JP2000321433A - 偏光分離装置並びに偏光変換装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 偏光分離膜面と反射膜面とを細かなピッチで
交互に配置する繰り返し構造を有する板状の偏光分離装
置、および、その偏光分離装置を用いた投写型表示装置
を提供する。 【解決手段】 偏光分離装置の製造工程では、まず、無
機物質からなる多層膜で構成された偏光分離膜を表面に
有する板ガラスと、反射面を表面に有する板ガラスを交
互に貼り合わせたガラスブロックを形成し、その貼り合
わせ面に対して斜めの切断面に沿ってガラスブロックを
切断する。こうして切り出された板状のブロックの側面
の少なくとも１つに、偏光分離装置の位置決めのために
使用可能な突出部を設けるようにしてもよい。この偏光
分離装置の光出射面の一部にλ／２位相差板を貼りつけ
ると、光源部からの光をｓ偏光またはｐ偏光のうちいず
れか一方の偏光方向を有する光束として出射する偏光分
離装置が得られる。このような偏光分離装置を、投写型
表示装置に利用することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【技術分野】本発明は偏光分離装置の構成と、その製造
方法と、その偏光分離装置を使った投写型表示装置に関
するものである。

【０００２】

【背景技術】図２６に従来の偏光ビームスプリッタの斜
視図を示す。これは、三角柱の形状をしたプリズムに、
偏光分離膜やアルミの反射膜を蒸着した後に、貼り合わ
せたものである。すなわち、プリズム７１、７２、７
３、７４はＢＫ７を材質とした研磨品であり、４個が一
組の繰り返し単位となって、全体を構成している。プリ
ズム７２のプリズム７１と接する面には偏光分離膜７５
が無機質の薄膜で蒸着成形されている。また、プリズム
７３のプリズム７４と接する面にはアルミの反射膜７６
が蒸着されている。プリズム７１、７２、７３、７４は
接着剤で各面が互いについている。光線７７がプリズム
７２に入ると、偏光分離膜７５で、光入射面に対してＰ
偏光成分は透過光７７として、プリズム７１を通って外
へ出ていく。一方、Ｓ偏光成分は偏光分離膜７５で反射
した後にプリズム７３に入り、反射膜７６で反射して、
Ｓ偏光光線７８として外へ出ていく。このように、従来
は偏光分離膜を持つプリズムと反射膜を持つプリズムの
貼り合わせによる繰り返し構造で偏光ビームスプリッタ
が形成されていた。

【０００３】従来の方法では、三角プリズムを一個一個
研磨して、蒸着して貼り合わせるので、偏光分離膜と反
射膜の繰り返し構造を細かくして、全体を薄い構造にす
ることはできなかった。なぜなら、繰り返し構造を細か
くすると、より細い三角プリズムを作成する必要があ
り、プリズムの稜線がプリズム研磨のために欠けてしま
い、そこで光が透過しなくなるので、明るさが低下する
といった問題があった。また、プリズムの高さをそろえ
ることも、プリズムが細かくなればなるほど大変な作業
となる。また、貼り合わせ時の問題として、各プリズム
の貼り合わせ角度がずれたり、光の光入射面、光出射面
がでこぼこし、段差がついてしまうといった問題点があ
った。よって、段差となって飛び出した稜線部が割れや
すく、また、光の入、光出射面に他の光学素子を設ける
のが困難であった。また、各プリズムの貼り合わせ時の
角度がずれると、プリズムによって、入射光と出射光で
光軸が変わってしまうという問題も生じる。本発明は、
これらの課題に対して、解決策を与えるものである。

【０００４】本発明は、上述した従来の課題を解決する
ためになされたものであり、技術を提供することを目的
とする。

【０００５】

【発明の開示】上述の課題の少なくとも一部を解決する
ため、本発明による第１の方法は、ランダムな偏光光方
向を有する光を２種類の偏光成分を有する光に分離する
偏光分離装置の製造方法であって、第１の基板、偏光分
離層、第２の基板、反射層の繰り返し構造を有する基板
ブロックを形成する工程と、前記基板ブロックを前記基
板の面に対して所定の角度で切断する工程とを有するこ
とを特徴とする。

【０００６】上記の方法によれば、個々の偏光分離層と
反射層の面の研磨が不要であるという効果がある。ま
た、繰り返されている偏光分離層と反射層の平行度が、
個々の四面体プリズムの貼り合わせ構造に比べて高いと
いう効果がある。さらに、同じ構造で同じ特性の偏光分
離装置を、基板ブロックの切り出しによって、数多く容
易に作れるという効果もある。

【０００７】上記第１の方法において、前記基板ブロッ
クを形成する工程は、前記第１の基板上に前記偏光分離
層を形成する工程と、前記第２の基板上に前記反射層を
形成する工程と、前記偏光分離層が形成された前記第１
の基板と、前記反射層が形成された前記第２の基板とを
交互に重ね合る工程と、からなることが好ましい。こう
すれば、基板ブロックを容易に形成することができる。

【０００８】上記第１の方法において、さらに、前記偏
光分離層が形成された前記第１の基板と、前記反射層が
形成された前記第２の基板とを交互に重ねる工程におい
て、前記基板ブロックを切断する角度に応じてその端面
をずらしつつ前記第１の基板と前記第２の基板とを交互
に重ねることが好ましい。

【０００９】基板の端面をずらしつつ重ねるようにすれ
ば、基板ブロックを切断する際に発生する基板の無駄を
低減することができる。

【００１０】また、上記第１の方法において、前記基板
ブロックを形成する工程は、前記第１の基板上に前記偏
光分離層を形成する工程と、前記第２の基板上に前記反
射層を形成する工程と、偏光分離層が形成された１つの
前記第１の基板と、反射層が形成された１つの前記第２
の基板とを重ね合せて基本ブロックを形成する工程と、
複数の前記基本ブロックを重ね合せる工程と、からなる
ことが好ましい。こうすれば、複数の基本ブロックを重
ねるだけで、所望の大きさの基板ブロックを容易に形成
することができる。

【００１１】上記の複数の前記基本ブロックを重ね合せ
る工程において、前記基板ブロックを切断する角度に応
じてその端面をずらしつつ重ね合わせることが好まし
い。こうすれば、基板切断する際に発生する基板の無駄
を低減することができる。

【００１２】上記第１の方法において、前記基板ブロッ
クを前記基板の面に対して所定の角度で切断する工程の
後に、切断面を研磨する工程を有することが好ましい。
こうして研磨された２つの切断面は、平坦な光入射面お
よび光出射面となる。

【００１３】また、上記第１の方法において、前記基板
ブロックを形成した後、前記基板ブロックの両表面を構
成する前記基板のうち少なくとも一方の基板上にダミー
基板を重ね合せる工程をさらに有することが好ましい。
こうすれば、最外部を割れや欠けにより損なうことがな
くなるので、最外部を通過する光の損失を低減できる。

【００１４】また、上記第１の方法において、前記第１
の基板、及び、前記第２の基板は磨き板ガラスであるこ
とが好ましい。また、前記磨き板ガラスは白板または無
アルカリガラスであることがこのましい。あるいは、前
記第１の基板、及び、前記第２の基板はフロートガラス
であることが好ましい。磨き板ガラスやフロートガラス
を使用すれば、偏光分離膜と反射膜の繰り返し精度を容
易に安価に上げることができる。

【００１５】また、上記第１の方法において、前記第１
の基板、前記第２の基板のうち、一方が色付きの光透過
性基板であり、他方が無色の光透過性基板であることが
好ましい。こうすれば、２枚の基板の色から、偏光分離
層と反射層の位置を容易に識別することができる。

【００１６】なお、前記反射膜は、アルミ薄膜で構成さ
れていてもよく、誘電体薄膜で構成されていてもよい。
あるいは、アルミ薄膜と誘電体薄膜とで構成されていて
もよい。

【００１７】本発明による第１の偏光分離装置は、上述
の偏光分離装置の製造方法のうち、いずれかの方法によ
り製造されたことを特徴とする。この偏光分離装置によ
れば、偏光分離層と反射層の繰り返し構造を、基板の厚
さと数量に応じて設定できる。つまり、細かい繰り返し
で、多くの繰り返し構造を薄い基板の中に構成可能であ
る。偏光分離層と反射層の平行性は基板の精度で決まる
ので、容易に高精度の平行度が得られる。また、繰り返
しの配列も精度良く規則正しく構成できる。また、光入
射面と光出射面もきれいであり、位相差板を貼ったり、
反射防止膜を付ける等の処理がしやすい。

【００１８】上記第１の偏光分離装置において、前記偏
光分離装置の光出射面側には、前記偏光分離層により分
離された２種類の偏光成分を有する光を１種類の偏光成
分を有する光に変換する偏光変換手段が設けられること
が好ましい。こうすれば、２種類の偏光成分を有する光
を入射して、１種類の偏光成分を有する光を出射するこ
とができる。

【００１９】前記偏光変換手段は、前記第１の基板から
構成された光出射面、及び、前記第２の基板から構成さ
れた光出射面のうち、いずれか一方の面に対応して設け
られたλ／２位相差層であることが好ましい。こうすれ
ば、１種類の直線偏光を出射することができる。

【００２０】上記第１の偏光分離装置において、光入射
面側、光出射面側の少なくとも一方に反射防止膜を設け
ることが好ましい。こうすれば、表面における反射によ
る光の損失を低減することができる。

【００２１】本発明による第１の投写型表示装置は、光
源と、前記光源からの光を複数の中間光束に分割する第
１のレンズ板、第２のレンズ板からなるインテグレータ
光学系と、上述したいずれかの偏光変換装置と、前記偏
光変換装置からの出射光を変調する変調手段と、前記変
調手段により変調された光を投写する投写光学系とを有
することを特徴とする。

【００２２】本発明による第２の投写型表示装置は、光
源と、前記光源からの光を複数の中間光束に分割する第
１のレンズ板、第２のレンズ板からなるインテグレータ
光学系と、上述したいずれかの偏光変換装置と、前記偏
光変換装置からの出射光を複数色の光に分離する色分離
光学系と、前記色分離光学系により分離された前記複数
色の光のそれぞれを変調する複数の変調手段と、前記変
調手段により変調された光を合成する合成光学系と、前
記合成光学系により合成された光を投写する投写光学系
とを有することを特徴とする。

【００２３】なお、前記偏光分離膜の透過率特性は、前
記偏光分離膜に入射する光のスペクトルの各色光のピー
クに対応する波長の光が所定範囲内の入射角度の差で入
射した場合に、前記各色光のピークに対応する波長の光
に対する透過率の差が約５％以内となるように調整され
ていることが好ましい。

【００２４】本発明による第２の偏光分離装置は、光入
射面と、前記光入射面にほぼ平行な光出射面と、前記光
入射面および光出射面と所定の角度をなす複数の界面で
順次貼り合わされた複数の透光性基板と、前記複数の界
面に交互に設けられた複数の偏光分離膜および複数の反
射膜と、を有する基板ブロックを備え、前記基板ブロッ
クの側面の中で、前記複数の界面にほぼ垂直に形成され
た２つの側面の少なくとも一方に、偏光分離装置を位置
決めする際に使用可能な位置識別部を有することを特徴
とする。

