プリズム装置及びプリズム保持方法
【課題】画像光の入射面と出射面とが互いに平行に精度良く組み立てられる。
【解決手段】プリズム１４を枠状支持部材１９と棒状支持部材２１との間に落とし込む。出射・再入射面１４ｃが内壁面１９ｃに当接されるとともに入射面１４ａの一部が補助支持部材２０の縁２０ａに当接される。接着剤１８が入射面１５ａ上に矩形の枠状に塗布されたプリズム１５をプリズム１４と棒状支持部材２１との間に落とし込むと、出射面１５ｂの縁近傍部分が棒状支持部材２１の周面に線状に当接される。ベース部材２２の表面２２ａの成形精度に関わらず、プリズム１４が内壁面１９ｃに位置決めされ、プリズム１５が外壁面１４ｄの法線周りに回転して傾きが修正される。外壁面１４ｄと入射面１５ａとが接着され、これらの間に薄い空気層１７が形成されるとともに出射・再入射面１４ｃと出射面１５ｂとは互いに平行になる。この後、プリズム１４は枠状支持部材１９に固着される。
【解決手段】プリズム１４を枠状支持部材１９と棒状支持部材２１との間に落とし込む。出射・再入射面１４ｃが内壁面１９ｃに当接されるとともに入射面１４ａの一部が補助支持部材２０の縁２０ａに当接される。接着剤１８が入射面１５ａ上に矩形の枠状に塗布されたプリズム１５をプリズム１４と棒状支持部材２１との間に落とし込むと、出射面１５ｂの縁近傍部分が棒状支持部材２１の周面に線状に当接される。ベース部材２２の表面２２ａの成形精度に関わらず、プリズム１４が内壁面１９ｃに位置決めされ、プリズム１５が外壁面１４ｄの法線周りに回転して傾きが修正される。外壁面１４ｄと入射面１５ａとが接着され、これらの間に薄い空気層１７が形成されるとともに出射・再入射面１４ｃと出射面１５ｂとは互いに平行になる。この後、プリズム１４は枠状支持部材１９に固着される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、本発明はプリズム装置及びプリズム保持方法に関し、例えば内部全反射プリズムに適用するもの若しくは、内部全反射プリズムを用いたプロジエクタ装置に適用して好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、光学系において入射光をその入射角に応じて選択的に透過又は反射するための光学装置として、例えばプリズムが用いられているが、その内の一つとして内部全反射(TIR:Total Internal Reflection) プリズムが知られている。ＴＩＲプリズムは、内部の空気とガラスの境界面に臨界角より大きい角度で入射された光が入射前の偏向状態に係わらず１００％反射される作用を有するので、この特性を利用して入射光と反射光を分離することができる。
【０００３】
ＴＩＲプリズムは、例えば、空間光変調素子であるＤＭＤ（Digital Micromirror Device，登録商標）を用いたプロジエクタ装置等に用いられる。ＴＩＲプリズムは、プロジエクタ装置においてＤＭＤに照射光を導くと共にＤＭＤによって反射される画像光をプリズムに対する入射角に応じて分離し、有効光を選択するのに用いられる。ＤＭＤは、半導体基板に二次元的に配列された複数のメモリセルと、各メモリセルに傾斜自在に取り付けられたマイクロミラーとからなるデバイスであり、各メモリセルにデータを書き込むことで生じる静電気力によって、マイクロミラーの反射面の角度を変化させるように構成されている。
【０００４】
ＴＩＲプリズムは、２個の三角プリズムと、これらを保持する保持部材とから構成される。２個の三角プリズム間には、非点収差を避けるために薄い空気層（０以上、好ましくは２〜２０μｍ以下）が形成されている。また、ＤＭＤによって反射される画像光がＴＩＲプリズムに入射する一方の三角プリズムの入射面と、前記空気層及び他方の三角プリズム内を通過して投映光学系へ出射される他方の三角プリズムの出射面とは、互いに平行である必要がある。
【０００５】
このような条件で２個の三角プリズムを保持する保持部材としては、例えば、特許文献１に記載されたものが知られている。この保持部材は、２個の三角プリズム（２Ａ，２Ｂ）をそれぞれ個別に保持する２個のホルダ（４Ａ，４Ｂ）からなり、これらをネジ止めして一体化することにより、この内部に２個の三角プリズム（２Ａ，２Ｂ）が薄い空気層を挟んで対面した状態で保持される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平８−３２７８０８
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記特許文献１記載のＴＩＲプリズム（プリズム装置）では、２個の三角プリズムが別々のホルダによって保持されているので、たとえ２個の三角プリズム各々の製造精度が高くても、各ホルダの製造精度や２個のホルダ同士の嵌合精度によっては、２個の三角プリズムの入射面と出射面とが互いに平行にならない場合があり得る。この場合、ＤＭＤから反射してＴＩＲプリズムに入射する画像光の入射光軸とＴＩＲプリズムから射出される画像光の出射光軸とが一致せず、スクリーン上に投映される投映画像の解像度が劣化するという問題がある。
【０００８】
本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、画像光の入射面と出射面とが互いに平行となるように精度良く組み立てることができるプリズム装置及びプリズム保持方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のプリズム装置は、照射された照明光を変調して反射することにより画像光を投射する空間光変調素子と画像光をスクリーンに投映する投映光学系との間に設けられ、前記照明光を空間光変調素子に照射するとともに、空間光変調素子からの画像光を投映光学系へ向けて出射するプロジェクタ用のプリズム装置において、前記照明光が入射される照明光入射面と、この照明光入射面から内部に入射した照明光を全反射して空間光変調素子に向けて出射するとともに空間光変調素子からの画像光を入射する出射・再入射面と、前記画像光を出射する第１画像光出射面とを有する第１三角プリズムと、第１三角プリズムの第１画像光出射面から出射された画像光を入射する画像光入射面と、前記画像光を投映光学系へ向けて出射する第２画像光出射面とを有する第２三角プリズムとからなるＴＩＲプリズムと、裏面にプロジェクタ内での位置決めを行なうベース部材位置決め手段が設けられた板状のベース部材と、ベース部材の表面に垂直に設けられ、第１三角プリズムの出射・再入射面の位置決めを行なう出射・再入射面位置決め部材と、ベース部材の表面に垂直に設けられ、第２三角プリズムの第２画像光出射面の一部に線接触することにより、前記出射・再入射面位置決め部材との間に第１，第２三角プリズムを一体的に挟み込み、互いに対面される第１三角プリズムの第１画像光出射面と第２三角プリズムの画像光入射面との間に空気層を形成するとともに、第１三角プリズムの出射・再入射面と第２三角プリズムの第２画像光出射面とを平行に保持する棒状部材とからなる保持部材とを備えたことを特徴とする。
