CN100516940C - 棱镜的制造方法、棱镜、光拾取器和液晶投影器 - Google Patents

Abstract

本发明的目的是制造具有高平面精度的棱镜。其方法是：准备三角柱形状的玻璃器材12，在玻璃器材12的成膜面10C上形成介质多层膜11。介质多层膜11所产生的应力使成膜面10C发生歪曲。但在形成介质多层膜11之前，预先使成膜面10C形成曲面形状，以便在与介质多层膜11所产生的应力相反的方向上形成凹面或凸面。并且，当形成介质多层膜11时按照使成膜面10C平面化的曲率，来使成膜面10C形成曲面形状。因此，当在成膜面10C上形成介质多层膜11时，进行校正，使成膜面10C实现平面化。所以，介质多层膜11不会歪曲，可以消除像差等问题。

Description

棱镜的制造方法、棱镜、光拾取器和液晶投影器

技术领域

本发明涉及制造形成有介质多层膜的棱镜的棱镜的制造方法、棱镜、光拾取器和液晶投影器。

背景技术

CD(激光唱盘)和DVD(数字视盘)等的信息重放、记录所用的光拾取器的主要结构零件之一是偏振光束分离器。偏振光束分离器是具有利用入射光的偏振光方向划分透射和反射的光学特性的光学元件。偏振光束分离器一般由立方体形状的棱镜构成，其材料为玻璃基底等基底构件，形成具有上述光学特性的偏振光分离膜。并且，在棱镜上形成分色膜，作为分色棱镜使用的，也有形成全反射膜作为反射镜使用的。

如上述那样，通过在棱镜上形成具有规定的光学特性的介质多层膜，可以作为光学元件使用。形成了介质多层膜的棱镜在大量生产的情况下，可以通过规定的制造工序来取得。基本上是利用粘合剂等来对形成了介质多层膜的三角柱状的基底构件、以及形状与该三角柱状的棱镜相同的、未形成介质多层膜的三角柱状的基底构件进行粘合而制成。这时，介质多层膜形成在以基底构件为材料的三角柱状的棱镜的一个面上。存在的问题是由于介质多层膜的应力而在基底构件上产生歪曲。也就是说，介质多层膜是由许多层介质单层膜重叠而构成的，介质单层膜具有拉力和压缩应力，所以，多层介质单层膜的应力作用于基底构件上，使基底构件产生歪曲。若基底构件产生歪曲，则介质多层膜也产生歪曲，因此产生像差。存在的问题是：由于该像差而使光学功能下降，或者不能够发挥规定的光学功能。

尤其，在光拾取器中，为了适应多波长的激光，在偏振光束分离器上形成的偏振光分离膜的膜层数增加很多，上述歪曲问题更加严重。也就是说，近几年，不仅使用波长780nm的激光的CD和使用波长650nm激光的DVD正在普及，而且使用波长405nm兰色激光的大容量光盘也在普及。CD、DVD和大容量光盘分别采用不同的波长，为了适用3种激光，必须分别设置光拾取器，或者使用共用的光拾取器。但是，若分别设置对3种激光相适应的光拾取器，则造成整个装置体积大和价格高的问题。所以，利用对所有波长都适用的光拾取器，争取使整个装置体积小和价格低。因此，光拾取器所使用的各结构零件必须分别适应3种波长。随之，光拾取器需要的结构零件偏振光来分离器也必须满足对三种波长都适应的规格。但是，为了满足在3个波长范围内偏振光方向的透射、反射特性，需要增多膜层数。所以，在不仅适应CD和DVD，而且适应大容量光盘的光拾取器的情况下，膜应力引起的基底构件的歪曲问题更加严重。

因此，减小介质多层膜所产生的应力的方法，例如公开在专利文献1中。在专利文献1中在平板状的基底的一个面上形成介质多层膜，为了减小该介质多层膜所引起的应力，在与形成了基底的介质多种膜的面相反的面上形成介质单层膜。

[专利文献1]特开2005-43755号公报

存在的问题

但是，在专利文献1中，是为了减小在平板状的基底构件上形成的介质多层膜的应力，但并不适用于像棱镜那样在三角柱状的基底构件的斜面上形成介质多层膜，也就是说，平板状的基底构件具有均匀的厚度，所以在与形成了介质多层膜的面相反的面上形成介质单层膜，能够减小应力。与此相比，在三角柱状的基底构件的斜面上形成介质多层膜的情况下，其相反侧以中点为分界，厚度连续变化，所以，厚度不均匀，即使如专利文献1那样为了抵消应力而形成了介质单层膜，也不能够减小应力。

