JP2000321407A

JP2000321407A - 光学部材

Info

Publication number: JP2000321407A
Application number: JP11124513A
Authority: JP
Inventors: Johannes Edlinger; ヨハネス・エドゥリンガー; Sabine Hessler; ザビーネ・ヘッスラー
Original assignee: Unaxis Trading AG
Current assignee: Oerlikon Surface Solutions AG Pfaeffikon
Priority date: 1999-04-30
Filing date: 1999-04-30
Publication date: 2000-11-24

Abstract

(57)【要約】【課題】光学距離の差によって像が不鮮明となるとい
う問題がないＸ立方体を提供する。【解決手段】一定の波長を有する第一スペクトル帯か
らの光、および一定の波長を有する第二スペクトル帯か
らの光の、それぞれの入口または出口表面から対応する
反射光学層システムを介して出口または入口表面に達す
る、それぞれの光学距離が等しくなるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、少なくとも第一
および第二のスペクトル帯からの光に対して透過性の材
料からなり、 ●第一のスペクトル帯からの光を少なくともほぼ完全に
反射し、第二のスペクトル帯からの光を少なくともほぼ
完全に透過する、第一平面にある第一の光学層システム
と、 ●第一のスペクトル帯からの光を少なくともほぼ完全に
透過し、第二のスペクトル帯からの光を少なくともほぼ
完全に反射する、本体の中央領域において第一平面と交
差する第二平面にある第二の光学層システムとを含む、
光学システムが内部に埋設された光学部材に関するもの
であり、 ●第一のスペクトル帯からの光のための第一の入口また
は出口表面と、 ●第二のスペクトル帯からの光のための第二の入口また
は出口表面と、さらに ●第一ならびに第二のスペクトル帯からの光のための出
口または入口表面とを備える、光学部材に関するもので
ある。

【０００２】この発明は、いわゆるＸ立方体において生
じる諸問題を出発点としている。Ｘ立方体は上記光学部
材の特別な実施形態であり、この発明の枠内においても
また好ましい実施例である。Ｘ立方体においては前記光
学層システムの二つの平面が直角に交差する。層システ
ムの平面に対して垂直に切断されたこの部材は正方形の
表面を規定する。二つの入口または出口表面は平行で平
らな表面によって形成され、これに対して垂直な出口ま
たは入口表面についても全く同様である。後者の出口ま
たは入口表面に向き合うもう一つの、第三の入口または
出口表面が第三のスペクトル帯からの光のために設けら
れる。

【０００３】そのような、この明細書においてもそうで
あるが、しばしばＸ立方体と呼ばれる部材はたとえば投
影器に用いられ、赤／緑および青チャネルを再結合す
る。しかしながらこれらの部材は光線の方向が逆向きに
なると、色の再結合ではなく分割のためにも用いられ得
る。そのような部材に関しては以下が参考となる。 ●ＵＳ２７３７０７６ ●ＵＳ２７５４７１８ ●ＤＥ４０３３８４２また、その応用に関しては以下が参考となる。 ●ＪＰ７−１０９４４３ ●ＵＳ５０９８１８３ ●ＥＰ０３５９４６１

【０００４】

【従来の技術】図１では、Ｘ立方体が光を再結合するた
めに使用される。第一のスペクトル領域、たとえば特に６００ｎｍから８００ｎｍの赤色領域からの光Ｌ₁は第一の入口または出口表面Ｋ₁
を超え、一部は第二光学層システムＳ₂を透過した後、
第一光学層システムＳ₁において反射され、出口または
入口表面Ｋ₄からＸ立方体を出る。

【０００５】第二のスペクトル領域、特に４００ｎｍから５００ｎｍの青色領域からの光Ｌ₂は第二の入口または出口表面Ｋ₂
に供給され、一部が第一の層システムＳ₁を透過した
後、第二の光学層システムＳ₂において反射され、光Ｌ₁
と共に前記出口または入口表面Ｋ₄に現れる。

【０００６】そのような部材、特にＸ立方体を特に上記
のように使用した場合、この部材の第三の入口または出
口表面Ｋ₃には第三のスペクトル領域、特に５００ｎｍから６００ｎｍの緑色領域からの光Ｌ₃が供給され、この光は二つの光
学層システムＳ₁およびＳ ₂を透過し、同じ出口または入
口表面Ｋ₄からこの部材を出る。

【０００７】光学層システムＳ₁ないしＳ₂は光学的に作
用する単数または複数の層から形成される。

【０００８】前記三つのスペクトル帯からの光Ｌ₁、Ｌ₂
およびＬ₃はしばしば光弁１₁、１₂および１₃を介して、
特にＬＣＤ装置を介して部材３に供給される。誘電性反
射体である光学層システムＳ₁およびＳ₂によって、Ｌ₁
およびＬ₂に対応する第一および第二のスペクトル領
域、前述のように特に赤色および青色スペクトル領域
の、それぞれ光弁１₁および１₂を介した虚像が、Ｌ₃に
対応する第三のスペクトル、好ましくは特に緑色スペク
トルからの、光弁１₃を介した実像と重なり合わされ
る。

【０００９】これがうまくゆけばゆくほど、投影図はよ
り優れたものとなる。ここから、光学部材の機械的公差
が極めて僅少であることが求められる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】上述のように、図１の
光線の方向が逆向きとなると、そのような部材は、特に
ＣＣＤカメラにおけるように色分割のために使用され得
る。そのような部材は、Ｘ立方体としての特定の実施形
態のみならず、はじめに述べられたような一般的形態に
おいても、特に以下のような欠点を有する。

【００１１】図２に特にＸ立方体の場合について概略的
に示されたように、第一のスペクトル領域の光Ｌ₁、お
よびＬ₂に対応する第二のスペクトル領域の光が直接部
材３に当たると、光Ｌ₁およびＬ₂の光学距離に沿って同
じ材料が部材に用いられている場合、それにもかかわら
ずこの材料、Ｘ立方体の場合通常ガラス、特にＢＫ−７
ガラスの拡散によって、それぞれの入口または出口表面
Ｋ₁ないしＫ₂と、対応する光学層システムＳ₁およびＳ₂
と、さらに出口または入口表面Ｋ₄との間において光学
距離ｌ₀₁、ｌ₀₂に差が生じる。図示された直角の光入射
における光学距離の差は以下のとおりである。

【００１２】Δ１₀＝ｎ₂−ｎ₁（Ｗ）＝ｌ₀₂−ｌ₀₁ ここで、 Δ１₀：前記両スペクトルの光Ｌ₁およびＬ₂の光学距離
ｌ₀₁およびｌ₀₂の差ｎ₁、ｎ₂：各々の光学距離に沿った光学部材の材
料の屈折率Ｗ：光Ｌ₁、およびＬ₂の幾何学的距離である。

【００１３】光学距離に沿って異なる幾何学的距離Ｗ₁
ないしＷ₂を考慮すると、以下のようになる。

【００１４】Δ１₀＝ｎ₂・Ｗ₂−ｎ₁・Ｗ₁ しかしながら通常、機械的ないし幾何学的距離Ｗ₁およ
びＷ₂は同じものが選択される。断面の縁の長さが４０
ｍｍであるＢＫ−７ガラス製のＸ立方体においては、所
与の波長を有する第一スペクトル領域の光Ｌ₁は以下の
とおりとなる。

【００１５】λ₁＝６４３．８ｎｍまた、所与の波長λ₂を有する第二スペクトル領域から
の光については以下のとおり λ₂＝４３５．８ｎｍとなり、光学距離の差Δｌ₀は、 Δｌ₀＝０．４７８９ｍｍ＝４０ｍｍ・（ｎ₂−ｎ₁）となる。

【００１６】この光学部材に従った結像システムにおい
ては、Ｌ₁に対応するスペクトルないしＬ₃に対応するス
ペクトル、この場合は特に赤色および青色スペクトルの
像がそれぞれ、この部材に光が同時に当たることによっ
て得られるが、この像は、互いにΔｌ₀だけ変位された
二つの物体平面から得られるものである。

【００１７】この光学距離の差は、光学部材の外側に図
１に示された光弁１₁および１₂をそれぞれ入口または出
口表面Ｋ₁ないしＫ₂から異なる距離をおいて取り付ける
ことによって修正可能である。しかしながらこれには、
相当な取り付けおよび調整費用がかかる。光弁１₁およ
び１₃がこの部材のそれぞれの入口または出口表面から
等間隔で取り付けられると、前述の光学距離の相違によ
って像が不鮮明となる。

