KR100408381B1

KR100408381B1 - 광학 부품 및 그것을 사용한 프로젝터

Info

Publication number: KR100408381B1
Application number: KR10-2001-0015226A
Authority: KR
Inventors: 타케자와타케시; 하시주메토시아키
Original assignee: 세이코 엡슨 가부시키가이샤
Priority date: 2000-03-24
Filing date: 2001-03-23
Publication date: 2003-12-06
Also published as: US20010046032A1; JP2001272513A; US6523958B2; TW554180B; KR20010090535A; CN1319767A; CN1211669C

Abstract

광학 부품의 광학 특성을 너무 열화시키지 않고 광학 부품을 용이하게 제조할 수 있는 기술을 제공한다.

광학 부품은 유리와, 유리와 접합되는 광학 부재와, 유리와 광학 부재를 각각의 평면에서 접합하기 위한 접합층을 구비하고 있다. 유리의 접합 평면은 광학 부품으로 처리되는 광이 통과하는 면으로, rms(root mean square)값으로 약 3nm 내지 약 10nm의 표면 거칠기를 갖고 있다.

Description

광학 부품 및 그것을 사용한 프로젝터{Optical component and projector using the same}

본 발명은 유리를 사용한 광학 부품 및 상기 광학 부품을 사용하여 화상을 투사 표시하는 프로젝터에 관한 것이다.

프로젝터에서는 조명 광학계로부터 사출(射出)된 광을 액정 라이트 밸브 등을 사용하여 화상 정보(화상 신호)에 따라서 변조하여, 변조된 광을 스크린 상에 투사함으로써 화상 표시를 실현하고 있다.

그런데, 상기 프로젝터는 유리를 사용한 각종 광학 부품을 구비하고 있다. 예를 들면, 액정 라이트 밸브에서는, 편광판이 유리 기판 상에 설치된 광학 부품이 사용되고 있다. 상기 광학 부품은 편광판과, 유리 기판과, 편광판을 유리 기판 상에 고정하기 위한 점착제(粘着劑)를 구비하고 있다. 유리 기판의 표면은 일반적으로, 기판 표면에서의 광 산란을 방지하기 위해 경면 완성되어 있다.

그렇지만, 상기와 같은 광학 부품을 제조하는 데에는 시간이 걸린다는 문제가 있었다. 이것은 유리 기판을 경면 완성할 때에는, 통상, 연삭과 랩핑과 폴리싱으로 이루어지는 연마 처리를 장시간 걸쳐 행할 필요가 있기 때문이다. 또한, 이러한 문제는 유리를 사용한 각종 광학 부품에 공통되는 문제이다.

본 발명은 종래 기술에서의 상술한 과제를 해결하기 위해 이루어진 것으로,광학 부품의 광학 특성을 너무 열화시키지 않고 광학 부품을 용이하게 제조할 수 있는 기술을 제공하는 것을 목적으로 한다.

도 1은 본 발명을 적용한 프로젝터를 도시하는 설명도.

도 2는 도 1의 조명 광학계(100)를 확대하여 도시하는 설명도.

도 3은 편광 발생 광학계(160)를 도시하는 설명도.

도 4는 도 1의 프로젝터(1000)의 요부를 도시하는 설명도.

도 5는 제 1 액정 라이트 밸브(300R)(도 4)의 광 입사면 측에 구비된 광학 부품을 확대하여 도시하는 설명도.

도 6은 제 1 액정 라이트 밸브(300R)(도 4)의 광 사출면 측에 구비된 광학 부품을 확대하여 도시하는 설명도.

도 7은 표면 거칠기가 다른 사파이어 유리 기판의 투과율을 도시하는 도면.

도 8은 표면 거칠기가 다른 사파이어 유리 기판을 사용한 광학 부품의 투과율을 도시하는 도면.

도 9는 조명 광학계(100)(도 2)에 구비된 광학 부품(편광 빔 스플리터 어레이)(64)을 확대하여 도시하는 설명도.

도 10은 편광 빔 스플리터를 도시하는 설명도.

도 11은 조명 광학계(100)(도 2)에 구비된 광학 부품(중첩 렌즈)(170)을 확대하여 도시하는 설명도.

도 12는 색 합성 광학계(도 4)로서 구비된 광학 부품(크로스 다이클로익 프리즘)(520)을 확대하여 도시하는 설명도.

도 13은 다른 다이클로익 프리즘(550)을 도시하는 설명도.

※도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명※

62: 차광판 62a: 개구면

62b: 차광면 64: 편광 빔 스플리터 어레이(광학 부품)

64a: 편광 분리막 64b: 반사막

64c: 유리 기판 64c1, 64c2: 유리 기판

66: 선택 위상차판 66a: 개구층

66b: λ/2 위상차층 100: 조명 광학계

1000: 프로젝터 100ax: 시스템 광 축

120: 광원 장치 120ax: 광원 광 축

122: 발광관 124: 리플렉터

126: 평행화 렌즈 140, 150: 렌즈 어레이

142: 소 렌즈 152: 소 렌즈

160: 편광 발생 광학계 170: 중첩 렌즈(광학 부품)

170a: 유리 기판 170b: 렌즈

200: 색 광 분리 광학계 202, 204: 다이클로익 미러

208; 반사 미러 220: 릴레이 광학계

222: 입사 측 렌즈 224, 228: 반사 미러

226: 릴레이 렌즈 230, 232, 234: 필드 렌즈

300R, 300G, 300B: 액정 라이트 밸브

301R, 301G, 301B: 액정 패널 302Ri, 302Ro: 편광판

302Bi, 302Bo: 편광판 302Gi, 302Go: 편광판

307R, 307G, 307B: 유리 기판 308R, 308G, 308B: 유리 기판

410, 420: 광학 부품

511 내지 514: 직각 프리즘(기둥 형상 프리즘)

520: 크로스 다이클로익 프리즘(광학 부품)

521: 적색 광 반사막 521a, 521b: 적색 광 반사막

522: 청색 광 반사막 522a, 522b: 청색 광 반사막

540: 투사 렌즈 550: 광학 부품

550: 다이클로익 프리즘 551: 적색 광 반사막

552: 청색 광 반사막 560, 560: 색 광 선택 프리즘(광학 부품)

561, 562, 571, 572: 직각 프리즘

600: 광학 부품 600a: 편광 분리막

610, 620: 투광성 부재 CL: 접합층

LA: 조명 영역 SC: 스크린

Sm: 경면 Sr: 조면

상술한 과제 중 적어도 일부를 해결하기 위해, 본 발명의 제 1 광학 부품은

유리와,

상기 유리와 접합되는 광학 부재와,

상기 유리와 상기 광학 부재를 각각의 평면에서 접합하기 위한 접합층을 구비하며,

상기 유리의 접합 평면은 상기 광학 부품으로 처리되는 광이 통과하는 면으로, rms값으로 3nm 내지 10nm의 표면 거칠기를 갖는 것을 특징으로 한다.

제 1 광학 부품은 유리의 접합 평면에 상기와 같은 조면(粗面)을 갖고 있지만, 접합층이 조면(粗面)의 요철을 매꾸도록 하여 유리와 광학 부재를 접합한다. 이 접합층에 의해 조면에서의 광 산란을 저감할 수 있기 때문에, 광학 부품의 광학 특성을 너무 열화시키지 않고 광학 부품을 용이하게 제조하는 것이 가능해진다.

상기 광학 부품에 있어서,

상기 접합층은 1.2 내지 1.5의 굴절율을 갖는 것이 바람직하다.

접합층이 이러한 굴절율을 가질 경우에는, 유리와 거의 동일한 굴절율을 갖게 되기 때문에, 광학 부품의 광학 특성의 열화를 저감하는 것이 가능해진다.

상기 광학 부품에 있어서,

상기 유리의 굴절율에 대한 상기 접합층의 굴절율의 비는 0.8 내지 1.2인 것이 바람직하다.

접합층의 굴절율과 유리의 굴절율과의 관계를 상기한 바와 같이 하면, 광학 부품의 광학 특성의 열화를 상당히 저감할 수 있다.

상기 광학 부품에 있어서,

상기 광학 부재는 편광판이나 위상차판, 렌즈일 수도 있다.

또, 상기 광학 부품에 있어서,

상기 광학 부재는 그 접합 평면에 편광 분리막이 형성된 투광성 부재일 수도 있다.

더욱이, 상기 광학 부품에 있어서,

상기 광학 부재는 그 접합 평면에 소정 범위의 파장을 갖는 광을 선택하는 선택막이 형성된 투광성 부재일 수도 있다.

이렇게, 유리와 접합되는 광학 부재로서는, 각종의 것을 사용하는 것이 가능하다.

상기 광학 부품에 있어서,

상기 유리는 사파이어 유리일 수도 있다.

사파이어 유리는 비교적 경도가 높기 때문에, 표면을 경면 완성하는 것이 비교적 곤란하다. 따라서, 사파이어 유리를 사용한 광학 부품을 상당히 용이하게 제조하는 것이 가능해진다.

상기 광학 부품에 있어서,

상기 광학 부품은 대기와 접하고, 또한, 상기 광학 부품으로 처리되는 광이 통과하는 면에서 반사 방지막이 형성되어 있도록 해도 된다.

이렇게 하면, 대기와 접하고, 또한, 광이 통과하는 면에서의 반사를 방지할 수 있기 때문에, 광학 부품의 광학 특성을 향상시키는 것이 가능해진다.

본 발명의 제 2 광학 부품은,

소정 방향을 따라 교대로 배열된 복수의 제 1 및 제 2 유리 기판과,

상기 제 1 및 제 2 유리 기판을 각각의 평면에서 접합하기 위한 접합층을 구비하며,

상기 제 1 및 제 2 유리 기판의 계면(界面)에는 편광 분리막과 반사막이 교대로 설치되어 있으며,

상기 편광 분리막이 설치된 계면에 있어서,

상기 제 1 유리 기판의 접합 평면은 rms값으로 3nm 내지 10nm의 표면 거칠기를 갖고 있으며, 상기 제 2 유리 기판에는 상기 편광 분리막이 형성되어 있으며, 상기 편광 분리막과 상기 제 1 유리 기판 사이에 상기 접합층이 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

제 2 광학 부품은 제 1 유리 기판의 접합 평면에 조면을 갖고 있지만, 접합층이 조면의 요철을 매꾸도록 하여 제 1 및 제 2 유리 기판을 접합하기 때문에, 광학 부품의 광학 특성을 너무 열화시키지 않고 광학 부품을 용이하게 제조하는 것이 가능해진다.

