JPH1184114A - クロスダイクロイックプリズム、及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】４個の直角プリズムを接合させて構成するクロ
スダイクロイックプリズムにおいて、隣接する２個の直
角プリズムの屈折率の差を０．００００１以下にする。 【解決手段】２個のプリズム部材１０、２０を、第１光
反射ダイクロイック膜１０Ｂを挟んで一旦接合して一体
化し、接合部材５０を形成する。接合面に直角な平面に
て接合部材５０を２個に切断して第１の接合部材３０と
第２の接合部材４０とする。このときの切断面を研磨し
て、第１の接合部材３０の研磨面（斜面３０ａ）に第２
光反射ダイクロイック膜３０Ｒを形成し、これら研磨面
を接合して、再度一体化し、クロスダイクロイックプリ
ズムを作製する。隣接する直角プリズム１１、１２は、
はじめは同一のプリズム部材１０であったので、屈折率
の差を０．００００１以下にすることができる。直角プ
リズム２１、２２についても同様である。

Description

【発明の詳細な説明】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えばフルカラー
投射装置において、光源光の三色色分解や各色光用ライ
トバルブから射出された各色変調光を色合成して射出す
るのに使用されるクロスダイクロイックプリズム、及び
その製造方法に関する。

【従来の技術】図１０に、クロスダイクロイックプリズ
ムを使用して三色色分解及び三色色合成を行うフルカラ
ーの投射装置の概略構成を示す。光源１１０から射出さ
れた白色光源光は、偏光ビームスプリッタ１２０に入射
され、偏光分離部１２０ａによって偏光分離され、反射
されて偏光（Ｓ偏光）として射出され、さらに、クロス
ダイクロイックプリズム１３０に入射される。この入射
光は、クロスダイクロイックプリズム１３０中の赤色光
反射用のダイクロイック膜１３０Ｒによって赤色光のみ
が反射され、赤色光用の反射型液晶ライトバルブ１４０
Ｒに読出し光として入射される。また、入射光は、同じ
くクロスダイクロイックプリズム１３０中の青色光反射
用のダイクロイック膜１３０Ｂによって青色光のみが反
射され、青色光用の反射型液晶ライトバルブ１４０Ｂに
読出し光として入射される。さらに、上述の赤色光反射
用、青色光反射用のダイクロイック膜１３０Ｒ、１３０
Ｂに反射されないでこれらを透過した緑色光は、そのま
ま進行して、クロスダイクロイックプリズム１３０を透
過し、緑色光用の反射型液晶ライトバルブ１４０Ｇに同
じく読出し光として入射される。上述の赤色光用、青色
光用、緑色光用の反射型液晶ライトバルブ１４０Ｒ、１
４０Ｂ、１４０Ｇにそれぞれ入射した赤色光、青色光、
緑色光は、各色光用の書込み信号光又は電気信号（いず
れも不図示）により変調を受けてそれぞれ反射、射出さ
れ、上述の入射光と同じ光軸を経てクロスダイクロイッ
クプリズム１３０に入射される。そして、これら赤色
光、青色光、緑色光は、ダイクロイックプリズム１３０
中の赤色光反射用、青色光反射用のダイクロイック膜１
３０Ｒ、１３０Ｂにより三色合成されてダイクロイック
プリズム１３０から射出され、偏光ビームスプリッタ１
２０に入射され、ここで変調光のみが検光されて偏光ビ
ームスプリッタ１２０を透過し、射出され、その後、投
射レンズ１５０によってスクリーン１６０上に投射され
る。上述のクロスダイクロイックプリズム１３０は、例
えば、図１１に示すように４個の直角二等辺三角柱状の
透明光学プリズム部材（以下「直角プリズム」という）
１３１、１３２、１３３、１３４の各斜面のうちの所定
の斜面にダイクロイック膜１３０Ｒ、１３０Ｂを形成
し、このダイクロイック膜１３０Ｒ、１３０Ｂを挟むよ
うにして、相互に隣接する直角プリズムの斜面を接着剤
で貼り合わせ、全体として正四角柱状に構成したもので
ある。接合に際し、４個の直角プリズム１３１、１３
２、１３３、１３４を一度に接合すると、所定の接合精
度を確保するのが困難となるため、通常は、例えば、直
角プリズム１３１と直角プリズム１３２とをあらかじめ
接合して第１の接合部材を作製し、また、残りの直角プ
リズム１３３と直角プリズム１３４とを同じようにあら
かじめ接合して第２の接合部材を作製し、その後、これ
ら第１、第２の接合部材を接合させて、最終的にクロス
ダイクロイックプリズム１３０を作製する方法を採用し
ていた。なお、上述では、一つのクロスダイクロイック
プリズム１３０を三色色分解と三色色合成との双方に使
用する構成を例に説明したが、この構成以外に、例え
ば、三色色分解には平面ダイクロイックミラーを使用
し、三色色合成にのみクロスダイクロイックプリズムを
使用する構成のフルカラーの投射装置も知られている。
ところで、上述のクロスダイクロイックプリズム１３０
においては、４個の直角プリズムの屈折率の差が小さい
程よく、その差がそのままクロスダイクロイックプリズ
ムの性能、ひいては投射装置の性能を大きく左右する。
この４個の直角プリズムの屈折率に関して、例えば、特
開平６−３３１８０７号公報に開示されており、その請
求項１には、次のような内容が記載されている。「頂角
がほぼ９０°の三角柱プリズムを４個、頂点を合わせて
斜面を接着固定して一体としたプリズムにおいて、前記
４個の三角柱プリズムのうち少なくとも隣接する２組の
三角柱プリズムの屈折率の差が０．０００５以下である
ことを特徴とするプリズム。」

