状態とするようスライドさせる。このようにすると、偏光器200は横偏光HPL(第1の偏光)を射出する横偏光射出状態(第1の偏光射出状態)となる。 When instructed to set the output light Lout to horizontally polarized light HPL, the slide controller 15 drives the second wire grid polarizer 12 and the fourth wire grid polarizer 14 to set the first wire grid polarizer 11 and the second wire grid polarizer 12 to State 1 and the third wire grid polarizer 13 and the fourth wire grid polarizer 14 to State 4. The slide controller 15 keeps the second wire grid polarizer 12 in its initial state and slides the fourth wire grid polarizer 14 to State 4. In this way, the polarizer 200 is in a horizontally polarized light output state (first polarization output state) that outputs horizontally polarized light HPL (first polarization).

射出光Loutを縦偏光VPLにするよう指示されると、スライド制御部15は、第1のワイヤグリッド偏光子11及び第2のワイヤグリッド偏光子12を状態2とし、第3のワイヤグリッド偏光子13及び第4のワイヤグリッド偏光子14を状態とするよう、第2のワイヤグリッド偏光子12及び第4のワイヤグリッド偏光子14を駆動する。スライド制御部15は、第2のワイヤグリッド偏光子12を状態2とするようスライドさせ、第4のワイヤグリッド偏光子14を初期の状態のままとする。このようにすると、偏光器200は縦偏光VPL(第2の偏光)を射出する縦偏光射出状態(第2の偏光射出状態)となる。 When instructed to set the output light Lout to vertical polarization VPL, the slide controller 15 drives the second wire grid polarizer 12 and the fourth wire grid polarizer 14 to set the first wire grid polarizer 11 and the second wire grid polarizer 12 to State 2 and the third wire grid polarizer 13 and the fourth wire grid polarizer 14 to State 3. The slide controller 15 slides the second wire grid polarizer 12 to State 2 and leaves the fourth wire grid polarizer 14 in its initial state. In this way, the polarizer 200 is in a vertical polarization output state (second polarization output state) that outputs vertical polarization VPL (second polarization).

図12に示す偏光器200によれば、射出光Loutを横偏光HPLにするか縦偏光VPLにするかを切り換えることができる。偏光器200によれば、スライド駆動部16及び17によって第2のワイヤグリッド偏光子12及び第4のワイヤグリッド偏光子14をスライドさせるだけで横偏光射出状態と縦偏光射出状態とが切り替わるから、偏光器200は横偏光射出状態と縦偏光射出状態とを高速に切り替えることができる。 The polarizer 200 shown in FIG. 12 can switch between horizontally polarized light HPL and vertically polarized light VPL for the emitted light Lout. The polarizer 200 can switch between the horizontally polarized light emission state and the vertically polarized light emission state simply by sliding the second wire grid polarizer 12 and the fourth wire grid polarizer 14 using the slide drive units 16 and 17, so the polarizer 200 can quickly switch between the horizontally polarized light emission state and the vertically polarized light emission state.

なお、偏光器200の構成の仕方によっては、縦偏光VPLが第1の偏光であり、縦偏光射出状態が第1の偏光射出状態、横偏光HPLが第2の偏光であり、横偏光射出状態が第2の偏光射出状態となることがある。 Depending on how the polarizer 200 is configured, the vertically polarized light VPL may be the first polarization, the vertically polarized light exit state may be the first polarization exit state, and the horizontally polarized light HPL may be the second polarization, and the horizontally polarized light exit state may be the second polarization exit state.

<光学フィルタ>
図13は、透過波長帯を変更することができる光学フィルタを開示する。図13は、一実施形態の光学フィルタ300を示す。図13に示す光学フィルタ300において、図1に示す光スイッチ101と同一部分には同一符号を付し、その説明を省略することがある。
<Optical filter>
Fig. 13 discloses an optical filter capable of changing the transmission wavelength band. Fig. 13 shows an optical filter 300 according to one embodiment. In the optical filter 300 shown in Fig. 13, the same parts as those in the optical switch 101 shown in Fig. 1 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof may be omitted.

図13において、スライド制御部15には透過波長指示信号が入力される。透過波長指示信号は光学フィルタ300によって透過させる波長を直接的に指示する指示信号である必要はなく、透過させる波長の帯域を760nm側に所定の帯域だけ広げたり、波長380nm側に所定の帯域だけ狭くしたりする指示信号であってもよい。 In FIG. 13, a transmission wavelength instruction signal is input to the slide control unit 15. The transmission wavelength instruction signal does not need to be an instruction signal that directly instructs the wavelength to be transmitted by the optical filter 300, but may be an instruction signal that widens the band of wavelengths to be transmitted by a specified band toward the 760 nm wavelength side, or narrows the band by a specified band toward the 380 nm wavelength side.

