JP2001004828A

JP2001004828A - 偏光分離装置の製造方法

Info

Publication number: JP2001004828A
Application number: JP11173932A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Aoki; 和雄青木
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1999-06-21
Filing date: 1999-06-21
Publication date: 2001-01-12
Anticipated expiration: 2019-06-21
Also published as: TW468065B; JP3633376B2; KR20010007316A; CN1165786C; KR100384084B1; CN1278606A; US6542298B1

Abstract

(57)【要約】【課題】切り込み位置ずれの少ない偏光分離素形材の
切断加工を行う。【解決手段】本発明は、入射した光を２種類の直線偏
光光に分離する偏光分離装置の製造方法である。一方の
表面に偏光分離膜が形成された板状部材を少なくとも一
部に含む複数の板状部材を互いに接着して積層体を形成
する。そして、板状部材の積層体を板状部材の表面に対
し所定の角度で切断し、断面が略平行四辺形である複数
の角柱状部材が互いに接着されている構成の略平板状の
偏光分離装置ブロックを形成する。その後、偏光分離装
置ブロックの少なくとも一方の端部から、略台形の断面
を有する角柱形状の被切断部材を切り離して、略直方体
形状の偏光分離装置を形成する。被切断部材の断面の略
台形形状の上底の長さは、切断歯の歯厚の半分よりも大
きな値に設定されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は偏光分離装置の製造
方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、液晶装置を用いた投写型表示装置
のように、特定の偏光光を用いる装置において、小型の
偏光分離装置が採用されている。図９に、このような偏
光分離装置の斜視図を示す。偏光分離装置７０は、三角
柱あるいは四角柱の形状をしたプリズム７１、７３、７
４等の間に、偏光分離膜７５と反射膜７６とが交互に配
置された構造となっている。プリズム７１とプリズム７
３との間には、無機物の多層膜からなる偏光分離膜７５
が配置されている。また、プリズム７３とプリズム７４
との間には、アルミニウム膜や無機物の多層膜からなる
反射膜７６が配置されている。偏光方向がランダムな光
線７７がプリズム７２に入ると、偏光分離膜７５で、Ｐ
偏光成分の光とＳ偏光成分の光とに分離される。Ｐ偏光
成分の光は偏光分離膜７５を透過し、プリズム７１を通
って外へ出ていく。一方、Ｓ偏光成分の光７８は、偏光
分離膜７５で反射され、プリズム７３に入り、さらに反
射膜７６で反射されて、外へ出ていく。このように、偏
光分離装置７０は、入射した光を二種類の直線偏光光に
分離する機能を有している。さらに、このような偏光分
離装置の偏光光出射面に位相差板を設けて、２種類の偏
光光を１種類の偏光光に揃えることにより、偏光変換装
置を構成することができる。このようにして構成した偏
光変換装置は、特定の偏光光を用いる装置において、光
の利用効率を向上させるために利用される。

【０００３】図９に示した偏光分離装置７０は、図１０
に示すような方法で製造される。すなわち、まず、略平
行四辺形の断面を有する板状の形状を有する偏光分離装
置ブロック７０ａを製造する。偏光分離装置ブロック７
０ａは、平行四辺形の断面を有する角柱状部材を複数貼
り合わせた構成である。その後、図１０に一点鎖線Ｃで
示すように、その両側端部の角柱状部材が三角柱の形状
となるように切断加工を施し、略直方体形状の偏光分離
装置を得る。このような切断加工が行われるのは、略直
方体形状の方が、投写型表示装置等の光学装置に組み込
み易いからである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記の切断工程におい
ては、切断対象である偏光分離装置ブロック７０ａを固
定する。そして、切断歯を偏光分離装置ブロックに対し
て固定台がある側と逆の側から接近させて、切断加工を
行う。切断歯の切り込みは、どちらの端部を切断する場
合も同じ側から行うようにした方が、便利である。

