JP2004252299A - 光学部材用のフィルタ - Google Patents
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Abstract
【課題】解像度の低下を抑制する為にはフィルタのうねりを解消することが重要であるという全く新しい着眼点のもと、このうねりを可及的に抑制して色調も解像度も高い映像を鑑賞できる実用性に秀れた光学部材用のフィルタを提供するものである。
【解決手段】光学部材用のフィルタであって、該フィルタ１は、所定の光学特性を有するフィルタ本体２とガラス板３とが貼着層４を介して積層された構成であり、前記フィルタ本体２として表面に平坦化処理が施されたものが採用されているものである。
【選択図】 図１
【解決手段】光学部材用のフィルタであって、該フィルタ１は、所定の光学特性を有するフィルタ本体２とガラス板３とが貼着層４を介して積層された構成であり、前記フィルタ本体２として表面に平坦化処理が施されたものが採用されているものである。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光学部材用のフィルタに関するものである。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
液晶プロジェクタから映像光を発信してスクリーンに投影し、このスクリーンに映し出された映像を鑑賞するプロジェクタ装置が提案されている。
【０００３】
このプロジェクタ装置は、主に透過型と反射型との二種類に分類され、一般的には透過型が使用されている。
【０００４】
透過型は、光が液晶板を透過することで映像光となり、この映像光をスクリーンに投射することで得られた映像を鑑賞するものである。そして、透過型の場合には、光が液晶板を透過する際の輝度の減衰が問題となる為、如何に映像を明るくするかという点が課題となる。
【０００５】
一方、反射型は、光が液晶板で反射されることで映像光となり、この映像光をスクリーンに投射することで得られた映像を鑑賞するものである。この反射型の場合には、前記透過型のような輝度の減衰は発生せず、明るい映像が得られる。
【０００６】
このように反射型は透過型よりも明るい映像が得られるというメリットがあるが、代わりに、明るさ以外にも、色調や解像度について高性能であることが要望されている。
【０００７】
この反射型において、色調の点は、映像光の通過経路にフィルタを介在せしめることで高性能化を達成することができる。例えば、光の性質により、波長の長い光程、映像光が発信されるレンズを透過しにくいから、映像光を構成するＲ，Ｇ，Ｂ（レッド，グリーン，ブルー）の内、波長の短いＧやＢが透過しにくいフィルタを通過経路に介在せしめれば、Ｒ，Ｇ，Ｂのバランスが取れ、色調は良好となる。
【０００８】
しかし、このようにフィルタを介在せしめると、今まで理由は不明であったが、解像度が低下するという問題点が発生していた。
【０００９】
本発明は、鋭意研究の結果、解像度の低下を抑制する為にはフィルタのうねりを解消することが重要であるという全く新しい着眼点のもと、このうねりを可及的に抑制して色調も解像度も高い映像を鑑賞できる実用性に秀れた光学部材用のフィルタを完成したものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
添付図面を参照して本発明の要旨を説明する。
【００１１】
光学部材用のフィルタであって、該フィルタ１は、所定の光学特性を有するフィルタ本体２とガラス板３とが貼着層４を介して積層された構成であり、前記フィルタ本体２として表面に平坦化処理が施されたものが採用されていることを特徴とする光学部材用のフィルタに係るものである。
【００１２】
また、請求項１記載の光学部材用のフィルタにおいて、平坦化処理として研磨処理が採用されていることを特徴とする光学部材用のフィルタに係るものである。
【００１３】
また、請求項１，２いずれか１項に記載の光学部材用のフィルタにおいて、フィルタ本体２として、所定の光学特性を有するフィルタ部の表面に該光学特性に影響を与えない保護膜が設けられ、この保護膜が研磨により平坦化されたものが採用されていることを特徴とする光学部材用のフィルタに係るものである。
【００１４】
また、請求項１〜３いずれか１項に記載の光学部材用のフィルタにおいて、該フィルタ１は、光が液晶板を透過することで所定の映像光となる液晶プロジェクタに用いられるものであることを特徴とする光学部材用のフィルタに係るものである。
【００１５】
また、請求項１〜３いずれか１項に記載の光学部材用のフィルタにおいて、該フィルタ１は、光が液晶板で反射されることで所定の映像光となる反射型液晶プロジェクタ５に用いられるものであることを特徴とする光学部材用のフィルタに係るものである。
【００１６】
