(57)【要約】【課題】プリズム内を通過する光の光路が安定するとともに三角柱基材同士や三角柱ペア部材同士の接合作業が容易となる製造方法の提供。【解決手段】第１の三角柱基材２１の第１隣辺部２１１に設けられた光学薄膜２３Ｒと第２の三角柱基材２２の第１隣辺部２２１にプラズマ重合膜２０１をそれぞれ形成し、第１の三角柱基材２１と第２の三角柱基材２２とを基準面３Ｃの上でプラズマ重合膜２０１を間に挟むように配置した後、基準面３Ｃの上で互いの第２隣辺部２１２，２２２同士が同一平面に沿うように押し付け、さらに、２個の三角柱ペア部材２０のうち少なくとも一方に設けられた光学薄膜２３Ｂにプラズマ重合膜２０１を形成し、これらの三角柱ペア部材２０を基準面３Ｃの上でプラズマ重合膜２０１を間に挟むように配置した後、基準面３Ｃの上で互いの第１隣辺部２２１同士が同一平面に沿うように押し付ける。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１隣辺部と第２隣辺部とを有する複数の三角柱基材を用意し、前記三角柱基材のうち少なくとも一方の三角柱基材の第１隣辺部にプラズマ重合膜を形成し、互いの第２隣辺部同士が同一平面に沿うように配置し、互いの第１隣辺部同士を押し付けて三角柱ペア部材を形成する第一工程と、
この第一工程で形成された２個の三角柱ペア部材のうち少なくとも一方の第２隣辺部にプラズマ重合膜を形成し、これらの三角柱ペア部材の前記第１隣辺部同士が同一平面に沿うように配置し、これらの三角柱ペア部材の前記第２隣辺部同士を互いに押し付けてプリズムを形成する第二工程と、を備える
ことを特徴とするプリズムの製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載されたプリズムの製造方法において、
前記第一工程は、第１の三角柱基材と第２の三角柱基材とから前記三角柱ペア部材を形成した後に、前記三角柱ペア部材の長手方向に概ね垂直な切断面で切断して複数のペア部材片を形成する切断工程を備え、
前記第二工程は、前記切断工程で形成された複数の前記ペア部材片のうち少なくとも一方の前記第２隣辺部にプラズマ重合膜を形成し、前記複数のペア部材片を前記第１の三角柱基材同士及び前記第２の三角柱基材同士が対向する状態で互いに押し付ける
ことを特徴とするプリズムの製造方法。
【請求項３】
請求項２に記載されたプリズムの製造方法において、
前記第一工程は、前記第１の三角柱基材と前記第２の三角柱基材を部分的に接合する接合部にプラズマ重合膜を形成し、前記接合部とは前記直角三角柱基材同士が接合して前記ペア部材片を形成する部分であって、前記接合部は前記三角柱の長手方向に沿って、交互に間隔を有して配置され、前記切断工程は、前記第１三角柱基材を前記接合部に近接した切断面で切断し、前記第２三角柱基材を前記接合部から離れた位置の切断面で切断する
ことを特徴とするプリズムの製造方法。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれかに記載されたプリズムの製造方法において、
互いの第２隣辺部同士が同一平面に沿うように配置し、互いの第１隣辺部同士を互いに押し付けて三角柱ペア部材を形成するにあたり、前記複数の三角柱基材の長手方向一端同士を当接し、複数の前記三角柱基材の長手方向他端側の間に楔を配置し、その後、前記複数の三角柱基材同士を互いに押し付けるとともに前記楔を前記複数の前記三角柱基材の間から抜いて前記複数の前記三角柱基材同士を長手方向の一端側から他端側にかけて接合する
ことを特徴とするプリズムの製造方法。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれかに記載されたプリズムの製造方法において、
前記第二工程で、前記第１隣辺部同士が同一平面に沿うように配置し、これらの三角柱ペア部材の前記第２隣辺部同士を形成するにあたり、前記２個の三角柱ペア部材の長手方向一端同士を当接し、前記２個の三角柱ペア部材の長手方向他端の間に楔を配置し、その後、前記第１隣辺部同士が同一平面に沿うように配置するとともに前記楔を前記２個の三角柱ペア部材の間から抜いて前記２個の三角柱ペア部材の長手方向の一端側から他端側にかけて互いに接合する
ことを特徴とするプリズムの製造方法。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれかに記載されたプリズムの製造方法において、
複数の前記直角三角柱基材の長手方向の長さが互いに異なる
ことを特徴とするプリズムの製造方法。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれかに記載されたプリズムの製造方法において、
複数の前記直角三角柱基材の材質が同じである
ことを特徴とするプリズムの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、直角三角柱基材を複数本接合してなるクロスダイクロイックプリズム、その他のプリズムの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、光の色合成や色分離するクロスダイクロイックプリズムが知られている。
このようなクロスダイクロイックプリズムには、直角を挟んでそれぞれ２つに矩形面が形成された第１の直角プリズム、第２の直角プリズム、第３の直角プリズム及び第４の直角プリズムをそれぞれの矩形面同士を接合させて、接合面が直交するように４角形状に形成するタイプのものが知られている。
【０００３】
このようなタイプのクロスダイクロイックプリズムには、互いに対向する三角柱プリズムの一面に、所定の波長の光を反射してその他の波長の光を透過させる波長選択性反射膜が形成され、この波長選択性反射膜と他方の三角柱プリズムとの間に接着剤による接着層が形成された従来例がある（特許文献１、特許文献２）。
