JP2000298212A - Optical device, production thereof and projection-type display device - Google Patents

Optical device, production thereof and projection-type display device

Info

Publication number
JP2000298212A
JP2000298212A JP2000066397A JP2000066397A JP2000298212A JP 2000298212 A JP2000298212 A JP 2000298212A JP 2000066397 A JP2000066397 A JP 2000066397A JP 2000066397 A JP2000066397 A JP 2000066397A JP 2000298212 A JP2000298212 A JP 2000298212A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
optical element
adhesive layer
film
thickness
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.)
Pending
Application number
JP2000066397A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Fumitaka Yajima
章隆 矢島
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.)
Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson 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 Seiko Epson Corp filed Critical Seiko Epson Corp
Publication of JP2000298212A publication Critical patent/JP2000298212A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent loss of light in a polarization converting device. SOLUTION: A first light-transmitting member 321 and a second light- transmitting member 322 each in a planer form are prepared. The first light- transmitting member 321 has first and second surfaces (film-forming surfaces) almost parallel to each other. A polarization separating film 331 is formed on the first filmforming surface. A reflecting film 332 is formed on the second film-forming surface. These films are not formed on the surfaces of the second light-transmitting member 322. Then a plurality of the first light-transmitting members 321 and a plurality of the second light-transmitting members 322 are laminated alternately. The laminated light-transmitting members are cut at a prescribed angle from the surface, and the cut face is polished to form a polarization beam splitter array 320.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、光学素子および
そのための製造方法、並びに、光学素子を備えた投写型
表示装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical element, a manufacturing method therefor, and a projection display device having the optical element.

【0002】[0002]

【従来の技術】ランダムな偏光方向を有する光を、一方
向の偏光方向を有する光に変換する光学素子(偏光変換
素子)としては、特開平7−294906号公報に記載
されたものが知られている。図1(A)は、このような
光学素子の平面図であり、図1(B)はその斜視図であ
る。この光学素子は、偏光分離膜36を有する線状の偏
光ビームスプリッタ30と、反射膜46を有する線状の
プリズム40とを交互に貼り合わせた偏光ビームスプリ
ッタアレイ22を備えている。また、偏光ビームスプリ
ッタアレイ22の出射面の一部には、λ/2位相差板2
4が選択的に設けられている。
2. Description of the Related Art As an optical element (polarization conversion element) for converting light having a random polarization direction into light having a single polarization direction, one described in JP-A-7-294906 is known. ing. FIG. 1A is a plan view of such an optical element, and FIG. 1B is a perspective view thereof. This optical element includes a polarization beam splitter array 22 in which linear polarization beam splitters 30 having a polarization separation film 36 and linear prisms 40 having a reflection film 46 are alternately bonded. A part of the exit surface of the polarizing beam splitter array 22 has a λ / 2 retardation plate 2.
4 are selectively provided.

【0003】線状の偏光ビームスプリッタ30は、2つ
の直角プリズム32,34と、これらの直角プリズム3
2,34の斜面である境界面に形成された偏光分離膜3
6とを有している。この偏光ビームスプリッタ30を製
造する際には、一方の直角プリズムの斜面上に偏光分離
膜36を形成した後に、2つの直角プリズム32,34
を光学接着剤で接着する。
A linear polarizing beam splitter 30 has two right-angle prisms 32 and 34 and these right-angle prisms 3 and 34.
Polarization separation film 3 formed on the boundary surface that is the slope of 2, 34
6. When manufacturing the polarization beam splitter 30, after forming the polarization separation film 36 on the slope of one of the right-angle prisms, the two right-angle prisms 32 and 34 are formed.
Is bonded with an optical adhesive.

【0004】線状のプリズム40は、2つの直角プリズ
ム42,44と、これらの直角プリズム42,44の斜
面である境界面に形成された反射膜46とを有してい
る。このプリズム40を製造する際には、一方の直角プ
リズムの斜面上に反射膜46を形成した後に、2つの直
角プリズム42,44を光学接着剤で接着する。反射膜
46は、アルミニウム膜等の金属膜で形成される。
[0004] The linear prism 40 has two right-angle prisms 42 and 44 and a reflection film 46 formed on a boundary surface that is a slope of the right-angle prisms 42 and 44. When manufacturing this prism 40, after forming a reflective film 46 on the slope of one of the right-angle prisms, the two right-angle prisms 42 and 44 are bonded with an optical adhesive. The reflection film 46 is formed of a metal film such as an aluminum film.

【0005】こうして準備された複数の線状偏光ビーム
スプリッタ30と、複数の線状プリズム40とを、光学
接着剤で交互に貼り合わせることによって、偏光ビーム
スプリッタアレイ22が作成される。そして、λ/2位
相差板24が、偏光ビームスプリッタ30の出射面に選
択的に貼りつけられる。
The plurality of linear polarization beam splitters 30 thus prepared and the plurality of linear prisms 40 are alternately bonded with an optical adhesive to form a polarization beam splitter array 22. Then, the λ / 2 phase difference plate 24 is selectively attached to the exit surface of the polarization beam splitter 30.

【0006】光入射面からは、s偏光成分とp偏光成分
とを含む入射光が入射される。この入射光は、まず、偏
光分離膜36によってs偏光とp偏光とに分離される。
s偏光は、偏光分離膜36によってほぼ垂直に反射さ
れ、反射膜46によってさらに垂直に反射されて、プリ
ズム40から出射される。一方、p偏光は、偏光分離膜
36をそのまま透過し、λ/2位相差板24によってs
偏光に変換されて出射される。従って、この光学素子に
入射したランダムな偏光方向を有する光束は、すべてs
偏光光束となって出射される。
[0006] From the light incident surface, incident light including an s-polarized component and a p-polarized component is incident. This incident light is first separated by the polarization separation film 36 into s-polarized light and p-polarized light.
The s-polarized light is substantially vertically reflected by the polarization splitting film 36, further vertically reflected by the reflection film 46, and emitted from the prism 40. On the other hand, the p-polarized light passes through the polarization separation film 36 as it is, and is
The light is converted into polarized light and emitted. Therefore, the light beams having random polarization directions incident on this optical element are all s
The light is emitted as a polarized light beam.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】図1に示す従来の光学
素子では、4つの直角プリズム32,34,42,44
がそれぞれ光学接着剤で貼り合わされている。従って、
s偏光やp偏光は、光学素子に入射されてから出射され
るまでの間に、プリズムの境界に形成されている光学接
着剤層を何回も通過しなければならない。光学接着剤層
は光をある程度吸収するので、光学接着剤層を通過する
たびに光の強度が低下する。この結果、光の利用効率が
かなり低下していまうという問題があった。
In the conventional optical element shown in FIG. 1, four right-angle prisms 32, 34, 42, 44 are provided.
Are bonded with an optical adhesive. Therefore,
The s-polarized light and p-polarized light must pass through the optical adhesive layer formed at the boundary of the prism many times between the time when the light enters the optical element and the time when the light exits. Since the optical adhesive layer absorbs light to some extent, the intensity of light decreases each time the light passes through the optical adhesive layer. As a result, there is a problem that the light use efficiency is considerably reduced.

【0008】この発明は、従来技術における上述の課題
を解決するためになされたものであり、光学素子におけ
る光の利用効率を高めることのできる技術を提供するこ
とを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems in the prior art, and has as its object to provide a technique capable of increasing the efficiency of light utilization in an optical element.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段およびその作用・効果】上
述の課題の少なくとも一部を解決するため、第1の発明
は、光学素子であって、光入射面と、前記光入射面にほ
ぼ平行な光出射面とを有し、前記光入射面および光出射
面と所定の角度をなすように形成されたほぼ平行な第1
および第2の膜形成面と、前記第1の膜形成面上に形成
された偏光分離膜と、前記第2の膜形成面上に形成され
た反射膜と、をそれぞれ備える複数の第1の透光性部材
と、前記複数の第1の透光性部材と交互に貼り合わさ
れ、前記複数の第1の透光性部材の前記光入射面および
光出射面とそれぞれ同一平面に形成された光入射面およ
び光出射面をそれぞれ有する複数の第2の透光性部材
と、を備えることを特徴とする。
In order to solve at least a part of the above-mentioned problems, a first aspect of the present invention is an optical element, comprising: a light incident surface; and a light incident surface substantially parallel to the light incident surface. A substantially parallel first light emitting surface having a predetermined angle with the light incident surface and the light emitting surface.
And a first film forming surface, a polarization separating film formed on the first film forming surface, and a reflective film formed on the second film forming surface. A light-transmitting member and light that are alternately bonded to the plurality of first light-transmitting members and are formed on the same plane as the light-incident surface and the light-emitting surface of the plurality of first light-transmitting members. And a plurality of second translucent members each having an incident surface and a light exit surface.

【0010】第1の発明によれば、第1の透光性部材の
光入射面から入射した光のうち、偏光分離膜で反射され
る偏光成分が、光学接着剤の層を通過せずに反射膜で反
射され、その後、偏光ビームスプリッタから出射され
る。従って、この偏光成分が光学接着剤の層を通過する
回数を低減することができるので、光の利用効率を高め
ることができる。
According to the first aspect, of the light incident from the light incident surface of the first translucent member, the polarized light component reflected by the polarization separation film does not pass through the optical adhesive layer. The light is reflected by the reflection film, and then emitted from the polarizing beam splitter. Accordingly, the number of times that the polarized light component passes through the optical adhesive layer can be reduced, so that the light use efficiency can be increased.

【0011】上記第1の発明において、前記反射膜は誘
電体多層膜で形成されていることが好ましい。
In the first aspect, it is preferable that the reflection film is formed of a dielectric multilayer film.

【0012】誘電体多層膜で形成された反射膜では、ア
ルミニウム膜などの金属製の反射膜に比べて特定の直線
偏光成分の反射率を高めることができる。従って、光の
利用効率をより一層高めることが可能である。
In a reflection film formed of a dielectric multilayer film, the reflectance of a specific linearly polarized light component can be increased as compared with a metal reflection film such as an aluminum film. Therefore, it is possible to further enhance the light use efficiency.

【0013】上記第1の発明において、さらに、前記第
1の透光性部材の前記光出射面または前記第2の透光性
部材の前記光出射面に対応して設けられた偏光方向変換
手段を備えることが好ましい。
[0013] In the first aspect, further, a polarization direction changing means provided corresponding to the light emitting surface of the first light transmitting member or the light emitting surface of the second light transmitting member. It is preferable to provide

【0014】第1の透光性部材の出射面部分と第2の透
光性部材の出射面部分からは、異なる偏光方向の直線偏
光成分が出射される。従って、このうちのいずれか一方
に偏光方向変換手段を設けることによって、光学素子か
ら出射される光束を、すべて1つの直線偏光成分に変換
することができる。
The linearly polarized light components having different polarization directions are emitted from the light emitting surface of the first light transmitting member and the light emitting surface of the second light transmitting member. Therefore, by providing the polarization direction converting means in any one of them, it is possible to convert all the light beams emitted from the optical element into one linearly polarized light component.

【0015】上記第1の発明において、さらに、前記第
2の透光性部材の前記光入射面に対応して設けられた遮
光手段を有することが好ましい。
[0015] In the first invention, it is preferable that a light-shielding means is further provided corresponding to the light incident surface of the second translucent member.

【0016】仮に、第2の透光性部材の光入射面から光
が入射されると、この光は、反射膜で反射された後に、
偏光分離膜でs偏光とp偏光に分離される間に、何回も
光学接着剤層を通過する。そこで、第2の透光性部材の
光入射面に対応して遮光手段を設けることによってこの
ような光を遮光すれば、光学素子に入射した光が光学接
着剤層を何回も通過することを防止できる。
If light enters from the light incident surface of the second translucent member, this light is reflected by the reflection film,
The light passes through the optical adhesive layer many times while being separated into s-polarized light and p-polarized light by the polarization separation film. Therefore, if such light is shielded by providing a light shielding means corresponding to the light incident surface of the second translucent member, the light incident on the optical element can pass through the optical adhesive layer many times. Can be prevented.

【0017】また、上記第1の発明において、前記第1
と第2の透光性部材の間の境界面に接着剤層をそれぞれ
有しており、前記偏光分離膜と前記反射膜の間隔が前記
光学素子を通じてほぼ等しくなるように、前記第1と第
2の透光性部材の厚みと前記接着剤層の厚みとのうちの
少なくとも一部が設定されていることが好ましい。
[0017] In the first aspect of the present invention, the first aspect is provided.
And an adhesive layer at a boundary surface between the first and second light-transmitting members, and the first and second light-transmitting members are arranged such that a distance between the polarization separation film and the reflection film becomes substantially equal through the optical element. It is preferable that at least a part of the thickness of the light transmitting member and the thickness of the adhesive layer is set.

【0018】こうすれば、偏光分離膜と反射膜の間の間
隔が等しくなるので、光学素子内における膜の位置精度
が向上し、光の利用効率が向上する。
In this case, since the distance between the polarization splitting film and the reflection film becomes equal, the positional accuracy of the film in the optical element is improved, and the light use efficiency is improved.

【0019】また、上記第1の発明において、前記第2
の透光性部材の厚みが、前記第1の透光性部材の厚みよ
りも小さく設定されていることが好ましい。こうすれ
ば、偏光分離膜と反射膜の間の間隔を等しくして、光学
素子における光の利用効率を向上させることができる。
[0019] In the first aspect of the present invention, the second aspect
It is preferable that the thickness of the light transmitting member is set smaller than the thickness of the first light transmitting member. In this case, the distance between the polarization separation film and the reflection film can be made equal to improve the light use efficiency of the optical element.

【0020】前記第2の透光性部材の厚みは、前記第1
の透光性部材の厚みの約80%ないし約90%の範囲で
あることが好ましい。
The thickness of the second light-transmitting member is the same as that of the first light-transmitting member.
Preferably, the thickness is in the range of about 80% to about 90% of the thickness of the light transmitting member.

【0021】また、前記第1の透光性部材の厚みを、前
記第2の透光性部材の厚みに前記接着剤層の厚みの2倍
を加算した値にほぼ等しくなるようにすることが好まし
い。
The thickness of the first light-transmitting member may be made substantially equal to a value obtained by adding twice the thickness of the adhesive layer to the thickness of the second light-transmitting member. preferable.

【0022】また、前記光学素子は、前記光学素子の光
入射面側に配列された複数の小レンズとともに使用され
る光学素子であり、前記光学素子内の複数の前記偏光分
離膜の相互の間隔が、前記複数の小レンズのピッチとほ
ぼ対応するように設定されていることが好ましい。
Further, the optical element is an optical element used together with a plurality of small lenses arranged on the light incident surface side of the optical element, and a distance between the plurality of polarization separation films in the optical element. Is preferably set so as to substantially correspond to the pitch of the plurality of small lenses.

【0023】こうすれば、複数の小レンズから出射され
る複数の光束が、それぞれ対応する偏光分離膜に入射す
るように構成することができるので、光の利用効率が向
上する。
With this configuration, the plurality of light beams emitted from the plurality of small lenses can be configured to be incident on the corresponding polarization separation films, so that the light use efficiency is improved.

