JPWO2016121411A1 - プリズムユニット - Google Patents

Abstract

本発明は、複合プリズムを安定して支持でき、温度変化に対して頑強なプリズムユニットを提供する。本発明の一態様において、第１のプリズムブロック（２０）と第２のプリズムブロック（２２）とを接合して構成される色分解プリズム（１２）は、第１のプリズムブロック（２０）が第１の台板（１６）の第１の接着部（１６Ａ）に接着され、第２のプリズムブロック（２２）が第２の台板（１８）の第２の接着部（１８Ａ）に接着される。第１の台板（１６）は、第１の基台固定部（１６Ｂ）を介して基台（１４）の第１の台板固定部（１４Ｃ）に固定され、第２の台板（１８）は、第２の基台固定部（１８Ｂ）を介して基台（１４）の第２の台板固定部（１４Ｄ）に固定される。第２の接着部（１８Ａ）は、温度変化によって基台（１４）及び第２の台板（１８）が膨張又は収縮した場合に、第１の台板固定部（１４Ｃ）に対する第２の台板固定部（１４Ｄ）の変位方向と、第２の基台固定部（１８Ｂ）に対する第２の接着部（１８Ａ）の変位方向とが互いに逆向きになるように、第１の台板固定部（１４Ｃ）と第２の台板固定部（１４Ｄ）との間に配置される。

Description

本発明は、プリズムユニットに係り、特に複数のプリズムを接合して構成される複合プリズムを基台に支持して構成されるプリズムユニットに関する。

一般に三板式カメラでは、撮影レンズを通した光を色分解プリズムで赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の三色の光に分割し、分割した光を個別の受光素子で受光する。色分解プリズムは、複数のプリズムを一体的に組み合わせた複合プリズムで構成され、カメラ本体に備えられた基台に取り付けられて、カメラ本体に組み付けられる。

従来、色分解プリズムは、基台に直接接着して、カメラ本体に組み付けていた（特許文献１参照）。この際、色分解プリズムは、プリズム同士の接合部を跨いで基台に接着して取り付けていた。

また、他の組み付け方法として、色分解プリズムを１つの台板に接着し、その台板を基台にネジ止めして、カメラ本体に組み付けていた（特許文献２〜４参照）。この場合も色分解プリズムは、プリズム同士の接合部を跨いで１つの台板に接着して取り付けていた。

また、複合プリズムの支持方法として、１つのプリズムだけを基台に接着して支持する方法も知られている（たとえば、特許文献５、６参照）。

特開平７−８４１７５号公報 実開平９−３１０号公報 特開２００１−４２２０４号公報 特開２００８−２９８９６０号公報 実開平１−８１６１３号公報 実開昭６１−１５３１２４号公報

しかしながら、基台に複合プリズムを取り付ける際、プリズム同士の接合部を跨いで複合プリズムを基台に接着すると、プリズムと基台との間の線膨張率の差によって、温度変化を受けたときにプリズム同士の接合部が剥離するという欠点がある。特に、空気層を有する接合部では、プリズム同士の接合が部分的になるため、接合力が弱く、温度変化を受けたときに剥離しやすいという欠点がある。プリズム同士の接合部を跨いで複合プリズムを１つの台板に接着する場合も同様の欠点がある。

１つのプリズムだけを基台に接着して支持する方法では、このような問題は生じないが、支持が不安定になるという欠点がある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、複合プリズムを安定して支持でき、温度変化に対して頑強なプリズムユニットを提供することを目的とする。

上記課題を解決するための手段は、次のとおりである。

（１）少なくとも１つのプリズムで構成される第１のプリズムブロックと、少なくとも１つのプリズムで構成される第２のプリズムブロックとを接合して構成される複合プリズムと、第１の接着部及び第１の基台固定部を備え、第１の接着部に第１のプリズムブロックが接着される第１の台板と、第２の接着部及び第２の基台固定部を備え、第２の接着部に第２のプリズムブロックが接着される第２の台板と、第１の台板固定部及び第２の台板固定部を備え、第１の台板固定部に第１の台板の第１の基台固定部が固定され、かつ、第２の台板固定部に第２の台板の第２の基台固定部が固定される基台と、を備え、第２の接着部が第１の台板固定部と第２の台板固定部との間に配置され、温度変化によって基台及び第２の台板が膨張又は収縮した場合に、第１の台板固定部に対する第２の台板固定部の変位方向と、第２の基台固定部に対する第２の接着部の変位方向とが互いに逆になるプリズムユニット。

本態様によれば、複合プリズムは、第１のプリズムブロックが第１の台板の第１の接着部に接着され、第２のプリズムブロックが第２の台板の第２の接着部に接着される。第１の台板は、第１の基台固定部を介して、基台に備えられた第１の台板固定部に固定され、第２の台板は、第２の基台固定部を介して、基台に備えられた第２の台板固定部に固定される。第２の接着部は、温度変化によって基台及び第２の台板が膨張又は収縮した場合に、第１の台板固定部に対する第２の台板固定部の変位方向と、第２の基台固定部に対する第２の接着部の変位方向とが互いに逆向きになるように、第１の台板固定部と第２の台板固定部との間に配置される。これにより、温度変化を受けたときに、第１のプリズムブロックと第２のプリズムブロックとの間に働く力を相殺でき、第１のプリズムブロックと第２のプリズムブロックと接合部が剥離するのを防止できる。また、第１のプリズムブロックと第２のプリズムブロックと支持するので、全体を安定して支持できる。

（２）基台の線膨張係数をα、第２の台板の等価線膨張係数をβ、複合プリズムの等価線膨張係数をγ、第１の台板固定部と第２の台板固定部との間の距離をＬｍｍ、第２の基台固定部と第２の接着部との間の距離をＭｍｍ、プリズムユニットの２５℃から７０℃までの温度変化をΔＴ℃、とした場合に、α＜βかつ−４×１０^−４≦αＬΔＴ−βＭΔＴ−γ（Ｌ−Ｍ）△Ｔ≦４×１０^−４の関係を満たす、上記（１）のプリズムユニット。

本態様によれば、基台の線膨張係数をα、第２の台板の等価線膨張係数をβ、複合プリズムの等価線膨張係数をγ、第１の台板固定部と第２の台板固定部との間の距離をＬｍｍ、第２の基台固定部と第２の接着部との間の距離をＭｍｍ、プリズムユニットの２５℃から７０℃までの温度変化をΔＴ℃、とした場合に、α＜βかつ−４×１０^−４≦αＬΔＴ−βＭΔＴ−γ（Ｌ−Ｍ）△Ｔ≦４×１０^−４の関係を満たすように、素材や各固定部、各接着部の配置が設定される。これにより、温度変化に対して頑強な構成にできる。

ここで、「α＜βかつ−４×１０^−４≦αＬΔＴ−βＭΔＴ−γ（Ｌ−Ｍ）△Ｔ≦４×１０^−４」という条件において、「αＬΔＴ−βＭΔＴ−γ（Ｌ−Ｍ）△Ｔ」は、温度変化を受けたときのプリズムブロックの接合部の間隔変化を表わしている。この間隔変化が、所定の許容範囲、すなわち、±４×１０^−４ｍｍの範囲に収まるように、素材や各固定部、各接着部の配置を設定することにより、温度変化によるプリズムブロックの接合部の剥離を防止できる。

間隔変化の許容範囲は、プリズムブロックの接合部の接合強度によって定まり、より好ましくは、±１×１０^−４ｍｍであり、更に好ましくは、±５×１０^−５ｍｍである。接合部の接合強度は、接合時に使用する接着剤の粘度や接着面積によって変化し、粘度の高い接着剤ほど接合強度は高くなり、また、接着面積が増えるほど接合強度は高くなる。

なお、第２の台板の等価線膨張係数とは、第２の台板が単一の材質で構成される場合は、その材質の線膨張係数を示し、第２の台板が２以上の異なる材質で構成される場合は、その平均した値となる。たとえば、第２の台板が第１の素材と第２の素材とで構成される場合、第２の基台固定部と第２の接着部との間の距離をＭｍｍ、その間に含まれる第１の素材の長さをＭ１ｍｍ、第２の素材の長さをＭ２ｍｍとし、第１の素材の線膨張係数をβ１、第２の素材の線膨張係数をβ２とすると、第２の台板の等価線膨張係数βは、β＝（β１×Ｍ１＋β２×Ｍ２）／Ｍとなる。

以上のように、複合プリズムの等価線膨張係数とは、複合プリズムが単一の材質のプリズムで構成される場合は、その材質の線膨張係数を示し、複合プリズムが異なる材質のプリズムで構成される場合は、それぞれの線膨張係数の延びの評価を行う方向における材質の長さにより線膨張係数を加重平均した値となる。

（３）第１の台板は、第１のプリズムブロックの線膨張係数と等しい線膨張係数を有する、上記（１）又は（２）のプリズムユニット。

本態様によれば、第１の台板が、第１のプリズムブロックの線膨張係数と等しい線膨張係数を有する。これにより、第１の台板と第１のプリズムブロックと接着部の剥離を効果的に防止できる。なお、ここでの「等しい」には、線膨張係数が完全に一致する場合の他、近似する範囲を含むものである。すなわち、「ほぼ等しい」範囲を含むものである。接着部の剥離を防止するという観点からは、ほぼ等しい線膨張係数を有していれば、有効に剥離を防止できるからである。

