JP6331366B2 - 投影光学系用プリズムおよびそれを用いた光学系 - Google Patents
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Description
条件(1):1.48<nS<1.56、1.36<nL<1.40、1.58<nM<1.66、1.95<nH<2.15、
ただし、nS:基板ガラスの屈折率、nL:設計主波長に対する低屈折材料の屈折率、
nM:設計主波長に対する中間屈折材料の屈折率、
nH:設計主波長に対する高屈折材料の屈折率、
条件(2):0.21λ0≦nM・d1≦0.34λ0、0.48λ0≦nH・d2≦0.55λ0、0.27λ0≦nM・d3≦0.37λ0、0.04λ0≦nH・d4≦0.12λ0、0.03λ0≦nL・d5≦0.07λ0、0.32λ0≦nH・d6≦0.44λ0、0.27λ0≦nL・d7≦0.30λ0
ただし、λ0は設計主波長550nm、d1〜d7は第1層から第7層の物理膜厚nmである。この構成によると、照明用光源が放射する所定波長範囲のレーザー光の不要な反射を低減可能な誘電体多層膜を形成することができる。
例えば、図1に示す第1実施形態の光学系は、レーザー光を放射する照明用光源1からの照明光Iを導く照明光学系ILと、投影光学系用プリズムPRと、ダイクロイックプリズムDPと、画像表示素子13と、画像表示素子13からの投影光Pを投射スクリーンに導く投影光学系PLを備える。
次に、図4と図5を用いて投影光学系用プリズムのみを用いた光学系を第2実施形態として説明する。この実施形態は、1個の画像表示素子13を用いて三色画像を表示する所謂単板式の光学系である。また、第1実施形態と同一構成部材については同一の符号を用いて説明する。
一例として3層の従来構成の誘電体多層膜から成る反射防止膜7Aについて図6A、図6Bを用いて説明する。図6Aには比較例となる従来の反射防止膜7Aの構成と特性を示し、図6Bには反射防止膜7Aの反射率を示す。
次に、図7A、図7Bを用いて本実施形態に係る反射防止膜7の実施例1について説明する。図7Aには実施例1に係る反射防止膜7の構成と特性を示し、図7Bには反射防止膜7の反射率を示す。
次に、図8A、図8Bを用いて本実施形態に係る反射防止膜7の実施例2について説明する。図8Aには実施例2に係る反射防止膜7の構成と特性を示し、図8Bには反射防止膜7の反射率を示す。
次に、図9A、図9Bを用いて本実施形態に係る反射防止膜7の実施例3について説明する。図9Aには実施例3に係る反射防止膜7の構成と特性を示し、図9Bには反射防止膜7の反射率を示す。
条件(1):1.48<nS<1.56、1.36<nL<1.40、1.58<nM<1.66、1.95<nH<2.15、
ただし、nS:基板ガラスの屈折率、nL:設計主波長に対する低屈折材料の屈折率、
nM:設計主波長に対する中間屈折材料の屈折率、
nH:設計主波長に対する高屈折材料の屈折率、である。
条件(1):1.48<nS<1.56、1.36<nL<1.40、1.58<nM<1.66、1.95<nH<2.15、
ただし、nS:基板ガラスの屈折率、nL:設計主波長に対する低屈折材料の屈折率、
nM:設計主波長に対する中間屈折材料の屈折率、
nH:設計主波長に対する高屈折材料の屈折率、
条件(2):0.21λ0≦nM・d1≦0.34λ0、0.48λ0≦nH・d2≦0.55λ0、0.27λ0≦nM・d3≦0.37λ0、0.04λ0≦nH・d4≦0.12λ0、0.03λ0≦nL・d5≦0.07λ0、0.32λ0≦nH・d6≦0.44λ0、0.27λ0≦nL・d7≦0.30λ0
ただし、λ0は設計主波長550nm、d1〜d7は第1層から第7層の物理膜厚nmである。この構成であれば、照明用光源1が放射する所定波長範囲のレーザー光の不要な反射を低減可能な誘電体多層膜を形成することができる。
2 レーザー光源