第1のワイヤグリッド偏光子11及び第2のワイヤグリッド偏光子12が状態1であり、第3のワイヤグリッド偏光子13及び第4のワイヤグリッド偏光子14が状態3であるとき、光学フィルタ300はオフ状態である。スライド制御部15に透過させる波長の帯域を760nm側に所定の帯域だけ広げることを指示する透過波長指示信号が入力されたとする。 The optical filter 300 is in the off state when the first wire grid polarizer 11 and the second wire grid polarizer 12 are in state 1 and the third wire grid polarizer 13 and the fourth wire grid polarizer 14 are in state 3. It is assumed that a transmitted wavelength instruction signal is input to the slide control unit 15 to instruct it to widen the band of wavelengths to be transmitted by a predetermined band toward the 760 nm side.

図14に示すように、スライド制御部15は、第1のワイヤグリッド偏光子11及び第2のワイヤグリッド偏光子12を状態2に近付けるよう、第2のワイヤグリッド偏光子12を所定の距離だけX方向にスライドさせる。図示を省略しているが、スライド制御部15は、第3のワイヤグリッド偏光子13及び第4のワイヤグリッド偏光子14を状態に近付けるよう、第4のワイヤグリッド偏光子14を所定の距離だけY方向にスライドさせる。第2のワイヤグリッド偏光子12及び第4のワイヤグリッド偏光子14をスライドさせる距離は、透過させる波長を広げる帯域に応じた距離である。 14 , the slide controller 15 slides the second wire grid polarizer 12 a predetermined distance in the X direction so as to bring the first wire grid polarizer 11 and the second wire grid polarizer 12 closer to State 2. Although not shown in the figure, the slide controller 15 slides the fourth wire grid polarizer 14 a predetermined distance in the Y direction so as to bring the third wire grid polarizer 13 and the fourth wire grid polarizer 14 closer to State 4. The distance by which the second wire grid polarizer 12 and the fourth wire grid polarizer 14 are slid is a distance that depends on the band of transmitted wavelengths to be expanded.

図8で説明したように、光スイッチ101は、波長380nm~760nmの可視光をほとんど透過させないオフ状態と、可視光をほとんど透過させるオン状態とを選択する。これに対して、光学フィルタ300は、第2のワイヤグリッド偏光子12及び第4のワイヤグリッド偏光子14をスライドさせる距離を可変させることによって、図15に示すように、光学フィルタ300が可視光を透過させる波長の帯域を760nm側に広げたり、波長380nm側に狭くしたりすることができる。 As described in FIG. 8, the optical switch 101 selects between an off state in which almost no visible light with wavelengths between 380 nm and 760 nm is transmitted, and an on state in which almost all visible light is transmitted. In contrast, the optical filter 300 can widen the wavelength band through which the optical filter 300 transmits visible light toward the 760 nm side or narrow it toward the 380 nm side by varying the distance by which the second wire grid polarizer 12 and the fourth wire grid polarizer 14 are slid, as shown in FIG. 15.

可視光を透過させる波長の帯域を波長380nm側に狭くすると、光学フィルタ300は青みを有する射出光Loutを射出する。可視光を透過させる波長の帯域を760nm側に広げると、光学フィルタ300は白色の射出光Loutを射出する。 When the band of wavelengths that transmit visible light is narrowed toward the 380 nm wavelength side, the optical filter 300 emits blue-tinted emitted light Lout. When the band of wavelengths that transmit visible light is widened toward the 760 nm side, the optical filter 300 emits white emitted light Lout.

図13に示す光学フィルタ300によれば、光学フィルタ300から射出される射出光Loutの透過波長帯を変更することによって色合いを連続的に変更することができる。 According to the optical filter 300 shown in FIG. 13, the color tone can be continuously changed by changing the transmission wavelength band of the emitted light Lout from the optical filter 300.

<窓>
図16及び図17は、光を透過させる状態を変更することができる窓を開示する。図16に示すように、家屋410には一実施形態の窓400が取り付けられている。家屋410は、海、湖、川等の水面420近くに位置している。図16において、太陽光SLは横偏光HPL及び縦偏光VPLを含む。太陽光SLが水面420で反射すると、反射光RSLは大方横偏光HPLとなる。水面420に代えて雪が存在する場合においても、太陽光SLが雪で反射すると、反射光RSLは大方横偏光HPLとなる。
<Windows>
Fig. 16 and Fig. 17 disclose a window capable of changing the state of light transmission. As shown in Fig. 16, a window 400 of one embodiment is installed in a house 410. The house 410 is located near a water surface 420 such as the sea, a lake, or a river. In Fig. 16, sunlight SL includes horizontally polarized light HPL and vertically polarized light VPL. When sunlight SL is reflected by the water surface 420, the reflected light RSL is mostly horizontally polarized light HPL. Even when snow is present instead of the water surface 420, when sunlight SL is reflected by the snow, the reflected light RSL is mostly horizontally polarized light HPL.

