JPH1184113A - Color synthesis prism and its production as well as projection type display device - Google Patents

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To embody a color synthesis prism which is capable of well maintaining the flatness of two kinds of multilayered dichroic films as a color synthesis means used for a projection type display device. SOLUTION: Four prisms 101 to 104 of a triangular prism shape having an approximately rectangular equilateral triangular shape in section are formed. At this time, the intersection angle of the two flanks holding the rectangular part is set slightly smaller than 90 deg.. The multilayered blue reflection dichroic films 105, 107 are formed on the one-side flanks of the prisms 101, 104 and the multilayered red reflection dichroic films 108, 106 are formed on the other side flanks of the prisms 101, 102. These multilayered optical films are so positioned by using a plane butting table in such a manner that the films are formed to an X shape. Next, these prisms are fixed by transparent adhesives having the refractive index equal to the refractive index of the prisms, by which the color synthesis prism is produced.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、赤、緑、青の３つ
の原色光を１つの光に合成する色合成プリズム及びその
製造方法と、この色合成プリズムとライトバルブを用い
てカラー映像を投写する投写型表示装置とに関するもの
である。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a color synthesizing prism for synthesizing three primary colors of red, green and blue into one light, a method for manufacturing the same, and a color image using the color synthesizing prism and a light valve. The present invention relates to a projection display device that performs projection.

【０００２】[0002]

【従来の技術】大画面の映像を得るために、映像信号に
応じた光学像をライトバルブに形成し、そのライトバル
ブに光を照射し、投写レンズにより映像光をスクリ−ン
上に拡大投写する表示装置がある。最近では、ライトバ
ルブとして液晶パネルを用いる投写型表示装置が注目さ
れている。特に、ツイストネマティック（ＴＮ）液晶の
旋光性が電界により変化する現象を利用した投写型表示
装置が商品化されている。2. Description of the Related Art In order to obtain a large-screen image, an optical image corresponding to an image signal is formed on a light valve, the light valve is irradiated with light, and the image light is enlarged and projected on a screen by a projection lens. Display device. Recently, a projection type display device using a liquid crystal panel as a light valve has attracted attention. In particular, a projection type display device utilizing a phenomenon in which the optical rotation of a twisted nematic (TN) liquid crystal is changed by an electric field has been commercialized.

【０００３】この種の投写型表示装置では、光出力と解
像度を上げるために赤用、緑用、青用の液晶パネルを用
い、操作を簡単にするために投写レンズを１本にした方
式が主流となっている。この方式では、３色の原色光を
１つの光に合成するために、色合成プリズムが使用され
ている。In this type of projection display device, a liquid crystal panel for red, green, and blue is used to increase the light output and resolution, and a single projection lens is used to simplify the operation. It has become mainstream. In this method, a color combining prism is used to combine three primary color lights into one light.

【０００４】この色合成プリズムの構造を図９に示す。
色合成プリズム７０は第１〜第４の直角プリズム７３，
７４，７５，７６で構成される。直角プリズム７３の直
角を挟む１側面と直角プリズム７４の直角を挟む１側面
には、赤反射ダイクロイック多層膜７１が形成されてい
る。直角プリズム７３の直角を挟む他の１側面と直角プ
リズム７６の直角を挟む１側面には、青反射ダイクロイ
ック多層膜７２が形成されている。このように赤反射ダ
イクロイック多層膜７１や青反射ダイクロイック多層膜
７２をここでは光学多層膜と呼ぶ。これらの光学多層膜
がＸ字状となるように４個の直角プリズム７３〜７６を
接合し、直方体状の色合成プリズムを作る。FIG. 9 shows the structure of this color combining prism.
The color combining prism 70 includes first to fourth right-angle prisms 73,
74, 75 and 76. A red reflection dichroic multilayer film 71 is formed on one side of the right angle prism 73 sandwiching the right angle and on one side of the right angle prism 74 sandwiching the right angle. A blue reflection dichroic multilayer film 72 is formed on one side of the right angle prism 73 and the other side of the right angle prism 76 and the other side of the right angle prism 76. As described above, the red reflection dichroic multilayer film 71 and the blue reflection dichroic multilayer film 72 are referred to herein as optical multilayer films. The four rectangular prisms 73 to 76 are joined so that these optical multilayer films have an X-shape to form a rectangular parallelepiped color synthesis prism.

【０００５】赤反射ダイクロイック多層膜７１、青反射
ダイクロイック多層膜７２はいずれも高屈折率膜と低屈
折率膜とを交互に積層したものであり、赤反射ダイクロ
イック多層膜７１は赤色光を反射して、緑色光と青色光
とを透過させる。青反射ダイクロイック多層膜７２は青
色光を反射して、赤色光と緑色光とを透過させる。Each of the red reflection dichroic multilayer film 71 and the blue reflection dichroic multilayer film 72 is formed by alternately laminating a high refractive index film and a low refractive index film, and the red reflective dichroic multilayer film 71 reflects red light. To transmit green light and blue light. The blue reflection dichroic multilayer film 72 reflects blue light and transmits red light and green light.

【０００６】[0006]

【発明が解決しようとする課題】図９に示した色合成プ
リズムにおいて、２つの赤反射ダイクロイック多層膜７
１、２つの青反射ダイクロイック多層膜７２は、それぞ
れ完全に同一平面となるように接合される必要がある。
そうでない場合には、投写画像に二重像が現れたり、３
色の画素が重ならないという問題を生じる。In the color combining prism shown in FIG. 9, two red reflecting dichroic multilayer films 7 are provided.
One and two blue reflective dichroic multilayer films 72 need to be joined so as to be completely flush with each other.
If not, double images may appear in the projected image or 3
This causes a problem that color pixels do not overlap.

【０００７】各プリズムを正確に貼り合わせるための方
法として、第１の直角プリズム７３の長さ（Ｗ軸方向の
長さ）を第２の直角プリズム７４より長くし、第４の直
角プリズム７６の長さを第３の直角プリズム７５より長
くする。そして両側（＋Ｗ、−Ｗ方向）に露出平面が形
成されるように、第１の直角プリズム７３と第２の直角
プリズム７４とを接合し、第３の直角プリズム７５と第
４の直角プリズム７６とを接合する。そして露出平面が
同一平面となるように２つの貼り合わせプリズムを接着
する方法が提案されている（例えば、特開平３−１３８
６０３号公報、特開平８−１８４７９８号公報を参
照）。しかし、この方法は、４個の直角プリズムの直角
部の直角度を厳密に確保する必要があるため、直角プリ
ズムの加工方法が複雑となり、それだけコスト高になる
という問題があった。As a method for accurately bonding the prisms, the length (the length in the W-axis direction) of the first right-angle prism 73 is made longer than that of the second right-angle prism 74 so that the fourth right-angle prism 76 The length is made longer than the third right-angle prism 75. Then, the first right-angle prism 73 and the second right-angle prism 74 are joined so that exposed planes are formed on both sides (+ W and -W directions), and the third right-angle prism 75 and the fourth right-angle prism 76 are joined. And join. Then, a method of bonding two bonded prisms so that the exposed planes are the same plane has been proposed (for example, Japanese Patent Laid-Open No. 3-138).
603, JP-A-8-184798). However, in this method, since it is necessary to ensure the right angles of the right-angled portions of the four right-angled prisms, the processing method of the right-angled prism becomes complicated, and the cost is increased accordingly.

【０００８】前記方法で精度の良い色合成プリズムを作
成するには、４個の直角プリズムに対し、特に直角部の
精度が非常に厳しく要求される。図１０に示す如く、４
個の直角プリズムＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄの夫々の直角（９０
°）に対するズレ量を夫々Δａ、Δｂ、Δｃ、Δｄとす
る。直角プリズムＡの１側面８１と直角プリズムＣの１
側面８４が一平面になるように接着する場合、貼り合わ
せプリズムの形成において、( Δａ＋Δｃ) ＝０でなけ
れば、接着面８２，８３が接合しなくなる。In order to produce a high-precision color combining prism by the above-described method, the accuracy of the four right-angle prisms, particularly in the right-angle portion, is very strictly required. As shown in FIG.
Each of the right-angle prisms A, B, C, and D (90
°), Δa, Δb, Δc, and Δd, respectively. One side 81 of the right-angle prism A and one side of the right-angle prism C
In the case where the side surfaces 84 are bonded so as to be flat, the bonding surfaces 82 and 83 are not bonded unless (Δa + Δc) = 0 in forming the bonded prism.

【０００９】この場合、図１１（ａ）又は（ｂ）に示す
ように、接着面８２，８３の上方か又は下方で線接触
し、テーパー状の微少な隙間ができてしまう。直角プリ
ズムＢと直角プリズムＤとを貼り合わせるときにも同様
の問題が生じる。In this case, as shown in FIG. 11 (a) or (b), a line contact is made above or below the bonding surfaces 82 and 83, resulting in a small tapered gap. A similar problem occurs when the right-angle prism B and the right-angle prism D are bonded together.

