JP2003344648A - トリミングフィルター、該トリミングフィルターを有する光学系、光学的表示装置 - Google Patents
トリミングフィルター、該トリミングフィルターを有する光学系、光学的表示装置Info
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Abstract
トリミングフィルター、該トリミングフィルターを有す
る光学系、光学的表示装置を提供する。 【解決手段】トリミングフィルターにおいて、設計波長
をλ0とした時、基本構成として、光学的膜厚がλ0/
4の交互層からなる第1薄膜群と、光学的膜厚が3λ0
/4と4λ0/4の交互層からなる第2薄膜群と、光学
的膜厚が3λ0/4と2λ0/4の交互層からなる第3
薄膜群との3種類の薄膜群を含み且つこれらの薄膜群を
5群以上積層した構成とする。
Description
ター、該トリミングフィルターを有する光学系、光学的
表示装置に関し、例えば色分解光学系を有する液晶プロ
ジェクター等の色再現性の改善に用いられるトリミング
フィルターに関するものである。
の効率改善には、光学系を構成する偏光分離膜、ミラー
膜、色分解ダイクロ膜、色合成ダイクロ膜、投影レンズ
系透過率等の特性によって決まる全体の各色透過率の配
分を調整する手法が主として用いられていた。この時、
色再現に関して色分解ダイクロ膜、色合成ダイクロ膜の
特性が重要になり、膜特性の仕様、即ち色分解、合成の
ための透過率半値波長の値、透過率特性を調整してい
た。
50nmに主ピーク、580nmに副ピークのスペクト
ル特性を有し、色再現性の改善からは、青と緑の間の波
長帯の光、緑と赤の間の波長帯の光を含まないことが好
ましい。この不要な光を減じることで、色再現性が向上
すると共に、色分解、合成ダイクロの仕様の許容度が増
すという長所も有り、トリミングフィルターに対する要
望が有った。
青、緑、赤の波長帯の光が主成分となるように分割する
トリミングフィルターの例が特公昭60−038683
号公報に提案されている。この例では、設計波長をλ0
とした時、光学的膜厚λ0/4の交互層からなる第1薄
膜群と、2λ0/4と4λ0/4の交互層からなる第2
薄膜群の2つの薄膜群を4群以上含む構成が開示されて
いる。
ェクターの色再現用トリミングフィルターとしては、光
源ランプのスペクトル特性を考慮した特性が必要とな
る。即ち430〜470nmの範囲の透過率、520〜
560nmの範囲の透過率、610〜650nmの範囲
の透過率が高く、青と緑の間の範囲の透過率、緑と赤の
間の範囲の透過率が低いことが要求される。しかしなが
ら、前記、先行例の特公昭60−038683号公報に
記載の構成では、青領域の透過率が大きく低下する(青
透過率を改善すると赤透過率が低下する)という点、及
び各透過帯の高透過率の幅が狭いという点等に改善の余
地があった。
再現性をより一層改善することが可能となるトリミング
フィルター、該トリミングフィルターを有する光学系、
光学的表示装置を提供することを目的とするものであ
る。
(12)のように構成したトリミングフィルター、該ト
リミングフィルターを有する光学系、光学的表示装置を
提供するものである。 (1)設計波長をλ0とした時、基本構成として、光学
的膜厚がλ0/4の交互層からなる第1薄膜群と、光学
的膜厚が3λ0/4と4λ0/4の交互層からなる第2
薄膜群と、光学的膜厚が3λ0/4と2λ0/4の交互
層からなる第3薄膜群との3種類の薄膜群を含み且つこ
れらの薄膜群を5群以上積層した構成を有することを特