また、請求項１〜３いずれか１項に記載の光学部材用のフィルタにおいて、該フィルタ１は、入射光１０がＲ，Ｇ，Ｂに分光され、この各分光は液晶板で反射された後夫々所定の光学的補正が加えられて補正分光とされ、この各補正分光が集光されて補正映像光１２となり、該補正映像光１２が発信される反射型液晶プロジェクタ５に用いられるものであることを特徴とする光学部材用のフィルタに係るものである。
【００１７】
【発明の作用及び効果】
本発明は繰り返した実験の結果得られた作用効果を請求項としてまとめたものである。
【００１８】
フィルタ１は、所定の光学特性を有するフィルタ本体２のうねりを抑制する為、該フィルタ本体２の表面に貼着層４を介してガラス板３を積層した構成である。ガラス板３が支持作用を発揮し、フィルタ本体２のうねりはある程度抑制されている。
【００１９】
しかし、単にガラス板３でフィルタ本体２のうねりを抑制するだけでは、解像度の点に不満があった。
【００２０】
そこで、ガラス板３の支持によってフィルタ本体２のうねりを少なくするだけではなく、更にフィルタ本体２の表面に平坦化処理を施したところ、極めて解像度の高い映像が得られる、光学部材として極めて秀れたフィルタ１が得られた。
【００２１】
本発明は上述のように構成したから、色調も解像度も高い映像を鑑賞できる実用性に秀れた光学部材用のフィルタとなる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
図面は本発明の一実施例を図示したものであり、以下に説明する。
【００２３】
本実施例は、光学部材用のフィルタであって、該フィルタ１は、所定の光学特性を有する板状のフィルタ本体２とガラス板３とが貼着層４を介して積層された構成であり、前記フィルタ本体２として表面に平坦化処理が施されたものが採用されているものである。
【００２４】
フィルタ本体２は、使用される光学部材（液晶プロジェクタ等）に応じて種々選択される。例えば、所定の光学特性を有する非常に薄い膜状の位相差板を数十枚積層したもの等である。
【００２５】
尚、このタイプのフィルタ本体２において、各位相差板は、夫々所定波長の光の振動方向を所定量だけ回転させる構成である。異なる波長の光の振動方向を異なる量だけ回転させることにより、夫々の波長の光の透過し易さを調整（補正）し、これにより最終的に鑑賞される映像の輝度を波長ごとに所望の輝度とし、良好な色調の映像を得ることができる。
【００２６】
ガラス板３及び貼着層４は、フィルタ本体２の性能や、透過させる光に応じて適宜な屈折率，透過率を有するものが採用される。
【００２７】
一般的な反射型液晶プロジェクタ５に用いられるフィルタ１において、フィルタ本体２の屈折率は１．５８５、ガラス板３の屈折率は１．５２、貼着層４の屈折率は１．４６である。本実施例は、この一般的なタイプのフィルタ１に用いられているものをそのまま使用できる。
【００２８】
また、ガラス板３は透過率の良いシリカガラス、貼着層４は透過率と貼着性の良いＵＶ硬化型樹脂やシリコン系（接着剤）を採用すると良い。
【００２９】
このガラス板３及び貼着層４は、板状のフィルタ本体２を挟持するように設けられる。
【００３０】
平坦化処理は、研磨処理が良い。
【００３１】
また、フィルタ本体２で所定の光学特性を発揮するフィルム部（前記位相差板を複数積層させた部分）を直接研磨すると、該フィルム部の最表層部分が研磨されて前記光学特性が変わってしまう為、このフィルム部の表面に該フィルム部の光学特性に影響を与えない保護膜を形成し、この保護膜を研磨して平坦化する方法を採用すると良い。
【００３２】
本実施例のフィルタ１は、一般的な透過型液晶プロジェクタ等の種々の光学部材に使用できるが、高輝度，高色調，高解像度の映像を鑑賞できる反射型液晶プロジェクタ５に使用すると、その性能が十分に生かされる。
【００３３】
この反射型液晶プロジェクタ５について詳述する。
【００３４】
反射型液晶プロジェクタ５は、所定の発光源から発せられた光が液晶板で反射されることにより補正映像光１２となり、この補正映像光１２が映像を形成するものである。この反射型液晶プロジェクタ５は、光が液晶板を透過する透過型と異なり、光が液晶板で反射される構成であるから、光が液晶板を透過しない分だけ高輝度の映像が得られる。
【００３５】
また、反射型液晶プロジェクタ５では、色調の調整（補正）が行われている。この色調の調整は、映像光を前記フィルタ１に透過せしめること、及び、入射光１０を構成する所定波長の光を夫々分光し、続いて、該分光を補正して補正分光とし、この補正分光を集光して補正映像光１２とし、この補正映像光１２を映像光としてスクリーン等の投影部に投影することで行われている。
【００３６】
この分光や補正の機構を図２に基づいて具体的に説明すると、入射光１０は、先ず、Ｒ（レッド）成分及びＢ（ブルー）成分の振動方向は変わらず、Ｇ（グリーン）成分の振動方向は９０°回転する第一ＧＭフィルタ２０（１／２λ板＝１／２位相差板。以下、同様。）に透過せしめられる。この第一ＧＭフィルタ２０を透過することにより、入射光１０のＲ成分及びＢ成分は振動方向が回転していないままの光（夫々符号１１ＲＳ及び１１ＢＳ）となり、Ｇ成分は振動方向が９０°回転した光（符号１１ＧＰ）となる。
