專利名稱：偏光分離裝置及其制造方法、偏光轉(zhuǎn)換裝置和投射型顯示裝置的制作方法
本申請(qǐng)是精工愛普生株式會(huì)社于1997年3月12日向中國(guó)專利局提交的題為“偏光分離裝置及其制造方法、偏光轉(zhuǎn)換裝置和投射型顯示裝置”的申請(qǐng)?zhí)枮?7190175.9的中國(guó)專利申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。
本發(fā)明涉及一種偏光分離裝置及其制造方法，以及使用該偏光分離裝置的投射型顯示裝置。
圖26是表示現(xiàn)有的偏光分光計(jì)的軸測(cè)圖。它是在三角柱狀的棱鏡上蒸鍍偏光分離膜與鋁反射膜之后，進(jìn)行粘接而形成的。即棱鏡71、72、73、74是BK7材質(zhì)的研磨品，四個(gè)一組重合成一單位而構(gòu)成整體。在棱鏡72與棱鏡71的接觸面形成蒸鍍無(wú)機(jī)物薄膜方式所形成的偏光分離膜75，并且在棱鏡73的同棱鏡74接觸的接觸面上蒸鍍著鋁反射膜76，棱鏡71、72、73、74之間分別以粘接劑交替粘合。光線77進(jìn)入棱鏡72之后，在偏光分離膜75，P偏光成份面對(duì)著光入射面作為透過(guò)光77通過(guò)棱鏡71射向外面。另一方面，S偏光成份在偏光分離膜75反射后進(jìn)入棱鏡73，再經(jīng)由反射膜76反射而作為S偏光光線78向外射出。如上所述，以前是利用具有偏光分離膜的棱鏡與具有反射膜的棱鏡重合粘接的結(jié)構(gòu)，形成偏光分光計(jì)。
在現(xiàn)有的制造方法中，必須將三角棱鏡一個(gè)一個(gè)研磨，然后蒸鍍、粘接，所以不能將偏光分離膜與反射膜的重合構(gòu)造細(xì)小化而得到整體薄化的構(gòu)造。其原因在于，若要將重合結(jié)構(gòu)變細(xì)，必須作成較細(xì)的棱鏡，而因棱鏡研磨的關(guān)系使棱鏡缺少棱線，因而在該處光不透過(guò)，因此造成亮度低的問題。并且，為使棱鏡高度一致，所以棱鏡越薄其加工就越困難。而且，會(huì)產(chǎn)生在粘接時(shí)角度偏離、光的入射面與射出面凹凸不平而出現(xiàn)高度差的問題。因此，因高度差而使突出的棱線容易破損，并導(dǎo)致很難在光的出射、入射面上設(shè)置其它光學(xué)元件。并且，若粘接各棱鏡時(shí)發(fā)生角度偏離，則由于棱鏡而產(chǎn)生入射光與射出光的光軸改變的問題。本發(fā)明正是為解決上述問題而提出的解決對(duì)策。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的第一種偏光分離裝置的制造方法，其中所述偏光分離裝置用于將具有散亂偏光方向的光分離成具有兩種偏光成份的光，所述制造方法包括形成具有第一基板、偏光分離層、第二基板、反射層的重合結(jié)構(gòu)的基板區(qū)塊的工序；以及，按與所述基板表面的規(guī)定角度切割所述基板區(qū)塊的工序，形成所述基板區(qū)塊之后，還包括在構(gòu)成所述基板區(qū)塊兩表面的所述基板中至少一個(gè)基板上疊合虛置基板的步驟。
根據(jù)上述方法，不需要分別研磨偏光分離膜與反射膜的各表面。并且，重復(fù)的偏光分離層與反射層的平行度比由各四面體棱鏡粘接而成的結(jié)構(gòu)造要高。而且，通過(guò)切出基板區(qū)塊，可大量且容易地制造出相同結(jié)構(gòu)、相同特性的偏光分離裝置。
在上述第一種方法中，形成所述基板區(qū)塊的工序包括在所述第一基板上形成所述偏光分離層的步驟；在所述第二基板上形成所述反射層的步驟；以及將已形成所述偏光分離層的所述第一基板和已形成所述反射層的所述第二基板交替疊合的步驟。這樣可容易地形成基板區(qū)塊。
在上述第一種方法中的將已形成所述偏光分離層的所述第一基板和已形成所述反射層的所述第二基板交替疊合的步驟中，是按切割所述基板區(qū)塊的角度使端面錯(cuò)開地將所述第一基板和所述第二基板交替疊合。
若將基板的端面錯(cuò)開疊合，則在切割基板區(qū)塊時(shí)，可減少基板的浪費(fèi)。
并且，在上述第一種方法中，形成所述基板區(qū)塊的工序包括在所述第一基板上形成所述偏光分離層的步驟；在所述第二基板上形成所述反射層的步驟；將一個(gè)形成有所述偏光分離層的所述第一基板和一個(gè)形成有所述反射層的所述第二基板疊合而形成基本區(qū)塊的步驟；以及將多個(gè)所述基本區(qū)塊疊合的步驟。這樣，只要將多個(gè)基板區(qū)塊重疊，即可容易地形成所期望尺寸的基板區(qū)塊。
在將多個(gè)所述基本區(qū)塊疊合的步驟中，是按切割所述基板區(qū)塊的角度將端面錯(cuò)開而疊合。這樣，在切割基板區(qū)塊時(shí)可減少基板的浪費(fèi)。
在按與所述基板表面的規(guī)定角度切割所述基板區(qū)塊的步驟之后，還包括研磨所述切割面的步驟。這樣，被研磨的兩個(gè)切割面成為平坦的光入射面和光出射面。
再者，在上述第一種方法中，形成所述基板區(qū)塊之后，還包括在構(gòu)成所述基板區(qū)塊兩表面的所述基板中至少一個(gè)基板上疊合虛置基板的步驟。這樣，由于防止最外部的破損，因此可減少通過(guò)最外部的光的損失。
并且，在上述第一種方法中，所述第一基板與所述第二基板是研磨玻璃板。而且，所述研磨玻璃板是白板玻璃或無(wú)堿玻璃?；蛘?，所述第一基板和所述第二基板是浮法玻璃。若使用研磨玻璃板或浮法玻璃，可容易且低成本地提高偏光分離層與反射層的重復(fù)精度。
而且，在上述第一種方法中，所述第一基板和所述第二基板之中的一個(gè)是帶顏色的透光性基板，另一個(gè)是無(wú)色透光性基板。這樣，從兩種基板顏色，可容易地區(qū)別偏光分離層與反射層的位置。
且，所述反射層是由鋁薄膜構(gòu)成，或者由鋁薄膜和電介質(zhì)薄膜構(gòu)成，或是由電介質(zhì)薄膜構(gòu)成。
本發(fā)明的第一種偏光分離裝置是由上述的偏光分離裝置的制造方法中任一方法制成。根據(jù)這種偏光分離裝置，可根據(jù)基板的厚度和數(shù)量設(shè)定偏光分離層與反射層的重復(fù)結(jié)構(gòu)。能夠以細(xì)小重復(fù)將許多重復(fù)結(jié)構(gòu)形成在薄基板中。由于偏光分離層與反射層的平行度決定于基板的精度，所以可容易地得到高精準(zhǔn)的平行度。也可以構(gòu)成精度高且具規(guī)則的重復(fù)排列。光入射面與射出面也平整，所以可容易地進(jìn)行粘接相位差板或形成反射防止膜等處理。
在所述第一種偏光分離裝置中，在所述偏光分離裝置的光出射面一端設(shè)置偏光轉(zhuǎn)換器，所述偏光變換器用于將被所述偏光分離層分離的具有兩種偏光成份的光轉(zhuǎn)換成具有一種偏光成份的光。所以，入射具有二種偏光成份的光后，射出具有一種偏光成份的光。
所述偏光轉(zhuǎn)換器是與由所述第一基板形成的光出射面和由所述第二基板形成的光出射面中任一面相對(duì)應(yīng)而設(shè)置的λ/2相位差板。這樣，可以射出一種直線偏光。
在上述第一種偏光分離裝置中，在光入射面和所述光出射面的至少一側(cè)設(shè)置反射防止膜。所以在表面上因反射而出射的光的損失會(huì)減少。
本發(fā)明的第一種投射型顯示裝置包括光源；復(fù)合光學(xué)系統(tǒng)，由第一透鏡板與第二透鏡板構(gòu)成，用于將來(lái)自所述光源的光分割成多個(gè)中間光束；上述的任一偏光轉(zhuǎn)換裝置；調(diào)制器，對(duì)來(lái)自所述偏光轉(zhuǎn)換裝置的出射光進(jìn)行調(diào)制；以及投射光學(xué)系統(tǒng)，投射由所述調(diào)制器所調(diào)制的光。
本發(fā)明的第二種投射型顯示裝置包括光源；復(fù)合光學(xué)系統(tǒng)，由第一透鏡板與第二透鏡板構(gòu)成，用于將來(lái)自所述光源的光分割成多個(gè)中間光束；如權(quán)利要求16-18所述的偏光轉(zhuǎn)換裝置，；色分離光學(xué)系統(tǒng)，將來(lái)自所述偏光轉(zhuǎn)換裝置的出射光分離成多種顏色的光；多個(gè)調(diào)制器，分別調(diào)制由所述色分離光學(xué)系統(tǒng)分離的多種顏色的光；合成光學(xué)系統(tǒng)，合成由所述調(diào)制器調(diào)制的光；以及投射光學(xué)系統(tǒng)，投射由所述合成光學(xué)系統(tǒng)合成的光。
且，所述偏光分離層的透過(guò)率特性被調(diào)整為，當(dāng)與入射到所述偏光分離層的光的光譜的各色光的峰值相對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)的光，以規(guī)定范圍內(nèi)的入射角之差入射時(shí)，具有與所述各色光的峰值對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)的光的透過(guò)率之差在約5％以內(nèi)。
本發(fā)明的第二種偏光分離裝置，它包括基板區(qū)塊，包含光入射面、與所述光入射面大致平行的光出射面、在與所述光入射面和所述光出射面成規(guī)定角度的多個(gè)界面上依次粘接的多個(gè)透光性基板、以及在所述多個(gè)界面上交替設(shè)置的多個(gè)偏光分離層與多個(gè)反射層；位置識(shí)別部，設(shè)置于所述基板區(qū)塊側(cè)面中的與所述多個(gè)界面大致垂直地形成的兩個(gè)側(cè)面中至少一方，可在對(duì)所述偏光分離裝置進(jìn)行定位時(shí)使用。
