DE10350342B4

DE10350342B4 - Dichroitisches Prisma und Verfahren zu dessen Herstellung

Info

Publication number: DE10350342B4
Application number: DE10350342A
Authority: DE
Inventors: Satoru Kawaai; Tomoaki Shigeta; Kouichirou Monma
Original assignee: Fujifilm Corp
Current assignee: Fujifilm Corp
Priority date: 2002-10-31
Filing date: 2003-10-29
Publication date: 2012-12-06
Anticipated expiration: 2023-10-30
Also published as: US6820983B2; DE10350342A1; US20040119948A1; CN1287165C; JP2004151504A; CN1499222A

Abstract

Dichroitisches Prisma mit einem ersten rechtwinkligen Prisma, einem zweiten rechtwinkligen Prisma, einem dritten rechtwinkligen Prisma und einem vierten rechtwinkligen Prisma, die jeweils erste und zweite Seitenflächen aufweisen, die senkrecht zueinander sind, wobei das dichroitische Prisma ein säulenförmiger Körper ist, der im lateralen Querschnitt eine quadratische Form aufweist, wobei der säulenförmige Körper aufweist: eine erste Verbundfläche, die durch Verbindung der ersten Seitenfläche des ersten rechtwinkligen Prismas und der zweiten Seitenfläche des zweiten rechtwinkligen Prismas gebildet wird; eine zweite Verbundfläche, die durch Verbindung der ersten Seitenfläche des zweiten rechtwinkligen Prismas und der zweiten Seitenfläche des dritten rechtwinkligen Prismas gebildet wird; eine dritte Verbundfläche, die durch Verbindung der ersten Seitenfläche des dritten rechtwinkligen Prismas und der zweiten Seitenfläche des vierten rechtwinkligen Prismas gebildet wird; und eine vierte Verbundfläche, die durch Verbindung der ersten Seitenfläche des vierten rechtwinkligen Prismas und der zweiten Seitenfläche des ersten rechtwinkligen Prismas gebildet wird, wobei die erste...

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein dichroitisches Prisma, das zur Farbsynthese verwendet wird, die durch einen Flüssigkristallprojektor oder dergleichen durchgeführt wird, und ein Verfahren zu dessen Herstellung.
In einem Vollfarben-Flüssigkristallprojektor wird weißes Licht aus einer Lichtquelle durch ein farbzerlegendes Kreuzprisma in drei Grundfarben des Lichts zerlegt, die aus rotem Licht, blauen Licht und grünen Licht bestehen. Jede der drei Grundfarben des Lichts, das durch das farbzerlegende Kreuzprisma zerlegt wird, werden auf ein Flüssigkristallanzeigeelement einfallen gelassen, das jeder Farbe entspricht. Das Licht, das auf das Flüssigkristallanzeigeelement einfallen gelassen wird, wird beruhend auf der Bildinformation moduliert. Die drei Lichter, die von dem Flüssigkristallanzeigeelement abgegeben werden und den jeweiligen Farben entsprechen, werden durch das Farbesynthesekreuzprisma in ein Licht synthetisiert und auf einen Schirm projiziert.
Das Kreuzprisma zur Synthese der drei Grundfarben des Lichts ist ein dichroitisches Prisma, auf dem jeweils auf zwei diagonalen Ebenen dichroitische Filme mit unterschiedlichen Reflexionseigenschaften ausgebildet sind. Ein solches dichroitisches Prisma besteht aus vier rechtwinkligen Prismen. Jedes rechtwinklige Prisma weist eine dreieckige säulenförmige Form auf, deren Querschnitt ein rechtwinkliges gleichschenkeliges Dreieck ist, das eine erste Seitenfläche und eine zweite Seitenfläche in einer gegenseitig senkrechten Beziehung aufweist.
Herkömmlich wird das dichroitische Prisma auf die folgende Weise hergestellt. Zuerst wird unter Verwendung von zwei rechtwinkligen Prismen aus vier rechtwinkligen Prismen, die erste Seitenfläche eines der beiden Prismen mit der zweiten Seitenfläche des anderen Prismas verbunden, um ein Verbundprisma herzustellen. Außerdem werden die restlichen beiden rechtwinkligen Prismen entsprechend miteinander verbunden, um ein anderes Verbundprisma herzustellen. Dann werden diese verbundenen Prismen miteinander verbunden, um ein dichroitisches Prisma herzustellen.
Der minimale Winkel, der durch die erste Seitenfläche und die zweite Seitenfläche in jedem der vier rechtwinkligen Prismen des dichroitischen Prismas gebildet wird, ist im wesentlichen ein rechter Winkel. Jedoch ist in einigen Fällen der minimale Winkel geringfügig größer als ein rechter Winkel oder geringfügig kleiner als ein rechter Winkel. Außerdem werden die beiden verbundenen Prismen herkömmlicherweise ohne eine spezielle Lehre zu verwenden, sondern mit der Hand miteinander verbunden, und abhängig vom menschlichen Auge eingestellt. Wenn folglich das dichroitische Prisma durch Verbinden von vier rechtwinkligen Prismen hergestellt wird, kann in einigen Fällen ein Spalt in dessen Mitte erzeugt werden.
Wenn ein Spalt in der Mitte des dichroitischen Prismas erzeugt wird, wird Licht, das darauf einfallen gelassen wird, aufgrund des Spalts an einem anderen Teil reflektiert. Daher wird eine Doppellinie auf einen Schirm reflektiert, auf dem ein reflektiertes Licht projiziert wird. Außerdem unterscheiden sich die Bildgrößen für jedes Farblicht, das auf das dichroitische Prisma auffallen gelassen wird, aufgrund der Tatsache, daß der minimale Winkel, der durch die erste Seitenfläche und die zweite Seitenfläche des rechtwinkligen Prisma gebildet wird, kein rechter Winkel ist.
Als ein Verfahren zur Reduzierung des Spalts in der Mitte des dichroitischen Prismas stellt eine herkömmlich bekannte Technik ein Verfahren zum Verbinden rechtwinkliger Prismen bereit, indem eine Kerbe an einem Teil des rechtwinkligen Prismas gemacht wird und eine Führung auf die Kerbe angewendet wird (siehe zum Beispiel die JP-10-39119 A ). In diesem Fall kann, da die Führung verwendet wird, der Spaltabschnitt verglichen mit dem Fall vermindert werden, wo rechtwinklige Prismen durch eine Sichteinstellung verbunden werden. Wenn der Spalt in der Mitte vermindert wird, wird die Bedingung verbessert, die eine Doppellinie auf dem Schirm erzeugt.
Jedoch kann das rechtwinklige Prisma nicht von den nachteiligen Effekten befreit werden, die auf die Bedingung zurückzuführen sind, daß der minimale Winkel, der durch die erste Seitenfläche und dessen zweite Seitenfläche gebildet wird, kein rechter Winkel ist, das heißt, es kann nicht von einer Ungleichmäßigkeit der Schirmgröße befreit werden, die durch die Präzision des rechten Winkels verursacht wird. Um die Verschlechterung der Bildqualität infolge der Präzision des rechten Winkels zu verhindern, ist es erforderlich, daß die Präzision des rechten Winkels auf einem äußerst hohen Niveau gehalten wird. Wenn jedoch die Präzision auf einem äußerst hohen Niveau gehalten wird, werden die Kosten des Polierens des rechtwinkligen Prismas und dergleichen erhöht.
Aus der JP 10332910 A ist ein dichroitisches Prisma bekannt, dessen Verbundflächen jeweils einen vorbestimmten Abstand aufweisen. Aus der US 6101041 A und der US 2002/0080502 A1 ist jeweils ein dichroitisches Prisma bekannt, dessen Verbundflächen jeweils in einer Ebene angeordnet sind. Aus der JP 10239506 A ist ein dichroitisches Prisma aus vier Prismen bekannt, deren Seitenflächen jeweils annähernd senkrecht zueinander angeordnet sind.