【００３７】
この光（１１ＲＳ・１１ＧＰ・１１ＢＳ）は、第一ＰＢＳ３１を透過せしめられる。
【００３８】
ＰＢＳは偏光ビームスプリッタと呼ばれているもので、振動方向の異なる光を分光する装置である。尚、図面は、振動方向が９０°回転した光（振動方向が紙面に対して平行な光）は直進させ、振動方向が回転されていない光（振動方向が紙面に対して直交する光）は進行方向が９０°屈折されるタイプのＰＢＳを図示しているが、これ以外にもＰＢＳは種々のものがあり、必要に応じて適宜選択して採用する。
【００３９】
第一ＰＢＳ３１で、Ｇ成分（１１ＧＰ）は直進し、Ｒ成分（１１ＲＳ）及びＢ成分（１１ＢＳ）は進行方向が９０°屈折され、よって、該Ｇ成分（１１ＧＰ）とＲ成分（１１ＲＳ）及びＢ成分（１１ＢＳ）とは分光される。
【００４０】
分光されたＲ成分（１１ＲＳ）及びＢ成分（１１ＢＳ）は、第一ＲＢフィルタ２１（１／２λ板）を透過せしめられる。この第一ＲＢフィルタ２１を透過することにより、Ｒ成分は振動方向が９０°回転された光（符号１１ＲＰ）となり、Ｂ成分は振動方向が元のままの光（符号１１ＢＳ）となる。
【００４１】
また、この第一ＲＢフィルタ２１には、Ｒ成分とＢ成分との透過し易さを補正する為のフィルタ７が積層状態で設けられている。このフィルタ７は、補正の容易性から出射側に設けた方が良い。
【００４２】
この補正されたＲ成分及びＢ成分（１１ＲＰ・１１ＢＳ）は第二ＰＢＳ３２を透過せしめられる。ここで、Ｒ成分（１１ＲＰ）は直進し、Ｂ成分（１１ＢＳ）は進行方向が９０°屈折され、よって、該Ｒ成分（１１ＲＰ）とＢ成分（１１ＢＳ）とは分光される。
【００４３】
以上により分光されたＲ成分（１１ＲＰ），Ｇ成分（１１ＧＰ）及びＢ成分（１１ＢＳ）は、夫々の成分の光を反射し且つ振動方向を９０°回転する液晶板（符号ＬＣＤ−Ｒ・ＬＣＤ−Ｇ・ＬＣＤ−Ｂ）に夫々投射され、該液晶板によって反射される。この液晶板での反射によりＲ成分（１１ＲＰ），Ｇ成分（１１ＧＰ）及びＢ成分（１１ＢＳ）は補正され、色調の良い補正分光となる（符号１１ＲＳａ・１１ＧＳａ・１１ＢＰａ）。
【００４４】
また、前記第一ＰＢＳ３１とＧ成分用の液晶板（ＬＣＤ−Ｇ）との間には、該Ｇ成分と前記分光したＲ成分及びＢ成分との光路長の差を消失させ、且つ、該Ｇ成分と前記Ｒ成分及びＢ成分とを集光させる為の第三ＰＢＳ３２が設けられている。Ｇ成分（１１ＧＰ）は、この第三ＰＢＳ３２を透過した後、液晶板（ＬＣＤ−Ｇ）により補正されて補正Ｇ成分（１１ＧＳａ）となる。この補正Ｇ成分（１１ＧＳａ）は、液晶板（ＬＣＤ−Ｇ）で反射された後、第三ＰＢＳ３３に戻るが、この際、振動方向が更に９０°回転されて元の振動方向に戻っているから、第三ＰＢＳ３３で９０°屈折されて透過することになる。
【００４５】
また、Ｒ成分（１１ＲＰ）は補正Ｒ成分（１１ＲＳａ）となり、第二ＰＢＳ３２に戻った後、振動方向が更に９０°回転されて元の振動方向に戻っているから、第二ＰＢＳ３２で９０°屈折されて透過することになる。
【００４６】
また、Ｂ成分（１１ＢＳ）は補正Ｂ成分（１１ＢＰａ）となり、第二ＰＢＳ３２に戻った後、振動方向が９０°回転されているから、第二ＰＢＳ３２を直進して透過する。
【００４７】
補正Ｒ成分（１１ＲＳａ）及び補正Ｂ成分（１１ＢＰａ）は、第二ＲＢフィルタ２２（１／２λ板）を透過せしめられる。この第二ＲＢフィルタ２２を透過することにより、補正Ｒ成分（１１ＲＳａ）は振動方向が更に９０°回転されて元の状態に対し振動方向が９０°回転された光（符号１１ＲＰａ）となり、補正Ｂ成分（１１ＢＰａ）は偏光されず振動方向が９０°回転された光のままに維持される。
【００４８】
また、この第二ＲＢフィルタ２２には、Ｒ成分とＢ成分との透過し易さを補正する為のフィルタ８が積層状態で設けられている。このフィルタ８も、補正の容易性から出射側に設けた方が良い。
【００４９】
補正Ｇ成分（１１ＧＳａ）は、Ｇ成分の振動方向は偏光せず、Ｒ成分及びＢ成分の振動方向は９０°回転するＧＦフィルタ２３（１／２λ板）を透過せしめられる。補正Ｇ成分（１１ＧＳａ）は、このＧＦフィルタ２３を単に透過する。
【００５０】
前記第二ＲＢフィルタ２２を透過した補正Ｒ成分（１１ＲＰａ）及び補正Ｂ成分（１１ＢＰａ）は、第四ＰＢＳ３４を透過せしめられる。ここで補正Ｒ成分（１１ＲＰａ）及び補正Ｂ成分（１１ＢＰａ）は共に振動方向が９０°回転された状態であるから、第四ＰＢＳ３４を直進して透過する。
【００５１】
また、前記ＧＦフィルタ２３を透過した補正Ｇ成分（１１ＧＳａ）も、第四ＰＢＳ３４を透過せしめられる。ここで補正Ｇ成分（１１ＧＳａ）は振動方向が元の振動方向に戻っている状態であるから、第四ＰＢＳ３４で９０°屈折され、これにより前記補正Ｒ成分（１１ＲＰａ）及び補正Ｂ成分（１１ＢＰａ）の進行方向と同方向とされる。即ち、入射光１０から分光されていたＲ成分，Ｇ成分及びＢ成分は、振動方向を適宜変更されながら夫々ごとに補正され、第四ＰＢＳ３４で集光され、補正映像光１２となる。
