JPH06308307A - 反射鏡 - Google Patents

反射鏡

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JPH06308307A
JPH06308307A JP5119296A JP11929693A JPH06308307A JP H06308307 A JPH06308307 A JP H06308307A JP 5119296 A JP5119296 A JP 5119296A JP 11929693 A JP11929693 A JP 11929693A JP H06308307 A JPH06308307 A JP H06308307A
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JP
Japan
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reflecting mirror
wavelength
spectral transmittance
light
screen
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Pending
Application number
JP5119296A
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English (en)
Inventor
Mitsuo Narita
光男 成田
Yoshio Okazaki
佳生 岡崎
Toshiya Ukai
俊哉 鵜飼
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Ushio Denki KK
Ushio Inc
Original Assignee
Ushio Denki KK
Ushio Inc
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00Optical elements other than lenses
    • G02B5/08Mirrors
    • G02B5/0816Multilayer mirrors, i.e. having two or more reflecting layers
    • G02B5/0825Multilayer mirrors, i.e. having two or more reflecting layers the reflecting layers comprising dielectric materials only
    • G02B5/0833Multilayer mirrors, i.e. having two or more reflecting layers the reflecting layers comprising dielectric materials only comprising inorganic materials only
    • GPHYSICS
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    • G02B5/00Optical elements other than lenses
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    • G02B5/10Mirrors with curved faces
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
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    • G02B5/00Optical elements other than lenses
    • G02B5/20Filters
    • G02B5/26Reflecting filters