（４）第２の台板は、第２の接着部を備え、第１の台板の線膨張係数と等しい線膨張係数を有する第１の構成要素と、第２の基台固定部を備え、基台の線膨張係数よりも高い線膨張係数を有する第２の構成要素と、を接合して構成される、上記（１）から（３）のいずれかのプリズムユニット。

本態様によれば、第２の台板が、第１の台板の線膨張係数と等しい線膨張係数を有する第１の構成要素と、基台の線膨張係数よりも高い線膨張係数を有する第２の構成要素と、を接合して構成される。第１の構成要素には、第２の接着部が備えられ、この第２の接着部を介して第２のプリズムブロックが接着される。また、第２の構成要素には、第２の基台固定部が備えられ、この第２の基台固定部を介して基台に固定される。これにより、温度変化が生じた場合であっても、第１の接着部の高さと第２の接着部の高さとの関係を常に一定に保つことができる。そして、これにより、接合部に面方向のストレスがかかるのを防止でき、温度変化に対してより頑強な構成にすることができる。なお、ここでの「等しい」には、完全に一致する場合の他、近似する範囲を含むものである。すなわち、「ほぼ等しい」範囲を含むものである。

（５）第１の接着部の中心と第１の基台固定部の中心の位置のずれが±５ｍｍ以内である、上記（１）から（４）のいずれかのプリズムユニット。

本態様によれば、第１の接着部の中心と第１の基台固定部の中心の位置のずれが±５ｍｍ以内に設定される。すなわち、ほぼ同軸上に第１の接着部と第１の基台固定部とが配置される。これにより、第１の台板の熱変形によって生じる影響をより低減できる。

（６）第１の基台固定部は、ボルト穴で構成され、第１の台板は、基台の第１の台板固定部に第１のボルトで固定され、第２の基台固定部は、ボルト穴で構成され、第２の台板は、基台の第２の台板固定部に第２のボルトで固定される、上記（１）から（５）のいずれかのプリズムユニット。

本態様によれば、第１の基台固定部がボルト穴で構成され、第１の台板が基台の第１の台板固定部に第１のボルトで固定される。また、第２の基台固定部がボルト穴で構成され、第２の台板が基台の第２の台板固定部に第２のボルトで固定される。これにより、基台への組み付けを容易にできる。

（７）複合プリズムに隣接する像形成パネルのパネル面の中心を通り、パネル面に垂直な線を光軸とした場合に、複合プリズムは、第１のプリズムブロックと第２のプリズムブロックとが、光軸を含む領域で空気層を形成して接合される、上記（１）から（６）のいずれかのプリズムユニット。

本態様によれば、第１のプリズムブロックと第２のプリズムブロックとが、空気層を介して接合される。空気層は、複合プリズムに隣接する像形成パネルのパネル面の中心を通り、パネル面に垂直な線を光軸とした場合に、その光軸を含む領域に形成される。接合部に空気層が形成されると、接合部の接合強度が低下するので、本願発明がより有効に作用する。

（８）複合プリズムは、１つのプリズムで構成される第１のプリズムブロックと、２つのプリズムを接合して構成される第２のプリズムブロックとが、光軸を含む領域で空気層を形成して接合される色分解又は色合成プリズムである、上記（７）のプリズムユニット。

本態様によれば、複合プリズムが、色分解又は色合成プリズムを構成する。この場合、たとえば、三板式カメラに組み込んで、入射光の色分解に使用できる。

（９）複合プリズムは、第１のプリズムブロックと第２のプリズムブロックとが、光軸を含む領域以外の領域でスペーサを介して接合される、上記（７）又は（８）のプリズムユニット。

本態様によれば、第１のプリズムブロックと第２のプリズムブロックとが、光軸を含む領域以外の領域でスペーサを介して接合される。これにより、接合部に一定の厚さを有する空気層を簡単に形成できる。

本発明によれば、複合プリズムを安定して支持でき、温度変化に対して頑強な構成にできる。

本発明に係るプリズムユニットが組み込まれた三板式カメラの概略構成を示す側面図 本発明に係るプリズムユニットが組み込まれた三板式カメラの概略構成を示す平面図 図２の３−３断面図である 第１のプリズムブロックと第２のプリズムブロックとの接合部の断面図 基台に取り付けられた第１の台板及び第２の台板の平面図 発明に係るプリズムユニットが組み込まれた三板式カメラの第２の実施の形態の概略構成を示す側面断面図 基台に取り付けられた第１の台板及び第２の台板の平面図 本発明に係るプリズムユニットが組み込まれた投写型表示装置の概略構成を示す平面図 プリズムユニットの平面図 図９の１０−１０断面図 スペーサの他の形態を示す図 効果についての検証実験の結果を示す表

以下、添付図面に従って本発明を実施するための好ましい形態について詳説する。

《第１の実施の形態》
〈構成〉
図１、図２は、それぞれ本発明に係るプリズムユニットが組み込まれた三板式カメラの概略構成を示す側面図と平面図である。また、図３は、図２の３−３断面図である。

三板式カメラ１は、図示しない撮影レンズを通した光を赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の三色の光に分解し、それぞれの光を３つの撮像素子３Ｒ、３Ｇ、３Ｂで受光する。撮影レンズは、カメラ本体２に備えられたレンズマウント４に装着される。プリズムユニット１０は、撮影レンズを通した光を赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の三色の光に分割する色分解手段として機能する。

プリズムユニット１０は、主として、色分解プリズム１２と、色分解プリズム１２を支持する基台１４と、基台１４に色分解プリズム１２を取り付けるための第１の台板１６及び第２の台板１８と、を備えて構成される。

〔色分解プリズム〕
色分解プリズム１２は、複合プリズムであり、複数のガラス製のプリズムを接合して構成される。本実施の形態の色分解プリズム１２は、第１のプリズムブロック２０と、第２のプリズムブロック２２とを接合して構成される。

第１のプリズムブロック２０は、１つのプリズムで構成される。第１のプリズムブロック２０は、撮影光入射面２０ａと、青色光反射面２０ｂと、青色光出射面２０ｃと、を備えて構成される。

撮影光入射面２０ａは、撮影レンズの光軸ＯＬに対して垂直に配置される。撮影光入射面２０ａには撮影レンズを通過した光が入射される。

青色光反射面２０ｂは、青色光のみを反射するダイクロイック膜を備えている。撮影光入射面２０ａから入射した光は、青色光のみが青色光反射面２０ｂで反射し、残りは透過する。

青色光反射面２０ｂで反射した青色光は、撮影光入射面２０ａで全反射して青色光出射面２０ｃから出射する。青色光出射面２０ｃから出射した青色光は、青色光を受光する撮像素子３Ｂの受光面３ｂで受光される。

第２のプリズムブロック２２は、２つのプリズム２２Ａ、２２Ｂを一体的に接合して構成される。第２のプリズムブロック２２は、入射面２２ａと、赤色光反射面２２ｂと、赤色光出射面２２ｃと、緑色光出射面２２ｄと、を備えて構成される。

入射面２２ａは、第１のプリズムブロック２０の青色光反射面２０ｂと一定の間隔をもって対向して配置される。第１のプリズムブロック２０の青色光反射面２０ｂを透過した光は、第２のプリズムブロック２２の入射面２２ａに入射する。

赤色光反射面２２ｂは、第２のプリズムブロック２２を構成する２つのプリズム２２Ａ、２２Ｂの接合面で構成される。２つのプリズム２２Ａ、２２Ｂの接合はギャップレス接合であり、相互の接合面が隙間なく接合される。この２つのプリズム２２Ａ、２２Ｂのうち一方のプリズム２２Ａの接合面には、赤色光のみを反射するダイクロイック膜が備えられる。入射面２２ａに入射した光は、この赤色光反射面２２ｂで赤色光のみが反射し、残りは透過する。

赤色光反射面２２ｂで反射した赤色光は、入射面２２ａで全反射して赤色光出射面２２ｃから出射する。赤色光出射面２２ｃから出射した赤色光は、赤色光を受光する撮像素子３Ｒの受光面３ｒで受光される。

赤色光反射面２２ｂを透過した光は、緑色光として緑色光出射面２２ｄから出射する。緑色光出射面２２ｄから出射した緑色光は、緑色光を受光する撮像素子３Ｇの受光面３ｇで受光される。

第１のプリズムブロック２０の青色光反射面２０ｂと第２のプリズムブロック２２の入射面２２ａとの間には、空気層２４が備えられる。この空気層２４は、第２のプリズムブロック２２の赤色光反射面２２ｂで反射した光を全反射させるために設けられる。

第１のプリズムブロック２０と第２のプリズムブロック２２は、隣接する撮像素子３Ｒ、３Ｇ、３Ｂの受光面３ｒ、３ｂ、３ｇの中心を通り、受光面３ｒ、３ｇ、３ｂに垂直な線を光軸ＯＰとした場合に、その光軸ＯＰを含む領域で空気層２４が形成されるように接合される。接合は、スペーサ２６を介して行われる。

図４は、第１のプリズムブロックと第２のプリズムブロックとの接合部の断面図であり、図２の４−４断面図である。同図に示すように、スペーサ２６は、一定厚さの枠形状を有し、光軸ＯＰを含む領域以外の領域に配置される。これにより、光軸ＯＰを含む領域で空気層２４が形成されるように、第１のプリズムブロック２０と第２のプリズムブロック２２とが接合される。スペーサ２６は、両面に一定の厚さで接着剤が塗布されて、第１のプリズムブロック２０の青色光反射面２０ｂと第２のプリズムブロック２２の入射面２２ａとに接着されて、第１のプリズムブロック２０と第２のプリズムブロック２２とを接合する。

