WO1997034173A1

WO1997034173A1 - Separateur de lumiere polarisee, son procede de production et affichage par projection

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Publication number: WO1997034173A1
Application number: PCT/JP1997/000790
Authority: WO
Inventors: Toshiaki Hashizume; Yoshitaka Itoh; Akitaka Yajima
Original assignee: Seiko Epson Corporation
Priority date: 1996-03-12
Filing date: 1997-03-12
Publication date: 1997-09-18
Also published as: EP1256822A3; KR100452133B1; KR100490850B1; KR100493907B1; JP2000321433A; CN1153988C; EP1256824A2; CN1181815A; JP2005043872A; JP4161508B2; KR20040000432A; EP1256824A3; EP0829739B1; JP2003207643A; DE69723929D1; KR100436477B1; JP2000298213A; JP3309845B2; TW401530B; EP1256823A3

Description

明細害偏光分離装 S及びその製造方法並びに投写型表示装置技術分野

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。背景技術

図 2 6に従来の偏光ビ一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 7 1、 7 2、 7 3、 7 4は B K 7を材質とした研磨品であり、 4個が一組の緣リ返し単位となって、全体を構成している。プリズム 7 2のプリズム 7 1と接する面には偏光分離膜 7 5が無機質の薄膜で蒸着成形されている。また、プリズム 7 3のプリズム 7 4と接する面にはアルミの反射膜 7 6が蒸着されている。プリズムフ 1、 7 2、 7 3、 7 4は接着剤で各面が互いについている。光線 7 7がプリズム 7 2に入ると、偏光分離腠 7 5で、光入射面に対して P偏光成分は透過光 7 7として、プリズム 7 1を通って外へ出ていく。一方、 S偏光成分は偏光分離膜フ 5で反射した後にプリズム 7 3に入り、反射膜 7 6で反射して、 S偏光光線 7 8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厶の貼り合わせによる緣リ返し構造で偏光ビームスプリッタが形成されていた。

従来の方法では、三角プリズムを一俚一個研磨して、蒸着して貼り合わせるので、偏光分離膜と反射瞜の緣リ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、緣リ返し構造を細かくすると、ょリ細い三角プリズ厶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つた問題があった。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つた問題点があった。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、各プリズ厶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、これらの踝題に対して、解決策を与えるものである。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、反射層の繰リ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。

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、練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。

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 ffi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。

上記第 1の方法において、さらに、前記偏光分離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。

基板の端面をずらしつつ重ねるようにすれば、基板プ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。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プ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。

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。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。

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滅できるまた、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緣リ返し精度を容易に安価に上げることができる。

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。

なお、前記反射膜は、アルミ薄膜で構成されていてもよく、誘滬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。

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、細かい緣リ返しで、多くの緣リ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 S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、練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ゃすい。

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。

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 Ζ 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。

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。

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、前記变賙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。

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、前記合成光学系にょリ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。

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ぺ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遢率の差が約 5 % 以内となるように調整されていることが好ましい。

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、前記基板プ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。

上記第 2の偏光分離装 Sによれば、偏光分離装 S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。

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 S撖别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。

あるいは、前記位置織別部は、前記位置織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 fi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、位置瞰别部から判断することができる。

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。

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リ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ェ程と、を備え、前 ffi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。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。

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。

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。

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つおきの基板によリ構成される前記光出射面に対応して設けられた λ 2位相差展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腠を設けたことが好ましい。

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ィ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 Sからの出射光を変調する変調手段と、前記変調手段によリ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。

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亍グレータ光学系と、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リ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、前記変調手段によリ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。図面の簡単な説明

図 1は、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は、図 1に示す基板ブロックの平面図および正面図。

図 3は、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は、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つた偏光変換装置の一実施例の断面図である。

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

図 6は、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は、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は、図 7 ( Α ) の切断面 8 4 a， 8 4 b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は、第 2実施例の偏光ビームスプリッタの斜視図である。

図 1 0は、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める。

図 1 1は、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 1 2は、図 8 (A ) の切断面 3 2 8 a， 3 2 8 b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 1 3は、第 3実施例の偏光ビームスプリッタの斜視図である。