【００５２】
そして、この第四ＰＢＳ３４で形成された補正映像光１２は、振動方向を揃える為の第二ＧＭフィルタ２４（１／２λ板）を通過せしめることで、前記補正Ｇ成分の振動方向を９０°回転させた後、レンズ３５からスクリーン等の投影部に投射される。
【００５３】
反射型液晶プロジェクタ５は、上述のように映像光を構成するＲ成分，Ｇ成分及びＢ成分が夫々ごとに適正に補正される構成であるから、高輝度，高色調，高解像度の映像を鑑賞できることになる。
【００５４】
この反射型液晶プロジェクタ５において、前記フィルタ１は、第二ＧＭフィルタ２４とレンズ３５との間の位置に設けられる。フィルタ１には最終的に投影部に投影される光（補正映像光１２）を補正して高色調，高解像度を達成させるものであり、該位置が最終的な補正に最適な位置である。
【００５５】
また、この反射型液晶プロジェクタ５において、前記フィルタ１は、第二ＧＭフィルタ２４と一体として設ける構成、第二ＧＭフィルタ２４の代わりに該第二ＧＭフィルタ２４の位置に設ける構成としても良い。後者は、補正映像光１２の振動方向が揃っていなくても良い場合に採用可能である。
【００５６】
また、前記透過し易さを調整する為のフィルタ７・８についても本実施例と同様のものを採用すれば、より一層の高色調，高解像度を達成することができる。
【００５７】
本実施例は上述のように構成したから、色調も解像度も高い映像を鑑賞できる実用性に秀れた光学部材用のフィルタとなる。
【００５８】
また、反射型液晶プロジェクタ５と組み合わせることにより、輝度も色調も解像度も極めて高い映像を鑑賞できることになる。
【００５９】
以下、本実施例の効果を確認した実験例について詳述する。
【００６０】
各実験例で用いたフィルタ１は、いずれもフィルタ本体２の上下面に夫々貼着層４を介してガラス板３を積層せしめた構成である（図１参照）。フィルタ本体２の屈折率は１．５８５、貼着層４の屈折率は１．４６、ガラス板３の屈折率は１．５２である。
【００６１】
実験例１
従来のガラス板３は厚さ０．５ｍｍである。このガラス板３の支持作用を高める為、夫々の厚さを１．１ｍｍとしてみた。
【００６２】
得られたフィルタ１を用いた反射型液晶プロジェクタ５は、従来のものよりも高解像度のものとなったが、未だ不満であった。
【００６３】
実験例２
ガラス板３の支持作用を更に高める為、夫々の厚さを１．６ｍｍとしてみた。
【００６４】
得られたフィルタ１を用いた反射型液晶プロジェクタ５は、実験例１と同程度のものであり、ガラス板３の支持作用だけでは高解像度化に限界があることは判明した。
【００６５】
実験例３
ガラス板３の表面にうねりがあって該うねりが高解像度化を阻害しているのではないかと考え、実験例１のガラス板３の表面を物理的に研磨（光学研磨）してみた。
【００６６】
得られたフィルタ１を用いた反射型液晶プロジェクタ５は、実験例１より更に高解像度のものとなった。
【００６７】
唯、この実験例３は、ガラス板３の表面に反射防止コートを設けることが出来ないという問題点がある（予め反射防止コートを形成しておくと、研磨によって反射防止作用が劣化してしまう。また、研磨後に反射防止コートを形成すると、折角の研磨の効果が消されてしまう。）。このような問題点がない場合、実験例３は採用可能であると考えられた。
【００６８】
実験例４
フィルタ１のフィルタ作用そのものを発揮するフィルタ本体２のうねりを消失せしめることに着眼し、実験例１のフィルタ本体２として表面（上面及び裏面）を研磨（光学研磨）によって平坦化したものを採用してみた（本実施例相当）。
【００６９】
得られたフィルタ１を用いた反射型液晶プロジェクタ５は、実験例３より更に高解像度のものとなった。
【００７０】
また、この実験例４の構成によれば、ガラス板３の表面に反射防止コート等の適宜なコーティング層を設けることができ、非常に汎用性が高いと考えられた。
【００７１】
以上の実験結果により、本実施例のフィルタ１が光学部材用のフィルタとして非常に秀れたものであることが確認された。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施例のフィルタ１の構造を示す説明側断面図である。
【図２】本実施例の反射型液晶プロジェクタ５の構造を示す説明図である。
【符号の説明】
１ フィルタ
２ フィルタ本体
３ ガラス板
４ 貼着層
５ 反射型液晶プロジェクタ
１０ 入射光
１２ 補正映像光
【発明の属する技術分野】
本発明は、光学部材用のフィルタに関するものである。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
液晶プロジェクタから映像光を発信してスクリーンに投影し、このスクリーンに映し出された映像を鑑賞するプロジェクタ装置が提案されている。