본 발명의 제 3 광학 부품은,

X자 형상으로 형성된 계면에 의해 구분되는 4개의 기둥 형상 유리 프리즘과, 상기 4개의 기둥 형상 유리 프리즘을 각각의 평면에서 접합하기 위한 접합층을 구비하며,

상기 4개의 기둥 형상 유리 프리즘 중 선택된 적어도 1 세트가 인접하는 2개의 기둥 형상 유리 프리즘 중,

제 1 기둥 형상 유리 프리즘의 접합 평면은 rms값으로 3nm 내지 10nm의 표면 거칠기를 갖고 있으며, 제 2 기둥 형상 유리 프리즘에는 소정 범위의 파장을 갖는 광을 선택하는 선택막이 형성되어 있으며, 상기 선택막과 상기 제 1 기둥 형상 프리즘 사이에 상기 접합층이 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

제 3 광학 부품은 선택된 제 1 기둥 형상 유리 프리즘의 접합 평면에 조면을 갖고 있지만, 접합층이 조면의 요철을 매꾸도록 하여 2개의 기둥 형상 유리 프리즘을 접합하기 때문에, 광학 부품의 광학 특성을 너무 열화시키지 않고 광학 부품을 용이하게 제조하는 것이 가능해진다.

본 발명의 광학 부품은 각종 프로젝터에 사용할 수 있다. 예를 들면, 본 발명의 제 1 프로젝터는,

조명 광을 사출하는 조명 광학계와,

상기 조명 광학계로부터의 광을 화상 정보에 따라서 변조하는 전기 광학 장치와,

상기 전기 광학 장치에서 얻어지는 변조 광 선속을 투사하는 투사 광학계를 구비하며,

상기 조명 광학계와, 상기 전기 광학 장치와, 상기 투사 광학계 중 어느 하나는 상기 제 1 광학 부품을 구비하고 있다.

본 발명의 제 2 프로젝터로,

조명 광을 사출하는 조명 광학계와,

상기 조명 광학계는,

소정의 편광 광을 사출하는 편광 발생부를 구비하며,

상기 편광 발생부는,

입사하는 광을 2종류의 편광 광으로 분리하기 위한 상기 제 2 광학 부품과,

상기 광학 부품으로부터 사출되는 2종류의 편광 광 중 한쪽을 다른 쪽에 일치시키기 위한 선택 위상차판을 구비하고 있다.

본 발명의 제 3 프로젝터는 컬러 화상을 투사 표시하기 위한 프로젝터로,

조명 광을 사출하는 조명 광학계와,

상기 조명 광학계로부터 사출된 상기 조명 광을 3개의 색 성분을 각각 갖는 제 1 내지 제 3 색 광으로 분리하는 색 광 분리 광학계와,

상기 색 광 분리 광학계에 의해 분리된 제 1 내지 제 3 색 광을 화상 정보에 따라서 변조하여, 제 1 내지 제 3 변조 광 선속을 생성하는 제 1 내지 제 3 전기광학 장치와,

상기 제 1 내지 제 3 변조 광 선속을 합성하는 색 합성 광학계와,

상기 색 합성 광학계로부터 사출되는 합성 광을 투사하는 투사 광학계를 구비하며,

상기 조명 광학계와, 상기 색 광 분리 광학계와, 상기 제 1 내지 제 3 전기 광학 장치와, 상기 색 합성 광학계와, 상기 투사 광학계 중 어느 하나는 상기 제 1 광학 부품을 구비하고 있다.

본 발명의 제 4 프로젝터는 컬러 화상을 투사 표시하기 위한 프로젝터로,

조명 광을 사출하는 조명 광학계와,

상기 색 광 분리 광학계에 의해 분리된 제 1 내지 제 3 색 광을 화상 정보에 따라서 변조하여, 제 1 내지 제 3 변조 광 선속을 생성하는 제 1 내지 제 3 전기 광학 장치와,

상기 색 광 분리 광학계와 상기 색 합성 광학계 중 어느 하나는 상기 제 3 광학 부품을 구비하고 있다.

이들 프로젝터는 상기 광학 부품을 구비하고 있기 때문에, 프로젝터의 광학특성을 너무 열화시키지 않고 프로젝터를 용이하게 제조하는 것이 가능해진다.

(발명의 실시예)

A. 프로젝터의 전체 구성:

다음으로, 본 발명의 실시예를 실시예에 근거하여 설명한다. 도 1은 본 발명을 적용한 프로젝터를 도시하는 설명도이다. 프로젝터(1000)는 광원 장치(120)를 포함하는 조명 광학계(100)와, 색 광 분리 광학계(200)와, 릴레이 광학계(220)와, 3개의 액정 라이트 밸브(300R, 300G, 300B)와, 크로스 다이클로익 프리즘(cross dichroic prism)(520)과, 투사 렌즈(540)를 구비하고 있다.

조명 광학계(100)(도 1)로부터 사출된 광은 색 광 분리 광학계(200)에서 적(R), 녹(G), 청(B) 3색의 색 광으로 분리된다. 분리된 각 색 광은 액정 라이트 밸브(300R, 300G, 300B)에서 화상 정보에 따라서 변조된다. 변조된 각 색 광은 크로스 다이클로익 프리즘(520)에서 합성되어, 투사 렌즈(540)에 의해 스크린(SC) 상에 컬러 화상이 투사 표시된다.

도 2는 도 1의 조명 광학계(100)를 확대하여 도시하는 설명도이다. 상기 조명 광학계(100)는 광원 장치(120)와, 제 1 및 제 2 렌즈 어레이(140, 150)와, 편광 발생 광학계(160)와, 중첩 렌즈(170)를 구비하고 있다. 광원 장치(120)와 제 1 및 제 2 렌즈 어레이(140, 150)는 광원 광 축(120ax)을 기준으로 하여 배치되어 있으며, 편광 발생 광학계(160)와 중첩 렌즈(170)는 시스템 광 축(100ax)을 기준으로 하여 배치되어 있다. 광원 광 축(120ax)은 광원 장치(120)로부터 사출되는 광 선속의 중심 축이고, 시스템 광 축(100ax)은 편광 발생 광학계(160)로부터 후단의 광학 소자로부터 사출되는 광 선속의 중심 축이다. 도시하는 바와 같이, 시스템 광 축(100ax)과 광원 광 축(120ax)은 x방향으로 소정의 어긋난 량(Dp)만큼 거의 평행하게 어긋나 있다. 상기 어긋난 량(Dp)에 대해서는 후술한다. 또한, 도 2에서 조명 광학계(100)가 조명하는 조명 영역(LA)은 도 1의 액정 라이트 밸브(300R, 300G, 300B)에 대응한다.

광원 장치(120)는 대략 평행한 광 선속을 사출하는 기능을 갖고 있다. 광원 장치(120)는 발광관(122)과, 회전 타원면 형상의 오목면을 갖는 리플렉터(124)와 평행화 렌즈(126)를 구비하고 있다. 발광관(122)으로부터 사출된 광은 리플렉터(124)에 의해 반사되며, 반사 광은 평행화 렌즈(126)에 의해 광원 광 축(120ax)에 거의 평행한 광으로 변환된다. 또한, 광원 장치로서는, 회전 포물면 형상의 오목면을 갖는 리플렉터를 사용해도 된다.

제 1 렌즈 어레이(140)는 매트릭스 형상으로 배열된 복수의 소 렌즈(142)를 갖고 있다. 각 소 렌즈(142)는 평 볼록 렌즈이며, z방향에서 보았을 때의 외형 형상은 조명 영역(LA)(액정 라이트 밸브)과 유사하게 설정되어 있다. 제 1 렌즈 어레이(140)는 광원 장치(120)로부터 사출된 대략 평행한 광 선속을 복수의 부분 광 선속으로 분할하여 사출한다.

제 2 렌즈 어레이(150)는 매트릭스 형상으로 배열된 복수의 소 렌즈(152)를 갖고 있으며, 제 1 렌즈 어레이(140)와 동일한 것이 사용되고 있다. 제 2 렌즈 어레이(150)는 제 1 렌즈 어레이(140)로부터 사출된 부분 광 선속 각각의 중심 축을 시스템 광 축(100ax)과 거의 평행하게 일치시키는 기능을 갖고 있음과 동시에, 제1 렌즈 어레이(140)의 각 소 렌즈(142)의 상을 조명 영역(LA) 상에 결상시키는 기능을 갖고 있다.

제 1 렌즈 어레이(140)의 각 소 렌즈(142)로부터 사출된 부분 광 선속은 도시하는 바와 같이, 제 2 렌즈 어레이(150)를 개재시켜, 그 근방 위치, 즉, 편광 발생 광학계(160) 내에서 집광된다.

도 3은 편광 발생 광학계(160)를 도시하는 설명도이다. 도 3a는 편광 발생 광학계(160)의 사시도를 도시하고 있으며, 도 3b는 +y 방향에서 보았을 때의 평면도의 일부를 도시하고 있다. 편광 발생 광학계(160)는 차광판(62)과, 편광 빔 스플리터 어레이(beam splitter array)(64)와, 선택 위상차판(66)을 구비하고 있다. 또한, 편광 발생 광학계(160)는 본 발명에서의 편광 발생부에 상당한다.

편광 빔 스플리터 어레이(polarization beam splitter arrary)(64)는 도 3a에 도시하는 바와 같이, 대략 평행 사변형의 단면을 갖는 기둥 형상의 유리 기판(64c)이 복수로 맞붙여 구성되어 있다.

각 유리 기판(64c)의 계면에는 편광 분리막(64a)과 반사막(64b)이 교대로 형성되어 있다. 또한, 편광 분리막(64a)으로서는 유전체 다층막이 사용되며, 반사막(64b)로서는 유전체 다층막이나 금속막이 사용된다.

차광판(62)은 차광면(62b)과 개구면(62a)이 스트라이프 형상으로 배열되어 구성되어 있다. 차광판(62)은 차광면(62b)에 입사하는 광 선속을 막으며, 개구면(62a)에 입사하는 광 선속을 통과시키는 기능을 갖고 있다. 차광면(62b)과 개구면(62a)은 제 1 렌즈 어레이(140)(도 2)로부터 사출된 부분 광 선속이 편광 빔스플리터 어레이(64)의 편광 분리막(64a)에만 입사하며, 반사막(64b)에는 입사하지 않도록 배열되어 있다. 구체적으로는, 도 3b에 도시하는 바와 같이, 차광판(62)의 개구면(62a) 중심은 편광 빔 스플리터 어레이(64)의 편광 분리막(64a) 중심과 거의 일치하도록 배치되어 있다. 또, 개구면(62a)의 x방향의 개구 폭(Wp)은 편광 분리막(64a)의 x방향의 크기와 거의 같게 설정되어 있다. 이 때, 차광판(62)의 개구면(62a)을 통과한 광 선속은 편광 분리막(64a)에만 입사하며, 반사막(64b)에는 입사하지 않게 된다. 또한, 차광판(62)으로서는, 평판 형상의 투명체(예를 들면 유리판)에 차광성 막(예를 들면 크롬막이나, 알루미늄막, 유전체 다층막 등)을 부분적으로 형성한 것을 사용할 수 있다. 또, 알루미늄판과 같은 차광성 평판에 개구부를 설치한 것을 사용해도 된다.

