專利名稱：偏振光分離裝置的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及偏振光分離裝置的制造方法。
近年來，在采用了液晶裝置的投影型顯示裝置一類的使用特定偏振光的裝置中，采用著小型的偏振光分離裝置。在圖9中，示出這種偏振光分離裝置的斜視圖。偏振光分離裝置70，具有在形狀為三棱柱或四棱柱的棱鏡71、73、74等之間交替地配置偏振光分離膜75及反射膜76的結(jié)構(gòu)。在棱鏡71與棱鏡73之間，配置著由無機物的多層膜構(gòu)成的偏振光分離膜75。在棱鏡73與棱鏡74之間，配置著由鋁膜或無機物的多層膜構(gòu)成的反射膜76。當偏振方向隨機的光線77入射到棱鏡72內(nèi)時，由偏振光分離膜75分離為P偏振光分量的光和S偏振光分量的光。P偏振光分量的光，透過偏振光分離膜75并通過棱鏡71向外部射出。另一方面，S偏振光分量的光78，由偏振光分離膜75反射并進入棱鏡73，進一步，由反射膜76反射后，向外部射出。按照上述結(jié)構(gòu)，偏振光分離裝置70，具有將所入射的光分離為兩種直線偏振光的功能。另外，通過在這種偏振光分離裝置的偏振光出射面上設(shè)置相位差板以便將兩種偏振光定向為一種偏振光，可以構(gòu)成偏振光變換裝置。按這種方式構(gòu)成的偏振光變換裝置，在使用特定偏振光的裝置中，用于提高光的利用效率。
圖9中示出的偏振光分離裝置70，按

圖10所示的方法制造。即，首先，制造具有大致為平行四邊形斷面的板狀形狀的偏振光分離裝置坯體70a。偏振光分離裝置坯體70a的結(jié)構(gòu)為，將多個具有平行四邊形斷面的棱柱形構(gòu)件彼此粘合。然后，如圖10中的單點鎖線C所示，進行切割加工，以將其兩側(cè)端部的棱柱形構(gòu)件加工成三棱柱形，從而得到大致為長方體形狀的偏振光分離裝置。之所以進行上述的切割加工，是因為大致為長方體的形狀很容易組裝在投影型顯示裝置等的光學裝置內(nèi)。
在上述的切割工序中，先將作為切割對象的偏振光分離裝置坯體70a固定。然后，將齒形切割刀從與設(shè)有固定臺側(cè)相反的一側(cè)接近偏振光分離裝置坯體，從而進行切割加工。齒形切割刀的切入，無論切割哪一個端部時都從同一側(cè)進行，因而便于加工。
但是，當使齒形切割刀從同一側(cè)切入時，如圖10所示，在偏振光分離裝置坯體的兩端中的任何一端(在圖10中為左側(cè))，必須使齒形切割刀在平行四邊形斷面的棱角處切入。在這樣的加工中，存在著切割位置隨著切割的進行很容易向與平行四邊形的斜邊相當?shù)膫?cè)面滑動的問題。
本發(fā)明是為解決現(xiàn)有技術(shù)中的上述課題而開發(fā)的，其目的是提供一種切入位置很少滑動的偏振光分離坯料的切割加工方法。
為解決上述課題的至少一部分，在本發(fā)明中，將至少其一部分中包含形成了偏振光分離膜的板狀構(gòu)件的多個板狀構(gòu)件相互粘結(jié)，在其一個表面上形成層疊體。接著，相對于板狀構(gòu)件的表面以規(guī)定的角度切割板狀構(gòu)件的層疊體，并形成結(jié)構(gòu)為將斷面大致為平行四邊形的多個棱柱形構(gòu)件相互粘結(jié)的略呈平板狀的偏振光分離裝置坯體。然后，將具有近似梯形斷面的棱柱形的被切割構(gòu)件從偏振光分離裝置坯體的至少一個端部切去，從而形成大致為長方體形狀的偏振光分離裝置。
在這種形態(tài)中，將具有近似梯形斷面的棱柱形被切割構(gòu)件從結(jié)構(gòu)為將平行四邊形斷面的多個棱柱形構(gòu)件相互粘結(jié)的略呈平板狀的偏振光分離裝置坯體的端部切去。因此，在切割時可以使齒形切割刀在略呈平板狀的偏振光分離裝置坯體的平坦部分切入，因而減低了切入位置滑動的可能性。此外，由于所制成的偏振光分離裝置大致為長方體形狀。所以很容易在各種設(shè)備中使用。