スペーサ２６を介して第１のプリズムブロック２０の青色光反射面２０ｂと第２のプリズムブロック２２の入射面２２ａとが接合されることにより、第１のプリズムブロック２０と第２のプリズムブロック２２とが一体化され、１つの色分解プリズム１２が構成される。

撮像素子３Ｒ、３Ｇ、３Ｂは、像形成パネルの一例であり、図示しないホルダを介して色分解プリズム１２に取り付けられる。各撮像素子３Ｒ、３Ｇ、３Ｂは、対応する出射面に対向して配置され、撮影レンズの光軸を通る光が、パネル面である受光面３ｒ、３ｇ、３ｂの中心に垂直に入射するように配置される。撮像素子３Ｒ、３Ｇ、３Ｂは、たとえば、ＣＣＤ（Charged Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）などのイメージセンサで構成される。

〔基台〕
図１〜図３に示すように、基台１４は、カメラ本体２に取り付けられて、カメラ本体２の内部で色分解プリズム１２を支持する部材として機能する。基台１４は、Ｌ字形状を有し、脚部１４Ａ及びプリズム支持部１４Ｂを備えて構成される。

脚部１４Ａは、基台１４をカメラ本体２に固定するための部位である。脚部１４Ａは、ボルト挿通穴１４ａを有する。ボルト挿通穴１４ａは、貫通穴で構成され、プリズム支持部１４Ｂと平行に設けられる。基台１４は、このボルト挿通穴１４ａに基台固定ボルト２８を通して、カメラ本体２にボルト止めされる。カメラ本体２は、基台１４をボルト止めするためのボルト穴２Ａを有する。

プリズム支持部１４Ｂは、色分解プリズム１２を支持するための部位である。プリズム支持部１４Ｂは、矩形の平板形状を有する。

基台１４は、脚部１４Ａがカメラ本体２にボルト止めされると、プリズム支持部１４Ｂが撮影レンズの光軸ＯＬと平行に配置される。

〔第１の台板及び第２の台板〕
第１の台板１６及び第２の台板１８は、色分解プリズム１２を基台１４に取り付けるための部材である。第１の台板１６は、色分解プリズム１２の第１のプリズムブロック２０に取り付けられる。第２の台板１８は、色分解プリズム１２の第２のプリズムブロック２２に取り付けられる。

図５は、基台に取り付けられた第１の台板及び第２の台板の平面図である。

第１の台板１６は、平板形状を有し、平坦な第１のプリズム接着面１６ａ、及び、平坦な第１の基台固定面１６ｂを備えて構成される。第１の台板１６は、第１のプリズムブロック２０の台板設置面２０Ｓの形状におおよそ合致した外形形状を有する。

第２の台板１８は、第１の台板１６と同じ厚さの平板形状を有し、平坦な第２のプリズム接着面１８ａ、及び、平坦な第２の基台固定面１８ｂを備えて構成される。第２の台板１８は、第２のプリズムブロック２２の台板設置面２２Ｓの形状におおよそ合致した外形形状を有する。

第１の台板１６の第１のプリズム接着面１６ａには、色分解プリズム１２の第１のプリズムブロック２０を取り付けるための第１の接着部１６Ａが備えられる。第１の接着部１６Ａは、接着剤の塗布部として構成される。第１の台板１６は、この第１の接着部１６Ａに一定の厚さで接着剤を塗布して、第１のプリズムブロック２０の台板設置面２０Ｓに取り付けられる。これにより、第１のプリズムブロック２０と第１の台板１６とが一体化される。

第２の台板１８の第２のプリズム接着面１８ａには、色分解プリズム１２の第２のプリズムブロック２２を取り付けるための第２の接着部１８Ａが備えられる。第２の接着部１８Ａは、接着剤の塗布部として構成される。第２の台板１８は、この第２の接着部１８Ａに一定の厚さで接着剤を塗布して、第２のプリズムブロック２２の台板設置面２２Ｓに取り付けられる。これにより、第２のプリズムブロック２２と第２の台板１８とが一体化される。

色分解プリズム１２に取り付けられた第１の台板１６及び第２の台板１８は、その間に一定の隙間をもって色分解プリズム１２に取り付けられる。

第１の台板１６の第１の基台固定面１６ｂには、第１の台板１６を基台１４に取り付けるための第１の基台固定部１６Ｂが備えられる。第１の基台固定部１６Ｂは、ボルト穴で構成される。

第２の台板１８の第２の基台固定面１８ｂには、第２の台板１８を基台１４に取り付けるための第２の基台固定部１８Ｂが備えられる。この第２の基台固定部１８Ｂは、ボルト穴で構成される。

基台１４には、第１の台板１６を取り付けるための第１の台板固定部１４Ｃ、及び、第２の台板１８を取り付けるための第２の台板固定部１４Ｄが備えられる。第１の台板固定部１４Ｃ及び第２の台板固定部１４Ｄは、基台１４のプリズム支持部１４Ｂに備えられ、それぞれ貫通穴で構成される。第１の台板１６は、第１の台板固定部１４Ｃに第１のボルト３０を挿通して、第１の基台固定部１６Ｂに螺合させることにより、基台１４に固定される。また、第２の台板１８は、第２の台板固定部１４Ｄに第２のボルト３２を挿通して、第２の基台固定部１８Ｂに螺合させることにより、基台１４に固定される。

〔各部の配置〕
第１の台板固定部１４Ｃ及び第２の台板固定部１４Ｄは、基台１４をカメラ本体２に取り付けると、撮影レンズの光軸ＯＬと平行な直線上に配置される。

また、第１の基台固定部１６Ｂ、第２の基台固定部１８Ｂ、第１の接着部１６Ａ、及び、第２の接着部１８Ａは、同一直線上に配置され、第１の台板１６及び第２の台板１８を基台１４に取り付けると、第１の台板固定部１４Ｃの中心と第２の台板固定部１４Ｄの中心を通る直線上に配置される。

これにより、基台１４をカメラ本体２に取り付けると、第１の台板固定部１４Ｃ、第２の台板固定部１４Ｄ、第１の基台固定部１６Ｂ、第２の基台固定部１８Ｂ、第１の接着部１６Ａ、及び、第２の接着部１８Ａの各部が、すべて撮影レンズの光軸ＯＬと平行な一つの直線上に配置される。

また、第１の接着部１６Ａは、第１の基台固定部１６Ｂの同軸上に配置される。したがって、第１の台板１６を基台１４に取り付けると、第１の接着部１６Ａ、第１の基台固定部１６Ｂ、及び、第１の台板固定部１４Ｃは、同軸上に配置される。このように第１の接着部１６Ａと第１の基台固定部１６Ｂとを同軸上に配置することにより、第１の台板１６の熱変形によって生じる影響をより低減できる。なお、同軸とみなす範囲には、一定の許容範囲が含まれ、ほぼ同軸とみなせる範囲が含まれる。この範囲は、第１の接着部１６Ａの中心と第１の基台固定部１６Ｂの中心の位置のずれが±５ｍｍ以内の範囲に設定される。この範囲内であれば、ほぼ同軸とみなすことができ、第１の台板１６の熱変形によって生じる影響をより低減できる。

また、第２の接着部１８Ａは、第１の台板固定部１４Ｃと第２の台板固定部１４Ｄとの間に配置される。これにより、温度変化によって基台１４及び第２の台板１８が膨張又は収縮した場合に、第１の台板固定部１４Ｃに対する第２の台板固定部１４Ｄの変位方向と、第２の基台固定部１８Ｂに対する第２の接着部１８Ａの変位方向とが互いに逆になる。これにより、温度変化を受けて、色分解プリズム１２の第１のプリズムブロック２０と第２のプリズムブロック２２との接合部の間隔が拡縮するのを抑制でき、接合部が剥離するのを防止できる。

特に、本実施の形態のプリズムユニット１０は、次の条件を満たすように構成される。すなわち、図３に示すように、基台１４の線膨張係数をα、第２の台板１８の等価線膨張係数をβ、複合プリズムである色分解プリズム１２の等価線膨張係数をγ、第１の台板固定部１４Ｃと第２の台板固定部１４Ｄとの間の距離をＬｍｍ、第２の基台固定部１８Ｂと第２の接着部１８Ａとの間の距離をＭｍｍ、プリズムユニット１０の２５℃から７０℃までの温度変化をΔＴ℃、とした場合に、α＜βかつ−４×１０^−４≦αＬΔＴ−βＭΔＴ−γ（Ｌ−Ｍ）△Ｔ≦４×１０^−４の関係を満たすに構成される。これにより、温度変化によって接合部の間隔が拡縮するのをより適切に防止でき、接合部が剥離するのを防止できる。

ここで、「α＜βかつ−４×１０^−４≦αＬΔＴ−βＭΔＴ−γ（Ｌ−Ｍ）△Ｔ≦４×１０^−４」という条件において、「αＬΔＴ−βＭΔＴ−γ（Ｌ−Ｍ）△Ｔ」は、温度変化を受けたときの第１のプリズムブロック２０と第２のプリズムブロック２２との接合部の間隔変化を表わしている。この間隔変化が、所定の許容範囲、すなわち、±４×１０^−４ｍｍの範囲に収まるように、素材や各固定部、各接着部の配置を設定することにより、温度変化による第１のプリズムブロック２０と第２のプリズムブロック２２との接合部の剥離を防止できる。