제 1 렌즈 어레이(140)(도 2)로부터 사출된 각 부분 광 선속은 도 3b에 실선으로 도시하는 바와 같이, 그 주광선(중심 축)이 시스템 광 축(100ax)에 거의 평행하게 차광판(62)의 개구면(62a)에 입사한다. 개구면(62a)을 통과한 부분 광 선속은 편광 분리막(64a)에 입사한다. 편광 분리막(64a)은 입사한 부분 광 선속을 s편광의 부분 광 선속과 p편광의 부분 광 선속으로 분리한다. 이 때, p편광의 부분 광 선속은 편광 분리막(64a)을 투과하여, s편광의 부분 광 선속은 편광 분리막(64a)에서 반사된다. 편광 분리막(64a)에서 반사된 s편광의 부분 광 선속은 반사막(64b)을 향해 반사막(64b)에서 더욱 반사된다. 이 때, 편광 분리막(64a)을 투과한 p편광의 부분 광 선속과, 반사막(64b)에서 반사한 s편광의 부분 광 선속과는 서로 거의 평행하게 되어 있다.

선택 위상차판(66)은 개구층(66a)과 λ/2 위상차층(66b)에 의해 구성되어 있다. 또한, 개구층(66a)은 λ/2 위상차층(66b)이 형성되어 있지 않은 부분이다. 개구층(66a)은 입사하는 직선 편광 광을 그대로 투과하는 기능을 갖고 있다. 한편, λ/2 위상차층(66b)은 입사하는 직선 편광 광을 편광 방향이 직교하는 직선 편광 광으로 변환하는 편광 변환 소자로서의 기능을 갖고 있다. 본 실시예에서는, 도 3b에 도시하는 바와 같이, 편광 분리막(64a)을 투과한 p편광의 부분 광 선속은 λ/2 위상차층(66b)에 입사한다. 따라서, p편광의 부분 광 선속은 λ/2 위상차층(66b)에서, s편광의 부분 광 선속으로 변환되어 사출된다. 한편, 반사막(64b)에서 반사된 s편광의 부분 광 선속은 개구층(66a)에 입사하기 때문에, s편광의 부분 광 선속대로 사출된다. 즉, 편광 발생 광학계(160)에 입사한 기울기가 없는 부분 광 선속은 s편광의 부분 광 선속으로 변환되어 사출되게 된다. 또한, 반사막(64b)에서 반사되는 s편광의 부분 광 선속의 사출면에만 λ/2 위상차층(66b)을 배치함으로써, 편광 발생 광학계(160)에 입사하는 부분 광 선속을 p편광의 부분 광 선속으로 변환하여 사출할 수도 있다. 선택 위상차판(66)으로서는, 개구층(66a) 부분에 아무것도 설치하지 않고, 단지, λ/2 위상차층(66b)을 p편광의 부분 광 선속 또는 s편광의 부분 광 선속의 사출면에 점착하는 것이어도 된다.

도 3b로부터 알 수 있는 바와 같이, 편광 발생 광학계(160)로부터 사출되는 2개의 s편광 광의 중심은 입사하는 기울기가 없는 광(s편광 광+p편광 광)의 중심보다 +x 방향으로 어긋나 있다. 상기 어긋난 량은 λ/2 위상차층(66b)의 폭(Wp)(즉,편광 분리막(64a)의 x방향의 크기)의 반과 동등하다. 이 때문에, 도 2에 도시하는 바와 같이, 광원 광 축(120ax)과 시스템 광 축(100ax)은 Wp/2로 같은 거리(Dp)만큼 어긋나 있다.

제 1 렌즈 어레이(140)로부터 사출된 복수의 부분 광 선속은 상기한 바와 같이, 편광 발생 광학계(160)에 의해 각 부분 광 선속마다 2개의 부분 광 선속으로 분리됨과 동시에, 각각 편광 방향이 일치한 거의 1종류의 직선 편광 광으로 변환된다. 편광 방향이 일치한 복수의 부분 광 선속은 도 2에 도시하는 중첩 렌즈(170)에 의해 조명 영역(LA) 상에서 중첩되게 된다. 이 때, 조명 영역(LA)을 조사하는 광의 강도 분포는 거의 균일하게 되어 있다.

조명 광학계(100)(도 1)는 편광 방향이 일치한 조명 광(s편광 광)을 사출하여, 색 광 분리 광학계(200)나 릴레이 광학계(220)를 개재시켜, 액정 라이트 밸브(300R, 300G, 300B)를 조명한다.

색 광 분리 광학계(200)는 2장의 다이클로익 미러(202, 204)와, 반사 미러(208)를 구비하고 있으며, 조명 광학계(100)로부터 사출되는 광 선속을 적, 녹, 청 3색의 색 광으로 분리하는 기능을 갖는다. 제 1 다이클로익 미러(202)는 조명 광학계(100)로부터 사출된 광의 적색 광 성분을 투과시킴과 동시에, 청색 광 성분과 녹색 광 성분을 반사한다. 제 1 다이클로익 미러(202)를 투과한 적색 광(R)은 반사 미러(208)로 반사되어, 크로스 다이클로익 프리즘(520)으로 향해 사출된다. 색 광 분리 광학계(200)로부터 사출된 적색 광(R)은 필드 렌즈(232)를 통해 적색 광용 액정 라이트 밸브(300R)에 이른다. 상기 필드 렌즈(232)는 조명 광학계(100)로부터 사출된 각 부분 광 선속을 그 중심 축에 대해 평행한 광 선속으로 변환하는 기능을 갖고 있다. 또한, 다른 액정 라이트 밸브(300G, 300B)의 광 입사면 측에 설치된 필드 렌즈(234, 230)에 대해서도 동일하다.

제 1 다이클로익 미러(202)에서 반사된 청색 광(B)과 녹색 광(G) 중, 녹색 광(G)은 제 2 다이클로익 미러(204)에 의해 반사되며, 색 광 분리 광학계(200)로부터 크로스 다이클로익 프리즘(520)으로 향해 사출된다. 색 광 분리 광학계(200)로부터 사출된 녹색 광(G)은 필드 렌즈(234)를 통해 녹색 광용 액정 라이트 밸브(300G)에 이른다. 한편, 제 2 다이클로익 미러(204)를 투과한 청색 광(B)은 색 광 분리 광학계(200)로부터 사출되어, 릴레이 광학계(220)에 입사한다.

릴레이 광학계(220)에 입사한 청색 광(B)은 릴레이 광학계(220)에 구비된 입사 측 렌즈(222), 릴레이 렌즈(226) 및 반사 미러(224, 228) 및 사출 측 렌즈(필드 렌즈)(230)를 통해 청색 광용 액정 라이트 밸브(300B)에 이른다. 또한, 청색 광(B)에 릴레이 광학계(220)가 사용되고 있는 것은 청색 광(B)의 광로 길이가 다른 색 광(R, G)의 광로의 길이보다도 크기 때문이며, 릴레이 광학계(220)를 사용함으로써 입사 측 렌즈(222)에 입사한 청색 광(B)을 그대로 사출 측 렌즈(230)에 전할 수 있다.

3개의 액정 라이트 밸브(300R, 300G, 300B)는 주어진 화상 정보(화상 신호)에 따라서, 입사한 3색의 색 광을 각각 변조하여 변조 광 선속을 생성한다. 각 액정 라이트 밸브는 각각 액정 패널과, 그 광 입사면 측 및 광 사출면 측에 배치된 편광판을 구비하고 있다. 또한, 액정 라이트 밸브의 상세에 대해서는, 더욱이, 후술한다.

크로스 다이클로익 프리즘(520)은 액정 라이트 밸브(300R, 300G, 300B)를 통해 변조된 3색의 색 광(변조 광 선속)을 합성하여 컬러 화상을 나타내는 합성 광을 생성한다. 크로스 다이클로익 프리즘(520)에는 적색 광 반사막(521)과, 청색 광 반사막(522)이 4개의 직각 프리즘의 계면에 대략 X자 형상으로 형성되어 있다. 적색 광 반사막(521)은 적색 광을 반사하는 유전체 다층막에 의해 형성되어 있으며, 청색 광 반사막(522)은 청색 광을 반사하는 유전체 다층막에 의해 형성되어 있다. 이들 적색 광 반사막(521)과 청색 광 반사막(522)에 의해 3개의 색 광이 합성되어, 컬러 화상을 나타내는 합성 광이 생성된다.

크로스 다이클로익 프리즘(520)에서 생성된 합성 광은 투사 렌즈(540) 방향으로 사출된다. 투사 렌즈(540)는 크로스 다이클로익 프리즘(520)으로부터 사출된 합성 광을 투사하여, 스크린(SC) 상에 컬러 화상을 표시한다. 또한, 투사 렌즈(540)로서는 텔레센트릭 렌즈(telecentric lens)를 사용할 수 있다.

도 4는 도 1의 프로젝터(1000)의 요부를 도시하는 설명도이다. 또한, 도 4에서는, 도 1의 편광 발생 광학계(160)로부터 크로스 다이클로익 프리즘(520)에 이르기까지의 광학계가 편광 방향으로 주목하여 그려져 있다. 또, 편광 방향으로 거의 관계되지 않는 렌즈 등의 도시는 생략되어 있다.

도 2에서 설명한 바와 같이, 편광 발생 광학계(160)는 s편광 광을 사출한다.

s편광 광은 상술한 바와 같이 2개의 다이클로익 미러(202, 204)에 의해 적색 광(R)과 녹색 광(G)과 청색 광(B)으로 분리된다. 다이클로익 미러(202, 204)를 통과할 때에는 편광 방향은 변화하지 않기 때문에, 3색 광은 여전히 s편광 광이다.

제 1 다이클로익 미러(202)에서 분리된 s편광의 적색 광(R)은 반사 미러(208)로 반사되며, 제 1 액정 라이트 밸브(300R)에 입사한다. 액정 라이트 밸브(300R)는 액정 패널(301R)과, 그 광 입사면 측 및 광 사출면 측에 설치된 2개의 편광판(302Ri, 302Ro)을 구비하고 있다. 또, 액정 패널(301R)의 광 사출면 측에는 λ/2 위상차판(303R)이 구비되어 있다.

제 1 편광판(302Ri)은 제 1 유리 기판(307R)에 점착되어 있으며, 제 2 편광판(302Ro) 및 λ/2 위상차판(303R)은 제 2 유리 기판(308R)에 점착되어 있다. 제 1 및 제 2 편광판(302Ri, 302Ro)의 편광 축은 서로 직교하도록 설치되어 있으며, 제 1 편광판(302Ri)은 s편광 광을 투과하는 s편광 투과용 편광판이며, 제 2 편광판(302Ro)은 p편광 광을 투과하는 p편광 투과용 편광판이다.