另外，被切割構(gòu)件斷面的近似梯形的上底長度，最好設(shè)定為比齒形切割刀的齒厚的一半大的值。按照這種形態(tài)，可使齒形切割刀的外側(cè)面也位于偏振光分離裝置坯體端部的內(nèi)側(cè)。因此，可以使減低齒形切割刀切入位置滑動的可能性的效果更為可靠。
另外，在形成層疊體的工序中，最好是使位于層疊體最外側(cè)的2個板狀構(gòu)件中的至少一個板狀構(gòu)件的厚度大于在該2個構(gòu)件之間粘結(jié)的板狀構(gòu)件的厚度，在將具有近似梯形斷面的棱柱形被切割構(gòu)件切去的工序中，最好是將被切割構(gòu)件從位于層疊體最外側(cè)的厚度設(shè)定得較大的原為上述板狀構(gòu)件的部分切去。
當從層疊體切割出偏振光分離裝置坯體時，位于層疊體最外側(cè)的板狀構(gòu)件，構(gòu)成偏振光分離裝置坯體的側(cè)端部的棱柱形構(gòu)件。因此，按照上述形態(tài)，可以增大側(cè)端部的棱柱形構(gòu)件的斷面，并可以在第3工序中從該端部將具有近似梯形斷面的棱柱形被切割構(gòu)件切去。
在將具有近似梯形斷面的棱柱形被切割構(gòu)件切去的工序中，對偏振光分離裝置坯體的兩端進行切割，兩個端部的切割，最好通過使齒形切割刀都從略呈平板狀的偏振光分離裝置坯體的一側(cè)切入。
按照這種形態(tài)，可以簡化切割設(shè)備。即，不需要將偏振光分離裝置坯體翻轉(zhuǎn)，此外，也不需要在兩側(cè)設(shè)置夾持偏振光分離裝置坯體的齒形切割刀設(shè)備。于是，例如，只需改變位置并將同一個齒形切割刀移送2次，即可將偏振光分離裝置坯體的兩端切掉。另外，在對偏振光分離裝置坯體的兩側(cè)端部進行切割的形態(tài)中，在兩端中的一個端部，必須在偏振光分離裝置坯體的端面與上表面所成的角部附近切入。但在這種情況下，齒形切割刀從角部的切入位置向端面?zhèn)然瑒拥目赡苄院芨摺５?，按照如上所述的形態(tài)，齒形切割刀是從梯形斷面的上底側(cè)的表面切入，即在偏振光分離裝置坯體的平坦部分切入，因此減低了切入位置滑動的可能性。
另外，本發(fā)明，能以如下所示的各種形態(tài)實現(xiàn)。(1)偏振光分離裝置的制造裝置。(2)偏振光分離裝置的制造方法。(3)用于實現(xiàn)上述裝置和方法的計算機程序。(4)記錄了用于實現(xiàn)上述裝置和方法的計算機程序的記錄媒體。(5)包含著用于實現(xiàn)上述裝置和方法的計算機程序的由載波傳送的數(shù)據(jù)信號。
圖1是表示制造作為本發(fā)明實施例的偏振光束分離器陣列的主要制造工序的工序斷面圖。
圖2是表示制造作為本發(fā)明實施例的偏振光束分離器陣列的主要制造工序的工序斷面圖。
圖3是表示實施例的光學元件坯體320’的斜視圖。
圖4是表示切割圖3的光學元件坯體的兩側(cè)端部并將端面加工為垂直面的工序的說明圖。
圖5是偏振光束分離器陣列的斜視圖。
圖6是表示實施例的偏振光變換元件的俯視斷面圖。
圖7是表示在偏振光束分離器陣列320的光入射面?zhèn)仍O(shè)置按矩陣狀排列了多個小透鏡(聚光透鏡)311的聚光透鏡陣列310后的狀態(tài)的斷面圖。
圖8是表示備有偏振光照明裝置1的投影型顯示裝置800的主要部分的簡略結(jié)構(gòu)圖。
圖9是偏振光束分離器的斜視圖。
圖10是表示切割偏振光束分離器陣列的兩側(cè)端部并將端面加工為垂直面的現(xiàn)有的工序的說明圖。