図17は、一実施形態の窓400を示す。図17に示す窓400において、図1に示す光スイッチ101、図12に示す偏光器200、または図13に示す光学フィルタ300と同一部分には同一符号を付し、その説明を省略することがある。 Figure 17 shows a window 400 according to one embodiment. In the window 400 shown in Figure 17, the same parts as those in the optical switch 101 shown in Figure 1, the polarizer 200 shown in Figure 12, or the optical filter 300 shown in Figure 13 are designated by the same reference numerals, and their description may be omitted.

図17において、窓ガラス401は、光スイッチ101または偏光器200におけるそれと同様の第1のワイヤグリッド偏光子11~第4のワイヤグリッド偏光子14によって構成されている。第1のワイヤグリッド偏光子11~第4のワイヤグリッド偏光子14と、スライド制御部15と、スライド駆動部16及び17は、図1に示す光スイッチ101と同様の光スイッチを構成している。 In FIG. 17, the window glass 401 is composed of the first wire grid polarizer 11 to the fourth wire grid polarizer 14, which are similar to those in the optical switch 101 or the polarizer 200. The first wire grid polarizer 11 to the fourth wire grid polarizer 14, the slide control unit 15, and the slide drive units 16 and 17 constitute an optical switch similar to the optical switch 101 shown in FIG. 1.

従って、窓400の窓ガラス401は、波長380nm~760nmの可視光をほとんど透過させないオフ状態と、可視光をほとんど透過させるオン状態とを選択することができる。即ち、窓400は、窓ガラス401の外側から家屋410の内部、及び家屋410の内部から窓ガラス401の外側を見ることができない状態と、見ることができる状態とを切り替えることができる。 The pane 401 of the window 400 can therefore select between an off state in which it transmits almost no visible light with wavelengths between 380 nm and 760 nm, and an on state in which it transmits almost all visible light. In other words, the window 400 can switch between a state in which the inside of the house 410 cannot be seen from the outside of the pane 401, and a state in which the outside of the pane 401 can be seen from the inside of the house 410, and vice versa.

図17に破線で示すように、射出光Loutを横偏光HPLにするか縦偏光VPLにするかを選択する選択指示信号が入力され、スライド制御部15に射出光Loutを横偏光HPLまたは縦偏光VPLにするよう指示する選択制御部21を設けてもよい。選択制御部21を設けると、第1のワイヤグリッド偏光子11~第4のワイヤグリッド偏光子14と、スライド制御部15と、スライド駆動部16及び17と、選択制御部21は、図12に示す偏光器200と同様の偏光器を構成する。 As shown by the dashed line in FIG. 17, a selection instruction signal is input to select whether the emitted light Lout is horizontally polarized light HPL or vertically polarized light VPL, and a selection control unit 21 may be provided to instruct the slide control unit 15 to make the emitted light Lout horizontally polarized light HPL or vertically polarized light VPL. When the selection control unit 21 is provided, the first wire grid polarizer 11 to the fourth wire grid polarizer 14, the slide control unit 15, the slide drive units 16 and 17, and the selection control unit 21 constitute a polarizer similar to the polarizer 200 shown in FIG. 12.

窓400が選択指示信号によって窓ガラス401より家屋410の内部へと射出される射出光Loutを横偏光HPLとすると、家屋410の内部から窓ガラス401を介して、横偏光HPLの反射によってきらきら光る水面420を見ることができる。窓400が選択指示信号によって窓ガラス401より家屋410の内部へと射出される射出光Loutを縦偏光VPLにすると、水面420で反射する横偏光HPLをほとんど見ることができなくなるので、水面420下方の水中を見ることができる。 When the window 400 outputs the light Lout from the window glass 401 into the interior of the house 410 in response to a selection instruction signal as horizontally polarized light HPL, the glittering water surface 420 can be seen from inside the house 410 through the window glass 401 due to the reflection of the horizontally polarized light HPL. When the window 400 outputs the light Lout from the window glass 401 into the interior of the house 410 in response to a selection instruction signal as vertically polarized light VPL, the horizontally polarized light HPL reflected by the water surface 420 can hardly be seen, so the water below the water surface 420 can be seen.

さらに、スライド制御部15に図13に示す光学フィルタ300と同様の透過波長指示信号を入力して、第2のワイヤグリッド偏光子12及び第4のワイヤグリッド偏光子14をスライドさせる距離を可変させてもよい。このようにすると、第1のワイヤグリッド偏光子11~第4のワイヤグリッド偏光子14と、スライド制御部15と、スライド駆動部16及び17は、図13に示す光学フィルタ300と同様の光学フィルタを構成する。 Furthermore, a transmission wavelength instruction signal similar to that of the optical filter 300 shown in FIG. 13 may be input to the slide control unit 15 to vary the distance by which the second wire grid polarizer 12 and the fourth wire grid polarizer 14 are slid. In this way, the first wire grid polarizer 11 to the fourth wire grid polarizer 14, the slide control unit 15, and the slide drive units 16 and 17 constitute an optical filter similar to the optical filter 300 shown in FIG. 13.

