JP2000180614A - 光学ブロックおよび該光学ブロックを備えた投射型表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ＲＧＢ光線を透過・反射させるダイクロイック
ミラーの面が２個の基本プリズムに跨って形成されてい
るクロスプリズムに対して、種類の異なる基本プリズム
を３個用意してダイクロイックミラーの面を一つの基本
プリズムの面で形成する構造にして製造工程の簡略化を
図った光学ブロックを提供する。 【解決手段】断面が直角二等辺三角形の光透過性の基本
プリズムが３個貼り合わされて全体の断面を正方形にし
た光学ブロックであり、この貼り合わされている３個の
基本プリズムのうち２個の基本プリズムの断面形状が互
いに等しく、残る１個の基本プリズムの断面形状が他の
２個の基本プリズムの断面形状の２倍の大きさで形成
し、所望の波長領域の光を透過・反射させる機能を有す
るダイクロイックミラーが各基本プリズムの貼り合わせ
た面の内、少なくとも１つの面に形成されていることで
ある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光源からの光が液
晶パネルを透過し、投射レンズによってスクリーン上に
該液晶パネル上の画像を拡大して結像させる液晶プロジ
ェクタなどの投射型表示装置に用いて好適なる、光学ブ
ロック及びこの光学ブロックを備えた投射型表示装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年マルチメディア機器やパソコンの普
及により、大型表示装置の要求が以前より多くなってい
る。最近では、例えば液晶パネル等の光変調手段と光
源、投射レンズなどの光学部品から構成される液晶プロ
ジェクタが、テレビジョン受像機や、パソコンを用いた
プレゼンテーション用表示装置として広く普及してい
る。

【０００３】これらの構成については、例えば特開平０
１ー１５６７０１号公報などに群しく開示されている。
３板方式の液晶プロジェクタは、図９に示すように、メ
タルハライドランプやハロゲンランプ等からなる光源１
０と、ＲＧＢ光線を赤色光線Ｒ、緑色光線Ｇ、青色光線
Ｂの各色に分解する光学素子であるダイクロイックミラ
ー１１と、このダイクロイックミラー１１からの光線を
入光して、変調及び合成して出力する光学ブロック１２
と、光学ブロック１２からの光線をスクリーン１３方向
に投射する投射レンズ１４とから構成されている。この
光学ブロック１２は、光変調させる液晶パネル１５と、
光変調した光線を合成するクロスプリズム１６とから構
成されている。

【０００４】このような構成からなる液晶プロジェクタ
は、先ず光源１０から出射される光は、ダイクロイック
ミラー１１の光学素子によって赤色光線Ｒ、緑色光線
Ｇ、青色光線Ｂの各色に分解する。そして、各色に対応
した液晶パネル１５に入射して光変調された後にクロス
プリズム１６にて再び合成され、合成されたカラー映像
は投射レンズ１４によりスクリーン１３に投影される。

【０００５】この光学ブロック１２にクロスプリズム１
６を用いると投射レンズ１４のバックフォーカスを短く
できるので、結果として光学ユニット全体のサイズが小
型化できる。このため、最近の液晶プロジェクタにはク
ロスプリズム１６が多く用いられる様になってきてい
る。

【０００６】このクロスプリズム１６の代表的な製造方
法は、例えば特開平０３−２６３３６４号公報などに詳
しく開示されている。具体的には、先ずガラス原材料を
溶解して作られるガラスブロックから切断機などにより
切断するか、或いはプリズム形状の金型に溶融または軟
化したガラスを設置した後に加圧してプリズム原型を作
製する。その後に、研削、研磨機によりプリズムの各面
及び角度をそれぞれ所定の規格内に収まる様に仕上げて
ガラス製の基本プリズムを作製する。

【０００７】続いてこれら各基本プリズムの特定面にそ
れぞれ所望の波長領域の光を透過・反射する様に設計さ
れたダイクロイックミラーを真空蒸着法やスパッタリン
グ法などの真空成膜法により形成して、クロスプリズム
を構成するプリズムを４つ用意する。最後にこれら４つ
のプリズムを光硬化型接着剤などにより接合し、クロス
プリズムが完成する。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しなしながら、上述し
た構造のクロスプリズムは、その構造上、ダイクロイッ
クミラーを設けた面が２つの基本プリズムに跨ってしま
うが、実際の光学系としてはダイクロイックミラーを設
けた面は本来１つの面として光を反射、透過させる様に
設計されている。そのため、面が２つの基本プリズムに
跨って分割されていても接合時にはあたかも１面と見な
せるほど平坦になっている事が必要である。この面の平
坦度が少しでも悪化して面のねじれや折れが生じると、
投影された画像の品質が低下するといった問題が生ず
る。

【０００９】このために、まず頂角部分の角度精度が９
０度に限りなく近い基本プリズムを用い、しかも接合時
には各基本プリズムの面が限りなく平坦になる様に、例
えば、オートコリメーター等によりモニターしながら接
合する事が必要となる。