Die vorliegende Erfindung wird in Hinblick auf die oben beschriebenen Probleme erreicht, und eine Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein dichroitisches Prisma, das zur Verbesserung der Bildqualität imstande ist, während es die Kosten senkt, und ein Verfahren zu dessen Herstellung bereitzustellen.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein dichroitisches Prisma mit einem ersten rechtwinkligen Prisma, einem zweiten rechtwinkligen Prisma, einem dritten rechtwinkligen Prisma und einem vierten rechtwinkligen Prisma bereitgestellt, die jeweils erste und zweite Seitenflächen aufweisen, die im wesentlichen senkrecht zueinander sind, wobei das dichroitische Prisma ein säulenförmiger Körper ist, der im lateralen Querschnitt eine quadratische Form aufweist, wobei der säulenförmige Körper aufweist: eine erste Verbundfläche, die durch Verbindung der ersten Seitenfläche des ersten rechtwinkligen Prismas und der zweiten Seitenfläche des zweiten rechtwinkligen Prismas gebildet wird; eine zweite Verbundfläche, die durch Verbindung der ersten Seitenfläche des zweiten rechtwinkligen Prismas und der zweiten Seitenfläche des dritten rechtwinkligen Prismas gebildet wird; eine dritte Verbundfläche, die durch Verbindung der ersten Seitenfläche des dritten rechtwinkligen Prismas und der zweiten Seitenfläche des vierten rechtwinkligen Prismas gebildet wird; und eine vierte Verbundfläche, die durch Verbindung der ersten Seitenfläche des vierten rechtwinkligen Prismas und der zweiten Seitenfläche des ersten rechtwinkligen Prismas gebildet wird. Die erste Verbundfläche und die dritte Verbundfläche weisen dichroitische Filme für erstes Farblicht auf, die das erste Farblicht reflektieren und dort hindurch ein zweites Farblicht durchlassen, das sich in der Farbe vom ersten Farblicht unterscheidet. Außerdem weisen die zweite Verbundfläche und die vierte Verbundfläche dichroitische Filme für das zweite Farblicht auf, die das zweite Farblicht reflektieren und das erste Farblicht dort hindurch durchlassen. Ferner sind die zweite Verbundfläche und die vierte Verbundfläche auf derselben Ebene angeordnet, und die dritte Verbundfläche weicht von der ersten Verbundfläche um einen vorbestimmten Abstand ab.
Der Abstand ist einer, in dem ein Bild, das aus dem ersten Farblicht gebildet wird, das eine vorbestimmte Referenzbildinformation aufweist, sich mit einem Bild deckt, das der Referenzbildinformation entspricht, wobei das erste Farblicht auf die ersten und dritten Verbundflächen auffallen gelassen wird und daran reflektiert wird.
Wenn die dritte Verbundfläche bezüglich der ersten Verbundfläche um diesen Abstand abweicht, wird eine optische Qualität des Bildes erhalten, das durch das erste Farblicht gebildet wird, das eine Bildinformation aufweist, das auf das erfindungsgemäße dichroitische Prisma auffallen gelassen wird und durch es reflektiert wird.
Zusätzlich wird gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zur Herstellung des oben beschriebenen dichroitischen Prismas bereitgestellt. Das Verfahren zur Herstellung des dichroitischen Prismas der vorliegenden Erfindung weist auf: einen ersten Schritt der Vorbereitung eines ersten rechtwinkliges Prismas, eines zweiten rechtwinkligen Prismas, eines dritten rechtwinkligen Prismas und eines vierten rechtwinkligen Prismas, die jeweils erste und zweite Seitenflächen aufweisen, die im wesentlichen senkrecht zueinander sind; einen zweiten Schritt des Bildens eines dichroitischen Films für erstes Farblicht auf der ersten Seitenfläche des ersten rechtwinkligen Prismas, wobei der dichroitische Film für das erste Farblicht das erste Farblicht reflektiert und dort hindurch ein zweites Farblicht durchläßt, das sich in der Farbe vom ersten Farblicht unterscheidet, und des Bildens eines dichroitischen Films für das zweite Farblicht auf der zweiten Seitenfläche des ersten rechtwinkligen Prismas, wobei der dichroitische Film für das zweite Farblicht das zweite Farblicht reflektiert und das erste Farblicht dort hindurch durchläßt; einen dritten Schritt des Bildens des dichroitischen Films für das zweite Farblicht auf der ersten Seitenfläche des zweiten rechtwinkligen Prismas; einen vierten Schritt des Bildens des dichroitischen Films für das erste Farblicht auf der zweiten Seitenfläche des vierten rechtwinkligen Prismas; einen fünften Schritt des Anordnens der zweiten Seitenfläche des ersten rechtwinkligen Prismas und der ersten Seitenfläche des zweiten rechtwinkligen Prismas auf derselben Ebene, und des Verbindens der ersten Seitenfläche des ersten rechtwinkligen Prismas und der zweiten Seitenfläche des zweiten rechtwinkligen Prismas, wobei folglich ein erstes Verbundprisma hergestellt wird, in der eine erste Verbundfläche, die den dichroitischen Film für das erste Farblicht aufweist, ausgebildet ist; einen sechsten Schritt des Anordnens der zweiten Seitenfläche des dritten rechtwinkligen Prismas und der ersten Seitenfläche des vierten rechtwinkligen Prismas auf derselben Ebene und des Verbindens der ersten Seitenfläche des dritten rechtwinkligen Prismas und der zweiten Seitenfläche des vierten rechtwinkligen Prismas, wobei folglich ein zweites Verbundprisma hergestellt wird, in dem eine dritte Verbundfläche, die den dichroitischen Film für das erste Farblicht aufweist, ausgebildet ist; einen siebenten Schritt des Bildens eines vor-dichroitischen Prismas, indem ermöglicht wird, daß sich eine Ebene, die aus der zweiten Seitenfläche des ersten rechtwinkligen Prismas und der ersten Seitenfläche des zweiten rechtwinkligen Prismas im ersten Verbundprisma gebildet wird, und eine Ebene, die aus der zweiten Seitenfläche des dritten rechtwinkligen Prismas und der ersten Seitenfläche des vierten rechtwinkligen Prismas im zweiten Verbundprisma gebildet wird, einander gegenüberliegen und einander berühren; einen achten Schritt des Einstellens einer Position des zweiten Verbundprismas bezüglich des ersten Verbundprismas, so daß ein Bild, das aus dem ersten Farblicht gebildet wird, das eine vorbestimmte Referenzbildinformation aufweist, sich mit einem Bild deckt, das der Referenzbildinformation entspricht, wobei das erste Farblicht auf die erste und dritte Verbundfläche in dem vor-dichroitischen Prisma einfallen gelassen wird und daran reflektiert wird, wobei folglich die erste Verbundfläche und die dritte Verbundfläche voneinander abgelenkt werden; und einen neunten Schritt des Verbindens des ersten Verbundprismas und des zweiten Verbundprismas, wobei folglich die zweite Verbundfläche und die vierte Verbundfläche gebildet werden, die jeweils den dichroitischen Film für das zweite Farblicht aufweisen.
Gemäß dem Verfahren zur Herstellung des dichroitischen Prismas der vorliegenden Erfindung wird das erste Verbundprisma so hergestellt, daß die zweite Seitenfläche des ersten rechtwinkligen Prismas und die erste Seitenfläche des zweiten rechtwinkligen Prismas auf derselben Ebene angeordnet werden. Zusätzlich wird das zweite Verbundprisma so hergestellt, daß die zweite Seitenfläche des dritten rechtwinkligen Prismas und die erste Seitenfläche des vierten rechtwinkligen Prismas auf derselben Ebene angeordnet wird. Wenn folglich das erste Verbundprisma und das zweite Verbundprisma in Kontakt gebracht werden, um zu einen säulenförmigen Körper geformt zu werden, der im lateralen Querschnitt eine quadratische Form aufweist, nimmt der Winkel, der durch die zweite Verbundfläche und die vierte Verbundfläche gebildet wird, die jeweils den dichroitischen Film für das zweite Farblicht aufweisen, präzise 180 Grad an. Wenn außerdem die Winkel, die durch die ersten Seitenflächen und die zweiten Seitenflächen jedes der ersten bis vierten rechtwinkligen Prismen gebildet werden, nicht 90 Grad betragen, ergibt der Fehler eine nachteilige Wirkung für den Winkel, der durch die erste Verbundfläche und die dritte Verbundfläche gebildet wird, die jeweils einen dichroitischen Film für das erste Farblicht aufweisen.
