(57)【要約】【課題】偏光変換効率に優れた光学物品を高精度に加工することができる光学物品の製造方法およびその光学物品を提供すること。【解決手段】偏光分離変換素子１は、第１の透光性部材１１と第２の透光性部材１２とが偏光分離変換部１３を間に挟んで交互に配置された平板状部材である。第１の透光性部材１１を形成するための短冊状光学ブロック、第１の接着層１３１、位相差板１３２を形成するための短冊状位相差板からなる積層体の短冊状光学ブロックを研磨する第１の研磨工程を実施した後、短冊状位相差板を研磨する第２の研磨工程を実施する。【選択図】図２
2010101992.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透光性部材と、無機性結晶材料と、を備えた光学物品の製造方法であって、
第１の透光性部材の一方の面と前記無機性結晶材料の一方の面とを接着剤からなる第１の接着層で接着する研磨前接着工程と、
前記無機性結晶材料の他方の面を基準面として前記第１の透光性部材の他方の面を研磨する第１の研磨工程と、
前記第１の透光性部材の他方の面を基準面として前記無機性結晶材料を所定の厚みに研磨する第２の研磨工程と、を備えたことを特徴とする光学物品の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の光学物品の製造方法において、
前記第１の透光性部材、前記第１の接着層および前記無機性結晶材料からなる積層体と、接着剤からなる第２の接着層と、偏光分離膜と、第２の透光性部材と、反射膜と、接着剤からなる第３の接着層と、を順に繰り返し積層する積層工程を備え、
前記積層体を、以下の式（１）を満たす厚みに形成することを特徴とする光学物品の製造方法。
ｔ１＝ｔ２−ｔ３−ｔ４      ・・・（１）
（式中、ｔ１は前記積層体の厚み、ｔ２は前記第２の透光性部材の厚み、ｔ３は前記第２の接着層の厚み、ｔ４は前記第３の接着層の厚みである。）
【請求項３】
請求項１に記載の光学物品の製造方法において、
前記第１の透光性部材、前記第１の接着層および前記無機性結晶材料からなる積層体と、偏光分離膜と、接着剤からなる第２の接着層と、第２の透光性部材と、反射膜と、接着剤からなる第３の接着層と、を順に繰り返し積層する積層工程を備え、
前記積層体を、以下の式（２）を満たす厚みに形成することを特徴とする光学物品の製造方法。
ｔ１＝ｔ２＋ｔ３−ｔ４      ・・・（２）
（式中、ｔ１は前記積層体の厚み、ｔ２は前記第２の透光性部材の厚み、ｔ３は前記第２の接着層の厚み、ｔ４は前記第３の接着層の厚みである。）
【請求項４】
請求項１に記載の光学物品の製造方法において、
前記第１の透光性部材、前記第１の接着層および前記無機性結晶材料からなる積層体と、接着剤からなる第２の接着層と、偏光分離膜と、第２の透光性部材と、接着剤からなる第３の接着層と、反射膜と、を順に繰り返し積層する積層工程を備え、
前記積層体を、以下の式（３）を満たす厚みに形成することを特徴とする光学物品の製造方法。
ｔ１＝ｔ２−ｔ３＋ｔ４      ・・・（３）
（式中、ｔ１は前記積層体の厚み、ｔ２は前記第２の透光性部材の厚み、ｔ３は前記第２の接着層の厚み、ｔ４は前記第３の接着層の厚みである。）
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれかに記載の光学物品の製造方法において、
前記無機性結晶材料は水晶であり、
前記光学物品は、前記透光性部材と前記水晶と偏光分離膜と反射膜とが積層されてなる偏光ビームスプリッタであることを特徴とする光学物品の製造方法。
【請求項６】
透光性部材と、無機性結晶材料と、前記透光性部材と前記無機性結晶材料とを接着している接着層と、を備えた光学物品であって、
前記無機性結晶材料の表面と、前記接着層と前記無機性結晶材料層との界面と、が実用上平行であることを特徴とする光学物品。
【請求項７】
請求項６に記載の光学物品において、
前記無機性結晶材料は水晶であり、
前記光学物品は、前記透光性部材と前記水晶と偏光分離膜と反射膜とが積層されてなる偏光ビームスプリッタであることを特徴とする光学物品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、透光性部材と接着層と無機性結晶材料とを備えた光学物品の製造方法およびその光学物品に関する。
【背景技術】
【０００２】
光ピックアップや液晶プロジェクタ、その他の装置において、複数の透光性部材の間に光学薄膜を挟んで形成された光学物品が用いられている。
