WO2016035710A1 - プリズムユニット及びプロジェクター - Google Patents

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WO2016035710A1
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prism
layer
adhesive
sio
fixing member
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Inventor
洋 平澤
大典 芳賀
浩滋 高原
Original Assignee
コニカミノルタ株式会社
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    • G02B1/00—Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
    • G02B1/10—Optical coatings produced by application to, or surface treatment of, optical elements
    • G02B1/11—Anti-reflection coatings
    • G02B1/113—Anti-reflection coatings using inorganic layer materials only
    • G02B1/115—Multilayers
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
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    • G—PHYSICS
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    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B21/00—Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
    • G03B21/14—Details

Definitions

  • the present invention relates to a prism unit and a projector, for example, a prism unit having a structure in which an image display element (liquid crystal panel, digital micromirror device, etc.) and a prism (color separation / synthesis prism, etc.) are integrated. And a projector including the prism unit.
  • a prism unit having a structure in which an image display element (liquid crystal panel, digital micromirror device, etc.) and a prism (color separation / synthesis prism, etc.) are integrated.
  • a projector including the prism unit.
  • JP 2006-3826 A Japanese Patent Laid-Open No. 10-31425
  • the prism surface to which the adhesive is applied is usually provided with an antireflection coating so that light coming from the image display element is not reflected.
  • an antireflection coating In order to effectively suppress reflection with the antireflection coating, it is preferable to form the outermost surface of the antireflection coating with a fluorine compound (fluorine-based coating) having the lowest refractive index among generally usable coating materials. .
  • fluorine compound fluorine-based coating
  • adhesion cannot be performed well or the adhesive force varies. If an anti-reflection coating is not applied to the part to which the adhesive is applied, it is possible to obtain a stable adhesive force.
  • the present invention has been made in view of such a situation, and an object thereof is to provide a prism unit having a strong and stable adhesive force on a coated prism surface while maintaining high optical performance, and the prism unit.
  • an object thereof is to provide a prism unit having a strong and stable adhesive force on a coated prism surface while maintaining high optical performance, and the prism unit.
  • a prism unit according to a first aspect of the present invention is a prism unit having a structure in which a prism is provided on the surface of the prism and the prism is fixed with an adhesive via the coat.
  • the outermost surface of the coat is composed of an SiO 2 layer.
  • the prism unit of the second invention is a prism unit having a structure in which an image display element and a prism are integrated by a fixing member, The image display element is directly or indirectly fixed to the fixing member, A coating is provided on the surface of the prism, The outermost surface of the coat consists of a SiO 2 layer, The prism and the fixing member are fixed by an adhesive provided between the SiO 2 layer and the fixing member.
  • the prism unit according to a third aspect is characterized in that, in the first or second aspect, the coating is an anti-reflection coating, and an MgF 2 layer is provided so as to be in contact with the back surface of the SiO 2 layer.
  • a prism unit according to a fourth invention is characterized in that, in any one of the first to third inventions, the thickness of the SiO 2 layer is 5 to 30 nm.
  • the prism unit according to a fifth aspect of the present invention is the prism unit according to any one of the first to fourth aspects, wherein the SiO 2 layer is provided in an adhesive range by the adhesive or in the entire range of the coat. To do.
  • a prism unit according to a sixth invention is characterized in that, in any one of the first to fifth inventions, a primer is provided between the SiO 2 layer and the adhesive.
  • a projector according to a seventh aspect is characterized by including the prism unit according to any one of the first to sixth aspects.
  • the outermost surface of the coat is composed of the SiO 2 layer, it is possible to realize a prism unit having a strong and strong adhesive force on the coated prism surface while maintaining high optical performance.
  • a strong and stable adhesive effect can be obtained.
  • the positional relationship between the prism and the image display element can be maintained with high accuracy and stability, it is possible to perform high-quality image projection by providing the prism unit in the projector.
  • the SiO 2 layer in the bonding range of the adhesive or the entire range of the coat, it becomes possible to cope with the change of the bonding position due to the difference in model without changing the coat holder.
  • the disassembled perspective view which shows embodiment of the prism unit of FIG. FIG. 4 is a sectional view taken along line S-S ′ of FIG. 3.
  • the expanded sectional view which shows one form (comparative example) for the comparison of a prism unit typically.
  • the expanded sectional view which shows typically one Embodiment (Example) of a prism unit.
  • FIG. 1 shows an embodiment of a projector PJ in which a holding mechanism for the image display element 4 is mounted on the prism unit PU.