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、本願発
明者らは、隣接する２組の三角柱プリズム（以下「直角
プリズム」という）の屈折率の差が０．０００５以下で
は、必ずしも十分ではなく、さらに小さい値にしなけれ
ばならないことを見出した。すなわち、上述の公報中に
記載では、少なくとも隣接する直角プリズムの屈折率の
差が０．０００５以内であれば十分であるとしている
が、例えば、４個の直角プリズムの屈折率ｎ１ 、ｎ２
、ｎ３ 、ｎ４ をこの順に、１．５００５００、
１．５０００００、１．５０００００、１．５００５０
０とし、また、断面形状が正方形でその一辺の長さが４
０ｍｍのライトバルブを使用し、このライトバルブをク
ロスダイクロイックプリズムの側面近傍に配置したとす
る。すると、このときのズレ量は５３μｍとなり（な
お、計算の詳細については、実施の形態３を参照のこ
と）、ライトバルブの画素ピッチが４０μｍであるのに
対して、１画素以上ずれることとなってしまい、画面ズ
レやボケが生じることになる。そこで、本発明は、隣接
する直角プリズムの屈折率の差を０．００００１以下と
することにより、画像ズレやボケの発生を防止するよう
にしたクロスダイクロイックプリズム、及びその製造方
法を提供することを目的とするものである。

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めの、請求項１に係る本発明は、直角二等辺三角形状の
断面を有し、その直角部を合わせるようにして相互に接
着固定された４個の直角プリズムと、これら直角プリズ
ムのうちの相互に隣接する直角プリズム間に形成された
断面Ｘ字形のダイクロイック膜とを備えたクロスダイク
ロイックプリズムにおいて、１つの直角プリズムと該１
つの直角プリズムに隣接する一方の直角プリズムとによ
って第１組を構成し、前記１つの直角プリズムに隣接す
る他方の直角プリズムと前記１つの直角プリズムに隣接
しない直角プリズムとによって第２組を構成したとき
に、同じ組を構成する２個の隣接する直角プリズムの屈
折率の差が０．００００１以下である、ことを特徴とす
る。この請求項１の発明によると、クロスダイクロイッ
クプリズムにおいて、同じ組を構成する２個の隣接する
直角プリズムの屈折率の差が０．００００１以下となる
ので、例えば、このクロスダイクロイックプリズムを投
射装置に使用した場合には、その画像ズレを極めて小さ
いものとすることができる。請求項２に係る本発明は、
前記同じ組を構成する２個の隣接する直角プリズムは、
１個の同一のプリズム部材を切断して形成する、ことを
特徴とする。この請求項２の発明によると、同じ組を構
成する２個の隣接する直角プリズムは、１個の同一のプ
リズム部材を切断して形成しているので、その屈折率の
差を、同一製造ロットの２個の直角プリズム間の屈折率
の差に比して、小さいものとすることができる。具体的
には、２個の直角プリズム間の屈折率の差は、同一ロッ
トでは、前述の従来技術に記載したように、０．０００
５以下であるのに対し、同一プリズム部材の切断による
ものの場合は、その１／５０の０．００００１以下を実
現することが可能である。請求項３に係る本発明は、直
角二等辺三角形状の断面を有し、その直角部を合わせる
ようにして相互に接着固定された４個の直角プリズム
と、これら直角プリズムのうちの相互に隣接する直角プ
リズム間に形成された断面Ｘ字形のダイクロイック膜と
を備えたクロスダイクロイックプリズムの製造方法にお
いて、前記直角プリズムの断面のほぼ２倍の面積の直角
二等辺三角形状の断面を有する２個のプリズム部材のう
ちの第１のプリズム部材における直角部に対向する斜面
に第１のダイクロイック膜を形成する第Ｉ工程と、前記
第１のプリズム部材の斜面と、他の第２のプリズム部材
の斜面とを接着剤にて接合して正四角柱状の接合部材を
形成する第ＩＩ工程と、前記接合部材を、前記第１のダ
イクロイック膜に直角な断面で切断し、直角二等辺三角
柱状の第１の接合部材と第２の接合部材とに分割する第
ＩＩＩ 工程と、前記第１の接合部材の斜面に第２のダ
イクロイック膜を形成する第ＩＶ工程と、前記第１の接
合部材の斜面と、前記第２の接合部材の斜面とを接着剤
にて接合して正四角柱状のクロスダイクロイックプリズ
ムを形成する第Ｖ工程と、を有する、ことを特徴とす
る。この請求項３に係るクロスダイクロイックプリズム
の製造方法により、前述の隣接する２個の直角プリズム
間の屈折率の差を０．００００１以下にすることが可能
である。