发明内容

因此，本发明的目的是减小作用于棱镜上的介质多层膜的应力，制造高精度棱镜。

本发明的棱镜的制造方法是制造在三角柱状的基底构件的一个面上形成了介质多层膜的棱镜的方法，其特征在于：使形成上述介质多层膜的成膜面，形成为与其成膜时作用的应力所造成的歪曲方向相反的方向的凹面或凸面的曲面形状，在该曲面上形成上述介质多层膜，使上述曲面形状平面化，进行校正。

并且，本发明的棱镜的制造方法是为了制造形成了介质多层膜的棱镜，其特征在于具有：

基底母材生成工序，用于在大型基底的一个面上形成介质多层膜，取得基底母材；

杆状三角柱棱镜生成工序，用于从与形成了上述基底母材的上述介质多层膜的面相反的面起，对上述基底进行切断，使其形成锯齿状，生成多个杆状三角柱棱镜，其三角柱形状是在一个面上形成了上述介质多层膜的杆状；

切断面研磨工序，用于研磨上述杆状三角柱棱镜的2个切断面；

杆状四方柱棱镜生成工序，用于使在上述切断面研磨工序中研磨后的上述杆状三角柱棱镜，接合到未形成上述介质多层膜的形状与上述杆状三角柱棱镜相同的被接合杆状三角柱棱镜上，生成杆状四方柱棱镜；以及

细长长方形棱镜切断步骤，用于在和长度方向相垂直的方向上按等间隔来切断上述杆状四方柱棱镜，生成上述棱镜，

在上述基底母材生成工序中，使上述大型基底的形成上述介质多层膜的面，形成为方向与上述介质多层膜作用的应力所造成的歪曲方向相反的凹面或凸面的曲面形状，

上述曲面形状的曲率是在上述杆状三角柱棱镜生成工序中切断上述基底母材时，使形成了上述棱镜的介质多层膜的面变成平面而进行校正的曲率。

并且，本发明的棱镜，是在三角柱状的基底构件的一个面上形成了介质多层膜的棱镜，其特征在于：使形成上述介质多层膜的成膜面，形成为方向与其成膜时产生的应力所造成的歪曲方向相反的凹面或凸面的曲面形状，在该曲面上形成上述介质多层膜，这样使上述曲面形状变成平面，进行校正。

并且，本发明的光拾取器，其特征在于：在上述的棱镜中，该棱镜作为偏振光束分离器使用，其具有：上述偏振光束分离器、光源和光检测器。

并且，本发明的液晶投影器，其特征在于：在上述棱镜中，该棱镜作为偏振光束分离器或者分色棱镜使用，

该液晶投影器具有：上述偏振光束分离器、进行偏振光方向的调制控制的液晶显示器件和光源。

发明的效果

本发明可以制造平面精度非常高的棱镜。

附图说明

图1是三棱镜和四方棱镜的斜视图。

图2是进行球面研磨时的说明图。

图3是表示第1实施例的处理流程的流程图。

图4是表示从大型基底生成基底母材时的制造过程的说明图。

图5是表示从基底母材生成杆状三角柱棱镜时的制造过程的说明图。

图6是表示研磨杆状三角柱棱镜的过程的说明图。

图7是表示从杆状四方柱棱镜制造最终产品棱镜的过程的说明图。

图8是制造杆状三角柱棱镜的另一实施例的说明图。

图9是表示光拾取器的一例的说明图。

图10是表示液晶投影器的一例的说明图。

具体实施方式

以下说明本发明的实施方式。图1(a)表示形成三角柱形状的三角棱镜10；同图(b)表示形成四方柱形状的四方棱镜20。三角棱镜10的示例是断面为直角二等边三角形柱状棱镜，四方棱镜20的示例是立方体棱镜。三角棱镜10呈三角柱形状，所以具有三个侧面。而且，这里所说的侧面是指，当三角柱的互相平行的二个面为底面时，其他三个面是侧面。在同图(a)中，在三个侧面中，在相对于互相垂直的二个侧面形成倾斜角45度的斜面(以下作为成膜面10C)上，形成介质多层膜11。另一方面，四方棱镜20在内部以倾斜角45度来形成介质多层膜11。