このような光学物品として、それぞれ内部に反射膜が設けられた２つの透光性部材の間に偏光分離膜を挟んで順次積層し、これらの透光性部材の前記偏光分離膜の光射出面側に水晶位相板を設けた偏光分離素子（ＰＳ変換素子）がある。
【０００３】
例えば、反射膜が形成された第１の透光性部材と、第１の透光性部材に形成された偏光分離膜と位相差板である水晶位相板からなる偏光分離変換部と、第２の透光性部材と、を順次重ね合わせて相互に接着して形成された従来例（特許文献１）がある。
このような光学物品は、各部材が接着剤で接着固定され、種々の方法で製造されている。偏光分離変換部は、通常、偏光分離膜と水晶位相板とから構成され、第１の透光性部材と水晶位相板とが接着剤を介して接着固定された積層体を得る。そして、この積層体を研磨することにより所定の厚みに形成されるが、この場合、第１の透光性部材、接着剤、水晶位相板の順で積層されており、水晶位相板を研磨することで積層体の総厚の調整を行うのが一般的であった。
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２０６２２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、第１の透光性部材、接着剤、水晶位相板の順で積層された積層体において、第１の透光性部材および接着剤が均一の厚みでない場合がある。特に、接着剤の層は厚みにばらつきが生じやすい。したがって、水晶位相板を研磨すると、第１の透光性部材および接着剤の厚みの相違が水晶位相板の厚みに反映されてしまい、水晶位相板の厚みが不均一になるという課題がある。さらに、高精度な厚みが要求される水晶位相板の厚みが不均一になることで、光学物品の偏光変換効率等に影響を及ぼすという課題がある。
【０００６】
本発明の目的は、偏光変換効率に優れた光学物品を高精度に加工することができる光学物品の製造方法およびその光学物品を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
［適用例１］
本適用例にかかる光学物品の製造方法は、透光性部材と、無機性結晶材料と、を備えた光学物品の製造方法であって、第１の透光性部材の一方の面と前記無機性結晶材料の一方の面とを接着剤からなる第１の接着層で接着する研磨前接着工程と、前記無機性結晶材料の他方の面を基準面として前記第１の透光性部材の他方の面を研磨する第１の研磨工程と、前記第１の透光性部材の他方の面を基準面として前記無機性結晶材料を所定の厚みに研磨する第２の研磨工程と、を備えたことを特徴とする。
この構成の本適用例では、透光性部材と無機性結晶材料層とを備えた光学物品の製造方法において、まず、無機性結晶材料が接着された第１の透光性部材の接着面ではない他方の面を研磨することによりこの第１の透光性部材の他方の面が無機性結晶材料の他方の面と平行になるように形成する。その後、形成された第１の透光性部材の他方の面を基準面として支持した状態で無機性結晶材料層の研磨を行う。この方法によって、無機性結晶材料の面内の厚みを均一にすることができるので、偏光変換効率に優れるとともに、無機性結晶材料を含む光学物品を高精度に加工することができる。
【０００８】
［適用例２］
本適用例にかかる光学物品の製造方法は、前記第１の透光性部材、前記第１の接着層および前記無機性結晶材料からなる積層体と、接着剤からなる第２の接着層と、偏光分離膜と、第２の透光性部材と、反射膜と、接着剤からなる第３の接着層と、を順に繰り返し積層する積層工程を備え、前記積層体を、以下の式（１）を満たす厚みに形成する。
【０００９】
[式１]
ｔ１＝ｔ２−ｔ３−ｔ４      ・・・（１）
式中、ｔ１は前記積層体の厚み、ｔ２は前記第２の透光性部材の厚み、ｔ３は前記第２の接着層の厚み、ｔ４は前記第３の接着層の厚みである。
【００１０】
この構成の本適用例では、前記第１の透光性部材、前記第１の接着層および前記無機性結晶材料からなる積層体と、第２の接着層と、偏光分離膜と、第２の透光性部材と、反射膜と、第３の接着層と、が順に繰り返し積層される光学物品において、積層体の厚み、第２の透光性部材の厚み、第２の接着層の厚み、および、第３の接着層の厚みを上記式（１）を満たす構成としたので、ピッチずれによる光量ロスを抑えることができ、偏光光量を十分に確保することができる。すなわち、光学品質の向上を図ることができる。
【００１１】
［適用例３］