【００１８】両側が大気と接する、主要平面Ｋ₁および
Ｋ₃を備える図３の光学システムにおいては以下の結像
方程式が成立つ。

【００１９】１／ａ′ − １／ａ＝１／ｆ′ ここで、ａ：物体距離＝ＡＫ₃ ａ′：像の距離＝Ｋ₁Ａ′ ｆ′：このシステムの焦点距離である。

【００２０】物体距離の差Δｌは像距離の差Δａ′を引
き起こし、以下が成立する。 Δａ′＝ｆ′（ａ＋Δｌ）／（ｆ′＋ａ＋Δｌ）−ｆ′
ａ／（ｆ′＋ａ）これによってさらに、結像尺度βが影響を受け、以下の
ようになる。

【００２１】β＝ａ′／ａたとえば拡大効果を有すべき結像については、物体Ａは
焦点距離ｆ′の１倍から２倍の間になければならず、し
たがって以下のとおりとなる。

【００２２】ｆ′≦｜ａ｜≦２ｆ′ たとえば、ｆ′＝５０ｍｍａ＝−６０ｍｍ Δｌ＝−０．４７８４ｍｍの場合、Δａ′＝１１．４１ｍｍとなり、Ａの結像にお
ける拡大尺度βは−５であり、Ａ_nの結像における拡大
尺度は４．７７２である。ここで、Ａ_nは物体距離（ａ
＋Δｌ）にある像を表す。

【００２３】

【課題を解決するための手段】この発明の課題は、はじ
めに述べられたような既知の部材における上記の欠点を
除去することである。これはこの発明の部材において、
一定の波長を有する第一スペクトル帯からの光、および
一定の波長を有する第二スペクトル帯からの光の、それ
ぞれの入口または出口表面から対応する反射光学層シス
テムを介して出口または入口表面に達する、それぞれの
光学距離が同じであることによって、達成される。

【００２４】さらに極めて好ましい実施例においては、
少なくとも前記光学距離ｌ₀₁およびｌ₀₂に沿ったこの部
材の材料には同じものが選択され、一定の前記波長を有
する光の、光学距離に対応する幾何学的距離は異なるも
のとされ、しかもその差は光学部材の製造公差によって
規定されるものよりさらに大きい。ここで機械的距離と
は、図１のそれぞれの入口または出口表面Ｋ₁ないしＫ₂
から、対応する反射光学層システムＳ₁およびＳ₂まで、
さらには図１のＫ₄に相当する出口または入口表面に至
るそれぞれの光の、尺度単位で測定された距離と理解さ
れたい。

【００２５】もう一つの極めて好ましい光学部材の実施
例においては、二つの入口または出口表面が平行でかつ
平らな表面によって形成され、光学層システムが含まれ
る第一および第二平面は、前記平行平面の中央平面から
変位されて、交差する。

【００２６】これによって、上述のように、特にＸ立方
体部材において前記光学距離に沿って同じ材料が選択さ
れた場合に特に、光学距離の前記差異を機械的距離によ
って補整するという極めて簡単な方法が可能となる。

【００２７】この発明の光学部材のさらにもう一つの好
ましい実施例においては、光学システムが内部に配置さ
れた第一および第二の平面と互いに垂直に重なる。さら
に二つの入口または出口表面が好ましくは平行で平らな
表面によって形成され、さらに好ましくは第一の入口ま
たは出口表面の表面と第一平面との間の角度、および、
第二の入口または出口表面の表面と第二平面との間の角
度が、４５°である。これによってこの発明の光学部材
の好ましい実施例においては、切断面が正方形であり、
光学層システムを備える平面に対して垂直である。

【００２８】既に明らかなように、この発明は主に光学
層システムにおいて反射されるスペクトル帯に関して生
じる諸問題に取り組むものであるが、この発明の光学部
材のもう一つの好ましい実施例においては、第一および
第二の光学層システムが第三のスペクトル領域からの光
を少なくともほぼ完全に透過し、この光のための、図１
ではＫ₃に相当する第三の入口または出口表面が設けら
れ、三つのスペクトル帯全ての光のために、図１ではＫ
₄に相当する出口または入口表面が設けられるよう提案
される。

【００２９】好ましい実施例においては、第一の二つの
入口または出口表面と、第三の入口または出口表面およ
び前記出口または入口表面とが対となって互いに垂直で
あり、それによって好ましくは断面が正方形の本体を規
定する。

【００３０】さらにもう一つの好ましい実施例において
は、第一のスペクトル帯からの光学距離に沿った部材の
材料が屈折率ｎ₁を有し、かつ第二のスペクトル帯から
の光学距離に沿った材料の屈折率がｎ₂であり、対応す
る機械的距離ｌ_m1およびｌ_m2が以下のようにして定めら
れる。

【００３１】ｌ_m1／ｌ_m2＝ｎ₂／ｎ₁ しかもこれは光学部材の製造公差の枠内においてであ
る。

【００３２】上述のように極めて好ましい一実施例にお
いては、第一のスペクトル帯に波長が６００ｎｍ〜８００ｎｍの赤色領域が、第二のスペクトル帯には波長が４００ｎｍ〜５００ｎｍの青色領域が、第三のスペクトル帯には波長が５００ｎｍ〜６００ｎｍの緑色領域が選択される。

【００３３】好ましくは前記第一スペクトル帯に関して
は、寸法決め波長として特別に選定された波長が、たと
えば使用される光の最大強度における波長が選択され
る。たとえば前記の好ましいスペクトル帯については、
使用される光源に応じて λ₁＝６２０ｎｍ λ₂＝４４０ｎｍが選択される。

【００３４】この発明の部材のさらに好ましい実施例に
おいては、光学システムがそれぞれ一つの層システムに
よって形成され、両システムの内の一つは第二のシステ
ムとの交差箇所を介して連続する層システムによって形
成される。その際、両システムの交差領域においても光
学結像に対する干渉をできるだけ少なくするにはさら
に、前記連続した層システムを交差領域において最大５
μｍ、好ましくは最大２μｍ、それ自体の平面から逸脱
するよう変形することが提案される。

【００３５】さらに、この発明による光学部材の好まし
い実施例における切断表面は、第一および第二の表面に
対して垂直であり、かつ基本的に正方形を成す。さらに
この実施例においては、入口または出口表面の一つにお
いて相対する縁の角が、好ましくはそれぞれ第一および
第二の平面に対して平行に、落とされる。

【００３６】光学距離の差さえ補整されたこの発明の部
材によって、特にＬＣＤパネルのような光弁をそれぞれ
入口または出口表面に直接、図１においては表面Ｋ₁お
よびＫ₂に、さらに場合によってはＫ₃に直接取り付ける
という、極めて有利な方法が可能となる。これによっ
て、各々のパネルを固定および調整するための高額のコ
ストが節減でき、この配置全体が極めてコンパクトなも
のとなる。さらにここで、この発明の部材の前記表面
に、たとえばＩＴＯ層で被覆することによって、電極層
を設けることが可能であり、この層は直接取り付けられ
た前記光弁装置、特にＬＣＤパネルの電極としての機能
を果たす。この発明の光学部材は特に投影器装置におけ
る光結合部材に、または撮影装置、特にＣＣＤカメラに
おける分光部材に適している。

【００３７】Ｘ立方体として形成されたこの発明による
光学部材の、この発明による製造工程の特徴は請求項１
４に記される。

【００３８】まず、二つの光学システムが中央平面に配
置された、単一材料からなる立方体が使用される。この
中間製品の極めて好ましい製造技術については、後述す
る。

【００３９】この発明による工程においては、立方体の
対角線表面の一つに平行に、かつこの平面に対して非対
称に、好ましくは同時に二つのコーナプリズマが立方体
から分離され、続いて残った二つのコーナ部分を好まし
くは同時に前記立方体の対角線表面に対して垂直に切断
することによって、Ｘ立方体の切断面が完全なものとな
る。

【００４０】ここで前記立方体は好ましくは、個々のＸ
立方体に必要な長さよりはるかに長いものとして準備さ
れる。前記切断処理が終わって初めて、Ｘ立方体の長さ
に切断される。

