JP2009020244A - 光学補償素子の製造方法及びプロジェクタ - Google Patents

Abstract

【課題】光学補償素子自体の製造コストを比較的安価なものとすることが可能な光学補償素子の製造方法を提供する。
【解決手段】透光性支持基板２０の両表面に複屈折性を有する無機材料からなる２つの無機基板３０，３２をそれぞれ貼り付ける基板貼付工程と、透光性支持基板２０の両表面に２つの無機基板３０，３２が貼付された中間部材５０を研削・研磨装置にセットして、中間部材５０の両面を同時に研削・研磨する両面研削・研磨工程とをこの順序で含む光学補償素子の製造方法。
【選択図】図３

Description

本発明は、光学補償素子の製造方法及びプロジェクタに関する。

従来、プロジェクタの投写画像のコントラスト向上が求められており、その要求に応えるものとして、液晶光変調装置に光学補償素子が配置されたプロジェクタが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。従来のプロジェクタによれば、光学補償素子を備えているため、液晶パネルのプレチルト角に起因する複屈折（液晶分子によって生ずる光学的な位相差）を補償することができ、その結果、投写画像のコントラストを向上することが可能となる。

光学補償素子としては、有機材料系の光学補償素子（例えば延伸位相差フィルム）のほかに、無機材料系の光学補償素子が知られている。無機材料系の光学補償素子は、例えば、水晶やサファイア等の複屈折性の無機光学補償板を有する。このような無機材料系の光学補償素子は、有機材料系の光学補償素子に比べて、耐熱性、放熱性及び耐光性に優れ、長寿命であり、屈折率異方性の面内均一性がよいという長所を有する。
なお、光学補償素子における無機光学補償板は、例えば研削・研磨装置で研削・研磨して薄くしているが、そのように薄片化された無機光学補償板は単独では扱いづらいことから、所定の厚みを有する透光性支持基板の表面に当該薄片化された無機光学補償板を貼り付けた状態で用いている。

特開２００３−１３１３２０号公報

ところで、ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）型の液晶パネルを備えるプロジェクタにおいては、液晶パネル（対向基板とＴＦＴ基板）のプレチルト角に起因する複屈折を補償するために２枚の光学補償素子（各光学補償素子は、１つの無機光学補償板と１つの透光性支持基板とを有する。）が必要となるが、このような２枚の光学補償素子を液晶パネルと射出側偏光板との間に配置する場合には、次のような問題がある。

すなわち、液晶パネルと射出側偏光板との間のスペースは、例えば投写光学系として用いる投写レンズのバックフォーカス（ＢＦ）などによって決定されるが、当該スペースに２枚の光学補償素子を配置するとなると、バックフォーカスの比較的大きな投写レンズを用いる必要がある。一般に投写レンズはバックフォーカスが大きなものほど高価であるため、バックフォーカスの比較的大きな投写レンズを用いると、プロジェクタの製造コストの増加につながり、安価なプロジェクタを実現することができない。また、２枚の光学補償素子を配置するために液晶パネルと射出側偏光板との間のスペースを広げると、装置全体が大型化してしまい、小型のプロジェクタを実現することができない。
つまり、従来の無機材料系の光学補償素子を備えるプロジェクタにおいては、投写画像のコントラストの向上を図りつつ、安価でかつ小型のプロジェクタを実現することはできないという問題がある。

また、安価なプロジェクタを実現するという観点から、光学補償素子自体の製造コストを低く抑えたいという要求がある。

そこで、本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、光学補償素子自体の製造コストを比較的安価なものとすることが可能な光学補償素子の製造方法を提供することを目的とする。また、無機材料系の光学補償素子を備えるプロジェクタであって、投写画像のコントラストの向上を図りつつ、安価でかつ小型のプロジェクタを実現することが可能なプロジェクタを提供することを目的とする。

本発明の光学補償素子の製造方法は、透光性支持基板の両表面に複屈折性を有する無機材料からなる２つの無機基板をそれぞれ貼り付ける基板貼付工程と、前記透光性支持基板の両表面に前記２つの無機基板が貼付された中間部材を研削・研磨装置にセットして、前記中間部材の両面を同時に研削・研磨する両面研削・研磨工程とをこの順序で含むことを特徴とする。

このため、本発明の光学補償素子の製造方法によれば、透光性支持基板の両表面に２つの無機基板を貼り付けて、当該２つの無機基板の両表面を同時に研削・研磨するという比較的簡易でかつ生産性の高い方法で光学補償素子を製造することができるため、光学補償素子自体の製造コストを比較的安価なものとすることが可能となる。その結果、本発明の光学補償素子の製造方法によって製造された光学補償素子をプロジェクタに用いることにより、プロジェクタの製造コストを低く抑えることが可能となる。

また、本発明の光学補償素子の製造方法によれば、中間部材（透光性支持基板の両表面に２つの無機基板が貼付された部材）の両面を同時に研削・研磨することとしているため、中間部材の両面を均等に研削・研磨することが可能となる。その結果、研削・研磨後の２つの無機基板（無機光学補償板）の厚みを略同一にすることが可能となる。