【０００３】
このプロジェクタ装置は、主に透過型と反射型との二種類に分類され、一般的には透過型が使用されている。
【０００４】
透過型は、光が液晶板を透過することで映像光となり、この映像光をスクリーンに投射することで得られた映像を鑑賞するものである。そして、透過型の場合には、光が液晶板を透過する際の輝度の減衰が問題となる為、如何に映像を明るくするかという点が課題となる。
【０００５】
一方、反射型は、光が液晶板で反射されることで映像光となり、この映像光をスクリーンに投射することで得られた映像を鑑賞するものである。この反射型の場合には、前記透過型のような輝度の減衰は発生せず、明るい映像が得られる。
【０００６】
このように反射型は透過型よりも明るい映像が得られるというメリットがあるが、代わりに、明るさ以外にも、色調や解像度について高性能であることが要望されている。
【０００７】
この反射型において、色調の点は、映像光の通過経路にフィルタを介在せしめることで高性能化を達成することができる。例えば、光の性質により、波長の長い光程、映像光が発信されるレンズを透過しにくいから、映像光を構成するＲ，Ｇ，Ｂ（レッド，グリーン，ブルー）の内、波長の短いＧやＢが透過しにくいフィルタを通過経路に介在せしめれば、Ｒ，Ｇ，Ｂのバランスが取れ、色調は良好となる。
【０００８】
しかし、このようにフィルタを介在せしめると、今まで理由は不明であったが、解像度が低下するという問題点が発生していた。
【０００９】
本発明は、鋭意研究の結果、解像度の低下を抑制する為にはフィルタのうねりを解消することが重要であるという全く新しい着眼点のもと、このうねりを可及的に抑制して色調も解像度も高い映像を鑑賞できる実用性に秀れた光学部材用のフィルタを完成したものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
添付図面を参照して本発明の要旨を説明する。
【００１１】
光学部材用のフィルタであって、該フィルタ１は、所定の光学特性を有するフィルタ本体２とガラス板３とが貼着層４を介して積層された構成であり、前記フィルタ本体２として表面に平坦化処理が施されたものが採用されていることを特徴とする光学部材用のフィルタに係るものである。
【００１２】
また、請求項１記載の光学部材用のフィルタにおいて、平坦化処理として研磨処理が採用されていることを特徴とする光学部材用のフィルタに係るものである。
【００１３】
また、請求項１，２いずれか１項に記載の光学部材用のフィルタにおいて、フィルタ本体２として、所定の光学特性を有するフィルタ部の表面に該光学特性に影響を与えない保護膜が設けられ、この保護膜が研磨により平坦化されたものが採用されていることを特徴とする光学部材用のフィルタに係るものである。
【００１４】
また、請求項１〜３いずれか１項に記載の光学部材用のフィルタにおいて、該フィルタ１は、光が液晶板を透過することで所定の映像光となる液晶プロジェクタに用いられるものであることを特徴とする光学部材用のフィルタに係るものである。
【００１５】
また、請求項１〜３いずれか１項に記載の光学部材用のフィルタにおいて、該フィルタ１は、光が液晶板で反射されることで所定の映像光となる反射型液晶プロジェクタ５に用いられるものであることを特徴とする光学部材用のフィルタに係るものである。
【００１６】
また、請求項１〜３いずれか１項に記載の光学部材用のフィルタにおいて、該フィルタ１は、入射光１０がＲ，Ｇ，Ｂに分光され、この各分光は液晶板で反射された後夫々所定の光学的補正が加えられて補正分光とされ、この各補正分光が集光されて補正映像光１２となり、該補正映像光１２が発信される反射型液晶プロジェクタ５に用いられるものであることを特徴とする光学部材用のフィルタに係るものである。
【００１７】
【発明の作用及び効果】
本発明は繰り返した実験の結果得られた作用効果を請求項としてまとめたものである。
【００１８】
フィルタ１は、所定の光学特性を有するフィルタ本体２のうねりを抑制する為、該フィルタ本体２の表面に貼着層４を介してガラス板３を積層した構成である。ガラス板３が支持作用を発揮し、フィルタ本体２のうねりはある程度抑制されている。
【００１９】
しかし、単にガラス板３でフィルタ本体２のうねりを抑制するだけでは、解像度の点に不満があった。
【００２０】
そこで、ガラス板３の支持によってフィルタ本体２のうねりを少なくするだけではなく、更にフィルタ本体２の表面に平坦化処理を施したところ、極めて解像度の高い映像が得られる、光学部材として極めて秀れたフィルタ１が得られた。
【００２１】
本発明は上述のように構成したから、色調も解像度も高い映像を鑑賞できる実用性に秀れた光学部材用のフィルタとなる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
図面は本発明の一実施例を図示したものであり、以下に説明する。