根據(jù)上述第二種偏光分離裝置，由于在偏光分離裝置的側(cè)面設(shè)有位置識(shí)別部，因此在將偏光分離裝置使用到其它裝置中時(shí)，可比較準(zhǔn)確地進(jìn)行定位。
在上述第二種偏光分離裝置中，所述位置識(shí)別部設(shè)置在，和鄰接于具有所述位置識(shí)別部的所述兩個(gè)側(cè)面的另兩個(gè)側(cè)面的距離大致相等的位置。這樣，可提高光學(xué)元件中部的定位精度。
或者，所述位置識(shí)別部設(shè)置在，和鄰接于具有所述位置識(shí)別部的所述兩個(gè)側(cè)面的另兩個(gè)側(cè)面的距離不等的位置。所以可從位置識(shí)別部來(lái)判斷偏光分離裝置的方向。
并且，所述位置識(shí)別部可以是設(shè)置在所述側(cè)面上的突出部。而且，所述位置識(shí)別部也可以是設(shè)置在所述側(cè)面上的凹部?；蛘?，所述位置識(shí)別部也可以是所述側(cè)面上具有其它不同的特定顏色的部分。
本發(fā)明的第二種偏光分離裝置的制造方法，包括形成復(fù)合板材的工序，通過(guò)交替粘接多個(gè)透光性基板的多個(gè)界面，而形成在所述多個(gè)界面上具有交替設(shè)置的多個(gè)偏光分離層與多個(gè)反射層的復(fù)合板材；生成基板區(qū)塊的工序，通過(guò)按與所述多個(gè)界面的規(guī)定角度切割所述復(fù)合板材，而生成具有相互大致平行的光入射面與光出射面的基板區(qū)塊；研磨所述基板區(qū)塊的所述光入射面與所述光出射面；所述形成復(fù)合板材的工序還包括形成位置識(shí)別部的步驟，所述位置識(shí)別部設(shè)置在所述基板區(qū)塊側(cè)面中的與所述多個(gè)界面大致垂直地形成的兩個(gè)側(cè)面之中至少一個(gè)上，可在對(duì)所述偏光分離裝置定位時(shí)使用?？衫玫诙N方法制造上述第二種偏光分離裝置。
在上述第二種制造方法中，還包括研磨所述基板區(qū)塊的所述光入射面與所述光出射面的工序。根據(jù)上述方法，可容易地研磨成為偏光分離裝置的基板區(qū)塊的光入射面與出射出面，所以可容易地制造偏光分離裝置。
在上述第二種制造方法中，所述形成復(fù)合板材的工序還包括通過(guò)將所述多個(gè)透光性基板的至少一部分從其它透光性基板錯(cuò)開而形成作為所述位置識(shí)別部的突出部的步驟。這樣，可容易且高精度地形成作為位置識(shí)別部的突出部。
本發(fā)明的偏光轉(zhuǎn)換裝置，使用了上述第二種制造方法所制成的任一偏光分離裝置，并且，在所述偏光分離裝置的所述光出射面一側(cè)設(shè)置偏光轉(zhuǎn)換器，所述偏光轉(zhuǎn)換器用于將由所述偏光分離層分離的具有兩種偏光成份的光轉(zhuǎn)換成具有一種偏光成份的光。
所述偏光轉(zhuǎn)換器是與所述基板構(gòu)成的所述光出射面中的、由每隔一個(gè)的基板構(gòu)成的所述光出射面相對(duì)應(yīng)而設(shè)置的λ/2相位差板。并且，在所述光入射面與所述光出射面中至少一側(cè)設(shè)置反射防止膜。
本發(fā)明的第三種投射型顯示裝置，包括光源；復(fù)合光學(xué)系統(tǒng)，由第一透鏡板和第二透鏡板構(gòu)成，將來(lái)自所述光源的光分割成多個(gè)中間光束；本發(fā)明的第二種偏光轉(zhuǎn)換裝置；調(diào)制器，對(duì)來(lái)自所述偏光轉(zhuǎn)換裝置的出射光進(jìn)行調(diào)制；以及投射光學(xué)系統(tǒng)，投射由所述調(diào)制器調(diào)制的光。
本發(fā)明的第四種投射型顯示裝置，包括光源；復(fù)光學(xué)系統(tǒng)，由第一透鏡板和第二透鏡板構(gòu)成，將來(lái)自所述光源的光分割成多個(gè)中間光束；本發(fā)明的第二種偏光轉(zhuǎn)換裝置；色分離光學(xué)系統(tǒng)，將來(lái)自所述偏光轉(zhuǎn)換裝置的出射光分離成多種顏色的光；多個(gè)調(diào)制器，分別對(duì)由所述色分離光學(xué)系統(tǒng)分離的多種顏色的光進(jìn)行調(diào)制；合成光學(xué)系統(tǒng)，合成來(lái)自所述調(diào)制器所調(diào)制的光；以及投射光學(xué)系統(tǒng)，投射由所述所合成光學(xué)系統(tǒng)所合成的光。
為使本發(fā)明的上述和其它目的、特征、和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下面特例舉最佳實(shí)施例，并配合附圖進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
附圖的簡(jiǎn)要說(shuō)明


圖1是表示本發(fā)明第一實(shí)施例的偏光分光計(jì)的制造方法的立體圖；圖2(A)是圖1中的基板區(qū)塊的平面圖；圖2(B)是圖1中的基板區(qū)塊的正面圖；圖3(A)是本發(fā)明第一實(shí)施例的偏光分光計(jì)的立體圖；圖3(B)是本發(fā)明第一實(shí)施例的偏光分光計(jì)的截面圖；圖4是本發(fā)明第一實(shí)施例的偏光分光計(jì)與使用該偏光分光計(jì)的偏光轉(zhuǎn)換裝置的一實(shí)施例的截面圖；圖5是在圖4所示的偏光分光計(jì)上粘接λ/2相位差板的立體圖；圖6是本發(fā)明第二實(shí)施例的偏光分光計(jì)的制造方法的立體圖；圖7(A)是圖6中的玻璃板區(qū)塊的平面圖；圖7(B)是圖6中的玻璃板區(qū)塊的正面圖；圖8(A)、8(B)、8(C)是表示利用沿圖7(A)的84a、84b切割面切出的區(qū)塊制造液晶投影機(jī)用偏光分離裝置的工序說(shuō)明圖；圖9是本發(fā)明第二實(shí)施例的偏光分光計(jì)的立體圖；圖10是本發(fā)明第三實(shí)施例的偏光分光計(jì)的制造方法的立體圖；圖11(A)是圖7(A)和7(B)中的玻璃板區(qū)塊的平面圖；圖11(B)是圖7(A)和7(B)中的玻璃板區(qū)塊的正面圖；圖12(A)、12(B)、12(C)是表示利用沿圖8(A)的328a、328b切割面所切出的區(qū)塊制造液晶投影機(jī)用偏光分離裝置的工序說(shuō)明圖；圖13是本發(fā)明第三實(shí)施例的偏光分光計(jì)的立體圖；圖14(A)、14(B)、14(C)是虛置玻璃324的效果示意圖；圖15是表示本發(fā)明第四實(shí)施例的偏光分光計(jì)的制造方法的立體圖；圖16(A)是圖15玻璃板區(qū)塊的平面圖；圖16(B)是圖15玻璃板區(qū)塊的正面圖；圖17是本發(fā)明第四實(shí)施例的偏光分光計(jì)的立體圖；圖18(A)、18(B)、18(C)是表示偏光分光計(jì)的光入射面與反射面錯(cuò)誤所產(chǎn)生不當(dāng)結(jié)果的說(shuō)明圖；圖19是配置有本實(shí)施例的偏光分光計(jì)陣列的偏光照明裝置的主要部分的概略結(jié)構(gòu)平面圖；圖20是具有偏光照明裝置500的投射型顯示裝置800的主要部分的概略結(jié)構(gòu)示意圖21是本發(fā)明的投射型顯示裝置另一實(shí)施例的立體圖；圖22是本發(fā)明的偏光分光計(jì)的實(shí)施例的立體圖；圖23是表示射入偏光分離膜的光入射角的說(shuō)明圖；圖24是表示與入射光譜和入射角度對(duì)應(yīng)的偏光分離膜的透過(guò)率特性的曲線圖；圖25是表示與入射光譜和入射角度對(duì)應(yīng)的另一偏光分離膜的透過(guò)率特性的曲線圖；圖26是現(xiàn)有偏光分光計(jì)的立體圖。
下面說(shuō)明本發(fā)明的偏光分離裝置(也稱為光學(xué)元件)的制造方法及其構(gòu)造的實(shí)施例。
圖1是表示本發(fā)明第一實(shí)施例的偏光分光計(jì)的制造方法的立體圖。在藍(lán)浮法玻璃板1上蒸鍍由無(wú)機(jī)物質(zhì)形成的多層薄膜結(jié)構(gòu)的偏光分離膜2。并且，在藍(lán)浮法玻璃板4上蒸鍍鋁反射膜。所述鋁反射膜5通過(guò)在與藍(lán)浮法玻璃板4之間蒸鍍一層以上的無(wú)機(jī)質(zhì)薄膜而提高反射率。通過(guò)利用粘接劑3將兩片藍(lán)浮法玻璃板1、4粘合，而形成基本構(gòu)成玻璃體7，同樣地形成基本構(gòu)成玻璃體8、9，并使其端面錯(cuò)開用粘接劑6加以粘合，這樣將多個(gè)基本構(gòu)成玻璃體粘合而成的稱為玻璃板區(qū)塊19(glass block)。在玻璃板區(qū)塊19的兩面分別設(shè)置著后述的虛置玻璃(dummy glass)。
在本說(shuō)明書中，將玻璃板和虛置玻璃等這樣的板狀透光性構(gòu)件稱為“透光性基板”或簡(jiǎn)稱為“基板”。而且，將由玻璃板和虛置玻璃粘接所形成的玻璃板區(qū)塊19和由此切得的區(qū)塊也稱為“基板區(qū)塊”。