Unterdessen werden das erste Verbundprisma und das zweite Verbundprisma geklebt, um ein vor-dichroitisches Prisma zu bilden. In diesem Zustand wird das erste Farblicht auf die erste Verbundfläche und die dritte Verbundfläche auffallen gelassen und durch sie reflektiert, wodurch ein Bild auf dem Schirm durch das erste reflektierte Farblicht gebildet wird. Während das Bild beobachtet wird, wird dann die Position des zweiten Verbundprismas so eingestellt, daß die erste Verbundfläche und die dritte Verbundfläche voneinander abweichen können, um die Bildqualität zu verbessern. Daher kann eine optimale Bildqualität erhalten werden, selbst wenn der Winkel, der durch die erste Verbundfläche und die dritte Verbundfläche gebildet wird, nicht 180 Grad beträgt. Folglich kann die Bildqualität verbessert werden, ohne von der Präzision des rechten Winkels der ersten bis vierten rechtwinkligen Prismen abzuhängen, wodurch kein hochentwickeltes Polieren benötigt wird, um die Präzision der ersten bis vierten rechtwinkligen Prismen zu verbessern.
Außerdem wird im oben beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung eines dichroitischen Prismas vorzugsweise ein UV-härtbares Harz, das denselben Brechnungsindex wie die ersten bis vierten rechtwinkligen Prismen aufweist und gehärtet wird, indem es UV-Strahlung ausgesetzt wird, zum Verbinden des ersten rechtwinkligen Prismas und des zweiten rechtwinkligen Prismas, zum Verbinden des dritten rechtwinkligen Prismas und des vierten rechtwinkligen Prismas und zum Verbinden des ersten Verbundprismas und des zweiten Verbundprismas verwendet.
Das UV-härtbare Harz wird gehärtet, wenn es mit UV-Strahlung bestrahlt wird. Daher wird zum Beispiel in einem Stadium der Bildung des dichroitischen Prismas mit dem ersten Verbundprisma und dem zweiten Verbundprisma mindestens eines des ersten oder des zweiten Verbundprismas mit dem UV-härtbaren Harz beschichtet, und das erste Verbundprisma und das zweite Verbundprisma werden vorübergehend verbunden. In diesem Stadium ist das UV-härtbare Harz nicht gehärtet, und daher kann die Position des zweiten Verbundprismas bezüglich der Position des ersten Verbundprismas eingestellt werden. Indem sie mit UV-Strahlung bestrahlt werden, wenn die Positionseinstellung vollendet ist, können das erste Verbundprisma und das zweite Verbundprisma in einem optimalen Zustand verbunden werden.
Übrigens kann anstelle des zweiten Schritts und des dritten Schritts ein zehnter Schritt des Bildens des dichroitischen Films für das erste Farblicht auf der ersten Seitenfläche des ersten rechtwinkligen Prismas durchgeführt werden. Ein elfter Schritt des Bildens des dichroitischen Films für das zweite Farblicht auf irgendeiner der Ebene, die aus der zweiten Seitenfläche des ersten rechtwinkligen Prismas und der ersten Seitenfläche des zweiten rechtwinkligen Prismas im ersten Verbundprisma gebildet wird, und der Ebene, die aus der zweiten Seitenfläche des dritten rechtwinkligen Prismas und der ersten Seitenfläche des vierten rechtwinkligen Prismas im zweiten Verbundprisma gebildet wird, kann anstelle des siebenten Schritts durchgeführt werden. Außerdem kann anstelle des siebenten Schritts ein zwölfter Schritt durchgeführt werden, das erste Verbundprisma und das zweite Verbundprisma sich einander berühren zu lassen, wobei der dichroitische Film für das zweite Farblicht dazwischen angeordnet ist, um das vor-dichroitische Prisma zu bilden.
Gemäß einem noch anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Herstellungsvorrichtung für ein dichroitisches Prisma bereitgestellt, die für das Herstellungsverfahren des oben beschriebenen dichroitischen Prismas verwendet wird. Die Herstellungsvorrichtung für ein dichroitisches Prisma weist auf: einen Halter, der einen Halteabschnitt aufweist, der das erste Verbundprisma hält; eine Gleiteinheit, die verschiebbar auf dem Halter vorgesehen ist, wobei ermöglicht wird, daß die Gleiteinheit das zweite Verbundprisma berührt, das angeordnet ist, um das vor-dichroitische Prisma zusammen mit dem ersten Verbundprisma zu bilden, das durch den Halter gehalten wird, und das zweite Verbundprisma bezüglich des ersten Verbundprismas verschiebt; eine Positionseinstellungseinheit zur Verschiebung der Gleiteinheit bezüglich des Halters, wobei die Positionseinstellungseinheit an der Gleiteinheit angebracht ist; eine Lichtquelleneinheit, um das Licht auf das vor-dichroitische Prisma einfallen zu lassen, das durch den Halteabschnitt gehalten wird; und eine Bildanzeigeeinheit zur Anzeige des Bildes, das durch das Licht aus der Lichtquelleneinheit gebildet wird, wobei das Licht auf das vor-dichroitische Prisma einfallen gelassen wird, das auf dem Halter gehalten wird, und auf der ersten Verbundfläche und der dritten Verbundfläche reflektiert wird.
Mit der oben beschriebenen Struktur der Herstellungsvorrichtung für ein dichroitisches Prisma kann die Position des zweiten Verbundprismas bezüglich des ersten Verbundprismas eingestellt werden, während tatsächlich das Bild betrachtet wird.
Diese und andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden Fachleuten beim Lesen der folgenden detaillierten Beschreibung klar werden, wenn es in Verbindung mit den Zeichnungen vorgenommen wird, wobei eine veranschaulichende Ausführungsform der Erfindung gezeigt und beschrieben wird.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1A ist eine perspektivische Ansicht, die eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen dichroitischen Prismas zeigt.
1B ist eine vergrößerte Ansicht eines Bereichs b, der in 1A durch eine doppelstrichpunktierte Linie umgeben ist.
2 ist eine Ansicht, die eine Anordnung jedes Elements zeigt, das das dichroitische Prisma der 1A bildet.
3 ist eine perspektivische Ansicht eines ersten rechtwinkligen Prismas, das das dichroitische Prisma der 1A bildet.
4 ist eine Ansicht, die einen Schritt der Herstellungsschritte für das dichroitische Prisma der 1A zeigt.
5 ist eine Ansicht, die eine Anordnung eines ersten Verbundprismas und eines zweiten Verbundprismas zeigt.
6 ist ein schematisches Blockdiagramm einer Herstellungsvorrichtung für ein dichroitisches Prisma.
7 ist eine perspektivische Ansicht, die schematisch einen Hauptteil der Herstellungsvorrichtung für ein dichroitisches Prisma zeigt.
8 ist eine Ansicht zur Erläuterung eines herkömmlichen dichroitischen Prismas.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
Nun werden bezugnehmend auf die Zeichnungen die bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung erläutert. In der folgenden Beschreibung bezeichnen gleiche Bezugszeichen über die verschiedenen Ansichten hinweg gleiche oder entsprechende Teile.
1A zeigt ein erfindungsgemäßes dichroitisches Prisma, und das dichroitische Prisma wird allgemein durch die Ziffer 10 bezeichnet. Das dichroitische Prisma 10 wird als ein optisches Farbsyntheseelement zur Synthese eines blauen Lichts, eines roten Lichts und eines grünen Lichts zu einem Licht verwendet. Diese drei Farblichter weisen eine Bildinformation auf und werden von drei Flüssigkristallanzeigeelementen abgegeben, die in einem Flüssigkristallprojektor blau, rot bzw. grün entsprechen. Im Flüssigkristallprojektor ist es möglich, daß das Licht, das durch ein optisches Farbsyntheseelement synthetisiert wird, auf einen Schirm projiziert wird, und ein Vollfarbenbild angezeigt wird.