本発明の光学補償素子の製造方法においては、前記研削・研磨装置は、対向して設けられた２つのパッドと、前記２つのパッドの間に配置され、研削・研磨後の前記中間部材の厚さよりも薄く、かつ、厚さ方向に沿って所定の貫通孔が設けられたキャリアとを備え、前記両面研削・研磨工程においては、前記中間部材を前記キャリアの前記貫通孔に嵌合させた状態で前記キャリアを前記２つのパッドの間に配置して、前記中間部材の両面を同時に研削・研磨することが好ましい。

このような方法とすることにより、研削・研磨時に２つのパッド（２つの研削パッド又は２つの研磨パッド）の間で中間部材（透光性支持基板の両表面に２つの無機基板が貼付された部材）が必要以上に動き回ってしまうのを防止することができ、２つの無機基板の両表面を全体に渡って万遍なく研削・研磨することが可能となる。また、研削・研磨中に中間部材が欠けたり傷が付いたりするのを抑制することが可能となる。

本発明の光学補償素子の製造方法において、前記両面研削・研磨工程においては、研削・研磨を開始してから所定時間経過後、前記中間部材における２つの研削・研磨面を反転させることが好ましい。

このような方法とすることにより、中間部材の両面を均等に研削・研磨することが可能となる。

本発明の光学補償素子の製造方法において、前記基板貼付工程においては、接着剤を用いて、前記２つの無機基板と前記透光性支持基板とを接着することが好ましい。

このような方法とすることにより、無機基板と透光性支持基板との界面における表面反射の発生が抑制され、光透過率を高めることが可能となる。
また、無機基板及び透光性支持基板の線膨張係数がそれぞれ異なる場合であっても、各基板間の貼り合わせ面における剥離が起こりにくくなり、長期信頼性の低下を抑制することが可能となる。

本発明の光学補償素子の製造方法において、前記基板貼付工程においては、各無機基板と前記透光性支持基板との間にギャップ制御微粒子を介した状態で、前記２つの無機基板と前記透光性支持基板とを接着することが好ましい。

接着剤を用いて、２つの無機基板と透光性支持基板とを接着する場合には、接着剤の厚みにバラつきがあると、透光性支持基板に接着された無機基板に歪み等が生じてしまい、結果として、研削・研磨後の無機基板（無機光学補償板）の面内厚みむらが発生してしまう。また、接着剤の厚みにバラつきがあると部分的に無機基板を越えて接着層にまで研削・研磨が及んでしまうことがあり、結果として、研削・研磨後の無機基板に割れや欠けが発生してしまう。
しかしながら、本発明の光学補償素子の製造方法によれば、各無機基板と透光性支持基板との間にギャップ制御微粒子を介した状態で、２つの無機基板と透光性支持基板とを接着することとしているため、ギャップ制御微粒子によって接着剤の厚みバラつきを軽減することができ、接着後の無機基板の歪み等を軽減することが可能となる。その結果、研削・研磨後の無機基板（無機光学補償板）の面内厚みむらを低減することが可能となる。また、ギャップ制御微粒子によって接着剤の厚みバラつきを軽減することができることから、部分的に無機基板を越えて接着層にまで研削・研磨が及んでしまうのを抑制することができ、その結果、研削・研磨後の無機基板に割れや欠けが発生するのを抑制することが可能となる。

本発明の光学補償素子の製造方法において、前記基板貼付工程においては、直接接合によって、前記２つの無機基板と前記透光性支持基板とを接合することが好ましい。

このような方法とすることによっても、無機基板と透光性支持基板との界面における表面反射の発生が抑制され、光透過率を高めることが可能となる。また、無機基板と透光性支持基板とを強固に貼り合わせることができる。また、接着剤を用いた場合に起こりうる接着剤の厚みバラつきが生じないため、研削・研磨後の無機基板の面内厚みむらを低減することが可能となる。

本発明の光学補償素子の製造方法においては、前記無機基板として、水晶基板又はサファイア基板を用いることが好ましい。

このような方法とすることにより、有機材料系の光学補償素子（例えば延伸位相差フィルム）に比べて、耐熱性、放熱性及び耐光性に優れ、長寿命であり、屈折率異方性の面内均一性がよい光学補償素子を製造することができる。

本発明の光学補償素子は、本発明の光学補償素子の製造方法によって製造された光学補償素子を備えることを特徴とする。

このため、本発明のプロジェクタによれば、上述したように、製造コストが比較的安価な光学補償素子を備えているため、比較的安価なプロジェクタとなる。

また、本発明のプロジェクタによれば、１つの透光性支持基板の両面に２つの無機光学補償板が配置された光学補償素子を備えているため、液晶パネルと射出側偏光板との間に当該光学補償素子を配置すれば、液晶パネルと射出側偏光板との間に２枚の光学補償素子（各光学補償素子は、１つの無機光学補償板と１つの透光性支持基板とを有する。）が配置されたプロジェクタの場合と比べて、液晶パネルと射出側偏光板との間のスペースを小さくすることが可能となる。その結果、バックフォーカスがそれほど大きくない投写レンズを用いることができるし、装置全体の大きさがそれほど大きくなることもない。
また、本発明のプロジェクタによれば、光学補償素子には２つの無機光学補償板が配置されているため、液晶パネルのプレチルト角に起因する複屈折を補償することができ、投写画像のコントラストを向上することが可能となる。