【００４１】

【発明の実施の形態】次に、例としてその他の図面を参
照しながら、この発明の説明がなされる。

【００４２】図４ではこの発明によるＸ立方体３０にお
いて、第一のスペクトル領域、好ましくは前記赤色領域
からの光Ｌ₁および、第二のスペクトル領域、好ましく
は前記青色領域からの光Ｌ₂の機械的距離が基本的に異
なるよう定められ、その結果、両スペクトル領域の光学
距離が基本的に同じ長さとなり、それぞれ一定の寸法決
め波長に対して全く同じ長さとなる。機械的距離ｌ_mに
ついては以下のとおりである。

【００４３】ｎ₁・ｌ_m1＝ｎ₂・ｌ_m2＝ｎ₁・（ｌ_m1＋ｘ）従って、以下のとおりとなる。

【００４４】ｘ＝ｌ_m1・（ｎ₁−ｎ₂）／ｎ₂ 好ましいスペクトル領域である赤色と青色については以
下のとおりである。

【００４５】ｘ＝ｌ_m青（ｎ青−ｎ赤）／ｎ赤たとえば青色波長λ₂が４３５．８ｎｍ、赤色波長λ₁が
６４３．８ｎｍである場合、ｌ_m青＝４０ｍｍであれ
ば、ｘは０．３１５８ｍｍとなる。

【００４６】図４では、図１のような正方形の切断表面
を有するこの発明のＸ立方体において本体対角線表面Ｅ
_D1およびＥ_D2が示される。これらの表面は直角に交差
し、正方形の切断表面の中央部Ｚを規定する。この中央
部に対して、たとえば青色スペクトル領域の光のような
短波の光の入射表面Ｋ₂に向けて、上に算出された分量
Ｘだけ変位されて、前記光学層システムＳ₁₀およびＳ₂₀
が交差する。

【００４７】これによって、図１のＸ立方体における光
学距離ｌ₀₁がより波長の長い光の光学距離ｌ₀₂より短い
分だけ、機械的距離ｌ_m1が機械的距離ｌ_m3より長くな
る。

【００４８】この発明の部材においては光学距離の差さ
え機械的距離を変えることによって補整されるため、部
材に直接、特に図４のＸ立方体の表面Ｋ₁およびＫ₂に直
接、また最適な方法としては表面Ｋ₃にも直接、光弁装
置、特にＬＣＤ装置を設けることが可能となる。

【００４９】図５には、この発明のＸ立方体の、この発
明による好ましい製造方法が示される。この工程はまず
中間製品、すなわち光学層システムＳ₁₀およびＳ₂₀がそ
の中央平面に配置された立方体４０を用いることから始
まる。

【００５０】そのような中間製品である立方体４０の好
ましい実施例の製造については、後述する。特に図７か
ら図１７およびそれについての明細書の記述を参照され
たい。ここでは図５から明らかなように、平行平面Ｔ₁
およびＴ₂に沿って、たとえばのこ引きによって均一に
切断することによって、前記中間製品である立方体４０
から二つのプリズマＰ₁およびＰ₂が分離される。Ｔ₁お
よびＴ₂における切断は、図４において説明されたよう
に両光学システムＳ₁₀およびＳ₂₀の交差領域ＳＢが切断
表面Ｔ₁およびＴ₂の内の一つに向けて分量ｘだけ変位さ
れるように、行われる。この際好ましくは、立方体４０
が図５に示された位置においてｘｙｚテーブル上に固定
具で位置決めされ、Ｔ₁およびＴ₂における切断は、ｘｙ
ｚテーブルを分量ｘだけ偏向することによって行われ
る。次に、再び平行平面における、今度はＳＢに対して
対称形となる切断Ｔ₃およびＴ₄によって、Ｘ立方体が完
成する。図６に断面が示されたように、Ｍにおいて縁の
角が落とされているのを特徴とするＸ立方体が得られ
る。切断Ｔ₁およびＴ₂ないしＴ₃およびＴ₃は好ましくは
同時に行われる。立方体４０の図５のｙ方向における長
さは、前記方向における切断Ｔ₁からＴ₄が行われた後、
同立方体４０をさらに短く切断してゆくことによって複
数のＸ立方体が得られる長さに形成されるのが好まし
い。

【００５１】角を落とされた部分は各々、光学層システ
ムの内の一方に平行な平面を形成する。

【００５２】図６に断面図で示されたこの発明のＸ立方
体には、入口または出口表面Ｋ₁からＫ₃上に直接取り付
けられた光弁装置、特にＬＣＤパネル１₁から１₃が示さ
れる。

【００５３】好ましい実施例においては、両光学層シス
テムＳ₁₀およびＳ₂₀の内の一方、好ましくは波長の長い
スペクトル帯の光を反射する層システム、すなわちこの
発明の部材の好ましい実施例における赤色反射体層シス
テムは、図５の交差箇所ＳＢを超えて連続している。こ
れに関しては、図１８を参照されたい。

【００５４】連続して形成された反射体層システムＳ₁₀
は交差領域ＳＢにおいて、システムによって規定された
平面から最大５μｍ、好ましくは最大２μｍ逸脱する。
これについてもまた、図１８およびそれについての明細
書の記述を参照されたい。

【００５５】特に赤色、青色、緑色の処理されたスペク
トル帯の全ての光学距離が全く同じであることによっ
て、この発明の光学部材においては光弁を、ここでは特
にＬＣＤパネルを直接光学部材に、たとえば張り付ける
ことによって固定することが可能となる。これによっ
て、そのような装置を固定および精確に調整するための
高額のコストを節減することが可能となり、さらに極め
てコンパクトな構造が得られる。上述のように、この発
明によるそのような部材はたとえば特にＣＣＤカメラ用
の色分割部材としても、また、たとえば投影装置のため
の色再結合部材としても使用可能である。

【００５６】なお、Ｘ立方体の製造工程などについて、
以下説明する。例えばＤＥ−４０３３８４２では、
複色性層を備える複数の単独プリズムからなる直方体形
状の光学部材は「複色性プリズマ」と呼ばれている。

【００５７】上記の文献においては、そのような部材に
ついて、Ｘ立方体という表現が用いられている。

【００５８】この発明は、例えば上記ＤＥ−４０３３
８４２に記されているような周知のＸ立方体およびそ
の製造において生じる問題を前提としている。しかしな
がら、そのような部材における問題解決のために発明さ
れたこの発明は、その他多数の光学部材にも適用可能で
ある。

【００５９】したがって、この明細書は特にＸ立方体に
おいて解決されるべき問題を前提としながら、次に一般
化しながら、この発明の利用についてのより原理的な説
明を行う。

【００６０】まず図７を参照に、Ｘ立方体の基本的作動
方式について説明がなされる。このような光学部材は主
に投影機に使用され、可視光線のスペクトル領域におい
て赤色／緑色および青色チャネルを再結合する。図７に
よると、そのようなＸ立方体１は四つの単独プリズム２
ａから２ｄを含む。ここで用いられ得るのは例えばＢＫ
７ガラスからなるガラスプリズマである。それらの断面
は直角二等辺三角形を成し、９０°の角度の公差は通常
±６０角度秒以上であり、４５°の斜辺角度の公差は
２，３角度分である。斜辺の長さは５ｍｍから５０ｍｍ
が一般的であり、４０ｍｍが望ましい。二つのうち一方
のプリズマ対２ａおよび２ｂ、ならびに他方の２ｄおよ
び２ｃの間には光学的に作用する層５が埋設される。こ
の層５は、青色領域における可視光線を完全に反射する
一方、緑色領域ないし赤色領域における可視光線は完全
に透過する。図７には、この青反射材層システムの一方
が光分割システムとして５′で、他方が５″で示され
る。

【００６１】二つのプリズマ対２ａおよび２ｄ、ならび
に２ｂおよび２ｃの間には、光学的に作用するもう一つ
の層システム７が埋設される。この層システム７は、赤
色領域における可視光線を完全に反射する一方、緑色領
域および青色領域においては完全に透過する。図７では
同様に、色分割システムとしての赤色反射材層システム
の両辺が７′および７″で示される。

【００６２】Ｘ立方体においてはしたがって、例えばＬ
ＣＤ制御されたそれぞれの光源からの赤色、緑色および
青色光線の三つの入力チャネルと、再結合された入力信
号を有する出力チャネルとが存在する。上記プリズマ対
間の反射材システムにおいてはそれぞれ、４５°で入射
する該当色の光線、特にＳ偏光が反射される。さらに、
プリズマ２の斜辺表面は通常反射防止層システムで被覆
され得る。