  • a projector PJ shown in FIG. 1 includes a light source 1, an illumination optical system 2, a prism 3, an image display element 4, a projection lens 5, and the like. That is, the image display element 4 that displays an image, the light source 1, the illumination optical system 2 that guides the light from the light source 1 to the image display element 4, and the image displayed on the image display element 4 are enlarged and projected onto the screen.
  • a projection lens 5 is a projection lens 5.
  • the illumination optical system 2 includes a rod integrator, a relay optical system, a folding mirror, and the like.
  • the prism 3 includes a TIR prism that separates illumination light and projection light, and RGB (red, green, blue) colors. And a color prism (color separation / combination prism) for separating and synthesizing.
  • the image display element 4 is an image modulation element (for example, a digital micromirror device) that modulates light to generate an image, and the projection lens 5 enlarges the image displayed on the image display element 4 on the screen surface.
  • the projector is configured to project (AX: optical axis). That is, the image light formed by the image display element 4 is projected toward the screen surface by the projection lens 5.
  • the prism unit PU is a unit in which three image display elements 4 corresponding to each color of RGB and the prism 3 are integrated, and for the integration, a holding mechanism for holding each image display element 4 in the prism 3.
  • Three sets of HK are used.
  • Each holding mechanism HK is fixed to the prism 3 with an adhesive by a first fixing member A1 (FIG. 3), fixed to the first fixing member A1 with a screw 9, and the image display element 4 is indirectly fixed.
  • the second fixing member B1 (FIGS. 2 and 3) is provided on the upper side and the lower side of the prism 3.
  • screw holes Ah provided in the first fixing member A1 and through holes Bh provided in the second fixing member B1 are used for fixing with the screws 9. .
  • the prism 3 is a joined part of a plurality of glass prisms, and a first fixing member A1 that is a mechanical part is fixed to the glass surface of the color prism portion with an adhesive (FIG. 3).
  • the image display element 4 is fixed to the third fixing member C1 with an adhesive (FIGS. 2 and 3), and the third fixing member C1 is fixed to the second fixing member B1 with the fastener 11 through the pin 10 ( 2 and 3). That is, the fastener 11 fixes the pin 10 of the second fixing member B1 and the third fixing member C1 with the UV adhesive.
  • the image display element 4 is fixed to the second fixing member B1 indirectly through the third fixing member C1, but for simplicity, the image display element 4 is bonded to the second fixing member B1. It may be fixed directly with.
  • the holding mechanism HK of the image display element 4 includes the first fixing member A1 (FIG. 3) to which the prism 3 is attached with an adhesive and the third fixing member to which the image display element 4 is attached with an adhesive.
  • C1 (FIGS. 2 and 3) and a second fixing member B1 (FIGS. 2 and 3) fixed to the first and third fixing members A1 and C1 with screws 9 and fasteners 11, respectively.
  • C1 (FIGS. 2 and 3)
  • B1 FIGS. 2 and 3
  • the alignment of the images of each color becomes important. Even if the alignment is performed accurately, shrinkage of the adhesive or the like occurs during fixing, and the adhesive is often fixed and fixed at a shifted position. If all the parts connecting the prism 3 and the image display element 4 are fixed with an adhesive, the positional relationship between the prism 3 and the image display element 4 cannot be finely adjusted later.
  • the second fixing member B ⁇ b> 1 is used as a component that connects the prism 3 and the image display element 4 with screws 9 and fasteners 11. Further, even if the image display element 4 has a problem and needs to be replaced, the image display element 4 can be removed together with the third fixing member C1 so that the replacement can be easily performed.
  • FIG. 4 shows a cross-sectional structure of the principal part of the prism unit PU (cross-sectional structure taken along line S-S ′ in FIG. 3).
  • the prism unit PU has a structure in which the image display element 4 is indirectly fixed to the first fixing member A1, and the image display element 4 and the prism 3 are integrated by the first fixing member A1.
  • the surface of the prism 3 is provided with an antireflection coating AR, and the prism 3 is fixed by an adhesive AD (for example, an epoxy adhesive) through the antireflection coating AR. That is, the prism 3 and the first fixing member A1 are fixed by the adhesive AD provided between the antireflection coating AR and the first fixing member A1.
  • an adhesive AD for example, an epoxy adhesive
  • FIG. 5 schematically shows an embodiment for comparison of the prism unit PU
  • FIG. 6 schematically shows an embodiment of the prism unit PU.
  • the antireflection coating AR0 shown in FIG. 5 corresponds to the antireflection coating AR in FIG. 4, and the outermost surface is composed of an MgF 2 layer Lf (fluorine-based coating).