したがって、本発明のプロジェクタは、投写画像のコントラストの向上を図りつつ、安価でかつ小型のプロジェクタを実現することが可能なプロジェクタとなる。

本発明のプロジェクタにおいては、前記液晶パネルは、ＴＮ型の液晶パネルであることが好ましい。

ＴＮ型の液晶パネルを備えるプロジェクタは、液晶パネル（対向基板とＴＦＴ基板）のプレチルト角に起因する複屈折を補償するために２つの無機光学補償板が必要となるが、本発明のプロジェクタによれば、２つの無機光学補償板を有する光学補償素子を備えているため、ＴＮ型の液晶パネル（対向基板とＴＦＴ基板）のプレチルト角に起因する複屈折を補償することができ、投写画像のコントラストを向上することが可能となる。

本発明のプロジェクタにおいては、前記光学補償素子の回転位置を調整可能な回転位置調整装置をさらに備えることが好ましい。

このように構成することにより、光学補償素子が最適な回転位置となるように調整することができ、投写画像のコントラストをさらに向上することが可能となる。

以下、本発明の光学補償素子の製造方法及びプロジェクタについて、図に示す実施の形態に基づいて説明する。

［実施形態］
まず、実施形態に係るプロジェクタ１０００の構成について、図１を用いて説明する。

図１は、実施形態に係るプロジェクタ１０００を説明するために示す図である。図１（ａ）はプロジェクタ１０００の光学系を示す図であり、図１（ｂ）はプロジェクタ１０００の要部を示す図である。

実施形態に係るプロジェクタ１０００は、図１に示すように、照明装置１００と、照明装置１００からの照明光束を赤色光、緑色光及び青色光の３つの色光に分離して被照明領域に導光する色分離導光光学系２００と、色分離導光光学系２００で分離された３つの色光のそれぞれを画像情報に応じて変調する３つの液晶光変調装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂと、３つの液晶光変調装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂによって変調された色光を合成するクロスダイクロイックプリズム５００と、クロスダイクロイックプリズム５００によって合成された光をスクリーンＳＣＲ等の投写面に投写する投写光学系６００とを備えたプロジェクタである。

照明装置１００は、被照明領域側に照明光束を射出する光源装置１１０と、光源装置１１０から射出される照明光束を複数の部分光束に分割するための複数の第１小レンズ１２２を有する第１レンズアレイ１２０と、第１レンズアレイ１２０の複数の第１小レンズ１２２に対応する複数の第２小レンズ１３２を有する第２レンズアレイ１３０と、第２レンズアレイ１３０からの各部分光束を偏光方向の揃った略１種類の直線偏光に変換して射出する偏光変換素子１４０と、偏光変換素子１４０から射出される各部分光束を被照明領域で重畳させるための重畳レンズ１５０とを有する。

光源装置１１０は、楕円面リフレクタ１１４と、楕円面リフレクタ１１４の第１焦点近傍に発光中心を有する発光管１１２と、発光管１１２から被照明領域側に向けて射出される光を発光管１１２に向けて反射する副鏡１１６と、楕円面リフレクタ１１４からの集束光を略平行光として射出する凹レンズ１１８とを有する。光源装置１１０は、照明光軸１００ａｘを中心軸とする光束を射出する。

発光管１１２は、管球部と、管球部の両側に延びる一対の封止部とを有する。管球部は、球状に形成された石英ガラス製であって、この管球部内に配置された一対の電極と、管球部内に封入された水銀、希ガス及び少量のハロゲンとを有する。発光管１１２としては、種々の発光管を採用でき、例えば、メタルハライドランプ、高圧水銀ランプ、超高圧水銀ランプ等を採用できる。

楕円面リフレクタ１１４は、発光管１１２の一方の封止部に挿通・固着される筒状の首状部と、発光管１１２から放射された光を第２焦点位置に向けて反射する反射凹面とを有する。

副鏡１１６は、発光管１１２の管球部の略半分を覆い、楕円面リフレクタ１１４の反射凹面と対向して配置される反射手段である。副鏡１１６は、発光管１１２の他方の封止部に挿通・固着されている。副鏡１１６は、発光管１１２から放射された光のうち楕円面リフレクタ１１４に向かわない光を発光管１１２に戻し楕円面リフレクタ１１４に入射させる。

凹レンズ１１８は、楕円面リフレクタ１１４の被照明領域側に配置されている。そして、楕円面リフレクタ１１４からの光を第１レンズアレイ１２０に向けて射出するように構成されている。

第１レンズアレイ１２０は、凹レンズ１１８からの光を複数の部分光束に分割する光束分割光学素子としての機能を有し、複数の第１小レンズ１２２が照明光軸１００ａｘと直交する面内に複数行・複数列のマトリクス状に配列された構成を有する。図示による説明は省略するが、第１小レンズ１２２の外形形状は、後述する液晶パネル４１０Ｒ，４１０Ｇ，４１０Ｂの画像形成領域の外形形状に関して相似形である。