【００１０】頂角の角度精度が限りなく９０度に近いガ
ラス製の基本プリズムは、特に研磨機により各面を仕上
げる最後の工程において、時間をかけることにより最終
的に頂角の角度を限りなく９０度に近づく様に追い込ん
でいく。

【００１１】頂角の角度精度が限りなく９０度に近いガ
ラス製基本プリズムの製造工程は元々複雑で且つ製造工
程が多いのに加えて、上記の様に最後の研磨工程では膨
大な時間を必要とするため、加工時間は長くコスト高の
要因となっている。

【００１２】加えて、基本プリズムの接合時にも多くの
工数・時間を要するために、これらを組み合わせた構成
のクロスプリズムは高コストになり、更には液晶プロジ
ェクタ全体も高コストになってしまうという問題点もあ
る。

【００１３】従って、高性能な液晶プロジェクタ用プリ
ズムを安価に提供することができるようにするために、
特に製造工程が多く且つ複雑な光学ブロックのクロスプ
リズムの構造に解決しなければならない課題を有してい
る。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本願発明に係る光学ブロックは、断面が直角二等辺
三角形の光透過性の基本プリズムが３個貼り合わされて
全体の断面を正方形にした光学ブロックであり、該貼り
合わされている３個の基本プリズムのうち２個の基本プ
リズムの断面形状が互いに等しく、残る１個の基本プリ
ズムの断面形状が他の２個の基本プリズムの断面形状の
２倍の大きさに形成し、所望の波長領域の光を透過・反
射させる機能を有するダイクロイックミラーが、各基本
プリズムの貼り合わせた面の内、少なくとも１つの面に
形成されていることである。

【００１５】また、全体が直方体形状に形成した前記光
学ブロックの表面の少なくとも１面に、反射防止膜を形
成したことであり、更に、前記基本プリズムの材質が光
透過性のプラスチックで作成され、且つ所望の波長領域
の光を透過・反射させる機能を有した光学薄膜が表面に
形成されているガラス基板を、前記基本プリズムを貼り
合わせる面の内、少なくとも１つの面の間に挟み込んで
各基本プリズムが貼り合わされた構造とし、表面の平坦
なガラス基板が直方体形状に形成した光学ブロックの表
面の少なくとも一面に貼り合わされていることである。

【００１６】又、投射型表示装置は、光源からの光を赤
色光線、緑色光線、青色光線の３色光線に分離した後に
各色光線に対応した３枚の液晶パネルのそれぞれに透過
させ、これら３色光線を再び光学ブロックにて合成した
上で投射レンズによってスクリーン上に該液晶パネル上
の画像を拡大して結像させる表示装置であって、前記光
学ブロックは、断面が直角二等辺三角形の光透過性の基
本プリズムが３個貼り合わされていて全体の断面を正方
形にし、該貼り合わされている３個の基本プリズムのう
ち２個の基本プリズムの断面形状が互いに等しく、残る
１個の基本プリズムの断面形状が他の２個の基本プリズ
ムの断面形状の２倍の大きさに形成し、所望の波長領域
の光を透過・反射させる機能を有するダイクロイックミ
ラーが、各基本プリズムの貼り合わせた面の内、少なく
とも１つの面に形成されていることである。

【００１７】また、全体が直方体形状に形成した前記光
学ブロックの表面の少なくとも１面に、反射防止膜を形
成したことであり、更に、前記基本プリズムの材質が光
透過性のプラスチックで作成され、且つ所望の波長領域
の光を透過・反射させる機能を有した光学薄膜が表面に
形成されているガラス基板を、前記基本プリズムを貼り
合わせる面の内、少なくとも１つの面の間に挟み込んで
各基本プリズムが貼り合わされた構造とし、表面の平坦
なガラス基板が直方体形状に形成した光学ブロックの表
面の少なくとも一面に貼り合わされていることである。

【００１８】このように光学ブロックを構成する基本プ
リズムにおいて、３個の基本プリズムのうち２個の基本
プリズムの断面形状が互いに等しく、且つ残る１個の基
本プリズムの断面形状が他の２個の基本プリズムの断面
形状の２倍の大きさで形成し、所望の波長領域の光を透
過・反射させる機能を有するダイクロイックミラーが各
基本プリズムの貼り合わせた面の内、少なくとも１つの
面に形成されている構造としたことにより、ダイクロイ
ックミラーを設けた面が跨ってしまうという構造上の問
題がなくなるため、基本プリズム自体の角度精度や貼り
合せ時の精度を緩和することができる。

