JP2007072060A - クロスダイクロイックプリズムの製造方法、クロスダイクロイックプリズム、光学装置、及びプロジェクタ - Google Patents

Abstract

【課題】容易にクロスダイクロイックプリズムを製造する製造方法、クロスダイクロイックプリズム、光学装置、およびプロジェクタを提供すること。
【解決手段】オプティカルフラットの基準面１０１に接着剤の接着を阻止する離型剤層１１０が設けられ、この離型剤層１１０の上に２つのダイクロイックプリズム３４１を載置して波長選択性反射膜３４３および接着面３４２Ｃの間に接着剤を注入して第一および第二プリズムペア３４５Ａ，３４５Ｂを形成する。これにより、離型剤層１１０が接着剤の接着を阻止するので、第一および第二プリズムペア３４５Ａ，３４５Ｂが基準面１０１に接着されず、容易に製造治具から取り外すことができ、第一および第二プリズムペア３４５Ａ，３４５Ｂの接合形成面３４２Ｄの研磨工程も容易に実施できる。
【選択図】 図５

Description

本発明は、４個の三角柱プリズムを備えたクロスダイクロイックプリズムを製造する方法、このクロスダイクロイックプリズムの製造方法で製造されたクロスダイクロイックプリズム、このクロスダイクロイックプリズムを備えた光学装置、この光学装置を備えたプロジェクタに関する。

従来、光の色合成や色分離するクロスダイクロイックプリズムが知られている。このようなクロスダイクロイックプリズムの製造方法として、２つの三角柱プリズムをオプティカルフラットからなる製造治具の基準面に載置して接着剤で接着固定したプリズム対を形成し、このプリズム対をさらに２つ接着固定してクロスダイクロイックプリズムを製造する方法が知られている（例えば特許文献１）。

特許文献１に記載のクロスダイクロイックプリズムの製造方法では、同一平面となる２つの基準面が溝部を介して連続形成された組み立て治具が用いられる。まず、２つの直角プリズムの貼り合せ面に接着剤を塗布して貼り合せる。この後、貼り合せ面が溝部の上方に配置されるように基準面に載置し、これらの２つのプリズムを基準面に押し付けた状態で、接着剤を固化させ、プリズム対が形成される。この後、形成された２つのプリズム対の接合面をそれぞれ平坦に研磨する。そして、これらのプリズム対のうち一方の接合面に反射膜を形成し、この反射膜と他方のプリズム対の接合面との間を接着剤により固着させてクロスダイクロイックプリズムが製造される。

特開平１１−３５２４４０号公報（第６頁右欄ないし第７頁右欄、および図４参照）

ところで、特許文献１に記載のような従来の製造方法では、製造治具の溝部に余分な接着剤がはみ出て製造治具とプリズム対との間に回り込み、これらの製造治具およびプリズム対が接着されてしまう虞がある。このように製造治具とプリズム対とが接着されてしまうと、製造治具からプリズム対を取り外す作業が困難となり、取り外したとしても接合面に凹凸が生じてしまうため研磨作業が煩雑になるという問題がある。

本発明は、容易にクロスダイクロイックプリズムを製造する方法、クロスダイクロイックプリズム、光学装置、およびプロジェクタを提供することを目的とする。

本発明のクロスダイクロイックプリズムの製造方法は、それぞれ第１面と第２面とが略直角の頂角を挟んで設けられるとともに前記頂角同士を中心に近接配置し底面部を外側に配置した４個の三角柱プリズムと、これらの三角柱プリズムの間に波長選択性反射膜と接着層とがそれぞれ設けられたクロスダイクロイックプリズムを製造する方法であって、基準ブロックの基準面に、接着剤との接着を阻止するとともに表面が平滑な離型剤層を設け、前記三角柱プリズムの２個を、それぞれ前記第１面を前記基準ブロックの基準面の離型剤層に対向させて位置決めして、前記第２面同士を接着剤で接着してプリズムペアを成形し、前記プリズムペアの前記第１面の上に波長選択性反射膜を連続形成するとともに、この波長選択性反射膜と残り２個の前記三角柱プリズムの前記第１面とを接着剤で接着してクロスダイクロイックプリズムを製造することを特徴とする。

この発明によれば、前記基準ブロックの基準面に接着剤の接着を阻止する離型剤層を設け、この離型剤層の上に２つの三角柱プリズムを載置し、第２面同士に接着剤により接着固定している。これにより、２つの三角柱プリズムを前記基準面に載置して第２面同士を接着剤で接着する際に、これらの三角柱プリズムの第１面を基準面との間に接着剤が侵入したとしても、離型剤層により三角柱プリズムと基準面とが接着されず、プリズムペアの成形後、容易にこのプリズムペアを取り外すことができる。従って、プリズムペアと基準ブロックとを剥がすための作業がいらず、さらに、各三角柱プリズムの第１面に凹凸が生じにくいため、第１面の研磨作業も容易に実施可能となり、クロスダイクロイックプリズムの製造作業が簡単になる。