  • MgF 2 layer Lf fluorine-based coating
  • a reduction in adhesive force and variations occur in the adhesive AD that bonds the prism 3 and the first fixing member A1.
  • the adhesive AD fixing the first fixing member A1 includes the mass of the substrate (third fixing member C1) of the image display element 4, vibration during operation / transportation, drop impact during transportation, and transportation. Sometimes it is necessary to endure the impact when the prism unit PU is hit. For this reason, an adhesive force that can withstand a considerable load is required for the adhesive AD. For example, if the adhesive is fixed on the fluorine-based coat with an epoxy adhesive, the first fixing member is caused by a variation in the adhesive force. There arises a problem that A1 peels off.
  • the antireflection coating AR1 (corresponding to the antireflection coating AR in FIG. 4) shown in FIG. 6 has an outermost surface composed of an SiO 2 layer (silicon dioxide coating) Ls, and the SiO 2 layer Ls
  • the prism 3 and the first fixing member A1 are fixed by an adhesive AD provided between the first fixing member A1.
  • the outermost surface of the antireflection coating AR1 is composed of the SiO 2 layer Ls, it is possible to realize a prism unit PU having a strong and stable adhesive force on the coated prism surface while maintaining high optical performance (antireflection performance). it can.
  • the SiO 2 layer Ls is provided on the surface of the antireflection coating AR0.
  • the MgF 2 layer (magnesium fluoride coat) Lf is provided in contact with the back surface of the SiO 2 layer Ls.
  • the antireflection coating AR1 is formed by forming the SiO 2 layer Ls on the conventional antireflection coating AR0 whose outermost surface is composed of the MgF 2 layer Lf, the coating characteristics change. That is, a decrease in the antireflection effect of the antireflection coating AR1, a decrease in brightness of the projector PJ, a change in chromaticity value, and the like are caused. Therefore, the film thicknesses of the MgF 2 layer Lf and the SiO 2 layer Ls are finely adjusted so that the same coating characteristics as the antireflection coating AR0 can be obtained with the antireflection coating AR1 (that is, before and after the formation of the SiO 2 layer Ls).
  • the film thickness of the MgF 2 layer Lf and the like it is preferable to control the film thickness of the MgF 2 layer Lf and the like.
  • the MgF 2 layer Lf is formed so as to have a thin film thickness, and then the SiO 2 layer Ls is formed to have a balanced two-layer structure as the low refractive index layer.
  • the two-layer structure of the low refractive index layer having the outermost surface composed of the SiO 2 layer Ls has a high adhesive effect as described above even when it is used in a prism unit having a dielectric multilayer film other than the antireflection coating AR1. And optical performance can be obtained.
  • the film thickness of the SiO 2 layer Ls is preferably 5 to 30 nm. If the film thickness of the SiO 2 layer Ls is less than 5 nm, it becomes difficult to control the film thickness when forming the SiO 2 layer Ls, and the film thickness becomes unstable, so that thick and thin areas are formed in the SiO 2 layer Ls. It becomes easy to be done. When the film thickness of the SiO 2 layer Ls exceeds 30 nm, it tends to cause a decrease in optical characteristics (for example, an increase in reflectance as an antireflection film). Therefore, if the film thickness of the SiO 2 layer Ls is set to 5 to 30 nm, it is possible to achieve a high balance between high optical performance and strong and stable adhesion on the prism surface.
  • the SiO 2 layer Ls is preferably provided in the adhesion range by the adhesive AD or the entire range of the antireflection coating AR1.
  • the SiO 2 layer Ls is preferably provided in the adhesion range of the adhesive AD or in the entire range of the antireflection coating AR1.
  • a primer Pr for example, a silane coupling agent
  • the adhesive AD is directly applied to the outermost SiO 2 layer Ls, the adhesive force is improved to some extent, but the actual product of the antireflection coating AR may require further adhesive force. Therefore, it is preferable to apply the adhesive AD after applying a primer Pr on the SiO 2 layer Ls, with primers Pr between the adhesive AD and SiO 2 layer Ls, more strong and stable adhesion Can be obtained.
  • Table 1 shows a prism unit PU having a reflection preventing coating AR0 on the surface of a glass prism 3 (substrate material: BK7) (Comparative Example, FIG. 5) and a prism unit PU having an reflection preventing coating AR1 (Example, FIG. Each film configuration of 6) is shown.
  • the outermost surface of the coat consists of an MgF 2 layer (fourth layer), and in the example, the outermost surface of the coat consists of an SiO 2 layer (fifth layer).