【００１９】

【発明の実施の形態】次に、本願発明に係る光学ブロッ
ク及び該光学ブロックを備えた投射型表示装置の実施の
形態及び実施例について図面を参照して説明する。

【００２０】投射型表示装置は、図１及び図２に示すよ
うに、本発明の光学ブロックを有する投射型表示装置で
あり、具体的には液晶方式の背面投射型テレビジョンセ
ツトである。

【００２１】この背面投射型テレビジョンセツト３０
は、所定の空間を形成するキャビネット３１と、キャビ
ネット３１の前面側に設けたスクリーン３２と、キャビ
ネット３１内部において、投射光線３３をスクリーン３
２方向に制御するミラー３４と、投射光線３３を発生さ
せる投射型表示制御部３５とから構成されている。投射
型表示制御部３５から投射された投射光３３は、ミラー
３４で反射されスクリーン３２の背面に拡大されて投射
されるようになっている。このスクリーン３２は、その
背面側に投射された映像を、ユーザ２８が表面側からカ
ラー映像あるいは白黒映像として見ることが出来る。

【００２２】投射型表示制御部３５は、図３に示すよう
に、光学ブロック３６を液晶プロジェクタ装置の色合成
系に用いた場合の構成を示したものであり、従来技術で
説明した光源１０と同様にメタルハライドランプやハロ
ゲンランプ等からなる光源３７と、青色光線Ｂのみを反
射させる青色用ダイクロイックミラー３８と、赤色光線
のみを反射させる赤色用ダイクロイックミラー３９と、
青色光線Ｂを光学ブロック３６方向に反射させるミラー
４０と、赤色光線を光学ブロック３６方向に反射させる
２個のミラー４１、４２と、第一及び第二の基本プリズ
ム４３、４４、４５を貼り合せて形成されている光学ブ
ロック３６と、この光学ブロック３６からの光線を投射
する投射レンズ４６とから構成されている。この投射レ
ンズ４６から投射された光線４７はスクリーン３２に投
影される。

【００２３】光学ブロック３６は、１個の第一の基本プ
リズム４３と、２個の第二の基本プリズム４４、４５と
を貼り合わせた間にダイクロイックミラー４８、４９を
備えた構造となっている。そして、第一及び第二の基本
プリズム４３、４４、４５の表面には青色光線Ｂを光変
調する青色用液晶パネル５０と、赤色光線Ｒを光変調す
る赤色用液晶パネル５１と、緑色光線Ｇを光変調する緑
色用液晶パネル５２とを備え、これらは夫々直交した位
置関係で配置されている。

【００２４】このような構成からなる投射型表示制御部
３５において、光源３７から出射された光は、先ず青色
用ダイクロイックミラー３８で青色光線Ｂと、赤色光線
Ｒおよび緑色光線Ｇとに分離される。赤色光線Ｒ及び緑
色光線Ｇは赤色用ダイクロイックミラー３９で更に赤色
光線Ｒと緑色光線Ｇに分離される。

【００２５】そして、青色用液晶パネル５０で光変調さ
れた後に光学ブロック３６に入射した青色光線Ｂは、光
学ブロック３６内に設けられた、予め青色光線Ｂを反射
する様に設計・製造されたダイクロイックミラー４８で
反射され、投射レンズ４６方向に向きを変える。

【００２６】同様に緑色用液晶パネル５２で光変調さ
れ、光学ブロック３６に入射した緑色光線Ｇは、光学ブ
ロック３６内に設置された緑色光線Ｇを反射するように
設計・製造された緑色用ダイクロイックミラー４９によ
り向きを９０度反転させて投射レンズ４６方向に向か
う。

【００２７】また、赤色用液晶パネル５１で光変調さ
れ、光学ブロック３６に入射した赤色光線Ｒは、光学ブ
ロック３６内に設けられた青色用及び緑色用ダイクロイ
ックミラー４８、４９には直接影響を受けずに真っ直ぐ
に投射レンズ４６方向に向かう。この様にして、光学ブ
ロック３６内で赤色光線Ｒ、緑色光線Ｇ、青色光線Ｂが
合成され、投射レンズ４６を介してスクリーン３２上に
拡大投影されることになる。

【００２８】このようにして使用される光学ブロック３
６は、図４に示すように、断面が直角二等辺三角形の透
過性の第一及び第二の基本プリズム４３、４４、４５の
３個が貼り合わされて全体の断面形状を正方形にしたも
のである。即ち、２種類の異なる第一及び第二の基本プ
リズム４３、４４、４５を３個貼り合わせた構造になっ
ており、出来上がった光学ブロックの断面形状は正方形
になる。

【００２９】この第一及び第二の基本プリズム４３、４
４、４５の高さは、図４に示すように、３個の第一及び
第二の基本プリズム４３、４４、４５の高さを同じ高さ
Ｈ１にしてもよく、図５に示すように、第二の基本プリ
ズム４４の高さを高さＨ１よりも高くした高さＨ２にし
てもよく、必要に応じて高さを変えても差し支えない。