【０００４】
特許文献１で示される従来例では、接着剤として紫外線硬化型ＵＶ接着剤や熱硬化型接着剤が利用されており、特許文献２で示される従来例では、２つの三角柱プリズムを接着剤で接合するにあたり、第１の直角プリズムの一方の矩形面と第２の直角プリズムの一方の矩形面とを、平面状の治具（オプティカルフラット）の基準面に当接させ、第１の直角プリズムの他方の矩形面と第２の直角プリズムの他方の矩形面とを接着剤を用いて接合する構成である。
【特許文献１】特開平１０−３３２９１０号公報
【特許文献２】特開平７−２９４８４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の従来例では、接着剤を使用して貼り合わせをするため、接合部分（貼り合わせ部分）の厚みや屈折率にバラツキが生じることがあり、これらのバラツキに伴って透過・反射光の角度にバラツキが生じる。さらに、接着剤の厚みのバラツキに起因する段差不良、直角プリズム同士の貼り合わせで気泡、傷、不良が発生するという不具合が生じる。そのため、特許文献１の従来例では、プリズム内の光路が安定しない。
特許文献２の従来例では、直角プリズム同士を接着剤で貼り合わせるために互いに押し付けると、プリズム端縁から接着剤がはみ出してしまい、治具の基準面に接着剤が付着する。基準面に接着剤が付着したままでは、直角プリズムの貼合作業に支障をきたすので、接着剤を基準面から剥がす必要がある。しかし、接着剤を基準面から剥がす作業は繁雑であり、作業性が悪い。
【０００６】
本発明は、プリズム内を通過する光の光路が安定するとともに三角柱基材同士や三角柱ペア部材同士の接合作業が容易となる製造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】
【０００７】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
［適用例１］
本適用例にかかるプリズムの製造方法は、第１隣辺部と第２隣辺部とを有する複数の三角柱基材を用意し、前記三角柱基材のうち少なくとも一方の三角柱基材の第１隣辺部にプ
ラズマ重合膜を形成し、互いの第２隣辺部同士が同一平面に沿うように配置し、互いの第１隣辺部同士を押し付けて三角柱ペア部材を形成する第一工程と、この第一工程で形成された２個の三角柱ペア部材のうち少なくとも一方の第２隣辺部にプラズマ重合膜を形成し、これらの三角柱ペア部材の前記第１隣辺部同士が同一平面に沿うように配置し、これらの三角柱ペア部材の前記第底辺部同士を互いに押し付けてプリズムを形成する第二工程と、を備えることを特徴とする。
この構成の本適用例では、位置決め治具を用いて互いの第２隣辺部同士が同一平面に沿うように配置し、互いの第１隣辺部同士を接合して三角柱ペア部材を形成するために、プラズマ重合膜を利用する。次に位置決め治具を用いて三角柱ペア部材の前記第１隣辺部同士が同一平面に沿うように配置し、これらの三角柱ペア部材の前記第２隣辺部同士を接合するためにプラズマ重合膜を利用する。このプラズマ重合膜は接着剤に比べて均一な薄さを実現できる。そのため、本適用例では、接着剤を使用しなくてもすむので、互いに接合される三角柱基材同士や三角柱ペア部材同士の接合部分に厚さのバラツキがなくなり、さらに、三角柱基材の角部が集まった部分での段差がなくなるので、プリズム内を通過する光の光路が安定する。
しかも、本適用例では、前述の通り、接着剤を使用していないので、プリズム端縁からはみ出した接着剤が位置決め治具等に付着するという問題がなくなり、接着剤を位置決め治具等から剥がすという作業が不要となる。従って、三角柱基材同士や三角柱ペア部材同士の接合作業が容易となる。
【０００８】
［適用例２］
本適用例にかかるプリズムの製造方法は、前記第一工程が、第１の三角柱基材と第２の三角柱基材とから前記三角柱ペア部材を形成した後に、前記三角柱ペア部材の長手方向に概ね垂直な切断面で切断して複数のペア部材片を形成する切断工程を備え、前記第二工程は、前記切断工程で形成された複数の前記ペア部材片のうち少なくとも一方の前記第２隣辺部にプラズマ重合膜を形成し、前記複数のペア部材片を前記第１の三角柱基材同士及び前記第２の三角柱基材同士が対向する状態で互いに押し付けることを特徴とする。
この構成の本適用例では、第１の三角柱基材と第２の三角柱基材とがそれぞれ２個ずつ組み合わせられてプリズムが構成される。このプリズムは第１の三角柱基材同士及び前記第２の三角柱基材同士がプラズマ重合膜を挟んで対称配置されているので、プリズムの各側面にそれぞれに向けて照射される光は集約されて出射しやすくなる。
【０００９】
［適用例３］
本適用例にかかるプリズムの製造方法は、前記第一工程が、前記第１の三角柱基材と前記第２の三角柱基材を部分的に接合する接合部にプラズマ重合膜を形成し、前記接合部とは前記直角三角柱基材同士が接合して前記ペア部材片を形成する部分であって、前記接合部は前記三角柱の長手方向に沿って、交互に間隔を有して配置され、前記切断工程は、前記第１三角柱基材を前記接合部に近接した切断面で切断し、前記第２三角柱基材を前記接合部から離れた位置の切断面で切断することを特徴とする。
この構成の本適用例では、マスキング等の適宜な手段を用いてプラズマ重合膜が形成されない箇所を三角柱基材に設ける。本適用例では、切断工程で切断後、プラズマ重合膜が形成されていない部分が凸形状に形成されるので、第二工程において、位置決め治具上での三角柱ペア部材同士の押し付け作業をするにあたり、前記凸形状部分を位置決め治具に当接することができるから、当該押し付け作業を円滑に行うことができる。
【００１０】
［適用例４］
本適用例にかかるプリズムの製造方法は、互いの第２隣辺部同士が同一平面に沿うように配置し、互いの第１隣辺部同士を互いに押し付けて三角柱ペア部材を形成するにあたり、前記複数の三角柱基材の長手方向一端同士を当接し、複数の前記三角柱基材の長手方向他端側の間に楔を配置し、その後、前記複数の三角柱基材同士を互いに押し付けるととも