徴とするトリミングフィルター。 (2)前記第1薄膜群は、λ0/4,λ0/4,λ0/
4の順の交互層からなる3層の基本構成を有することを
特徴とする上記(1)に記載のトリミングフィルター。 (3)前記第1薄膜群は、それらの合計膜厚が2λ0/
4〜3.5λ0/4の範囲であることを特徴とする上記
(2)に記載のトリミングフィルター。 (4)前記第2薄膜群は、3λ0/4,4λ0/4,3
λ0/4の順の交互層からなる3層の基本構成を有する
ことを特徴とする上記(1)〜(3)のいずれかに記載
のトリミングフィルター。 (5)前記第2薄膜群は、それらの合計膜厚が9.5λ
0/4〜11λ0/4の範囲であることを特徴とする上
記(4)に記載のトリミングフィルター。 (6)前記第3薄膜群は、3λ0/4,2λ0/4,3
λ0/4の交互層からなる3層の基本構成を有すること
を特徴とする上記(1)〜(5)のいずれかに記載のト
リミングフィルター。 (7)前記第3薄膜群は、それらの合計膜厚が7.5λ
0/4〜9λ0/4の範囲であることを特徴とする上記
(6)に記載のトリミングフィルター。 (8)前記薄膜群において、基板側または大気側に最も
近い薄膜群が第2薄膜群であることを特徴とする上記
(1)〜(7)のいずれかに記載のトリミングフィルタ
ー。 (9)前記薄膜群を積層した合計膜厚が、前記各薄膜群
の基本構成における膜厚の合計の0.95〜1.05倍
の範囲であることを特徴とする上記(1)〜(8)のい
ずれかに記載のトリミングフィルター。 (10)設計波長をλ0とした時、基本構成として光学
的膜厚がλ0/4の交互層からなる第1薄膜群と、光学
的膜厚が3λ0/4と4λ0/4の交互層からなる第2
薄膜群と、光学的膜厚が3λ0/4と2λ0/4の交互
層からなる第3薄膜群との3種類の薄膜群を含む構成を
有することを特徴とするトリミングフィルター。 (11)上記(1)〜(10)のいずれかに記載のトリ
ミングフィルターを有することを特徴とする光学系。 (12)上記(11)に記載の光学系を有することを特
徴とする光学的表示装置。 上記各構成に係る発明は、上記の膜厚の薄膜や薄膜群を
有する形態(基本構成)は勿論のこと、上記膜厚を有す
る薄膜或いは薄膜群を基本構成として、透過率の改善の
ための調整や最適化が行われ、その結果上記膜厚とは異
なる膜厚と成っている薄膜や薄膜群を有する形態もふく
む。このような形態は、後述する実施例に示す。
て特定波長域で透過率が高くなる(又は低くなる)トリ
ミングフィルターにおいて、設計波長をλ0とした時、
光学的膜厚λ0/4の交互層からなる第1薄膜群と、3
λ0/4と4λ0/4の交互層からなる第2薄膜群と、
3λ0/4と2λ0/4の交互層からなる第3薄膜群の
3つの薄膜群を5群以上含む構成とすることにより、青
領域の短波長側、赤領域の長波長側の透過率を改善する
ことが可能となる。また、第1薄膜群をλ0/4,λ0
/4,λ0/4の順の3層基本構成とすることにより、
少ない層数で不透過帯の透過率の改善を図ることが可能
となる。さらに、第1薄膜群の合計膜厚を2λ0/4〜
3.5λ0/4の範囲とすることにより、少ない層数で
透過帯の透過率の改善を図ることが可能となる。
4,3λ0/4の順の3層基本構成とすることにより、
少ない層数で不透過帯の透過率の改善を図ることが可能
となる。さらに、第2薄膜群の合計膜厚を、9.5λ0
/4〜11λ0/4の範囲とすることにより、少ない層
数で透過帯の透過率の改善を図ることが可能となる。ま
た、第3薄膜群を3λ0/4,2λ0/4,3λ0/4
の順の3層基本構成とすることにより、少ない層数で不
透過帯の透過率の改善、及び透過帯の透過率の改善を図