本適用例にかかる光学物品の製造方法は、前記第１の透光性部材、前記第１の接着層および前記無機性結晶材料からなる積層体と、偏光分離膜と、接着剤からなる第２の接着層と、第２の透光性部材と、反射膜と、接着剤からなる第３の接着層と、を順に繰り返し積層する積層工程を備え、前記積層体を、以下の式（２）を満たす厚みに形成する。
【００１２】
[式２]
ｔ１＝ｔ２＋ｔ３−ｔ４      ・・・（２）
式中、ｔ１は前記積層体の厚み、ｔ２は前記第２の透光性部材の厚み、ｔ３は前記第２の接着層の厚み、ｔ４は前記第３の接着層の厚みである。
【００１３】
この構成の本適用例では、前記第１の透光性部材、前記第１の接着層および前記無機性結晶材料からなる積層体と、偏光分離膜と、第２の接着層と、第２の透光性部材と、反射膜と、第３の接着層と、が順に繰り返し積層されてなる光学物品において、積層体の厚み、第２の透光性部材の厚み、第２の接着層の厚み、および、第３の接着層の厚みを上記式（２）を満たす構成としたので、ピッチずれによる光量ロスを抑えることができ、偏光光量を十分に確保することができる。すなわち、光学品質の向上を図ることができる。
【００１４】
［適用例４］
本適用例にかかる光学物品の製造方法は、前記第１の透光性部材、前記第１の接着層および前記無機性結晶材料からなる積層体と、接着剤からなる第２の接着層と、偏光分離膜と、第２の透光性部材と、接着剤からなる第３の接着層と、反射膜と、を順に繰り返し積層する積層工程を備え、前記積層体を、以下の式（３）を満たす厚みに形成する。
【００１５】
[式３]
ｔ１＝ｔ２−ｔ３＋ｔ４      ・・・（３）
式中、ｔ１は前記積層体の厚み、ｔ２は前記第２の透光性部材の厚み、ｔ３は前記第２の接着層の厚み、ｔ４は前記第３の接着層の厚みである。
【００１６】
この構成の本適用例では、前記第１の透光性部材、前記第１の接着層および前記無機性結晶材料からなる積層体と、第２の接着層と、偏光分離膜と、第２の透光性部材と、第３の接着層と、反射膜と、が順に繰り返し積層されてなる光学物品において、積層体の厚み、第２の透光性部材の厚み、第２の接着層の厚み、および、第３の接着層の厚みを上記式（３）を満たす構成としたので、ピッチずれによる光量ロスを抑えることができ、偏光光量を十分に確保することができる。すなわち、光学品質の向上を図ることができる。
【００１７】
［適用例５］
本適用例にかかる光学物品の製造方法は、前記無機性結晶材料は水晶であり、前記光学物品は、前記透光性部材と前記水晶と偏光分離膜と反射膜とが積層されてなる偏光ビームスプリッタである。
この構成の本適用例では、水晶からなる無機性結晶材料を用いて前述の工程で製造することにより、高精度に加工することができ、その結果優れた偏光変換効率を備えた偏光ビームスプリッタ（Ｐｏｌａｒｉｚｅｄ  Ｂｅａｍ  Ｓｐｌｉｔｔｅｒ、ＰＢＳ）を製造することができる。
【００１８】
［適用例６］
本適用例にかかる光学物品は、透光性部材と、無機性結晶材料と、前記透光性部材と前記無機性結晶材料とを接着している接着層と、を備えた光学物品であって、前記無機性結晶材料の表面と、前記接着層と前記無機性結晶材料層との界面と、が実用上平行であることを特徴とする。
この構成の本適用例では、無機性結晶材料層の厚みが均一となるので、偏光変換効率に優れた光学物品を提供することができる。
【００１９】
［適用例７］
本適用例にかかる光学物品は、前記無機性結晶材料は水晶であり、前記光学物品は、前記透光性部材と前記水晶と偏光分離膜と反射膜とが積層されてなる偏光ビームスプリッタである。
この構成の本適用例では、前述のように均一の厚みを有する水晶からなる無機性結晶材料層に偏光分離膜および反射膜が積層された偏光ビームスプリッタ（Ｐｏｌａｒｉｚｅｄ  Ｂｅａｍ  Ｓｐｌｉｔｔｅｒ、ＰＢＳ）であるので、前述と同様の作用効果を奏することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。ここで、各実施形態において、同一構成要素は同一符号を付して説明を省略もしくは簡略にする。
[第１実施形態]
第１実施形態を図１から図７に基づいて説明する。図１は第１実施形態にかかる偏光分離変換素子の端面を示す図であり、図２および図３は図１の要部を示す断面図である。ここで、偏光分離変換素子は、光学物品としてＰＳ変換素子（または偏光ビームスプリッタ、Ｐｏｌａｒｉｚｅｄ  Ｂｅａｍ  Ｓｐｌｉｔｔｅｒ、ＰＢＳ）と称されるものである。この偏光分離変換素子は、例えば、液晶プロジェクタ装置に用いられている。
図１において、偏光分離変換素子１は、第１の透光性部材１１と第２の透光性部材１２とが偏光分離変換部１３を間に挟んで交互に配置された平板状部材である。第１の透光性部材１１と第２の透光性部材１２とにはそれぞれ反射部１４が設けられている。反射部１４は隣り合う偏光分離変換部１３の間の中間位置に配置されている。