【００３０】このような第一及び第二の基本プリズム４
３、４４、４５の断面形状は、図６に示すように、第一
の基本プリズム４３は、貼り合わせる面４３ａと対向す
る反対側の両面４３ｂ、４３ｃが直角の直角二等辺三角
形に形成し、貼り合わせる面４３ａは第二の基本プリズ
ム４４、４５と貼り合せる面４４ａ、４５ａを足した大
きさ、即ち各面４４ａ又は４５ａの２倍の大きさに形成
されている。

【００３１】第二の基本プリズム４４、４５は、隣接す
る面４４ｂと４４ｃ、４５ｂと４５ｃが直角の二等辺三
角形に形成し、第一の基本プリズム４３と貼り合わせる
側の面４４ａ又は４５ａが第一の基本プリズム４３の貼
り合わせる面４３ａに対して半分の大きさに形成されて
いる。

【００３２】この第二の基本プリズム４４、４５同士の
貼り付ける側であって、第二の基本プリズム４４側の面
４４ｃには、特定の波長領域を透過、反射させる機能を
有した光学薄膜の一種であるダイクロイックミラー４９
が形成されている。

【００３３】又、第一の基本プリズム４３の貼り合わせ
る側の面４３ａにも、特定の波長領域を透過、反射させ
る機能を有した光学薄膜の一種であるダイクロイックミ
ラー４８が形成されている。そして、このダイクロイッ
クミラー４８、４９を形成した面４３ａ、４４ｃは、接
着剤５５により第一及び第二の基本プリズム４３、４
４、４５を互いに貼り合せて光学ブロック３６が完成す
る。

【００３４】また、本発明の光学ブロック３６は、光を
内部に入射、出射させて使用するために、入射面、出射
面での反射損失が問題となる場合には、図７に示すよう
に、光学プロツク３６の表面、即ち、第一及び第二の基
本プリズム４３、４４、４５の表面側に反射防止膜５６
ａ、５６ｂ及び５７ａ、５７ｂを形成する。

【００３５】ここで、第一及び第二の基本プリズム４
３、４４、４５の材質としては、可視光線領域において
透明であればどんな材料でも好適に用いられ、通常はガ
ラスや樹脂が好適に用いられる。樹脂としては透明であ
れば基本的にどの樹脂材料でも使用可能であるが、特に
透明性とコストの点からポリメチルメタクリレート（Ｐ
ＭＭＡ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリオレフィン
などが好適に用いられる。

【００３６】第一及び第二の基本プリズム４３、４４、
４５の表面に形成するダイクロイックミラー４８、４９
は、低屈折率材料と高屈折率材料とを交互に積層して光
の干渉効果を利用することにより所定の光透過、反射特
性を実現させるものであり、通常低屈折率材料にはＳｉ
Ｏ２、ＺｒＯ２、ＭｇＦ２等が使用され、また高屈折率
材料にはＴｉ０２、Ｎｂ２０５などが好適に用いられ
る。こようにして各層の厚さを制御することにより、特
定の波長領域の光のみを透過・反射させる光学特性を持
たせることが可能となる。又、必要に応じて第一及び第
二の基本プリズム４３、４４、４５の表面に形成する反
射防止膜５６ａ、５６ｂ及び５７ａ、５７ｂも基本的に
は同様に形成される。これらダイクロイックミラー４
８、４９及び反射防止膜５６ａ、５６ｂ及び５７ａ、５
７ｂは、真空蒸着法、スパッタリング法などの真空威膜
法により形成される。

【００３７】第一及び第二の基本プリズム４３、４４、
４５同士の貼り合わせに用いる接着剤５５としては、紫
外線や可視光線の照射により硬化する光硬化型接着剤
や、主剤と硬化剤の２液を混ぜ合わせる事により硬化が
開始するエポキシ系接着剤、加熱することにより硬化す
る熱硬化型接着剤など、透明であればいずれの接着剤も
好適に用いられる。

【００３８】第一及び第二の基本プリズム４３、４４、
４５の材質として樹脂（プラスチック）を選択した場
合、樹脂は柔らかく、また温度により容易に変形すると
いった樹脂特有の性質があるため、第一及び第二の基本
プリズム４３、４４、４５の各表面の平坦度が必ずしも
要求性能を満足しない事がある。この場合、光が第一及
び第二の基本プリズム４３、４４、４５を透過、反射す
る際に入出射の各面で光の波面が乱れてしまう。

【００３９】また、上記したダイクロイックミラー４
８、４９はＳｉＯ２やＴｉ０２などの無機材料から成る
が、一般に無機材料と樹脂などの有機材料との親和性は
弱く、樹脂表面に直接ダイクロイックミラー４８、４９
や反射防止腹５６ａ、５６ｂ及び５７ａ、５７ｂを形成
した場合、長期の使用によリダイクロイツクミラー４
８、４９や反射防止膜５６ａ、５６ｂ及び５７ａ、５７
ｂが樹脂表面から剥離してしまう恐れがある。

