JP2001108833A - Polarized light separating element and its manufacturing method - Google Patents

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a planar polarized light separating element which reflects polarized light components other than a transmitted component to the opposite side by using a volume phase type hologram having polarized light separation characteristics which transmits one of a P-polarized and an S-polarized components as 0th order light and diffracts the other as 1st order light. SOLUTION: This polarized light separating element 1 has a triangularly- sectioned relief surface on one surface of a transparent substrate 3 by providing a plurality of 1st slanting surfaces 4 and 2nd slanting surfaces 4' at a specific apex angle in the cross section and in parallel to each other so that the 1st slanting surfaces 4 and 2nd slanting surfaces 4' slant to the surface of the transparent substrate 3, and is provided with polarized light separating holograms 2 which reflect S or P polarized light and transmit the P or S polarized light having a polarizing direction orthogonal to the S or P polarized light on the 1st slanting surfaces 4 and 2nd slanting surfaces 4' forming the apex angles.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、偏光分離素子及び
その作製方法に関し、特に、入射光の特定の偏光成分の
みを透過させ、それと直交する偏光成分を反射する偏光
分離素子とその作製方法に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a polarized light separating element and a method of manufacturing the same, and more particularly to a polarized light separating element that transmits only a specific polarized light component of incident light and reflects a polarized light component orthogonal thereto. Things.

【０００２】[0002]

【従来の技術】本出願人は、特開平７−２４８４１７号
において、Ｐ偏光成分とＳ偏光成分の何れか一方を０次
光として透過し、他方を１次光をして回折する体積位相
型ホログラフィック偏光ビームスプリッターを提案し
た。2. Description of the Related Art The present applicant discloses in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-248417 a volume phase type in which one of a P-polarized light component and an S-polarized light component is transmitted as zero-order light, and the other is converted to primary light and diffracted. A holographic polarization beam splitter was proposed.

【０００３】このように、体積位相型ホログラムを用い
ることにより、入射光の特定の偏光成分のみを透過さ
せ、それと直交する偏光成分を反射する光学素子は公知
である。As described above, an optical element that transmits only a specific polarization component of incident light and reflects a polarization component orthogonal thereto by using a volume phase hologram is known.

【０００４】[0004]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来のＰ偏
光成分とＳ偏光成分の何れか一方を０次光として透過
し、他方を１次光をして回折する偏光分離特性を有する
体積位相型ホログラムを用いて透過成分以外の偏光成分
を反対側に反射する平板型の偏光分離素子及びその作製
方法を提供することを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention relates to a conventional volume having a polarization separation characteristic of transmitting one of a P-polarized light component and an S-polarized light component as 0-order light and diffusing the other as primary light. It is an object of the present invention to provide a plate-type polarization splitting element that reflects a polarization component other than a transmission component to the opposite side using a phase-type hologram, and a method for manufacturing the same.

【０００５】[0005]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の偏光分離素子は、透明基板の一方の面上に、断面に
おいて所定の頂角をなすように第１の傾斜面と第２の傾
斜面を相互に平行にそれぞれ複数設けて断面三角波状に
なるレリーフ面が形成されており、第１の傾斜面と第２
の傾斜面は透明基板の面に対して傾斜するように配置さ
れており、その相互に頂角をなす第１の傾斜面と第２の
傾斜面の上に、Ｓ偏光あるいはＰ偏光を反射し、それと
偏光方向が直交するＰ偏光あるいはＳ偏光を透過する偏
光分離ホログラムが設けられてなることを特徴とするも
のである。According to a first aspect of the present invention, there is provided a polarization beam splitting device comprising a first inclined surface and a second inclined surface formed on one surface of a transparent substrate so as to form a predetermined apex angle in a cross section. A plurality of inclined surfaces are provided in parallel with each other to form a relief surface having a triangular wave cross section, and the first inclined surface and the second inclined surface are formed.
Are arranged so as to be inclined with respect to the surface of the transparent substrate, and reflect S-polarized light or P-polarized light on the first inclined surface and the second inclined surface, which form a vertical angle with each other. And a polarization separation hologram that transmits P-polarized light or S-polarized light whose polarization direction is orthogonal to that of the hologram.

【０００６】この場合に、頂角が略９０°であり、第１
の傾斜面と第２の傾斜面は透明基板の面に対して略４５
°あるいは略−４５°の角度をなすように配置されてい
ることが望ましい。In this case, the apex angle is approximately 90 °, and the first
And the second inclined surface are approximately 45 ° with respect to the surface of the transparent substrate.
It is desirable that they are arranged so as to form an angle of about 45 degrees or about -45 degrees.

【０００７】また、レリーフ面と相補形状のレリーフ面
とその反対側に平面とを有する透明体が、透明基板の偏
光分離ホログラムが設けられたレリーフ面上にレリーフ
面間に偏光分離ホログラムを挟み込むように一体的に配
置されている構成としてもよい。A transparent body having a relief surface complementary to the relief surface and a flat surface on the opposite side is provided so that the polarization separation hologram is sandwiched between the relief surfaces on the relief surface of the transparent substrate provided with the polarization separation hologram. It is good also as a structure arranged in one.

【０００８】その場合に、その透明体の平面上に直線偏
光板あるいは直線偏光シートを一体に貼り付けて構成す
ることもできる。In this case, a linear polarizing plate or a linear polarizing sheet may be integrally attached on the plane of the transparent body.

【０００９】本発明の偏光分離素子の第１の作製方法
は、Ｓ偏光あるいはＰ偏光を反射し、それと偏光方向が
直交するＰ偏光あるいはＳ偏光を透過する偏光分離ホロ
グラムを作製する工程と、一方の面上に、断面において
所定の頂角をなすように第１の傾斜面と第２の傾斜面を
相互に平行にそれぞれ複数設けて断面三角波状になるレ
リーフ面であって、第１の傾斜面と第２の傾斜面が基板
面に対して傾斜するようなレリーフ面が配置され、他方
の面が平面である透明基板を作製する工程と、前記透明
基板の前記レリーフ面上に前記偏光分離ホログラムを密
着一体化する工程と、を含むことを特徴とする方法であ
る。A first method for producing a polarization beam splitting element according to the present invention comprises a step of producing a polarization separation hologram that reflects S-polarized light or P-polarized light and transmits P-polarized light or S-polarized light whose polarization direction is orthogonal to the polarized light. A plurality of first inclined surfaces and a plurality of second inclined surfaces provided in parallel with each other so as to form a predetermined apex angle in a cross section, and a relief surface having a triangular cross section, Producing a transparent substrate having a relief surface such that a surface and a second inclined surface are inclined with respect to the substrate surface, and the other surface being a flat surface; and forming the polarization separation on the relief surface of the transparent substrate. And a step of tightly integrating the hologram.