圖2(A)、2(B)是圖1所示的基板區(qū)塊的平面圖與正面圖。所示玻璃板區(qū)塊是由切割機(jī)沿切割面14、15、16切割而得的。在圖2中省略了粘接劑層3、偏光分離膜2與反射膜5。由圖1可知，本實(shí)施例的切割面14、15、16與偏光分離膜2、反射膜5成45°切割。最后，通過(guò)將切割面進(jìn)行研磨，可得到偏光分光計(jì)。圖3(A)是這樣而得到的偏光分光計(jì)20的立體圖，圖3(B)是其平面圖。若將偏光分光計(jì)20的兩端部切割，形成近似成長(zhǎng)方體形狀，則在組裝進(jìn)投射型顯示裝置的光學(xué)裝置時(shí)方便。
在所示偏光分光計(jì)20之中，偏光分離面和反射面與切割面14、15成45°角地并列。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，偏光分離膜2與鋁反射膜5的間隔是由藍(lán)浮法玻璃板1、4的厚度決定。即，通過(guò)使用薄板可形成間距非常小的偏光分光計(jì)。這是利用現(xiàn)有的三角棱鏡粘接法所無(wú)法達(dá)到的。而且，在本實(shí)施例中的切割面在最后工序中被研磨，所以可確保光入射面與射出面的高平面性。即，在粘接三角棱鏡時(shí)發(fā)生相互偏離、在作為切割面14、15、16的光出射入射面上產(chǎn)生凹凸、粘接劑漏出而污染光入射面等問題都可獲得解決。其結(jié)果，當(dāng)光線從與切割面14、15、16垂直的方向入射進(jìn)偏光分光計(jì)20時(shí)，光軸可保持非常直，不會(huì)發(fā)生光的散射。另外，使用藍(lán)浮法玻璃板基材時(shí)，偏光分離膜2與鋁反射膜5的間隔可由玻璃的厚度來(lái)控制，因此若用相同尺寸的浮法玻璃制作玻璃板區(qū)塊19，則能夠使偏光分離膜與鋁反射膜之間的間隔均等。因此，若如后述地在液晶投影機(jī)(projector)等投射型顯示裝置中采用本實(shí)施例的偏光分光計(jì)，則偏光分離膜與反射膜的重復(fù)位置精密度高，平行性也好，所以可提高光的偏光分離效率。
并且，在本實(shí)施例中用粘接劑11、13粘接著用于防止破損的虛置玻璃10、12，是以。所示虛置玻璃10、12用于防止在切割玻璃板區(qū)塊19時(shí)切得的板狀偏光分光計(jì)的玻璃的銳角部發(fā)生破損。即，通過(guò)虛置玻璃的破損來(lái)防止藍(lán)浮法玻璃板的破損。
而且，根據(jù)本實(shí)施例的制造方法，能夠以相同的結(jié)構(gòu)造同時(shí)制造許多具有相同精度的偏光分光計(jì)。即，通過(guò)用切割機(jī)器沿切割面14、15、16將玻璃板區(qū)塊19切割，可得到具有同樣結(jié)構(gòu)、相同精度的偏光分光計(jì)。若這樣地使用根據(jù)本實(shí)施例的制造方法，可大量地生產(chǎn)均質(zhì)的偏光分光計(jì)。粘接的棱鏡越細(xì)，玻璃板的粘接數(shù)越多，則以上的效果越有效。在本實(shí)施例中，雖然切割面14、15、16與偏光分離膜2、反射膜5成45°角進(jìn)行切割，該角度并不限定于45°。
此外，在本實(shí)施例中使用藍(lán)浮法玻璃板，因此不須研磨蒸鍍面。這是因?yàn)橹苯邮褂迷苓_(dá)到精度。與現(xiàn)有的三面研磨的三角棱鏡粘接的制造方法相比較，本實(shí)施例可減低成本。并且，在切割與研磨時(shí)玻璃的破損也只發(fā)生在最外圍，所以具有使光損失變小的優(yōu)點(diǎn)。而且，蒸鍍多層薄膜時(shí)選用大尺寸玻璃進(jìn)行蒸鍍，因此安裝在裝置上和檢查等變得容易，從而可得到品質(zhì)較佳的蒸鍍層。若使用研磨玻璃板代替藍(lán)浮法玻璃板，則可進(jìn)一步提高精度。
在本實(shí)施例中，先通過(guò)兩片玻璃板進(jìn)行粘接而得到基本構(gòu)成玻璃體7、8、9，因此可得到品質(zhì)良好的偏光分光計(jì)。這是因?yàn)榭梢杂媚恳暤姆绞讲榭从袩o(wú)氣泡，或者可將粘接劑均勻硬化。通過(guò)所示基本構(gòu)成玻璃體的光是主要的，而在鄰接的基本構(gòu)成玻璃體之間所反射的光原本就是無(wú)用的。基本構(gòu)成玻璃體與基本構(gòu)成玻璃體之間的接合，有時(shí)也會(huì)由于存在多層鋁反射膜而無(wú)法確認(rèn)是否有氣泡，粘按時(shí)也會(huì)產(chǎn)生斑點(diǎn)。但是，即使在此處有氣泡17和斑點(diǎn)18也可，只要接合著即可。即，根據(jù)本實(shí)施例的制造方法，可確保基本構(gòu)成玻璃體內(nèi)的接合質(zhì)量，所以偏光特性極佳。
反射膜5雖可以只使用鋁膜來(lái)形成，但如本實(shí)施例所示地使用鋁膜和電介質(zhì)多層膜(電介質(zhì)薄膜)來(lái)形成反射膜5，能夠提高其反射率約3％至5％的目的。這樣，在提高光利用效率的同時(shí)，降低反射膜5的光吸收率，從而抑制偏光分光計(jì)的發(fā)熱并提高可靠性。
圖4是本發(fā)明的偏光分光計(jì)的另一實(shí)施例和使用該偏光分光計(jì)的偏光轉(zhuǎn)換裝置的截面圖。在圖3所示的偏光分光計(jì)中使用的是藍(lán)浮法玻璃板1、4，但本實(shí)施例是采用白玻璃板22與藍(lán)玻璃板24。23是偏光分離膜，是將兩種不同的無(wú)機(jī)質(zhì)在白玻璃板22上蒸鍍?nèi)舾蓪佣纬傻摹?5是鋁反射膜，蒸鍍?cè)谒{(lán)玻璃板24上。這些被用粘接劑35而粘接著。蒸鍍有偏光分離膜23的白板板璃22與蒸鍍有鋁反射膜25的藍(lán)玻璃板24依次由粘接劑21進(jìn)行粘接而構(gòu)成整體的偏光分光計(jì)36。如上所述，所述偏光分光計(jì)36的制造方法，是將具有偏光分離膜23的大尺寸平板狀白玻璃板22和具有鋁反射膜25的大尺寸平板狀藍(lán)玻璃板24相互粘接后，再斜對(duì)著所述粘接面斜方向進(jìn)行切割而制成板狀區(qū)塊，再將切割面研磨。因此，本實(shí)施例的偏光分光計(jì)36的特征是在白玻璃板22與藍(lán)玻璃板24的切割面上沒有高度差地連接著形成一體。精度雖然取決于白玻璃板22與藍(lán)玻璃板24，但可實(shí)現(xiàn)極高的精度。通常是玻璃板厚度越薄則厚度的精度也越高，所以偏光分離膜23與鋁反射膜25的間隔越小，偏光分光計(jì)36的厚度越薄，則精度越高。即能夠得到薄且精度高的偏光分光計(jì)。
31、32是為防止光在表面反射而由無(wú)機(jī)物質(zhì)薄膜在低溫下形成的反射防止膜。通過(guò)將反射防止膜31、32分別低溫形成在偏光分光計(jì)36的光入射面與光出射面上，從而防止在形成薄膜時(shí)粘接劑21、35的粘接力變?nèi)醵鴮?dǎo)致玻璃板之間的剝落或偏離。因反射防止膜31、32是在低溫下形成的，所以可實(shí)現(xiàn)在表面上沒有光損失的結(jié)構(gòu)。在構(gòu)成偏光分光計(jì)36的藍(lán)玻璃板下表面(光出射面)上設(shè)有λ/2相位差板26。低溫生產(chǎn)的反射防止膜32是在藍(lán)玻璃板24上粘接所述λ/2相位差板26后形成的。
由偏光分光計(jì)36、選擇性地設(shè)置的λ/2相位差板26、以及矩形狀透鏡組33，構(gòu)成將具有散亂偏光軸的光線(以下稱為“散亂偏光”)轉(zhuǎn)換成具有一個(gè)方向偏光軸的光線的偏光轉(zhuǎn)換裝置。對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行說(shuō)明。透鏡組33是距白玻璃板22與藍(lán)玻璃板24一個(gè)一個(gè)地粘接成的區(qū)塊研磨面有相同間隔的透鏡的組合。當(dāng)光入射到透鏡組33中時(shí)，產(chǎn)生折射而如光27那樣在白玻璃板22的研磨面上聚集，由于在所述研磨面上有反射防止膜31，所以在此光線沒有損失，幾乎所有的光入射到白玻璃板22內(nèi)。然后由偏光分離膜23將光分離成P偏光29與S偏光28。S偏光28被鋁反射膜25反射后通過(guò)反射防止膜32射出。λ/2相位差板26的光軸設(shè)定成與P偏光的偏光軸成45°角。所以，P偏光29的偏光軸在λ/2相位差板26轉(zhuǎn)90度而成為具有與S偏光28相同光軸的S偏光30。如上所述，根據(jù)本實(shí)施例可以由散亂的偏光27得到偏光軸一致的偏光28、30。如上所述地，在本實(shí)施例中，將偏光分光計(jì)36與透鏡組33及λ/2相位差板26相組合，或在表面上設(shè)置低溫形成的反射防止膜31、32，從而實(shí)現(xiàn)由散亂的偏光有效地獲得一種偏光的偏光轉(zhuǎn)換裝置。
本實(shí)施例的偏光分光計(jì)36是在一側(cè)的玻璃板上蒸鍍由無(wú)機(jī)物質(zhì)所形成的偏光分離膜并在另一側(cè)玻璃板上蒸鍍鋁反射膜，然后進(jìn)行切割與研磨，因此可根據(jù)玻璃板的厚度直至形成薄板狀結(jié)構(gòu)。偏光分離膜23產(chǎn)生的反射光所通過(guò)的光路徑長(zhǎng)的玻璃板采用白玻璃板22，從而可達(dá)到在此處抑制光吸收的效果。雖然其它玻璃板采用藍(lán)玻璃板24，但白玻璃板22與藍(lán)玻璃板24是容易區(qū)分的。因此，通過(guò)使位于左右最外部的玻璃板分別采用白玻璃板與藍(lán)玻璃板，從而可容易地區(qū)分偏光分離膜與反射膜的位置。因而，當(dāng)在鋁反射膜25與白玻璃板22之間設(shè)置無(wú)機(jī)物質(zhì)構(gòu)成的薄膜用以進(jìn)一步提高反射率時(shí)，可以避免將偏光分離膜和反射膜的反射面的配置顛倒而失去其原有效果。