【発明の実施の形態】以下、図面に沿って、本発明の実
施の形態について説明する。 〈実施の形態１〉まず、本発明に係る、クロスダイクロ
イックプリズムの製造方法についてその概略を説明す
る。従来技術で引用した公報には、屈折率の差を０．０
００５以内のプリズム部材を得ることは決してやさしい
ものではなく、同一製造ロットにて作製したプリズム部
材を使用しないと得ることが困難であると記載されてい
る。しかし、同一製造ロットとした場合においても、上
述の屈折率の差０．０００５以内は実現できるものの、
例えばその１／５の０．０００１以内、さらにはもう１
桁小さい０．００００１以下の屈折率の差を実現するこ
とは困難である。そこで、本発明者らは、クロスダイク
ロイックプリズムを鋭意研究し、その結果、隣接させて
使用する三角プリズムをはじめから２個用意する従来か
ら知られた製造方法ではなく、２個のプリズム部材を第
１のダイクロイック膜を挟んで一旦接合して一体化して
接合部材とし、その後、接合面に直角な平面にて接合部
材を２個に切断して第１の接合部材と第２の接合部材と
し、さらに、このときの切断面を研磨して一方の研磨面
に第２のダイクロイック膜を形成し、これら研磨面を接
合することで、再度一体化して最終的にクロスダイクロ
イックプリズムを作製するという新規の製造方法を案出
した。つついて、本発明に係る、クロスダイクロイック
プリズムの製造方法について各工程ごとに詳述する。 （第１工程）図１に示すように、断面形状が同形の直角
二等辺三角形である２個の透明光学プリズム部材、すな
わち、第１のプリズム部材１０と第２のプリズム部材２
０とを用意する。これら第１、第２のプリズム部材１
０、２０は、光学ガラスによって形成したものであり、
本実施の形態１では、第１のプリズム部材１０の長さＬ
１０を第２のプリズム部材２０の長さＬ２０よりも長く
設定してある。また、これらプリズム部材１０、２０
は、直角部Ａ、Ａに相対するそれぞれの斜面１０ａ、２
０ａと、直角部Ａ、Ａを挟む側面１０ｂ、１０ｂ、２０
ｂ、２０ｂと、上下の底面１０ｃ、１０ｃ、２０ｃ、２
０ｃとに、あらかじめ精度よく研削加工を施しておき、
全体として所定の形状、所定の精度を確保しておく。な
お、本発明においては、上述の第１のプリズム部材１０
と第２のプリズム部材２０との光学的屈折率の差は、特
に問題となることはない。したがって、第１のプリズム
部材１０と第２のプリズム部材２０とは、同一のロット
で作製されたものであっても、また、異なるロットで作
製されたものであってもよい。ここで、「同一のロット
で作製された」ということばは、同じロットでガラス熔
解されたという意味で使用するものとする。 （第２工程）第１、第２のプリズム部材１０、２０と
も、それぞれの斜面１０ａ、２０ａと、側面１０ｂ、１
０ｂ、２０ｂ、２０ｂとを光学研磨する。 （第３工程）上述の第２工程において光学研磨した、第
１のプリズム部材１０の斜面１０ａに、第１光（本実施
の形態ではＢ光）の反射特性を有する第１のダイクロイ
ック膜（以下「第１光反射ダイクロイック膜」という）
１０Ｂを、真空蒸着法等の物理蒸着法によって形成す
る。なお、第２のプリズム部材２０の斜面２０ａには、
第１光反射ダイクロイック膜１０Ｂの形成は行わない。
この第３工程は、特許請求の範囲第３項における第Ｉ工
程に相当する。 （第４工程）第１のプリズム部材１０側の第１光反射ダ
イクロイック膜１０Ｂが形成された斜面１０ａと、第２
のプリズム部材２０側の斜面２０ａとを接着剤にて接合
し、断面が正方形状の正四角柱状の接合部材５０を作製
する。図１は、この接合部材５０を斜め上方から見た斜
視図である。前述のように、第１のプリズム部材１０の
長さＬ１０は、第２のプリズム部材２０の長さＬ２０よ
りも長く作製してあり、接合時には、第１のプリズム部
材１０の上端部及び下端部がはみ出し部１０ｄ、１０ｅ
として、第２のプリズム部材２０の上端及び下端からほ
ぼ同じ長さだけはみ出すようにして接合する。これら、
はみ出し部１０ｄ、１０ｅは、後述する第８工程で利用
されるものである。なお、本実施の形態１においては第
１のプリズム部材１０は、第２のプリズム部材２０より
も長いために、はみ出し部１０ｄ、１０ｅにおいて、第
１光反射ダイクロイック膜１０Ｂが露出することにな
る。以下、特に区別する必要がある場合には、第１光反
射ダイクロイック膜１０Ｂのうち、はみ出し部１０ｄ、
１０ｅにおいて露出する部分をそれぞれ露出部１０Ｂ