また、本発明のクロスダイクロイックプリズムの製造方法では、前記離型剤層は、離型剤をスプレーして前記基準ブロックの基準面に形成されることが好ましい。

この発明によれば、離型剤層はスプレーにて基準ブロックの基準面に形成されているので、離型剤層の形成が容易であり、また、スプレーにより基準面の全面にムラなく離型剤層を形成することが可能となる。

さらに、本発明のクロスダイクロイックプリズムの製造方法では、前記離型剤層は、フッ素系樹脂エマルジョンを含むことが好ましい。

この発明によれば、離型剤層は、フッ素系樹脂エマルジョンを含んでいる。これにより、離型剤層の離型性、離型耐久性が良好になり、三角柱プリズムの第１面の型汚れや成形品のベタツキなども防止される。したがって、プリズムペアの第１面の表面をより平滑に仕上げることが可能となり、研磨作業の労力を低減できる。

そして、本発明のクロスダイクロイックプリズムの製造方法では、前記基準ブロックの基準面は、オプティカルフラットであることが好ましい。

この発明によれば、基準ブロックの基準面はオプティカルフラットであるので、三角柱プリズムの第１面と基準面との間に接着剤が侵入しても、オプティカルフラット上に形成される離型剤層上に接着剤による接着層が形成されるため、この接着層も平滑面に形成される。したがって、このような接着層を研磨する工程においても容易に研磨作業を実施できる。

そして、本発明のクロスダイクロイックプリズムは、上記クロスダイクロイックプリズムの製造方法で製造されたことを特徴とする。

また、本発明の光学装置は、上記クロスダイクロイックプリズムと、このクロスダイクロイックプリズムの外側に位置している４面のうち３面にそれぞれ近接配置される液晶パネルと、前記クロスダイクロイックプリズムのうち残り１面に対向配置される投射レンズとを備えたことを特徴とする。

さらに、本発明のプロジェクタは、上記光学装置を備えたことを特徴とする。

このような発明では、上記クロスダイクロイックプリズムの製造方法にて製造されたクロスダイクロイックプリズムは、プリズムペアの作成工程が従来に比べてより容易に実施できる。したがって、このようなクロスダイクロイックプリズムや、光学装置、プロジェクタの生産性をも良好にでき、生産コストも低減させることができる。

以下、本発明の一実施の形態に係るプロジェクタについて図面に基づいて説明する。

［プロジェクタの構成］
図１は、本発明の一実施の形態に係るプロジェクタの内部に設けられる光学系を模式的に示す図である。図２は、クロスダイクロイックプリズムを模式的に示す斜視図である。図３は、クロスダイクロイックプリズムの光軸面での断面を模式的に示す断面図である。

図１において、プロジェクタ１は、光源から射出された光束を画像情報に応じて変調し、スクリーン等の投射面上に拡大投射する。このプロジェクタ１は、図示しない外装ケースと、光学ユニット２と、図示しない電源ユニットおよび冷却ユニットとを含んで構成される。

光学ユニット２は、インテグレータ照明光学系２１と、色分離光学系２２と、リレー光学系２３と、光学装置３と、光学部品用筐体２５とに機能的に大別される。

インテグレータ照明光学系２１は、光源から射出された光束を照明光軸直交面内における照度を均一にするための光学系である。このインテグレータ照明光学系２１は、光源装置２１１、第１レンズアレイ２１２、第２レンズアレイ２１３、偏光変換素子２１４、及び重畳レンズ２１５を備えて構成される。

光源装置２１１は、光源ランプ２１６およびリフレクタ２１７を備えている。そして、光源ランプ２１６から射出された放射状の光束は、リフレクタ２１７で反射されて略平行光束とされ、外部へと射出される。本実施の形態では、光源ランプ２１６として、高圧水銀ランプを採用し、リフレクタ２１７として、放物面鏡を採用している。なお、光源ランプ２１６としては、高圧水銀ランプに限らず、例えばメタルハライドランプやハロゲンランプ等を採用してもよい。また、リフレクタ２１７として放物面鏡に限らず、楕円面鏡からなるリフレクタの射出面に平行化凹レンズを配置した構成を採用してもよい。

第１レンズアレイ２１２は、照明光軸方向から見てほぼ矩形状の輪郭を有する小レンズがマトリクス状に配列された構成を具備する。各小レンズは、光源ランプ２１６から射出された光束を部分光束に分割し、照明光軸方向に射出する。

第２レンズアレイ２１３は、第１レンズアレイ２１２と略同様の構成であり、小レンズがマトリクス状に配列された構成を具備する。この第２レンズアレイ２１３は、重畳レンズ２１５とともに、第１レンズアレイ２１２の各小レンズの像を光学装置３の後述する液晶パネル３１上に結像させる機能を有する。