【００１０】
前記出射・再入射面位置決め部材は、前記照明光及び画像光が通過する開口が形成され、内壁面に第１三角プリズムの出射・再入射面が当接される第１位置決め部材と、第１三角プリズムの照明光入射面の照明光の入射を妨げない位置に当接される第２位置決め部材とからなることが好ましい。
【００１１】
前記互いに対面される第１三角プリズムの第１画像光出射面と第２三角プリズムの画像光入射面とは、前記画像光が通過する少なくとも中央部の領域に空気層が形成されるように、前記中央部の領域を除く縁近傍部が所定の接着手段によって接着されることが好ましい。
【００１２】
前記第１三角プリズムの出射・再入射面は、前記出射・再入射面位置決め部材の内壁面に接着されることが好ましい。
【００１３】
本発明のプリズム保持方法は、照射された照明光を変調して反射することにより画像光を投射する空間光変調素子と画像光をスクリーンに投映する投映光学系との間に設けられ、前記照明光が入射される照明光入射面と、この照明光入射面から内部に入射した照明光を全反射して空間光変調素子に向けて出射するとともに空間光変調素子からの画像光を入射する出射・再入射面と、前記画像光を出射する第１画像光出射面とを有する第１三角プリズムと、第１三角プリズムの第１画像光出射面から出射された画像光を入射する画像光入射面と、前記画像光を投映光学系へ向けて出射する第２画像光出射面とを有する第２三角プリズムとからなるＴＩＲプリズムを、裏面にプロジェクタ内での位置決めを行なうベース部材位置決め手段が設けられた板状のベース部材と、ベース部材の表面に垂直に設けられ、第１三角プリズムの出射・再入射面の位置決めを行なう出射・再入射面位置決め部材と、ベース部材の表面に垂直に設けられ、第２三角プリズムの第２画像光出射面の一部に線接触することにより、前記出射・再入射面位置決め部材との間に第１，第２三角プリズムを一体的に挟み込み、互いに対面される第１三角プリズムの第１画像光出射面と第２三角プリズムの画像光入射面との間に空気層を形成するとともに、第１三角プリズムの出射・再入射面と第２三角プリズムの第２画像光出射面とを平行に保持する棒状部材とからなる保持部材に、保持させるプリズム保持方法において、前記第１三角プリズムを出射・再入射面位置決め部材と棒状部材との間から挿入してベース部材の表面上に載置し、前記第１三角プリズムの出射・再入射面を出射・再入射面位置決め部材で位置決めする第１ステップと、前記第２三角プリズムを第１三角プリズムと棒状部材との間から挿入してベース部材の表面上に載置し、前記第２三角プリズムの画像光入射面の縁近傍部を第１三角プリズムの第１画像光出射面に接着することにより第１三角プリズムの第１画像光出射面と第２三角プリズムの画像光入射面との間に空気層を形成するとともに、前記画像光が通過する範囲を除く第２三角プリズムの第２画像光出射面の一部を棒状部材に線接触させることにより、前記第１三角プリズムの出射・再入射面と第２三角プリズムの第２画像光出射面とが互いに平行となる第２ステップと、前記第１三角プリズムを出射・再入射面位置決め部材に接着する第３ステップとからなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、第１，第２三角プリズムからなるＴＩＲプリズムを保持する保持部材を、裏面にプロジェクタ内での位置決めを行なうベース部材位置決め手段が設けられた板状のベース部材と、ベース部材の表面に垂直に設けられ、第１三角プリズムの出射・再入射面の位置決めを行なう出射・再入射面位置決め部材と、ベース部材の表面に垂直に設けられ、第２三角プリズムの第２画像光出射面の一部に線接触することにより、前記出射・再入射面位置決め部材との間に第１，第２三角プリズムを一体的に挟み込み、互いに対面される第１三角プリズムの第１画像光出射面と第２三角プリズムの画像光入射面との間に空気層を形成するとともに、第１三角プリズムの出射・再入射面と第２三角プリズムの第２画像光出射面とを平行に保持する棒状部材とから構成したので、第１三角プリズムの第１画像光出射面と第２三角プリズムの画像光入射面との間に空気層が形成されるとともに、画像光の入射面である第１三角プリズムの出射・再入射面と、画像光の出射面である第２三角プリズムの第２画像光出射面とを平行に保持できる。
【００１５】
前記出射・再入射面位置決め部材を、第１三角プリズムの出射・再入射面が当接される第１位置決め部材と、第１三角プリズムの照明光入射面に当接される第２位置決め部材とから構成したので、第１三角プリズムの出射・再入射面が確実に位置決めされる。
【００１６】
第１三角プリズムの第１画像光出射面と第２三角プリズムの画像光入射面とを中央部の領域を除く縁近傍部で所定の接着手段によって接着されるようにしたので、第１三角プリズムと第２三角プリズムとが確実に固定される。
【００１７】
第１三角プリズムの出射・再入射面を出射・再入射面位置決め部材の内壁面に接着するので、第１三角プリズムが保持部材に確実に固定され、プリズム装置をプロジェクタに組み込む際等に、保持部材に対する第１三角プリズムがズレるようなおそれがない。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】プリズム装置とＤＭＤ，投映光学系との関係を示す説明図である。
【図２】保持部材の構成を示す斜視図である。
【図３】ベース部材の裏面を示す説明図である。
【図４】プリズム装置を反射型プロジェクタの基板に取り付ける様子を示す説明図である。
【図５】プリズム装置の組立手順を示すフローチャートである。
【図６】第１三角プリズムを枠状支持部材と棒状支持部材との間に落とし込む状態を示す説明図である。
【図７】第２三角プリズムを第１三角プリズムと棒状支持部材との間に落とし込む状態を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明の一実施例であるプリズム装置１０は、図１に示すように、反射型プロジェクタのＤＭＤ１１（空間光変調素子）と投映光学系１２との間に配置して用いられる。ＤＭＤ１１は、二次元的に配列された複数のマイクロミラーからなり、各マイクロミラーは、それぞれ入射した照明光を１画素分の画素光として投映光学系１２に向けて反射するオン状態と、照明光を光吸収体（図示省略）に向けて反射するオフ状態とに傾斜自在になっている。投映光学系１２は、ズームレンズからなりプリズム装置１０から出射された画像光をスクリーン（図示せず）上に投映する。
【００２０】