第１の透光性部材１１及び第２の透光性部材１２は、その光入射側の平面と光出射側の平面とが平行とされ、これらの平面に対して４５°の角度をもって偏光分離変換部１３と反射部１４とが互いに平行に配置されている。本実施形態では、偏光分離変換素子１は左右対称構造としたが、一方向のみに平行配置された非対称な構造でもよい。
【００２１】
第１の透光性部材１１や第２の透光性部材１２は、ＢＫ７等の光学ガラス、白板ガラス、ホウケイ酸ガラス、青板ガラスをはじめとするガラスから成形されている。
偏光分離変換部１３は、図２に示される通り、第１の接着層１３１と位相差板１３２と第２の接着層１３３と偏光分離膜１３４と、を備えている。
第１の接着層１３１および第２の接着層１３３は接着剤からなる層であり、接着剤としては一般的な光硬化型接着剤を使用することができる。
位相差板１３２は、短冊状の１／２波長板であり、無機性結晶材料を用いることができる。無機性結晶材料としては、例えば、ＳｉＯ２の単結晶からなる水晶が挙げられ、この水晶は人工水晶でも天然水晶でもよい。
偏光分離膜１３４は、入射した光線束（Ｓ偏光とＰ偏光）を、Ｓ偏光の部分光束（Ｓ偏光）とＰ偏光の部分光束（Ｐ偏光）とに分離し、Ｓ偏光とＰ偏光のいずれか一方を選択的に透過させ、他方を選択的に反射する性質を有する膜である。例えば、図３に示すように、Ｓ偏光を反射し、Ｐ偏光を透過する。偏光分離膜１３４は、異なる材質の層、例えば、酸化ケイ素（ＳｉＯ２）の層、ランタンアルミネートの層及びフッ化マグネシウム（ＭｇＦ２）の層が積層されて構成される。これらの層は複数層で構成されるものであり、本実施形態では図示しないが、例えば、５層で構成される。第１の透光性部材１１側から第２の透光性部材１２側に向かうに従って、第１層、第２層、第３層、第４層、第５層となり、第１の透光性部材１１に直接設けられる。これらの層のうち第１層、及び第５層が酸化ケイ素（ＳｉＯ２）の層であり、第３層がフッ化マグネシウム（ＭｇＦ２）の層であり、第２層及び第４層がランタンアルミネートの層である。
【００２２】
反射部１４は、反射膜１４１と第３の接着層１４２と、を備えている。
反射膜１４１は、誘電体多層膜を積層することによって形成される。もちろん、反射膜１４１を構成する誘電体多層膜は、偏光分離膜１３４を構成するものとは異なる組成および構成を有している。反射膜１４１としては、偏光分離膜１３４で反射された直線偏光成分（Ｓ偏光またはＰ偏光）のみを選択的に反射し、他の直線偏光成分は反射しないような誘電体多層膜で構成されたものが好ましい。
反射膜１４１は、アルミニウムを蒸着することによって形成するようにしてもよい。誘電体多層膜で反射膜１４１を形成した場合には、特定の直線偏光成分（たとえばＳ偏光）を約９８％程度の反射率で反射することができる。一方、アルミニウム膜では、反射率は高々９２％程度である。従って、誘電体多層膜で反射膜１４１を形成するようにすれば、偏光ビームスプリッタアレイから出射される光量を高めることができる。さらに、誘電体多層膜は、アルミニウム膜よりも光の吸収が少ないので、発熱も少ないという利点もある。なお、特定の直線偏光成分の反射率を向上させるには、反射膜１４１を構成する誘電体多層膜（通常は２種類の膜が交互に積層された構造である）を構成するそれぞれの膜の厚さ、あるいは膜の材料を最適化すれば良い。
第３の接着層１４２は、第１の接着層１３１および第２の接着層１３３で用いられたものと同様のものを使用することができる。
【００２３】
これらの層の厚みを、図２を参照して以下のように定義する。
第１の透光性部材１１の厚みをｔ１１、第１の接着層１３１の厚みをｔ１２、位相差板１３２の厚みをｔ１３、第２の透光性部材１２の厚みをｔ２、第２の接着層１３３の厚みをｔ３、第３の接着層１４２の厚みをｔ４とする。
ここで、偏光分離変換素子１に入射する入射光に対する射出光の光量を確保するためには、偏光分離膜１３４の中間位置から第１の透光性部材１１を含む反射膜１４１の中間位置までのピッチＬ１と、偏光分離膜１３４の中間位置から第２の透光性部材１２を含む反射膜１４１の中間位置までのピッチＬ２と、が同一（Ｌ１＝Ｌ２）であることが好ましい。すなわち、ｔ２＝ｔ１１＋ｔ１２＋ｔ１３＋ｔ３＋ｔ４となり、第１の透光性部材１１と第１の接着層１３１と位相差板１３２とからなる積層物の厚みｔ１は、以下の式で定義される。なお、偏光分離膜１３４と反射膜１４１の膜厚は他の層の厚みに比べて無視できる程に小さい。
【００２４】
