(57)【要約】【課題】バイトの形状に依存せずに、所望の微細形状素子を正確に製造することができる微細構造素子の製造方法、この方法により製造された微細構造素子、空間光変調装置及びプロジェクタを提供すること。【解決手段】切削部である平坦バイトにより基板５００に第１の平坦部である上部平坦面３０１を形成する第１平坦部形成工程と、切削部である平坦バイトにより、第１の平坦部である上部平坦面３０１を所定深さｈだけ切削して第２の平坦部である下部平坦面３０２を形成する第２平坦部形成工程と、切削部である平坦バイト４０１により、第２の平坦部である下部平坦面３０２に対して所定の角度θａを有する屈折面である斜面３０３を形成する屈折面形成工程とを含む。【選択図】      図３−１
2005279918.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
切削部により基板に平坦部を形成する平坦部形成工程と、
前記切削部により、前記平坦部に対して所定の角度を有する屈折面を形成する屈折面形成工程と、
を含むことを特徴とする微細構造素子の製造方法。
【請求項２】
前記平坦部とは異なる試し加工領域において、加工データに基づいて前記切削部により所定形状を形成する試し加工工程と、
前記試し加工工程で形成された前記所定形状を測定する形状測定工程と、
前記形状測定工程で得られた測定データと前記加工データとの差分を前記加工データへフィードバックして前記加工データを補正するフィードバック工程と、を含み、
補正された前記加工データに基づいて、前記平坦部形成工程と前記屈折面形成工程とを行うことを特徴とする請求項１に記載の微細構造素子の製造方法。
【請求項３】
前記平坦部形成工程は、前記切削部により前記基板に第１の平坦部を形成する第１平坦部形成工程と、前記切削部により、前記第１の平坦部を所定深さだけ切削して第２の平坦部を形成する第２平坦部形成工程と、を含み、
前記屈折面形成工程において、前記切削部により、前記第２の平坦部に対して所定の角度を有する屈折面を形成することを特徴とする請求項１に記載の微細構造素子の製造方法。
【請求項４】
前記第１の平坦部とは異なる試し加工領域において、加工データに基づいて前記切削部により所定形状を形成する試し加工工程と、
前記試し加工工程で形成された前記所定形状を測定する形状測定工程と、
前記形状測定工程で得られた測定データと前記加工データとの差分を前記加工データへフィードバックして前記加工データを補正するフィードバック工程と、を含み、
補正された前記加工データに基づいて、前記第１平坦部形成工程と前記第２平坦部形成工程と前記屈折面形成工程とを行うことを特徴とする請求項３に記載の微細構造素子の製造方法。
【請求項５】
前記切削部は、少なくとも第１切削部と第２切削部とを有し、
前記第１平坦部形成工程又は前記第２平坦部形成工程と、前記屈折面形成工程とにおいて、同一の切削部を用いることを特徴とする請求項３又は４に記載の微細構造素子の製造方法。
【請求項６】
所定断面内における、前記第１の平坦部の長さは、前記第２の平坦部の長さよりも短いことを特徴とする請求項３〜５のいずれか一項に記載の微細構造素子の製造方法。
【請求項７】
光の透過率が段階的に変化する領域を有するグレースケールマスクを介してレジスト層を露光する露光工程と、
前記レジスト層をエッチングするエッチング工程と、
を含むことを特徴とする微細構造素子の製造方法。
【請求項８】
開口部の面積がそれぞれ異なる複数のマスクを用いてレジスト層を複数回数だけ露光する多重露光工程と、
前記レジスト層をエッチングするエッチング工程と、
を含むことを特徴とする微細構造素子の製造方法。
【請求項９】
開口部の面積が位置により異なるマスクを用いてレジスト層を露光する露光工程と、
前記レジスト層をエッチングするエッチング工程と、
を含むことを特徴とする微細構造素子の製造方法。
【請求項１０】
前記レジスト層に形成された形状をエッチングにより基板に転写する基板形状転写工程をさらに含むことを特徴とする請求項７〜９のいずれか一項に記載の微細構造素子の製造方法。
【請求項１１】
前記レジスト層に形成された形状を金型として、他の部材へ型転写する型転写工程をさらに有することを特徴とする請求項７〜９のいずれか一項に記載の微細構造素子の製造方法。
【請求項１２】
前記基板又は前記レジスト層に形成された形状を母型として複数の金型を形成し、形成された前記複数の金型を用いて、他の部材へ型転写することを特徴とする請求項１〜１１のいずれか一項に記載の微細構造素子の製造方法。
【請求項１３】
第１の金型を用いて前記他の部材の第１面へ型転写し、第２の金型を用いて前記他の部材の第２面へ型転写することを特徴とする請求項１２に記載の微細構造素子の製造方法。
【請求項１４】
請求項１〜１３のいずれか一項に記載の微細構造素子の製造方法により製造された微細構造素子。
【請求項１５】
請求項１４に記載の微細構造素子を有することを特徴とする空間光変調装置。
【請求項１６】
照明光を供給する光源と、
前記照明光を画像信号に応じて変調する請求項１５に記載の空間光変調装置と、
変調された光を投写する投写レンズと、を有することを特徴とするプロジェクタ。
【請求項１７】
第１色光、第２色光、及び第３色光を含む光を供給する光源と、
前記第１色光を画像信号に応じて変調する第１色光用空間光変調装置と、
前記第２色光を画像信号に応じて変調する第２色光用空間光変調装置と、
前記第３色光を画像信号に応じて変調する第３色光用空間光変調装置と、
前記第１色光用空間光変調装置で変調された光と、前記第２色光用空間光変調装置で変調された光と、前記第３色光用空間光変調装置で変調された光とを合成する色合成光学系と、
前記色合成光学系にて合成された光を投写する投写レンズと、を有し、
前記色合成光学系と前記投写レンズとの間の光路中に、請求項１４に記載の微細構造素子を有することを特徴とするプロジェクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、微細構造素子の製造方法、この方法により製造された微細構造素子、空間光変調装置及びプロジェクタに関し、特にマイクロプリズム等の微細構造素子に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
画像表示装置として、液晶パネル（液晶表示装置）、ＣＲＴ表示装置、プラズマディスプレイ装置等のドットマトリックス画像表示装置が多く用いられている。ドットマトリックス画像表示装置は、二次元的に周期的に配列された多数の画素によって画像を表現する。この時、この周期的配列構造に起因する、いわゆるサンプリングノイズが発生し、画質が劣化する（画像がざらついて見える）現象がみられる。そして、画質が劣化する現象を低減する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開平８−１２２７０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ドットマトリックス画像表示装置においては、画素と画素との間の領域は、不要光を低減するためにブラックマトリックスと呼ばれる遮光部が設けられている。近年、画像表示装置の使用態様として、大画面を比較的近距離から観察する場合が多くなってきている。このため、観察者がブラックマトリックスの像を認識してしまう場合がある。このように、従来のドットマトリックス画像表示装置は、ブラックマトリックスの像のため、スムーズさの少ない画像、又はざらつきを有する画像等のように画質が劣化するという問題点を有している。上述の特許文献１では、ブラックマトリックスの像に起因する画質の劣化を低減し本来の画像を向上させることは、高次の回折の影響により困難である。
【０００５】
このため、観察者がブラックマトリックス等の遮光部を認識することがないように、画像表示装置からの光を、プリズム群へ入射させることが考えられる。プリズム群の平坦部は、画像表示装置からの光をそのまま透過させる。また、プリズム群の屈折面は、画像表示装置からの光を屈折させて透過させる。このような、プリズム群を透過した光は、平坦部を射出した後そのまま直進する光に加えて、プリズムの屈折面で光路を偏向された光も生ずる。光路を偏向された光により、画素像がブラックマトリックス上に形成される。これにより、ブラックマトリックスを認識することを低減できる。
【０００６】
上述のプリズム群を構成する各プリズム素子の形状はミクロンオーダーの微細形状である。従来技術では、所定の領域内に、例えばバイトを用いて切削加工を行うことにより、微細形状のプリズム素子を製造している。
【０００７】
通常、バイトによる切削加工では、所望の形状をしたバイトを予め製造して準備する。そして、このバイトを用いて被加工部材を切削することで、所望の形状を得ている。バイトを製造するときに、バイトの角度は一般に０．１°単位で設定できる。これに対して、プリズム素子は、平坦面と屈折面である斜面とのなす角度が、数百分の一度のオーダー、例えば０．０３°であることが望まれる。このため、プリズム素子を製造するためのバイト自体を製造することができない。
【０００８】
また、加工対象物とバイトとの相対的な位置関係、例えばバイトと加工対象物との間の距離や、加工対象物面の平坦度（高低差）に関する位置合わせは、マイクロスコープ等を用いた場合であっても約３μｍの誤差を生じる程度の精度で行うのが限界である。これに対して、所望とするプリズム素子は、２μｍ以下の深さで基板を切削することにより形成することが望まれる。このため、切削加工を行う工作機械がナノメートルオーダーで加工を制御することが可能であっても、２μｍ以下の深さで切削する加工を高精度に行うことができない。微細形状のプリズム素子は製造が極めて困難であるから、加工時における機械周辺の温度や気圧、機械の温度、バイトの磨耗等の外乱によっても加工精度が左右され易い。加工精度のばらつきがプリズム素子の形状に影響を及ぼすこととなると、高い再現性でプリズム素子を製造することが難しくなる。従って、バイトによる切削加工では、所望のプリズム形状を製造することは困難であるため問題である。