偏光変換素子２１４は、第２レンズアレイ２１３からの光を略１種類の偏光光に変換するものであり、これにより、光学装置３での光の利用効率が高められている。具体的に、偏光変換素子２１４によって略１種類の偏光光に変換された各部分光束は、重畳レンズ２１５によって最終的に光学装置３の後述する液晶パネル３１上にほぼ重畳される。偏光光を変調するタイプの液晶パネル３１を用いたプロジェクタでは、１種類の偏光光しか利用できないため、ランダムな偏光光を発する光源ランプ２１６からの光束の略半分が利用されない。このため、偏光変換素子２１４を用いることにより、光源ランプ２１６から射出された光束を略１種類の偏光光に変換し、光学装置３における光の利用効率を高めている。なお、このような偏光変換素子２１４は、例えば、特開平８−３０４７３９号公報に紹介されている。

色分離光学系２２は、２枚のダイクロイックミラー２２１，２２２と、反射ミラー２２３とを備える。インテグレータ照明光学系２１から射出された複数の部分光束は、２枚のダイクロイックミラー２２１，２２２により赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３色の色光に分離される。

リレー光学系２３は、入射側レンズ２３１と、リレーレンズ２３３と、反射ミラー２３２，２３４とを備える。このリレー光学系２３は、色分離光学系２２で分離された色光である青色光を光学装置３の後述する青色光用の液晶パネル３１まで導く機能を有している。

この際、色分離光学系２２のダイクロイックミラー２２１では、インテグレータ照明光学系２１から射出された光束のうち、青色光成分と緑色光成分とは透過し、赤色光成分は反射する。ダイクロイックミラー２２１によって反射した赤色光は、反射ミラー２２３で反射し、フィールドレンズ２１８を通って、後述する赤色光用の液晶パネル３１に到達する。このフィールドレンズ２１８は、第２レンズアレイ２１３から射出された各部分光束をその中心軸（主光線）に対して平行な光束に変換する。他の緑色光、青色光用の液晶パネル３１の光入射側に設けられたフィールドレンズ２１８も同様である。

また、ダイクロイックミラー２２１を透過した青色光と緑色光のうちで、緑色光は、ダイクロイックミラー２２２によって反射し、フィールドレンズ２１８を通って、後述する緑色光用の液晶パネル３１に到達する。一方、青色光は、ダイクロイックミラー２２２を透過してリレー光学系２３を通り、さらにフィールドレンズ２１８を通って、後述する青色光用の液晶パネル３１に到達する。

なお、リレー光学系２３には、３つの色光のうちの青色光を通す構成としたが、これに限らず、例えば、赤色光を通す構成としてもよい。

光学装置３は、入射された光束を画像情報に応じて変調してカラー画像（光学像）を形成し、形成したカラー画像を拡大投射する。この光学装置３は、図１に示すように、３つの液晶パネル３１（赤色光用の液晶パネルを３１Ｒ、緑色光用の液晶パネルを３１Ｇ、青色光用の液晶パネルを３１Ｂとする）と、これら液晶パネル３１の光束入射側および光束射出側にそれぞれ対向配置される入射側偏光板３２および光学変換板３３と、クロスダイクロイックプリズム３４と、ヘッド体４と、投射レンズ５とを備える。そして、これらのうち、３つの液晶パネル３１、３つの光学変換板３３、およびクロスダイクロイックプリズム３４は一体化され、光学装置本体３０を構成する。なお、光学装置本体３０は、具体的な構成は後述するが、液晶パネル３１、光学変換板３３、およびクロスダイクロイックプリズム３４以外に、液晶パネル３１を保持する保持枠、第２光学変換板３３Ｂを保持するとともに液晶パネル３１をクロスダイクロイックプリズム３４に取り付ける保持部材等を備える。

入射側偏光板３２は、偏光変換素子２１４で偏光方向が略一方向に揃えられた各色光が入射され、入射された光束のうち、偏光変換素子２１４で揃えられた光束の偏光軸と略同一方向（第１偏光方向）の偏光光のみ透過させ、その他の光束を吸収するものである。この入射側偏光板３２は、図示を省略するが、透光性基板上に偏光膜が貼付された構成を有している。なお、本実施形態では、入射側偏光板３２を光学装置本体３０と別体で構成しているが、光学装置本体３０と一体化する構成を採用してもよい。また、透光性基板を用いずに、偏光膜をフィールドレンズ２１８に貼り付ける構成を採用してもよい。

液晶パネル３１は、図示は省略するが、一対の透明なガラス基板に電気光学物質である液晶が密閉封入された構成を有し、前記制御基板から出力される駆動信号に応じて、前記液晶の配向状態が制御され、入射側偏光板３２から射出された偏光光束の偏光方向を変調する。

光学変換板３３は、第１光学変換板３３Ａと、第２光学変換板３３Ｂとから構成されている。

第１光学変換板３３Ａは、前述の入射側偏光板３２と略同様の構成を有し、入射された光束のうち、所定方向（第２偏光方向）の偏光光のみを透過させ、その他の光束を吸収するものである。

第２光学変換板３３Ｂは、液晶パネル３１から射出された光束のうち、所定方向の偏光光のみを透過させ、その他の光束を吸収するとともに、液晶パネル３１から射出された光束の視野角を拡大する。

クロスダイクロイックプリズム３４は、光学変換板３３から入射される赤色光、青色光、および緑色光を合成してカラー画像を形成し、投射レンズ５に出射する。なお、クロスダイクロイックプリズム３４の詳細な説明については後述する。