【００２５】上記第２の偏光分離装置によれば、偏光分
離装置の側面に、位置識別部が設けられているので、偏
光分離装置を他の装置に使用する際に、比較的正確に位
置決めすることができる。

【００２６】上記第２の偏光分離装置において、前記位
置識別部は、前記位置識別部を備えた前記側面の両側に
隣接する他の２つの側面からの距離がほぼ等しい位置に
存在することが好ましい。こうすれば、光学素子の中央
部における位置決め精度を高くすることができる。

【００２７】あるいは、前記位置識別部は、前記位置識
別部を備えた前記側面の両側に隣接する他の２つの側面
からの距離が異なる位置に存在することが好ましい。こ
うすれば、偏光分離装置の向きを、位置識別部から判断
することができる。

【００２８】前記位置識別部は、前記側面に設けられた
突出部であるとしてもよい。また、前記位置識別部は、
前記側面に設けられた凹部であるとしてもよい。あるい
は、前記位置識別部は、前記側面上において他と異なる
特定の色が付された部分であるとしてもよい。

【００２９】本発明による偏光分離装置の製造のための
第２の方法は、（ａ）複数の透光性基板を複数の界面を
介して交互に貼り合わせることによって、前記複数の界
面に交互に設けられた複数の偏光分離膜および複数の反
射膜を有する複合板材を形成する工程と、（ｂ）前記複
合板材を前記複数の界面に対して所定の角度で切断する
ことによって、ほぼ平行な光入射面と光出射面とを有す
る基板ブロックを生成する工程と、（ｃ）前記基板ブロ
ックの前記光入射面と光出射面とを研磨する工程と、を
備え、前記工程（ａ）は、前記基板ブロックの側面の中
で、前記複数の界面にほぼ垂直に形成された２つの側面
の少なくとも一方に、前記偏光分離装置を位置決めする
際に使用可能な位置識別部を形成する工程を備えること
を特徴とする。第２の方法によれば、上記第２の偏光分
離装置を製造することができる。

【００３０】上記第２の方法において、さらに、（ｄ）
前記基板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。こうすれば、偏
光分離装置となる基板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、偏光分離装置を容
易に製造することができる。

【００３１】上記第２の方法において、前記工程（ａ）
は、前記複数の透光性基板の少なくとも一部を他の透光
性基板からずらすことによって、前記位置識別部として
の突出部を形成する工程を備えることが好ましい。こう
すれば、位置識別部としての突出部を容易にかつ精度良
く形成することができる。

【００３２】本発明による偏光変換装置は、上記第２の
方法いずれかの偏光分離装置を用いた偏光変換装置であ
って、前記偏光分離装置の前記光出射面側には、前記偏
光分離膜により分離された２種類の偏光成分を有する光
を１種類の偏光成分を有する光に変換する偏光変換手段
が設けられたことを特徴とする。

【００３３】前記偏光変換手段は、前記基板により構成
される前記光出射面のうち、１つおきの基板により構成
される前記光出射面に対応して設けられたλ／２位相差
層であることが好ましい。また、前記光入射面、前記光
出射面の少なくとも一方側に反射防止膜を設けたことが
好ましい。

【００３４】本発明による第３の投写型表示装置は、光
源と、前記光源からの光を複数の中間光束に分割する第
１のレンズ板、第２のレンズ板からなるインテグレータ
光学系と、上記第７の発明のいずれかの偏光変換装置
と、前記偏光変換装置からの出射光を変調する変調手段
と、前記変調手段により変調された光を投写する投写光
学系とを有することを特徴とする。

【００３５】本発明による第４の投写型表示装置は、光
源と、前記光源からの光を複数の中間光束に分割する第
１のレンズ板、第２のレンズ板からなるインテグレータ
光学系と、上記第７の発明のいずれかの偏光変換装置
と、前記偏光変換装置からの出射光を複数色の光に分離
する色分離光学系と、前記色分離光学系により分離され
た前記複数色の光のそれぞれを変調する複数の変調手段
と、前記変調手段により変調された光を合成する合成光
学系と、前記合成光学系により合成された光を投写する
投写光学系とを有することを特徴とする。

【００３６】

【発明を実施するための最良の形態】以下に本発明の偏
光分離装置（光学素子とも呼ぶ）の製造方法、および、
偏光分離装置の構造を実施例によって説明する。

【００３７】Ａ．第１実施例：図１に本発明の偏光ビー
ムスプリッタの製造方法を表す第１の例を示す斜視図を
示す。青板フロートガラス１には無機物質からなる多層
薄膜による構成の偏光分離膜２が蒸着してある。また、
青板フロートガラス４には、アルミの反射膜が蒸着され
ている。このアルミの反射膜５は青板フロートガラス４
との間に一層以上の無機質の薄膜を蒸着することで、反
射率を高めてある。この２枚の青板フロートガラス１、
４を接着剤３により、貼り合わせることにより、基本構
成ガラス体７とする。同様に基本構成ガラス体８、９を
構成し、端面をずらせて接着剤６により貼り合わせる。
このように、複数の基本構成ガラス体が貼り合わされた
ものを、ガラスブロック１９と呼ぶ。ガラスブロック１
９の両面には、後で詳しく説明するダミーガラス１０、
１２がそれぞれ設けられている。

【００３８】なお、この明細書では、板ガラスやダミー
ガラスのような板状の透光性部材を「透光性基板」また
は単に「基板」とも呼ぶ。また、板ガラスやダミーガラ
スを貼り合わせて形成されたガラスブロック１９や、こ
れから切り出されたブロックを、「基板ブロック」とも
呼ぶ。

【００３９】図２は、図１に示す基板ブロックの平面図
および正面図である。この基板ブロックは、切断機で切
断面１４、１５、１６、…に沿って切断される。なお、
図２では、接着剤層３と、偏光分離膜２と、反射膜５の
図示を省略している。図１から解るように、本例では切
断面１４，１５，１６、…が偏光分離膜２、反射膜５に
対して４５度となるように切断している。最後に、切断
面を研磨することにより、偏光ビームスプリッタを得る
ことができる。図３（Ａ）は、こうして製造された偏光
ビームスプリッタ２０の斜視図、図３（Ｂ）はその平面
図である。なお、この偏光ビームスプリッタ２０の両端
部を切断して、略直方体形状とすれば、投写型表示装置
等の光学装置に組み込む際に便利である。

【００４０】この偏光ビームスプリッタ２０において
は、偏光分離面と反射面が、切断面１４、１５に対して
４５度の角度で交互に並んでいる。この構造によれば、
偏光分離膜２とアルミの反射膜５の間隔は青板フロート
ガラス１、４の厚さによって決まることがわかる。つま
り、板の厚みを薄いものを用いることで、たいへんピッ
チの細かい偏光ビームスプリッタを構成することができ
る。これは、従来のような三角プリズムの貼り合わせで
はできないことである。また、本実施例では切断面１
４、１５、１６…が最終工程で研磨されるので、光入射
面、光出射面において高い平面性が確保できる。つま
り、三角プリズムを貼付けた時に生じる相互のずれの問
題や、切断面１４、１５、１６、…に相当する光入出射
面に凹凸ができたり、接着剤が漏れて、光入射面が汚れ
たりするといった問題が解決される。その結果、光が切
断面１４、１５、１６、…に対して垂直方向から偏光ビ
ームスプリッタ２０に入射する時に、光軸が真っ直ぐの
まま保たれ、光が散乱しないといった効果がある。ま
た、基材に青板フロートガラスを使うことで、偏光分離
膜２と、アルミの反射膜５の繰り返しの間隔が、ガラス
の厚みで管理されるので、同じ大判のフロートガラスか
ら、ガラスブロック１９を作れば、偏光分離膜と反射膜
との間隔を均等にすることが可能である。したがって、
後に述べるように液晶プロジェクター等の投写型表示装
置に、本実施例の偏光ビームスプリッタを採用すれば、
偏光分離膜や反射膜の繰り返し位置精度が高く、平行性
も高いことから、光の偏光分離効率を向上させることが
可能となる。

【００４１】また、本例ではガラスブロック１９の両側
に割れ欠け防止用のダミーガラス１０、１２が接着剤１
１、１３によって貼り付けられている。このダミーガラ
ス１０、１２はガラスブロック１９の切断時に切り出さ
れていく板状の偏光ビームスプリッタのガラスの鋭角部
が、割れたり欠けたりするのを防ぐためのものである。
つまり、このダミーガラスのエッジが割れたり、欠けた
りすることで、偏光分離膜２を有する青板フロートガラ
ス１の割れや欠けを防ぐのである。

【００４２】また、本例の製造方法によれば、同じ構造
で、同様の精度を有する偏光ビームスプリッタを一度に
たくさん製造することができるといった効果がある。つ
まり、ガラスブロック１９を切断機械にセットし、切断
面１４、１５、１６、…に沿って切断することにより、
同じ構造で同様の精度を有する偏光ビームスプリッタが
できあがる。このように本例の製造方法を用いれば、均
質な偏光ビームスプリッタを多量に生産できるといった
効果がある。以上の効果は、貼り合わされているプリズ
ムの大きさが細かくなり、板ガラスの貼り合わせの数が
多くなればなるほど、有効となる。なお、本例では、切
断面１４，１５，１６，…が偏光分離膜２、反射膜５に
対して４５度となるように切断を行っているが、この角
度は必ずしも４５度である必要はない。

【００４３】また、本例では、ガラスに青板フロートガ
ラスを使ったので、蒸着面の研磨は不要である。つま
り、素材をそのまま使って、精度が出るのである。これ
は、従来の三面研磨の三角プリズムの貼り合わせの製法
に比べ、格段に優れている。また、切断や研磨時のガラ
スの欠けも最外周のガラスのみである点も、光の損失が
少なくなるといった点で優れている。また、多層薄膜を
蒸着する際も、大きな板ガラスに蒸着した方が、装置へ
の取り付けや、検査が容易であるといった点から、質の
良い蒸着膜が得られるといった効果が出る。なお、青板
フロートガラスの代わりに磨き板ガラスを使用すれば、
さらにその精度を向上させることが可能となる。

【００４４】また、本例では、まず基本構成ガラス体
７、８、９を２枚の板ガラスの貼付で作るため、品質の
良い偏光ビームスプリッタを得ることができる。それ
は、気泡がないことが目視により確認できる、あるいは
接着剤を均質に硬化することができることによる。こ
の、基本ガラス体の中の通過する光が大切であり、隣り
合う基本ガラス構成体の間で反射する光は、もともと有
効な光ではない。基本ガラス体と基本ガラス体の間の接
着は、アルミの反射膜が何層にもなるので、気泡などが
確認できず、接着にもむらができる場合がある。しか
し、ここには気泡１７があっても、むら１８があっても
よく、接着されてさえいればよいのである。つまり、本
実施例の製法によれば、基本構成ガラス体内の重要な接
着については品質が確保されるので、偏光分離特性が優
れているといえる。