제 1 액정 라이트 밸브(300R)에 입사한 s편광 광은 제 1 유리 기판(307R)과 s편광 투과용 편광판(302Ri)을 그대로 투과하여, 액정 패널(301R)에 입사한다. 액정 패널(301R)은 입사한 s편광 광의 일부를 p편광 광으로 변환하여, 광 사출면 측에 배치된 p편광 투과용 편광판(302Ro)으로부터는 p편광 광만이 사출된다. p편광 투과용 편광판(302Ro)으로부터 사출된 p편광 광은 유리 기판(308R)을 개재시켜 λ/2 위상차판(303R)에 입사하여, λ/2 위상차판(303R)에서 s편광 광으로 변환되어 사출된다.

제 2 다이클로익 미러(204)에서 분리된 s편광의 녹색 광(G)은 그대로 제 2 액정 라이트 밸브(300G)에 입사한다. 제 2 액정 라이트 밸브(300G)는 액정 패널(301G)과, 액정 패널(301G)의 광 입사면 측에 설치된 s편광 투과용 편광판(302Gi)과, 광 사출면 측에 설치된 p편광 투과용 편광판(302Go)을 구비하고 있다. 제 1 및 제 2 편광판(302Gi, 302Go)은 각각 유리 기판(307G, 308G)에 점착되어 있다. 제 2 액정 라이트 밸브(300G)에 입사하는 s편광의 녹색 광(G)은 유리 기판(307G)과 s편광 투과용 편광판(302Gi)을 그대로 투과하여, 액정 패널(301G)에 입사한다.

액정 패널(301G)은 입사한 s편광 광의 일부를 p편광 광으로 변환하여, 광 사출면 측에 배치된 p편광 투과용 편광판(302Go)으로부터는 p편광 광만이 사출된다. p편광 투과용 편광판(302Go)으로부터 사출된 p편광 광은 유리 기판(308G)을 그대로 통과한다.

제 2 다이클로익 미러(204)에서 분리된 s편광의 청색 광(B)은 2개의 반사 미러(224, 228)로 반사되며, 제 3 액정 라이트 밸브(300B)에 입사한다. 제 3 액정 라이트 밸브(300B)는 액정 패널(301B)과, 2개의 편광판(302Bi, 302Bo)과, λ/2 위상차판(303B)과, 제 1 편광판(303Bi)이 점착된 제 1 유리 기판(307B)과, 제 2 편광판(302Bi) 및 λ/2 위상차판(303B)이 점착된 제 2 유리 기판(308B)을 구비하고 있다. 또한, 제 3 액정 라이트 밸브(300B)의 구성은 제 1 액정 라이트 밸브(300R)의 구성과 동일하다.

또한, 본 실시예에서는 3개의 액정 라이트 밸브(300R, 300G, 300B)의 광 입사면 측에는 모두 s편광 투과용 편광판(302Ri, 302Gi, 302Bi)이 설치되어 있으며, 광 사출면 측에는 모두 p편광 투과용 편광판(302Ro, 302Go, 302Bo)이 설치되어 있다. 이 때, 액정 패널(301R, 301G, 301B)의 액정 배향 상태는 동일하게 설정된다.

또한, 본 실시예에서 제 1 및 제 3 액정 라이트 밸브(300R, 300B)로부터 사출되는 광이 s편광 광이 되며, 제 2 액정 라이트 밸브(300G)로부터 사출되는 광이 p편광 광이 되도록, 각 액정 라이트 밸브가 구성되어 있다. 이것은 크로스 다이클로익 프리즘(520)의 광의 이용 효율을 높이기 위함이다. 즉, 크로스 다이클로익 프리즘(520)에 형성된 2개의 반사막(521, 522)의 반사 특성은 s편광 광 쪽이 p편광 광보다도 뛰어나며, 반대로, 투과 특성은 p편광 광 쪽이 s편광 광보다도 우수하다. 이 때문에, 2개의 반사막(521, 522)에서 반사해야 할 광을 s편광 광으로 하고, 2개의 반사막(521, 522)을 투과해야 할 광을 p편광 광으로 하고 있다.

또한, 이상의 설명으로부터도 알 수 있는 바와 같이, 본 실시예의 제 1 내지 제 3 액정 라이트 밸브(300R, 300G, 300B)는 본 발명에서의 제 1 내지 제 3 전기 광학 장치에 상당한다. 또한, 일반적으로, 전기 광학 장치의 단어는 액정 패널만을 도시하는 좁은 의미의 전기 광학 장치를 의미하는 경우도 있지만, 본 명세서에서는, 액정 패널 외에 편광판이나 λ/2 위상차판 등을 포함하는 넓은 의미의 전기 광학 장치를 의미하고 있다.

B. 광학 부품①:

도 5는 제 1 액정 라이트 밸브(300R)(도 4)의 광 입사면 측에 구비된 광학 부품을 확대하여 도시하는 설명도이다. 상기 광학 부품(410)은 제 1 편광판(302Ri)과, 제 1 편광판(302Ri)을 보존하는 제 1 유리 기판(307R)을 구비하고 있다. 편광판(302Ri)과 유리 기판(307R)은 각각의 평면에서 접합층(CL)을 개재시켜 접합되어 있다. 또한, 상기 광학 부품(410)에서는, 대기와 접하고, 또한, 광학 부품(410)으로 처리되는 광이 통과하는 면, 즉, 적색 광(R)이 통과하는 유리 기판(307R)의 광 입사면과 편광판(302Ri)의 광 사출면에는 계면에서의 광 반사를 방지하기 위한 반사 방지막(도시하지 않는다)이 형성되어 있다.

유리 기판(307R)은 도 5에 과장하여 도시하는 바와 같이, 한쪽 면(Sm)에 경면을 갖고 있으며, 다른 쪽 면(Sr), 즉, 편광판(302Ri)과의 접합면에 조면을 갖고 있다. 상술한 바와 같이, 유리 표면은 일반적으로 광 산란을 가능한 한 작게 하기 위해 경면 완성으로 되어 있다. 유리의 경면은 통상, 연삭과 랩핑과 폴리싱으로 이루어지는 연마 처리를 행함으로써 형성된다.

그렇지만, 유리의 폴리싱에는 통상 랩핑과 마찬가지로 수시간 요한다. 이 때문에, 폴리싱을 행하여 경면 완성된 유리를 제조하는 데에는 상당히 수고가 들어버린다. 도 5에 도시하는 광학 부품(410)으로는, 접합면에 대해 폴리싱을 생략한 유리 기판(307R)을 그대로 이용함으로써, 광학 부품(410)을 용이하게 제조하고 있다.

또한, 일반적으로, 연삭 공정은 유리를 소정의 형상, 치수로 하기 위한 비교적 거친 연마 처리 공정을 의미하고 있으며, 다이아몬드 등의 숫돌이 사용된다. 랩핑 공정은 연삭 공정을 통해 유리 표면의 완성 상태를 개선하기 위해 행해지는 연마 처리 공정으로, 알루미나 또는 탄화 규소, 다이아몬드 등의 숫돌 입자가 사용된다. 폴리싱 공정은 유리 표면을 고도의 경면으로 하기 위해 행해지는 연마 처리 공정으로, 랩핑 공정에 사용되는 숫돌 입자보다 더욱 미세한 입자, 예를 들면, 산화 세륨이나 콜로이드성 실리카 등의 입자가 사용된다.

연마 처리에 사용되는 숫돌 입자에 따라 다르지만, 랩핑 후에는, 유리의 표면 거칠기를 통상 rms(root mean square)값으로 약 3nm 내지 약 10nm의 범위로 할 수 있다. 한편, 폴리싱 후에는, 유리의 표면 거칠기를 통상 rms값으로 약 1nm 내지 약 2nm의 범위로 할 수 있다. 유리의 표면 거칠기는 예를 들면, 비접촉 광학식 표면 거칠기 측정기를 사용하여 측정할 수 있다. 비접촉 광학식 표면 거칠기 측정기로서는, VEECO사 제품인 WYKO NT-2000을 사용할 수 있다. 또한, 일반적으로, 랩핑 후의 유리로는, 표면에서의 광 산란을 육안으로 확인할 수 있지만, 폴리싱 후의 유리로는, 표면에서의 광 산란을 육안으로 확인하는 것은 곤란하다.

본 명세서에서, 「조면」이란 랩핑 후의 표면을 의미하며, rms값으로 약 3nm 내지 약 10nm의 표면 거칠기를 갖는 면을 의미하고 있다. 「경면」이란 폴리싱 후의 표면을 의미하며, rms값으로 약 1nm 내지 약 2nm의 표면 거칠기를 갖는 면을 의미하고 있다.

상기한 바와 같이, 도 5에 도시하는 유리 기판(307R)으로는, 제 1 면(Sm)에 폴리싱이 실시된 경면이 형성되어 있으며, 제 2 면(Sr)에 랩핑이 실시된 조면이 형성되어 있다. 그리고, 유리 기판(307R)의 조면(Sr)이 편광판(302Ri)과의 접합면에 설정되어 있다. 유리 기판(307R)과 편광판(302Ri)은 접합층(CL)을 개재시켜 접합되어 있으며, 접합층(CL)은 유리 기판(307R)의 조면(Sr)의 요철을 매꾸도록 하여 유리 기판(307R)과 편광판(302Ri)을 접합하고 있다. 상기 접합층(CL)은 유리 기판(307R)과 거의 동일한 굴절율을 갖는 것이 바람직하다. 실제로는, 약 1.2 내지 약 1.5의 굴절율을 갖는 재료가 사용된다.

이 때, 유리 기판(307R)과 접합층(CL)은 일체화된 유리라 생각할 수 있다. 이러한 경우에는, 유리 기판(307R)의 조면(Sr)에서 광은 거의 산란하지 않기 때문에, 경면 완성된 유리 기판을 사용할 경우와 거의 동등한 광학 특성을 발휘할 수 있다. 또한, 접합층(CL)은 유리 기판의 굴절율에 대한 접합층의 굴절율 비가 약 0.8 내지 약 1.2가 되는 굴절율을 갖는 것이 바람직하다. 이렇게 하면, 경면 완성된 유리 기판을 사용하는 경우와 꽤 가까운 광학 특성을 발휘할 수 있다.

또한, 약 1.2 내지 약 1.5의 굴절율을 갖는 접합층(CL)으로서는, 접착제나 점착제 등을 사용할 수 있다. 또, 유리 기판과 편광판(302Ri)을 별도 고정 장치를 사용하여 접합할 경우에는, 겔이나 졸, 액체 등을 사용하는 것도 가능하다. 이러한 접합층(CL)으로서는, 예를 들면, 선라이즈 MSI사 제품인 PHOTO 본드 150을 사용할 수 있다. 또한, 상기 접착제는 경화 전에 약 1.474의 굴절율을 가지며, 경화 후에 약 1.502의 굴절율을 갖는다.