【０００５】しかし、同じ側から切断歯を切り込ませよ
うとすると、図１０に示すように、偏光分離装置ブロッ
クの両端のどちらか一方（図１０において左側）は平行
四辺形断面の角に切断歯を切り込ませることになる。そ
のような加工においては、切断位置は切断が進行するに
つれて平行四辺形の斜辺に相当する側面の方にずれてい
きやすいという問題があった。

【０００６】本発明は、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、切り込み位置ずれ
の少ない偏光分離素形材の切断加工を行うことを目的と
する。

【０００７】

【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、本発明にお
いては、一方の表面に偏光分離膜が形成された板状部材
を少なくとも一部に含む複数の板状部材を互いに接着し
て積層体を形成する。そして、板状部材の積層体を板状
部材の表面に対し所定の角度で切断し、断面が略平行四
辺形である複数の角柱状部材が互いに接着されている構
成の略平板状の偏光分離装置ブロックを形成する。その
後、偏光分離装置ブロックの少なくとも一方の端部か
ら、略台形の断面を有する角柱形状の被切断部材を切り
離して、略直方体形状の偏光分離装置を形成する。

【０００８】この態様においては、平行四辺形断面の複
数の角柱状部材が互いに接着されている構成の略平板状
の偏光分離装置ブロックの端部から、略台形の断面を有
する角柱形状の被切断部材を切り離している。このた
め、切断の際には略平板状の偏光分離装置ブロックの平
らな部分に切断歯を切り込ませることができ、切り込み
位置がずれる可能性が低い。また、得られる偏光分離装
置は略直方体形状であるため、様々な機器に使用しやす
い。

【０００９】なお、被切断部材の断面の略台形形状の上
底の長さは、切断歯の歯厚の半分よりも大きな値に設定
されていることが好ましい。このような態様とすれば、
切断歯の外側の面も、偏光分離装置ブロックの表面の端
よりも内側に位置することとなる。このため、切断歯の
切り込み位置がずれる可能性を低減させる効果を、より
確実なものとすることができる。

【００１０】また、積層体を形成する工程においては、
積層体の最も外側に位置する２枚の板状部材のうちの少
なくとも一方の板状部材の厚みが、その間に接着される
板状部材の厚みよりも大きく、略台形の断面を有する角
柱形状の被切断部材を切り離す工程においては、積層体
の最も外側に位置し厚みが大きく設定されていた上記板
状部材であった部分から、被切断部材が切り離されるこ
とが好ましい。

【００１１】積層体の最も外側に位置する板状部材は、
積層体から偏光分離装置ブロックを切り出すと、偏光分
離装置ブロックの側端部の角柱状部材を構成することと
なる。よって、このような態様とすれば、側端部の角柱
状部材の断面を大きくすることができ、第３の工程にお
いて、そこから略台形の断面を有する角柱形状の被切断
部材を切り離すことができる。

【００１２】なお、略台形の断面を有する角柱形状の被
切断部材を切り離す工程においては、偏光分離装置ブロ
ックの両端を切断し、両端部の切断は、いずれも略平板
状の偏光分離装置ブロックの一方の側から切断歯を切り
込ませることによって行われることが好ましい。

【００１３】このような態様とすれば、切断設備を簡単
なものとすることができる。すなわち、偏光分離装置ブ
ロックを反転させる必要がなく、また、偏光分離装置ブ
ロックを挟んで両側に切断歯の設備を設ける必要がな
い。そして、たとえば、同一の切断歯を位置を変えて２
回送ることで、偏光分離装置ブロックの両端を切り落と
すことができる。また、偏光分離装置ブロックの両側端
を切断する態様においては、両端のうちの一方について
は、偏光分離装置ブロックの端面と上面とがなす角部の
近辺に切り込むこととなる。そのような場合には、角部
によって切断歯の切り込み位置が端面側にずれる可能性
が高い。しかし、上記のような態様とすれば、切断歯
は、台形断面の上底の側の面に切り込むこととなり、偏
光分離装置ブロックの平らな部分に切り込むこととなる
ため、切り込み位置がずれる可能性が低い。