ｄ、１０Ｂｅというものとする。なお、上述の第１、第
２のプリズム部材１０、２０の接合に使用される接着剤
としては、紫外線硬化型接着剤を使用した。これは、紫
外線をまず少し照射して接着剤を仮硬化させて接着状態
を観察し、接着剤層の均一性等を確認した後で本照射を
行い、接着剤を本硬化させることができるからである。
この第４工程は、特許請求の範囲第３項における第ＩＩ
工程に相当する。 （第５工程）上述の第４工程で作製された接合部材５０
を、第１のプリズム部材１０と第２のプリズム部材２０
との接合面に対して直角な平面（これは第１光反射ダイ
クロイック膜１０Ｂに対して直角な平面と同じ）で切断
する。図２のその切断面Ｓを示す。この切断面Ｓは、第
１、第２のプリズム部材１０、２０のそれぞれの直角部
Ａ、Ａを通る。上述の切断により、接合部材５０は、図
３に示すように、第１の接合部材３０と第２の接合部材
４０とに２分割される。これにより、第１のプリズム部
材１０は、同形の２個の部材（以下「直角プリズム１
１、１２」という）に２分割され、第２のプリズム部材
２０も同様に、同形の２個の部材（以下「直角プリズム
２１、２２」という）に２分割される。そして、上述の
直角プリズム１１と直角プリズム２１とが接合された状
態の第１の接合部材３０、及び直角プリズム１２と直角
プリズム２２とが接合された状態の第２の接合部材４０
が得られる。このとき、直角プリズム１１と直角プリズ
ム１２とは、はじめは同一であった第１のプリズム部材
１０を２個の部材に切断し分割したものであるため、こ
れら直角プリズム１１、１２の屈折率の差は極めて小さ
いものとすることができ、具体的には、０．００００１
以下にすることができる。同様に、直角プリズム２１と
直角プリズム２２とについても、はじめは同一であった
第２のプリズム部材２０を２個の部材に切断し分割した
ものであるため、これら直角プリズム２１、２２の屈折
率の差も極めて小さくすることができ、具体的には、上
述と同様に、０．００００１以下にすることができる。
上述の接合部材５０の、第１、第２の接合部材３０、４
０への分割に伴い、前述の第１光反射ダイクロイック膜
１０Ｂは、第１光反射ダイクロイック膜１０Ｂ１ と第
１光反射ダイクロイック膜１０Ｂ２ とに２分割される
ことになる。この第５工程は、特許請求の範囲第３項に
おける第ＩＩＩ 工程に相当する。 （第６工程）上述の第５工程にて作製された、第１、第
２の接合部材３０、４０のそれぞれの切断面Ｓ、Ｓを研
削し、さらに光学研磨する。この一方の光学研磨面（以
下適宜「斜面３０ａ」という）は、第１の接合部材３０
を構成する直角プリズム１１と直角プリズム２１との接
合面（第１光反射ダイクロイック膜１０Ｂ１ ）に対し
て精度よく直角度を出す必要があり、同様に、他方の光
学研磨面（以下適宜「斜面４０ａ」という）は、第２の
接合部材４０を構成する直角プリズム１２と直角プリズ
ム２２との接合面（第１光反射ダイクロイック膜１０Ｂ
２ ）に対して精度よく直角度を出す必要がある。 （第７工程）第１、第２の接合部材３０、４０の斜面３
０ａ、４０ａのうちのいずれか一方に第２光（本実施の
形態１ではＲ光）の反射特性を有する第２のダイクロイ
ック膜（以下「第２光反射ダイクロイック膜」という）
３０Ｒを真空蒸着法等の物理蒸着法にて形成する。この
ときの第２光反射ダイクロイック膜３０Ｒの光学的接触
性（平面性）は、上述の第６工程及び本第７工程により
確実に担保される。なお、本実施の形態１においては、
第１の接合部材３０の斜面３０ａに第２光反射ダイクロ
イック膜３０Ｒを形成している（後述の図７参照）。こ
の第７工程は、特許請求の範囲第３項における第ＩＶ工
程に相当する。 （第８工程）第７工程で第２光反射ダイクロイック膜３
０Ｒが形成された第１の接合部材３０の斜面３０ａと、
第２の接合部材４０の斜面４０ａとを接着剤にて接合さ
せ、クロスダイクロイックプリズム１を作製する。図４
は、第１の接合部材３０と第２の接合部材４０とを、治
具６０を使用して接合する様子を示す斜視図である。治
具６０は、ガラス、プラスチック、セラミックス、又は
金属を素材として、断面コ字形に形成したものであり、
その２箇所に設けた基準面６１、６２は、所定精度で同
一平面上に配置され、さらに光学研磨をうけてそれぞれ
均一平面に仕上げられている。基準面６１と基準面６２
との間隔Ｌ３０は、図１に示す第２のプリズム部材２０