に前記楔を前記複数の前記三角柱基材の間から抜いて前記複数の前記三角柱基材同士を長手方向の一端側から他端側にかけて接合することを特徴とする。
この構成の本適用例では、三角柱基材同士を押し付ける前にこれらの三角柱基材同士の位置決め作業を正確に行えるので、精度の高いプリズムを製造することができる。
【００１１】
［適用例５］
本適用例にかかるプリズムの製造方法は、前記第二工程で、前記第１隣辺部同士が同一平面に沿うように配置し、これらの三角柱ペア部材の前記第２隣辺部同士を形成するにあたり、前記２個の三角柱ペア部材の長手方向一端同士を当接し、前記２個の三角柱ペア部材の長手方向他端の間に楔を配置し、その後、前記第１隣辺部同士が同一平面に沿うように配置するとともに前記楔を前記２個の三角柱ペア部材の間から抜いて前記２個の三角柱ペア部材の長手方向の一端側から他端側にかけて互いに接合することを特徴とする。
この構成の本適用例では、三角柱ペア部材同士を押し付ける前にこれらの三角柱ペア部材同士の位置決め作業を正確に行えるので、精度の高いプリズムを製造することができる。
【００１２】
［適用例６］
本適用例にかかるプリズムの製造方法は、複数の前記直角三角柱基材の長手方向の長さが互いに異なることを特徴とする。
この構成の本適用例では、２個の三角柱ペア部材同士を接合するために、長さの異なる三角柱基材を位置決め治具の所定位置に配置することで、容易にクロスダイクロイックプリズムを製造することができる。
【００１３】
［適用例７］
本適用例にかかるプリズムの製造方法は、複数の前記直角三角柱基材の材質が同じであることを特徴とする。
この構成の本適用例では、屈折率等が第１の三角柱基材と第２の三角柱基材とで同じになるので、光学特性の優れたプリズムを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。ここで、各実施形態の説明において、同一構成要素は同一符号を付して説明を省略する。
［第１実施形態］
図１は実施形態で製造されたクロスダイクロイックプリズム１の概略構成図である。クロスダイクロイックプリズム１は、例えば、液晶プロジェクタ装置に用いられている。
図１において、クロスダイクロイックプリズム１は、それぞれ端面が直角三角形の２個の三角柱ペア部材２０を備え、これらの三角柱ペア部材２０の互いに対向する第２隣辺部（底辺部）２００には光学薄膜２３Ｂとプラズマ重合膜からなる接合層２０Ａとが設けられている。この底辺部２００では２個の三角柱基材の後述する第２隣辺部２１２，２２２同士が同一平面に沿って形成されている。
三角柱ペア部材２０は、それぞれ端面が直角三角形状の第１の三角柱基材２１と第２の三角柱基材２２とを備えている。第１の三角柱基材２１は直角部を挟んで第１隣辺部２１１と第２隣辺部２１２とが形成される。第２の三角柱基材２２は直角部を挟んで第１隣接部２２１と第２隣接部２２２とが形成される。なお、隣辺部とは直角と接する辺を意味している。
第１の三角柱基材２１と第２の三角柱基材２２との互いに対向する第１隣辺部２１１，２２１には光学薄膜２３Ｒとプラズマ重合膜からなる接合層２０Ａが設けられている。第１の三角柱基材２１と第２の三角柱基材２２との頂角同士は寸法ｔの間隔を有する。
【００１５】
換言すれば、クロスダイクロイックプリズム１は、２個ずつの第１の三角柱基材２１と第２の三角柱基材２２とを直角角部を寄せ集めて端面が正方形とされ、その対角線を結ぶように光学薄膜２３Ｒ，２３Ｂが十字状に形成されている。互いに対向する一対の対角線を結ぶ光学薄膜２３Ｒは、赤を反射し緑と青とを透過させる波長選択膜であり、他の一対の対角線を結ぶ光学薄膜２３Ｂは青を反射し緑と赤とを透過させる波長選択膜である。光学薄膜２３Ｂ，２３Ｒは波長選択作用を有する波長選択膜であり、異なる材質の層、例えば、高屈折材料層である酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）の層と、低屈折材料層である酸化ケイ素（ＳｉＯ２）の層とが交互に積層される。
第１の三角柱基材２１と第２の三角柱基材２２とは、ともにＢＫ７等の光学ガラス、白板ガラス、ホウケイ酸ガラス、青板ガラスをはじめとするガラスから成形され、その端面形状及び長さ寸法が同じ直角二等辺三角形の柱部材である。なお、本実施形態では、第１の三角柱基材２１と第２の三角柱基材２２との材質は同じである。
【００１６】
次に、本発明の第１実施形態にかかるクロスダイクロイックプリズムの製造方法について、図２から図７に基づいて説明する。
［第一工程］
図２（Ａ）に示される通り、それぞれ端面が直角三角形の第１の三角柱基材２１と第２の三角柱基材２２との第１隣辺部２１１，２２１に光学薄膜２３Ｒと接合層２０Ａとを設ける。ここで、第１の三角柱基材２１と第２の三角柱基材２２として、予め端面を直角三角形とした柱部材を用意しておく。なお、第１の三角柱基材２１が第２の三角柱基材２２より長手方向の寸法が長く形成されている。光学薄膜２３Ｒは従来と同様の工程、例えば、蒸着によって第１の三角柱基材２１の第１隣辺部２１１に形成する。この光学薄膜２３Ｒの表面と第２の三角柱基材２２の第１隣辺部２２１の表面とにそれぞれ接合層２０Ａを構成するプラズマ重合膜２０１を成形する。
【００１７】
プラズマ重合膜２０１を形成する工程について、図３及び図４に基づいて説明する。
図３は、第１実施形態で使用するプラズマ重合装置の概略図である。
図３において、プラズマ重合装置１００は、チャンバー１０１と、このチャンバー１０１の内部にそれぞれ設けられる第１電極１１１及び第２電極１１２と、これらの第１電極１１１と第２電極１１２との間に高周波電圧を印加する電源回路１２０と、チャンバー１０１の内部にガスを供給するガス供給部１４０と、チャンバー１０１の内部のガスを排出する排気ポンプ１５０を備えた構造である。