プリズム装置１０は、それぞれ３つの光学面によって形成された三角プリズムである２個のプリズム１４，１５（第１，第２三角プリズム）と、これらを保持する保持部材１６とからなる内部全反射(TIR:Total Internal Reflection) プリズムである。三角プリズムは、光学ガラスから形成され、一対の側面が三角形の柱状部材である。側面はすり面をしており、側面を除く他の３面は、それぞれ透明な面をしている。なお、３面のうち光が通過する必要がない面は、すり面であってもよい。
【００２１】
プリズム１４は、図示しない光源から照射される光軸αの照明光が入射される入射面１４ａ（照明光入射面）と、この入射面１４ａから内部に入射した照明光を全反射する全反射面１４ｂと、この全反射面１４ｂで反射された照明光をＤＭＤ１１に向けて出射するとともにオン状態のＤＭＤ１１から出射される光軸βの画像光を入射する出射・再入射面１４ｃと、全反射面１４ｂの外壁面１４ｄ（第１画像光出射面）とを備えている。なお、オフ状態のＤＭＤ１１から出射された光軸γの画像光は、光吸収体（図示省略）に向けられる。
【００２２】
プリズム１５は、プリズム１４の外壁面１４ｄと薄い空気層１７を介して対面され、出射・再入射面１４ｃから入射された画像光がプリズム１４の内部及び空気層１７を通過して入射される入射面１５ａ（画像光入射面）と、この入射面１５ａから内部に入射した画像光を投映光学系へ向けて出射する出射面１５ｂ（第２画像光出射面）とを備えている。なお、入射面１５ａ及び出射面１５ｂを除く面１５ｃは、光が通過しないため、すり面になっている。
【００２３】
全反射面１４ｂと出射・再入射面１４ｃとのなす角度θ１と、入射面１５ａと出射面１５ｂとのなす角度θ２とは同じであり、空気層１７の厚みＤが、例えば、５〜１０μｍと極めて薄いため、プリズム１４，１５を互い違いになるように、外壁面１４ｄと入射面１５ａとを対面させると、出射・再入射面１４ｃと出射面１５ｂとは互いに平行になる。
【００２４】
外壁面１４ｄと入射面１５ａとは、空気層１７を囲むように矩形の枠状に塗布された接着剤１８（接着手段）によって接着される。空気層１７の厚みＤは、接着剤１８の供給量によって決められる。接着剤１８としては、完全に硬化するまでに時間的余裕がある、例えばエポキシ樹脂等が使用するのが好ましい。また、接着剤１８としては、予め所定の形状に成形されたシート状の接着剤を用いてもよい。
【００２５】
保持部材１６は、図１及び図２に示すように、照明光及び画像光が通過する矩形状の開口１９ａが形成され、外壁面１９ｂがＤＭＤ１１に向かい合う矩形状の枠状支持部材１９（第１位置決め部材）と、枠状支持部材１９の一辺端部１９ｄ（破線で示す）に沿って細長くかつ枠状支持部材１９の内壁面１９ｃに対してほぼ直角に内壁面１９ｃから僅かに突出されるように一辺端部１９ｄに連設された補助支持部材２０（第２位置決め部材）と、補助支持部材２０の長手方向に細長く平行で、かつ枠状支持部材１９の内壁面１９ｃに対峙される範囲内で補助支持部材２０から遠い側に設けられた棒状支持部材２１（棒状部材）と、枠状支持部材１９及び棒状支持部材２１が同じ一方の表面２２ａに垂直に立設される板状のベース部材２２とからなり、これらは一体に樹脂成形されている。
【００２６】
図２に示す枠状支持部材１９の内壁面１９ｃの高さ方向と補助支持部材２０の縁２０ａの長手方向とは、互いに平行（図１の紙面に対して垂直方向）であるから、プリズム１４の出射・再入射面１４ｃが内壁面１９ｃに当接されるとともに入射面１４ａが縁２０ａに当接されると、入射面１４ａと出射・再入射面１４ｃとからなる稜線１４ｅの長手方向は内壁面１９ｃの高さ方向及び縁２０ａの長手方向に平行となり、プリズム１４は光軸βの周りに回転することなく枠状支持部材１９に対して位置決めされる。これにより、ベース部材２２の表面２２ａの平面精度に拠らず、プリズム１４は枠状支持部材１９に対して正確に位置決めされる。なお、補助支持部材２０の内壁面１９ｃからの突出量は、入射面１４ａに入射される照明光を妨げない範囲である。
【００２７】
枠状支持部材１９の内壁面１９ｃと棒状支持部材２１との間隔は、内壁面１９ｃと棒状支持部材２１の周面との間にプリズム１４，１５を挟んだ状態で、出射・再入射面１４ｃと出射面１５ｂとが互いに平行になる出射・再入射面１４ｃと出射面１５ｂとの距離に設定されている。
【００２８】
ベース部材２２の裏面２２ｂには、図３及び図４に示すように、２個の異なる形状の穴２２ｃ，２２ｄが形成されている。穴２２ｃは画像光の光軸β方向に延びた長穴形状をしており、穴２２ｄは、円形をしている。一方、反射型プロジェクタの基板２４には、穴２２ｃ，２２ｄにそれぞれ対応した円柱状をした突起２５，２６が形成され、穴２２ｃ，２２ｄを突起２５，２６に嵌め込むことにより、ベース部材２２が基板２４上に容易かつ正確に位置決めされる。これにより、プリズム装置１０がＤＭＤ１１と投映光学系１２との間の所定位置に正確に取り付けられるから、ＤＭＤ１１の中心から投映光学系１２の中心光軸を貫く画像光の光軸βに対するプリズム装置１０の正確な位置が決まる。プリズム装置１０は、照射光の光軸αに対しても、ほぼ正確な位置に位置決めされるが、プリズム１４の入射面１４ａと光軸αとの正確な関係は、照明光学系側で調整される。
【００２９】
このように構成されたプリズム装置１０の組み立てについて、図５のフローチャートに従い、図６，図７を参照して説明する。まず、図示しない治具等を用いて、図６に示すように、図示しない作業テーブルの上面に対して補助支持部材２０が下側になるように保持部材１６を立てるとともに、ベース部材２２の裏面２２ｂ（図３参照）が作業テーブルの上面に近づく方向にやや寝かせ、かつ内壁面１９ｃが作業テーブルの上面に対して斜めになるように、保持部材１６の姿勢を決めて設置する（ｓｔ１）。なお、括弧内のｓｔ（ステップの意）１等は、図５に示すｓｔ１等に対応する。
【００３０】
次に、プリズム１４（第１三角プリズム）を入射面１４ａ側を先にして枠状支持部材１９の内壁面１９ｃと棒状支持部材２１との間に落とし込む（ｓｔ２）。プリズム１４は、出射・再入射面１４ｃが枠状支持部材１９の内壁面１９ｃに沿うようにして案内され、入射面１４ａの一部が補助支持部材２０の縁２０ａに当接されるとともに、出射・再入射面１４ｃが枠状支持部材１９の内壁面１９ｃに当接される。
【００３１】
次に、予め接着剤１８が入射面１５ａ上に細い幅で矩形の枠状に塗布されたプリズム１５（第２三角プリズム）を、図７に示すように、入射面１５ａが外壁面１４ｄに対面される向きで、プリズム１４と棒状支持部材２１との間に落とし込む（ｓｔ３）。これにより、入射面１５ａが空気層１７及び接着剤１８を間に挟んで外壁面１４ｄに対面するとともに、出射面１５ｂの図面上方側の縁近傍部分が棒状支持部材２１の周面の一部に線状に当接される。この線状当接によりプリズム１５はある程度自由に外壁面１４ｄの法線δ周りに回転可能である。なお、接着剤１８は、矩形の枠状に限らず、入射面１５ａの角の４点塗布でもよく、また、入射面１５ａの対向する２つの縁に沿った２直線状に塗布してもよい。