【００６３】赤―緑―青の入力チャネルの画素は出来る
限り正確に重ならねばならないので、プリズマ２および
組み立てられたＸ立方体１における角度の公差は極めて
小さなものでなければならない。

【００６４】公差が大きすぎると、像が鮮明に重なり合
わないために結像の質が悪化し、ぼけないし色フリンジ
が生じる。

【００６５】図７に破線で示された、四つの単独プリズ
マ２が出会う箇所９は像を結ぶ光線経路においても存在
する。この箇所において発生する光の干渉は、出力チャ
ネルＯＵＴの像においても上述のように例えばぼけとし
て現れる。特にこの箇所９において生じる干渉を最小限
に抑えることが、このような部材およびその製造工程に
おいて求められる。

【００６６】例えばＤＥ−４０３３８４２より、図
７のように四つのプリズマ２からＸ立方体を製造するこ
とが知られている。四つの個々のプリズマはまず、フラ
イス盤による切削加工、研削および研磨によって正確な
寸法に仕上げられる。次に、その斜辺平面に沿って、し
かるべき層システムによる被覆が行われ、場合によって
はそれらの斜辺表面に反射を防止する反射防止層システ
ムが布設される。最後に、被覆された単独プリズマ２が
接合剤によって固定される。

【００６７】既にＤＥ−ＯＳ４０３３８４２より
かなり前に、すなわちＵＳ−Ａ−２７３７０７６によ
って、プリズマの斜辺表面に様々な光学層システムを布
設する際に、頂点すなわち図７における領域９において
層システムの継ぎ目箇所に関する問題が生じることが知
られていた。上記の文献においてはこれを解決するため
に、二つの９０°プリズマにおいてそれぞれ一つの斜辺
表面に遮蔽層を布設し、遮蔽表面を有するこれら双方の
プリズマを、他方の側の両斜辺が一直線となるように並
置することが提案される。これら他方の斜辺には硫化物
およびフッ化物層が布設される。次にこれらのプリズマ
は再び二つに分けられ、既に被覆された斜辺表面と、被
覆されていないプリズマの一方の斜辺表面とが遮蔽され
て並べられ、以前に布設された遮蔽マスクが除去された
後、同様に一直線に配置された被覆されていない斜辺表
面に硫化亜鉛およびフッ化鉛の層が布設される。後者の
材料は累積的に作用する抗接触剤である。前記プリズマ
は再び分割される。次に、溶剤によって遮蔽材料が除去
された後、上記のようにようにして被覆された四つの単
独プリズマが一つのＸ立方体に統合される。

【００６８】ＧＢ−７５４５９０はさらに進んで、既
に被覆された個々のプラズマを精確に一つに統合するの
は極めて困難である、という前提に立つ。ここではした
がって、以下のような措置がとられる。

【００６９】（１）それぞれ一方の斜辺が真っ直ぐに
揃えられ、頂点を合わせられた二つの９０°のプリズマ
が、他方の互いに向き合う斜辺の間に間隙が生じるよう
に、位置決めされる。

【００７０】（２）この間隙の頂点領域は、可溶性の
遮蔽マスクによって閉ざされる。（３）一直線をなす斜辺表面が共に被覆され、プリズ
マは再び分割されてマスクが除去される。この際、被覆
は頂点に平行して破られる。

【００７１】（４）被覆された斜辺表面と、被覆され
ていないプリズマの一方の斜辺表面とが、それぞれ他方
の斜辺表面が光学的に平らなブロック上において真っ直
ぐに揃えられる一方で、接合剤で固定される。この際、
一直線をなす表面に除去可能なように接合された皮膜に
よって、頂点部における接合剤の流出が妨げられる。

【００７２】（５）この皮膜および流出した接合剤が
除去された後、一直線をなすプリズマ対の両表面が被覆
される。

【００７３】（６）このようにして被覆されたプリズ
マ対と、一直線をなす表面が被覆されていないプリズマ
対とが、それらの相対位置を入念に注意かつ調整しなが
ら、接合剤によって固定される。

【００７４】従来の工程および従来のＸ立方体の欠点（１）例えばＧＢ−７５４５９０またはＤＥ−４０
３３８４２によって知られているＸ立方体の製造方
法における処理には極めて高額の費用がかかる。すなわ
ち、まずガラス処理のために図７の個々のプリズマ２の
三つの側面が各々、石膏、接合剤または密着によって固
定されねばならない。次にこれらの表面は、個々のプリ
ズマ２を被覆するため洗浄され、被覆プロセスのために
固定され、その後再び固定から解かれねばならない。こ
の際、ＤＥ−４０３３８４２では個々のプリズマに
つき平均して二つの側面が被覆されねばならない。この
費用のかかる処理によって、そのようなＸ立方体の製造
コストが益々押し上げられる。

【００７５】（２）図７の、特に部分９を見ると、赤
色および青色反射材として働く層システムの被覆は、個
々のプリズマの９０°の角の周りが決して被覆されない
ように行われなければならない。これには、被覆層を固
定するために、ないし被覆されるべきでない斜辺を被膜
で覆うために、高額の費用が必要となる。これに関して
は、ＧＢ−７５４５９０およびＵＳ−Ａ−２７３７０
７６（Rock他）に記載の被膜を参照のこと。

【００７６】（３）個々のプリズマ２の被覆の際、お
よび全ての取り扱いにおいて、特に９０°のプリズマの
角が保護されず剥き出しであるが、これらの角は上述の
実施例によると極めて精確でなければならないものであ
る。これらの角を十二分に保護するために高額の費用を
費やさなければ、必らず亀裂が入ることになり、ここで
もコストがかさむことになる。

【００７７】（４）例えば個々のプリズマ２の被覆に
おいて何らかの失敗があると、そのプリズマを放棄しな
い限り、それを再び固定し、研削し、さらに研磨しなけ
ればならない。したがって、修正プロセスには労力がか
かるばかりである。

【００７８】（５）個々のプリズマ２を正確な相対位
置において接合剤で固定するのは、極めて難しく、かつ
費用がかかる。このためには、ＤＥ−４０３３８４
２に記載されているような複雑な措置をとらねばならな
い。ＧＢ−７５４５９０においても部分的に個々のプ
リズマが接合剤によって固定されるが、これには時間
的、したがって経済的負担を余儀なくされる。

【００７９】（６）上述の欠点とは全く別に、ＤＥ−
４０３３８４２による周知の方法によって、図７の
領域９には図２の拡大部分図に示されたような構造が生
じる。図８においては図７と同様の参照番号が使用され
ている。位置番号１１は接合継ぎ目を示す。ＧＢ−７５
４５９０によると継ぎ目箇所は破断線からなり、この
破断線は図示されたプリズマの斜辺とほぼ全般に並行し
て延び得るが、この線の延びを正確に制御することはほ
とんど不可能である。

【００８０】以上より、ＤＥ−４０３３８４２によ
ると、接合継ぎ目１１は赤色反射材層システム７（７′
および７″からなる）と青色反射材層システム５（５′
および５″からなる）とを中断することになり、また、
ＧＢ−７５４５９０によると、中断された層システム
の継ぎ目が連続接続するのはほぼ偶然によるものである
ことがわかる。

【００８１】（７）さらに、ＧＢ−７５４５９０な
らびにＤＥ−４０３３８４２においては、個々のプ
リズマ２を接合剤によって固定することによってＸ立方
体が製造され、その９０°の角は製造プロセスの流れの
中で保護されず様々な影響に晒されるので、個々のプリ
ズマ２の９０°の角に亀裂が入ることによって領域９に
不可避的に干渉が生じる。

【００８２】この発明の課題は、ＧＢ−７５４５９０
によって周知のものとなった部材に基づきながら、図８
に示されたような欠点を有しない光学部材、特にＸ立方
体を提案することである。

【００８３】さらにこの発明の課題は、特に前述のＸ立
方体の製造にあたって上記のような欠点を有しない製造
工程を提案することである。発明されるべき製造工程は
さらに、高い精度を達成し工程段階数を減らしながら
も、高い経済性を保証するものでなければならない。

【００８４】これは、はじめに述べられたような放射光
学部材において、基礎本体の表面に連続的に表面処理が
施されることによって解決する。これによって、第二の
層システムが明確に、かつ極めて正確に第一の層システ
ム表面に隣接するように、はじめに述べられた光学的効
果を有する連続して平らな層システムを実現することが
可能となる。これによって、図８に示されたような構造
も回避することができる。すなわち、図８における層シ
ステムの一つ、好ましくは７が連続して延び、個々の部
分７′および７″はもはや存在しない。この発明による
と、第二の層システム、好ましくはシステム５および
５′が正確かつ明確に連続した層システム７に隣接し、
Ｘ立方体の場合は、最後に第三のシステム５″に隣接す
る。これは図８の周知の継ぎ目構造においては図示され
ない。