すると、窓ガラス401より家屋410の内部へと射出される射出光Lout色合いを連続的に変更することができるから、家屋410の内部に取り込む光の色を青っぽい色から白色までの間で選択することが可能となる。 This allows the color of the emitted light Lout emitted from the window glass 401 into the interior of the house 410 to be continuously changed, making it possible to select the color of the light brought into the interior of the house 410 from a bluish color to white.

このように、図17に示す窓400によれば、光を透過させる状態を変更することができる。 In this way, the window 400 shown in Figure 17 allows the light transmission state to be changed.

<ヘッドマウントディスプレイ>
図18は、ユーザが見る映像を切り替えることができるヘッドマウントディスプレイを開示する。図18は、一実施形態のヘッドマウントディスプレイ500を示す。ヘッドマウントディスプレイ500は、拡張現実(AR)用のヘッドマウントディスプレイである。図18に示すヘッドマウントディスプレイ500において、図1に示す光スイッチ101または図12に示す偏光器200と同一部分には同一符号を付し、その説明を省略することがある。
<Head-mounted display>
Fig. 18 discloses a head mounted display capable of switching an image viewed by a user. Fig. 18 shows a head mounted display 500 according to an embodiment. The head mounted display 500 is a head mounted display for augmented reality (AR). In the head mounted display 500 shown in Fig. 18, the same parts as those of the optical switch 101 shown in Fig. 1 or the polarizer 200 shown in Fig. 12 are given the same reference numerals, and the description thereof may be omitted.

ヘッドマウントディスプレイ500は、外からの光が入射される左右の縦偏光フィルタ51L及び51R(第1の偏光フィルタ)、左右の映像表示部52L及び52R、左右の横偏光フィルタ53L及び53R(第2の偏光フィルタ)、左右のハーフミラー54L及び54Rを備える。また、ヘッドマウントディスプレイ500は、ユーザの左目EL及び右目ERの前方に配置された左右のワイヤグリッド構成体55L及び55R、スライド制御部15、スライド駆動部16及び17、選択制御部21を備える。 The head mounted display 500 includes left and right vertical polarizing filters 51L and 51R (first polarizing filters) into which external light is incident, left and right image display units 52L and 52R, left and right horizontal polarizing filters 53L and 53R (second polarizing filters), and left and right half mirrors 54L and 54R. The head mounted display 500 also includes left and right wire grid structures 55L and 55R arranged in front of the user's left eye EL and right eye ER, a slide control unit 15, slide drive units 16 and 17, and a selection control unit 21.

ワイヤグリッド構成体55L及び55Rは、光スイッチ101または偏光器200におけるそれと同様の第1のワイヤグリッド偏光子11~第4のワイヤグリッド偏光子14を有する。 The wire grid structures 55L and 55R have a first wire grid polarizer 11 to a fourth wire grid polarizer 14 similar to those in the optical switch 101 or the polarizer 200.

ワイヤグリッド構成体55Lまたは55Rと、スライド制御部15と、スライド駆動部16及び17は、図1に示す光スイッチ101と同様の光スイッチを構成している。ワイヤグリッド構成体55Lまたは55Rと、スライド制御部15と、スライド駆動部16及び17と、選択制御部21は、図12に示す偏光器200と同様の偏光器を構成している。 The wire grid structure 55L or 55R, the slide control unit 15, and the slide drive units 16 and 17 constitute an optical switch similar to the optical switch 101 shown in FIG. 1. The wire grid structure 55L or 55R, the slide control unit 15, the slide drive units 16 and 17, and the selection control unit 21 constitute a polarizer similar to the polarizer 200 shown in FIG. 12.

ヘッドマウントディスプレイ500における光スイッチが、ワイヤグリッド構成体55L及び55Rによって可視光をほとんど透過させるオン状態を選択しているとする。このとき、縦偏光フィルタ51L及び51Rは外から入射された光のうちの縦偏光VPLを射出し、縦偏光VPLはハーフミラー54L及び54Rとワイヤグリッド構成体55L及び55Rとを透過して左目EL及び右目ERに入射する。 Let us assume that the optical switch in the head mounted display 500 is in the on state, which transmits almost all visible light through the wire grid structures 55L and 55R. At this time, the vertical polarizing filters 51L and 51R emit the vertically polarized light VPL of the light incident from outside, and the vertically polarized light VPL passes through the half mirrors 54L and 54R and the wire grid structures 55L and 55R to enter the left eye EL and the right eye ER.