間隔変化の許容範囲は、第１のプリズムブロック２０と第２のプリズムブロック２２との接合部の接合強度によって定まり、より好ましくは、±１×１０^−４ｍｍであり、更に好ましくは、±５×１０^−５ｍｍである。接合部の接合強度は、接合時に使用する接着剤の粘度や接着面積によって変化し、粘度の高い接着剤ほど接合強度は高くなり、また、接着面積が増えるほど接合強度は高くなる。

ここで、α＜βかつ−４×１０^−４≦αＬΔＴ−βＭΔＴ−γ（Ｌ−Ｍ）△Ｔ≦４×１０^−４という条件を満たすためには、第１の台板固定部１４Ｃ、第２の台板固定部１４Ｄ、第１の基台固定部１６Ｂ、第２の基台固定部１８Ｂ、第１の接着部１６Ａ、及び、第２の接着部１８Ａの各部の配置を調整するほか、基台１４、第１の台板１６及び第２の台板１８を構成する素材を適宜選択して調整する。

基台１４は、たとえば、アルミニウム合金で構成することができる。第１の台板１６については、色分解プリズム１２の等価線膨張係数と等しい線膨張係数を有する素材で構成することが好ましい。これにより、色分解プリズム１２との接着部の剥離を効果的に防止できる。なお、ここでの「等しい」には、線膨張係数が完全に一致する場合の他、近似する範囲を含むものである。すなわち、「ほぼ等しい」範囲を含むものである。接着部の剥離を防止するという観点からは、ほぼ等しい線膨張係数を有していれば、有効に剥離を防止できるからである。ガラス製の色分解プリズムの場合、第１の台板１６は、たとえば、セラミックスやチタンで構成することができる。また、カメラ本体２は、たとえば、アルミニウム合金で構成することができる。

なお、第２の台板１８の等価線膨張係数βとは、第２の台板１８が単一の材質で構成される場合は、その材質の線膨張係数を示し、第２の台板１８が２以上の異なる材質で構成される場合は、その平均した値となる。本実施の形態では、第２の台板１８は、単一の材質で構成されているので、その等価線膨張係数は、第２の台板１８を構成する素材の線膨張係数となる。

同様に、複合プリズムである色分解プリズム１２の等価線膨張係数γとは、色分解プリズム１２が単一の材質のプリズムで構成される場合は、その材質の線膨張係数を示し、色分解プリズム１２が異なる材質のプリズムで構成される場合は、その平均した値となる。本実施の形態では、色分解プリズム１２を構成する各プリズムが単一の材質（ガラス）で構成されるため、その等価線膨張係数γは、色分解プリズム１２を構成するプリズムの線膨張係数となる。この場合、第１のプリズムブロック２０の等価線膨張係数及び第２のプリズムブロック２２の等価線膨張係数もプリズムを構成する材質の線膨張係数となる。

〈作用〉
図１〜図３に示すように、第１の台板１６及び第２の台板１８を介して色分解プリズム１２を基台１４に取り付け、基台１４をカメラ本体２に組み付けると、色分解プリズム１２が撮影レンズの光軸ＯＬ上に配置される。また、これにより、緑色光を受光する撮像素子３Ｇが、撮影レンズの光軸ＯＬ上に配置される。

撮影レンズを透過した光は、色分解プリズム１２の撮影光入射面２０ａに入射する。撮影光入射面２０ａに入射した光は、色分解プリズム１２の内部で赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３色の光に分割される。そして、赤色光は赤色光出射面２２ｃから出射して、赤色光を受光する撮像素子３Ｒの受光面３ｒで受光され、緑色光は緑色光出射面２２ｄから出射して、緑色光を受光する撮像素子３Ｇの受光面３ｇで受光され、青色光は青色光出射面２０ｃから出射して、青色光を受光する撮像素子３Ｂの受光面３ｂで受光される。これにより、撮影レンズを通した被写体の光学像が撮像される。

ところで、三板式カメラ１は、電源をＯＮにすると、カメラ本体２の内部に設置された各種機器が発熱し、カメラ本体２の内部の温度が上昇する。カメラ本体２の内部の温度が上昇すると、色分解プリズム１２の支持部である基台１４、第１の台板１６及び第２の台板１８に熱変形が生じる。本実施の形態のプリズムユニット１０は、基台１４、第１の台板１６及び第２の台板１８に熱変形が生じると、次のように作用する。

すなわち、温度上昇によって基台１４が膨張すると、第１の台板固定部１４Ｃに対して第２の台板固定部１４Ｄが離れる方向に変位する。この結果、第１の接着部１６Ａに対して第２の接着部１８Ａが離れる方向に変位する。

一方、温度上昇によって第２の台板１８が膨張すると、第２の台板固定部１４Ｄに対して第２の接着部１８Ａが離れる方向に変位する。この方向は基台１４の膨張による第２の接着部１８Ａの変位方向と逆方向であり、第１の接着部１６Ａに近づく方向である。

すなわち、温度変化が生じると、基台１４の変位分を第２の台板１８が打ち消すように変位するので、第１の接着部１６Ａと第２の接着部１８Ａとの間隔を常に一定に保つことができる。これにより、色分解プリズム１２の第１のプリズムブロック２０と第２のプリズムブロック２２との間に働く力を相殺でき、第１のプリズムブロック２０と第２のプリズムブロック２２と接合部が剥離するのを防止できる。

また、本実施の形態のプリズムユニット１０では、第１のプリズムブロック２０と第２のプリズムブロック２２の双方を支持するので安定した状態で色分解プリズム１２を支持できる。

さらに、本実施の形態のプリズムユニット１０では、第１の接着部１６Ａ及び第２の接着部１８Ａが近接して配置されるため、熱膨張の影響を最小限に抑えることができる。

《第２の実施の形態》
〈構成〉
図６は、発明に係るプリズムユニットが組み込まれた三板式カメラの第２の実施の形態の概略構成を示す側面断面図である。また、図７は、基台に取り付けられた第１の台板及び第２の台板の平面図である。

図６及び図７に示すように、本実施の形態のプリズムユニット１０Ａは、第２の台板１８が、第１の構成要素１８Ｃ及び第２の構成要素１８Ｄを接合して構成される。なお、第２の台板１８の構成が異なる以外は、上記第１の実施の形態のプリズムユニット１０の構成と同じである。したがって、ここでは第２の台板１８の構成、及び、その作用効果についてのみ説明する。

上記のように、本実施の形態のプリズムユニット１０Ａにおいて、第２の台板１８は、第１の構成要素１８Ｃ及び第２の構成要素１８Ｄを接合して構成される。

第１の構成要素１８Ｃは、第２の接着部１８Ａを備え、第１の台板１６の線膨張係数と等しい線膨張係数を有する。また、第１の構成要素１８Ｃは、第１の台板１６と同じ厚さを有する。なお、ここでの「等しい」には、線膨張係数が完全に一致する場合の他、近似する範囲を含むものである。すなわち、「ほぼ等しい」範囲を含むものである。同様に「同じ厚さ」には、「ほぼ同じ厚さ」を含むものである。

第２の構成要素１８Ｄは、第２の基台固定部１８Ｂを備え、基台１４の線膨張係数よりも高い線膨張係数を有する。第２の構成要素１８Ｄは、第１の構成要素１８Ｃの厚さよりも若干薄い厚さを有する。

第１の構成要素１８Ｃ及び第２の構成要素１８Ｄは、たとえば、接着剤で接着されて一体化される。第１の構成要素１８Ｃ及び第２の構成要素１８Ｄが一体化された第２の台板１８は、第２のプリズムブロック２２の台板設置面２２Ｓの形状におおよそ合致した外形形状を有する。

〈作用〉
本実施の形態のプリズムユニット１０Ａによれば、温度変化が生じた場合であっても、第１の接着部１６Ａの高さと第２の接着部１８Ａの高さとの関係を常に一定に保つことができる。

第１の台板１６及び第２の台板１８は、温度変化によって、厚さ方向にも膨張するが、第２の台板１８の第１の構成要素１８Ｃの線膨張係数と第１の台板１６の線膨張係数を合わせることにより、熱膨張による変形量を揃えることができる。これにより、温度変化が生じた場合であっても、第１の接着部１６Ａの高さと第２の接着部１８Ａの高さを常に一致できる。

そして、第１の接着部１６Ａの高さと第２の接着部１８Ａの高さを常に一致できることにより、接合面に沿う方向のストレスが、色分解プリズム１２の接合部にかかるのを防止できる。これにより、温度変化に対してより頑強な構成にできる。

なお、色分解プリズム１２がガラス製の場合、第１の台板１６及び第２の台板１８の第１の構成要素１８Ｃは、たとえば、セラミックスやチタンで構成できる。これにより、第１のプリズムブロック２０と第１の台板１６との接着部の剥離を有効に防止できる。また、第２のプリズムブロック２２と第２の台板１８の接着部の剥離を有効に防止できる。

