(57)【要約】【課題】使用の目的に応じて所定の波長の光を選択的に反射でき、かつ、青色光および赤色光を高い透過率で透過させることができる光学多層膜、光学素子、反射ミラーおよびプロジェクタを提供すること。【解決手段】光学多層膜１は、一対の整合層１１と、一対の整合層１１間に配置される繰り返し層１２とを備える、繰り返し層１２では、高屈折率層Ｈの光学膜厚と、低屈折率層Ｌの光学膜厚とが異なっており、繰り返し層１２における、高屈折率層Ｈの光学膜厚と、低屈折率層Ｌの光学膜厚との関係は、３．０≦（繰り返し層１２内における高屈折率層Ｈの光学膜厚の総和）／（繰り返し層１２内における低屈折率層Ｌの光学膜厚の総和）≦６．０となっている。繰り返し層１２では、高屈折率層Ｈの光学膜厚は、繰り返し層１２の厚み幅の中心に向かって薄くなり、低屈折率層Ｌの光学膜厚は、繰り返し層１２の厚み幅の中心に向かって厚くなっている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
屈折率の異なる高屈折率層と低屈折率層とが交互に積層された光学多層膜において、
前記光学多層膜は、互いに光学膜厚が異なる高屈折率層と低屈折率層とが交互に積層された繰り返し層と、
前記繰り返し層の光束入射側又は光束射出側の少なくとも何れか一方に、赤色光及び青色光の透過光束の透過損失のうねりを防止するために配置され、高屈折率層と低屈折率層とがそれぞれ一層以上で交互に積層された整合層とを有し、
前記繰り返し層が、３．０≦（前記繰り返し層内における高屈折率層の光学膜厚の総和）／（前記繰り返し層内における低屈折率層の光学膜厚の総和）≦３０であることを特徴とする光学多層膜。
【請求項２】
請求項１に記載の光学多層膜において、
前記繰り返し層では、前記繰り返し層の厚み幅の中心に向かって高屈折率層の光学膜厚が薄くなり、低屈折率層の光学膜厚が厚くなることを特徴とする光学多層膜。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の光学多層膜において、
前記繰り返し層が、３．０≦（前記繰り返し層内における高屈折率層の光学膜厚の総和）／（前記繰り返し層内における低屈折率層の光学膜厚の総和）≦６．０であることを特徴とする光学多層膜。
【請求項４】
請求項１から３の何れかに記載の光学多層膜において、
前記繰り返し層における高屈折率層及び低屈折率層の数がそれぞれ８以上であることを特徴とする光学多層膜。
【請求項５】
請求項１から４の何れかに記載の光学多層膜において、
前記繰り返し層及び前記整合層を形成する前記高屈折率層は、Ｔａ２Ｏ５を含有し、前記低屈折率層は、ＳｉＯ２を含有することを特徴とする光学多層膜。
【請求項６】
請求項１又は２に記載の光学多層膜において、
前記繰り返し層が、１０≦（前記繰り返し層内における高屈折率層の光学膜厚の総和）／（前記繰り返し層内における低屈折率層の光学膜厚の総和）≦３０であることを特徴とする光学多層膜。
【請求項７】
請求項６に記載の光学多層膜において、
前記繰り返し層における高屈折率層及び低屈折率層の数がそれぞれ１５以上であることを特徴とする光学多層膜。
【請求項８】
請求項６又は７に記載の光学多層膜において、
前記繰り返し層において、１／４λ（λ＝４３０ｎｍ）を１と定義して、互いに隣接する高屈折率層の光学膜厚と、低屈折率層の光学膜厚との合計が約４．０に設定されることを特徴とする光学多層膜。
【請求項９】
請求項６から８の何れかに記載の光学多層膜において、
前記繰り返し層の光束入射側又は光束射出側の少なくとも何れか一方に、透過する光束における青色光及び緑色光の透過光量を低減するために配置され、高屈折率層と低屈折率層とがそれぞれ一層以上で交互に積層された減光層を有することを特徴とする光学多層膜。
【請求項１０】
請求項６から９の何れかに記載の光学多層膜において、
前記高屈折率層はＮｂ２Ｏ５を含有し、前記低屈折率層はＳｉＯ２を含有することを特徴とする光学多層膜。
【請求項１１】
請求項１から５の何れかに記載の光学多層膜を備えたことを特徴とする光学素子。
【請求項１２】
入射される赤色光、青色光、緑色光の各色光を合成して一定方向に射出する色合成光学素子において、
前記色合成光学素子は、それぞれが略直交する２側面を有する４つの三角柱プリズムを備え、この各三角柱プリズムの前記２側面を互いに貼り合わせることで形成されるプリズム集合体と、
前記プリズム集合体の相互に隣接する前記三角柱プリズム間に形成され、交差する一対の光学多層膜とを有し、
前記一対の光学多層膜のうち、一方の光学多層膜が、緑色光を反射し、かつ赤色光及び青色光を透過する請求項１〜５の何れかに記載の前記光学多層膜であり、
他方の光学多層膜が、赤色光又は青色光の何れか一方を反射し、かつ赤色光又は青色光の何れか他方、及び緑色光を透過する他の光学多層膜であることを特徴とする光学素子。
【請求項１３】
光源から射出された光束を色光毎に画像情報に応じて変調する複数の光変調装置と、
各光変調装置で変調された光束を合成する色合成光学素子と、
この色合成光学素子によって合成された色光を拡大投射して投射画像を形成する投射光学装置とを備えたプロジェクタであって、
前記色合成光学素子は、請求項１２に記載の色合成光学素子であることを特徴とするプロジェクタ。
【請求項１４】
平板状の透明基板と、
この透明基板上に設けられ、入射される光束より、黄色光を反射し、かつ、青色光、緑色光及び赤色光を透過する請求項６〜１０の何れかに記載の前記光学多層膜と、を備えたことを特徴とする反射ミラー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学多層膜、光学素子、反射ミラーおよびプロジェクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、特定の波長の光を選択的に反射する光学多層膜は、様々な光学機器に搭載されている。例えば、このような光学多層膜は、プロジェクタの色合成光学素子（クロスダイクロイックプリズム）や反射ミラー（ノッチフィルタ）などに使用されている。
より詳細に説明すると、図３６に示すように、プロジェクタ４’は、光源装置４１１を含む照明光学装置４１と、光源装置４１１から射出された光束を３色の色光に分離する色分離光学装置４２’と、色光毎に画像情報に応じて変調する光変調装置（液晶パネル４４１）と、光変調装置で変調された光を合成して光学像を形成する色合成光学素子（クロスダイクロイックプリズム４４４’）と、光学像を拡大投射する投射光学装置（投射レンズ４５）とを備えている。
【０００３】
照明光学装置４１は、光束分割光学素子（第１レンズアレイ４１２）および集光素子（第２レンズアレイ４１３及び重畳レンズ４１５）を備えており、光源装置４１１から射出された光束を光束分割光学素子で複数の部分光束に分割し、集光素子により各部分光束を光変調装置（液晶パネル４４１）の画像形成領域に重畳させる。
なお、符号４１４は、第２レンズアレイ４１３と重畳レンズ４１５との間に配置され、第２レンズアレイ４１３からの光を略１種類の偏光光に変換する偏光変換素子である。
【０００４】
色分離光学装置４２’は、赤色光、緑色光を透過し、青色光を反射するダイクロイックミラー４２１’、赤色光を透過し、緑色光を反射するダイクロイックミラー４２２’を備え、照明光学装置４１から射出された光束を赤色光、緑色光、青色光に分離する。
分離された各色光は、フィールドレンズ４１８、入射側偏光板４４２を介して、各色光に応じて設置された液晶パネル４４１（４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂ）に入射される。
なお、赤色光は、入射側レンズ４３１と、リレーレンズ４３３と、反射ミラー４３２、４３４とを備えたリレー光学系４３により、赤色光用の液晶パネル４４１（４４１Ｒ）まで導かれる。
【０００５】
液晶パネル４４１では、画像情報に応じた光変調が行なわれ、光変調が行なわれた光束は、射出側偏光板４４３を介して、クロスダイクロイックプリズム４４４’に入射する。
クロスダイクロイックプリズム４４４’では、赤色光を反射するとともに、青色光及び緑色光を透過する光学多層膜と、青色光を反射するとともに、赤色光及び緑色光を透過する光学多層膜とが、４つの三角柱プリズムの界面に沿って略Ｘ字状に設けられており、これらの光学多層膜により３つの色光が合成される。
このようなクロスダイクロイックプリズム４４４’から射出されたカラー画像は、投射レンズ４５によって拡大投射され、図示を略したスクリーン上で大画面画像を形成することとなる。
【０００６】