第２レンズアレイ１３０は、重畳レンズ１５０とともに、第１レンズアレイ１２０の各第１小レンズ１２２の像を液晶パネル４１０Ｒ，４１０Ｇ，４１０Ｂの画像形成領域近傍に結像させる機能を有する。第２レンズアレイ１３０は、第１レンズアレイ１２０と略同様な構成を有し、複数の第２小レンズ１３２が照明光軸１００ａｘに直交する面内に複数行・複数列のマトリクス状に配列された構成を有する。

偏光変換素子１４０は、第１レンズアレイ１２０により分割された各部分光束の偏光方向を、偏光方向の揃った略１種類の直線偏光として射出する偏光変換素子である。
偏光変換素子１４０は、光源装置１１０からの照明光束のうち一方の偏光成分（例えばＰ偏光成分）を有する光を透過し他方の偏光成分（例えばＳ偏光成分）を有する光を照明光軸１００ａｘに垂直な方向に反射する偏光分離層と、偏光分離層で反射された他方の偏光成分を有する光を照明光軸１００ａｘに平行な方向に反射する反射層と、偏光分離層を透過した一方の偏光成分を有する光を他方の偏光成分を有する光に変換する位相差板とを有する。

重畳レンズ１５０は、第１レンズアレイ１２０、第２レンズアレイ１３０及び偏光変換素子１４０を経た複数の部分光束を集光して液晶パネル４１０Ｒ，４１０Ｇ，４１０Ｂの画像形成領域近傍に重畳させるための光学素子である。重畳レンズ１５０の光軸と照明装置１００の照明光軸１００ａｘとが略一致するように、重畳レンズ１５０が配置されている。なお、重畳レンズ１５０は、複数のレンズを組み合わせた複合レンズで構成されていてもよい。

色分離光学系２００は、ダイクロイックミラー２１０，２２０と、反射ミラー２３０，２４０，２５０と、入射側レンズ２６０と、リレーレンズ２７０とを有する。色分離光学系２００は、重畳レンズ１５０から射出される照明光束を、赤色光、緑色光及び青色光の３つの色光に分離して、それぞれの色光を照明対象となる３つの液晶光変調装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂに導く機能を有する。

ダイクロイックミラー２１０，２２０は、基板上に所定の波長領域の光束を反射し、他の波長領域の光束を透過する波長選択膜が形成された光学素子である。光路前段に配置されるダイクロイックミラー２１０は、赤色光成分を反射し、その他の色光成分を透過させるミラーである。光路後段に配置されるダイクロイックミラー２２０は、緑色光成分を反射し、青色光成分を透過させるミラーである。

ダイクロイックミラー２１０で反射された赤色光成分は、反射ミラー２３０により曲折され、集光レンズ３００Ｒを介して赤色光用の液晶光変調装置４００Ｒに入射する。集光レンズ３００Ｒは、重畳レンズ１５０からの各部分光束を各主光線に対して略平行な光束に変換するために設けられている。なお、他の集光レンズ３００Ｇ，３００Ｂも、集光レンズ３００Ｒと同様に構成されている。

ダイクロイックミラー２１０を通過した緑色光成分及び青色光成分のうち緑色光成分は、ダイクロイックミラー２２０で反射され、集光レンズ３００Ｇを通過して緑色光用の液晶光変調装置４００Ｇに入射する。一方、青色光成分は、ダイクロイックミラー２２０を透過し、入射側レンズ２６０、入射側の反射ミラー２４０、リレーレンズ２７０、射出側の反射ミラー２５０及び集光レンズ３００Ｂを通過して青色光用の液晶光変調装置４００Ｂに入射する。入射側レンズ２６０、リレーレンズ２７０及び反射ミラー２４０，２５０は、ダイクロイックミラー２２０を透過した青色光成分を液晶光変調装置４００Ｂまで導く機能を有する。

液晶光変調装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂは、画像情報に応じて照明光束を変調するものであり、照明装置１００の照明対象となる。
液晶光変調装置４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂは、液晶パネル４１０Ｒ，４１０Ｇ，４１０Ｂと、液晶パネル４１０Ｒ，４１０Ｇ，４１０Ｂの光入射側に配置される入射側偏光板４２０Ｒ，４２０Ｇ，４２０Ｂと、液晶パネル４１０Ｒ，４１０Ｇ，４１０Ｂの光射出側に配置される射出側偏光板４３０Ｒ，４３０Ｇ，４３０Ｂと、液晶パネル４１０Ｒ，４１０Ｇ，４１０Ｂと射出側偏光板４３０Ｒ，４３０Ｇ，４３０Ｂとの間に配置される光学補償素子４４０Ｒ，４４０Ｇ，４４０Ｂとを有する。

液晶パネル４１０Ｒ，４１０Ｇ，４１０Ｂは、一対の透明なガラス基板（対向基板とＴＦＴ基板）に電気光学物質である液晶を密閉封入したものであり、ＴＮ型の液晶パネルである。例えば、ポリシリコンＴＦＴをスイッチング素子として、与えられた画像情報に従って、入射側偏光板４２０Ｒ，４２０Ｇ，４２０Ｂから射出される１種類の直線偏光の偏光方向を変調する。また、液晶パネル４１０Ｒ，４１０Ｇ，４１０Ｂの光入射側及び光射出側には、それぞれ防塵ガラス（図示せず。）が設けられている。