도 6은 제 1 액정 라이트 밸브(300R)(도 4)의 광 사출면이 구비된 광학 부품을 확대하여 도시하는 설명도이다. 상기 광학 부품(420)은 제 2 편광판(302Ro)과, λ/2 위상차판(303R)과, 제 2 편광판(302Ro) 및 λ/2 위상차판(303R)을 보존하는 제 2 유리 기판(308R)을 구비하고 있다. 편광판(302Ro)과 유리 기판(308R) 및 λ/2 위상차판(303R)과 유리 기판(308R)은 각각의 평면에서 접합층(CL)을 개재시켜 접합되어 있다. 또한, 상기 광학 부품(420)에서도, 대기와 접하고, 또한, 광학 부품(420)에서 처리되는 광이 통과하는 면, 즉, 적색 광(R)이 통과하는 편광판(302Ro)의 광 입사면과 λ/2 위상차판(303R)의 광 사출면에는 계면에서의 광 반사를 방지하기 위한 반사 방지막(도시하지 않는다)이 형성되어 있다.

도 6에 도시하는 유리 기판(308R)으로는, 제 1 및 제 2 면(Sr1, Sr2)에 랩핑이 실시된 조면이 형성되어 있다. 유리 기판(308R)의 제 1 조면(Sr1)은 편광판(302Ro)과의 접합면으로 되어 있으며, 제 2 조면(Sr2)은 λ/2 위상차판(303R)과의 접합면으로 되어 있다. 상기 광학 부품(420)에서도, 접합층(CL)은 유리 기판(308R)의 조면(Sr1, Sr2)의 요철을 매꾸도록 하여 편광판(302Ro)과 유리 기판(308R) 및 λ/2 위상차판(303R)과 유리 기판(308R)을 접합하고 있다. 이로써, 유리 기판(308R)의 조면에서의 광 산란을 꽤 저감시킬 수 있기 때문에, 경면 완성된 유리 기판을 사용할 경우와 거의 동등한 광학 특성을 발휘하는 것이 가능해진다.

또한, 도 5, 도 6에 도시하는 유리 기판(307R, 308R)으로서는, 사파이어 유리가 사용되고 있다. 사파이어 유리는 비교적 경도가 높기 때문에 폴리싱에 의해 경면을 형성하는 것이 비교적 곤란하다. 따라서, 본 실시예와 같이 유리 기판(307R, 308R)으로서 사파이어 유리를 사용할 경우에는, 본 발명을 적용하는 효과는 특히 크다. 또한, 유리로서는, 사파이어 유리 대신 백판 유리 등을 사용해도 된다.

도 7은 표면 거칠기가 다른 사파이어 유리 기판의 투과율을 도시하는 그래프이다. 상기 그래프는 광원과 광 강도 측정기 사이에, 사파이어 유리 기판을 단체로 배치했을 때의 투과율을 도시하고 있으며, 광원과 광 강도 측정기 사이에 아무 것도 배치되어 있지 않을 때의 광 강도가 기준으로 되어 있다. 또한, 이 실험에서 사용된 사파이어 유리 기판 표면에는 반사 방지막은 형성되어 있지 않다.

곡선(C1)은 종래 사용되고 있는 사파이어 유리 기판, 즉, 양면에 폴리싱을 실시한 사파이어 유리 기판의 투과율을 도시하고 있다. 곡선(C2)은 양면에 제 1 종의 랩핑을 실시한 사파이어 유리 기판의 투과율을 도시하고 있다.

곡선(C3)은 양면에 제 2 종의 랩핑을 실시한 사파이어 유리 기판의 투과율을 도시하고 있다. 또한, 곡선(C2, C3)에서는, 각각 2개의 샘플이 사용되고 있다.

폴리싱이 실시된 사파이어 유리 기판(곡선(C1))의 표면 거칠기는 rms값으로 약 1.8nm이다. 또, 제 1 종의 랩핑이 실시된 사파이어 유리 기판(곡선(C2))의 표면 거칠기는 rms값으로 약 3.4nm이고, 제 2 종의 랩핑이 실시된 사파이어 유리 기판(곡선(C3))의 표면 거칠기는 rms값으로 약 7.6nm이다. 또한, 제 1 종의 랩핑은 제 2 종의 랩핑보다도 미세한 숫돌 입자를 사용하여 행해지고 있다.

도 7의 그래프로부터 알 수 있는 바와 같이, 양면에 제 1 종 또는 제 2 종의 랩핑을 실시한 사파이어 유리 기판(곡선(C2, C3))은 양면에 폴리싱을 실시한 사파이어 유리 기판(곡선(C1))보다 상당히 투과율이 작게 되어 있다. 구체적으로는, 약 550nm의 광 투과율에 대해서, 양면에 제 2 종의 랩핑을 실시한 사파이어 유리 기판(C3)은 양면에 폴리싱을 실시한 사파이어 유리 기판(곡선(C1))보다 약 5% 저하하고 있다. 이러한 투과율 저하는 랩핑이 실시된 조면에서 광이 산란하고 있기 때문이다.

도 8은 표면 거칠기가 다른 사파이어 유리 기판을 사용한 광학 부품의 투과율을 도시하는 그래프이다. 상기 실험에서 사용된 광학 부품은 도 6에 도시하는 바와 같은 사파이어 유리 기판에 편광판과 λ/2 위상차판을 접합층을 개재시켜 점착한 광학 부품이다. 그리고, 상기 광학 부품의 광 입사면과 광 사출면에는 반사 방지막이 형성되어 있다. 도 8의 그래프는 직선 편광 광을 사출하는 조명 장치와 광 강도 측정기 사이에, 상기 광학 부품을 배치했을 때의 투과율을 도시하고 있으며, 조명 장치와 광 강도 측정기 사이에 아무 것도 배치되어 있지 않을 때의 광 강도가 기준으로 되어 있다.

광학 부품은 조명 장치로부터 사출된 직선 편광 광의 거의가 그대로 편광판을 투과하도록 배치된다. 또, λ/2 위상차판으로부터 사출되는 광은 편광 상태에 상관 없이, 모두 광 강도 측정기에서 검출된다.

곡선(D1)은 양면에 폴리싱을 실시한 사파이어 유리 기판을 사용한 광학 부품의 투과율을 도시하고 있으며, 곡선(C1)에 대응한다. 곡선(D2)은 양면에 제 1 종의 랩핑을 실시한 사파이어 유리 기판을 사용한 광학 부품의 투과율을 도시하고 있으며, 곡선(C2)에 대응한다. 곡선(D3)은 양면에 제 2 종의 랩핑을 실시한 사파이어 유리 기판을 사용한 광학 부품의 투과율을 도시하고 있으며, 곡선(C3)에 대응한다.

도 8의 그래프로부터 알 수 있는 바와 같이, 양면에 제 1 종 또는 제 2 종의 랩핑을 실시한 사파이어 유리 기판을 사용한 광학 부품(곡선(D2, D3))은 양면에 폴리싱을 실시한 사파이어 유리 기판을 사용한 광학 부품(곡선(D1))과 거의 동등한투과율을 갖고 있다. 구체적으로는, 약 550nm의 광 투과율에 대해서, 양면에 제 2 종의 랩핑을 실시한 사파이어 유리 기판을 사용한 광학 부품(곡선(D3))은 양면에 폴리싱을 실시한 사파이어 유리 기판을 사용한 광학 부품(곡선(C1))보다 약 1% 저하하고 있을 뿐이다. 이것은 랩핑이 실시된 조면에서의 광 산란이 접합층에 의해 저감되어 있기 때문이다.

도 7, 도 8의 그래프로부터, 도 6의 광학 부품(420)은 조면을 갖는 사파이어 유리 기판(308R)을 구비하고 있지만, 경면만을 갖는 사파이어 유리 기판을 사용한 경우와 거의 동등한 광학 특성이 얻어지는 것을 알 수 있다.

또한, 사파이어 유리 기판을 사용할 경우에는, 양면에 대해서 동등한 랩핑을 실시한 사파이어 유리 기판 단체에서의 광 투과율이 약 550nm에서 약 0.8(80%) 이상이 되는 조면을 적어도 1개의 접합 평면에 갖는 것이면, 양면에 경면을 갖는 사파이어 기판을 사용한 경우와 거의 동등한 광학 특성을 얻는 것이 가능하다.

이상 설명한 바와 같이, 도 5, 도 6에 도시하는 광학 부품(410, 420)에서는, 유리 기판(307R, 308R)의 접합 평면은 광학 부품으로 처리되는 광이 통과하는 면으로 되어 있으며, rms값으로 약 3nm 내지 약 10nm의 표면 거칠기를 갖고 있지만, 접합층(CL)을 개재시켜 편광판(302Ri, 302Ro)이나 λ/2 위상차판(303R)과 접합되어 있다. 이로써, 광학 부품(410, 420)의 광학 특성을 너무 열화시키지 않고, 광학 부품을 용이하게 제조하는 것이 가능해진다.

또한, 도 5에 도시하는 광학 부품(410)에 있어서는, 편광판(302Ri)이 본 발명의 광학 부재에 상당한다. 또, 도 6에 도시하는 광학 부품(420)에 있어서는, 편광판(302Ro)과 λ/2 위상차판(303R)이 각각 본 발명의 광학 부재에 상당한다.

C. 광학 부품②:

도 9는 조명 광학계(100)(도 2)에 구비된 광학 부품(편광 빔 스플리터 어레이)(64)을 확대하여 도시하는 설명도이다. 또한, 도 9는 도 3b를 확대한 것으로, 도 3b와의 대응 관계를 명확하게 하기 위해 차광판(62)과 선택 위상차판(66)도 떨어진 위치에 도시하고 있다.

상기 편광 빔 스플리터 어레이(64)는 도 3에서 설명한 바와 같이, 대략 평행 사변형의 단면을 갖는 기둥 형상의 유리 기판이 복수 맞붙여 구성되어 있다. 그리고, 각 유리 기판의 계면에는 편광 분리막(64a)과 반사막(64b)이 교대로 설치되어 있다. 자세히는, 도 9에 도시하는 바와 같이, 제 1 유리 기판(64c1)과 제 2 유리 기판(64c2)이 도면 중 x방향으로 교대로 복수 배열되어 있으며, 제 1 및 제 2 유리 기판(64c1, 64c2)은 서로 접합층(CL)에 의해 접합되어 있다. 또한, 상기 광학 부품(64)에서는, 대기와 접하고, 또한, 광학 부품(64)으로 처리되는 광이 통과하는 면, 즉, 기울기가 없는 광(s+p) 및 s편광 광이 통과하는 제 2 유리 기판(64c2)의 광 입사면과 광 사출면에는, 계면에서의 광 반사를 방지하기 위한 반사 방지막(도시하지 않는다)이 형성되어 있다. 또한, 제 1 유리 기판(64c1)의 광 입사면과 광 사출면에도 반사 방지막을 형성하도록 해도 된다.