Wie in 1A gezeigt, weist das dichroitische Prisma 10 ein erstes rechtwinkliges Prisma 12, ein zweites rechtwinkliges Prisma 14, ein drittes rechtwinkliges Prisma 16 und ein viertes rechtwinkliges Prisma 18 auf, die in einem säulenförmigen Körper gebildet werden sollen, der im Querschnitt quadratisch ist. Jedes der rechtwinkligen Prismen 12 bis 18 ist in einer dreieckigen säulenförmigen Form ausgebildet, die im Querschnitt ein rechtwinkliges gleichschenkeliges Dreieck ist. Das dichroitische Prisma 10 wird gebildet, indem die ersten bis vierten rechtwinkligen Prismen 12 bis 18 miteinander angeordnet und verbunden werden, wie in 2 gezeigt. Wie in 1A gezeigt, weist das dichroitische Prisma 10 eine erste Verbundfläche 20, eine zweite Verbundfläche 22, eine dritte Verbundfläche 24 und eine vierte Verbundfläche 26 auf. Die zweite Verbundfläche 22 und die vierte Verbundfläche 26 weisen dichroitische Filme für rotes Licht auf, die es zulassen, daß das rote Licht reflektiert wird und die blauen und grünen Lichter durchgelassen werden, wobei sie eine durchgehende Ebene bilden. Unterdessen weisen die erste Verbundfläche 20 und die dritte Verbundfläche 24 dichroitische Filme für blaues Licht auf, die es zulassen, daß das blaue Licht reflektiert wird und die roten und grünen Lichter durchgelassen werden. Wie in 1B gezeigt, sind die Verbundflächen 20 und 24 fast parallel zueinander angeordnet und weichen voneinander um einen vorgeschriebenen Abstand ab. Der Abstand zwischen der ersten Verbundfläche und der dritten Verbundfläche wird so eingestellt, daß eine Vollfarbenbildqualität optimal ist, wenn das dichroitische Prisma 10 auf einen Flüssigkristallprojektor angewandt wird. Man beachte, daß 1B eine vergrößerte Ansicht eines Bereichs ist, der in 1A durch eine doppelstrichpunktierte Linie umgeben ist.
Das dichroitische Prisma 10 mit dieser Anordnung wird auf die folgende Weise hergestellt. 3 und 4 sind Ansichten, die die Herstellungsschritte zeigen.
Zuerst werden die ersten bis vierten rechtwinkligen Prismen 12 bis 18 vorbereitet. Wie in 3 gezeigt, weist das erste rechtwinklige Prisma 12 eine erste Seitenfläche 28 und eine zweite Seitenfläche 30, die in einer im wesentlichen senkrechten Position zueinander angeordnet sind, und eine dritte Seitenfläche 32 auf. Es wird bevorzugt, die Breite der dritten Seitenfläche 32 (Länge in einer horizontalen Richtung in 3) auf etwa 40 mm einzustellen, zum Beispiel zur Verwendung in einem Flüssigkristallprojektor. Es ist ein optisches Oberflächenpolieren für die erste Seitenfläche 28 und die zweite Seitenfläche 30 vorgesehen, durch das ein Winkel α dazwischen im wesentlichen zu 90 Grad gemacht wird. Die zweiten bis vierten rechtwinkligen Prismen 14 bis 18 weisen im wesentlichen dieselbe Form wie das erste rechtwinklige Prisma 12 auf. Wie in 2 gezeigt, weist daher das zweite rechtwinklige Prisma 14 eine erste Seitenfläche 34, eine zweite Seitenfläche 36 und eine dritte Seitenfläche 38 auf. Ferner weist das dritte rechtwinklige Prisma 16 eine erste Seitenfläche 40, eine zweite Seitenfläche 42 und eine dritte Seitenfläche 44 auf. Überdies weist das vierte rechtwinklige Prisma 18 eine erste Seitenfläche 46, eine zweite Seitenfläche 48 und eine dritte Seitenfläche 50 auf.
Nach der Vorbereitung der ersten bis vierten rechtwinkligen Prismen 12 bis 18 wird ein dichroitischer Film für blaues Licht auf der ersten Seitenfläche 28 des ersten rechtwinkligen Prismas 12 gebildet, und ein dichroitischer Film für rotes Licht wird auf der zweiten Seitenfläche 30 gebildet. Zusätzlich wird ein dichroitischer Film für rotes Licht auf der ersten Seitenfläche 34 des zweiten rechtwinkligen Prismas 14 gebildet, und ein dichroitischer Film für blaues Licht wird auf der zweiten Seitenfläche 48 des vierten rechtwinkligen Prismas 18 gebildet.
Dann werden, wie in 4 gezeigt, das erste rechtwinklige Prisma 12 und das zweite rechtwinklige Prisma 14 auf einer ebenen plattenförmigen Grundplatte 52 angeordnet, so daß die zweite Seitenfläche 30 und die erste Seitenfläche 34 mit einer Oberseite 54 der Grundplatte 52 in Kontakt gebracht werden. Die Oberseite 54 der Grundplatte 52 ist poliert und eben. Danach werden auf der Grundplatte 52 die erste Seitenfläche 28 des ersten rechtwinkligen Prismas 12 und die zweite Seitenfläche 36 des zweiten rechtwinkligen Prismas 14 miteinander in Kontakt gebracht. Wenn zu dieser Zeit ein Spalt zwischen der ersten Seitenfläche 28 und der zweiten Seitenfläche 36 erzeugt wird, werden das erste rechtwinklige Prisma 12 oder das zweite rechtwinklige Prisma 14 durch ein anderes Prisma ersetzt. Die erste Seitenfläche 28 und/oder die zweite Seitenfläche 36 werden vorher mit einem Klebemittel beschichtet, das aus einem UV-härtbaren Harz besteht. Man beachte, daß ein UV-härtbares Harz verwendet wird, das im wesentlichen denselben Brechnungsindex wie den der ersten bis vierten rechtwinkligen Prismen 12 bis 18 aufweist. Danach werden in einem Kontaktzustand die erste Seitenfläche 28 und die zweite Seitenfläche 36 mit UV-Strahlung bestrahlt. Folglich wird das UV-härtbare Harz gehärtet, und das erste rechtwinklige Prisma 12 und das zweite rechtwinklige Prisma 14 werden miteinander verbunden. Auf diese Weise wird ein erstes Verbundprisma 56 hergestellt. Das erste Verbundprisma 56 weist die erste Verbundfläche 20 mit einem dichroitischen Film für blaues Licht auf. Das erste Verbundprisma 56 ist ein dreieckiger säulenförmigen Körper, der im Querschnitt ein rechtwinkliges gleichschenkeliges Dreiecks ist, in dem die dritte Seitenfläche 32 des ersten rechtwinkligen Prismas 12 und die dritte Seitenfläche 38 des zweiten rechtwinkligen Prismas 14 in einer im wesentlichen senkrechten Position zueinander angeordnet sind. Außerdem definiert, wie in 5 gezeigt, die zweite Seitenfläche 30 des ersten rechtwinkligen Prismas 12 und die erste Seitenfläche 34 des zweiten rechtwinkligen Prismas 14 eine erste Referenzebene 58, die als eine Einzelebene dient.
Entsprechend werden die erste Seitenfläche 40 des dritten rechtwinkligen Prismas 16 und die zweite Seitenfläche 48 des vierten rechtwinkligen Prismas 18 miteinander verbunden, um ein zweites Verbundprisma 60 herzustellen, auf dem die dritte Verbundfläche 24 mit dem dichroitischen Film für blaues Licht gebildet wird. Im zweiten Verbundprisma 60 sind eine dritte Seitenfläche 44 des dritten rechtwinkligen Prismas 16 und eine dritte Seitenfläche 50 des vierten rechtwinkligen Prismas 18 in einer im wesentlichen senkrechten Position zueinander angeordnet, und in einem dreieckigen säulenförmigen Körper mit einem Querschnitt eines rechtwinkligen gleichschenkeligen Dreiecks ausgebildet. Die erste Seitenfläche 46 und die zweite Seitenfläche 42 bilden eine zweite Referenzebene 62, die als eine Einzelebene dient, wie in 5 gezeigt.
Das dichroitische Prisma 10 wird durch relatives Verbinden einer ersten Referenzebene 58 des ersten Verbundprismas 56 und einer zweiten Referenzebene 62 des zweite Verbundprismas 60 hergestellt, so daß sie einander gegenüberliegen, wie in 5 gezeigt. In diesem Dokument wird ein Zustand beschrieben, wo das erste Verbundprisma 56 und das zweite Verbundprisma 60 in Kontakt gebracht werden, und ein Zustand vor dem Verbinden wird als ein vor-dichroitisches Prisma 64 bezeichnet. Um das dichroitische Prisma 10 aus dem vor-dichroitischen Prisma 64 herzustellen, wird eine Herstellungsvorrichtung für ein dichroitisches Prisma 66 verwendet, wie in 6 und 7 gezeigt. 7 ist eine Ansicht, die schematisch einen Hauptteil der Prismenherstellungsvorrichtung 66 zeigt.