第１電極１１１は、第１の三角柱基材２１や第２の三角柱基材２２を支持する支持部１１１Ａを有するものであり、第１の三角柱基材２１や第２の三角柱基材２２を挟んで第１電極１１１と第２電極１１２とが対向配置されている。支持部１１１Ａは第１の三角柱基材２１や第２の三角柱基材２２の一方の隣辺部分と底辺部分とを支持する三角溝状部が形成されており、この三角溝状部に第１の三角柱基材２１や第２の三角柱基材２２が支持された状態では、成膜される部分、例えば、第１の三角柱基材２１の他方の隣辺部に形成された光学薄膜２３Ｒや第２の三角柱基材２２の他方の隣辺部が第２電極１１２と対向する。
【００１８】
電源回路１２０は、マッチングボックス１２１と高周波電源１２２とを備える。
ガス供給部１４０は、液状の膜材料（原料液）を貯蔵する貯液部１４１と、液状の膜材料を気化して原料ガスに変化させる気化装置１４２と、キャリアガスを貯留するガスボンベ１４３とを備えている。このガスボンベ１４３に貯留されるキャリアガスは、電界の作用によって放電し、この放電を維持するためにチャンバー１０１に導入するガスであって、例えば、アルゴンガスやヘリウムガスが該当する。
これらの貯液部１４１、気化装置１４２及びガスボンベ１４３とチャンバー１０１とが配管１０２で接続されており、ガス状の膜材料とキャリアガスとの混合ガスをチャンバー１０１の内部に供給するように構成されている。
貯液部１４１に貯留される膜材料は、プラズマ重合装置１００によって第１の三角柱基材２１の光学薄膜２３Ｒや第２の三角柱基材２２にプラズマ重合膜２０１を形成するための原材料であり、気化装置１４２で気化されて原料ガスとなる。
【００１９】
この原料ガスとしては、例えば、メチルシロキサン、ヘキサメチルジシロキサン、オクタメチルトリシロキサン、デカメチルテトラシロキサン、デカメチルシクロペンタシロキサン、オクタメチルシクロテトラシロキサン、メチルフェニルシロキサン等のオルガノシロキサン、トリメチルガリウム、トリエチルガリウム、トリメチルアルミニウム、トリエチルアルミニウム、トリイソブチルアルミニウム、トリメチルインジウム、トリエチルインジウム、トリメチル亜鉛、トリエチル亜鉛のような有機金属系化合物、各種炭化水素系化合物、各種フッ素系化合物等が挙げられる。
このような原料ガスを用いて得られるプラズマ重合膜２０１は、これらの原料が重合してなるもの（重合物）、つまり、ポリオルガノシロキサン、有機金属ポリマー、炭化水素系ポリマー、フッ素系ポリマー等で構成されることになる。
【００２０】
ポリオルガノシロキサンは、通常、撥水性を示すが、各種の活性化処理を施すことによって容易に有機基を脱離させることができ、親水性に変化することができる。つまり、ポリオルガノシロキサンは撥水性と親水性との制御を容易に行える材料である。
撥水性を示すポリオルガノシロキサンで構成されたプラズマ重合膜２０１は、それ同士を接触させても、有機基によって接着が阻害されることになり、極めて接着し難い。一方、親水性を示すポリオルガノシロキサンで構成されたプラズマ重合膜２０１は、それ同士を接触させると、特に容易に接着することができる。つまり、撥水性と親水性の制御を容易に行えるという利点は、接着性の制御を容易に行えるという利点につながるため、ポリオルガノシロキサンで構成されたプラズマ重合膜２０１は、本実施形態では好適に用いられることになる。さらに、ポリオルガノシロキサンは耐薬品性に優れているため、薬品類等に長期にわたって曝されるような部材の接合に効果的に用いることができる。
【００２１】
ポリオルガノシロキサンの中でも、特に、オクタメチルトリシロキサンの重合物を主成分とするものが好ましい。オクタメチルトリシロキサンの重合物を主成分とするプラズマ重合膜１３１は、接着性に優れていることから、本実施形態の接合方法で好適に用いられる。オクタメチルトリシロキサンの重合物は、常温で液状をなし、適度な粘度を有するため、取扱が容易である。
【００２２】
次に、プラズマ重合膜２０１の成形手順を図４に基づいて説明する。
図４（Ａ）〜（Ｃ）に示される通り、第１の三角柱基材２１に設けられた光学薄膜２３Ｒや第２の三角柱基材２２の斜辺部にプラズマ重合膜２０１を形成する。なお、第１の三角柱基材２１や第２の三角柱基材２２の長手方向両端部にはプラズマ重合膜２０１が形成されない余白部分が形成される。
この重合膜形成工程では、プラズマ重合装置１００のチャンバー１０１の第１電極１１１の支持部１１１Ａで第１の三角柱基材２１や第２の三角柱基材２２を保持する。そして、チャンバー１０１の内部に酸素を所定量導入するとともに第１電極１１１と第２電極１１２との間に電源回路１２０から高周波電圧を印加して光学部材自体の活性化を実施する。
その後、ガス供給部１４０を作動させると、チャンバー１０１の内部に原料ガスとキャリアガスとの混合ガスが供給される。供給された混合ガスはチャンバー１０１の内部に充填され、図４（Ａ）に示される通り、第１の三角柱基材２１に設けられた光学薄膜２３Ｒや第２の三角柱基材２２の斜辺部に混合ガスが露出される。
【００２３】
混合ガスにおける原料ガスの割合（混合比）は、原料ガスやキャリアガスの種類や目的とする成膜速度等によって若干異なるが、例えば、混合ガス中の原料ガスの割合は２０〜
７０％程度に設定することが好ましく、３０〜６０％程度に設定することがより好ましい。
第１電極１１１と第２電極１１２との間に印加する周波数は、特に限定されないが、１ｋＨｚ〜１００ＭＨｚ程度であるのが好ましく、１０〜６０ＭＨｚ程度がより好ましい。高周波の出力密度は特に限定されないが、０．０１〜１０Ｗ／ｃｍ２程度であることが好ましく、０．１〜１Ｗ／ｃｍ２程度であるのがより好ましい。
【００２４】
成膜時のチャンバー１０１の圧力は、１３３．３×１０−５〜１３３３Ｐａ（１×１０−５〜１０Ｔｏｒｒ）程度であるのが好ましく、１３３．３×１０−４〜１３３．３Ｐａ（１×１０−４〜１Ｔｏｒｒ）程度であるのがより好ましい。