《第３の実施の形態》
〈構成〉
図８は、本発明に係るプリズムユニットが組み込まれた投写型表示装置の概略構成を示す平面図である。

図８に示す投写型表示装置１００は、反射型ライトバルブを用いた投写型表示装置であり、主として、光源１０１と、リレーレンズ１０２と、全反射ミラー１０３と、フィールドレンズ１０４と、全反射プリズム１１２と、反射型ライトバルブ１０５と、投写レンズ１０６と、を備えて構成される。

光源１０１から出射された光は、リレーレンズ１０２を介して全反射ミラー１０３に入射する。そして、全反射ミラー１０３で全反射され、フィールドレンズ１０４を介して全反射プリズム１１２に入射する。

全反射プリズム１１２は、複合プリズムで構成され、単体のプリズムで構成される第１のプリズムブロック１２０と、同じく単体のプリズムで構成される第２のプリズムブロック１２２とを接合して構成される。第１のプリズムブロック１２０と第２のプリズムブロック１２２とは、空気層を介して接合される。全反射プリズム１１２に入射した光は、空気層の界面で全反射して反射型ライトバルブ１０５に入射する。

反射型ライトバルブ１０５は、像形成パネルの一例であり、パネル面である像形成面に入射する光の進行方向を制御して、光学像を形成する。

反射型ライトバルブ１０５からの反射光は、全反射プリズム１１２を透過後、投写レンズ１０６に入射し、スクリーンに照射される。これにより、反射型ライトバルブ１０５上の光学像が、スクリーン上に拡大投写される。

図９は、プリズムユニットの平面図である。また、図１０は、図９の１０−１０断面図である。

全反射プリズム１１２は、プリズムユニット１１０として投写型表示装置１００の装置本体１０７に組み付けられる。

プリズムユニット１１０は、全反射プリズム１１２と、全反射プリズム１１２を支持する基台１１４と、基台１１４に全反射プリズム１１２を取り付けるための第１の台板１１６及び第２の台板１１８と、を備えて構成される。

〔全反射プリズム〕
上記のように、全反射プリズム１１２は、複合プリズムであり、第１のプリズムブロック１２０と、第２のプリズムブロック１２２とを接合して構成される。

第１のプリズムブロック１２０と第２のプリズムブロック１２２は、反射型ライトバルブ１０５の像形成面の中心を通り、像形成面に垂直な線を光軸ＯＰとした場合に、その光軸を含む領域で空気層１２４が形成されるように接合される。接合は、スペーサ１２６を介して行われる。スペーサ１２６は、枠形状を有し、光軸ＯＰを含む領域以外の領域に配置される。

〔基台〕
基台１１４は、装置本体１０７の内部で全反射プリズム１１２を支持する部材として機能する。基台１１４は、一対の脚部１１４Ａ及びプリズム支持部１１４Ｂを備えて構成される。

一対の脚部１１４Ａは、基台１１４を装置本体１０７に固定するための部位である。各脚部１１４Ａは、Ｌ字形状を有し、それぞれ貫通穴で構成されるボルト挿通穴１１４ａを有する。基台１１４は、このボルト挿通穴１１４ａに基台固定ボルト１２８を通して、装置本体１０７にボルト止めされる。装置本体１０７は、基台１１４をボルト止めするための一対のボルト穴１０７Ａを有する。

プリズム支持部１１４Ｂは、全反射プリズム１１２を支持するための部位である。プリズム支持部１１４Ｂは、矩形の平板形状を有する。

基台１１４は、脚部１１４Ａが装置本体１０７にボルト止めされると、プリズム支持部１１４Ｂが投写レンズ１０６の光軸ＯＬと平行に配置される。なお、投写レンズ１０６の光軸ＯＬと光軸ＯＰは一致する。すなわち、投写レンズ１０６の光軸上に反射型ライトバルブ１０５が設置される。

〔第１の台板及び第２の台板〕
第１の台板１１６及び第２の台板１１８は、全反射プリズム１１２を基台１１４に取り付けるための部材である。第１の台板１１６は、全反射プリズム１１２の第１のプリズムブロック１２０に取り付けられる。第２の台板１１８は、全反射プリズム１１２の第２のプリズムブロック１２２に取り付けられる。

図１０は、基台に取り付けられた第１の台板及び第２の台板の平面図である。

第１の台板１１６は、平板形状を有し、平坦な第１のプリズム接着面１１６ａ、及び、平坦な第１の基台固定面１１６ｂを備えて構成される。

第２の台板１１８は、第１の台板１１６と同じ厚さの平板形状を有し、平坦な第２のプリズム接着面１１８ａ、及び、平坦な第２の基台固定面１１８ｂを備えて構成される。

第１の台板１１６の第１のプリズム接着面１１６ａには、全反射プリズム１１２の第１のプリズムブロック１２０を取り付けるための第１の接着部１１６Ａが備えられる。第１の接着部１１６Ａは、接着剤の塗布部として構成される。第１の台板１１６は、この第１の接着部１１６Ａに一定の厚さで接着剤を塗布して、第１のプリズムブロック１２０の台板設置面１２０Ｓに取り付けられる。これにより、第１のプリズムブロック１２０と第１の台板１１６とが一体化される。

第２の台板１１８の第２のプリズム接着面１１８ａには、全反射プリズム１１２の第２のプリズムブロック１２２を取り付けるための第２の接着部１１８Ａが備えられる。第２の接着部１１８Ａは、接着剤の塗布部として構成される。第２の台板１１８は、この第２の接着部１１８Ａに一定の厚さで接着剤を塗布して、第２のプリズムブロック１２２の台板１２２Ｓに取り付けられる。これにより、第２のプリズムブロック１２２と第２の台板１１８とが一体化される。

全反射プリズム１１２に取り付けられた第１の台板１１６及び第２の台板１１８は、その間に一定の隙間をもって全反射プリズム１１２に取り付けられる。

第１の台板１１６の第１の基台固定面１１６ｂには、第１の台板１１６を基台１１４に取り付けるための第１の基台固定部１１６Ｂが備えられる。第１の基台固定部１１６Ｂは、ボルト穴で構成される。

第２の台板１１８の第２の基台固定面１１８ｂには、第２の台板１１８を基台１１４に取り付けるための第２の基台固定部１１８Ｂが備えられる。この第２の基台固定部１１８Ｂは、ボルト穴で構成される。

基台１１４には、第１の台板１１６を取り付けるための第１の台板固定部１１４Ｃ、及び、第２の台板１１８を取り付けるための第２の台板固定部１１４Ｄが備えられる。第１の台板固定部１１４Ｃ及び第２の台板固定部１１４Ｄは、基台１１４のプリズム支持部１４Ｂに備えられ、それぞれ貫通穴で構成される。第１の台板１１６は、第１の台板固定部１１４Ｃに第１のボルト１３０を挿通して、第１の基台固定部１１６Ｂに螺合させることにより、基台１１４に固定される。また、第２の台板１１８は、第２の台板固定部１１４Ｄに第２のボルト１３２を挿通して、第２の基台固定部１１８Ｂに螺合させることにより、基台１１４に固定される。

〔各部の配置〕
第１の台板固定部１１４Ｃ及び第２の台板固定部１１４Ｄは、基台１１４を装置本体１０７に取り付けると、投写レンズ１０６の光軸ＯＬと平行な直線上に配置される。

また、第１の基台固定部１１６Ｂ、第２の基台固定部１１８Ｂ、第１の接着部１１６Ａ、及び、第２の接着部１１８Ａは、同一直線上に配置され、第１の台板１１６及び第２の台板１１８を基台１１４に取り付けると、第１の台板固定部１１４Ｃの中心と第２の台板固定部１１４Ｄの中心を通る直線上に配置される。

これにより、基台１１４を装置本体１０７に取り付けると、第１の台板固定部１１４Ｃ、第２の台板固定部１１４Ｄ、第１の基台固定部１１６Ｂ、第２の基台固定部１１８Ｂ、第１の接着部１１６Ａ、及び、第２の接着部１１８Ａの各部が、すべて投写レンズ１０６の光軸ＯＬと平行な一つの直線上に配置される。

また、第１の接着部１１６Ａは、第１の基台固定部１１６Ｂの同軸上に配置される。したがって、第１の台板１１６を基台１１４に取り付けると、第１の接着部１１６Ａ、第１の基台固定部１１６Ｂ、及び、第１の台板固定部１１４Ｃは、同軸上に配置される。

また、第２の接着部１１８Ａは、第１の台板固定部１１４Ｃと第２の台板固定部１１４Ｄとの間に配置される。これにより、温度変化によって基台１１４及び第２の台板１１８が膨張又は収縮した場合に、第１の台板固定部１１４Ｃに対する第２の台板固定部１１４Ｄの変位方向と、第２の基台固定部１１８Ｂに対する第２の接着部１１８Ａの変位方向とが互いに逆になる。これにより、温度変化を受けて、全反射プリズム１１２の第１のプリズムブロック１２０と第２のプリズムブロック１２２との接合部の間隔が拡縮するのを抑制でき、接合部が剥離するのを防止できる。