A．實施例以下，根據(jù)實施例說明本發(fā)明的實施形態(tài)。(1)偏振光束分離器陣列的制造圖1和圖2，是表示制造作為本發(fā)明第1實施例的偏振光束分離器陣列的主要制造工序的工序斷面圖。在圖1(A)的工序中，準備各板狀的多個第1透光性構(gòu)件321、多個第2透光性構(gòu)件322、裝配用玻璃襯底324。在第1透光性構(gòu)件321的大致平行的2個表面(膜形成面)中，在一個表面上形成偏振光分離膜331。而在另一個表面上形成反射膜332。在第2透光性構(gòu)件322及裝配用玻璃襯底324的表面上，不形成任何上述的膜。
作為第1和第2透光性構(gòu)件321、322，采用平板玻璃。但是，也可以采用玻璃以外的透光性板狀材料。另外，也可以使第1和第2透光性構(gòu)件中的一個采用顏色與另一個不同的材料。按照這種方式，具有在制成偏振光束分離器陣列后很容易區(qū)分2個構(gòu)件的優(yōu)點。例如，可以使其中一個構(gòu)件用無色透明的平板玻璃形成，另一個用藍色的透明平板玻璃形成。作為平板玻璃，最好是磨光平板玻璃或浮法平板玻璃，其中，磨光平板玻璃尤更理想。
偏振光分離膜331，是具有有選擇地使s偏振光和p偏振光中的任何一個透過并有選擇地對另一個進行反射的性質(zhì)的膜。通常是通過將具有這種性質(zhì)的電介質(zhì)多層膜層疊而形成偏振光分離膜331。
反射膜332，通過將電介質(zhì)多層膜層疊而形成。當然，構(gòu)成反射膜332的電介質(zhì)多層膜，具有與構(gòu)成偏振光分離膜331的電介質(zhì)多層膜不同的組成和結(jié)構(gòu)。作為反射膜332，最好是由有選擇地只反射由偏振光分離膜331反射的直線偏振光分量(s偏振光或p偏振光)而不反射其他直線偏振光分量的電介質(zhì)多層膜構(gòu)成。
反射膜332，也可以通過對鋁進行蒸鍍形成。當由電介質(zhì)多層膜形成反射膜332時，能以大約98％左右的反射率反射特定的直線偏振光分量(例如s偏振光)。而在鋁膜的情況下，反射率至多不過92％左右。因此，如果用電介質(zhì)多層膜形成反射膜332，則可以提高從偏振光束分離器陣列射出的光量。進一步，電介質(zhì)多層膜，由于吸收的光比鋁膜少，所以具有發(fā)熱也少的優(yōu)點。另外，為提高對特定的直線偏振光分量的反射率，只需使構(gòu)成反射膜332的電介質(zhì)多層膜(通常具有將兩種膜交替層疊的結(jié)構(gòu))的各層的膜厚或膜的材料最優(yōu)化即可。
另一方面，裝配用玻璃襯底324，是既不形成偏振光分離膜也不形成反射膜的平坦的平板玻璃。裝配用玻璃襯底324，是最終構(gòu)成偏振光分離器的端部的構(gòu)件，其厚度應設(shè)定為大于第1和第2透光性構(gòu)件321、322的厚度。
在圖1(B)的工序中，用光學粘結(jié)劑交替地將第1和第2透光性構(gòu)件321、322粘合，并在其最上層和最下層粘合裝配用玻璃襯底324。其結(jié)果是，在裝配用玻璃襯底324與反射膜332之間、偏振光分離膜331與第2透光性構(gòu)件322之間、透光性構(gòu)件322與反射膜332之間、偏振光分離膜331與裝配用玻璃襯底324之間，分別形成光學粘結(jié)劑層325。在圖1和圖2中，為圖示方便，夸大了各層331、332、325的厚度。此外，對所粘合的玻璃的片數(shù)也作了省略。
在圖2(A)的工序中，通過從與所粘合的透光性構(gòu)件321、322及裝配用玻璃襯底324的表面大致垂直的方向照射紫外線，使光學粘結(jié)劑層325固化。紫外線，通過電介質(zhì)多層膜。在本實施例中，偏振光分離膜331和反射膜332，分別由電介質(zhì)多層膜形成。因此，如圖2(A)所示，通過從與透光性構(gòu)件321、322及裝配用玻璃襯底324的表面大致垂直的方向照射紫外線，可以使多個光學粘結(jié)劑層325同時固化。