［式４］
ｔ１＝ｔ２−ｔ３−ｔ４      ・・・（１）
【００２５】
次に、第１実施形態にかかる光学物品の製造方法について図４から図７を用いて説明する。図４は第１実施形態における積層の工程を説明する概略図、図５は第１実施形態における研磨工程を説明する概略図、図６は第１実施形態における切断工程を説明する概略図、図７は第１実施形態における切断工程を説明する概略図である。
まず、第１の透光性部材１１を形成するための短冊状光学ブロック１１Ａと第２の透光性部材１２を形成するための短冊状光学ブロック１２Ａとを用意する。これらの短冊状光学ブロック１１Ａ，１２Ａの材質は第１の透光性部材１１や第２の透光性部材１２と同じである。
【００２６】
［１．研磨前接着工程］
図４（Ａ）に示すように、短冊状光学ブロック１１Ａの一方の面に接着剤を塗布して第１の接着層１３１を形成し、この第１の接着層１３１によって、短冊状位相差板１３２Ａを接着させる。このように、短冊状光学ブロック１１Ａ、第１の接着層１３１、短冊状位相差板１３２Ａからなる積層体を積層体２０とする。
【００２７】
［２．研磨工程］
研磨を行う装置としては、図５（Ａ）に示されるように、平板状の支持板９１と、支持板９１の支持面９１Ａに平行な研磨面９２Ａを有し、支持面９１Ａに対して研磨面９２Ａを平行に保った状態で円を描くように動作可能な砥石９２を有する装置を用いる。
［２−１．第１の研磨工程］
図５（Ａ）に示すように、複数の積層体２０を、短冊状位相差板１３２Ａが支持面９１Ａに接する状態となるように支持板９１上で支持する。各積層体２０は、短冊状光学ブロック１１Ａおよび第１の接着層１３１の厚みが同一ではなく、また、一つの積層体２０においても短冊状光学ブロック１１Ａおよび第１の接着層１３１の厚みが不均一となっている。
第１の研磨工程では、このような厚みにばらつきのある積層体２０が所定の厚みとなるように、例えば、短冊状光学ブロック１１Ａを図５（Ａ）に示すラインｌの位置まで研磨することにより、積層体２０の総厚を均一にする。これにより、ラインｌの位置に基準面２０Ａが形成される。また、この基準面２０Ａは短冊状位相板１３２Ａの表面と実用上平行な面に形成されている。
【００２８】
［２−２．第２の研磨工程］
次に、図５（Ｂ）に示すように、積層体２０を反転させ、基準面２０Ａが支持面９１Ａに接する状態となるように支持板９１上で支持する。第１の研磨工程で、積層体２０の総厚みが均一であり、且つ短冊状位相板１３２Ａの表面と支持面９１Ａは平行に支持されるので、短冊状位相板１３２Ａは均一に研磨される。そして、短冊状位相差板１３２Ａが研磨され、厚みがｔ１の積層体２０が形成される。
【００２９】
［３．反射膜および偏光分離膜形成工程］
図４（Ｂ）に示すように、短冊状光学ブロック１２Ａの一方の面に偏光分離膜１３４を形成するための偏光分離膜１３４Ａを形成し、一方の面とは反対側の面に反射膜１４１を形成するための反射膜１４１Ａを形成する。偏光分離膜１３４Ａおよび反射膜１４１Ａの形成方法は、真空蒸着，イオンアシスト蒸着、イオンプレーティング法、スパッタ法等の従来の方法を用いて形成する。このようして得られた積層体を積層体３０とする。
【００３０】
［４．貼合工程］
図４（Ｃ）に示すように、積層体２０の短冊状光学ブロック１１Ａと積層体３０の反射膜１４１とを接着剤を介して貼り合わせ、一体化させる。ここで塗布した接着剤からなる層は、第３の接着層１４２となる。このようにして得られた積層体を積層体４０とする。
そして、積層体４０を、接着剤からなる第２の接着層１３３を介して複数積層し、図６（Ａ）に示されるような積層体５０を作成する。
【００３１】
［５．切断工程］
切断工程では、積層体５０を所定形状に切断する。
図６（Ａ）に示されるように、両端部が揃えられた状態の積層体５０を用意する。
そして、図６（Ｂ）に示されるように、積層された短冊状光学ブロック１１Ａ，１２Ａに、その平面に対して４５°の方向Ｌに沿って所定間隔毎に切断する。切断された１つのブロック１１Ｃを図７（Ａ）に示す。図７（Ａ）に示される通り、ブロック１１Ｃは端面が平行四辺形とされる。そして、ブロック１１Ｃには偏光分離変換部１３と反射部１４とが所定間隔毎に配置された構造となる。その後、ブロック１１Ｃの所定位置をその平面に対して垂直な方向Ｖ１に沿って切断する。
［６．接合工程］
図７（Ｂ）に示される通り、切断されたブロック１１Ｃを左右に並べて接合し、偏光分離変換素子１が成形される。
【００３２】
従って、第１実施形態では、以下の作用効果を奏することができる。