介质多层膜11根据采用的膜构成不同而可以发挥各种不同的光学功能。例如，根据偏振光方向来划分透射和反射的偏振光分离膜、根据波长范围来划分透射和反射的分色膜、以及对全波长范围的光进行反射的全反射膜等各种光学功能。在成膜面10C上形成介质多层膜11的方法，可以采用真空蒸镀法、离子镀膜法、离子加速法、溅射法等任意方法。

以下说明制造三角棱镜10的过程。最初准备形状与三角棱镜10相同的玻璃器材等基底构件12，然后，使形成介质多层膜11的成膜面10C形成为凹面或凸面的曲面形状。该曲面形状可以采用球面形状、圆柱形的形状、螺旋管形状(toroidal)等任意形状。这里采用圆柱状。使成膜面10C形成曲面形状的方法，例如可以采用球面研磨和精密冲压加工等。

但是，使用成膜面10C形成曲面形状的目的是为了校正介质多层膜11产生的膜应力的变化。也就是说，介质多层膜11是许多介质单层膜重叠而成。因为介质单层膜具有拉伸力和压缩应力，所以，介质多层膜整体，有很强的应力作用于基底上。因此，若在基底构件12的成膜面10c上形成介质多层膜11，则在该成膜面10C为平面形状的情况下，因应力而造成歪曲。所以预先在与介质多层膜11的应力所造成的歪曲方向相反的方向，使成膜面10C形成曲面形状。因此，虽然在介质多层膜11成膜时在凹方向或凸方向产生歪曲的应力，但是，由于预先使成膜面10C形成与应力方向相反的方向的曲面形状，所以，当歪曲时成膜面10C变成平面，进行校正。随之，介质多层膜11也变成平面，所以能够对介质多层膜11的歪曲所造成的像差进行抑制，能够发挥规定的光学功能。

这时，在成膜面10C上形成的曲面形状，例示为球面形状，圆柱形状和螺旋管形状。从研磨加工的容易性的观点来看，最好是球面形状的。也就是说，球面形状的可使制造成本降到最低，但也可采用其他方法进行研磨加工。

这里，形成介质多层膜11的基底构件12，形状与三角棱镜10相同，所以，以中点为分界，向端部方向，厚度连续减薄，在端部厚度变成零。所以，介质多层膜11产生的应力的影响，向端部方向越来越大，因此，为了提高成膜面10C端部的曲率，若采用圆柱形状或螺旋管形状，则能够提高曲面形状的校正功能。但是，由于使成膜面10C形成螺旋管形状，所以不能够使用单纯的研磨加工，因此，究竟采用哪种方法，可以适当进行选择。

并且，无论采用哪种形状的曲面形状，在成膜面10C上形成的曲率均由介质多层膜11的膜应力来决定。因此预先通过实验和模拟等，来求出介质多层膜11的应力所造成的歪曲程度，利用与该歪曲度相平衡的曲率来使成膜面10C形成曲面形状。这样可以充分发挥达到平衡的校正功能。

在图2中，当把基底构件12研磨成曲面形状时，利用研磨砂轮18来研磨。把形成了三角柱形状的基底构件12放置到图2所示的球面研磨夹具17上，对成膜面10C进行球面研磨。这时，在成膜面10C上形成的曲面的曲率，利用半径约100m的曲率来进行。也就是说，虽然说形成曲面，但该曲率是很小的。

以下说明制造四方棱镜20的方法。当制造四方棱镜20时，准备作为基底构件的被接合棱镜13，其形状与三角棱镜10相同，尚未形成介质多层膜，利用粘合剂等把三角棱镜10和被接合棱镜13接合在一起，使成膜面10C形成接合面。这样，制造出立方体形状的四方棱镜20。

而且，在图1中，说明了形状为三角柱的三角棱镜10和形状为四方柱的四方棱镜20。但是，如果把成膜面10C形成曲面形状，对介质多层膜11的应力进行校正，那么，棱镜的形状不仅限于三角柱或四方柱，也可以形成其他任意形状。并且，曲面形状，当理想地形成介质多层膜11时，希望按照成膜面10C和介质多层膜11完全形成平面的曲率来形成。如果不完全形成平面也能够满足光学功能的规格，那么也可以不完全形成平面，只要能够发挥校正功能即可。

以上说明的是单件生产三角棱镜10和四方棱镜20。以下说明预先形成曲面形状进行平面化校正，大量生产四方柱棱镜20的实施例。

[第1实施例]