【0024】一例として、前記第1と第2の透光性部材
の間の境界面に接着剤層をそれぞれ有しており、前記複
数の偏光分離膜の相互の間隔が前記複数の小レンズのレ
ンズ光軸のピッチとほぼ対応するように、前記第1と第
2の透光性部材の厚みと前記接着剤層の厚みとのうちの
少なくとも一部が設定される。
As an example, an adhesive layer is provided at a boundary between the first and second translucent members, and a distance between the plurality of polarization separation films is smaller than that of the plurality of small lenses. At least a part of the thickness of the first and second translucent members and the thickness of the adhesive layer is set to substantially correspond to the pitch of the lens optical axis.

【0025】あるいは、前記複数の小レンズは複数の異
なるレンズ光軸ピッチを有しており、前記複数の偏光分
離膜の相互の間隔は、前記複数の異なるレンズ光軸ピッ
チとほぼ対応するように、前記第1と第2の透光性部材
の厚みと前記接着剤層の厚みとのうちの少なくとも一部
が設定されていることが好ましい。
Alternatively, the plurality of small lenses have a plurality of different lens optical axis pitches, and an interval between the plurality of polarization separation films substantially corresponds to the plurality of different lens optical axis pitches. Preferably, at least a part of the thickness of the first and second translucent members and the thickness of the adhesive layer is set.

【0026】こうすれば、レンズ光軸のピッチが異なる
場合にも、各小レンズから出射される光束が、それぞれ
対応する偏光分離膜に入射するように構成することがで
きるので、光の利用効率が向上する。
In this way, even when the pitch of the lens optical axis is different, the light flux emitted from each small lens can be configured to be incident on the corresponding polarization separation film. Is improved.

【0027】また、上記第1の発明において、前記光学
素子は、前記光学素子の光入射面側に配列された複数の
小レンズとともに使用される光学素子であり、前記光学
素子内の複数の前記偏光分離膜の相互の間隔が、前記複
数の小レンズから出射される複数の光束のピッチとほぼ
対応するように設定されていることが好ましい。
In the first invention, the optical element is an optical element used together with a plurality of small lenses arranged on the light incident surface side of the optical element, and the plurality of optical elements in the optical element are provided. It is preferable that an interval between the polarization splitting films is set to substantially correspond to a pitch of a plurality of light beams emitted from the plurality of small lenses.

【0028】小レンズから出射される光束のピッチは、
必ずしもレンズ光軸のピッチと一致するとは限らない。
このような場合にも、各小レンズから出射される光束
が、それぞれ対応する偏光分離膜に入射するように構成
することができるので、光の利用効率が向上する。
The pitch of the light beam emitted from the small lens is
It does not always coincide with the pitch of the lens optical axis.
Even in such a case, the light beams emitted from the respective small lenses can be configured to be incident on the corresponding polarization separation films, so that the light use efficiency is improved.

【0029】一例として、前記第1と第2の透光性部材
の間の境界面に接着剤層をそれぞれ有しており、前記複
数の偏光分離膜の相互の間隔が前記複数の小レンズから
出射される複数の光束のピッチとほぼ対応するように、
前記第1と第2の透光性部材の厚みと前記接着剤層の厚
みとのうちの少なくとも一部が設定される。
As an example, an adhesive layer is provided at a boundary between the first and second light-transmissive members, and a distance between the plurality of polarization separation films is larger than that of the plurality of small lenses. To correspond approximately to the pitch of the plurality of emitted light beams,
At least a part of the thickness of the first and second translucent members and the thickness of the adhesive layer is set.

【0030】第2の発明は、光学素子の製造方法であっ
て、(a)ほぼ平行な第1および第2の表面を有する第
1の透光性板材の前記第1の表面上に偏光分離膜を形成
する工程と、(b)前記第1の透光性板材の前記第2の
表面上に反射膜を形成する工程と、(c)前記偏光分離
膜および反射膜が形成された複数の前記第1の透光性板
材と、2つのほぼ平行な表面を有する複数の第2の透光
性板材とをそれぞれ交互に貼り合わせる工程と、(d)
前記交互に貼り合わされた透光性板材を、前記第1およ
び第2の表面に対して所定の角度で切断してほぼ平行な
光入射面と光出射面とを有する光学素子ブロックを生成
する工程と、を備えることを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing an optical element, comprising: (a) polarization separation on the first surface of a first light-transmitting plate having substantially parallel first and second surfaces; Forming a film, (b) forming a reflective film on the second surface of the first light-transmissive plate, and (c) forming a plurality of polarized light separating films and a plurality of reflective films formed thereon. (D) alternately bonding the first light-transmissive plate material and a plurality of second light-transmissive plate materials each having two substantially parallel surfaces;
A step of cutting the translucent plate members alternately bonded at a predetermined angle with respect to the first and second surfaces to generate an optical element block having a light entrance surface and a light exit surface that are substantially parallel to each other. And the following.

【0031】第2の発明によれば、第1の発明における
光学素子を容易に形成することができる。従って、光の
利用効率の高い光学素子を製造することができる。
According to the second aspect, the optical element according to the first aspect can be easily formed. Therefore, an optical element with high light use efficiency can be manufactured.

【0032】上記第2の発明において、さらに、(e)
前記光学素子ブロックの前記光入射面と前記光出射面と
を研磨する工程、を備えることが好ましい。
In the second invention, (e)
Preferably, a step of polishing the light incident surface and the light exit surface of the optical element block is provided.

【0033】こうすれば、光学素子となる光学素子ブロ
ックの光入射面と光出射面とを容易に研磨することがで
きるので、光学素子を容易に製造することができる。
In this case, since the light incident surface and the light exit surface of the optical element block serving as the optical element can be easily polished, the optical element can be easily manufactured.

【0034】上記第2の発明において、前記工程(c)
は、複数の前記第1の透光性板材と複数の前記第2の透
光性板材とを光硬化性接着層を介して交互に積層し、光
照射により貼り合わせる工程、を備えることが好まし
い。
In the second aspect, the step (c)
Preferably, the method preferably includes a step of alternately laminating a plurality of the first translucent plate members and a plurality of the second translucent plate members via a photocurable adhesive layer and bonding them by light irradiation. .

【0035】こうすれば、貼り合わされた板材に光を照
射することによって光学接着剤を硬化させることができ
るので、光学素子の製造が容易である。
In this case, since the optical adhesive can be cured by irradiating the bonded plate material with light, the manufacture of the optical element is easy.

【0036】あるいは、前記工程(c)は、(1)1枚
の前記第1の透光性部材と、1枚の前記第2の透光性部
材との間に光硬化性接着層を介して重ね合わせることに
よって積層体を形成する工程と、(2)前記積層体に光
を照射することによって前記光硬化性接着層を硬化させ
る工程と、(3)前記積層体に、前記光硬化性接着層を
介して前記第1の透光性部材と前記第2の透光性部材と
を交互に重ねてゆき、この際、1枚の部材を重ねる度に
前記積層体に光を照射することによって前記光硬化性接
着層を硬化させる工程と、を備えるようにしてもよい。
Alternatively, in the step (c), (1) a photo-curable adhesive layer is interposed between one sheet of the first light-transmitting member and one sheet of the second light-transmitting member. (2) irradiating the laminate with light to cure the photocurable adhesive layer, and (3) applying the photocurable material to the laminate. The first light-transmissive member and the second light-transmissive member are alternately overlapped with each other via an adhesive layer. In this case, light is applied to the laminate every time one member is overlapped. Curing the photo-curable adhesive layer.

【0037】こうすれば、1枚の透光性部材を重ねる度
に接着剤を硬化させるので、各透光性部材同士の位置関
係を精度良く設定することができる。
With this configuration, the adhesive is cured each time one translucent member is stacked, so that the positional relationship between the translucent members can be set with high accuracy.

【0038】あるいは、前記工程(c)は、(1)1枚
の前記第1の透光性部材と、1枚の前記第2の透光性部
材との間に光硬化性接着層を介して重ね合わせることに
よって積層体を形成する工程と、(2)前記積層体に光
を照射することによって前記光硬化性接着層を硬化させ
る工程と、(3)前記工程(1)および工程(2)で作
成された複数の積層体を、前記光硬化性接着剤層を介し
て交互に重ねてゆき、この際、1つの積層体を重ねる度
に光を照射することによって前記光硬化性接着層を硬化
させる工程と、を備えるようにしてもよい。
Alternatively, in the step (c), (1) a photocurable adhesive layer is interposed between one sheet of the first light transmitting member and one sheet of the second light transmitting member. (2) irradiating the laminated body with light to cure the photocurable adhesive layer, and (3) performing the steps (1) and (2). ), The plurality of laminates are alternately stacked via the photocurable adhesive layer. At this time, the light-curable adhesive layer is irradiated by irradiating light each time one laminate is stacked. And a step of curing.

【0039】この方法によっても、1つの積層体を重ね
る度に接着剤を硬化させるので、隣接する透光性部材同
士の位置関係を精度良く設定することができる。
According to this method as well, the adhesive is cured each time one laminate is stacked, so that the positional relationship between adjacent light-transmitting members can be accurately set.

【0040】前記光の照射は、前記透光性部材の表面と
平行でない方向から行うことが好ましい。
The light irradiation is preferably performed from a direction that is not parallel to the surface of the light transmitting member.

【0041】こうすれば、光が接着剤に効率良く照射さ
れるので、接着剤の硬化時間を短縮することができ、光
学素子の製造のスループットを向上させることができ
る。
In this case, since the adhesive is efficiently irradiated with light, the curing time of the adhesive can be shortened, and the throughput of manufacturing the optical element can be improved.

【0042】第3の発明は、投写型表示装置であって、
上記のいずれかの光学素子と、前記光学素子からの出射
光を一種類の偏光光に変換する偏光変換手段と、前記偏
光変換手段からの出射光を、与えられた画像信号に基づ
いて変調する変調手段と、前記変調手段により変調され
た光束を投写する投写光学系と、を備える。
A third invention is a projection display device,
Any one of the above optical elements, a polarization conversion unit that converts light emitted from the optical element into one type of polarized light, and modulates the light emitted from the polarization conversion unit based on a given image signal. A modulation unit; and a projection optical system that projects the light beam modulated by the modulation unit.

【0043】第3の発明によれば、光の利用効率の高い
光学素子を使用しているので、投写面上に投写される映
像を明るくすることができる。
According to the third aspect, since the optical element having high light use efficiency is used, the image projected on the projection surface can be brightened.

【0044】[0044]

【発明の実施の形態】A.第1実施例:次に、本発明の
実施の形態を実施例に基づき説明する。図2および図3
は、この発明の第1実施例である偏光ビームスプリッタ
アレイを製造する主要な工程を示す工程断面図である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION First Embodiment: Next, an embodiment of the present invention will be described based on an embodiment. 2 and 3
FIG. 4 is a process cross-sectional view showing main processes for manufacturing the polarizing beam splitter array according to the first embodiment of the present invention.

【0045】図2(A)の工程では、それぞれ板状の複
数の第1の透光性部材321と複数の第2の透光性部材
322とが準備される。第1の透光性部材321のほぼ
平行な2つの表面(膜形成面)のうちで、一方の表面上
には偏光分離膜331が形成されている。また、他方の
表面上には、反射膜332が形成されている。第2の透
光性部材322の表面上には、これらの膜のいずれも形
成されていない。
In the step of FIG. 2A, a plurality of plate-shaped first light-transmitting members 321 and a plurality of second light-transmitting members 322 are prepared. A polarization splitting film 331 is formed on one of two substantially parallel surfaces (film forming surfaces) of the first light transmitting member 321. On the other surface, a reflection film 332 is formed. None of these films is formed on the surface of the second light transmitting member 322.

【0046】第1と第2の透光性部材321,322と
しては、板ガラスが用いられる。ただし、ガラス以外の
透光性の板状材料を用いることも可能である。また、第
1と第2の透光性部材の一方を、他方とは異なる色を有
する材料を用いるようにするようにしてもよい。こうす
れば、偏光ビームスプリッタアレイとして完成した後
に、2つの部材の区別をつけやすいという利点がある。
たとえば一方の部材を、無色透明な板ガラスで形成し、
他方を青色で透明な板ガラスで形成するようにしてもよ
い。なお、板ガラスとしては、磨き板ガラスやフロート
ガラスが好ましく、特に、磨き板ガラスが好ましい。
As the first and second translucent members 321 and 322, sheet glass is used. However, it is also possible to use a translucent plate material other than glass. Further, one of the first and second translucent members may be made of a material having a color different from that of the other. In this case, there is an advantage that the two members can be easily distinguished after the completion as a polarizing beam splitter array.
For example, one member is formed of a colorless and transparent plate glass,
The other may be formed of a transparent blue plate glass. In addition, as a sheet glass, a polished sheet glass and a float glass are preferable, and especially a polished sheet glass is preferable.

【0047】偏光分離膜331は、s偏光とp偏光のい
ずれか一方を選択的に透過させ、他方を選択的に反射す
る性質を有する膜である。通常は、このような性質を有
する誘電体多層膜を積層することによって偏光分離膜3
31が形成される。
The polarized light separating film 331 is a film having a property of selectively transmitting one of s-polarized light and p-polarized light and selectively reflecting the other. Normally, the polarization separation film 3 is formed by laminating a dielectric multilayer film having such properties.
31 are formed.

【0048】反射膜332は、誘電体多層膜を積層する
ことによって形成される。もちろん、反射膜332を構
成する誘電体多層膜は、偏光分離膜331を構成するも
のとは異なる組成および構成を有している。反射膜33
2としては、偏光分離膜331で反射された直線偏光成
分(s偏光またはp偏光)のみを選択的に反射し、他の
直線偏光成分は反射しないような誘電体多層膜で構成さ
れたものが好ましい。
The reflection film 332 is formed by laminating a dielectric multilayer film. Of course, the dielectric multilayer film forming the reflection film 332 has a different composition and configuration from those forming the polarization separation film 331. Reflective film 33
2 is a dielectric multilayer film that selectively reflects only the linearly polarized light component (s-polarized light or p-polarized light) reflected by the polarization separation film 331 and does not reflect other linearly polarized light components. preferable.

【0049】反射膜332は、アルミニウムを蒸着する
ことによって形成するようにしてもよい。誘電体多層膜
で反射膜332を形成した場合には、特定の直線偏光成
分(たとえばs偏光)を約98%程度の反射率で反射す
ることができる。一方、アルミニウム膜では、反射率は
高々92%程度である。従って、誘電体多層膜で反射膜
332を形成するようにすれば、偏光ビームスプリッタ
アレイから出射される光量を高めることができる。さら
に、誘電体多層膜は、アルミニウム膜よりも光の吸収が
少ないので、発熱も少ないという利点もある。なお、特
定の直線偏光成分の反射率を向上させるには、反射膜3
32を構成する誘電体多層膜(通常は2種類の膜が交互
に積層された構造である)を構成するそれぞれの膜の厚
さ、あるいは膜の材料を最適化すれば良い。
The reflection film 332 may be formed by evaporating aluminum. When the reflection film 332 is formed of a dielectric multilayer film, a specific linearly polarized light component (for example, s-polarized light) can be reflected at a reflectance of about 98%. On the other hand, the reflectance of an aluminum film is at most about 92%. Therefore, if the reflective film 332 is formed of a dielectric multilayer film, the amount of light emitted from the polarizing beam splitter array can be increased. Further, since the dielectric multilayer film absorbs less light than the aluminum film, there is also an advantage that heat generation is small. In order to improve the reflectance of a specific linearly polarized light component, the reflection film 3
It is sufficient to optimize the thickness of each film constituting the dielectric multi-layer film constituting the 32 (usually a structure in which two kinds of films are alternately laminated) or the material of the film.