特に、本実施の形態のプリズムユニット１１０は、次の条件を満たすように構成される。すなわち、図３に示すように、基台１１４の線膨張係数をα、複合プリズムである全反射プリズム１１２の等価線膨張係数γ、第２の台板１１８の等価線膨張係数をβ、第１の台板固定部１１４Ｃと第２の台板固定部１１４Ｄとの間の距離をＬｍｍ、第２の基台固定部１１８Ｂと第２の接着部１１８Ａとの間の距離をＭｍｍ、プリズムユニット１０の２５℃から７０℃までの温度変化をΔＴ℃、とした場合に、α＜βかつ−４×１０^−４≦αＬΔＴ−βＭΔＴ−γ（Ｌ−Ｍ）△Ｔ≦４×１０^−４の関係を満たすように構成される。これにより、温度変化によって接合部の間隔が拡縮するのをより適切に防止でき、接合部が剥離するのを防止できる。

ここで、「α＜βかつ−４×１０^−４≦αＬΔＴ−βＭΔＴ−γ（Ｌ−Ｍ）△Ｔ≦４×１０^−４」という条件において、「αＬΔＴ−βＭΔＴ−γ（Ｌ−Ｍ）△Ｔ」は、温度変化を受けたときの第１のプリズムブロック１２０と第２のプリズムブロック１２２との接合部の間隔変化を表わしている。この間隔変化が、所定の許容範囲、すなわち、±４×１０^−４の範囲に収まるように、素材や各固定部、各接着部の配置を設定することにより、温度変化による第１のプリズムブロック１２０と第２のプリズムブロック１２２との接合部の剥離を防止できる。

間隔変化の許容範囲は、第１のプリズムブロック１２０と第２のプリズムブロック１２２との接合部の接合強度によって定まり、より好ましくは、±１×１０^−４であり、更に好ましくは、±５×１０^−５である。接合部の接合強度は、接合時に使用する接着剤の粘度や接着面積によって変化し、粘度の高い接着剤ほど接合強度は高くなり、また、接着面積が増えるほど接合強度は高くなる。

α＜βかつ−４×１０^−４≦αＬΔＴ−βＭΔＴ−γ（Ｌ−Ｍ）△Ｔ≦４×１０^−４の条件を満たすためには、第１の台板固定部１１４Ｃ、第２の台板固定部１１４Ｄ、第１の基台固定部１１６Ｂ、第２の基台固定部１１８Ｂ、第１の接着部１１６Ａ、及び、第２の接着部１１８Ａの各部の配置を調整するほか、基台１１４、第１の台板１１６及び第２の台板１１８を構成する素材を適宜選択して調整する。

基台１１４は、たとえば、アルミニウム合金で構成することができる。第１の台板１１６及び第２の台板１１８については、全反射プリズム１１２の線膨張係数と等しい線膨張係数を有する素材で構成することが好ましい。これにより、全反射プリズム１１２との接着部の剥離を効果的に防止できる。なお、ここでの「等しい」には、線膨張係数が完全に一致する場合の他、近似する範囲を含むものである。すなわち、「ほぼ等しい」範囲を含むものである。接着部の剥離を防止するという観点からは、ほぼ等しい線膨張係数を有していれば、有効に剥離を防止できるからである。ガラス製の色分解プリズムの場合、第１の台板１１６及び第２の台板１１８は、たとえば、セラミックスやチタンで構成することができる。また、装置本体１０７は、たとえば、アルミニウム合金で構成することができる。

〈作用〉
プリズムユニット１１０は、基台１１４、第１の台板１１６及び第２の台板１１８に熱変形が生じると、次のように作用する。すなわち、温度上昇によって基台１１４が膨張すると、第１の台板固定部１１４Ｃに対して第２の台板固定部１１４Ｄが離れる方向に変位する。この結果、第１の接着部１１６Ａに対して第２の接着部１１８Ａが離れる方向に変位する。一方、温度上昇によって第２の台板１１８が膨張すると、第２の台板固定部１１４Ｄに対して第２の接着部１１８Ａが離れる方向に変位する。この方向は基台１１４の膨張による第２の接着部１１８Ａの変位方向と逆方向であり、第１の接着部１１６Ａに近づく方向である。すなわち、温度変化が生じると、基台１１４の変位分を第２の台板１１８が打ち消すように変位するので、第１の接着部１１６Ａと第２の接着部１１８Ａとの間隔を常に一定に保つことができる。これにより、全反射プリズム１１２の第１のプリズムブロック１２０と第２のプリズムブロック１２２との間に働く力を相殺でき、第１のプリズムブロック１２０と第２のプリズムブロック１２２と接合部が剥離するのを防止できる。

また、本実施の形態のプリズムユニット１１０では、第１のプリズムブロック１２０と第２のプリズムブロック１２２の双方を支持するので安定した状態で全反射プリズム１１２を支持できる。

さらに、本実施の形態のプリズムユニット１１０では、第１の接着部１１６Ａ及び第２の接着部１１８Ａが近接して配置されるため、熱膨張の影響を最小限に抑えることができる。

なお、上記第２の実施の形態で説明したように、本実施の形態のプリズムユニット１１０においても、第２の台板１１８を第１の構成要素と第２の構成要素とで構成することができる。これにより、温度変化に対してより頑強な構成にすることができる。

《その他の実施の形態》
上記実施の形態では、本発明に係るプリズムユニットを三板式カメラ、投写型表示装置に組み込んだ場合を例に説明したが、本発明の適用は、これに限定されるものではない。また、本発明が適用されるプリズムについても、色分解プリズムや全反射プリズムに限定されるものではない。複数のプリズムを接合して構成される複合プリズムであれば、同様に適用できる。たとえば、色分解プリズムと同様の構成を有する色合成プリズムにも適用できる。特に、プリズム同士が空気層を介して接合される複合プリズムについては、本発明が有効に作用する。

なお、上記実施の形態では、空気層を介してプリズム同士を接合する際、枠形状のスペーサを使用しているが、スペーサの形状は、これに限定されるものではない。

図１１の（Ａ）部分、図１１の（Ｂ）部分は、それぞれスペーサの他の形態を示す図である（第１のプリズムブロックと第２のプリズムブロックとの接合部の断面図に相当）。

図１１の（Ａ）部分に示す形態は、スペーサ２６を４枚の矩形状の板片２６Ａで構成し、各板片２６Ａを接合面の四隅に配置する形態である。

図１１の（Ｂ）部分に示す形態は、スペーサ２６を４枚の長尺状の板片２６Ｂで構成し、各板片２６Ｂを接合面の４つの辺の中央に配置する形態である。

いずれの形態もスペーサ２６は、光軸ＯＰを含む領域以外の領域に配置される。これにより、光軸ＯＰを含む領域で空気層が形成されるように、第１のプリズムブロックと第２のプリズムブロックとが接合される。

また、上記実施の形態では、第１のプリズムブロックと第２のプリズムブロックとが空気層を介して接合される複合プリズムを例に説明したが、第１のプリズムブロックと第２のプリズムブロックとがギャップレス接合される複合プリズムについても本発明は適用できる。

《本発明の効果についての検証》
本発明の効果を確認するため、次の検証実験を行った。

図１に示す構成のプリズムユニットにおいて、第１の台板固定部１４Ｃと第２の台板固定部１４Ｄとの間の距離Ｌ、及び、第２の基台固定部１８Ｂと第２の接着部１８Ａとの間の距離Ｍを変えることにより、αＬΔＴ−βＭΔＴ−γ（Ｌ−Ｍ）△Ｔの条件を変え、それぞれについて所定の環境試験を行った。

環境試験は、恒温槽において、プリズムユニットを室温（２５℃）から７０℃まで３０分で加熱し、その後、７０℃の条件で2時間放置した後、３０分で室温（２５℃）まで冷やす操作を１サイクルとして、この操作を１サイクル行った。

プリズムユニットを構成する基台１４の材質はステンレス、第２の台板１８の材質はアルミ合金、色分解プリズム１２を構成するプリズムの材質は光学ガラスであるＢＫ７とした。

なお、ステンレスで構成される基台１４の線膨張係数αは、α＝１．７×１０^−５（指数表記：１．７Ｅ−５）、アルミ合金で構成される第２の台板１８の線膨張係数（等価線膨張係数）βは、β＝２．４×１０^−５（指数表記：２．４Ｅ−５）、光学ガラス（ＢＫ７）で構成される色分解プリズム１２の線膨張係数（等価線膨張係数）γはγ＝７．１×１０^−６（指数表記：７．１Ｅ−６）、である。したがって、α＜βの条件は満たされている。