ここで、従来のプロジェクタ４’では、赤色光（波長領域：約６４０〜８１０ｎｍ）の光路にリレー光学系４３を設置しているため、光源装置４１１から液晶パネル４４１Ｒまでの光路が他の色光に比べて長くなる。そのため、赤色光（波長領域：約６４０〜８１０ｎｍ）の光量損失が多くなってしまい、他の色光とのバランスが悪くなってしまうという問題がある。
そこで、最も光量の多い緑色光（波長領域：約５００〜５６０ｎｍ）をリレー光学系４３に導入し、他の色光とのバランスを調整する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００７】
ここにおいて、最も光量の多い緑色光（波長領域：約５００〜５６０ｎｍ）をリレー光学系に導入した場合には、緑色光を選択的に反射し、青色光（波長領域：約４３０〜５００ｎｍ）及び赤色光（波長領域：約６４０〜８１０ｎｍ）を透過する光学多層膜を色合成光学素子に使用する必要がある。
しかしながら、緑色光の透過率が低く、青色光及び赤色光の透過率の高い光学多層膜の開発は進んでおらず、このような光学特性を有する光学多層膜の開発が強く望まれている。
【０００８】
一方で、光源装置４１１から射出された光束には、赤色光と緑色光との略中間波長である５６０〜６００ｎｍに、黄色光が含まれている。このような黄色光が赤色光と共に赤色光用の液晶パネル４４１（４４１Ｒ）に入射してスクリーンに投影されると、本来赤色であるべき投影像がオレンジ色になってしまい、また、当該黄色光が緑色光と共に緑色光用の液晶パネル４４１（４４１Ｇ）に入射してスクリーンに投影されると、本来緑色であるべき投影像が黄緑色になってしまう場合がある。これにより、プロジェクタ４’で投影する投影像の色再現性とコントラストが低下してしまうおそれがある。
【０００９】
このような問題を解決するため、例えば、光源装置４１１および第１レンズアレイ４１２間の光路上に、光源装置４１１から射出された光束より波長約５８０ｎｍ付近の黄色光を除去する反射ミラー４１９’（ノッチフィルタ）を設ける構成が知られている（例えば、特許文献２参照）。しかしながら、この特許文献２には、ノッチフィルタの具体的な構成が開示されておらず、現実には、コントラストの低下を防止できないおそれがある。
このため、波長領域約５６０〜５９０ｎｍの狭帯域の黄色光を確実に反射して、かつ、青色光、緑色光および赤色光を確実に透過させる光学多層膜を備えた反射ミラーが求められている。
【００１０】
【特許文献１】特許第３２５４６８０公報（第５頁、図１）
【特許文献２】特開平１１−２４９０９８号公報（第４頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
このように、プロジェクタでは、色合成光学素子（クロスダイクロイックプリズム４４４’）にて、緑色光を反射でき、かつ、青色光および赤色光を透過させることができる光学多層膜が求められ、反射ミラー４１９’（ノッチフィルタ）にて、黄色光を反射でき、かつ、青色光、緑色光および赤色光を透過させることができる光学多層膜が求められている。つまり、使用の目的に応じて、緑色光や黄色光を選択的に反射でき、かつ、青色光および赤色光は高い透過率で透過させることができる光学多層膜が求められている。
【００１２】
本発明の目的は、上述した問題に鑑みて、使用の目的に応じて所定の波長の光を選択的に反射でき、かつ、青色光および赤色光を高い透過率で透過させることができる光学多層膜、光学素子、反射ミラーおよびプロジェクタを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の光学多層膜は、屈折率の異なる高屈折率層と低屈折率層とが交互に積層された光学多層膜において、前記光学多層膜は、互いに光学膜厚が異なる高屈折率層と低屈折率層とが交互に積層された繰り返し層と、前記繰り返し層の光束入射側又は光束射出側の少なくとも何れか一方に、赤色光及び青色光の透過光束の透過損失のうねりを防止するために配置され、高屈折率層と低屈折率層とがそれぞれ一層以上で交互に積層された整合層とを有し、前記繰り返し層が、３．０≦（前記繰り返し層内における高屈折率層の光学膜厚の総和）／（前記繰り返し層内における低屈折率層の光学膜厚の総和）≦３０であることを特徴とする。
【００１４】
このような本発明によれば、繰り返し層にて高屈折率層と低屈折率層とを交互に配置し、さらに、繰り返し層における高屈折率層および低屈折率層のそれぞれの光学膜厚の比率を３．０以上３０以下とすることにより、光学多層膜が反射する光の波長領域を約５００ｎｍ以上６００ｎｍ以下の範囲内に設定することができる。すなわち、例えば、当該膜厚の比率を３．０以上６．０以下に設定すれば、広帯域の緑色光（波長領域：約５００〜６００ｎｍ）の透過率を略０％にでき、また、当該膜厚の比率を１０以上３０以下に設定すれば、狭帯域の黄色光（波長領域：約５６０〜６００ｎｍ）の透過率を略０％にできる。また、光学多層膜は、当該膜厚の比率が３．０以上３０以下であれば、いずれの比率においても、青色光（波長領域：約４３０〜５００ｎｍ）および赤色光（波長領域：約６４０〜８１０ｎｍ）を略１００％の透過率で透過させることができる。
したがって、光学多層膜は、当該膜厚の比率を調整することにより、緑色光あるいは黄色光を選択的に反射し、かつ、青色光および赤色光は確実に透過させるようになるので、例えばプロジェクタのクロスダイクロイックプリズムや反射ミラーに適用するなど、使用の目的に応じた光学多層膜が得られる。また、光学多層膜における当該比率を調整するだけで、光学多層膜における反射領域を任意に変更できるので、同一の光学多層膜製造装置にて様々な用途に応じた製品を製造できる。
【００１５】
なお、（繰り返し層内における高屈折率層の光学膜厚の総和）／（繰り返し層内における低屈折率層の光学膜厚の総和）を３．０未満とした場合には、反射する光の波長領域が広くなり、赤色光の透過率が低下する可能性がある。一方、（繰り返し層内における高屈折率層の光学膜厚の総和）／（繰り返し層内における低屈折率層の光学膜厚の総和）を３０を超えるものとした場合には、反射率が低下してしまい、かつ、赤色光及び青色光の透過損失のうねり（リップル）が大きくなってしまう可能性がある。
また、本発明の光学多層膜は、光束入射側及び光束射出側の少なくとも何れか一方に整合層を備えているので、赤色光及び青色光の透過損失のうねり（リップル）を低減させることができる。
【００１６】
本発明では、前記繰り返し層では、前記繰り返し層の厚み幅の中心に向かって高屈折率層の光学膜厚が薄くなり、低屈折率層の光学膜厚が厚くなることが好ましい。
このように、３．０≦（繰り返し層内における高屈折率層の光学膜厚の総和）／（繰り返し層内における低屈折率層の光学膜厚の総和）≦３０を維持しながら、繰り返し層の厚み幅の中心（繰り返し層における光束入射側と光束射出側からの中間地点）に向かって高屈折率層の光学膜厚を薄くするとともに、低屈折率層の光学膜厚を厚くすることで、赤色光及び青色光のリップル（透過率の変動）を防止することができ、赤色光及び青色光の透過率を確実に高くすることができる。
赤色光及び青色光のリップル（透過率の変動）を確実に防止するために、整合層の高屈折率層及び低屈折率層の数を増やす方法もあるが、この場合には、整合層を構成する膜の数が多くなり、光学多層膜の製造効率が低下する可能性がある。
本発明では、繰り返し層における高屈折率層の光学膜厚と、低屈折率層の光学膜厚を調整することで、赤色光及び青色光のリップル（透過率の変動）を防止することができるので、整合層の膜の数を増加させる必要がなく、光学多層膜の製造効率の低下を防止することができる。
【００１７】
本発明では、前記繰り返し層が、３．０≦（前記繰り返し層内における高屈折率層の光学膜厚の総和）／（前記繰り返し層内における低屈折率層の光学膜厚の総和）≦６．０であることが好ましい。
このように、（繰り返し層内における高屈折率層の光学膜厚の総和）／（繰り返し層内における低屈折率層の光学膜厚の総和）を３．０以上６．０以下とすることで、光学多層膜が反射する光の波長領域を５００ｎｍ以上６００ｎｍ以下とすることができ、広帯域の緑色光を確実に反射することができる。また、（繰り返し層内における高屈折率層の光学膜厚の総和）／（繰り返し層内における低屈折率層の光学膜厚の総和）を３．０以上６．０以下とすることで、青色光（波長領域：約４３０〜５００ｎｍ）及び赤色光（波長領域：約６４０〜８１０ｎｍ）を高い透過率で透過させることができる光学多層膜とすることができる。