映像表示部52L及び52RはAR用の仮想映像を表示する。映像表示部52L及び52Rに表示された仮想映像は、左目EL及び右目ERで視認される。映像表示部52L及び52Rから射出された映像光は横偏光フィルタ53L及び53Rに入射されて、横偏光フィルタ53L及び53Rは入射した映像光のうちの横偏光HPLを射出する。横偏光HPLとされた映像光はハーフミラー54L及び54Rで反射し、ワイヤグリッド構成体55L及び55Rとを透過して左目EL及び右目ERに入射する。 The image display units 52L and 52R display virtual images for AR. The virtual images displayed on the image display units 52L and 52R are viewed by the left eye EL and the right eye ER. The image light emitted from the image display units 52L and 52R is incident on the horizontal polarizing filters 53L and 53R, which emit the horizontally polarized light HPL of the incident image light. The image light that has become the horizontally polarized light HPL is reflected by the half mirrors 54L and 54R, passes through the wire grid structures 55L and 55R, and is incident on the left eye EL and the right eye ER.

従って、光スイッチがオン状態であるとき、ヘッドマウントディスプレイ500のユーザは、現実の景色に仮想映像が重畳された合成映像を見ることができる。 Therefore, when the optical switch is in the on state, the user of the head mounted display 500 can see a composite image in which a virtual image is superimposed on the real scenery.

ヘッドマウントディスプレイ500における偏光器が、ワイヤグリッド構成体55L及び55Rからの射出光を横偏光HPLに設定すれば、ユーザは、仮想映像のみを見ることができる。また、偏光器が、ワイヤグリッド構成体55L及び55Rからの射出光を縦偏光VPLに設定すれば、ユーザは、現実の景色のみを見ることができる。 If the polarizer in the head mounted display 500 sets the light emitted from the wire grid structures 55L and 55R to horizontal polarization HPL, the user can see only the virtual image. If the polarizer sets the light emitted from the wire grid structures 55L and 55R to vertical polarization VPL, the user can see only the real scene.

このように、図18に示すヘッドマウントディスプレイ500によれば、ユーザは、現実の景色に仮想映像が重畳された合成映像と、仮想映像のみと、現実の景色の映像のみとを切り替えて、選択した映像を見ることができる。なお、光スイッチをオフ状態とすれば、ユーザの視界を遮ることも可能である。 In this way, with the head mounted display 500 shown in FIG. 18, the user can switch between a composite image in which a virtual image is superimposed on a real scene, only the virtual image, and only the image of the real scene, and view the image of the selected scene. It is also possible to block the user's view by turning off the optical switch.

図18において、縦偏光フィルタ51L及び51Rの位置に、縦偏光フィルタ51L及び51Rに代えて横偏光フィルタ53L及び53Rを配置し、横偏光フィルタ53L及び53Rの位置に、横偏光フィルタ53L及び53Rに代えて縦偏光フィルタ51L及び51Rを配置してもよい。この場合、横偏光フィルタ53L及び53Rが第1の偏光フィルタであり、縦偏光フィルタ51L及び51Rが第2の偏光フィルタである。またこの場合、偏光器が、ワイヤグリッド構成体55L及び55Rからの射出光を横偏光HPLに設定すれば、ユーザは、現実の景色のみを見ることができる。偏光器が、ワイヤグリッド構成体55L及び55Rからの射出光を縦偏光VPLに設定すれば、ユーザは、仮想映像のみを見ることができる。 In FIG. 18, horizontal polarizing filters 53L and 53R may be placed in place of the vertical polarizing filters 51L and 51R, and vertical polarizing filters 51L and 51R may be placed in place of the horizontal polarizing filters 53L and 53R. In this case, the horizontal polarizing filters 53L and 53R are the first polarizing filters, and the vertical polarizing filters 51L and 51R are the second polarizing filters. Also in this case, if the polarizer sets the light emitted from the wire grid structures 55L and 55R to horizontal polarized light HPL, the user can see only the real scenery. If the polarizer sets the light emitted from the wire grid structures 55L and 55R to vertical polarized light VPL, the user can see only the virtual image.

<サングラス>
図17に示す窓400の構成を応用し、サングラスのレンズを窓ガラス401と同様の構成としてもよい。サングラスのレンズを第1のワイヤグリッド偏光子11~第4のワイヤグリッド偏光子14で構成することにより、前方を見ることができない状態と見ることができる状態とを選択することができるサングラスを構成することも可能である。そのサングラスによって横偏光HPLを見るか縦偏光VPLを見るかを選択することもでき、サングラスを介して見る景色の色合いを変更することもできる。
<Sunglasses>
17, the lens of sunglasses may have a similar structure to that of the window glass 401. By configuring the lens of the sunglasses with the first wire grid polarizer 11 to the fourth wire grid polarizer 14, it is possible to configure sunglasses that allow the user to choose between a state in which the view ahead is blocked and a state in which the view ahead is visible. With such sunglasses, the user can choose between viewing horizontally polarized light HPL or vertically polarized light VPL, and the color of the scenery viewed through the sunglasses can be changed.