原料ガス流量は、０．５〜２００ｓｃｃｍ程度が好ましく、１〜１００ｓｃｃｍ程度がより好ましい。
キャリアガス流量は、５〜７５０ｓｃｃｍ程度が好ましく、１０〜５００ｓｃｃｍ程度がより好ましい。
処理時間は１〜１０分程度であることが好ましく、４〜７分程度がより好ましい。
第１の三角柱基材２１や第２の三角柱基材２２の温度は、２５℃以上が好ましく、２５〜１００℃がより好ましい。
【００２５】
第１電極１１１と第２電極１１２との間に高周波電圧を印加することにより、これらの電極１１１，１１２の間に存在するガスの分子が電離し、プラズマが発生する。このプラズマのエネルギーにより原料ガス中の分子が重合し、図４（Ｂ）に示される通り、重合物が第１の三角柱基材２１の光学薄膜２３Ｒの表面や第２の三角柱基材２２の表面に付着、堆積する。これにより、図４（Ｃ）に示される通り、第１の三角柱基材２１の光学薄膜や第２の三角柱基材にプラズマ重合膜２０１が形成される。
プラズマ重合膜２０１は、その平均厚さが１０〜１０００ｎｍであり、５０〜５００ｎｍが好ましい。プラズマ重合膜２０１の平均厚さが１０ｎｍを下回ると、十分な接合強度を得ることができず、１０００ｎｍを超えると、接合体の寸法精度が著しく低下する。
【００２６】
その後、図４（Ｄ）に示される通り、プラズマ重合膜２０１を活性化して表面を活性化させる。
表面活性化工程は、例えば、プラズマを照射する方法、オゾンガスに接触させる方法、オゾン水で処理する方法、あるいは、アルカリ処理する方法等を用いることができる。
ここで、活性化させる、とは、プラズマ重合膜２０１の表面及び内部の分子結合が切断されて終端化されていない結合手が生じた状態や、その切断された結合手にＯＨ基が結合した状態、又は、これらの状態が混在した状態をいう。
この表面活性化工程では、プラズマ重合膜２０１の表面を効率よく活性化させるためにプラズマを照射する方法が好ましい。プラズマ重合膜２０１の表面に照射するとしたのは、プラズマ重合膜２０１の分子構造を必要以上に、例えば、プラズマ重合膜２０１と第１の三角柱基材２１に形成された光学薄膜２３Ｒとの境界や第２の三角柱基材２２との境界に至るまで切断しないので、プラズマ重合膜２０１の特性の低下を避けるためである。
【００２７】
本実施形態で使用されるプラズマとしては、例えば、酸素、アルゴン、チッソ、空気、水等を1種又は２種以上混合して用いることができる。これらの中で、酸素を使用するこ
とが好ましい。
このようなプラズマを使用することで、プラズマ重合膜２０１の特性の著しい低下を防止するとともに、広範囲のムラをなくし、より短時間で処理することができる。そして、プラズマはプラズマ重合膜２０１を形成する装置と同設備で発生させることができるから、製造コストが低減できるという利点もある。
プラズマを照射する時間は、プラズマ重合膜２０１の表面付近の分子結合を切断し得る程度の時間であれば特に限定されるものではないが、５ｓｅｃ〜３０ｍｉｎ程度であるの
が好ましく、１０〜６０ｓｅｃがより好ましい。
このようにして活性化されたプラズマ重合膜２０１の表面には、ＯＨ基が導入される。
なお、本実施形態では、プラズマ重合膜形成工程と表面活性化工程との間に第１の三角柱基材２１や第２の三角柱基材２２を洗浄する工程を設けてもよい。この洗浄工程は、薬品、水、その他の適宜な手段を用いて行われる。
【００２８】
次に、第１の三角柱基材２１に設けられた光学薄膜２３Ｒと第２の三角柱基材２２の第１隣辺部同士の貼合工程を図５及び図６に基づいて説明する。
この貼合工程では、光学薄膜２３Ｒに形成されたプラズマ重合層２０１と第２の三角柱基材２２の第１隣辺部に形成されたプラズマ重合層２０１とを貼り合わせて一体化して接合層２０Ａを形成する。
そのため、例えば図５及び図６に示される位置決め治具３を使用する。
図５は位置決め治具３で第１の三角柱基材２１に設けられた光学薄膜２３Ｒと第２の三角柱基材２２の斜辺部とを貼り合わせる状態を示す斜視図であり、図６は、その平面図である。
図５及び図６において、位置決め治具３は、上方が開口された断面コ字状部材のオプティカルフラットであり、その中心部に底面３Ａと側面３Ｂとを有する溝３０が形成されている。この溝３０の両側には基準面３Ｃがそれぞれ形成されている。基準面３Ｃは第１の三角柱基材２１と第２の三角柱基材２２とを貼り合わせるために、その平面の平滑性が極めて高く形成されている。なお、図示した位置決め治具３は一例であって、第１の三角柱基材２１と第２の三角柱基材２２のそれぞれ第２隣辺部同士が同一平面に沿うように配置できる治具形状であればよい。
【００２９】
２カ所形成された基準面３Ｃの上面には貼り合わせる対称となる第１の三角柱基材２１と第２の三角柱基材２２とが掛け渡されるように配置されている。２カ所の基準面３Ｃうち一方の基準面３Ｃには直方体状のストッパ３１が固定されており、このストッパ３１の第一側面３１１は第２の三角柱基材２２の端面と当接し、この第一側面３１１と直交して形成された第二側面３１２は第１の三角柱基材２１の斜辺部のうちプラズマ重合各２０１が形成されていない余白部分と当接する。
このストッパ３１を用いて第１の三角柱基材２１と第２の三角柱基材２２との一端部同士を接合した状態にし、第１の三角柱基材２１と第２の三角柱基材２２との他端部の間で楔３２を挟む。その後、第１の三角柱基材２１と第２の三角柱基材２２を基準面３Ｃの上で互いに押し付けるとともに楔３２を第１の三角柱基材２１と第２の三角柱基材２２との間から抜いて第１の三角柱基材２１と第２の三角柱基材２２の長手方向の一端側から他端側にかけて貼り合わせる。これにより、第１の三角柱基材２１と第２の三角柱基材２２との間に接合層２０Ａが形成されて１組の三角柱ペア部材２０が製造される。
【００３０】
プラズマ重合膜２０１同士を貼り合わせることで、これらの膜同士が結合する。この結合は、次の（１）又は（２）、あるいは、（１）及び（２）のメカニズムに基づくものと推測される。