另一方面，當通過鋁的蒸鍍形成反射膜332時，紫外線將被鋁膜反射。因此，在這種情況下，如圖2(A)中的虛線所示，應使紫外線從與透光性構(gòu)件321、322的表面大致平行的方向照射。這時，在與紫外線入射側(cè)相反一側(cè)的部分，紫外線對光學粘結(jié)劑層325的照射效率降低。因此，在光學粘結(jié)劑層325固化之前需要較長的時間。另一方面，如果反射膜332由電介質(zhì)多層膜形成，則由于可以使紫外線從與透光性構(gòu)件321、322的表面不平行的方向照射，所以能在較短的時間內(nèi)高效率地使光學粘結(jié)劑層325固化。層疊體可按如上所述的方式形成，但只要是將至少在其一部分中包括形成了偏振光分離膜的板狀構(gòu)件的多個板狀構(gòu)件在一個表面上相互粘結(jié)，則在本工序中也可以采用其他方法。
在圖2(B)的工序中，通過將按上述方式由相互粘結(jié)的透光性構(gòu)件321、322、裝配用玻璃襯底324構(gòu)成的層疊體沿著與其表面成規(guī)定角度θ的切割面(圖中以虛線表示)大致平行地進行切割，切出光學元件坯體(偏振光分離裝置坯體)320’。θ的值，最好約為45度。該角度，在最后制成的光束分離器陣列中，規(guī)定著偏振光分離膜331、反射膜332與后文所述的光入射面320i、光出射面320o所成的角度。
圖3是表示按上述方式制成的光學元件坯體320’的斜視圖。
從該圖可以看出，光學元件坯體320’，具有其斷面分另為平行四邊形的柱形的第1和第2透光性構(gòu)件321、322交替地粘合的形狀。并且，在兩端粘合著同樣是平行四邊形斷面的寬度比第1和第2透光性構(gòu)件321、322寬的裝配用玻璃襯底324。在這之后，通過將該光學元件坯體320’的成銳角的兩側(cè)端部切除而整形為長方體并對其表面(切割面)進行研磨。可以制得偏振光束分離器陣列。
該光學元件坯體320’，可以是備有具有彼此平行的光入射面和光射出面并對入射到上述光入設(shè)面的光執(zhí)行偏振分離的偏振光分離部(在本實施例中相當于第1和第2透光性構(gòu)件321、322的反復結(jié)構(gòu))及具有分別與光入射面和光射出面構(gòu)成同一平面的第1和第2面并設(shè)置在偏振光分離部的至少一個端部的被切割部(在本實施例中相當于裝配用襯底玻璃)的略呈平板狀的光學元件坯體。在本實施例中，將裝配用襯底玻璃設(shè)在光學元件坯體的兩個端部，但也可以采用只設(shè)在一端的結(jié)構(gòu)。(2)偏振光束分離器陣列的切割圖4是表示通過對光學元件坯體320’的兩側(cè)端部進行切割而將端面加工為垂直面的工序的說明圖。所切割的光學元件坯體320’，是具有薄的大致為平行四邊形的斷面的略呈平板狀的構(gòu)件。通過與平板的上下表面、即光入射面320i和光射出面320o大致垂直地切割該光學元件坯體320’的薄的平行四邊形斷面的兩端的銳角部分，可以得到大致為長方體的偏振光束分離器陣列320(圖5)。該工序，通過將作為旋轉(zhuǎn)式齒形刀具的一個齒形切割刀900沿著構(gòu)成光學元件坯體320’的棱柱形構(gòu)件的周期反復結(jié)構(gòu)的條紋方向(棱柱構(gòu)件的軸向)移送2次進行。也可以不是將同一個齒形切割刀移送2次，而是通過將設(shè)置在光學元件坯體320’的同一側(cè)的一對齒形切割刀移送1次進行兩端的切斷加工。