【００８５】この発明の部材の好ましい一実施例におけ
る層システムは、光を高屈折および低屈折させる層を連
続して含む。高屈折層の材料の少なくとも主成分には酸
化物または酸窒化物が用いられるのが好ましく、以下の
内の少なくとも一つが用いられるのが好ましい。すなわ
ち、ＴｉＯ₂，Ｔａ₂Ｏ₅，Ｎｂ₂Ｏ₅，ＨｆＯ₂，ＺｒＯ₂，Ｓ
ｉＯ_xＮ_y さらに、低屈折層の材料の少なくとも主成分には酸化物
または酸窒化物が用いられるのが好ましく、以下の材料
の少なくとも一つが用いられるのが好ましい。すなわ
ち、ＳｉＯ₂，Ａｌ₂Ｏ₃，ＳｉＯ_xＮ_y 上述のこの発明による部材における層の充填密度は少な
くとも０．９５であるのが好ましく、０．９７が非常に
好ましい。

【００８６】充填密度の定義については、H.A. MACLEOD
の「薄膜光学フィルタ／Thin FilmOptical Filters」、
第二版、３９８頁、Adam Hilger有限会社、Bristol、を
参照されたい。

【００８７】上記の層材料およびその高充填密度を選択
することによって、前述のように、基礎本体の表面なら
びに上記の第二層システムの横方向表面を、連続的に平
らに機械的に処理することが容易に可能となる。

【００８８】さらに、この発明の部材の好ましい実施例
においては、層がしばしばＸ線検査において非結晶質で
ある。特にそのスペクトル特性は、２０℃から１００℃
の温度領域のスペクトルにおいて最大５ｎｍ変位するだ
けである。

【００８９】好ましくはこの発明の部材においてはさら
に、その層システムがＭＩＬ−Ｍ−１３５０８Ｃの基
準（Ｌ−Ｔ−９０ＤないしＡ−Ａ１１３Ｂ）を機械的
に満たし、さらにＭＩＬ−Ｃ−６７５Ｂ／Ｃの基準を
機械的および化学的に満たす。

【００９０】この発明の工程は、前述の課題を解決する
ために部材の基礎本体の少なくとも二つの部分本体につ
き各々一つの表面が設置され、前記少なくとも二つの部
分本体における前記二つの表面が相補的である、すなわ
ちわずかな公差で互いに重なり合う、という点において
優れている。次に、これらの相補的表面の少なくとも一
つに光学的効果のある層システムが、製造さるべき部材
がＸ立方体である場合には、特に赤色ないし青色反射材
層システムのような層システムが布設される。

【００９１】その後、前記部分本体は前記相補的表面に
沿って、その間の層システムと共に互いに、例えば接合
剤によって、固定される。こうして、一つの部分本体が
組み立てられる。この組み立てられた部分本体におい
て、互いに接合された前記相補的表面に対して角度を有
する、少なくとも二つの部分本体に共通した表面に機械
的表面処理が施される。これによって、部分本体がそれ
に沿って接合された相補的表面が、その間に挟まれた層
システムと共に、共通の表面処理された表面に隣接す
る。最後に、機械的に処理されたこの共通表面に沿っ
て、光学的効果を有するもう一つの層システムが布設さ
れる。

【００９２】この発明の部材ないし工程の好ましい実施
例は従属項において特定される。上述のこの発明による
工程についてはまた特に、直方体形状の部分本体からこ
の部材が組み立てられ、直方体表面に対して斜角の表面
は最後に形成されるという点に、合理的な、したがって
安価な製造のための本質的局面が伺える。これによっ
て、利用される本体においては最後まで平行表面しか存
在しないため、極めて正確な位置決めおよび表面処理段
階が可能となる。

【００９３】この発明の部材は好ましくはＸ立方体とし
て用いられ、あるいはこの発明の工程はそのようなＸ立
方体の製造に用いられる。さらに、Ｘ立方体として形成
されたこの発明による部材を少なくとも一つ備えた光学
投影配置が提案される。この部材は、特に図７の９に示
された高感度の中央領域における光学干渉がこの発明に
よって少ないために、光学的に優れた特性を有する。こ
こでは特に、色分割のためにそのようなＸ立方体を備え
たＣＣＤカメラが提案される。そのような光学機器にお
いては干渉区域の大きさが、今日では４μｍの大きさで
ある画素より小さくなければならない。

【００９４】Ｘ立方体として形成されたこの発明による
部材を少なくとも一つ備える光学投影配置においては、
特に図８の中央領域９における光学誤差が大幅に減じら
れ、その製造は、上に提案された工程によって、はるか
に安価で精確である。

【００９５】次に図面を参照して、この発明がさらに説
明される。図９には、この発明によるＸ立方体の製造に
おいて既にそれ自体がこの発明によるものである中間生
産物、すなわち四つの部分直方体２０ａから２０ｄより
成る直方体形成物が図示される。部分直方体対２０ａお
よび２０ｄと、他方の２０ｂおよび２０ｃとの間には、
Ｘ立方体製造においては図７と同様に層システム７で示
される、光学的効果を有する第一の層システムがあり、
さらに立方体対２０ａおよび２０ｂと、２０ｄおよび２
０ｃとの間には、Ｘ立方体製造および図７においては部
分５′および５″を有する層システム５で示される、光
学的効果を有するもう一つの層システムがある。Ｘ立方
体を製造するには、図７の図平面に垂直に測定した場
合、直方体２２の長さは１から８、またはそれ以上のＸ
立方体の長さ、特にＸ立方体４つ分の長さである。この
形成物の製造については後で説明されるが、この形成物
は基本的には以下の点において優れている。すなわち、（１）全ての角度が９０°であるために、部分本体２
０自体および中間生産物である２２は極めて容易に製造
可能である。これは、特にそれぞれ相対する側面に同時
に、例えば両面ラッピングないし両面ポリシング等の処
理を施すことが可能であるからである。このため、特に
隣接する直方体表面において非常に優れた平面性が得ら
れるので、干渉計検査において見られる干渉リングは最
大でも２０、好ましくは最大１０、最も好ましくは最大
５である。

【００９６】（２）同時に両面処理することによって
また、相対する表面についてそれぞれ優れた平行性が得
られ、好ましくは偏差は長さ１５０ｍｍにつき２μｍ以
下である。さらに各々の表面につき高い平面性が得ら
れ、例えばその平面性偏差は１５０ｍｍの長さにつき１
μｍ以下である。

【００９７】（３）全ての角度が９０°（±公差）で
あるので、部分本体２０ａから２０ｄおよび２２の各々
が堅牢で、容易に位置決め可能である。両面ラッピング
ないし両面ポリシングにおいてはそもそも費用のかかる
固定が不要であり、当該部分は研磨盤に容易に挿入され
得る。例えば密着、石膏または接合剤等によって各部分
本体を固定することが、有利なことでなくなり得る。

【００９８】（４）全ての角度が例外なく９０°であ
り、例えば製造がはるかに困難な４５°ではないので、
高精度で製造することが可能である。特に部分本体２０
の９０°の中央角の角度公差は好ましくは最大±６０角
度秒であり、最も好ましくは最大±２０角度秒である。

【００９９】（５）図示された部分本体の形状を測定
するための測定費用は、干渉計等の利用によって極めて
低く抑えることが可能である。

【０１００】（６）特に相補的平行平面を接合剤で固
定する際には、接合が極めて容易であり、精確に規定さ
れた厚さの接合継ぎ目を作ることが可能であり、その厚
さは好ましくは最大１０μｍ、最も好ましくは最大３μ
ｍである。

【０１０１】（７）そのような部分本体の製造は容易
に等級分けが可能である。すなわち、様々な大きさのプ
レートを用いることによって、Ｔ立方体として示された
部分本体２２を複数、塊として製造することが可能であ
り、次にそれを好ましくはのこ引きによって個々に分割
する。