【００３２】
プリズム１４と棒状支持部材２１との間へのプリズム１５の落とし込みにより、プリズム１５が外壁面１４ｄの法線δ周りに回転して、外壁面１４ｄに対するプリズム１５の傾きが修正される。この結果、ベース部材２２の表面２２ａの成形精度に関わらず、外壁面１４ｄと入射面１５ａとが平行に対面されるとともに、出射・再入射面１４ｃと出射面１５ｂとは互いに平行になる。接着剤１８が硬化されると、外壁面１４ｄと入射面１５ａとが接着される（ｓｔ４）とともに、接着剤１８によってほぼ矩形状に囲まれた外壁面１４ｄと入射面１５ａとの間には、薄い空気層１７が所定の厚みＤで形成される。
【００３３】
次に、プリズム１４の出射・再入射面１４ｃに接する枠状支持部材１９の縁部にＵＶ硬化接着剤を塗布してから、高圧水銀ランプ等のＵＶ発生装置を用いて、ＵＶ硬化接着剤に紫外線を照射する。ＵＶ硬化接着剤が完全に硬化すると、プリズム１４が枠状支持部材１９に固定される（ｓｔ５）。これにより、プリズム１４，１５が保持部材１６に正確に位置決め固定され、プリズム装置１０が完成する。
【００３４】
以上説明した実施形態では、保持部材の枠状支持部材，棒状支持部材，及びベース部材を一体成形するようにしたが、本発明はこれに限定されることなく、例えば、枠状支持部材，棒状支持部材，及びベース部材を別々の部品として成形しておき、これらを後から組み立てて一体化することにより保持部材を得るようにしてもよい。
【００３５】
上記実施形態では、補助支持部材を枠状支持部材と一体に設けたが、本発明はこれに限定されることなく、例えば、補助支持部材を枠状支持部材とは別体に設けてもよい。この場合、補助支持部材は、図２等に図示した形状ではなく、例えば、棒状でもよい。
【００３６】
上記実施形態では、棒状支持部材を円柱形状としたが、本発明はこれに限定されることなく、例えば、プリズムの出射面に当接する側だけが周面をした断面が半月状をした棒状支持部材でもよい。
【符号の説明】
【００３７】
１０ プリズム装置
１４，１５ プリズム
１６ 保持部材
１９ 枠状支持部材
２０ 補助支持部材
２１ 棒状支持部材
２２ ベース部材
【技術分野】
【０００１】
本発明は、本発明はプリズム装置及びプリズム保持方法に関し、例えば内部全反射プリズムに適用するもの若しくは、内部全反射プリズムを用いたプロジエクタ装置に適用して好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、光学系において入射光をその入射角に応じて選択的に透過又は反射するための光学装置として、例えばプリズムが用いられているが、その内の一つとして内部全反射(TIR:Total Internal Reflection) プリズムが知られている。ＴＩＲプリズムは、内部の空気とガラスの境界面に臨界角より大きい角度で入射された光が入射前の偏向状態に係わらず１００％反射される作用を有するので、この特性を利用して入射光と反射光を分離することができる。
【０００３】
ＴＩＲプリズムは、例えば、空間光変調素子であるＤＭＤ（Digital Micromirror Device，登録商標）を用いたプロジエクタ装置等に用いられる。ＴＩＲプリズムは、プロジエクタ装置においてＤＭＤに照射光を導くと共にＤＭＤによって反射される画像光をプリズムに対する入射角に応じて分離し、有効光を選択するのに用いられる。ＤＭＤは、半導体基板に二次元的に配列された複数のメモリセルと、各メモリセルに傾斜自在に取り付けられたマイクロミラーとからなるデバイスであり、各メモリセルにデータを書き込むことで生じる静電気力によって、マイクロミラーの反射面の角度を変化させるように構成されている。
【０００４】
ＴＩＲプリズムは、２個の三角プリズムと、これらを保持する保持部材とから構成される。２個の三角プリズム間には、非点収差を避けるために薄い空気層（０以上、好ましくは２〜２０μｍ以下）が形成されている。また、ＤＭＤによって反射される画像光がＴＩＲプリズムに入射する一方の三角プリズムの入射面と、前記空気層及び他方の三角プリズム内を通過して投映光学系へ出射される他方の三角プリズムの出射面とは、互いに平行である必要がある。
【０００５】
このような条件で２個の三角プリズムを保持する保持部材としては、例えば、特許文献１に記載されたものが知られている。この保持部材は、２個の三角プリズム（２Ａ，２Ｂ）をそれぞれ個別に保持する２個のホルダ（４Ａ，４Ｂ）からなり、これらをネジ止めして一体化することにより、この内部に２個の三角プリズム（２Ａ，２Ｂ）が薄い空気層を挟んで対面した状態で保持される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平８−３２７８０８
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記特許文献１記載のＴＩＲプリズム（プリズム装置）では、２個の三角プリズムが別々のホルダによって保持されているので、たとえ２個の三角プリズム各々の製造精度が高くても、各ホルダの製造精度や２個のホルダ同士の嵌合精度によっては、２個の三角プリズムの入射面と出射面とが互いに平行にならない場合があり得る。この場合、ＤＭＤから反射してＴＩＲプリズムに入射する画像光の入射光軸とＴＩＲプリズムから射出される画像光の出射光軸とが一致せず、スクリーン上に投映される投映画像の解像度が劣化するという問題がある。
【０００８】
本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、画像光の入射面と出射面とが互いに平行となるように精度良く組み立てることができるプリズム装置及びプリズム保持方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のプリズム装置は、照射された照明光を変調して反射することにより画像光を投射する空間光変調素子と画像光をスクリーンに投映する投映光学系との間に設けられ、前記照明光を空間光変調素子に照射するとともに、空間光変調素子からの画像光を投映光学系へ向けて出射するプロジェクタ用のプリズム装置において、前記照明光が入射される照明光入射面と、この照明光入射面から内部に入射した照明光を全反射して空間光変調素子に向けて出射するとともに空間光変調素子からの画像光を入射する出射・再入射面と、前記画像光を出射する第１画像光出射面とを有する第１三角プリズムと、第１三角プリズムの第１画像光出射面から出射された画像光を入射する画像光入射面と、前記画像光を投映光学系へ向けて出射する第２画像光出射面とを有する第２三角プリズムとからなるＴＩＲプリズムと、裏面にプロジェクタ内での位置決めを行なうベース部材位置決め手段が設けられた板状のベース部材と、ベース部材の表面に垂直に設けられ、第１三角プリズムの出射・再入射面の位置決めを行なう出射・再入射面位置決め部材と、ベース部材の表面に垂直に設けられ、第２三角プリズムの第２画像光出射面の一部に線接触することにより、前記出射・再入射面位置決め部材との間に第１，第２三角プリズムを一体的に挟み込み、互いに対面される第１三角プリズムの第１画像光出射面と第２三角プリズムの画像光入射面との間に空気層を形成するとともに、第１三角プリズムの出射・再入射面と第２三角プリズムの第２画像光出射面とを平行に保持する棒状部材とからなる保持部材とを備えたことを特徴とする。