【0050】図2(B)の工程では、第1と第2の透光
性部材321,322が光学接着剤によって交互に貼り
合わされる。この結果、光学接着剤層325が、偏光分
離膜331と第2の透光性部材322との間、および、
反射膜332と第2の透光性部材322との間にそれぞ
れ形成される。なお、図2および図3では、図示の便宜
上、各層331,332,325の厚みが誇張されてい
る。また、貼り合わされるガラスの枚数についても省略
されている。
In the step shown in FIG. 2B, the first and second translucent members 321 and 322 are alternately bonded with an optical adhesive. As a result, the optical adhesive layer 325 is formed between the polarization separation film 331 and the second light transmitting member 322, and
It is formed between the reflection film 332 and the second translucent member 322, respectively. 2 and 3, the thickness of each layer 331, 332, 325 is exaggerated for convenience of illustration. Also, the number of glasses to be bonded is omitted.

【0051】図3(A)の工程では、貼り合わされた透
光性部材321,322の表面にほぼ垂直な方向から紫
外線を照射することによって、光学接着剤層325を硬
化させる。紫外線は、誘電体多層膜を通過する。この実
施例では、偏光分離膜331と反射膜332が、それぞ
れ誘電体多層膜で形成されている。従って、図3(A)
に示すように、透光性部材321,322の表面にほぼ
垂直な方向から紫外線を照射することによって、複数の
光学接着剤層325を同時に硬化させることができる。
In the step shown in FIG. 3A, the optical adhesive layer 325 is cured by irradiating the surfaces of the bonded translucent members 321 and 322 with ultraviolet rays in a direction substantially perpendicular thereto. Ultraviolet light passes through the dielectric multilayer film. In this embodiment, the polarization separation film 331 and the reflection film 332 are each formed of a dielectric multilayer film. Therefore, FIG.
By irradiating the surfaces of the translucent members 321 and 322 with ultraviolet rays in a direction substantially perpendicular to the surfaces, the plurality of optical adhesive layers 325 can be simultaneously cured.

【0052】一方、反射膜332をアルミニウムの蒸着
で形成した場合には、紫外線がアルミニウム膜で反射さ
れてしまう。従って、この場合には、図3(A)に破線
で示すように、紫外線を透光性部材321,322の表
面にほぼ平行な方向から照射する。この時、紫外線を入
射する側と反対側の部分では、紫外線による光学接着剤
層325の照射効率が低下する。従って、光学接着剤層
325が硬化するまでに比較的長い時間が必要になる。
一方、反射膜332を誘電体多層膜で形成するようにす
れば、透光性部材321,322の表面に平行でない方
向から紫外線を照射できるので、比較的短時間で効率よ
く光学接着剤層325を硬化させることができる。
On the other hand, when the reflection film 332 is formed by vapor deposition of aluminum, ultraviolet rays are reflected by the aluminum film. Therefore, in this case, as shown by a broken line in FIG. 3A, ultraviolet rays are irradiated on the surfaces of the light transmitting members 321 and 322 from a direction substantially parallel to the surfaces. At this time, the efficiency of irradiation of the optical adhesive layer 325 with the ultraviolet rays is reduced on the side opposite to the side where the ultraviolet rays are incident. Therefore, a relatively long time is required until the optical adhesive layer 325 is cured.
On the other hand, if the reflective film 332 is formed of a dielectric multilayer film, ultraviolet light can be irradiated from a direction that is not parallel to the surfaces of the translucent members 321 and 322, so that the optical adhesive layer 325 can be efficiently used in a relatively short time. Can be cured.

【0053】図3(B)の工程では、こうして互いに接
着された複数の透光性部材321,322を、その表面
と所定の角度θをなす切断面(図中、破線で示す)でほ
ぼ平行に切断することによって、光学素子ブロックが切
り出される。θの値は、約45度とすることが好まし
い。こうして切り出された光学素子ブロックの表面(切
断面)を研磨することによって、偏光ビームスプリッタ
アレイを得ることができる。
In the step of FIG. 3B, the plurality of translucent members 321 and 322 thus bonded to each other are substantially parallel to each other at a cut surface (indicated by a broken line in the drawing) forming a predetermined angle θ with the surface. The optical element block is cut out. The value of θ is preferably about 45 degrees. By polishing the surface (cut surface) of the optical element block thus cut out, a polarizing beam splitter array can be obtained.

【0054】図4は、こうして製造された偏光ビームス
プリッタアレイ320を示す斜視図である。この図から
わかるように、偏光ビームスプリッタアレイ320は、
それぞれ断面が平行四辺形の柱状の第1と第2の透光性
部材321,322が、交互に貼り合わされた形状を有
している。
FIG. 4 is a perspective view showing the polarizing beam splitter array 320 manufactured as described above. As can be seen from this figure, the polarizing beam splitter array 320
The first and second translucent members 321 and 322 each having a columnar shape having a parallelogram cross section are alternately bonded to each other.

【0055】図5(A)は、実施例による偏光ビームス
プリッタアレイ320の出射面の一部に、λ/2位相差
板381を選択的に設けた偏光変換素子を示す平面断面
図である。また、図5(B)は、比較例の偏光変換素子
を示す平面断面図である。実施例の偏光変換素子では、
偏光ビームスプリッタアレイ320の出射面(図5では
左側の面)のうちで、第2の透光性部材322の表面部
分に、偏光方向変換手段としてのλ/2位相差板381
が貼りつけられている。
FIG. 5A is a cross-sectional plan view showing a polarization conversion element in which a λ / 2 retardation plate 381 is selectively provided on a part of the exit surface of the polarization beam splitter array 320 according to the embodiment. FIG. 5B is a plan sectional view showing a polarization conversion element of a comparative example. In the polarization conversion element of the embodiment,
Of the emission surface (left surface in FIG. 5) of the polarization beam splitter array 320, a λ / 2 phase difference plate 381 as a polarization direction changing means is provided on the surface of the second translucent member 322.
Is affixed.

【0056】図5(B)に示す比較例の構成は、図5
(A)の実施例の構成において、偏光分離膜331と、
これに隣接する光学接着剤層325との位置関係が逆転
している点が異なるだけである。比較例の偏光ビームス
プリッタアレイ320aを製造する際には、まず、第1
の透光性部材321の表面上に反射膜332を形成し、
一方、第2の透光性部材322の表面上に偏光分離膜3
31を形成する。そして、これらの透光性部材321,
322を光学接着剤層325で交互に貼り合わせる。
The structure of the comparative example shown in FIG.
In the configuration of the embodiment shown in FIG.
The only difference is that the positional relationship with the adjacent optical adhesive layer 325 is reversed. When manufacturing the polarizing beam splitter array 320a of the comparative example, first, the first
Forming a reflective film 332 on the surface of the light transmitting member 321;
On the other hand, the polarization separation film 3 is formed on the surface of the second light transmitting member 322.
31 are formed. And these translucent members 321,
322 are alternately stuck together with an optical adhesive layer 325.

【0057】図5(A)に示す実施例の偏光変換素子の
入射面からは、s偏光成分とp偏光成分とを含むランダ
ムな偏光方向を有する入射光が入射される。この入射光
は、まず、偏光分離膜331によってs偏光とp偏光と
に分離される。s偏光は、偏光分離膜331によってほ
ぼ垂直に反射され、反射膜332によってさらに反射さ
れて、出射面326から出射される。一方、p偏光は、
偏光分離膜331をそのまま透過して、λ/2位相差板
381によってs偏光に変換されて出射される。従っ
て、偏光変換素子からは、s偏光のみが選択的に出射さ
れる。
From the incident surface of the polarization conversion device of the embodiment shown in FIG. 5A, incident light having a random polarization direction including an s-polarized component and a p-polarized component is incident. This incident light is first separated by the polarization separation film 331 into s-polarized light and p-polarized light. The s-polarized light is substantially vertically reflected by the polarization splitting film 331, further reflected by the reflection film 332, and emitted from the emission surface 326. On the other hand, p-polarized light
The light passes through the polarization splitting film 331 as it is, is converted into s-polarized light by the λ / 2 retardation plate 381, and is emitted. Therefore, only the s-polarized light is selectively emitted from the polarization conversion element.

【0058】なお、λ/2位相差板381を、第1の透
光性部材321の出射面部分に選択的に設けるようにす
れば、偏光変換素子からp偏光のみを選択的に出射する
ことができる。
If the λ / 2 retardation plate 381 is selectively provided on the exit surface of the first translucent member 321, only the p-polarized light can be selectively emitted from the polarization conversion element. Can be.

【0059】図5(A)に示す実施例の偏光ビームスプ
リッタアレイ320では、偏光分離膜331を透過する
p偏光は、偏光ビームスプリッタアレイ320の入射面
から出射面までの間に光学接着剤層325を1回通過す
る。これは、図5(B)に示す比較例の偏光ビームスプ
リッタアレイ320aにおいても同様である。
In the polarization beam splitter array 320 of the embodiment shown in FIG. 5A, the p-polarized light transmitted through the polarization splitting film 331 is applied between the entrance surface and the exit surface of the polarization beam splitter array 320 by an optical adhesive layer. One pass through 325. This is the same in the polarization beam splitter array 320a of the comparative example shown in FIG.

【0060】また、実施例の偏光ビームスプリッタアレ
イ320では、偏光分離膜331で反射されるs偏光
は、偏光ビームスプリッタアレイ320の入射面から出
射面までの間に光学接着剤層325を1回も通過しな
い。これに対して、比較例の偏光ビームスプリッタアレ
イ320aでは、s偏光は、偏光ビームスプリッタアレ
イ320の入射面から出射面までの間に光学接着剤層3
25を2回通過する。光学接着剤層325はほぼ透明で
あるが、いくらか光を吸収する性質を有している。従っ
て、光学接着剤層325を通過するたびに、光量は減少
する。また、光学接着剤層325を通過する際には、偏
光方向が若干変わる可能性もある。実施例の偏光ビーム
スプリッタアレイでは、s偏光が光学接着剤層325を
通る回数が比較例に比べて少ないので、光の利用効率が
より高い。
In the polarization beam splitter array 320 of the embodiment, the s-polarized light reflected by the polarization splitting film 331 travels once through the optical adhesive layer 325 between the entrance surface and the exit surface of the polarization beam splitter array 320. Also does not pass. On the other hand, in the polarization beam splitter array 320a of the comparative example, the s-polarized light is applied to the optical adhesive layer 3 between the entrance surface and the exit surface of the polarization beam splitter array 320.
Pass 25 twice. The optical adhesive layer 325 is substantially transparent, but has some light absorbing properties. Therefore, each time the light passes through the optical adhesive layer 325, the light amount decreases. Further, when passing through the optical adhesive layer 325, the polarization direction may be slightly changed. In the polarization beam splitter array of the embodiment, the number of times that the s-polarized light passes through the optical adhesive layer 325 is smaller than that of the comparative example, so that the light use efficiency is higher.

【0061】ところで、比較例の偏光ビームスプリッタ
アレイ320aも、図1に示した従来の偏光ビームスプ
リッタアレイ22に比較すれば光学接着剤層が少ないの
で、光の利用効率は比較的高い。しかし、図5(A)に
示す実施例では、この比較例よりもさらに光の利用効率
が高いことがわかる。
Incidentally, the polarizing beam splitter array 320a of the comparative example also has a smaller optical adhesive layer compared to the conventional polarizing beam splitter array 22 shown in FIG. However, it can be seen that the example shown in FIG. 5A has higher light use efficiency than the comparative example.

【0062】図10は、実施例の偏光ビームスプリッタ
アレイ320をさらに拡大して詳細に示す断面図であ
る。偏光分離膜331と反射膜332の厚みは数μmで
あり、透光性部材321,322の厚みt321 ,t322
や、光学接着剤層325の厚みtad1 ,tad2 に比べて
無視できる。そこで、図10では偏光分離膜膜331を
1本の破線で描き、反射膜332を1本の実線で描いて
いる。なお、前述したように、偏光分離膜331と反射
膜332は、第1の透光性部材321の両面に形成され
ている。光学接着剤層325の厚みtad1 ,tad2 は、
層の位置に応じて異なる値に設定されていてもよいが、
通常は、偏光ビームスプリッタ320の全体を通じて等
しい値に設定されている。以下の説明では、光学接着剤
層325の厚みtad1 ,tad2 が等しい値tadに設定さ
れているものと仮定する。
FIG. 10 is a cross-sectional view showing the polarizing beam splitter array 320 of the embodiment in further enlarged detail. The thicknesses of the polarization separation film 331 and the reflection film 332 are several μm, and the thicknesses t 321 and t 322 of the translucent members 321 and 322.
Also , it can be ignored compared to the thicknesses t ad1 and t ad2 of the optical adhesive layer 325. Therefore, in FIG. 10, the polarization separation film 331 is drawn by one broken line, and the reflection film 332 is drawn by one solid line. As described above, the polarization separation film 331 and the reflection film 332 are formed on both surfaces of the first light transmitting member 321. The thicknesses t ad1 and t ad2 of the optical adhesive layer 325 are
It may be set to a different value depending on the position of the layer,
Usually, the same value is set throughout the polarization beam splitter 320. In the following description, it is assumed that the thicknesses t ad1 and t ad2 of the optical adhesive layer 325 are set to the same value t ad .

【0063】図10の下部に示すように、第2の透光性
部材322の厚みt322 は、第1の透光性部材321の
厚みt321 から光学接着剤層325の厚みtadの2倍を
減算した値に等しい。この関係は、偏光ビームスプリッ
タアレイ320の光出射面326や光入射面327に沿
った方向に測った場合の厚み(L321,L322,Lad)に
ついても同様である。例えば、第1の透光性部材321
の厚みt321 を3.17mmとした場合を考えると、光
学接着剤層325の厚みtadは通常約0.01〜0.3
mmの範囲内であるため、第2の透光性部材322の厚
みt322 は3.15〜2.57mmの範囲となる。この
例のように、第2の透光性部材322の厚みt322 は、
第1の透光性部材321の厚みt321 の約80%〜約9
0%とすることが好ましい。具体的な実施例としては、
321 =3.17mm、tad=0.06mm、t322
3.05mmに設定することができる。
As shown in the lower part of FIG. 10, the thickness t 322 of the second light-transmitting member 322 is equal to the thickness t 321 of the first light-transmitting member 321 minus the thickness t ad of the optical adhesive layer 325. Equal to the value minus the doubling. The same applies to the thickness (L 321 , L 322 , L ad ) measured in the direction along the light exit surface 326 and the light entrance surface 327 of the polarizing beam splitter array 320. For example, the first translucent member 321
When the thickness t 321 of the optical adhesive layer 325 is set to 3.17 mm, the thickness t ad of the optical adhesive layer 325 is usually about 0.01 to 0.3.
mm, the thickness t 322 of the second light transmitting member 322 is in the range of 3.15 to 2.57 mm. As in this example, the thickness t 322 of the second translucent member 322 is
About 80% to about 9 of the thickness t 321 of the first light transmitting member 321
It is preferably set to 0%. As a specific example,
t 321 = 3.17 mm, t ad = 0.06 mm, t 322 =
It can be set to 3.05 mm.