本発明は以上説明した各実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能である。 The present invention is not limited to the embodiments described above, and various modifications are possible without departing from the spirit of the present invention.

11 第1のワイヤグリッド偏光子
11a,12a,13a,14a 透明基板
11b,12b,13b,14b 金属ワイヤ
12 第2のワイヤグリッド偏光子
13 第3のワイヤグリッド偏光子
14 第4のワイヤグリッド偏光子
15 スライド制御部
16,17 スライド駆動部
18 回転制御部
19 回転駆動部
21 選択制御部
51L,51R 縦偏光フィルタ
52L,52R 映像表示部
53L,53R 横偏光フィルタ
54L,54R ハーフミラー
55L,55R ワイヤグリッド構成体
101,102 光スイッチ
200 偏光器
300 光学フィルタ
400 窓
500 ヘッドマウントディスプレイ
EL,ER 目
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 First wire grid polarizer 11a, 12a, 13a, 14a Transparent substrate 11b, 12b, 13b, 14b Metal wire 12 Second wire grid polarizer 13 Third wire grid polarizer 14 Fourth wire grid polarizer 15 Slide control section 16, 17 Slide drive section 18 Rotation control section 19 Rotation drive section 21 Selection control section 51L, 51R Vertical polarizing filter 52L, 52R Image display section 53L, 53R Horizontal polarizing filter 54L, 54R Half mirror 55L, 55R Wire grid structure 101, 102 Optical switch 200 Polarizer 300 Optical filter 400 Window 500 Head mounted display EL, ER Eye

Claims (2)