図 1 4は、ダミーガラス 3 2 4の効果を示す説明図である。

図 1 5は、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図 1 6は、図 1 5の板ガラスブロックの平面図および正面図である。

図 1 7は、第 4実施例の偏光ビームスプリッタの斜視図である。

図 1 8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 1 9は、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 2 0は、偏光照明装置 5 0 0を備えた投写型表示装置 8 0 0の要部を示した概略構成図である。

図 2 1は、本発明の投写型表示装 Sの他の実施例の平面図である。

図 2 2は、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 2 3は、偏光分離膜への光の入射角度を示す説明図である。

図 2 4は、入射光のスぺ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 2 5は、他の偏光分離膜における入射光のスぺ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 2 6は、従来の偏光ビームスプリッタの斜視図である。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。

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は靑板フロートガラス 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枚の靑板フ口 —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 1 9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 1 0、 1 2がそれぞれ設けられている。

なお、この明細 S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 J または単に Γ基板 j 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 1 9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。

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。この基板プロックは、切断機で切断面 1 4、 1 5、 1 6、 …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 1 4 , 1 5， 1 6、 …が偏光分離膜 2、反射膜 5 に対して 4 5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リ、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一ムスプリッタ 2 0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 2 0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。

この偏光ビームスプリッタ 2 0においては、偏光分離面と反射面が、切断面 1 4、 1 5に対して 4 5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の間隔は靑板フロートガラス 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、 1 5、 1 6…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 1 4、 1 5、 1 6、 …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つた問題が解決される。その結果、光が切断面 1 4、 1 5、 1 6、 …に対して垂直方向から偏光ビームスプリツタ 2 0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つた効果がある。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の緣リ返しの間隔が、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 1 9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一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緣リ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。

また、本例ではガラスブロック 1 9の両側に割れ欠け防止用のダミーガラス 1 0、 1 2が接着剤 1 1、 1 3によって貼り付けられている。このダミーガラス 1 0、 1 2はガラスブロック 1 9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を有する靑板フロートガラス 1の割れや欠けを防ぐのである。

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ツ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 1 9を切断機械にセットし、切断面 1 4、 1 5、 1 6、 …に沿つて切断することによリ、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リ、板ガラスの貼リ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 1 4 , 1 5 , 1 6， …が偏光分離膜 2、反射膜 5に対して 4 5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 4 5度である必要はない。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、青板フロー卜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。

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 1 7があっても、むら 1 8があってもよく、接着されてさえいればよいのである。つまリ、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。

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ゥ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 —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。

図 4に本発明の偏光ビー厶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 S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 2 2と青板ガラス 2 4とを用いている。 2 3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 2 2上に蒸着してある。 2 5はアルミの反射膜であリ、青板ガラス 2 4上に蒸着してある。これらは、接着剤 3 5で接着されている。偏光分離膜 2 3が蒸着された白板ガラス 2 2と、反射膜 2 5が蒸着された青板ガラス 2 4とが順次接着剤で 2 1で貼り合わされ、全体の偏光ビームスプリッタ 3 6を構成している。この偏光ビームスプリッタ 3 6の製造方法は、前述したように、偏光分離膜 2 3を有する大きなサイズの平板の白板ガラス 2 2とアルミの反射膜 2 5を有する大きなサイズの平板の青板ガラス 2 4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 3 6 は、白板ガラス 2 2と靑板ガラス 2 4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 2 2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 2 3と、アルミの反射膜 2 5のピッチが細かくなリ、偏光ビームスプリッタ 3 6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。

また、 3 1 と 3 2は光が表面で反射するのを防ぐために無機物 K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 3 1、 3 2を偏光ビームスプリッタ 3 6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 2 1、 3 5の接着力が弱まり、相互のガラスが刺がれたり、ずれたりすることを防いでいる。この反射防止膜 3 1、 3 2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 3 6を構成する靑板ガラスの下面（光出射面）側には λ Ζ 2位相差板 2 6が設けられている。低温形成による反射防止膜 3 2はこの Λ Ζ 2位相差板^{2 6}を青板ガラス^{2 4}上に貼った後に形成されている。

