JP6181606B2 - 偏光変換素子及び光学機器 - Google Patents
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Description
さらに、第2の接着剤層が、無機1/2波長板の側面に亘って形成され、無機1/2波長板の側面全体を被覆しているので、無機1/2波長板の側面を保護して、透過率の低下を防止することができる。また、無機1/2波長板と偏光ビームスプリッタアレイとの接続強度を維持することができる。
1−1.偏光変換素子
1−2.第1の接着剤層及び第2の接着剤層
1−3.積層構造からなる斜方蒸着層
1−4.無機1/2波長板の側面保護
1−5.具体例1
1−6.具体例2
1−7.具体例3
2.偏光変換素子の製造方法
3.光学機器
図1及び図2は、それぞれ偏光変換素子を示す平面図及び断面図である。この偏光変換素子は、偏光分離層11aを有する偏光ビームスプリッタ11と、反射層12aを有する反射プリズム12とを交互に貼り合わせた偏光ビームスプリッタアレイ13を備える。偏光ビームスプリッタ11の出射面には、無機1/2波長板14が選択的に設けられる。
保護膜の成膜方法は、このような無機化合物を高密度に形成することで低湿度透過性の保護膜を成膜することが可能な方法を採用する。このような保護膜の成膜方法としては、例えば化学蒸着(CVD:Chemical Vapor Deposition)法を挙げることができる。CVD法により保護膜を成膜する場合、大気圧〜中真空(100〜10−1Pa)とした容器内に複屈折層が形成された基板を設置し、保護膜の材料であるガス状の無機化合物をこの容器内に送り込み、熱、プラズマ、光等のエネルギーを与えてガス状の無機化合物と複屈折層とを化学反応させる。このようなCVD法によれば、複屈折層上に無機化合物を高密度に形成して低湿度透過性の保護膜とすることができる。保護膜の成膜方法は、このようなCVD法に替えて、例えばプラズマアシスト蒸着法、スパッタ法等、無機化合物を高密度に形成することが可能な何れの方法を採用するようにしてもよい。
ここで、第1の接着剤層15及び第2の接着剤層16の耐熱性及び耐光性について検証する。図3は、シリコーン系接着剤とUV系接着剤との耐光加速試験の結果を示すグラフである。また、図4は、サンプルの構成を示す断面図である。サンプルは、2枚のガラス基板を接着剤にて貼り合わせて作製した。また、耐光加速試験条件は、ある高輝度プロジェクター(実機)の約40倍のパワー密度32W/cm2とし、サンプルの基板の表面温度を70℃とした。すなわち、実機の40倍の加速度として実施した。
次に、無機1/2波長板における斜方蒸着層について説明する。本実施の形態における斜方蒸着層は、積層構造からなることが好ましい。複数層の斜方蒸着層は、原理的に膜厚を調整することによって任意の位相差を設定することが可能である。また、各層間の反射率は、各層の膜厚に比例するため、各層の膜厚は、使用波長以下であることが好ましい。
図7及び図8は、無機1/2波長板14の偏光ビームスプリッタアレイ13への接着状態を模式的に示す断面図である。図7及び図8に示すように、無機1/2波長板14の側面は、シリコーン系接着剤により保護されていることが好ましい。すなわち、第2の接着剤層16が無機1/2波長板14の側面に亘って形成されていることが好ましい。この側面保護膜は、シリコーン系接着剤が無機1/2波長板14の接着面から側面に亘ってはみ出して接着されることにより形成することができる。
図9は、偏光変換素子の具体例1の構成を示す断面図である。具体例1として示す偏光変換素子は、偏光ビームスプリッタ11の透光部材と、反射プリズム12の透光部材と、無機1/2波長板14の基板とが、屈折率nが1.46のガラス基板から構成される。
また、例えば映画館などで使われるシネマ用プロジェクターに適用された場合、ポップコーンオイルと呼ばれるオイルミストが表面に付着するため、定期的に表面の払拭清掃が行われるが、蒸着面側をシリコーン接着剤で貼り付けることにより、直接蒸着面が払拭されるのを防ぐことができる。
図10は、偏光変換素子の具体例2の構成を示す断面図である。具体例2として示す偏光変換素子は、具体例1と同様、偏光ビームスプリッタ11の透光部材と、反射プリズム12の透光部材と、無機1/2波長板14の基板とが、屈折率nが1.46のガラス基板から構成される。
図11は、偏光変換素子の具体例3の構成を示す断面図である。具体例3として示す偏光変換素子は、具体例1と同様、偏光ビームスプリッタ11の透光部材と、反射プリズム12の透光部材と、無機1/2波長板14の基板とが、屈折率nが1.46のガラス基板から構成される。
次に、本実施の形態に係る偏光変換素子の製作方法について説明する。本実施の形態に係る偏光変換素子の製造方法は、偏光分離層が成膜された偏光板と反射層が形成された反射板とをシリコーン系接着剤を介して交互に貼り合わせる工程と、貼り合わせた基板面の法線に対して所定角度で切断し、偏光ビームスプリッタアレイを得る工程と、偏光ビームスプリッタアレイに無機1/2波長板を選択的に貼り付ける工程と、最表面に反射防止膜を成膜する工程とを有する。
次に、光学機器への適用例について、液晶プロジェクターを参照して説明する。図15は、液晶プロジェクターの光学系を示す図である。このプロジェクターは、光源51と、光束を略平行にするフライアイレンズ52、入射ランダム偏光を一定の偏光方向に揃える偏光変換素子53と、赤色光、緑色光、青色光に分離に分離する色分解ミラー(ダイクロイックミラー)54,55,56と、LCOS(Liquid Crystal on Silicon)と呼ばれるシリコン基板上に液晶を形成した赤色,緑色,青色表示用の反射型液晶表示パネル57,58,59と、3色の色光を合成してカラー画像を形成する色合成プリズム60と、ミラー61,62と、PBS(偏光ビームスプリッタ)63,64,65とを備える。
Claims (3)
- P波又はS波の一方を透過し他方を反射する偏光分離層を有する第1の透光部材と、前記偏光分離層によって反射されるP波又はS波の他方を反射する反射層を有する第2の透光部材とが、シリコーン系接着剤からなる第1の接着剤層を介して交互に貼り合わされてなり、入射面から入射したP波又はS波の他方が前記反射層により出射面へ反射される偏光ビームスプリッタアレイと、
前記偏光ビームスプリッタアレイの前記出射面上に選択的に設けられ、誘電体からなる斜方蒸着層を有し、P波又はS波の一方を他方に変換する無機1/2波長板とを備え、
前記無機1/2波長板が、ガラス基板と斜方蒸着層とが積層されてなり、
前記偏光ビームスプリッタアレイと前記無機1/2波長板の前記斜方蒸着層側とが、シリコーン系接着剤からなる第2の接着剤層を介して貼り付けられ、
前記第2の接着剤層が、前記無機1/2波長板の側面に亘って形成され、前記無機1/2波長板の側面全体を被覆し、前記無機1/2波長板の上面は被覆していない
偏光変換素子。 - 前記シリコーン系接着剤が、ジメチルシリコーン又はメチルゴムを含有する請求項1に記載の偏光変換素子。
- 請求項1または2に記載の偏光変換素子を備える光学機器。
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