Abstract

(57)【要約】 【目的】液晶ビデオプロジェクターの光源部に使用した
場合に、スクリーンの周辺部に色ムラが生じることがな
くて良好な投射映像を得ることができる反射鏡を提供す
る。 【構成】表面に誘電体多層膜を蒸着して可視光のみが反
射するようにした反射鏡において、短波長側の分光透過
率(垂直入射時)が20%になる波長をλ1 、長波長側
の分光透過率(垂直入射時)が50%になる波長をλ2
とするとき、λ1を440nm以下、かつλ2 を820nm
以上とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、液晶ビデオプロジェク
ターの光源部に使用する反射鏡に関するものである。
【0002】
【従来の技術】液晶ビデオプロジェクターの光源部に使
用する反射鏡は、例えばショートアークのメタルハライ
ドランプの光源ランプで発生した点状の光源を効率良く
反射させ、平行光線にして液晶パネルに導く。カラープ
ロジェクターの場合は、反射鏡で反射した光線をダイク
ロイックミラーにて赤、青、緑に分光し、それぞれの平
行光線を液晶パネルに導く。そして、液晶パネルで形成
された映像を投写レンズに導き、その透過光をスクリー
ンに投影する。
【0003】かかる反射鏡は透光性耐熱ガラスで成形さ
れるが、平行光線を得るために、内面形状を基本的には
放物面形状とし、その焦点位置に点状の光源を配置して
いる。そして、放物面の表面に誘電体多層膜を蒸着して
可視光のみが反射して液晶パネルの方向に投射される
が、赤外線や紫外線は反射鏡で反射せずに透過し、液晶
パネルの方向には投射しないように設計されている。
【0004】図1は、放物面の表面にTiO2−SiO2
の多層膜を蒸着した反射鏡に光線が垂直に入射したとき
の分光透過特性図の一例を示すが、波長が450〜70
0nmの領域の光はほとんど反射し、つまり透過率は0%
に近く、これ以外の領域の光は反射せずに良く透過する
特性を有する。そして、短波長側の分光透過率が20%
になる波長をλ1 、長波長側の分光透過率が50%にな
る波長をλ2 とするとき、λ1 が約420nm、λ2 が約
760nmである。また、反射波長幅を(λ2 −λ1 )と
定義すると、この反射鏡の反射波長幅は約340nmであ
る。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで、かかる液晶
ビデオプロジェクターは、良好な投射映像を得るために
は、スクリーン面上が均一に照射されて色ムラが生じな
いことが必要であるが、実際には、スクリーン周辺の対
角線上に青色の濃い部分ができ、図5で便宜上点々で示
すように、色ムラが生じることがある。この色ムラの原
因としてはいろいろの要因が考えられるが、光源ランプ
の光が反射鏡に入射する角度が大きく影響していると考
えられる。つまり、入射角度が小さくて反射鏡の中央部
で反射した光線はスクリーンの中央部に照射され、入射
角度が大きくて反射鏡の周辺部で反射した光線がスクリ
ーンの周辺部に照射されるが、反射鏡により反射した光
線は、反射鏡への入射角およびP偏光とS偏光により反
射特性が異なることが大きく影響している。
【0006】図1は、前記のとおり、反射鏡に光線が垂
直に入射したとき(入射角度が0゜)の分光透過特性図
であるが、同一の反射鏡に、入射角度が25゜および5
0゜で入射したときの分光透過特性図を図2、図3にそ
れぞれ示す。これから分かるように、入射角度が0゜の
場合は、P偏光とS偏光は反射特性に差はないが、入射
角度が大きくなるほどP偏光とS偏光の反射特性の差が
大きくなり、しかも反射波長幅が短波長側に移動する。
従って、スクリーンの周辺部は、中央部に比べて反射波
長幅が短波長側に移動し、P偏光とS偏光の反射特性の
差が大きな反射鏡の部分で反射した光線で照射される。
【0007】一方、液晶パネルは、液晶セルを偏光板で
上下から挾み込んだ構造となっているが、液晶パネルの
中央部を透過する光線は、前記のとおり、P偏光とS偏
光の反射特性の差が小さいため、P偏光、S偏光による
色の差が小さく、従って、色スクリーンの中央部にはム
ラが生じないが、液晶パネルの周辺部を透過する光線
は、P偏光とS偏光による色の差が大きく、スクリーン
の周辺部に色ムラが生じやすくなる。
【0008】そこで本発明は、液晶ビデオプロジェクタ
ーの光源部に使用した場合に、スクリーンの周辺部に色
ムラが生じることがなくて良好な投射映像を得ることが
できる反射鏡を提供することを目的とするものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、多層膜の
蒸着条件(膜層数、膜厚、屈折率)を種々変化させてス
クリーンの色ムラ実験を鋭意実施した結果、表面に誘電
体多層膜を蒸着して可視光のみが反射するようにした反
射鏡において、この反射鏡の光学特性を、短波長側の分
光透過率(垂直入射時)が20%になる波長をλ1 、長
波長側の分光透過率(垂直入射時)が50%になる波長
をλ2 とするとき、λ1 を440nm以下、かつλ2 を8
20nm以上とすることにより、つまり、反射波長幅を
(λ2 −λ1 )と定義するとき、λ1 を440nm以下、
反射波長幅を380nm以上とすることにより前記の目的
を達成できることを見出して本発明を完成した。
【0010】このように本発明は反射波長幅を広くする
が、反射波長幅を広くするためには、多層膜の膜層数ま
たは膜厚を増加する必要があり、一般的に云って、多層
膜の膜層数や膜厚を増加すると、多層膜の耐熱性が低下
し、実用上好ましくない。しかし、本発明者らは、種々
検討した結果、光源ランプにランプ電力が250Wのシ
ョートアークメタルハライドランプを使用した場合、反
射波長幅が550nm以下であれば、耐熱性は十分であり
実用上問題のないことを確認した。云うまでもなく、光
源ランプのランプ電力がこれよりも小さい場合は、反射
波長幅が550nm以上であっても問題はない。
【0011】