【００１４】なお、本発明は、以下に示すような種々の
態様で実現することが可能である。（１）偏光分離装置の製造装置。（２）偏光分離装置の製造方法。（３）上記の装置や方法を実現するためのコンピュータ
プログラム。（４）上記の装置や方法を実現するためのコンピュータ
プログラムを記録した記録媒体。（５）上記の装置や方法を実現するためのコンピュータ
プログラムを含み搬送波内に具現化されたデータ信号。

【００１５】

【発明の実施の形態】Ａ．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。（１）偏光ビームスプリッタアレイの製造図１および図２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。図１（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、ダミーガラス３２４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とダミーガ
ラス３２４の表面上には、これらの膜のいずれも形成さ
れていない。

【００１６】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。

【００１７】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。

【００１８】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。

【００１９】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。

【００２０】一方、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、最終的には偏光ビームスプリッタ
の端部を構成する部材であり、その厚みは第１や第２の
透光性部材３２１，３２２の厚みよりも厚く設定されて
いる。

【００２１】図１（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、その最上層と最下層にはダミーガラス３２４
が貼り合わされる。この結果、光学接着剤層３２５が、
ダミーガラス３２４と反射膜３３２との間、偏光分離膜
３３１と第２の透光性部材３２２との間、透光性部材３
２２と反射膜３３２との間、偏光分離膜３３１とダミー
ガラス３２４との間にそれぞれ形成される。なお、図１
および図２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。

【００２２】図２（Ａ）の工程では、貼り合わされた透
光性部材３２１，３２２およびダミーガラス３２４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３３
１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２（Ａ）に示すように、透光性部材
３２１，３２２およびダミーガラス３２４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。

【００２３】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２（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。以上
のようにして積層体が形成されるが、この工程は、一方
の表面に偏光分離膜が形成された板状部材を少なくとも
一部に含む複数の板状部材を互いに接着するものであれ
ば他の方法であってもよい。

【００２４】図２（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、ダミーガラ
ス３２４からなる積層体を、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（偏光分離装置ブロッ
ク）３２０’が切り出される。θの値は、約４５度とす
ることが好ましい。この角度が、最終的に光ビームスプ
リッタアレイにおいて、偏光分離膜３３１、反射膜３３
２が後述する光入射面３２０ｉ、光出射面３２０ｏとな
す角を規定する。

【００２５】図３は、こうして製造された光学素子ブロ
ック３２０’を示す斜視図である。この図からわかるよ
うに、光学素子ブロック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３２１，３２
２が、交互に貼り合わされた形状を有している。そして
両端には、同様に平行四辺形断面であるが第１と第２の
透光性部材３２１，３２２に比べて幅の広いダミーガラ
ス３２４が貼り合わされている。この後、この光学素子
ブロック３２０’の鋭角をなす両側端を切除して直方体
に整形し、その表面（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。

【００２６】なお、この光学素子ブロック３２０’は、
互いに平行な光入射面と光射出面とを有し前記光入射面
に入射した光の偏光分離を実行する偏光分離部（本実施
例においては第１と第２の透光性部材の繰り返し構造が
これに相当する。）と、光入射面及び光射出面とそれぞ
れ同一平面を構成する第１と第２の面を有し偏光分離部
の少なくとも一方の端部に設けられた被切断部（本実施
例においてはダミーガラスがこれに相当する。）と、を
備えた略平板状の光学素子ブロックとすることができ
る。また、本実施例では、光学素子ブロックの両端部に
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。

【００２７】（２）偏光ビームスプリッタアレイの両端
部の切断図４は、光学素子ブロック３２０’の両側端部を切断し
て端面を垂直な面に加工する工程を示す説明図である。
切り出された光学素子ブロック３２０’は、薄い略平行
四辺形の断面を有する略平板状の部材である。その光学
素子ブロック３２０’の薄い平行四辺形断面の両端の鋭
角部分を、平板の上下の表面、すなわち光入射面３２０
ｉと光出射面３２０ｏ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アレイ３２０（図
５）を得る。この工程は、光学素子ブロック３２０’を
構成する角柱状部材による繰り返し構造の縞の方向（角
柱部材の軸方向）に沿って、回転歯である１枚の切断歯
９００を２回送ることにより行われる。なお、同一の切
断歯を２回送るのではなく、光学素子ブロック３２０’
に対して同じ側に設けられた一対の切断歯を一回送るこ
とで、両端の切断加工を行うこととしてもよい。