【0064】このように、2種類の透光性部材321,
322の厚みを予め調整しておくことによって、貼り合
わせた後の偏光分離膜331と反射膜332との間の間
隔を、偏光ビームスプリッタアレイ320の全体に渡っ
てほぼ均一にすることができる。
As described above, the two types of translucent members 321 and
By adjusting the thickness of the polarization beam splitter 322 in advance, the distance between the polarization separation film 331 and the reflection film 332 after bonding can be made substantially uniform over the entire polarization beam splitter array 320.

【0065】なお、実際は透光性部材321,322の
厚みt321 ,t322 や、光学接着剤層325の厚みtad
に製造誤差が生じる場合がある。
Actually, the thicknesses t 321 and t 322 of the translucent members 321 and 322 and the thickness t ad of the optical adhesive layer 325 are shown.
May cause a manufacturing error.

【0066】図11は、偏光ビームスプリッタアレイ3
20の光入射面側に、複数の小レンズ(集光レンズ)3
11がマトリクス状に配列された集光レンズアレイ31
0を設けた状態を示す断面図である。偏光ビームスプリ
ッタアレイ320の光入射面には、偏光分離膜331へ
入射して有効な偏光光に変換される光が入射する有効入
射領域EA(偏光分離膜331に対応する光の入射面)
と、反射膜332に入射して、無効な偏光光に変換され
る光が入射する無効入射領域UA(反射膜332に対応
する光の入射面)とが、交互に配置されている。この有
効入射領域EAおよび無効入射領域UAのx方向の大き
さWp は、集光レンズ311のx方向の大きさWL の1
/2に等しい。また、集光レンズ311の中心(レンズ
光軸)311cは、有効入射領域EAのx方向の中心と
等しくなるように配置されている。有効入射領域EA
は、偏光分離膜331を、偏光ビームスプリッタ320
の光入射面に投影した領域に相当する。従って、偏光分
離膜331のx方向のピッチは、集光レンズ311のレ
ンズ光軸311cのx方向のピッチに等しく設定されて
いる。
FIG. 11 shows the polarization beam splitter array 3
A plurality of small lenses (condenser lenses) 3
Condenser lens array 31 in which 11 are arranged in a matrix
It is sectional drawing which shows the state which provided 0. On the light incident surface of the polarization beam splitter array 320, an effective incident area EA (light incident surface corresponding to the polarization separation film 331) on which light that enters the polarization separation film 331 and is converted into effective polarized light is incident.
And an invalid incident area UA (a light incident surface corresponding to the reflective film 332) on which the light that is incident on the reflective film 332 and converted into invalid polarized light is incident, are alternately arranged. The size Wp of the effective incident area EA and the invalid incident area UA in the x direction is one of the size WL of the condenser lens 311 in the x direction.
/ 2. The center (lens optical axis) 311c of the condenser lens 311 is disposed so as to be equal to the center of the effective incident area EA in the x direction. Effective incident area EA
Sets the polarization separation film 331 to the polarization beam splitter 320
Corresponds to the area projected on the light incident surface of the light emitting element. Therefore, the pitch of the polarization separation film 331 in the x direction is set to be equal to the pitch of the lens optical axis 311c of the condenser lens 311 in the x direction.

【0067】なお、図11の右端の集光レンズ311に
は、対応する偏光分離膜331や反射膜332が形成さ
れていない。これは、端部の集光レンズ311を通過す
る光量が比較的少ないので、これらの膜を設けなくても
光の利用効率にあまり影響がないためである。
In the right end condenser lens 311 in FIG. 11, the corresponding polarization separation film 331 and reflection film 332 are not formed. This is because the amount of light passing through the condenser lens 311 at the end is relatively small, so that even if these films are not provided, the light use efficiency is not significantly affected.

【0068】図12は、偏光分離膜331のピッチを、
集光レンズ311のレンズ光軸311cのピッチとは異
なる値に設定し、また、2つの偏光ビームスプリッタア
レイ320’を、システム光軸Lを中心として、偏光分
離膜331、反射膜332が向かい合うように対向配置
させた場合を示す説明図である。なお、図面ではシステ
ム光軸より左側の部分が省略されている。
FIG. 12 shows the pitch of the polarization separation film 331.
A value different from the pitch of the lens optical axis 311c of the condenser lens 311 is set, and the two polarization beam splitter arrays 320 'are arranged such that the polarization separation film 331 and the reflection film 332 face each other around the system optical axis L. It is explanatory drawing which shows the case where it arrange | positions facing. In the drawings, the portion on the left side of the system optical axis is omitted.

【0069】図12の中段には、集光レンズアレイ31
0の各レンズLa〜Ldで集光され偏光ビームスプリッ
タアレイ320’の入射面を照射する光の光量分布が示
されている。一般に、システム光軸(偏光ビームスプリ
ッタアレイ320’の中心)に最も近いレンズLaで集
光される光の光強度Iaが最も強くなり、光軸から遠い
レンズで集光される光ほど弱くなり、図12では、4番
目のレンズLdで集光される光の光強度Idが最も弱く
なる。また、各レンズLa〜Ldで集光された光の光量
分布は、あるレンズ位置(図12では3番目のレンズL
cの位置)を境に、光軸に近いほどレンズ中心に対して
光軸寄りの分布になり、光軸から遠いほど光軸の反対寄
りの分布になる。図12では、レンズLcで集光された
光の光量分布Pcがほぼレンズ中心に分布し、レンズL
b、Laと光軸に近いほどその光量分布Pb、Paと次
第にシステム光軸寄りの分布になっている。また、レン
ズLdで集光された光の光量分布Pdがシステム光軸の
反対寄りになっている。このような場合に、偏光ビーム
スプリッタアレイ320’の有効入射領域EAの中心を
一律にレンズ光軸中心と一致させると、上記のような光
量分布のずれに起因する光の損失が発生する。特に、光
源光軸付近において、レンズアレイから出射される光の
光量分布と有効入射領域EAとのずれは、大きな光の損
失となる。したがって、集光レンズアレイ310から出
射される光の分布に合わせて、すなわち、集光レンズア
レイ310から出射される光の光量分布のピーク間隔に
合わせて偏光ビームスプリッタアレイ320’の各有効
入射領域EAの中心を配列するするようにすることが好
ましい。換言すれば、偏光分離膜331の間隔が、光量
分布のピークの間隔に一致するように、透光性部材32
1,322の厚みt321,t322 と光学接着剤層325
の厚みtad(図10)を調整することが好ましい。
In the middle part of FIG.
The light intensity distribution of the light condensed by each of the 0 lenses La to Ld and irradiating the incident surface of the polarization beam splitter array 320 'is shown. In general, the light intensity Ia of light condensed by the lens La closest to the system optical axis (the center of the polarizing beam splitter array 320 ') is the strongest, and the light condensed by a lens farther from the optical axis is weaker, In FIG. 12, the light intensity Id of the light collected by the fourth lens Ld is the weakest. Further, the light amount distribution of the light condensed by each of the lenses La to Ld corresponds to a certain lens position (the third lens L in FIG. 12).
With respect to the position (c), the closer to the optical axis, the closer to the optical axis with respect to the lens center, and the farther from the optical axis, the closer to the optical axis. In FIG. 12, the light amount distribution Pc of the light condensed by the lens Lc is substantially distributed at the center of the lens, and
The closer to the optical axis, b and La, the light amount distributions Pb and Pa gradually become closer to the system optical axis. The light amount distribution Pd of the light condensed by the lens Ld is opposite to the system optical axis. In such a case, if the center of the effective incident area EA of the polarizing beam splitter array 320 ′ is made to uniformly coincide with the center of the lens optical axis, light loss occurs due to the above-described shift in the light amount distribution. In particular, a shift between the light amount distribution of light emitted from the lens array and the effective incident area EA near the optical axis of the light source causes a large light loss. Accordingly, each effective incident area of the polarizing beam splitter array 320 ′ is adjusted according to the distribution of the light emitted from the condenser lens array 310, that is, according to the peak interval of the light quantity distribution of the light emitted from the condenser lens array 310. It is preferable to arrange the centers of the EAs. In other words, the translucent member 32 is set such that the interval between the polarization separation films 331 matches the interval between the peaks of the light amount distribution.
1,322, thicknesses t 321 , t 322 and the optical adhesive layer 325
It is preferable to adjust the thickness t ad (FIG. 10).

【0070】なお、レンズアレイ310で集光される光
をより有効に利用するためには、光軸に近いレンズで集
光される光ほどより有効に利用できるようにすることが
好ましい。特に、光源光軸付近の光量が大きく、また、
光源光軸付近のレンズLaから出射される光の分布Pa
がレンズの中心光軸よりも光源光軸側に偏っているた
め、偏光ビームスプリッタアレイ320’の最も光源光
軸側に近い有効入射領域EA1の中心を光の分布Paの
ピーク位置にほぼ合わせるようにすることが好ましい。
In order to more effectively use the light condensed by the lens array 310, it is preferable that light condensed by a lens closer to the optical axis be used more effectively. In particular, the amount of light near the light source optical axis is large,
Distribution Pa of light emitted from lens La near the light source optical axis
Is closer to the light source optical axis side than the center optical axis of the lens, the center of the effective incident area EA1 closest to the light source optical axis side of the polarizing beam splitter array 320 ′ is almost aligned with the peak position of the light distribution Pa. Is preferable.

【0071】図12に示す構成は、集光レンズアレイ3
10の各集光レンズ311から出射される光の光強度や
光量分布に、有効入射領域EA1〜EA4と無効入射領
域UA1〜UA4の幅(すなわち偏光分離膜311の間
隔)を対応させたものである。すなわち、偏光ビームス
プリッタアレイ320’の有効入射領域EA(図中EA
1〜EA4)および無効入射領域UA(図中UA1〜U
A4)のx方向の幅Wp’は、集光レンズアレイ310
の各レンズLa〜Ldのx方向の幅WL の1/2よりも
大きい。
The structure shown in FIG.
The widths of the effective incident areas EA1 to EA4 and the invalid incident areas UA1 to UA4 (that is, the intervals between the polarization separation films 311) correspond to the light intensity and the light amount distribution of the light emitted from each of the 10 condensing lenses 311. is there. That is, the effective incident area EA of the polarization beam splitter array 320 ′ (EA in the figure)
1 to EA4) and the invalid incident area UA (UA1 to U in the figure)
A4) The width Wp ′ in the x direction of the condensing lens array 310
Is larger than 1/2 of the width WL in the x direction of each of the lenses La to Ld.

【0072】図12の例では、3列目のレンズLcの中
心と、それに対応する有効入射領域EA3の中心とを等
しくするように、偏光ビームスプリッタアレイ320’
が配置されている。通常、各無効入射領域UAの幅は、
有効入射領域EAの幅Wp'と等しいので、左側の2つの
有効入射領域EA2,EA1は各レンズLb,Laの中
心に対して次第にシステム光軸寄りとなる。また、一番
右側の有効入射領域EA4はレンズLdの中心に対して
システム光軸の反対寄りとなる。この結果、各有効入射
領域EA1〜EA4が、集光レンズアレイ310から出
射される光の光量分布のピーク位置とほぼ一致する。特
に、光軸に近い所定の数のレンズ、例えば、2〜3個の
レンズは、光強度が強いので、これらのレンズで集光さ
れる光の光量分布と、それに対応する有効入射領域がほ
ぼ一致することが好ましい。このような構成にすること
で、より光の利用効率を高めることができる。なお、有
効入射領域の幅をレンズの幅の1/2に対してどの程度
大きくするか、および、どのレンズに対する有効入射領
域を基準に配置するかは、レンズアレイの数や、各レン
ズに対応する光量分布の関係から実験的に容易に求めら
れる。また、有効入射領域や無効入射領域の幅は、レン
ズの幅の1/2より大きくすることに限定する必要はな
く、偏光ビームスプリッタアレイ320’の光の入射面
を照射する実際の光量分布によって決定される。
In the example shown in FIG. 12, the polarizing beam splitter array 320 'is arranged so that the center of the lens Lc in the third row is equal to the center of the corresponding effective incident area EA3.
Is arranged. Usually, the width of each invalid incident area UA is
Since it is equal to the width Wp 'of the effective incident area EA, the two effective incident areas EA2 and EA1 on the left are gradually closer to the system optical axis with respect to the centers of the lenses Lb and La. Further, the rightmost effective incident area EA4 is opposite to the center of the lens Ld with respect to the system optical axis. As a result, each of the effective incident areas EA1 to EA4 substantially coincides with the peak position of the light amount distribution of the light emitted from the condenser lens array 310. In particular, since a predetermined number of lenses close to the optical axis, for example, two or three lenses, have a high light intensity, the light amount distribution of the light condensed by these lenses and the effective incident area corresponding thereto are almost equal. Preferably they match. With such a configuration, the light use efficiency can be further improved. It should be noted that how much the width of the effective incident area should be made larger than 1/2 of the width of the lens, and which lens should be arranged based on the effective incident area, depends on the number of lens arrays and each lens. It can be easily obtained experimentally from the relationship between the light quantity distributions. Further, the width of the effective incident area and the invalid incident area need not be limited to be larger than の of the width of the lens, and depends on the actual light amount distribution irradiating the light incident surface of the polarization beam splitter array 320 ′. It is determined.

【0073】上述した図11および図12の例では、集
光レンズアレイ310の各小レンズ311が同じサイズ
を有しているものと仮定したが、小レンズのサイズが位
置によって異なる場合もある。図13は、サイズの異な
る複数種類の小レンズを有する集光レンズアレイ31
0’を示す平面図およびそのB−B断面図である。図1
3(A)において、破線の円は光源からの光量が比較的
大きな領域を示している。
In the examples shown in FIGS. 11 and 12, it is assumed that the small lenses 311 of the condenser lens array 310 have the same size. However, the size of the small lenses may be different depending on the position. FIG. 13 shows a condenser lens array 31 having a plurality of types of small lenses having different sizes.
It is the top view which shows 0 ', and its BB sectional drawing. FIG.
In FIG. 3A, a broken-line circle indicates an area where the light amount from the light source is relatively large.