【００４５】なお、反射膜５はアルミニウム膜のみで形
成してもよいが、本例のようにアルミニウム膜と誘電体
多層膜（誘電体薄膜）とで反射膜５を形成することによ
って、その反射率を約３％〜約５％高めることが可能と
なる。このことは、光の利用効率を高めるとともに、反
射膜５における光吸収を低減することにより、偏光ビー
ムスプリッタの発熱を抑え、信頼性を高めることにもつ
ながる。

【００４６】図４に本発明の偏光ビームスプリッタの他
の例と、その偏光ビームスプリッタを用いた偏光変換装
置の断面図を示す。図３に示した偏光ビームスプリッタ
では、青板フロートガラス１，４を用いたが、本例では
これらの代わりに白板ガラス２２と青板ガラス２４とを
用いている。２３は偏光分離膜であり、異なる二種類の
無機質を幾層も白板ガラス２２上に蒸着してある。２５
はアルミの反射膜であり、青板ガラス２４上に蒸着して
ある。これらは、接着剤３５で接着されている。偏光分
離膜２３が蒸着された白板ガラス２２と、反射膜２５が
蒸着された青板ガラス２４とが順次接着剤で２１で貼り
合わされ、全体の偏光ビームスプリッタ３６を構成して
いる。この偏光ビームスプリッタ３６の製造方法は、前
述したように、偏光分離膜２３を有する大きなサイズの
平板の白板ガラス２２とアルミの反射膜２５を有する大
きなサイズの平板の青板ガラス２４とを交互に接着した
後に、前記接着面に対して斜めに切断して、板状のブロ
ックを作成してから、切断面を研磨するというものであ
る。したがって、本例の偏光ビームスプリッタ３６は、
白板ガラス２２と青板ガラス２４とが研磨面で段差がな
くつながって、一体に構成されているといった特徴があ
る。精度は、構成される白板ガラス２２と青板ガラス２
４によって決まるが、かなりの高精度が期待できる。一
般に板ガラスは厚みが薄いほど厚みに関する精度が高い
ことから、偏光分離膜２３と、アルミの反射膜２５のピ
ッチが細かくなり、偏光ビームスプリッタ３６の厚みが
薄くなるほど、精度が上がる。つまり、薄くて精度の高
い偏光ビームスプリッタを得ることが可能である。

【００４７】また、３１と３２は光が表面で反射するの
を防ぐために無機物質からなる薄膜で低温形成された反
射防止膜である。反射防止膜３１、３２を偏光ビームス
プリッタ３６の光入射面側と光出射面側とにそれぞれに
低温形成することで、薄膜形成時に接着剤２１、３５の
接着力が弱まり、相互のガラスが剥がれたり、ずれたり
することを防いでいる。この反射防止膜３１、３２の低
温形成により、光の表面での損失がない構成が可能とな
る。偏光ビームスプリッタ３６を構成する青板ガラスの
下面（光出射面）側にはλ／２位相差板２６が設けられ
ている。低温形成による反射防止膜３２はこのλ／２位
相差板２６を青板ガラス２４上に貼った後に形成されて
いる。

【００４８】偏光ビームスプリッタ３６、選択的に設け
られたλ／２位相差板２６、および、矩形状に構成され
たレンズ群３３とにより、ランダムな偏光軸を持つ光線
（以下、「ランダムな偏光光」という）を、一方向の偏
光軸を持つ光線に変換する、偏光変換装置が構成されて
いる。このシステムについて説明する。レンズ群３３は
白板ガラス２２と青板ガラス２４を一枚ずつ接着したブ
ロックの研磨面状での幅と同じピッチのレンズの集合体
である。光がレンズ群３３に入射すると、屈折して、光
２７のように白板ガラス２２の研磨面に集光される。こ
の研磨面には、反射防止膜３１があり、ここでの光の損
失はなく、ほぼすべての光が白板ガラス２２内に入射す
る。偏光分離膜２３により、光２７はＰ偏光光２９とＳ
偏光光２８に分離される。Ｓ偏光光２８はアルミの反射
膜２５で反射された後、反射防止膜３２を通って出射す
る。λ／２位相差板２６の光軸は、Ｐ偏光光の偏光軸に
対して４５度に設定されている。したがって、Ｐ偏光光
２９は、λ／２位相差板で偏光軸が９０度回転して、Ｓ
偏光光２８と同じ偏光軸をもつＳ偏光光３０になる。以
上のように、本実施例によればランダムな偏光光２７か
ら、偏光軸の揃った偏光光２８、３０を得ることができ
る。以上のように本実施例では偏光ビームスプリッタ３
６をレンズ群３３やλ／２位相差板２６と組み合わせた
り、低温形成の反射防止膜３１、３２を表面に付けたり
して、効率よくランダムな偏光光から一種類の偏光光を
作り出す偏光変換装置を実現している。

【００４９】本例の偏光ビームスプリッタ３６は、一方
の板ガラスに無機物質からなる多層薄膜で構成された偏
光分離膜を蒸着し、もう一方の板ガラスにアルミの反射
膜を蒸着した後に、切断して、研磨したので板ガラスの
厚みに応じて薄い板状の構成まで可能である。また、偏
光分離膜２３による反射光が通過する光路長の長い方の
板ガラスを白板ガラス２２にしたことで、そこでの光の
吸収を抑えられる効果がある。また、他方を青板ガラス
２４としているが、白板ガラス２２と青板ガラス２４の
区別は容易である。従って、左右の最外部に位置するガ
ラスを一方は白ガラス、他方を青板ガラスとしておくこ
とで、偏光分離膜と反射膜の位置が容易に区別できるこ
とになる。よって、アルミの反射膜２５と白板ガラス２
２との間に無機物質からなる薄膜を設け、反射率をかな
り高めたような場合に、偏光分離膜と反射膜の反射面の
配置を反対にしてしまい、その効果を無駄にしてしまう
ようなこともなくなる。

【００５０】また、本例では、ガラス板を貼り合わせた
後、切断研磨することにより、偏光変換装置を製造して
いるので、ピッチが細かく、小型の偏光変換装置を提供
することが可能となる。また、繰り返しピッチが細かく
なったときには、図５に示すようにλ／２位相差板３８
を短冊状に窓を開けた構成とし、これを偏光ビームスプ
リッタ３７の光出射面側に設ければよい。

【００５１】以上説明したように、上記の製造方法によ
れば、無機物質の多層薄膜等で構成された偏光分離膜を
表面に有する板ガラスと、反射膜を表面に有する板ガラ
スとを交互に貼り合わせたガラスブロックから、貼り合
わせ面に対して所定の角度で切り出すことにより、偏光
ビームスプリッタにおける偏光分離膜と反射面の繰り返
し構造を、板ガラスの厚さと数量に応じて設定できる。
つまり、細かい繰り返しで、多くの繰り返し構造を薄い
板の中に偏光ビームスプリッタとして、構成することが
可能となり、また、各面の平行性は板ガラスの精度で決
まるので、容易に精度の高い平行度が得られるととも
に、偏光分離面と反射面の、繰り返しピッチの精度も高
く構成することができる。さらに、光の光入射面と光出
射面が均一であるため、位相差板を貼ったり、反射防止
膜を付ける等の処理がしやすい。

【００５２】また、製法については、個々の偏光分離膜
と反射膜の面の研磨が不要であること、繰り返されてい
る偏光分離膜と反射膜の平行度が、個々の四面体プリズ
ムの貼り合わせ構造に比べて高いこと、偏光分離面や反
射面の割れやかけがないこと、同じ構造で、同様の特性
を有する偏光ビームスプリッタが、板ガラスの切り出し
によって数多く容易に作れるといった効果がある。ま
た、偏光分離膜や反射膜の蒸着は板ガラスのまま行える
ので、蒸着方法も特殊なものは必要がなく、膜の特性の
検査も容易である。検査が容易であれば、特性も出しや
すく、生産も安定する。

【００５３】また、偏光分離膜を有する一枚の板ガラス
と反射膜を有する一枚の板ガラスとを貼り合わせること
により基本構成ガラス体を作成することで、有効な光が
通過する貼り合わせにおける気泡や、接着むらを抑える
ことができる。

【００５４】また、板ガラスとしてフロートガラスを使
うことで、偏光分離膜と反射膜の繰り返し精度を容易に
安価に上げることができる。

【００５５】また、偏光ビームスプリッタの光出射面に
偏光状態を揃える偏光変換手段を設けることにより、ラ
ンダムな偏光光を、同じ偏光状態を有する偏光光に変換
する偏光変換装置を構成することができる。このような
偏光変換装置を液晶プロジェクター等の投写型表示装置
に応用すれば、光源から出射された光のほとんどを照明
光として利用することができるため、その投写画像の明
るさを格段に向上させることが可能となる。なお、以上
に述べた例では、λ／２位相差板を偏光ビームスプリッ
タの光出射面に選択的に設けることでこの構成を達成し
ているが、偏光変換を行なう手段としては、この方法に
限られるものではない。

【００５６】また、無機物質の薄膜からなる反射防止膜
を偏光ビームスプリッタの表面に低温形成することで、
偏光ビームスプリッタ内に使われている接着剤を痛める
ことなく、表面での光の損失を防ぐ構造を実現すること
ができる。特に、表面に前述の偏光変換手段を設け、λ
／２位相差板を貼り付けた後、反射防止膜を低温形成す
れば、その効果が大きい。

【００５７】また、両端部に割れ、欠け防止用のダミー
ガラスを貼り合わせて構成することで、両端部に存在す
る偏光分離膜を割れや欠けにより損なうことがなくな
る。つまり、その部分を通過する光を無駄にすることが
ない。なお、前に述べた例では、両端部にダミーガラス
を設けているが、片側にのみ設ける構成としても良い。

【００５８】また、偏光分離膜が蒸着された板ガラス
と、反射膜が蒸着された板ガラスのうち、一方を白板ガ
ラスまたは無アルカリガラス、他方を色付きガラスとす
ることで、偏光分離面と反射面の位置を明確にできるの
で、表裏の区別を容易に付けることが可能となる。

【００５９】なお、反射膜としては、アルミニウム膜以
外のものを使用することができ、例えば誘電多層膜を使
用することができる。アルミニウム製の反射膜を用いれ
ば、光の入射角度に反射率が依存せず、偏光ビームスプ
リッタから出射される光に色むらが生じにくいという効
果がある。一方、誘電体多層膜（誘電体薄膜）で構成さ
れた反射膜を用いれば、反射率を高めることが可能とな
る。

【００６０】また、光源と、複数の矩形レンズからなる
第一のレンズ板と、前記第一のレンズ板を構成する複数
の矩形レンズ板と同数の集光レンズからなる第二のレン
ズ板により、インテグレーター照明系を構成し、これと
上記の偏光変換装置を組み合わせることにより、光源か
ら出射されたランダムな偏光光を、同じ偏光状態を有す
る偏光光に変換する偏光照明装置を得ることができる。
従来の投写型表示装置では、Ｐ偏光光束、または、Ｓ偏
光光束のうちのいずれか一方が液晶パネル等の変調素子
に設けられた偏光板で吸収されていたが、この偏光照明
装置を用いれば、係る光の吸収は発生しない。よって、
光の利用効率が高く、明るい投写型表示装置を得ること
ができる。