（１）２つの基材同士、本実施形態では、第１の三角柱基材２１の光学薄膜２３Ｒと第２の三角柱基材２２とを貼り合わせると、各プラズマ重合膜２０１の表面にそれぞれ存在するＯＨ基同士が隣接することになる。この隣接したＯＨ基同士は、水素結合によって互いに引き合い、ＯＨ基同士の間に引力が発生する。また、この水素結合によって互いに引き合うＯＨ基同士は温度条件によって脱水縮合を伴って表面から離脱する。その結果、２つのプラズマ重合膜２０１同士の接触境界では、脱離したＯＨ基を結合した結合手同士が結合する。つまり、各プラズマ重合膜２０１を構成するそれぞれの母材同士が直接結合して一体化し、１層の接合層２０Ａが形成される。
（２）２つの基材同士を貼り合わせると、各プラズマ重合膜２０１の表面や内部に生じた終端化されていない結合手同士が再結合する。この再結合は、互いに重なり合う（絡み合
う）ように複雑に生じることから、接合界面にネットワーク状の結合が形成される。これにより、各プラズマ重合膜２０１を構成するそれぞれの母材同士が直接接合して一体化し、一層の接合層２０Ａが形成される。
【００３１】
本実施形態では、貼合工程の後に、第１の三角柱基材２１と第２の三角柱基材２２とを加圧する（加圧工程）。
この加圧工程では、接合強度を大きくするために、第１の三角柱基材２１と第２の三角柱基材２２とを大きな力で加圧することが好ましい。具体的には、加圧するための圧力は、第１の三角柱基材２１や第２の三角柱基材２２の形状寸法や装置等の条件によって異なるものの、１〜１０ＭＰａ程度であるのが好ましく、１〜５ＭＰａがより好ましい。加圧時間は特に限定されないが、１０ｓｅｃ〜３０ｍｉｎ程度であるのが好ましい。
第１の三角柱基材２１と第２の三角柱基材２２とを加圧した後に、これらを必要に応じて加熱する（加熱工程）。三角柱ペア部材２０を加熱することで、接合強度を高めることができる。
この加熱工程は必要に応じて設けられるものであり、その加熱温度は、２５〜１００℃であり、好ましくは、５０〜１００℃である。１００℃を超えると、三角柱ペア部材２０が変質・劣化するおそれがある。加熱時間は１〜３０ｍｉｎ程度であることが好ましい。
なお、この加熱工程は加圧工程の後で単独に行ってもよいが、加圧工程と同時に行うことが接合強度を強める上で好ましい。
以上の工程によって三角柱ペア部材２０を複数個まとめて製造しておく。
【００３２】
［第二工程］
図２（Ｂ）に示される通り、第一工程で製造された三角柱ペア部材２０を２個用意しておき、２個の三角柱ペア部材２０の両方の底辺部２００に光学薄膜２３Ｂと接合層２０Ａとを設ける。
そのため、第一工程と同様に、２個の三角柱ペア部材２０うちの一方の底辺部２００に光学薄膜２３Ｂを蒸着等の方法で形成し、この光学薄膜２３Ｂと他方の三角柱ペア部材２０の底辺部２００とにそれぞれプラズマ重合膜２０１を形成する。このプラズマ重合膜２０１を形成する方法は第一工程と同じである。
その後、図７に示される通り、これらの三角柱ペア部材２０を基準面３Ｃの上でプラズマ重合膜２０１を間に挟むように配置し、これらの三角柱ペア部材２０を基準面３Ｃの上で互いに押し付ける。なお、図７で示される位置決め治具３は図５及び図６で示される位置決め治具３と同じ符号が付されているが、図７で示される位置決め治具３の底面３Ａが図５及び図６で示される位置決め治具３の底面３Ａより幅寸法が長く形成されている。
この際、第一工程と同様に、三角柱ペア部材２０同士の長手方向一端同士を、ストッパ３１を用いて当接し、２個の三角柱ペア部材２０の長手方向他端の間に楔３２を配置する。第二工程では、短寸の第２の三角柱基材２２が位置決め治具３の溝３０に臨むように配置し、長寸の第一の三角柱基材２１が基準面３Ｃの上に位置するように配置する。
その後、２個の三角柱ペア部材２０を基準面３Ｃの上で互いに押し付けるとともに楔３２を２個の三角柱ペア部材２０の間から抜いて三角柱ペア部材２０の長手方向の一端側から他端側にかけて互いに互いに貼り合わせる。これにより、クロスダイクロイックプリズム１が製造される。
【００３３】
以上の構成の第１実施形態では次の作用効果を奏することができる。
（１）クロスダイクロイックプリズム１の製造方法は、第１の三角柱基材２１と第２の三角柱基材２２とを押し付けて三角柱ペア部材２０を成形する第一工程と、この第一工程で成形された２個の三角柱ペア部材２０を互いに押し付けてクロスダイクロイックプリズムを成形する第二工程と、を備える。第一工程は、第１の三角柱基材２１の第１隣辺部２１１に設けられた光学薄膜２３Ｒと第２の三角柱基材２２の第１隣辺部２２１にプラズマ重合膜２０１をそれぞれ形成し、これらの第１の三角柱基材２１と第２の三角柱基材２２と
を位置決め治具３に形成された基準面３Ｃの上でプラズマ重合膜２０１を間に挟むように配置した後、基準面３Ｃの上で互いの第２隣辺部２１２，２２２同士が同一平面に沿うように押し付ける。第二工程は、２個の三角柱ペア部材２０のうち少なくとも一方に設けられた光学薄膜２３Ｂにプラズマ重合膜２０１を形成し、これらの三角柱ペア部材２０を基準面３Ｃの上でプラズマ重合膜２０１を間に挟むように配置した後、基準面３Ｃの上で互いの第１隣辺部２２１同士が同一平面に沿うように押し付ける。プラズマ重合膜２０１は接着剤に比べて均一な薄さを実現できるため、互いに接合される三角柱基材２１，２２同士や三角柱ペア部材２０同士の接合部分に厚さのバラツキがなくなり、さらに、三角柱基材２１，２２の角部が集まった部分での段差がなくなるので、プリズム内を通過する光の光路が安定する。しかも、接着剤がプリズム端縁からはみ出して基準面３Ｃに付着するということがないから、接着剤を基準面３Ｃから剥がすという作業が不要となる。
【００３４】