【００１０】本発明の偏光分離素子の第２の作製方法
は、一方の面上に、断面において所定の頂角をなすよう
に第１の傾斜面と第２の傾斜面を相互に平行にそれぞれ
複数設けて断面三角波状になるレリーフ面であって、第
１の傾斜面と第２の傾斜面が基板面に対して傾斜するよ
うなレリーフ面が配置され、他方の面が平面である透明
基板を作製する工程と、前記透明基板の前記レリーフ面
上にホログラム感材層を成膜する工程と、前記透明基板
の平面側から平行光を全面に入射させて、前記レリーフ
面の第１の傾斜面と第２の傾斜面上の前記ホログラム感
材層に入射した光とその裏面で反射された光とを前記ホ
ログラム感材層で干渉させ、また、前記ホログラム感材
層の裏面で反射された光と隣接する前記レリーフ面の第
１の傾斜面又は第２の傾斜面に再度入射して前記ホログ
ラム感材層の裏面で反射された光とを前記ホログラム感
材層で干渉させて、Ｓ偏光あるいはＰ偏光を反射し、そ
れと偏光方向が直交するＰ偏光あるいはＳ偏光を透過す
る偏光分離ホログラムを作製する工程と、を含むことを
特徴とする方法である。[0010] In a second method for manufacturing a polarization beam splitter according to the present invention, a first inclined surface and a second inclined surface are formed on one surface so as to form a predetermined apex angle in a cross section. A transparent substrate having a plurality of relief surfaces having a triangular wave cross section, wherein a relief surface is provided such that the first inclined surface and the second inclined surface are inclined with respect to the substrate surface, and the other surface is a flat surface. And a step of forming a hologram sensitive material layer on the relief surface of the transparent substrate, and a parallel light is incident on the entire surface of the transparent substrate from the plane side, and a first inclination of the relief surface is formed. The light incident on the hologram sensitive material layer on the surface and the second inclined surface and the light reflected on the back surface interfere with the hologram sensitive material layer, and are reflected on the back surface of the hologram sensitive material layer. A first inclined surface or a second inclined surface of the relief surface adjacent to light; The hologram light-sensitive material layer re-enters the inclined surface and reflects the light reflected by the back surface of the hologram light-sensitive material layer, thereby causing the hologram light-sensitive material layer to interfere with the hologram light-sensitive material layer. Producing a polarization-separating hologram that transmits polarized light.

【００１１】本発明の偏光分離素子の第３の作製方法
は、第２の作製方法において、前記の偏光分離ホログラ
ムを作製する工程において、前記透明基板の平面側に、
前記透明基板のレリーフ面の第１の傾斜面又は第２の傾
斜面の一方の傾斜面の部分にのみ光を入射させる開口を
設け、他方の傾斜面の部分に入射する光を遮断する遮光
部が設けられているマスク、あるいは、前記透明基板の
レリーフ面の第１の傾斜面又は第２の傾斜面の一方の傾
斜面の部分と他方の傾斜面の部分に偏光方向が直交する
偏光板を設けてなるマスクを配置し、前記マスクを介し
て平行光を入射させることを特徴とする方法である。According to a third method of manufacturing a polarization beam splitting element of the present invention, in the step of manufacturing the polarization beam splitting hologram according to the second manufacturing method,
An opening for allowing light to enter only one of the first inclined surface or the second inclined surface of the relief surface of the transparent substrate, and a light-shielding portion for blocking light incident on the other inclined surface Or a polarizing plate whose polarization direction is orthogonal to one of the first inclined surface or the second inclined surface of the relief surface of the transparent substrate and the other inclined surface. The method is characterized in that a mask provided is arranged, and parallel light is incident through the mask.

【００１２】本発明の偏光分離素子の第４の作製方法
は、一方の面上に、断面において所定の頂角をなすよう
に第１の傾斜面と第２の傾斜面を相互に平行にそれぞれ
複数設けて断面三角波状になるレリーフ面であって、第
１の傾斜面と第２の傾斜面が基板面に対して傾斜するよ
うなレリーフ面が配置され、他方の面が平面である透明
基板を作製する工程と、前記透明基板の前記レリーフ面
上にホログラム感材層を成膜する工程と、前記透明基板
の前記レリーフ面に透明媒体を介して反射板を配置する
工程と、前記透明基板の平面側から前記レリーフ面の第
１の傾斜面に略垂直に第１の平行光を入射させると共
に、前記レリーフ面の第２の傾斜面に略垂直に第２の平
行光を入射させて前記ホログラム感材層に相互に反対方
向から入射した第１の平行光と第２の平行光を前記ホロ
グラム感材層で干渉させて、Ｓ偏光あるいはＰ偏光を反
射し、それと偏光方向が直交するＰ偏光あるいはＳ偏光
を透過する偏光分離ホログラムを作製する工程と、を含
むことを特徴とする方法である。[0012] In a fourth manufacturing method of the polarization beam splitting element according to the present invention, the first inclined surface and the second inclined surface are formed on one surface so as to be parallel to each other so as to form a predetermined apex angle in a cross section. A transparent substrate having a plurality of relief surfaces having a triangular wave cross section, wherein a relief surface is provided such that the first inclined surface and the second inclined surface are inclined with respect to the substrate surface, and the other surface is a flat surface. Forming a hologram sensitive material layer on the relief surface of the transparent substrate, arranging a reflector on the relief surface of the transparent substrate via a transparent medium, The first parallel light is incident on the first inclined surface of the relief surface substantially perpendicularly from the flat surface side, and the second parallel light is incident on the second inclined surface of the relief surface substantially perpendicularly. The first light incident on the hologram light-sensitive material layer from opposite directions Producing a polarization separation hologram that reflects S-polarized light or P-polarized light by causing the line light and the second parallel light to interfere with the hologram light-sensitive material layer, and transmits P-polarized light or S-polarized light whose polarization direction is orthogonal to it. And a method comprising:

【００１３】本発明の偏光分離素子の第５の作製方法
は、一方の面上に、断面において所定の頂角をなすよう
に第１の傾斜面と第２の傾斜面を相互に平行にそれぞれ
複数設けて断面三角波状になるレリーフ面であって、第
１の傾斜面と第２の傾斜面が基板面に対して傾斜するよ
うなレリーフ面が配置され、他方の面が平面である透明
基板を作製する工程と、前記透明基板の前記レリーフ面
上にホログラム感材層を成膜する工程と、前記透明基板
の前記レリーフ面の各傾斜面と平行な反射面を有し、前
記レリーフ面と相補的な形状のレリーフ面を有するレリ
ーフ反射鏡を用意する工程と、前記透明基板の平面側か
ら前記レリーフ面の第１の傾斜面に略垂直に第１の平行
光を入射させると共に、前記レリーフ面の第２の傾斜面
に略垂直に第２の平行光を入射させて、前記透明基板レ
リーフ反射鏡の反射面で反射されて前記ホログラム感材
層に相互に反対方向から入射した平行光と第１の平行光
及び第２の平行光とを前記ホログラム感材層で干渉させ
て、Ｓ偏光あるいはＰ偏光を反射し、それと偏光方向が
直交するＰ偏光あるいはＳ偏光を透過する偏光分離ホロ
グラムを作製する工程と、を含むことを特徴とする方法
である。According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing a polarization beam splitting element, wherein a first inclined surface and a second inclined surface are formed on one surface so as to form a predetermined apex angle in a cross section. A transparent substrate having a plurality of relief surfaces having a triangular wave cross section, wherein a relief surface is provided such that the first inclined surface and the second inclined surface are inclined with respect to the substrate surface, and the other surface is a flat surface. And a step of forming a hologram sensitive material layer on the relief surface of the transparent substrate, having a reflection surface parallel to each inclined surface of the relief surface of the transparent substrate, the relief surface Preparing a relief reflecting mirror having a relief surface having a complementary shape; and causing the first parallel light to be incident substantially perpendicularly to a first inclined surface of the relief surface from a plane side of the transparent substrate; A second flat surface substantially perpendicular to the second slope of the surface. The hologram is formed by irradiating parallel light, the first parallel light and the second parallel light, which are incident on the hologram light-sensitive material layer from opposite directions by being incident on the transparent substrate relief reflecting mirror and incident on the hologram light-sensitive material layer. Producing a polarization separation hologram that reflects S-polarized light or P-polarized light by causing interference in the light-sensitive material layer and transmits P-polarized light or S-polarized light whose polarization direction is orthogonal to that. .