【００４０】この様な問題点を回避した光学ブロック
は、図８に示すように、予め表面にダイクロイックミラ
ー４８、４９を形成したガラス基板５８、５９を用意す
る。このガラス基板５８、５９を第一及び第二の基本プ
リズム４３、４４、４５の間に挟み込みながら接着剤５
５で貼り合わせる。更に、光の入射、出射面に相当する
光学ブロック３６の各面にもガラス基板単品か表面に反
射防止膜５６ａ、５６ｂ、５６ｃ、５６ｄ（図７参照）
の形成されたガラス基板６０を貼り合わせることによ
り、第一及び第二の基本プリズム４３、４４、４５の各
面の平坦度を補正する。

【００４１】このようにして本発明の光学ブロック３６
においては、ダイクロイツクミラー４８、４９を設けた
面が２つの基本プリズムに跨ってしまうという、所謂ク
ロスプリズムが根本的に抱える構造上の問題点が無いの
で、光学ブロック３６を構成する第一及び第二の基本プ
リズム４３、４４、４５自体の角度精度や貼り合わせ時
の精度が、従来技術で説明したクロスプリズムの場合ほ
ど厳しく要求はされない。

【００４２】加えて、本発明の光学ブロックを構成する
各３個の第一及び第二の基本プリズム４３、４４、４５
は、断面が直角二等辺三角形で、且つ第一の基本プリズ
ム４３の貼り合わせる面が２個の第二の基本プリズム４
４、４５の貼り合わせる面の丁度倍の大きさになってい
るので、最も加工の手間のかかる基本プリズムの製造工
程において、形状の大きい第一の基本プリズム４３の１
個を製造する設備を用意すれば他の２個の第二の基本プ
リズム４４、４５は最後に加工した大きい第一の基本プ
リズム４３をＴ度半分に切断すれば済み、基本プリズム
製造工程が大幅に簡略化出来るので各第一及び第二の基
本プリズム４３、４４、４５は低コストとなり、結果と
して光学ブロック３６も低コストで提供可能となる。こ
のように本発明の光学ブロック３６は、所望の光学特性
を発揮しつつ製造時間が大幅に短縮する事が可能な構造
となっており、結果として低コストで製造可能なのであ
る。

【００４３】次に、上記説明した構造からなる光学ブロ
ックの製造方法について述べる。先ず、溶解炉から出た
溶融ガラスからガラスブロックを製造する。ガラスブロ
ックの製造方法には大きく分けて２つある。ひとつは溶
解炉から出た溶融ガラスを金型に直接入れた後に圧力を
加えながら冷却する方法（ダイレクトプレス法＝ＤＰ
法）であり、もうひとつは溶融ガラスを一度直方体や棒
状にした後に機械加工を施す方法である。

【００４４】後者の方法（ＤＰ法）では、複雑な形状と
するのに手間がかかる場合があるので、これが問題な場
合には直方体や棒状から機械加工により小さな立方体、
直方体を製造した後にこれらを再加熱して軟化させた段
階で金型に入れ圧力を加えながら冷却するという方法
（リピートプレス法＝ＲＰ法）を取る。

【００４５】続いて、このガラスブロックを研削機によ
り研削加工して基本プリズムの原型となるガラス製光学
部材を作製する。機械加工のみで製造されるガラスブロ
ックには、この研削加工は必要ない。この段階でガラス
製光学部材の表面は機械加工または研削加工したままの
状態となっており、粗面化されていて光は散乱するのみ
である。

【００４６】その後、ガラス製光学部材を治具にワック
スなどを用いて貼り付け、酸化セリウムなどの研磨剤と
一緒にガラス製光学部材の各面を研磨して鏡面仕上げと
して、まず形状の大きい第一の基本プリズム４３を完成
させる。

【００４７】最後に、この第一の基本プリズム４３を、
断面に垂直な方向で丁度半分に切断した後に再度切断面
を上記と同様に研磨して鏡面仕上げとし、最終的に断面
が直角二等辺三角形の第一の基本プリズム４３が１個
と、断面形状の大きさが丁度半分の第二の基本プリズム
４４、４５が２個完成する。

【００４８】第一及び第二の基本プリズム４３、４４、
４５表面に直接ダイクロイックミラー４８、４９を形成
する揖合には、まずイソプロピルアルコール、工クノー
ル等により表面を十分に脱脂した後に、真空蒸着機また
はスパッタリング装置内にセットし、真空排気した後に
所定の真空度まで排気が終了したら成膜を開始する。成
膜条件等は適宜選択する。

【００４９】続いて完成した３個の第一及び第二の基本
プリズム４３、４４、４５の各貼り合わせ面に接着剤を
数滴滴下した後にお互いの面同士を接合させ、さらに各
接合面に力を加えて発生した泡等を完全に取り除く様に
しながら接着剤を均一に伸ばす。