  • the film thickness of the coat is 15 ⁇ m (target value at the time of coating), and in the embodiment, the film thickness of the MgF 2 layer Lf is adjusted with the addition of the SiO 2 layer Ls.
  • Table 2 shows the measurement results (T-type peeling) of the adhesive strength of the comparative example and the example with and without the primer Pr.
  • Adhesive AD used was MILBOND Type2 (epoxy adhesive, manufacturer: Summers optical)
  • Adhesive AD thickness was 0.4mm (manufacturer recommended value)
  • primer Pr used was Olga Chicks PC-620 (manufacturer: Matsumoto Fine Chemical) ).
  • the antireflection coating AR1 with the SiO 2 layer Ls is more effective than the antireflection coating AR0 without the SiO 2 layer Ls (Comparative Example, FIG. 5) for each of those with and without the primer Pr. It can be seen that the example, FIG.
  • the spectral reflectance of an Example and a comparative example is shown. From the graph of FIG. 7, the reflectance characteristics of the antireflection coating AR0 without the SiO 2 layer Ls (Comparative Example, FIG. 5) and the antireflection coating AR1 with the SiO 2 layer Ls (Example, FIG. 6) are almost the same. It can be seen that the same antireflection effect can be obtained without change.

Abstract

　プリズムユニットは、プリズムの表面にコートを有し、そのコートを介してプリズムが接着剤で固定された構造を有するプリズムユニットであって、コートの最表面がＳｉＯ2層からなっている。

Description

プリズムユニット及びプロジェクター
　本発明はプリズムユニット及びプロジェクターに関するものであり、例えば、画像表示素子（液晶パネル，デジタル・マイクロミラー・デバイス等）とプリズム（色分解合成プリズム等）とが一体化された構造を有するプリズムユニットと、そのプリズムユニットを備えたプロジェクターと、に関するものである。
　近年、液晶パネルやデジタル・マイクロミラー・デバイス等の画像表示素子で形成された画像光をスクリーンに投射することによって、スクリーン上に拡大画像を投射するプロジェクターが普及してきている。そのプロジェクターに内蔵されている画像表示素子と色分解・色合成用のプリズムとの一体化には、接着剤が用いられることが多い。例えば、画像表示素子が固定された部材をプリズムに接着した場合（例えば、特許文献１参照。）、接着力にバラツキがあると、熱や衝撃等の負荷を受けたときに部材が剥がれてしまうことがある。そのように接着力にバラツキが生じる原因の１つとして、プリズム表面に設けられた反射防止コートが挙げられる（例えば、特許文献２参照。）。
特開２００６－３８２６号公報 特開平１０－３１４２５号公報