入射側偏光板４２０Ｒ，４２０Ｇ，４２０Ｂ、液晶パネル４１０Ｒ，４１０Ｇ，４１０Ｂ及び射出側偏光板４３０Ｒ，４３０Ｇ，４３０Ｂによって入射する各色光の光変調が行われる。

光学補償素子４４０Ｒ，４４０Ｇ，４４０Ｂは、液晶パネル４１０Ｒ，４１０Ｇ，４１０Ｂのプレチルト角に起因する複屈折（液晶分子によって生ずる光学的な位相差）を補償するための素子である。光学補償素子４４０Ｒは、複屈折性を有する無機材料からなる２つの無機光学補償板４４２Ｒ，４４４Ｒと、２つの無機光学補償板４４２Ｒ，４４４Ｒの間に配置され、２つの無機光学補償板４４２Ｒ，４４４Ｒを支持する透光性支持基板４４６Ｒとを有する。他の光学補償素子４４０Ｇ，４４０Ｂも、光学補償素子４４０Ｒと同様の構成を有する。無機光学補償板４４２Ｒ，４４４Ｒ，４４２Ｇ，４４４Ｇ，４４２Ｂ，４４４Ｂは、例えば水晶からなる無機光学補償板であり、透光性支持基板４４６Ｒ，４４６Ｇ，４４６Ｂは、例えば石英ガラスからなる透光性支持基板である。
なお、これら光学補償素子４４０Ｒ，４４０Ｇ，４４０Ｂの製造方法については、詳細に後述する。

各光学補償素子４４０Ｒ，４４０Ｇ，４４０Ｂには、光学補償素子の回転位置を調整可能な回転位置調整装置４６０Ｒ，４６０Ｇ，４６０Ｂが配設されている。

クロスダイクロイックプリズム５００は、射出側偏光板４３０Ｒ，４３０Ｇ，４３０Ｂから射出された各色光毎に変調された光学像を合成してカラー画像を形成する光学素子である。このクロスダイクロイックプリズム５００は、４つの直角プリズムを貼り合わせた平面視略正方形状をなし、直角プリズム同士を貼り合わせた略Ｘ字状の界面には、誘電体多層膜が形成されている。略Ｘ字状の一方の界面に形成された誘電体多層膜は、青色光を反射するものであり、他方の界面に形成された誘電体多層膜は、赤色光を反射するものである。これらの誘電体多層膜によって青色光及び赤色光は曲折され、緑色光の進行方向と揃えられることにより、３つの色光が合成される。

クロスダイクロイックプリズム５００から射出されたカラー画像は、投写光学系６００によって拡大投写され、スクリーンＳＣＲ上で大画面画像を形成する。

このように、実施形態に係るプロジェクタ１０００によれば、液晶パネル４１０Ｒ，４１０Ｇ，４１０Ｂと射出側偏光板４３０Ｒ，４３０Ｇ，４３０Ｂとの間には、１つの透光性支持基板の両面に２つの無機光学補償板が配置された１枚の光学補償素子４４０Ｒ，４４０Ｇ，４４０Ｂが配置されているため、液晶パネルと射出側偏光板との間に２枚の光学補償素子（各光学補償素子は、１つの無機光学補償板と１つの透光性支持基板とを有する。）が配置されたプロジェクタの場合と比べて、液晶パネル４１０Ｒ，４１０Ｇ，４１０Ｂと射出側偏光板４３０Ｒ，４３０Ｇ，４３０Ｂとの間のスペースを小さくすることが可能となる。その結果、バックフォーカスがそれほど大きくない投写レンズを用いることができるし、装置全体の大きさがそれほど大きくなることもない。
また、実施形態に係るプロジェクタ１０００によれば、光学補償素子４４０Ｒ，４４０Ｇ，４４０Ｂには２つの無機光学補償板が配置されているため、液晶パネル４１０Ｒ，４１０Ｇ，４１０Ｂのプレチルト角に起因する複屈折を補償することができ、投写画像のコントラストを向上することが可能となる。

したがって、実施形態に係るプロジェクタ１０００は、投写画像のコントラストの向上を図りつつ、安価でかつ小型のプロジェクタを実現することが可能なプロジェクタとなる。

実施形態に係るプロジェクタ１０００においては、液晶パネル４１０Ｒ，４１０Ｇ，４１０Ｂは、ＴＮ型の液晶パネルである。ＴＮ型の液晶パネルを備えるプロジェクタは、液晶パネル（対向基板とＴＦＴ基板）のプレチルト角に起因する複屈折を補償するために２つの無機光学補償板が必要となるが、実施形態に係るプロジェクタ１０００によれば、２つの無機光学補償板を有する光学補償素子４４０Ｒ，４４０Ｇ，４４０Ｂを備えているため、ＴＮ型の液晶パネル（対向基板とＴＦＴ基板）のプレチルト角に起因する複屈折を補償することができ、投写画像のコントラストを向上することが可能となる。