【００５０】接着剤が光硬化型接着剤の場合には、紫外
線または可視光縁を照射して硬化を開始させる。又、熱
硬化型の場合は恒温槽に入れて硬化を促進させる。エポ
キシ型の場合は主剤と硬化剤とに別れているケースが多
く、この場合２液を混合した時点で硬化が始まるので、
先ずこの２液を混ぜて接着剤を作製した上で素早く上記
接着作業に入る。これで形状が直方体の光学ブロックが
完成する。

【００５１】又、第一及び第二の基本プリズム４３、４
４、４５が樹脂製の場合には以下の様にして光学ブロッ
クを製造する。まず樹脂製基本プリズムを作製するが、
機械加工法で作製する場合には所定の厚さのプラスチッ
ク板材よりバンドソー等により必要な形状に切断して基
本プリズムの原形を作製した後に、光線の入出射する面
をフライス盤などにより研削し、最後に表面研磨機で表
面を鏡面状に仕上げる。

【００５２】第一及び第二の基本プリズム４３、４４、
４５を射出成型法により作製する場合には、必要とする
基本プリズム形状となる様な元の金型を作製し、続いて
射出成型機にこの金型をセツトして溶融樹脂に圧力をか
けながら導入し、所定時間保持して成型品を得る。

【００５３】第一及び第二の基本プリズム４３、４４、
４５をキャスト法により作製する場合にも、必要とする
基本プリズム形状となる様な元型を作製し、続いてこの
金型にプラスチックの原材料であるモノマを注いだ後に
光や熱を加えることにより重合を開始させ、プラスチッ
ク化する。

【００５４】一方、表面にダイクロイックミラー４８、
４９を形成したガラス基板５８、５９を別に製造する場
合は、先ず、イソプロピルアルコール、エタノール等に
よリガラス基板５８、５９表面を十分に脱脂した後に、
真空蒸着機またはスパッタリング装置内にセットし、真
空排気した後に所定の真空度まで排気が終了したら成膜
を開始する。

【００５５】その後、ダイクロイックミラー４８、４９
を表面に形成したガラス基板５８、５９を、樹脂製の第
一及び第二の基本プリズム４３、４４、４５の間に挟み
込みながら貼り合わせるが、まず貼り合わせ面に接着剤
を数滴滴下した後に貼り合わせ面同士を接合させ、更に
各接合面にカを加えて発生した泡等を完全に取り除く様
にしながら接着剤を均一に伸ばす。接着剤が光硬化型接
着剤の場合には、紫外線又は可視光線を照射して硬化を
開始させる。又、熱硬化型の場合は恒温槽に入れて硬化
を促進させるエポキシ型の場合は主剤と硬化剤とに別れ
ているケースが多く、この場合２液を混合した時点で硬
化が始まるので、まずこの２液を混ぜて接着剤を作製し
た上で素早く上記接着作業に入る。これで形状が直方体
の光学ブロックが完成する。

【００５６】この様にして作製した光学ブロックは次の
ような評価を得ることができる。実際に光学ブロックを
図１及び図２に示す投射型表示装置にセットすると、先
ず色ムラは赤色光線Ｒ、緑色光線Ｇ、青色光線Ｂの３色
を入れて白色をスクリーン上に投射し、画面中心部と端
部との色調の差を目視により観察する。又、解像度はチ
ャート信号を入力してチャート画像を直接投射し、中心
部と端部との解像力の差をそれぞれ目視により観察す
る。この、目視による観察によれば、色調、解像力共に
中心部と端部との差が肉眼にて認識されない場合には、
問題なしと判断することができる。

【００５７】以下、実施例をあげて本発明を具体的に説
明するが、本発明は下記実施例に制限されるものではな
いことは勿論である。

【００５８】第一の実施例は、断面が直角二等辺三角形
で底辺の長さが６０ｍｍ、全体の長さが４０ｍｍである
ガラス製の第一の基本プリズムＡを１個と、断面が直角
二等辺三角形であるその大きさが第一の基本プリズムＡ
の丁度半分、全体の長さが同じく４０ｍｍであるガラス
製の第一の基本プリズムＢを２個作製した。続いて、第
一の基本プリズムＡには青反射の、第二の基本プリズム
Ｂのうちの１個には緑反射のダイクロイックミラーを真
空蒸着法により形成し、最後にこれら３個の第一及び第
二の基本プリズムを紫外線硬化型接着剤により貼り合わ
せた。この様にして作製した光学ブロックを評価した結
果、色ムラ、解像度共に問題はなかった。