【０００９】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、バイトの形状に依存せずに、所望の微細形状素子を正確に製造することができる微細構造素子の製造方法、この方法により製造された微細構造素子、空間光変調装置及びプロジェクタを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明によれば、切削部により基板に平坦部を形成する平坦部形成工程と、切削部により、平坦部に対して所定の角度を有する屈折面を形成する屈折面形成工程と、を含むことを特徴とする微細構造素子の製造方法を提供することができる。
【００１１】
切削部として、例えば２つの切削部を有するＶ字形状のバイトを用いる場合を考える。まず、一方の切削部が略水平になるまでバイトを傾けた状態で基板を切削することで、平坦部を形成する。バイトの傾き量は、通常の制御方法により１０万分の１程度の機械精度で制御できる。次に、平坦部に対して中心線が略垂直となる位置にバイトを戻し、屈折面を形成する。ここでバイトの中心位置を固定しながらバイトを所望の角度範囲で振ることによって、平坦部に対して所望の角度を有する屈折面を形成することができる。このように、同一の切削部を用いて平坦部と屈折面とを形成する。これにより、切削部の形状に依存せずに、高精度に制御された微小な傾斜角度の屈折部を高精度に形成できる。また、初めに形成される平坦部は、屈折面形成工程のための基準面となる。このため、基板の表面にうねり形状や微細な凹凸形状があったとしても、それらに影響されることなく切削加工ができる。
【００１２】
また、本発明の好ましい態様によれば、平坦部とは異なる試し加工領域において、加工データに基づいて切削部により所定形状を形成する試し加工工程と、試し加工工程で形成された所定形状を測定する形状測定工程と、形状測定工程で得られた測定データと加工データとの差分を加工データへフィードバックして加工データを補正するフィードバック工程と、を含み、補正された加工データに基づいて、平坦部形成工程と屈折面形成工程とを行うことが望ましい。
【００１３】
微細構造素子は、加工データに基づいて形成される。そして、外乱、加工バイトと加工ワークとの相対位置の設定不良などの影響で、加工データどおりに形状が形成されないことで所望の加工精度が得られない現象が生ずる。本態様では、予め試し加工領域において、加工した所定形状を実際に測定する。微細形状の測定には、原子間力顕微鏡やレーザ顕微鏡や干渉式光学測定器を用いることが望ましい。そして、測定された微細形状素子の測定データと、元の加工データとを比較して、両データの差分を演算する。演算された差分は、加工データへフィードバックされる。次に、差分量だけ補正された加工データに基づいて、平坦部形成工程、及び屈折面形成工程等を行う。これにより、外乱等の影響が低減された形状加工を行うことができる。試し加工領域は、微細構造素子が形成される基板において、周辺部の不要な領域を用いることができる。また、試し加工領域は、微細構造素子が形成される基板と異なる別個の他の基板を用いても良い。この場合、まず、加工機械に試し加工用の他の基板をセットして、上述の手順により加工データの補正を行う。そして、加工機械から他の基板を取り外して、微細構造素子を作りこむ本加工用の基板をセットする。最後に、本加工用の基板に対して、補正された加工データに基づいた切削加工を行うことができる。
【００１４】
また、本発明の好ましい態様によれば、平坦部形成工程は、切削部により基板に第１の平坦部を形成する第１平坦部形成工程と、切削部により、第１の平坦部を所定深さだけ切削して第２の平坦部を形成する第２平坦部形成工程と、を含み、屈折面形成工程において、切削部により、第２の平坦部に対して所定の角度を有する屈折面を形成することが望ましい。
【００１５】
切削部として、例えばいわゆる平坦バイトを用いる場合を考える。平坦バイトにより基板を切削して第１の平坦部を形成する。次に、第１の平坦部から所定深さの位置に第２の平坦部を形成する。そして、平坦バイトを所定の角度だけ傾斜させる。平坦バイトの傾き量は、通常の制御方法により１０万分の１程度の機械精度で制御できる。傾いた状態の平坦バイトで、屈折面形成工程において、屈折面となる斜面を加工する。ここで、第１の平坦部を形成した後、第２平坦部形成工程と屈折面形成工程とを行う順番は何れを先に行っても良い。本態様では、同一の切削部を用いて、第１の平坦部と屈折面と、又は第２の平坦部と屈折面とを形成している。これにより、切削部である平坦バイトの形状に依存せずに、高精度に制御された微小な傾斜角度の屈折部を高精度に形成できる。また、初めに形成される第１の平坦部は、第２平坦部形成工程や屈折面形成工程のための基準面としての加工領域となる。このため、基板の表面にうねり形状や微細な凹凸形状に影響されることなく、切削加工ができる。
【００１６】
また、本発明の好ましい態様によれば、第１の平坦部とは異なる試し加工領域において、加工データに基づいて切削部により所定形状を形成する試し加工工程と、試し加工工程で形成された所定形状を測定する形状測定工程と、形状測定工程で得られた測定データと前記加工データとの差分を加工データへフィードバックして加工データを補正するフィードバック工程と、を含み、補正された加工データに基づいて、第１平坦部形成工程と第２平坦部形成工程と屈折面形成工程とを行うことが望ましい。
【００１７】
微細構造素子は、加工データに基づいて形成される。そして、外乱、加工バイトと加工ワークとの相対位置の設定不良などの影響で、加工データどおりに形状が形成されないことで所望の加工精度が得られない現象が生ずる。本態様では、予め試し加工領域において、加工した所定形状を実際に測定する。微細形状の測定には、原子間力顕微鏡やレーザ顕微鏡や干渉式光学測定器を用いることが望ましい。そして、測定された微細形状素子の測定データと、元の加工データとを比較して、両データの差分を演算する。演算された差分は、加工データへフィードバックされる。次に、差分量だけ補正された加工データに基づいて、第１平坦部形成工程、第２平坦部形成工程、屈折面形成工程等を行う。これにより、外乱等の影響が低減された形状加工を行うことができる。試し加工領域は、微細構造素子が形成される基板において、周辺部の不要な領域を用いることができる。また、試し加工領域は、微細構造素子が形成される基板と異なる別個の他の基板を用いても良い。この場合、まず、加工機械に試し加工用の他の基板をセットして、上述の手順により加工データの補正を行う。そして、加工機械から他の基板を取り外して、微細構造素子を作りこむ本加工用の基板をセットする。最後に、本加工用の基板に対して、補正された加工データに基づいた切削加工を行うことができる。
【００１８】
また、本発明の好ましい態様によれば、切削部は、少なくとも第１切削部と第２切削部とを有し、第１平坦部形成工程又は第２平坦部形成工程と、屈折面形成工程とにおいて、同一の切削部を用いることが望ましい。切削部として、例えば第１切削部と第２切削部とを有するＶ字形状のバイトを用いることができる。そして、第１の平坦部、又は第２の平坦部を加工するときに使用した切削部と同一の切削部で隣接する屈折面を形成する。例えば、第１の平坦部を第１切削部で加工したときは、その第１切削部を用いて隣接する屈折面を形成する。これにより、微小な角度を有する屈折面を高精度に形成できる。
【００１９】
また、本発明の好ましい態様によれば、所定断面内における、第１の平坦部の長さは、第２の平坦部の長さよりも短いことが望ましい。上述したように、基板を切削加工して第１の平坦部を予め形成する。このときに、平坦バイトを用いると、第１の平坦部の表面に加工筋が残ってしまうことがある。加工筋は、微細構造素子を光学素子として用いる場合、散乱光を生ずる原因となるため好ましくない。本態様では、第１の平坦部の長さは、第２の平坦部の長さよりも短いように切削加工を行う。加工筋は平坦バイトの幅と略同一のピッチで形成されている。このため、第１の平坦部の長さが、第２の平坦部の長さよりも短くなるように屈折面を形成する。これにより、加工筋は切削部により削り取られてしまう。この結果、加工筋による散乱光を生じることを低減できる。
【００２０】
また、本発明によれば、光の透過率が段階的に変化する領域を有するグレースケールマスクを介してレジスト層を露光する露光工程と、レジスト層をエッチングするエッチング工程と、を含むことを特徴とする微細構造素子の製造方法を提供できる。本発明では、グレースケールマスクからの露光量に応じてレジスト層がエッチングされる。例えば、均一な露光量の領域と、階段状に露光量が変化する領域とを有するマスクを用いる。均一な露光量の領域は、平坦部が形成される。また、階段状に露光量が変化する領域は、屈折面である斜面が形成される。平坦部と屈折面との成す角度は、マスクの透過率により容易に制御できる。このようなフォトリソグラフィ技術を用いると、平坦部と屈折面とを所定の相対関係で、かつ同時に形成することができる。このため、平坦部と屈折面とのなす角度や切削する深さを容易に制御できる。この結果、平坦部と屈折面との成す角度が微小な微細構造素子を製造できる。本発明は、マイクロレンズとは異なる、微小な角度の斜面部を有する屈折光学素子の形成に有効である。
【００２１】
また、本発明によれば、開口部の面積がそれぞれ異なる複数のマスクを用いてレジスト層を複数回数だけ露光する多重露光工程と、レジスト層をエッチングするエッチング工程と、を含むことを特徴とする微細構造素子の製造方法を提供できる。本発明では、露光に際して、複数枚のマスクを用意する。各マスクは、それぞれ開口部の大きさが異なっている。例えば、３枚のマスクを用いる場合を考える。第１のマスクは、第１の大きさの開口部を複数有している。第２のマスクは、第２の大きさの開口部を複数有している。さらに、第３のマスクは、第３の大きさの開口部を複数有している。ここで、開口部の大きさは、