【００１０】
前記出射・再入射面位置決め部材は、前記照明光及び画像光が通過する開口が形成され、内壁面に第１三角プリズムの出射・再入射面が当接される第１位置決め部材と、第１三角プリズムの照明光入射面の照明光の入射を妨げない位置に当接される第２位置決め部材とからなることが好ましい。
【００１１】
前記互いに対面される第１三角プリズムの第１画像光出射面と第２三角プリズムの画像光入射面とは、前記画像光が通過する少なくとも中央部の領域に空気層が形成されるように、前記中央部の領域を除く縁近傍部が所定の接着手段によって接着されることが好ましい。
【００１２】
前記第１三角プリズムの出射・再入射面は、前記出射・再入射面位置決め部材の内壁面に接着されることが好ましい。
【００１３】
本発明のプリズム保持方法は、照射された照明光を変調して反射することにより画像光を投射する空間光変調素子と画像光をスクリーンに投映する投映光学系との間に設けられ、前記照明光が入射される照明光入射面と、この照明光入射面から内部に入射した照明光を全反射して空間光変調素子に向けて出射するとともに空間光変調素子からの画像光を入射する出射・再入射面と、前記画像光を出射する第１画像光出射面とを有する第１三角プリズムと、第１三角プリズムの第１画像光出射面から出射された画像光を入射する画像光入射面と、前記画像光を投映光学系へ向けて出射する第２画像光出射面とを有する第２三角プリズムとからなるＴＩＲプリズムを、裏面にプロジェクタ内での位置決めを行なうベース部材位置決め手段が設けられた板状のベース部材と、ベース部材の表面に垂直に設けられ、第１三角プリズムの出射・再入射面の位置決めを行なう出射・再入射面位置決め部材と、ベース部材の表面に垂直に設けられ、第２三角プリズムの第２画像光出射面の一部に線接触することにより、前記出射・再入射面位置決め部材との間に第１，第２三角プリズムを一体的に挟み込み、互いに対面される第１三角プリズムの第１画像光出射面と第２三角プリズムの画像光入射面との間に空気層を形成するとともに、第１三角プリズムの出射・再入射面と第２三角プリズムの第２画像光出射面とを平行に保持する棒状部材とからなる保持部材に、保持させるプリズム保持方法において、前記第１三角プリズムを出射・再入射面位置決め部材と棒状部材との間から挿入してベース部材の表面上に載置し、前記第１三角プリズムの出射・再入射面を出射・再入射面位置決め部材で位置決めする第１ステップと、前記第２三角プリズムを第１三角プリズムと棒状部材との間から挿入してベース部材の表面上に載置し、前記第２三角プリズムの画像光入射面の縁近傍部を第１三角プリズムの第１画像光出射面に接着することにより第１三角プリズムの第１画像光出射面と第２三角プリズムの画像光入射面との間に空気層を形成するとともに、前記画像光が通過する範囲を除く第２三角プリズムの第２画像光出射面の一部を棒状部材に線接触させることにより、前記第１三角プリズムの出射・再入射面と第２三角プリズムの第２画像光出射面とが互いに平行となる第２ステップと、前記第１三角プリズムを出射・再入射面位置決め部材に接着する第３ステップとからなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、第１，第２三角プリズムからなるＴＩＲプリズムを保持する保持部材を、裏面にプロジェクタ内での位置決めを行なうベース部材位置決め手段が設けられた板状のベース部材と、ベース部材の表面に垂直に設けられ、第１三角プリズムの出射・再入射面の位置決めを行なう出射・再入射面位置決め部材と、ベース部材の表面に垂直に設けられ、第２三角プリズムの第２画像光出射面の一部に線接触することにより、前記出射・再入射面位置決め部材との間に第１，第２三角プリズムを一体的に挟み込み、互いに対面される第１三角プリズムの第１画像光出射面と第２三角プリズムの画像光入射面との間に空気層を形成するとともに、第１三角プリズムの出射・再入射面と第２三角プリズムの第２画像光出射面とを平行に保持する棒状部材とから構成したので、第１三角プリズムの第１画像光出射面と第２三角プリズムの画像光入射面との間に空気層が形成されるとともに、画像光の入射面である第１三角プリズムの出射・再入射面と、画像光の出射面である第２三角プリズムの第２画像光出射面とを平行に保持できる。
【００１５】
前記出射・再入射面位置決め部材を、第１三角プリズムの出射・再入射面が当接される第１位置決め部材と、第１三角プリズムの照明光入射面に当接される第２位置決め部材とから構成したので、第１三角プリズムの出射・再入射面が確実に位置決めされる。
【００１６】
第１三角プリズムの第１画像光出射面と第２三角プリズムの画像光入射面とを中央部の領域を除く縁近傍部で所定の接着手段によって接着されるようにしたので、第１三角プリズムと第２三角プリズムとが確実に固定される。
【００１７】
第１三角プリズムの出射・再入射面を出射・再入射面位置決め部材の内壁面に接着するので、第１三角プリズムが保持部材に確実に固定され、プリズム装置をプロジェクタに組み込む際等に、保持部材に対する第１三角プリズムがズレるようなおそれがない。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】プリズム装置とＤＭＤ，投映光学系との関係を示す説明図である。
【図２】保持部材の構成を示す斜視図である。
【図３】ベース部材の裏面を示す説明図である。
【図４】プリズム装置を反射型プロジェクタの基板に取り付ける様子を示す説明図である。
【図５】プリズム装置の組立手順を示すフローチャートである。
【図６】第１三角プリズムを枠状支持部材と棒状支持部材との間に落とし込む状態を示す説明図である。