這時，齒形切割刀900的轉(zhuǎn)動軸，應位于粘結(jié)固定在固定臺上的光學元件坯體320’的上表面即光入射面320i的上方，使齒形切割刀900從光入射面320i側(cè)切入光學元件坯體320’。這時，切入左端的裝配用玻璃襯底324L的齒形切割刀900的切入位置是使齒形切割刀900的齒厚的中心距光入射面320i的端部僅為規(guī)定距離W的內(nèi)側(cè)位置。W是比{(齒形切割刀900的厚度)／2}長的尺寸。這里，將W設(shè)定為10mm。另一方面，切入右端的裝配用玻璃襯底324R的齒形切割刀900的切入位置，同樣是使齒形切割刀900的齒厚的中心距光射出面320o的端部僅為距離W的內(nèi)側(cè)位置。其結(jié)果是，由齒形切割刀900切除的部分，如圖4所示，具有以原為裝配用玻璃襯底324的表面的面為斜邊、以光入射面320i和光射出面320o為相對的兩個邊的梯形斷面。由于齒形切割刀900按其本身的厚度對光學元件坯體320’進行切割，所以，梯形斷面的上底(梯形的兩個相對平行邊中的短的一邊)的長度，為{W-(齒形切割刀900的厚度)／2}。
然后，對兩端被切割后的光學元件坯體320’的光入射面320i和光射出面320o分別進行研磨，以使其平坦。圖5是按如上方式制成的偏振光束分離器陣列320的斜視圖。(3)本實施例的效果在本實施例中，通過切割具有平行四邊形斷面的略呈平板狀的光學元件坯體320’的兩個端部，制得大致為長方體的偏振光束分離器陣列320。按這種方式制成的大致為長方體的偏振光束分離器陣列320，當在投影型顯示裝置等光學裝置中進行組裝時，十分方便。
另外，在本實施例中，由于使齒形切割刀900在同一側(cè)切入光學元件坯體320’，所以，只需將同一個齒形切割刀900移送2次，即可對偏振光束分離器陣列320的兩側(cè)端部進行切割。此外，在這種情況下，對兩端中的一個端部，通常是在端面(在本實施例中，是原為裝配用玻璃襯底324的表面的面)與上表面(光入射面320i)成鈍角的角部附近切入。但在這種情況下，齒形切割刀的切入位置用2個面成鈍角的角部向端面?zhèn)然瑒拥目赡苄院芨摺Ｈ欢?，在本實施例中，齒形切割刀900的切入位置，是使齒形切割刀900的齒厚的中心位于離光入射面320i的端部僅為規(guī)定距離W的內(nèi)側(cè)位置。因此，可以使齒形切割刀從偏振光束分離器陣列320的光入射面320i的平坦部分切入，因此減低了切入位置滑動的可能性。另外，從開始加工起就使齒形切割刀900在其兩側(cè)都有偏振光束分離器陣列320的坯料的狀態(tài)下切進，因而使齒形切割刀900不會只受到來自一側(cè)的壓力，因此，在切進的過程中，減低了齒形切割刀900的移送發(fā)生滑動的可能性。進一步，基于同樣的理由，齒形切割刀900的單邊磨損也可以減低。在本實施例中，切入位置是使齒形切割刀900的齒厚的中心距光入射面320i的端部僅10mm的內(nèi)側(cè)位置，但切入位置并不限于此，可以是比離端部為{(齒形切割刀900的厚度)／2}的位置更靠內(nèi)側(cè)的任意位置。即，只要是將齒形切割刀放在距裝配用玻璃襯底324L(被切割部)的表面或背面的端部向內(nèi)側(cè)僅挪開規(guī)定距離的切割位置對上述被切割部進行切割即可。
另外，由于兩側(cè)的被切割部具有大致為梯形的斷面形狀，所以，可使梯形斷面的上底或下底(梯形的兩個相對平行邊中的長的一邊)與固定偏振光分離裝置坯體用的固定臺接觸。因此，如果能確保被切割部分與固定臺接觸的部分有足夠大的面積，即如果使齒形切割刀的切入位置在自端部起具有足夠距離的內(nèi)側(cè)，則即使切割后也能使被切割部仍粘結(jié)在固定臺上而不會飛散，所以，能夠減低在切割面上產(chǎn)生裂紋或缺陷的可能性。