【００６１】また、上記の偏光変換装置とインテグレー
ター照明系とを組み合わせて液晶プロジェクター等の投
写型表示装置を構成すれば、明るくむらのない画面が得
られる。また、さらに照明の均一性と明るさを向上させ
ることを目的として、インテグレーター照明系を構成す
るレンズ板のレンズの分割数を増やしたとしても、上記
の偏光変換装置の構成によれば、それに対応して偏光ビ
ームスプリッタの偏光分離膜の数を増やすことが容易に
可能である。すなわち、貼り合わせる板ガラスの厚みを
薄くして、数を増やせばよい。また、偏光分離膜の数が
増えれば増えるほど、偏光ビームスプリッタの自体の大
きさは薄くなっていくので、光学系の中に配置すること
もさらに容易となる。したがって、上記の偏光変換装置
を用いれば、照明むらがなく明るい投写型表示装置を提
供することができる。

【００６２】Ｂ．第２実施例：図６は、第２実施例によ
る偏光ビームスプリッタの製造に使用される板ガラスブ
ロックの斜視図である。また、図７（Ａ）はその平面
図、図７（Ｂ）は正面図である。図６に示す板ガラスブ
ロックは、互いに貼り合わされた６つの基本構成ガラス
体８０，８１と、それらの両端に貼り付けられたダミー
ガラス８２，８４とを有している。各基本構成ガラス体
８０，８１は、図１に示す第１実施例の基本構成ガラス
体と同じ構成を有しており、同じ工程に従って製造され
る。

【００６３】図６および図７（Ｂ）から解るように、６
つの基本構成ガラス体８０，８１の中で、右から３番目
の基本構成ガラス体８１の高さ方向の位置が、他の基本
構成ガラス体８０から上方に高さＨ０だけ突出してい
る。突出高さＨ０の値としては、板ガラスブロックの高
さＨ（本例では約７０ｍｍ）に対し、３％程度（すなわ
ち本例では約２ｍｍ程度）の値が好ましい。

【００６４】図７（Ｂ）から解るように、この板ガラス
ブロックの上端面では１つの基本構成ガラス体８１のみ
が突出して凸部を形成しており、下端面ではこの基本構
成ガラス体８１が凹部を形成している。従って、この板
ガラスブロックから切り出された偏光ビームスプリッタ
では、この凸部と凹部から、その上下を判断しやすいと
いう利点がある。

【００６５】なお、図６と図７（Ａ）において、上方に
突出している基本構成ガラス体８１の上面に斜線を付し
たのは、単に図を見やすくするためである。実際には、
他の基本構成ガラス体と識別するための特別な色を付け
る必要はない。

【００６６】この板ガラスブロックを、切断面８４ａ，
８４ｂに沿って切断することによって、１つの偏光ビー
ムスプリッタとして使用される基板ブロック（透光性ブ
ロック）を切り出すことができる。

【００６７】図８は、図７（Ａ）の切断面８４ａ，８４
ｂによって切り出された基板ブロックから、液晶プロジ
ェクタ用の偏光分離装置を製造する工程を示す説明図で
ある。まず、図８（Ａ）に示すように、切り出された基
板ブロックの両端を、光入射面８５と光出射面８６にほ
ぼ垂直に切断することによって、略直方体の偏光ビーム
スプリッタ８９（図８（Ｂ））を得る。このとき、ダミ
ーガラス８２，８４の一部が切断されて、光出射面８６
側に一部が残る状態になる。なお、図８においては、偏
光分離膜８７を実線で描き、反射膜８８を破線で描いて
いる。切断された偏光ビームスプリッタ８９の光入射面
８５および光出射面８６は、それぞれ平坦に研磨され
る。図９は、こうして作成された偏光ビームスプリッタ
８９の斜視図である。

【００６８】図８（Ａ）の切断においては、偏光ビーム
スプリッタ８９の寸法が所定の設定値通りになるよう
に、高精度に切断することが好ましい。このとき、上方
に突出している基本構成ガラス体８１の突出部（突起
部）を、切断面を決定する時の基準位置として用いるこ
とができる。例えば、図８（Ａ）に示すように、突出部
の右端を基準として、その左右に幅Ｌ１，Ｌ２をとるよ
うに切断することが可能である。こうすれば、この２つ
の幅の寸法を、設定値に高精度で合わせることが可能と
なる。

【００６９】突出している基本構成ガラス体８１とその
左隣りの基本構成ガラス体８０との境界面は、偏光ビー
ムスプリッタ８９の長手方向のほぼ中央に位置してい
る。従って、その突出部を基準として切断すれば、これ
らの基本構成ガラス体８１，８０の境界面が、偏光ビー
ムスプリッタ３２０の中央の所定の位置にくるように、
正確に切断することができる。

【００７０】ところで、通常の光源は中心部の照度が高
いので、偏光ビームスプリッタ８９の中央部を通過する
光量が最も大きい。従って、偏光ビームスプリッタの中
央部における偏光分離膜や反射膜の位置精度が、偏光ビ
ームスプリッタの変換効率に大きな影響を与える。従っ
て、上述したように、略中央部の突出部を基準として偏
光ビームスプリッタの両端を切断するようにすれば、偏
光ビームスプリッタの中央部の偏光分離膜や反射膜の位
置精度を高めることができ、偏光ビームスプリッタの変
換効率を高めることが可能である。

【００７１】図８（Ｂ）の工程では、偏光ビームスプリ
ッタ８９の光出射面８６側に、選択位相差板３８０を貼
りつける。選択位相差板３８０は、λ／２位相差板３８
１と、無色透明な部分とが、偏光ビームスプリッタ８９
を構成する複数の板ガラスの光出射面上に交互に設けら
れた板状体である。

【００７２】図８（Ｃ）の工程では、偏光ビームスプリ
ッタ８９の光入射面側に、集光レンズアレイ３１０が貼
り合わされる。集光レンズアレイ３１０は、それぞれ略
矩形の多数の集光レンズ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にも、突
出部３１３（斜線を付した部分）が設けられている。偏
光ビームスプリッタ３２０と集光レンズアレイ３１０を
貼り合わせる際には、貼り合わせ用の治具（図示せず）
に、偏光ビームスプリッタ８９と集光レンズアレイ３１
０の突出部にそれぞれ合致する凹部を設けておき、この
凹部に偏光ビームスプリッタ８９の突出部と集光レンズ
アレイ３１０の突出部をそれぞれはめ込む。こうすれ
ば、偏光ビームスプリッタ８９と集光レンズアレイ３１
０の相互の位置を高精度に決定できる。

【００７３】なお、図８（Ａ）において説明したよう
に、偏光ビームスプリッタ８９は、上方の突出部または
下方の凹部を基準として高精度な寸法に切り出されてい
る。このように、偏光ビームスプリッタ８９自体の寸法
精度が高いので、集光レンズアレイ３１０と貼り合わせ
る際に、偏光ビームスプリッタ８９の外形（突出部を含
まない形や寸法）を基準として、集光レンズアレイ３１
０や他の構成要素との位置決めを行うようにしてもよ
い。

【００７４】このように、偏光ビームスプリッタ８９を
構成する複数の基本構成ガラス体の少なくとも一部を、
他の基本構成ガラス体から突出するようにずらすことに
よって、偏光ビームスプリッタ８９の寸法精度を高める
ことができる。また、偏光ビームスプリッタ８９と、他
の偏光分離装置や他の機器とを組み合わせる時に、偏光
ビームスプリッタ８９の位置決め精度を高めることがで
きる。

【００７５】Ｃ．第３実施例：図１０は、本発明の偏光
ビームスプリッタの製造方法の第３の例を示す斜視図で
ある。また、図１１（Ａ）はその平面図、図１１（Ｂ）
は正面図である。図１０および図１１（Ｂ）から解るよ
うに、この板ガラスブロックを構成する複数の板ガラス
の中で、ほぼ中央にある２枚の板ガラス３２１，３２２
は、他の板ガラス３２３よりも高さが高く、上下に突出
している。また、板ガラスブロックの右端には、ダミー
ガラス３２４が接着されている。板ガラスブロックの左
端には、ダミーガラスは設けられていない。なお、この
実施例の構成では、前述した第１、第２実施例と異な
り、基本構成ガラス体が不要である。基本構成ガラス体
８０，８１を用いずに、ガラス板を一枚ずつずらすよう
にすれば、基板ブロックから偏光ビームスプリッタ切り
出す際のガラスの無駄を減らすことができる。

【００７６】図１０と図１１（Ａ）において２枚の板ガ
ラス３２１，３２２の上面に斜線を付したのは、単に図
を見やすくするためである。実際には、他の板ガラス３
２３と識別するための特別な色を付ける必要はない。

【００７７】図１１（Ｂ）に示すように、２枚の板ガラ
ス３２１，３２２の中央にある境界面（界面）は、板ガ
ラスブロックの長手方向のほぼ中央に位置している。こ
れらの板ガラスブロックの上方の突出高さＨ１と下方の
突出高さＨ２は、互いに等しい値に設定してもよく、ま
た、異なる値に設定してもよい。突出高さＨ１，Ｈ２の
値としては、板ガラスブロックの高さＨ（本例では約７
０ｍｍ）に対し、３％程度（すなわち本例では約２ｍｍ
程度）の値が好ましい。上下の突出高さＨ１，Ｈ２を異
なる値に設定すれば、この板ガラスブロックから切り出
された偏光ビームスプリッタの上下を判断しやすいとい
う利点がある。

【００７８】この板ガラスブロックを、切断面３２８
ａ，３２８ｂに沿って切断することによって、１つの偏
光ビームスプリッタとして使用される基板ブロックを切
り出すことができる。

【００７９】図１２は、図１１（Ｂ）の切断面３２８
ａ，３２８ｂによって切り出された基板ブロック（基板
ブロック）から、液晶プロジェクタ用の偏光分離装置を
製造する工程を示す説明図である。まず、図１２（Ａ）
に示すように、切り出された基板ブロックの両端を、光
入射面３２７と光出射面３２６にほぼ垂直に切断するこ
とによって、略直方体の偏光ビームスプリッタ３２０
（図１２（Ｂ））を得る。このとき、ダミーガラス３２
４の一部が切断されて、光出射面３２６側に一部が残る
状態になる。なお、図１２においては、偏光分離膜３３
１を実線で描き、反射膜３３２を破線で描いている。切
断された偏光ビームスプリッタ３２０の光入射面３２７
および光出射面３２６は、それぞれ平坦に研磨される。
図１３は、こうして作成された偏光ビームスプリッタ３
２０を示す斜視図である。

【００８０】図１２（Ａ）の切断においては、偏光ビー
ムスプリッタ３２０の寸法が所定の設定値通りになるよ
うに、高精度に切断することが好ましい。このとき、上
下に突出している板ガラス３２１，３２２の突出部（突
起部）を、切断面を決定する時の基準位置として用いる
ことができる。例えば、図１２（Ａ）に示すように、突
出部の右端を基準として、その左右に幅Ｗ１，Ｗ２をと
るように切断することが可能である。こうすれば、この
２つの幅の寸法を、設定値に高精度で合わせることが可
能となる。