また、接着剤については、エポキシ樹脂系接着剤を使用した。

αＬΔＴ−βＭΔＴ−γ（Ｌ−Ｍ）△Ｔの条件については、次の条件Ａ〜Ｋのように設定した。

条件Ａ：Ｌ＝１０．８ｍｍ、Ｍ＝７．０ｍｍ、（Ｌ−Ｍ）＝３．８ｍｍ
αＬΔＴ−βＭΔＴ−γ（Ｌ−Ｍ）△Ｔ＝−５．２×１０^−４
条件Ｂ：Ｌ＝１１．０ｍｍ、Ｍ＝７．０ｍｍ、（Ｌ−Ｍ）＝４．０ｍｍ
αＬΔＴ−βＭΔＴ−γ（Ｌ−Ｍ）△Ｔ＝−４．５×１０^−４
条件Ｃ：Ｌ＝１１．１ｍｍ、Ｍ＝７．０ｍｍ、（Ｌ−Ｍ）＝４．１ｍｍ
αＬΔＴ−βＭΔＴ−γ（Ｌ−Ｍ）△Ｔ＝−４．０×１０^−４
条件Ｄ：Ｌ＝１１．７ｍｍ、Ｍ＝７．０ｍｍ、（Ｌ−Ｍ）＝４．７ｍｍ
αＬΔＴ−βＭΔＴ−γ（Ｌ−Ｍ）△Ｔ＝−９．３×１０^−５
条件Ｅ：Ｌ＝１１．９ｍｍ、Ｍ＝７．０ｍｍ、（Ｌ−Ｍ）＝４．９ｍｍ
αＬΔＴ−βＭΔＴ−γ（Ｌ−Ｍ）△Ｔ＝−４．５×１０^−５
条件Ｆ：Ｌ＝１２．０ｍｍ、Ｍ＝７．０ｍｍ、（Ｌ−Ｍ）＝５．０ｍｍ
αＬΔＴ−βＭΔＴ−γ（Ｌ−Ｍ）△Ｔ＝−２．２×１０^−５
条件Ｇ：Ｌ＝１２．１ｍｍ、Ｍ＝７．０ｍｍ、（Ｌ−Ｍ）＝５．１ｍｍ
αＬΔＴ−βＭΔＴ−γ（Ｌ−Ｍ）△Ｔ＝−４．４×１０^−５
条件Ｈ：Ｌ＝１２．２ｍｍ、Ｍ＝７．０ｍｍ、（Ｌ−Ｍ）＝５．２ｍｍ
αＬΔＴ−βＭΔＴ−γ（Ｌ−Ｍ）△Ｔ＝−９．６×１０^−５
条件Ｉ：Ｌ＝１２．９ｍｍ、Ｍ＝７．０ｍｍ、（Ｌ−Ｍ）＝５．９ｍｍ
αＬΔＴ−βＭΔＴ−γ（Ｌ−Ｍ）△Ｔ＝−４．０×１０^−４
条件Ｊ：Ｌ＝１３．０ｍｍ、Ｍ＝７．０ｍｍ、（Ｌ−Ｍ）＝６．０ｍｍ
αＬΔＴ−βＭΔＴ−γ（Ｌ−Ｍ）△Ｔ＝−４．６×１０^−４
条件Ｋ：Ｌ＝１３．２ｍｍ、Ｍ＝７．０ｍｍ、（Ｌ−Ｍ）＝６．２ｍｍ
αＬΔＴ−βＭΔＴ−γ（Ｌ−Ｍ）△Ｔ＝−５．４×１０^−４
図１２は、効果についての検証実験の結果を示す表である。

同図に示すように、間隔変化であるαＬΔＴ−βＭΔＴ−γ（Ｌ−Ｍ）△Ｔの値が、±４×１０^−４の範囲に収まるように、プリズムユニットを設定することにより、温度変化に対して頑強な構成にできることが確認できる。

《実施例》
〈実施例１〉
図１に示す構成のプリズムユニットにおいて、基台１４の材質をステンレス、第２の台板１８の材質をアルミ合金、色分解プリズム１２を構成するプリズムの材質を光学ガラスであるＢＫ７とした場合、次の条件を満たすように、第１の台板固定部１４Ｃ、第２の台板固定部１４Ｄ、第２の基台固定部１８Ｂ、及び、第２の接着部１８Ａを設定することにより、第１のプリズムブロック２０と第２のプリズムブロック２２との間の接合部の剥離を防止できる。すなわち、第１の台板固定部１４Ｃと第２の台板固定部１４Ｄとの間の距離をＬ、第２の基台固定部１８Ｂと第２の接着部１８Ａとの間の距離をＭとした場合、Ｌ＝１２ｍｍ、Ｍ＝７．０３ｍｍとなるように、第１の台板固定部１４Ｃ、第２の台板固定部１４Ｄ、第２の基台固定部１８Ｂ、及び、第２の接着部１８Ａを設定する。

これにより、α＜βかつ−４×１０^−４≦αＬΔＴ−βＭΔＴ−γ（Ｌ−Ｍ）△Ｔ≦４×１０^−４の条件を満たすことができ、温度変化によって、第１のプリズムブロック２０と第２のプリズムブロック２２との間の接合部が剥離するのを防止できる。

すなわち、基台１４の材質をステンレス、第２の台板１８の材質をアルミ合金、色分解プリズム１２を構成するプリズムの材質を光学ガラスであるＢＫ７とした場合、基台１４（ステンレス）の線膨張係数αは、α＝１．７×１０^−５、第２の台板１８（アルミ合金）の線膨張係数（等価線膨張係数）βはβ＝２．４×１０^−５、色分解プリズム１２（光学ガラス（ＢＫ７））の線膨張係数（等価線膨張係数）γはγ＝７．１×１０^−６となる。したがって、α＜βの条件が満たされる。

第１の台板固定部１４Ｃと第２の台板固定部１４Ｄとの間の距離ＬをＬ＝１２ｍｍ、第２の基台固定部１８Ｂと第２の接着部１８Ａとの間の距離ＭをＭ＝７．０３ｍｍとし、温度変化ΔＴを４５℃（２５℃から７０℃）とすると、αＬΔＴ−βＭΔＴ−γ（Ｌ−Ｍ）△Ｔ＝−３．１×１０^−７となり、−４×１０^−４≦αＬΔＴ−βＭΔＴ−γ（Ｌ−Ｍ）△Ｔ≦４×１０^−４の条件も満たされる（更に好ましいとされる条件（±５×１０^−５）も満たされる。）。

したがって、図１に示す構成のプリズムユニットにおいて、基台１４の材質をステンレス、第２の台板１８の材質をアルミ合金、色分解プリズム１２を構成するプリズムの材質を光学ガラスであるＢＫ７とした場合、Ｌ＝１２ｍｍ、Ｍ＝７．０３ｍｍとなるように、第１の台板固定部１４Ｃ、第２の台板固定部１４Ｄ、第２の基台固定部１８Ｂ、及び、第２の接着部１８Ａを設定することにより、温度変化によって、第１のプリズムブロック２０と第２のプリズムブロック２２との間の接合部が剥離するのを防止できる。

なお、本実施例は、上記検証実験の条件Ｆに該当する。上記検証実験の結果から本実施例のプリズムユニットが、温度変化に対して頑強な構成であることが確認できる。

〈実施例２〉
図１に示す構成のプリズムユニットにおいて、基台１４の材質をチタン、第２の台板１８の材質をステンレス、色分解プリズム１２を構成するプリズムの材質を光学ガラスであるＢＫ７とした場合、次の条件を満たすように、第１の台板固定部１４Ｃ、第２の台板固定部１４Ｄ、第２の基台固定部１８Ｂ、及び、第２の接着部１８Ａを設定することにより、第１のプリズムブロック２０と第２のプリズムブロック２２との間の接合部の剥離を防止できる。すなわち、第１の台板固定部１４Ｃと第２の台板固定部１４Ｄとの間の距離をＬ、第２の基台固定部１８Ｂと第２の接着部１８Ａとの間の距離をＭとした場合、Ｌ＝１２ｍｍ、Ｍ＝１．５８ｍｍとなるように、第１の台板固定部１４Ｃ、第２の台板固定部１４Ｄ、第２の基台固定部１８Ｂ、及び、第２の接着部１８Ａを設定する。

これにより、α＜βかつ−４×１０^−４≦αＬΔＴ−βＭΔＴ−γ（Ｌ−Ｍ）△Ｔ≦４×１０^−４の条件を満たすことができ、温度変化によって、第１のプリズムブロック２０と第２のプリズムブロック２２との間の接合部が剥離するのを防止できる。

すなわち、基台１４の材質をチタン、第２の台板１８の材質をステンレス、色分解プリズム１２を構成するプリズムの材質を光学ガラスであるＢＫ７とした場合、基台１４（チタン）の線膨張係数αは、α＝８．４×１０^−６、第２の台板１８（ステンレス）の線膨張係数（等価線膨張係数）βはβ＝１．７×１０^−５、色分解プリズム１２（光学ガラス（ＢＫ７））の線膨張係数（等価線膨張係数）γはγ＝７．１×１０^−６となる。したがって、α＜βの条件が満たされる。

第１の台板固定部１４Ｃと第２の台板固定部１４Ｄとの間の距離ＬをＬ＝１２ｍｍ、第２の基台固定部１８Ｂと第２の接着部１８Ａとの間の距離ＭをＭ＝１．５８ｍｍとし、温度変化ΔＴを４５℃（２５℃から７０℃）とすると、αＬΔＴ−βＭΔＴ−γ（Ｌ−Ｍ）△Ｔ＝−１．９×１０^−６となり、−４×１０^−４≦αＬΔＴ−βＭΔＴ−γ（Ｌ−Ｍ）△Ｔ≦４×１０^−４の条件も満たされる（更に好ましいとされる条件（±５×１０^−５）も満たされる。）。

したがって、図１に示す構成のプリズムユニットにおいて、基台１４の材質をチタン、第２の台板１８の材質をステンレス、色分解プリズム１２を構成するプリズムの材質を光学ガラスであるＢＫ７とした場合、Ｌ＝１２ｍｍ、Ｍ＝１．５８ｍｍとなるように、第１の台板固定部１４Ｃ、第２の台板固定部１４Ｄ、第２の基台固定部１８Ｂ、及び、第２の接着部１８Ａを設定することにより、温度変化によって、第１のプリズムブロック２０と第２のプリズムブロック２２との間の接合部が剥離するのを防止できる。