Die Prismenherstellungsvorrichtung 66 weist einen Halter 68, eine Gleiteinheit 70, eine Positionseinstellungseinheit 72, eine Lichtquelleneinheit 74 und eine Bildanzeigeeinheit 76 auf.
Der Halter 68 weist einen Fuß 78 und einen Fuß 80 auf, wie in 7 gezeigt. Da der Fuß 78 und der Fuß 80 in derselben Form ausgebildet sind, wird eine Erläuterung des Fußes 78 gegeben. Der Fuß 78 weist eine Halteeinheit 82 zum Halten des ersten Verbundprismas 56 auf, das darauf gebildet wird. Wie in 5 gezeigt, ist die Halteeinheit 82 mit einer Kerbe am oberen mittleren Teil des Fußes 78 in einer nahezu rechtwinklig gleichschenkelig dreieckigen Form ausgebildet, wobei der rechtwinklige Teil auf der Unterseite angeordnet ist. Es sind Vorsprünge 84a, 84b, 84c und 84d auf der Innenseite der Halteeinheit 82 ausgebildet. Die Vorsprünge 84a und 84b halten die dritte Seitenfläche 32 des ersten rechtwinkligen Prismas 12, das das erste Verbundprisma 56 bildet. Außerdem halten die Vorsprünge 84c und 84d die dritte Seitenfläche 38 des zweiten rechtwinkligen Prismas 14, das das erste Verbundprisma 56 bildet. Die Vorsprünge 84a, 84b, 84c und 84d sind in derselben Form ausgebildet. Das heißt, die Ebene, die die Endfläche von 84a und die Endfläche von 84b enthält, und die Ebene, die die Endfläche von 84c und die Endfläche von 84d enthält, sind jeweils zu einer horizontalen Oberfläche um 45 Grad geneigt, und die Ebenen sind senkrecht zueinander angeordnet. Außerdem sind Kerben an beiden Kanten des oberen Endteils des Fußes 78 hergestellt, und ein prismatischer Körper 86 ist in den zugehörigen Kerben angeordnet, wodurch die Füße 78 und 80 verbunden werden. Man beachte, daß die Oberseite des prismatischen Körpers 86 und die Oberseite der Füße 78 und 80 auf derselben Ebene angeordnet sind. Außerdem sind der Fuß 78 und der Fuß 80 so angeordnet, daß der Abstand dazwischen geringfügig kürzer als die Höhe des in 1A gezeigten dichroitischen Prismas 10 sein kann.
Eine obere Platte 88 ist an der Oberseite der Füße 78, 80 und der Oberseite des prismatischen Körpers 86 befestigt. Im mittleren Teil der oberen Platte 88, wie in 6 und 7 gezeigt, ist eine Öffnung 90 ausgebildet, um das erste Verbundprisma 56 und das zweite Verbundprisma 60 in die Prismenherstellungsvorrichtung 66 einzusetzen.
Außerdem ist auf der Oberseite der oberen Platte 88 ein Gleitteil 70 ausgebildet. Die Gleiteinheit 70 weist eine Referenzplatte 92 und eine Gleitplatte 94 zur Verschiebung längs der Referenzplatte 92 auf. Die Referenzplatte 92 ist an der oberen Platte 88 befestigt, und es ist eine Öffnung 96 ausgebildet, die ähnlich zu jener der oberen Platte 88 ist. Die Gleitplatte 94 ist über dem Fuß 80 angeordnet und kann längs der Referenzplatte 92 gleiten. Die Gleitplatte 94 kann an der Referenzplatte 92 zum Beispiel durch ein Kugellager angebracht werden. Die Gleitplatte 94 weist zwei Positionseinstellplatten 100 und 102 auf, die sich von der Seitenfläche 98 zum Fuß 78 erstrecken, wie in 7 gezeigt. Der Abstand zwischen der Positionseinstellplatte 100 und der Positionseinstellplatte 102 ist geringfügig kürzer als die Breite der ersten Referenzebene 58 (Länge in die horizontale Richtung in 6) im ersten Verbundprisma 56.
Zusätzlich ist die Positionseinstellungseinheit 72 an der Gleiteinheit 70 ausgebildet. Die Positionseinstellungseinheit 72 weist eine Positionseinstellschraube 104 und eine Gleitführung 106 auf, die an der Gleitplatte 94 ausgebildet ist. Wenn die Positionseinstellschraube 104 gedreht wird, kann die Gleitplatte 94 längs der Referenzplatte 92 in die horizontale Richtung (in die laterale Richtung in 6) gleiten.
Eine Lichtquelleneinheit 74 ist an der oberen linken Seite des Halters 68 ausgebildet. Die Lichtquelleneinheit 74 weist eine Lichtquelle 108 und ein optisches Beleuchtungssystem 110 auf, um das Licht aus der Lichtquelle 100 auf das vor-dichroitische Prisma 64 auffallen zu lassen, das durch das erste Verbundprisma 56 und das zweite Verbundprisma 60 gebildet wird, das durch den Halter 68 gehalten wird. Die Lichtquelle 108 ist zur Abgabe von blauem Licht imstande. Außerdem ist die Lichtquelle 108 so angeordnet, daß die Lichtachse des blauen Lichts, das von der Lichtquelle 108 zum Halter 68 abgegeben wird, senkrecht zu der Ebene angeordnet werden kann, die die Endfläche des Vorsprungs 84c und die Endfläche des Vorsprungs 84d enthält.
Außerdem ist die Bildanzeigeeinheit 76 um unteren linken Teil des Halters 68 ausgebildet. Die Bildanzeigeeinheit 76 weist einen sogenannten Schirm 112 und ein fokussierendes optisches System 114 auf, so daß ein blaues Licht auf den Schirm 112 fokussiert wird. Das blaue Licht wird von der Lichtquelleneinheit 74 abgegeben und auf das vor-dichroitische Prisma 64 auffallen gelassen, und durch die erste Verbundfläche 20 und die dritte Verbundfläche 24 reflektiert. Der Schirm 112 ist parallel zu der Ebene angeordnet, die die Endfläche des Vorsprungs 84a und die Endfläche des Vorsprungs 84b enthält.
Als nächstes wird ein Herstellungsverfahren des dichroitischen Prismas 10 aus dem vor-dichroitischen Prisma 64 erläutert, das die Prismenherstellungsvorrichtung 66 verwendet.
Zuerst wird das erste Verbundprisma 56 auf der Halteeinheit 82 angeordnet, wobei die erste Referenzebene 58 nach oben angeordnet wird. Wie oben beschrieben, sind die Ebene, die die Endfläche des Vorsprungs 84a und die Endfläche des Vorsprungs 84b enthält, und die Ebene, die die Endfläche des Vorsprungs 84c und die Endfläche des Vorsprungs 84d enthält, senkrecht zueinander angeordnet. Wenn daher das erste Verbundprisma 56 durch die Vorsprünge 84a, 84b, 84c und 84d gehalten wird, wird die erste Referenzebene 58 horizontal.
Die erste Referenzebene 58 des ersten Verbundprismas 56, und die zweite Referenzebene 62 des zweiten Verbundprismas 60 werden einander gegenüberliegend in Kontakt gebracht, um ein vor-dichroitisches Prisma 64 zu bilden. Man beachte, daß das UV-härtbare Harz vorher auf die erste Referenzebene 58 und/oder die zweite Referenzebene 62 beschichtet wird.
Der Abstand zwischen der Positionseinstellplatte 100 und der Positionseinstellplatte 102 ist kürzer als die Breite der ersten Referenzebene 58 und der zweiten Referenzebene 62. Daher befindet sich die Positionseinstellplatte 100 in Kontakt mit der dritten Seitenfläche 44 des dritten rechtwinkligen Prismas 16 im zweiten Verbundprisma 60, und die Positionseinstellplatte 102 befindet sich im Kontakt mit der dritten Seitenfläche 50 des vierten rechtwinkligen Prismas 18. Danach wird ein Referenzdiagramm 116 zwischen der Lichtquelleneinheit 74 und dem vor-dichroitischen Prisma 64 als ein Referenzbild angeordnet. Als das Referenzdiagramm 116 kann eine ebene Platte mit darauf ausgebildeten vertikalen Streifen, horizontalen Streifen und dergleichen verwendet werden. Das Referenzdiagramm 116 ist so angeordnet, daß es senkrecht zur Lichtachse des blauen Lichts liegt, das von der Lichtquelleneinheit 74 abgegeben wird.