【図７】第２三角プリズムを第１三角プリズムと棒状支持部材との間に落とし込む状態を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明の一実施例であるプリズム装置１０は、図１に示すように、反射型プロジェクタのＤＭＤ１１（空間光変調素子）と投映光学系１２との間に配置して用いられる。ＤＭＤ１１は、二次元的に配列された複数のマイクロミラーからなり、各マイクロミラーは、それぞれ入射した照明光を１画素分の画素光として投映光学系１２に向けて反射するオン状態と、照明光を光吸収体（図示省略）に向けて反射するオフ状態とに傾斜自在になっている。投映光学系１２は、ズームレンズからなりプリズム装置１０から出射された画像光をスクリーン（図示せず）上に投映する。
【００２０】
プリズム装置１０は、それぞれ３つの光学面によって形成された三角プリズムである２個のプリズム１４，１５（第１，第２三角プリズム）と、これらを保持する保持部材１６とからなる内部全反射(TIR:Total Internal Reflection) プリズムである。三角プリズムは、光学ガラスから形成され、一対の側面が三角形の柱状部材である。側面はすり面をしており、側面を除く他の３面は、それぞれ透明な面をしている。なお、３面のうち光が通過する必要がない面は、すり面であってもよい。
【００２１】
プリズム１４は、図示しない光源から照射される光軸αの照明光が入射される入射面１４ａ（照明光入射面）と、この入射面１４ａから内部に入射した照明光を全反射する全反射面１４ｂと、この全反射面１４ｂで反射された照明光をＤＭＤ１１に向けて出射するとともにオン状態のＤＭＤ１１から出射される光軸βの画像光を入射する出射・再入射面１４ｃと、全反射面１４ｂの外壁面１４ｄ（第１画像光出射面）とを備えている。なお、オフ状態のＤＭＤ１１から出射された光軸γの画像光は、光吸収体（図示省略）に向けられる。
【００２２】
プリズム１５は、プリズム１４の外壁面１４ｄと薄い空気層１７を介して対面され、出射・再入射面１４ｃから入射された画像光がプリズム１４の内部及び空気層１７を通過して入射される入射面１５ａ（画像光入射面）と、この入射面１５ａから内部に入射した画像光を投映光学系へ向けて出射する出射面１５ｂ（第２画像光出射面）とを備えている。なお、入射面１５ａ及び出射面１５ｂを除く面１５ｃは、光が通過しないため、すり面になっている。
【００２３】
全反射面１４ｂと出射・再入射面１４ｃとのなす角度θ１と、入射面１５ａと出射面１５ｂとのなす角度θ２とは同じであり、空気層１７の厚みＤが、例えば、５〜１０μｍと極めて薄いため、プリズム１４，１５を互い違いになるように、外壁面１４ｄと入射面１５ａとを対面させると、出射・再入射面１４ｃと出射面１５ｂとは互いに平行になる。
【００２４】
外壁面１４ｄと入射面１５ａとは、空気層１７を囲むように矩形の枠状に塗布された接着剤１８（接着手段）によって接着される。空気層１７の厚みＤは、接着剤１８の供給量によって決められる。接着剤１８としては、完全に硬化するまでに時間的余裕がある、例えばエポキシ樹脂等が使用するのが好ましい。また、接着剤１８としては、予め所定の形状に成形されたシート状の接着剤を用いてもよい。
【００２５】
保持部材１６は、図１及び図２に示すように、照明光及び画像光が通過する矩形状の開口１９ａが形成され、外壁面１９ｂがＤＭＤ１１に向かい合う矩形状の枠状支持部材１９（第１位置決め部材）と、枠状支持部材１９の一辺端部１９ｄ（破線で示す）に沿って細長くかつ枠状支持部材１９の内壁面１９ｃに対してほぼ直角に内壁面１９ｃから僅かに突出されるように一辺端部１９ｄに連設された補助支持部材２０（第２位置決め部材）と、補助支持部材２０の長手方向に細長く平行で、かつ枠状支持部材１９の内壁面１９ｃに対峙される範囲内で補助支持部材２０から遠い側に設けられた棒状支持部材２１（棒状部材）と、枠状支持部材１９及び棒状支持部材２１が同じ一方の表面２２ａに垂直に立設される板状のベース部材２２とからなり、これらは一体に樹脂成形されている。
【００２６】
図２に示す枠状支持部材１９の内壁面１９ｃの高さ方向と補助支持部材２０の縁２０ａの長手方向とは、互いに平行（図１の紙面に対して垂直方向）であるから、プリズム１４の出射・再入射面１４ｃが内壁面１９ｃに当接されるとともに入射面１４ａが縁２０ａに当接されると、入射面１４ａと出射・再入射面１４ｃとからなる稜線１４ｅの長手方向は内壁面１９ｃの高さ方向及び縁２０ａの長手方向に平行となり、プリズム１４は光軸βの周りに回転することなく枠状支持部材１９に対して位置決めされる。これにより、ベース部材２２の表面２２ａの平面精度に拠らず、プリズム１４は枠状支持部材１９に対して正確に位置決めされる。なお、補助支持部材２０の内壁面１９ｃからの突出量は、入射面１４ａに入射される照明光を妨げない範囲である。
【００２７】
枠状支持部材１９の内壁面１９ｃと棒状支持部材２１との間隔は、内壁面１９ｃと棒状支持部材２１の周面との間にプリズム１４，１５を挟んだ状態で、出射・再入射面１４ｃと出射面１５ｂとが互いに平行になる出射・再入射面１４ｃと出射面１５ｂとの距離に設定されている。
【００２８】
ベース部材２２の裏面２２ｂには、図３及び図４に示すように、２個の異なる形状の穴２２ｃ，２２ｄが形成されている。穴２２ｃは画像光の光軸β方向に延びた長穴形状をしており、穴２２ｄは、円形をしている。一方、反射型プロジェクタの基板２４には、穴２２ｃ，２２ｄにそれぞれ対応した円柱状をした突起２５，２６が形成され、穴２２ｃ，２２ｄを突起２５，２６に嵌め込むことにより、ベース部材２２が基板２４上に容易かつ正確に位置決めされる。これにより、プリズム装置１０がＤＭＤ１１と投映光学系１２との間の所定位置に正確に取り付けられるから、ＤＭＤ１１の中心から投映光学系１２の中心光軸を貫く画像光の光軸βに対するプリズム装置１０の正確な位置が決まる。プリズム装置１０は、照射光の光軸αに対しても、ほぼ正確な位置に位置決めされるが、プリズム１４の入射面１４ａと光軸αとの正確な関係は、照明光学系側で調整される。
【００２９】
このように構成されたプリズム装置１０の組み立てについて、図５のフローチャートに従い、図６，図７を参照して説明する。まず、図示しない治具等を用いて、図６に示すように、図示しない作業テーブルの上面に対して補助支持部材２０が下側になるように保持部材１６を立てるとともに、ベース部材２２の裏面２２ｂ（図３参照）が作業テーブルの上面に近づく方向にやや寝かせ、かつ内壁面１９ｃが作業テーブルの上面に対して斜めになるように、保持部材１６の姿勢を決めて設置する（ｓｔ１）。なお、括弧内のｓｔ（ステップの意）１等は、図５に示すｓｔ１等に対応する。
【００３０】
次に、プリズム１４（第１三角プリズム）を入射面１４ａ側を先にして枠状支持部材１９の内壁面１９ｃと棒状支持部材２１との間に落とし込む（ｓｔ２）。プリズム１４は、出射・再入射面１４ｃが枠状支持部材１９の内壁面１９ｃに沿うようにして案内され、入射面１４ａの一部が補助支持部材２０の縁２０ａに当接されるとともに、出射・再入射面１４ｃが枠状支持部材１９の内壁面１９ｃに当接される。