第１の大きさの開口部＜第２の大きさの開口部＜第３の大きさの開口部
となるように構成する。そして、これら３枚のマスクを用いて３回の多重露光を行う。この結果、レジスト層においては、均一な露光量の領域と、３段階の階段状に露光量が変化する領域とが生ずる。均一な露光量の領域は、平坦部が形成される。また、階段状に露光量が変化する領域は、屈折面である斜面が形成される。これにより、平坦部と屈折面との成す角度は、マスクの開口部の大きさにより容易に制御できる。この結果、平坦部と屈折面との成す角度が微小な微細構造素子を製造できる。本発明は、マイクロレンズとは異なる、微小な角度の斜面部を有する屈折光学素子の形成に有効である。
【００２２】
また、本発明によれば、開口部の面積が位置により異なるマスクを用いてレジスト層を露光する露光工程と、レジスト層をエッチングするエッチング工程とを含むことを特徴とする微細構造素子の製造方法を提供できる。本発明では、開口部の面積が位置により異なるマスクを用いる。例えば、面積の異なるドット状の領域を適当に分布させる。これにより、マスクの透過率が一定の領域や階段状に変化する領域を形成できる。このマスクを介してレジスト層に露光を行う。この結果、レジスト層においては、均一な露光量の領域と、階段状に露光量が変化する領域とが生ずる。均一な露光量の領域は、平坦部が形成される。また、階段状に露光量が変化する領域は、屈折面である斜面が形成される。これにより、平坦部と屈折面との成す角度は、マスクの開口部の大きさと位置により容易に制御できる。この結果、平坦部と屈折面との成す角度が微小な微細構造素子を製造できる。なお、面積の異なる領域は、ドット状の他に、矩形状、短冊状などを挙げることができる。本発明は、マイクロレンズとは異なる、微小な角度の斜面部を有する屈折光学素子の形成に有効である。
【００２３】
また、本発明の好ましい態様によれば、レジスト層に形成された形状をエッチングにより基板に転写する基板形状転写工程とさらに有することが望ましい。これにより、例えば石英又は硝子の基板に対して、レジストに形成された形状を製造できる。
【００２４】
また、本発明の好ましい態様によれば、レジスト層に形成された形状を金型として、他の部材へ型転写する型転写工程をさらに有することが望ましい。例えば、所定の形状が形成されたレジスト層にＮｉ等を鍍金して金型を作成する。そして、この金型を用いてレプリカを容易に製造できる。
【００２５】
また、本発明の好ましい態様によれば、基板又はレジスト層に形成された形状を母型として複数の金型を形成し、形成された複数の金型を用いて、他の部材へ型転写することが望ましい。例えば、所定の形状が形成されたレジスト層にＮｉ等を鍍金して複数の金型を作成する。そして、この複数の金型を用いてレプリカを製造する。単独の大型な金型を形成することが困難であっても、複数の金型を用いることで、容易にレプリカを製造することができる。また、同一の母型を用いて複数の金型を製造することで、正確な形状で、均一かつ高精細な画像を得ることが可能なプリズム群を得られる。
【００２６】
また、本発明の好ましい態様によれば、第１の金型を用いて他の部材の第１面へ型転写し、第２の金型を用いて他の部材の第２面へ型転写することが望ましい。第１の金型と第２の金型とを用いて第１面、第２面にそれぞれ型転写することで、第１面及び第２面にプリズム素子を有するプリズム群を容易に形成できる。また、第１の金型及び第２の金型を同一の母型を用いて製造することで、正確な形状で、均一かつ高精細な画像を得ることが可能なプリズム群を得られる。
【００２７】
また、本発明によれば、上述の微細構造素子の製造方法により製造された微細構造素子を提供できる。これにより平坦部、及び平坦部と微小な角度をなす屈折面を有する微細構造素子を製造することができる。
【００２８】
また、本発明によれば、上述の微細構造素子を有することを特徴とする空間光変調装置を提供できる。例えば、マイクロプリズム素子からなるプリズム群を有する透過型の液晶型空間光変調装置を得ることができる。所望の形状が形成されたプリズム群を光が透過することで、射出光の方向を正確に所定方向へ屈折させて偏向できる。このため、空間光変調装置の画素間のブラックマトリックス部の投写像上へ、画素からの光を屈折させて導くことができる。この結果、ブラックマトリックス部を認識することなく、高品質な画像を得ることができる。
【００２９】
また、本発明によれば、照明光を供給する光源と、照明光を画像信号に応じて変調する上述の空間光変調装置と、変調された光を投写する投写レンズと、を有することを特徴とするプロジェクタを提供できる。本発明では、上述の空間光変調装置を備えているので、高品質な投写像を得ることができる。
【００３０】
また、本発明によれば、第１色光、第２色光、第３色光を含む光を供給する光源と、第１色光を画像信号に応じて変調する第１色光用空間光変調装置と、第２色光を画像信号に応じて変調する第２色光用空間光変調装置と、第３色光を画像信号に応じて変調する第３色光用空間光変調装置と、第１色光用空間光変調装置で変調された光と、第２色光用空間光変調装置で変調された光と、第３色光用空間光変調装置で変調された光とを合成する色合成光学系と、色合成光学系からの光を投写する投写レンズと、を有し、色合成光学系と投写レンズとの間の光路中に、上記の微細構造素子を有することを特徴とするプロジェクタを提供することができる。本発明では、上記の微細構造素子を備えているので、高品質な投写像を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下に、本発明の実施例１に係るプロジェクタ１００を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例により本発明が限定されるものではない。
【実施例１】
【００３２】
初めに図１を参照して、本発明の実施例１に係るプロジェクタの概略構成を説明する。次に、図２以降を参照して、本実施例の特徴的な構成を説明する。まず、図１において、光源部である超高圧水銀ランプ１０１は、第１色光である赤色光（以下、「Ｒ光」という。）、第２色光である緑色光（以下、「Ｇ光」という。）、及び第３色光である青色光（以下、「Ｂ光」という。）を含む光を供給する。インテグレータ１０４は、超高圧水銀ランプ１０１からの光の照度分布を均一化する。照度分布を均一化された光は、偏光変換素子１０５にて特定の振動方向を有する偏光光、例えばｓ偏光光に変換される。ｓ偏光光に変換された光は、色分離光学系を構成するＲ光透過ダイクロイックミラー１０６Ｒに入射する。以下、Ｒ光について説明する。Ｒ光透過ダイクロイックミラー１０６Ｒは、Ｒ光を透過し、Ｇ光、Ｂ光を反射する。Ｒ光透過ダイクロイックミラー１０６Ｒを透過したＲ光は、反射ミラー１０７に入射する。反射ミラー１０７は、Ｒ光の光路を９０度折り曲げる。光路を折り曲げられたＲ光は、第１色光であるＲ光を画像信号に応じて変調する第１色光用空間光変調装置１１０Ｒに入射する。第１色光用空間光変調装置１１０Ｒは、Ｒ光を画像信号に応じて変調する透過型の液晶表示装置である。なお、ダイクロイックミラーを透過しても、光の偏光方向は変化しないため、第１色光用空間光変調装置１１０Ｒに入射するＲ光は、ｓ偏光光のままの状態である。
【００３３】
第１色光用空間光変調装置１１０Ｒは、λ/２位相差板１２３Ｒ、ガラス板１２４Ｒ、第１偏光板１２１Ｒ、液晶パネル１２０Ｒ、及び第２偏光板１２２Ｒを有する。液晶パネル１２０Ｒの詳細な構成については後述する。λ/２位相差板１２３Ｒ及び第１偏光板１２１Ｒは、偏光方向を変換させない透光性のガラス板１２４Ｒに接する状態で配置される。これにより、第１偏光板１２１Ｒ及びλ/２位相差板１２３Ｒが、発熱により歪んでしまうという問題を回避できる。なお、図１において、第２偏光板１２２Ｒは独立して設けられているが、液晶パネル１２０Ｒの射出面や、クロスダイクロイックプリズム１１２の入射面に接する状態で配置しても良い。
【００３４】
第１色光用空間光変調装置１１０Ｒに入射したｓ偏光光は、λ/２位相差板１２３Ｒによりｐ偏光光に変換される。ｐ偏光光に変換されたＲ光は、ガラス板１２４Ｒ及び第１偏光板１２１Ｒをそのまま透過し、液晶パネル１２０Ｒに入射する。液晶パネル１２０Ｒに入射したｐ偏光光は、画像信号に応じた変調により、Ｒ光がｓ偏光光に変換される。液晶パネル１２０Ｒの変調により、ｓ偏光光に変換されたＲ光が、第２偏光板１２２Ｒから射出される。このようにして、第１色光用空間光変調装置１１０Ｒで変調されたＲ光は、色合成光学系であるクロスダイクロイックプリズム１１２に入射する。
【００３５】
次に、Ｇ光について説明する。Ｒ光透過ダイクロイックミラー１０６Ｒで反射された、Ｇ光とＢ光とは光路を９０度折り曲げられる。光路を折り曲げられたＧ光とＢ光とは、Ｂ光透過ダイクロイックミラー１０６Ｇに入射する。Ｂ光透過ダイクロイックミラー１０６Ｇは、Ｇ光を反射し、Ｂ光を透過する。Ｂ光透過ダイクロイックミラー１０６Ｇで反射されたＧ光は、第２色光であるＧ光を画像信号に応じて変調する第２色光用空間光変調装置１１０Ｇに入射する。第２色光用空間光変調装置１１０ＧはＧ光を画像信号に応じて変調する透過型の液晶表示装置である。第２色光用空間光変調装置１１０Ｇは、液晶パネル１２０Ｇ、第１偏光板１２１Ｇ及び第２偏光板１２２Ｇを有する。液晶パネル１２０Ｇの詳細に関しては後述する。
【００３６】