제 1 유리 기판(64c1)은 ±x 방향으로 배열된 제 2 유리 기판(64c2)과의 2개의 접합면(Sr1, Sr2)에 랩핑이 실시된 조면을 갖고 있다.

한편, 제 2 유리 기판(64c2)은 ±x 방향으로 배열된 제 1 유리 기판(64c1)과의 2개 접합면(Sm1, Sm2)에 폴리싱이 실시된 경면을 갖고 있다. 제 2 유리 기판(64c2)의 2개의 경면(Sm1, Sm2)에는 각각 편광 분리막(64a)과 반사막(64b)이 형성되어 있다.

제 2 유리 기판(64c2)에 입사한 기울기가 없는 광(s+p)은 제 2 유리 기판(64c2)에 형성된 편광 분리막(64a)에 입사하여, s편광 광과 p편광 광으로 분리된다. 이 때, s편광 광은 제 2 유리 기판(64c2)의 경면(Sm1)에 형성된 편광 분리막(64a)에서 반사되기 때문에, 제 1 유리 기판(64c1)의 조면(Sr1)의 영향을 받지 않는다. 한편, p편광 광은 편광 분리막(64a)을 투과하여, 제 1 유리 기판(64c1)의 조면(Sr1)을 통과하여 사출되지만, 접합층(CL)에 의해, 조면(Sr1)에서 거의 산란되지 않고 끝난다. 또, 편광 분리막(64a)에서 반사된 s편광 광은 제 2 유리 기판(64c2)의 경면(Sm2)에 형성된 반사막(64b)에서 반사되기 때문에, +x 방향으로 배열된 제 1 유리 기판(64c1)의 조면(Sr2)의 영향을 받지 않는다.

도 9에 도시하는 광학 부품(편광 빔 스플리터 어레이)(64)으로는, 편광 분리막(64a)이 설치된 계면에 있어서, 제 1 유리 기판(64c1)의 접합 평면은 rms값으로 약 3nm 내지 약 10nm의 표면 거칠기를 갖고 있다. 또, 제 2 유리 기판(64c2)에는, 편광 분리막(64a)이 형성되어 있다. 그리고, 편광 분리막(64a)이 설치된 계면에 있어서, 제 1 및 제 2 유리 기판(64c1, 64c2)은 접합층(CL)을 개재시켜 접합되어 있다. 이렇게 하면, 광학 부품(64)의 광학 특성을 너무 열화시키지 않고, 광학 부품(64)을 용이하게 제조하는 것이 가능해진다.

또한, 도 9에서는, 반사막(64b)이 설치된 계면에 있어서도, 제 1 유리기판(64c1)의 제 2 접합 평면(Sr2)은 제 1 접합 평면(Sr1)과 동일한 표면 거칠기를 갖고 있지만, 상기 접합 평면(Sr2)은 광이 통과하지 않기 때문에, 더욱 거친 면으로 해도 된다.

그런데, 도 9에서는, 프로젝터(1000)에 탑재된 편광 빔 스플리터 어레이(64)에 대해서 설명했지만, 본 발명은 편광 빔 스플리터에도 적용 가능하다.

도 10은 편광 빔 스플리터를 도시하는 설명도이다. 상기 광학 부품(편광 빔 스플리터)(600)은 대략 삼각 기둥 형상의 2개의 투광성 부재(610, 620)를 구비하고 있다. 제 1 투광성 부재(610)와 제 2 투광성 부재(620)는 각각의 평면에서 접합층(CL)을 개재시켜 접합되어 있다. 또한, 제 1 및 제 2 투광성 부재(610, 620)는 유리로 형성되어 있다. 또, 상기 광학 부품(600)으로는, 대기와 접하고, 또한, 광학 부품(600)으로 처리되는 광이 통과하는 면에는, 계면에서의 광 반사를 방지하기 위한 반사 방지막(도시하지 않는다)이 형성되어 있다.

제 1 투광성 부재(610)는 제 2 투광성 부재(620)와의 접합면(Sr)에 랩핑이 실시된 조면을 갖고 있다. 한편, 제 2 투광성 부재(620)는 제 1 투광성 부재(610)와의 접합면(Sm)에 폴리싱이 실시된 경면을 갖고 있으며, 경면(Sm)에는 편광 분리막(600a)이 형성되어 있다.

상기 광학 부품(600)은 도 9에 도시하는 광학 부품(64)을 부분적으로 절단한 것에 상당한다. 즉, 도 9의 제 1 및 제 2 유리 기판(64c1, 64c2)의 계면에 형성된 편광 분리막(64a)을 포함하는 1개의 블록이 도 10의 광학 부품(600)에 상당한다. 따라서, 도 9의 광학 부품(64)과 마찬가지로, 편광 분리막(600a)에서 분리된 p편광광은 제 1 투광성 부재(610)의 접합면에 형성된 조면(Sr)을 통과할 때에 거의 산란되지 않고 끝난다.

도 10에 도시하는 광학 부품(편광 빔 스플리터)(600)에서는, 제 1 투광성 부재(610)의 접합 평면은 광학 부품으로 처리되는 광이 통과하는 면이고, rms값으로 약 3nm 내지 약 10nm의 표면 거칠기를 갖고 있지만, 접합층(CL)을 개재시켜, 편광 분리막이 형성된 제 2 투광성 부재(620)와 접합되어 있다. 이로써, 광학 부품(600)의 광학 특성을 너무 열화시키지 않고, 광학 부품(600)을 용이하게 제조하는 것이 가능해진다. 또한, 편광 분리막(600a)이 형성된 제 2 투광성 부재(620)가 본 발명에서의 광학 부재에 상당한다.

D. 광학 부품③:

도 11은 조명 광학계(100)(도 2)에 구비된 광학 부품(중첩 렌즈)(170)을 확대하여 도시하는 설명도이다. 상기 광학 부품(170)은 유리 기판(170a)과 렌즈(170b)를 구비하고 있다. 유리 기판(170a)과 렌즈(170b)는 접합층(CL)을 개재시켜 접합되어 있다. 또한, 상기 광학 부품(170)으로는, 대기와 접하고, 또한, 광학 부품(170)으로 처리되는 광(W)이 통과하는 면에, 계면에서의 광 반사를 방지하기 위한 반사 방지막(도시하지 않는다)이 형성되어 있다.

렌즈(170b)는 수지로 형성된 평볼록 렌즈이고, 볼록면은 비구면 형상으로 되어 있다. 이렇게 렌즈(170b)가 수지로 형성되어 있는 것은 수지를 사용하면 비교적 용이하게 비구면 형상을 성형할 수 있기 때문이다.

유리 기판(170a)은 제 1 면(Sm)에 폴리싱이 실시된 경면을 갖고 있으며, 제2 면(Sr)에 랩핑이 실시된 조면을 갖고 있다. 그리고, 유리 기판(170a)의 조면(Sr)이 렌즈(170b)와의 접합면에 설정되어 있다. 접합층(CL)은 유리 기판(170a)의 조면(Sr)의 요철을 매꾸도록 하여 유리 기판(170a)과 렌즈(170b)를 접합하고 있다. 이렇게 하면, 유리 기판(170a)의 조면(Sr)에서 광이 거의 산란되지 않고 끝난다.

도 11에 도시하는 광학 부품(중첩 렌즈)(170)에 있어서는, 유리 기판(170a)의 접합 평면은 광학 부품으로 처리되는 광이 통과하는 면으로, rms값으로 약 3nm 내지 약 10nm의 표면 거칠기를 갖고 있지만, 접합층(CL)을 개재시켜 렌즈(170b)와 접합되어 있다. 이렇게 하면, 광학 부품(170)의 광학 특성을 너무 열화시키지 않고, 광학 부품(170)을 용이하게 제조하는 것이 가능해진다. 또한, 도 11에 도시하는 광학 부품(170)에 있어서는, 렌즈(170b)가 본 발명의 광학 부재에 상당한다.

그런데, 상기 렌즈(170b)와 접합층(CL)은 일체로 되어 있어도 된다. 즉, 유리 기판(170a) 상에 직접, 수지로 렌즈를 성형하도록 해도 된다. 이러한 광학 부품은 예를 들면, 유리 기판(170a) 상에 렌즈를 성형하기 위한 형을 배치하여, 형에 자외선 경화 수지를 흘려 넣고, 그 후, 자외선을 조사하여 수지를 경화시킴으로써 성형 가능하다. 이 경우에는, 수지가 본 발명의 렌즈(170b)로서 기능함과 동시에, 본 발명의 접합층(CL)으로서 기능하게 된다.

또한, 도 11에서는 조명 광학계(100)(도 2)의 중첩 렌즈(170)에 본 발명을 적용한 경우에 대해서 설명했지만, 조명 광학계(100)의 다른 렌즈, 예를 들면, 제 1 및 제 2 렌즈 어레이(140, 150)에 적용해도 된다. 또, 투사 광학계(도 1)에 구비된 투사 렌즈(540)에 적용해도 된다.

E. 광학 부품④:

도 12는 색 합성 광학계(도 4)로서 구비된 광학 부품(크로스 다이클로익 프리즘)(520)을 확대하여 도시하는 설명도이다. 상술한 바와 같이, 상기 크로스 다이클로익 프리즘(520)에는 적색 광 반사막(521)과 청색 광 반사막(522)이 4개의 직각 프리즘의 계면에 대략 X자 형상으로 형성되어 있다. 자세히는, 크로스 다이클로익 프리즘(520)은 대략 X자 형상으로 형성된 계면에 의해 구분되는 4개의 직각 프리즘(511 내지 514)과, 4개의 직각 프리즘을 각각의 평면에서 접합하기 위한 접합층(CL)을 구비하고 있다. 또한, 도 12에 도시하는 광학 부품(520)에 있어서는, 제 1 내지 제 4 기둥 형상 프리즘(511 내지 514)은 유리로 형성되어 있다. 또, 상기 광학 부품(520)으로는, 대기와 접하고, 또한, 광학 부품(520)으로 처리되는 광이 통과하는 면, 즉, 색 광(R, G, B)이 통과하는 면에는 계면에서의 광 반사를 방지하기 위한 반사 방지막(도시하지 않는다)이 형성되어 있다.