【００５９】第二の実施例は、断面が直角二等辺三角形
で底辺の長さが５０ｍｍ、全体の長さが４０ｍｍである
ガラス製の第一の基本プリズムＡを１個と、断面が直角
二等辺三角形であるその大きさが第一の基本プリズムＡ
の丁度半分、全体の長さが各４０ｍｍおよび５０ｍｍで
あるガラス製の第二の基本プリズムＢを２個作製した。
続いて、第一の基本プリズムＡには青反射の、第二の基
本プリズムＢのうちの１個には縁反射のダイクロイック
ミラーを真空蒸着法により形成し、最後にこれら３個の
第一及び第二の基本プリズムを紫外線硬化型接着剤によ
り貼り合わせた。この様にして作製した光学ブロックを
評価した結果、色ムラ、解像度共に問題はなかった。

【００６０】第三の実施例は、断面が直角二等辺三角形
で底辺の長さが５５ｍｍ、全体の長さが５０ｍｍである
ＰＭＭＡ製の第一の基本プリズムＡを１個と、断面が直
角二等辺三角形であるその大きさが第一の基本プリズム
Ａの丁度半分、全体の長さが同じく４０ｍｍであるＰＭ
ＭＡ製の第二の基本プリズムＢを２個作製した。続い
て、ガラス基板表面に青反射および縁反射のダイクロイ
ックミラーを真空蒸着法により形成し、次にこれらガラ
ス基板を挟み込みながら大きさの異なるこれら３個の第
一及び第二の基本プリズムを紫外線硬化型接着剤により
貼り合わせた。その後第一及び第二の基本プリズムの表
面に反射防止膜の形成されたガラス基板を同様に紫外線
硬化型接着剤により貼り合わせた。この様にして作製し
た光学ブロックを評価した結果、色ムラ、解像度共に問
題はなかった。

【００６１】第四の実施例は、断面が直角二等辺三角形
で底辺の長さが５５ｍｍ、全体の長さが５０ｍｍである
ＰＭＭＡ製の第一の基本プリズムＡを１個と、断面が直
角二等辺三角形であるその大きさが第一の基本プリズム
Ａの丁度半分、全体の長さが各４０ｍｍおよび４５ｍｍ
であるＰＭＭＡ製の第二の基本プリズムＢを２個作製し
た。続いて、ガラス基板表面に青反射および縁反射のダ
イクロイックミラーを真空蒸着法により形成し、次にこ
れらガラス基板を挟み込みながら大きさの異なるこれら
３個の第一及び第二の基本プリズムを紫外線硬化型接着
剤により貼り合わせた。その後、第一及び第二の基本プ
リズムの表面に反射防止膜の形成されたガラス基板を同
様に紫外線硬化型接着剤により貼り合わせた。この様に
して作製した光学ブロックを評価した結果、色ムラ、解
像度共に問題はなかった。

【００６２】

【発明の効果】上記説明したように、本発明に係る、液
晶プロジェクタ装置などの投射型表示装置の光学系に用
いられる光学ブロックにおいて、断面が直角二等辺三角
形の光透過性基本プリズムが３個貼り合わされていて全
体の断面を正方形にし、かつ貼り合わされている３個の
基本プリズムのうち２個の基本プリズムの断面形状が互
いに等しく、残る１個の基本プリズムの断面形状が他の
２個の基本プリズムの断面形状の丁度２倍の大きさであ
り、且つ所望の波長領域の光を透過・反射させる機能を
有したダイクロイックミラーが各基本プリズムの貼り合
わせ面の内、少なくとも１つの面に形成されている構造
とすることにより、光学性能は従来と同等であるにもか
かわらず加工時間の低減化を図ることが可能となり、そ
の結果として大幅に製造コストの低減された光学ブロッ
ク及びこの光学ブロックを搭載した投射型表示装置を提
供することができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願発明に係る光学ブロックを搭載した投射型
表示装置の略示的な全体斜視図である。