在本實(shí)施例中，是通過(guò)粘接玻璃板后進(jìn)行切割研磨而制造偏光轉(zhuǎn)換裝置，因此可提供間隔小的小型偏光轉(zhuǎn)換裝置。而且，如圖5所示，當(dāng)重復(fù)間隔變小時(shí)，只要使λ/2相位差板38開有長(zhǎng)條狀窗口，并將其設(shè)置在偏光分光計(jì)37光出射面?zhèn)燃纯伞?br> 根據(jù)如上所述的制造方法，通過(guò)以相對(duì)于粘合面的一定角度，切割由在其表面具有無(wú)機(jī)物質(zhì)的多層薄膜等構(gòu)成的偏光分離膜的玻璃板和在表面具有反射膜的玻璃板相互粘接而形成的玻璃板區(qū)塊，從而可根據(jù)玻璃板的厚度和數(shù)量設(shè)定偏光分光計(jì)中的偏光分離膜與反射面的重復(fù)結(jié)構(gòu)。即，能夠通過(guò)重復(fù)多次地形成小間隔而在薄板中形成偏光分光計(jì)，并且由于各表面的平行性由玻璃板的精度所決定，所以很容易得到高平行度，同時(shí)偏光分離面與反射面的重復(fù)間隔精度也能到達(dá)很高。再者，由于光的入射面與射出面是均勻的，因此容易進(jìn)行粘接相位差板、形成反射防止膜等處理。
另外，本制造方法的優(yōu)點(diǎn)是，各偏光分離膜與反射膜不需研磨，重復(fù)形成的偏光分離膜與反射膜的平行度高于分別粘接四面體棱鏡而形成的結(jié)構(gòu)，偏光分離面與反射面不會(huì)破損，并且，可通過(guò)切割玻璃板而容易地做出大量的具有相同結(jié)構(gòu)與相同特性的偏光分光計(jì)。再者，偏光分離膜與反射膜的蒸鍍是直接在玻璃板上進(jìn)行的，因此不須特殊的蒸鍍方法，且容易進(jìn)行膜的檢測(cè)。若容易檢測(cè)，則容易地檢測(cè)出特性，生產(chǎn)也變得穩(wěn)定。
并且，通過(guò)粘接一片具有偏光分離膜的玻璃板和一片具有反射膜的玻璃板而做出基本構(gòu)成玻璃體，因此可減少有效光通過(guò)的、粘接中產(chǎn)生的氣泡與粘合不均等。
而且，玻璃板采用浮法玻璃，從而能夠容易且低成本地提高偏光分離膜與反射膜的重復(fù)精度。
且，通過(guò)在偏光分光計(jì)的光出射面設(shè)置統(tǒng)一偏光狀態(tài)的偏光變換器，能夠形成將散亂的偏光轉(zhuǎn)換成具有相同偏光狀態(tài)的偏光的偏光轉(zhuǎn)換裝置。若將上述的偏光轉(zhuǎn)換裝置應(yīng)用于液晶投影機(jī)等投射型顯示裝置，則能夠?qū)墓庠瓷涑龅墓鈳缀跬耆贸烧彰鞴饩€，所以能夠明顯地提高其投射的畫面亮度。在以上所述的例子中，是在偏光分光計(jì)的光出射面上選擇性設(shè)置λ/2相位差板，但作為實(shí)現(xiàn)偏光轉(zhuǎn)換的方法，并不限定于該方法。
再者，通過(guò)在偏光分光計(jì)的表面低溫形成由無(wú)機(jī)物質(zhì)薄膜構(gòu)成的反射防止膜，從而能夠不考慮在偏光分光計(jì)內(nèi)使用的粘接劑而實(shí)現(xiàn)防止在表面上的光損失的結(jié)構(gòu)。特別是在表面設(shè)置所述偏光轉(zhuǎn)換器并粘接λ/2相位差板之后再低溫形成反射防止膜，則效果更佳。
通過(guò)在兩端粘接防止破損的虛置玻璃，可防止位于兩端的偏光分離膜的破損。即，通過(guò)此處的光線不會(huì)成為無(wú)效。在上述的例子中是在兩端設(shè)置虛置玻璃，也可以只在一側(cè)設(shè)置。
蒸鍍著偏光分離膜的玻璃板和蒸鍍著反射膜的玻璃板中，其中一個(gè)采用白玻璃板或無(wú)堿玻璃，另一個(gè)則采用是有色玻璃板，從而可明確偏光分離面與反射面的位置，所以容易區(qū)分里外側(cè)。
作為反射膜可以使用鋁膜之外的材質(zhì)，例如可使用電介質(zhì)多層膜。若使用鋁制反射膜，則于反射率部取決于光的入射角，所以從偏光分光計(jì)射出的光很難產(chǎn)生色斑。此外，若使用電介質(zhì)多層膜(電介質(zhì)薄膜)構(gòu)成的反射膜，則能夠提高反射率。
由光源、多個(gè)矩形透鏡構(gòu)成的第一透鏡板、與構(gòu)成所述第一透鏡的多個(gè)矩形透鏡板相同數(shù)量的凸透鏡所形成的第二透鏡板，構(gòu)成復(fù)合(integrator)照明系統(tǒng)，通過(guò)與所述偏光轉(zhuǎn)換裝置組合，能夠得到將從光源射出的散亂的偏光轉(zhuǎn)換成具有相同偏光狀態(tài)的偏光的偏光照明裝置。在現(xiàn)有的投射型顯示裝置中，P偏光束或S偏光束中的任一個(gè)被設(shè)置于液晶嵌板(panel)等調(diào)制元件上的偏光板所吸收，但若使用所述偏光照明裝置，則不會(huì)發(fā)生光的吸收。因此可得到光利用效率高且亮度高的投射型顯示裝置。
若將所述偏光轉(zhuǎn)換裝置與復(fù)合照明系統(tǒng)組合而形成液晶型投影機(jī)等投射型顯示裝置，可以得到?jīng)]有亮斑的畫面。為了進(jìn)一步增加照明的均勻性和亮度，要想增加構(gòu)成復(fù)合照明系統(tǒng)的透鏡板的透鏡分割數(shù)，若使用所述偏光照明裝置，可容易地?fù)?jù)此增加偏光分光計(jì)的偏光分離膜數(shù)目。即，將粘接玻璃板的厚度變薄、增加數(shù)量即可。并且，越增加偏光分離膜數(shù)目，偏光分光計(jì)自身的尺寸也越變薄，所以可更容易地配置在光學(xué)系統(tǒng)中。因此，若使用所述偏光轉(zhuǎn)換裝置，可以提供沒有照明斑點(diǎn)且亮度高的投射型顯示裝置。
圖6是第二實(shí)施例的偏光分光計(jì)的制造中所使用的玻璃板區(qū)塊的立體圖。圖7(A)是其平面圖，圖7(B)是正面圖。圖6所示的玻璃板區(qū)塊包括互相粘接的6個(gè)80、81和粘接在所述基本構(gòu)成玻璃體兩端的虛置玻璃82、84。各基本構(gòu)成玻璃體80、81具有與圖1所示的第一實(shí)施例的基本構(gòu)成玻璃體系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，所以是利用相同的制造方法制造的。
由圖6和圖7(B)可知，在6個(gè)基本構(gòu)成玻璃體80、81中，右邊第三個(gè)基本構(gòu)成玻璃體在其高度方向比其它基本構(gòu)成玻璃體80突出HO的高度。突出高度HO的值最好是玻璃板區(qū)塊高度H(本實(shí)施例為70mm)的約3％(即本實(shí)施例為2mm)左右。
如圖7(B)所示，在該玻璃板區(qū)塊的上端面只有一個(gè)基本構(gòu)成玻璃體81突出而形成凸部，所以在基本構(gòu)成玻璃體81的下端面形成凹部。因此，在由該玻璃板區(qū)塊所切得的偏光分光計(jì)中，可通過(guò)所示凸部與凹部而容易地判斷其上下部。
圖6與圖7(A)中，在向上突出的基本構(gòu)成玻璃體81的上面加上斜線，只是為了更容易看懂圖。實(shí)際上，不需要添加用于與其它基本構(gòu)成玻璃體易區(qū)別的特殊顏色。
通過(guò)沿切割面84a、84b切割所述玻璃板區(qū)塊，能夠切出一個(gè)作為偏光分光計(jì)使用的基板區(qū)塊(透光性區(qū)塊)。
圖8是表示利用由圖7(A)的切割面84a、84b所切得的基板區(qū)塊制造用于液晶投影機(jī)的偏光分離裝置的工序的說(shuō)明圖。首先，如圖8(A)所示，通過(guò)將切得的基板區(qū)塊的兩端同光入射面85與光出射面86大致垂直地切割，而得到大致成長(zhǎng)方體的偏光分光計(jì)89(圖8(B)所示)。此時(shí)，虛置玻璃82、84的一部分被切掉，成為一部分殘留在光出射面86的狀態(tài)。在圖8中，偏光分離膜87以實(shí)線表示，反射膜88以虛線表示。將切割后的偏光分光計(jì)89的光入射面85和光出射面86分別研磨使其光滑。圖9是這樣做成的偏光分光計(jì)89的立體圖。
在圖8(A)所述的切割中，可高精度地切割以使偏光分光計(jì)89的尺寸成為預(yù)定的設(shè)定值。此時(shí)，可以將在上方突出的基本構(gòu)成玻璃體81的突出部(突起部)當(dāng)作決定切割面時(shí)的基準(zhǔn)位置。例如如圖8(A)所示，可以以突出部的右端為基準(zhǔn)，切割成其左右長(zhǎng)度分別為為L(zhǎng)1、L2。這樣的話，所述兩個(gè)長(zhǎng)度尺寸可高精度地符合設(shè)定值。
突出的基本構(gòu)成玻璃體81與其左側(cè)的基本構(gòu)成玻璃體80的界面位于偏光分光計(jì)89縱向的大致中央。若以所述突出部為基準(zhǔn)進(jìn)行切割，則可準(zhǔn)確地進(jìn)行切割，以使這些基本構(gòu)成玻璃體81、80的界面處于偏光分光計(jì)89中央的預(yù)定位置。
普通光源的中心的照度較高，所以通過(guò)偏光分光計(jì)89中央的光通量最大。因此，偏光分光計(jì)的中央部分的偏光分離膜和反射膜的位置精密度對(duì)偏光分光計(jì)的轉(zhuǎn)換效率的影響非常大。所以，如上所述，若以大致位于中央的突出部為切割基準(zhǔn)而切割偏光分光計(jì)的兩端，則能夠提高偏光分光計(jì)中央的偏光分離膜與反射膜的位置精度，并且能夠提高偏光分光計(jì)的轉(zhuǎn)換效率。
在圖8(B)所示的工序中，是在偏光分光計(jì)89的光出射面86上粘貼選擇相位差板380。選擇相位差板380是將λ/2相位差板381和無(wú)色透明的部分，交替設(shè)置在構(gòu)成偏光分光計(jì)89的多個(gè)玻璃板的光出射面上的板狀體。