【００２８】このとき、切断歯９００の回転軸は、固定
台上に接着固定された光学素子ブロック３２０’の上面
すなわち光入射面３２０ｉよりも上方にあり、切断歯９
００は光学素子ブロック３２０’に対して光入射面３２
０ｉ側から切り込む。その際、左端のダミーガラス３２
４Ｌに対して切り込む切断歯９００の切り込み位置は、
切断歯９００の歯厚の中心が光入射面３２０ｉの端から
所定の距離Ｗだけ内側となる位置である。Ｗは、｛（切
断歯９００の厚み）／２｝より長い寸法である。ここで
は、Ｗは１０ｍｍとする。一方、右側のダミーガラス３
２４Ｒに対して切り込む切断歯９００の切り込み位置
は、同様に、切断歯９００の歯厚の中心が光出射面３２
０ｏの端から距離Ｗだけ内側となる位置である。その結
果、切断歯９００によって切除される部分は、図４に示
すように、ダミーガラス３２４の表面であった面を斜辺
とし、光入射面３２０ｉと光出射面３２０ｏを向かい合
う２辺とする台形断面を有する。台形断面の上底（台形
の向かい合う平行な二辺のうちの短い方の辺）の長さ
は、切断歯９００の厚みの分だけ光学素子ブロック３２
０’が削られた結果、｛Ｗ−（切断歯９００の厚み）／
２｝である。

【００２９】その後、両端を切断された光学素子ブロッ
ク３２０’の光入射面３２０ｉおよび光出射面３２０ｏ
は、それぞれ平坦に研磨される。図５は、こうして作成
された偏光ビームスプリッタアレイ３２０の斜視図であ
る。

【００３０】（３）本実施例の効果本実施例においては、平行四辺形断面を有する平板状の
光学素子ブロック３２０’の両端部を切断して、略直方
体形状の偏光ビームスプリッタアレイ３２０を得てい
る。このようにして得られる略直方体形状の偏光ビーム
スプリッタアレイ３２０は、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。

【００３１】また、本実施例においては、偏光ビームス
プリッタアレイ３２０に対して同じ側から切断歯９００
を切り込むこととしているため、同一の切断歯９００を
２回送ることで偏光ビームスプリッタアレイ３２０の両
側端を切断することができる。また、そのような場合に
は、両端のうちの一方については、端面（本実施例にお
いては、もともとダミーガラス３２４Ｌの表面であった
面）と上面（光入射面３２０ｉ）とが鈍角をなす角部の
近辺に切り込むこととなる。そのような場合には、２面
が鈍角をなす角部によって切断歯の切り込み位置が端面
側にずれる可能性が高い。しかし、本実施例において
は、切断歯９００の切り込み位置は、切断歯９００の歯
厚の中心が光入射面３２０ｉの端から所定の距離Ｗだけ
内側となる位置である。このため、偏光ビームスプリッ
タアレイ３２０の光入射面３２０ｉの平らな部分に切断
歯９００を切り込ませることができ、切り込み位置がず
れる可能性が低い。また、当初から切断歯９００の両側
に偏光ビームスプリッタアレイ３２０の素材がある状態
で切り進むことができ、切断歯９００が片側からのみ圧
力を受けるということがないため、切り進むうちに切断
歯９００の送りがずれる可能性が低い。さらに、同様の
理由から、切断歯９００の片減りも低減できる。なお、
本実施例においては、切り込み位置は切断歯９００の歯
厚の中心が光入射面３２０ｉの端から１０ｍｍだけ内側
となる位置であるとしたが、切り込み位置はこれに限ら
れるものではなく、端から｛（切断歯９００の厚み）／
２｝の位置よりも内側の任意の位置とすることができ
る。すなわち、ダミーガラス３２４Ｌ（被切断部）の表
面または裏面の端部から所定の距離だけ内側に離れた切
断位置に切断歯を当てて、前記被切断部を切断するもの
であればよい。