偏光ビームスプリッタ 3 6、選択的に設けられた λ / 2位相差板 2 6、および、矩形状に構成されたレンズ群 3 3とにより、ランダムな偏光軸を持つ光線（以下、 Γランダムな偏光光 J 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^{3 3} は白板ガラス 2 2と靑板ガラス 2 4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 3 3に入射すると、屈折して、光 2 7のように白板ガラス 2 2の研磨面に集光される。この研磨面には、反射防止膜 3 1があり、ここでの光の損失はなく、ほぼすベての光が白板ガラス 2 2内に入射する。偏光分離膜 2 3により、光 2 7は P偏光光 2 9と S偏光光 2 8に分離される。 S偏光光 2 8はアルミの反射膜 2 5で反射された後、反射防止膜 3 2を通って出射する。 2位相差板 2 6の光軸は、 Ρ偏光光の偏光軸に対して 4 5度に設定されている。したがって、 Ρ偏光光 2 9は、 λ Ζ 2位相差板で偏光軸が 9 0度回転して、 S偏光光 2 8と同じ偏光軸をもつ S偏光光 3 0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 2 7から、偏光軸の揃った偏光光 2 8、 3 0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 3 3や λ 2位相差板 2 6と組み合わせたリ、低温形成の反射防止膜 3 1、 3 2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。

本例の偏光ビームスプリッタ 3 6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 2 3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 2 2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 2 4としているが、白板ガラス 2 2と青板ガラス 2 4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、他方を靑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 2 5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 S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。

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力《可能となる。また、繰り返しピッチ力《細かくなつたときには、図 5に示すように λ 2位相差板 3 8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 3 7の光出射面側に股ければよい。

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リ合わせたガラスプロックから、貼リ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瞜と反射面の緣リ返し構造を、板ガラスの厚さと数量に応じて設定できる。つまり、細かい繅リ返しで、多くの緣リ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、繅リ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ゃすい。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、繅リ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つて数多く容易に作れるといった効果がある。また、偏光分離膜や反射瞜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。

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リ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。

また、板ガラスとしてフロー卜ガラスを使うことで、偏光分離膜と反射膜の繰リ返し精度を容易に安価に上げることができる。

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 Sを液晶プロジェクタ一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、 2位相差板を偏光ビ一厶スプリツ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。

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溫形成することで、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榷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 Ζ 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。

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。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力《可能となる。

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。

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、 Ρ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。

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一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、イン亍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つていくので、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。

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 8 0 , 8 1と、それらの両端に貼り付けられたダミーガラス 8 2， 8 4 とを有している。各基本構成ガラス体 8 0 , 8 1は、図 1に示す第 1実施例の基本構成ガラス体と同じ榱成を有しておリ、同じ工程に従って製造される。

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 8 0， 8 1の中で、右から 3番目の基本搆成ガラス体 8 1の高さ方向の位置が、他の基本構成ガラス体 8 0から上方に高さ H 0だけ突出している。突出高さ H 0の値としては、板ガラスブロックの高さ H (本例では約 7 O mm) に対し、 3 %程度（すなわち本例では約 2 m m程度）の値が好ましい。

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 8 1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 8 1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。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 8 1 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。

この板ガラスブロックを、切断面 8 4 a， 8 4 bに沿って切断することによつて、 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。

図 8は、図 7 ( A ) の切断面 8 4 a， 8 4 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 8 5と光出射面 8 6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 8 9 (図 8 ( B ) ) を得る。このとき、ダミーガラス 8 2 , 8 4の一部が切断されて、光出射面 8 6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 8 7を実線で描き、反射膜 8 8を破線で描いている。切断された偏光ビームスプリッタ 8 9の光入射面 8 5および光出射面 8 6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 8 9の斜視図である。

図 8 ( A ) の切断においては、偏光ビームスプリッタ 8 9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 8 1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、その左右に幅し 1， L 2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。

突出している基本構成ガラス体 8 1とその左隣りの基本構成ガラス体 8 0との境界面は、偏光ビームスプリッタ 8 9の長手方向のほぼ中央に位置している。従つて、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 8 1 , 8 0の境界面が、偏光ビームスプリッタ 3 2 0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。

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 8 9 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 S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。