（２）三角柱ペア部材２０を成形するにあたり、第１の三角柱基材２１と第２の三角柱基材２２の長手方向の一端同士を当接し、第１の三角柱基材２１と第２の三角柱基材２２の長手方向の他端側の間に楔３２を配置し、その後、第１の三角柱基材２１と第２の三角柱基材２２を基準面３Ｃの上で互いに押し付けるとともに楔３２を第１の三角柱基材２１と第２の三角柱基材２２との間から抜いて三角柱基材２１，２２同士を一端側から他端側にかけて貼り合わせるので、これらの三角柱基材２１，２２同士を押し付ける前において、三角柱基材２１，２２同士の位置決め作業を正確に行えるので、精度の高い三角柱ペア部材２０を製造することができる。
【００３５】
（３）三角柱ペア部材２０同士を互いに押し付けてクロスダイクロイックプリズム１を成形するにあたり、２個の三角柱ペア部材２０の長手方向一端同士を当接し、これらの三角柱ペア部材２０の長手方向他端の間に楔３２を配置し、その後、これらの三角柱ペア部材２０を基準面３Ｃの上で互いに押し付けるとともに楔３２をこれらの三角柱ペア部材２０の間から抜いて一端側から他端側にかけて互いに貼り合わせるので、三角柱ペア部材２０同士を押し付ける前にこれらの三角柱ペア部材２０同士の位置決め作業を正確に行えるので、精度の高いクロスダイクロイックプリズム１を製造することができる。
【００３６】
（４）位置決め治具３にストッパ３１を設けたから、第１の三角柱基材２１と第２の三角柱基材２２との一端同士を当接するための位置決めとなり、第１の三角柱基材２１と第２の三角柱基材２２との貼り合せを正確に行うことができる。
（５）ストッパ３１は互いに隣合う面に第一側面３１１と第二側面３１２とを有するから、第一側面３１１に第１の三角柱基材２１の端面を当接させ、第二側面３１２に第１の三角柱基材２１の端面と直交する側面を当接させることで、第１の三角柱基材２１と第２の三角柱基材２２との位置決めがより正確に行えることになり、これらの三角柱基材２１，２２の貼り合せ作業をより精度高く行うことができる。
【００３７】
（６）第１の三角柱基材２１が第２の三角柱基材２２より長く形成されているので、２個の三角柱ペア部材２０同士を接合するために、凹状の溝３０に短寸の第２の三角柱基材２２を臨むように配置し、基準面３Ｃの上に長寸の第１の三角柱基材２１を配置することで、位置決め治具３を用いて容易にクロスダイクロイックプリズム１を製造することができる。
（７）第１の三角柱基材２１と第２の三角柱基材２２との材質を同じにしたから、クロスダイクロイックプリズム１の光学特性を優れたものにできる。
【００３８】
（８）プラズマ重合膜２０１の主材料はポリオルガノシロキサンであり、このポリオルガノシロキサンが比較的に柔軟性に富んでいるので、第１の三角柱基材２１と第２の三角柱基材２２とを接合する際に、両光学部材の熱膨張に伴う応力を緩和することができる。そのため、第１の三角柱基材２１と第２の三角柱基材２２との剥離を確実に防止することが
できる。しかも、ポリオルガノシロキサンは、耐薬品性に優れているため、薬品等に長期に曝されるクロスダイクロイックプリズム１を製造することができる。
【００３９】
次に、本発明の第２実施形態を図８及び図９に基づいて説明する。
第２実施形態の説明において、第１実施形態と同一構成要素は同一符号を付して説明を省略する。第２実施形態では、第１の三角柱基材２１が第２の三角柱基材２２より短く形成されている。そして、第１の三角柱基材２１は頂角がαであり、第２の三角柱基材２２は頂角がβである。これらの頂角αとβとは同じ９０°となるように三角柱基材２１，２２が製造されるが、実際には、製造誤差等により、両者は厳密には同じとはならない（α≠β）。
［第一工程］
図８（Ａ）は第１の三角柱基材２１と第２の三角柱基材２２とを貼り合せる前の状態を示す端面図、（Ｂ）は、その平面図である。
図８（Ａ）（Ｂ）で示される通り、第１の三角柱基材２１の第１隣辺部２１１に予め形成された光学薄膜２３Ｒと第２の三角柱基材２２の第１隣辺部２２１とに第１実施形態と同様の方法でプラズマ重合膜２０１を形成するが、第１実施形態とは異なり、各三角柱基材２１，２２の中央部分と両端部とにはプラズマ重合膜２０１が形成されていない非接合部２０２，２０３が設けられている。非接合部２０２，２０３を形成するには、プラズマ重合膜の形成工程においてマスキング等の方法を用いる。
第１の三角柱基材２１と第２の三角柱基材２２とをプラズマ重合膜２０１同士を間に挟んで基準面３Ｃの上で互いに対向配置する。
【００４０】
図８（Ｃ）は第１の三角柱基材２１と第２の三角柱基材２２とを貼り合せた後の状態を示す端面図、（Ｄ）は、その平面図である。
図８（Ｃ）（Ｄ）で示される通り、第１の三角柱基材２１と第２の三角柱基材２２とを互いに押し付ける。この作業は、第１実施形態と同様に、第１の三角柱基材２１と第２の三角柱基材２２との一端部を位置決め治具３の第一側面３１１で位置決めしながら互いに接合する。この状態で、第１の三角柱基材２１と第２の三角柱基材２２との他端部の間で楔３２を挟み、その後、第１の三角柱基材２１と第２の三角柱基材２２を基準面３Ｃの上で互いに押し付けるとともに楔３２を第１の三角柱基材２１と第２の三角柱基材２２との間から抜いて両三角柱基材２１，２２を一端側から他端側にかけて貼り合わせる。これにより、三角柱ペア部材２０が製造される。
【００４１】
その後、第１の三角柱基材２１と第２の三角柱基材２２とを切断する。
図９（Ａ）は第１の三角柱基材２１と第２の三角柱基材２２とを切断する前の状態を示す端面図、（Ｂ）は、その平面図である。
図９（Ａ）（Ｂ）で示される通り、第１の三角柱基材２１の中央部に設けられた非接合部２０２の中心Ｃ１と、この中心Ｃ１から両側に所定寸法離れた位置であって第２の三角柱基材２２の非接合部２０２に含まれる位置Ｃ２とを軸方向と直交する方向に沿って切断する。切断方法はワイヤーソー等の適宜な手段を用いることができる。