【００１０】また、前記２組の貼り合わせプリズムを、
更に貼り合わせる際にも同様の問題を生じる。例えば(
Δａ＋Δｂ) ＝０ でない場合には、２組の貼り合わせ
プリズムの夫々の接着面８２，８７は、図１１（ｃ）に
示すように一つの平面を形成しなくなったり、図１１
（ｄ）に示す如く一端で当接して、中央部を通るテ−パ
−状の微少な隙間が生ずることになる。いずれにして
も、光学多層膜の面を揃えようとすると、４個の直角プ
リズムＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄの夫々の直角部は１つの交線に集
中しにくくなる。[0010] The two sets of bonded prisms are
Further, the same problem arises when laminating. For example (
If Δa + Δb) = 0 is not satisfied, the bonding surfaces 82 and 87 of the two sets of bonded prisms do not form one plane as shown in FIG.
As shown in FIG. 5D, the taper comes into contact at one end, and a small tapered gap passing through the center is generated. In any case, when the surfaces of the optical multilayer film are to be aligned, the right-angle portions of the four right-angle prisms A, B, C, and D hardly concentrate on one intersection line.

【００１１】本発明は、このような従来の問題点に鑑み
てなされたものであって、４個の直角プリズムの略直角
を挟む２面又は１面に、２種類の光学多層膜のうち少な
くとも１つの光学多層膜を形成し、４個の直角プリズム
を結合して色合成プリズムを製作するとき、光学多層膜
が形成された面が１つの交線で交わり、投写カラー画像
に二重像が生じない色合成プリズムとその製造方法を実
現することを第１の目的とする。またこの色合成プリズ
ムを用いてカラー映像を投写する投写型表示装置を提供
することを第２の目的とする。The present invention has been made in view of such conventional problems, and at least two of the two types of optical multilayer films are provided on two or one surfaces sandwiching a substantially right angle of four right-angle prisms. When one optical multilayer film is formed and four right-angle prisms are combined to produce a color combining prism, the surfaces on which the optical multilayer film is formed intersect at one intersection line, and a double image is formed on the projected color image. It is a first object of the present invention to realize a color combining prism that does not generate light and a method of manufacturing the same. It is a second object of the present invention to provide a projection display device for projecting a color image using the color combining prism.

【００１２】[0012]

【課題を解決するための手段】このような課題を解決す
るため、本願の請求項１記載の発明は、交差角が（９０
−Δａ）度の２側面と略直角二等辺三角形の両端面とを
有する３角柱状の第１のプリズム基材に対して、前記２
側面の一方に第１の分光透過率特性を有する第１の光学
多層膜が形成され、前記２側面の他方に第２の分光透過
率特性を有する第２の光学多層膜が形成され、屈折率が
ｎの第１のプリズムと、交差角が（９０−Δｂ）度の２
側面と略直角二等辺三角形の両端面とを有する３角柱状
の第２のプリズム基材に対して、前記２側面の一方に第
２の分光透過率特性を有する第２の光学多層膜が形成さ
れ、屈折率がｎの第２のプリズムと、交差角が（９０−
Δｃ）度の２側面と略直角二等辺三角形の両端面とを有
する３角柱状の第３のプリズム基材に対して、前記２側
面の一方に第１の分光透過率特性を有する第１の光学多
層膜が形成され、屈折率がｎの第３のプリズムと、交差
角が（９０−Δｄ）度の２側面と略直角二等辺三角形の
両端面とを有する３角柱状の第４のプリズム基材に対し
て、光学多層膜が形成されず、屈折率がｎの第４のプリ
ズムと、を有し、透明接着剤を用いて夫々の側面が互い
に当接するよう前記第１〜第４のプリズムを接合し、前
記第１及び第２のプリズムの第２の光学多層膜が連続し
た１平面を形成するようにし、且つ前記第１及び第３の
プリズムの第１の光学多層膜が連続した１平面を形成す
るように、前記第１〜第４のプリズムを固定したことを
特徴とするものである。In order to solve such a problem, the invention according to claim 1 of the present application has an intersection angle of (90).
-Δa) With respect to a first prism substrate having a triangular prism shape having two side surfaces of degrees and both end surfaces of a substantially right-angled isosceles triangle,
A first optical multilayer film having a first spectral transmittance characteristic is formed on one of the side surfaces, and a second optical multilayer film having a second spectral transmittance characteristic is formed on the other of the two side surfaces; Is n and the first prism has an intersection angle of (90−Δb) degrees 2
A second optical multilayer film having a second spectral transmittance characteristic is formed on one of the two side surfaces with respect to a triangular prism-shaped second prism base having side surfaces and both end surfaces of a substantially right-angled isosceles triangle. And a second prism having a refractive index of n and an intersection angle of (90−
Δc) A first prism having a first spectral transmittance characteristic on one of the two side surfaces with respect to a triangular prism-shaped third prism substrate having two side surfaces of degrees and both end surfaces of a substantially right-angled isosceles triangle. An optical multilayer film is formed, a third prism having a refractive index of n, and a fourth prism in the form of a triangular prism having two side surfaces having an intersection angle of (90-Δd) degrees and both end surfaces of a substantially right-angled isosceles triangle. The optical multilayer film is not formed on the base material, the fourth prism having a refractive index of n, and the first to fourth prisms having respective sides abutting each other using a transparent adhesive. The prisms are joined so that the second optical multilayer films of the first and second prisms form one continuous plane, and the first optical multilayer films of the first and third prisms are continuous. The first to fourth prisms are fixed so as to form one plane. You.

【００１３】また本願の請求項２記載の発明は、前記第
１，２，３，４のプリズムの３角柱の軸方向に沿った長
さを夫々Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３，Ｗ４とするとき、Ｗ１，Ｗ
２はＷ３，Ｗ４のいずれよりも長く、前記第３及び第４
のプリズムを前記第１及び第２のプリズムに対して位置
決めするとき、前記第１及び第２のプリズムの第２の光
学多層膜が形成された側面が端面両側で露出するように
固定されることを特徴とするものである。The invention according to claim 2 of the present application is characterized in that when the lengths of the triangular prisms of the first, second, third, and fourth prisms along the axial direction are W1, W2, W3, and W4, respectively, , W
2 is longer than any of W3 and W4, and the third and fourth
When positioning the prism with respect to the first and second prisms, the first and second prisms are fixed such that the side surfaces on which the second optical multilayer film is formed are exposed on both sides of the end surface. It is characterized by the following.

【００１４】また本願の請求項３記載の発明は、請求項
１又は２の色合成プリズムにおいて、前記第１〜第４の
プリズムの交差角の公差Δａ〜Δｄは１°以下の正の値
であることを特徴とするものである。According to a third aspect of the present invention, in the color combining prism of the first or second aspect, the tolerances Δa to Δd of the intersection angles of the first to fourth prisms are positive values of 1 ° or less. It is characterized by having.