図 8 ( B ) の工程では、偏光ビームスプリッタ 8 9の光出射面 8 6側に、選択位相差板 3 8 0を貼りつける。選択位相差板 3 8 0は、 λ Ζ 2位相差板 3 8 1 と、無色透明な部分と力偏光ビームスプリッタ 8 9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。

図 8 ( C ) の工程では、偏光ビームスプリッタ 8 9の光入射面側に、集光レンズアレイ 3 1 0が貼り合わされる。集光レンズアレイ 3 1 0は、それぞれ略矩形の多数の集光レンズ 3 1 1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 1 0にも、突出部 3 1 3 (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 3 2 0と集光レンズアレイ 3 1 0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 8 9と集光レンズァレイ 3 1 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 8 9の突出部と集光レンズアレイ 3 1 0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 8 9と集光レンズアレイ 3 1 0の相互の位置を高精度に決定できる。

なお、図 8 ( Α ) において説明したように、偏光ビームスプリッタ 8 9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 8 9自体の寸法精度が裏いので、集光レンズァレイ 3 1 0と貼り合わせる際に、偏光ビームスプリッタ 8 9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 3 1 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。

このように、偏光ビー厶スプリッタ 8 9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つて、偏光ビームスプリッタ 8 9の寸法精度を高めることができる。また、偏光ビ —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。

C. 第 3実施例：

図 1 0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 1 1 (A) はその平面図、図 1 1 (B) は正面図である。図 1 0および図 1 1 (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。

図 1 0と図 1 1 (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 323 と識別するための特別な色を付ける必要はない。

図 1 1 (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 H 1と下方の突出高さ H 2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 H 1 , 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 Omm) 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 H 1 , H 2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。

この板ガラスブロックを、切断面 328 a, 328 b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。

図 1 2は、図 1 1 (B) の切断面 328 a, 328 b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 1 2 ( 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 3 2 7と光出射面 3 2 6にほぼ垂直に切断することによって、略直方体の偏光ビ一ムスプリッタ 3 2 0 (図 1 2 ( B ) ) を得る。このとき、ダミーガラス 3 2 4の一部が切断されて、光出射面 3 2 6側に一部が残る状態になる。なお、図 1 2においては、偏光分離膜 3 3 1を実線で描き、反射膜 3 3 2を破線で描いている。切断された偏光ビームスプリッタ 3 2 0の光入射面 3 2 7および光出射面 3 2 6は、それぞれ平坦に研磨される。図 1 3は、こうして作成された偏光ビームスプリッタ 3 2 0を示す斜視図である。

図 1 2 ( A ) の切断においては、偏光ビームスプリッタ 3 2 0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 3 2 1， 3 2 2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 1 2 ( 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 W 1， W 2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。

前述したように、突出している板ガラス 3 2 1 , 3 2 2は、偏光ビームスプリッタ 3 2 0の長手方向のほぼ中央に位 S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 3 2 1 , 3 2 2の境界面が、偏光ビームスプリッタ 3 2 0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。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、偏光ビ一ムスプリッタ 3 2 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。

図 1 2 ( B ) の工程では、偏光ビームスプリッタ 3 2 0の光出射面側に、選択位相差板 3 8 0を貼りつける。選択位相差板 3 8 0は、 λ Ζ 2位相差板 3 8 1と、無色透明な部分とが、偏光ビームスプリッタ 320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。

図 1 2 (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 31 0が貼り合わされる。集光レンズアレイ 31 0は、それぞれ略矩形の多数の集光レンズ 31 1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 31 0にも、突出部 31 3 (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 31 0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 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の突出部と集光レンズアレイ 31 0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 31 0の相互の位置を高精度に決定できる。

なお、図 1 2 (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 31 0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 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。

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 1 4は、ダミーガラス 324の効果を示す説明図である。図 1 4 (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 1 4 (B) , (C) は選択位相差板 380が、図 1 4 (A) の状態からやや下にずれた状態を示している。但し、図 1 4 (B) の構成では、ダミーガラス 324 aが下端に設けられている。図 1 4 (C) は、ダミーガラスが省略された場合を示している。図 1 4 (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 3 20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 1 4 (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 3 2 4 aを設けている場合には、選択位相差板 3 8 0の端部がダミーガラス 3 2 4 aの上に乗っている。従って、選択位相差板 3 8 0が剥がれにくいという利点がある。