実施形態に係るプロジェクタ１０００においては、光学補償素子４４０Ｒ，４４０Ｇ，４４０Ｂの回転位置を調整可能な回転位置調整装置４６０Ｒ，４６０Ｇ，４６０Ｂをさらに備えるため、光学補償素子４４０Ｒ，４４０Ｇ，４４０Ｂが最適な回転位置となるように調整することができ、投写画像のコントラストをさらに向上することが可能となる。

次に、光学補償素子４４０Ｒ，４４０Ｇ，４４０Ｂを製造するための製造方法（実施形態に係る光学補償素子の製造方法）について、図２及び図３を用いて説明する。なお、光学補償素子４４０Ｒ，４４０Ｇ，４４０Ｂは、以下の説明における光学補償素子１と同一の構成からなるとともに、同一の製造方法によって製造されたものである。

図２は、光学補償素子１の構成を示す図である。
図３は、実施形態に係る光学補償素子の製造方法を説明するために示す図である。図３（ａ）〜図３（ｅ）は各工程を模式的に示す図であって、図３（ａ）及び図３（ｂ）は基板貼付工程を示す図であり、図３（ｃ）は中間部材５０をキャリア７３０の貫通孔７３２に嵌合させる様子を示す斜視図であり、図３（ｄ）及び図３（ｅ）は両面研削・研磨工程を示す図である。
なお、図２及び図３においては、説明を簡略化するため、各部材（無機光学補償板１０，１２、透光性支持基板２０、無機基板３０，３２など）の厚みや大きさなどについては誇張して図示している。

実施形態に係る光学補償素子の製造方法は、図２に示すように、２つの無機光学補償板１０，１２と、２つの無機光学補償板１０，１２の間に配置され、２つの無機光学補償板１０，１２を支持する透光性支持基板２２とを有する光学補償素子１を製造するための製造方法であって、「基板貼付工程」及び「両面研削・研磨工程」が順次実施される。以下、これら各工程を順次説明する。

１．基板貼付工程
まず、図３（ａ）に示すように、複屈折性を有する無機材料からなる２つの無機基板３０，３２の間に、透光性支持基板２０を配置して、図３（ｂ）に示すように、接着剤Ｃを用いて、各無機基板３０，３２と透光性支持基板２０との間にギャップ制御微粒子４０を介した状態で、２つの無機基板３０，３２と透光性支持基板２０とを接着する。

無機基板３０，３２としては、例えば水晶基板を用いている。研削・研磨前の無機基板３０，３２の厚みは、例えば５００μｍである。透光性支持基板２０としては、例えば石英ガラス基板を用いている。透光性支持基板２０の厚みは、例えば５００μｍである。

ギャップ制御微粒子４０としては、プラスチック材料からなり、例えば直径が６μｍの球状微粒子を用いている。ギャップ制御微粒子４０は、無機基板３０，３２の屈折率と透光性支持基板２０の屈折率との間の屈折率を有する。

接着剤Ｃとしては、紫外線硬化性の樹脂接着剤を用いている。なお、当該接着剤を硬化する方法としては、蛍光灯下で接着剤を仮硬化した後、ＵＶベルト炉で本硬化することが好ましい。このように仮硬化を行うことによって、連鎖反応を促進して樹脂の分子量を大きくすることができ、接着力を高めることができる。

２．両面研削・研磨工程
そして、図３（ｃ）に示すように、透光性支持基板２０の両表面に２つの無機基板３０，３２が貼付された中間部材５０をキャリア７３０の貫通孔７３２に嵌合させた後、図３（ｄ）に示すように、中間部材５０をキャリア７３０とともに研削・研磨装置（図示せず。）にセットして、中間部材５０の両面を同時に研削・研磨する。研削・研磨後の無機基板３０，３２の厚みは、例えば７μｍである。

研削・研磨装置は、無機基板３０，３２を研削及び研磨するための装置であり、所定方向に回転するように構成されてなる自転部７１０と、自転部７１０の回転方向とは逆方向に回転するように構成されてなる公転部７２０と、キャリア７３０とを備える。公転部７２０上には複数個の自転部７１０が配設されており、各自転部７１０と公転部７２０とはちょうど自転・公転の関係となるように構成されている。自転部７１０の下面及び公転部７２０の上面には、目的に併せて研削パッド又は研磨パッドが配置されている。

キャリア７３０は、図３（ｃ）に示すように、円板状部材であり、研削・研磨後の中間部材５０の厚さよりも薄く（例えば４５０μｍ）、かつ、厚さ方向に沿って所定の貫通孔７３２が複数設けられている。複数の貫通孔７３２のそれぞれに中間部材５０を嵌合させれば、全工程終了後には複数の光学補償素子１を同時に得ることができる。

両面研削・研磨工程においては、研削・研磨を開始してから所定時間経過後、中間部材５０における２つの研削・研磨面を反転させるように、キャリア７３０とともに中間部材５０の上下を反転させる（図４（ｅ）参照。）。