なお、（繰り返し層内における高屈折率層の光学膜厚の総和）／（繰り返し層内における低屈折率層の光学膜厚の総和）を３．０未満とした場合には、反射する光の波長領域が広くなり、赤色光の透過率が低下する可能性がある。また、（繰り返し層内における高屈折率層の光学膜厚の総和）／（繰り返し層内における低屈折率層の光学膜厚の総和）を６．０を超えるものとした場合には、反射する光の波長領域が狭くなるため、緑色光を確実に反射することが困難となる。
したがって、例えば、このような本発明の光学多層膜をプロジェクタの色合成光学素子に使用した場合、最も光量の多い緑色光（波長領域：約５００〜５６０ｎｍ）を選択的に反射でき、かつ、青色光（波長領域：約４３０〜５００ｎｍ）や光量損失の大きな赤色光（波長領域：約６４０〜８１０ｎｍ）を高効率で透過させることができる。
【００１８】
また、本発明では、前記繰り返し層における高屈折率層及び低屈折率層の数がそれぞれ８以上であることが好ましい。
繰り返し層を構成する膜の数をそれぞれ８未満とした場合には、緑色光の透過率が上がってしまい、緑色光を確実に反射することができない可能性がある。
これに対し、本発明では、繰り返し層を構成する高屈折率層、低屈折率層の数をそれぞれ８以上としているため、このような問題が生じない。
【００１９】
さらに、本発明では、前記繰り返し層及び前記整合層を形成する前記高屈折率層は、Ｔａ２Ｏ５を含有し、前記低屈折率層は、ＳｉＯ２を含有することを特徴とすることが好ましい。
高屈折率層にＴａ２Ｏ５を使用することで、青色光が高屈折率層に吸収されてしまうのを抑えることができる。
また、低屈折率層にＳｉＯ２を使用することで、低屈折率層のコストの低減を図ることができる。
【００２０】
一方、本発明では、前記繰り返し層が、１０≦（前記繰り返し層内における高屈折率層の光学膜厚の総和）／（前記繰り返し層内における低屈折率層の光学膜厚の総和）≦３０であることが好ましい。
このような本発明によれば、（繰り返し層内における高屈折率層の光学膜厚の総和）／（繰り返し層内における低屈折率層の光学膜厚の総和）を１０以上３０以下とすることで、光学多層膜が反射する光の波長領域を約５６０ｎｍ以上６００ｎｍ以下とすることができ、狭帯域の黄色光を確実に反射することができる。また、（繰り返し層内における高屈折率層の光学膜厚の総和）／（繰り返し層内における低屈折率層の光学膜厚の総和）を１０以上３０以下とすることで、青色光（波長領域：約４３０〜５００ｎｍ）、緑色光（波長領域：約５００〜５６０ｎｍ）及び赤色光（波長領域：約６４０〜８１０ｎｍ）を高い透過率で透過させることができる光学多層膜とすることができる。
なお、（繰り返し層内における高屈折率層の光学膜厚の総和）／（繰り返し層内における低屈折率層の光学膜厚の総和）を１０未満とした場合には、反射領域が緑色光（波長領域：約５００〜５６０ｎｍ）側にまで広がってしまい、逆に緑色光を必要量確保できなくなる可能性がある。一方、（繰り返し層内における高屈折率層の光学膜厚の総和）／（繰り返し層内における低屈折率層の光学膜厚の総和）を３０を超えるものとした場合には、特定の波長の光における透過率が向上してしまって良好に反射することができず、また、赤色光及び青色光の透過損失のうねり（リップル）が大きくなってしまう可能性がある。
したがって、例えば、このような本発明の光学多層膜をプロジェクタの反射ミラーに使用した場合、狭帯域の黄色光（波長領域：約５６０〜６００ｎｍ）を確実に反射でき、かつ、青色光（波長領域：約４３０〜５００ｎｍ）、緑色光（波長領域：約５００〜５６０ｎｍ）および赤色光（波長領域：約６４０〜８１０ｎｍ）を高効率で透過させることができるので、緑色光および赤色光に黄色光が混入することを防止でき、色再現性と画像コントラストを高めることができる。
【００２１】
また、このような本発明では、前記繰り返し層における高屈折率層及び低屈折率層の数がそれぞれ１５以上であることが好ましい。
繰り返し層を構成する膜の数をそれぞれ１５未満とした場合には、黄色光の透過率が上がってしまい、黄色光を確実に反射することができない可能性がある。
これに対し、本発明では、繰り返し層を構成する高屈折率層、低屈折率層の数をそれぞれ１５以上としているため、このような問題が生じない。
【００２２】
そして、本発明では、前記繰り返し層において、１／４λ（λ＝４３０ｎｍ）を１と定義して、互いに隣接する高屈折率層の光学膜厚と、低屈折率層の光学膜厚との合計が約４．０に設定されることが好ましい。
このような本発明によれば、繰り返し層の各層数を必要最小限度に留めることができ、かつ、青色光（波長領域：約４３０〜５００ｎｍ）の透過が阻害されることを防ぐことができる。
ここで、当該膜厚の合計が２．０（０．５λ）、４．０（１λ）、６．０（１．５λ）．．．．であると、λでの反射率を高くできる。このうち、当該膜厚の合計が２．０（０．５λ）であると、（高屈折率層Ｈの光学膜厚の総和）／（低屈折率層Ｌの光学膜厚の総和）の比率をより大きくする必要があり、１回の繰り返し層による反射率の増加が少なくなるため、繰り返し層の各層数を約２倍と大幅に増やさないと反射率を高めるのが困難となってしまう。さらに、繰り返し層の低屈折率層Ｌの光学膜厚が極端に薄くなり、均一な光学薄膜として成膜することが困難になる。また、当該膜厚の合計が６．０（１．５λ）であると、波長領域約５６０〜６００ｎｍ（黄色光）の反射帯域（透過率が略０％となる帯域）と、この反射帯域よりも短波長側に隣接する反射帯域とが近づきすぎ、青色光（波長領域：約４３０〜５００ｎｍ）の透過が阻害されるようになってしまう。一方、当該膜厚の合計を約４．０に設定すれば、繰り返し層の各層数を必要最小限度に留めることが可能で、かつ、青色光の透過が阻害されることを防ぐことができる。
【００２３】
さらに、本発明では、前記繰り返し層の光束入射側又は光束射出側の少なくとも何れか一方に、透過する光束における青色光及び緑色光の透過光量を低減するために配置され、高屈折率層と低屈折率層とがそれぞれ一層以上で交互に積層された減光層を有することが好ましい。
このような本発明によれば、光学多層膜は、狭帯域の黄色光（波長領域：約５６０〜５９０ｎｍ）を反射できるとともに、赤色光（波長領域：約６４０〜８１０ｎｍ）を高い透過率で透過させることができる。さらに、青色光（波長領域：約４３０〜５００ｎｍ）および緑色光（波長領域：約５００〜５６０ｎｍ）を任意の透過率で減光して透過させることができる。このため、１枚の光学多層膜で、黄色光を反射しかつ青色光、緑色光及び赤色光を透過させる反射ミラーとしての機能と、青色光および緑色光を任意の透過率で減光して透過させるＮＤ（Neutral Density）フィルタとしての機能との２つの機能を発現させることができる。そして、減光層の高屈折率層および低屈折率層のそれぞれの光学膜厚を適宜調整すれば、青色光および緑色光の透過率を任意に設定できるので、使用の目的に応じて簡易かつ好適に光量調整を実施できる。
【００２４】
また、本発明では前記高屈折率層はＮｂ２Ｏ５を含有し、前記低屈折率層はＳｉＯ２を含有することが好ましい。
このような本発明によれば、高屈折率層にＮｂ２Ｏ５を使用することで、青色光が高屈折率層に吸収されてしまうのを抑えることができる。
また、低屈折率層にＳｉＯ２を使用することで、低屈折率層のコストの低減を図ることができる。
【００２５】
本発明の光学素子は、請求項１から５の何れかに記載の光学多層膜を備えたことを特徴とする。
このような本発明によれば、上述した何れかの光学多層膜を有するため、緑色光を反射し、青色光及び赤色光を透過させることができる光学素子とすることができる。
【００２６】
ここで、前記光学素子としては、入射される赤色光、青色光、緑色光の各色光を合成して一定方向に射出する色合成光学素子が例示できる。
色合成光学素子は、それぞれが略直交する２側面を有する４つの三角柱プリズムを備え、この各三角柱プリズムの前記２側面を互いに貼り合わせることで形成されるプリズム集合体と、前記プリズム集合体の相互に隣接する前記三角柱プリズム間に形成され、交差する一対の光学多層膜とを有し、前記一対の光学多層膜のうち、一方の光学多層膜が、緑色光を反射し、かつ赤色光及び青色光を透過する上述した前記光学多層膜であり、他方の光学多層膜が、赤色光又は青色光の何れか一方を反射し、かつ赤色光又は青色光の何れか他方、及び緑色光を透過する他の光学多層膜であることを特徴とする。
このような色合成光学素子は、上述した何れかの光学多層膜を有するため、緑色光を反射し、青色光及び赤色光を透過させることができ、緑色光、青色光、赤色光をバランスよく合成することができる。
【００２７】