【００３２】また、両側の被切断部分が略台形の断面形
状を有するため、それぞれ台形断面の上底または下底
（台形の向かい合う平行な二辺のうちの長い方の辺）
が、偏光分離装置ブロックを固定している固定台に接す
ることとなる。このため、被切断部分が固定台に接して
いる面積を十分大きく確保しておけば、すなわち、切断
歯を切り込ませる位置を端から十分内側にすれば、切除
後も被切断部が固定台に接着されたままで飛散すること
がなくなるので、切断面に割れや欠けが発生する可能性
を低減することができる。

【００３３】さらに、積層体の最も外側に位置するダミ
ーガラス３２４は、第１と第２の透光性部材３２１，３
２２よりも厚く設けられているため、偏光分離装置ブロ
ックの側端部の角柱状部材の断面は他の角柱状部材に比
べて大きい。よって、そこから容易に略台形の断面を有
する角柱形状の被切断部材を切り離すことができる。ま
た、このため、切断面が偏光分離膜３３１や反射膜３３
２にかかることがなく、偏光分離膜３３１や反射膜３３
２を一部切り取ってしまうということがない。

【００３４】さらに、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
貼り合わせた積層体から、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。

【００３５】なお、第１の透光性部材３２１と、第２の
透光性部材３２２と、ダミーガラス３２４とを貼り合わ
せて積層体を得る工程においては、以下のようにするこ
ともできる。すなわち、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
して、両端にダミーガラス３２４を貼り合わせるように
してもよい。また、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。

【００３６】なお、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、
気泡を追い出す工程において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。

【００３７】Ｂ．実施例のビームスプリッタアレイを使
用した投写型表示装置の光学要素：本実施例のビームス
プリッタアレイを使用した投写型表示装置について説明
する。図６は、実施例による偏光ビームスプリッタアレ
イ３２０の光出射面３２０ｏの一部に、λ／２位相差板
３２１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。

【００３８】図６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。

【００３９】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。

【００４０】図６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。ま
た、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。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を通る回数が少ないので、光の利
用効率がより高い。

【００４１】図７は、偏光ビームスプリッタアレイ３２
０の光入射面側に、複数の小レンズ（集光レンズ）３１
１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。

【００４２】なお、図７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。

【００４３】図８は、本発明を適用した投写型表示装置
の一例を示す概略構成図である。投写型表示装置８００
は、照明光学系１と、色光分離光学系８１６と、リレー
光学系８５０と、３枚の液晶ライトバルブ８０３，８０
５，８１１と、クロスダイクロイックプリズム８１３
と、投写光学系８１４とを備えている。

【００４４】照明光学系１は、偏光発生光学系を備えて
おり、偏光方向の揃った１種類の直線偏光光を射出す
る。照明光学系１から射出された光は、色光分離光学系
８１６において赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３色の
色光に分離される。分離された各色光は、液晶ライトバ
ルブ８０３，８０５，８１１において画像情報に対応し
て変調される。ここで、液晶ライトバルブ８０３，８０
５，８１１は、電気光学装置に相当する液晶パネルと、
その光入射面側および光射出面側に配置された偏光板と
によって構成されている。液晶ライトバルブ８０３，８
０５，８１１において変調された各色光は、クロスダイ
クロイックプリズム８１３で合成され、投写光学系８１
４によってスクリーン８１５上に投写される。これによ
り、スクリーン８１５上に画像が表示されることとな
る。

【００４５】この投写型表示装置８００においては、照
明光学系１は、第１の光学要素２００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。この第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。

【００４６】一方、第２の光学要素３００は、集光レン
ズアレイ３１０と、本実施例の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３
９０とを備えている。選択位相差板３８０は、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３２１の出射面
部分は無色透明となっている板状体である。偏光ビーム
スプリッタアレイ３２０は略直方体形状となっているた
め、装置への組み込みが容易であり、組み込みの精度が
出しやすい。また、本実施例の偏光ビームスプリッタア
レイ３２０は、製造工程において割れ、欠けが発生しに
くく、製品精度が高いため、投写型表示装置は、高品質
の画像を投射することができる。