（１）短冊状光学ブロック１１Ａを用意し、この短冊状光学ブロック１１Ａの一方の面に接着剤からなる第１の接着層１３１を介して短冊状位相差板１３２Ａを接着させて積層体２０を形成する。そして、積層体２０の短冊状位相差板１３２Ａが支持面９１Ａに接する状態となるように支持板９１上で支持して短冊状光学ブロック１１Ａを研磨することにより積層体２０の総厚を均一にした後、積層体２０を基準面２０Ａが支持面９１Ａに接する状態に反転させ、短冊状位相差板１３２Ａを研磨する方法を採用した。そのため、短冊状光学ブロック１１Ａまたは第１の接着層１３１の厚みが不均一であったとしても、最初に短冊状光学ブロック１１Ａを研磨して積層体２０の総厚を均一化するので、その後の第２の研磨工程において、短冊状位相差板１３２Ａの厚みを均一に研磨することができる。すなわち、短冊状位相差板１３２Ａの表面と、短冊状位相差板１３２Ａと第１の接着層１３１との界面と、が平行な状態に保たれる。したがって、偏光変換効率に影響を及ぼすことのない高精度な偏光分離変換素子１を製造することができる。
【００３３】
（２）前述のように、短冊状光学ブロック１１Ａおよび第１の接着層１３１の厚みが不均一であっても、総厚が均一かつ高精度な偏光分離変換素子１を製造することができるため、短冊状光学ブロック１１Ａの厚み精度および第１の接着層１３１を塗布する際の精度が要求されない。したがって、製造工程が容易になるため、安価な偏光分離変換素子１を効率よく製造することができる。
【００３４】
[第２実施形態]
次に、本発明の第２実施形態を図８および図９に基づいて説明する。第２実施形態では、偏光分離変換素子の偏光分離変換部の構成および製造方法が第１実施形態とは異なる。
図８は本発明の第２実施形態の光学物品である偏光分離変換素子を示す要部拡大断面図であり、図９は第２実施形態における積層工程を説明する概略図である。
図８において、偏光分離変換部１５は、第１の接着層１５１と位相差板１５２と偏光分離膜１５３と第２の接着層１５４と、を備えている。
偏光分離膜１５３は第１実施形態の偏光分離膜１３４と同様の構成であり、位相差板１５２は第１実施形態の位相差板１３２と同様の構成である。第１の接着層１５１および第２の接着層１５４に使用される接着剤も第１実施形態で使用したものと同様のものを使用することができる。
【００３５】
これらの層の厚みを、図８を参照して以下のように定義する。
第１の透光性部材１１の厚みをｔ１１、第１の接着層１５１の厚みをｔ１２、位相差板１５２の厚みをｔ１３、第２の透光性部材１２の厚みをｔ２、第２の接着層１５４の厚みをｔ３、第３の接着層１４２の厚みをｔ４とする。
ここで、偏光分離変換素子６に入射する入射光に対する射出光の光量を確保するためには、偏光分離膜１５３の中間位置から第１の透光性部材１１を含む反射膜１４１の中間位置までのピッチＬ１と、偏光分離膜１５３の中間位置から第２の透光性部材１２を含む反射膜１４１の中間位置までのピッチＬ２と、が同一（Ｌ１＝Ｌ２）であることが好ましい。すなわち、ｔ１１＋ｔ１２＋ｔ１３＋ｔ４＝ｔ２＋ｔ３となり、第１の透光性部材１１と第１の接着層１５１と位相差板１５２とからなる積層体の厚みｔ１は、以下の式で定義される。なお、偏光分離膜１５３と反射膜１４１の膜厚は他の層の厚みに比べて無視できる程に小さい。
【００３６】
［式５］
ｔ１＝ｔ２＋ｔ３−ｔ４      ・・・（２）
【００３７】
このような構成の偏光分離変換素子６の製造方法について図９を用いて説明する。
［１．研磨前接着工程］
まず、第１の透光性部材１１を形成するための短冊状光学ブロック１１Ａを用意し、図９（Ａ）に示すように、短冊状光学ブロック１１Ａの一方の面に接着剤を塗布して第１の接着層１５１を形成し、この第１の接着層１５１の上に位相差板１５２を形成するための短冊状位相差板１５２Ａを積層して、接着させる。このように、短冊状光学ブロック１１Ａ、第１の接着層１５１および短冊状位相差板１５２Ａからなる積層体を積層体６１とする。
【００３８】
［２．研磨工程］
研磨工程では、積層体６１の両方の面を研磨して所定の厚み、すなわち前述の式（２）で示されるｔ１の厚みに加工する。研磨方法としては、第１実施形態で用いた装置を用い、同様の方法で第１の研磨工程および第２の研磨工程を実施する。
［３．偏光分離膜形成工程］
次に、所定の厚みにされた積層体６１の短冊状位相差板１５２Ａの上に偏光分離膜１５３を形成するための偏光分離膜１５３Ａを真空蒸着，イオンアシスト蒸着、イオンプレーティング法、スパッタ法等の従来の方法を用いて形成する。このようにして得られた積層体を積層体６３とする。
【００３９】