【００３１】
次に、予め接着剤１８が入射面１５ａ上に細い幅で矩形の枠状に塗布されたプリズム１５（第２三角プリズム）を、図７に示すように、入射面１５ａが外壁面１４ｄに対面される向きで、プリズム１４と棒状支持部材２１との間に落とし込む（ｓｔ３）。これにより、入射面１５ａが空気層１７及び接着剤１８を間に挟んで外壁面１４ｄに対面するとともに、出射面１５ｂの図面上方側の縁近傍部分が棒状支持部材２１の周面の一部に線状に当接される。この線状当接によりプリズム１５はある程度自由に外壁面１４ｄの法線δ周りに回転可能である。なお、接着剤１８は、矩形の枠状に限らず、入射面１５ａの角の４点塗布でもよく、また、入射面１５ａの対向する２つの縁に沿った２直線状に塗布してもよい。
【００３２】
プリズム１４と棒状支持部材２１との間へのプリズム１５の落とし込みにより、プリズム１５が外壁面１４ｄの法線δ周りに回転して、外壁面１４ｄに対するプリズム１５の傾きが修正される。この結果、ベース部材２２の表面２２ａの成形精度に関わらず、外壁面１４ｄと入射面１５ａとが平行に対面されるとともに、出射・再入射面１４ｃと出射面１５ｂとは互いに平行になる。接着剤１８が硬化されると、外壁面１４ｄと入射面１５ａとが接着される（ｓｔ４）とともに、接着剤１８によってほぼ矩形状に囲まれた外壁面１４ｄと入射面１５ａとの間には、薄い空気層１７が所定の厚みＤで形成される。
【００３３】
次に、プリズム１４の出射・再入射面１４ｃに接する枠状支持部材１９の縁部にＵＶ硬化接着剤を塗布してから、高圧水銀ランプ等のＵＶ発生装置を用いて、ＵＶ硬化接着剤に紫外線を照射する。ＵＶ硬化接着剤が完全に硬化すると、プリズム１４が枠状支持部材１９に固定される（ｓｔ５）。これにより、プリズム１４，１５が保持部材１６に正確に位置決め固定され、プリズム装置１０が完成する。
【００３４】
以上説明した実施形態では、保持部材の枠状支持部材，棒状支持部材，及びベース部材を一体成形するようにしたが、本発明はこれに限定されることなく、例えば、枠状支持部材，棒状支持部材，及びベース部材を別々の部品として成形しておき、これらを後から組み立てて一体化することにより保持部材を得るようにしてもよい。
【００３５】
上記実施形態では、補助支持部材を枠状支持部材と一体に設けたが、本発明はこれに限定されることなく、例えば、補助支持部材を枠状支持部材とは別体に設けてもよい。この場合、補助支持部材は、図２等に図示した形状ではなく、例えば、棒状でもよい。
【００３６】
上記実施形態では、棒状支持部材を円柱形状としたが、本発明はこれに限定されることなく、例えば、プリズムの出射面に当接する側だけが周面をした断面が半月状をした棒状支持部材でもよい。
【符号の説明】
【００３７】
１０ プリズム装置
１４，１５ プリズム
１６ 保持部材
１９ 枠状支持部材
２０ 補助支持部材
２１ 棒状支持部材
２２ ベース部材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
照射された照明光を変調して反射することにより画像光を投射する空間光変調素子と画像光をスクリーンに投映する投映光学系との間に設けられ、前記照明光を空間光変調素子に照射するとともに、空間光変調素子からの画像光を投映光学系へ向けて出射するプロジェクタ用のプリズム装置において、
前記照明光が入射される照明光入射面と、この照明光入射面から内部に入射した照明光を全反射して空間光変調素子に向けて出射するとともに空間光変調素子からの画像光を入射する出射・再入射面と、前記画像光を出射する第１画像光出射面とを有する第１三角プリズムと、第１画像光出射面から出射された画像光を入射する画像光入射面と、前記画像光を投映光学系へ向けて出射する第２画像光出射面とを有する第２三角プリズムとからなるＴＩＲプリズムと、
裏面にプロジェクタ内での位置決めを行なうベース部材位置決め手段が設けられた板状のベース部材と、ベース部材の表面に垂直に設けられ、第１三角プリズムの出射・再入射面の位置決めを行なう出射・再入射面位置決め部材と、ベース部材の表面に垂直に設けられ、第２画像光出射面の一部に線接触することにより、前記出射・再入射面位置決め部材との間に第１，第２三角プリズムを一体的に挟み込み、互いに対面される第１三角プリズムの第１画像光出射面と第２三角プリズムの画像光入射面との間に空気層を形成するとともに、第１三角プリズムの出射・再入射面と第２三角プリズムの第２画像光出射面とを平行に保持する棒状部材とからなる保持部材と
を備えたことを特徴とするプリズム装置。
【請求項２】
前記出射・再入射面位置決め部材は、前記照明光及び画像光が通過する開口が形成され、内壁面に第１三角プリズムの出射・再入射面が当接される第１位置決め部材と、第１三角プリズムの照明光入射面の照明光の入射を妨げない位置に当接される第２位置決め部材とからなることを特徴とする請求項１記載のプリズム装置。
【請求項３】
前記互いに対面される第１三角プリズムの第１画像光出射面と第２三角プリズムの画像光入射面とは、前記画像光が通過する少なくとも中央部の領域に空気層が形成されるように、前記中央部の領域を除く縁近傍部が所定の接着手段によって接着されることを特徴とする請求項１または２記載のプリズム装置。
【請求項４】
前記第１三角プリズムの出射・再入射面は、前記出射・再入射面位置決め部材の内壁面に接着されることを特徴とする請求項１ないし３いずれか１項記載のプリズム装置。
【請求項５】
照射された照明光を変調して反射することにより画像光を投射する空間光変調素子と画像光をスクリーンに投映する投映光学系との間に設けられ、前記照明光が入射される照明光入射面と、この照明光入射面から内部に入射した照明光を全反射して空間光変調素子に向けて出射するとともに空間光変調素子からの画像光を入射する出射・再入射面と、前記画像光を出射する第１画像光出射面とを有する第１三角プリズムと、第１三角プリズムの第１画像光出射面から出射された画像光を入射する画像光入射面と、前記画像光を投映光学系へ向けて出射する第２画像光出射面とを有する第２三角プリズムとからなるＴＩＲプリズムを、
裏面にプロジェクタ内での位置決めを行なうベース部材位置決め手段が設けられた板状のベース部材と、ベース部材の表面に垂直に設けられ、第１三角プリズムの出射・再入射面の位置決めを行なう出射・再入射面位置決め部材と、ベース部材の表面に垂直に設けられ、第２画像光出射面の一部に線接触することにより、前記出射・再入射面位置決め部材との間に第１，第２三角プリズムを一体的に挟み込み、互いに対面される第１三角プリズムの第１画像光出射面と第２三角プリズムの画像光入射面との間に空気層を形成するとともに、第１三角プリズムの出射・再入射面と第２三角プリズムの第２画像光出射面とを平行に保持する棒状部材とからなる保持部材に、保持させるプリズム保持方法において、