【００１４】本発明においては、透明基板の一方の面上
に、断面において所定の頂角をなすように第１の傾斜面
と第２の傾斜面を相互に平行にそれぞれ複数設けて断面
三角波状になるレリーフ面が形成されており、第１の傾
斜面と第２の傾斜面は透明基板の面に対して傾斜するよ
うに配置されており、その相互に頂角をなす第１の傾斜
面と第２の傾斜面の上に、Ｓ偏光あるいはＰ偏光を反射
し、それと偏光方向が直交するＰ偏光あるいはＳ偏光を
透過する偏光分離ホログラムが設けられて偏光分離素子
が構成されているので、透明基板の平面側あるいはレリ
ーフ面側から入射した光の中の、例えばＳ偏光を入射方
向と略反対の方向へ反射させると共に、例えばＰ偏光を
入射側と反対側の面から射出させるので、入射光の相互
に直交する直線偏光成分を分離することができる。しか
も、透明基板のレリーフ面上に設けられた第１の傾斜面
と第２の傾斜面とからなる多くの微小屋根形面上に偏光
分離ホログラムを設けて薄くて面積の大きな偏光分離素
子を構成することができるので、大きな径の入射光の偏
光成分を薄くて軽い光学素子で分離することができる。In the present invention, a plurality of first inclined surfaces and a plurality of second inclined surfaces are provided on one surface of the transparent substrate so as to form a predetermined apex angle in a cross section, respectively, so as to form a triangular wave cross section. The first inclined surface and the second inclined surface are arranged so as to be inclined with respect to the surface of the transparent substrate, and the first inclined surface forming an apex angle with each other. And a polarization separation hologram that reflects S-polarized light or P-polarized light on the second inclined surface and transmits P-polarized light or S-polarized light whose polarization direction is orthogonal to the polarization separation hologram. Since, for example, the S-polarized light in the light incident from the plane side or the relief surface side of the transparent substrate is reflected in a direction substantially opposite to the incident direction, and, for example, the P-polarized light is emitted from the surface opposite to the incident side. Mutually orthogonal linear polarization of light It is possible to separate the components. In addition, a polarization separating hologram is provided on many small roof-shaped surfaces formed of a first inclined surface and a second inclined surface provided on a relief surface of a transparent substrate to constitute a thin, large-area polarization separating element. Therefore, the polarization component of the incident light having a large diameter can be separated by a thin and light optical element.

【００１５】また、このような偏光分離素子を一回の露
光により簡単に作製することができる。Further, such a polarization splitting element can be easily manufactured by one exposure.

【００１６】[0016]

【発明の実施の形態】以下、本発明の偏光分離素子及び
その作製方法を実施例に基づいて説明する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, a polarization separation element of the present invention and a method for manufacturing the same will be described with reference to examples.

【００１７】以下の説明において示すＳ偏光を反射し、
Ｐ偏光を透過する偏光分離ホログラムは、特開平７−２
４８４１７号に基づいて、ホログラム面に平行に干渉縞
が記録された体積位相型ホログラムから構成されるもの
である。Reflects S-polarized light shown in the following description,
A polarization separation hologram transmitting P-polarized light is disclosed in
No. 48417, which is composed of a volume phase hologram in which interference fringes are recorded in parallel to the hologram surface.

【００１８】図１に、本発明の偏光分離素子１の基本構
成を示す。透明基板３の一方の面上に、断面において頂
角が略９０°をなすように傾斜面４、４’を相互に平行
に多数設けて断面三角波状のレリーフ面となっており、
各傾斜面４、４’は透明基板３の面に対して略４５°あ
るいは略−４５°の角度をなすように配置されている。
その相互に略９０°をなす傾斜面４、４’の上に、上記
のような偏光分離ホログラム２が設けられている。そし
て、その偏光分離ホログラム２の特性は、例えば入射角
４５°で傾斜面４に入射する入射光Ｌ中のＳ偏光を図中
に実線矢印で示すように反射して、隣の傾斜面４’に同
様に入射角４５°で入射させるものであり、入射光Ｌ中
のＰ偏光は図中に破線矢印で示すように透過させるもの
である。FIG. 1 shows the basic configuration of the polarization beam splitter 1 of the present invention. On one surface of the transparent substrate 3, a large number of inclined surfaces 4, 4 'are provided in parallel with each other so that the apex angle is substantially 90 ° in the cross section, so that a relief surface having a triangular wave cross section is provided.
Each inclined surface 4, 4 ′ is arranged so as to form an angle of approximately 45 ° or approximately −45 ° with respect to the surface of the transparent substrate 3.
The polarization separation hologram 2 as described above is provided on the inclined surfaces 4 and 4 'forming substantially 90 degrees with each other. The characteristic of the polarization separation hologram 2 is that, for example, the S-polarized light in the incident light L incident on the inclined surface 4 at an incident angle of 45 ° is reflected as shown by a solid line arrow in the drawing, and the adjacent inclined surface 4 ′ is reflected. Similarly, the light is incident at an incident angle of 45 °, and the P-polarized light in the incident light L is transmitted as indicated by the broken arrow in the figure.

【００１９】したがって、偏光分離素子１の透明基板３
側（面６側）から略垂直に入射した光Ｌ中のＳ偏光は、
傾斜面４あるいは４’でまず反射され、次いで隣の傾斜
面４’あるいは４で反射されて元の入射方向と略反対の
方向へ戻る。これに対して、入射光Ｌ中のＰ偏光は、傾
斜面４あるいは４’を透過して透明基板３の入射側と反
対側の面から射出する。偏光分離素子１の偏光分離ホロ
グラム２側（面６と反対側）から入射した光も同様であ
る。Therefore, the transparent substrate 3 of the polarization separation element 1
The S-polarized light in the light L that has entered substantially perpendicularly from the side (surface 6 side) is
The light is first reflected on the inclined surface 4 or 4 'and then reflected on the adjacent inclined surface 4' or 4 and returns in a direction substantially opposite to the original incident direction. On the other hand, the P-polarized light in the incident light L passes through the inclined surface 4 or 4 ′ and exits from the surface of the transparent substrate 3 opposite to the incident side. The same applies to light incident from the polarization separation hologram 2 side (the side opposite to the surface 6) of the polarization separation element 1.