圖8(C)所示的工序中，在偏光分光計(jì)89的光入射面上粘接著凸透鏡組310。凸透鏡組310是由許多略成矩形的凸透鏡311排列成矩陣(matrix)狀而得的。凸透鏡組310也設(shè)有突出部313(用斜線表示的部分)。在粘接凸透鏡組310與偏光分光計(jì)89時(shí)，在粘接用的工具(圖未顯示)上設(shè)置著分別與凸透鏡組310與偏光分光計(jì)89的突出部吻合的凹部，分別將偏光分光計(jì)89的突出部與凸透鏡組310的突出部嵌入該凹部中。這樣，可決定偏光分光計(jì)89與凸透鏡組310相互之間的位置的高精確度。
如圖8(A)中所述，偏光分光計(jì)89是以上方突出部或下方的凹部為基準(zhǔn)按高精度的尺寸切割的。這樣，由于偏光分光計(jì)89自身尺寸的精度相當(dāng)高，所以在與凸透鏡組310粘接時(shí)，也可以以偏光分光計(jì)89的外形(不含突出部的形狀和尺寸)為基準(zhǔn)而決定凸透鏡組310和其它結(jié)構(gòu)要素之間的位置。
如上所述地，使構(gòu)成偏光分光計(jì)89的多個(gè)基本構(gòu)成玻璃體其中至少一部分，從其它基本構(gòu)成玻璃體中錯(cuò)開而突出，則可以提高偏光分光計(jì)89的尺寸精度。再者，當(dāng)偏光分光計(jì)89與其它偏光分離裝置和其它機(jī)器進(jìn)行組合時(shí)，可以提高偏光分光計(jì)89的定位精度。
圖10是表示本發(fā)明第三實(shí)施例的偏光分光計(jì)的制造方法的立體圖。圖11(A)是其平面圖，而圖11(B)是正面圖。如圖10和圖11(B)所示，在所示構(gòu)成所示玻璃板區(qū)塊的多個(gè)玻璃板中，在大約中央處設(shè)置的兩片玻璃板321、322比其它的玻璃板323高并上下突出。在玻璃板區(qū)塊的右端粘接著虛置玻璃324，在左端則沒設(shè)置虛置玻璃324。在本實(shí)施例的結(jié)構(gòu)與前述的第一實(shí)施例和第二實(shí)施例的結(jié)構(gòu)不同，不需要基本構(gòu)成玻璃體。若不使用基本構(gòu)成玻璃體80、81而是將玻璃板一片一片的錯(cuò)開，則能夠減少?gòu)牟ＡО鍏^(qū)塊切出偏光分光計(jì)時(shí)的玻璃的浪費(fèi)。
圖10與圖11(A)中，在兩片玻璃板321、322上面加上斜線，只是為梗容易地看懂圖。實(shí)際上，不需要為了與其它玻璃板323區(qū)別而使用特殊顏色。
如圖11(B)所示，位于兩片玻璃板321、322的中間的邊界面(界面)，大約是玻璃板區(qū)塊的長(zhǎng)軸方向的中央位置。這些玻璃板區(qū)塊的上方突出高度H1和下方突出高度H2，可以設(shè)成相同值，也可以設(shè)成不同值。突出高度H1、H2的值最好是玻璃板區(qū)塊的高度H(本實(shí)施例為70mm)的約3％(即本實(shí)施例中約為2mm)左右。若將上下部的突出高度設(shè)成不同值，則可以很容易地判斷從玻璃板區(qū)塊所切得的偏光分光計(jì)的上下端。
通過(guò)將該玻璃板區(qū)塊沿切割面328a、328b進(jìn)行切割，能夠切出一個(gè)作為偏光分光計(jì)使用的基板區(qū)塊。
圖12是表示利用沿圖11(B)的切割面328a、328b切得的基板區(qū)塊，制造用于液晶投影機(jī)的偏光分離裝置的制造工序說(shuō)明圖。首先，如圖12(A)所示，將切得的基板區(qū)塊的兩端與光入射面327、光出射面326大致垂直地進(jìn)行切割，得到大致成長(zhǎng)方體的偏光分光計(jì)320(圖12(B))。此時(shí)，虛置玻璃324的一部分被切割，而在光出射面326上殘留著一部分。且，在圖12中，偏光分離膜331是以實(shí)線表示的，而反射膜332是以虛線來(lái)表示。將切割后的偏光分光計(jì)320的光入射面327和光出射面326分別研磨而使其光滑。圖13是表示這樣制出的偏光分光計(jì)320的立體圖。
在圖12(A)所示的切割過(guò)程最好是高精度地切割，以使偏光分光計(jì)320的尺寸是預(yù)定的設(shè)定值。此時(shí)，在上下部突出的玻璃板321、322的突出部(突起部)，可作為決定切割面時(shí)的基準(zhǔn)位置。例如，如圖12(A)所示，可以將突出部的右端作為基準(zhǔn)進(jìn)行切割，并使其左右側(cè)的長(zhǎng)度分別為W1、W2。若如此，則能夠使所述兩個(gè)長(zhǎng)度值高精度地符合設(shè)定值。
如上所述，突出的玻璃板321、322大約位于偏光分光計(jì)320的長(zhǎng)軸方向的中央。若以所述突出部為基準(zhǔn)進(jìn)行切割，則能夠精確地切割以使所述玻璃板321、322的界面位于偏光分光計(jì)320中央的預(yù)定位置。
但是，如前所述地，由于普通光源中心的照度較高，因此通過(guò)偏光分光計(jì)320中央的光通量最大。因此，偏光分光計(jì)中央部的偏光分離膜與反射膜的位置精度，對(duì)偏光分光計(jì)的轉(zhuǎn)換效率有較大影響。所以，如上所述地，若將位于大致中央的突出部作為基準(zhǔn)而切割偏光分光計(jì)的兩端，則能提高偏光分光計(jì)中央部的偏光分離膜和反射膜的位置精度，并能提高偏光分光計(jì)的轉(zhuǎn)換效率。
在圖12(B)所示的工序中，在偏光分光計(jì)320的光出射面粘接選擇相位差板380。選擇相位差板380是將λ/2相位差板381與無(wú)色透明部分交替地設(shè)置于構(gòu)成偏光分光計(jì)320的多個(gè)玻璃板的光出射面上的板狀體。
在圖8(C)所示的工序中，在偏光分光計(jì)320的光入射面粘接著凸透鏡組310。凸透鏡組310是將許多略成矩形的凸透鏡311排列成矩陣狀而成的。凸透鏡組310上也設(shè)置著突出部313(用斜線表示的部分)。當(dāng)粘合凸透鏡組310與偏光分光計(jì)320時(shí)，在粘接用的工具上(圖中未表示)會(huì)設(shè)置著分別與凸透鏡組310和偏光分光計(jì)320的突出部吻合的凹部，分別將偏光分光計(jì)320的突出部與凸透鏡組310的突出部嵌入該凹部。如此，可高精度地決定偏光分光計(jì)320與凸透鏡組310的相互位置。
如圖12(A)所述，將偏光分光計(jì)320以中央突出部為基準(zhǔn)而切得高精準(zhǔn)度的尺寸。即，由于偏光分光計(jì)320自身尺寸的精度較高，所以當(dāng)和凸透鏡組310粘接時(shí)，也可以以偏光分光計(jì)320的外形(不含突出部形狀、尺寸)為基準(zhǔn)進(jìn)行凸透鏡組310和其它結(jié)構(gòu)要素之間的定位。
在偏光分光計(jì)320的端部設(shè)置的虛置玻璃324，如下所述地具有不易使選擇相位差板380脫落的作用。圖14(A)、14(B)、14(C)是表示虛置玻璃324的效果的說(shuō)明圖。圖14(A)表示選擇相位差板380粘貼在正常位置上的狀態(tài)，圖14(B)、(C)表示選擇相位差板380位于圖14(A)所示的位置稍下方的狀態(tài)。但是在圖14(B)的結(jié)構(gòu)中，虛置玻璃324設(shè)在下端，圖14(C)表示省略虛置玻璃324的情況。若如圖14(C)所示地沒設(shè)置虛置玻璃，則在選擇相位差板380偏離正確的位置一定距離時(shí)，選擇相位差板380的端部會(huì)從偏光分光計(jì)320的端部向外突出。其結(jié)果導(dǎo)致選擇相位差板380易脫落。相反，當(dāng)如圖14(B)所示地在偏光分光計(jì)320的端部設(shè)置虛置玻璃324時(shí)，選擇相位差板380的端部貼附在虛置玻璃324上。因此，具有選擇相位差板380不易脫落的優(yōu)點(diǎn)。
如上所述地，在與偏光分光計(jì)320的光入射面及反射面鄰接的4個(gè)側(cè)面中，與偏光分離膜和反射面等(即多個(gè)玻璃板的界面)大致垂直的兩個(gè)側(cè)面上，若突出若干個(gè)玻璃板，則能夠提高偏光分光計(jì)320尺寸精度。再者，將偏光分光計(jì)320和其它偏光分離裝置及其它機(jī)器組合時(shí)，可提高偏光分光計(jì)320的定位精度。
突出的部分不限于一處，也可以使其在多處突出。在一處突出部突出的玻璃板數(shù)目不限兩片，可以突出一片以上的任意數(shù)量的玻璃板。
也可以設(shè)置能夠用于進(jìn)行偏光分光計(jì)的定位的其它種類的位置識(shí)別部，以代替上述的突出部。作為位置識(shí)別部可考慮凹部、端面的顏色與其它部分不同的玻璃區(qū)、或刻印特定標(biāo)記的玻璃區(qū)等。而刻印也是廣義的凹部之一。
作為兩種玻璃板321、322可以使用藍(lán)色浮法玻璃。此時(shí)，由于浮法玻璃表面光潔度高，所以不需研磨表面。而且，若兩種玻璃板321、322中的一種使用藍(lán)玻璃板，另一種使用白玻璃板，則根據(jù)這些顏色，可以容易得區(qū)別偏光分離膜331和反射膜332的位置。
圖15是表示本發(fā)明第四實(shí)施例的偏光分光計(jì)的制造方法的立體圖。圖16(A)是其平面圖，而圖16(B)是正面圖。圖17是表示沿圖16(A)的切割面328a、328b切割后將其兩端如圖12(A)地切下而制成的偏光分光計(jì)320a的立體圖。如圖15與圖16(B)所示，在構(gòu)成該玻璃板區(qū)塊的多個(gè)玻璃板中，有兩片玻璃板321a、322a比其它玻璃板323突出在上方。但是與第三實(shí)施例不同，所述玻璃板321a、322b并不突出在下方，其下表面與其它的玻璃板323形成同一平面。換言之，在從該玻璃板區(qū)塊切得的偏光分光計(jì)中，在與偏光分離膜與反射面大約成平行的兩個(gè)側(cè)面的其中一個(gè)側(cè)面上，突出著玻璃板。像這樣只在一個(gè)側(cè)面設(shè)置突出部，因此具有容易區(qū)別偏光分光計(jì)的上下部的優(yōu)點(diǎn)。