また、本発明のプロジェクタは、光源から射出された光束を色光毎に画像情報に応じて変調する複数の光変調装置と、各光変調装置で変調された光束を合成する色合成光学素子と、この色合成光学素子によって合成された色光を拡大投射して投射画像を形成する投射光学装置とを備えたプロジェクタであって、前記色合成光学素子は、上述した色合成光学素子である。
このようなプロジェクタでは、上述した色合成光学素子を有するため、緑色光、青色光、赤色光をバランスよく合成することができ、カラーバランスの良い投射画像を形成することができる。
【００２８】
一方、本発明の反射ミラーは、平板状の透明基板と、この透明基板上に設けられ、入射される光束より、黄色光を反射し、かつ、青色光、緑色光及び赤色光を透過する前記光学多層膜と、を備えたことを特徴とする。
このような反射ミラーによれば、光学多層膜が、黄色光（波長領域：約５６０〜６００ｎｍ）を反射し、かつ、青色光（波長領域：約４３０〜５００ｎｍ）、緑色光（波長領域：約５００〜５６０ｎｍ）および赤色光（波長領域：約６４０〜８１０ｎｍ）を高効率で透過可能であるので、透過光における赤色光あるいは緑色光に、黄色光が混入してしまうことを防ぐことができる。このため、例えば、上記した反射ミラーをプロジェクタに適用した場合、光源装置からの光束より黄色光を除去することができるので、投射画像の色再現性とコントラストを高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
〔１．光学多層膜１の構成〕
図１には、本発明にかかる光学多層膜の模式図が示されている。また、図２には、光学多層膜における高屈折率層の光学膜厚と、低屈折率層の光学膜厚とが示されている。
なお、図２の横軸の数字は、第１層〜第２８層までを示し、縦軸は、１／４λ（λ＝４３０ｎｍ）を１と定義したときの光学膜厚を示す。
光学多層膜１は、広帯域の緑色光（波長領域：約５００〜６００ｎｍ）を反射するとともに、青色光（波長領域：約４３０〜５００ｎｍ）、赤色光（波長領域：約６４０ｎｍ〜８１０ｎｍ）を透過する膜である。
図１に示すように、この光学多層膜１は、高屈折率層Ｈと、低屈折率層Ｌとが交互に積層された膜である。この光学多層膜１の低屈折率層Ｌ及び高屈折率層Ｈの総数は、例えば、２８層で、それぞれ１４層である。
低屈折率層Ｌの材料としては、ＳｉＯ２、ＭｇＦ２等が例示でき、これらから屈折率の範囲は、１．３８〜１．４６である。
高屈折率層Ｈの材料としては、Ｔａ２Ｏ５、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２等が例示でき、これらから屈折率の範囲は、２．０〜２．５の範囲である。
なかでも、低屈折率層Ｌの材料としてＳｉＯ２を使用し、高屈折率層Ｈの材料としてＴａ２Ｏ５を使用することが好ましい。
このような光学多層膜1は、一対の整合層１１と、一対の整合層１１間に配置される繰
り返し層１２とを備える。
【００３０】
（1-1．整合層の構成）
整合層１１は、光学多層膜１を透過する光束（赤色光及び青色光）の透過率の変動（リップル）を防止するために設けられる層である。
この整合層１１は、光学多層膜１の光束入射側及び光束射出側にそれぞれ設けられた層であり、本実施形態では、２層の低屈折率層Ｌと、２層の高屈折率層Ｈが交互に積層されたものである。換言すると、光学多層膜１の第１層〜第４層で一方の整合層１１が形成され、第２５層〜第２８層で他方の整合層１１が形成されている。
【００３１】
整合層１１は、光学多層膜１の最も外側（光束射出側或いは光束入射側）に位置する第一の整合部１１１と、この第一の整合部１１１よりも内側に位置する第二の整合部１１２とを有する。
第一の整合部１１１は、１層の高屈折率層Ｈと、１層の低屈折率層Ｌとを有する。図２に示すように、第一の整合部１１１における低屈折率層Ｌの光学膜厚と、高屈折率層Ｈの光学膜厚との関係は、１≦（高屈折率層Ｈの光学膜厚）／（低屈折率層Ｌの光学膜厚）≦２である。
また、１／４λ（λ＝４３０ｎｍ）を１と定義したときに、低屈折率層Ｌの光学膜厚は、例えば、０．５以下であり、高屈折率層Ｈの光学膜厚は、例えば、０．７以下である。
【００３２】
第二の整合部１１２は、１層の高屈折率層Ｈと、１層の低屈折率層Ｌとを有し、第一の整合部１１１と、後述する繰り返し層１２との間での光の反射を抑えるために設けられる層である。
第二の整合部１１２の高屈折率層Ｈの光学膜厚は、第一の整合部１１１の高屈折率層Ｈの光学膜厚と、後述する繰り返し層１２の第二の整合部１１２に最も近い高屈折率層Ｈの光学膜厚との間の寸法であることが好ましい。
同様に、第二の整合部１１２の低屈折率層Ｌの光学膜厚は、第一の整合部１１１の低屈折率層Ｌの光学膜厚と、後述する繰り返し層１２の第二の整合部１１２に最も近い低屈折率層Ｌの光学膜厚との間の寸法であることが好ましい。
本実施形態では、１／４λ（λ＝４３０ｎｍ）を１と定義したときに、第二の整合部１１２における高屈折率層Ｈの光学膜厚は、例えば、４．０程度であり、低屈折率層Ｌの光学膜厚は、０．３６程度である（図２参照）。
【００３３】
（1-2．繰り返し層の構成）
繰り返し層１２は、一対の整合層１１間に配置され、広帯域の緑色光（波長領域：約５００〜６００ｎｍ）を反射するとともに、青色光（波長領域：約４３０〜５００ｎｍ）および赤色光（波長領域：約６４０ｎｍ〜８１０ｎｍ）を略１００％の透過率で透過させる層である。この繰り返し層１２は、高屈折率層Ｈと低屈折率層Ｌとが交互に積層されたものであり、高屈折率層Ｈ及び低屈折率層Ｌは、それぞれ８層以上１５層以下であることが好ましい。
本実施形態では、繰り返し層１２は、光学多層膜１の第５層〜第２４層で構成される層であり、繰り返し層１２における高屈折率層Ｈ及び低屈折率層Ｌはそれぞれ１０層である。
繰り返し層１２では、高屈折率層Ｈの光学膜厚と、低屈折率層Ｌの光学膜厚とが異なっている。例えば、繰り返し層１２における高屈折率層Ｈの光学膜厚は、５．１以上５．６以下であり、繰り返し層１２における低屈折率層Ｌの光学膜厚は、０．４以上１．０以下である。
【００３４】
このような繰り返し層１２における、高屈折率層Ｈの光学膜厚と、低屈折率層Ｌの光学膜厚との関係は、３．０≦（高屈折率層Ｈの光学膜厚の総和）／（低屈折率層Ｌの光学膜厚の総和）≦６．０となっている。
ここで、高屈折率層Ｈの材料として、Ｔａ２Ｏ５を使用し、低屈折率層Ｌの材料として、ＳｉＯ２を使用する場合には、４．０≦（高屈折率層Ｈの光学膜厚の総和）／（低屈折率層Ｌの光学膜厚の総和）≦５．０であることが好ましい。
また、高屈折率層Ｈの材料として、ＺｒＯ２を使用し、低屈折率層Ｌの材料として、ＳｉＯ２を使用する場合には、３．０≦（高屈折率層Ｈの光学膜厚の総和）／（低屈折率層Ｌの光学膜厚の総和）≦５．０であることが好ましい。
さらに、高屈折率層Ｈの材料として、ＴｉＯ２を使用し、低屈折率層Ｌの材料として、ＳｉＯ２を使用する場合には、４．０≦（高屈折率層Ｈの光学膜厚の総和）／（低屈折率層Ｌの光学膜厚の総和）≦６．０であることが好ましい。
【００３５】
さらに、繰り返し層１２では、高屈折率層Ｈの光学膜厚は、繰り返し層１２の厚み幅の中心に向かって薄くなり、低屈折率層Ｌの光学膜厚は、繰り返し層１２の厚み幅の中心に向かって厚くなっている。
例えば、繰り返し層１２のうち、整合層１１の第二の整合部１１２に隣接する部分近傍では、（高屈折率層Ｈの光学膜厚）／（低屈折率層Ｌの光学膜厚）が６．０程度であり、繰り返し層１２の厚み幅の中心部分では、（高屈折率層Ｈの光学膜厚）／（低屈折率層Ｌの光学膜厚）が５．０程度となっている。すなわち、（高屈折率層Ｈの光学膜厚）／（低屈折率層Ｌの光学膜厚）の値が、整合層１１の第二の整合部１１２に隣接する部分近傍から、繰り返し層１２の厚み幅の中心部分に向かって徐々に減少しているのである。
【００３６】
このような、光学多層膜１の光束の透過率と、光束の波長領域との関係は、図３に示すようになる。
図３では、青色光（波長領域：約４３０〜５００ｎｍ）及び赤色光（波長領域:約６４０ｎｍ〜８１０ｎｍ）の透過率が略１００％となり、緑色光（波長領域：約５００〜６００ｎｍ）の透過率が略０％となっている。そして、青色光および赤色光の透過率の変動（リップル）が小さくなっている。
【００３７】
〔２．光学多層膜３の構成〕
図４には、本発明にかかる光学多層膜の模式図が示されている。また、図５には、光学多層膜における高屈折率層の光学膜厚と、低屈折率層の光学膜厚とが示されている。なお、図５の横軸の数字は、第１層〜第４４層までを示し、縦軸は、１／４λ（λ＝４３０ｎｍ）を１と定義したときの光学膜厚を示す。