前記第１三角プリズムを出射・再入射面位置決め部材と棒状部材との間から挿入してベース部材の表面上に載置し、前記第１三角プリズムの出射・再入射面を出射・再入射面位置決め部材で位置決めする第１ステップと、
前記第２三角プリズムを第１三角プリズムと棒状部材との間から挿入してベース部材の表面上に載置し、前記第２三角プリズムの画像光入射面の縁近傍部を第１三角プリズムの第１画像光出射面に接着することにより第１画像光出射面と第２三角プリズムの画像光入射面との間に空気層を形成するとともに、前記画像光が通過する範囲を除く第２画像光出射面の一部を棒状部材に線接触させることにより、前記第１三角プリズムの出射・再入射面と第２三角プリズムの第２画像光出射面とが互いに平行となる第２ステップと、
前記第１三角プリズムを出射・再入射面位置決め部材に接着する第３ステップと
からなることを特徴とするプリズム保持方法。
【請求項１】
照射された照明光を変調して反射することにより画像光を投射する空間光変調素子と画像光をスクリーンに投映する投映光学系との間に設けられ、前記照明光を空間光変調素子に照射するとともに、空間光変調素子からの画像光を投映光学系へ向けて出射するプロジェクタ用のプリズム装置において、
前記照明光が入射される照明光入射面と、この照明光入射面から内部に入射した照明光を全反射して空間光変調素子に向けて出射するとともに空間光変調素子からの画像光を入射する出射・再入射面と、前記画像光を出射する第１画像光出射面とを有する第１三角プリズムと、第１画像光出射面から出射された画像光を入射する画像光入射面と、前記画像光を投映光学系へ向けて出射する第２画像光出射面とを有する第２三角プリズムとからなるＴＩＲプリズムと、
裏面にプロジェクタ内での位置決めを行なうベース部材位置決め手段が設けられた板状のベース部材と、ベース部材の表面に垂直に設けられ、第１三角プリズムの出射・再入射面の位置決めを行なう出射・再入射面位置決め部材と、ベース部材の表面に垂直に設けられ、第２画像光出射面の一部に線接触することにより、前記出射・再入射面位置決め部材との間に第１，第２三角プリズムを一体的に挟み込み、互いに対面される第１三角プリズムの第１画像光出射面と第２三角プリズムの画像光入射面との間に空気層を形成するとともに、第１三角プリズムの出射・再入射面と第２三角プリズムの第２画像光出射面とを平行に保持する棒状部材とからなる保持部材と
を備えたことを特徴とするプリズム装置。
【請求項２】
前記出射・再入射面位置決め部材は、前記照明光及び画像光が通過する開口が形成され、内壁面に第１三角プリズムの出射・再入射面が当接される第１位置決め部材と、第１三角プリズムの照明光入射面の照明光の入射を妨げない位置に当接される第２位置決め部材とからなることを特徴とする請求項１記載のプリズム装置。
【請求項３】
前記互いに対面される第１三角プリズムの第１画像光出射面と第２三角プリズムの画像光入射面とは、前記画像光が通過する少なくとも中央部の領域に空気層が形成されるように、前記中央部の領域を除く縁近傍部が所定の接着手段によって接着されることを特徴とする請求項１または２記載のプリズム装置。
【請求項４】
前記第１三角プリズムの出射・再入射面は、前記出射・再入射面位置決め部材の内壁面に接着されることを特徴とする請求項１ないし３いずれか１項記載のプリズム装置。
【請求項５】
照射された照明光を変調して反射することにより画像光を投射する空間光変調素子と画像光をスクリーンに投映する投映光学系との間に設けられ、前記照明光が入射される照明光入射面と、この照明光入射面から内部に入射した照明光を全反射して空間光変調素子に向けて出射するとともに空間光変調素子からの画像光を入射する出射・再入射面と、前記画像光を出射する第１画像光出射面とを有する第１三角プリズムと、第１三角プリズムの第１画像光出射面から出射された画像光を入射する画像光入射面と、前記画像光を投映光学系へ向けて出射する第２画像光出射面とを有する第２三角プリズムとからなるＴＩＲプリズムを、
裏面にプロジェクタ内での位置決めを行なうベース部材位置決め手段が設けられた板状のベース部材と、ベース部材の表面に垂直に設けられ、第１三角プリズムの出射・再入射面の位置決めを行なう出射・再入射面位置決め部材と、ベース部材の表面に垂直に設けられ、第２画像光出射面の一部に線接触することにより、前記出射・再入射面位置決め部材との間に第１，第２三角プリズムを一体的に挟み込み、互いに対面される第１三角プリズムの第１画像光出射面と第２三角プリズムの画像光入射面との間に空気層を形成するとともに、第１三角プリズムの出射・再入射面と第２三角プリズムの第２画像光出射面とを平行に保持する棒状部材とからなる保持部材に、保持させるプリズム保持方法において、
前記第１三角プリズムを出射・再入射面位置決め部材と棒状部材との間から挿入してベース部材の表面上に載置し、前記第１三角プリズムの出射・再入射面を出射・再入射面位置決め部材で位置決めする第１ステップと、
前記第２三角プリズムを第１三角プリズムと棒状部材との間から挿入してベース部材の表面上に載置し、前記第２三角プリズムの画像光入射面の縁近傍部を第１三角プリズムの第１画像光出射面に接着することにより第１画像光出射面と第２三角プリズムの画像光入射面との間に空気層を形成するとともに、前記画像光が通過する範囲を除く第２画像光出射面の一部を棒状部材に線接触させることにより、前記第１三角プリズムの出射・再入射面と第２三角プリズムの第２画像光出射面とが互いに平行となる第２ステップと、
前記第１三角プリズムを出射・再入射面位置決め部材に接着する第３ステップと
からなることを特徴とするプリズム保持方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１２−２８７３（Ｐ２０１２−２８７３Ａ）
【公開日】平成２４年１月５日（２０１２．１．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１３５２７２（Ｐ２０１０−１３５２７２）
【出願日】平成２２年６月１４日（２０１０．６．１４）
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１月５日（２０１２．１．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年６月１４日（２０１０．６．１４）
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【Ｆターム（参考）】
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