與第三實(shí)施例不同之處還在于，所述兩個(gè)玻璃板321a、322b，并不沿長(zhǎng)軸方向設(shè)置在中央，而位于一側(cè)稍偏位置。如上所述地，由于突出部偏離光分光計(jì)的長(zhǎng)軸方向的中央，因此具有可從突出部區(qū)別偏光分光計(jì)的光入射面與反射面的優(yōu)點(diǎn)。并且，突出部偏離長(zhǎng)軸方向的中央的距離，最好是兩片玻璃板的寬度。
但是，如果將偏光分光計(jì)的光入射面與反射面弄錯(cuò)，則會(huì)產(chǎn)生如所述不當(dāng)?shù)慕Y(jié)果，圖18是表示將偏光分光計(jì)的光入射面與反射面弄錯(cuò)而產(chǎn)生不當(dāng)結(jié)果的說(shuō)明圖。圖18(A)表示偏光分光計(jì)的單體功能。若散亂的偏光方向的光往光向分光計(jì)入射時(shí)。首先，偏光分離膜331會(huì)將P偏光成份與S偏光成份的光加以分離，例如p偏極成份會(huì)透過(guò)偏光分離膜331，而s偏極成份會(huì)往略成垂直的方向反射，s偏極成份將藉由反射膜332的反射之后再射出。
圖18(B)表示在該偏光分光計(jì)320的光出射面上粘接選擇相位差板380，并在光入射面的前面設(shè)置遮光板340，從而可從散亂偏光得到P偏光的偏光轉(zhuǎn)換元件。所述遮光板340是由遮斷光的遮光部341和使光透過(guò)的透光部324交替組合而成。因此，遮光板340具有根據(jù)遮光板340上的位置控制透過(guò)的光束的功能。但是，當(dāng)使用偏光分光計(jì)320而構(gòu)成所謂的積分器光學(xué)系統(tǒng)時(shí)，在偏光分光計(jì)320的光入射側(cè)設(shè)置矩陣狀地排列著多個(gè)小透鏡的透鏡板，并且在光射出側(cè)設(shè)置凸透鏡。遮光部341與透光部342的配置方法是使由所述小透鏡成的像只形成在偏光分光計(jì)320的偏光分離面上。作為遮光板340，可如本設(shè)施例地使用在平板狀透明體(例如玻璃板)上的部分區(qū)域形成遮光性的薄膜(例如鉻膜或鋁膜)而成的遮光板，或是使用在例如鋁板等遮光性平板上設(shè)置開口部而制成的遮光板。特別是利用遮光性的薄膜形成遮光面時(shí)，即使直接將遮光性的薄膜形成在凸透鏡組和偏光分光計(jì)320上，也可以發(fā)揮同樣的功能。
通過(guò)透光部342的光，在偏光分離膜331分離成P偏光成份與S偏光成份，P偏光成份直接透過(guò)偏光分離膜331而射出。另一方面，被偏光分離膜33 1反射的S偏光成份在被反射膜332反射之后，再由λ/2相位差板381轉(zhuǎn)換成P偏光而射出。所以，從所述偏光轉(zhuǎn)換元件只射出P偏光。
圖18(C)表示偏光分光計(jì)320的里外側(cè)反過(guò)來(lái)的狀態(tài)。遮光板340被定位于出射光的光量最大的位置。如圖18(C)所示地若將偏光分光計(jì)320的里外側(cè)反過(guò)來(lái)，會(huì)使出射光的偏光成份成為相反。這不利于將所述偏光分光計(jì)320組裝到后述的投射型顯示裝置上(如圖20)。即，圖20所示的投射型顯示裝置中的偏光分光計(jì)，通過(guò)與λ/2相位差板組合，而用于將來(lái)自光源100的光線轉(zhuǎn)換成一種偏光光束(P偏光束或S偏光束)。另一方面，在作為對(duì)從具有偏光分光計(jì)與λ/2相位差板的光學(xué)部件300射出的光進(jìn)行調(diào)制的裝置而設(shè)置的液晶嵌板803、805、811的光入射面上，為提高對(duì)比度而通常設(shè)有只使P偏光束或S偏光束之一選擇透過(guò)的偏光板。因此，當(dāng)出射的偏光成份相反時(shí)，光會(huì)被形成于液晶嵌板803、805、811的入射面?zhèn)鹊钠獍逦盏?，恐怕無(wú)法構(gòu)成投射型顯示裝置。
而且，當(dāng)圖18(C)的情況下，與圖18(B)相比，在從光入射到射出的過(guò)程中通過(guò)粘接劑層325的次數(shù)增加。由于粘接劑層325會(huì)吸收光，所以會(huì)造成偏光轉(zhuǎn)換元件的效率低下的缺點(diǎn)。
綜上所述，當(dāng)偏光分光計(jì)的內(nèi)外相反時(shí)，會(huì)產(chǎn)生各種不當(dāng)情況。所以，根據(jù)如圖15與圖16所示的方法，若在一側(cè)側(cè)面且偏離中間的位置上設(shè)置具有突出部(位置識(shí)別部)的偏光分光計(jì)，則可以很容易區(qū)別內(nèi)外，而具有可防止所述不當(dāng)情況發(fā)生的優(yōu)點(diǎn)。再者，在第四實(shí)施例中，通過(guò)設(shè)置突出部而具有提高偏光分光計(jì)的尺寸精度的優(yōu)點(diǎn)，著優(yōu)點(diǎn)與第三實(shí)施例的相同。而且，在偏光分光計(jì)和其它偏光分離裝置及其它儀器組合時(shí)，具有可提高偏光分光計(jì)的定位精度的優(yōu)點(diǎn)。
圖19是配置有本實(shí)施例的偏光分光計(jì)組的偏光照明裝置500的主要部分的平面概略結(jié)構(gòu)圖。所述偏光照明裝置500包括光源部100和偏光發(fā)生裝置400。光源部100放射出包含S偏光成份與P偏光成份的散亂偏極方向的光束。從光源部射出的光束經(jīng)過(guò)偏光發(fā)生裝置400變換成方向大致一致的一種直線偏光，向照明區(qū)域90照射。
光源部100包括光源照射燈101與拋物面反射鏡102。從光源照射燈101放射的光，被拋物面反射鏡102向一個(gè)方向反射，成略平行的光束入射到偏光發(fā)生裝置400。光源部100的光源光軸R，與系統(tǒng)光軸L在X方向上的距離為D且與其平行。此處的系統(tǒng)光軸L即為偏光分光計(jì)320的光軸。在后面敘述這樣地將光源光軸R偏移的理由。
偏光發(fā)生裝置400包括第一光學(xué)部件200和第二光學(xué)部件300。第一光學(xué)部件200的結(jié)構(gòu)是在縱橫向上排列許多具有矩形輪廓的微小的光束分割透鏡201。第一光學(xué)部件200被配置成光源光軸R與第一光學(xué)部件200的中心相一致。從Z方向觀察到的各光束分割透鏡201的外形形狀，和照明區(qū)域90的形狀相似。由于在本實(shí)施例中設(shè)定了在X方向上較長(zhǎng)的照明區(qū)域90，所以光束分割透鏡201在XY平面上的外形形狀也是在X方向上較長(zhǎng)。
第二光學(xué)部件300包括凸透鏡組310、偏光分光計(jì)組320、選擇相位差板380、以及出射端透鏡390。凸透鏡組310與第一光學(xué)部件200的結(jié)構(gòu)大致相同。即，凸透鏡組310是將與構(gòu)成第一光學(xué)部件200的光束分割透鏡201相同數(shù)量的凸透鏡311排列成矩陣狀而構(gòu)成的。凸透鏡組310的中心也配置成與光源光軸R一致。
光源部100射出具有雜散偏光方向的大致平行的白色光束。從光源部100射出而入射到第一光學(xué)部件200中的光束，被光束分割透鏡201分割成中間光束202。中間光束202因光束分割透鏡201和凸透鏡311的聚光作用，而聚焦在與系統(tǒng)光軸L垂直的平面內(nèi)(在圖19中是XY平面)。在中間光束202聚焦的位置上，會(huì)形成與光束分割透鏡201相同數(shù)量的光源像。并且，光源像成象的位置是偏光分光計(jì)320內(nèi)的偏光分離膜331的附近。
將光源光軸R從系統(tǒng)光軸L偏離，是為了將光源像成象在偏光分離膜331的位置上。其偏離量D設(shè)定成偏光分離膜331的X方向上尺寸Wp的一半。如上所述，光源部100、第一光學(xué)部件200、以及凸透鏡組310的中心與光源光軸R一致，并偏離系統(tǒng)光軸L的距離為D＝Wp/2。另一方面，將用以分離中間光束的偏光分離膜33 1的中心，也從系統(tǒng)光軸L偏離Wp/2的距離。所以，通過(guò)使光源光軸R從系統(tǒng)光軸L偏離Wp/2，可以將光源放射燈101的光源像成象在偏光分離膜331的大致中央。
入射到偏光分光計(jì)組320中的光束，被全部轉(zhuǎn)換成S偏光或P偏光。從偏光分光計(jì)組320射出的光束通過(guò)出射端透鏡390而照射照明區(qū)域90。由于照明區(qū)域90被由許多光束分割透鏡201分割后的許多光束所照射，所以能夠?qū)⑺姓彰鲄^(qū)域90照射得非常平均勻。
當(dāng)入射到第一光學(xué)部件200中的光束的平行性非常好時(shí)，可以將第二光學(xué)部件300的凸透鏡組310省略。
如上所述，圖19所示的偏光照明裝置500包括將含有雜散偏光方向的白色光束轉(zhuǎn)換成特定偏光方向的光束(S偏光或P偏光)的作為偏光發(fā)生部的功能和用所述許多偏光束均勻地照射照明區(qū)域90功能。