【0074】この集光レンズアレイ310’は、比較的
大サイズの第1の小レンズ312がシステム光軸Lの周
囲にマトリクス状に配列され、また、比較的小サイズの
第2の小レンズ313が集光レンズアレイ310’の端
部付近に略マトリクス状に配列されている。このような
集光レンズアレイ310’に対して、前述した図11と
同様な構成と効果を達成する場合には、偏光ビームスプ
リッタアレイの各有効入射領域の中心(すなわち、偏光
分離膜のピッチ)が、それぞれ対応する小レンズ31
2、313のピッチに一致するように、透光性部材32
1,322の厚みt321 ,t322 と光学接着剤層325
の厚みtad(図10)の少なくとも一部が調整される。
あるいは、前述した図12と同様な構成と効果を達成す
る場合には、偏光ビームスプリッタアレイの各有効入射
領域の中心(すなわち、偏光分離膜のピッチ)が、それ
ぞれ対応する小レンズ312、313から出射される光
束の光量分布のピッチに一致するように、透光性部材3
21,322の厚みt321 ,t322 と光学接着剤層32
5の厚みtadの少なくとも一部が調整される。
The condensing lens array 310 ′ has a relatively small size first small lens 312 arranged in a matrix around the system optical axis L, and a relatively small size second small lens 313. Are arranged substantially in a matrix near the end of the condenser lens array 310 '. When achieving the same configuration and effect as in FIG. 11 described above for such a condensing lens array 310 ', the center of each effective incident area of the polarizing beam splitter array (that is, the pitch of the polarization splitting film). Are the corresponding small lenses 31
The light transmissive member 32 is adjusted to match the pitch of 2, 313.
1,322, thicknesses t 321 , t 322 and the optical adhesive layer 325
At least a part of the thickness t ad (FIG. 10) is adjusted.
Alternatively, when achieving the same configuration and effect as in FIG. 12 described above, the center of each effective incident area of the polarization beam splitter array (that is, the pitch of the polarization splitting film) is shifted from the corresponding small lens 312, 313. The light-transmitting member 3 is adjusted to match the pitch of the light quantity distribution of the emitted light flux.
21, 322 and thickness t 321 , t 322 and optical adhesive layer 32
At least a part of the thickness t ad of No. 5 is adjusted.

【0075】B.第2実施例:図14ないし図19は、
第2実施例による偏光ビームスプリッタアレイの製造方
法を示す説明図である。第2実施例では、図14に示す
ように、水平台402と、水平台402の上に立設され
た垂直壁404とを有する組立治具400を用いる。
B. Second Embodiment: FIG. 14 to FIG.
FIG. 11 is an explanatory diagram illustrating a method for manufacturing the polarization beam splitter array according to the second embodiment. In the second embodiment, as shown in FIG. 14, an assembly jig 400 having a horizontal base 402 and a vertical wall 404 erected on the horizontal base 402 is used.

【0076】第2実施例においても、第1実施例と同様
に、図2(A)に示す第1の透光性部材321(膜が形
成された板ガラス)と、第2の透光性部材322(膜が
形成されていない板ガラス)とが準備される。また、図
14に示すダミーガラス324も準備される。このダミ
ーガラス324は、偏光分離膜や反射膜が形成されてい
ない平坦な板ガラスである。ダミーガラス324は、偏
光ビームスプリッタの端部に設けられる部材であり、そ
の厚みは第1や第2の透光性部材321,322の厚み
とは異なる値に設定することができる。
In the second embodiment, as in the first embodiment, the first light-transmitting member 321 (sheet glass on which a film is formed) and the second light-transmitting member shown in FIG. 322 (sheet glass on which a film is not formed) is prepared. Further, a dummy glass 324 shown in FIG. 14 is also prepared. This dummy glass 324 is a flat plate glass on which no polarization separation film or reflection film is formed. The dummy glass 324 is a member provided at an end of the polarization beam splitter, and the thickness thereof can be set to a value different from the thickness of the first and second light transmitting members 321 and 322.

【0077】図14の状態にするには、まず、ダミーガ
ラス324を水平台402の上に載置して、その上表面
に光硬化性接着剤を塗布する。そして、その上に第1の
透光性部材321が重ねられる。こうして、接着剤層を
介して重ねられたダミーガラス324と第1の透光性部
材321とを摺り合わせるようにしながら、接着剤層に
含まれる気泡を追い出し、かつ、接着剤層の厚みを均一
にする。この状態では、ダミーガラス324と第1の透
光性部材321とは、表面張力により互いに吸着した状
態になる。そして、図14に示すように、ダミーガラス
324と第1の透光性部材321の側面を、垂直壁40
4に当接させる。また、このとき、当接する側面と垂直
な側面では、ダミーガラス324と第1の透光性部材3
21とを、所定のズレ量ΔHだけずらしている。図15
では、第1の透光性部材321の上方から紫外線(図中
「UV」と記す)を照射して接着剤を硬化させる。こう
して接着された板材を「第1の積層体」と呼ぶ。なお、
紫外線は、透光性部材321の表面と平行でない方向か
ら照射することが好ましい。こうすれば、接着剤層を紫
外線で効率良く照射することができ、接着剤の硬化時間
を短縮することができる。この結果、光学素子の製造の
スループットを向上させることができる。
In order to obtain the state shown in FIG. 14, first, the dummy glass 324 is placed on the horizontal base 402, and a photocurable adhesive is applied to the upper surface thereof. Then, the first light-transmitting member 321 is overlaid thereon. Thus, while the dummy glass 324 and the first light-transmitting member 321 stacked via the adhesive layer are rubbed, bubbles contained in the adhesive layer are expelled, and the thickness of the adhesive layer is made uniform. To In this state, the dummy glass 324 and the first translucent member 321 are in a state of being attracted to each other by surface tension. Then, as shown in FIG. 14, the side surfaces of the dummy glass 324 and the first light transmitting member 321 are
Contact 4 At this time, on the side surface perpendicular to the contacting side surface, the dummy glass 324 and the first translucent member 3 are disposed.
21 is shifted by a predetermined shift amount ΔH. FIG.
Then, ultraviolet light (indicated as “UV” in the figure) is irradiated from above the first light transmitting member 321 to cure the adhesive. The plate material thus bonded is referred to as a “first laminate”. In addition,
It is preferable that the ultraviolet light is irradiated from a direction that is not parallel to the surface of the translucent member 321. This makes it possible to efficiently irradiate the adhesive layer with ultraviolet light, thereby shortening the curing time of the adhesive. As a result, the throughput of manufacturing the optical element can be improved.

【0078】第1の積層体の上面に接着剤を塗布し、第
2の透光性部材322を重ねる(図16)。この時、接
着剤層を介して重ねられた第1と第2の透光性部材32
1,322を摺り合わせるようにしながら、接着剤層に
含まれる気泡を追い出し、かつ、接着剤層の厚みを均一
にする。また、第1の透光性部材321と第2の透光性
部材322を、所定のズレ量ΔHだけずらしている。図
17では、第2の透光性部材321の上方から紫外線を
照射して接着剤を硬化させる。こうして、第2の積層体
が得られる。
An adhesive is applied to the upper surface of the first laminate, and the second translucent member 322 is overlaid (FIG. 16). At this time, the first and second translucent members 32 overlapped with an adhesive layer interposed therebetween.
Air bubbles contained in the adhesive layer are expelled and the thickness of the adhesive layer is made uniform while sliding the 1,322. Further, the first light transmitting member 321 and the second light transmitting member 322 are shifted by a predetermined shift amount ΔH. In FIG. 17, ultraviolet light is irradiated from above the second translucent member 321 to cure the adhesive. Thus, a second laminate is obtained.

【0079】その後は、同様にして、接着剤層を介して
1枚の透光性部材を積層する度に、紫外線を照射するこ
とによって、その接着剤層を硬化させることによって、
図18に示す積層体が得られる。図19は、こうして得
られた積層体を切断する様子を示している。積層体は、
図18において、垂直壁404に当接していた側面を下
にした状態で、切断台410の上に載置される。そし
て、平行な切断線328a,328bに沿って切断され
る。この後、切断面を平坦に研磨することによって、図
4に示す第1実施例の偏光ビームスプリッタアレイと同
様な素子が得られる。但し、第2実施例で作成される偏
光ビームスプリッタアレイは、端部にダミーガラス32
4が設けられている。
Thereafter, in the same manner, each time one translucent member is laminated via the adhesive layer, the adhesive layer is cured by irradiating it with ultraviolet rays.
The laminate shown in FIG. 18 is obtained. FIG. 19 shows a state in which the obtained laminate is cut. The laminate is
In FIG. 18, it is placed on the cutting table 410 with the side that has contacted the vertical wall 404 facing down. Then, it is cut along parallel cutting lines 328a and 328b. Thereafter, the cut surface is polished flat to obtain an element similar to the polarization beam splitter array of the first embodiment shown in FIG. However, the polarizing beam splitter array created in the second embodiment has a dummy glass 32 at the end.
4 are provided.

【0080】第2実施例では、接着剤層を介して1枚の
透光性部材を積層する度に紫外線を照射することによっ
て、その接着剤層を硬化させるようにしたので、透光性
部材同士の位置関係を精度よく決定することができる。
また、紫外線の照射では、1層の接着剤層のみを硬化さ
せればよいので、硬化を確実に行うことができるという
利点もある。なお、第1実施例の偏光ビームスプリッタ
アレイを、第2実施例の組立方法で組み立てることも可
能である。
In the second embodiment, the adhesive layer is cured by irradiating ultraviolet rays each time one translucent member is laminated via the adhesive layer. The positional relationship between them can be determined with high accuracy.
In addition, since only one adhesive layer needs to be cured by ultraviolet irradiation, there is an advantage that the curing can be surely performed. Note that the polarizing beam splitter array of the first embodiment can be assembled by the assembling method of the second embodiment.

【0081】なお、第2実施例と同様な工程によって、
1枚の第1の透光性部材321と、1枚の第2の透光性
部材322とを貼り合わせることによって得られる積層
体(「単位積層体」と呼ぶ)を予め複数作成しておき、
これらの単位積層体を順次積層するようにしてもよい。
すなわち、接着剤層を介して1つの単位積層体を積層
し、接着剤層の気泡を追い出し、その後、紫外線を照射
して接着剤層を硬化させるようにしてもよい。このよう
な工程によっても、上記とほぼ同様な効果が得られる。
Incidentally, by the same steps as in the second embodiment,
A plurality of laminates (referred to as “unit laminates”) obtained by laminating one first translucent member 321 and one second translucent member 322 are created in advance. ,
These unit laminates may be sequentially laminated.
That is, one unit laminate may be laminated via the adhesive layer to expel air bubbles from the adhesive layer, and thereafter, the adhesive layer may be cured by irradiating ultraviolet rays. With such a process, substantially the same effects as described above can be obtained.

【0082】なお、第1実施例ないし第3実施例のいず
れにおいても、透光性部材321,322の厚みの精度
は、それぞれの表面を研磨する際に管理することができ
る。また、接着剤層の厚みは、接着剤の塗布量や、気泡
の追い出し工程の際の圧力を部材表面にわたって均一に
することにより、均一にすることが可能である。
In any of the first to third embodiments, the accuracy of the thickness of the light transmitting members 321 and 322 can be controlled when polishing the respective surfaces. Further, the thickness of the adhesive layer can be made uniform by making the amount of the adhesive applied and the pressure in the bubble removing step uniform over the surface of the member.

【0083】C.偏光照明装置および映像表示装置の構
成:図6は、前述の実施例による偏光ビームスプリッタ
アレイを有する偏光照明装置1の要部を平面的にみた概
略構成図である。この偏光照明装置1は、光源部10
と、偏光発生装置20とを備えている。光源部10は、
s偏光成分とp偏光成分とを含むランダムな偏光方向の
光束を出射する。光源部10から出射された光束は、偏
光発生装置20によって偏光方向がほぼ揃った一種類の
直線偏光に変換されて、照明領域90を照明する。
C. Configuration of Polarized Lighting Apparatus and Image Display Apparatus: FIG. 6 is a schematic structural view of a main part of a polarized light illuminating apparatus 1 having a polarizing beam splitter array according to the above-described embodiment as viewed in plan. The polarized light device 1 includes a light source unit 10
And a polarization generator 20. The light source unit 10
A light beam having a random polarization direction including an s-polarized component and a p-polarized component is emitted. The light beam emitted from the light source unit 10 is converted by the polarization generator 20 into one type of linearly polarized light whose polarization direction is substantially uniform, and illuminates the illumination area 90.

【0084】光源部10は、光源ランプ101と、放物
面リフレクター102とを備えている。光源ランプ10
1から放射された光は、放物面リフレクター102によ
って一方向に反射され、略平行な光束となって偏光発生
装置20に入射する。光源部10の光源光軸Rは、シス
テム光軸Lに対して一定の距離DだけX方向に平行にシ
フトした状態にある。ここで、システム光軸Lは、偏光
ビームスプリッタアレイ320の光軸である。このよう
に光源光軸Rをシフトさせる理由については後述する。
The light source section 10 includes a light source lamp 101 and a parabolic reflector 102. Light source lamp 10
The light radiated from 1 is reflected in one direction by the parabolic reflector 102, becomes a substantially parallel light flux, and enters the polarization generator 20. The light source optical axis R of the light source unit 10 is in a state shifted in parallel to the X direction by a fixed distance D with respect to the system optical axis L. Here, the system optical axis L is the optical axis of the polarization beam splitter array 320. The reason for shifting the light source optical axis R in this manner will be described later.

【0085】偏光発生装置20は、第1の光学要素20
0と、第2の光学要素300とを備えている。図7は、
第1の光学要素200の外観を示す斜視図である。図7
に示すように、第1の光学要素200は矩形状の輪郭を
有する微小な光束分割レンズ201が縦横に複数配列さ
れた構成を有している。第1の光学要素200は、光源
光軸R(図6)が第1の光学要素200の中心に一致す
るように配置されている。各光束分割レンズ201をZ
方向から見た外形形状は、照明領域90の形状と相似形
をなすように設定されている。本実施例では、X方向に
長い横長の照明領域90を想定しているため、光束分割
レンズ201のXY平面上における外形形状も横長であ
る。
The polarization generator 20 is provided with a first optical element 20.
0 and a second optical element 300. FIG.
FIG. 2 is a perspective view illustrating an appearance of a first optical element 200. FIG.
As shown in (1), the first optical element 200 has a configuration in which a plurality of minute light beam splitting lenses 201 having a rectangular outline are arranged vertically and horizontally. The first optical element 200 is arranged such that the light source optical axis R (FIG. 6) coincides with the center of the first optical element 200. Each light beam splitting lens 201 is Z
The external shape viewed from the direction is set to be similar to the shape of the illumination area 90. In the present embodiment, since the horizontally long illumination region 90 is assumed in the X direction, the outer shape of the light beam splitting lens 201 on the XY plane is also horizontally long.