【００２３】
本実施例は、光学部材用のフィルタであって、該フィルタ１は、所定の光学特性を有する板状のフィルタ本体２とガラス板３とが貼着層４を介して積層された構成であり、前記フィルタ本体２として表面に平坦化処理が施されたものが採用されているものである。
【００２４】
フィルタ本体２は、使用される光学部材（液晶プロジェクタ等）に応じて種々選択される。例えば、所定の光学特性を有する非常に薄い膜状の位相差板を数十枚積層したもの等である。
【００２５】
尚、このタイプのフィルタ本体２において、各位相差板は、夫々所定波長の光の振動方向を所定量だけ回転させる構成である。異なる波長の光の振動方向を異なる量だけ回転させることにより、夫々の波長の光の透過し易さを調整（補正）し、これにより最終的に鑑賞される映像の輝度を波長ごとに所望の輝度とし、良好な色調の映像を得ることができる。
【００２６】
ガラス板３及び貼着層４は、フィルタ本体２の性能や、透過させる光に応じて適宜な屈折率，透過率を有するものが採用される。
【００２７】
一般的な反射型液晶プロジェクタ５に用いられるフィルタ１において、フィルタ本体２の屈折率は１．５８５、ガラス板３の屈折率は１．５２、貼着層４の屈折率は１．４６である。本実施例は、この一般的なタイプのフィルタ１に用いられているものをそのまま使用できる。
【００２８】
また、ガラス板３は透過率の良いシリカガラス、貼着層４は透過率と貼着性の良いＵＶ硬化型樹脂やシリコン系（接着剤）を採用すると良い。
【００２９】
このガラス板３及び貼着層４は、板状のフィルタ本体２を挟持するように設けられる。
【００３０】
平坦化処理は、研磨処理が良い。
【００３１】
また、フィルタ本体２で所定の光学特性を発揮するフィルム部（前記位相差板を複数積層させた部分）を直接研磨すると、該フィルム部の最表層部分が研磨されて前記光学特性が変わってしまう為、このフィルム部の表面に該フィルム部の光学特性に影響を与えない保護膜を形成し、この保護膜を研磨して平坦化する方法を採用すると良い。
【００３２】
本実施例のフィルタ１は、一般的な透過型液晶プロジェクタ等の種々の光学部材に使用できるが、高輝度，高色調，高解像度の映像を鑑賞できる反射型液晶プロジェクタ５に使用すると、その性能が十分に生かされる。
【００３３】
この反射型液晶プロジェクタ５について詳述する。
【００３４】
反射型液晶プロジェクタ５は、所定の発光源から発せられた光が液晶板で反射されることにより補正映像光１２となり、この補正映像光１２が映像を形成するものである。この反射型液晶プロジェクタ５は、光が液晶板を透過する透過型と異なり、光が液晶板で反射される構成であるから、光が液晶板を透過しない分だけ高輝度の映像が得られる。
【００３５】
また、反射型液晶プロジェクタ５では、色調の調整（補正）が行われている。この色調の調整は、映像光を前記フィルタ１に透過せしめること、及び、入射光１０を構成する所定波長の光を夫々分光し、続いて、該分光を補正して補正分光とし、この補正分光を集光して補正映像光１２とし、この補正映像光１２を映像光としてスクリーン等の投影部に投影することで行われている。
【００３６】
この分光や補正の機構を図２に基づいて具体的に説明すると、入射光１０は、先ず、Ｒ（レッド）成分及びＢ（ブルー）成分の振動方向は変わらず、Ｇ（グリーン）成分の振動方向は９０°回転する第一ＧＭフィルタ２０（１／２λ板＝１／２位相差板。以下、同様。）に透過せしめられる。この第一ＧＭフィルタ２０を透過することにより、入射光１０のＲ成分及びＢ成分は振動方向が回転していないままの光（夫々符号１１ＲＳ及び１１ＢＳ）となり、Ｇ成分は振動方向が９０°回転した光（符号１１ＧＰ）となる。
【００３７】
この光（１１ＲＳ・１１ＧＰ・１１ＢＳ）は、第一ＰＢＳ３１を透過せしめられる。
【００３８】
ＰＢＳは偏光ビームスプリッタと呼ばれているもので、振動方向の異なる光を分光する装置である。尚、図面は、振動方向が９０°回転した光（振動方向が紙面に対して平行な光）は直進させ、振動方向が回転されていない光（振動方向が紙面に対して直交する光）は進行方向が９０°屈折されるタイプのＰＢＳを図示しているが、これ以外にもＰＢＳは種々のものがあり、必要に応じて適宜選択して採用する。
【００３９】
第一ＰＢＳ３１で、Ｇ成分（１１ＧＰ）は直進し、Ｒ成分（１１ＲＳ）及びＢ成分（１１ＢＳ）は進行方向が９０°屈折され、よって、該Ｇ成分（１１ＧＰ）とＲ成分（１１ＲＳ）及びＢ成分（１１ＢＳ）とは分光される。
【００４０】
分光されたＲ成分（１１ＲＳ）及びＢ成分（１１ＢＳ）は、第一ＲＢフィルタ２１（１／２λ板）を透過せしめられる。この第一ＲＢフィルタ２１を透過することにより、Ｒ成分は振動方向が９０°回転された光（符号１１ＲＰ）となり、Ｂ成分は振動方向が元のままの光（符号１１ＢＳ）となる。
【００４１】