第２色光用空間光変調装置１１０Ｇに入射するＧ光は、ｓ偏光光に変換されている。第２色光用空間光変調装置１１０Ｇに入射したｓ偏光光は、第１偏光板１２１Ｇをそのまま透過し、液晶パネル１２０Ｇに入射する。液晶パネル１２０Ｇに入射したｓ偏光光は、画像信号に応じた変調により、Ｇ光がｐ偏光光に変換される。液晶パネル１２０Ｇの変調により、ｐ偏光光に変換されたＧ光が、第２偏光板１２２Ｇから射出される。このようにして、第２色光用空間光変調装置１１０Ｇで変調されたＧ光は、色合成光学系であるクロスダイクロイックプリズム１１２に入射する。
【００３７】
次に、Ｂ光について説明する。Ｂ光透過ダイクロイックミラー１０６Ｇを透過したＢ光は、２枚のリレーレンズ１０８と、２枚の反射ミラー１０７とを経由して、第３色光であるＢ光を画像信号に応じて変調する第３色光用空間光変調装置１１０Ｂに入射する。第３色光用空間光変調装置１１０Ｂは、Ｂ光を画像信号に応じて変調する透過型の液晶表示装置である。
【００３８】
なお、Ｂ光にリレーレンズ１０８を経由させるのは、Ｂ光の光路の長さがＲ光及びＧ光の光路の長さよりも長いためである。リレーレンズ１０８を用いることにより、Ｂ光透過ダイクロイックミラー１０６Ｇを透過したＢ光を、そのまま第３色光用空間光変調装置１１０Ｂに導くことができる。第３色光用空間光変調装置１１０Ｂは、λ/２位相差板１２３Ｂ、ガラス板１２４Ｂ、第１偏光板１２１Ｂ、液晶パネル１２０Ｂ、及び第２偏光板１２２Ｂを有する。なお、第３色光用空間光変調装置１１０Ｂの構成は、上述した第１色光用空間光変調装置１１０Ｒの構成と同様なので、詳細な説明は省略する。
【００３９】
第３色光用空間光変調装置１１０Ｂに入射するＢ光は、ｓ偏光光に変換されている。第３色光用空間光変調装置１１０Ｂに入射したｓ偏光光は、λ/２位相差板１２３Ｂによりｐ偏光光に変換される。ｐ偏光光に変換されたＢ光は、ガラス板１２４Ｂ及び第１偏光板１２１Ｂをそのまま透過し、液晶パネル１２０Ｂに入射する。液晶パネル１２０Ｂに入射したｐ偏光光は、画像信号に応じた変調により、Ｂ光がｓ偏光光に変換される。液晶パネル１２０Ｂの変調により、ｓ偏光光に変換されたＢ光が、第２偏光板１２２Ｂから射出される。第３色光用空間光変調装置１１０Ｂで変調されたＢ光は、色合成光学系であるクロスダイクロイックプリズム１１２に入射する。このように、色分離光学系を構成するＲ光透過ダイクロイックミラー１０６ＲとＢ光透過ダイクロイックミラー１０６Ｇとは、超高圧水銀ランプ１０1から供給される光を、第１色光であるＲ光と、第２色光であるＧ光と、第３色光であるＢ光とに分離する。
【００４０】
色合成光学系であるクロスダイクロイックプリズム１１２は、２つのダイクロイック膜１１２ａ、１１２ｂをＸ字型に直交して配置して構成されている。ダイクロイック膜１１２ａは、Ｂ光を反射し、Ｒ光、Ｇ光を透過する。ダイクロイック膜１１２ｂは、Ｒ光を反射し、Ｂ光、Ｇ光を透過する。このように、クロスダイクロイックプリズム１１２は、第１色光用空間光変調装置１１０Ｒ、第２色光用空間光変調装置１１０Ｇ、及び第３色光用空間光変調装置１１０Ｂでそれぞれ変調されたＲ光、Ｇ光及びＢ光を合成する。投写レンズ１１４は、クロスダイクロイックプリズム１１２で合成された光をスクリーン１１６に投写する。これにより、スクリーン１１６上でフルカラー画像を得ることができる。
【００４１】
なお、上述のように、第１色光用空間光変調装置１１０Ｒ及び第３色光用空間光変調装置１１０Ｂからクロスダイクロイックプリズム１１２に入射される光は、ｓ偏光光となるように設定される。また、第２色光用空間光変調装置１１０Ｇからクロスダイクロイックプリズム１１２に入射される光は、ｐ偏光光となるように設定される。このようにクロスダイクロイックプリズム１１２に入射される光の偏光方向を異ならせることで、クロスダイクロイックプリズム１１２において各色光用空間光変調装置から射出される光を有効に合成できる。ダイクロイック膜１１２ａ、１１２ｂは、通常、ｓ偏光光の反射特性に優れる。このため、ダイクロイック膜１１２ａ、１１２ｂで反射されるＲ光及びＢ光をｓ偏光光とし、ダイクロイック膜１１２ａ、１１２ｂを透過するＧ光をｐ偏光光としている。
【００４２】
次に、図２を用いて液晶パネルの詳細について説明する。図１で説明したプロジェクタ１００は、３つの液晶パネル１２０Ｒ、１２０Ｇ、１２０Ｂを備えている。これら３つの液晶パネル１２０Ｒ、１２０Ｇ、１２０Ｂは変調する光の波長領域が異なるだけであり、基本的構成は同一である。このため、液晶パネル１２０Ｒを代表例にして以後の説明を行う。
【００４３】
図２は液晶パネル１２０Ｒの斜視断面図である。超高圧水銀ランプ１０１からのＲ光は、図２の下側から液晶パネル１２０Ｒに入射し、上側からスクリーン１１６の方向へ射出する。入射側防塵透明プレート２０１の内側には、透明電極等を有する対向基板２０２が形成されている。また、射出側防塵透明プレート２０６の内側にはＴＦＴ（薄膜トランジスタ）や透明電極等を有するＴＦＴ基板２０５が形成されている。そして、対向基板２０２とＴＦＴ基板２０５とを対向させて、入射側防塵透明プレート２０１と射出側防塵透明プレート２０６とを貼り合わせる。
【００４４】
対向基板２０２とＴＦＴ基板２０５との間には、画像表示のための液晶層２０４が封入されている。また、液晶層２０４の入射光側、例えば対向基板２０２には、遮光のためのブラックマトリックス形成層２０３が設けられている。プリズム群２１０は、入射側は接着層２１１を介してＴＦＴ基板２０５に固着されている。さらに、プリズム群２１０は、射出側は接着層２１２を介してカバー硝子２１３に固着されている。
【００４５】
プリズム群２１０は、２組の直交するプリズム素子から構成されている。図３−１は、プリズム群２１０を構成する２組のプリズムのうち、射出側のプリズム素子２１０ａの構成を示す。プリズム素子２１０ａは、ｘ軸方向における断面形状が略台形形状である。また、プリズム素子２１０ａは、ｘ軸方向に略直交するｙ軸方向に長手方向を有している。プリズム素子２１０ａのｘ軸方向における断面形状の台形形状のうち、２つの斜面３０３は屈折面として機能する。また、プリズム素子２１０ａのｘ軸方向における断面形状のうち、上部平坦面３０１は第１の平坦部として機能する。さらに、下部平坦面３０２は第２の平坦部として機能する。
【００４６】
屈折面である斜面３０３は、下部平坦面３０２に対して所定の角度θａをなしている。このため、斜面３０３に入射した光は、斜面３０３の角度θａに対応する方向へ屈折する。角度θａは、例えば０．０３〜０．０６°程度である。そして、屈折した光により屈折透過像が形成される。また、上部平坦面３０１又は下部平坦面３０２に入射した光は、そのまま透過する。そのまま透過した光により直接透過像が形成される。
【００４７】
図２に戻って、プリズム群２１０を構成する２組のプリズムのうち、プリズム素子２１０ｂは、プリズム素子２１０ａより入射側に設けられる。プリズム素子２１０ｂの構成は、図３−１に示すプリズム素子２１０ａの構成と略同一である。プリズム素子２１０ｂは、ｙ軸方向における断面形状が略台形形状である。また、プリズム素子２１０ｂは、ｘ軸方向に長手方向を有している。このため、プリズム素子２１０ａとプリズム素子２１０ｂとは、互いに長手方向が略直交するように配置されている。また、不図示の他の組のプリズム素子は、プリズム素子２１０ａ、２１０ｂと同様の構成である。そして、２組のプリズム素子についても、それぞれの長手方向どうしが略直交するように設けられている。
【００４８】
所望の形状が形成されたプリズム素子２１０ａを光が透過することで、射出光の方向を正確に所定方向へ屈折させて偏向できる。このため、各色光用空間光変調装置１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０Ｂの画素間のブラックマトリックス部の投写像上へ、画素からの光を屈折させて導くことができる。この結果、ブラックマトリックス部を認識することなく、高品質な画像を得ることができる。また、この各色光用空間光変調装置１１０Ｒ、１１０Ｇ、１１０Ｂを備えているプロジェクタ１００によれば、高品質な投写像を得ることができる。
【００４９】
なお、図１で示した構成では、第１偏光板１２１Ｒ、第２偏光板１２２Ｒを、液晶パネル１２０Ｒに対して別体に設けている。しかし、これに代えて、入射側防塵用透明プレート２０１と対向基板２０２との間、射出側防塵透明プレート２０６とＴＦＴ基板２０５との間などにも偏光板を設けることもできる。図４に示すプロジェクタ１１００のように、プリズム群１１１０は、クロスダイクロイックプリズム１１２と投写レンズ１１４との間に配置しても良い。さらに、プリズム群１１１０は、投写レンズ１１４とスクリーン１１６との間に配置することとしても良い。
【００５０】
クロスダイクロイックプリズム１１４で合成した各色光をプリズム群２１０に入射する構成とすることにより、プリズム群２１０を１つにでき、プロジェクタ１００を簡易な構成にできる。さらに、プリズム群２１０は、第２偏光板１２２Ｒに、又はクロスダイクロイックプリズム１１２のＲ光の入射面に形成しても良い。色光ごとにプリズム群２１０を設ける構成とすると、各波長に対応した屈折角度設定を行うことができる。
【００５１】
空間光変調装置１１０Ｒの変調面とスクリーン１１６とは共役関係にある。このため、空間光変調装置１１０Ｒの変調面上のある一点は、スクリーン１１６上のある一点に結像する。空間光変調装置１１０Ｒ上の一点からの光は、所定の空間的な拡がり角で拡散し、プリズム群２１０上の所定の円形領域を透過する。この円形領域の面積を、単位面積とする。また、プリズム群２１０上において単位面積を有する円形領域を透過した光は、スクリーン１１６上の一点に結像する。単位面積は、照明系のＦナンバー、又は投写系のＦナンバーにより決定される。
【００５２】