光学多層膜３は、例えばガラス板などの平板状の透明基板上に成膜され、狭帯域の黄色光（波長領域：約５６０〜６００ｎｍ：波長幅：約３０〜４０ｎｍ）を反射するとともに、赤色光（波長領域：約６４０ｎｍ〜８１０ｎｍ）を高い透過率で透過する。また、光学多層膜３は、青色光（波長領域：約４３０〜５００ｎｍ）および緑色光（波長領域：約５００〜５６０ｎｍ）を任意の透過率で減光して透過させることが可能となっている。
【００３８】
図４に示すように、この光学多層膜３は、高屈折率層Ｈと、低屈折率層Ｌとが交互に積層された膜である。この光学多層膜３の低屈折率層Ｌ及び高屈折率層Ｈの総数は、例えば４４層である。
低屈折率層Ｌの材料としては、ＳｉＯ２、ＭｇＦ２等が例示でき、これらの屈折率の範囲は、１．３８〜１．４６である。
高屈折率層Ｈの材料としては、Ｎｂ２Ｏ５、Ｔａ２Ｏ５、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２等が例示でき、これらの屈折率の範囲は、２．０〜２．５の範囲である。
なかでも、低屈折率層Ｌの材料としてＳｉＯ２を使用し、高屈折率層Ｈの材料としてＮｂ２Ｏ５を使用することが好ましい。
【００３９】
このような光学多層膜３は、整合層３１と、繰り返し層３２と、減光層３３とが順に積層されて構成されている。なお、本実施形態においては、図４，５に示すように、整合層３１は第１層〜第４層に相当し、繰り返し層３２は第５層〜第３８層に相当し、減光層３３は第３９層〜第４４層に相当する。
【００４０】
整合層３１は、光学多層膜３を透過する光束（赤色光および青色光）の透過率の変動（リップル）を防止するために設けられる層であり、光学多層膜３の光束入射側あるいは光束射出側に設けられる。本実施形態では、この整合層３１は、図４に示すように、光学多層膜３の光束入射側に１層設けられており、光学多層膜３の最も外側に位置する第一の整合部３１１と、この第一の整合部３１１よりも内側に位置する第二の整合部３１２とを有する。なお、これら第一の整合部３１１および第二の整合部３１２は、それぞれ上記した光学多層膜１における第一の整合部１１１および第二の整合部１１２と略同様の構成であるため、説明を省略する。
【００４１】
繰り返し層３２は、黄色光（波長領域：約５６０〜６００ｎｍ）を反射して、かつ、青色光（波長領域：約４３０〜５００ｎｍ）、緑色光（波長領域：約５００〜５６０ｎｍ）および赤色光（波長領域：約６４０ｎｍ〜８１０ｎｍ）を透過させる層である。この繰り返し層３２は、高屈折率層Ｈと低屈折率層Ｌとが交互に積層されたものであり、高屈折率層Ｈ及び低屈折率層Ｌは、それぞれ１５層以上５０層以下、より好ましくは１５層以上３０層以下であることが好ましい。
【００４２】
このような繰り返し層３２における、高屈折率層Ｈの光学膜厚と、低屈折率層Ｌの光学膜厚との関係は、１０≦（高屈折率層Ｈの光学膜厚の総和）／（低屈折率層Ｌの光学膜厚の総和）≦３０とすることが好ましい。
ここで、高屈折率層Ｈの材料として、Ｎｂ２Ｏ５を使用し、低屈折率層Ｌの材料として、ＳｉＯ２を使用する場合には、１５≦（高屈折率層Ｈの光学膜厚の総和）／（低屈折率層Ｌの光学膜厚の総和）≦２５であることが好ましい。
そして、高屈折率層Ｈの材料として、Ｔａ２Ｏ５を使用し、低屈折率層Ｌの材料として、ＳｉＯ２を使用する場合には、１３≦（高屈折率層Ｈの光学膜厚の総和）／（低屈折率層Ｌの光学膜厚の総和）≦２３であることが好ましい。
また、高屈折率層Ｈの材料として、ＺｒＯ２を使用し、低屈折率層Ｌの材料として、ＳｉＯ２を使用する場合には、１２≦（高屈折率層Ｈの光学膜厚の総和）／（低屈折率層Ｌの光学膜厚の総和）≦２２であることが好ましい。
さらに、高屈折率層Ｈの材料として、ＴｉＯ２を使用し、低屈折率層Ｌの材料として、ＳｉＯ２を使用する場合には、１７≦（高屈折率層Ｈの光学膜厚の総和）／（低屈折率層Ｌの光学膜厚の総和）≦２７であることが好ましい。
【００４３】
また、繰り返し層３２では、高屈折率層Ｈの光学膜厚は、繰り返し層３２の厚み幅の中心に向かって薄くなり、低屈折率層Ｌの光学膜厚は、繰り返し層３２の厚み幅の中心に向かって厚くなっている。
例えば、図５の膜構成においては、繰り返し層３２の厚み幅方向端部側、すなわち、第５層目の高屈折率層Ｈと第６層目の低屈折率層Ｌとでは、（高屈折率層Ｈの光学膜厚）／（低屈折率層Ｌの光学膜厚）が約２６．５であり、繰り返し層３２の厚み幅の中心部分、すなわち、第２１層目の高屈折率層Ｈと第２２層目の低屈折率層Ｌとでは、（高屈折率層Ｈの光学膜厚）／（低屈折率層Ｌの光学膜厚）が約１５．３となっている。つまり、繰り返し層３２では、（高屈折率層Ｈの光学膜厚）／（低屈折率層Ｌの光学膜厚）の値が、整合層３１および減光層３３に隣接する厚み幅方向の両端部側から中心部分に向かって二次関数的に減少しているのである。
【００４４】
そして、繰り返し層３２では、高屈折率層Ｈの光学膜厚と、低屈折率層Ｌの光学膜厚とが異なっている。例えば、繰り返し層３２における高屈折率層Ｈの光学膜厚は、３．６以上３．８以下であり、繰り返し層３２における低屈折率層Ｌの光学膜厚は、０．２以上０．４以下である。この場合、繰り返し層３２において、１／４λ（λ＝４３０ｎｍ）を１と定義して、互いに隣接する高屈折率層Ｈの光学膜厚と、低屈折率層Ｌの光学膜厚との合計が約４．０に設定されることが好ましい。このようにすれば、繰り返し層３２の各層数を必要最小限度に留めることが可能で、かつ、青色光（波長領域：約４３０〜５００ｎｍ）の透過が阻害されることを防ぐことが可能となる。
ここで、当該膜厚の合計が２．０（０．５λ）、４．０（１λ）、６．０（１．５λ）．．．．であると、λでの反射を高くできる。このうち、当該膜厚の合計が２．０（０．５λ）であると、（高屈折率層Ｈの光学膜厚の総和）／（低屈折率層Ｌの光学膜厚の総和）の比率をより大きくする必要があり、１回の繰り返し層による反射率の増加が少なくなるため、繰り返し層３２の各層数を約２倍と大幅に増やさないと反射率を高めるのが困難となってしまう。さらに、繰り返し層の低屈折率層Ｌの光学膜厚が極端に薄くなり、均一な光学薄膜として成膜することが困難になる。また、当該膜厚の合計が６．０（１．５λ）であると、波長領域約５６０〜６００ｎｍ（黄色光）の反射帯域（透過率が略０％となる帯域）と、この反射帯域よりも短波長側に隣接する反射帯域とが近づきすぎ、青色光（波長領域：約４３０〜５００ｎｍ）の透過が阻害されるようになってしまう。一方、当該膜厚の合計を約４．０に設定すれば、繰り返し層３２の各層数を必要最小限度に留めることが可能で、かつ、青色光の透過が阻害されることがないので好ましい。
【００４５】
減光層３３は、繰り返し層３２の光束入射側又は光束射出側の少なくとも何れか一方に設けられ、透過する光束における青色光（波長領域：約４３０〜５００ｎｍ）および緑色光（波長領域：約５００〜５６０ｎｍ）の透過光量を低減する層である。本実施形態では、この減光層３３は、図４に示すように、光学多層膜３の光束射出側に設けられており、３層の低屈折率層Ｌと、３層の高屈折率層Ｈとが交互に積層されて構成されている。
このような減光層３３は、３層の低屈折率層Ｌと３層の高屈折率層Ｈとの光学膜厚を適宜調整することで、青色光（波長領域：約４３０〜５００ｎｍ）および緑色光（波長領域：約５００〜５６０ｎｍ）の透過率を任意の値に設定することが可能となる。例えば、追加する高屈折率層Ｈの光学膜厚を約１を越える厚さにすると（１／４λ（λ＝４３０ｎｍ）を１と定義した場合）、青色光および緑色光の透過率を大きく下げることが可能である。
具体例として、図５に示す減光層３３では、第３９層目（高屈折率層Ｈ）の膜厚が１．１８、第４０層目（低屈折率層Ｌ）の膜厚が０．８６、第４１層目（高屈折率層Ｈ）の膜厚が０．２７、第４２層目（低屈折率層Ｌ）の膜厚が０．５２、第４３層目（高屈折率層Ｈ）の膜厚が０．１２、第４４層目（低屈折率層Ｌ）の膜厚が１．６３となっている。この場合、青色光（波長領域：約４３０〜５００ｎｍ）および緑色光（波長領域：約５００〜５６０ｎｍ）の透過率が６５〜７５％となる。
また、図３２に示す減光層では、第３９層目（高屈折率層Ｈ）の膜厚が１．３０、第４０層目（低屈折率層Ｌ）の膜厚が０．７９、第４１層目（高屈折率層Ｈ）の膜厚が０．５５、第４２層目（低屈折率層Ｌ）の膜厚が０．６８、第４３層目（高屈折率層Ｈ）の膜厚が１．６３、第４４層目（低屈折率層Ｌ）の膜厚が１．２１となっている。この場合、青色光（波長領域：約４３０〜５００ｎｍ）および緑色光（波長領域：約５００〜５６０ｎｍ）の透過率が４５〜５５％となる。
【００４６】