ることが可能となる。さらに、第3薄膜群の合計膜厚を
7.5λ0/4〜9λ0/4の範囲とすることにより、
少ない層数で透過帯の透過率の改善を図ることが可能と
なる。
を第2薄膜群とすることにより、透過帯の透過率の改善
を図ることが可能となる。また、各薄膜群の合計膜厚
を、各薄膜群の基本構成膜厚の合計の0.95〜1.0
5倍の範囲とすることにより、透過帯の波長域を変化さ
せること無く、透過率の改善を図ることが可能となる。
これらによって何ら限定されるものではない。 [実施例1]第1薄膜群をSiO2膜とZrO2膜、第2
薄膜群をAl2O3膜とSiO2膜、第3薄膜群をAl2O
3膜とSiO2膜で構成し、5群からなるトリミングフィ
ルターをBK7基板上に真空蒸着法により形成した。表
1に、各薄膜群を含む基本構成の光学膜厚、及び透過率
改善のための調整後の実施した光学膜厚を示す。但し、
表1において、設計波長λ0は540nm、膜厚はλ0
/4の倍数を示し、ZはZrO2膜、AはAl2O3膜、
SはSiO2膜、MはMgF2膜を示す。
横軸は波長、縦軸は透過率を示す。図1において、破線
で囲んだ領域が不透過帯の領域であり、この領域では低
い透過率が好ましく、他の領域では高い透過率が好まし
い。本実施例においては430〜470nmの範囲の
青、520〜560nmの範囲の緑、610〜650n
mの範囲の赤で高い透過率、不透過帯で約30%の低い
透過率が得られ、色再現に効果が有った。
膜群をSiO2膜とZrO2膜、第2薄膜群をZrO2膜
とAl2O3膜、第3薄膜群をZrO2膜とAl2O3膜で
構成し、5群からなるトリミングフィルターをBK7基
板上に真空蒸着法により形成した。表1に、各薄膜群を
含む基本構成の光学膜厚、及び透過率改善のための調整
後の実施した光学膜厚を示す。更に図2に、この時の透
過率特性を示す。実施例1と比較して、不透過帯で約2
0%の低い透過率が得られ、更に改善されているのが分
かる。
膜群をSiO2膜とZrO2膜、第2薄膜群をZrO2膜
とSiO2膜、第3薄膜群をZrO2膜とSiO2膜で構
成し、5群からなるトリミングフィルターをBK7基板
上に真空蒸着法により形成した。表1に、各薄膜群を含
む基本構成の光学膜厚、及び透過率改善のための調整後
の実施した光学膜厚を示す。更に図3に、この時の透過
率特性を示す。実施例1と比較して、不透過帯で約20
%の低い透過率が得られ、更に改善されているのが分か
る。
683号公報の図2に示される11層特性のものを実施
例1と同様にして形成した。但し、第1薄膜群をSiO
2膜とZrO2膜、第2薄膜群をSiO2膜とZrO2膜と
し、設計波長λ0は540nmとした。第1薄膜群はλ
0/4の交互層であり、第2薄膜群は4λ0/4,2λ
0/4,4λ0/4の基本構成である。この時の特性を
図10に示す。図10において、青の透過帯の透過率が
大幅に低下し、緑、赤の領域でも高透過率の幅が狭いの
が分かる。本比較例の構成では、色再現に効果が無く実
用に適しない。
1と同様にして、第1薄膜群をSiO2膜とZrO2膜、
第2薄膜群をAl2O3膜とSiO2膜、第3薄膜群をA
l2O3膜とSiO 2膜で構成し、7群からなるトリミン
グフィルターをBK7基板上に真空蒸着法により形成し
た。表2に、各薄膜群を含む基本構成の光学膜厚、及び
透過率改善のための調整後の実施した光学膜厚を示す。
但し、表2において、設計波長λ0は540nm、膜厚
はλ0/4の倍数を示し、ZはZrO2膜、AはAl2O
3膜、SはSiO2膜、MはMgF2膜を示す。
図4において、破線で囲んだ領域が不透過帯の領域であ