Hier wird blaues Licht von der Lichtquelle 108 abgegeben, um auf das Referenzdiagramm 116 gestrahlt zu werden. Dann wird das blaue Licht, das die Referenzbildinformation auf dem Referenzdiagramm 116 aufweist, auf die dritte Seitenfläche 44 des dritten rechtwinkligen Prismas 16 im vor-dichroitischen Prisma 64 auffallen gelassen. Das blaue Licht, das auf das vor-dichroitische Prisma 64 auffallen gelassen wird, wird durch die erste Verbundfläche 20 und die dritte Verbundfläche 24 reflektiert, die einen dichroitischen Film für blaues Licht aufweisen. Der Fuß 78 und der Fuß 80 sind um einen Abstand getrennt voneinander angeordnet, der geringfügig kürzer als die Höhe des dichroitischen Prismas 10 ist, das in 1A gezeigt wird. Daher kann das blaue Licht, das durch das vor-dichroitische Prisma 64 reflektiert wird, vom Halter 68 auf das fokussierende optische System 114 auffallen gelassen werden. Dann bildet das blaue Licht, das vom vor-dichroitischen Prisma 64 abgegeben wird, durch das fokussierende optische System 114 ein Bild des Referenzdiagramms 116 auf dem Schirm 112.
Danach wird die Positionseinstellschraube 104 gedreht, um dadurch die Gleitplatte 94 bezüglich der Referenzplatte 92 in die laterale Richtung der 6 zu bewegen. Da sich die Positionseinstellplatten 100 und 102 in Kontakt mit dem vor-dichroitischen Prisma 64 befinden, und die Gleitplatte 94 längs der Referenzplatte 92 gleitet, schiebt eine der Positionseinstellplatten 100 und 102 das zweite Verbundprisma 60 in die Verschiebungsrichtung der Gleitplatte 94. Folglich weichen die erste Verbundfläche 20 und die dritte Verbundfläche 24 voneinander ab, wodurch die Bilder auf dem Schirm 112 geändert werden. Wie oben beschrieben, weichen die erste Verbundfläche 20 und die dritte Verbundfläche 24 voneinander ab, um dadurch die Position des zweiten Verbundprismas 60 so einzustellen, daß das Bild auf dem Schirm 112 dem Bild des Referenzdiagramms 116 entspricht. Wenn die erste Verbundfläche 20 und die dritte Verbundfläche 24 voneinander um einen geeigneten Abstandsbetrag abweichen und das Bild auf dem Schirm 112 dem Bild des Referenzdiagramms 116 entspricht, wird das vor-dichroitische Prisma 64 mit UV-Strahlung bestrahlt, um dadurch das UV-härtbare Harz zu härten. So wird das dichroitische Prisma 10 gebildet.
Die zweite Verbundfläche 22 und die vierte Verbundfläche 26 in dem dichroitischen Prisma 10, das auf die obige Weise hergestellt wird, können dichroitische Filme für rotes Licht aufweisen und eine einzige Ebene bilden. Außerdem sind die erste Verbundfläche 20 und die dritte Verbundfläche 24, die dichroitische Filme für blaues Licht aufweisen, fast parallel zueinander und weichen um einen adäquaten Abstand voneinander ab. Übrigens wird, wie oben beschrieben, der Abstand der Abweichung so eingestellt, daß das Bild des Referenzdiagramms 116 auf dem Schirm 112 dem Referenzdiagramm 116 entspricht. Daher kann der Abstand 0 sein, d. h. die erste Verbundfläche 20 und die dritte Verbundfläche 24 können zusammenfallen. In dem dichroitischen Prisma 10, das durch das obige Herstellungsverfahren hergestellt wird, werden, wenn das grüne Licht auf die dritte Seitenfläche 32 des ersten rechtwinkligen Prismas 12 auffallen gelassen wird, und das rote Licht auf die dritte Seitenfläche 38 des zweiten rechtwinkligen Prismas 14 auffallen gelassen wird, und das blaue Licht auf die dritte Seitenfläche 50 des vierten rechtwinkligen Prismas 18 auffallen gelassen wird, das blaue Licht und das rote Licht durch den dichroitischen Film für blaues Licht bzw. den dichroitischen Film für rotes Licht zur dritten Seitenfläche 44 des dritten rechtwinkligen Prismas 16 reflektiert, und gleichzeitig wird das grüne Licht durch den dichroitischen Film durchgelassen. Folglich werden das grüne Licht, das rote Licht und das blaue Licht, die auf das dichroitische Prisma 10 einfallen gelassen werden, als ein Licht aus der dritten Seitenfläche 44 des dritten rechtwinkligen Prismas 16 abgegeben.
Wenn das dichroitische Prisma 10 als ein optisches Farbsyntheseelement durch einen Flüssigkristallprojektor verwendet wird, wird das synthetisierte Licht auf den Schirm projiziert, wobei ein Vollfarbbild gebildet wird.
Um die Qualität des Bildes zu verbessern, das auf dem Schirm gebildet wird, ist das herkömmliche dichroitische Prisma 118 so hergestellt worden, daß der Abstand zwischen der ersten Verbundfläche 20 und der dritten Verbundfläche 24 verkürzt wird (damit sie sich an einem Punkt schneiden, wie in 8 gezeigt). Jedoch ist ein Oberflächenpolieren für die erste Seitenfläche 28 und die zweite Seitenfläche 30 im ersten rechtwinkligen Prisma 12 vorgesehen, und der Winkel α, der dadurch gebildet wird, beträgt im wesentlichen 90 Grad. Jedoch kann in einigen Fällen eine Winkelabweichung von etwa 1 Sekunde erzeugt werden. Eine solche Winkelabweichung kann entsprechend in den zweiten bis vierten rechtwinkligen Prismen 14 bis 18 erzeugt werden. Dann hat eine solche Winkelabweichung eine nachteilige Wirkung auf den Winkel, der durch die erste Verbundfläche 20 und die dritte Verbundfläche 24 gebildet wird, und daher weicht der Winkel, der durch die erste Verbundfläche 20 und die dritte Verbundfläche 24 gebildet wird, geringfügig von 180 Grad ab. Dies liegt daran, daß das erste Verbundprisma 56 und das zweite Verbundprisma 60 so konstruiert sind, daß Ebenen, die deren Spitzen gegenüberliegen, die jeweils einen rechten Winkel bilden, eben werden. Daher konnten die erste Verbundfläche 20 und die dritte Verbundfläche 24 nicht eine einzelne Ebene bilden. Auf diese Weise hat es infolge der Tatsache, daß der Winkel, der durch die erste Verbundfläche 20 und die dritte Verbundfläche 24 gebildet wird, leicht von 180 Grad abweicht, die folgenden nachteiligen Wirkungen auf das Bild gegeben.
Insbesondere wenn sich die erste Verbundfläche 20 und die dritte Verbundfläche 24 an einem Punkt schneiden, wie in 8 gezeigt, und wenn blaues Licht auf das dichroitische Prisma 118 einfallen gelassen wird, wird in dem Fall, wo die erste Verbundfläche 20 und die dritte Verbundfläche 24 eine einzige Ebene bilden, wie durch die gepunktete Linie gezeigt, das blaue Licht in eine andere Richtung von einem Lichtweg reflektiert (was durch abwechselnd lange und kurze gestrichelte Linien in 8 gezeigt wird). Daher wird die Größe des Bildes, das auf den Schirm 120 projiziert wird, abweichend zu dem Bild vergrößert (oder verkleinert), das durch die Ebene reflektiert wird, die durch die gepunktete Linie der 8 gezeigt wird. Unterdessen wird das rote Licht durch die zweite Verbundfläche 22 und die vierte Verbundfläche 26 reflektiert, die auf derselben Ebene angeordnet sind, und das grüne Licht wird dort hindurch durchgelassen, wodurch keine Vergrößerung oder Verkleinerung der Bildgröße erzeugt wird, wie oben beschrieben. Wann daher das Bild durch das Licht gebildet wird, das aus dem dichroitischen Prisma 118 abgegeben wird, weist nur blaues Licht eine andere Bildgröße auf, wodurch schließlich die Bildqualität des Vollfarbbildes verschlechtert wird. Man beachte, daß es erwogen wird, um die Verschlechterung der Bildqualität infolge des nachteiligen Effekts der Präzision des rechten Winkels der ersten bis vierten rechtwinkligen Prismen 12 bis 18 vorzubeugen, die Polierpräzision der ersten Seitenflächen 28, 34, 40 und 46 und der zweiten Seitenflächen 30, 36, 42 und 48 in den ersten bis vierten rechtwinkligen Prismen 12 bis 18 zu verbessern. Jedoch gibt es eine Wahrscheinlichkeit einer Kostenzunahme für das Polieren.