プリズム群２１０は、単位面積あたり３周期以上１５周期以下の周期でプリズム素子２１０ａ、２１０ｂを設けることが望ましい。ここで、プリズム素子２１０ａ、２１０ｂの周期とは、プリズム素子２１０ａ、２１０ｂの境界のエッジの数であって、単位面積を有する円形領域の直径に沿う直線に略垂直なプリズム素子２１０ａ、２１０ｂのエッジの数である。プリズム群２１０により回折光が生ずる構造の一つとして、単位面積の領域内におけるプリズム群２１０の周期的な構造を挙げることができる。単位面積あたり３周期以上１５周期以下の周期でプリズム素子２１０ａ、２１０ｂを設けることで、プリズム群２１０の周期的構造に起因する回折光の発生を低減することができる。このほか、プリズム素子２１０ａ、２１０ｂを単位面積あたり３個以上１５個以下となるように設けることで、プリズム群２１０の周期的構造に起因する回折光の発生を低減することもできる。回折光の発生を低減することで、高精細な画像を表示することができる。
【００５３】
また、好ましくは、プリズム群２１０は、単位面積あたり５周期以上１２周期以下、又は５個以上１２個以下のプリズム素子２１０ａ、２１０ｂを設けることが望ましい。さらに好ましくは、プリズム群２１０は、単位面積あたりに５周期以上１０周期以下、又は５個以上１０個以下のプリズム素子２１０ａ、２１０ｂを設けることが望ましい。これにより、さらに回折光の発生を低減し、さらに高精細な画像を表示することができる。プリズム群２１０は、単位面積の領域内においてプリズム素子をランダムな形状にするか、又はプリズム素子をランダムに配置することとしても良い。プリズム素子の形状又は配列を非周期的にすることで、回折光の発生を低減し、高精細な画像を表示することができる。
【実施例２】
【００５４】
本発明の実施例２に係る微細構造素子であるプリズム群２１０のプリズム素子２１０ａの製造方法を、図５、図６−１、図６−２に基づいて説明する。
【００５５】
本実施例では、まず、プリズム素子２１０ａを形成する工程の前工程として、試し加工工程を行う。図５の工程ａに示す試し加工工程において、他の基板である平板状の試し加工用基板４００に対して、平坦バイト４０１により、切り込みを行う。次に、図５の工程ｂに示すように、平坦バイト４０１を角度θ１だけ傾ける。そして、傾いた平坦バイト４０１で切削し、斜面を形成する。また、図５の工程ｃに示すように、角度θ１と異なる角度θ２だけ平坦バイト４０１を傾けて斜面を形成しても良い。図５の工程ｄに示す形状測定工程において、例えばエッジ部Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４において、加工された形状の深さ、角度等を測定する。そして、切削加工機に設定した加工データと、形状測定工程で得られた測定データとの差分を加工データへフィードバックして、加工データを補正する。補正されたデータは、切削加工機械に記憶される。この切削加工機械を用いて、以下に述べるプリズム素子を形成するときは、補正されたデータに基づいて切削加工が行われる。
【００５６】
ここで、試し加工工程において、平坦部と斜面部との相対的な位置関係は、試し加工用基板４００と切削加工機との位置関係に対応している。このため、試し加工は、微細構造素子であるプリズム素子２１０ａを形成する基板の一部の領域に対して行うこと、微細構造素子であるプリズム素子２１０ａを形成する基板とは異なる別個の基板に対して行うことのいずれでも良い。
【００５７】
次に、試し加工に続く本加工について図６−１、図６−２に基づいて説明する。図６−１の工程ａにおいて、上述の試し加工を行った試し加工用基板４００とは異なる基板５００を用いる。そして、以下に説明する工程では、上述したように補正された加工データに基づいて切削加工が行われる。上述の試し加工工程を行った試し加工用基板４００を不図示の加工機械から取り外す。次に、本加工用の基板５００を加工機械に取り付ける。
【００５８】
平坦部形成工程では、切削部により基板５００に平坦部を形成する。平坦部形成工程は、切削部により基板５００に第１の平坦部を形成する第１平坦部形成工程と、切削部により、第１の平坦部を所定深さだけ切削して第２の平坦部を形成する第２平坦部形成工程と、からなる。図６−１の工程ｂに示す第１平坦部形成工程では、切削部である平坦バイト４０１により基板５００に第１の平坦部である上部平坦面３０１を切削加工する。次に、平坦バイト４０１は、バイトの刃の長さａだけ移動する。移動した平坦バイト４０１は、再び上部平坦面３０１を切削加工する。これを繰り返すことにより、連続した形状の上部平坦面３０１を形成する。
【００５９】
上部平坦面３０１は、後述する下部平坦面３０２を形成する際の基準面となる。また、基板５００の加工表面５００ａにうねり形状や微小な凹凸形状が存在している場合もある。この場合でも、第１平坦部形成工程において、うねり形状や凹凸形状は平坦バイト４０１で切削される。このため、基板５００の加工表面５００ａのうねり形状等に影響されることなく正確な切削加工ができる。また、図６−１の工程ｃに示すように、上部平坦面３０１には、長さａの間隔で平坦バイト４０１が切削する方向に沿って加工筋４０２が形成される。
【００６０】
図６−２の工程ｄに示すように、第２平坦部形成工程において、平坦バイト４０１は、第１の平坦部である上部平坦面３０１から所定深さｈだけ切削を行う。これにより、第２の平坦部である下部平坦面３０２が形成される。続いて、平坦バイト４０１は、予め設定されたプリズム素子の次の下部平坦面３０２を形成する位置に移動する。そして、移動した位置において下部平坦面３０２を切削加工する。これを繰り返して、全ての下部平坦面３０２を形成する。
【００６１】
図６−２の工程ｅ及び工程ｆに示す屈折面形成工程において、平坦バイト４０１を所定の角度θａだけ傾斜させる。屈折面形成工程では、切削部である平坦バイト４０１によって、下部平坦面３０２に対して所定の角度θａを有する屈折面である斜面３０３を形成する。加工機械において、平坦バイト４０１を傾斜させる角度は、例えば１０万分の１程度の精度で制御できる。平坦バイト４０１を傾斜させる角度は、最終的に製造される微細構造素子であるプリズム素子の平坦面と屈折面とのなす角度に対応する。従って、微小な角度θａを有するプリズム素子を極めて正確に製造できる。本実施例では、角度θａは、例えば０．０３°〜０．０６°程度である。また、下部平坦面３０２のエッジ部Ｐ１（工程ｄ）と隣接する斜面３０３のエッジ部Ｐ４（工程ｅ）とが一致するように切削加工を行う。また、下部平坦面３０２のエッジ部Ｐ２（工程ｄ）と隣接する斜面３０３のエッジ部Ｐ３（工程ｆ）とが一致するように切削加工を行う。さらに、斜面３０３を切削するときに、上部平坦面３０１に生じている加工筋４０２を切削、除去するように加工を行う。
【００６２】
加工筋４０２を除去するためには、上部平坦面３０１の長さｂが、下部平坦面の長さａよりも短くなるように平坦バイト４０１の位置、角度、切削量を制御する。これにより、最終的に製造されるプリズム素子には加工筋４０２を生じない。この結果、加工筋４０２に起因する散乱光を低減できる。また、上部平坦面３０１の面積をＳａ、下部平坦面３０２の面積をＳｂ、１つの下部平坦面３０２に隣接する２つの屈折面の面積をＳｃ１、Ｓｃ２とそれぞれしたときに、以下の条件を満足することが望ましい。
Ｓａ：Ｓｃ１：Ｓｃ２：Ｓｂ＝１．２：０．８５：０．８５：０．８０
【００６３】
これにより、上述したようなブラックマトリックスの影響を低減し、かつ引き締まったシャープな投写像を得ることができる。また、本実施例では、同一の切削部である平坦バイト４０１を用いて、第２の平坦部である下部平坦面３０２と、隣接する屈折面である斜面３０３とを形成している。これにより、切削部である平坦バイト４０１の形状に依存せずに、高精度に制御された微小な傾斜角度θａの屈折部である斜面３０３を形成できる。また、基板５００に対して、まず最初に、第１の平坦部である上部平坦面３０１を、平坦バイト４０１で切削加工する。これにより、形成された第１の平坦部である上部平坦面３０１が、次に続く第２平坦部形成工程や屈折面形成工程のための加工領域となる。このため、基板５００の表面にうねり形状や微細な凹凸形状があったとしても、それらに影響されることなく切削加工ができる。
【００６４】
なお、基板５００は、硝子部材からなる平行平板に限られず、例えば、アクリル等の透明樹脂でも良い。さらに、微細形状を形成した平行平板にメッキ処理を行い、金型を製造することもできる。この場合、プリズム素子が形成された基板５００から成形金型を作成する。そして、金型から他の部材、例えば光学的透明樹脂などに型転写を行い、プリズム群を製造する。これにより、さらなる製造コストの低減を図ることができる。加えて、直接、金型を製造するために、ヘビーアロイ（商品名）等の硬質部材を上述の方法で加工しても良い。そして、加工された硬質部材を金型として転写工程によりプリズム群を製造する。転写による複製によって形成されたプリズム群でも、金型上の単位面積と、転写されたプリズム群とにおける、単位面積あたりの平坦部の面積、屈折面の面積は同一である。このため、形状の凹凸が逆となっても、光学素子としての機能は同じである。
【００６５】
また、本実施例では、切削部として平坦バイト４０１を用いたが、これに限られるものではない。例えば、図３−２に示すように、２つの第１切削部５０１ａ、第２切削部５０１ｂを有するＶ字形状のバイト５０１を用いることもできる。この場合、上部平坦面３０１と隣接する斜面３０３とは同一の切削部、例えば第１切削部５０１ａで形成することが望ましい。また、下部平坦面３０２と隣接する斜面３０３とも同一の切削部、例えば第２切削部５０１ｂで形成することが望ましい。何れの場合も、平坦面のエッジ部と、斜面のエッジ部との位置は一致させておくことが望ましい。このようにすることで、角度θａが微小な構造のプリズム素子２１０ａを高精度に製造できる。
【００６６】