このように、偏光ビームスプリッタ 3 2 0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 3 2 0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 3 2 0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 3 2 0の位置決め精度を高めることができるなお、突出させる部分は、 1力所に限らず、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力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。

上記のような突出部の代わリに、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瞰别部（マーカ一部）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。

なお、 2種類の板ガラス 3 2 1 , 3 2 2としては、靑色フロー卜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 3 2 1 , 3 2 2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 3 3 1と反射膜 3 3 2の位置を容易に識別することができる。

D . 第 4実施例：

図 1 5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 1 6 ( A ) はその平面図、図 1 6 ( B ) は正面図である。図 1 7は、図 1 6 ( A ) の切断面 3 2 8 a , 3 2 8 bで切断された後、その両端を図 1 2 (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 3 2 0 aを示す斜視図である。図 1 5および図 1 6 ( 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 3 2 1 a , 3 2 2 aは、他の板ガラス 3 2 3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 3 2 1 a , 3 2 2 aは下方には突出しておらず、その下面は、他の板ガラス 3 2 3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、偏光ビ一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。

また、これらの 2枚の板ガラス 3 2 1 a , 3 2 2 a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畏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。

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 1 8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 1 8 ( 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 3 3 1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 3 3 1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 3 3 2によって反射されて出射される。

図 1 8 ( B ) は、この偏光ビームスプリッタ 3 2 0の光出射面に選択位相差板

3 8 0を貼りつけ、また、光入射面側の前に遮光プレート 3 4 0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 3 4 0には、光を遮断する遮光部 3 4 1と、光を透過させる透光部 3

4 2とが交互に形成されている。従って、遮光プレート 3 4 0は、遮光プレート 3 4 0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 3 2 0を用いて、いわゆるイン亍グレータ光学系を構成する塌合には、偏光ビームスプリッタ 3 2 0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 ffiされる。遮光部 3 4 1 と透光部 3 4 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 3 2 0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 3 4 0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塌合には、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 3 2 0 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。

透光部 3 4 2を通過した光は、偏光分離膜 3 3 1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 3 3 1をそのまま透過して出射される。一方、偏光分離膜 3 3 1で反射された _S偏光成分は、反射膜 3 3 2によって反射された後に、 λ 2位相差板 3 8 1によって ρ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、 ρ偏光光のみが出射される。

図 1 8 ( C ) は、偏光ビームスプリッタ 3 2 0の表裏を逆にした状態を示している。遮光プレート 3 4 0は、出射光の光量が最大となる位 Sに位置決めされる。図 1 8 ( C ) のように偏光ビームスプリッタ 3 2 0の表裏を逆にすると、出射される偏光成分が逆になつ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 2 0に示す投写型表示装 Sにおいて偏光ビームスプリツタは、 λ 2位相差板との組み合わせにより、光源部 1 0 0からの光を一種類の偏光光束（ρ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ノ 2位相差板をそなえた光学要素 3 0 0から出射された光を変賙する手段として設けられている液晶パネル ⁸ 0 ³、 8 0 5、 ^{8 1 1}の光入射面側には、コントラストを向上させる為、通常、 Ρ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遢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 8 0 3、 8 0 5、 8 1 1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。

また、図 1 8 ( C ) の場合には、図 1 8 ( B ) に比べて、光が入射してから出射するまでに、接着剤層 3 2 5を通過する回数が増加している。接着剤層 3 2 5 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。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 1 5および図 1 6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、その表襄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。

図 1 9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 5 0 0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 5 0 0は、光源部 1 0 0と、偏光発生装置 4 0 0とを備えている。光源部 1 0 0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 1 0 0から出射された光束は、偏光発生装置 4 0 0によって偏光光方向がほぼ揃つた一種類の直線偏光光に変換されて、照明領域 9 0を照明する。