Unterdessen wird das dichroitische Prisma 10 erfindungsgemäß hergestellt, wobei die erste Verbundfläche 20 und die dritte Verbundfläche 24 absichtlich voneinander abweichen, wie in 1B gezeigt. Eine solche Abweichung wird so eingestellt, daß das Bild, das auf dem Schirm 112 durch das blaue Licht gebildet wird, dem Bild des Referenzdiagramms 116 entspricht. Dieses blaue Licht wird auf das vor-dichroitische Prisma 64 einfallen gelassen und durch es reflektiert, und weist die Bildinformation des Referenzdiagramms 116 auf. Insbesondere werden in dieser Ausführungsform die nachteiligen Wirkungen auf die Bildqualität, die durch die Abweichung zwischen der ersten Verbundfläche 20 und der dritten Verbundfläche 24 verursacht werden, umgekehrt verwendet, um die Abweichung zwischen der ersten Verbundfläche 20 und der dritten Verbundfläche 24 zu steuern, um die Bildqualität zu verbessern. Die Abweichung wird kontrolliert, während das tatsächliche Bild betrachtet wird, wie oben beschrieben. Daher wird die Verschlechterung der Bildqualität verhindert, die durch die Einflüsse der Präzision des rechten Winkels und eines Raums zwischen der ersten Verbundfläche 20 und der dritten Verbundfläche 24 verursacht wird. Außerdem kann durch Steuerung der Abweichung, um den Einfluß der Präzision des rechten Winkels zu reduzieren, eine optimale Bildqualität erhalten werden, ohne die ersten Seitenflächen 28, 34, 40 und 46 und die zweiten Seitenflächen 30, 36, 42 und 48 in den ersten bis vierten rechtwinkligen Prismen 12 bis 18 mit einer noch höheren Präzision als das herkömmliche Polieren zu polieren.
Wie oben beschrieben, sind die bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung im Detail erläutert worden. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt.
Zum Beispiel kann die folgende Weise eingesetzt werden, um den dichroitischen Film für blaues Licht, der in der ersten Verbundfläche 20 und der dritten Verbundfläche 24 enthalten ist, und den dichroitischen Film für rotes Licht zu bilden, der in der zweiten Verbundfläche 22 und der vierten Verbundfläche 26 enthalten ist. Das erste Verbundprisma 56 und das zweite Verbundprisma 60 werden jeweils hergestellt, indem das erste rechtwinklige Prisma und das vierte rechtwinklige Prisma 18 verwendet werden. Das erste rechtwinklige Prisma weist die erste Seitenfläche auf, die einen dichroitischen Film für blaues Licht aufweist, der darauf ausgebildet ist, und das vierte rechtwinklige Prisma 18 weist die zweite Seitenfläche auf, die einen dichroitischen Film für blaues Licht aufweist, der darauf ausgebildet ist. Danach wird entweder auf dem ersten Verbundprisma oder dem zweiten Verbundprisma ein dichroitischer Film für rotes Licht auf dessen Ebene gebildet, die der Spitze gegenüberliegt, die den rechten Winkel bildet. Dann werden das erste Verbundprisma und das zweite Verbundprisma verbunden, um ein dichroitisches Prisma zu bilden.
Außerdem ist das erste Farblicht als blaues Licht definiert, und das zweite Farblicht ist als rotes Licht definiert. Jedoch können die Farblichter nicht darauf beschränkt sein.
Ferner wird in den bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung das dichroitische Prisma für das optische Farbsyntheseelement in dem Flüssigkristallprojektor verwendet. Jedoch kann das dichroitische Prisma nicht im Flüssigkristallprojektor verwendet werden.
Des weiteren wird das UV-härtbare Harz zum Verbinden der ersten bis vierten rechtwinkligen Prismen verwendet. Jedoch sind Bindemittel nicht darauf beschränkt. Die ersten bis vierten rechtwinkligen Prismen können durch ein Bindemittel verbunden werden, das denselben Brechnungsindex wie den der ersten bis vierten rechtwinkligen Prismen aufweist und diese Prismen durch eine äußere Anregung, wie Licht und Wärme verbindet. Alternativ kann ein Bindemittel verwendet werden, das die ersten bis vierten rechtwinkligen Prismen sogar nach einer Zeitspanne verbinden kann, die zur Einstellung der Positionen der ersten bis vierten rechtwinkligen Prismen benötigt wird.
In den bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsformen ist die oben beschriebene Prismenherstellungsvorrichtung 66 dazu bestimmt, Füße 78 und 80 aufzuweisen, und durch einen prismatischen Körper 86 verbunden. Jedoch kann die Prismenherstellungsvorrichtung eine Kastenform aufweisen, und deren Seitenfläche kann eine Öffnung aufweisen, die daran ausgebildet ist, so daß das Licht, das von dem vor-dichroitischen Prisma 64 abgegeben wird, dort hindurch gehen kann. Ferner sind die Positionseinstellplatten 100 und 102 so angeordnet, daß sie sich von der Seitenfläche 98 der Gleitplatte 94 zum Fuß 78 erstrecken. Jedoch kann die Gleitplatte auf der gesamten Oberseite der Referenzplatte 92 ausgebildet sein, und eine Öffnung, die geringfügig kleiner als das Öffnungsteil 96 der Referenzplatte 92 ist, ist auf der Gleitplatte ausgebildet. Danach wird das zweite Verbundprisma durch die inneren Seitenkanten der Öffnung geschoben.

Claims

Dichroitisches Prisma mit einem ersten rechtwinkligen Prisma, einem zweiten rechtwinkligen Prisma, einem dritten rechtwinkligen Prisma und einem vierten rechtwinkligen Prisma, die jeweils erste und zweite Seitenflächen aufweisen, die senkrecht zueinander sind, wobei das dichroitische Prisma ein säulenförmiger Körper ist, der im lateralen Querschnitt eine quadratische Form aufweist, wobei der säulenförmige Körper aufweist: eine erste Verbundfläche, die durch Verbindung der ersten Seitenfläche des ersten rechtwinkligen Prismas und der zweiten Seitenfläche des zweiten rechtwinkligen Prismas gebildet wird; eine zweite Verbundfläche, die durch Verbindung der ersten Seitenfläche des zweiten rechtwinkligen Prismas und der zweiten Seitenfläche des dritten rechtwinkligen Prismas gebildet wird; eine dritte Verbundfläche, die durch Verbindung der ersten Seitenfläche des dritten rechtwinkligen Prismas und der zweiten Seitenfläche des vierten rechtwinkligen Prismas gebildet wird; und eine vierte Verbundfläche, die durch Verbindung der ersten Seitenfläche des vierten rechtwinkligen Prismas und der zweiten Seitenfläche des ersten rechtwinkligen Prismas gebildet wird, wobei die erste Verbundfläche und die dritte Verbundfläche dichroitische Filme für erstes Farblicht aufweisen, die das erste Farblicht reflektieren und dort hindurch ein zweites Farblicht durchlassen, das sich in der Farbe vom ersten Farblicht unterscheidet, wobei die zweite Verbundfläche und die vierte Verbundfläche dichroitische Filme für das zweite Farblicht aufweisen, die das zweite Farblicht reflektieren und das erste Farblicht dort hindurch durchlassen, wobei die zweite Verbundfläche und die vierte Verbundfläche auf derselben Ebene angeordnet sind, und wobei die dritte Verbundfläche von der ersten Verbundfläche um einen vorbestimmten Abstand abweicht.
Dichroitisches Prisma nach Anspruch 1, wobei der Abstand einer ist, in dem ein Bild, das aus dem ersten Farblicht gebildet wird, das eine vorbestimmte Referenzbildinformation aufweist, sich mit einem Bild deckt, das der Referenzbildinformation entspricht, wobei das erste Farblicht auf die ersten und dritten Verbundflächen einfallen gelassen wird und daran reflektiert wird.