【0086】図6の第2の光学要素300は、集光レン
ズアレイ310と、偏光ビームスプリッタアレイ320
と、選択位相差板380と、出射側レンズ390とを備
えている。選択位相差板380は、図5で説明したよう
に、λ/2位相差板381が第2の透光性部材322の
出射面部分にのみ形成されており、第1の透光性部材3
21の出射面部分は無色透明となっている板状体であ
る。なお、図6に示した偏光ビームスプリッタアレイで
は、図4に示した構造のうち、両端の突出した部分を切
断して略直方体形状としている。
The second optical element 300 in FIG. 6 includes a condensing lens array 310 and a polarizing beam splitter array 320
, A selective retardation plate 380, and an emission-side lens 390. As described with reference to FIG. 5, the selective phase difference plate 380 has the λ / 2 phase difference plate 381 formed only on the emission surface portion of the second light transmitting member 322, and the first light transmitting member 3
The exit surface portion 21 is a plate-like body that is colorless and transparent. In the polarization beam splitter array shown in FIG. 6, the protruding portions at both ends of the structure shown in FIG. 4 are cut to have a substantially rectangular parallelepiped shape.

【0087】集光レンズアレイ310は、図7に示す第
1の光学要素200とほぼ同様な構成を有している。す
なわち、集光レンズアレイ310は、第1の光学要素2
00を構成する光束分割レンズ201と同数の集光レン
ズ311をマトリックス状に複数配列したものである。
集光レンズアレイ310の中心も、光源光軸Rと一致す
るように配置されている。
The condenser lens array 310 has substantially the same configuration as the first optical element 200 shown in FIG. That is, the condensing lens array 310 includes the first optical element 2
A plurality of condensing lenses 311 of the same number as the light beam splitting lens 201 constituting 00 are arranged in a matrix.
The center of the condenser lens array 310 is also arranged so as to coincide with the light source optical axis R.

【0088】光源部10は、ランダムな偏光方向を有す
るほぼ平行な白色の光束を出射する。光源部10から出
射されて第1の光学要素200に入射した光束は、それ
ぞれの光束分割レンズ201によって中間光束202に
分割される。中間光束202は、光束分割レンズ201
と集光レンズ311の集光作用によって、システム光軸
Lと垂直な平面内(図1ではXY平面)で収束する。中
間光束202が収束する位置には、光束分割レンズ20
1の数と同数の光源像が形成される。なお、光源像が形
成される位置は、偏光ビームスプリッタアレイ320内
の偏光分離膜331の近傍である。
The light source unit 10 emits a substantially parallel white light beam having a random polarization direction. A light beam emitted from the light source unit 10 and incident on the first optical element 200 is split into an intermediate light beam 202 by each light beam splitting lens 201. The intermediate light beam 202 is a light beam splitting lens 201
And the light condensing function of the light condensing lens 311 converges in a plane perpendicular to the system optical axis L (XY plane in FIG. 1). At the position where the intermediate light beam 202 converges, the light beam splitting lens 20
As many light source images as the number of light source images are formed. The position where the light source image is formed is near the polarization separation film 331 in the polarization beam splitter array 320.

【0089】光源光軸Rがシステム光軸Lからずれてい
るのは、光源像を偏光分離膜331の位置で結像させる
ためである。このずれ量Dは、偏光分離膜331のX方
向の幅Wp(図6)の1/2に設定されている。前述し
たように、光源部10と、第1の光学要素200と、集
光レンズアレイ310の中心は、光源光軸Rと一致して
おり、システム光軸LからD=Wp/2だけずれてい
る。一方、図6から理解できるように、中間光束202
を分離する偏光分離膜331の中心も、システム光軸L
からWp/2だけずれている。従って、光源光軸Rを、
システム光軸LからWp/2だけずらせることによっ
て、偏光分離膜331のほぼ中央において光源ランプ1
01の光源像を結像させることができる。
The reason why the light source optical axis R is shifted from the system optical axis L is to form a light source image at the position of the polarization separation film 331. This shift amount D is set to の of the width Wp (FIG. 6) of the polarization separation film 331 in the X direction. As described above, the centers of the light source unit 10, the first optical element 200, and the condenser lens array 310 coincide with the light source optical axis R, and are shifted from the system optical axis L by D = Wp / 2. I have. On the other hand, as can be understood from FIG.
The center of the polarization separation film 331 that separates
By Wp / 2. Therefore, the light source optical axis R is
By deviating from the system optical axis L by Wp / 2, the light source lamp 1 is almost at the center of the polarization separation film 331.
01 light source image can be formed.

【0090】偏光ビームスプリッタアレイ320に入射
された光束は、前述した図5(A)にも示したように、
すべてs偏光に変換される。偏光ビームスプリッタアレ
イ320から出射された光束は、出射側レンズ390に
よって照明領域90を照明する。照明領域90は、多数
の光束分割レンズ201で分割された多数の光束で照明
されるので、照明領域90の全体をむらなく照明するこ
とができる。
The light beam incident on the polarizing beam splitter array 320 is, as shown in FIG.
All are converted to s-polarized light. The light beam emitted from the polarization beam splitter array 320 illuminates the illumination area 90 with the emission side lens 390. Since the illumination area 90 is illuminated with a large number of light beams split by the many light beam splitting lenses 201, the entire illumination area 90 can be evenly illuminated.

【0091】なお、第1の光学要素200に入射する光
束の平行性が極めて良い場合には、第2の光学要素30
0から集光レンズアレイ310を省略することも可能で
ある。
When the parallelism of the light beam incident on the first optical element 200 is extremely good, the second optical element 30
It is also possible to omit the condenser lens array 310 from 0.

【0092】以上のように、図6に示す偏光照明装置1
は、ランダムな偏光方向を有する白色の光束を特定の偏
光方向の光束(s偏光またはp偏光)に変換する偏光発
生部としての機能と、このような多数の偏光光束で照明
領域90をむらなく照明する機能とを有している。この
偏光照明装置1は、実施例による偏光ビームスプリッタ
アレイ320を使用しているので、従来よりも光の利用
効率が高いという利点を有している。
As described above, the polarized light illumination device 1 shown in FIG.
Has a function as a polarization generator for converting a white light beam having a random polarization direction into a light beam having a specific polarization direction (s-polarized light or p-polarized light), and the illumination region 90 is not unevenly distributed by such a large number of polarized light beams. Lighting function. Since the polarized light illuminating device 1 uses the polarized beam splitter array 320 according to the embodiment, the polarized light illuminating device 1 has an advantage that the light use efficiency is higher than in the related art.

【0093】図8は、図6に示す偏光照明装置1を備え
た投写型表示装置800の要部を示す概略構成図であ
る。この投写型表示装置800は、偏光照明装置1と、
ダイクロイックミラー801,804と、反射ミラー8
02,807,809と、リレーレンズ806,80
8,810と、3枚の液晶パネル(液晶ライトバルブ)
803,805,811と、クロスダイクロイックプリ
ズム813と、投写レンズ814とを備えている。
FIG. 8 is a schematic configuration diagram showing a main part of a projection display device 800 provided with the polarized light illumination device 1 shown in FIG. The projection display device 800 includes a polarized light illumination device 1 and
Dichroic mirrors 801 and 804 and reflection mirror 8
02, 807, 809 and relay lenses 806, 80
8,810 and 3 liquid crystal panels (liquid crystal light valve)
803, 805, 811; a cross dichroic prism 813; and a projection lens 814.

【0094】ダイクロイックミラー801,804は、
白色光束を赤、青、緑の3色の色光に分離する色光分離
手段としての機能を有する。3枚の液晶パネル803,
805,811は、与えられた画像情報(画像信号)に
従って、3色の色光をそれぞれ変調して画像を形成する
光変調手段としての機能を有する。クロスダイクロイッ
クプリズム813は、3色の色光を合成してカラー画像
を形成する色光合成手段としての機能を有する。投写レ
ンズ814は、合成されたカラー画像を表す光をスクリ
ーン815上に投写する投写光学系としての機能を有す
る。
The dichroic mirrors 801 and 804 are
It has a function as a color light separating unit that separates a white light beam into three color lights of red, blue and green. Three liquid crystal panels 803
Reference numerals 805 and 811 each have a function as a light modulation unit that modulates three color lights to form an image according to given image information (image signal). The cross dichroic prism 813 has a function as a color light combining unit that forms a color image by combining three color lights. The projection lens 814 has a function as a projection optical system that projects light representing a synthesized color image on a screen 815.

【0095】青光緑光反射ダイクロイックミラー801
は、偏光照明装置1から出射された白色光束の赤色光成
分を透過させるとともに、青色光成分と緑色光成分とを
反射する。透過した赤色光は、反射ミラー802で反射
されて、赤光用液晶パネル803に達する。一方、第1
のダイクロイックミラー801で反射された青色光と緑
色光のうちで、緑色光は緑光反射ダイクロイックミラー
804によって反射され、緑光用液晶パネル805に達
する。一方、青色光は、第2のダイクロイックミラー8
04も透過する。
A blue light green light reflecting dichroic mirror 801
Transmits the red light component of the white light beam emitted from the polarized light illuminating device 1 and reflects the blue light component and the green light component. The transmitted red light is reflected by the reflection mirror 802 and reaches the red light liquid crystal panel 803. Meanwhile, the first
Of the blue light and green light reflected by the dichroic mirror 801, the green light is reflected by the green light reflecting dichroic mirror 804 and reaches the green light liquid crystal panel 805. On the other hand, the blue light is transmitted to the second dichroic mirror 8.
04 is also transmitted.

【0096】この実施例では、青色光の光路長が3つの
色光のうちで最も長くなる。そこで、青色光に対して
は、ダイクロイックミラー804の後に、入射レンズ8
06と、リレーレンズ808と、出射レンズ810とを
含むリレーレンズ系で構成された導光手段850が設け
られている。すなわち、青色光は、緑光反射ダイクロイ
ックミラー804を透過した後に、まず、入射レンズ8
06及び反射ミラー807を経て、リレーレンズ808
に導かれる。さらに、反射ミラー809によって反射さ
れて出射レンズ810に導かれ、青光用液晶パネル81
1に達する。なお、3枚の液晶パネル803,805,
811は、図6における照明領域90に相当する。
In this embodiment, the optical path length of the blue light is the longest of the three color lights. Therefore, for blue light, after the dichroic mirror 804, the incident lens 8
, A light guide unit 850 configured by a relay lens system including a relay lens 808, and an emission lens 810. That is, after transmitting the blue light through the green light reflecting dichroic mirror 804, first, the incident lens 8
06 and the reflection mirror 807, the relay lens 808
It is led to. Further, the light is reflected by the reflection mirror 809 and guided to the emission lens 810, and the liquid crystal panel 81 for blue light is reflected.
Reach one. The three liquid crystal panels 803, 805,
Reference numeral 811 corresponds to the illumination area 90 in FIG.

【0097】3つの液晶パネル803、805、811
は、図示しない外部の制御回路から与えられた画像信号
(画像情報)に従って、それぞれの色光を変調し、それ
ぞれの色成分の画像情報を含む色光を生成する。変調さ
れた3つの色光は、クロスダイクロイックプリズム81
3に入射する。クロスダイクロイックプリズム813に
は、赤光を反射する誘電体多層膜と、青光を反射する誘
電体多層膜とが十字状に形成されている。これらの誘電
体多層膜によって3つの色光が合成されて、カラー映像
を表す光が形成される。合成された光は、投写光学系で
ある投写レンズ814によってスクリーン815上に投
写され、映像が拡大されて表示される。
The three liquid crystal panels 803, 805, 811
Modulates each color light according to an image signal (image information) provided from an external control circuit (not shown), and generates color light including image information of each color component. The modulated three color lights are cross-dichroic prism 81
3 is incident. In the cross dichroic prism 813, a dielectric multilayer film that reflects red light and a dielectric multilayer film that reflects blue light are formed in a cross shape. The three color lights are combined by these dielectric multilayer films to form light representing a color image. The synthesized light is projected on a screen 815 by a projection lens 814 as a projection optical system, and an image is displayed in an enlarged manner.

【0098】この投写型表示装置800では、光変調手
段として、特定の偏光方向の光束(s偏光またはp偏
光)を変調するタイプの液晶パネル803,805,8
11が用いられている。これらの液晶パネルには、入射
側と出射側にそれぞれ偏光板(図示せず)が貼り付けら
れているのが普通である。従って、ランダムな偏光方向
を有する光束で液晶パネルを照射すると、その光束のう
ちの約半分は、液晶パネルの偏光板で吸収されて熱に変
わってしまう。この結果、光の利用効率が低く、また、
偏光板が発熱するという問題が生じる。しかし、図8に
示す投写型表示装置800では、偏光照明装置1によっ
て、液晶パネル803,805,811を通過する特定
の偏光方向の光束を生成しているので、液晶パネルの偏
光板における光の吸収や発熱の問題が大幅に改善されて
いる。また、この投写型表示装置800は、実施例によ
る偏光ビームスプリッタアレイ320を使用しているの
で、投写型表示装置800全体の光の利用効率が、これ
によって高められているという利点もある。
In the projection display device 800, liquid crystal panels 803, 805, and 8 of a type that modulates a light beam (s-polarized light or p-polarized light) in a specific polarization direction as light modulating means.
11 is used. Generally, a polarizing plate (not shown) is attached to each of the liquid crystal panels on the incident side and the output side. Therefore, when the liquid crystal panel is irradiated with a light beam having a random polarization direction, about half of the light beam is absorbed by the polarizing plate of the liquid crystal panel and turned into heat. As a result, light utilization efficiency is low, and
There is a problem that the polarizing plate generates heat. However, in the projection display device 800 shown in FIG. 8, since the polarized light illuminating device 1 generates a light beam of a specific polarization direction passing through the liquid crystal panels 803, 805, and 811, the light of the light in the polarizing plate of the liquid crystal panel is generated. The problem of absorption and fever has been greatly improved. Further, since the projection display device 800 uses the polarization beam splitter array 320 according to the embodiment, there is an advantage that the light use efficiency of the entire projection display device 800 is enhanced by this.

【0099】なお、偏光ビームスプリッタアレイ320
の反射膜332は、液晶パネル803,805,811
の変調対象となる特定の偏光成分(例えばs偏光)のみ
を選択的に反射する性質を有する誘電体多層膜で形成す
ることが好ましい。こうすれば、液晶パネル803,8
05,811における光の吸収や発熱の問題をさらに改
善することができる。この結果、投写型表示装置80全
体としての光の利用効率をさらに高めることができる。
The polarization beam splitter array 320
The reflection film 332 of the liquid crystal panel 803, 805, 811
It is preferable to form a dielectric multilayer film having a property of selectively reflecting only a specific polarization component (for example, s-polarized light) to be modulated. In this case, the liquid crystal panels 803, 8
The problems of light absorption and heat generation in 05 and 811 can be further improved. As a result, the light use efficiency of the entire projection display device 80 can be further increased.

【0100】以上のように、この実施例による偏光ビー
ムスプリッタアレイを用いることによって、投写型表示
装置における光の利用効率を従来に比べて高めることが
できる。従って、スクリーン815上に投写される映像
をより明るくすることができる。
As described above, by using the polarizing beam splitter array according to this embodiment, the light use efficiency of the projection display device can be increased as compared with the conventional case. Therefore, the image projected on the screen 815 can be made brighter.

【0101】なお、この発明は上記の実施例や実施形態
に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲に
おいて種々の態様において実施することが可能であり、
例えば次のような変形も可能である。
It should be noted that the present invention is not limited to the above-described examples and embodiments, but can be carried out in various modes without departing from the gist of the present invention.
For example, the following modifications are possible.