　接着剤が塗布されるプリズム表面には、画像表示素子から来る光が反射しないように、反射防止コートが通常施される。反射防止コートで効果的に反射を抑えるには、一般的に使用できるコート材料の中で一番屈折率の低いフッ素化合物（フッ素系コート）で、反射防止コートの最表面を構成するのが好ましい。しかし、反射防止コートの表面がフッ素系コートからなる場合、うまく接着できなかったり接着力にバラツキが生じたりしてしまうのが一般的である。接着剤が塗布される部分に反射防止コートを施さなければ、安定した接着力を得ることは可能である。しかし、そのようにすると部材の形状が変わるたびに接着位置や接着面積が変わってしまうため、コートホルダーを機種ごとに作製する必要が生じて費用かかかってしまう。したがって、プリズム全面に反射防止コートを施すことができれば、コートホルダーを機種ごとに作製する必要がなくなるため、コスト面のメリットがある。
　本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであって、その目的は、高い光学性能を保持しながら、コートされたプリズム表面での接着力が強く安定したプリズムユニットと、それを備えたプロジェクターを提供することにある。
　上記目的を達成するために、第１の発明のプリズムユニットは、プリズムの表面にコートを有し、そのコートを介して前記プリズムが接着剤で固定された構造を有するプリズムユニットであって、
　前記コートの最表面がＳｉＯ2層からなることを特徴とする。
　第２の発明のプリズムユニットは、画像表示素子とプリズムとが固定部材で一体化された構造を有するプリズムユニットであって、
　前記固定部材には前記画像表示素子が直接的又は間接的に固定されており、
　前記プリズムの表面にはコートが設けられており、
　前記コートの最表面がＳｉＯ2層からなり、
　前記ＳｉＯ2層と前記固定部材との間に設けられた接着剤で前記プリズムと前記固定部材とが固定されていることを特徴とする。
　第３の発明のプリズムユニットは、上記第１又は第２の発明において、前記コートが反射防止コートであり、前記ＳｉＯ2層の裏面に接するようにしてＭｇＦ2層が設けられていることを特徴とする。
　第４の発明のプリズムユニットは、上記第１～第３のいずれか１つの発明において、前記ＳｉＯ2層の膜厚が５～３０ｎｍであることを特徴とする。
　第５の発明のプリズムユニットは、上記第１～第４のいずれか１つの発明において、前記ＳｉＯ2層が、前記接着剤による接着範囲又は前記コートの全範囲に設けられていることを特徴とする。
　第６の発明のプリズムユニットは、上記第１～第５のいずれか１つの発明において、前記ＳｉＯ2層と前記接着剤との間にプライマーが設けられていることを特徴とする。
　第７の発明のプロジェクターは、上記第１～第６のいずれか１つの発明に係るプリズムユニットを備えたことを特徴とする。
　本発明によれば、コートの最表面がＳｉＯ2層からなっているため、高い光学性能を保持しながら、コートされたプリズム表面での接着力が強く安定したプリズムユニットを実現することができる。例えば、プリズム同士を接着剤で固定したり、プリズムと固定部材（メカ部材等）とを接着剤で固定したりした場合に、強く安定した接着効果を得ることができる。その結果、プリズムと画像表示素子との位置関係を高精度かつ安定的に保持することができるため、そのプリズムユニットをプロジェクターに備えることにより、高品質の画像投影を行うことが可能となる。また、ＳｉＯ2層を接着剤による接着範囲又はコートの全範囲に設けることにより、機種の違いによる接着位置の変更をコートホルダーの変更無しで対応することが可能となる。
プリズムユニットを搭載したプロジェクターの一実施の形態を示す概略構成図。 プリズムユニットの一実施の形態を示す斜視図。 図２のプリズムユニットの実施の形態を示す分解斜視図。 図３のＳ－Ｓ’線断面図。 プリズムユニットの比較のための一形態（比較例）を模式的に示す拡大断面図。 プリズムユニットの一実施の形態（実施例）を模式的に示す拡大断面図。 実施例と比較例の分光反射率を示すグラフ。
　以下、本発明を実施したプリズムユニット，プロジェクター等を、図面を参照しつつ説明する。なお、実施の形態，比較のための形態等の相互で同一の部分や相当する部分には同一の符号を付して重複説明を適宜省略する。
　図１に、プリズムユニットＰＵに画像表示素子４の保持機構を搭載したプロジェクターＰＪの一実施の形態を示す。図１に示すプロジェクターＰＪは、光源１，照明光学系２，プリズム３，画像表示素子４，投射レンズ５等を備えている。つまり、画像を表示する画像表示素子４と、光源１と、その光源１からの光を画像表示素子４に導く照明光学系２と、画像表示素子４に表示された画像をスクリーンに拡大投影する投射レンズ５と、を備えている。