次に、図７に基づいて、上述の製造手順のフローを説明する。まず、ステップＳ６０１において、オペレータは、所望の微細形状を形成するための、加工位置、加工角度、加工深さ、バイト回転数、加工速度等の加工データを加工機械の制御部に入力する。そして、必要な形状、例えば、平坦バイトを加工機械のバイトホルダに取り付ける。ステップＳ６０２において、試し加工用のワークである基板を加工機械のホルダにセットする。ワークである基板は、例えば平行平板硝子である。ステップＳ６０３において、基板に、上述したようなエッジ部Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４等の形状を有する溝の試し加工を行う。
【００６７】
ステップＳ６０４において、平行平板硝子をワークホルダから外さずに、そのままの状態で、レーザ顕微鏡や原子間力顕微鏡（Ａｔｏｍｉｃ  Ｆｏｒｃｅ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）や干渉型光学測定器を用いて、試し加工された溝形状の深さ、斜面の角度、ピッチ等を測定する。測定データのパラメータは、ピッチ、角度、深さ、及び平坦面粗さの少なくとも一つであることが望ましい。また、測定対象物である平行平板硝子をワークホルダから取り外して測定を行うこととしても、加工形状の相対関係を測定することにより、フィードバックに必要な情報を得ることは可能である。
【００６８】
ステップＳ６０５において、測定データと加工データとの差分を、加工データへフィードバックする。また、試し加工用ワークを加工機械のホルダから取り外す。そして、ステップＳ６０７において、本加工用のワークを加工機械のホルダにセットする。ステップＳ６０６において、フィードバックされた差分値に基づいて、加工データを補正する。具体的には、バイトの加工角度、切削深さ、ピッチ、平坦面加工用のパラメータ等を補正する。例えば、加工角度、切削深さ、溝ピッチ、平坦面加工用のパラメータの補正は、それぞれバイトの角度補正、バイトの深さ補正、送りピッチ補正、送りピッチ補正により行う。ここまでで、試し加工の工程を終える。
【００６９】
次に、補正されたデータに基づいて、ステップＳ６０８において、第１の平坦部である上部平坦面３０１（図６−１の工程ｂ）の切削加工を行う。ステップＳ６０９において、平坦バイト４０１を所定の位置へ移動して、深さｈの第２の平坦部である下部平坦面３０２（図６−２の工程ｄ）を形成する。次に、ステップＳ６１０において、平坦バイト４０１を角度θａだけ傾けて、屈折面である斜面３０３を形成する。
【００７０】
ステップＳ６１１において、所定形状の溝加工が終了したか否かを判断する。判断結果が偽の場合、ステップＳ６１２において、平坦バイト４０１が保持されている加工ヘッドの位置を上述した手順で移動する。そして、ステップＳ６０９、Ｓ６１０の加工を繰り返して行う。ステップＳ６１１の判断結果が真の場合、加工を終了する。これにより、外乱等の影響が低減された形状加工を行うことができる。また、上述したように、試し加工用基板と本加工用の基板とは同一の基板を用いても良い。
【実施例３】
【００７１】
図８は、実施例３に係る微細構造素子の製造方法により製造されたプリズム素子９０５の断面概略構成を示す。プリズム素子９０５は、上記のプロジェクタ１００に適用することができる。上記実施例と重複する説明は省略するものとする。プリズム素子９０５は、平坦部である平坦面９０１、及び屈折面である斜面９０２を有する。プリズム素子９０５は、ｘ軸方向における断面形状が略台形形状であって、ｙ軸方向に長手方向を有する。
【００７２】
プリズム素子９０５は、略台形形状どうしの間に平坦面が無く斜面９０２どうしが隣接している点が、上記のプリズム素子２１０ａ（図３−１参照）とは異なる。斜面９０２は、平坦面９０１に平行な面に対して所定の角度θｂをなしている。角度θｂは、上記のプリズム素子２１０ａの斜面３０３の角度θａと同様に、例えば０．０３〜０．０６°程度である。
【００７３】
図９は、プリズム素子９０５の製造手順を示す。本実施例の微細構造素子の製造方法では、Ｖ字形状のバイト１００１を用いる。バイト１００１は、図３−２に示すバイト５０１と同様に、２つの切削部を有する。本実施例も、上記の実施例２と同様に、プリズム素子を形成する工程の前工程として、試し加工工程を行う。試し加工工程では、平坦部９０１とは異なる試し加工領域において、加工データに基づいて切削部であるバイト１００１により所定形状を形成する。
【００７４】
試し加工工程に続いて、プリズム素子９０５の本加工を行う。プリズム素子９０５は、フィードバック工程において補正された加工データに基づいて、平坦部形成工程と屈折面形成工程とを行うことで形成される。図９の工程ａに示す平坦部形成工程では、切削部であるバイト１００１により基板９００に平坦面９０１を切削加工する。平坦面９０１を形成するための基板９００の切削には、バイト１００１の２つの切削部のうちの１つを用いて行う。一方の切削部が略水平になるまでバイト１００１を傾けた状態で基板９００を切削することで、平坦面９０１を形成する。バイト１００１は、バイト１００１の中心軸Ｍを、基板９００の垂線Ｎに対して角度θ３となるように、不図示の切削加工機械に取り付けられる。バイト１００１は、例えば不図示のシャンクを介して機械本体に取り付けられる。上述の試し加工工程における加工データの補正は、例えば、機械本体とシャンクとの取り付け誤差、シャンクとバイト１００１との取り付け誤差、及び切削加工機械に設定された基準の誤差を含めてフィードバックされる。ｚ軸方向におけるバイト１００１の位置及び角度θ３は、いずれもフィードバックにより決定される。
【００７５】
バイト１００１は、中心軸Ｍを中心に回転することによって基板９００の表面を切削する。バイト１００１は、基板９００の表面を切削しながらｙ軸方向に移動する。ｙ軸方向への移動が完了すると、次にプラスｘ方向にシフトした位置にバイト１００１を移動し、再びｙ軸方向への切削を開始する。平坦面９０１は、このような切削を繰り返すことによって形成される。
【００７６】
図９に示す工程ｂ及び工程ｃは、屈折面形成工程である。屈折面形成工程では、バイト１００１の中心軸Ｍが垂線Ｎに略一致する位置にバイト１００１をシフトさせる。このときバイト１００１は、切削加工機械から取り外すこと無く、例えばシャンクを操作することでシフトさせる。ここでは、基板９００に形成する溝に合わせて設計された角度θ０の先端部を有するバイト１００１を用いる場合を考える。まず、工程ｂにおいて、中心軸Ｍが垂線Ｎに略一致する状態で基板９００を切削する。
【００７７】
補正された加工データによる角度が設計上の角度θ０より大きい場合は、工程ｃに示すように、基板９００上の溝の先端部Ｐ５を中心として補正値である角度θ４だけバイト１００１を傾ける。このとき垂線Ｎに対してバイト１００１の中心軸Ｍがなす角度θ４、及びバイト１００１を傾ける方向は、いずれも補正された加工データに基づいて決定されている。このようにして、切削部であるバイト１００１により、平坦面９０１に対して所定の角度θｂを有する屈折面９０２が形成される。なお、図９の工程ｃでは垂線Ｎを基準としてバイト１００１をマイナスｘ方向のみに傾けた状態を示しているが、補正された加工データに基づいて複数の方向にバイト１００１を傾けることとしても良い。このようにして、プリズム素子９０１は製造される。
【００７８】
図１０は、基板９００に形成する溝より小さい角度θ５の先端部を有するバイト１１０１を用いる場合の製造手順を示す。図１０の工程ａに示す平坦面形成工程では、図９の工程ａと同様に、バイト１１０１の２つの切削部のうちの１つを用いて平坦面９０１を形成する。バイト１１０１は、バイト１１０１の中心軸Ｍを、基板９００の垂線Ｎに対して角度θ５となるように、不図示の切削加工機械に取り付けられる。
【００７９】
次に、図１０の工程ｂ及び工程ｃに示す屈折面形成工程により、切削部であるバイト１１０１によって、平坦面９０１に対して所定の角度θｂを有する屈折面である斜面９０２を形成する。斜面９０２は、バイト１１０１の中心軸Ｍと垂線Ｎとが略一致する位置にバイト１１０１をシフトして切削した後、溝の先端部Ｐ６を中心としてバイト１１０１を傾けることで形成できる。工程ｂにおいて、バイト１１０１は、バイト１１０１の中心軸Ｍと垂線Ｎとが角度θ７をなす位置にシフトする。工程ｃにおいて、バイト１１０１は、バイト１１０１の中心軸Ｍと垂線Ｎとが角度θ８をなす位置にシフトする。角度θ７、θ８は、それぞれ補正された加工データに基づいて決定される。
【００８０】
このように、同一のバイト１１０１を用いて平坦面９０１と斜面９０２とを形成する。これにより、バイト１１０１の形状に依存せずに、高精度に制御された微小な傾斜角度θｂの屈折部を高精度に形成できる。また、初めに形成される平坦面９０１は、屈折面形成工程のための基準面となる。このため、基板９００の表面にうねり形状や微細な凹凸形状があったとしても、それらに影響されることなく切削加工ができる。
【００８１】
図１１は、本実施例のプリズム素子９０５の製造手順のフローチャートである。プリズム素子９０５の製造手順のうち、ステップＳ６０１からステップＳ６０７までの手順については、上記の実施例２のプリズム素子２１０ａの製造手順と同様である。本実施例のプリズム素子９０５は、ステップＳ６０８において、基板９００の垂線Ｎに対してバイト１１０１の中心線Ｍが所定の角度をなすようにバイト１１０１を傾けた状態で、平坦面９０１の切削加工を行う。
【００８２】
次に、ステップＳ６１０において、バイト１１０１の中心軸Ｍが垂線Ｎに略一致する位置にバイト１１０１をシフトさせた状態で、基板９００を切削する。また、ステップＳ６１０では、補正された加工データに基づいて、垂線Ｎに対してバイト１１０１の中心軸Ｍが所定方向に所定角度をなすようにバイト１１０１を傾けることで、斜面９０２を形成する。さらに、ステップＳ６１１、ステップＳ６１２において、加工終了の判断、及び加工ヘッドの移動を行う手順は、実施例２のプリズム素子２１０ａの製造方法の場合と同様である。これにより、外乱等の影響が低減された形状加工を行うことができる。また、本実施例においても、試し加工用基板と本加工用の基板とは同一の基板を用いることとしても良い。