【００８１】前述したように、突出している板ガラス３
２１，３２２は、偏光ビームスプリッタ３２０の長手方
向のほぼ中央に位置している。従って、その突出部を基
準として切断すれば、これらの板ガラス３２１，３２２
の境界面が、偏光ビームスプリッタ３２０の中央の所定
の位置にくるように、正確に切断することができる。

【００８２】ところで、前に述べたように、通常の光源
は中心部の照度が高いので、偏光ビームスプリッタ３２
０の中央部を通過する光量が最も大きい。従って、偏光
ビームスプリッタの中央部における偏光分離膜や反射膜
の位置精度が、偏光ビームスプリッタの変換効率に大き
な影響を与える。従って、上述したように、略中央部の
突出部を基準として偏光ビームスプリッタの両端を切断
するようにすれば、その中央部の偏光分離膜や反射膜の
位置精度を高めることができ、偏光ビームスプリッタの
変換効率を高めることが可能である。

【００８３】図１２（Ｂ）の工程では、偏光ビームスプ
リッタ３２０の光出射面側に、選択位相差板３８０を貼
りつける。選択位相差板３８０は、λ／２位相差板３８
１と、無色透明な部分とが、偏光ビームスプリッタ３２
０を構成する複数の板ガラスの光出射面上に交互に設け
られた板状体である。

【００８４】図１２（Ｃ）の工程では、偏光ビームスプ
リッタ３２０の光入射面側に、集光レンズアレイ３１０
が貼り合わされる。集光レンズアレイ３１０は、それぞ
れ略矩形の多数の集光レンズ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に
も、突出部３１３（斜線を付した部分）が設けられてい
る。偏光ビームスプリッタ３２０と集光レンズアレイ３
１０を貼り合わせる際には、貼り合わせ用の治具（図示
せず）に、偏光ビームスプリッタ３２０とや集光レンズ
アレイ３１０の突出部にそれぞれ合致する凹部を設けて
おき、この凹部に偏光ビームスプリッタの突出部と集光
レンズアレイ３１０の突出部をそれぞれはめ込む。こう
すれば、偏光ビームスプリッタ３２０と集光レンズアレ
イ３１０の相互の位置を高精度に決定できる。

【００８５】なお、図１２（Ａ）において説明したよう
に、偏光ビームスプリッタ３２０は、中央の突出部を基
準として高精度な寸法に切り出されている。すなわち、
偏光ビームスプリッタ３２０自体の寸法精度が高いの
で、集光レンズアレイ３１０と貼り合わせる際に、偏光
ビームスプリッタ３２０の外形（突出部を含まない形や
寸法）を基準として、集光レンズアレイ３１０や他の構
成要素との位置決めを行うようにしてもよい。

【００８６】偏光ビームスプリッタ３２０の端部に設け
られたダミーガラス３２４は、以下に説明するように、
選択位相差板３８０を剥がれにくくするという効果があ
る。図１４は、ダミーガラス３２４の効果を示す説明図
である。図１４（Ａ）は、選択位相差板３８０が正常な
位置に貼りつけられている状態を示し、図１４（Ｂ），
（Ｃ）は選択位相差板３８０が、図１４（Ａ）の状態か
らやや下にずれた状態を示している。但し、図１４
（Ｂ）の構成では、ダミーガラス３２４ａが下端に設け
られている。図１４（Ｃ）は、ダミーガラスが省略され
た場合を示している。図１４（Ｃ）のようにダミーガラ
スが無いと、選択位相差板３８０が正規の位置から多少
ずれた場合に、選択位相差板３８０の端部が偏光ビーム
スプリッタ３２０の端部から外に突出してしまう。この
結果、選択位相差板３８０が剥がれやすくなる。これに
対して、図１４（Ｂ）のように、偏光ビームスプリッタ
３２０の端部にダミーガラス３２４ａを設けている場合
には、選択位相差板３８０の端部がダミーガラス３２４
ａの上に乗っている。従って、選択位相差板３８０が剥
がれにくいという利点がある。

【００８７】このように、偏光ビームスプリッタ３２０
の光入射面および反射面に隣接する４つの側面のうち
で、偏光分離膜や反射膜の面（すなわち複数の板ガラス
の界面）にほぼ垂直に形成された２つの側面において、
いくつかの板ガラスが突出するようにすれば、偏光ビー
ムスプリッタ３２０の寸法精度を高めることができる。
また、偏光ビームスプリッタ３２０と、他の偏光分離装
置や他の機器とを組み合わせる時に、偏光ビームスプリ
ッタ３２０の位置決め精度を高めることができる。

【００８８】なお、突出させる部分は、１カ所に限ら
ず、複数箇所で突出させるようにすることも可能であ
る。また、１カ所の突出部で突出させる板ガラスの枚数
は、２枚に限らず、１枚以上の任意の枚数の板ガラスを
突出させることができる。

【００８９】上記のような突出部の代わりに、偏光ビー
ムスプリッタの位置決めの際に使用可能な他の種類の位
置識別部（マーカー部）を設けるようにしてもよい。位
置識別部としては、凹部や、他の部分と異なる色が端面
付されたガラス部分や、特定のマークが刻印されたガラ
ス部分、などが考えられる。なお、刻印も、広義の凹部
の一種である。

【００９０】なお、２種類の板ガラス３２１，３２２と
しては、青色フロートガラスを用いることが可能であ
る。この場合には、フロートガラスの表面の平坦度が高
いので、その表面の研磨は不要である。また、２種類の
板ガラス３２１，３２２の一方を青板ガラス、他方を白
板ガラスとすれば、これらの色に基づいて、偏光分離膜
３３１と反射膜３３２の位置を容易に識別することがで
きる。

【００９１】Ｄ．第４実施例：図１５は、本発明の偏光
ビームスプリッタの製造方法の第４の例を示す斜視図で
ある。また、図１６（Ａ）はその平面図、図１６（Ｂ）
は正面図である。図１７は、図１６（Ａ）の切断面３２
８ａ，３２８ｂで切断された後、その両端を図１２
（Ａ）と同様に切り落とすことによって作成された偏光
ビームスプリッタ３２０ａを示す斜視図である。図１５
および図１６（Ｂ）から解るように、この板ガラスブロ
ックを構成する複数の板ガラスの中で、２枚の板ガラス
３２１ａ，３２２ａは、他の板ガラス３２３よりも上方
に突出している。但し、第３実施例と異なり、これらの
板ガラス３２１ａ，３２２ａは下方には突出しておら
ず、その下面は、他の板ガラス３２３の下面と同一平面
を形成している。換言すれば、この板ガラスブロックか
ら切り出される偏光ビームスプリッタでは、偏光分離膜
や反射膜の面とほぼ直行する２つの側面のうちの一方の
側面において、板ガラスが突出している。このように、
突出部を１つの側面のみに設けているので、偏光ビーム
スプリッタの上下を識別することが容易であるという利
点がある。

【００９２】また、これらの２枚の板ガラス３２１ａ，
３２２ａは、長手方向に沿った中央部にはなく、一方に
偏った位置にある点も、第３実施例とは異なっている。
このように、突出部が偏光ビームスプリッタの長手方向
の中央部からずれているので、偏光ビームスプリッタの
光入射面と反射面とを突出部から識別することができる
という利点もある。なお、突起部を長手方向の中央から
ずらす量は、板ガラス２枚分程度が好ましい。

【００９３】ところで、偏光ビームスプリッタの光入射
面と反射面とを間違えると、以下に示すような不具合が
ある。図１８は、偏光ビームスプリッタの光入射面と反
射面とを間違えた場合の不具合を示す説明図である。図
１８（Ａ）は、偏光ビームスプリッタ単体の機能を示し
ている。偏光ビームスプリッタにランダムな偏光光方向
の光が入射されると、まず、偏光分離膜３３１でｐ偏光
成分とｓ偏光成分が分離される。例えば、ｐ偏光成分
は、偏光分離膜３３１をそのまま透過し、ｓ偏光成分は
ほぼ垂直に反射される。ｓ偏光成分は、反射膜３３２に
よって反射されて出射される。

【００９４】図１８（Ｂ）は、この偏光ビームスプリッ
タ３２０の光出射面に選択位相差板３８０を貼りつけ、
また、光入射面側の前に遮光プレート３４０を設けて、
ランダムな偏光光からｐ偏光光を得るようにした偏光変
換素子を示している。この遮光プレート３４０には、光
を遮断する遮光部３４１と、光を透過させる透光部３４
２とが交互に形成されている。従って、遮光プレート３
４０は、遮光プレート３４０上の位置に応じて透過する
光束を制御する機能を有している。ところで、この偏光
ビームスプリッタ３２０を用いて、いわゆるインテグレ
ータ光学系を構成する場合には、偏光ビームスプリッタ
３２０の光入射側にマトリクス状に配列された複数の小
レンズを有するレンズ板が配置され、また、光出射側に
は集光レンズが配置される。遮光部３４１と透光部３４
２の配列の仕方は、これらの小レンズによる集光像が偏
光ビームスプリッタ３２０の偏光分離面上のみに形成さ
れるように設定されている。遮光プレート３４０として
は、本例のように平板状の透明体（例えばガラス板）に
遮光性の膜（例えばクロム膜やアルミニウム膜）を部分
的に形成したものや、或いは、例えばアルミニウム板の
ような遮光性の平板に開口部を設けたもの等を使用でき
る。特に、遮光性の膜を利用して遮光面を形成する場合
には、遮光性の膜を集光レンズアレイや偏光ビームスプ
リッタ３２０上に直接形成しても同様の機能を発揮させ
ることができる。

【００９５】透光部３４２を通過した光は、偏光分離膜
３３１でｐ偏光成分とｓ偏光成分とに分離される。ｐ偏
光成分は、偏光分離膜３３１をそのまま透過して出射さ
れる。一方、偏光分離膜３３１で反射されたｓ偏光成分
は、反射膜３３２によって反射された後に、λ／２位相
差板３８１によってｐ偏光光に変換されて出射される。
従って、この偏光変換素子からは、ｐ偏光光のみが出射
される。

【００９６】図１８（Ｃ）は、偏光ビームスプリッタ３
２０の表裏を逆にした状態を示している。遮光プレート
３４０は、出射光の光量が最大となる位置に位置決めさ
れる。図１８（Ｃ）のように偏光ビームスプリッタ３２
０の表裏を逆にすると、出射される偏光成分が逆になっ
てしまうという不具合がある。これは、後述する投写型
表示装置に偏光ビームスプリッタを組み込む際に問題と
なる。これは、後述するような投写型表示装置（図２
０）に偏光ビームスプリッタを組み込む場合に問題とな
る。すなわち、図２０に示す投写型表示装置において偏
光ビームスプリッタは、λ／２位相差板との組み合わせ
により、光源部１００からの光を一種類の偏光光束（ｐ
偏光光束またはｓ偏光光束）に変換するために用いられ
る。一方、偏光ビームスプリッタとλ／２位相差板をそ
なえた光学要素３００から出射された光を変調する手段
として設けられている液晶パネル８０３、８０５、８１
１の光入射面側には、コントラストを向上させる為、通
常、ｐ偏光光束、あるいはｓ偏光光束のいずれか一方の
みを選択透過させる偏光板が形成されていることが多
い。よって、出射される偏光成分が逆になると液晶パネ
ル８０３、８０５、８１１の光入射面側に形成されてい
る偏光板で光が吸収されてしまい、投射型表示装置とし
て成立しないおそれがある。