【００２０】したがって、本発明の偏光分離素子１によ
ると、透明基板３の平面６側あるいはレリーフ面（偏光
分離ホログラム２）側から入射した光Ｌの中の、Ｓ偏光
を入射方向と略反対の方向へ反射させると共に、Ｐ偏光
を入射側と反対側の面から射出させるので、入射光の相
互に直交する直線偏光成分を分離することができる。し
かも、透明基板３のレリーフ面上に設けられた傾斜面４
と傾斜面４’からなる多くの微小屋根形面上に偏光分離
ホログラム２を設けて薄くて面積の大きな偏光分離素子
１を構成することができるので、大きな径の入射光の偏
光成分を薄くて軽い光学素子で分離することができる。Therefore, according to the polarization beam splitter 1 of the present invention, the S-polarized light in the light L incident from the plane 6 side or the relief surface (polarization separation hologram 2) side of the transparent substrate 3 is substantially opposite to the incident direction. Since the light is reflected in the direction and the P-polarized light is emitted from the surface on the side opposite to the incident side, linearly polarized light components of the incident light that are orthogonal to each other can be separated. In addition, the inclined surface 4 provided on the relief surface of the transparent substrate 3
By providing the polarization separating hologram 2 on many small roof-shaped surfaces composed of the inclined surface 4 'and the inclined surface 4', it is possible to configure the polarization separating element 1 which is thin and has a large area. Can be separated by light optical elements.

【００２１】ところで、図１の偏光分離素子１におい
て、透過するＰ偏光は、実際には傾斜面４、４’から空
気中に出るとき屈折して、図中に一点鎖線矢印Ｐ’で示
すように曲がってしまう。これを避けるためには、透明
基板３の傾斜面４、４’（レリーフ面）側に、傾斜面
４、４’間の溝を透明基板３の屈折率と同じ屈折率を有
する透明媒体で埋めて上記のような屈折を避けるように
することが望ましい。そのためには、図２に断面図を示
すように、透明基板３と同様に、透明基板３のレリーフ
面に面する透明基板５の面上に、透明基板３の傾斜面４
と傾斜面４’からなる多くの微小屋根形面内に相補的に
入り込む微小屋根形面を設け、図示のように、透明基板
３と透明基板５の微小屋根形面間に偏光分離ホログラム
２を挟み込むように一体化し、かつ、透明基板３の平面
６と透明基板５の平面７を相互に平行になるように構成
する。In the polarized light separating element 1 shown in FIG. 1, the transmitted P-polarized light is actually refracted when it comes out of the inclined planes 4 and 4 'into the air, as indicated by the dashed-dotted arrow P' in the figure. It turns. To avoid this, the grooves between the inclined surfaces 4 and 4 ′ are filled with a transparent medium having the same refractive index as that of the transparent substrate 3 on the inclined surfaces 4 and 4 ′ (relief surface) side of the transparent substrate 3. It is desirable to avoid refraction as described above. For this purpose, as shown in the sectional view of FIG. 2, similarly to the transparent substrate 3, the inclined surface 4 of the transparent substrate 3 is placed on the surface of the transparent substrate 5 facing the relief surface of the transparent substrate 3.
And a small roof-shaped surface which complementarily enters into many small roof-shaped surfaces composed of the inclined surface 4 'and the polarization separating hologram 2 between the small roof-shaped surfaces of the transparent substrate 3 and the transparent substrate 5 as shown in the figure. The transparent substrate 3 and the transparent substrate 5 are integrated such that the plane 6 and the plane 7 of the transparent substrate 3 are parallel to each other.

【００２２】また、図２のような配置において、図３に
示すように、Ｐ偏光が透過する側の面７上にそのＰ偏光
を透過する直線偏光板あるいは直線偏光シート８を一体
に貼り付けて構成することにより、この偏光分離素子１
の消光比を高めて性能を向上させることができる。In the arrangement shown in FIG. 2, as shown in FIG. 3, a linear polarizing plate or a linear polarizing sheet 8 transmitting the P-polarized light is integrally attached to the surface 7 on the side transmitting the P-polarized light. The polarization separating element 1
Extinction ratio can be increased to improve performance.

【００２３】なお、図１〜図３の配置において、傾斜面
４と４’がなす頂角は必ずしも９０°である必要はな
い。また、各傾斜面４、４’も透明基板３の面に対して
必ずしも４５°あるいは−４５°の角度をなすように配
置する必要はない。入射光Ｌの方向、偏光分離ホログラ
ム２の角度特性等に応じて最適な角度に設定する。In the arrangements shown in FIGS. 1 to 3, the apex angle between the inclined surfaces 4 and 4 'does not necessarily need to be 90 degrees. Also, it is not necessary to arrange the inclined surfaces 4 and 4 ′ so as to form an angle of 45 ° or −45 ° with respect to the surface of the transparent substrate 3. The optimum angle is set according to the direction of the incident light L, the angle characteristics of the polarization separation hologram 2, and the like.

【００２４】次に、上記のような本発明による偏光分離
素子１の作製方法の実施例について説明する。Next, a description will be given of an embodiment of a method for manufacturing the polarization beam splitter 1 according to the present invention as described above.

【００２５】図４に第１の実施例の作製方法を示す。図
４（ａ）に示すように、フォトポリマー等の体積位相型
ホログラム感材１０中に、ホログラム面に平行な干渉縞
を形成して、所望の偏光特性の偏光分離ホログラム２を
作製する。FIG. 4 shows a manufacturing method of the first embodiment. As shown in FIG. 4A, an interference fringe parallel to the hologram surface is formed in a volume phase type hologram photosensitive material 10 such as a photopolymer to produce a polarization separation hologram 2 having desired polarization characteristics.

【００２６】一方、図４（ｂ）に示すように、透明樹脂
等の透明体の一面に傾斜面４と傾斜面４’からなる多く
の微小屋根形面を持つレリーフ面９を形成することによ
り、一方の面上にレリーフ面９を他方の面に平面６を持
つ透明基板３を作製する。On the other hand, as shown in FIG. 4B, by forming a relief surface 9 having many small roof-shaped surfaces consisting of an inclined surface 4 and an inclined surface 4 'on one surface of a transparent body such as a transparent resin. Then, a transparent substrate 3 having a relief surface 9 on one surface and a flat surface 6 on the other surface is produced.

【００２７】次いで、図４（ｃ）に示すように、この透
明基板３のレリーフ面９上に図４（ａ）の工程で得た偏
光分離ホログラム２をエンボス等により密着一体化する
ことにより、図１のような偏光分離素子１が得られる。Next, as shown in FIG. 4C, the polarization separation hologram 2 obtained in the step of FIG. 4A is tightly integrated on the relief surface 9 of the transparent substrate 3 by embossing or the like. A polarization splitting element 1 as shown in FIG. 1 is obtained.

【００２８】図５に第２の実施例の作製方法を示す。図
４（ｂ）のようにして作製した透明基板３のレリーフ面
９上に体積位相型ホログラム感材１０を塗布成膜する。
次いで、透明基板３の平面６側から所定波長の平行光１
１を全面に入射させる。レリーフ面９の傾斜面４、４’
上のホログラム感材１０に入射した光１１とその空気と
接する裏面で反射された光１２とがホログラム感材１０
で干渉し、また、ホログラム感材１０の裏面で反射され
た光１２が隣接する傾斜面４’、４に再度入射し、同様
にホログラム感材１０の裏面で反射された光１３と干渉
して、ホログラム感材１０中にホログラム感材面に平行
な干渉縞が記録され、偏光分離ホログラム２が透明基板
３のレリーフ面９上に一体に形成される。FIG. 5 shows a manufacturing method of the second embodiment. A volume phase hologram sensitive material 10 is applied and formed on the relief surface 9 of the transparent substrate 3 manufactured as shown in FIG.
Next, the parallel light 1 having a predetermined wavelength is emitted from the plane 6 side of the transparent substrate 3.
1 is incident on the entire surface. Inclined surface 4, 4 'of relief surface 9
The light 11 that has entered the upper hologram sensitive material 10 and the light 12 that has been reflected by the back surface in contact with the air are the
In addition, the light 12 reflected on the back surface of the hologram photosensitive material 10 re-enters the adjacent inclined surfaces 4 ′ and 4 and similarly interferes with the light 13 reflected on the back surface of the hologram photosensitive material 10. Then, interference fringes parallel to the hologram light-sensitive material surface are recorded in the hologram light-sensitive material 10, and the polarization separation hologram 2 is integrally formed on the relief surface 9 of the transparent substrate 3.