り、この領域では低い透過率が好ましく、他の領域では
高い透過率が好ましい。本実施例においては430〜4
70nmの範囲の青、520〜560nmの範囲の緑、
610〜650nmの範囲の赤で高い透過率、不透過帯
で約20%の低い透過率が得られ、実施例1と比較して
更に改善され、色再現に効果が有った。
4と同様にして、第1薄膜群をSiO2膜とZrO2膜、
第2薄膜群をZrO2膜とAl2O3膜、第3薄膜群をZ
rO2膜とAl2O 3膜で構成し、7群からなるトリミン
グフィルターをBK7基板上に真空蒸着法により形成し
た。表2に、各薄膜群を含む基本構成の光学膜厚、及び
透過率改善のための調整後の実施した光学膜厚を示す。
更に図5に、この時の透過率特性を示す。実施例4と比
較して、青緑間の不透過帯で約10%の低い透過率、緑
赤間の不透過帯で約20%の低い透過率が得られ、更に
改善されているのが分かる。
て、第1薄膜群をSiO2膜とZrO2膜、第2薄膜群を
ZrO2膜とSiO2膜、第3薄膜群をZrO2膜とSi
O2膜で構成し、7群からなるトリミングフィルターを
BK7基板上に真空蒸着法により形成した。表2に、各
薄膜群を含む基本構成の光学膜厚、及び透過率改善のた
めの調整後の実施した光学膜厚を示す。更に図6に、こ
の時の透過率特性を示す。実施例4と比較して、青緑間
の不透過帯で約5%の低い透過率、緑赤間の不透過帯で
約20%の低い透過率が得られ、更に改善されているの
が分かる。
4と同様にして、第1薄膜群をSiO2膜とZrO2膜、
第2薄膜群をAl2O3膜とSiO2膜、第3薄膜群をA
l2O3膜とSiO 2膜で構成し、9群からなるトリミン
グフィルターをBK7基板上に真空蒸着法により形成し
た。表3に、各薄膜群を含む基本構成の光学膜厚、及び
透過率改善のための調整後の実施した光学膜厚を示す。
但し、表3において、設計波長λ0は540nm、膜厚
はλ0/4の倍数を示し、ZはZrO2膜、AはAl2O
3膜、SはSiO2膜、MはMgF2膜を示す。
図7において、破線で囲んだ領域が不透過帯の領域であ
り、この領域では低い透過率が好ましく、他の領域では
高い透過率が好ましい。本実施例においては430〜4
70nmの範囲の青、520〜560nmの範囲の緑、
610〜650nmの範囲の赤で高い透過率、不透過帯
で約10%の低い透過率が得られ、実施例4と比較して
更に改善され、色再現に効果が有った。
7と同様にして、第1薄膜群をSiO2膜とZrO2膜、
第2薄膜群をZrO2膜とAl2O3膜、第3薄膜群をZ
rO2膜とAl2O 3膜で構成し、9群からなるトリミン
グフィルターをBK7基板上に真空蒸着法により形成し
た。表2に、各薄膜群を含む基本構成の光学膜厚、及び
透過率改善のための調整後の実施した光学膜厚を示す。
更に図8に、この時の透過率特性を示す。実施例7と比
較して、青緑間の不透過帯で約数%の低い透過率、緑赤
間の不透過帯で約10%の低い透過率が得られ、更に改
善されているのが分かる。
8と同様にして、第1薄膜群をSiO2膜とZrO2膜、
第2薄膜群をZrO2膜とSiO2膜、第3薄膜群をZr
O2膜とSiO2膜で構成し、9群からなるトリミングフ
ィルターをBK7基板上に真空蒸着法により形成した。
表3に、各薄膜群を含む基本構成の光学膜厚、及び透過
率改善のための調整後の実施した光学膜厚を示す。更に
図9に、この時の透過率特性を示す。実施例7と比較し
て、青緑間の不透過帯で約0%の低い透過率、緑赤間の
不透過帯で約10%の低い透過率が得られ、更に改善さ
れているのが分かる。
ングフィルターを液晶プロジェクターに用いた実施例1