【００９７】また、図１８（Ｃ）の場合には、図１８
（Ｂ）に比べて、光が入射してから出射するまでに、接
着剤層３２５を通過する回数が増加している。接着剤層
３２５は、光を吸収するので、偏光変換素子の効率が低
下するという不具合もある。

【００９８】このように、偏光ビームスプリッタの表裏
を逆にすると、種々の不具合が発生する可能性がある。
そこで、図１５および図１６に示すような方法により、
一方の側面で、かつ中心よりもずれた位置に突出部（位
置識別部）を有する偏光ビームスプリッタを形成すれ
ば、その表裏を容易に識別できるので、このような不具
合を防止できるという利点がある。また、第４実施例で
は、突出部を設けることによって、偏光ビームスプリッ
タの寸法精度を高めることができるという、第３実施例
と同様な利点もある。さらに、偏光ビームスプリッタ
と、他の偏光分離装置や他の機器とを組み合わせる時
に、偏光ビームスプリッタの位置決め精度を高めること
ができるという利点もある。

【００９９】図１９は、上記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５００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５０
０は、光源部１００と、偏光発生装置４００とを備えて
いる。光源部１００は、ｓ偏光成分とｐ偏光成分とを含
むランダムな偏光光方向の光束を出射する。光源部１０
０から出射された光束は、偏光発生装置４００によって
偏光光方向がほぼ揃った一種類の直線偏光光に変換され
て、照明領域９０を照明する。

【０１００】光源部１００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１
０１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４００に入射する。光源部１００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。

【０１０１】偏光発生装置４００は、第１の光学要素２
００と、第２の光学要素３００とを備えている。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。

【０１０２】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。集光レンズアレイ３１０は、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２００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３
１０の中心も、光源光軸Ｒと一致するように配置されて
いる。

【０１０３】光源部１００は、ランダムな偏光光方向を
有するほぼ平行な白色の光束を出射する。光源部１００
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１９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２０１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。

【０１０４】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の１／２に設定されている。前述したよう
に、光源部１００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、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１０１の光源像を結像させることがで
きる。

【０１０５】偏光ビームスプリッタアレイ３２０に入射
された光束は、すべてｓ偏光光またはｐ偏光光に変換さ
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２０
１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。

【０１０６】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。

【０１０７】以上のように、図１９に示す偏光照明装置
５００は、ランダムな偏光光方向を有する白色の光束を
特定の偏光光方向の光束（ｓ偏光光またはｐ偏光光）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。

【０１０８】図２０は、図１９に示す偏光照明装置５０
０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
５００と、ダイクロイックミラー８０１，８０４と、反
射ミラー８０２，８０７，８０９と、リレーレンズ８０
６，８０８，８１０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。

【０１０９】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。

【０１１０】青光緑光反射ダイクロイックミラー８０１
は、偏光照明装置５００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８０４も透過する。

【０１１１】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１９における照明領域９０に相当する。

【０１１２】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。

【０１１３】この投写型表示装置８００では、光変調手
段として、特定の偏光光方向の光束（ｓ偏光光またはｐ
偏光光）を変調するタイプの液晶パネル８０３，８０
５，８１１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、偏光光板が発熱するという問題が生じ
る。しかし、図２０に示す投写型表示装置８００では、
偏光照明装置５００によって、液晶パネル８０３，８０
５，８１１を通過する特定の偏光光方向の光束を生成し
ているので、液晶パネルの偏光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。

【０１１４】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。

【０１１５】図２１は、本発明による偏光変換装置を用
いた他の投写型表示装置の構成例の概略断面図を示す。
光源であるランプ６３からほぼ平行に出射された光は第
１のレンズ板５１の複数の矩形状のレンズ群５１−ａを
通って、同数のレンズ群５２−ａを有する第２のレンズ
板５２方向へ集まっていく。第１のレンズ板５１と第２
のレンズ板５２は、インテグレーター照明系を構成して
いる。つまり、ランプ６３からの光束をレンズ群５１−
ａで分割し、分割された光束をレンズ群５２−ａを用い
て、液晶パネル６０上に重ね合わせることで、均一な照
明を実現している。また、５５は偏光ビームスプリッタ
であるが、これは、先に説明したように、無機物質から
なる多層薄膜で構成された偏光分離膜をつけた板ガラス
と、アルミからなる反射膜を蒸着した板ガラスを交互に
貼り合わせた後に、斜めに切断して、切断面を研磨する
といった方法で、作成されている。

【０１１６】さて、レンズ群５１−ａによる集光光線５
４は、偏光ビームスプリッタ５５内の偏光分離膜上に集
光される。ランダムの偏光成分を持つ集光光線５４のう
ち、偏光分離膜においてＰ偏光光が透過され、Ｓ偏光光
が反射される。Ｓ偏光光は反射膜で反射された後に、偏
光ビームスプリッタ５５から出射する（Ｓ偏光光線５
８）。一方、Ｐ偏光光は偏光ビームスプリッタ５５の光
出射面側に選択的に設けられたλ／２位相差板６２を通
過する際に、偏光軸が９０度回転する。つまりＰ偏光光
線からＳ偏光光５７に変換されるわけである。コンデン
サーレンズ５６は、偏光ビームスプリッタ５５から出射
された光束を液晶パネル６０上に重ね合わせるためのレ
ンズである。液晶パネル６０は、画像情報に基づいて入
射された光束を変調し、変調された像が、投写レンズ６
１によって、スクリーン上に投影される。本例の投写型
表示装置は、従来ランプ出射光のうち一方の偏光成分し
か使われなかったシステムを、偏光ビームスプリッタ５
５を使うことで、すべての光の成分を使えるようにした
ものであり、光の損失が少ないため、明るい投写画像を
得ることが可能となっている。また、光の損失がなくな
るため、従来その損失が発熱となっていたが、その熱も
発生しなくなる。従って、装置を冷却するための冷却装
置を小型化、あるいは簡略化することが可能となるた
め、装置全体を小型、コンパクトに構成することができ
る。また、偏光ビームスプリッタ５５は板ガラスの貼り
合わせブロックから斜めに切り出して形成したので、薄
い板状に形成するできる。つまり、偏光ビームスプリッ
タのないインテグレーター光学系の一部にほんのわずか
のスペースを割いて挿入するだけで、明るい投写型表示
装置を構成することができる。

【０１１７】なお、インテグレーター光学系では、レン
ズの分割数が多ければ多いほど、ランプ６３の光線のむ
らを低減することができる。ここで、偏光ビームスプリ
ッタ５５は、インテグレータ光学系のレンズの分割数に
応じた数の、偏光分離膜と反射膜が必要となるが、本例
では偏光ビームスプリッタ５５が、板ガラスの貼り合わ
せにより形成されているため、レンズの分割数に応じ
て、多くの偏光分離膜、反射膜を有する偏光ビームスプ
リッタを容易に製造することができる。これは、従来の
三角プリズムの貼り合わせではプリズムの研磨、膜の蒸
着、貼り合わせ等に限度があるため、実現不可能であ
る。以上述べたように、板ガラスの貼り合わせブロック
から斜めに切り出した偏光ビームスプリッタを用いれ
ば、インテグレーター光学系を備えた投写型表示装置に
おいて、光の利用効率を高め、さらにむらのない均一な
画像を得ることができる。

【０１１８】Ｄ．その他：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。

【０１１９】図２２に本発明の偏光ビームスプリッタの
他の例を示す。本例では、偏光ビームスプリッタ４１
Ａ、４１Ｂが、その偏光分離膜４３，４７、および、反
射膜４５，４９が互いに向かい合うように並べて配置さ
れることにより、偏光ビームスプリッタ４０が構成され
ている。板ガラス４２上に無機物質からなる偏光分離膜
４３が蒸着され、板ガラス４４上には反射膜４５が蒸着
されている。また、板ガラス４６上には、無機物質から
なる偏光分離膜４７が蒸着され、板ガラス４８には反射
膜４９が蒸着されている。それぞれの偏光ビームスプリ
ッタ４１Ａ，４１Ｂは板ガラスに蒸着後、接着され、切
断されて板状に構成したものである。

【０１２０】偏光ビームスプリッタを偏光変換機構を持
った照明装置の偏光変換装置として用いる場合、ランプ
の光軸が偏光ビームスプリッタのほぼ中央を通る様に配
置される。このとき、図２３に示すように、偏光分離膜
４３，４７に入射する光の角度は一定ではない。一方、
偏光分離膜４３、４７は無機物質の多層薄膜でできてい
るので、光の入射角度が変わると、図２４に示したよう
に、透過や反射の特性が変わり、照明に左右非対称の色
付きが生じやすい。なお、図２４中で、実線は光源から
出射される光のスペクトル、点線は図２３中でθ₂ の角
度で入射した光の透過率曲線、一点鎖線はθ₁ の角度で
入射した光の透過率曲線を示す。そこで、本例の偏光ビ
ームスプリッタ４０のように、偏光分離膜４３と４７、
および、反射膜４５と４９とが左右対称に向かい合うよ
うに配置されていれば、そのような多層薄膜の角度依存
性を左右で相殺することができる。従って、照明領域全
体に渡ってむらのない照明が可能となる。このような偏
光変換装置をカラー画像を投写する投写型表示装置に採
用すれば、色むらの少なく質の良い画像が得られる。

【０１２１】さらに、この色つきを解消するためには、
次のような方法を採用することもできる。図２５は、光
源から出射される光のスペクトルのうち、各色光のピー
クに対応する波長の光の入射角度の違いによる透過率の
特性を示している。本例ではθ₀ は４５度、θ₁ は５０
度、θ₂ は４０度である。本例の偏光ビームスプリッタ
の偏光分離膜は、青色光のピーク波長である約４３５ｎ
ｍの光と、緑色光のピーク波長である約５５０ｎｍの光
が、４０度〜４５度の入射角度で入射した場合に、透過
率の差が５％以内となるようにしてある。また、図２５
に示されたスペクトルには赤色光のピークが存在しない
が、赤色光については約６１０ｎｍの光の入射角度変化
による透過率の差が５％以内となるようにしてある。換
言すれば、この偏光分離膜は、赤色光と緑色光と青色光
のそれぞれの主要な波長範囲における透過率の差が５％
以内となるように調整されている。なお、「各色光のピ
ーク」という言葉は、偏光分離膜に入射する光の各色光
の主要な波長範囲を意味している。

【０１２２】このように、各色光のピークに対応する波
長の光の入射角度の違いによる透過率の差が５％以内と
なるように調整すれば、強度の高い光が入射角度に依存
せずにほぼ均一に透過されるため、色むらを効果的に防
ぐことが可能となる。従って、本例の偏光ビームスプリ
ッタをカラー画像を投写する投写型表示装置に採用すれ
ば、色むらが少なく質の良い投写画像を得ることができ
る。