【0102】(1)本発明による偏光ビームスプリッタ
アレイは、図8に示す投写型表示装置に限らず、これ以
外の種々の装置に適用することが可能である。例えば、
カラー画像でなく、白黒画像を投写する投写型表示装置
にも本発明による偏光ビームスプリッタアレイを適用す
ることができる。この場合には、図8の装置において、
液晶パネルが1枚で済み、また、光束を3色に分離する
色光分離手段と、3色の光束を合成する色光合成手段と
を省略できる。
(1) The polarizing beam splitter array according to the present invention is not limited to the projection type display device shown in FIG. 8, and can be applied to various other devices. For example,
The polarizing beam splitter array according to the present invention can be applied to a projection display device that projects a black and white image instead of a color image. In this case, in the device of FIG.
Only one liquid crystal panel is required, and the color light separating means for separating light beams into three colors and the color light combining means for combining light beams of three colors can be omitted.

【0103】(2)図5に示す実施例において、第2の
透光性部材の入射面から光が入射しないような遮光手段
を設けるようにしてもよい。図9(A)は、図5(A)
に示す実施例の光学素子の前に、遮光プレート340を
設けた状態を示す説明図である。この遮光プレート34
0には、光を遮断する遮光部341と、光を透過させる
透光部342とが交互に形成されている。遮光プレート
340は、例えば板ガラス等の透光性の板材の表面に、
遮光部341として光の反射膜や吸収膜を形成すること
によって作成される。遮光部341は、入射面327を
遮光するように、第2の透光性部材322の入射面32
7に対応して設けられている。
(2) In the embodiment shown in FIG. 5, a light shielding means for preventing light from entering from the incident surface of the second light transmitting member may be provided. FIG. 9 (A) shows the state shown in FIG.
FIG. 13 is an explanatory diagram showing a state where a light shielding plate 340 is provided in front of the optical element of the embodiment shown in FIG. This light shielding plate 34
At 0, light-shielding portions 341 that block light and light-transmitting portions 342 that transmit light are formed alternately. The light-shielding plate 340 is provided on a surface of a light-transmitting plate material such as a glass plate, for example.
The light shielding portion 341 is formed by forming a light reflection film or an absorption film. The light shielding portion 341 is configured to shield the incident surface 32 of the second translucent member 322 so as to shield the incident surface 327.
7 are provided.

【0104】図9(B)は、遮光プレート340が設け
られていない場合に、第2の透光性部材322の入射面
327に入射される光の光路を示している。入射面32
7に入射した光は、反射膜332aで反射された後に、
その上方の分離膜331でs偏光とp偏光に分離され
る。p偏光は、λ/2位相差板381でs偏光に変換さ
れる。一方、s偏光は、上方の反射膜332bで反射さ
れて出射面326から出射する。図9(B)からわかる
ように、入射面327から入射した光のs偏光成分は、
上方の反射膜332bに至るまでの間に、最初の光学接
着剤層325aを2回通過し、次の光学接着剤層325
bを1回通過する。一方、p偏光成分は、λ/2位相差
板381に至るまでの間に、2つの光学接着剤層325
a,325bをそれぞれ2回通過する。このように、遮
光プレート340を設けない場合には、第2の透光性部
材322の入射面327に入射した光が、光学接着剤層
325を何回も通過することになる。そこで、図9
(A)のように、遮光プレート340を設けることによ
って、このような光を遮光することができる。
FIG. 9B shows an optical path of light incident on the incident surface 327 of the second light transmitting member 322 when the light shielding plate 340 is not provided. Incident surface 32
7, after being reflected by the reflective film 332a,
The light is separated into s-polarized light and p-polarized light by the separation film 331 thereabove. The p-polarized light is converted to s-polarized light by the λ / 2 retardation plate 381. On the other hand, the s-polarized light is reflected by the upper reflective film 332b and exits from the exit surface 326. As can be seen from FIG. 9B, the s-polarized light component of the light incident from the incident surface 327 is
The first optical adhesive layer 325a passes twice before reaching the upper reflective film 332b, and the next optical adhesive layer 325a.
b once. On the other hand, the p-polarized light component reaches the two optical adhesive layers
a and 325b each twice. As described above, when the light shielding plate 340 is not provided, light incident on the incident surface 327 of the second light transmitting member 322 passes through the optical adhesive layer 325 many times. Therefore, FIG.
By providing the light-shielding plate 340 as shown in (A), such light can be shielded.

【0105】なお、遮光プレート340を偏光ビームス
プリッタアレイ320と別個に設ける代わりに、第2の
透光性部材322の入射面327の上に、アルミニウム
製の反射膜等で遮光部341を形成するようにしてもよ
い。
Instead of providing the light-shielding plate 340 separately from the polarization beam splitter array 320, a light-shielding part 341 is formed on the incident surface 327 of the second light-transmissive member 322 using a reflective film made of aluminum or the like. You may do so.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】偏光変換素子の概略構成を示す図。FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a polarization conversion element.

【図2】この発明の実施例である偏光ビームスプリッタ
アレイを製造する主要な工程を示す工程断面図。
FIG. 2 is a process cross-sectional view showing main processes for manufacturing a polarizing beam splitter array according to an embodiment of the present invention.

【図3】この発明の実施例である偏光ビームスプリッタ
アレイを製造する主要な工程を示す工程断面図。
FIG. 3 is a process cross-sectional view showing main processes for manufacturing a polarizing beam splitter array according to an embodiment of the present invention.

【図4】実施例による偏光ビームスプリッタアレイ32
0を示す斜視図。
FIG. 4 shows a polarizing beam splitter array 32 according to an embodiment.
FIG.

【図5】実施例と比較例の偏光変換素子を比較して示す
平面断面図。
FIG. 5 is a cross-sectional plan view showing a polarization conversion element of an example and a comparative example in comparison.

【図6】実施例による偏光ビームスプリッタアレイを有
する偏光照明装置の要部を平面的にみた概略構成図。
FIG. 6 is a schematic configuration diagram of a main part of a polarized light illuminating device having a polarized beam splitter array according to an embodiment, as viewed in plan.

【図7】第1の光学要素200の外観を示す斜視図。FIG. 7 is a perspective view showing an appearance of a first optical element 200.

【図8】偏光照明装置1を備えた投写型表示装置800
の要部を示した概略構成図。
FIG. 8 is a projection display device 800 including the polarized light illumination device 1.
The schematic block diagram which showed the principal part of FIG.

【図9】遮光プレート340を有する光学素子の構成を
示す説明図。
FIG. 9 is an explanatory diagram showing a configuration of an optical element having a light shielding plate 340.

【図10】実施例の偏光ビームスプリッタアレイ320
を拡大して詳細に示す断面図。
FIG. 10 shows a polarizing beam splitter array 320 according to an embodiment.
Sectional drawing which expands and shows in detail.

【図11】偏光ビームスプリッタアレイ320の光入射
面側に、複数の小レンズ(集光レンズ)311がマトリ
クス状に配列された集光レンズアレイ310を設けた状
態を示す断面図。
FIG. 11 is a sectional view showing a state in which a condensing lens array 310 in which a plurality of small lenses (condensing lenses) 311 are arranged in a matrix on the light incident surface side of a polarizing beam splitter array 320;

【図12】偏光分離膜331のピッチを、集光レンズ3
11のレンズ光軸311cのピッチとは異なる値に設定
した場合を示す説明図。
FIG. 12 shows the pitch of the polarization splitting film 331,
FIG. 11 is an explanatory diagram showing a case where a pitch different from the pitch of the eleventh lens optical axis 311c is set.

【図13】サイズの異なる複数種類の小レンズを有する
集光レンズアレイ310’を示す平面図およびそのB−
B断面図。
FIG. 13 is a plan view showing a condenser lens array 310 ′ having a plurality of types of small lenses having different sizes, and FIG.
B sectional drawing.

【図14】第2実施例における偏光ビームスプリッタア
レイの製造方法を示す説明図。
FIG. 14 is an explanatory view showing a method for manufacturing a polarization beam splitter array in the second embodiment.

【図15】第2実施例における偏光ビームスプリッタア
レイの製造方法を示す説明図。
FIG. 15 is an explanatory diagram illustrating a method for manufacturing a polarization beam splitter array according to the second embodiment.

【図16】第2実施例における偏光ビームスプリッタア
レイの製造方法を示す説明図。
FIG. 16 is an explanatory diagram showing a method for manufacturing a polarization beam splitter array in the second embodiment.

【図17】第2実施例における偏光ビームスプリッタア
レイの製造方法を示す説明図。
FIG. 17 is an explanatory view showing a method of manufacturing the polarization beam splitter array in the second embodiment.

【図18】第2実施例における偏光ビームスプリッタア
レイの製造方法を示す説明図。
FIG. 18 is an explanatory diagram illustrating a method for manufacturing a polarization beam splitter array according to the second embodiment.

【図19】第2実施例における偏光ビームスプリッタア
レイの製造方法を示す説明図。
FIG. 19 is an explanatory view showing a method for manufacturing a polarization beam splitter array in the second embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…偏光照明装置 10…光源部 20…偏光発生装置 22…偏光ビームスプリッタアレイ 30…偏光ビームスプリッタ 32,34,42,44…直角プリズム 36…偏光分離膜 40…プリズム 46…反射膜 80…投写型表示装置 90…照明領域 101…光源ランプ 102…放物面リフレクター 200…第1の光学要素 201…光束分割レンズ 202…中間光束 300…第2の光学要素 310…集光レンズアレイ 311…集光レンズ 320…偏光ビームスプリッタアレイ 321…第1の透光性部材 322…第2の透光性部材 325…光学接着剤層 326…出射面 327…入射面 331…偏光分離膜 332…反射膜 340…遮光プレート 341…遮光部 342…透光部 380…選択位相差板 381…λ/2位相差板 390…出射側レンズ 800…投写型表示装置 801…青光緑光反射ダイクロイックミラー 802,807,809…反射ミラー 803,805,811…液晶パネル 804…緑光反射ダイクロイックミラー 806…入射レンズ 807…反射ミラー 808…リレーレンズ 809…反射ミラー 810…出射レンズ 813…クロスダイクロイックプリズム 814…投写レンズ 815…スクリーン 850…導光手段 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Polarization illumination device 10 ... Light source part 20 ... Polarization generator 22 ... Polarization beam splitter array 30 ... Polarization beam splitter 32,34,42,44 ... Right angle prism 36 ... Polarization separation film 40 ... Prism 46 ... Reflection film 80 ... Projection Type display device 90 Illumination area 101 Light source lamp 102 Parabolic reflector 200 First optical element 201 Light beam splitting lens 202 Intermediate light beam 300 Second optical element 310 Condenser lens array 311 Condenser Lens 320 Polarized beam splitter array 321 First translucent member 322 Second translucent member 325 Optical adhesive layer 326 Outgoing surface 327 Entrance surface 331 Polarized light separating film 332 Reflective film 340 Shielding plate 341 Shielding part 342 Translucent part 380 Selected phase plate 381 λ / 2 phase plate 390 Emitter lens 800 Projection display device 801 Blue light / green light reflecting dichroic mirror 802, 807, 809 Reflecting mirror 803, 805, 811 Liquid crystal panel 804 Green light reflecting dichroic mirror 806 ... Incident lens 807 ... Reflecting mirror 808 ... Relay Lens 809 ... Reflection mirror 810 ... Emission lens 813 ... Cross dichroic prism 814 ... Projection lens 815 ... Screen 850 ... Light guide means

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H04N 9/31 H04N 9/31 B C ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) H04N 9/31 H04N 9/31 BC