以上の工程を実施することにより、図２に示す光学補償素子１（光学補償素子４４０Ｒ，４４０Ｇ，４４０Ｂ）を製造することができる。

このように、実施形態に係る光学補償素子の製造方法によれば、透光性支持基板２０の両表面に２つの無機基板３０，３２を貼り付けて、２つの無機基板３０，３２の両表面を同時に研削・研磨するという比較的簡易でかつ生産性の高い方法で、実施形態に係るプロジェクタ１０００に用いる光学補償素子４４０Ｒ，４４０Ｇ，４４０Ｂを製造することができるため、光学補償素子自体の製造コストを比較的安価なものとすることが可能となる。その結果、実施形態に係る光学補償素子の製造方法によって製造された光学補償素子１をプロジェクタ１０００に用いることにより、プロジェクタの製造コストを低く抑えることが可能となる。

また、実施形態に係る光学補償素子の製造方法によれば、中間部材５０の両面を同時に研削・研磨することとしているため、中間部材５０の両面を均等に研削・研磨することが可能となる。その結果、研削・研磨後の２つの無機基板３０，３２（無機光学補償板１０，１２）の厚みを略同一にすることが可能となる。

実施形態に係る光学補償素子の製造方法においては、自転部７１０と公転部７２０との間（２つのパッドの間）に配置され、研削・研磨後の中間部材５０の厚さよりも薄く、かつ、厚さ方向に沿って所定の貫通孔７３２が設けられたキャリア７３０を備える研削・研磨装置を用い、両面研削・研磨工程においては、中間部材５０をキャリア７３０の貫通孔７３２に嵌合させた状態でキャリア５０を自転部７１０と公転部７２０との間に配置して、中間部材５０の両面を同時に研削・研磨することとしている。これにより、研削・研磨時に２つのパッドの間で中間部材５０（透光性支持基板２０の両表面に２つの無機基板３０，３２が貼付された部材）が必要以上に動き回ってしまうのを防止することができ、２つの無機基板３０，３２の両表面を全体に渡って万遍なく研削・研磨することが可能となる。また、研削・研磨中に中間部材５０が欠けたり傷が付いたりするのを抑制することが可能となる。

実施形態に係る光学補償素子の製造方法において、両面研削・研磨工程においては、研削・研磨を開始してから所定時間経過後、中間部材５０における２つの研削・研磨面を反転させることとしているため、中間部材５０の両面を均等に研削・研磨することが可能となる。

実施形態に係る光学補償素子の製造方法において、基板貼付工程においては、接着剤Ｃを用いて、２つの無機基板３０，３２と透光性支持基板２０とを接着することとしているため、無機基板３０，３２と透光性支持基板２０との界面における表面反射の発生が抑制され、光透過率を高めることが可能となる。
また、無機基板３０，３２及び透光性支持基板２０の線膨張係数がそれぞれ異なる場合であっても、各基板間の貼り合わせ面における剥離が起こりにくくなり、長期信頼性の低下を抑制することが可能となる。

実施形態に係る光学補償素子の製造方法において、基板貼付工程においては、各無機基板３０，３２と透光性支持基板２０との間にギャップ制御微粒子４０を介した状態で、２つの無機基板３０，３２と透光性支持基板２０とを接着することとしているため、ギャップ制御微粒子４０によって接着剤Ｃの厚みバラつきを軽減することができ、接着後の無機基板３０，３２の歪み等を軽減することが可能となる。その結果、研削・研磨後の無機基板３０，３２（無機光学補償板１０，１２）の面内厚みむらを低減することが可能となる。また、ギャップ制御微粒子４０によって接着剤Ｃの厚みバラつきを軽減することができることから、部分的に無機基板３０，３２を越えて接着層にまで研削・研磨が及んでしまうのを抑制することができ、その結果、研削・研磨後の無機基板３０，３２に割れや欠けが発生するのを抑制することが可能となる。

実施形態に係る光学補償素子の製造方法においては、無機基板３０，３２として、水晶基板を用いているため、有機材料系の光学補償素子（例えば延伸位相差フィルム）に比べて、耐熱性、放熱性及び耐光性に優れ、長寿命であり、屈折率異方性の面内均一性がよい光学補償素子を製造することができる。

実施形態に係る光学補償素子の製造方法においては、透光性支持基板２０として、石英ガラス基板を用いている。石英ガラス基板は複屈折が小さいため、透光性支持基板２０を通過する光束の品質低下を抑制することができ、高品質な光学補償素子を製造することができる。

以上、本発明の光学補償素子の製造方法及びプロジェクタを上記の実施形態に基づいて説明したが、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、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。

（１）上記実施形態においては、基板貼付工程として、接着剤を用いて無機基板と透光性支持基板とを接着する場合を例示して説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、直接接合によって無機基板と透光性支持基板とを接合してもよい。直接接合としては、分子間力による接合やプラズマ接合などを例示することができる。

（２）上記実施形態においては、無機基板として、水晶基板を用いたが、本発明はこれに限定されるものではなく、サファイア基板を用いてもよいし、他の複屈折性を有する無機材料（例えば、ウルツ鉱、金紅石、チリ硝石、電気石、硫化カドミウム等）からなる無機基板を用いてもよい。

（３）上記実施形態においては、透光性支持基板として、石英ガラス基板を用いたが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、白板ガラス、パイレックス（登録商標）、結晶化ガラス、立方晶の焼結体からなる基板を用いてもよい。