このような、光学多層膜３の光束の透過率と、光束の波長領域との関係は、例えば図６に示すようになる。
図６では、黄色光（波長領域：約５６０〜６００ｎｍ）の透過率が略０％となっている。そして、赤色光（波長領域：約６４０ｎｍ〜８１０ｎｍ）の透過率が略１００％となっている。また、青色光（波長領域：約４３０〜５００ｎｍ）および緑色光（波長領域：約５００〜５６０ｎｍ）の透過率は６５〜７５％となっている。さらに、青色光および赤色光の透過率の変動（リップル）が小さくなっている。
【００４７】
〔３．プロジェクタの構成〕
以上のような光学多層膜１は、プロジェクタ４のクロスダイクロイックプリズム４４４に使用される。
このプロジェクタ４は、図７に示すように、インテグレータ照明光学装置４１、色分離光学装置４２、リレー光学系４３、光学装置４４、投射レンズ４５とを備える。
インテグレータ照明光学装置４１は、光学装置４４を構成する後述する液晶パネルの画像形成領域を略均一に照明するためのものである。このインテグレータ照明光学装置４１は光源装置４１１と、第１レンズアレイ４１２と、第２レンズアレイ４１３と、偏光変換素子４１４と、重畳レンズ４１５と、反射ミラー４１９とを備える。
【００４８】
光源装置４１１は、放射状の光線を射出する光源ランプ４１６と、この光源ランプ４１６から射出された放射光を反射するリフレクタ４１７とを備える。光源ランプ４１６としては、ハロゲンランプやメタルハライドランプ、高圧水銀ランプが多用される。また、リフレクタ４１７としては、図７では、放物面鏡を採用しているが、これに限らず、楕円面鏡で構成し、光束射出側に該楕円面鏡により反射された光束を平行光とする平行化凹レンズを採用した構成としてもよい。
第１レンズアレイ４１２は、光軸方向から見て略矩形状の輪郭を有する小レンズがマトリクス状に配列された構成を有している。各小レンズは、光源装置４１１から射出される光束を、複数の部分光束に分割している。
第２レンズアレイ４１３は、第１レンズアレイ４１２と略同様な構成を有しており、小レンズがマトリクス状に配列された構成を有している。この第２レンズアレイ４１３は、重畳レンズ４１５とともに、第１レンズアレイ４１２の各小レンズの像を光学装置４４の後述する液晶パネル上に結像させる機能を有している。
【００４９】
偏光変換素子４１４は、第２レンズアレイ４１３と重畳レンズ４１５との間に配置され、第２レンズアレイ４１３からの光を略１種類の偏光光に変換するものである。
具体的に、偏光変換素子４１４によって略１種類の偏光光に変換された各部分光は、重畳レンズ４１５によって最終的に光学装置４４の後述する液晶パネル上にほぼ重畳される。偏光光を変調するタイプの液晶パネルを用いたプロジェクタでは、１種類の偏光光しか利用できないため、ランダムな偏光光を発する光源装置４１１からの光の略半分を利用できない。このため、偏光変換素子４１４を用いることで、光源装置４１１からの射出光を略１種類の偏光光に変換し、光学装置４４での光の利用効率を高めている。
【００５０】
反射ミラー４１９は、光源装置４１１より発射された光束より、黄色光を反射し、かつ、青色光、緑色光及び赤色光を透過するノッチフィルタとして機能する。また、反射ミラー４１９は、青色光および緑色光を任意の透過率で減光して透過させるＮＤフィルタとしても機能する。
具体的には、反射ミラー４１９は、平板状のガラス基板（図示しない）と、この基板の光束入射側および光束射出側の少なくともいずれか一方の面上に積層形成された光学多層膜３とを備えて構成されており、光源装置４１１と第１レンズアレイ４１２との間に配置される。
これにより、反射ミラー４１９透過後の光束では、画像コントラストの低下の原因となる狭帯域の黄色光（波長領域：約５６０〜６００ｎｍ）が除かれて、光量の多い緑色光（波長領域：約５００〜５６０ｎｍ）や青色光（波長領域：約４３０〜５００ｎｍ）が減光されると共に光量の少ない赤色光（波長領域：約６４０〜８１０ｎｍ）を最大限透過させることが可能となる。
なお、このような反射ミラー４１９は、入射光束に対して直交する状態で配置することが好ましい。これにより、波長領域約５６０〜６００ｎｍ（波長幅約３０〜４０ｎｍ）の狭帯域の黄色光を確実に反射することが可能となる。仮に、反射ミラー４１９を、入射光束に対して直交しない状態で配置した場合、反射帯域が緑色光側にシフトしてしまい、赤色光に黄色光の一部が混入してしまうおそれがある。
【００５１】
色分離光学装置４２は、２枚のダイクロイックミラー４２１，４２２と、反射ミラー４２３とを備え、ダイクロイックミラー４２１，４２２によりインテグレータ照明光学装置４１から射出された複数の部分光束を、赤、緑、青の３色の色光に分離する機能を有している。
リレー光学系４３は、入射側レンズ４３１、リレーレンズ４３３、および反射ミラー４３２，４３４を備え、色分離光学装置４２で分離された緑色光を光学装置４４の後述する緑色光用の液晶パネルまで導く機能を有している。
【００５２】
この際、色分離光学装置４２のダイクロイックミラー４２１では、インテグレータ照明光学装置４１から射出された光束の赤色光が反射するとともに、青色光と緑色光とが透過する。ダイクロイックミラー４２１によって反射した赤色光は、反射ミラー４２３で反射し、フィールドレンズ４１８を通って光学装置４４の後述する赤色光用の液晶パネルに達する。このフィールドレンズ４１８は、第２レンズアレイ４１３から射出された各部分光側をその中心軸（主光線）に対して平行な光束に変換する。他の緑色光用、青色光用の液晶パネルの光入射側に設けられたフィールドレンズ４１８も同様である。
【００５３】
ダイクロイックミラー４２１を透過した青色光と緑色光のうちで、青色光はダイクロイックミラー４２２によって反射され、フィールドレンズ４１８を通って光学装置４４の後述する青色光用の液晶パネルに達する。一方、緑色光はダイクロイックミラー４２２を透過してリレー光学系４３を通り、さらにフィールドレンズ４１８を通って光学装置４４の後述する緑色光用の液晶パネルに達する。なお、緑色光にリレー光学系４３が用いられているのは、緑色光の光量が他の色光に比べて大きいからである。
【００５４】
光学装置４４は、入射した光束を画像情報に応じて変調してカラー画像を形成するものである。この光学装置４４は、照明対象となる光変調装置としての液晶パネル４４１（赤色光用の液晶パネルを４４１Ｒ、緑色光用の液晶パネルを４４１Ｇ、青色光用の液晶パネルを４４１Ｂとする）と、クロスダイクロイックプリズム（色合成光学素子）４４４とを備えて構成される。なお、フィールドレンズ４１８および各液晶パネル４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂの間には、入射側偏光板４４２が介在配置され、各液晶パネル４４１（４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂ）およびクロスダイクロイックプリズム４４４の間には、射出側偏光板４４３が介在配置され、入射側偏光板４４２、液晶パネル４４１（４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂ）、および前記射出側偏光板４４３によって入射する各色光の光変調が行われる。
液晶パネル４４１（４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂ）は、一対の透明なガラス基板に電気光学物質である液晶を密閉封入したものであり、例えば、ポリシリコンＴＦＴをスイッチング素子として、与えられた画像信号にしたがって、入射側偏光板４４２から射出された偏光光束の偏光方向を変調する。
【００５５】
クロスダイクロイックプリズム４４４は、前記射出側偏光板４４３から射出された色光毎に変調された光学像を合成してカラー画像を形成する光学素子である。このクロスダイクロイックプリズム４４４は、直交する２側面を有する４つの三角柱プリズム４４４Ａ〜４４４Ｄを具備するプリズム集合体４４４Ｅを備え、三角柱プリズム４４４Ａ〜４４４Ｄ同士を貼り合わせた際に形成される略Ｘ字状の界面には、一対の光学多層膜１，２が交差するように形成されている。
【００５６】
プリズム集合体４４４Ｅは、三角柱プリズム４４４Ａ〜４４４Ｄの直交する２側面を互いに貼り合わせることで、構成されており、平面略正方形形状となっている。
一対の光学多層膜１，２のうち、一方の光学多層膜１は、分割されて、一対の三角柱プリズム４４４Ａ，４４４Ｂの一方の側面にそれぞれ形成されている。なお、光学多層膜１は、三角柱プリズム４４４Ａ，４４４Ｂ側に光学多層膜１の第一層が位置するように形成されている。