【０１２３】なお、図２５に示した偏光ビームスプリッ
タでは、角度θ₀ との差が±５％以内の入射光の透過率
変化が５％以内となるように制御しているが、角度θ₀
との差が±５度よりも大きい入射光が存在する場合に
は、θ₀ との差が±５度以上の入射光の透過率変化も５
％以内となるように制御すればよい。なお、角度θ₀ と
の差がどのくらいになるかは、レンズ群５１−ａ，５１
−ｂのピッチや第１のレンズ板５１から偏光分離膜４
３，４７までの距離等によって異なる。

【０１２４】さらに、図２５に示したように、赤色光の
ピークがはっきりしない光源光の場合には、赤色光の光
量が６００ｎｍから７５０ｎｍの波長範囲内、より好ま
しくは６００ｎｍから６２０ｎｍの波長範囲内で透過率
の差が５％以内となるように制御すればよい。６００ｍ
よりも低波長側だと黄色みがかった照明光となってしま
うため好ましくない。

【０１２５】さらに、図２５に示した光源から出射され
る光のスペクトルのうち、５７０ｎｍ付近のピークは照
明光の色バランスを不均一にしてしまう恐れがあるた
め、フィルタにより除去することが好ましい。

【０１２６】上述した第４実施例において、図１９に示
す偏光照明装置５００および図２０に示す投写型表示装
置８００では、図１７に示した偏光ビームスプリッタを
用いたが、この代わりに、図３に示した第１実施例の偏
光ビームスプリッタや、図９に示した第２実施例の偏光
ビームスプリッタ、あるいは、図１３に示した第３実施
例の偏光ビームスプリッタ、その他の実施例に示した偏
光ビームスプリッタを用いてもよい。

【０１２７】この発明は、投写面を観察する側から投写
を行う前方投写型の投写型表示装置のみでなく、投写面
を観察する側とは反対の方から投写を行う背面投写型表
示装置にも適用可能である。また、ライトバルブとして
は、透過型の液晶パネルではなく、反射型の液晶パネル
を用いることも可能である。

【０１２８】上記実施例では、板ガラスを用いて偏光分
離装置を作成していたが、板ガラスに限らず、光学ガラ
スやプラスチック等の他の透光性基板を用いることも可
能である。

【０１２９】

【産業上の利用可能性】この発明による偏光分離装置は
種々の投写型表示装置に適用可能である。また、この発
明による投写型表示装置は、例えばコンピュータから出
力された画像やビデオレコーダから出力された画像をス
クリーン上に投写して表示するために適用可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例の偏光ビームスプリッタの
製造方法を示す斜視図である。

【図２】図１に示す基板ブロックの平面図および正面
図。

【図３】第１実施例の偏光ビームスプリッタの斜視図お
よび断面図。

【図４】第１実施例の偏光ビームスプリッタとその偏光
ビームスプリッタを使った偏光変換装置の一実施例の断
面図である。

【図５】図４に示す偏光ビームスプリッタに、λ／２位
相差板を貼り付けた斜視図である。

【図６】第２実施例による偏光ビームスプリッタの製造
方法を示す斜視図である。

【図７】図６の板ガラスブロックの平面図および正面図
である。

【図８】図７（Ａ）の切断面８４ａ，８４ｂに沿って切
り出されたブロックから、液晶プロジェクタ用の偏光分
離装置を製造する工程を示す説明図である。

【図９】第２実施例の偏光ビームスプリッタの斜視図で
ある。

【図１０】第３実施例による偏光ビームスプリッタの製
造方法を示す斜視図である。

【図１１】図７の板ガラスブロックの平面図および正面
図である。

【図１２】図８（Ａ）の切断面３２８ａ，３２８ｂに沿
って切り出されたブロックから、液晶プロジェクタ用の
偏光分離装置を製造する工程を示す説明図である。

【図１３】第３実施例の偏光ビームスプリッタの斜視図
である。

【図１４】ダミーガラス３２４の効果を示す説明図であ
る。

【図１５】第４実施例による偏光ビームスプリッタの製
造方法を示す斜視図である。

【図１６】図１５の板ガラスブロックの平面図および正
面図である。

【図１７】第４実施例の偏光ビームスプリッタの斜視図
である。

【図１８】偏光ビームスプリッタの光入射面と反射面と
を間違えた場合の不具合を示す説明図である。

【図１９】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で
ある。

【図２０】偏光照明装置５００を備えた投写型表示装置
８００の要部を示した概略構成図である。

【図２１】本発明の投写型表示装置の他の実施例の平面
図である。

【図２２】本発明の偏光ビームスプリッタの実施例の斜
視図である。

【図２３】偏光分離膜への光の入射角度を示す説明図で
ある。

【図２４】入射光のスペクトルおよび入射角度に対する
偏光分離膜の透過率特性を示すグラフである。

【図２５】他の偏光分離膜における入射光のスペクトル
および入射角度に対する透過率の特性を示すグラフであ
る。

【図２６】従来の偏光ビームスプリッタの斜視図であ
る。

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１２年５月２９日（２０００．５．２
９）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】発明の名称

【補正方法】変更

【補正内容】

【発明の名称】 偏光分離装置並びに偏光変換装置の
製造方法

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正内容】

【特許請求の範囲】

【請求項１】 偏光分離装置の製造方法であって、
（ａ）複数の透光性基板を複数の界面を介して交互に貼
り合わせることによって、前記複数の界面に交互に設け
られた複数の偏光分離膜および複数の反射膜を有する複
合板材を形成する工程と、（ｂ）前記複合板材を前記複
数の界面に対して所定の角度で切断することによって、
ほぼ平行な光入射面と光出射面とを有する基板ブロック
を生成する工程と、（ｃ）前記基板ブロックの前記光入
射面と光出射面とを研磨する工程と、を備え、 前記工程（ａ）は、前記基板ブロックの側面の中で、前
記複数の界面にほぼ垂直に形成された２つの側面の少な
くとも一方に、前記偏光分離装置を位置決めする際に使
用可能な位置識別部を形成する工程を備えることを特徴
とする偏光分離装置の製造方法。

【請求項２】 請求項１記載の偏光分離装置の製造方法
であって、さらに、（ｄ）前記基板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、を備える偏光分
離装置の製造方法。

【請求項３】 請求項１または２記載の偏光分離装置の
製造方法であって、 前記工程（ａ）は、前記複数の透光性基板の少なくとも
一部を他の透光性基板からずらすことによって、前記位
置識別部としての突出部を形成する工程を備える、偏光
分離装置の製造方法。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００１

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００１】

【技術分野】本発明は偏光分離装置と偏光変換装置の製
造方法に関するものである。

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００４

【補正方法】削除

【手続補正５】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００５

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００５】

【発明の開示】

【手続補正６】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００６

【補正方法】削除

【手続補正７】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００７

【補正方法】削除

【手続補正８】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００８

【補正方法】削除

【手続補正９】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００９

【補正方法】削除

【手続補正１０】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１０

【補正方法】削除

【手続補正１１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１１

【補正方法】削除

【手続補正１２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１２

【補正方法】削除

【手続補正１３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１３

【補正方法】削除

【手続補正１４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１４

【補正方法】削除

【手続補正１５】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１５

【補正方法】削除

【手続補正１６】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１６

【補正方法】削除

【手続補正１７】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１７

【補正方法】削除

【手続補正１８】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１８

【補正方法】削除

【手続補正１９】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１９

【補正方法】削除

【手続補正２０】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２０

【補正方法】削除

【手続補正２１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２１

【補正方法】削除

【手続補正２２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２２

【補正方法】削除

【手続補正２３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２３

【補正方法】削除

【手続補正２４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２４

【補正方法】削除

【手続補正２５】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２５

【補正方法】削除

【手続補正２６】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２６

【補正方法】削除

【手続補正２７】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２７

【補正方法】削除

【手続補正２８】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２８

【補正方法】削除

【手続補正２９】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２９

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２９】本発明による偏光分離装置の製造方法は、
（ａ）複数の透光性基板を複数の界面を介して交互に貼
り合わせることによって、前記複数の界面に交互に設け
られた複数の偏光分離膜および複数の反射膜を有する複
合板材を形成する工程と、（ｂ）前記複合板材を前記複
数の界面に対して所定の角度で切断することによって、
ほぼ平行な光入射面と光出射面とを有する基板ブロック
を生成する工程と、（ｃ）前記基板ブロックの前記光入
射面と光出射面とを研磨する工程と、を備え、前記工程
（ａ）は、前記基板ブロックの側面の中で、前記複数の
界面にほぼ垂直に形成された２つの側面の少なくとも一
方に、前記偏光分離装置を位置決めする際に使用可能な
位置識別部を形成する工程を備えることを特徴とする。
この方法によれば、他の装置に使用する際に比較的正確
に位置決めすることが可能な偏光分離装置を製造するこ
とができる。

【手続補正３０】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３０

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３０】上記の方法において、さらに、（ｄ）前記
基板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。こうすれば、偏光分
離装置となる基板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、偏光分離装置を容易に
製造することができる。

【手続補正３１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３１

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３１】上記の方法において、前記工程（ａ）は、
前記複数の透光性基板の少なくとも一部を他の透光性基
板からずらすことによって、前記位置識別部としての突
出部を形成する工程を備えることが好ましい。こうすれ
ば、位置識別部としての突出部を容易にかつ精度良く形
成することができる。

【手続補正３２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３２

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３２】上記の方法において、前記基板ブロックを
形成した後、前記基板ブロックの両表面を構成する前記
基板のうち少なくとも一方の基板上にダミー基板を重ね
合せる工程をさらに有するようにしてもよい。

【手続補正３３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３３

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３３】また、上記の方法において、前記基板ブロ
ックを前記基板の面に対して所定の角度で切断した後、
両端部を切断するようにしてもよい。

【手続補正３４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３４

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３４】また、上記の方法において、前記光入射面
側、前記光出射面側の少なくとも一方に反射防止膜を設
けるようにしてもよい。

【手続補正３５】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３５

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３５】本発明による偏光変換装置の製造方法は、
（ａ）複数の透光性基板を複数の界面を介して交互に貼
り合わせることによって、前記複数の界面に交互に設け
られた複数の偏光分離膜および複数の反射膜を有する複
合板材を形成する工程と、（ｂ）前記複合板材を前記複
数の界面に対して所定の角度で切断することによって、
ほぼ平行な光入射面と光出射面とを有する基板ブロック
を生成する工程と、（ｃ）前記基板ブロックの前記光入
射面と光出射面とを研磨する工程と、（ｄ）前記光出射
面に、前記偏光分離膜により分離された２種類の偏光成
分を有する光を１種類の偏光成分を有する光に変換する
偏光変換手段を設ける工程と、を備え、前記工程（ａ）
は、前記基板ブロックの側面の中で、前記複数の界面に
ほぼ垂直に形成された２つの側面の少なくとも一方に、
前記偏光分離装置を位置決めする際に使用可能な位置識
別部を形成する工程を備えることを特徴とする。

───────────────────────────────────────────────────── 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 5/74 Ｈ０４Ｎ 5/74 Ａ Ｋ 9/31 9/31 Ｃ