【００１５】また本願の請求項４記載の発明は、交差角
が９０度以下の２側面と略直角二等辺三角形の両端面と
を有する３角柱状のプリズム基材を４個用いた色合成プ
リズムの製造方法であって、交差角が（９０−Δａ）度
の２側面と略直角二等辺三角形の両端面とを有し、軸方
向の長さがＷ１である３角柱状の第１のプリズム基材に
対して、前記２側面の一方に第１の分光透過率特性を有
する第１の光学多層膜を形成し、前記２側面の他方に第
２の分光透過率特性を有する第２の光学多層膜を形成
し、屈折率がｎの第１のプリズムを作る第１の工程と、
交差角が（９０−Δｂ）度の２側面と略直角二等辺三角
形の両端面とを有し、軸方向の長さがＷ２である３角柱
状の第２のプリズム基材に対して、前記２側面の一方に
第２の分光透過率特性を有する第２の光学多層膜を形成
し、屈折率がｎの第２のプリズムを作る第２の工程と、
交差角が（９０−Δｃ）度の２側面と略直角二等辺三角
形の両端面とを有し、軸方向の長さがＷ３（Ｗ３＜Ｗ
１）である３角柱状の第３のプリズム基材に対して、前
記２側面の一方に第１の分光透過率特性を有する第１の
光学多層膜を形成し、屈折率がｎの第３のプリズムを作
る第３の工程と、交差角が（９０−Δｄ）度の２側面と
略直角二等辺三角形の両端面とを有する３角柱状の第４
のプリズム基材に対して、光学多層膜を形成せず、屈折
率がｎの第４のプリズムを作る第４の工程と、前記第１
のプリズムの第１の光学多層膜と前記第３のプリズムの
第１の光学多層膜とが同一平面を形成するよう、且つ第
２の光学多層膜を挟んでその両側で第２の光学多層膜を
露出するよう前記第１のプリズムに対して前記第３のプ
リズムを位置決めし、前記第１及び第３のプリズムを屈
折率ｎの透明接着剤で接合して第１の結合体を作成する
第５の工程と、前記第１の結合体における第２の光学多
層膜と同一平面を形成するよう、前記第２のプリズムの
第２の光学多層膜を位置決めし、前記第１及び第２のプ
リズムの直角部を突き合わせた状態にし、前記透明接着
剤を用いて前記第１の結合体と前記第２のプリズムとを
接合し、第２の結合体を作成する第６の工程と、前記第
２の結合体における第２のプリズム又は第３のプリズム
のいずれかに対して前記第４のプリズムの側面を当接さ
せ、前記第２及び第３のプリズムと前記第４のプリズム
との間に前記透明接着剤を充填して前記第２の結合体と
前記第４のプリズムを接合し、色合成プリズムを作成す
る第７の工程と、を有することを特徴とするものであ
る。According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a color synthesizing prism using four prism-shaped prism base materials each having two side surfaces having an intersection angle of 90 degrees or less and both end surfaces of a substantially right-angled isosceles triangle. The first prism in the form of a triangular prism having two side surfaces having an intersection angle of (90-Δa) degrees and both end surfaces of a substantially right-angled isosceles triangle, and having an axial length of W1. A first optical multilayer film having a first spectral transmittance characteristic is formed on one of the two side surfaces with respect to the base material, and a second optical multilayer film having a second spectral transmittance characteristic is formed on the other of the two side surfaces. A first step of forming a multilayer film and forming a first prism having a refractive index of n;
With respect to a triangular prism-shaped second prism substrate having two side surfaces having an intersection angle of (90−Δb) degrees and both end surfaces of a substantially right-angled isosceles triangle and having an axial length of W2, A second step of forming a second optical multilayer film having a second spectral transmittance characteristic on one of the two side surfaces and forming a second prism having a refractive index of n;
It has two side surfaces having an intersection angle of (90-Δc) degrees and both end surfaces of a substantially right-angled isosceles triangle, and has an axial length of W3 (W3 <W3).
A first optical multilayer film having a first spectral transmittance characteristic is formed on one of the two side surfaces with respect to the triangular prism-shaped third prism base material of 1). And a triangular prism-shaped fourth step having two side surfaces having an intersection angle of (90-Δd) degrees and both end surfaces of a substantially right-angled isosceles triangle.
A fourth step of forming a fourth prism having a refractive index of n without forming an optical multilayer film with respect to the prism base material;
The first optical multilayer film of the first prism and the first optical multilayer film of the third prism form the same plane, and the second optical multilayer film is formed on both sides of the second optical multilayer film. The third prism is positioned with respect to the first prism so as to expose the first prism, and the first and third prisms are joined with a transparent adhesive having a refractive index of n to form a first combined body. 5) positioning the second optical multilayer film of the second prism so as to form the same plane as the second optical multilayer film in the first combination, and forming the first and second prisms; A sixth step of joining the first combined body and the second prism using the transparent adhesive to form a second combined body; For either the second prism or the third prism in the combination of The side faces of the fourth prism are brought into contact with each other, the transparent adhesive is filled between the second and third prisms and the fourth prism, and the second combined body and the fourth prism are filled. And a seventh step of forming a color synthesizing prism.

【００１６】また本願の請求項５記載の発明は、請求項
４の色合成プリズムの製造方法において、前記第１〜第
４のプリズムの交差角の公差Δａ〜Δｄは１°以下の正
の値であることを特徴とするものである。According to a fifth aspect of the present invention, in the method for manufacturing a color combining prism according to the fourth aspect, the tolerances Δa to Δd of the crossing angles of the first to fourth prisms are positive values of 1 ° or less. It is characterized by being.

【００１７】また本願の請求項６記載の発明は、赤、
緑、青の３原色を含む光を放射する光源と、前記光源か
ら放射された光を赤、緑、青の３つの原色光に分解する
色分解手段と、前記色分解手段から出射する各原色光を
夫々入射して、入力映像信号に応じて３原色の光学像を
形成するＲ，Ｇ，Ｂライトバルブと、前記Ｒ，Ｇ，Ｂラ
イトバルブからの出射光を、１つの光軸を有する映像光
に合成する色合成手段と、前記色合成手段からの出射光
を入射し、前記映像光をスクリ−ン上に投写する投写レ
ンズと、を具備し、前記色合成手段は、請求項１又は２
記載の色合成プリズムであることを特徴とするものであ
る。The invention according to claim 6 of the present application is characterized in that red,
A light source that emits light including three primary colors of green and blue; a color separation unit that separates light emitted from the light source into three primary color lights of red, green, and blue; and each primary color emitted from the color separation unit R, G, and B light valves, each of which receives light and forms an optical image of three primary colors in accordance with an input video signal, and light emitted from the R, G, and B light valves having one optical axis. 2. A color synthesizing means for synthesizing image light, and a projection lens for receiving light emitted from the color synthesizing means and projecting the image light on a screen, wherein the color synthesizing means is provided. Or 2
The color combining prism according to any one of the preceding claims.

【００１８】また本願の請求項７記載の発明は、請求項
６の投写型表示装置において、前記Ｒ，Ｇ，Ｂライトバ
ルブは、透過型液晶パネルであることを特徴とするもの
である。The invention according to claim 7 of the present application is the projection display device according to claim 6, wherein the R, G, and B light valves are transmission liquid crystal panels.

【００１９】[0019]

【発明の実施の形態】BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION

（実施の形態１）以下に、本発明の実施の形態１におけ
る色合成プリズムとその製造方法について図面を参照し
つつ説明する。図１〜図３は本実施の形態における色合
成プリズムの組み立て工程を示す説明図である。(Embodiment 1) A color synthesizing prism and a method of manufacturing the same according to Embodiment 1 of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 to FIG. 3 are explanatory views showing a process of assembling the color combining prism in the present embodiment.

【００２０】図１は色合成プリズムを構成する４つのプ
リズム５１，５２，５３，５４の配置を示す側面図であ
る。第１のプリズム５１は、屈折率がｎであり、交差角
が（９０−Δａ）度の２側面と略直角二等辺三角形の両
端面とを有する３角柱状の第１のプリズム基材を用いて
構成される。第１のプリズム基材の２側面の一方に、第
１の分光透過率特性を有する第１の光学多層膜として、
赤反射ダイクロイック多層膜６２が蒸着されている。ま
た第１のプリズム基材の２側面の他方に、第２の分光透
過率特性を有する第２の光学多層膜として、青反射ダイ
クロイック多層膜６１が蒸着されている。また他の側面
５１１には反射防止膜が蒸着されている。FIG. 1 is a side view showing the arrangement of four prisms 51, 52, 53 and 54 constituting a color combining prism. The first prism 51 uses a triangular prism-shaped first prism substrate having two side surfaces having a refractive index of n and an intersection angle of (90−Δa) degrees and both end surfaces of a substantially right-angled isosceles triangle. It is composed. On one of the two side surfaces of the first prism substrate, as a first optical multilayer film having a first spectral transmittance characteristic,
A red reflective dichroic multilayer film 62 is deposited. On the other of the two side surfaces of the first prism substrate, a blue reflection dichroic multilayer film 61 is deposited as a second optical multilayer film having a second spectral transmittance characteristic. An antireflection film is deposited on another side surface 511.

【００２１】第２のプリズム５４は、屈折率がｎであ
り、交差角が（９０−Δｂ）度の２側面と略直角二等辺
三角形の両端面とを有する３角柱状の第２のプリズム基
材を用いて構成される。第２のプリズム基材の２側面の
一方に、第２の分光透過率特性を有する青反射ダイクロ
イック多層膜６１が蒸着されている。また他の側面５４
１には反射防止膜が蒸着されている。The second prism 54 has a refractive index of n and a triangular prism-shaped second prism base having two side surfaces having an intersection angle of (90-Δb) degrees and both end surfaces of a substantially right-angled isosceles triangle. It is configured using materials. On one of the two side surfaces of the second prism substrate, a blue reflection dichroic multilayer film 61 having the second spectral transmittance characteristic is deposited. Another side 54
1, an anti-reflection film is deposited.

【００２２】第３のプリズム５２は、屈折率がｎであ
り、交差角が（９０−Δｃ）度の２側面と略直角二等辺
三角形の両端面とを有する３角柱状の第３のプリズム基
材を用いて構成される。第３のプリズム基材の２側面の
一方に、第１の分光透過率特性を有する赤反射ダイクロ
イック多層膜６２が蒸着されている。また他の側面５２
１には反射防止膜が蒸着されている。The third prism 52 has a refractive index of n and has a triangular prism-shaped third prism base having two side surfaces having an intersection angle of (90-Δc) degrees and both end surfaces of a substantially right-angled isosceles triangle. It is configured using materials. A red reflection dichroic multilayer film 62 having a first spectral transmittance characteristic is deposited on one of the two side surfaces of the third prism substrate. Another side surface 52
1, an anti-reflection film is deposited.