［４．反射膜形成工程］
図９（Ｂ）に示すように、短冊状光学ブロック１２Ａの一方の面に反射膜１４１を形成するための反射膜１４１Ａを真空蒸着，イオンアシスト蒸着、イオンプレーティング法、スパッタ法等の従来の方法を用いて形成する。このようして得られた積層体を積層体６４とする。
【００４０】
［５．貼合工程］
図９（Ｃ）に示すように、積層体６３の短冊状光学ブロック１１Ａと積層体６４の反射膜１４１Ａとを接着剤を介して貼り合わせ、一体化させる。ここで塗布した接着剤は、第３の接着層１４２となる。このようにして得られた積層体を積層体６５とする。
そして、積層体６５を、第２の接着層１５４となる接着層を介して複数積層する。
【００４１】
以降は、第１実施形態と同様にして、切断工程および接合工程を実施して、図８に示す偏光分離変換素子６が成形される。
従って、第２実施形態では、第１実施形態の効果（１）（２）と同様の効果を奏することができる。
【００４２】
[第３実施形態]
次に、本発明の第３実施形態を図１０および図１１に基づいて説明する。第３実施形態では、偏光分離変換素子の反射部の構成および製造方法が第１実施形態とは異なる。
図１０は本発明の第３実施形態の光学物品である偏光分離変換素子を示す要部拡大断面図であり、図１１は第３実施形態における積層工程を説明する概略図である。
図１０において、反射部１６は、第１の透光性部材１１側から順に反射膜１６１、第３の接着層１６２が積層されている。反射膜１６１は第１実施形態の反射膜１４１と同様の構成であり、第３の接着層１６２に使用される接着剤も第１実施形態で使用したものと同様のものを使用することができる。
【００４３】
これらの層の厚みを、図１０を参照して以下のように定義する。
第１の透光性部材１１の厚みをｔ１１、第１の接着層１３１の厚みをｔ１２、位相差板１３２の厚みをｔ１３、第２の透光性部材１２の厚みをｔ２、第２の接着層１３３の厚みをｔ３、第３の接着層１６２の厚みをｔ４とする。
ここで、偏光分離変換素子７に入射する入射光に対する射出光の光量を確保するためには、偏光分離膜１３４の中間位置から第１の透光性部材１１を含む反射膜１６１の中間位置までのピッチＬ１と、偏光分離膜１３４の中間位置から第２の透光性部材１２を含む反射膜１６１の中間位置までのピッチＬ２と、が同一（Ｌ１＝Ｌ２）であることが好ましい。すなわち、ｔ１１＋ｔ１２＋ｔ１３＋ｔ３＝ｔ２＋ｔ４となり、第１の透光性部材１１と第１の接着層１３１と位相差板１３２とからなる積層体の厚みｔ１は、以下の式で定義される。なお、偏光分離膜と反射膜の膜厚は他の層の厚みに比べて無視できる程に小さい。
【００４４】
［式６］
ｔ１＝ｔ２−ｔ３＋ｔ４      ・・・（３）
【００４５】
このような構成の偏光分離変換素子７の製造方法について図１１を用いて説明する。
［１．研磨前接着工程］
まず、第１の透光性部材１１を形成するための短冊状光学ブロック１１Ａを用意し、図１１（Ａ）に示すように、短冊状光学ブロック１１Ａの一方の面に接着剤を塗布して第１の接着層１３１を形成し、この第１の接着層１３１の上に位相差板１３２を形成するための短冊状位相差板１３２Ａを積層して接着させる。このようにして得られた積層体を積層体７１とする。
【００４６】
［２．研磨工程］
研磨工程では、積層体７１の両方の面を研磨して所定の厚み、すなわち前述の式（３）で示されるｔ１の厚みに加工する。研磨方法としては、第１実施形態で用いた装置を用い、同様の方法で第１の研磨工程および第２の研磨工程を実施する。
【００４７】
［３．反射膜形成工程］
次に、所定の厚みにされた積層体７１の短冊状光学ブロック１１Ａの他方の面に反射膜１６１を形成するための反射膜１６１Ａを真空蒸着，イオンアシスト蒸着、イオンプレーティング法、スパッタ法等の従来の方法を用いて形成する。このようして得られた積層体を積層体７２とする。
【００４８】
［４．偏光分離膜形成工程］
図１１（Ｂ）に示すように、短冊状光学ブロック１２Ａの一方の面に偏光分離膜１３４を形成するための偏光分離膜１３４Ａを真空蒸着，イオンアシスト蒸着、イオンプレーティング法、スパッタ法等の従来の方法を用いて形成する。このようにして得られた積層体を積層体７３とする。
【００４９】
［５．貼合工程］
図１１（Ｃ）に示すように、積層体７２の反射膜１６１Ａと積層体７３の短冊状光学ブロック１２Ａを接着剤を介して貼り合わせ、一体化させる。ここで塗布した接着剤は、第３の接着層１６２となる。このようにして得られた積層体を積層体７４とする。
そして、積層体７４を、接着剤からなる第２の接着層１３３を介して複数積層する。