（４）上記実施形態においては、液晶パネルと光学補償素子とは離隔して配置されているが、本発明はこれに限定されるものではなく、液晶パネルと光学補償素子とを貼り合わせ、当該光学補償素子を液晶パネルに設けられる防塵ガラスの代わりとして用いてもよい。

（５）上記実施形態においては、光源装置として、楕円面リフレクタからなる光源装置を用いたが、本発明はこれに限定されるものではなく、放物面リフレクタからなる光源装置を用いてもよい。

（６）上記実施形態においては、光均一化光学系として、レンズアレイからなるレンズインテグレータ光学系を用いたが、本発明はこれに限定されるものではなく、インテグレータロッドからなるロッドインテグレータ光学系を用いてもよい。

（７）上記実施形態においては、３つの液晶光変調装置を用いたいわゆる３板式の液晶プロジェクタに本発明が適用される場合を説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、１つ、２つ又は４つ以上の液晶光変調装置を用いたプロジェクタにも本発明を適用することができる。

（８）本発明は、投写画像を観察する側から投写するフロント投写型プロジェクタに適用する場合にも、投写画像を観察する側とは反対の側から投写するリア投写型プロジェクタに適用する場合にも可能である。

実施形態に係るプロジェクタ１０００を説明するために示す図。 光学補償素子１の構成を示す図。 実施形態に係る光学補償素子の製造方法を説明するために示す図。

符号の説明

１，４４０Ｒ，４４０Ｇ，４４０Ｂ…光学補償素子、１０，１２…無機光学補償板、２０…透光性支持基板、３０，３２…無機基板、４０…ギャップ制御微粒子、５０…中間部材、１００…照明装置、１００ａｘ…照明光軸、１１０…光源装置、１１２…発光管、１１４…楕円面リフレクタ、１１６…副鏡、１１８…凹レンズ、１２０…第１レンズアレイ、１２２…第１小レンズ、１３０…第２レンズアレイ、１３２…第２小レンズ、１４０…偏光変換素子、１５０…重畳レンズ、２００…色分離導光光学系、２１０，２２０…ダイクロイックミラー、２３０，２４０，２５０…反射ミラー、２６０…入射側レンズ、２７０…リレーレンズ、３００Ｒ，３００Ｇ，３００Ｂ…集光レンズ、４００Ｒ，４００Ｇ，４００Ｂ…液晶光変調装置、４１０Ｒ，４１０Ｇ，４１０Ｂ…液晶パネル、４２０Ｒ，４２０Ｇ，４２０Ｂ…入射側偏光板、４３０Ｒ，４３０Ｇ，４３０Ｂ…射出側偏光板、５００…クロスダイクロイックプリズム、６００Ｂ…投写光学系、７１０…自転部、７２０…公転部、７３０…キャリア、７３２…貫通孔、１０００…プロジェクタ、Ｃ…接着剤、ＳＣＲ…スクリーン

Claims (8)

1. 透光性支持基板の両表面に複屈折性を有する無機材料からなる２つの無機基板をそれぞれ貼り付ける基板貼付工程と、
   前記透光性支持基板の両表面に前記２つの無機基板が貼付された中間部材を研削・研磨装置にセットして、前記中間部材の両面を同時に研削・研磨する両面研削・研磨工程とをこの順序で含むことを特徴とする光学補償素子の製造方法。
2. 請求項１に記載の光学補償素子の製造方法において、
   前記研削・研磨装置は、対向して設けられた２つのパッドと、前記２つのパッドの間に配置され、研削・研磨後の前記中間部材の厚さよりも薄く、かつ、厚さ方向に沿って所定の貫通孔が設けられたキャリアとを備え、
   前記両面研削・研磨工程においては、前記中間部材を前記キャリアの前記貫通孔に嵌合させた状態で前記キャリアを前記２つのパッドの間に配置して、前記中間部材の両面を同時に研削・研磨することを特徴とする光学補償素子の製造方法。
3. 請求項１又は２に記載の光学補償素子の製造方法において、
   前記両面研削・研磨工程においては、研削・研磨を開始してから所定時間経過後、前記中間部材における２つの研削・研磨面を反転させることを特徴とする光学補償素子の製造方法。
4. 請求項１〜３のいずれかに記載の光学補償素子の製造方法において、
   前記基板貼付工程においては、接着剤を用いて、前記２つの無機基板と前記透光性支持基板とを接着することを特徴とする光学補償素子の製造方法。
5. 請求項４に記載の光学補償素子の製造方法において、
   前記基板貼付工程においては、各無機基板と前記透光性支持基板との間にギャップ制御微粒子を介した状態で、前記２つの無機基板と前記透光性支持基板とを接着することを特徴とする光学補償素子の製造方法。
6. 請求項１〜３のいずれかに記載の光学補償素子の製造方法において、
   前記基板貼付工程においては、直接接合によって、前記２つの無機基板と前記透光性支持基板とを接合することを特徴とする光学補償素子の製造方法。
7. 請求項１〜６のいずれかに記載の光学補償素子の製造方法において、
   前記無機基板として、水晶基板又はサファイア基板を用いることを特徴とする光学補償素子の製造方法。
8. 請求項１〜７のいずれかに記載の光学補償素子の製造方法によって製造された光学補償素子を備えることを特徴とするプロジェクタ。