以下参照图3的流程图，说明本实施例。在本实施例中，最终目的是制造上述实施方式中的图7(b)的立方体的四方棱镜25(以下简称为“棱镜25”)。并且，本实施例的棱镜25发挥偏振光束分离器的功能。所以，在棱镜25上形成的介质多层膜11是利用入射光的偏振光方向来划分透射和反射的偏振光分离膜。当然，即使偏振光束分离器以外，也可以是分色镜或反射镜等。

如上述那样，发挥偏振光束分离器功能的棱镜25，为了适应CD、DVD和大容量光盘这三种波长的激光，发挥偏振光分离膜功能的介质多层膜11必须增加膜层数。所以，利用介质多层膜11的膜应力来增大歪曲量。但大容易光盘使用的蓝色激光是波长很短的激光，所以为了使用这种激光，要求棱镜25具有很高的平面精度。因此，为了满足高的平面精度的规格，棱镜25的各个面和作为偏振光分离膜使用的介质多层膜11形成的面的所有的面都需要有很高的精度。为此，利用以下制造工序来制成高平面精度的棱镜25。

最初，准备图4(a)所示的平板状的大型玻璃器材等基底41。该大型基底41是制造最终的棱镜25所使用的基础器材，切断基底41，进行研磨等，即可大量生产最终的棱镜25。

首先，如同图(b)所示，把基底41的一个面(作为表面41S)形成凹面或凸面的曲面形状(S1步骤)。和实施方式一样，可以采用各种曲面形状。这里说明形成圆柱形状的。并且，介质多层膜11所作用的应力是向凸方向歪曲的，所以，在基底41的表面41S上形成凹方向的曲面形状。当然，如果介质多层膜11的应力是向凹方向歪曲的，那么形成的曲面形状的方向为凸方向。

以下，如图4(c)所示，在基底41的曲面形状的表面41S上形成介质多层膜11(S2步骤)。在本实施例中，形成作为偏振光分离膜使用的介质多层膜11。但可以形成分色膜和全反射膜等任意的介质多层膜。这里，把形成了介质多层膜11的基底41作基底母材50。

基底41的表面41S形成凹方向的曲面形状，介质多层膜11产生向凸方向歪曲的应力。所以，基底41的表面41S向平面化校正。但是，在基底41的表面41S上形成介质多层膜11时，仍然保持凹方向的曲面形状。也就是说，使基底41的表面41S的曲面形状的曲率大于介质多层膜11的应力所造成的歪曲量，这样，即使形成介质多层膜11，也是曲面形状的曲率减小。仍然保持凹方向的曲面形状。换言之，在基底41的表面41S上形成介质多层膜11时，平面化的校正功能尚未完全达到，尚有校正余地。

以下，如图5(a)所示，在利用贴付夹具90，固定了基底母材50的状态下，利用具有锯齿状刀的切断夹具95，来切断基底母材50(S3步骤)。切断夹具95，其锯齿状的刀呈连续连接状态，相对于基底母材50的厚度方向具有分别对称的倾斜角，切断夹具95的刀的形状相对于杆状三角柱棱镜60形成对称状。并且，在同图(a)中采用的结构是刀的顶点部分突出。也可以采用该部分不突出的结构。利用切断夹具95的刀的形状，如同图(b)所示，可以形成多个切断面C1和C2。同图(b)所示的例子是按照角度45度来切断成锯齿状。根据最终制造的棱镜25的形状不同，可以按照任意角度来进行切断。而且，在基底母材50的介质多层膜11和贴付夹具90的贴附面之间，成膜面10C是曲面形状，所以，严格来说，是生成若干间隔。但是，当基底母材50被固定在贴附夹具90上时，利用固定材料蜡W来进行固定，所以上述若干间隔可以被蜡W吸收。

利用S3步骤的切断，把本来的基底母材50分割成多个构件(下述的杆状三角柱棱镜60)。基底母材50被贴附固定在贴附夹具90上，所以，切断后仍保持连结状态。因此，切断后仍保持连结状态的基底母材50从贴附夹具90上剥离下来(S4步骤)。这时，若从贴附夹具90上进行剥离，则如图5(c)所示，制成多个三角柱状的细长杆形状的杆状三角柱棱镜60。

而且，在图5(a)中，利用具有锯齿状刀的切断夹具95来一起进行切断。但是也可以例如使用贴附夹具90来固定基底母材50的状态下，按照等间隔在与基底母材50的厚度方向形成倾斜的方向上进行切断(切断面C1)，然后，按等间隔在与切断面C1相反的方向上形成倾斜的方向上进行切断(切断面C2)。形成切断面C1的切断工序和形成切断面C2的切断工序是进行2次切断工序，也可以制成多个杆状三角柱棱镜60。