【００４７】なお、図８に示すような投写型表示装置の
各部の構成および機能については、例えば、本願出願人
によって開示された特開平１０−９０５２０号公報およ
び特開平１０−３２５９５４号公報に詳述されているの
で、本明細書において詳細な説明は省略する。

【００４８】Ｃ．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。

【００４９】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。

【００５０】また、本実施例では、偏光ビームスプリッ
タアレイの両側について、端から等しい距離Ｗだけ内側
の位置を切断加工するものとしたが、両側のうち、切断
歯を角部に切り込ませる必要がない方（図４において右
側の側端部）の切断加工においては、他方よりも切断位
置の端からの距離を短くしてもよい。そうすることで、
偏光ビームスプリッタアレイの左右両端のプリズムの形
状が異なるものとなるため、光入射面と光射出面とが区
別しやすくなる。また、切除する素材を少なくすること
もできる。さらに、両側のうち、切断歯を角部に切り込
ませる必要がない方の切断加工においては、距離Ｗを０
として、三角形断面を有する部材を切除するものとして
もよい。そのようにすれば、切除する素材をより少なく
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】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。

【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。

【図３】実施例による光学素子ブロック３２０’を示す
斜視図。

【図４】図３の光学素子ブロックの両側端部を切断して
端面を垂直な面に加工する工程を示す説明図。

【図５】偏光ビームスプリッタアレイの斜視図。

【図６】実施例の偏光変換素子を示す平面断面図。

【図７】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。

【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。

【図９】偏光ビームスプリッタの斜視図。

【図１０】偏光ビームスプリッタアレイの両側端部を切
断して端面を垂直な面に加工する従来の工程を示す説明
図。

【符号の説明】

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７１…プリズム７２…プリズム７３…プリズム７４…プリズム７５…偏光分離膜７６…光線７７…透過光７８…Ｓ偏光光線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３２０ｉ，３２０ｏ…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３２４，３２４Ｌ，３２４Ｒ…ダミーガラス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９００…切断歯

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】入射した光を２種類の直線偏光光に分離
する偏光分離装置の製造方法であって、（ａ）一方の表
面に偏光分離膜が形成された板状部材を少なくとも一部
に含む複数の板状部材を互いに接着して積層体を形成す
る第１の工程と、（ｂ）前記板状部材の積層体を前記板
状部材の表面に対し所定の角度で切断し、断面が略平行
四辺形である複数の角柱状部材が互いに接着されている
構成の略平板状の偏光分離装置ブロックを形成する第２
の工程と、（ｃ）前記偏光分離装置ブロックの少なくと
も一方の端部から、略台形の断面を有する角柱形状の被
切断部材を切り離して、略直方体形状の偏光分離装置を
形成する第３の工程と、を有することを特徴とする偏光
分離装置の製造方法。
【請求項２】請求項１に記載の偏光分離装置の製造方
法であって、前記被切断部材の断面の略台形形状の上底の長さは、前
記切断歯の歯厚の半分よりも大きな値に設定されている
偏光分離装置の製造方法。
【請求項３】請求項１記載の偏光分離装置の製造方法
であって、前記第１の工程において、積層体の最も外側に位置する
２枚の板状部材のうちの少なくとも一方の板状部材の厚
みが、その間に接着される板状部材の厚みよりも大き
く、前記第３の工程において、積層体の最も外側に位置し厚
みが大きく設定されていた上記板状部材であった部分か
ら、被切断部材が切り離される、偏光分離装置の製造方
法。
【請求項４】請求項１ないし３のいずれかに記載の偏
光分離装置の製造方法であって、前記第３の工程において、前記偏光分離装置ブロックの
両端を切断し、前記両端部の切断は、いずれも前記略平板状の偏光分離
装置ブロックの一方の側から切断歯を切り込ませること
によって行われる、偏光分離装置の製造方法。