の長さＬ２０よりも長く、かつ第１のプリズム部材１０
の長さＬ１０よりも短く設定されている。そして、図１
における第１のプリズム部材１０のはみ出し部１０ｄ、
１０ｅのうちの、第１の接合部材３０側のはみ出し部を
それぞれはみ出し部１０ｄ１ 、１０ｅ１ 、また、第
２の接合部材４０側のはみ出し部をそれぞれはみ出し部
１０ｄ２ 、１０ｅ２ とすると、はみ出し部１０ｄ１
、１０ｄ２ が、基準面６１に、また、はみ出し部１
０ｅ１ 、１０ｅ２ が基準面６２にそれぞれ接触す
る。すなわち、前述の第１光反射ダイクロイック膜１０
Ｂのうちの露出部１０Ｂｄが基準面６１に、また、露出
部１０Ｂｅが基準面６２にそれぞれ接触する。この接触
を維持した状態で、図４に示すように、第１の接合部材
３０と第２の接合部材４０とを接合する。この接合に先
立ち、上述のように、露出部１０Ｂｄと基準面６１と
を、また露出部１０Ｂｅと基準面６２とを接触させる際
に、それぞれ光学的に接触するようにすることが重要で
あり、その接触を実現することにより第１光反射ダイク
ロイック膜１０Ｂ１ と第１光反射ダイクロイック膜１
０Ｂ２ との平面度を担保することができる。なお、各
基準面６１、６２には、それぞれ図４に示すような溝６
３（ただし図４では、基準面６１側の溝６３のみを図
示）を形成してあり、接着時に接着剤が接合面から垂れ
た場合においても、接着剤が基準面６１、６２を汚染す
ることがないようにしてある。図５に、図４のＸ線矢視
図を示す。第１、第２の接合部材３０、４０のはみ出し
部１０ｄ１ 、１０ｄ２ と基準面６１との光学的接触
性（平面性）、及び第１、第２の接合部材３０、４０の
はみ出し部１０ｅ１ 、１０ｅ２ と基準面６２との光
学的接触性（平面性）は、例えば、第１光反射ダイクロ
イック膜１０Ｂ１ 、１０Ｂ２ と基準面６１、６２と
の間に発生するニユートン縞を観察することにより確認
してもよいし、又は、図５に示すように、オ一トコリメ
ータ７１からの出射光を、オートコリメータ７２を受光
器として使用して光学的接触性（平面性）を確認するよ
うにしてもよい。このように、光学的接触性（平面性）
を確認して、必要に応じてその調整を行った上で接着剤
を硬化させるとよい。使用する接着剤は、前述と同じ理
由で、紫外線硬化型接着剤とした。図６は、上述の第１
工程から第８工程によって作製されたクロスダイクロイ
ックプリズム１の概略構成を示す斜視であり、また、図
７は、その水平断面を示す拡大図である。この第８工程
は、特許請求の範囲第３項における第Ｖ工程に相当す
る。 （第９工程）さらに、第９工程として、上述の第８工程
の後に、反射防止効果膜を図６の側面１０ｂ、１０ｂ、
２０ｂ、２０ｂに形成するようにしてもよい。本実施の
形態１に係るクロスダイクロイックプリズムの製造方法
によって作製されたクロスダイクロイックプリズム１
は、図７に示すように、前述の第５工程で２分割された
第１光反射ダイクロイック膜１０Ｂのうちの、第１の接
合部材３０側の第１光反射ダイクロイック膜１０Ｂ１
と第２の接合部材４０側の第１光反射ダイクロイック膜
１０Ｂ２ とを同一平面上に配置することができ、か
つ、第２光反射ダイクロイック膜３０Ｒももちろん同一
平面上に配置することができる。上述の実施の形態１に
おいては、上述の第１工程で、第１のプリズム部材１０
の長さＬ１０を第２のプリズム部材２０の長さＬ２０よ
りも長く設定したが、この逆に設定することもできる。
この場合には、第１の接合部材３０及び第２の接合部材
４０のはみ出し部１０ｄ１ 、１０ｅ１ 、１０ｄ２
、１０ｅ２ には第１光反射ダイクロイック膜１０Ｂ
が露出せず、第２のプリズム部材２０の研磨面が露出
し、さらに、第７工程において、基準面６１、６２と接
触するのはこの研磨面となり、図５のオ一トコリメータ
７１からの出射光は接着剤を透過して第２光反射ダイク
ロイック膜３０Ｒにて反射する光が受け側のオ一トコリ
メータ７２に入射されることとなるために、第１の接続
部材３０と第２の接続部材４０との間の接着剤の厚みを
一定にすることが重要となる。厚みが一定でない場合に
は、この計測では意味をなさない。なぜなら、第１の接
合部材３０、第２の接合部材４０の第１光反射ダイクロ
イック膜１０Ｂ１ 、１０Ｂ２ の傾きならば測定可能
であるが、これらが段差を生じている場合にはその量の
測定は不可能であるからである。なお、光学的接触性
（平面性）をニュートン縞にて観測する場合にも同様な