但是，在基底母材50的状态下利用均一的厚度部分来控制歪曲力。所以，在凸方向产生一定的弯曲时，能够使基底母材50的厚度部分的硬质性抑制力和应力保持平衡。但是，由于S3步骤的切断，使得被割成锯齿状的上部分(形式上是许多个杆状三角柱棱镜60连结在一起的)、和下部分(形状与许多个杆状三角柱棱镜60连结在一起的相同，但未形成介质多层膜11的)，被分割的下部分是分离的。因此，对介质多层膜11的应力进行抑制的抑制力不起作用。

尤其，杆状三角柱棱镜60是以中点为分界，朝向端部连续减小厚度。所以，对介质多层膜11的应力进行抑制的基底部分的厚度减薄，因此相对于基底部分的抑制力来说，介质多层膜11的应力增大，杆状三角柱棱镜60再次向凸方向歪曲。但是，在刚切断基底母材50之后，尚未固定在贴附夹具90内，所以，歪曲力受到贴附夹具90的抑制。因此，当从贴附夹具90中剥离下杆状三角柱棱镜60时，贴附夹具90的抑制力消失，所以，杆状三角柱棱镜60的形成介质多层膜11的面再次在凸方向上变成歪曲状态。

这里，如上述那样，基底母材50与形成介质多层膜11之前相比，曲面形状的曲率减小。但仍然保持凹面的曲面形状。因此，当杆状三角柱棱镜60从贴附夹具90中剥离下来时，杆状三角柱棱镜60，基底的厚度减薄，所以再次向凸方向歪曲。因此，当杆状三角柱棱镜60弯曲时，按照杆状三角柱棱镜60变成平面形状的曲率，来使最初的基底41的表面41S形成凹面的曲面形状。这时，利用基底41上形成的曲面形状来完全校正介质多层膜11的应力。

也就是说，不是在基底41的表面41S上形成介质多层膜11时起作用的第1次歪曲时(S2步骤时)，而是在生成杆状三角柱棱镜60时起作用的第2次歪曲时(S3步骤时)，按照杆状三角柱棱镜60形成介质多层膜11的面变成平面形状所需的曲率，来使基底41的表面41S形成凹面曲面形状。所以在上述第1次歪曲时不能完全校正，在第2次歪曲时，利用能够完全校正的曲率，来使基底41的表面41S形成凹面的曲面形状。因此当生成杆状三角柱棱镜60时(第2次校正时)，为了获得能够使形成介质多层膜11的面达到平面化的曲率，预先通过实验或模拟等方法来求出该曲率。

并且，从贴附夹具90上剥离下来的杆状三角柱棱镜60，放置到图6(a)所示的研磨夹具91内，对杆状三角柱棱镜60的切断面C1和C2这两个面进行研磨(S5步骤)。该研磨是为了获得极高平面精度。以后将说明经过S5步骤的研磨工序的杆状三角柱棱镜60按等间隔切断制成最终棱镜25。也就是说，研磨后的杆状三角柱棱镜60的断面形状等于棱镜25的断面形状。所以，这时必须制成具有很高平面精度的杆状三角柱棱镜60。尤其对大容量光盘中使用的波长405nm光进行处理的偏振光束分离器，需要很高平面精度，所以在S5步骤时，进行微细的研磨加工，直到最终达到要求的平面精度为止。

这里，S5步骤的研磨工序，进行研磨使杆状三角柱棱镜60达到接近最终形状的形态。也就是说，当进行研磨时，介质多层膜11产生的应力达到完全平衡，而且，使基底41的表面41S变成曲面形状，杆状三角柱棱镜60的形成介质多层膜11的面，变成平面形状。所以该杆状三角柱棱镜60具有非常接近最终形状的形态。因此，进行研磨加工，最终完全上述微调整，可以获得具有极高平面精度的杆状三角柱棱镜60。

而且，利用S5步骤的研磨工序中的研磨，使杆状三角柱棱镜60的基底部分的厚度在一定程度上减薄。如果基底部分的厚度减薄，那么对介质多层膜11的应力进行抑制的抑制力减小，所以，杆状三角柱棱镜60再次变成歪曲状态。因此，当S3步骤切断基底母材50时，要使切断面的形状C1和C2尽量接近研磨面P1和P2，而且，尽量形成平整状态。而且，要尽量使切断面平整，这是因为若在切断面C1和C2上产生凹凸，则研磨后变成平整状态时，整个表面积减小。这时，由于表面积减小，而应力显示出作用。