圖20是表示具有圖19所示偏光照明裝置500的投射型顯示裝置800的主要部分的概略結(jié)構(gòu)圖。所述投射型顯示裝置800包括偏光照明裝置500、分色鏡801(dichroic mirror)、804、反射鏡802、807、809、轉(zhuǎn)換透鏡806、808、810、三片液晶嵌板(液晶光闌)803、805、811、交叉分色棱鏡813、以及投影透鏡814。
分色鏡801、804具有將白色光束分離成紅、藍(lán)、綠三色光的、作為有色光分離器的功能。三片液晶嵌板803、805、811具有根據(jù)圖像資料(圖像信號(hào))將三色光分別調(diào)制而形成圖像的、作為光調(diào)制器的功能。交叉分色棱鏡813具有將三色光合成而形成彩色圖像的、作為有色光合成器的功能。投影透鏡814具有將已合成的彩色圖像的投射到屏幕815上的、作為投影光學(xué)系統(tǒng)的功能。
藍(lán)光綠光反射分色鏡801，使從偏光照明裝置500射出的白色光束的紅色光成份透過(guò)，同時(shí)反射藍(lán)色光成份和綠色光成份。透過(guò)的紅色光被反射鏡802反射后到達(dá)紅光用液晶嵌板803。另一方面，所述由第一分色鏡801反射的藍(lán)色光與綠色光中，綠色光被綠光反射分色鏡804反射，到達(dá)綠光用液晶嵌板805。而藍(lán)色光還透過(guò)第二分色鏡804透過(guò)。
在本實(shí)施例中，藍(lán)色光的光路徑最長(zhǎng)，所以給藍(lán)色光，在分色鏡804之后設(shè)置由包括入射透鏡806、轉(zhuǎn)換透鏡808、以及射出透鏡810的轉(zhuǎn)換透鏡系統(tǒng)構(gòu)成的導(dǎo)光系統(tǒng)850。即，藍(lán)色光透過(guò)分色鏡804之后，首先經(jīng)過(guò)入射透鏡806與反射透鏡807而進(jìn)入轉(zhuǎn)換透鏡808，再被反射鏡809反射后而進(jìn)入射出透鏡810，并到達(dá)藍(lán)色光用的液晶嵌板811。三片液晶嵌板803、805、811相當(dāng)于圖19的照明區(qū)域90。
三片液晶嵌板803、805、811根據(jù)圖中未示的外部控制電路所傳送的圖象信號(hào)(圖象資料)，調(diào)制各種有色光，并生成包含各種顏色成份的圖象信息的有色光。已被調(diào)制的三種顏色的光入射到交叉分色棱鏡813中。交叉分色棱鏡813上十字狀地形成著反射紅光的電介質(zhì)多層膜和反射藍(lán)光的電介質(zhì)多層膜。由所述電介質(zhì)多層膜合成三種顏色的光，以形成表現(xiàn)彩色圖象的光。合成后的光由作為投影光學(xué)系統(tǒng)的投影透鏡814投射到屏幕815上，而放大顯示圖像。
在所述投射型顯示裝置800中，作為光調(diào)制器而采用對(duì)特定偏光方向的光束(S偏光或P偏光)進(jìn)行調(diào)制的液晶嵌板803、805、811。通常在所述液晶嵌板的入射面與射出面上都會(huì)粘接偏光板(圖未顯示)。因此，當(dāng)具有散亂偏光方向的光束投射到液晶嵌板上時(shí)，該光束中約有一半光會(huì)被液晶嵌板上的偏光板吸收而轉(zhuǎn)換成熱量。其結(jié)果導(dǎo)致光的利用效率低，并且偏光板發(fā)熱。但是在圖20所示的投射型顯示裝置800中，由于是由偏光照明裝置500生成通過(guò)液晶嵌板803、805、811的特定偏光方向的光束，所以可以大大改善液晶嵌板的偏光板的光吸收和發(fā)熱的問題。
如上所述，通過(guò)使用根據(jù)本實(shí)施例的偏光分光計(jì)，可以將投射型顯示裝置的光利用效率比現(xiàn)在再提高。所以投射在屏幕815上的圖像更加清晰。
圖21是表示利用本發(fā)明偏光轉(zhuǎn)換裝置的另一投射型顯示裝置的構(gòu)成實(shí)施例的概略結(jié)構(gòu)圖。從作為光源的燈63大致平行地射出的光通過(guò)第一透鏡板5 1的多個(gè)矩形狀透鏡組51-a，然后向具有形相同數(shù)量透鏡組52-a的第二透鏡板52方向聚集。第一透鏡板51和第二透鏡板構(gòu)成復(fù)合照明系統(tǒng)。即，利用透鏡組51-a將來(lái)自燈63的光束分割，再由透鏡組52-a使已分割的光束在液晶嵌板60上重合而實(shí)現(xiàn)均勻照明。圖中標(biāo)號(hào)55是偏光分光計(jì)，如前所述地，其制做方法是將貼有由無(wú)機(jī)物質(zhì)多層薄膜所構(gòu)成的偏光分離膜的玻璃板和蒸鍍有鋁反射膜的玻璃板兩者交替粘接之后，斜向切割并將切割面研磨。
再者，由透鏡組51-a射出的聚焦光線54在偏光分光計(jì)55內(nèi)的偏光分離膜上聚焦。含有散亂偏光成份的聚焦光線54中，P偏光通過(guò)偏光分離膜，而S偏光反被射。S偏光被反射膜反射之后，從偏光分光計(jì)55射出(S偏光光線58)。另一方面，當(dāng)P偏光經(jīng)過(guò)選擇性地設(shè)置于偏光分光計(jì)55的光出射面端的λ/2相位差板時(shí)，偏光軸轉(zhuǎn)90度，即由P偏光轉(zhuǎn)換成S偏光57。聚光透鏡56用于將從偏光分光計(jì)55射出的光束重合在液晶嵌板60上。液晶嵌板根據(jù)圖象信息對(duì)入射光束進(jìn)行調(diào)制，然后調(diào)制后的圖象通過(guò)投射透鏡61投射到屏幕上。本實(shí)施例的投影顯示裝置，是在只能使用燈出射光中的一種偏光成份的系統(tǒng)上，通過(guò)再利用偏光分光計(jì)55而能夠使用所有的光成分，使光損失減少，從而可獲得清晰明亮的投影畫面。而且，由于光損失減少，而現(xiàn)有的光損失轉(zhuǎn)換成為熱量，因此發(fā)熱現(xiàn)象也可消失了。所以可將用于冷卻的冷卻裝置小型化或省略，而達(dá)到整體裝置小型化和結(jié)構(gòu)緊湊化的目的。又由于偏光分光計(jì)55是從玻璃板的粘接區(qū)塊斜向切割而形成的，所以可做成薄板形狀?？傊?，只要在沒有偏光分光計(jì)的復(fù)合光學(xué)系統(tǒng)中劃出一小部分的空間而插入偏光分光計(jì)，就可以構(gòu)成明亮清晰的投射型顯示裝置。
并且，在復(fù)合光學(xué)系統(tǒng)中，透鏡的分割數(shù)越多，越能減少燈63的光線光斑。在這里，偏光分光計(jì)55需要與復(fù)合光學(xué)系統(tǒng)的透鏡的分割數(shù)相對(duì)應(yīng)數(shù)量的偏光分離膜和反射膜，但在本實(shí)施例中的偏光分光計(jì)55是采用玻璃板的粘接而形成的，所以能夠根據(jù)透鏡的分割數(shù)很容易地制造出具有許多偏光分離膜和反射膜的偏光分光計(jì)。而在現(xiàn)有的三角棱鏡的粘合過(guò)程中，棱鏡的研磨、膜的蒸鍍、粘合等受到限制，故無(wú)法實(shí)現(xiàn)。綜上所述，如果使用從玻璃板粘接區(qū)塊中斜切而得的偏光分光計(jì)，則在具有復(fù)合光學(xué)系統(tǒng)的投射型顯示裝置中，可提高其光利用效率，并且可得無(wú)光斑的均勻的圖象。
本發(fā)明不僅限于上述實(shí)施例，可在不脫離本發(fā)明要點(diǎn)的范圍內(nèi)以各種形式實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，例如可以作如下的變化。
圖22是本發(fā)明的偏光分光計(jì)的另一實(shí)施例。在本實(shí)施例中，使其偏光分離膜43、47和反射膜45、49互相對(duì)稱地并列配置偏光分光計(jì)41A、41B而構(gòu)成偏光分光計(jì)40。在玻璃板42上蒸鍍無(wú)機(jī)物質(zhì)的偏光分離膜43，并在玻璃板44上蒸鍍反射膜45。在玻璃板46上蒸鍍無(wú)機(jī)物質(zhì)偏光分離膜47，并在玻璃板48上蒸鍍反射膜49。在玻璃板上分別蒸鍍偏光分光計(jì)41A、41B后，經(jīng)過(guò)粘接、切割而構(gòu)成板狀。
將偏光分光計(jì)作為具有偏光轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)的照明裝置的偏光轉(zhuǎn)換裝置而使用時(shí)，使燈的光軸通過(guò)偏光分光計(jì)的大致中央位置。此時(shí)，如圖23所示，向偏光分離膜43、47入射的光的角度并不固定。另一方面，偏光分離膜43、47可以是無(wú)機(jī)物質(zhì)的多層薄膜，所以如果光的入射角度改變，則如圖24所示地，透過(guò)和反射的特性會(huì)改變，容易產(chǎn)生左右非對(duì)稱的著色。在圖24中，實(shí)線表示從光源出射的光的光譜特性，虛線表示在圖23中以θ1的角度入射的光的透過(guò)率曲線圖，一點(diǎn)劃線表示在圖23中以θ2角度入射的光的透過(guò)率曲線圖。如果像本實(shí)施例的偏光分光計(jì)那樣使偏光分離膜43、47和反射膜45、49左右對(duì)稱地相對(duì)配置，則多層薄膜的角度依存性可左右相互抵消。因此，可對(duì)全體照明區(qū)域進(jìn)行無(wú)光斑的均勻照明。若將這樣的偏光轉(zhuǎn)換裝置用于投射彩色圖象的投射型顯示裝置中，可以得到色彩均勻的滿意的圖像。