【００２９】図６に第３の実施例の作製方法を示す。こ
の方法は、図５の方法においては、ホログラム感材１０
に何れの位置にも、反対側から入射する光が同時に存在
して不要干渉縞を形成するのを防止する方法であり、図
５の配置において、透明基板３の平面６の平行光１１入
射側にマスク１４を配置するもので、マスク１４には透
明基板３のレリーフ面９の一方の傾斜面４あるいは４’
（図の場合は、４）の部分にのみ光を入射させる開口１
５を設け、他方の傾斜面４’あるいは４（図の場合は、
４’）の部分に入射する光を遮断する遮光部１５’が設
けられているものであり、したがって、マスク１４の開
口１５を透過しあ光１１’は、レリーフ面９の一方の傾
斜面４上のホログラム感材１０に入射し、その光１１’
とホログラム感材１０の空気と接する裏面で反射された
光１２’とがホログラム感材１０で干渉し、また、ホロ
グラム感材１０の裏面で反射された光１２’が隣接する
他方の傾斜面４’に再度入射し、同様にホログラム感材
１０の裏面で反射された光１３’と干渉して、ホログラ
ム感材１０中にホログラム感材面に平行な干渉縞が記録
され、偏光分離ホログラム２が透明基板３のレリーフ面
９上に一体に形成される方法である。この場合は、ホロ
グラム感材１０に何れの位置にも、一方の方向から入射
する光のみしか存在せず、反対方向から入射する光によ
る不要干渉縞が形成されない。FIG. 6 shows a manufacturing method of the third embodiment. This method is different from the method of FIG.
This is a method for preventing light incident from the opposite side from being present simultaneously at any position to form unnecessary interference fringes. In the arrangement shown in FIG. The mask 14 is disposed on one inclined surface 4 or 4 ′ of the relief surface 9 of the transparent substrate 3.
Aperture 1 that allows light to enter only the portion (4 in the figure)
5 and the other inclined surface 4 'or 4 (in the case of the figure,
4 ') is provided with a light-shielding portion 15' for blocking the light incident on the portion 4 '). Therefore, the light 11' transmitted through the opening 15 of the mask 14 is transmitted to the one inclined surface 4 of the relief surface 9. The light 11 ′ is incident on the hologram sensitive material 10 above,
The light 12 ′ reflected on the back surface of the hologram light-sensitive material 10 that is in contact with the air interferes with the hologram light-sensitive material 10, and the light 12 ′ reflected on the back surface of the hologram light-sensitive material 10 is adjacent to the other inclined surface 4. ′, Again interferes with the light 13 ′ reflected on the back surface of the hologram photosensitive material 10, and an interference fringe parallel to the hologram photosensitive material surface is recorded in the hologram photosensitive material 10. This is a method of being formed integrally on the relief surface 9 of the transparent substrate 3. In this case, only light incident from one direction is present at any position on the hologram photosensitive material 10, and unnecessary interference fringes due to light incident from the opposite direction are not formed.

【００３０】なお、マスク１４の部分１５と１６に偏光
方向が直交する偏光板を設けて構成しても、反対方向か
ら入射する光による干渉縞は異なる特性になるため、上
記の不要干渉縞の問題は解消される。Even if the masks 14 and 15 are provided with polarizers whose polarization directions are orthogonal to each other, interference fringes due to light incident from opposite directions have different characteristics. The problem is solved.

【００３１】図７に第４の実施例の作製方法を示す。図
４（ｂ）のようにして作製した透明基板３のレリーフ面
９上に体積位相型ホログラム感材１０を塗布成膜する。
次いで、体積位相型ホログラム感材１０上に屈折率整合
液あるいは図２の透明基板５のような相補的なレリーフ
面を有する透明媒体１６を介して反射板１７を透明基板
３に略平行に配置する。次いで、透明基板３の平面６側
から所定波長の２つの方向の異なる平行光１８、１９を
全面に入射させる。一方の平行光１８は一方の傾斜面
４’に略垂直に入射してホログラム感材１０を透過し、
その光は反射板１７で反射されて他方の傾斜面４に略垂
直に裏面側から入射する。他方の平行光１９は他方の傾
斜面４に略垂直に入射してホログラム感材１０を透過
し、その光は反射板１７で反射されて一方の傾斜面４’
に略垂直に裏面側から入射する。それらの光１８と１９
はホログラム感材１０で干渉して、ホログラム感材１０
中にホログラム感材面に平行な干渉縞が記録され、偏光
分離ホログラム２が透明基板３のレリーフ面９上に一体
に形成される。FIG. 7 shows a manufacturing method of the fourth embodiment. A volume phase hologram sensitive material 10 is applied and formed on the relief surface 9 of the transparent substrate 3 manufactured as shown in FIG.
Next, a reflection plate 17 is arranged on the volume phase type hologram photosensitive material 10 in parallel with the transparent substrate 3 via a refractive index matching liquid or a transparent medium 16 having a complementary relief surface such as the transparent substrate 5 in FIG. I do. Next, parallel light beams 18 and 19 having predetermined wavelengths in two different directions are incident on the entire surface from the plane 6 side of the transparent substrate 3. One of the parallel lights 18 is incident on the one inclined surface 4 ′ almost perpendicularly, passes through the hologram photosensitive material 10,
The light is reflected by the reflection plate 17 and enters the other inclined surface 4 substantially perpendicularly from the rear surface side. The other parallel light 19 is incident on the other inclined surface 4 substantially perpendicularly and passes through the hologram photosensitive material 10, and the light is reflected by the reflector 17 to be reflected on the one inclined surface 4 ′.
From the back side substantially vertically. Those lights 18 and 19
Interferes with the hologram light-sensitive material 10, and the hologram light-sensitive material 10
Interference fringes parallel to the hologram light-sensitive material surface are recorded therein, and the polarization separation hologram 2 is integrally formed on the relief surface 9 of the transparent substrate 3.