【０１０２】（８）平行平面を有する直方体の被覆表
面における光学測定は、三角形のプリズマにおけるより
はるかに容易である。

【０１０３】次に、図１０から図１２を参照して、それ
自体が既にこの発明によるものである図９の部分本体２
２がこの発明によってどのように製造されるか、段階を
追って説明される。ここではまた、現行技術および図８
に関連して議論された、中央領域９における層処理およ
び角精度に関する欠点が事実上なくなることが、明らか
となる。

【０１０４】図１０には未加工プレート２０′が示され
る。その大きさは好ましくは以下の領域のものである。（１００〜２００ｍｍ）×（１００〜２００ｍｍ）×
（３〜４０ｍｍ）典型的な領域は、１９０ｍｍ×１７８ｍｍ×３ｍｍまたは１９０ｍｍ×１７８ｍｍ×４０ｍｍ図１１の相対する表面、特に表面１００に両面ラッピン
グが施される。

【０１０５】次に、図１１におけるように、プレート２
０′の表面１００の一つが層システム５′によって被覆
され、その結果プレート２０″が得られる。

【０１０６】ここで議論されるのがＸ立方体の製造であ
る場合、好ましくは図１１に示されたように、青色反射
材層システム５′が布設されるが、これは人間の目の感
度によると青色像の方が赤色像より不鮮明となり得るか
らである。

【０１０７】ここで指摘しておかねばならないのは、プ
レート２０′はｙ方向ならびにｘ方向において、一つま
たは複数の、好ましくは４つの部材の大きさに対応する
という点であり、両方向における個々の分割は後で行わ
れ得る。

【０１０８】図１２においては基本的に、前記層システ
ムが、特定の場合には好ましくは青色反射材層システム
５′が間に埋め込まれるように、プレート２０′と２
０″とが好ましくは接合剤によって互いに固定される。

【０１０９】ここで、被覆されるのが当該プレートの一
方のプレート２０″の表面のみか、あるいは双方の表面
か、したがって接合剤の層が一方のプレート２０′の表
面と被覆層との間にあるか、あるいは二つの被覆層の間
にあるかは、各々の使用目的による。特にＸ立方体製造
の際には、当該相補表面の一方が被覆され、この表面が
被覆されていないプレート２０′の相補表面と接合剤で
固定されるのが望ましい。

【０１１０】ここで相補表面に言及するのは、後で説明
されるように、他の使用目的においては当該表面が所望
の精度で相補的に適合することを前提に、本体の任意に
撓められた表面間に層システムを挟んで重ねられ得るか
らである。

【０１１１】次に図１３のように、図１２の二重プレー
ト２０′および２０″がのこ引きによってはり２４に分
割される。

【０１１２】図１４では、のこ引きされたはり２４が９
０°傾けられ、好ましくは二つ以上のそのようなはりが
正確に並置される、２６、か、あるいは以下の図面の左
側に図示されたように、個々のはり２４にさらに処理が
施される。

【０１１３】プレート２６を形成するには、次の処理段
階において第二の層システムが、Ｘ立方体製造において
は赤色反射材層システム７が、処理された表面にちょう
ど直角に布設されるように、はりが揃えられねばならな
い。これは、単数または複数のはり２４の全表面が互い
に垂直および平行平面であり、かつ極めて平らであるた
めに、極めて容易である。例えば、２５に示唆されたよ
うに、のこ引きの際に場合によっては生じる角度誤差を
補正するために、好ましくは複数のはり２４を互いに密
着させることが可能である。また、のこ引き段階が十分
精確に行われた場合には、前記のように左側に図示され
たはり２４が個々にラッピングないしポリシングされ得
る。

【０１１４】１０１で示されたように、プレート２６な
いし個々のはり２４の相対する側面が、層システム５′
の継ぎ目領域と共に、両面ラッピングないしポリシング
される。

【０１１５】さらに図１５において、プレート２６ない
し個々のはり２４の研磨されたばかりの表面の一方がま
ず全てのはり２４について同時に、場合によってはもう
一度研磨され、次に連続的に被覆される。Ｘ立方体の製
造の際にはここで、図１５にも示されたように、赤色反
射材層システム７が布設される。

【０１１６】これによって、第一層システム５′と接合
部とが再研磨の後、広い表面に渡って７で覆われる。こ
こでは比較的低温度の被覆プロセスが、好ましくはプラ
ズマおよび／またはイオン補強被覆工程が用いられるの
が望ましく、好ましくは十分に低温のＰＶＤ工程、好ま
しくはスパッタリングまたはＰＥＣＶＤ工程、特に最高
１５０°の、好ましくは最高８０°の基板温度による冷
間被覆工程が望ましい。好ましい層システム構造、好ま
しい層材料、層の好ましい充填密度については、はじめ
に述べられた。

【０１１７】図１５の構造およびこれまで説明された工
程はそれ自体がこの発明によるものであり、５′および
７で示された層システムが互いに直角であるか、斜角で
あるか、また被覆された表面が平らであるか、あるいは
上述のように相補的に湾曲しているか、には関わりな
い。ここで得られるのは、一つの層システム−７−が第
二の層システム−５′−の継ぎ目を連続的に覆い、シス
テム７によって覆われた表面が機械によって一体的に表
面処理をされる、継ぎ目箇所９′である。

【０１１８】次に図１６において、図１４の被覆されて
いないプレート２６または、場合によっては切り離され
た後の、被覆されていない個々のはり２４と、図１５の
被覆されたプレート２６′ないし被覆された個々のはり
２４′とが重ねられ、接合剤で固定される。被覆されて
いないプレート２６ないし被覆されていないはり２４の
層システム５′から、被覆されたプレート２６′ないし
被覆されたはり２４′における７および５′の両者以外
の第３の布設層システムとして、層システム５″が得ら
れる。

【０１１９】このようにして得られたＴ立方体の縞２８
は、場合によってはあらかじめ定められた長さｌに応じ
て個々に分割される。しかしながら、Ｘ立方体を製造す
るにはこの個別化の前に、図１７に示されたようにＴ立
方体２８が例えばのこ引きおよび表面処理によって、Ｅ
₁、Ｅ₂ないしＥ₃、Ｅ₄で示されたようにここでも二面毎
に平面Ｅに沿って面取りされるのが望ましい。これによ
って、場合によってはｌ方向において短くした後、この
発明による極めて正確なＸ立方体１′が得られる。４５
°の角度公差はこの際、最大±２角度分であり、好まし
くは最大±１角度分である。

【０１２０】場合によっては図１７の平面Ｅに対応する
面取りされた表面に反射防止層システムが布設される
が、この場合、Ｘ立方体はその後に個別化される。

【０１２１】図１５を参照に、図１８にはＸ立方体製造
の際に得られるような、それ自体がこの発明によるもの
である放射光学部材１の部分図９′が示される。図１８
において、ガラスまたは合成樹脂から、好ましくはＢＫ
７ガラスまたはポリカーボネートまたはＰＭＭＡ等から
なる二つの分離した部分本体２０′，２０″（図１４お
よび図１３）の平行平面の間に、Ｘ立方体の製造におい
ては青色反射材層システムに対応する第一の光学層シス
テム５′がある。両本体２０′および２０″は１１′に
おいて接合剤によって固定される。ポリシングまたはラ
ッピングの表面処理が共に行われた後、層システム５′
を接合剤層１１′と共に覆うようにして、Ｘ立方体の場
合には赤色反射材層システムに対応する第二の光学層シ
ステム７が両本体２０′および２０″上に共通して布設
される。図８と比較すると明らかなように、この発明に
よると７が７′および７″の二つの部分に分かれること
はない。

【０１２２】機械的表面処理が共通して行なわれること
によって、図１８の３０に示されたように、継ぎ目領域
には接合剤層１１′ないし層システム７の微かな窪みが
出来るだけであり、この窪みの被覆層７の平らな表面か
らの最大深度ｄは最大５μｍであり、好ましくは最大２
μｍである。

【０１２３】図１９には、図１８のようなこの発明によ
る光学部材が一般化して示される。ここでは、第二層シ
ステム５′ａが平らな層システム７ａと斜角で隣接す
る。

【０１２４】図２０においては、本体２０′ｂおよび２
０″ｂの相補表面が湾曲しており、層システム７ｂで被
覆された共通の表面もまた同じように湾曲している。図
１８では層５′および７が極めて明確に、Ｘ立方体製造
の場合には特に直角に、隣接している。ここで層システ
ム７は中断されず、特に継ぎ目箇所も覆って、均一に延
びる。これは特に、例えば図２０の９′ｂまたはＸ立方
体の製造においては９′ａないし９′に該当する継ぎ目
箇所の領域が、層システムの影響を受ける放射線、特に
光線の放射経路に影響を与える全ての適用例において、
重要である。当業者には、今日の知識水準においては未
だほとんど実現されなかった図１９および図２０の光学
部材がどのようにして製造可能であるか、特に図１０〜
図１７との関連から同様に、容易に理解される。これに
よって、可視および不可視スペクトル領域、ならびにＵ
ＶまたはＩＲ領域の光線用の、全く新規な部材構造が得
られる。