為消除所述著色，也可采用下述的方法。圖25表示在從光源出射的光譜中，與各色光的峰值對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)的光的入射角度改變時(shí)，其透過(guò)率的特性。在本實(shí)施例中θ0是45度，θ1是50度，θ2是40度。當(dāng)以40度至45度的入射角入射波長(zhǎng)為藍(lán)色光的峰值波長(zhǎng)的約435nm光和波長(zhǎng)為綠色光的峰值波長(zhǎng)的約550nm光時(shí)，本實(shí)施例的偏光分光計(jì)的偏光分離膜的透過(guò)率差值小于5％。雖然圖25所示的光譜中沒有紅色光的峰值，但是射入波長(zhǎng)約為610nm的紅色光時(shí)，隨入射角變化的透過(guò)率的差值小于5％。換言之，所述偏光分離膜能夠?qū)⒓t色光、藍(lán)色光與綠色光的主要波長(zhǎng)范圍內(nèi)的透過(guò)率差值調(diào)整在5％以內(nèi)。所述“各色光的峰值”是指入射到偏光分離膜中的各色光的主要波長(zhǎng)范圍。
當(dāng)隨具有與各色光的峰值對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)的光的入射角的不同而變化的透過(guò)率差值被調(diào)整在5％以內(nèi)時(shí)，強(qiáng)度高的光不依賴入射角度而大致均勻地通過(guò)，所以可有效地防止色斑。因此，若將本實(shí)施例的偏光分光計(jì)用于投射彩色圖象的投射型顯示裝置，可得到顏色均勻且質(zhì)優(yōu)的畫面。
在圖25所示的偏光分光計(jì)中，使與角度θ0的入射角之差在±5度以內(nèi)時(shí)入射光的透過(guò)率變化也被控制在5％之內(nèi)，但若存在與角度θ0的入射角之差大于±5度的入射光時(shí)，最好將其透過(guò)率變化也控制在5％以內(nèi)。并且，入射角度與角度θ0之差為多少，是隨透鏡組51-a、51-b的間隔和從第一透鏡板51到偏光分離膜43、47的距離等而不同。
如圖25所示，對(duì)于紅色光的峰值不明確的光源光而言，應(yīng)使紅色光的波長(zhǎng)范圍在600nm至750nm之間，最好圍是在600nm至620nm之間的范圍內(nèi)，以控制透過(guò)率的誤差在5％之內(nèi)。若是小于600nm的低波長(zhǎng)的光，則成為接近黃色光的照明光，所以不合適。
再者，如圖25所示的從光源射出的光的光譜中，570nm附近的峰值由于可導(dǎo)致照明光的照明不均勻，所以最好用濾鏡將其去除。
在上述的第四實(shí)施例中，在圖19所示的偏光照明裝置500和圖20所示的投射型顯示裝置800中使用了圖17所示的偏光分光計(jì)，但也可使用圖3所示的第一實(shí)施例的偏光分光計(jì)、圖9所示的第二實(shí)施例的偏光分光計(jì)、或圖13所示的第三實(shí)施例的偏光分光計(jì)、或是其它實(shí)施例所示的偏光分光計(jì)。
本發(fā)明不只適用于從觀察投射面的一側(cè)進(jìn)行投射的前方投射型顯示裝置，也適用于從觀察投射面的相反側(cè)進(jìn)行投射的背面投射型顯示裝置。并且，作為光闌，可不使用透過(guò)型液晶嵌板，也可以采用反射型液晶嵌板。
在上述實(shí)施例中是使用玻璃板制作偏光分離裝置，但并不限于玻璃板，也可以使用光學(xué)玻璃板或合成樹脂等其它透光性基板。
本發(fā)明的偏光分離裝置可適用各種投射型顯示裝置。而且，本發(fā)明的投射型顯示裝置也可用于例如將從計(jì)算機(jī)輸出的畫面和從錄像機(jī)(videorecorder)輸出的圖象投射到屏幕上而顯示。
權(quán)利要求
1.一種偏光分離裝置，其特征在于，它包括基板區(qū)塊，包含光入射面、與所述光入射面大致平行的光出射面、在與所述光入射面和所述光出射面成規(guī)定角度的多個(gè)界面上依次粘接的多個(gè)透光性基板、以及在所述各個(gè)界面上交替設(shè)置的多個(gè)偏光分離層與多個(gè)反射層；位置識(shí)別部，設(shè)置于所述基板區(qū)塊側(cè)面中的與所述多個(gè)界面大致垂直地形成的兩個(gè)側(cè)面中至少一方，可在對(duì)所述偏光分離裝置進(jìn)行定位時(shí)使用。
2.如權(quán)利要求1所述的偏光分離裝置，其特征在于，所述位置識(shí)別部設(shè)置在和鄰接于具有所述位置識(shí)別部的所述兩個(gè)側(cè)面的另兩個(gè)側(cè)面的距離大致相等的位置。
3.如權(quán)利要求1所述的偏光分離裝置，其特征在于，所述位置識(shí)別部設(shè)置在和鄰接于具有所述位置識(shí)別部的所述兩個(gè)側(cè)面的另兩個(gè)側(cè)面的距離不等的位置。
4.如權(quán)利要求1或3所述的偏光分離裝置，其特征在于，所述位置識(shí)別部是設(shè)置在所述側(cè)面上的突出部。
5.如權(quán)利要求1或3所述的偏光分離裝置，其特征在于，所述位置識(shí)別部是設(shè)置在所述側(cè)面上的凹部。
6.如權(quán)利要求1或3所述的偏光分離裝置，其特征在于，所述位置識(shí)別部是所述側(cè)面上具有其它不同的特定顏色的部分。
7.一種偏光分離裝置的制造方法，其特征在于，包括形成復(fù)合板材的工序，通過(guò)交替粘接多個(gè)透光性基板的多個(gè)界面，而形成在所述各個(gè)界面上具有交替設(shè)置的多個(gè)偏光分離層與多個(gè)反射層的復(fù)合板材；生成基板區(qū)塊的工序，通過(guò)按與所述多個(gè)界面的規(guī)定角度切割所述復(fù)合板材，而生成具有相互大致平行的光入射面與光出射面的基板區(qū)塊；研磨所述基板區(qū)塊的所述光入射面與所述光出射面的工序；所述形成復(fù)合板材的工序還包括形成位置識(shí)別部的工序，所述位置識(shí)別部設(shè)置在所述基板區(qū)塊側(cè)面中的與所述多個(gè)界面大致垂直地形成的兩個(gè)側(cè)面之中至少一個(gè)上，可在對(duì)所述偏光分離裝置定位時(shí)使用。
8.如權(quán)利要求7所述的偏光分離裝置的制造方法，其特征在于，還包括研磨所述基板區(qū)塊的所述光入射面與所述光出射面的工序。
9.如權(quán)利要求7或8所述的偏光分離裝置的制造方法，其特征在于，所述形成復(fù)合板材的工序還包括通過(guò)將所述多個(gè)透光性基板的至少一部分從其它透光性基板錯(cuò)開而形成作為所述位置識(shí)別部的突出部的步驟。
10.一種偏光轉(zhuǎn)換裝置，使用了權(quán)利要求1中所述的偏光分離裝置，其特征在于，在所述偏光分離裝置的所述光出射面一側(cè)設(shè)置偏光轉(zhuǎn)換器，所述偏光轉(zhuǎn)換器用于將由所述偏光分離層分離的具有兩種偏光成份的光轉(zhuǎn)換成具有一種偏光成份的光。
11.如權(quán)利要求10所述的偏光轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，所述偏光轉(zhuǎn)換器是與所述基板構(gòu)成的所述光出射面中的、由每隔一個(gè)的基板構(gòu)成的所述光出射面相對(duì)應(yīng)而設(shè)置的λ/2相位差板。
12.如權(quán)利要求10所述的偏光轉(zhuǎn)換裝置，其特征在于，在所述光入射面與所述光出射面中至少一側(cè)設(shè)置反射防止膜。
13.一種投射型顯示裝置，其特征在于，它包括光源；復(fù)合光學(xué)系統(tǒng)，由第一透鏡板和第二透鏡板構(gòu)成，將來(lái)自所述光源的光分割成多個(gè)中間光束；如權(quán)利要求10所述的偏光轉(zhuǎn)換裝置；調(diào)制器，對(duì)來(lái)自所述偏光轉(zhuǎn)換裝置的出射光進(jìn)行調(diào)制；以及投射光學(xué)系統(tǒng)，投射由所述調(diào)制器調(diào)制的光。
14.一種投射型顯示裝置，其特征在于，它包括光源；復(fù)光學(xué)系統(tǒng)，由第一透鏡板和第二透鏡板構(gòu)成，將來(lái)自所述光源的光分割成多個(gè)中間光束；如權(quán)利要求10所述的偏光轉(zhuǎn)換裝置；色分離光學(xué)系統(tǒng)，將來(lái)自所述偏光轉(zhuǎn)換裝置的出射光分離成多種顏色的光；多個(gè)調(diào)制器，分別對(duì)由所述色分離光學(xué)系統(tǒng)分離的多種顏色的光進(jìn)行調(diào)制；合成光學(xué)系統(tǒng)，合成來(lái)自所述調(diào)制器所調(diào)制的光；以及投射光學(xué)系統(tǒng)，投射由所述所合成光學(xué)系統(tǒng)所合成的光。
全文摘要
一種具有將偏光分離膜面與反射膜面以細(xì)小間隔交替配置的重復(fù)結(jié)構(gòu)的板狀偏光分離裝置，及使用該偏光分離裝置的投射型顯示裝置。偏光分離裝置的制造方法是，先將表面上具有無(wú)機(jī)物質(zhì)多層膜構(gòu)成的偏光分離膜的玻璃板和表面上具有反射膜的玻璃板交替粘接而形成玻璃板區(qū)塊，然后斜對(duì)著粘接面切割該玻璃板區(qū)塊。在切割后的板狀區(qū)塊上可設(shè)置用于偏光分離裝置定位用的突出部，并在該偏光分離裝置的光出射面的一部分粘接λ/2相位差板。
文檔編號(hào)G02B27/28GK1512202SQ20031012048
公開日2004年7月14日 申請(qǐng)日期1997年3月12日 優(yōu)先權(quán)日1996年3月12日
發(fā)明者橋爪俊明, 伊藤嘉高, 矢島章隆, 隆, 高 申請(qǐng)人:精工愛普生株式會(huì)社