他方の光学多層膜２も、分割されて、三角柱プリズム４４４Ａの他方の側面及び三角柱プリズム４４４Ｄの一方の側面にそれぞれ形成されている。
他方の光学多層膜２は、赤色光を反射し、青色光及び緑色光を透過するものである。
【００５７】
これらの光学多層膜１，２により、赤色光及び緑色光が曲折され、青色光の進行方向と揃えられることにより、３つの色光が合成される。
これらの光学多層膜１，２の成膜方法としては、例えば、真空蒸着法、イオンプレーティング法、スパッタリング法等があげられる。
このようなクロスダイクロイックプリズム４４４から射出されたカラー画像は、投射レンズ４５によって拡大投射され、図示を略したスクリーン上で大画面画像を形成することとなる。
【００５８】
〔４．実施形態の効果〕
従って、本実施形態によれば、以下の効果を奏することができる。
（4-1）光学多層膜１の繰り返し層１２では、高屈折率層Ｈと、低屈折率層Ｌとを交互に配置し、さらに、３．０≦（繰り返し層１２内における高屈折率層Ｈの光学膜厚の総和）／（繰り返し層１２内における低屈折率層Ｌの光学膜厚の総和）≦６．０としている。
このように、（繰り返し層１２内における高屈折率層Ｈの光学膜厚の総和）／（繰り返し層１２内における低屈折率層Ｌの光学膜厚の総和）を３．０以上、６．０以下とすることで、光学多層膜１が反射する光の波長領域を５００ｎｍ以上、６００ｎｍ以下とすることができ、緑色光を確実に反射することができる。
また、（繰り返し層１２内における高屈折率層Ｈの光学膜厚の総和）／（繰り返し層１２内における低屈折率層Ｌの光学膜厚の総和）を３．０以上、６．０以下とすることで、青色光及び赤色光を透過させることができる光学多層膜１とすることができる。
なお、（繰り返し層１２内における高屈折率層Ｈの光学膜厚の総和）／（繰り返し層１２内における低屈折率層Ｌの光学膜厚の総和）を３．０未満とした場合には、反射する光の波長領域が広くなり、赤色光の透過率が低下する可能性がある。
また（繰り返し層１２内における高屈折率層Ｈの光学膜厚の総和）／（繰り返し層１２内における低屈折率層Ｌの光学膜厚の総和）を、６．０を超えるものとした場合には、反射する光の波長領域が狭くなるため、緑色光を確実に反射することが困難となる。
【００５９】
（4-2）本実施形態の光学多層膜１は、光束入射側及び光束射出側に、繰り返し層１２に比べて、低屈折率層Ｌの光学膜厚と、高屈折率層Ｈの光学膜厚との差が小さい整合層１１の第一の整合部１１１を配置しているので、赤色光及び青色光のリップル（透過率の変動）を確実に抑えることができる。
【００６０】
（4-3）光学多層膜１の繰り返し層１２では、３．０≦（繰り返し層１２内における高屈折率層の光学膜厚の総和）／（繰り返し層１２内における低屈折率層の光学膜厚の総和）≦６．０を維持しながら、繰り返し層１２の厚み幅の中心に向かって高屈折率層Ｈの光学膜厚を薄くするとともに、低屈折率層Ｌの光学膜厚を厚くしている。
繰り返し層１２をこのような構成とすることで、赤色光及び青色光のリップル（透過率の変動）をより確実に防止することができ、赤色光及び青色光の透過率を確実に高くすることができる。
赤色光及び青色光のリップル（透過率の変動）を確実に防止するために、整合層の高屈折率層及び低屈折率層の数を増やす方法もあるが、この場合には、整合層を構成する膜の数が多くなり、光学多層膜の製造効率が低下する可能性がある。
本実施形態では、繰り返し層１２における高屈折率層Ｈの光学膜厚と、低屈折率層Ｌの光学膜厚を調整することで、赤色光及び青色光のリップル（透過率の変動）を防止することができるので、整合層１１の膜の数を増加させる必要がなく、光学多層膜１の製造効率の低下を防止することができる。
【００６１】
（4-4）整合層１１の第一の整合部１１１と繰り返し層１２との間に配置される第二の整合部１１２の高屈折率層Ｈの光学膜厚を、第一の整合部１１１の高屈折率層Ｈの光学膜厚と、繰り返し層１２の第二の整合部１１２に最も近い高屈折率層Ｈの光学膜厚との間の寸法とし、さらに、第二の整合部１１２の低屈折率層Ｌの光学膜厚を、第一の整合部１１１の低屈折率層Ｌの光学膜厚と、繰り返し層１２の第二の整合部１１２に最も近い低屈折率層Ｌの光学膜厚との間の寸法としているため、第一の整合部１１１と、繰り返し層１２との間での光の反射を防止することができる。
【００６２】
（4-5）繰り返し層１２を構成する膜の数を１６未満とした場合には、緑色光の透過率が上がってしまい、緑色光を確実に反射することができない可能性がある。
これに対し、本実施形態では、繰り返し層１２を構成する高屈折率層Ｈ、低屈折率層Ｌの数をそれぞれ８層以上（例えば、１０層）としているため、このような問題が生じることがなく、緑色光を確実に反射することができる。
【００６３】
（4-6）また、高屈折率層ＨにＴａ２Ｏ５を使用しているため、青色光が高屈折率層Ｈに吸収されてしまうのを抑えることができる。
さらに、低屈折率層ＬにＳｉＯ２を使用しており、ＳｉＯ２は、比較的安価であるため、低屈折率層Ｌのコストの低減を図ることができる。
【００６４】
（4-7）プロジェクタ４では、緑色光をリレー光学系４３に導入しているため、光路が他の色光よりも長くなり、緑色光の光量損失が多くなる。しかしながら、緑色光は他の色光に比べ光量が多いため、光量損失が多くなっても、他の色光とのバランスをとることができる。これにより、プロジェクタ４において、カラーバランスの良い投射画像を形成することができる。
【００６５】
（4-8）光学多層膜３の繰り返し層３２では、高屈折率層Ｈと、低屈折率層Ｌとを交互に配置し、さらに、１０≦（繰り返し層３２内における高屈折率層Ｈの光学膜厚の総和）／（繰り返し層３２内における低屈折率層Ｌの光学膜厚の総和）≦３０としている。
このように、（繰り返し層３２内における高屈折率層Ｈの光学膜厚の総和）／（繰り返し層３２内における低屈折率層Ｌの光学膜厚の総和）を１０以上３０以下とすることで、光学多層膜３が反射する光の波長領域を約５６０ｎｍ以上６００ｎｍ以下とすることができ、狭帯域の黄色光を確実に反射することができる。
また、（繰り返し層３２内における高屈折率層の光学膜厚の総和）／（繰り返し層３２内における低屈折率層の光学膜厚の総和）を１０以上３０以下とすることで、青色光（波長領域：約４３０〜５００ｎｍ）、緑色光（波長領域：約５００〜５６０ｎｍ）及び赤色光（波長領域：約６４０〜８１０ｎｍ）を高い透過率で透過させることができる光学多層膜３とすることができる。
なお、（繰り返し層３２内における高屈折率層の光学膜厚の総和）／（繰り返し層３２における低屈折率層の光学膜厚の総和）を１０未満とした場合には、反射領域が緑色光（波長領域：約５００〜５６０ｎｍ）側にまで広がってしまい、逆に緑色光を必要量確保できなくなる可能性がある。
一方、（繰り返し層３２における高屈折率層の光学膜厚の総和）／（繰り返し層３２内における低屈折率層の光学膜厚の総和）を３０を超えるものとした場合には、特定の波長の光における透過率が向上してしまって良好に反射することができず、また、赤色光及び青色光の透過損失のうねり（リップル）が大きくなってしまう可能性がある。
【００６６】
（4-9）光学多層膜３は、光束入射側及び光束射出側の少なくともいずれか一方に、繰り返し層３２に比べて、低屈折率層Ｌの光学膜厚と、高屈折率層Ｈの光学膜厚との差が小さい整合層３１の第一の整合部３１１を配置しているので、赤色光及び青色光のリップル（透過率の変動）を確実に抑えることができる。
【００６７】
（4-10）光学多層膜３の繰り返し層３２では、１０≦（繰り返し層３２内における高屈折率層の光学膜厚の総和）／（繰り返し層３２内における低屈折率層の光学膜厚の総和）≦３０を維持しながら、繰り返し層３２の厚み幅の中心に向かって高屈折率層Ｈの光学膜厚を薄くするとともに、低屈折率層Ｌの光学膜厚を厚くしている。
繰り返し層３２をこのような構成とすることで、赤色光及び青色光のリップル（透過率の変動）をより確実に防止することができ、赤色光及び青色光の透過率を確実に高くすることができる。
赤色光及び青色光のリップル（透過率の変動）を確実に防止するために、整合層の高屈折率層及び低屈折率層の数を増やす方法もあるが、この場合には、整合層を構成する膜の数が多くなり、光学多層膜の製造効率が低下する可能性がある。
本実施形態では、繰り返し層３２における高屈折率層Ｈの光学膜厚と、低屈折率層Ｌの光学膜厚を調整することで、赤色光及び青色光のリップル（透過率の変動）を防止することができるので、整合層３１の膜の数を増加させる必要がなく、光学多層膜３の製造効率の低下を防止することができる。
【００６８】