投射レンズ５は、先端部分が図示しない外装ケースから露出可能に配置され、クロスダイクロイックプリズム３４にて形成されたカラー画像を拡大投射する。この投射レンズ５は、筒状の鏡筒内に複数のレンズが収納された組レンズとして構成されている。また、この投射レンズ５には、複数のレンズの相対位置を変更するレバーが設けられ、投射像のフォーカス調整、および倍率調整可能に構成されているものであってもよい。

ヘッド体４は、例えばアルミニウム合金またはマグネシウム合金等の金属材料から構成され、光学装置本体３０および投射レンズ５を一体化するとともに、一体化したユニットを光学部品用筐体２５に対して取り付けるものである。

光学部品用筐体２５は、合成樹脂製の成形品であり、内部に所定の照明光軸が設定され、上述した光学部品３１〜３４を照明光軸に対する所定位置に配置する。なお、光学部品用筐体２５は、合成樹脂製の成形品に限らず、その他、金属製部材から構成してもよい。

［クロスダイクロイックプリズムの構成］
クロスダイクロイックプリズム３４は、光学変換板３３から射出された各色光がそれぞれ入射される３つの入射端面を備え、色光毎に変調された光学像を合成してカラー画像を形成する光学素子である。このクロスダイクロイックプリズム３４は、図２に示すように、４つの三角柱プリズムとしてのダイクロイックプリズム３４１の頂角同士を中央部に近接させて貼り合わせ、平面視正方形状に形成されている。すなわち、赤色光用の液晶パネル３１Ｒからの赤色光が入射する赤色光側ダイクロイックプリズム３４１Ａと、青色光用の液晶パネル３１Ｂからの青色光が入射する青色光側ダイクロイックプリズム３４１Ｂと、緑色光が入射する緑色光側ダイクロイックプリズム３４１Ｃと、合成された光が出射する投射レンズ側ダイクロイックプリズム３４１Ｄとの頂角同士を近接させて平面視正方形状に形成されている。
また、このようなクロスダイクロイックプリズム３４は、赤色光側ダイクロイックプリズム３４１Ａおよび緑色光側ダイクロイックプリズム３４１Ｃを組み合わせた第一プリズムペア３４５Ａと、青色光側ダイクロイックプリズム３４１Ｂおよび投射レンズ側ダイクロイックプリズム３４１Ｄを組み合わせた第二プリズムペア３４５Ｂとを接着することにより形成される。なお、クロスダイクロイックプリズム３４の詳細な製造方法については後述する。

これらのダイクロイックプリズム３４１には、図３に示すように、光学変換板３３からの光が入射または投射レンズ５に光を出射する底面部としての入出射面３４２Ａが設けられている。

また、第一プリズムペア３４５Ａにおける緑色光側ダイクロイックプリズム３４１Ｃの赤色光側ダイクロイックプリズム３４１Ａに対向する面、および第二プリズムペア３４５Ｂにおける青色光側ダイクロイックプリズム３４１Ｂの投射レンズ側ダイクロイックプリズム３４１Ｄに対向する面には、波長選択性反射膜３４３が設けられる第２面としての反射膜形成面３４２Ｂが設けられている。この反射膜形成面３４２Ｂの表面に設けられる波長選択性反射膜３４３は、赤色光のみを反射し、他の波長の光を透過する赤色光反射膜３４３Ａである。なお、この赤色光反射膜３４３Ａは、第一および第二プリズムペア３４５Ａ，３４５Ｂを貼りつけてクロスダイクロイックプリズム３４とした際に、同一平面上で配置されるように形成されている。

さらに、赤色光側ダイクロイックプリズム３４１Ａおよび投射レンズ側ダイクロイックプリズム３４１Ｄの反射膜形成面３４２Ｂに対向する面には、第２面としての接着面３４２Ｃが形成されている。そして、この接着面３４２Ｃおよび赤色光反射膜３４３Ａの間には、接着剤が注入されて接着層３４４が形成されている。

さらには、赤色光側ダイクロイックプリズム３４１Ａおよび緑色光側ダイクロイックプリズム３４１Ｃの第二プリズムペア３４５Ｂに対向する面と、青色光側ダイクロイックプリズム３４１Ｂおよび投射レンズ側ダイクロイックプリズム３４１Ｄの第一プリズムペア３４５Ａに対向する面とには、第１面としての接合形成面３４２Ｄが形成されている。
ここで、第一プリズムペア３４５Ａには、赤色光側ダイクロイックプリズム３４１Ａの接合形成面３４２Ｄから緑色光側ダイクロイックプリズム３４１Ｃの接合形成面３４２Ｄに亘る全面に青色光反射膜３４３Ｂが形成されている。そして、この青色光反射膜３４３Ｂと、第二プリズムペア３４５Ｂの接合形成面３４２Ｄとの間には、接着剤による接着層３４４が形成され、これら第一プリズムペア３４５Ａおよび第二プリズムペア３４５Ｂを接着固定してクロスダイクロイックプリズム３４を形成している。なお、上述した波長選択性反射膜３４３（赤色光反射膜３４３Ａおよび青色光反射膜３４３Ｂ）および接着層３４４の厚み寸法は、１．５μｍないし３．７μｍに形成されている。