Claims (20)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 光学素子であって、 光入射面と、前記光入射面にほぼ平行な光出射面とを有
し、前記光入射面および光出射面と所定の角度をなすよ
うに形成されたほぼ平行な第1および第2の膜形成面
と、前記第1の膜形成面上に形成された偏光分離膜と、
前記第2の膜形成面上に形成された反射膜と、をそれぞ
れ備える複数の第1の透光性部材と、 前記複数の第1の透光性部材と交互に貼り合わされ、前
記複数の第1の透光性部材の前記光入射面および光出射
面とそれぞれ同一平面に形成された光入射面および光出
射面をそれぞれ有する複数の第2の透光性部材と、を備
えることを特徴とする光学素子。
1. An optical element, comprising: a light incident surface; and a light exit surface substantially parallel to the light incident surface, and formed to form a predetermined angle with the light incident surface and the light exit surface. First and second film formation surfaces substantially parallel to each other, and a polarization separation film formed on the first film formation surface;
A plurality of first translucent members each including a reflective film formed on the second film forming surface; and a plurality of the first translucent members alternately bonded to the plurality of first translucent members. A plurality of second translucent members each having a light incident surface and a light exit surface formed on the same plane as the light incident surface and the light exit surface of the one light transmissive member. Optical element.
【請求項2】 請求項1記載の光学素子であって、 前記反射膜は誘電体多層膜で形成されている、光学素
子。
2. The optical element according to claim 1, wherein the reflection film is formed of a dielectric multilayer film.
【請求項3】 請求項1または請求項2記載の光学素子
であって、さらに、 前記第1の透光性部材の前記光出射面または前記第2の
透光性部材の前記光出射面に対応して設けられた偏光方
向変換手段を備える、光学素子。
3. The optical element according to claim 1, further comprising: a light-emitting surface of the first light-transmitting member or a light-emitting surface of the second light-transmitting member. An optical element comprising a correspondingly provided polarization direction changing means.
【請求項4】 請求項1または請求項2記載の光学素子
であって、さらに、 前記第2の透光性部材の前記光入射面に対応して設けら
れた遮光手段を有する、光学素子。
4. The optical element according to claim 1, further comprising a light blocking unit provided corresponding to the light incident surface of the second light transmitting member.
【請求項5】 請求項1ないし請求項4のいずれかに記
載の光学素子であって、 前記第1と第2の透光性部材の間の境界面に接着剤層を
それぞれ有しており、 前記偏光分離膜と前記反射膜の間隔が前記光学素子を通
じてほぼ等しくなるように、前記第1と第2の透光性部
材の厚みと前記接着剤層の厚みとのうちの少なくとも一
部が設定されている、光学素子。
5. The optical element according to claim 1, wherein an adhesive layer is provided on a boundary surface between the first and second translucent members. At least a part of the thickness of the first and second translucent members and the thickness of the adhesive layer is such that the distance between the polarization separation film and the reflection film is substantially equal through the optical element. The optical element that is set.
【請求項6】 請求項5記載の光学素子であって、 前記第2の透光性部材の厚みが、前記第1の透光性部材
の厚みよりも小さく設定されている、光学素子。
6. The optical element according to claim 5, wherein a thickness of the second light transmitting member is set smaller than a thickness of the first light transmitting member.
【請求項7】 請求項6記載の光学素子であって、 前記第2の透光性部材の厚みが、前記第1の透光性部材
の厚みの約80%ないし約90%の範囲である、光学素
子。
7. The optical element according to claim 6, wherein the thickness of the second light transmitting member is in a range from about 80% to about 90% of the thickness of the first light transmitting member. , Optical elements.
【請求項8】 請求項5ないし請求項7のいずれかに記
載の光学素子であって、 前記第1の透光性部材の厚みが、前記第2の透光性部材
の厚みに前記接着剤層の厚みの2倍を加算した値にほぼ
等しい、光学素子。
8. The optical element according to claim 5, wherein the thickness of the first light transmitting member is equal to the thickness of the second light transmitting member. An optical element substantially equal to a value obtained by adding twice the thickness of the layer.
【請求項9】 請求項1ないし請求項4のいずれかに記
載の光学素子であって、 前記光学素子は、前記光学素子の光入射面側に配列され
た複数の小レンズとともに使用される光学素子であり、 前記光学素子内の複数の前記偏光分離膜の相互の間隔
が、前記複数の小レンズのピッチとほぼ対応するように
設定されている、光学素子。
9. The optical element according to claim 1, wherein the optical element is used together with a plurality of small lenses arranged on a light incident surface side of the optical element. An optical element, wherein an interval between the plurality of polarization split films in the optical element is set to substantially correspond to a pitch of the plurality of small lenses.
【請求項10】 請求項9記載の光学素子であって、 前記第1と第2の透光性部材の間の境界面に接着剤層を
それぞれ有しており、 前記複数の偏光分離膜の相互の間隔が前記複数の小レン
ズのレンズ光軸のピッチとほぼ対応するように、前記第
1と第2の透光性部材の厚みと前記接着剤層の厚みとの
うちの少なくとも一部が設定されている、光学素子。
10. The optical element according to claim 9, further comprising: an adhesive layer on a boundary surface between the first and second light-transmissive members. At least a part of the thickness of the first and second light-transmissive members and the thickness of the adhesive layer is such that the mutual interval substantially corresponds to the pitch of the lens optical axes of the plurality of small lenses. The optical element that is set.
【請求項11】 請求項10記載の光学素子であって、 前記複数の小レンズは複数の異なるレンズ光軸ピッチを
有しており、 前記複数の偏光分離膜の相互の間隔は、前記複数の異な
るレンズ光軸ピッチとほぼ対応するように、前記第1と
第2の透光性部材の厚みと前記接着剤層の厚みとのうち
の少なくとも一部が設定されている、光学素子。
11. The optical element according to claim 10, wherein the plurality of small lenses have a plurality of different lens optical axis pitches, and a distance between the plurality of polarization separation films is equal to the plurality of polarization separation films. An optical element, wherein at least a part of the thickness of the first and second translucent members and the thickness of the adhesive layer is set so as to substantially correspond to different lens optical axis pitches.
【請求項12】 請求項1ないし請求項4のいずれかに
記載の光学素子であって、 前記光学素子は、前記光学素子の光入射面側に配列され
た複数の小レンズとともに使用される光学素子であり、 前記光学素子内の複数の前記偏光分離膜の相互の間隔
が、前記複数の小レンズから出射される複数の光束のピ
ッチとほぼ対応するように設定されている、光学素子。
12. The optical element according to claim 1, wherein the optical element is used together with a plurality of small lenses arranged on a light incident surface side of the optical element. An optical element, wherein an interval between the plurality of polarization split films in the optical element is set to substantially correspond to a pitch of a plurality of light beams emitted from the plurality of small lenses.
【請求項13】 請求項12記載の光学素子であって、 前記第1と第2の透光性部材の間の境界面に接着剤層を
それぞれ有しており、 前記複数の偏光分離膜の相互の間隔が前記複数の小レン
ズから出射される複数の光束のピッチとほぼ対応するよ
うに、前記第1と第2の透光性部材の厚みと前記接着剤
層の厚みとのうちの少なくとも一部が設定されている、
光学素子。
13. The optical element according to claim 12, further comprising: an adhesive layer on a boundary surface between the first and second light-transmitting members. At least one of the thickness of the first and second light-transmissive members and the thickness of the adhesive layer so that a mutual interval substantially corresponds to a pitch of a plurality of light beams emitted from the plurality of small lenses. Some are set,
Optical element.
【請求項14】 光学素子の製造方法であって、(a)
ほぼ平行な第1および第2の表面を有する第1の透光性
板材の前記第1の表面上に偏光分離膜を形成する工程
と、(b)前記第1の透光性板材の前記第2の表面上に
反射膜を形成する工程と、(c)前記偏光分離膜および
反射膜が形成された複数の前記第1の透光性板材と、2
つのほぼ平行な表面を有する複数の第2の透光性板材と
をそれぞれ交互に貼り合わせる工程と、(d)前記交互
に貼り合わされた透光性板材を、前記第1および第2の
表面に対して所定の角度で切断してほぼ平行な光入射面
と光出射面とを有する光学素子ブロックを生成する工程
と、を有する光学素子の製造方法。
14. A method for manufacturing an optical element, comprising: (a)
Forming a polarization separation film on the first surface of the first light-transmitting plate having substantially parallel first and second surfaces; and (b) forming a first light-transmitting plate of the first light-transmitting plate. Forming a reflective film on the surface of (2); (c) a plurality of the first translucent plate members on which the polarized light separating film and the reflective film are formed;
Alternately laminating a plurality of second translucent plate members each having two substantially parallel surfaces, and (d) attaching the alternately translucent plate materials to the first and second surfaces. Producing an optical element block having a substantially parallel light entrance surface and a light exit surface by cutting at a predetermined angle with respect to the optical element block.
【請求項15】 請求項14記載の光学素子の製造方法
であって、さらに、(e)前記光学素子ブロックの前記
光入射面と前記光出射面とを研磨する工程、を備える光
学素子の製造方法。
15. The method of manufacturing an optical element according to claim 14, further comprising: (e) polishing the light incident surface and the light output surface of the optical element block. Method.
【請求項16】 請求項14または請求項15記載の光
学素子の製造方法であって、 前記工程(c)は、複数の前記第1の透光性板材と複数
の前記第2の透光性板材とを光硬化性接着層を介して交
互に積層し、光照射により貼り合わせる工程、を備える
光学素子の製造方法。
16. The method for manufacturing an optical element according to claim 14, wherein the step (c) comprises a plurality of the first light-transmitting plate members and a plurality of the second light-transmitting plate materials. A method of manufacturing an optical element, comprising: a step of alternately laminating a plate material with a photocurable adhesive layer via a light-curable adhesive layer and bonding them by light irradiation.
【請求項17】 請求項14または請求項15記載の光
学素子の製造方法であって、 前記工程(c)は、(1)1枚の前記第1の透光性部材
と、1枚の前記第2の透光性部材との間に光硬化性接着
層を介して重ね合わせることによって積層体を形成する
工程と、(2)前記積層体に光を照射することによって
前記光硬化性接着層を硬化させる工程と、(3)前記積
層体に、前記光硬化性接着層を介して前記第1の透光性
部材と前記第2の透光性部材とを交互に重ねてゆき、こ
の際、1枚の部材を重ねる度に前記積層体に光を照射す
ることによって前記光硬化性接着層を硬化させる工程
と、を備える光学素子の製造方法。
17. The method for manufacturing an optical element according to claim 14, wherein the step (c) comprises: (1) one piece of the first light-transmissive member and one piece of the one light-transmitting member. A step of forming a laminate by overlapping with a second translucent member via a photocurable adhesive layer; and (2) irradiating the laminate with light to form the photocurable adhesive layer. And (3) alternately stacking the first light-transmissive member and the second light-transmissive member on the laminate via the photocurable adhesive layer, A step of irradiating the laminated body with light each time one member is stacked to cure the photocurable adhesive layer.
【請求項18】 請求項14または請求項15記載の光
学素子の製造方法であって、 前記工程(c)は、(1)1枚の前記第1の透光性部材
と、1枚の前記第2の透光性部材との間に光硬化性接着
層を介して重ね合わせることによって積層体を形成する
工程と、(2)前記積層体に光を照射することによって
前記光硬化性接着層を硬化させる工程と、(3)前記工
程(1)および工程(2)で作成された複数の積層体
を、前記光硬化性接着剤層を介して交互に重ねてゆき、
この際、1つの積層体を重ねる度に光を照射することに
よって前記光硬化性接着層を硬化させる工程と、を備え
る光学素子の製造方法。
18. The method for manufacturing an optical element according to claim 14, wherein the step (c) comprises: (1) one piece of the first light-transmitting member and one piece of the one light-transmitting member. A step of forming a laminate by overlapping with a second translucent member via a photocurable adhesive layer; and (2) irradiating the laminate with light to form the photocurable adhesive layer. And (3) alternately stacking the plurality of laminates created in the steps (1) and (2) via the photocurable adhesive layer,
At this time, a step of curing the photocurable adhesive layer by irradiating light each time one laminated body is stacked is provided.
【請求項19】 請求項16ないし請求項18のいずれ
かに記載の光学素子の製造方法であって、 前記光の照射を前記透光性部材の表面と平行でない方向
から行う、光学素子の製造方法。
19. The method for manufacturing an optical element according to claim 16, wherein the light irradiation is performed from a direction not parallel to a surface of the light transmitting member. Method.
【請求項20】 請求項1ないし請求項13のいずれか
に記載の光学素子と、 前記光学素子からの出射光を一種類の偏光光に変換する
偏光変換手段と、 前記偏光変換手段からの出射光を、与えられた画像信号
に基づいて変調する変調手段と、 前記変調手段により変調された光束を投写する投写光学
系と、を備える投写型表示装置。
20. An optical element according to claim 1, wherein the light is emitted from the optical element into one type of polarized light, and the light is emitted from the polarization converting means. A projection display apparatus comprising: a modulation unit that modulates emitted light based on a given image signal; and a projection optical system that projects a light beam modulated by the modulation unit.
JP2000066397A 1996-07-25 2000-03-10 Optical device, production thereof and projection-type display device Pending JP2000298212A (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP21537796 1996-07-25
JP8-215377 1996-07-25

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP35521096A Division JP3486516B2 (en) 1996-07-25 1996-12-19 Optical element

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2000298212A true JP2000298212A (en) 2000-10-24

Family

ID=16671297

Family Applications (5)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2000066380A Expired - Lifetime JP3515471B2 (en) 1996-07-25 2000-03-10 Optical element manufacturing method
JP2000066397A Pending JP2000298212A (en) 1996-07-25 2000-03-10 Optical device, production thereof and projection-type display device
JP2002305787A Withdrawn JP2003202421A (en) 1996-07-25 2002-10-21 Manufacturing method for optical element
JP2002305749A Withdrawn JP2003215345A (en) 1996-07-25 2002-10-21 Polarization lighting device
JP2003360299A Pending JP2004110053A (en) 1996-07-25 2003-10-21 Method for manufacturing optical element

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2000066380A Expired - Lifetime JP3515471B2 (en) 1996-07-25 2000-03-10 Optical element manufacturing method

Family Applications After (3)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2002305787A Withdrawn JP2003202421A (en) 1996-07-25 2002-10-21 Manufacturing method for optical element
JP2002305749A Withdrawn JP2003215345A (en) 1996-07-25 2002-10-21 Polarization lighting device
JP2003360299A Pending JP2004110053A (en) 1996-07-25 2003-10-21 Method for manufacturing optical element

Country Status (1)

Country Link
JP (5) JP3515471B2 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012078605A (en) * 2010-10-01 2012-04-19 Seiko Epson Corp Polarizing conversion element, polarizing conversion unit, projection device, and method for manufacturing polarizing conversion element
US8300312B2 (en) 2008-12-01 2012-10-30 Seiko Epson Corporation Optical element
US8657448B2 (en) 2011-05-30 2014-02-25 Seiko Epson Corporation Polarization converting element, polarization converting unit, and projection-type imaging device
US8764197B2 (en) 2011-04-20 2014-07-01 Seiko Epson Corporation Polarization conversion element, polarization converting unit, and projecting apparatus
US9001279B2 (en) 2011-01-21 2015-04-07 Seiko Epson Corporation Polarization conversion device, polarization conversion unit, and projection type video apparatus

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4946342B2 (en) * 2005-11-24 2012-06-06 セイコーエプソン株式会社 Polarization conversion device and projector
JP5022959B2 (en) * 2008-03-24 2012-09-12 株式会社日立製作所 Defect inspection system using catadioptric objective lens
JP2011081300A (en) * 2009-10-09 2011-04-21 Pioneer Electronic Corp Method for manufacturing reflection type plane-symmetric imaging element
JP2012128456A (en) * 2012-03-22 2012-07-05 Pioneer Electronic Corp Method of manufacturing reflective plane-symmetric imaging element
JP5318242B2 (en) * 2012-03-22 2013-10-16 パイオニア株式会社 Method for manufacturing a reflection-type plane-symmetric imaging element

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8300312B2 (en) 2008-12-01 2012-10-30 Seiko Epson Corporation Optical element
JP2012078605A (en) * 2010-10-01 2012-04-19 Seiko Epson Corp Polarizing conversion element, polarizing conversion unit, projection device, and method for manufacturing polarizing conversion element
US9151960B2 (en) 2010-10-01 2015-10-06 Seiko Epson Corporation Polarization conversion element, polarization conversion unit, projection apparatus, and method for manufacturing polarization conversion element having a thin ultraviolet light curing adhesive layer
US9001279B2 (en) 2011-01-21 2015-04-07 Seiko Epson Corporation Polarization conversion device, polarization conversion unit, and projection type video apparatus
US8764197B2 (en) 2011-04-20 2014-07-01 Seiko Epson Corporation Polarization conversion element, polarization converting unit, and projecting apparatus
US8657448B2 (en) 2011-05-30 2014-02-25 Seiko Epson Corporation Polarization converting element, polarization converting unit, and projection-type imaging device

Also Published As

Publication number Publication date
JP2000292619A (en) 2000-10-20
JP2004110053A (en) 2004-04-08
JP2003202421A (en) 2003-07-18
JP2003215345A (en) 2003-07-30
JP3515471B2 (en) 2004-04-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100523874B1 (en) Optical element suitable for projection display apparatus
JP3832076B2 (en) Polarized illumination device and projection display device
KR100384084B1 (en) Method for manufacturing a polarization beam splitter
JP3298437B2 (en) Optical element, polarized illumination device and projection display device
KR20070083716A (en) Polarization conversion element, polarization conversion optical system and image projecting apparatus
JP2000321434A (en) Separation device for polarized light, its production and projection type display device
JP3515471B2 (en) Optical element manufacturing method
JP3486516B2 (en) Optical element
WO1998019211A1 (en) Projection display and illuminating optical system therefor
KR100453119B1 (en) Polarization conversion element and projector, and method of producing the polarization conversion element
JP2000284229A (en) Optical element and projection type display device
JP3671643B2 (en) Polarization separation element and method for manufacturing the same, polarization conversion element, and projection display device
JPH1039136A (en) Optical element and projection type display device
JP2003156625A (en) Projection type display device
KR100474524B1 (en) Optical element for projection display device
JP3367501B2 (en) Optical element manufacturing method
JP2001074938A (en) Production of polarized light conversion element and projector
JP2000321537A (en) Polarization illumination device