【００２３】第４のプリズム５３は、屈折率がｎであ
り、交差角が（９０−Δｄ）度の２側面と略直角二等辺
三角形の両端面とを有する３角柱状の第４のプリズム基
材により構成され、光学多層膜が蒸着されていない。し
かし側面５３１には反射防止膜が蒸着されている。The fourth prism 53 has a refractive index of n, and has a triangular prism-shaped fourth prism base having two side surfaces having an intersection angle of (90-Δd) degrees and both end surfaces of a substantially right-angled isosceles triangle. The optical multilayer film is not deposited. However, an antireflection film is deposited on the side surface 531.

【００２４】第１〜第４のプリズムの交差角の公差Δａ
〜Δｄは１°以下の正の値であることが望ましい。しか
しこの公差は各プリズム５１〜５４の接合に用いる透明
接着剤の屈折率や、後述する投写型表示装置のライトバ
ルブとして用いられる液晶パネルの角度調整機構の調整
範囲によって決定される。The tolerance Δa of the intersection angle of the first to fourth prisms
ΔΔd is preferably a positive value of 1 ° or less. However, this tolerance is determined by the refractive index of the transparent adhesive used for joining the prisms 51 to 54 and the adjustment range of the angle adjustment mechanism of the liquid crystal panel used as a light valve of the projection display device described later.

【００２５】このようなプリズム５１〜５４を用いて色
合成プリズムを製造するには、図２（ａ）に示すよう
に、先ずプリズム５１とプリズム５２の直角部を互いに
当接させ、赤反射ダイクロイック多層膜６２が形成され
た夫々の側面が連続した同一平面を構成するように、プ
リズム５１とプリズム５２を位置決めする。この場合、
プリズム５１，５２の直角部は９０゜より僅かに小さい
ため、直角部を頂点とする楔状の隙間５８ができる。こ
の隙間５８にプリズム５１〜５４と同一の屈折率ｎ（硬
化時の値）を有する透明接着剤５５を充填し、２つのプ
リズムを接着する。こうしてできたプリズムの組を貼合
プリズムＰ１３とする。In order to manufacture a color synthesizing prism using such prisms 51 to 54, as shown in FIG. 2A, first, the right-angle portions of the prism 51 and the prism 52 are brought into contact with each other, and a red reflection dichroic is formed. The prism 51 and the prism 52 are positioned so that the respective side surfaces on which the multilayer film 62 is formed form a continuous same plane. in this case,
Since the right-angled portions of the prisms 51 and 52 are slightly smaller than 90 °, a wedge-shaped gap 58 having the right-angled portions as vertices is formed. The gap 58 is filled with a transparent adhesive 55 having the same refractive index n (value at the time of curing) as the prisms 51 to 54, and the two prisms are bonded. The set of prisms thus formed is referred to as a bonding prism P13.

【００２６】次に、図２（ｂ）に示すように、貼合プリ
ズムＰ１３にプリズム５４を位置決めする。このときプ
リズム５４の青反射ダイクロイック多層膜６１と、プリ
ズム５１の青反射ダイクロイック多層膜６１が連続した
同一平面を構成するようにプリズム５４の直角部を貼合
プリズムＰ１３の中央部に当接させ、これらのプリズム
の隙間に透明接着剤５５を充填して接着する。Next, as shown in FIG. 2B, the prism 54 is positioned on the bonding prism P13. At this time, the right-angle portion of the prism 54 is brought into contact with the central portion of the bonding prism P13 so that the blue reflection dichroic multilayer film 61 of the prism 54 and the blue reflection dichroic multilayer film 61 of the prism 51 form a continuous same plane, The gap between these prisms is filled with and adhered to the transparent adhesive 55.

【００２７】次にプリズム５１，５２，５４で構成され
る３個の貼り合わせプリズムを貼合プリズムＰ１２３と
呼ぶと、貼合プリズムＰ１２３に対して残りのプリズム
５３を位置決めする。この場合、プリズム５２の側面に
プリズム５３の直角を挟む面を沿わせるようにして、プ
リズム５４に当接させるか、又はプリズム５４にプリズ
ム５３を沿わせるようにして、プリズム５２に当接させ
る。そして透明接着剤５５をプリズム５２とプリズム５
４に塗布又は充填してプリズム５３を接着し、色合成プ
リズムを作成する。このとき、プリズム５３の直角部の
角度がプリズム５１の直角部の角度より小さければ図３
（ａ）のようになり、逆に大きければ図３（ｂ）のよう
になる。Next, when the three pasting prisms composed of the prisms 51, 52 and 54 are called a pasting prism P123, the remaining prism 53 is positioned with respect to the pasting prism P123. In this case, the prism 52 is brought into contact with the prism 52 so that the surface sandwiching the right angle of the prism 53 is arranged along the side surface of the prism 52, or the prism 53 is brought into contact with the prism 54 along the prism 54. Then, the transparent adhesive 55 is applied to the prism 52 and the prism 5.
4 is applied or filled, and the prism 53 is adhered to form a color combining prism. At this time, if the angle of the right angle portion of the prism 53 is smaller than the angle of the right angle portion of the prism 51, FIG.
(A), and if it is large, it will be as shown in FIG. 3 (b).

【００２８】４個のプリズム５１，５２，５３，５４と
透明接着剤５５は屈折率が略等しいため、透明接着剤５
５の充填部分がテーパー状となっても、透明接着剤５５
の両面で光線はほとんど屈折しない。Since the four prisms 51, 52, 53, 54 and the transparent adhesive 55 have substantially the same refractive index, the transparent adhesive 5
5 even if the filling portion of 5 is tapered.
The light is hardly refracted on both sides of the lens.

【００２９】この方法によれば、２つの青反射ダイクロ
イック多層膜６１、２つの赤反射ダイクロイック多層膜
６２は夫々良好な平面を形成し、かつ夫々の平面は略直
交した隙間のないＸ字状の反射面を形成することができ
る。このため、４個の三角柱状のプリズムの直角部の角
度を厳密に９０°に仕上げる必要がなくなる。一般的な
加工方法として、プリズム基材の原料となるガラス塊か
ら、機械加工により２側面の交差角が９０°の直角プリ
ズムを得るには、加工機の加工精度の限界から交差角が
９０°±Δθの範囲でばらつく。この公差±Δθが正の
値であれば、そのプリズム基材は使用できず、公差±Δ
θが負の値であれば、合成プリズムの部品として使用で
きる。プリズム基材の歩留りを上げるため、プリズム基
材の加工目標交差角を９０°−Δθに設定して加工す
る。こうすると、加工で得られたプリズム基材は、殆ど
全てについて交差角が９０°より僅かに小さいものが得
られる。According to this method, the two blue-reflective dichroic multilayer films 61 and the two red-reflective dichroic multilayer films 62 form good planes, respectively, and the respective planes are substantially perpendicular to each other and have no X-shaped gap. A reflective surface can be formed. Therefore, it is not necessary to precisely set the angle of the right-angled portion of the four triangular prisms to 90 °. As a general processing method, in order to obtain a right-angled prism having an intersection angle of two sides of 90 ° by machining from a glass ingot serving as a raw material of a prism substrate, the intersection angle is 90 ° due to the limit of processing accuracy of the processing machine. It varies within the range of ± Δθ. If the tolerance ± Δθ is a positive value, the prism substrate cannot be used and the tolerance ± Δθ cannot be used.
If θ is a negative value, it can be used as a component of a synthetic prism. In order to increase the yield of the prism substrate, the prism substrate is processed by setting the processing target intersection angle to 90 ° -Δθ. In this way, almost all prism base materials obtained by processing have an intersection angle slightly smaller than 90 °.

【００３０】なお、青反射ダイクロイック多層膜６１と
赤反射ダイクロイック多層膜６２の交差角は９０゜から
僅かにずれることになるが、この色合成プリズムを、後
述する液晶パネルを３枚用いた投写型表示装置に設け、
色合成プリズムに対する各液晶パネルの位置関係を調整
することにより、投写画像のコンバージェンスを良好に
調整することができる。このため各プリズムの直角部の
角度が正確に９０°でなくても、実用上問題は生じな
い。The crossing angle between the blue reflection dichroic multilayer film 61 and the red reflection dichroic multilayer film 62 slightly deviates from 90 °, but this color synthesizing prism is a projection type using three liquid crystal panels described later. Provided on the display device,
By adjusting the positional relationship of each liquid crystal panel with respect to the color combining prism, the convergence of the projected image can be satisfactorily adjusted. Therefore, there is no practical problem even if the angle of the right angle portion of each prism is not exactly 90 °.