【実施例】以下に反射鏡の蒸着条件を変化させたときに
色ムラがどのように変化するかを調べた結果を説明す
る。使用した光学系を図4に示す。光源ランプ1は、ラ
ンプ電力が250Wのショートアークメタルハライドラ
ンプであって、電極間距離が5mmであり、バルブ内にD
y−Nd−Csの沃化物と水銀およびアルゴンガスが封
入されている。そして、ランプ点灯装置8により点灯さ
れる。なお、光源ランプ1はショートアークのキセノン
ランプやハロゲンランプなどであってもよい。光源ラン
プ1の点状光源が反射鏡2の焦点位置に配置されるが、
反射鏡2の中央部からは入射角の小さな光線が、反射鏡
2の周辺部からは入射角の大きな光線が平行光線となっ
て照射される。この平行光線がコンデンサーレンズ3、
対角線距離が約80mmの絞り4および偏光板5を透過し
て投写レンズ6に入射し、投写レンズ6からの出射光が
大きさが810×610mmのスクリーン7に投影される
ようにした。
【0012】ここで、反射鏡2は、硼珪酸ガラスなどの
透光性耐熱ガラスからなる最大外径が120mmφの回転
放物体であり、放物面のF値は15である。そして、放
物面の表面に誘電体多層膜が蒸着されているが、本実施
例では、低屈折率物質としてSiO2 を、高屈折率物質
としてTiO2 を使用し、電子ビーム型の真空蒸着法に
より、膜層数が46層になるように蒸着した。
【0013】かかる本実施例の反射鏡の分光透過率特性
を図7に示すが、短波長側の分光透過率(垂直入射時)
が20%になる波長λ1 が430nm、長波長側の分光透
過率(垂直入射時)が50%になる波長λ2 が830nm
であり、反射波長幅が400nmである。なお、比較例1
として、λ1 が430nm、λ2 が750nm、つまり、λ
2 の波長が本発明で規定する波長域の範囲外であって反
射波長幅が320nmの反射鏡を、比較例2として、λ1
が500nm、λ2 が830nm、つまりλ1 の波長が本発
明で規定する波長域の範囲外であって反射波長幅が33
0nmの反射鏡を用意し、本実施例の反射鏡とともに色ム
ラのテストを行った。
【0014】色ムラの測定点は、図5に示すように、ス
クリーンの上端の両方の隅部からそれぞれ20mm内側の
2点であり、色ムラを定量的に表すために二つの測定点
のXY色度を測定した。その結果を図6に示すが、実施
例の二つの測定点のXY色度座標は接近し、比較例はい
ずれも二つの測定点のXY色度座標が実施例よりも大き
く離間している。
【0015】色ムラの定量値は、二つの測定点のXY色
度座標(x1,y1)、(x2,y2)間の距離で表すこと
ができるが、次の式で表わされる距離(CD)が短い方
が色ムラが少ない。 CD=√((x2−x1
2+(y2−y12) そして、実施例、比較例1および比較例2のCDの計算
値およびスクリーンの目視観察の結果を表1に示す。な
お、表1の目視観察欄の○印は「スクリーンに色ムラが
認められない」、×印は「スクリーンの周辺四隅に明ら
かに色ムラが認められる」である。
【0016】
【表1】
【0017】これから分かるように、λ1 が440nm以
下、λ2 が820nm以上であり、反射波長幅(λ2
λ1)が大きい実施例は、CD値が大きくて色ムラが少
ないことが定量的に示され、かつ目視観察によっても色
ムラが発生しないことを確認した。これに対して、λ1
もしくはλ2 が本発明が規定する波長域外であり、反射
波長幅が小さい比較例は、いずれもCD値が大きくて色
ムラが大きく、かつ目視観察によっても色ムラの発生が
認められた。
【0018】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の反射鏡
は、短波長側の分光透過率(垂直入射時)が20%にな
る波長をλ1 、長波長側の分光透過率(垂直入射時)が
50%になる波長をλ2 とするとき、λ1 を440nm以
下、かつλ2 を820nm以上とするので、液晶ビデオプ
ロジェクターの光源部に使用した場合に、スクリーンの
周辺部に色ムラが生じることがなくて良好な投射映像を
得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】分光透過率特性の説明図である。
【図2】分光透過率特性の説明図である。
【図3】分光透過率特性の説明図である。
【図4】光学系の説明図である。
【図5】スクリーン上の色ムラとxy色度の測定点の説
明図である。
【図6】xy色度の測定結果の説明図である。
【図7】本発明の反射鏡の分光透過率特性の説明図であ
る。
【符号の説明】
1 光源ランプ 2 反射鏡 3 コリメタリーレンズ 4 絞り 5 偏光板 6 投写レンズ 7 スクリーン

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 表面に誘電体多層膜を蒸着して可視光の
    みが反射するようにした反射鏡において、 短波長側の分光透過率(垂直入射時)が20%になる波
    長をλ1 、長波長側の分光透過率(垂直入射時)が50
    %になる波長をλ2 とするとき、λ1 が440nm以下、
    λ2 が820nm以上であることを特徴とする反射鏡。
JP5119296A 1993-04-23 1993-04-23 反射鏡 Pending JPH06308307A (ja)

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JP5119296A JPH06308307A (ja) 1993-04-23 1993-04-23 反射鏡
DE4414108A DE4414108A1 (de) 1993-04-23 1994-04-22 Reflektor
US08/233,282 US5523862A (en) 1993-04-23 1994-04-25 Parabolic dielectric multilayer reflector

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