在经过了S5步骤的研磨工序后，如图6(b)所示，在杆状三角柱棱镜60的研磨面P1和P2上形成防止反射膜AR(S6步骤)。并且，如图7(a)所示，形状与杆状三角柱棱镜60相同的、未形成介质多层膜11的被接合杆状三角柱棱镜61、与杆状三角柱棱镜60，利用粘合剂等来进行粘合，使形成介质多层膜11的面成为接合面，制成杆状四方柱棱镜70(S7步骤)。然后，对杆状四方柱棱镜70按照等间隔，与长度方向相垂直进行切断，这样，如图7(b)所示，可以获得最终的棱镜25(S8步骤)。

在本实施例中也形成与介质多层膜11产生的应力方向相反的方向的曲面形状，对介质多层膜11的应力进行校正。在本实施例中，并不是以单件方式来生产最终制造物棱镜，而是为了进行大量生产，在平板状的大型基底上形成曲面形状。这时并不是在平板状的大型基底的表面上形成介质多层膜时，而是在为生成杆状三角柱棱镜而进行切断时才按照能够形成平面形状的曲率来形成曲面形状，所以，当介质多层膜的应力达到平衡时，能够以接近最终形状的形式来生成杆状三角柱棱镜。因此，对杆状三角基底的研磨可以在接近最终产品的状态下来进行，能够确保极高平面精度。

而且，在本实施例中说明了介质多层膜在凸方向形成歪曲。但本实施例也可适用于在凹方向上形成歪曲。在此情况下，使基底41的表面41S形成凸面的曲面形状。

[第2实施例]

以下说明第2实施例。在上述第1实施例中，为了生成杆状三角柱棱镜60，对基底母材50从与形成介质多层膜11的面相反的面上进行切断，使其形成锯齿状。但在本实施例中，利用和第1实施例不同的方法，从基底母材50生成杆状三角柱棱镜60。

如图8(a)所示，把第1实施例的大型基底母材50切断成长方形状。这样，可以制成许多个同图(b)所示的长方形状的细长长方形基底体51(长方形状切断工序)。最终制成的棱镜25是立方体的本实施例的情况下，细长长方形基底体51被制成为断面为正方形的细长形状的基底体。因此，在细长长方形基底体51与形成介质多层膜11的面相反的面的2条棱线中，切断一条棱线，然后切断相反侧的棱线，制成杆状三角柱棱镜60(棱线切断工序)。这时，当第1次切断棱线时，如图8(C)所示，按照使倾斜角为45度，从细长长方形基底体51的形成介质多层膜11的面的一边的端部进行切断(切断面C1)，当第2次切断棱线时，如同图(d)所示，按照倾斜角为“-45度”，从细长长方形基底体51的形成介质多层膜11的面的另一边的端部进行切断(切断面C2)。这样，可以获得杆状三角柱棱镜60。

这里，即使把基底母材50切断成为长方形状，也如第1实施例那样，由于介质多层膜11的应力而使形成了细长长方形基底体51的介质多层膜11的面不会成为平面形状。也就是说，这时，细长长方形基底体51因为和基底母材50一样具有均匀的厚度，所以，利用介质多层膜11的应力来抑制凸方向的歪曲力。但是，由于第1次切断棱线，使被切断的部位连续的厚度变薄，所以，介质多层膜11所产生的应力使得凸方向的歪曲力再次起作用。因此，厚度不均匀的部位上形成介质多层膜11的面在应力作用下变成平面形状。然后，由于第2次切断棱线，也使该切断部分连续的厚度变薄，所以，利用介质多层膜11的应力使形成介质多层膜11的整个面变成平面形状。利用以上方法，可以制成杆状三角柱棱镜60。

[第3实施例]