【００３１】（実施の形態２）次に本発明の実施の形態
２における色合成プリズムの構成とその製造方法につい
て図面を参照しつつ説明する。図４〜図７は本実施の形
態における色合成プリズムの組み立て工程を示す説明図
である。(Embodiment 2) Next, the configuration of a color combining prism and a method of manufacturing the same according to Embodiment 2 of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 4 to FIG. 7 are explanatory views showing an assembling process of the color combining prism in the present embodiment.

【００３２】図４は本実施の形態における色合成プリズ
ムの外観斜視図である。この色合成プリズムは４つのプ
リズム１０１〜１０４から構成される。第１のプリズム
１０１は、３角柱の軸方向に沿った長さがＷ１であり、
第２のプリズム１０４、第３のプリズム１０２、第４の
プリズム１０３の軸方向に沿った長さは、夫々Ｗ２，Ｗ
３，Ｗ４とする。図示のようにＷ１，Ｗ２はＷ３より長
く、第３及び第４のプリズムを第１及び第２のプリズム
に対して位置決めするとき、第１及び第２のプリズムの
第２の光学多層膜が形成された側面が端面両側で露出す
るように固定されることを特徴とする。各プリズム１０
１〜１０４の軸方向長さ以外の幾何学的形状、及び光学
的性質は実施の形態１の場合と同様である。FIG. 4 is an external perspective view of the color combining prism according to the present embodiment. This color combining prism is composed of four prisms 101 to 104. The first prism 101 has a length W1 along the axial direction of the triangular prism,
The lengths of the second prism 104, the third prism 102, and the fourth prism 103 along the axial direction are W2 and W, respectively.
3, W4. As shown, W1 and W2 are longer than W3, and when positioning the third and fourth prisms with respect to the first and second prisms, a second optical multilayer film of the first and second prisms is formed. The fixed side surface is fixed so as to be exposed on both sides of the end surface. Each prism 10
The geometric shapes other than the axial lengths 1 to 104 and the optical properties are the same as those in the first embodiment.

【００３３】プリズム１０１には第２の光学多層膜であ
る青反射ダイクロイック多層膜１０５と、第１の光学多
層膜である赤反射ダイクロイック多層膜１０８が形成さ
れる。プリズム１０４には青反射ダイクロイック多層膜
１０７が形成されている。またプリズム１０２には赤反
射ダイクロイック多層膜１０６が形成され、プリズム１
０３には光学多層膜が形成されていない。またプリズム
１０１，１０２，１０３，１０４の接着面でない夫々の
側面１０１１，１０２１，１０３１，１０４１には、反
射防止膜が蒸着されている。On the prism 101, a blue reflection dichroic multilayer film 105 as a second optical multilayer film and a red reflection dichroic multilayer film 108 as a first optical multilayer film are formed. A blue reflection dichroic multilayer film 107 is formed on the prism 104. The prism 102 has a red reflection dichroic multilayer film 106 formed thereon.
In No. 03, no optical multilayer film is formed. An anti-reflection film is deposited on each of the side surfaces 1011, 1021, 1031, and 1041 other than the adhesive surfaces of the prisms 101, 102, 103, and 104.

【００３４】このような形状のプリズム１０１，１０
２，１０３，１０４を用いて、色合成プリズムを製造す
る手順について以下に番号を付けて説明する。The prisms 101 and 10 having such a shape are used.
The procedure for manufacturing a color combining prism using the components 2, 103, and 104 will be described with reference to the following numbers.

【００３５】（１）先ず図５に示すように、上面が光学
的に平坦な平面突合台１２１を用意する。２つのプリズ
ム１０１と１０２を平面突合台１２１の上面に載せ、プ
リズム１０１の赤反射ダイクロイック多層膜１０８と、
プリズム１０２の赤反射ダイクロイック多層膜１０６と
が連続した同一平面となるように、夫々の直角部を突き
合わせる。このときプリズム１０１の両端でプリズム１
０２から露出した手前側の長さａと向側の長さｂがほぼ
等しくなるように位置決めする。そしてプリズム１０
１，１０２の当接面に透明接着剤１０９を充填して接着
し、第１の結合体１２０を作成する。なお、透明接着剤
１０９はこれらのプリズムと同等の屈折率を有する。(1) First, as shown in FIG. 5, a planar butting table 121 having an optically flat upper surface is prepared. The two prisms 101 and 102 are mounted on the upper surface of the flat plate 121, and the red reflection dichroic multilayer film 108 of the prism 101 is
The right-angle portions of the prism 102 are butted so that the red reflection dichroic multilayer film 106 of the prism 102 is continuous and coplanar. At this time, prism 1
Positioning is performed such that the length a of the near side exposed from 02 and the length b of the opposite side are substantially equal. And prism 10
The first bonding body 120 is formed by filling and bonding the transparent adhesive 109 to the contact surfaces of the first and second members 102. Note that the transparent adhesive 109 has a refractive index equivalent to these prisms.

【００３６】（２）次に、図６に示すような平面合台１
２５を用意する。この平面合台１２５には、小さいプリ
ズム１０２が当たらないように、逃げ穴１２６が破線で
示すように設けられている。またその上面は平坦とす
る。次に平面合台１２５の上面に青反射ダイクロイック
多層膜１０５が当接するように第１の結合体１２０を載
置する。この状態では、プリズム１０１が上側に位置
し、プリズム１０２が下側に隠れる。(2) Next, the flat mat 1 as shown in FIG.
Prepare 25. An escape hole 126 is provided on the flat mat 125 as shown by a broken line so as not to hit the small prism 102. The upper surface is flat. Next, the first combined body 120 is placed so that the blue reflective dichroic multilayer film 105 is in contact with the upper surface of the flat plate 125. In this state, the prism 101 is located on the upper side, and the prism 102 is hidden on the lower side.

【００３７】次に他のプリズム１０４を平面合台１２５
に載置する。このとき青反射ダイクロイック多層膜１０
７が平面合台１２５の上面に当接する姿勢にする。また
第１の結合体１２０を構成する直角プリズム１０１の直
角部と、直角プリズム１０４の直角部とを突き合わせ
る。この状態では、直角プリズム１０１と直角プリズム
１０４とが対向する部分にテーパー状の隙間ができる。
この隙間に透明接着剤１０９と同じ種類の透明接着剤１
１２を充填し、第１の結合体１２０と直角プリズム１０
４とを接着する。こうして第２の結合体１３０を作成す
る。Next, another prism 104 is connected to a flat
Place on. At this time, the blue reflection dichroic multilayer film 10
7 is brought into contact with the upper surface of the flat mat 125. Also, the right angle portion of the right angle prism 101 and the right angle portion of the right angle prism 104 constituting the first combined body 120 are abutted. In this state, a tapered gap is formed at a portion where the right-angle prism 101 and the right-angle prism 104 face each other.
In this gap, the transparent adhesive 1 of the same type as the transparent adhesive 109 is used.
12, the first combination 120 and the right-angle prism 10
4 is adhered. Thus, the second combined body 130 is formed.

【００３８】（３）次に、図７に示すように、貼合台１
３７を用意する。この貼合台１３７は、その平面台に２
つの支柱１３５、１３６を取り付けたもので、支柱の上
部は切妻屋根の形状をした受面が形成されている。支柱
１３５の受面１３８は内側に４５°傾斜し、支柱１３６
の受面１３９も内側に４５°に傾斜している。(3) Next, as shown in FIG.
Prepare 37. The bonding table 137 has two flat surfaces.
Two pillars 135 and 136 are attached, and a top surface of the pillar has a gable roof-shaped receiving surface. The receiving surface 138 of the support 135 is inclined 45 ° inward, and
The receiving surface 139 is also inclined 45 ° inward.

【００３９】このような構造の貼合台１３７に第２の結
合体１３０を載置する。このときプリズム１０１及び１
０４の傾斜面が、受面１３８、１３９で夫々保持される
ようにする。次に、プリズム１０３を取り付けるが、こ
のプリズム１０３の直角部とプリズム１０２の直角部が
当接するように位置決めする。そして透明接着剤１０９
と同じ種類の透明接着剤１１０，１１１を用いてプリズ
ム１０３と第２の結合体１３０とを接着する。こうする
と図４のような色合成プリズムができる。The second coupling body 130 is placed on the bonding table 137 having such a structure. At this time, the prisms 101 and 1
04 is held by the receiving surfaces 138 and 139, respectively. Next, the prism 103 is attached, and the prism 103 is positioned so that the right angle portion of the prism 103 and the right angle portion of the prism 102 are in contact with each other. And the transparent adhesive 109
The prism 103 and the second combined body 130 are bonded using the same type of transparent adhesives 110 and 111 as those described above. Thus, a color combining prism as shown in FIG. 4 is obtained.