なお、図３において、波長選択性反射膜３４３および接着層３４４は、説明を分かりやすくするため厚み寸法を大きく表示しているが、実際には上記したようにダイクロイックプリズム３４１の表面に厚み寸法は１．５μｍないし３．７μｍとなるように膜状に形成されるものであり、ダイクロイックプリズム３４１の大きさに対して微小寸法に形成されている。

以上の構成により、クロスダイクロイックプリズム３４は、赤色光側ダイクロイックプリズム３４１Ａに入射した赤色光を赤色光反射膜３４３Ａで投射レンズ側ダイクロイックプリズム３４１Ｄに反射させ、青色光側ダイクロイックプリズム３４１Ｂに入射した青色光を青色光反射膜３４３Ｂで投射レンズ側に反射させ、緑色光側ダイクロイックプリズム３４１Ｃから入射した緑色光をそのまま投射レンズ側ダイクロイックプリズムに透過させて、各色光を合成してカラー画像を形成し、投射レンズ側ダイクロイックプリズム３４１Ｄの入出射面３４２Ａから出射する。

［クロスダイクロイックプリズムの製造］
次に上述したようなクロスダイクロイックプリズム３４の製造方法について、図４ないし図６に基づいて説明する。図４は、クロスダイクロイックプリズムを製造する製造治具およびこの製造治具に載置されたダイクロイックプリズムの概略を模式的に示す斜視図である。図５は、クロスダイクロイックプリズムの製造工程を示す図であり、（Ａ）は２個のダイクロイックプリズムを接着する工程を示す図、（Ｂ）は、第一プリズムペアに青色光反射膜３４３Ｂを形成する工程を示す図、（Ｃ）は第一および第二プリズムペアを組み合わせて接着する工程を示す図である。図６は、接着固定されたクロスダイクロイックプリズムを示す斜視図である。なお、図４ないし図６においては、説明を分かり易くするため、図３と同様に波長選択性反射膜３４３、接着層３４４、および離型剤層１１０の厚み寸法は実際よりも誇張して大きく表示している。

クロスダイクロイックプリズム３４を製造するためには、先ず、４つのダイクロイックプリズム３４１を製作する。すなわち、例えばガラスを切削および研磨することで断面略直角二等辺三角形の三角柱のダイクロイックプリズム３４１を製造する。

次に、このようにして製作されたダイクロイックプリズム３４１のうち、緑色光側ダイクロイックプリズム３４１Ｃおよび青色光側ダイクロイックプリズム３４１Ｂの反射膜形成面３４２Ｂの表面に、誘電多層膜を蒸着またはスパッタなどすることで、波長選択性反射膜３４３（赤色光反射膜３４３Ａ）を形成する。ここで、この赤色光反射膜３４３Ａは、１．５μｍないし３．７μｍの厚み寸法にて均一に形成される。

この後、図４に示すような製造治具に各ダイクロイックプリズム３４１を載置して第一および第二プリズムペア３４５Ａ，３４５Ｂを製造する。ここで、この製造治具は、２つのダイクロイックプリズム３４１を接着して第一および第二プリズムペア３４５Ａ，３４５Ｂを製作するための治具であり、例えばガラスなどにて形成されているオプティカルフラット１００を備えている。そして、このオプティカルフラット１００は、平坦に研磨された基準面１０１を備えており、この基準面１０１には、表面に平滑な離型剤層１１０が形成されている。この離型剤層１１０を形成する離型剤としては、例えば商品名ＫＭ９７３０（信越化学工業株式会社製）などのフッ素系樹脂エマルジョンが含まれるものが好ましい。そして、このような離型剤は、スプレーにて基準面１０１の表面に厚みが均一となるように、かつ表面の凹凸がないように塗布される。このような離型剤層１１０を設けることで、第一および第二プリズムペア３４５Ａ，３４５Ｂの接合形成面３４２Ｄおよび基準面１０１の接着を阻止可能となり、第一および第二プリズムペア３４５Ａ，３４５Ｂの形成が完了した際に、形成された第一および第二プリズムペア３４５Ａ、３４５Ｂを取り外すことが可能となる。なお、この離型剤層１１０は、第一および第二プリズムペア３４５Ａ，３４５Ｂを成形する毎にスプレーにより塗布される。すなわち、成形された第一および第二プリズムペア３４５Ａ，３４５Ｂが取り外されると、次に新たに第一および第二プリズムペア３４５Ａ，３４５Ｂを成形する前に再び基準面１０１にスプレーにより離型剤が塗布される。