第1の透明基板上に、前記第1の透明基板の面に沿った第1の方向に伸びており、前記第1の方向と直交し、前記第1の透明基板の面に沿った第2の方向に所定の間隔を設けて配列された複数の第1の金属ワイヤが設けられた第1のワイヤグリッド偏光子と、
前記第1のワイヤグリッド偏光子と対向するように配置されており、第2の透明基板上に、前記第2の透明基板の面に沿った前記第1の方向に伸びており、前記第1の方向と直交し、前記第2の透明基板の面に沿った前記第2の方向に所定の間隔を設けて配列された複数の第2の金属ワイヤが設けられた第2のワイヤグリッド偏光子と、
3の透明基板上に、前記第3の透明基板の面に沿った前記第2の方向に伸びており、前記第2の方向と直交し、前記第3の透明基板の面に沿った前記第1の方向に所定の間隔を設けて配列された複数の第3の金属ワイヤが設けられた第3のワイヤグリッド偏光子と、
前記第3のワイヤグリッド偏光子と対向するように配置されており、第4の透明基板上に、前記第4の透明基板の面に沿った前記第2の方向に伸びており、前記第2の方向と直交し、前記第4の透明基板の面に沿った前記第1の方向に所定の間隔を設けて配列された複数の第4の金属ワイヤが設けられた第4のワイヤグリッド偏光子と、
前記第1または第2のワイヤグリッド偏光子を前記第2の方向にスライドさせ、前記第3または第4のワイヤグリッド偏光子を前記第1の方向にスライドさせるスライド駆動部と、
を備え、
前記スライド駆動部が、前記複数の第2の金属ワイヤにおける各第2の金属ワイヤを、前記複数の第1の金属ワイヤにおける隣り合う2本の第1の金属ワイヤの間隔の中央に位置させた第1の状態としているとき、前記第1のワイヤグリッド偏光子及び前記第2のワイヤグリッド偏光子は、前記第1の透明基板に入射された、第1の偏光と第2の偏光とを含む所定の波長帯を有する入射光における前記第2の偏光を遮断し、前記第2の透明基板より前記第1の偏光を射出させ、
前記スライド駆動部が、前記各第2の金属ワイヤを前記複数の第1の金属ワイヤにおける各第1の金属ワイヤの前記第2の方向における同じ位置に位置させて、前記各第1の金属ワイヤと前記各第2の金属ワイヤとを対向させた第2の状態としているとき、前記第1のワイヤグリッド偏光子及び前記第2のワイヤグリッド偏光子は、前記第2の透明基板より前記入射光における前記第1の偏光と前記第2の偏光とを射出させ、
前記スライド駆動部が、前記複数の第4の金属ワイヤにおける各第4の金属ワイヤを、前記複数の第3の金属ワイヤにおける隣り合う2本の第3の金属ワイヤの間隔の中央に位置させた第3の状態とし、前記第3の透明基板に入射光として前記第1の偏光が入射されているとき、前記第3のワイヤグリッド偏光子及び前記第4のワイヤグリッド偏光子は前記第4の透明基板より前記第1の偏光を射出させないよう前記第1の偏光を遮断し、
前記スライド駆動部が、前記各第4の金属ワイヤを前記複数の第3の金属ワイヤにおける各第3の金属ワイヤの前記第1の方向における同じ位置に位置させて、前記各第3の金属ワイヤと前記各第4の金属ワイヤとを対向させた第4の状態とし、前記第3の透明基板に入射光として前記第1の偏光と前記第2の偏光とが入射されているとき、前記第3のワイヤグリッド偏光子及び前記第4のワイヤグリッド偏光子は前記第4の透明基板より前記第1の偏光と前記第2の偏光とを射出させ、
前記第1のワイヤグリッド偏光子及び前記第2のワイヤグリッド偏光子を前記第1の状態とし、前記第3のワイヤグリッド偏光子及び前記第4のワイヤグリッド偏光子を前記第3の状態とするよう前記スライド駆動部を制御することにより、前記第1の透明基板に入射された前記入射光における前記所定の波長帯の光を前記第4の透明基板より射出させないオフ状態と、前記第1のワイヤグリッド偏光子及び前記第2のワイヤグリッド偏光子を前記第2の状態とし、前記第3のワイヤグリッド偏光子及び前記第4のワイヤグリッド偏光子を前記第4の状態とするよう前記スライド駆動部を制御することにより、前記第1の透明基板に入射された前記入射光における前記所定の波長帯の光を前記第4の透明基板より射出させるオン状態とを切り替えるスライド制御部をさらに備える
スイッチ。
a first wire grid polarizer including a first transparent substrate and a plurality of first metal wires extending in a first direction along a surface of the first transparent substrate and arranged at predetermined intervals in a second direction orthogonal to the first direction and along the surface of the first transparent substrate;
a second wire grid polarizer disposed opposite to the first wire grid polarizer, the second wire grid polarizer including a second transparent substrate and a plurality of second metal wires extending in the first direction along a surface of the second transparent substrate, perpendicular to the first direction, and arranged at predetermined intervals in the second direction along the surface of the second transparent substrate;
a third wire grid polarizer including a third transparent substrate and a plurality of third metal wires extending in the second direction along a surface of the third transparent substrate, perpendicular to the second direction, and arranged at predetermined intervals in the first direction along the surface of the third transparent substrate;
a fourth wire grid polarizer disposed opposite the third wire grid polarizer, the fourth wire grid polarizer including a fourth transparent substrate and including a plurality of fourth metal wires extending in the second direction along a surface of the fourth transparent substrate, perpendicular to the second direction, and arranged at predetermined intervals in the first direction along the surface of the fourth transparent substrate;
a slide driver that slides the first or second wire grid polarizer in the second direction and slides the third or fourth wire grid polarizer in the first direction;
Equipped with
when the slide driver is in a first state in which each second metal wire of the plurality of second metal wires is positioned at the center of a gap between two adjacent first metal wires of the plurality of first metal wires, the first wire grid polarizer and the second wire grid polarizer block the second polarized light in light having a predetermined wavelength band that is incident on the first transparent substrate and that includes a first polarized light and a second polarized light, and cause the first polarized light to exit from the second transparent substrate;
when the slide driver positions each of the second metal wires at the same position in the second direction as each of the first metal wires in the plurality of first metal wires to set the first metal wires and each of the second metal wires facing each other in a second state, the first wire grid polarizer and the second wire grid polarizer emit the first polarized light and the second polarized light in the incident light from the second transparent substrate,
when the slide driving unit sets each of the plurality of fourth metal wires to a third state in which the fourth metal wires are positioned at the center of a gap between two adjacent third metal wires of the plurality of third metal wires, and when the first polarized light is incident on the third transparent substrate as incident light, the third wire grid polarizer and the fourth wire grid polarizer block the first polarized light so as not to allow the first polarized light to exit from the fourth transparent substrate;
the slide driving unit positions each of the fourth metal wires at the same position in the first direction as each of the third metal wires in the plurality of third metal wires to set each of the third metal wires and each of the fourth metal wires facing each other, and when the first polarized light and the second polarized light are incident on the third transparent substrate as incident light, the third wire grid polarizer and the fourth wire grid polarizer emit the first polarized light and the second polarized light from the fourth transparent substrate,
a slide control unit that switches between an OFF state in which light of the predetermined wavelength band in the light incident on the first transparent substrate is not emitted from the fourth transparent substrate by controlling the slide driving unit to set the first wire grid polarizer and the second wire grid polarizer in the first state and the third wire grid polarizer and the fourth wire grid polarizer in the third state, and an ON state in which light of the predetermined wavelength band in the light incident on the first transparent substrate is emitted from the fourth transparent substrate by controlling the slide driving unit to set the first wire grid polarizer and the second wire grid polarizer in the second state and the third wire grid polarizer and the fourth wire grid polarizer in the fourth state.
Light switch.
前記第3及び第4のワイヤグリッド偏光子を回転させる回転駆動部と、
前記回転駆動部によって前記第3及び第4のワイヤグリッド偏光子を回転させるよう制御する回転制御部と、
をさらに備える請求項1に記載の光スイッチ。
a rotation driver that rotates the third and fourth wire grid polarizers;
a rotation control unit that controls the rotation drive unit to rotate the third and fourth wire grid polarizers;
The optical switch of claim 1 further comprising:
JP2021143199A 2021-09-02 2021-09-02 Optical Switch Active JP7703953B2 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021143199A JP7703953B2 (en) 2021-09-02 2021-09-02 Optical Switch
JP2025104756A JP2025123474A (en) 2021-09-02 2025-06-20 Optical switch