【００４０】プリズム１０１，１０４の長さがプリズム
１０２，１０３より長い場合について説明したが、例え
ばプリズム１０４の長さがプリズム１０２と略同等であ
っても色合成プリズムを作成できることはいうまでもな
い。このようにすると、４個のプリズム１０１，１０
２，１０３，１０４の直角部の頂点が隙間なく合致し、
同じ色成分の光を反射する光学多層膜を備えた２つの面
を同一平面に揃えることができる。Although the case where the lengths of the prisms 101 and 104 are longer than the lengths of the prisms 102 and 103 has been described, it goes without saying that a color combining prism can be created even if the length of the prism 104 is substantially equal to the length of the prism 102, for example. . By doing so, the four prisms 101, 10
The vertices of the right angles of 2,103,104 match without gap,
Two surfaces provided with an optical multilayer film that reflects light of the same color component can be aligned on the same plane.

【００４１】なお、実施の形態１の場合と同様に、２種
類の光学多層膜の交差角は９０゜から僅かにずれること
になる。しかしこの色合成プリズムを液晶パネルを３枚
用いた投写型表示装置に用いても、色合成プリズムに対
する各液晶パネルの位置関係を調整することにより、投
写画像のコンバージェンスを良好に調整することができ
るので、実用上問題はない。As in the first embodiment, the intersection angle between the two types of optical multilayer films slightly deviates from 90 °. However, even when this color combining prism is used in a projection type display device using three liquid crystal panels, the convergence of the projected image can be favorably adjusted by adjusting the positional relationship of each liquid crystal panel with respect to the color combining prism. Therefore, there is no practical problem.

【００４２】（実施の形態３）以上の実施の形態で得ら
れた色合成プリズムを用いた投写型表示装置を、本発明
の実施の形態３として以下に説明する。図８は本実施の
形態における投写型表示装置の概略構成を示す光路図で
ある。この投写型表示装置は、光源１、平面ミラ−２，
５、ダイクロイックミラー３，４、リレーレンズ６，
７、平面ミラー８，９、フィールドレンズ１０，１１，
１２、液晶パネル１６，１７，１８、色合成プリズム２
２、投写レンズ２３を含んで構成される。(Embodiment 3) A projection display apparatus using the color combining prism obtained in the above embodiment will be described below as Embodiment 3 of the present invention. FIG. 8 is an optical path diagram illustrating a schematic configuration of the projection display apparatus according to the present embodiment. This projection display device includes a light source 1, a plane mirror-2,
5, dichroic mirrors 3, 4, relay lens 6,
7, plane mirrors 8, 9, field lenses 10, 11,
12, liquid crystal panels 16, 17, 18, color synthesis prism 2
2. It is configured to include the projection lens 23.

【００４３】光源１は、ランプ３１、凹面鏡３２、フィ
ルタ３３で構成されている。凹面鏡３２は回転楕円の反
射面を有し、可視光を前方に反射して赤外光を後方に透
過させる。ランプ３１は発光体の中心が凹面鏡３２の焦
点３５に位置するように配置されたものである。フィル
タ３３はガラス基板で構成され、可視光を透過させ、赤
外光と紫外光とを反射させる。このため、ガラス基板の
一方の面に光学多層膜が蒸着され、他方の面に反射防止
膜が蒸着される。ランプ３１から放射される白色光は、
凹面鏡３２により平行に近い光に変換され、フィルタ３
３により可視光だけが平面ミラー２に向かう。The light source 1 comprises a lamp 31, a concave mirror 32, and a filter 33. The concave mirror 32 has a spheroidal reflecting surface, reflects visible light forward and transmits infrared light backward. The lamp 31 is arranged such that the center of the light emitter is located at the focal point 35 of the concave mirror 32. The filter 33 is made of a glass substrate, transmits visible light, and reflects infrared light and ultraviolet light. Therefore, an optical multilayer film is deposited on one surface of the glass substrate, and an antireflection film is deposited on the other surface. The white light emitted from the lamp 31 is
The light is converted into near parallel light by the concave mirror 32,
3 directs only visible light to the plane mirror 2.

【００４４】光源１を出射した光は、平面ミラー２で反
射された後、一部の光は赤透過のダイクロイックミラー
３を通過し、平面ミラー５で反射されて、フィールドレ
ンズ１０、入射側偏光板１３を介して液晶パネル１６に
赤光として入射される。またダイクロイックミラー３で
反射された一部の光は、緑反射のダイクロイックミラー
４で反射され、フィールドレンズ１１、入射側偏光板１
４を介して液晶パネル１７に緑光として入射される。更
に、ダイクロイックミラー３で反射された一部の光は緑
反射のダイクロイックミラー４を通過し、平面ミラー
８、リレーレンズ７、平面ミラー９、フィールドレンズ
１２、入射側偏光板１５を介して液晶パネル１８に青光
として入射される。After the light emitted from the light source 1 is reflected by the plane mirror 2, a part of the light passes through the red-transmitting dichroic mirror 3, is reflected by the plane mirror 5, and is reflected by the field lens 10 and the incident side polarized light. The light is incident on the liquid crystal panel 16 via the plate 13 as red light. A part of the light reflected by the dichroic mirror 3 is reflected by the dichroic mirror 4 which reflects green light, and the field lens 11 and the incident side polarizing plate 1 are reflected.
4 and is incident on the liquid crystal panel 17 as green light. Further, a part of the light reflected by the dichroic mirror 3 passes through the dichroic mirror 4 which reflects green, and passes through the plane mirror 8, the relay lens 7, the plane mirror 9, the field lens 12, and the incident side polarizing plate 15 to the liquid crystal panel. 18 is incident as blue light.

【００４５】３つの液晶パネル１６，１７，１８は、い
ずれもＴＮ液晶パネルであり、偏光状態に応じて光学像
を形成するライトバルブである。各液晶パネル１６，１
７，１８からの出射光は、それぞれ出射側偏光板１９，
２０，２１を透過し、色合成プリズム２２に入射する。
色合成プリズム２２は、実施の形態１，２で説明したよ
うに、赤反射ダイクロイック多層膜および青反射ダイク
ロイック多層膜がＸ字状に配列されるように４個の三角
プリズムが接合されたものである。Each of the three liquid crystal panels 16, 17, 18 is a TN liquid crystal panel, and is a light valve that forms an optical image in accordance with the polarization state. Each liquid crystal panel 16,1
The outgoing lights from 7 and 18 are respectively output from the outgoing side polarizing plates 19 and
The light passes through 20 and 21 and enters the color combining prism 22.
As described in the first and second embodiments, the color combining prism 22 is formed by joining four triangular prisms such that the red reflection dichroic multilayer film and the blue reflection dichroic multilayer film are arranged in an X shape. is there.

【００４６】色合成プリズム２２の入射面に入射した各
原色光は、各光学多層膜によって１つの光に合成された
後、投写レンズ２３に入射する。そして液晶パネル１
６，１７，１８に形成された光学像は投写レンズ２３に
より拡大され、スクリーン上に投写される。Each primary color light incident on the incident surface of the color combining prism 22 is combined into one light by each optical multilayer film, and then enters the projection lens 23. And the liquid crystal panel 1
The optical images formed on 6, 17, and 18 are enlarged by the projection lens 23 and projected on a screen.

【００４７】図８に示した構成では、光源１から各液晶
パネル１６，１７，１８までの光路長において、青の光
路だけ他の光路より長くなる。このためリレーレンズを
用いて青の等価光路長が赤および緑の光路長と等しくな
るようにしている。この点について、以下に説明する。In the configuration shown in FIG. 8, in the optical path length from the light source 1 to each of the liquid crystal panels 16, 17, 18, only the blue optical path is longer than the other optical paths. For this reason, the equivalent optical path length of blue is made equal to the optical path lengths of red and green using a relay lens. This will be described below.

【００４８】第１のリレーレンズ６は、凹面鏡に対応す
る実像を第２のリレーレンズ７の位置に形成する。また
第２のリレーレンズ７は第１のリレーレンズ６の近傍の
物体に対応するほぼ等倍の実像を、フィールドレンズ１
２に形成する。またフィールドレンズ１２は第２のリレ
ーレンズ７の近傍の物体に対応する実像を、投写レンズ
２３の瞳の近傍に形成する。こうして、凹面鏡に対応す
る実像を投写レンズ２３の瞳の近傍に形成することがで
きる。フィールドレンズ１０，１１も凹面鏡に対応する
実像を投写レンズ２３の瞳の近傍に形成する。こうし
て、青の光路において、光源からの出射光を投写レンズ
２３まで効率良く導くことができる。The first relay lens 6 forms a real image corresponding to the concave mirror at the position of the second relay lens 7. The second relay lens 7 converts a real image of approximately the same size corresponding to an object near the first relay lens 6 into a field lens 1.
2 is formed. The field lens 12 forms a real image corresponding to an object near the second relay lens 7 near the pupil of the projection lens 23. Thus, a real image corresponding to the concave mirror can be formed near the pupil of the projection lens 23. The field lenses 10 and 11 also form a real image corresponding to the concave mirror near the pupil of the projection lens 23. Thus, the light emitted from the light source can be efficiently guided to the projection lens 23 in the blue optical path.