【０１２５】図２１には、それ自体がこの発明による、
もう一つの部材の構造が示される。ここでは図１８に基
づき、かつ図１９および図２０と同様に、連続した層シ
ステム７，ないし７ａおよび７ｂがもう一つの本体２
４″によって、接合剤層１１″を介して覆われる。

【０１２６】図２２には、それ自体がこの発明による、
例えば図１８の部材における継ぎ目領域が示される。こ
れをさらに発展させて、層システム７ないし、図１９ま
たは図２０においては７ａないし７ｂがさらに層システ
ム４０によって例えば保護被覆される。

【０１２７】最後に図２３には、図９の構造、したがっ
て特にＸ立方体を製造する際にこの発明の工程によって
得られる継ぎ目領域が示される。ここでは連続した層シ
ステム７が、好ましくは赤色反射材層システムによって
形成される。図１９ないし図２０に基づいて、「ａ」な
いし「ｂ」で示された参照番号が付された同様の部材が
示される。

【０１２８】図２４には、そのような一般化された、こ
の発明による光学部材４２が示される。当業者には、こ
の発明によって開かれる様々な可能性が容易に理解され
る。

【０１２９】特に９０°の未加工鋳造品によるＸ立方体
製造においては、相対する表面に精確な処理を施すこと
ができることによって、未加工鋳造品の接合、同時被覆
および表面処理、ならびに好ましくは、一番最後に行わ
れる個々の光学部材への個別化について、製造プロセス
の大幅なコスト引き下げが達成される。このように、こ
こに提案された工程においては中央に位置する微妙な９
０°の角が決して露出しないことを見ても、光学的影響
を与える誤差箇所が大幅に少ない部材が得られる。

【０１３０】光学的に作用する層システムとして、特に
Ｘ立方体製造においては少なくとも一つの誘電層を有す
る誘電性層システムが用いられるのが好ましい。被覆工
程としては、特に上述の十分に温度の低い工程が用いら
れる。当然、可視領域以外のスペクトル領域、例えばＵ
ＶまたはＩＲ領域において効果がある部材の製造が可能
であり、また色分割層システムの他に、反射材層システ
ム、反射防止層システムまたは偏光子層システムが利用
ないし組み込まれ得る。特に、精確で安価な光学部材が
必要とされる投影システムに用いられるＸ立方体が得ら
れる。

【０１３１】この発明によって、例えば図９の特に中央
領域９において層システム７，５′および５″が９０°
で隣接し、その角度偏差が最大２０角度秒であるＸ立方
体が実現された。ここで、層システム５′ないし５″の
継ぎ目箇所のずれは最大２μｍである。

【０１３２】特に、隣接する表面の平面性の干渉計によ
る検査においては、最大２０の干渉リングが、好ましく
は１０、また最も好ましくは最大５の干渉リングが見ら
れる。

【０１３３】部分本体を接合するには光学接合剤、好ま
しくは例えばデロフォトボンド（Delo-Photobond）４３
０２−１のようなＵＶ硬化接合剤が用いられる。接合剤
層の厚さは最大１０μｍ、典型的には最大３μｍが好ま
しい。

【０１３４】層システムはここでは、光を高屈折および
低屈折する層が順番に布設されたものであり、高屈折層
の少なくとも主要成分は酸化物または酸窒化物であり、
好ましくはＴｉＯ₂、Ｔａ₂Ｏ₅、Ｎｂ₂Ｏ₅、ＨｆＯ₂、Ｚ
ｒＯ₂、ＳｉＯ_xＮ_yの材料の少なくとも一つからなる。

【０１３５】低屈折層には、好ましくは少なくとも主要
成分が酸化物または酸窒化物からなる材料が用いられ、
好ましくはＳｉＯ₂、Ａｌ₂Ｏ₃、ＳｉＯ_xＮ_yの材料の少
なくとも一つからなるのが望ましい。

【０１３６】層の充填密度は少なくとも０．９５、好ま
しくは少なくとも０．９７であるが、これは特にスパッ
タリングまたはイオン補強層によって達成される。空気
に触れた層のスペクトル温度変位は、周囲温度が２０℃
から１００℃に変化した場合で、最大５ｎｍであり、好
ましくは最大２ｎｍである。

【０１３７】布設された層システムは機械的に安定して
おり、ＭＩＬ−Ｍ−１３５０８Ｃの基準（Ｌ−Ｔ−９０
ＤないしＡ−Ａ１１３Ｂ）を満たし、機械的および化
学的安定性に関してはＭＩＬ−Ｃ−６７５Ｂ／Ｃの基準
を満たす。

【０１３８】層は好ましくはプラズマおよび／またはイ
オン補強被覆によって布設され、この際好ましくは十分
に低温のＰＶＤまたはＰＥＣＶＤ工程が、特に好ましく
は冷間被覆工程が用いられ、最高１５０℃、好ましくは
最高９０℃の基板温度が維持される。

【０１３９】なお、今回開示した上記実施の形態はすべ
ての点で例示であって制限的なものではない。本発明の
範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって
示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での
すべての変更を含むものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】たとえば投影装置におけるように、光再結合
装置において使用された既知のＸ立方体を示す図であ
る。

【図２】拡散の結果生じる光学距離の差Δｌ₀を説明
するために、現行技術によるＸ立方体を概略的に示す図
である。

【図３】光結像システムの概略図によって、物体が同
時に異なる物体距離において呈示された場合の結像への
影響を示す図である。

【図４】この発明による好ましい部材としての、この
発明によるＸ立方体の断面図である。

【図５】図７〜図２４に詳細に説明された中間製品と
しての立方体を用いて、この発明の工程に従ったこの発
明のＸ立方体の製造方法を概略的に示す図である。

【図６】この発明の工程に従って製造された、光弁装
置を備えるＸ立方体を示す図である。

【図７】周知のＸ立方体の、作動方式を説明するため
の上面図である。

【図８】図７による周知のＸ立方体の、光学的効果を
有する層システムの中央継ぎ目領域を示す図である。

【図９】この発明の工程を実施する際に得られる、そ
れ自体が既にこの発明による光学部材である中間生成物
の斜視図である。

【図１０】この発明の工程を実施する際に得られる第
一の中間生産物を表す図である。

【図１１】この発明の工程を実施する際に得られる第
二の中間生産物を表す図である。

【図１２】この発明の工程を実施する際に得られる第
三の中間生産物を表す図である。

【図１３】この発明の工程を実施する際に得られる第
四の中間生産物を表す図である。

【図１４】この発明の工程を実施する際に得られる第
五の中間生産物を表す図である。

【図１５】この発明の工程を実施する際に得られる第
六の中間生産物を表す図であって、既にこの発明の光学
部材を図示するものである。

【図１６】この発明の工程を実施する際に得られる第
七の中間生産物を表す図であって、既にこの発明の光学
部材を図示するものである。

【図１７】この発明の工程を実施する際に得られる第
八の中間生産物を表す図であって、既にこの発明の光学
部材を図示するものである。

【図１８】図１５によるこの発明の工程の中間生産物
における層システムの、継ぎ目領域の拡大図である。

【図１９】一般化された、この発明による光学部材の構
造および、その層システムの継ぎ目領域の第一の図であ
る。

【図２０】一般化された、この発明による光学部材の構
造および、その層システムの継ぎ目領域の第二の図であ
る。

【図２１】図１８に基づいてさらに発展させた、この発
明の光学部材ないしその継ぎ目領域の図である。

【図２２】図１８の継ぎ目領域に基づいてさらに発展さ
せた、この発明の部材の図である。

【図２３】特にこの発明の工程によって製造された、こ
の発明の光学部材における中央継ぎ目領域の形成を、図
８に示されたＸ立方体類に属する周知の光学部材におけ
る周知の継ぎ目と比較して示す図である。