【００３２】図８に第５の実施例の作製方法を示す。図
４（ｂ）のようにして作製した透明基板３のレリーフ面
９上に体積位相型ホログラム感材１０を塗布成膜する。
一方、透明基板３のレリーフ面９の各傾斜面４、４’と
平行な反射面２１、２１’を有し、レリーフ面９と相補
的な形状のレリーフ面を有するレリーフ反射鏡２０を用
意する。次いで、体積位相型ホログラム感材１０上にそ
のレリーフ反射鏡２０を配置し、透明基板３のレリーフ
面９の傾斜面４がレリーフ反射鏡２０の反射面２１と平
行に、傾斜面４’が反射面２１’と平行になるようにす
る。この状態で、透明基板３の平面６側から所定波長の
２つの方向の異なる平行光２２、２３を全面に入射させ
る。一方の平行光２２は一方の傾斜面４’に略垂直に入
射してホログラム感材１０を透過し、その裏面側の反射
面２１’で元の方向に反射されて再度反対側からホログ
ラム感材１０に入射して干渉する。他方の平行光２３は
他方の傾斜面４に略垂直に入射してホログラム感材１０
を透過し、その裏面側の反射面２１で元の方向に反射さ
れて再度反対側からホログラム感材１０に入射して干渉
する。このようにして、ホログラム感材１０中にホログ
ラム感材面に平行な干渉縞が記録され、偏光分離ホログ
ラム２が透明基板３のレリーフ面９上に一体に形成され
る。FIG. 8 shows a manufacturing method of the fifth embodiment. A volume phase hologram sensitive material 10 is applied and formed on the relief surface 9 of the transparent substrate 3 manufactured as shown in FIG.
On the other hand, a relief reflecting mirror 20 having reflecting surfaces 21, 21 'parallel to the inclined surfaces 4, 4' of the relief surface 9 of the transparent substrate 3 and having a relief surface complementary to the relief surface 9 is prepared. . Next, the relief reflecting mirror 20 is arranged on the volume phase type hologram photosensitive material 10, and the inclined surface 4 of the relief surface 9 of the transparent substrate 3 is parallel to the reflecting surface 21 of the relief reflecting mirror 20, and the inclined surface 4 'is reflected. It should be parallel to the surface 21 '. In this state, parallel light beams 22 and 23 having predetermined wavelengths in two different directions are incident on the entire surface from the plane 6 side of the transparent substrate 3. The one parallel light 22 is incident on the one inclined surface 4 ′ substantially perpendicularly, passes through the hologram sensitive material 10, is reflected in the original direction by the reflection surface 21 ′ on the back side, and is again reflected from the opposite side. 10 and interferes. The other parallel light 23 is incident on the other inclined surface 4 substantially perpendicularly, and enters the hologram photosensitive material 10.
, Is reflected in the original direction by the reflection surface 21 on the back surface side, again enters the hologram photosensitive material 10 from the opposite side and interferes. In this way, interference fringes parallel to the hologram light-sensitive material surface are recorded in the hologram light-sensitive material 10, and the polarization separation hologram 2 is integrally formed on the relief surface 9 of the transparent substrate 3.

【００３３】以上のように、上記何れの作製方法も一回
の露光により作製できるので、簡単な装置で高速に本発
明の偏光分離素子を作製することが可能である。As described above, any of the above-mentioned manufacturing methods can be manufactured by one exposure, so that the polarization separation element of the present invention can be manufactured at a high speed with a simple apparatus.

【００３４】以上、本発明の偏光分離素子及びその作製
方法を実施例に基づいて説明してきたが、本発明はこれ
ら実施例に限定されず種々の変形が可能である。As described above, the polarized light separating element of the present invention and the method of manufacturing the same have been described based on the embodiments. However, the present invention is not limited to these embodiments, and various modifications are possible.

【００３５】[0035]

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の偏光分離素子及びその作製方法によると、透明基板の
一方の面上に、断面において所定の頂角をなすように第
１の傾斜面と第２の傾斜面を相互に平行にそれぞれ複数
設けて断面三角波状になるレリーフ面が形成されてお
り、第１の傾斜面と第２の傾斜面は透明基板の面に対し
て傾斜するように配置されており、その相互に頂角をな
す第１の傾斜面と第２の傾斜面の上に、Ｓ偏光あるいは
Ｐ偏光を反射し、それと偏光方向が直交するＰ偏光ある
いはＳ偏光を透過する偏光分離ホログラムが設けられて
偏光分離素子が構成されているので、透明基板の平面側
あるいはレリーフ面側から入射した光の中の、例えばＳ
偏光を入射方向と略反対の方向へ反射させると共に、例
えばＰ偏光を入射側と反対側の面から射出させるので、
入射光の相互に直交する直線偏光成分を分離することが
できる。しかも、透明基板のレリーフ面上に設けられた
第１の傾斜面と第２の傾斜面とからなる多くの微小屋根
形面上に偏光分離ホログラムを設けて薄くて面積の大き
な偏光分離素子を構成することができるので、大きな径
の入射光の偏光成分を薄くて軽い光学素子で分離するこ
とができる。As is apparent from the above description, according to the polarized light separating element and the method of manufacturing the same of the present invention, the first inclined surface is formed on one surface of the transparent substrate so as to form a predetermined apex angle in cross section. A plurality of surfaces and a plurality of second inclined surfaces are provided in parallel with each other to form a relief surface having a triangular cross section, and the first inclined surface and the second inclined surface are inclined with respect to the surface of the transparent substrate. S-polarized light or P-polarized light that reflects S-polarized light or P-polarized light on the first inclined surface and the second inclined surface that form an apex Since the polarized light separating hologram is provided to constitute the polarized light separating element, for example, S out of the light incident from the flat side or the relief side of the transparent substrate.
Since the polarized light is reflected in a direction substantially opposite to the incident direction and, for example, the P-polarized light is emitted from the surface on the side opposite to the incident side,
The mutually orthogonal linearly polarized light components of the incident light can be separated. In addition, a polarization separating hologram is provided on many small roof-shaped surfaces formed of a first inclined surface and a second inclined surface provided on a relief surface of a transparent substrate to constitute a thin, large-area polarization separating element. Therefore, the polarization component of the incident light having a large diameter can be separated by a thin and light optical element.

【００３６】また、このような偏光分離素子を一回の露
光により簡単に作製することができる。Further, such a polarization separation element can be easily manufactured by one exposure.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】本発明の偏光分離素子の基本構成を示す断面図
である。FIG. 1 is a cross-sectional view showing a basic configuration of a polarization beam splitter of the present invention.

【図２】偏光分離素子の変形例を示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view showing a modification of the polarization separation element.

【図３】図３の変形例の偏光分離素子を示す断面図であ
る。FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a polarization separation element according to a modification of FIG.

【図４】本発明の偏光分離素子の第１の実施例の作製方
法を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a method of manufacturing a polarization beam splitter according to a first embodiment of the present invention.

【図５】本発明の偏光分離素子の第２の実施例の作製方
法を示す図である。FIG. 5 is a view showing a method of manufacturing a polarization beam splitting element according to a second embodiment of the present invention.

【図６】本発明の偏光分離素子の第３の実施例の作製方
法を示す図である。FIG. 6 is a view showing a method of manufacturing a polarization beam splitter according to a third embodiment of the present invention.

【図７】本発明の偏光分離素子の第４の実施例の作製方
法を示す図である。FIG. 7 is a view showing a method of manufacturing a polarization beam splitter according to a fourth embodiment of the present invention.