【００５０】
以降は、第１実施形態と同様にして、切断工程および接合工程を実施して、図１０に示す偏光分離変換素子７が成形される。
従って、第３実施形態では、第１実施形態の効果（１）（２）と同様の効果を奏することができる。
【実施例】
【００５１】
以下、本実施形態の効果を確認するために、実施例について説明する。
［実施例１］
実施例１は第１実施形態に対応した偏光分離変換素子１の実施例である。各層に用いた材料と厚みは以下の通りである。
第１の透光性部材および第２の透光性部材：ガラス（ＳＣＨＯＴＴ社（独）製、商品名「Ｂ２７０」）、厚み２〜３ｍｍ
位相差板  ：人工水晶、目標中心厚み３０μｍ
接着層    ：光硬化型接着剤（アーデル社製、商品名「ＵＴ２０」）、厚み数μｍ
偏光分離膜：第１実施形態に記載の材料、厚み数μｍ
反射膜    ：第１実施形態に記載の材料、厚み数μｍ
【００５２】
上記構成の偏光分離変換素子を第１実施形態に記載の製造方法で複数作製したところ、作製後の位相差板の厚みは面内２８．５μｍ以上３１．５μｍ以下の範囲内であった。すなわち、位相差板の研磨誤差は±１．５μｍ以内であった。
そして、これらの偏光分離変換素子について、各波長における偏光変換効率を日立製分光光度計Ｕ４１００を用いて測定した。測定結果を図１２に示す。
【００５３】
［比較例１］
実施例１と同様の構成の偏光分離変換素子を、従来の方法で複数作成した。すなわち、積層体２０の短冊状光学ブロック１１Ａが支持面９１Ａに接する状態となるように支持板９１上で支持して短冊状位相差板１３２Ａを研磨した後、積層体２０を反転させ、短冊状位相差板１３２Ａが支持面９１Ａに接する状態となるように支持板９１上で支持して短冊状光学ブロック１１Ａを研磨して、厚みｔ１の積層体２０を形成した。
【００５４】
作製後の位相差板の厚みは２７．０μｍ以上３３．０μｍ以下の範囲内であった。すなわち、位相差板の研磨誤差は±３．０μｍ以内であった。
そして、これらの偏光分離変換素子について、各波長における偏光変換効率を日立製分光光度計Ｕ４１００を用いて測定した。測定結果を図１３に示す。
【００５５】
実施例１では、水晶の厚みのばらつきが面内±１．５μｍであり、比較例１の±３．０μｍに比べてばらつきが小さくなった。
また、図１２および図１３からわかるように、波長５００ｎｍ以上６００ｎｍ以下の領域において、偏光変換効率が安定して高くなっている。
【産業上の利用可能性】
【００５６】
本発明は、液晶プロジェクタ、その他の装置に用いられる光学物品に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の第１実施形態の光学物品である偏光分離変換素子を示す端面図。
【図２】図１の要部拡大断面図。
【図３】図１の要部拡大断面図。
【図４】第１実施形態における積層工程を説明する概略図。
【図５】第１実施形態における研磨工程を説明する概略図。
【図６】第１実施形態における切断工程を説明する概略図。
【図７】第１実施形態における切断工程を説明する概略図。
【図８】本発明の第２実施形態の光学物品である偏光分離変換素子を示す要部拡大断面図。
【図９】第２実施形態における積層工程を説明する概略図。
【図１０】本発明の第３実施形態の光学物品である偏光分離変換素子を示す要部拡大断面図。
【図１１】第３実施形態における積層工程を説明する概略図。
【図１２】実施例１の結果を示すグラフ。
【図１３】比較例１の結果を示すグラフ。
【符号の説明】
【００５８】
１…偏光分離変換素子（光学物品）、１１…第１の透光性部材、１２…第２の透光性部材、１３…偏光分離変換部、１４…反射部、１３１…第１の接着層、１３２…位相差板、１３３…第２の接着層、１３４…偏光分離膜、１４１…反射膜、１４２…第３の接着層
【図１】
2010101992.tif 000003
【図２】
2010101992.tif 000004
【図３】
2010101992.tif 000005
【図４】
2010101992.tif 000006
【図５】
2010101992.tif 000007
【図６】
2010101992.tif 000008
【図７】
2010101992.tif 000009
【図８】
2010101992.tif 000010
【図９】
2010101992.tif 000011
【図１０】
2010101992.tif 000012
【図１１】
2010101992.tif 000013
【図１２】
2010101992.tif 000014
【図１３】
2010101992.tif 000015