光源部 1 0 0は、光源ランプ¹ 0 1と、放物面リフレクタ一 1 0 2とを備えている。光源ランプ 1 0 1から放射された光は、放物面リフレクタ一 1 0 2によつて一方向に反射され、略平行な光束となって偏光発生装 4 0 0に入射する。光源部 1 0 0の光源光軸 Rは、システム光軸し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、偏光ビームスプリツタアレイ 3 2 0の光軸である。このように光源光軸 Rをシフ卜させる理由については後述する。

偏光発生装置 4 0 0は、第 1の光学要素 2 0 0と、第 2の光学要素 3 0 0と夯 173

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備えている。第 1の光学要素 2 0 0は矩形状の輪郭を有する微小な光束分割レンズ 2 0 1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 2 0 0は、光源光軸 Rが第 1の光学要素 2 0 0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 2 0 1を Z方向から見た外形形状は、照明領域 9 0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 9 0を想定しているため、光束分割レンズ 2 0 1の X Y平面上における外形形状も横長である。

第 2の光学要素 3 0 0は、集光レンズアレイ 3 1 0と、偏光ビー厶スプリッタアレイ 3 2 0と、選択位相差板 3 8 0と、出射側レンズ 3 9 0とを備えている。集光レンズアレイ 3 1 0は、第 1の光学要素 2 0 0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 3 1 0は、第 1の光学要素 2 0 0を構成する光束分割レンズ 2 0 1と同数の集光レンズ 3 1 1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 1 0の中心も、光源光軸 Rと一致するように配置されている。

光源部 1 0 0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 1 0 0から出射されて第 1の光学要素 2 0 0に入射した光束は、それぞれの光束分割レンズ 2 0 1によって中間光束 2 0 2に分割される。中間光束 2 0 2は、光束分割レンズ 2 0 1 と集光レンズ 3 1 1の集光作用によって、シス亍ム光軸 Lと垂直な平面内（図 1 9では X Y平面）で収束する。中間光束 2 0 2 が収束する位置には、光束分割レンズ 2 0 1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 3 2 0内の偏光分離膜 3 3 1の近傍である。

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 3 3 1 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 3 3 1の X方向の幅 W pの 1 2に設定されている。前述したように、光源部 1 0 0と、第 1の光学要素 2 0 0と、集光レンズアレイ 3 1 0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 =W p / 2だけずれている。一方、中間光束 2 0 2を分離する偏光分離膜 3 3 1の中心も、システム光軸 Lから W p Z 2だけずれている。従って、光源光 W Rを、シス亍ム光軸しから W p Z 2だけずらせることによつて、偏光分離膜 3 3 1のほぼ中央において光源ランプ 1 0 1の光源像を結像させることができる。

偏光ビームスプリッタアレイ 3 2 0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 3 2 0から出射された光束は、出射側レンズ 3 9 0によって照明領域 9 0を照明する。照明領域 9 0は、多数の光束分割レンズ 2 0 1で分割された多数の光束で照明されるので、照明領域 9 0の全体をむらなく照明することができる。

なお、第 1の光学要素 2 0 0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 3 0 0から集光レンズアレイ 3 1 0を省略することも可能である以上のように、図 1 9に示す偏光照明装 S 5 0 0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 9 0をむらなく照明する機能とを有している。

図 2 0は、図 1 9に示す偏光照明装置 5 0 0を備えた投写型表示装置 8 0 0の要部を示す概略構成図である。この投写型表示装置 8 0 0は、偏光照明装置 5 0 0と、ダイクロイツクミラー 8 0 1， 8 0 4と、反射ミラー 8 0 2 , 8 0 7， 8 0 9と、リレーレンズ 8 0 6 , 8 0 8， 8 1 0と、 3枚の液晶パネル（液晶ライ卜バルブ） 8 0 3 , 8 0 5 , 8 1 1と、クロスダイクロイツクプリズム 8 1 3と、投写レンズ 8 1 4とを備えている。

ダイクロイツクミラー 8 0 1 , 8 0 4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 8 0 3 , 8 0 5 , 8 1 1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賙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 8 1 3は、 3色の色光を合成してカラ一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 8 1 4は、合成されたカラー画像を表す光をスクリーン 8 1 5上に投写する投写光学系としての機能を有する。