【実施例４】
【００８３】
本発明の実施例４に係る微細構造素子の製造方法について、図１２〜図１５に基づいて説明する。本実施例では、所定の領域の光の透過率が段階的に異なる領域を有するグレースケールマスク７１０を用いる。図１２は、グレースケールマスク７１０を光軸に沿ったｚ軸方向から見た図である。まず、光を全く透過させない透過率０％の領域７１１と、入射光を全て透過させる透過率略１００％の領域７１２とが形成されている。そして、領域７１１と領域７１２との間に、透過率が段階的に異なる領域７１３が形成されている。図１２では、領域７１３において透過率が５つのステップで変化する例を示す。
【００８４】
図１３は、図１２のＡＡ断面の透過率変化を示す。図１３の横軸は位置ｘ、縦軸は透過率Ｉ（％）をそれぞれ示す。透過率が０％の領域７１１は、上部平坦面に対応する。透過率が１００％の領域７１２は、下部平坦面に対応する。透過率が変化する領域７１３は、斜面に対応する。
【００８５】
まず、レジスト層形成工程において、基板７００上にレジスト層７２０を形成する。図１４に示す露光工程において、光の透過率が段階的に変化するグレースケールマスク７１０を介してレジスト層７２０を露光する。そして、リソグラフィ工程において、グレースケールマスク７１０の透過率に対応した形状がレジスト層７２０に転写される。ここで、レジスト層７２０の解像度よりも小さなステップで透過率を階段状に変化させることで、表面形状が平滑化された斜面を得ることができる。レジスト層７２０の斜面を平滑化させる他の方法として、リソグラフィ工程後のレジスト層７２０を例えば１２０°Ｃ程度でポストベークしても良い。ポストベークにより、レジスト層７２０の表面にだれが生ずる。だれにより斜面の表面が平滑化される。また、透過率の段差の大きさは、レジストの種類、プリベーク時間、露光時間、現像時間等に基づいて制御できる。
【００８６】
本実施例では、レジスト層７２０として、クラリアント社のＡＺ４６２０（商品名）を用いている。そして、以下に示すパラメータ条件で処理を行っている。
プリベーク：９０°Ｃ、３０分間
露光：８００ｍｊ
現像：７分間
ポストべーク：１２０°Ｃ、６０分間
【００８７】
これにより、所望のプリズム形状を製造できる。ここで、上記各パラメータ条件と形成される形状との関連性について説明する。プリベーク条件は、温度を下げるとレジストの感度が上がる。ただし、温度を下げると、現像時の非露光領域の耐性が低下するため、厚さを確保することが困難となる。露光時間については、グレースケールマスク法では透過率（ＯＤ値）により階調を得ている。露光時間が長くなると、遮光領域からの漏れ光の影響が大きくなり、段差領域の形成に不利となってしまう。現像時間は、長くなると現像時の非露光領域の耐性が無くなってしまう。この結果、膜厚の確保が困難となる。ポストベークでは、上述のように透過率の段差部に生ずるエッジのだれを意図的に発生できる。ポストベークを行わないとドライエッチング時の選択比が低下してしまう。また、ポストベークを適切に行わないと、ドライエッチング時のプラズマによる焦げが発生して、形状転写が困難となってしまう。
【００８８】
そして、図１５に示すエッチング工程において、レジスト層７２０の形状を基板７００へ転写する。エッチング工程は、例えば、ＲＩＥ法等によるドライエッチング工程を行う。エッチングガスとしては、酸素と、弗化系ガス、例えばＣ4Ｆ8、ＣＦ4等との混合ガスを用いる。これにより、エッチング斑に起因する加工表面の凹凸形状を低減して、平滑で良好なプリズム素子を製造できる。また、エッチングガス濃度、混合比、エッチングガス圧力、磁場強度、エッチング時間等のエッチング条件を制御することで、レジスト形状を基板７００へ転写する選択比を略０．７〜１．８倍の範囲で制御できる。また、ドライエッチングで形成したプリズム素子の表面には、不要な散乱光の原因となる数１０〜数１００ｎｍ程度の凹凸が発生することがある。本実施例では、ドライエッチング工程の後にフッ酸溶液によるウエットエッチング工程を行う。これにより、加工表面の凹凸形状は平滑化され、不要な散乱光を低減できる。また、基板７００は大型の硝子基板に複数のプリズム素子を形成する。そして、最終的に、ダイシングにより所望の大きさの基板を得る。この結果、所望の形状の、上部平坦面７０１と、下部平坦面７０２と、斜面７０３とを形成できる。
【００８９】
また、本実施例では型転写によりプリズム素子を製造することもできる。型転写では、まずレジスト層７２０に所望の形状を形成する。その後、レジスト層７２０にＮｉ鍍金を施して型を製造する。そして、この型によりレプリカを作成する。これにより、簡便に大量のレプリカを製造できる。以上説明するように、本実施例の製造方法は、マイクロレンズとは異なる、斜面部を有する屈折光学素子に関する製造方法として好適である。なお、型転写は、レジスト層７２０に形成した形状に基づいて行う場合に限らず、各実施例の製造方法により基板に形成した形状に基づいて行うこととしても良い。
【００９０】
絶縁性のレジスト層７２０や基板７００に形成されたプリズム素子の形状を母型とする場合、まずプリズム素子の形状に、例えばＳｉ、Ｎｉ、Ａｌなどの真空蒸着、銀鏡反応、無電解Ｎｉ鍍金により導電性皮膜を形成する。導電性部材を成膜することで導電性を付与した後、プリズム素子の形状に、Ｎｉ等による電界鍍金を施す。このとき、鍍金膜に内部応力が発生すると、製造された型に歪を生じ、プリズム素子の形状の再現性が低下する場合がある。鍍金膜に発生する応力を緩和するために、例えば電鋳により２インチの領域を型転写する場合、所望の型より広範囲の５インチ以上、望ましくは６インチ以上の領域に鍍金を施すことが好ましい。そして、鍍金加工で得られた形成物のうち必要な部分を切り出すことによって、所望の形状の型を得ることができる。このように、型転写に必要な領域より広範囲の領域に鍍金を施すことによって内部応力を軽減し、正確な形状の型を製造できる。電鋳は、サブミクロンオーダーの凹凸を忠実に転写できることを特徴とする。これにより、精細なプリズム素子の形状を正確に転写し、正確な形状のレプリカを製造できる。
【００９１】
プリズム素子は、基板７００又はレジスト層７２０に形成された形状を母型として複数の金型を形成し、形成された複数の金型を用いて他の部材へ型転写することで製造することとしても良い。例えば、上述の鍍金により単独の母型から複数の金型を形成する。そしてこの複数の金型を用いてレプリカを製造する。単独の大型な金型を形成する場合、大型な母型を製造する必要がある。例えば、実施例２に係る微細構造素子の製造方法によって大型な母型を製造すると、長時間を要する上、高コストになると考えられる。例えば、基板７００の１つの面に対して６つの金型を用いてレプリカを製造する場合、所望のプリズム群に対して６分の１の大きさの母型を用意すれば良い。このように、単独の大型な金型を形成することが困難であっても、複数の金型を用いることで、容易にレプリカを製造することができる。また、同一の母型から製造された複数の金型を用いてレプリカを製造することで、正確な形状で、均一かつ高精細な画像を得ることが可能なプリズム群を得られる。なお、本実施例では所定形状に形成されたレジスト層７２０を母型として金型を形成する例を説明したが、母材はレジストに限定されず、ニッケルリン鍍金を施した金型や樹脂プリズム、硝子プリズムなどの他の部材を用いても良い。
【００９２】
以上のように、機械加工やフォトリソグラフィにより成形された微細構造素子から複数の型を作成する場合、所望の構造を形成する領域の２．５倍以上、好ましくは３倍以上の領域について鍍金により型複製し、複製された型から必要な領域を切り出す。このようにして得られた型を用いることで、高精度な微細構造素子を、低コストで大量に製造することができる。
【００９３】
また、例えば図２に示すプリズム群２１０のように、２組の直交するプリズム素子から構成されるプリズム群は、単独の基板７００の２面に対してそれぞれ金型の形状を転写することで製造しても良い。２組の直交するプリズム素子から構成されるプリズム群は、第１の金型を用いて他の部材である基板７００の第１面へ型転写し、第２の金型を用いて、第１面とは反対側の第２面へ型転写する。第１の金型と第２の金型とを用いて第１面、第２面にそれぞれ型転写することで、第１面及び第２面にプリズム素子を有するプリズム群を容易に形成できる。また、同一の母型を用いて第１の金型及び第２の金型を製造することで、正確な形状で、均一かつ高精細な画像を得ることが可能なプリズム群を得られる。
【実施例５】
【００９４】
本発明の実施例５に係る微細構造素子の製造方法について、図１６−１〜図１６−４及び図１７に基づいて説明する。本実施例では、開口部の面積が異なる複数の遮光マスクを用いる。図１６−１に第１のマスク８１０の構成を示す。第１のマスク８１０は、第１の大きさの開口部８１０ａを複数有している。斜線を付して示す領域８１０ｂは遮光領域である。図１６−２に第２のマスク８２０の構成を示す。第２のマスク８２０は、第２の大きさの開口部８２０ａを複数有している。斜線を付して示す領域８２０ｂは遮光領域である。図１６−３に第３のマスク８３０の構成を示す。第３のマスク８３０は、第３の大きさの開口部８３０ａを複数有している。斜線を付して示す領域８３０ｂは遮光領域である。
【００９５】
ここで、各開口部の大きさは、
第１の大きさの開口部＜第２の大きさの開口部＜第３の大きさの開口部
となるように構成する。そして、これら３枚のマスク８１０、８２０、８３０を用いて３回の多重露光を行う。この結果、レジスト層においては、均一な露光量の領域と、３段階に階段状に露光量が変化する領域とが生ずる。図１６−４は、さらに２つの同様のマスクを加えて用いて、５段階の多重露光を行った時の、透過率異なる領域の大きさを示す。例えば、５枚のマスクの全てにおいて露光される領域８４０ａは、露光量が最も多くなる。このため、この領域８４０ａのレジスト層８４０は最も現像液と反応する。この結果、レジスト層は、領域８４０ａにおいて最も除去され、図１７に示す平坦面８０２が形成される。