【図２４】この発明によって実現可能な、かつそれ自体
が既にこの発明による一般的光学部材の概略図である。

【符号の説明】

２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ単独プリズム３部材５，５′，５″ 層システム７層システム９部分１１接合継ぎ目２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ部分直方体２０′，２０″ 基礎本体２２部材２４，２４′ はり２６，２６′ プレート２８Ｔ立方体３０継ぎ目領域４０層システム１００表面１０１表面３００この発明によるＸ立方体４００中間製品である立方体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者ザビーネ・ヘッスラーリヒテンシュタイン、9496 バルツェルス、エルガガッセ、９Ｆターム(参考） 2H042 AA02 AA04 AA16 AA25 AA28 CA08 CA14 CA15 2H048 FA05 FA09 FA13 FA15 FA22 FA24 2K009 AA02 5C060 GB06 HC09 HC21 JA20 5C065 AA01 BB30 EE01 EE02 EE03

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも第一（Ｌ₁）および第二
（Ｌ₂）のスペクトル帯からの光に対して透過性の材料
からなり、 ― 第一（Ｌ₁）のスペクトル帯からの光を少なくとも
ほぼ完全に反射し、第二（Ｌ₂）のスペクトル帯からの
光を少なくともほぼ完全に透過する、第一平面にある第
一（Ｓ₁₀）の光学層システムと、 ― 第一のスペクトル帯（Ｌ₁）からの光を少なくとも
ほぼ完全に透過し、第二のスペクトル帯（Ｌ₂）からの
光を少なくともほぼ完全に反射する、本体（３０）の中
央領域（ＳＢ）において第一平面と交差する第二平面に
ある、第二（Ｓ₂₀）の光学システムとを含む、光学シス
テム（Ｓ₁₀，Ｓ₂₀）が内部に埋設された光学部材であっ
て、 ― 第一のスペクトル帯（Ｌ₁）からの光に対する第一
の入口または出口表面（Ｋ₁）と、 ― 第二のスペクトル帯（Ｌ₂）からの光に対する第二
の入口または出口表面（Ｋ₂）と、さらに ― 第一のスペクトル帯（Ｌ₁）ならびに第二のスペク
トル帯（Ｌ₂）からの光に対する出口または入口表面
（Ｋ₄）とを備え、第一のスペクトル帯（Ｌ₁）からの、
ある一定の波長を有する光、および第二のスペクトル帯
（Ｌ₂）からの、ある一定の波長を有する光の、それぞ
れの入口または出口表面（Ｋ₁、Ｋ₂）から、それぞれ対
応する反射光学システム（Ｓ₁₀、Ｓ ₂₀）を介して出口ま
たは入口表面（Ｋ₄）に至る光学距離（ｌ₀）が同じであ
ることを特徴とする、部材。
【請求項２】少なくとも第一のスペクトル帯（Ｌ₁）
および第二のスペクトル帯（Ｌ₂）からの光の光学距離
に沿った部材の材料が同じであり、かつ光学距離に対応
する、一定の波長を有する光の物理的距離（ｌ_m）がそ
れぞれ異なり、その差は製造公差によって規定されるも
のより大きいことを特徴とする、光学部材。
【請求項３】前記二つの入口または出口表面（Ｋ₁、
Ｋ₂）がともに平行で平らな表面によって形成され、か
つ第一および第二平面（Ｓ₁₀、Ｓ ₂₀）が、前記平行平面
（ｘ）の中央平面から変位されて交差することを特徴と
する、請求項１または２に記載の部材。
【請求項４】第一（Ｓ₁₀）および第二（Ｓ₂₀）平面が
互いに垂直であり、かつ好ましくは前記二つの入口また
は出口表面（Ｋ₁、Ｋ₂）がともに平行で平らな表面によ
って形成されることを特徴とし、さらに好ましくは第一
の入口または出口表面（Ｋ₁）の表面と第一平面
（Ｓ₁₀）との角度、および第二の入口または出口表面
（Ｋ₂）の表面と第二平面（Ｓ₂₀）との角度が４５°で
ある、請求項１から３のいずれかに記載の部材。
【請求項５】第一および第二の光学システムが第三の
スペクトル領域（Ｌ ₃）からの光を少なくともほぼ完全
に、かつ少なくとも接近するとすぐ透過し、かつこの光
のために第三の入口または出口表面（Ｋ₃）が設けられ
ることを特徴とし、出口または入口表面（Ｋ₄）は三つ
のスペクトル帯（Ｌ₁、Ｌ₂、Ｌ₃）全ての光のために設
けられる、請求項１から４のいずれかに記載の部材。
【請求項６】第一の二つの入口または出口表面
（Ｋ₁、Ｋ₂）と、第三の入口または出口表面（Ｋ₃）お
よび出口または入口表面（Ｋ₄）が、それぞれ対を成し
て互いに垂直に重なり合い、好ましくは正方形の断面を
有する本体を規定することを特徴とする、請求項１から
５のいずれかに記載の部材。
【請求項７】第一（Ｌ₁）のスペクトル帯からの光の
光学距離に沿った光学部材の材料の屈折率がｎ₁であ
り、かつ第二（Ｌ₂）のスペクトル帯からの光の光学距
離に沿った光学部材の材料の屈折率がｎ₂である場合、
対応する機械的距離ｌ_m1およびｌ_m2について、光学部材
の製造公差の枠内で以下が成り立つ、ｌ_m1／ｌ_m2＝ｎ₂／ｎ₁ ことを特徴とする、請求項１から６のいずれかに記載の
光学部材。
【請求項８】第一（Ｌ₁）のスペクトル帯が以下のよ
うに選択され、６００ｎｍ〜８００ｎｍの波長第二（Ｌ₂）のスペクトル帯は以下のように、４００ｎｍ〜５００ｎｍの波長場合によっては考慮される第三（Ｌ₃）のスペクトル帯
は以下のように、５００ｎｍ〜６００ｎｍの波長選択されることを特徴とする、請求項１から７のいずれ
かに記載の光学部材。
【請求項９】光学システム（Ｓ₁₀、Ｓ₂₀）がそれぞれ
一つの層システムによって形成され、かつ両システムの
内の一つ（Ｓ₁₀）が交差箇所（ＳＢ）を超えて連続する
層システムによって形成されることを特徴とする、請求
項１から８のいずれかに記載の部材。
【請求項１０】連続する層システム（Ｓ₁₀）が交差領
域（ＳＢ）において、連続する層システムによって規定
される平面から最大５μｍ、好ましくは最大２μｍ変形
されることを特徴とする、請求項９に記載の部材。
【請求項１１】第一および第二平面（Ｓ₁₀、Ｓ₂₀）に
対して垂直な切断表面が基本的に正方形を成すことを特
徴とし、その正方形断面において入口または出口表面の
内の一つ（Ｋ₁）の互いに向き合う縁（Ｍ）の角が、好
ましくは第一ないし第二平面に平行に落とされる、請求
項１から１０のいずれかに記載の光学部材。
【請求項１２】入口または出口表面（Ｋ₁、Ｋ₂）の少
なくとも二つに光弁（１₁、１₂）の装置、好ましくはＬ
ＣＤ装置が取り付けられ、かつ好ましくは入口または出
口表面が前記装置のための電極層で被覆されることを特
徴とする、請求項１から１１のいずれかに記載の光学部
材。
【請求項１３】投影装置における光再結合部材として
の、または撮影装置、好ましくはＣＣＤカメラにおける
光分割部材としての、請求項１から１２のいずれかに記
載の光学部材の使用。
【請求項１４】前記材料からなり、前記二つの光学シ
ステム（Ｓ₁₀、Ｓ₂₀）がその中央平面に配置された立方
体（４０）をまず使用し、立方体対角線表面の内の一つ
に平行に、しかしながらこれに対して非対称に二つのコ
ーナプリズマ（Ｐ₁、Ｐ₂）を切断（Ｔ₁、Ｔ₂）し、次に
残りの二つのコーナ部分を前記立方体対角線表面（Ｄ）
に対して直角に切断することによって、Ｘ立方体の断
面が完全なものとなることを特徴とする、請求項１から
１０のいずれかに記載のＸ立方体の製造工程。
【請求項１５】Ｘ立方体の断面を有する立方体を、断
面に対して｜の方向にさらに分割することによって複数
のＸ立方体を得ることを特徴とする、請求項１４に記載
の工程。
【請求項１６】前記平行な切断処理がそれぞれ同時に行
われることを特徴とする、請求項１４または１５に記載
の工程。