【００４９】図８に示した投写型表示装置では、色合成
プリズムにおける２種類のダイクロイック多層膜の平面
度が良好であるため、投写画像に二重像が現れず、３色
の投写画像の対応する各画素のずれを非常に小さくする
ことができる。In the projection display apparatus shown in FIG. 8, since the two types of dichroic multilayer films in the color combining prism have good flatness, no double image appears in the projected image, and the three color projection images correspond to each other. Can be made very small.

【００５０】[0050]

【発明の効果】以上のように請求項１〜５記載の発明に
よれば、色合成プリズムを構成する各プリズムに対し
て、直角部の非常に厳しい加工精度を必要としなくなる
効果が得られる。しかも作成された色合成プリズムとし
ては、２種類の光学多層膜の平面度が非常に良好であ
り、画素ずれの少ない色合成プリズムを得ることができ
る。As described above, according to the first to fifth aspects of the present invention, it is possible to obtain an effect that extremely strict machining accuracy of the right-angled portion is not required for each prism constituting the color combining prism. Moreover, as the color synthesis prism thus produced, the two types of optical multilayer films have very good flatness, and a color synthesis prism with less pixel shift can be obtained.

【００５１】また、請求項６、７の発明によれば、上記
の色合成プリズムを色合成手段に用いることにより、投
写画像に二重像が現れず、３色の投写画像の対応する各
画素のずれが非常に少ない投写型表示装置を実現するこ
とができる。According to the sixth and seventh aspects of the present invention, a double image does not appear in a projected image by using the above-described color synthesizing prism as a color synthesizing means, and each pixel of a three-color projected image corresponds to each pixel. It is possible to realize a projection type display device with a very small deviation.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】本発明の実施の形態１における色合成プリズム
の構成を示す分解断面図である。FIG. 1 is an exploded sectional view illustrating a configuration of a color combining prism according to Embodiment 1 of the present invention.

【図２】実施の形態１における色合成プリズムの製造方
法（その１）の説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram of a method (part 1) for manufacturing a color combining prism according to the first embodiment.

【図３】実施の形態１における色合成プリズムの製造方
法（その２）の説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram of the method (part 2) for manufacturing the color combining prism in the first embodiment.

【図４】本発明の実施の形態２における色合成プリズム
の構成を示す斜視図である。FIG. 4 is a perspective view showing a configuration of a color combining prism according to Embodiment 2 of the present invention.

【図５】実施の形態２における色合成プリズムの製造方
法（その１）の説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram of a method (part 1) for manufacturing a color combining prism according to the second embodiment.

【図６】実施の形態２における色合成プリズムの製造方
法（その２）の説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram of the method (part 2) for manufacturing the color combining prism in the second embodiment.

【図７】実施の形態２における色合成プリズムの製造方
法（その３）の説明図である。FIG. 7 is an explanatory diagram of the method (part 3) for manufacturing the color combining prism in the second embodiment.

【図８】本発明の実施の形態３における投写型表示装置
の概略構成を示す光路図である。FIG. 8 is an optical path diagram illustrating a schematic configuration of a projection display apparatus according to Embodiment 3 of the present invention.

【図９】従来の色合成プリズムの構成例を示す斜視図で
ある。FIG. 9 is a perspective view illustrating a configuration example of a conventional color combining prism.

【図１０】直角プリズムの直角度の公差と、色合成プリ
ズムの組立精度との関係を示す説明図（その１）であ
る。FIG. 10 is an explanatory diagram (part 1) illustrating a relationship between a right angle tolerance of a right angle prism and an assembly accuracy of a color combining prism.

【図１１】直角プリズムの直角度の公差と、色合成プリ
ズムの組立精度との関係を示す説明図（その２）であ
る。FIG. 11 is an explanatory diagram (part 2) illustrating the relationship between the tolerance of the right angle of the right angle prism and the assembly accuracy of the color combining prism.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ 直角プリズム １ 光源 ２，５，８，９ 平面ミラー ３，４ ダイクロイックミラー ６，７ リレーレンズ １０，１１，１２ フィールドレンズ １３，１４，１５ 入射側偏光板 １６，１７，１８ 液晶パネル １９，２０，２１ 出射側偏光板 ２２ 色合成プリズム ２３ 投写レンズ ３１ ランプ ３２ 凹面鏡 ３３ フィルタ ５１，５２，５３，５４，１０１，１０２，１０３，１
０４ プリズム ５５，１０９，１１０，１１１，１１２ 透明接着剤 ６１，７２，１０５，１０７ 青反射ダイクロイック多
層膜 ６２，７１，１０６，１０８ 赤反射ダイクロイック多
層膜 １２０ 第１の結合体 １２１ 平面突合台 １２５ 平面合台 １２６ 逃げ穴 １３０ 第２の結合体 １３５，１３６ 支柱 １３７ 貼合台 ５１１，５２１，５３１，５４１，１０１１，１０２
１，１０３１，１０４１側面A, B, C, D Right angle prism 1 Light source 2, 5, 8, 9 Planar mirror 3, 4 Dichroic mirror 6, 7 Relay lens 10, 11, 12 Field lens 13, 14, 15 Incident side polarizing plate 16, 17, Reference Signs List 18 Liquid crystal panel 19, 20, 21 Emission side polarizing plate 22 Color synthesis prism 23 Projection lens 31 Lamp 32 Concave mirror 33 Filter 51, 52, 53, 54, 101, 102, 103, 1
04 Prism 55, 109, 110, 111, 112 Transparent adhesive 61, 72, 105, 107 Blue reflection dichroic multilayer film 62, 71, 106, 108 Red reflection dichroic multilayer film 120 First combined body 121 Plane mating table 125 Plane Joint stand 126 Escape hole 130 Second joint 135, 136 Post 137 Bonding stand 511, 521, 531, 541, 1011, 102
1,1031,1041 side

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｈ０４Ｎ 5/74 Ｈ０４Ｎ 5/74 9/31 9/31 ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. ⁶ Identification code FI H04N 5/74 H04N 5/74 9/31 9/31