《比較例》
〈比較例１〉
ステンレス製の台板の上に図１に示す構成の色分解プリズム１２（複合プリズム）を２カ所で接着した場合の第１のプリズムブロック２０と第２のプリズムブロック２２との接合部の間隔変化は、次のようになる。

（Ε−γ）ＤΔＴ＝０.００５３４６
ここで、Εは、ステンレス製の台板の線膨張係数であり、γ＝１．７×１０^−５である。また、γは、色分解プリズム１２の線膨張係数であり、γ＝７．１×１０^−６である。また、Ｄは、接着部の間の距離であり、Ｄ＝１２ｍｍである。また、ΔＴは、２５℃から７０℃の温度変化であり、ΔＴ＝４５℃である。

この場合、第１のプリズムブロック２０と第２のプリズムブロック２２との接合部の間隔変化の許容範囲である±４×１０^−４を超え、接合部に剥離が生じ得る。

〈比較例２〉
アルミ製の台板の上に図１に示す構成の色分解プリズム１２（複合プリズム）を２カ所で接着した場合の第１のプリズムブロック２０と第２のプリズムブロック２２との接合部の間隔変化は、次のようになる。

（Ζ−γ）ＤΔＴ＝０.００９１２６
ここで、Ζは、アルミ合金製の台板の線膨張係数であり、Ζ＝２．４×１０^−５である。また、γは、色分解プリズム１２の線膨張係数であり、γ＝７．１×１０^−６である。また、Ｄは、接着部の間の距離であり、Ｄ＝１２ｍｍである。また、ΔＴは、２５℃から７０℃の温度変化であり、ΔＴ＝４５℃である。

この場合も第１のプリズムブロック２０と第２のプリズムブロック２２との接合部の間隔変化の許容範囲である±４×１０^−４を超え、接合部に剥離が生じ得る。

〈比較例３〉
チタン製の台板の上に図１に示す構成の色分解プリズム１２（複合プリズム）を２カ所で接着した場合の第１のプリズムブロック２０と第２のプリズムブロック２２との接合部の間隔変化は、次のようになる。

（Η−γ）ＤΔＴ＝０.０００７０２
ここで、Ηは、チタン製の台板の線膨張係数であり、Η＝α＝８．４×１０^−６である。また、γは、色分解プリズム１２の線膨張係数であり、γ＝７．１×１０^−６である。また、Ｄは、接着部の間の距離であり、Ｄ＝１２ｍｍである。また、ΔＴは、２５℃から７０℃の温度変化であり、ΔＴ＝４５℃である。

この場合も第１のプリズムブロック２０と第２のプリズムブロック２２との接合部の間隔変化の許容範囲である±４×１０^−４を超え、接合部に剥離が生じ得る。

以上のように、１つの台板に複合プリズムを接着すると、温度変化によって、プリズムの接合部に剥離が生じ得るが、本発明を採用することにより、これを有効に防止できる。

１…三板式カメラ、２…カメラ本体２、２Ａ…ボルト穴、３Ｒ、３Ｇ、３Ｂ…撮像素子、３ｒ、３ｇ、３ｂ…受光面、４…レンズマウント、１０…プリズムユニット、１０Ａ…プリズムユニット、１２…色分解プリズム、１４…基台、１４Ａ…脚部、１４ａ…ボルト挿通穴、１４Ｂ…プリズム支持部、１４Ｃ…第１の台板固定部、１４Ｄ…第２の台板固定部、１６…第１の台板、１６Ａ…第１の接着部、１６Ｂ…第１の基台固定部、１６ａ…第１のプリズム接着面、１６ｂ…第１の基台固定面、１８…第２の台板、１８Ａ…第２の接着部、１８Ｂ…第２の基台固定部、１８Ｃ…第１の構成要素、１８Ｄ…第２の構成要素、１８ａ…第２のプリズム接着面、１８ｂ…第２の基台固定面、２０…第１のプリズムブロック、２０Ｓ…台板設置面、２０ａ…撮影光入射面、２０ｂ…青色光反射面、２０ｃ…青色光出射面、２２…第２のプリズムブロック、２２Ａ…プリズム、２２Ｂ…プリズム、２２Ｓ…台板設置面、２２ａ…入射面、２２ｂ…赤色光反射面、２２ｃ…赤色光出射面、２２ｄ…緑色光出射面、２４…空気層、２６…スペーサ、２６Ａ…板片、２６Ｂ…板片、２８…基台固定ボルト、３０…第１のボルト、３２…第２のボルト、１００…投写型表示装置、１０１…光源、１０２…リレーレンズ、１０３…全反射ミラー、１０４…フィールドレンズ、１０５…反射型ライトバルブ、１０６…投写レンズ、１０７…装置本体、１０７Ａ…ボルト穴、１１０…プリズムユニット、１１２…全反射プリズム、１１４…基台、１１４Ａ…脚部、１１４Ｂ…プリズム支持部、１１４Ｃ…第１の台板固定部、１１４Ｄ…第２の台板固定部、１１４ａ…ボルト挿通穴、１１６…第１の台板、１１６Ａ…第１の接着部、１１６Ｂ…第１の基台固定部、１１６ａ…第１のプリズム接着面、１１６ｂ…第１の基台固定面、１１８…第２の台板、１１８Ａ…第２の接着部、１１８Ｂ…第２の基台固定部、１１８ａ…第２のプリズム接着面、１１８ｂ…第２の基台固定面、１２０…第１のプリズムブロック、１２０Ｓ…台板設置面、１２２…第２のプリズムブロック、１２２Ｓ…台板設置面、１２４…空気層、１２６…スペーサ、１２８…基台固定ボルト、１３０…第１のボルト、１３２…第２のボルト、ＯＬ…撮影レンズの光軸、ＯＰ…光軸

Claims (9)

1. 少なくとも１つのプリズムで構成される第１のプリズムブロックと、少なくとも１つのプリズムで構成される第２のプリズムブロックとを接合して構成される複合プリズムと、
   第１の接着部及び第１の基台固定部を備え、前記第１の接着部に前記第１のプリズムブロックが接着される第１の台板と、
   第２の接着部及び第２の基台固定部を備え、前記第２の接着部に前記第２のプリズムブロックが接着される第２の台板と、
   第１の台板固定部及び第２の台板固定部を備え、前記第１の台板固定部に前記第１の台板の前記第１の基台固定部が固定され、かつ、前記第２の台板固定部に前記第２の台板の前記第２の基台固定部が固定される基台と、
   を備え、前記第２の接着部が前記第１の台板固定部と前記第２の台板固定部との間に配置され、温度変化によって前記基台及び前記第２の台板が膨張又は収縮した場合に、前記第１の台板固定部に対する前記第２の台板固定部の変位方向と、前記第２の基台固定部に対する前記第２の接着部の変位方向とが互いに逆になるプリズムユニット。
2. 前記基台の線膨張係数をα、前記第２の台板の等価線膨張係数をβ、前記複合プリズムの等価線膨張係数をγ、前記第１の台板固定部と前記第２の台板固定部との間の距離をＬｍｍ、前記第２の基台固定部と前記第２の接着部との間の距離をＭｍｍ、プリズムユニットの２５℃から７０℃までの温度変化をΔＴ℃、とした場合に、
   α＜β かつ −４×１０^−４≦αＬΔＴ−βＭΔＴ−γ（Ｌ−Ｍ）△Ｔ≦４×１０^−４
   の関係を満たす、
   請求項１に記載のプリズムユニット。
3. 前記第１の台板は、前記第１のプリズムブロックの線膨張係数と等しい線膨張係数を有する、
   請求項１又は２に記載のプリズムユニット。
4. 前記第２の台板は、
   前記第２の接着部を備え、前記第１の台板の線膨張係数と等しい線膨張係数を有する第１の構成要素と、
   前記第２の基台固定部を備え、前記基台の線膨張係数よりも高い線膨張係数を有する第２の構成要素と、
   を接合して構成される、
   請求項１から３のいずれか１項に記載のプリズムユニット。
5. 前記第１の接着部の中心と前記第１の基台固定部の中心の位置のずれが±５ｍｍ以内である、
   請求項１から４のいずれか１項に記載のプリズムユニット。
6. 前記第１の基台固定部は、ボルト穴で構成され、前記第１の台板は、前記基台の前記第１の台板固定部に第１のボルトで固定され、
   前記第２の基台固定部は、ボルト穴で構成され、前記第２の台板は、前記基台の前記第２の台板固定部に第２のボルトで固定される、
   請求項１から５のいずれか１項に記載のプリズムユニット。
7. 前記複合プリズムに隣接する像形成パネルのパネル面の中心を通り、前記パネル面に垂直な線を光軸とした場合に、前記複合プリズムは、前記第１のプリズムブロックと前記第２のプリズムブロックとが、前記光軸を含む領域で空気層を形成して接合される、
   請求項１から６のいずれか１項に記載のプリズムユニット。
8. 前記複合プリズムは、１つのプリズムで構成される前記第１のプリズムブロックと、２つのプリズムを接合して構成される前記第２のプリズムブロックとが、前記光軸を含む領域で空気層を形成して接合される色分解又は色合成プリズムである、
   請求項７に記載のプリズムユニット。
9. 前記複合プリズムは、前記第１のプリズムブロックと前記第２のプリズムブロックとが、前記光軸を含む領域以外の領域でスペーサを介して接合される、
   請求項７又は８に記載のプリズムユニット。

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