このような離型剤層１１０が形成された基準面１０１に、図４および図５（Ａ）に示すように、第一プリズムペア３４５Ａまたは第二プリズムペア３４５Ｂを形成するための２つのダイクロイックプリズム３４１の接合形成面３４２Ｄをそれぞれオプティカルフラット１００の基準面１０１に対向させて載置する。この後、赤色光反射膜３４３Ａおよび接着面３４２Ｃとの間に接着剤を注入する。なお、この接着剤としては、透光性、ガラス接着性、精密性が良好な接着剤、例えば商品名ＵＴ２０（株式会社アーデル製）などが用いられる。そして、ダイクロイックプリズム３４１を基準面１０１側に押し付けるとともに、２つのダイクロイックプリズム３４１を互いに近接させる方向に押し付ける。これにより、接着剤を赤色光反射膜３４３Ａおよび接着面３４２Ｃの間全体に均一に充填させることが可能となり、接着層３４４が形成される（プリズムペア成形工程）。

このプリズムペア成形工程の後、接着剤が固化し、赤色光反射膜３４３Ａおよび接着面３４２Ｃの間に接着層３４４が形成されると、基準面１０１から第一および第二プリズムペア３４５Ａ，３４５Ｂを取り外す。この際、前記したように、基準面１０１には離型剤層１１０が形成されているため、第一および第二プリズムペア３４５Ａ，３４５Ｂの接合形成面３４２Ｄと基準面１０１との間に接着剤が侵入したとしても接着されない。

この後、第一および第二プリズムペア３４５Ａ，３４５Ｂの接合形成面３４２Ｄを平坦に研磨する研磨工程を実施する。この研磨工程では、研磨には、柔らかい布などに研磨剤を付けて表面を研磨する、いわゆるバフ研磨が実施される。この研磨工程により、赤色光側ダイクロイックプリズムの接合形成面３４２Ｄおよび緑色光側ダイクロイックプリズム３４１Ｃの接合形成面３４２Ｄが同一平面となり、平坦な接合面３４２Ｅが形成される。同様に、青色光側ダイクロイックプリズム３４１Ｂおよび投射レンズ側ダイクロイックプリズム３４１Ｄの接合形成面３４２Ｄが同一平面となり、平坦な接合面３４２Ｅが形成される。

この研磨工程の後、図５（Ｂ）に示すように、第一プリズムペア３４５Ａの接合面３４２Ｅの全面に波長選択性反射膜３４３（青色光反射膜３４３Ｂ）を形成する（反射膜成形工程）。この青色光反射膜３４３Ｂも、赤色光反射膜３４３Ａと同様に、誘電多層膜を蒸着またはスパッタなどすることで、接合面３４２Ｅ上に１．５μｍないし３．７μｍの厚み寸法で均一に形成される。

この後、上記において作成された２つのプリズムペア３４５を組み合わせて、図５（Ｃ）および図６に示すように、第一プリズムペア３４５Ａの接合面３４２Ｅに形成された青色光反射膜３４３Ｂと、第二プリズムペア３４５Ｂの接合面３４２Ｅとの間に接着剤を注入し、接着層３４４を形成させてこれらの第一および第二プリズムペア３４５Ａ，３４５Ｂを接着固定する（接着工程）。これには、例えば、２つのプリズムペア３４５の両端位置３４６（図６参照）において、接着層３４４が形成される位置に図示しない保持部材を挿入し、プリズムペア３４５の位置を決定し、接着剤を注入して接着層３４４を形成する。これにより図７に示すような柱状のクロスダイクロイックプリズム３４７が形成される。この後、この柱状のクロスダイクロイックプリズム３４７を光学装置３に装着可能な大きさに切断（図６中破線で示す）する。
以上により本実施形態のクロスダイクロイックプリズム３４が製造される。

［実施形態の作用効果］
上述したような本実施形態のプロジェクタ１のクロスダイクロイックプリズム３４では、オプティカルフラット１００の基準面１０１に接着剤の接着を阻止する離型剤層１１０が設けられ、この離型剤層１１０の上に２つのダイクロイックプリズム３４１を載置して波長選択性反射膜３４３および接着面３４２Ｃの間に接着剤を注入して第一および第二プリズムペア３４５Ａ，３４５Ｂを形成している。このため、基準面１０１およびダイクロイックプリズム３４１の接合形成面３４２Ｄの間に接着剤が浸入したとしても、離型剤層１１０が接着剤の接着を阻止するので、第一および第二プリズムペア３４５Ａ，３４５Ｂが基準面１０１に接着されず、容易に製造治具から取り外すことができる。また、基準面１０１およびダイクロイックプリズム３４１の接合形成面３４２Ｄの間に浸入した接着剤の厚み寸法も小さくなるため、研磨工程により容易にこれらの余分な接着剤を研磨して除去できる。したがって、第一および第二プリズムペア３４５Ａ，３４５Ｂが容易に製造できるようになり、クロスダイクロイックプリズム３４の生産性も向上し、製造コストも低減できる。よって、このようなクロスダイクロイックプリズム３４を構成要素とする光学装置３およびこの光学装置３を備えたプロジェクタ１０の生産性も良好にでき、製造コストも低減できる。