青光緑光反射ダイクロイツクミラー 8 0 1は、偏光照明装置 5 0 0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反射する。透過した赤色光は、反射ミラー 8 0 2で反射されて、赤光用液晶パネル 8 0 3に達する。一方、第 1のダイクロイツクミラー 8 0 1で反射された靑色光と緑色光のうちで、緑色光は綠光反射ダイクロイツクミラー 8 0 4によって反射され、綠光用液晶パネル 8 0 5に達する。一方、青色光は、第 2のダイクロイックミラー 8 0 4も透過する。

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、ダイクロイツクミラー 8 0 4の後に、入射レンズ 8 0 6と、リレーレンズ 8 0 8と、出射レンズ 8 1 0とを含むリレーレンズ系で構成された導光手段 8 5 0が設けられている。すなわち、靑色光は、綠光反射ダイクロイックミラ一 8 0 4を透過した後に、まず、入射レンズ 8 0 6及び反射ミラー 8 0 7を経て、リレーレンズ 8 0 8に導かれる。さらに、反射ミラー 8 0 9によって反射されて出射レンズ 8 1 0に導かれ、青光用液晶パネル 8 1 1に達する。なお、 3枚の液晶パネル 8 0 3 , 8 0 5， 8 1 1は、図 1 9における照明領域 9 0に相当する。

3つの液晶パネル 8 0 3、 8 0 5、 8 1 1は、図示しない外部の制御回路から与えられた画像僂号（画像悄報）に従って、それぞれの色光を変賙し、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、クロスダィクロイツクプリズム 8 1 3に入射する。クロスダイクロイツクプリズム 8 1 3 には、赤光を反射する誘罨体多層膜と、靑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。これらの锈電体多層膜によって 3つの色光が合成されて、力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 8 1 4によってスクリーン 8 1 5上に投写され、映像が拡大されて表示される。この投写型表示装置 8 0 0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）を変翻するタイプの液晶パネル 8 0 3 , 8 0 5 , 8 1 1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 2 0に示す投写型表示装置 8 0 0では、偏光照明装置 5 0 0によって、液晶パネル 8 0 3 , 8 0 5 , 8 1 1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。以上のように、この実施例による偏光ビ一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 8 1 5上に投写される映像をより明るくすることができる。

図 2 1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 6 3からほぼ平行に出射された光は第 1のレンズ板 5 1の複数の矩形状のレンズ群 5 1一 aを通って、同数のレンズ群 5 2 — aを有する第 2のレンズ板 5 2方向へ集まっていく。第 1のレンズ板 5 1と第 2のレンズ板 5 2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 6 3からの光束をレンズ群 5 1一 aで分割し、分割された光束をレンズ群 5 2— aを用いて、液晶パネル 6 0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、 5 5は偏光ビームスプリッタである力これは、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つた方法で、作成されている。

さて、レンズ群 5 1— aによる集光光線 5 4は、偏光ビームスプリッタ 5 5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 5 4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 5 5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 5 5の光出射面側に選択的に設けられた A Z 2位相差板 6 2を通過する際に、偏光軸が 9 0度回転する。つまり P 偏光光線から S偏光光 5 7に変換されるわけである。コンデンサーレンズ 5 6は、偏光ビームスプリッタ 5 5から出射された光束を液晶パネル 6 0上に重ね合わせるためのレンズである。液晶パネル 6 0は、画像情報に基づいて入射された光束を変調し、変貌された像が、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 5 5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 —部にほんのわずかのスペースを割いて揷入するだけで、明るい投写型表示装置を構成することができる。

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 6 3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 5 5は、イン亍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 5 5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、イン亍グレ一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。