7、7a、7b 反射防止膜
IL 照明光学系
PL 投影光学系
PR 投影光学系用プリズム
PR1 第1プリズム
PR1a 面
PR2 第2プリズム
PR2a 面
DP ダイクロイックプリズム
I 照明光
P 投影光
Claims (7)
- 青色、緑色、赤色のレーザー光を発する照明用光源と、該照明用光源からの照明光を画像表示素子に導く照明光学系と、前記画像表示素子からの投影光を投射レンズを介してスクリーンに投影する投影光学系を備えるプロジェクタに装備され、照明光および投影光の一方の光束を全反射し他方の光束を透過する第1の面と、第1の面とエアギャップを介して対向し第1の面を透過する光束を透過する第2の面と、を有する投影光学系用プリズムであって、
前記第1の面は、透過する光束の入射角度のs偏光反射率とp偏光反射率の平均反射率が、青色域の第1波長範囲と、緑色域の第2波長範囲と、赤色域の第3波長範囲と、の3つの波長範囲で2%以下である反射防止膜を具備すると共に、
エアギャップを介して第2の面に入射する光束の入射角度を、前記投影光学系用プリズムの基板ガラスの屈折率に対応したブリュースタ角の角度にし、第1の面へ光束の入射角度は全反射角度よりも大きな角度であり且つ第2の面への入射角度がブリュースタ角になる角度にし、
前記反射防止膜は、高、中間、低の異なる三段階の屈折率層の誘電体多層膜から成り、基板側から順に、中間屈折材料から成る第1層と、高屈折率材料から成る第2層と、中間屈折材料から成る第3層と、高屈折率材料から成る第4層と、低屈折率材料から成る第5層と、高屈折率材料から成る第6層と、低屈折率材料から成る第7層を積層して成り、使用する波長領域の中心波長を設計主波長としたとき以下の条件(1)(2)を満足することを特徴とする投影光学系用プリズム。
条件(1):1.48<nS<1.56、1.36<nL<1.40、1.58<nM<1.66、1.95<nH<2.15、
ただし、nS:基板ガラスの屈折率、nL:設計主波長に対する低屈折材料の屈折率、
nM:設計主波長に対する中間屈折材料の屈折率、
nH:設計主波長に対する高屈折材料の屈折率、
条件(2):0.21λ0≦nM・d1≦0.34λ0、0.48λ0≦nH・d2≦0.55λ0、0.27λ0≦nM・d3≦0.37λ0、0.04λ0≦nH・d4≦0.12λ0、0.03λ0≦nL・d5≦0.07λ0、0.32λ0≦nH・d6≦0.44λ0、0.27λ0≦nL・d7≦0.30λ0
ただし、λ0は設計主波長550nm、d1〜d7は第1層から第7層の物理膜厚nmである。 - 前記第2の面にも前記反射防止膜を設けたことを特徴とする請求項1に記載の投影光学系用プリズム。
- 青色域の第1波長範囲が440〜470nm、緑色域の第2波長範囲が520〜550nm、赤色域の第3波長範囲が630〜660nmであることを特徴とする請求項1または2に記載の投影光学系用プリズム。
- 中間屈折材料はAl2O3であり、低屈折材料はMgF2であり、高屈折材料はTiO2とLa2O3の混合物であることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の投影光学系用プリズム。
- 中間屈折材料はAl2O3であり、低屈折材料はMgF2であり、高屈折材料はTiZrO4であることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の投影光学系用プリズム。
- 前記投影光学系用プリズムの基板ガラスの屈折率が1.52のときに、第2の面を透過する光束の入射角度が56°であ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投影光学系用プリズム。
- 請求項1から6のいずれかに記載の投影光学系用プリズムを用いたことを特徴とする光学系。
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