ことが言える。さらに、本実施の形態１に係るクロスダ
イクロイックプリズムの製造方法においては、第３工程
において、第１のプリズム部材１０の斜面１０ａに形成
した第１光反射ダイクロイック膜１０Ｂは、Ｂ光反射ダ
イクロイック膜とし、第７工程において第１の接合部材
３０の斜面３０ａに形成した第２光反射ダイクロイック
膜３０Ｒは、Ｒ光反射ダイクロイック膜としたが、この
逆の順に形成、すなわち、はじめに第１のプリズム部材
１０の斜面１０ａに形成するダイクロイック膜をＲ光反
射用とし、後に第１の接合部材３０の斜面３０ａに形成
するダイクロイック膜をＢ光反射用とすることも可能で
ある。本実施の形態１では、上述のように、第６工程に
おいて第１の接合部材３０の斜面３０ａを研磨し、第７
工程において第２光反射ダイクロイック膜３０Ｒを斜面
３０ａに形成することにより、その形状及び平面性を担
保する方法を採用している。これによると、第１光反射
ダイクロイック膜１０Ｂの平面性よりも、第２光反射ダ
イクロイック膜３０Ｒの平面性をさらに一層良好なもの
とすることができる。一般に、Ｒ光とＢ光とを比較した
場合、Ｒ光の方が視感度がよいことが知られている。こ
のことを考慮すると、上述の、Ｂ光反射用の第１光反射
ダイクロイック１０Ｂを先に形成し、その後、Ｒ光反射
用の第２光反射ダイクロイック膜３０Ｒを形成する製造
方法は、好ましいものであるといえる。本実施の形態１
に係るダイクロイックプリズムの製造方法では、第８工
程において、クロスダイクロイックプリズム１を作製す
るのに、基準面６１に対する第１の接合部材３０と第２
の接合部材４０とのはみ出し量をほぼ同じであるとし
た。しかし、このはみ出し量は同じである必要はない。
すなわち、第１の接合部材３０と第２の接合部材４０と
のはみ出し量を長さ方向の両側にて異なったはみ出し量
として作製することができる。このようにして作製され
たダイクロイックプリズムの斜視図を図８に示す。はみ
出し量の最も多い部分１１Ａを有する構成とすることが
できる。この構成の場合には、部分１１Ａの底面１１Ａ
１ の平面性を確保し、また第１工程での第１のプリズ
ム部材１０の斜面１０ａ、側面１０ｂ、１０ｂに対する
底面１１Ａ１ の直角度を出すようにしておけば、クロ
スダイクロイックプリズムの作製後に、この底面１１Ａ
１ を基準面として使用することができる。すなわち、
この底面１１Ａ１ を、クロスダイクロイックプリズム
を最終的に直方体又は立方体形状に仕上げる際の基準面
として使用したり、後述の投射装置への取付けの際の基
準面として使用したりすることができる。以上述べたよ
うに、本実施の形態１に係るクロスダイクロイックプリ
ズム１の製造方法によると、はじめに用意する第１、第
２のプリズム部材１０、２０は２個であり、これらプリ
ズム部材１０、２０を接着してから切断するという工程
を採用するため、はじめは一体で後に２分割された隣接
する２個の直角プリズム（直角プリズム１１と直角プリ
ズム１２、及び直角プリズム２１と直角プリズム２２）
については、ぞれぞれ屈折率の差を０．００００１以下
とすることができる。また、クロスダイクロイックプリ
ズム１の内部に形成されたＢ光反射用の第１光反射ダイ
クロイック膜１０ＢとＲ光反射用の第２光反射ダイクロ
イック膜３０Ｒとは、相互に直交するＸ型に配置される
が、その中心を隔てても第１光反射ダイクロイック膜１
０Ｂ１ と大光反射ダイクロイック膜１０Ｂ２ とを同
一平面に精度よく配置することができ、もちろん分割さ
れない第２光反射ダイクロイック膜３０Ｒの平面性も確
保することができる。したがって、これら第１光反射ダ
イクロイック膜１０Ｂ及び第２光反射ダイクロイック膜
３０Ｒによる各色入射光の影響を除去することができ
る。 〈実施の形態２〉本発明に係るクロスダイクロイックプ
リズム１について、上述の実施の形態１のような製造方
法を採用することにより、１つの直角プリズム１１とこ
の１つの直角プリズム１１に隣接する一方の直角プリズ
ム１２とで第１組を構成し、また、上述の１つの直角プ
リズム１１に隣接する他方の直角プリズム２１と１つの
直角プリズム１１に隣接しない直角プリズム２２とで第
２組を構成したときに、同じ組を構成する２個の隣接す
る直角プリズム１１、１２の屈折率の差、及び直角プリ
ズム２１、２２の屈折率の差をいずれも０．００００１
以下にすることができる。 〈実施の形態３〉図９に、本発明に係るクロスダイクロ