제 1 프리즘(511)은 제 2 및 제 4 프리즘(512, 514)과 인접하고 있으며, 제 2 프리즘(512)과의 접합 평면에서 경면(Sm1)을 갖고 있으며, 제 4 프리즘(514)과의 접합 평면에서 조면(Sr1)을 갖고 있다. 경면(Sm1)에는, 적색 광(R)을 반사하는 제 1 적색 광 반사막(521a)이 형성되어 있다.

제 2 프리즘(512)은 제 1 및 제 3 프리즘(511, 513)과 인접하고 있으며, 그들 접합 평면에서 제 1 및 제 2 조면(Sr2a, Sr2b)을 갖고 있다.

제 3 프리즘(513)은 제 2 및 제 4 프리즘(512, 514)과 인접하고 있으며, 제2 프리즘(512)과의 접합 평면에서 경면(Sm3)을 갖고 있으며, 제 4 프리즘(514)과의 접합 평면에서 조면(Sr3)을 갖고 있다. 경면(Sm3)에는 청색 광(B)을 반사하는 제 1 청색 광 반사막(522a)이 형성되어 있다.

제 4 프리즘(514)은 제 1 및 제 3 프리즘(511, 513)과 인접하고 있으며, 제 3 프리즘(513)과의 접합 평면에서 제 1 경면(Sm4a)을 갖고 있으며, 제 1 프리즘(511)과의 접합 평면에서 제 2 경면(Sm4b)을 갖고 있다. 또, 제 1 경면(Sm4a)에는 적색 광(R)을 반사하는 제 2 적색 광 반사막(521b)이 형성되어 있으며, 제 2 경면(Sm4b)에는 청색 광(B)을 반사하는 제 2 청색 광 반사막(522b)이 형성되어 있다.

제 1 프리즘(511)에 입사한 적색 광(R)은 제 1 및 제 2 적색 광 반사막(521a, 521b)에서 반사된다. 제 1 적색 광 반사막(521a)에서 반사될 경우에는, 제 1 프리즘(511)의 경면(Sm1)에 형성된 반사막(521a)에서 반사되기 때문에, 제 2 프리즘(512)의 조면(Sr2a)의 영향을 받지 않는다. 한편, 제 2 적색 광 반사막(521b)에서 반사될 경우에는, 적색 광(R)은 우선 제 1 및 제 4 프리즘(511, 514)의 계면을 통과한다. 이 때, 제 1 프리즘(511)의 조면(Sr1)을 통과하지만, 접합층(CL)에 의해 조면(Sr1)에서 산란되지 않고 끝난다. 그리고, 제 2 적색 광 반사막(521b)에서 반사될 때에는, 제 4 프리즘(514)의 경면(Sm4a)에 형성된 반사막(521b)에서 반사되기 때문에, 제 3 프리즘(513)의 조면(Sr3)의 영향을 받지 않는다. 또한, 제 3 프리즘(513)에 대해서도 동일하다.

제 2 프리즘(512)에 입사한 녹색 광(G)은 제 1 적색 광 반사막(521a)과 제 2청색 광 반사막(522b) 또는 제 1 청색 광 반사막(522a)과 제 2 적색 광 반사막(521b)을 통과한다. 어느 경우에도, 조면을 2회 통과하지만, 접합층(CL)에 의해 조면에서 산란되지 않고 끝난다.

도 12에 도시하는 광학 부품(크로스 다이클로익 프리즘)(520)에서는, 4개의 기둥 형상 프리즘(511 내지 514) 중에서 선택된 인접하는 2개의 기둥 형상 프리즘 중 제 1 기둥 형상 프리즘의 접합 평면은 rms값으로 약 3nm 내지 약 10nm의 표면 거칠기를 갖고 있다. 또, 제 2 기둥 형상 프리즘에는, 소정 범위의 파장을 갖는 광을 선택하여 투과시키는 선택막(521a, 521b, 522a, 522b)이 형성되어 있다. 그리고, 접합층(CL)을 개재시켜 제 1 및 제 2 프리즘이 접합되어 있다. 이렇게 하면, 광학 부품(520)의 광학 특성을 너무 열화시키지 않고, 광학 부품(520)을 용이하게 제조하는 것이 가능해진다.

그런데, 도 12에서는, 프로젝터(1000)에 탑재된 색 합성 광학계로서의 크로스 다이클로익 프리즘(520)에 대해서 설명했지만, 본 발명은 다른 다이클로익 프리즘에도 적용 가능하다.

도 13은 다른 다이클로익 프리즘(550)를 도시하는 설명도이다. 상기 다이클로익 프리즘(550)은 2개의 광학 부품(색 광 선택 프리즘)(560, 570)을 구비하고 있다. 제 1 색 광 선택 프리즘(560)은 적색 광(R)을 반사시켜, 녹색 광(G)을 투과시킨다. 제 2 색 광 선택 프리즘(570)은 제 1 색광 선택 프리즘(560)으로부터 사출된 색 광(R, G)을 투과시켜, 청색 광(B)을 투과시킨다. 상기 2개의 색광 선택 프리즘(560, 570)에 의해 3개의 색광(R, G, B)이 합성된다.

제 1 색광 선택 프리즘(560)은 2개의 직각 프리즘(561, 562)을 갖고 있다. 2개의 직각 프리즘(561, 562)은 접합층(CL)을 개재시켜 접합되어 있다. 제 1 프리즘(561)은 제 2 프리즘(562)과의 접합 평면에서 조면(Sr)을 갖고 있다. 제 2 직각 프리즘(562)은 제 1 프리즘(561)과의 접합 평면에서 경면(Sm)을 갖고 있으며, 경면(Sm)에는 적색 광(R)을 반사하는 적색 광 반사막(551)이 형성되어 있다.

제 2 색광 선택 프리즘(570)도 2개의 직각 프리즘(571, 572)을 갖고 있다. 2개의 직각 프리즘(571, 572)은 접합층(CL)을 개재시켜 접합되어 있다. 제 1 프리즘(571)은 제 2 프리즘(572)과의 접합 평면에서 조면(Sr)을 갖고 있다. 제 2 프리즘(572)은 제 1 프리즘(571)과의 접합 평면에서 경면(Sm)을 갖고 있으며, 경면(Sm)에는 청색 광(B)을 반사하는 청색 광 반사막(552)이 형성되어 있다.

상기 광학 부품(550)은 도 12에 도시하는 광학 부품(520)의 도면 중 반을 절단한 것에 상당한다. 따라서, 도 12의 광학 부품(520)과 마찬가지로, 각 색 광은 프리즘(561, 571)의 접합 평면에 형성된 조면(Sr)에서 거의 산란되지 않고 끝난다.

상기한 바와 같이, 도 13에 도시하는 제 1 광학 부품(색 광 선택 프리즘)(560)에서는, 제 1 프리즘(561)의 접합 평면은 광학 부품으로 처리되는 광이 통과하는 면으로, rms값으로 약 3nm 내지 약 10nm의 표면 거칠기를 갖고 있지만, 제 2 프리즘(562)과 접합층(CL)을 개재시켜 접합되어 있다. 이로써, 광학 부품(560)의 광학 특성을 너무 열화시키지 않고, 광학 부품(560)을 용이하게 제조하는 것이 가능해진다. 또한, 제 2 광학 부품(색 광 선택 프리즘)(570)에 대해서도 동일하다.

또한, 도 13에 도시하는 광학 부품(560, 570)에서는, 각 프리즘(561, 562, 571, 572)으로서 백판 유리가 사용되고 있다. 즉, 제 1 프리즘(561, 571)이 본 발명의 유리에 상당하며, 소정 범위의 파장을 갖는 광을 선택하여 투과하는 선택막(551, 552)이 형성된 제 2 프리즘(562, 572)이 광학 부재에 상당한다.

그런데, 도 12의 크로스 다이클로익 프리즘(520) 및 도 13의 다이클로익 프리즘(550)은 3개의 색 광을 합성하는 색 합성 광학계로서 사용되고 있지만, 광의 진행 방향을 반대로 하면, 색 광 분리 광학계로서 사용할 수도 있다. 즉, 크로스 다이클로익 프리즘(520) 및 다이클로익 프리즘(550)의 광 사출면으로부터 백색 광을 입사시켜, 광 입사면으로부터 각 색 광을 사출시키면, 색 광 분리 광학계로서 이용하는 것이 가능하다. 따라서, 이들 프리즘(520, 550)을 도 1의 색 광 분리 광학계(200) 대신 사용하는 것도 가능하다.

또한, 본 발명은 상기 실시예나 실시형태에 한정되는 것이 아니라, 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서 각종 양태에서 실시하는 것이 가능하며, 예를 들면 다음과 같은 변형도 가능하다.

(1) 상기 실시예에서는, 유리는 접합층(CL)을 개재시켜, 편광판이나 λ/2 위상차판, 렌즈, 편광 분리막이 형성된 투광성 부재, 선택막이 형성된 투광성 부재 등이 접합되어 있지만, 다른 광학 부재를 접합하도록 해도 된다.

예를 들면, 제 1 액정 라이트 밸브(300R)(도 4, 도 6)의 λ/2 위상차판(303R) 대신, λ/4 위상차판을 유리(308R)의 조면(Sr2)에 접합하도록 해도 된다. 또한, 이 경우에는, 크로스 다이클로익 프리즘(520)의 적색 광 입사면에λ/4 위상차판을 설치할 필요가 있다.

또, 도 9에 도시하는 편광 빔 스플리터 어레이(64)에서는, 제 1 및 제 2 유리 기판(64c1, 64c2) 사이에 본 발명을 적용하고 있지만, 편광 빔 스플리터 어레이(64)의 제 1 유리 기판(64c1)과 선택 위상차판(66)의 λ/2 위상차층(66b) 사이에 본 발명을 적용해도 된다.

즉, 본 발명은 일반적으로, 유리와, 유리와 접합되는 광학 부재와, 유리와 광학 부재를 각각의 평면에서 접합하기 위한 접합층을 구비하는 광학 부품에 적용가능하다. 그리고, 유리의 접합 평면이 광이 통과하는 면으로, rms값으로 약 3nm 내지 약 10nm의 표면 거칠기를 갖고 있으면, 접합되는 광학 부재로서는 어떠한 것이어도 된다.

(2) 상기 실시예에서는, 투과형 프로젝터에 본 발명을 적용한 경우를 예로 설명하고 있지만, 본 발명은 반사형 프로젝터에도 적용하는 것이 가능하다.

여기서, 「투과형」이란 투과형 액정 패널과 같이 광 변조 수단으로서의 전기 광학 장치가 광을 투과하는 타입인 것을 의미하고 있으며, 「반사형」이란 반사형 액정 패널과 같이 광 변조 수단으로서의 전기 광학 장치가 광을 반사하는 타입인 것을 의미하고 있다. 반사형 프로젝터에 본 발명을 적용한 경우에도, 투과형 프로젝터와 거의 동일한 효과를 얻을 수 있다.