図９（Ｃ）（Ｄ）は第１の三角柱基材２１と第２の三角柱基材２２とを切断してペア部材片２０Ｈを成形した後の状態を示すものであり、（Ｃ）はペア部材片２０Ｈを互いに対向させた状態の端面図であり、（Ｄ）はペア部材片２０Ｈを長手方向に沿って配置した平面図である。
図９（Ｄ）で示される通り、第２の三角柱基材２２の切断された中央部分は取り除かれ、２個のペア部材片２０Ｈが成形される。これらの２個のペア部材片２０Ｈは、位置Ｃ１を挟んで互いに対称な構造であり、図９（Ｃ）に示される通り、２個のペア部材片２０Ｈを第１の三角柱基材２１同士並びに第２の三角柱基材２２同士が対向するように配置する。
【００４２】
［第二工程］
第１実施形態と同じ方法で２個のペア部材片２０Ｈの底辺部２００に光学薄膜２３Ｒと接合膜２０Ａを設けてクロスダイクロイックプリズム１を製造する。
そのため、２つのペア部材片２０Ｈの一方に光学薄膜２３Ｂを形成し、この光学薄膜２３Ｂと他方のペア部材片２０Ｈの底辺部２００にそれぞれプラズマ重合膜２０１を形成し、２つのペア部材片２０Ｈを位置決め治具３の基準面３Ｃを用いて互いに押し付ける。これにより、１個のクロスダイクロイックプリズム１が製造される。このクロスダイクロイックプリズム１は光学薄膜２３Ｂを挟んで第１の三角柱基材２１同士並びに第２の三角柱基材２２同士が互いに対向配置される構造であり、光学薄膜２３Ｂ及びこれに隣接する接合層２０Ａを中心として左右に対称な構造である。
【００４３】
従って、第２実施形態では、第１実施形態の効果（１）〜（８）と同様な効果を奏することができる他、次の効果を奏することができる。
（９）第一工程として、三角柱ペア部材２０を成形した後に、三角柱ペア部材２０の長手方向の中央部分を切断して２つのペア部材片２０Ｈを成形する切断工程を備え、第二工程では、２つのペア部材片２０Ｈの底辺部にそれぞれ予めプラズマ重合膜２０１を形成し、２つのペア部材片２０Ｈを、プラズマ重合膜２０１を挟んで対向する状態で互いに押し付ける。これらの工程で製造されるクロスダイクロイックプリズム１は第１の三角柱基材２１同士及び第２の三角柱基材２２同士が光学薄膜２３Ｂ及びこれに隣接する接合層２０Ａを挟んで対称配置されているので、プリズムの各側面にそれぞれに向けて照射される光は集約されて精度の高いプリズムとなる。
【００４４】
（１０）第１の三角柱基材２１と第２の三角柱基材２２とに、切断工程で切断する予定の中央部を間に挟んで互いに所定間隔離れてプラズマ重合膜２０１をそれぞれ形成し、切断予定の箇所をプラズマ重合膜が形成されていない非接合部２０２，２０３とした。そのため、基準面３Ｃ上でのペア部材片２０Ｈ同士の押し付け作業をするにあたり、プラズマ重合膜が形成されていない非接合部２０２，２０３を位置決め治具の基準面３Ｃに当接することができるから、押し付け作業を円滑に行うことができる。上述では、接合部が二箇所の例を説明したが、それに限らず三箇所以上の接合部を形成後、同様に切断して３個以上のペア部材片を得ることができる。
【００４５】
なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば、本発明では、プラズマ重合膜２０１を第１の三角柱基材２１と第２の三角柱基材２２の一方に設ければよく、必ずしも双方に設けることを要しない。
また、第１の三角柱基材２１と第２の三角柱基材２２との長さを同じにしてもよく、材質を異ならせるものでもよい。
【００４６】
そして、第１の三角柱基材２１と第２の三角柱基材２２とを貼り合わせるに際して、楔３２やストッパ３１を必ずしも使用することを要しない。例えば、第１の三角柱基材２１と第２の三角柱基材２２とを基準面３Ｃの上に配置し、まず、これらの基材の上端縁を互いに当接させ、その後、基準面３Ｃに接する下部を互いに押し付ける方法でもよい。この方法では、楔３２を不要にできる。
さらに、本発明は、４個の三角柱基材２１，２２を組み合わせて端面が正方形となるクロスダイクロイックプリズムの製造に限定されるものではなく、５個以上の三角柱基材２１，２２を組み合わせて端面が異形となるクロスダイクロイックプリズムの製造にも適用することができ、さらには、クロスダイクロイックプリズム以外のプリズムの製造にも適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
本発明は液晶プロジェクタ、その他の装置に用いられるプリズムを製造する方法に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の実施形態で製造されたクロスダイクロイックプリズムの概略構成を示す端面図。
【図２】本発明の第１実施形態のクロスダイクロイックプリズムの製造方法について説明する概略図。
【図３】第１実施形態で使用するプラズマ重合装置の概略図。
【図４】プラズマ重合膜の成形手順を説明する図。
【図５】位置決め治具を用いて第１の三角柱基材と第２の三角柱基材とを貼り合わせる工程を説明する斜視図。
【図６】位置決め治具を用いて第１の三角柱基材と第２の三角柱基材とを貼り合わせる工程を説明する平面図。
【図７】位置決め治具を用いて三角柱ペア部材同士を貼り合わせる工程を説明する斜視図。
【図８】本発明の第２実施形態を示すもので、第１の三角柱基材と第２の三角柱基材とを貼り合せる工程を説明する図。
【図９】第２実施形態における第１の三角柱基材と第２の三角柱基材とを切断する工程を説明する図。
【符号の説明】
【００４９】
１…クロスダイクロイックプリズム、３…位置決め治具、３Ｃ…基準面、２０…三角柱ペア部材、２００…底辺部、２１１，２２１…第１隣辺部、２１２，２２２…第２隣辺部、２０Ａ…接合層、２０Ｈ…ペア部材片、２１…第１の三角柱基材、２２…第２の三角柱基材、２３Ｒ，２３Ｂ…光学薄膜、３１…ストッパ、３２…楔
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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