　光源１（例えば、キセノンランプ等の白色光源，レーザー光源）から出射した光は、照明光学系２及びプリズム３で画像表示素子４に導かれて、画像表示素子４では画像光が形成される。照明光学系２は、ロッドインテグレータ，リレー光学系，折り返しミラー等で構成されており、プリズム３は、照明光と投影光との分離を行うＴＩＲプリズムと、ＲＧＢ（赤，緑，青）の各色の分離合成を行うカラープリズム（色分解合成プリズ）と、で構成されている。画像表示素子４は、光を変調して画像を生成する画像変調素子（例えば、デジタル・マイクロミラー・デバイス）であり、投射レンズ５は、画像表示素子４に表示された画像をスクリーン面に拡大投影する構成になっている（ＡＸ：光軸）。つまり、画像表示素子４で形成された画像光は、投射レンズ５でスクリーン面に向けて投射される。
　図２及び図３に、プリズムユニットＰＵの一実施の形態を示す。プリズムユニットＰＵは、ＲＧＢの各色に対応した３つの画像表示素子４とプリズム３とが一体化されたものであり、その一体化には各画像表示素子４をプリズム３に保持するための保持機構ＨＫが３セット用いられている。各保持機構ＨＫは、プリズム３に接着剤で固定される第１固定部材Ａ１（図３）と、第１固定部材Ａ１にネジ９で固定され、かつ、画像表示素子４が間接的に固定される第２固定部材Ｂ１（図２，図３）と、をプリズム３の上側及び下側に有している。なお、ネジ９での固定には、図３に示すように、第１固定部材Ａ１に設けられているネジ穴Ａｈと、第２固定部材Ｂ１に設けられている貫通穴Ｂｈと、が用いられる。
　プリズム３は複数のガラスプリズムの接合部品であり、そのカラープリズム部分のガラス面にメカ部品である第１固定部材Ａ１が接着剤で固定される（図３）。画像表示素子４は第３固定部材Ｃ１に接着剤で固定され（図２，図３）、第３固定部材Ｃ１は第２固定部材Ｂ１に対し、そのピン１０を通して留め具１１で固定される（図２，図３）。つまり、留め具１１は第２固定部材Ｂ１のピン１０と第３固定部材Ｃ１とをＵＶ接着剤で固着させている。ここでは、第２固定部材Ｂ１に対する画像表示素子４の固定が第３固定部材Ｃ１を介して間接的に行われるが、簡易的には第２固定部材Ｂ１に対して画像表示素子４を接着剤で直接固定してもよい。
　画像表示素子４の保持機構ＨＫは、上述したように、プリズム３が接着剤で貼り付けられる第１固定部材Ａ１（図３）と、画像表示素子４が接着剤で貼り付けられる第３固定部材Ｃ１（図２，図３）と、第１，第３固定部材Ａ１，Ｃ１に対してそれぞれネジ９，留め具１１で固定される第２固定部材Ｂ１（図２，図３）と、で構成されている。このように第２固定部材Ｂ１を介してネジ固定を行うことにより、以下に説明するようにプリズム３と画像表示素子４との相対位置調整等を容易に行うことが可能となる。
　プリズムユニットＰＵにおいて、色分離された各色に対応する画像を重ねて１枚の絵にする際には、各色の像の位置合わせが重要になる。正確に位置合わせを行っても、固定の際に接着剤の収縮等が生じてしまい、ズレた位置で接着固定されてしまうことがよくある。もし、プリズム３と画像表示素子４とを繋ぐ部品がすべて接着剤で固定されていたら、プリズム３と画像表示素子４との位置関係を後で微調整することができなくなる。
　そこで、プリズム３を第１固定部材Ａ１に接着固定し、画像表示素子４を第３固定部材Ｃ１に接着固定した後でも、プリズム３と画像表示素子４との位置関係を微調整することができるようにするため、プリズム３と画像表示素子４とをネジ９，留め具１１で繋ぐ部品として第２固定部材Ｂ１を用いている。また、画像表示素子４に不具合が生じて交換が必要になった場合でも、その交換を容易に行うことができるようにするため、画像表示素子４は第３固定部材Ｃ１と共に取り外し可能としている。
　図４に、プリズムユニットＰＵの要部断面構造（図３のＳ－Ｓ’線断面構造）を示す。このプリズムユニットＰＵは、前述したように、第１固定部材Ａ１に画像表示素子４が間接的に固定されて、画像表示素子４とプリズム３とが第１固定部材Ａ１で一体化された構造を有している。プリズム３の表面には反射防止コートＡＲが設けられており、その反射防止コートＡＲを介してプリズム３が接着剤ＡＤ（例えば、エポキシ接着剤）で固定された構造を有している。つまり、反射防止コートＡＲと第１固定部材Ａ１との間に設けられた接着剤ＡＤで、プリズム３と第１固定部材Ａ１とが固定されている。