以下说明利用上述第1实施例或第2实施例制成的作为偏振光束分离器使用的棱镜25的光拾取器的一例。在图9中，本实施例的光拾取器，在结构上具有：光源101、偏振光束分离器102、λ/4波长板103、物镜104和光检测器105。CD、DVD和大容量光盘3种波长的激光中某一种激光，从光源101中有选择地进行振荡。偏振光束分离器102与上述第1和第2实施例中说明的棱镜25相同。在本实施例中，作为适应3种波长的偏振光束分离器使用。所以，在偏振光束分离器102中，形成一种偏振光分离膜，它利用入射光的偏振光方向来划分透射和反射(和第1及第2实施例的介质多层膜11相同)。这里，偏振光分离膜发挥其光学特性，使P偏振光透射，使S偏振光反射。但也可以发挥相反的光学特性。λ/4波长板103是把圆偏振光变换成直线偏振光，把直线偏振光变换成圆偏振光的光学元件，物镜104是为了在光盘D的规定位置上聚光的透镜。

在上述光拾取器中，从光源101中射出的激光(作为P偏振光)射入到偏振光束分离器102内，本实施例的偏振光束分离器102具有使P偏振光透射的光学特性，所以入射光直接进行透射。并且，利用λ/4波长板103来使直线偏振光变换成圆偏振光之后，通过物镜104而在光盘D的规定位置上进行聚光。从光盘D来的反射光，从物镜104射入到λ/4波长板103内，从圆偏振光变换成直线偏振光。这时，在去路和回路中合计2次透过λ/4波长板103，所以产生180度的相位差。因此，在去路中是P偏振光，而在回路中变换成S偏振光。透过λ/4波长板103的S偏振光再次射入到偏振光束分离器102内，S偏振光具有反射的光学特性，所以作为入射光的S偏振光进行反射，射入到光检测器105内。在光检测器105中对入射光进行光电变换，取得电信号。

这时，上述光拾取器也使用波长405nm的蓝色激光，所以各个构成零件即使在该波长范围内也必须具有高精度的光学特性。因此，如果在第1和第2实施例中说明的平面精度很高的棱镜25被作为偏振光束分离器使用，那么，也可以适用于波长405nm的蓝色激光。

[第4实施例]

以下根据图10，详细说明用上述第1或第2实施例生成的棱镜25，作为偏振光束分离器和分色棱镜使用的液晶投影器的一例。本实施例的液晶投影器，在结构上具有：光源201、偏振光变换机构202、色合成分色棱镜211、第1偏振光束分离器221、第2偏振光束分离器222、第3偏振光束分离器223、波长板231、第1液晶显示器件241、第2液晶显示器件242、第3液晶显示器件243、投影透镜250和屏幕260。

光源201具有发出白色光的发光体和反射从发光体来的光的反射镜，从光源201射出白色光。偏振光变换机构202具有把从光源201射出的白色光变换成直线偏振光的功能，在白色光中，仅把绿色光(绿色波长范围的光)变换成P偏振光，把蓝色光(蓝色波长范围的光)和红色光(红色波长范围的光)变换成S偏振光。然后，由偏振光变换机构202对偏振光方向进行变换的白色光射入到利用偏振光方向来划分透射和反射的第1偏振光束分离器221内。第1偏振光束分离器221具有透射P偏振光，反射S偏振光的特性，入射光中作为P偏振光的绿色光进行透射，作为S偏振光的蓝色光和红色光进行反射。

透过第1偏振光束分离器221的P偏振光的绿色光射入到第2偏振光束分离器222内。第2偏振光束分离器222是利用偏振光方向来划分透射和反射的光学元件，这里，入射的P偏振光的绿色光直接透射，射入到第1液晶显示器件241内。另一方面，利用第1偏振光束分离器221进行反射的S偏振光的蓝色光和红色光，射入到波长板231内。波长板231是发挥变换入射光偏振方向的作用的光学元件，在此，仅把入射光中红色光波长范围的光从S偏振光变换成P偏振光。第3偏振光束分离器223具有透射P偏振光，反射S偏振光的特性，所以，作为P偏振光的红色光直接透射，射入到第3液晶显示器件243内，作为S偏振光的蓝色光进行反射，射入到第2液晶显示器件242内。

第1、第2和第3液晶显示器件是反射型的液晶显示器件，根据液晶器件的信号，来进行信号光(反射光)的偏振光方向的调制控制。第1液晶显示器件241生成绿色光的信号光(绿色信号光)；第2液晶显示器件242生成蓝色光的信号光(蓝色信号光)；第3液晶显示器件243生成红色光的信号光(红色信号光)。在第1液晶显示器件241中P偏振光的绿色光变换成S偏振光的绿色信号光；在第2液晶显示器件242中，S偏振光的蓝色光变换成P偏振光的蓝色信号光；在第3液晶显示器件243中，P偏振光的红色光变换成红色信号光。