また、この第一ＲＢフィルタ２１には、Ｒ成分とＢ成分との透過し易さを補正する為のフィルタ７が積層状態で設けられている。このフィルタ７は、補正の容易性から出射側に設けた方が良い。
【００４２】
この補正されたＲ成分及びＢ成分（１１ＲＰ・１１ＢＳ）は第二ＰＢＳ３２を透過せしめられる。ここで、Ｒ成分（１１ＲＰ）は直進し、Ｂ成分（１１ＢＳ）は進行方向が９０°屈折され、よって、該Ｒ成分（１１ＲＰ）とＢ成分（１１ＢＳ）とは分光される。
【００４３】
以上により分光されたＲ成分（１１ＲＰ），Ｇ成分（１１ＧＰ）及びＢ成分（１１ＢＳ）は、夫々の成分の光を反射し且つ振動方向を９０°回転する液晶板（符号ＬＣＤ−Ｒ・ＬＣＤ−Ｇ・ＬＣＤ−Ｂ）に夫々投射され、該液晶板によって反射される。この液晶板での反射によりＲ成分（１１ＲＰ），Ｇ成分（１１ＧＰ）及びＢ成分（１１ＢＳ）は補正され、色調の良い補正分光となる（符号１１ＲＳａ・１１ＧＳａ・１１ＢＰａ）。
【００４４】
また、前記第一ＰＢＳ３１とＧ成分用の液晶板（ＬＣＤ−Ｇ）との間には、該Ｇ成分と前記分光したＲ成分及びＢ成分との光路長の差を消失させ、且つ、該Ｇ成分と前記Ｒ成分及びＢ成分とを集光させる為の第三ＰＢＳ３２が設けられている。Ｇ成分（１１ＧＰ）は、この第三ＰＢＳ３２を透過した後、液晶板（ＬＣＤ−Ｇ）により補正されて補正Ｇ成分（１１ＧＳａ）となる。この補正Ｇ成分（１１ＧＳａ）は、液晶板（ＬＣＤ−Ｇ）で反射された後、第三ＰＢＳ３３に戻るが、この際、振動方向が更に９０°回転されて元の振動方向に戻っているから、第三ＰＢＳ３３で９０°屈折されて透過することになる。
【００４５】
また、Ｒ成分（１１ＲＰ）は補正Ｒ成分（１１ＲＳａ）となり、第二ＰＢＳ３２に戻った後、振動方向が更に９０°回転されて元の振動方向に戻っているから、第二ＰＢＳ３２で９０°屈折されて透過することになる。
【００４６】
また、Ｂ成分（１１ＢＳ）は補正Ｂ成分（１１ＢＰａ）となり、第二ＰＢＳ３２に戻った後、振動方向が９０°回転されているから、第二ＰＢＳ３２を直進して透過する。
【００４７】
補正Ｒ成分（１１ＲＳａ）及び補正Ｂ成分（１１ＢＰａ）は、第二ＲＢフィルタ２２（１／２λ板）を透過せしめられる。この第二ＲＢフィルタ２２を透過することにより、補正Ｒ成分（１１ＲＳａ）は振動方向が更に９０°回転されて元の状態に対し振動方向が９０°回転された光（符号１１ＲＰａ）となり、補正Ｂ成分（１１ＢＰａ）は偏光されず振動方向が９０°回転された光のままに維持される。
【００４８】
また、この第二ＲＢフィルタ２２には、Ｒ成分とＢ成分との透過し易さを補正する為のフィルタ８が積層状態で設けられている。このフィルタ８も、補正の容易性から出射側に設けた方が良い。
【００４９】
補正Ｇ成分（１１ＧＳａ）は、Ｇ成分の振動方向は偏光せず、Ｒ成分及びＢ成分の振動方向は９０°回転するＧＦフィルタ２３（１／２λ板）を透過せしめられる。補正Ｇ成分（１１ＧＳａ）は、このＧＦフィルタ２３を単に透過する。
【００５０】
前記第二ＲＢフィルタ２２を透過した補正Ｒ成分（１１ＲＰａ）及び補正Ｂ成分（１１ＢＰａ）は、第四ＰＢＳ３４を透過せしめられる。ここで補正Ｒ成分（１１ＲＰａ）及び補正Ｂ成分（１１ＢＰａ）は共に振動方向が９０°回転された状態であるから、第四ＰＢＳ３４を直進して透過する。
【００５１】
また、前記ＧＦフィルタ２３を透過した補正Ｇ成分（１１ＧＳａ）も、第四ＰＢＳ３４を透過せしめられる。ここで補正Ｇ成分（１１ＧＳａ）は振動方向が元の振動方向に戻っている状態であるから、第四ＰＢＳ３４で９０°屈折され、これにより前記補正Ｒ成分（１１ＲＰａ）及び補正Ｂ成分（１１ＢＰａ）の進行方向と同方向とされる。即ち、入射光１０から分光されていたＲ成分，Ｇ成分及びＢ成分は、振動方向を適宜変更されながら夫々ごとに補正され、第四ＰＢＳ３４で集光され、補正映像光１２となる。
【００５２】
そして、この第四ＰＢＳ３４で形成された補正映像光１２は、振動方向を揃える為の第二ＧＭフィルタ２４（１／２λ板）を通過せしめることで、前記補正Ｇ成分の振動方向を９０°回転させた後、レンズ３５からスクリーン等の投影部に投射される。
【００５３】
反射型液晶プロジェクタ５は、上述のように映像光を構成するＲ成分，Ｇ成分及びＢ成分が夫々ごとに適正に補正される構成であるから、高輝度，高色調，高解像度の映像を鑑賞できることになる。
【００５４】
この反射型液晶プロジェクタ５において、前記フィルタ１は、第二ＧＭフィルタ２４とレンズ３５との間の位置に設けられる。フィルタ１には最終的に投影部に投影される光（補正映像光１２）を補正して高色調，高解像度を達成させるものであり、該位置が最終的な補正に最適な位置である。
【００５５】
また、この反射型液晶プロジェクタ５において、前記フィルタ１は、第二ＧＭフィルタ２４と一体として設ける構成、第二ＧＭフィルタ２４の代わりに該第二ＧＭフィルタ２４の位置に設ける構成としても良い。後者は、補正映像光１２の振動方向が揃っていなくても良い場合に採用可能である。
【００５６】