　図４のＰ部拡大図として、図５にプリズムユニットＰＵの比較のための一形態を模式的に示し、図６にプリズムユニットＰＵの一実施の形態を模式的に示す。図５に示す反射防止コートＡＲ０は、図４中の反射防止コートＡＲに相当するものであって、最表面がＭｇＦ2層Ｌｆ（フッ素系コート）で構成されている。反射防止コートＡＲで効果的に反射を抑えるには、一般的に使用できるコート材料のうち最も屈折率の低いフッ素化合物で、反射防止コートＡＲの最表面を構成するのが好ましい。しかし、そのような構成にすると、プリズム３と第１固定部材Ａ１とを接着している接着剤ＡＤにおいて接着力の低下やバラツキが発生することになる。
　第１固定部材Ａ１を固定している接着剤ＡＤは、画像表示素子４の基板（第３固定部材Ｃ１）等の質量、装置稼働時・輸送時の振動、輸送時の落下衝撃、さらには輸送時にプリズムユニットＰＵをぶつけてしまったときの衝撃等に耐える必要がある。このため、相当な負荷に耐えるだけの接着力が接着剤ＡＤには必要になるが、例えば、フッ素系コートの上にエポキシ接着剤で固定を行うと、接着力のバラツキ等により第１固定部材Ａ１が剥がれ落ちるといった問題が発生する。
　それに対し、図６に示す反射防止コートＡＲ１（図４中の反射防止コートＡＲに相当する。）は、最表面がＳｉＯ2層（二酸化ケイ素コート）Ｌｓで構成されており、ＳｉＯ2層Ｌｓと第１固定部材Ａ１との間に設けられた接着剤ＡＤでプリズム３と第１固定部材Ａ１とが固定されている。反射防止コートＡＲ１の最表面をＳｉＯ2層Ｌｓで構成すると、高い光学性能（反射防止性能）を保持しながら、コートされたプリズム表面での接着力が強く安定したプリズムユニットＰＵを実現することができる。このようにプリズム３と第１固定部材Ａ１（メカ部材等）とを接着剤ＡＤで固定する場合に限らず、例えば、プリズム同士を接着剤ＡＤで固定する場合でも、強く安定した接着効果を得ることができる。結果として、プリズム３と画像表示素子４等との位置関係を高精度かつ安定的に保持することができるため、そのプリズムユニットＰＵをプロジェクターＰＪに備えることにより、高品質の画像投影を行うことが可能となる。
　ＳｉＯ2層Ｌｓは、図６に示すように、反射防止コートＡＲ０の表面に設けられている。このように、ＳｉＯ2層Ｌｓの裏面に接するようにしてＭｇＦ2層（フッ化マグネシウムコート）Ｌｆが設けられていることが好ましい。反射防止コートＡＲ１の最表面をＳｉＯ2層Ｌｓで構成することにより、強く安定した接着効果を得ることができ、その一層下にＭｇＦ2層Ｌｆを配置することにより、反射防止コートＡＲ１の光学性能（反射防止効果）を高く保持することができる。つまり、接着効果と反射防止効果との両立が可能となる。
　ただし、最表面がＭｇＦ2層Ｌｆで構成された従来の反射防止コートＡＲ０の上にＳｉＯ2層Ｌｓを形成することにより反射防止コートＡＲ１を構成すると、コート特性は変化してしまう。つまり、反射防止コートＡＲ１の反射防止効果の低下，プロジェクターＰＪの明るさ低下，色度値の変化等を招くことになる。このため、ＭｇＦ2層ＬｆとＳｉＯ2層Ｌｓの膜厚を微調整して、反射防止コートＡＲ０と同等のコート特性が反射防止コートＡＲ１で得られるように（つまり、ＳｉＯ2層Ｌｓの形成前後でコート特性が変わらないように）、ＭｇＦ2層Ｌｆ等の膜厚をコントロールすることが好ましい。例えば、ＭｇＦ2層Ｌｆを膜厚が薄くなるように形成してからＳｉＯ2層Ｌｓを形成し、低屈折率層としてバランスのとれた２層構造にすることが好ましい。なお、最表面がＳｉＯ2層Ｌｓで構成された低屈折率層の２層構造は、反射防止コートＡＲ１以外の誘電体多層膜を有するプリズムユニットに採用した場合でも、上記と同様、高い接着効果及び光学性能を得ることができる。
　ＳｉＯ2層Ｌｓの膜厚は５～３０ｎｍであることが好ましい。ＳｉＯ2層Ｌｓの膜厚が５ｎｍ未満になると、ＳｉＯ2層Ｌｓを形成する際の膜厚制御が難しくなって膜厚が安定しなくなり、ＳｉＯ2層Ｌｓに膜厚の厚いところと薄いところが形成されやすくなる。ＳｉＯ2層Ｌｓの膜厚が３０ｎｍを越えると、光学特性の低下（例えば、反射防止膜としての反射率増大等）を招きやすくなる。したがって、ＳｉＯ2層Ｌｓの膜厚を５～３０ｎｍにすれば、高い光学性能とプリズム表面での強く安定した接着力とをバランス良く達成することが可能となる。
　ＳｉＯ2層Ｌｓは、接着剤ＡＤによる接着範囲又は反射防止コートＡＲ１の全範囲に設けられていることが好ましい。ＳｉＯ2層Ｌｓを接着剤ＡＤによる接着範囲又は反射防止コートＡＲ１の全範囲に設けることにより、機種の違いによる接着位置の変更をコートホルダーの変更無しで対応することが可能となる。