進一步，位于層疊體最外側(cè)的裝配用玻璃襯底324，由于設(shè)計得比第1和第2透光性構(gòu)件321、322厚，所以使偏振光分離裝置坯體的側(cè)端部的棱柱形構(gòu)件的斷面比其他棱柱形構(gòu)件大。因此，很容易從這里將斷面大致為梯形的棱柱形被切割部切掉。并且，因此也不會使切割面碰到偏振光分離膜331和反射膜332，因而絕不會將偏振光分離膜331和反射膜332的任何部分切去。
另外，按照上述的制造方法，從將表面上具有由無機物質(zhì)的多層薄膜等構(gòu)成的偏振光分離膜的平板玻璃與表面上具有反射膜的平板玻璃交替地粘合的層疊體相對于粘合面以規(guī)定的角度進行切割，因此，可以根據(jù)平板玻璃的厚度及數(shù)量設(shè)定偏振光束分離器的偏振光分離膜與反射面的周期反復結(jié)構(gòu)。就是說，作為偏振光束分離器，通過精細的周期反復，可以在薄板中構(gòu)成多重周期反復的結(jié)構(gòu)，此外，由于各面之間的平行性由平板玻璃的精度決定，所以很容易獲得高精度的平行性，同時，偏振光分離膜與反射面的周期反復的間距也能以高的精度構(gòu)成。進一步，由于光的光入射面和光出射面均勻，所以在粘貼相位差板或附加防反射膜時很容易進行處理。
將第1透光性構(gòu)件321、第2透光性構(gòu)件322、裝配用玻璃襯底324粘合而形成層疊體的工序，也可以按如下所述進行。即，可以預先制成多個通過將1個第1透光性構(gòu)件321和1個第2透光性構(gòu)件322粘合而構(gòu)成的層疊體(稱作「單位層疊體」)，并將這些單位層疊體依次層疊，然后在兩端粘貼裝配用玻璃襯底324。此外，也可以通過粘結(jié)劑層層疊1個單位層疊體，并趕出粘結(jié)劑層的氣泡，然后，照射紫外線而使粘結(jié)劑層固化。按照這種工序，也可以取得與上述基本相同的效果。
透光性構(gòu)件321、322的厚度精度，可以在對其各自的表面進行研磨時加以控制。此外，通過使粘結(jié)劑涂布量均勻并在趕出氣泡的工序中在構(gòu)件表面上施加均勻的壓力，可以使粘結(jié)劑層的厚度變得均勻。B．使用了實施例的光束分離器陣列的投影型顯示裝置的光學要素以下，對使用了實施例的光束分離器陣列的投影型顯示裝置進行說明。圖6是表示在實施例的偏振光束分離器陣列320的光出射面320o的一部分上有選擇地設(shè)置了λ／2相位差板后的偏振光變換元件的俯視斷面圖。
包含s偏振光分量和p偏振光分量的具有隨機的偏振方向的入射光，從圖6所示的偏振光變換元件的入射面入射。該入射光，首先，由偏振光分離膜331分離為s偏振光和p偏振光。s偏振光，由偏振光分離膜331向大致垂直的方向反射，并由反射膜332進一步反射后從出射面326射出。另一方面，p偏振光，直接透過偏振光分離膜331，并由λ／2相位差板381變換為s偏振光后射出。因此，偏振光變換元件，僅有選擇地射出s偏振光。
另外，如果在第1透光性構(gòu)件321的出射面部分上有選擇地設(shè)置λ／2相位差板381，則可以僅從偏振光變換元件有選擇地射出p偏振光。
在圖6所示實施例的偏振光束分離器陣列320中，透過偏振光分離膜331的p偏振光，從偏振光束分離器陣列320的入射面到出射面之間通過光學粘結(jié)劑層325一次。由偏振光分離膜331反射的s偏振光，從偏振光束分離器陣列320的入射面到出射面之間，一次也沒有通過光學粘結(jié)劑層325。光學粘結(jié)劑層325雖然基本上是透明的，但仍具有吸收少量光的性質(zhì)。因此，每當通過光學粘結(jié)劑層325時，光量都會減少。此外，當通過光學粘結(jié)劑層325時，偏振方向也可能發(fā)生若干變化。在實施例的偏振光束分離器陣列中，由于s偏振光通過光學粘結(jié)劑層325的次數(shù)少，所以光的利用效率高。