所以，绿色信号光是S偏振光，因此，由第2偏振光束分离器222进行反射，朝向色合成分色棱镜211。另一方面，蓝色信号光是P偏振光，因此，透过第3偏振光束分离器223；红色信号光是S偏振光，所以由第3偏振光束分离器223反射。因此，P偏振光的蓝色信号光和S偏振光的红色信号光通过相同的光路，射入到色合成分色棱镜211内。色合成分色棱镜211是利用波长范围来划分透射和反射的光学元件，这里，其特性是，反射绿色信号光，透射蓝色信号光和红色信号光。所以，在合成色分色棱镜211中，蓝色信号光和红色信号光直接透射，绿色信号光反射，这样来合成所有色的信号光，作为彩色图像信号光射入到投影透镜250内，利用投影透镜250来使图象显示在屏幕260上。

这时，如果在作为液晶投影器的结构零件的各偏振光束分离器内采用上述第2和第2实施例的棱镜25，那么可以改善像差，改善聚焦。

而且，在本实施例中，说明了采用反射型液晶显示器件的方式。但也可以用于采用透射型液晶显示器件的液晶投影器，并且，如果是采用分色棱镜或偏振光束分离器的液晶投影器，那么，可以适用于任意液晶投影器。也就是说，把本发明的高平面精度的棱镜作为分色棱镜或者作为偏振光束分离器使用，可以实现聚焦良好的液晶投影器。

Claims (3)

1、一种棱镜的制造方法，用于制造形成有介质多层膜的棱镜，其特征在于包括：

基底母材生成工序，用于在大型基底的一个面上形成介质多层膜，取得基底母材；

杆状三角柱棱镜生成工序，用于从与上述基底母材形成了上述介质多层膜的面相反的面起，对上述基底进行切断，使其形成锯齿状，生成多个杆状三角柱棱镜，它们是在一个面上形成了上述介质多层膜的杆状且为三角柱形状；

切断面研磨工序，用于研磨上述杆状三角柱棱镜的2个切断面；

杆状四方柱棱镜生成工序，用于使在上述切断面研磨工序中研磨后的上述杆状三角柱棱镜，接合到未形成上述介质多层膜的形状与上述杆状三角柱棱镜相同的被接合杆状三角柱棱镜上，生成杆状四方柱棱镜；以及

细长长方形棱镜切断步骤，用于在和长度方向相垂直的方向上按等间隔来切断上述杆状四方柱棱镜，生成形成了上述介质多层膜的棱镜，

在上述基底母材生成工序中，使上述大型基底的形成上述介质多层膜的面，形成为方向与上述介质多层膜作用的应力所造成的歪曲方向相反的凹面或凸面的曲面形状，

上述曲面形状的曲率是在上述杆状三角柱棱镜生成工序中切断上述基底母材时，使上述棱镜的形成了介质多层膜的面校正为平面的曲率。

2、如权利要求1所述的棱镜的制造方法，其特征在于：形成上述介质多层膜的面是球面形状、圆柱形状或螺旋管形状。

3、一种棱镜的制造方法，用于制造形成有介质多层膜的棱镜，其特征在于包括：

基底母材生成工序，用于在大型基底的一个面上形成介质多层膜，取得基底母材；

长方形切断工序，用于把在上述基底母材生成工序中生成的上述基底母材切断成长方形，生成细长长方形基底体；

棱线切断工序，用于切断上述细长长方形基底体的、与形成介质多层膜的面相反的面的2条棱线，生成杆状三角基底；

切断面研磨工序，用于研磨杆状三角柱棱镜的2个切断面；

杆状四方柱棱镜生成工序，用于使在上述切断面研磨工序中研磨后的上述杆状三角柱棱镜，接合到未形成上述介质多层膜的、形状与上述杆状三角柱棱镜相同的被接合杆状三角柱棱镜上，生成杆状四方柱棱镜；以及

细长长方形棱镜切断步骤，用于在和长度方向相垂直的方向上按等间隔来切断上述杆状四方柱棱镜，生成形成了上述介质多层膜的棱镜，

在上述基底母材生成工序中，使上述大型基底的形成上述介质多层膜的面，形成为方向与上述介质多层膜作用的应力所造成的歪曲方向相反的凹面或凸面的曲面形状，

上述曲面形状的曲率是在上述棱线切断工序中切断上述细长长方形基底体的上述2条棱线时，使上述棱镜的形成了介质多层膜的面校正为平面的曲率。

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