(3) 상기 실시예에서는, 프로젝터(1000)는 전기 광학 장치로서 액정 패널을 구비하고 있지만, 이 대신, 마이크로 미러형 광 변조 장치를 구비하도록 해도 된다. 마이크로 미러형 광 변조 장치로서는, 예를 들면, DMD(디지털 마이크로 미러디바이스)(TI사의 상표)를 사용할 수 있다. 전기 광학 장치로서는, 일반적으로, 입사 광을 화상 정보에 따라서 변조하는 것이면 된다.

(4) 상기 실시예에서는, 컬러 화상을 표시하는 프로젝터(1000)를 예로 설명하고 있지만, 단색의(monochromatic) 화상을 표시하는 프로젝터에서도 동일하다.

광학 부품 제조시 시간이 걸리는 문제를 해결하기 위해, 광학 부품의 광학 특성을 너무 열화시키지 않고 광학 부품을 용이하게 제조할 수 있는 효과가 있다.

Claims

광학 부품에 있어서,

유리와,

상기 유리와 접합되는 광학 부재와,

상기 유리와 상기 광학 부재를 각각의 평면에 접합하기 위한 접합층을 구비하며,

상기 유리의 접합 평면은 상기 광학 부품으로 처리되는 광이 통과하는 면이며, rms값으로 3nm 내지 10nm의 표면 거칠기를 갖는 것을 특징으로 하는 광학 부품.
제 1 항에 있어서,

상기 접합층은 1.2 내지 1.5의 굴절율을 갖는, 광학 부품.
제 2 항에 있어서,

상기 유리의 굴절율에 대한 상기 접합층의 굴절율의 비는 0.8 내지 1.2인, 광학 부품.
제 2 항에 있어서,

상기 광학 부재는 편광판인, 광학 부품.
제 2 항에 있어서,

상기 광학 부재는 위상차판인, 광학 부품.
제 2 항에 있어서,

상기 광학 부재는 렌즈인, 광학 부품.
제 2 항에 있어서,

상기 광학 부재는 그 접합 평면에 편광 분리막이 형성된 투광성 부재인, 광학 부품.
제 2 항에 있어서,

상기 광학 부재는 그 접합 평면에 소정 범위의 파장을 갖는 광을 선택하는 선택막이 형성된 투광성 부재인, 광학 부품.
제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 유리는 사파이어 유리인, 광학 부품.
제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 광학 부품은 대기와 접하고, 또한, 상기 광학 부품으로 처리되는 광이통과하는 면에서 반사 방지막이 형성되어 있는, 광학 부품.
광학 부품에 있어서,

소정 방향을 따라 교대로 배열된 복수의 제 1 및 제 2 유리 기판과,

상기 제 1 및 제 2 유리 기판을 각각의 평면에 접합하기 위한 접합층을 구비하며,

상기 제 1 및 제 2 유리 기판의 계면(界面)에는 편광 분리막과 반사막이 교대로 설치되어 있으며,

상기 편광 분리막이 설치된 계면에서,

상기 제 1 유리 기판의 접합 평면은 rms값으로 3nm 내지 10nm의 표면 거칠기를 갖고, 상기 제 2 유리 기판에는 상기 편광 분리막이 형성되어 있으며, 상기 편광 분리막과 상기 제 1 유리 기판 사이에 상기 접합층이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 광학 부품.
광학 부품에 있어서,

X자 형상으로 형성된 계면에 의해 구분되는 4개의 기둥 형상 유리 프리즘과, 상기 4개의 기둥 형상 유리 프리즘을 각각의 평면에 접합하기 위한 접합층을 구비하며,

상기 4개의 기둥 형상 유리 프리즘 중에서 선택된 적어도 1 세트의 인접하는 2개의 기둥 형상 유리 프리즘 중,

제 1 기둥 형상 유리 프리즘의 접합 평면은 rms값으로 3nm 내지 10nm의 표면 거칠기를 갖고, 제 2 기둥 형상 유리 프리즘에는 소정 범위의 파장을 갖는 광을 선택하는 선택막이 형성되어 있으며, 상기 선택막과 상기 제 1 기둥 형상 프리즘 사이에 상기 접합층이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 광학 부품.
프로젝터에 있어서,

조명 광을 사출(射出)하는 조명 광학계와,

상기 조명 광학계로부터의 광을 화상 정보에 따라서 변조하는 전기 광학 장치와,

상기 전기 광학 장치에서 얻어지는 변조 광 선속을 투사하는 투사 광학계를 구비하며,

상기 조명 광학계와 상기 전기 광학 장치와 상기 투사 광학계 중 어느 하나는 광학 부품을 구비하고 있으며,

상기 광학 부품은,

유리와,

상기 유리와 접합되는 광학 부재와,

상기 유리와 상기 광학 부재를 각각의 평면에 접합하기 위한 접합층을 구비하며,

상기 유리의 접합 평면은 상기 광학 부품으로 처리되는 광이 통과하는 면이고, rms값으로 3nm 내지 10nm의 표면 거칠기를 갖는 것을 특징으로 하는 프로젝터.
제 13 항에 있어서,

상기 접합층은 1.2 내지 1.5의 굴절율을 갖는, 프로젝터.
제 14 항에 있어서,

상기 유리의 굴절율에 대한 상기 접합층의 굴절율의 비는 0.8 내지 1.2인, 프로젝터.
제 14 항에 있어서,

상기 광학 부품은 상기 전기 광학 장치의 광 입사면 측과 광 사출면 측 중 적어도 한 쪽에 구비되어 있으며,

상기 광학 부재는 편광판인, 프로젝터.
제 14 항에 있어서,

상기 광학 부품은 상기 전기 광학 장치의 광 입사면 측과 광 사출면 측 중 적어도 한 쪽에 구비되어 있으며,

상기 광학 부재는 위상차판인, 프로젝터.
제 14 항에 있어서,

상기 광학 부품은 상기 조명 광학계 또는 상기 투사 광학계에 구비되어 있으며,

상기 광학 부재는 렌즈인, 프로젝터.
제 13 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 유리는 사파이어 유리인, 프로젝터.
제 13 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 광학 부품은 대기와 접하고 또한, 상기 광학 부품으로 처리되는 광이 통과하는 면에 반사 방지막이 형성되어 있는, 프로젝터.
프로젝터에 있어서,

조명광을 사출하는 조명 광학계와,

상기 조명 광학계로부터의 광을 화상 정보에 따라서 변조하는 전기 광학 장치와,

상기 전기 광학 장치에서 얻어지는 변조 광 선속을 투사하는 투사 광학계를 구비하며,

상기 조명 광학계는,

소정의 편광 광을 사출하는 편광 발생부를 구비하며,

상기 편광 발생부는,

입사하는 광을 2종류의 편광 광으로 분리하기 위한 광학 부품과,

상기 광학 부품으로부터 사출되는 2종류의 편광 광 중 한 쪽을 다른 쪽에 일치시키기 위한 선택 위상차판을 구비하며,

상기 광학 부품은,

소정 방향을 따라 교대로 배열된 복수의 제 1 및 제 2 유리 기판과,

상기 제 1 및 제 2 유리 기판을 각각의 평면에 접합하기 위한 접합층을 구비하며,

상기 제 1 및 제 2 유리 기판의 계면에는 편광 분리막과 반사막이 교대로 설치되어 있으며,

상기 편광 분리막이 설치된 계면에서,

상기 제 1 유리 기판의 접합 평면은 rms값으로 3nm 내지 10nm의 표면 거칠기를 갖고 있으며, 상기 제 2 유리 기판에는 상기 편광 분리막이 형성되어 있으며, 상기 편광 분리막과 상기 제 1 유리 기판 사이에 상기 접합층이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 프로젝터.
컬러 화상을 투사 표시하기 위한 프로젝터에 있어서,

조명광을 사출하는 조명 광학계와,

상기 조명 광학계로부터 사출된 상기 조명광을 3개의 색 성분을 각각 갖는 제 1 내지 제 3 색 광으로 분리하는 색 광 분리 광학계와,

상기 색 광 분리 광학계에 의해 분리된 제 1 내지 제 3 색 광을 화상 정보에 따라서 변조하여 제 1 내지 제 3 변조 광 선속을 생성하는 제 1 내지 제 3 전기 광학 장치와,

상기 제 1 내지 제 3 변조 광 선속을 합성하는 색 합성 광학계와,

상기 색 합성 광학계로부터 사출되는 합성 광을 투사하는 투사 광학계를 구비하며,

상기 조명 광학계와, 상기 색 광 분리 광학계와, 상기 제 1 내지 제 3 전기 광학 장치와, 상기 색 합성 광학계와, 상기 투사 광학계 중 어느 하나는 광학 부품을 구비하고 있으며,

상기 광학 부품은,

유리와,

상기 유리와 접합되는 광학 부재와,

상기 유리와 상기 광학 부재를 각각의 평면에 접합하기 위한 접합층을 구비하며,

상기 유리의 접합 평면은 상기 광학 부품으로 처리되는 광이 통과하는 면이고, rms값으로 3nm 내지 10nm의 표면 거칠기를 갖는 것을 특징으로 하는 프로젝터.
컬러 화상을 투사 표시하기 위한 프로젝터에 있어서,

조명광을 사출하는 조명 광학계와,

상기 조명 광학계로부터 사출된 상기 조명광을 3개의 색 성분을 각각 갖는 제 1 내지 제 3 색광으로 분리하는 색 광 분리 광학계와,

상기 색 광 분리 광학계에 의해 분리된 제 1 내지 제 3 색 광을 화상 정보에 따라서 변조하여 제 1 내지 제 3 변조 광 선속을 생성하는 제 1 내지 제 3 전기 광학 장치와,

상기 제 1 내지 제 3 변조 광 선속을 합성하는 색 합성 광학계와,

상기 색 합성 광학계로부터 사출되는 합성 광을 투사하는 투사 광학계를 구비하며,

상기 색 광 분리 광학계와 상기 색 합성 광학계 중 어느 하나는 광학 부품을 구비하고 있으며,

상기 광학 부품은,

X자 형상으로 형성된 계면에 의해 구분되는 4개의 기둥 형상 유리 프리즘과, 상기 4개의 기둥 형상 유리 프리즘을 각각의 평면에 접합하기 위한 접합층을 구비하며,

상기 4개의 기둥 형상 유리 프리즘 중에서 선택된 적어도 1 세트의 인접하는 2개의 기둥 형상 유리 프리즘 중,

제 1 기둥 형상 유리 프리즘의 접합 평면은 rms값으로 3nm 내지 10nm의 표면 거칠기를 갖고, 제 2 기둥 형상 유리 프리즘에는 소정 범위의 파장을 갖는 광을 선택하는 선택막이 형성되어 있으며, 상기 선택막과 상기 제 1 기둥 형상 프리즘 사이에 상기 접합층이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 프로젝터.