また、離型剤層１１０は、離型剤を基準面１０１にスプレーすることにより形成されている。このため、離型剤層１１０を基準面１０１にムラなく均一に塗布することができる。従って、離型剤層１１０とダイクロイックプリズム３４１の接合形成面３４２Ｄとの間に接着剤が侵入したとしても、この接着剤の表面に離型剤層１１０の凹凸による粗さが生じず、研磨工程における研磨量、研磨に要する時間を短縮することができる。

さらに、離型剤層１１０は、フッ素系樹脂エマルジョンを含む離型剤にて形成されている。このため、離型剤層１１０の離型性、離型耐久性を良好にでき、ダイクロイックプリズム３４１の接合形成面３４２Ｄの表面の汚れやベタツキなどを防止できる。したがって、第一および第二プリズムペア３４５Ａ，３４５Ｂの接合形成面３４２Ｄの表面をより平滑に仕上げることができ、研磨作業の労力を低減できる。

そして、第一および第二プリズムペア３４５Ａ，３４５Ｂを成形する製造治具はオプティカルフラット１００を備え、このオプティカルフラット１００に基準面１０１が形成されている。このため、２つのダイクロイックプリズム３４１をこのオプティカルフラット１００の基準面１０１に載置すると、これらのダイクロイックプリズム３４１の接合形成面３４２Ｄを容易に同一平面に合わせることができる。また、これらの接合形成面３４２Ｄおよび基準面１０１の間に侵入した接着剤が固化した場合でも、この固化した接着剤の表面が平滑面となり、研磨工程によりより研磨し易くなる。従って、クロスダイクロイックプリズムの生産性もより良好にできる。

また、第一および第二プリズムペア３４５Ａ，３４５Ｂを成形する度毎に離型剤をスプレーして新たに離型剤層１１０を形成し直している。このため、第一および第二プリズムペア３４５Ａ，３４５Ｂを取り外した際に離型剤層１１０が剥離した場合でも、新たに第一および第二プリズムペア３４５Ａ，３４５Ｂを成形する際に再び離型剤層１１０を形成して第一および第二プリズムペア３４５Ａ，３４５Ｂと製造治具との接着を阻止できる。また、離型剤層１１０の表面も平滑面に維持されるので、第一および第二プリズムペア３４５Ａ，３４５Ｂの接合形成面３４２Ｄに凹凸が生じない。

そして、プロジェクタ１や光学装置３は、上記のような製造方法で製造されたクロスダイクロイックプリズム３４を内部に格納して、このクロスダイクロイックプリズム３４にて形成されたカラー画像を投射している。このため、プロジェクタ１および光学装置３も、色ずれなどがない良質なカラー画像を投射できる。

［実施形態の変形例］
なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。

例えば、上記実施の形態では、離型剤層１１０は、離型剤をスプレーで基準面１０１の表面に均一に塗布して形成される例を示したが、これに限定されない。例えば、離型剤層１１０、基準面１０１の表面に例えば筆などの塗布道具にて塗布されていてもよい。ただし、この場合でも、離型剤層１１０は、基準面１０１の表面に均一厚み寸法にて凹凸がないように形成されていることが好ましい。

また、フッ素系樹脂エマルジョンが含まれる離型剤により離型剤層１１０を形成したが、離型剤としては、接着層３４４を形成する接着剤の接着を阻止するものであればよく、接着層３４４を形成する接着剤の種類により適宜変更されるものであってよい。

さらに、第一および第二プリズムペア３４５Ａ，３４５Ｂを新たに成形する度毎に、基準面１０１に離型剤層１１０を形成する例を示したが、これに限らない。例えば、複数回、例えば３回第一および第二プリズムペア３４５Ａ，３４５Ｂを成形する毎に離型剤を塗布しなおしてもよい。

また、上記実施の形態では、赤色光側ダイクロイックプリズム３４１Ａに対向する位置に青色光側ダイクロイックプリズム３４１Ｂを配置したクロスダイクロイックプリズム３４を例示したが、例えば赤色光側ダイクロイックプリズム３４１Ａに対向する位置に緑色光側ダイクロイックプリズム３４１Ｃを配置した構成としてもよい。この場合、青色光反射膜３４３Ｂに代わって緑色光のみを反射する緑色光反射膜を設ける構成にすればよい。

さらに、第一プリズムペア３４５Ａに青色光反射膜３４３Ｂを形成する構成を示したが、これに限定されない。例えば、第二プリズムペア３４５Ｂに青色光反射膜３４３Ｂが形成されてもよく、双方の接合面３４２Ｅに青色光反射膜３４３Ｂが形成される構成であってもよい。