Dichroitisches Prisma nach Anspruch 1 oder 2, wobei das erste Farblicht Licht ist, das eine erste Farbe aufweist, die drei Grundfarben von Licht bildet, das zweite Farblicht Licht ist, das eine zweite Farbe aufweist, die die drei Grundfarben von Licht bildet, und der dichroitische Film für das erste Farblicht und der dichroitische Film für das zweite Farblicht dort hindurch eine restliche dritte Farbe durchlassen kann, die die drei Grundfarben von Licht bildet.
Herstellungsverfahren für ein dichroitisches Prisma, mit: einem ersten Schritt der Vorbereitung eines ersten rechtwinkliges Prismas, eines zweiten rechtwinkligen Prismas, eines dritten rechtwinkligen Prismas, und eines vierten rechtwinkligen Prismas, die jeweils erste und zweite Seitenflächen aufweisen, die senkrecht zueinander sind; einem zweiten Schritt des Bildens eines dichroitischen Films für erstes Farblicht auf der ersten Seitenfläche des ersten rechtwinkligen Prismas, wobei der dichroitische Film für das erste Farblicht das erste Farblicht reflektiert und dort hindurch ein zweites Farblicht durchläßt, das sich in der Farbe vom ersten Farblicht unterscheidet, und des Bildens eines dichroitischen Films für das zweite Farblicht auf der zweiten Seitenfläche des ersten rechtwinkligen Prismas, wobei der dichroitische Film für das zweite Farblicht das zweite Farblicht reflektiert und das erste Farblicht dort hindurch durchläßt; einem dritten Schritt des Bildens des dichroitischen Films für das zweite Farblicht auf der ersten Seitenfläche des zweiten rechtwinkligen Prismas; einen vierten Schritt des Bildens des dichroitischen Films für das erste Farblicht auf der zweiten Seitenfläche des vierten rechtwinkligen Prismas; einem fünften Schritt des Anordnens der zweiten Seitenfläche des ersten rechtwinkligen Prismas und der ersten Seitenfläche des zweiten rechtwinkligen Prismas auf derselben Ebene, und des Verbindens der ersten Seitenfläche des ersten rechtwinkligen Prismas und der zweiten Seitenfläche des zweiten rechtwinkligen Prismas, wobei folglich ein erstes Verbundprisma hergestellt wird, in der eine erste Verbundfläche, die den dichroitischen Film für das erste Farblicht aufweist, ausgebildet ist; einem sechsten Schritt des Anordnens der zweiten Seitenfläche des dritten rechtwinkligen Prismas und der ersten Seitenfläche des vierten rechtwinkligen Prismas auf derselben Ebene und des Verbindens der ersten Seitenfläche des dritten rechtwinkligen Prismas und der zweiten Seitenfläche des vierten rechtwinkligen Prismas, wobei folglich ein zweites Verbundprisma hergestellt wird, in dem eine dritte Verbundfläche, die den dichroitischen Film für das erste Farblicht aufweist, ausgebildet ist; einem siebenten Schritt des Bildens eines vordichroitischen Prismas, indem ermöglicht wird, daß sich eine Ebene, die aus der zweiten Seitenfläche des ersten rechtwinkligen Prismas und der ersten Seitenfläche des zweiten rechtwinkligen Prismas im ersten Verbundprisma gebildet wird, und eine Ebene, die aus der zweiten Seitenfläche des dritten rechtwinkligen Prismas und der ersten Seitenfläche des vierten rechtwinkligen Prismas im zweiten Verbundprisma gebildet wird, einander gegenüberliegen und einander berühren; einem achten Schritt des Einstellens einer Position des zweiten Verbundprismas bezüglich des ersten Verbundprismas, so daß ein Bild, das aus dem ersten Farblicht gebildet wird, das eine vorbestimmte Referenzbildinformation aufweist, sich mit einem Bild deckt, das der Referenzbildinformation entspricht, wobei das erste Farblicht auf die erste und dritte Verbundfläche in dem vor-dichroitischen Prisma einfallen gelassen wird und daran reflektiert wird, wobei folglich die erste Verbundfläche und die dritte Verbundfläche voneinander abgelenkt werden; und einem neunten Schritt des Verbindens des ersten Verbundprismas und des zweiten Verbundprismas, wobei folglich die zweite Verbundfläche und die vierte Verbundfläche gebildet werden, die jeweils den dichroitischen Film für das zweite Farblicht aufweisen.
Herstellungsverfahren für ein dichroitisches Prisma nach Anspruch 4, das ferner aufweist: einen zehnten Schritt des Bildens des dichroitischen Films für das erste Farblicht auf der ersten Seitenfläche des ersten rechtwinkligen Prismas, wobei der zehnte Schritt den zweiten Schritt und den dritten Schritt ersetzt; einen elften Schritt des Bildens des dichroitischen Films für das zweite Farblicht auf irgendeiner der Ebene, die aus der zweiten Seitenfläche des ersten rechtwinkligen Prismas und der ersten Seitenfläche des zweiten rechtwinkligen Prismas im ersten Verbundprisma gebildet wird, und der Ebene, die aus der zweiten Seitenfläche des dritten rechtwinkligen Prismas und der ersten Seitenfläche des vierten rechtwinkligen Prismas im zweiten Verbundprisma gebildet wird, wobei der elfte Schritt den siebenten Schritt ersetzt; und einen zwölften Schritt, das erste Verbundprisma und das zweite Verbundprisma sich einander berühren zu lassen, wobei der dichroitische Film für das zweite Farblicht dazwischen angeordnet ist, wobei folglich das vor-dichroitische Prisma gebildet wird.
Herstellungsverfahren für ein dichroitisches Prisma nach Anspruch 4 oder 5, wobei ein UV-härtbares Harz zum Verbinden des ersten rechtwinkligen Prismas und des zweiten rechtwinkligen Prismas, zum Verbinden des dritten rechtwinkligen Prismas und des vierten rechtwinkligen Prismas und zum Verbinden des ersten Verbundprismas und des zweiten Verbundprismas verwendet wird, wobei das UV-härtbare Harz denselben Brechnungsindex wie die Brechnungsindizes der ersten bis vierten rechtwinkligen Prismen aufweist und gehärtet wird, indem es mit UV-Strahlung bestrahlt wird.
Herstellungsverfahren für ein dichroitisches Prisma nach einem der Ansprüche 4 bis 6, wobei das erste Farblicht Licht ist, das eine erste Farbe aufweist, die drei Grundfarben von Licht bildet, das zweite Farblicht Licht ist, das eine zweite Farbe ist, die die drei Grundfarben von Licht bildet, und der dichroitische Film für das erste Farblicht und der dichroitische Film für das zweite Farblicht dort hindurch eine restliche dritte Farbe durchlassen kann, die die drei Grundfarben von Licht bildet.
Herstellungsvorrichtung für ein dichroitisches Prisma, die zur Durchführung des Herstellungsverfahrens für ein dichroitisches Prisma nach einem der Ansprüche 4 bis 7 verwendet wird, mit: einem Halter, der einen Halteabschnitt aufweist, der das erste Verbundprisma hält; einer Gleiteinheit, die verschiebbar auf dem Halter vorgesehen ist, wobei ermöglicht wird, daß die Gleiteinheit das zweite Verbundprisma berührt, das angeordnet ist, um das vor-dichroitische Prisma zusammen mit dem ersten Verbundprisma zu bilden, das durch den Halter gehalten wird, und das zweite Verbundprisma bezüglich des ersten Verbundprismas verschiebt; einer Positionseinstellungseinheit zur Verschiebung der Gleiteinheit bezüglich des Halters, wobei die Positionseinstellungseinheit an der Gleiteinheit angebracht ist; einer Lichtquelleneinheit, um das Licht auf das vor-dichroitische Prisma einfallen zu lassen, das durch den Halteabschnitt gehalten wird; und einer Bildanzeigeeinheit zur Anzeige des Bildes, das durch das Licht aus der Lichtquelleneinheit gebildet wird, wobei das Licht auf das vor-dichroitische Prisma einfallen gelassen wird, das auf dem Halter gehalten wird, und auf der ersten Verbundfläche und der dritten Verbundfläche reflektiert wird.