イックプリズム１を、投射装置に適用した例を示す。同
図のクロスダイクロイックプリズム１は、４個の直角プ
リズム１１、１２、２１、２２を有し、直角プリズム１
１、１２が同一の第１のプリズム部材１０から切断して
作製されたものであり、また直角プリズム２１、２２が
同一の第２のプリズム部材２０から切断して作製された
ものである。本実施の形態３では、ライトバルブＬＶ
は、透過型のものを使用している。ライトバルブＬＶか
ら光軸に平行に、同図のクロスダイクロイックプリズム
１の左側と右側とにそれぞれ下方から入射する光線ｉ１
とｉ２ を想定し、両光線ｉ１ 、ｉ２ がクロスダ
イクロイックプリズム１からの射出後になす角度θに対
し、光軸であってライトバルブＬＶを射出して、クロス
ダイクロイックプリズム１の射出面１ａまでの光路の空
気換算長をＬ（＝Ｌ０ ＋Ｌ１ ／ｎ、ただしｎはクロ
スダイクロイックプリズム１の屈折率）とすると、画素
ズレ量△Ｌは、 △Ｌ＝Ｌ・ｔａｎθ ……（１） となる。ここで、クロスダイクロイックプリズム１の断
面が、一辺Ｌ１ （＝４０ｍｍ）であって、ライトバル
ブＬＶが入射面１ｂに近接して配置されている（Ｌ０＝
０）とすると、空気換算長Ｌは２６．７ｍｍとなる。次
に、隣接する２個の直角プリズムの屈折率の差が、 ０．０００１、 ０．０００５（従来例と同じ）、 ０．００００５（従来例の１／１０）、 ０．００００１（従来例の１／５０） のそれぞれの場合について、具体的な数値をあげて比較
する。 クロスダイクロイックプリズム１の各直角プリズム１
１、１２、２１、２２のそれぞれの屈折率ｎ１ 、ｎ２
、ｎ３ 、ｎ４ がこの順に、１．５００１００、
１．５０００００、１．５０００００、１．５００１０
０であったとする（すなわち、隣接する直角プリズムの
屈折率の差が０．０００１の場合に相当）と、そのズレ
量は１１μｍと計算される。これはライトバルブＬＶの
画素ピッチが４０μｍのときには十分な値であるが、半
分の画素ピッチの２０μｍとなると、ほぼ１／２ピッチ
を満たすのがやっとであり、好ましいとされる１／３ピ
ッチ以内は満足することができない。 なお、屈折率ｎ１ 、ｎ２ 、ｎ３ 、ｎ４ がこの
順に、１．５００５００、１．５０００００、１．５０
００００、１．５００５００であるとし（すなわち、隣
接する直角プリズムの屈折率の差が０．０００５の場合
に相当し、これは前述の従来例の許容範囲内の最大値で
ある。）、同様の大きさ、同形状のクロスダイクロイッ
クプリズム１及びライトバルブＬＶの配置とすると、こ
のときのズレ量は５３μｍとなり、「発明が解決しよう
とする課題」に記載したとおり、４０μｍの画素ピッチ
を有するライトバルブＬＶでは、１画素以上のズレが発
生してしまうことになる。 これに対し、例えば、屈折率ｎ１ 、ｎ２ 、ｎ３
、ｎ４ がこの順に、１．５０００５０、１．５００
０００、１．５０００００、１．５０００５０と、上述
のに比して、隣接する屈折率の差が半分の０．０００
０５となった場合は、同様のクロスダイクロイックプリ
ズム１及びライトバルブＬＶの設定の場合、（１） 式
から求めたズレ量は５μｍとなり、画素ピッチが４０μ
ｍはもちろん２０μｍの高精細の場合にも１／３ピッチ
以内のズレ量に抑えることができる。 さらに、本願発明にように、屈折率ｎ１ 、ｎ２ 、
ｎ３ 、ｎ４ がこの順に、１．５０００１０、１．５
０００００、１．５０００１０、１．５０００００の場
合、すなわち隣接する直角プリズムの屈折率の差がの
１／１０の０．００００１になった場合、クロスダイク
ロイックプリズム１が同様に一辺４０ｍｍの正方形の断
面形状を有していると、そのズレ量は１μｍ程度とな
り、ライトバルブＬＶの画素ピッチが２０μｍであって
も、まったく問題は発生しないといえる。この屈折率の
差を有する場合には、クロスダイクロイックプリズム１
の断面の一辺が１５０ｍｍであったとしても、この屈折
率の差に起因するズレ量は４μｍとなり、１／３ピッチ
以内に入る値であって、十分である。この１５０ｍｍの
一辺の大きさのクロスダイクロイックプリズム１は現状
では大きさとして十分な大きさを有しており、現時点で
は、これ以上の大きさを想定する必要はほとんどない。
したがって、クロスダイクロイックプリズム１を構成す
る、隣接する直角プリズムの屈折率の差を０．００００
１以内とすることにより、高精細な画素ピッチを有する
ライトバルブにまで対応することができるようになる。