【図２】同投射型表示装置の内部に搭載されている光学
ブロックを備えた投射型表示制御部を示した略示的断面
図である。

【図３】同光学ブロック及びその周辺の構成からなる投
射型液晶表示装置の構造を略示的に示した断面図であ
る。

【図４】同光学ブロックを構成する第一及び第二の基本
プリズムの構成を示した略示的な全体斜視図である。

【図５】同光学ブロックを構成する第一及び第二の基本
プリズムの高さを変えた構造を示した略示的な全体斜視
図である。

【図６】同光学ブロックを構成する第一及び第二の基本
プリズムの断面図である。

【図７】同光学ブロックを構成する第一及び第二の基本
プリズムの表面に反射防止膜を形成した断面図である。

【図８】同光学ブロックを構成する第一及び第二の基本
プリズムにおいて、ガラス基板にダイクロイックミラー
を貼り付けた構造の断面図である。

【図９】従来技術における投射型液晶表示機構を略示的
に示した断面図である。

【符号の説明】

２８；ユーザ、３０；テレビジョンセット、３１；キャ
ビネット、３２；スクリーン、３３；反射光線、３４；
ミラー、３５；投射型表示制御部、３６；光学ブロッ
ク、３７；光源、３８；青色用ダイクロイックミラー、
３９；赤色用ダイクロイックミラー、４０；ミラー、４
１；ミラー、４２；ミラー、４３；第一の基本プリズ
ム、４３ａ；貼り合わせる面、４３ｂ；表面、４３ｃ；
表面、４４；第二の基本プリズム、４４ａ；貼り合わせ
る面、４４ｂ；表面、４４ｃ；貼り合わせる面、４５；
第二の基本プリズム、４５ａ；貼り合わせる面、４５
ｂ；貼り合わせる面、４５ｃ；表面、４６；投射レン
ズ、４８；ダイクロイックミラー、４９；ダイクロイッ
クミラー、５０；青色用液晶パネル、５１；赤色用液晶
パネル、５２；緑色用液晶パネル、５５；接着剤、５６
ａ；反射防止膜、５６ｂ；反射防止膜、５７ａ；反射防
止膜、５７ｂ；反射防止膜、５８；ガラス基板、５９；
ガラス基板、６０；ガラス基板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０３Ｂ 33/12 Ｇ０３Ｂ 33/12 (72)発明者 小野 裕之 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内 (72)発明者 山田 進 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内 Ｆターム(参考） 2H042 CA08 CA14 CA15 CA16 CA17 2H048 AA09 AA12 AA18 AA24 AA27 2H088 EA14 EA15 HA13 HA21 HA24 HA28 MA20 2H091 FA05Z FA14Z FA26X FA26Z FA41Z FB02 FC01 FC02 FD15 GA17 LA11 LA12 MA07

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】断面が直角二等辺三角形の光透過性の基本
   プリズムが３個貼り合わされて全体の断面を正方形にし
   た光学ブロックであり、該貼り合わされている３個の基
   本プリズムのうち２個の基本プリズムの断面形状が互い
   に等しく、残る１個の基本プリズムの断面形状が他の２
   個の基本プリズムの断面形状の２倍の大きさに形成し、
   所望の波長領域の光を透過・反射させる機能を有するダ
   イクロイックミラーが、各基本プリズムの貼り合わせた
   面の内、少なくとも１つの面に形成されていることを特
   徴とする光学ブロック。
2. 【請求項２】全体が直方体形状に形成した前記光学ブロ
   ックの表面の少なくとも１面に、反射防止膜を形成した
   ことを特徴とする請求項１に記載の光学ブロック。
3. 【請求項３】前記基本プリズムの材質が光透過性のプラ
   スチックで作成され、且つ所望の波長領域の光を透過・
   反射させる機能を有した光学薄膜が表面に形成されてい
   るガラス基板を、前記基本プリズムを貼り合わせる面の
   内、少なくとも１つの面の間に挟み込んで各基本プリズ
   ムが貼り合わされた構造とし、表面の平坦なガラス基板
   が直方体形状に形成した光学ブロックの表面の少なくと
   も一面に貼り合わされていることを特徴とする請求項１
   に記載の光学ブロック。
4. 【請求項４】光源からの光を赤色光線、緑色光線、青色
   光線の３色光線に分離した後に各色光線に対応した３枚
   の液晶パネルのそれぞれに透過させ、これら３色光線を
   再び光学ブロックにて合成した上で投射レンズによって
   スクリーン上に該液晶パネル上の画像を拡大して結像さ
   せる表示装置であって、前記光学ブロックは、断面が直
   角二等辺三角形の光透過性の基本プリズムが３個貼り合
   わされていて全体の断面を正方形にし、該貼り合わされ
   ている３個の基本プリズムのうち２個の基本プリズムの
   断面形状が互いに等しく、残る１個の基本プリズムの断
   面形状が他の２個の基本プリズムの断面形状の２倍の大
   きさに形成し、所望の波長領域の光を透過・反射させる
   機能を有するダイクロイックミラーが、各基本プリズム
   の貼り合わせた面の内、少なくとも１つの面に形成され
   ていることを特徴とする投射型表示装置。
5. 【請求項５】全体が直方体形状に形成した前記光学ブロ
   ックの表面の少なくとも１面に、反射防止膜を形成した
   ことを特徴とする請求項４に記載の投射型表示装置。
6. 【請求項６】前記基本プリズムの材質が光透過性のプラ
   スチックで作成され、且つ所望の波長領域の光を透過・
   反射させる機能を有した光学薄膜が表面に形成されてい
   るガラス基板を、前記基本プリズムを貼り合わせる面の
   内、少なくとも１つの面の間に挟み込んで各基本プリズ
   ムが貼り合わされた構造とし、表面の平坦なガラス基板
   が直方体形状に形成した光学ブロックの表面の少なくと
   も一面に貼り合わされていることを特徴とする請求項４
   に記載の投射型表示装置。