Claims (35)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ランダムな偏光光方向を有する光を２種
   類の偏光成分を有する光に分離する偏光分離装置の製造
   方法であって、 第１の基板、偏光分離層、第２の基板、反射層の繰り返
   し構造を有する基板ブロックを形成する工程と、 前記基板ブロックを前記基板の面に対して所定の角度で
   切断する工程とを有することを特徴とする偏光分離装置
   の製造方法。
2. 【請求項２】 請求項１において、 前記基板ブロックを形成する工程は、 前記第１の基板上に前記偏光分離層を形成する工程と、 前記第２の基板上に前記反射層を形成する工程と、 前記偏光分離層が形成された前記第１の基板と、前記反
   射層が形成された前記第２の基板とを交互に重ね合る工
   程と、からなることを特徴とする請求項１記載の偏光分
   離装置の製造方法。
3. 【請求項３】 請求項２において、 前記偏光分離層が形成された前記第１の基板と、前記反
   射層が形成された前記第２の基板とを交互に重ねる工程
   において、前記基板ブロックを切断する角度に応じてそ
   の端面をずらしつつ前記第１の基板と前記第２の基板と
   を交互に重ねることを特徴とする偏光分離装置の製造方
   法。
4. 【請求項４】 請求項１において、 前記基板ブロックを形成する工程は、 前記第１の基板上に前記偏光分離層を形成する工程と、 前記第２の基板上に前記反射層を形成する工程と、 偏光分離層が形成された１つの前記第１の基板と、反射
   層が形成された１つの前記第２の基板とを重ね合せて基
   本ブロックを形成する工程と、 複数の前記基本ブロックを重ね合せる工程と、からなる
   ことを特徴とする偏光分離装置の製造方法。
5. 【請求項５】 請求項４において、 複数の前記基本ブロックを重ね合せる工程において、前
   記基板ブロックを切断する角度に応じてその端面をずら
   しつつ重ね合わせることを特徴とする偏光分離装置の製
   造方法。
6. 【請求項６】 請求項１〜５のいずれかにおいて、 前記基板ブロックを前記基板の面に対して所定の角度で
   切断する工程の後に、切断面を研磨する工程を有するこ
   とを特徴とする偏光分離装置の製造方法。
7. 【請求項７】 請求項１〜５のいずれかにおいて、 前記基板ブロックを形成した後、前記基板ブロックの両
   表面を構成する前記基板のうち少なくとも一方の基板上
   にダミー基板を重ね合せる工程をさらに有することを特
   徴とする偏光分離装置の製造方法。
8. 【請求項８】 請求項１〜５のいずれかにおいて、 前記第１の基板、及び、前記第２の基板は磨き板ガラス
   であることを特徴とする偏光分離装置の製造方法。
9. 【請求項９】 請求項８において、 前記磨き板ガラスは白板または無アルカリガラスである
   ことを特徴とする変更分離装置の製造方法。
10. 【請求項１０】 請求項１〜５のいずれかにおいて、 前記第１の基板、及び、前記第２の基板はフロートガラ
    スであることを特徴とする偏光分離装置の製造方法。
11. 【請求項１１】 請求項１〜５のいずれかにおいて、 前記第１の基板、前記第２の基板のうち、一方が色付き
    の光透過性基板であり、他方が無色の光透過性基板であ
    ることを特徴とする偏光分離装置の製造方法。
12. 【請求項１２】 請求項１〜１１のいずれかにおいて、 前記反射膜は、アルミ薄膜で構成されていることを特徴
    とする偏光分離装置の製造方法。
13. 【請求項１３】 請求項１〜１１のいずれかにおいて、 前記反射膜は、アルミ薄膜と誘電体薄膜とで構成されて
    いることを特徴とする偏光分離装置の製造方法。
14. 【請求項１４】 請求項１〜１１のいずれかにおいて、 前記反射膜は、誘電体薄膜で構成されていることを特徴
    とする偏光分離装置の製造方法。
15. 【請求項１５】 請求項１〜１４の偏光分離装置の製造
    方法のうち、いずれかの方法により製造されたことを特
    徴とする偏光分離装置。
16. 【請求項１６】 請求項１５記載の偏光分離装置を用い
    た偏光変換装置であって、 前記偏光分離装置の光出射面側には、前記偏光分離層に
    より分離された２種類の偏光成分を有する光を１種類の
    偏光成分を有する光に変換する偏光変換手段が設けられ
    たことを特徴とする偏光変換装置。
17. 【請求項１７】 請求項１６において、 前記偏光変換手段は、前記第１の基板から構成された光
    出射面、及び、前記第２の基板から構成された光出射面
    のうち、いずれか一方の面に対応して設けられたλ／２
    位相差層であることを特徴とする偏光変換装置。
18. 【請求項１８】 請求項１６において、 光入射面側、光出射面側の少なくとも一方に反射防止膜
    を設けたことを特徴とする偏光変換装置。
19. 【請求項１９】 光源と、 前記光源からの光を複数の中間光束に分割する第１のレ
    ンズ板、第２のレンズ板からなるインテグレータ光学系
    と、 請求項１６〜１８のいずれかに記載の偏光変換装置と、 前記偏光変換装置からの出射光を変調する変調手段と、 前記変調手段により変調された光を投写する投写光学系
    とを有することを特徴とする投写型表示装置。
20. 【請求項２０】 光源と、 前記光源からの光を複数の中間光束に分割する第１のレ
    ンズ板、第２のレンズ板からなるインテグレータ光学系
    と、 請求項１６〜１８のいずれかに記載の偏光変換装置と、 前記偏光変換装置からの出射光を複数色の光に分離する
    色分離光学系と、 前記色分離光学系により分離された前記複数色の光のそ
    れぞれを変調する複数の変調手段と、 前記変調手段により変調された光を合成する合成光学系
    と、 前記合成光学系により合成された光を投写する投写光学
    系とを有することを特徴とする投写型表示装置。
21. 【請求項２１】 請求項１６において、 前記偏光分離膜の透過率特性は、前記偏光分離膜に入射
    する光のスペクトルの各色光のピークに対応する波長の
    光が所定範囲内の入射角度の差で入射した場合に、前記
    各色光のピークに対応する波長の光に対する透過率の差
    が約５％以内となるように調整されていることを特徴と
    する、偏光変換装置。
22. 【請求項２２】 光入射面と、前記光入射面にほぼ平行
    な光出射面と、前記光入射面および光出射面と所定の角
    度をなす複数の界面で順次貼り合わされた複数の透光性
    基板と、前記複数の界面に交互に設けられた複数の偏光
    分離膜および複数の反射膜と、を有する基板ブロックを
    備え、 前記基板ブロックの側面の中で、前記複数の界面にほぼ
    垂直に形成された２つの側面の少なくとも一方に、偏光
    分離装置を位置決めする際に使用可能な位置識別部を有
    することを特徴とする偏光分離装置。
23. 【請求項２３】 請求項２２記載の偏光分離装置であっ
    て、 前記位置識別部は、前記位置識別部を備えた前記側面の
    両側に隣接する他の２つの側面からの距離がほぼ等しい
    位置に存在する、偏光分離装置。
24. 【請求項２４】 請求項２２記載の偏光分離装置であっ
    て、 前記位置識別部は、前記位置識別部を備えた前記側面の
    両側に隣接する他の２つの側面からの距離が異なる位置
    に存在する、偏光分離装置。
25. 【請求項２５】 請求項２２ないし２４のいずれかに記
    載の偏光分離装置であって、 前記位置識別部は、前記側面に設けられた突出部であ
    る、偏光分離装置。
26. 【請求項２６】 請求項２２ないし２４のいずれかに記
    載の偏光分離装置であって、 前記位置識別部は、前記側面に設けられた凹部である、
    偏光分離装置。
27. 【請求項２７】 請求項２２ないし２４のいずれかに記
    載の偏光分離装置であって、 前記位置識別部は、前記側面上において他と異なる特定
    の色が付された部分である、偏光分離装置。
28. 【請求項２８】 偏光分離装置の製造方法であって、 （ａ）複数の透光性基板を複数の界面を介して交互に貼
    り合わせることによって、前記複数の界面に交互に設け
    られた複数の偏光分離膜および複数の反射膜を有する複
    合板材を形成する工程と、（ｂ）前記複合板材を前記複
    数の界面に対して所定の角度で切断することによって、
    ほぼ平行な光入射面と光出射面とを有する基板ブロック
    を生成する工程と、（ｃ）前記基板ブロックの前記光入
    射面と光出射面とを研磨する工程と、を備え、 前記工程（ａ）は、前記基板ブロックの側面の中で、前
    記複数の界面にほぼ垂直に形成された２つの側面の少な
    くとも一方に、前記偏光分離装置を位置決めする際に使
    用可能な位置識別部を形成する工程を備えることを特徴
    とする偏光分離装置の製造方法。
29. 【請求項２９】 請求項２８記載の偏光分離装置の製造
    方法であって、さらに、（ｄ）前記基板ブロックの前記
    光入射面と前記光出射面とを研磨する工程、を備える偏
    光分離装置の製造方法。
30. 【請求項３０】 請求項２８または２９記載の偏光分離
    装置の製造方法であって、 前記工程（ａ）は、前記複
    数の透光性基板の少なくとも一部を他の透光性基板から
    ずらすことによって、前記位置識別部としての突出部を
    形成する工程を備える、偏光分離装置の製造方法。
31. 【請求項３１】 請求項２２〜２７のうち、いずれかに
    記載の偏光分離装置を用いた偏光変換装置であって、 前記偏光分離装置の前記光出射面側には、前記偏光分離
    膜により分離された２種類の偏光成分を有する光を１種
    類の偏光成分を有する光に変換する偏光変換手段が設け
    られたことを特徴とする偏光変換装置。
32. 【請求項３２】 請求項３１において、 前記偏光変換手段は、前記基板により構成される前記光
    出射面のうち、１つおきの基板により構成される前記光
    出射面に対応して設けられたλ／２位相差層であること
    を特徴とする偏光変換装置。
33. 【請求項３３】 請求項３１において、 前記光入射面、前記光出射面の少なくとも一方側に反射
    防止膜を設けたことを特徴とする偏光変換装置。
34. 【請求項３４】 光源と、 前記光源からの光を複数の中間光束に分割する第１のレ
    ンズ板、第２のレンズ板からなるインテグレータ光学系
    と、 請求項３１〜３３のいずれかに記載の偏光変換装置と、 前記偏光変換装置からの出射光を変調する変調手段と、 前記変調手段により変調された光を投写する投写光学系
    とを有することを特徴とする投写型表示装置。
35. 【請求項３５】 光源と、 前記光源からの光を複数の中間光束に分割する第１のレ
    ンズ板、第２のレンズ板からなるインテグレータ光学系
    と、 請求項３１〜３３のいずれかに記載の偏光変換装置と、 前記偏光変換装置からの出射光を複数色の光に分離する
    色分離光学系と、 前記色分離光学系により分離された前記複数色の光のそ
    れぞれを変調する複数の変調手段と、 前記変調手段により変調された光を合成する合成光学系
    と、 前記合成光学系により合成された光を投写する投写光学
    系とを有することを特徴とする投写型表示装置。