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 交差角が（９０−Δａ）度の２側面と略
直角二等辺三角形の両端面とを有する３角柱状の第１の
プリズム基材に対して、前記２側面の一方に第１の分光
透過率特性を有する第１の光学多層膜が形成され、前記
２側面の他方に第２の分光透過率特性を有する第２の光
学多層膜が形成され、屈折率がｎの第１のプリズムと、 交差角が（９０−Δｂ）度の２側面と略直角二等辺三角
形の両端面とを有する３角柱状の第２のプリズム基材に
対して、前記２側面の一方に第２の分光透過率特性を有
する第２の光学多層膜が形成され、屈折率がｎの第２の
プリズムと、 交差角が（９０−Δｃ）度の２側面と略直角二等辺三角
形の両端面とを有する３角柱状の第３のプリズム基材に
対して、前記２側面の一方に第１の分光透過率特性を有
する第１の光学多層膜が形成され、屈折率がｎの第３の
プリズムと、 交差角が（９０−Δｄ）度の２側面と略直角二等辺三角
形の両端面とを有する３角柱状の第４のプリズム基材に
対して、光学多層膜が形成されず、屈折率がｎの第４の
プリズムと、を有し、 透明接着剤を用いて夫々の側面が互いに当接するよう前
記第１〜第４のプリズムを接合し、前記第１及び第２の
プリズムの第２の光学多層膜が連続した１平面を形成す
るようにし、且つ前記第１及び第３のプリズムの第１の
光学多層膜が連続した１平面を形成するように、前記第
１〜第４のプリズムを固定したことを特徴とする色合成
プリズム。1. A triangular prism-shaped first prism substrate having two side surfaces having an intersection angle of (90−Δa) degrees and both end surfaces of a substantially right-angled isosceles triangle, a first prism base material is provided on one of the two side surfaces. A first optical multilayer film having a first spectral transmittance characteristic is formed, and a second optical multilayer film having a second spectral transmittance characteristic is formed on the other of the two side surfaces; And a second prism substrate having a triangular prism shape having two side surfaces having an intersection angle of (90−Δb) degrees and both end surfaces of a substantially right-angled isosceles triangle. A second prism having a refractive index of n, a second prism having an intersection angle of (90-Δc) degrees, and both end surfaces of a substantially right-angled isosceles triangle. The third prism substrate having a first spectral transmittance characteristic on one of the two side surfaces with respect to a triangular prism-shaped third prism substrate having Is formed, a third prism having a refractive index of n, a fourth prism-shaped fourth prism having two side surfaces having an intersection angle of (90-Δd) degrees and both end surfaces of a substantially right-angled isosceles triangle. An optical multilayer film is not formed on the prism substrate, and a fourth prism having a refractive index of n is provided. The first to fourth prisms are arranged such that respective side surfaces are in contact with each other using a transparent adhesive. Are joined so that the second optical multilayer films of the first and second prisms form one continuous plane, and the first optical multilayer films of the first and third prisms are continuous. A color combining prism, wherein the first to fourth prisms are fixed so as to form a single plane. 【請求項２】 前記第１，２，３，４のプリズムの３角
柱の軸方向に沿った長さを夫々Ｗ１，Ｗ２，Ｗ３，Ｗ４
とするとき、Ｗ１，Ｗ２はＷ３，Ｗ４のいずれよりも長
く、前記第３及び第４のプリズムを前記第１及び第２の
プリズムに対して位置決めするとき、前記第１及び第２
のプリズムの第２の光学多層膜が形成された側面が端面
両側で露出するように固定されることを特徴とする請求
項１記載の色合成プリズム。2. The length of the first, second, third, and fourth prisms along the axial direction of the triangular prism is W1, W2, W3, and W4, respectively.
W1 and W2 are longer than any of W3 and W4. When positioning the third and fourth prisms with respect to the first and second prisms, the first and second prisms are used.
2. The color combining prism according to claim 1, wherein the side surface on which the second optical multilayer film is formed is fixed so as to be exposed on both sides of the end surface. 【請求項３】 前記第１〜第４のプリズムの交差角の公
差Δａ〜Δｄは１°以下の正の値であることを特徴とす
る請求項１又は２記載の色合成プリズム。3. The color combining prism according to claim 1, wherein the tolerances Δa to Δd of the intersection angles of the first to fourth prisms are positive values of 1 ° or less. 【請求項４】 交差角が９０度以下の２側面と略直角二
等辺三角形の両端面とを有する３角柱状のプリズム基材
を４個用いた色合成プリズムの製造方法であって、 交差角が（９０−Δａ）度の２側面と略直角二等辺三角
形の両端面とを有し、軸方向の長さがＷ１である３角柱
状の第１のプリズム基材に対して、前記２側面の一方に
第１の分光透過率特性を有する第１の光学多層膜を形成
し、前記２側面の他方に第２の分光透過率特性を有する
第２の光学多層膜を形成し、屈折率がｎの第１のプリズ
ムを作る第１の工程と、 交差角が（９０−Δｂ）度の２側面と略直角二等辺三角
形の両端面とを有し、軸方向の長さがＷ２である３角柱
状の第２のプリズム基材に対して、前記２側面の一方に
第２の分光透過率特性を有する第２の光学多層膜を形成
し、屈折率がｎの第２のプリズムを作る第２の工程と、 交差角が（９０−Δｃ）度の２側面と略直角二等辺三角
形の両端面とを有し、軸方向の長さがＷ３（Ｗ３＜Ｗ
１）である３角柱状の第３のプリズム基材に対して、前
記２側面の一方に第１の分光透過率特性を有する第１の
光学多層膜を形成し、屈折率がｎの第３のプリズムを作
る第３の工程と、 交差角が（９０−Δｄ）度の２側面と略直角二等辺三角
形の両端面とを有する３角柱状の第４のプリズム基材に
対して、光学多層膜を形成せず、屈折率がｎの第４のプ
リズムを作る第４の工程と、 前記第１のプリズムの第１の光学多層膜と前記第３のプ
リズムの第１の光学多層膜とが同一平面を形成するよ
う、且つ第２の光学多層膜を挟んでその両側で第２の光
学多層膜を露出するよう前記第１のプリズムに対して前
記第３のプリズムを位置決めし、前記第１及び第３のプ
リズムを屈折率ｎの透明接着剤で接合して第１の結合体
を作成する第５の工程と、 前記第１の結合体における第２の光学多層膜と同一平面
を形成するよう、前記第２のプリズムの第２の光学多層
膜を位置決めし、前記第１及び第２のプリズムの直角部
を突き合わせた状態にし、前記透明接着剤を用いて前記
第１の結合体と前記第２のプリズムとを接合し、第２の
結合体を作成する第６の工程と、 前記第２の結合体における第２のプリズム又は第３のプ
リズムのいずれかに対して前記第４のプリズムの側面を
当接させ、前記第２及び第３のプリズムと前記第４のプ
リズムとの間に前記透明接着剤を充填して前記第２の結
合体と前記第４のプリズムを接合し、色合成プリズムを
作成する第７の工程と、を有することを特徴とする色合
成プリズムの製造方法。4. A method for manufacturing a color combining prism using four triangular prism-shaped prism substrates each having two side surfaces having an intersection angle of 90 degrees or less and both end surfaces of a substantially right-angled isosceles triangle, comprising: Has two side surfaces of (90−Δa) degrees and both end surfaces of a substantially right-angled isosceles triangle, and the two side surfaces with respect to the first prism base in the form of a prism having an axial length of W1. A first optical multilayer film having a first spectral transmittance characteristic is formed on one of the two side surfaces, and a second optical multilayer film having a second spectral transmittance characteristic is formed on the other of the two side surfaces; a first step of forming n first prisms; 2 sides having an intersection angle of (90−Δb) degrees and both end faces of a substantially right-angled isosceles triangle; A second optical multilayer film having a second spectral transmittance characteristic is formed on one of the two side surfaces with respect to a prismatic second prism base material. A second step of forming a second prism having a refractive index of n; two side surfaces having an intersection angle of (90-Δc) degrees; and both end surfaces of a substantially right-angled isosceles triangle; Is W3 (W3 <W
A first optical multilayer film having a first spectral transmittance characteristic is formed on one of the two side surfaces with respect to the triangular prism-shaped third prism base material of 1). A third step of forming a prism of the formula (1), an optical multilayer is formed on a triangular prism-shaped fourth prism substrate having two side surfaces having an intersection angle of (90-Δd) degrees and both end surfaces of a substantially right-angled isosceles triangle. A fourth step of forming a fourth prism having a refractive index of n without forming a film, and a first optical multilayer film of the first prism and a first optical multilayer film of the third prism Positioning the third prism with respect to the first prism so as to form the same plane and to expose the second optical multilayer film on both sides of the second optical multilayer film with the second optical multilayer film interposed therebetween; And a fifth step of joining the third prism with a transparent adhesive having a refractive index of n to form a first combined body; The second optical multilayer film of the second prism is positioned so as to form the same plane as the second optical multilayer film in the first combination, and the right angles of the first and second prisms are butted. A sixth step of joining the first combined body and the second prism using the transparent adhesive to form a second combined body; The side surface of the fourth prism is brought into contact with either the second prism or the third prism, and the transparent adhesive is filled between the second and third prisms and the fourth prism. Bonding the second combined body and the fourth prism to form a color combining prism, and a seventh step of producing a color combining prism. 【請求項５】 前記第１〜第４のプリズムの交差角の公
差Δａ〜Δｄは１°以下の正の値であることを特徴とす
る請求項４記載の色合成プリズムの製造方法。5. The method according to claim 4, wherein the tolerances Δa to Δd of the intersection angles of the first to fourth prisms are positive values of 1 ° or less. 【請求項６】 赤、緑、青の３原色を含む光を放射する
光源と、 前記光源から放射された光を赤、緑、青の３つの原色光
に分解する色分解手段と、 前記色分解手段から出射する各原色光を夫々入射して、
入力映像信号に応じて３原色の光学像を形成するＲ，
Ｇ，Ｂライトバルブと、 前記Ｒ，Ｇ，Ｂライトバルブからの出射光を、１つの光
軸を有する映像光に合成する色合成手段と、 前記色合成手段からの出射光を入射し、前記映像光をス
クリ−ン上に投写する投写レンズと、を具備し、 前記色合成手段は、請求項１又は２記載の色合成プリズ
ムであることを特徴とする投写型表示装置。6. A light source that emits light including three primary colors of red, green, and blue; a color separation unit that separates light emitted from the light source into three primary colors of red, green, and blue; Each primary color light emitted from the decomposition means is incident on each,
R, which forms an optical image of three primary colors according to an input video signal,
G, B light valves; color combining means for combining light emitted from the R, G, B light valves with image light having one optical axis; 3. A projection display device, comprising: a projection lens for projecting image light onto a screen; wherein the color synthesizing means is the color synthesizing prism according to claim 1 or 2. 【請求項７】 前記Ｒ，Ｇ，Ｂライトバルブは、 透過型液晶パネルであることを特徴とする請求項６記載
の投写型表示装置。7. The projection display device according to claim 6, wherein the R, G, and B light valves are transmissive liquid crystal panels.