【図８】本発明の偏光分離素子の第５の実施例の作製方
法を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing a method of manufacturing a polarization beam splitter according to a fifth embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

Ｌ…入射光 Ｓ…Ｓ偏光 Ｐ…Ｐ偏光 Ｐ’…実際のＰ偏光進行方向 １…偏光分離素子 ２…偏光分離ホログラム ３…透明基板 ４、４’…傾斜面 ５…透明基板 ６…平面 ７…平面 ８…直線偏光板又は直線偏光シート ９…レリーフ面 １０…体積位相型ホログラム感材 １１…平行光 １１’…透過光 １２…反射光 １２’…反射光 １３…再反射光 １３’…再反射光 １４…マスク １５…開口 １５’…遮光部 １６…透明媒体 １７…反射板 １８、１９…平行光 ２０…レリーフ反射鏡 ２１、２１’…反射面 ２２、２３…平行光 L: incident light S: S-polarized light P: P-polarized light P ': actual P-polarized light traveling direction 1 ... polarized light separating element 2 ... polarized light separating hologram 3 ... transparent substrate 4, 4' ... inclined surface 5 ... transparent substrate 6 ... plane 7 ... plane 8 ... linear polarizing plate or linear polarizing sheet 9 ... relief surface 10 ... volume phase hologram photosensitive material 11 ... parallel light 11 '... transmitted light 12 ... reflected light 12' ... reflected light 13 ... re-reflected light 13 '... re- Reflected light 14 ... Mask 15 ... Aperture 15 '... Shielding part 16 ... Transparent medium 17 ... Reflector 18, 19 ... Parallel light 20 ... Relief reflector 21, 21' ... Reflecting surface 22, 23 ... Parallel light

フロントページの続き (72)発明者 谷口 幸夫 東京都新宿区市谷加賀町一丁目１番１号 大日本印刷株式会社内 (72)発明者 森田 英明 東京都新宿区市谷加賀町一丁目１番１号 大日本印刷株式会社内 Ｆターム(参考） 2H049 BA02 BA05 BB01 BB03 BC01 CA01 CA09 CA11 CA20 CA28 2K008 BB04 BB08 DD03 DD12 EE01 EE04 HH01 Continued on the front page (72) Inventor Yukio Taniguchi 1-1-1, Ichigaya-Kaga-cho, Shinjuku-ku, Tokyo Inside Dai Nippon Printing Co., Ltd. (72) Inventor Hideaki Morita 1-1-1-1, Ichigaga-cho, Shinjuku-ku, Tokyo F-term (reference) in Dai Nippon Printing Co., Ltd. 2H049 BA02 BA05 BB01 BB03 BC01 CA01 CA09 CA11 CA20 CA28 2K008 BB04 BB08 DD03 DD12 EE01 EE04 HH01