また、前記透過し易さを調整する為のフィルタ７・８についても本実施例と同様のものを採用すれば、より一層の高色調，高解像度を達成することができる。
【００５７】
本実施例は上述のように構成したから、色調も解像度も高い映像を鑑賞できる実用性に秀れた光学部材用のフィルタとなる。
【００５８】
また、反射型液晶プロジェクタ５と組み合わせることにより、輝度も色調も解像度も極めて高い映像を鑑賞できることになる。
【００５９】
以下、本実施例の効果を確認した実験例について詳述する。
【００６０】
各実験例で用いたフィルタ１は、いずれもフィルタ本体２の上下面に夫々貼着層４を介してガラス板３を積層せしめた構成である（図１参照）。フィルタ本体２の屈折率は１．５８５、貼着層４の屈折率は１．４６、ガラス板３の屈折率は１．５２である。
【００６１】
実験例１
従来のガラス板３は厚さ０．５ｍｍである。このガラス板３の支持作用を高める為、夫々の厚さを１．１ｍｍとしてみた。
【００６２】
得られたフィルタ１を用いた反射型液晶プロジェクタ５は、従来のものよりも高解像度のものとなったが、未だ不満であった。
【００６３】
実験例２
ガラス板３の支持作用を更に高める為、夫々の厚さを１．６ｍｍとしてみた。
【００６４】
得られたフィルタ１を用いた反射型液晶プロジェクタ５は、実験例１と同程度のものであり、ガラス板３の支持作用だけでは高解像度化に限界があることは判明した。
【００６５】
実験例３
ガラス板３の表面にうねりがあって該うねりが高解像度化を阻害しているのではないかと考え、実験例１のガラス板３の表面を物理的に研磨（光学研磨）してみた。
【００６６】
得られたフィルタ１を用いた反射型液晶プロジェクタ５は、実験例１より更に高解像度のものとなった。
【００６７】
唯、この実験例３は、ガラス板３の表面に反射防止コートを設けることが出来ないという問題点がある（予め反射防止コートを形成しておくと、研磨によって反射防止作用が劣化してしまう。また、研磨後に反射防止コートを形成すると、折角の研磨の効果が消されてしまう。）。このような問題点がない場合、実験例３は採用可能であると考えられた。
【００６８】
実験例４
フィルタ１のフィルタ作用そのものを発揮するフィルタ本体２のうねりを消失せしめることに着眼し、実験例１のフィルタ本体２として表面（上面及び裏面）を研磨（光学研磨）によって平坦化したものを採用してみた（本実施例相当）。
【００６９】
得られたフィルタ１を用いた反射型液晶プロジェクタ５は、実験例３より更に高解像度のものとなった。
【００７０】
また、この実験例４の構成によれば、ガラス板３の表面に反射防止コート等の適宜なコーティング層を設けることができ、非常に汎用性が高いと考えられた。
【００７１】
以上の実験結果により、本実施例のフィルタ１が光学部材用のフィルタとして非常に秀れたものであることが確認された。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施例のフィルタ１の構造を示す説明側断面図である。
【図２】本実施例の反射型液晶プロジェクタ５の構造を示す説明図である。
【符号の説明】
１ フィルタ
２ フィルタ本体
３ ガラス板
４ 貼着層
５ 反射型液晶プロジェクタ
１０ 入射光
１２ 補正映像光
Claims (6)
- 光学部材用のフィルタであって、該フィルタは、所定の光学特性を有するフィルタ本体とガラス板とが貼着層を介して積層された構成であり、前記フィルタ本体として表面に平坦化処理が施されたものが採用されていることを特徴とする光学部材用のフィルタ。
- 請求項１記載の光学部材用のフィルタにおいて、平坦化処理として研磨処理が採用されていることを特徴とする光学部材用のフィルタ。
- 請求項１，２いずれか１項に記載の光学部材用のフィルタにおいて、フィルタ本体として、所定の光学特性を有するフィルタ部の表面に該光学特性に影響を与えない保護膜が設けられ、この保護膜が研磨により平坦化されたものが採用されていることを特徴とする光学部材用のフィルタ。
- 請求項１〜３いずれか１項に記載の光学部材用のフィルタにおいて、該フィルタは、光が液晶板を透過することで所定の映像光となる液晶プロジェクタに用いられるものであることを特徴とする光学部材用のフィルタ。
- 請求項１〜３いずれか１項に記載の光学部材用のフィルタにおいて、該フィルタは、光が液晶板で反射されることで所定の映像光となる反射型液晶プロジェクタに用いられるものであることを特徴とする光学部材用のフィルタ。
- 請求項１〜３いずれか１項に記載の光学部材用のフィルタにおいて、該フィルタは、入射光がＲ，Ｇ，Ｂに分光され、この各分光は液晶板で反射された後夫々所定の光学的補正が加えられて補正分光とされ、この各補正分光が集光されて補正映像光となり、該補正映像光が発信される反射型液晶プロジェクタに用いられるものであることを特徴とする光学部材用のフィルタ。
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