圖7是表示在偏振光束分離器陣列320的光入射面?zhèn)仍O(shè)置按矩陣狀排列了多個小透鏡(聚光透鏡)311的聚光透鏡陣列310后的狀態(tài)的斷面圖。在偏振光束分離器陣列320的光入射面上，交替地配置著用于入射對偏振光分離膜331入射并變換為有效偏振光的光的有效入射區(qū)域EA(與偏振光分離膜331對應的光入射面)及用于入射對反射膜332入射并變換為無效偏振光的光的無效入射區(qū)域UA(與反射膜332對應的光入射面)。該有效入射區(qū)域EA和無效入射區(qū)域UA的x方向尺寸Wp，等于聚光透鏡311的x方向尺寸WL的1／2。此外，聚光透鏡311的中心(透鏡光軸)311c，配置在與有效入射區(qū)域EA的x方向的中心一致的位置。有效入射區(qū)域EA，相當于將偏振光分離膜331投影在偏振光束分離器陣列320的光入射面上的區(qū)域。因此，應將偏振光分離膜331的x方向的間距設(shè)定為等于聚光透鏡311的聚光軸311c的x方向的間距。
對圖7右端的聚光透鏡311，不形成對應的偏振光分離膜331和反射膜332。其原因是，由于通過端部的聚光透鏡311的光量較少，所以即使不設(shè)置這些膜，對光的利用效率也不會有有多大的影響。
圖8是表示采用了本發(fā)明的投影型顯示裝置的一例的簡略結(jié)構(gòu)圖。投影型顯示裝置800，備有照明光學系統(tǒng)1、彩色光分離光學系統(tǒng)816、中繼光學系統(tǒng)850、3個液晶光閥803、805、811、正交分色棱鏡813、投影光學系統(tǒng)814。
照明光學系統(tǒng)1，備有偏振光發(fā)生光學系統(tǒng)，用于射出使偏振方向一致后的一種直線偏振光。從照明光學系統(tǒng)1射出的光，由彩色光分離光學系統(tǒng)816分離為紅(R)、綠(G)、藍(B)三種顏色的彩色光。分離后的各彩色光，由液晶光閥803、805、811根據(jù)圖象信息進行調(diào)制。這里，液晶光閥803、805、811，由相當于電光裝置的液晶板及配置在其光入射面?zhèn)群凸馍涑鰝?cè)的偏振片構(gòu)成。在液晶光閥803、805、811中進行了調(diào)制的各彩色光，由正交分色棱鏡813合成，并通過投影光學系統(tǒng)814投影在屏幕815上。由此，即可在屏幕815上顯示出圖象。
在該投影型顯示裝置800中，照明光學系統(tǒng)1，備有第1光學要素200、第2光學要素300。第1光學要素200的結(jié)構(gòu)為，在縱橫方向上排列著多個具有矩形輪廓的微小的光束分離透鏡201。該第1光學要素200，配置成使光源軸R與第1光學要素200的中心一致。
另一方面，第2光學要素300，備有聚光透鏡陣列310、本實施例的偏振光束分離器陣列320、選擇相位差板380、出射側(cè)透鏡390。選擇相位差板380，僅在第2透光性構(gòu)件322的出射面部分上形成λ／2相位差板381，第1透光性構(gòu)件321的出射面部分，為無色透明的板狀體。由于偏振光束分離器陣列320大致為長方體形狀，所以很容易組裝在裝置內(nèi)，且很容易提高組裝的精度。此外，本實施例的偏振光束分離器陣列320，在制造工序中極少發(fā)生裂紋、缺陷，且制造精度很高，所以，投影型顯示裝置，可以投射出高質(zhì)量的圖象。
另外，關(guān)于如圖8所示的投影型顯示裝置的各部的結(jié)構(gòu)和功能，例如已在由本申請書的申請人公開的特開平10-90520號公報及特開平10-325954號公報中進行了詳述，所以在本說明書中省略了詳細的說明。C．其他本發(fā)明，不限于上述的實施例和實施形態(tài)，在不脫離本發(fā)明的主旨的范圍內(nèi)，可以按各種形態(tài)實施，例如，也可以有如下的變形。