　ＳｉＯ2層Ｌｓと接着剤ＡＤとの間にプライマーＰｒ（例えば、シランカップリング剤）が設けられていることが好ましい。最表面のＳｉＯ2層Ｌｓに接着剤ＡＤを直接塗布した場合でも、ある程度接着力は向上するが、反射防止コートＡＲの実製品では更なる接着力が必要になることがある。このため、ＳｉＯ2層Ｌｓの上にプライマーＰｒを塗布してから接着剤ＡＤを塗布することが好ましく、ＳｉＯ2層Ｌｓと接着剤ＡＤとの間のプライマーＰｒにより、より一層強く安定した接着力を得ることが可能となる。
　以下、本発明に係るプリズムユニットの構成等を、実施例及び比較例を挙げて更に具体的に説明する。
　表１に、ガラス製のプリズム３（基板材料：ＢＫ７）の表面に、反射防止コートＡＲ０を有するプリズムユニットＰＵ（比較例，図５）と反射防止コートＡＲ１を有するプリズムユニットＰＵ（実施例，図６）の各膜構成を示す。比較例（現行コート）ではコートの最表面がＭｇＦ2層（４層目）からなっており、実施例ではコートの最表面がＳｉＯ2層（５層目）からなっている。いずれもコートの膜厚は１５μｍ（コート時のねらい値）であり、実施例ではＳｉＯ2層Ｌｓの追加に伴ってＭｇＦ2層Ｌｆが膜厚調整されている。
　表２に、比較例と実施例の接着力の測定結果（Ｔ型剥離）を、プライマーＰｒの有るものと無いものについて示す。使用した接着剤ＡＤはMILBOND Type2（エポキシ接着剤，メーカー：Summers optical）、接着剤ＡＤの厚さは０．４ｍｍ（メーカー推奨値）、使用したプライマーＰｒはオルガチックスPC-620（メーカー：マツモトファインケミカル）である。表２の測定結果から、プライマーＰｒの有るものと無いもののそれぞれについて、ＳｉＯ2層Ｌｓの無い反射防止コートＡＲ０（比較例，図５）よりも、ＳｉＯ2層Ｌｓの有る反射防止コートＡＲ１（実施例，図６）の方が、高い接着力が得られることが分かる。
　図７のグラフに、実施例と比較例の分光反射率を示す。図７のグラフから、ＳｉＯ2層Ｌｓの無い反射防止コートＡＲ０（比較例，図５）と、ＳｉＯ2層Ｌｓの有る反射防止コートＡＲ１（実施例，図６）と、で反射率特性はほとんど変わらず、同等の反射防止効果が得られることが分かる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　ＰＪ　　プロジェクター
　ＰＵ　　プリズムユニット
　ＨＫ　　保持機構
　１　　光源
　２　　照明光学系
　３　　プリズム
　４　　画像表示素子
　５　　投射レンズ
　９　　ネジ
　１０　　ピン
　１１　　留め具
　Ａｈ　　ネジ穴
　Ｂｈ　　貫通穴
　ＡＤ　　接着剤
　ＡＲ，ＡＲ０，ＡＲ１　　反射防止コート
　Ｌｓ　　ＳｉＯ2層
　Ｌｆ　　ＭｇＦ2層
　Ａ１　　第１固定部材（固定部材）
　Ｂ１　　第２固定部材
　Ｃ１　　第３固定部材

Claims (7)

  1. 　プリズムの表面にコートを有し、そのコートを介して前記プリズムが接着剤で固定された構造を有するプリズムユニットであって、
    　前記コートの最表面がＳｉＯ2層からなることを特徴とするプリズムユニット。
  2. 　画像表示素子とプリズムとが固定部材で一体化された構造を有するプリズムユニットであって、
    　前記固定部材には前記画像表示素子が直接的又は間接的に固定されており、
    　前記プリズムの表面にはコートが設けられており、
    　前記コートの最表面がＳｉＯ2層からなり、
    　前記ＳｉＯ2層と前記固定部材との間に設けられた接着剤で前記プリズムと前記固定部材とが固定されていることを特徴とするプリズムユニット。
  3. 　前記コートが反射防止コートであり、前記ＳｉＯ2層の裏面に接するようにしてＭｇＦ2層が設けられていることを特徴とする請求項１又は２記載のプリズムユニット。
  4. 　前記ＳｉＯ2層の膜厚が５～３０ｎｍであることを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載のプリズムユニット。
  5. 　前記ＳｉＯ2層が、前記接着剤による接着範囲又は前記コートの全範囲に設けられていることを特徴とする請求項１～４のいずれか１項に記載のプリズムユニット。
  6. 　前記ＳｉＯ2層と前記接着剤との間にプライマーが設けられていることを特徴とする請求項１～５のいずれか１項に記載のプリズムユニット。
  7. 　請求項１～６のいずれか１項に記載のプリズムユニットを備えたことを特徴とするプロジェクター。
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