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 透明基板の一方の面上に、断面において
所定の頂角をなすように第１の傾斜面と第２の傾斜面を
相互に平行にそれぞれ複数設けて断面三角波状になるレ
リーフ面が形成されており、第１の傾斜面と第２の傾斜
面は透明基板の面に対して傾斜するように配置されてお
り、その相互に頂角をなす第１の傾斜面と第２の傾斜面
の上に、Ｓ偏光あるいはＰ偏光を反射し、それと偏光方
向が直交するＰ偏光あるいはＳ偏光を透過する偏光分離
ホログラムが設けられてなることを特徴とする偏光分離
素子。1. A relief having a triangular section in cross-section by providing a plurality of first and second inclined planes on one surface of a transparent substrate in parallel with each other so as to form a predetermined apex angle in a cross section. The first inclined surface and the second inclined surface are arranged so as to be inclined with respect to the surface of the transparent substrate, and the first inclined surface and the second inclined surface which form an apex angle with each other are formed. A polarization separation hologram that reflects S-polarized light or P-polarized light and transmits P-polarized light or S-polarized light whose polarization direction is orthogonal to the polarized light. 【請求項２】 前記頂角が略９０°であり、前記第１の
傾斜面と前記第２の傾斜面は透明基板の面に対して略４
５°あるいは略−４５°の角度をなすように配置されて
いることを特徴とする請求項１記載の偏光分離素子。2. The method according to claim 1, wherein the apex angle is approximately 90 °, and the first inclined surface and the second inclined surface are approximately 4 ° with respect to the surface of the transparent substrate.
2. The polarization separation element according to claim 1, wherein the polarization separation element is arranged at an angle of 5 [deg.] Or substantially -45 [deg.]. 【請求項３】 前記レリーフ面と相補形状のレリーフ面
とその反対側に平面とを有する透明体が、前記透明基板
の前記偏光分離ホログラムが設けられたレリーフ面上に
前記レリーフ面間に前記偏光分離ホログラムを挟み込む
ように一体的に配置されていることを特徴とする請求項
１又は２記載の偏光分離素子。3. A transparent body having a relief surface complementary to the relief surface and a flat surface on the opposite side is provided on the relief surface of the transparent substrate on which the polarization separation hologram is provided, between the relief surfaces. 3. The polarization separation element according to claim 1, wherein the polarization separation element is integrally disposed so as to sandwich the separation hologram. 【請求項４】 前記透明体の前記平面上に直線偏光板あ
るいは直線偏光シートが一体に貼り付けられていること
を特徴とする請求項３記載の偏光分離素子。4. The polarization separation element according to claim 3, wherein a linear polarizing plate or a linear polarizing sheet is integrally attached on the plane of the transparent body. 【請求項５】 Ｓ偏光あるいはＰ偏光を反射し、それと
偏光方向が直交するＰ偏光あるいはＳ偏光を透過する偏
光分離ホログラムを作製する工程と、 一方の面上に、断面において所定の頂角をなすように第
１の傾斜面と第２の傾斜面を相互に平行にそれぞれ複数
設けて断面三角波状になるレリーフ面であって、第１の
傾斜面と第２の傾斜面が基板面に対して傾斜するような
レリーフ面が配置され、他方の面が平面である透明基板
を作製する工程と、 前記透明基板の前記レリーフ面上に前記偏光分離ホログ
ラムを密着一体化する工程と、を含むことを特徴とする
偏光分離素子の作製方法。5. A step of producing a polarization separation hologram that reflects S-polarized light or P-polarized light and transmits P-polarized light or S-polarized light whose polarization direction is orthogonal to the polarized light, and the method includes: A relief surface having a plurality of first inclined surfaces and a plurality of second inclined surfaces provided in parallel with each other so as to form a triangular wave cross section, wherein the first inclined surface and the second inclined surface are formed with respect to the substrate surface. A step of producing a transparent substrate having a relief surface that is inclined so as to be inclined and the other surface being a flat surface, and a step of tightly integrating the polarization separation hologram on the relief surface of the transparent substrate. A method for producing a polarization separation element, characterized by the following. 【請求項６】 一方の面上に、断面において所定の頂角
をなすように第１の傾斜面と第２の傾斜面を相互に平行
にそれぞれ複数設けて断面三角波状になるレリーフ面で
あって、第１の傾斜面と第２の傾斜面が基板面に対して
傾斜するようなレリーフ面が配置され、他方の面が平面
である透明基板を作製する工程と、 前記透明基板の前記レリーフ面上にホログラム感材層を
成膜する工程と、 前記透明基板の平面側から平行光を全面に入射させて、
前記レリーフ面の第１の傾斜面と第２の傾斜面上の前記
ホログラム感材層に入射した光とその裏面で反射された
光とを前記ホログラム感材層で干渉させ、また、前記ホ
ログラム感材層の裏面で反射された光と隣接する前記レ
リーフ面の第１の傾斜面又は第２の傾斜面に再度入射し
て前記ホログラム感材層の裏面で反射された光とを前記
ホログラム感材層で干渉させて、Ｓ偏光あるいはＰ偏光
を反射し、それと偏光方向が直交するＰ偏光あるいはＳ
偏光を透過する偏光分離ホログラムを作製する工程と、
を含むことを特徴とする偏光分離素子の作製方法。6. A relief surface having a triangular cross section by providing a plurality of first and second inclined surfaces on one surface in parallel with each other so as to form a predetermined apex angle in a cross section. Producing a transparent substrate having a relief surface such that the first inclined surface and the second inclined surface are inclined with respect to the substrate surface, and the other surface being a flat surface; A step of forming a hologram sensitive material layer on the surface, and parallel light is incident on the entire surface from the plane side of the transparent substrate,
The light incident on the hologram sensitive material layer on the first inclined surface and the second inclined surface of the relief surface and the light reflected on the back surface interfere with the hologram sensitive material layer. The light reflected on the back surface of the material layer and the light incident again on the first inclined surface or the second inclined surface of the relief surface adjacent thereto and reflected on the back surface of the hologram photosensitive material layer are combined with the hologram photosensitive material. S-polarized light or P-polarized light is reflected by the layer, and the P-polarized light or
A step of producing a polarization separation hologram that transmits polarized light,
A method for manufacturing a polarization separation element, comprising: 【請求項７】 請求項６において、 前記の偏光分離ホログラムを作製する工程において、前
記透明基板の平面側に、前記透明基板のレリーフ面の第
１の傾斜面又は第２の傾斜面の一方の傾斜面の部分にの
み光を入射させる開口を設け、他方の傾斜面の部分に入
射する光を遮断する遮光部が設けられているマスク、あ
るいは、前記透明基板のレリーフ面の第１の傾斜面又は
第２の傾斜面の一方の傾斜面の部分と他方の傾斜面の部
分に偏光方向が直交する偏光板を設けてなるマスクを配
置し、前記マスクを介して平行光を入射させることを特
徴とする偏光分離素子の作製方法。7. The method according to claim 6, wherein, in the step of producing the polarization separation hologram, one of a first inclined surface and a second inclined surface of a relief surface of the transparent substrate is provided on a plane side of the transparent substrate. A mask provided with an opening for allowing light to enter only the inclined surface portion and a light shielding portion for blocking light incident on the other inclined surface portion, or a first inclined surface of a relief surface of the transparent substrate Alternatively, a mask in which a polarizing plate having a polarization direction orthogonal to that of the second inclined surface is provided on one inclined surface portion and the other inclined surface portion is provided, and parallel light is incident through the mask. A method for producing a polarization separation element. 【請求項８】 一方の面上に、断面において所定の頂角
をなすように第１の傾斜面と第２の傾斜面を相互に平行
にそれぞれ複数設けて断面三角波状になるレリーフ面で
あって、第１の傾斜面と第２の傾斜面が基板面に対して
傾斜するようなレリーフ面が配置され、他方の面が平面
である透明基板を作製する工程と、 前記透明基板の前記レリーフ面上にホログラム感材層を
成膜する工程と、 前記透明基板の前記レリーフ面に透明媒体を介して反射
板を配置する工程と、 前記透明基板の平面側から前記レリーフ面の第１の傾斜
面に略垂直に第１の平行光を入射させると共に、前記レ
リーフ面の第２の傾斜面に略垂直に第２の平行光を入射
させて前記ホログラム感材層に相互に反対方向から入射
した第１の平行光と第２の平行光を前記ホログラム感材
層で干渉させて、Ｓ偏光あるいはＰ偏光を反射し、それ
と偏光方向が直交するＰ偏光あるいはＳ偏光を透過する
偏光分離ホログラムを作製する工程と、を含むことを特
徴とする偏光分離素子の作製方法。8. A relief surface having a triangular wave cross section by providing a plurality of first and second inclined surfaces on one surface in parallel with each other so as to form a predetermined apex angle in a cross section. Producing a transparent substrate having a relief surface such that the first inclined surface and the second inclined surface are inclined with respect to the substrate surface, and the other surface being a flat surface; Forming a hologram light-sensitive material layer on a surface, arranging a reflector on the relief surface of the transparent substrate via a transparent medium, and a first inclination of the relief surface from a plane side of the transparent substrate. A first parallel light is incident substantially perpendicular to the surface, and a second parallel light is incident substantially perpendicularly to the second inclined surface of the relief surface, and the second parallel light is incident on the hologram photosensitive material layer from opposite directions. The first parallel light and the second parallel light are illuminated by the hologram. Producing a polarization-separating hologram that reflects S-polarized light or P-polarized light by interfering with the material layer and transmits P-polarized light or S-polarized light whose polarization direction is orthogonal to that of the polarized light. Production method. 【請求項９】 一方の面上に、断面において所定の頂角
をなすように第１の傾斜面と第２の傾斜面を相互に平行
にそれぞれ複数設けて断面三角波状になるレリーフ面で
あって、第１の傾斜面と第２の傾斜面が基板面に対して
傾斜するようなレリーフ面が配置され、他方の面が平面
である透明基板を作製する工程と、 前記透明基板の前記レリーフ面上にホログラム感材層を
成膜する工程と、 前記透明基板の前記レリーフ面の各傾斜面と平行な反射
面を有し、前記レリーフ面と相補的な形状のレリーフ面
を有するレリーフ反射鏡を用意する工程と、前記透明基
板の平面側から前記レリーフ面の第１の傾斜面に略垂直
に第１の平行光を入射させると共に、前記レリーフ面の
第２の傾斜面に略垂直に第２の平行光を入射させて、前
記透明基板レリーフ反射鏡の反射面で反射されて前記ホ
ログラム感材層に相互に反対方向から入射した平行光と
第１の平行光及び第２の平行光とを前記ホログラム感材
層で干渉させて、Ｓ偏光あるいはＰ偏光を反射し、それ
と偏光方向が直交するＰ偏光あるいはＳ偏光を透過する
偏光分離ホログラムを作製する工程と、を含むことを特
徴とする偏光分離素子の作製方法。9. A relief surface having a triangular wave cross section by providing a plurality of first and second inclined surfaces on one surface in parallel with each other so as to form a predetermined apex angle in a cross section. Producing a transparent substrate having a relief surface such that the first inclined surface and the second inclined surface are inclined with respect to the substrate surface, and the other surface being a flat surface; Forming a hologram sensitive material layer on a surface, a relief reflector having a reflection surface parallel to each inclined surface of the relief surface of the transparent substrate, and having a relief surface complementary in shape to the relief surface. Preparing a first parallel light from the plane side of the transparent substrate substantially perpendicularly to the first inclined surface of the relief surface, and applying the first parallel light substantially perpendicularly to the second inclined surface of the relief surface. 2 parallel light is incident, and the transparent substrate relief S-polarized light is generated by causing the parallel light, the first parallel light, and the second parallel light, which are reflected by the reflecting surface of the mirror and enter the hologram sensitive material layer from opposite directions, to interfere with each other in the hologram sensitive material layer. Or a method of producing a polarization separation hologram that reflects P-polarized light and transmits P-polarized light or S-polarized light whose polarization direction is orthogonal to the polarized light.