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021143199A JP7703953B2 (en) 2021-09-02 2021-09-02 Optical Switch

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2025104756A Division JP2025123474A (en) 2021-09-02 2025-06-20 Optical switch

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2023036252A JP2023036252A (en) 2023-03-14
JP7703953B2 true JP7703953B2 (en) 2025-07-08

Family

ID=85508828

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2021143199A Active JP7703953B2 (en) 2021-09-02 2021-09-02 Optical Switch
JP2025104756A Pending JP2025123474A (en) 2021-09-02 2025-06-20 Optical switch

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2025104756A Pending JP2025123474A (en) 2021-09-02 2025-06-20 Optical switch

Country Status (1)

Country Link
JP (2) JP7703953B2 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030043444A1 (en) 2001-08-28 2003-03-06 Christenson John C. Diffraction grating, method of making and method of using
JP2015055737A (en) 2013-09-11 2015-03-23 ソニー株式会社 Transmitted light amount adjusting device and transmitted light amount adjusting method
US20160026034A1 (en) 2014-07-28 2016-01-28 Samsung Display Co., Ltd. Polarizer and display panel having the same
JP2017157268A (en) 2014-07-18 2017-09-07 パナソニックIpマネジメント株式会社 Planar light emitting body, and illumination device and building material that use the same
US20200292736A1 (en) 2019-03-13 2020-09-17 Xerox Corporation Apparatus and method for forming a layered diffraction grating and a printed article including a layered diffraction grating

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2924738B2 (en) * 1995-09-29 1999-07-26 オムロン株式会社 Optical deflection device

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030043444A1 (en) 2001-08-28 2003-03-06 Christenson John C. Diffraction grating, method of making and method of using
JP2015055737A (en) 2013-09-11 2015-03-23 ソニー株式会社 Transmitted light amount adjusting device and transmitted light amount adjusting method
JP2017157268A (en) 2014-07-18 2017-09-07 パナソニックIpマネジメント株式会社 Planar light emitting body, and illumination device and building material that use the same
US20160026034A1 (en) 2014-07-28 2016-01-28 Samsung Display Co., Ltd. Polarizer and display panel having the same
US20200292736A1 (en) 2019-03-13 2020-09-17 Xerox Corporation Apparatus and method for forming a layered diffraction grating and a printed article including a layered diffraction grating

Also Published As

Publication number Publication date
JP2023036252A (en) 2023-03-14
JP2025123474A (en) 2025-08-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111587393B (en) Method and system for compact display for occlusion functionality
JP7146990B2 (en) Transparent glasses-type display using a mirror
US20230251494A1 (en) Augmented/Virtual Reality Near Eye Display with Edge Imaging Spectacle Lens
CN113219669B (en) A head-up display system and vehicle
KR102607225B1 (en) Wearable display device utilizing synthetic vision
JP5906692B2 (en) Display device
US10782554B2 (en) Display apparatus, display system having the same, and image display method thereof
TWI615634B (en) Transparent autostereoscopic display
JP5179598B2 (en) Transparent components having switchable reflective members and devices comprising such components
US7690794B2 (en) Image-combining device and projection display apparatus having image-combining devices incorporated therein
JP7263374B2 (en) Optical device, system and method for shaping a three-dimensional light field distribution
TW202248720A (en) Object tracking system including polarization selective optical element
JP3789321B2 (en) Display method and display device
JP7703953B2 (en) Optical Switch
US10241336B2 (en) Retinal scanning display device and beam width expander
JP2023036333A (en) window
JP2023036255A (en) Polarizer
JP2023036325A (en) Optical switch
JP2023036340A (en) head mounted display
CN110967828B (en) Display system and head-mounted display device
US20240295736A1 (en) Wearable display using circularly polarized light
WO2017077965A1 (en) Image display device
JPWO2017090289A1 (en) Image display apparatus provided with light control means
JP7159786B2 (en) Projection system and its usage
US10871656B2 (en) Beam diameter expanding device and display device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20240628

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20250220

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20250225

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20250416

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20250527

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20250609

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7703953

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150