0の構成を示す。光源10からの白色光はレンズ11、
偏光変換素子12、トリミングフィルター13を経て、
ダイクロ14により赤反射光と青、緑透過光に分離され
る。この透過光はダイクロ15により、更に青反射光と
緑透過光に分離される。各色分離された光は、全反射ミ
ラー16、及び各色用の液晶17、18、19を通っ
て、クロスダイクロ20により再度色合成され、レンズ
21によりスクリーンに投影される。その際、上記トリ
ミングフィルター13を用いることにより、色再現性の
向上が見られた。
善することが可能となるトリミングフィルター、該トリ
ミングフィルターを有する光学系、光学的表示装置を実
現することができる。
ターを液晶プロジェクターに用いた構成を示す図であ
る。
Claims (12)
- 【請求項1】設計波長をλ0とした時、基本構成とし
て、光学的膜厚がλ0/4の交互層からなる第1薄膜群
と、光学的膜厚が3λ0/4と4λ0/4の交互層から
なる第2薄膜群と、光学的膜厚が3λ0/4と2λ0/
4の交互層からなる第3薄膜群との3種類の薄膜群を含
み且つこれらの薄膜群を5群以上積層した構成を有する
ことを特徴とするトリミングフィルター。 - 【請求項2】前記第1薄膜群は、λ0/4,λ0/4,
λ0/4の順の交互層からなる3層の基本構成を有する
ことを特徴とする請求項1に記載のトリミングフィルタ
ー。 - 【請求項3】前記第1薄膜群は、それらの合計膜厚が2
λ0/4〜3.5λ0/4の範囲であることを特徴とす
る請求項2に記載のトリミングフィルター。 - 【請求項4】前記第2薄膜群は、3λ0/4,4λ0/
4,3λ0/4の順の交互層からなる3層の基本構成を
有することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に
記載のトリミングフィルター。 - 【請求項5】前記第2薄膜群は、それらの合計膜厚が
9.5λ0/4〜11λ0/4の範囲であることを特徴
とする請求項4に記載のトリミングフィルター。 - 【請求項6】前記第3薄膜群は、3λ0/4,2λ0/
4,3λ0/4の交互層からなる3層の基本構成を有す
ることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載
のトリミングフィルター。 - 【請求項7】前記第3薄膜群は、それらの合計膜厚が
7.5λ0/4〜9λ0/4の範囲であることを特徴と
する請求項6に記載のトリミングフィルター。 - 【請求項8】前記薄膜群において、基板側または大気側
に最も近い薄膜群が第2薄膜群であることを特徴とする
請求項1〜7のいずれか1項に記載のトリミングフィル
ター。 - 【請求項9】前記薄膜群を積層した合計膜厚が、前記各
薄膜群の基本構成における膜厚の合計の0.95〜1.
05倍の範囲であることを特徴とする請求項1〜8のい
ずれか1項に記載のトリミングフィルター。 - 【請求項10】設計波長をλ0とした時、基本構成とし
て光学的膜厚がλ0/4の交互層からなる第1薄膜群
と、光学的膜厚が3λ0/4と4λ0/4の交互層から
なる第2薄膜群と、光学的膜厚が3λ0/4と2λ0/
4の交互層からなる第3薄膜群との3種類の薄膜群を含
む構成を有することを特徴とするトリミングフィルタ
ー。 - 【請求項11】請求項1〜10のいずれか1項に記載の
トリミングフィルターを有することを特徴とする光学
系。 - 【請求項12】請求項11に記載の光学系を有すること
を特徴とする光学的表示装置。
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