そして、赤色光側ダイクロイックプリズム３４１Ａおよび緑色光側ダイクロイックプリズム３４１Ｃを接着して第一プリズムペア３４５Ａを成形し、青色光側ダイクロイックプリズム３４１Ｂおよび投射レンズ側ダイクロイックプリズムを接着して第二プリズムペア３４５Ｂを成形する例を示したが、これに限らない。例えば、第一プリズムペア３４５Ａは、赤色光側ダイクロイックプリズム３４１Ａおよび投射レンズ側ダイクロイックプリズム３４１Ｄを接着して成形され、第二プリズムペア３４５Ｂは、青色光側ダイクロイックプリズム３４１Ｂおよび緑色光側ダイクロイックプリズム３４１Ｃを接着して成形されていてもよい。このような構成では、赤色光側ダイクロイックプリズム３４１Ａと投射レンズ側ダイクロイックプリズム３４１Ｄとの間、および青色光側ダイクロイックプリズム３４１Ｂと緑色光側ダイクロイックプリズム３４１Ｃとの間に青色光反射膜３４３Ｂを形成する。そして、第一プリズムペア３４５Ａおよび第二プリズムペア３４５Ｂのうちどちらか一方の接合面３４２Ｅの全面に赤色光反射膜３４３Ａを形成する。

本発明を実施するための最良の構成などは、以上の記載で開示されているが、本発明は、これに限定されるものではない。すなわち、本発明は、主に特定の実施形態に関して特に図示され、かつ、説明されているが、本発明の技術的思想および目的の範囲から逸脱することなく、以上述べた実施形態に対し、形状、材質、数量、その他の詳細な構成において、当業者が様々な変形を加えることができるものである。

したがって、上記に開示した形状、材質などを限定した記載は、本発明の理解を容易にするために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものではないから、それらの形状、材質などの限定の一部若しくは全部の限定を外した部材の名称での記載は、本発明に含まれるものである。

本発明は、プロジェクタに内蔵される光学装置のクロスダイクロイックプリズムに利用することができる。

本発明の一実施の形態に係るプロジェクタの内部に設けられる光学系を模式的に示す図である。 クロスダイクロイックプリズムを模式的に示す斜視図である。 クロスダイクロイックプリズムの光軸面での断面を模式的に示す断面図である。 クロスダイクロイックプリズムを製造する製造治具およびこの製造治具に載置されたダイクロイックプリズムの概略を模式的に示す斜視図である。 クロスダイクロイックプリズムの製造工程を示す図であり、（Ａ）は２個のダイクロイックプリズムを接着する工程を示す図、（Ｂ）は、第一プリズムペアに波長選択性反射膜を形成する工程を示す図、（Ｃ）は、第一および第二プリズムペアを組み合わせて接着した接着工程を示す図である。 接着工程で接着固定されたクロスダイクロイックプリズムを示す斜視図である。

符号の説明

１…プロジェクタ、３…光学装置、５…投射レンズ、３１…液晶パネル、３４…クロスダイクロイックプリズム、１０１…基準面、１１０…離型剤層、３４１…三角柱プリズムとしてのダイクロイックプリズム、３４２Ａ…底面部としての入出射面、３４２Ｂ…第２面としての反射膜形成面、３４２Ｃ…第２面としての接着面、３４２Ｄ…第１面としての接合形成面、３４３…波長選択性反射膜、３４４…接着層、３４５…プリズムペア。

Claims (7)

1. それぞれ第１面と第２面とが略直角の頂角を挟んで設けられるとともに前記頂角同士を中心に近接配置し底面部を外側に配置した４個の三角柱プリズムと、これらの三角柱プリズムの間に波長選択性反射膜と接着層とがそれぞれ設けられたクロスダイクロイックプリズムを製造する方法であって、
   基準ブロックの基準面に、接着剤との接着を阻止するとともに表面が平滑な離型剤層を設け、
   前記三角柱プリズムの２個を、それぞれ前記第１面を前記基準ブロックの基準面の離型剤層に対向させて位置決めして、前記第２面同士を接着剤で接着してプリズムペアを成形し、
   前記プリズムペアの前記第１面の上に波長選択性反射膜を連続形成するとともに、この波長選択性反射膜と残り２個の前記三角柱プリズムの前記第１面とを接着剤で接着してクロスダイクロイックプリズムを製造する
   ことを特徴とするクロスダイクロイックプリズムの製造方法。
2. 請求項１に記載されたクロスダイクロイックプリズムの製造方法において、
   前記離型剤層は、離型剤をスプレーして前記基準ブロックの基準面に形成される
   ことを特徴とするクロスダイクロイックプリズムの製造方法。
3. 請求項１または請求項２に記載のクロスダイクロイックプリズムの製造方法において、
   前記離型剤層は、フッ素系樹脂エマルジョンを含む
   ことを特徴とするクロスダイクロイックプリズムの製造方法。
4. 請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のクロスダイクロイックプリズムの製造方法において、
   前記基準ブロックの基準面は、オプティカルフラットである
   ことを特徴とするクロスダイクロイックプリズムの製造方法。
5. 請求項１から請求項４のいずれかに記載されたクロスダイクロイックプリズムの製造方法で製造されたことを特徴とするクロスダイクロイックプリズム。
6. 請求項５に記載されたクロスダイクロイックプリズムと、このクロスダイクロイックプリズムの外側に位置している４面のうち３面にそれぞれ近接配置される液晶パネルと、前記クロスダイクロイックプリズムのうち残り１面に対向配置される投射レンズとを備えたことを特徴とする光学装置。
7. 請求項６に記載された光学装置を備えたことを特徴とするプロジェクタ。

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