【００９６】
これとは反対に、５回の露光の全てにおいて遮光される領域８４０ｂのレジスト層の露光量はゼロとなる。このため、現像工程において、この領域８４０ｂのレジスト層８４０は除去されず、図１７に示す平坦面８０１が形成される。また、２つの平坦面８０１、８０２の間の領域８４０ｃでは、露光量が段階的に変化している。このため、この領域８４０ｃでは、階段状のレジスト厚さである斜面８０３が形成される。
【００９７】
その後、オーブンを用いて、レジスト層８４０を、例えば１００°Ｃに加熱してベークする。これにより、レジスト層８４０内に水分、溶剤が揮発し、ドライエッチング耐性が向上する。さらに、加熱によりレジスト層８４０にだれが生じ、階段形状部分を平滑化された斜面にすることができる。レジスト層８４０を不図示の硝子基板上に形成した場合は、ドライエッチングにより、レジスト層８４０の形状を硝子基板に形成できる。このとき、硝子基板に形状を転写した後に、フッ酸溶液によるエッチングを行い、表面の平滑化を図ることが望ましい。これにより、図３−１に示すプリズム素子２１０ａと同様の形状のプリズム素子を得ることができる。また、本実施例の微細構造素子の製造方法により、図１８に示すように、平坦部８１１と斜面８０３とからなるレジスト層８５０を形成することもできる。これにより、図８に示すプリズム素子９０５と同様の形状のプリズム素子を得ることができる。
【００９８】
また、上記実施例と同様に、所定の形状が形成されたレジスト層８４０にＮｉ鍍金を行うことで金型を形成することもできる。そして、金型からレプリカを容易に製造できる。本実施例では、平坦部と屈折面である斜面との成す角度は、マスクの開口部８１０ａ、８２０ａ、８３０ａの大きさにより容易に制御できる。この結果、平坦部と屈折面との成す角度が微小な微細構造素子を製造できる。上記実施例４の製造方法と同様に本実施例の製造方法も、マイクロレンズとは異なる、微小な角度の斜面部を有する屈折光学素子に関する製造方法として好適である。
【実施例６】
【００９９】
本発明の実施例６に係る微細構造素子の製造方法を図１９に基づいて説明する。図１９は、マスク９１０の構成を示す。露光工程よりも後の工程から最終的に微細構造素子を得るまでの工程は、上記各実施例と同様なので重複する説明は省略する。本実施例の露光工程では、短冊状の開口部９１０ａの面積が位置により異なるマスク９１０を用いてレジスト層を露光する。図１９では、図に対して左から右に向かって、開口部９１０ａの面積が増加し、かつ遮光部９１０ｂの面積が減少する構成である。この結果、均一な露光量の領域は、平坦面が形成される。また、階段状に露光量が変化する領域は、屈折面である斜面が形成される。
【０１００】
本実施例の変形例を図２０に基づいて説明する。図２０は、マスク９２０の構成を示す。露光工程よりも後の工程から最終的に微細構造素子を得るまでの工程は、上記各実施例と同様なので重複する説明は省略する。本変形例の露光工程では、矩形状の開口部９２０ａと矩形状の遮光部９２０ｂとの面積が位置により異なるマスク９２０を用いてレジスト層を露光する。開口部９２０ａと遮光部９２０ｂとは２次元的に交互に配置されている。図２０では、図に対して左から右に向かって、開口部９２０ａの面積が増加し、かつ遮光部９２０ｂの面積が減少する構成である。この結果、均一な露光量の領域は、平坦面が形成される。また、階段状に露光量が変化する領域は、屈折面である斜面が形成される。また、図２１に示すマスク９３０のように、円形の遮光部９３０ｂを形成することもできる。この場合、遮光部９３０ｂの間の領域が開口部９３０ａとなる。これにより、平坦部と屈折面との成す角度は、マスクの開口部の大きさと位置により容易に制御できる。この結果、平坦部と屈折面との成す角度が微小な微細構造素子を製造できる。
【０１０１】
上記実施例４の製造方法と同様に本実施例の製造方法も、マイクロレンズとは異なる、斜面部を有する屈折光学素子に関する製造方法として好適である。なお、図１９、図２０、図２１に示すような構成のマスクを用いる場合は、レジスト層に対していわゆるプロジェクション法により露光を行うことが望ましい。プロジェクション法では、投影像がボケる手段を利用して、レジスト層になだらかな斜面を形成できる。
【０１０２】
また、レジスト層へ微細構造素子の形状を形成するためには、さらにグレースケールマスク法の他にも、電子線描画露光法やレーザ描画露光法を用いることもできる。このように、本発明は、上記実施例に限られず、その趣旨を逸脱しない範囲で様々な変形例をとることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１０３】
【図１】本発明の実施例１に係るプロジェクタの概略構成図。
【図２】実施例１の液晶パネルの概略構成図。
【図３−１】プリズム群の断面概略図。
【図３−２】切削部の変形例の図。
【図４】プリズム群の配置位置の説明図。
【図５】実施例２の試し加工を説明する図。
【図６−１】実施例２の本加工を説明する図。
【図６−２】実施例２の本加工を説明する図。
【図７】実施例２の製造手順を説明する図。
【図８】プリズム素子の断面概略図。
【図９】実施例３の加工を説明する図。
【図１０】実施例３の加工を説明する図。
【図１１】実施例３の製造手順を説明する図。
【図１２】実施例４の本加工を説明する図。
【図１３】実施例４の本加工を説明する他の図。
【図１４】実施例４の本加工を説明するさらに他の図。
【図１５】実施例４の本加工を説明する別の図。
【図１６−１】実施例５の第１のマスクの概略構成図。
【図１６−２】実施例５の第２のマスクの概略構成図。
【図１６−３】実施例５の第３のマスクの概略構成図。
【図１６−４】実施例５の多重露光を説明する図。
【図１７】実施例５のレジスト層を説明する図。
【図１８】実施例５のレジスト層を説明する他の図。
【図１９】実施例６のマスクの概略構成図。
【図２０】実施例６の変形例のマスクの概略構成図。
【図２１】実施例６の他の変形例のマスクの概略構成図。
【符号の説明】
【０１０４】
１００  プロジェクタ、１０１  超高圧水銀ランプ、１０４  インテグレータ、１０５  偏光変換素子、１０６Ｒ  Ｒ光透過ダイクロイックミラー、１０６Ｇ  Ｂ光透過ダイクロイックミラー、１０７  反射ミラー、１０８  リレーレンズ、１１０Ｒ  第１色光用空間光変調装置、１１０Ｇ  第２色光用空間光変調装置、１１０Ｂ  第３色光用空間光変調装置、１１２  クロスダイクロイックプリズム、１１２ａ、１１２ｂ  ダイクロイック膜、１１４  投写レンズ、１１６  スクリーン、１２０Ｒ、１２０Ｇ、１２０Ｂ  液晶パネル、１２１Ｒ、１２１Ｇ、１２１Ｂ  第１偏光板、１２３Ｒ、１２３Ｂ  λ／２位相差板、１２４Ｒ、１２４Ｂ  ガラス板、２０１  入射側防塵透明プレート、２０２  対向基板、２０３  ブラックマトリックス形成層、２０４  液晶層、２０５  ＴＦＴ基板、２０６  射出側防塵透明プレート、２１０  プリズム群、２１０ａ、２１０ｂ  プリズム素子、２１１、２１２  接着層、２１３  カバー硝子、１１００  プロジェクタ、１１１０  プリズム群、４００  試し加工用基板、４０１  平坦バイト、５００  基板、５００ａ  加工表面、３０１  上部平坦面、３０２  下部平坦面、３０３  斜面、４０２  加工筋、９００  基板、９０１  平坦面、９０２  斜面、９０５  プリズム素子、１００１、１１０１  バイト、７１０  グレースケールマスク、７１１、７１２、７１３  領域、７００  基板、７２０  レジスト層、８１０  第１のマスク、８２０  第２のマスク、８３０  第３のマスク、８４０  レジスト層、８１０ａ、８２０ａ、８３０ａ  開口部、８１０ｂ、８２０ｂ、８３０ｂ  遮光領域、８４０ａ、８４０ｂ、８４０ｃ  領域、８０１、８０２  平坦面、８０３  斜面、８１１  平坦面、８５０  レジスト層、９１０ａ、９２０ａ、９３０ａ  開口部、９１０ｂ、９２０ｂ、９３０ｂ  遮光部、９１０、９２０、９３０  マスク
【図１】
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【図２】
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【図３−１】
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【図３−２】
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【図４】
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【図５】
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【図６−１】
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【図６−２】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６−１】
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【図１６−２】
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【図１６−３】
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【図１６−４】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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