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るクロ
スダイクロイックプリズムの製造方法によると、隣接す
る２個の直角プリズムは、はじめは１個の同一のプリズ
ム部材であったものを切断して２分割して作製している
ため、これら直角プリズム間の屈折率の差を極めて小さ
く、具体的には、０．００００１以下とすることができ
る。したがって、例えば、このクロスダイクロイックプ
リズムを投射装置に適用した場合には、直角プリズム間
の屈折率の差に起因して発生する画素ズレを格段に小さ
くすることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の接合部材と第２の接合部材とを接合して
構成した接合部材を示す斜視図。

【図２】接合部材のおける、第１光反射ダイクロイック
膜１０Ｂに直角な切断面を示す図。

【図３】第１接合部材、及び第２接合部材の斜視図。

【図４】治具を使用して、第１の接合部材と第２の接合
部材とを接合する様子を示す斜視図。

【図５】図４のＸ線斜視図であり、オ一トコリメータに
よって光学的接触性を測定する様子を示す図。

【図６】クロスダイクロイックプリズムの構成を示す斜
視図。

【図７】図６の水平断面を示す拡大図。

【図８】第１接合部材と第２接合部材とのはみ出し量を
変えた場合のクロスダイクロイックプリズムを示す斜視
図。

【図９】投射装置において、クロスダイクロイックプリ
ズムに入射する光軸に平行な２光線の偏角を説明する
図。

【図１０】投射装置の概略構成を示す図。

【図１１】従来のクロスダイクイップリズムの斜視図。

【符号の説明】

１ クロスダイクロイックプリズム １０ 第１のプリズム部材 １０ａ、２０ａ、３０ａ、４０ａ 斜面 １０ｂ、２０ｂ 側面 １０Ｂ、１０Ｂ１ 、１０Ｂ２ 第１のダイクロ
イック膜（第１光反射ダイクロイック膜） １１、１２、２１、２２ 直角プリズム ２０ 第２のプリズム部材 ３０ 第１の接合部材 ３０Ｒ 第２のダイクロイック膜（第２光反射ダイ
クロイック膜） ４０ 第２の接合部材 ５０ 接合部材 Ａ 直角部 Ｓ 切断面

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 直角二等辺三角形状の断面を有し、その
   直角部を合わせるようにして相互に接着固定された４個
   の直角プリズムと、これら直角プリズムのうちの相互に
   隣接する直角プリズム間に形成された断面Ｘ字形のダイ
   クロイック膜とを備えたクロスダイクロイックプリズム
   において、 １つの直角プリズムと該１つの直角プリズ
   ムに隣接する一方の直角プリズムとによって第１組を構
   成し、前記１つの直角プリズムに隣接する他方の直角プ
   リズムと前記１つの直角プリズムに隣接しない直角プリ
   ズムとによって第２組を構成したときに、同じ組を構成
   する２個の隣接する直角プリズムの屈折率の差が０．０
   ０００１以下である、 ことを特徴とするクロスダイクロイックプリズム。
2. 【請求項２】 前記同じ組を構成する２個の隣接する直
   角プリズムは、１個の同一のプリズム部材を切断して形
   成する、 ことを特徴とする請求項１記載のクロスダイクロイック
   プリズム。
3. 【請求項３】 直角二等辺三角形状の断面を有し、その
   直角部を合わせるようにして相互に接着固定された４個
   の直角プリズムと、これら直角プリズムのうちの相互に
   隣接する直角プリズム間に形成された断面Ｘ字形のダイ
   クロイック膜とを備えたクロスダイクロイックプリズム
   の製造方法において、 前記直角プリズムの断面のほぼ２倍の面積の直角二等辺
   三角形状の断面を有する２個のプリズム部材のうちの第
   １のプリズム部材における直角部に対向する斜面に第１
   のダイクロイック膜を形成する第Ｉ工程と、 前記第１のプリズム部材の斜面と、他の第２のプリズム
   部材の斜面とを接着剤にて接合して正四角柱状の接合部
   材を形成する第ＩＩ工程と、 前記接合部材を、前記第１のダイクロイック膜に直角な
   断面で切断し、直角二等辺三角柱状の第１の接合部材と
   第２の接合部材とに分割する第ＩＩＩ 工程と、 前記第１の接合部材の斜面に第２のダイクロイック膜を
   形成する第ＩＶ工程と、 前記第１の接合部材の斜面と、前記第２の接合部材の斜
   面とを接着剤にて接合して正四角柱状のクロスダイクロ
   イックプリズムを形成する第Ｖ工程と、を有する、 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。