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。

図 2 2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 4 1 A、 4 1 B力その偏光分離膜 4 3 , 4 7、および、反射膜 4 5 , 4 9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 4 Oが構成されている。板ガラス 4 2上に無機物質からなる偏光分離膜 4 3が蒸着され、板ガラス 4 4上には反射膜 4 5が蒸着されている。また、板ガラス 4 6上には、無機物質からなる偏光分離膜 4 7が蒸着され、板ガラス 4 8には反射膜 4 9が蒸着されている。それぞれの偏光ビームスプリッタ 4 1 A , 4 1 Bは板ガラスに蒸着後、接着され、切断されて板状に搆成したものである。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 2 3に示すように、偏光分離膜 4 3 , 4 7に入射する光の角度は一定ではない。一方、偏光分離膜 4 3、 4 7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 2 4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 2 4中で、実線は光源から出射される光のスぺクトル、点線は図 2 3中で e ₂ の角度で入射した光の透過率曲線、一点鎖線は 0，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 4 0のように、偏光分離膜 4 3と 4 7、および、反射膜 4 5と 4 9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)！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 2 5は、光源から出射される光のスぺクトルのうち、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 θ ο は 4 5度、 0，は 5 0度、 0 2 は 4 0度である。本例の偏光ビームスプリツタの偏光分離膜は、靑色光のピーク波長である約 4 3 5 n mの光と、綠色光のピーク波長である約 5 5 0 n mの光が、 4 0度〜 4 5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 2 5に示されたスぺ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 6 1 O n m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、 Γ各色光のピーク J 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。

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 %以内となるように賙整すれば、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。

なお、図 2 5に示した偏光ビー厶スプリッタでは、角度 θ。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 e。との差が ± 5度よりも大きい入射光が存在する場合には、 ø。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 0。との差がどのくらいになるかは、レンズ群 5 1 — a , 5 1 —bのピッチや第 1のレンズ板 5 1から偏光分離膜 4 3 , 4 7までの距離等によって異なる。

さらに、図 2 5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塌合には、赤色光の光量が 6 0 0 n mから 7 5 0 n mの波長範囲内、より好ましくは 6 0 0 n mから 6 2 0 n m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。 6 0 0 mよりも低波長側だと黄色みがかつた照明光となってしまうため好ましくない。

さらに、図 2 5に示した光源から出射される光のスペクトルのうち、 5 7 0 η m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。

上述した第 4実施例において、図 1 9に示す偏光照明装置 5 0 0および図 2 0 に示す投写型表示装置 8 0 0では、図 1 7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 1 3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。

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 S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。

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。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。

Claims

請求の範囲

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、反射層の緣リ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 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、

前記偏光分離暦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 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"！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暦を形成する工程と、

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、複数の前記基本プ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の製造方法。

5 . 請求項 4において、

複数の前記基本プ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 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 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"！〜 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 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。

1 0. 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。

1 1 . 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。

1 2 . 請求項 1〜1 1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。

1 3 . 請求項 1 ~ 1 1のいずれかにおいて、

前記反射瞜は、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。

1 4 . 請求項 1 ~ 1 1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。

1 5 . 請求項 1 ~ 1 4の偏光分離装置の製造方法のうち、いずれかの方法によリ製造されたことを特徴とする偏光分離装置。

1 6 . 請求項 1 5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リ分離された 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。

1 7 . 請求項 1 6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 Z 2位相差層であることを特徴とする偏光変換装置。

8 . 請求項 1 6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。

1 9. 光源と、

前記光源からの光を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亍グレータ光学系と、

請求項 1 6〜 1 8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、

前記変調手段によリ変賙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。

2 0. 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 1 6〜1 8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リ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蜩された光を合成する合成光学系と、

前記合成光学系によリ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罨。

2 1 . 請求項 1 6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ぺ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。

2 2. 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、

前記基板プ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 fi。

2 3 . 請求項 2 2記載の偏光分離装置であって、

前記位置識別部は、前記位置撖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。

2 4. 請求項 2 2記載の偏光分離装置であって、

前記位置瞰别部は、前記位置撖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。

2 5 . 請求項 2 2ないし 2 4のいずれかに記載の偏光分離装置であって、前記位置職別部は、前記側面に股けられた突出部である、偏光分離装 S。

2 6 . 請求項 2 2ないし 2 4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。

2 7 . 請求項 2 2ないし 2 4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。

2 8 . 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リ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つて、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。

2 9. 請求項 2 8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。

3 0. 請求項 2 8または 2 9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。

3 1 . 請求項 2 2〜2 7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。

3 2 . 請求項 3 1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つおきの基板によリ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。

3 3 . 請求項 3 1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。

3 4. 光源と、

請求項 3 1 〜 3 3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。

3 5 . 光源と、

請求項 3 1 〜3 3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、

前記変調手段によリ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。