在上述實施例中，采用平板玻璃制成了偏振光分離裝置，但不限于平板玻璃，也可以采用光學玻璃或塑料等其他透光性襯底。
另外，在本實施例中，在偏振光束分離器陣列的兩側(cè)，都是在自端部起僅為相等的距離W的內(nèi)側(cè)位置進行切割加工，但在兩側(cè)中在不是必需使齒形切割刀在角部切入的一側(cè)(圖4中右側(cè)的端部)的切割加工中，也可以使切割位置比另一側(cè)離端部的距離短。按照這種方式，可使偏振光束分離器陣列的左右兩端的棱鏡形狀不同，所以很容易區(qū)分光入射面和光射出面。此外，也可以減少所切掉的坯料。進一步，在兩側(cè)的不是必需使齒形切割刀在角部切入的一側(cè)的切割加工中，也可以將距離W設(shè)定為0，從而切除具有三角形斷面的構(gòu)件。按照這種方式，可以進一步減少所切掉的坯料。
權(quán)利要求
1．一種偏振光分離裝置制造方法，該偏振光分離裝置用于將所入射的光分離為兩種直線偏振光，該制造方法的特征在于，包括以下工序(a)第1工序，將至少在一部分中包括在其一個表面上形成了偏振光分離膜的板狀構(gòu)件的多個板狀構(gòu)件相互粘結(jié)形成層疊體；(b)第2工序，相對于上述板狀構(gòu)件的表面以規(guī)定的角度切斷上述板狀構(gòu)件的層疊體，并形成結(jié)構(gòu)為將斷面大致為平行四邊形的多個棱柱形構(gòu)件相互粘結(jié)的略呈平板狀的偏振光分離裝置坯體；(c)第3工序，將具有近似梯形斷面的棱柱形被切割構(gòu)件從上述偏振光分離裝置坯體的至少一個端部切去，從而形成大致為長方體形狀的偏振光分離裝置。
2．根據(jù)權(quán)利要求1所述的偏振光分離裝置制造方法，其特征在于上述被切割構(gòu)件斷面的近似梯形的上底長度，設(shè)定為比上述齒形切割刀的齒厚的一半大的值。
3．根據(jù)權(quán)利要求1所述的偏振光分離裝置制造方法，其特征在于在上述第1工序中，使位于層疊體最外側(cè)的2個板狀構(gòu)件中的至少一個板狀構(gòu)件的厚度大于在該2個構(gòu)件之間粘結(jié)的板狀構(gòu)件的厚度，在上述第3工序中，將被切割構(gòu)件從位于層疊體最外側(cè)的厚度設(shè)定得較大的原為上述板狀構(gòu)件的部分切去。
4．根據(jù)權(quán)利要求1～3中的任何一項所述的偏振光分離裝置制造方法，其特征在于在上述第3工序中，對上述偏振光分離裝置坯體的兩端進行切割，上述兩個端部的切割，通過使齒形切割刀都從上述略呈平板狀的偏振光分離裝置坯體的一側(cè)切入進行。
全文摘要
提供一種切入位置很少滑動的偏振光分離坯料的切割加工方法。本發(fā)明,是用于將所入射的光分離為兩種直線偏振光的偏振光分離裝置的制造方法。將至少一部分板狀構(gòu)件在一個表面上形成了偏振光分離膜的多個板狀構(gòu)件相互粘結(jié)而形成層疊體。接著,相對于板狀構(gòu)件的表面以規(guī)定的角度切割板狀構(gòu)件的層疊體,并形成結(jié)構(gòu)為將斷面大致為平行四邊形的多個棱柱形構(gòu)件相互粘結(jié)的略呈平板狀的偏振光分離裝置坯體。然后,將具有近似梯形斷面的棱柱形被切割構(gòu)件從偏振光分離裝置坯體的至少一個端部切去,從而形成大致為長方體形狀的偏振光分離裝置。
文檔編號G02B27/28GK1278606SQ0011884
公開日2001年1月3日 申請日期2000年6月21日 優(yōu)先權(quán)日1999年6月21日
發(fā)明者青木和雄 申請人:精工愛普生株式會社