（4-11）整合層３１の第一の整合部３１１と繰り返し層３２との間に配置される第二の整合部３１２の高屈折率層Ｈの光学膜厚を、第一の整合部３１１の高屈折率層Ｈの光学膜厚と、繰り返し層３２の第二の整合部３１２に最も近い高屈折率層Ｈの光学膜厚との間の寸法とし、さらに、第二の整合部３１２の低屈折率層Ｌの光学膜厚を、第一の整合部３１１の低屈折率層Ｌの光学膜厚と、繰り返し層３２の第二の整合部３１２に最も近い低屈折率層Ｌの光学膜厚との間の寸法としているため、第一の整合部３１１と、繰り返し層３２との間での光の反射を防止することができる。
【００６９】
（4-12）繰り返し層３２を構成する膜の数をそれぞれ１５未満とした場合には、黄色光の透過率が上がってしまい、黄色光を確実に反射することができない可能性がある。
これに対し、本発明では、繰り返し層３２を構成する高屈折率層、低屈折率層の数をそれぞれ１５以上としているため、このような問題が生じない。
【００７０】
（4-13）繰り返し層３２において、１／４λ（λ＝４３０ｎｍ）を１と定義して、互いに隣接する高屈折率層Ｈの光学膜厚と、低屈折率層Ｌの光学膜厚との合計を約４．０に設定している。
これにより、繰り返し層３２の各層数を必要最小限度に留めることができ、かつ、青色光（波長領域：約４３０〜５００ｎｍ）の透過が阻害されることを防ぐことができる。
【００７１】
(4-14)繰り返し層３２の光束入射側又は光束射出側の少なくとも何れか一方に、高屈折率層Ｈと低屈折率層Ｌとが交互に積層され、透過する光束における青色光及び緑色光の透過光量を低減する減光層３３を設けている。
これにより、光学多層膜３は、狭帯域の黄色光（波長領域：約５６０〜６００ｎｍ）を反射できるとともに、赤色光を高い透過率で透過させることができる。さらに、青色光および緑色光を任意の透過率で減光して透過させることができる。このため、１枚の光学多層膜３で、黄色光を反射しかつ青色光、緑色光及び赤色光を透過させる反射ミラーとしての機能と、青色光および緑色光を任意の透過率で減光して透過させるＮＤフィルタとしての機能との２つの機能を発現させることができる。そして、減光層３３の高屈折率層Ｈおよび低屈折率層Ｌのそれぞれの光学膜厚を適宜調整すれば、青色光および緑色光の透過率を任意に設定できるので、使用の目的に応じて簡易かつ好適に光量調整を実施できる。
【００７２】
(4-15)繰り返し層３２、整合層３１及び減光層３３のそれぞれにおける高屈折率層Ｈは、Ｎｂ２Ｏ５を含有し、低屈折率層Ｌは、ＳｉＯ２を含有することが好ましい。
これにより、高屈折率層ＨにＮｂ２Ｏ５を使用することで、青色光が高屈折率層Ｈに吸収されてしまうのを抑えることができる。
また、低屈折率層ＬにＳｉＯ２を使用することで、低屈折率層Ｌのコストの低減を図ることができる。
【００７３】
(4-16)反射ミラー４１９では、光学多層膜３が、黄色光を反射し、かつ、青色光、緑色光および赤色光を高効率で透過可能であるので、透過光における赤色光あるいは緑色光に、黄色光が混入してしまうことを防ぐことができる。このため、プロジェクタ４では、上記反射ミラー４１９を有するため、光源装置４１１からの光束より黄色光を除去することができるので、投射レンズ４５によって拡大投射された投射画像の色再現性とコントラストを高めることができる。
【００７４】
〔５．実施形態の変形〕
なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば、前記実施形態では、光学多層膜１をクロスダイクロイックプリズム４４４に使用したが、これに限らず、例えば、光学素子としてのダイクロイックミラーに使用してもよい。さらには、光学多層膜を他の光学素子に使用してもよい。
また、前記実施形態では、光学多層膜１を有するクロスダイクロイックプリズム４４４を、スクリーンを観察する方向から投射を行うフロントタイプのプロジェクタ４に搭載したが、これに限らず、スクリーンを観察する方向とは反対側から投射を行うリアタイプのプロジェクタに搭載してもよい。
さらには、プロジェクタに限らず、他の光学機器にクロスダイクロイックプリズム４４４或いは、本発明の光学多層膜を有する光学素子を搭載してもよい。
【００７５】
前記実施形態では、光学多層膜３をプロジェクタ４の反射ミラー４１９に使用したが、これに限らず、その他の表示装置や光学機器における反射ミラーに使用してもよい。
また、前記実施形態では、光学多層膜３を備えた反射ミラー４１９を光源装置４１１と第１レンズアレイ４１２との間に配置するとしたが、これに限らない。すなわち、光学多層膜３を備えた反射ミラーは、色分離光学装置４２にて分光される以前の光束、および、クロスダイクロイックプリズム４４４より合成された後の光束のうち少なくともいずれか一方に対して設置されればよく、例えば、クロスダイクロイックプリズム４４４と投射レンズ４５との間に配置されてもよい。また、反射ミラー４１９自体を設けずに、第１レンズアレイ４１２や第２レンズアレイ４１３の小レンズ上に光学多層膜３を形成するなどとしてもよい。これらの場合でも、上記実施形態と同様に、光源装置４１１から黄色光を除去でき、スクリーン上に投影された色再現性と画像コントラストを高めることができる。
【００７６】
また、前記実施形態では、繰り返し層１２を構成する高屈折率層Ｈ、低屈折率層Ｌの数がそれぞれ８層以上であるとしたが、８層未満であってもよい。繰り返し層の層の数をそれぞれ８層未満とすることで、繰り返し層の製造効率をあげることが可能となる。
前記実施形態では、繰り返し層１２において高屈折率層Ｈの光学膜厚は、繰り返し層１２の厚み幅の中心に向かって薄くなり、低屈折率層Ｌの光学膜厚は、繰り返し層１２の厚み幅の中心に向かって厚くなっているとし、繰り返し層１２の整合層１１の第二の整合部１１２に隣接する部分近傍では、（高屈折率層Ｈの光学膜厚）／（低屈折率層Ｌの光学膜厚）が６．０程度であり、繰り返し層１２の厚み幅の中心部分では、（高屈折率層Ｈの光学膜厚）／（低屈折率層Ｌの光学膜厚）が５．０程度となっているとしたが、これに限られるものではない。繰り返し層１２の整合層１１の第二の整合部１１２に隣接する部分近傍では、（高屈折率層Ｈの光学膜厚）／（低屈折率層Ｌの光学膜厚）が６．０程度であり、繰り返し層１２の厚み幅の中心部分では、（高屈折率層Ｈの光学膜厚）／（低屈折率層Ｌの光学膜厚）が４．０程度であってもよい。すなわち、繰り返し層１２における高屈折率層Ｈの光学膜厚と、低屈折率層Ｌの光学膜厚との関係は、３．０≦（繰り返し層１２内における高屈折率層Ｈの光学膜厚の総和）／（繰り返し層１２内における低屈折率層Ｌの光学膜厚の総和）≦６．０であれば任意である。
【００７７】
また、前記実施形態では、繰り返し層３２を構成する高屈折率層Ｈ、低屈折率層Ｌの数がそれぞれ１５層以上であるとしたが、１５層未満であってもよい。繰り返し層の層の数をそれぞれ１５層未満とすることで、繰り返し層３２の製造効率をあげることが可能となる。
前記実施形態では、繰り返し層３２において高屈折率層Ｈの光学膜厚は、繰り返し層３２の厚み幅の中心に向かって薄くなり、低屈折率層Ｌの光学膜厚は、繰り返し層３２の厚み幅の中心に向かって厚くなっているとし、繰り返し層３２の厚み幅方向端部側では、（高屈折率層Ｈの光学膜厚）／（低屈折率層Ｌの光学膜厚）が約２６．５であり、繰り返し層３２の厚み幅の中心部分では、（高屈折率層Ｈの光学膜厚）／（低屈折率層Ｌの光学膜厚）が約１５．３となっているとしたが、これに限られるものではない。例えば、繰り返し層３２の厚み幅方向端部側では、（高屈折率層Ｈの光学膜厚）／（低屈折率層Ｌの光学膜厚）が３０程度であり、繰り返し層３２の厚み幅の中心部分では、（高屈折率層Ｈの光学膜厚）／（低屈折率層Ｌの光学膜厚）が１０程度であってもよい。すなわち、繰り返し層３２における高屈折率層Ｈの光学膜厚と、低屈折率層Ｌの光学膜厚との関係は、１０≦（繰り返し層３２内における高屈折率層Ｈの光学膜厚の総和）／（繰り返し層３２内における低屈折率層Ｌの光学膜厚の総和）≦３０であれば任意である。
【００７８】
さらに、前記実施形態では、繰り返し層１２，３２では、層の厚み幅の中心に向かって高屈折率層Ｈの光学膜厚が薄くなり、低屈折率層Ｌの光学膜厚が厚くなるとしたが、これに限らず、繰り返し層において、高屈折率層Ｈの光学膜厚及び低屈折率層Ｌの光学膜厚を変化させず、一定の値に固定してもよい。この場合には、整合層の高屈折率層Ｈ及び低屈折率層Ｌの総数を適宜調整し、赤色光及び青色光の透過率の変動を防止することが好ましい。
【００７９】
また、前記実施形態では、光学多層膜１は、一対の整合層１１を有するとしたが、これに限らず、一対の整合層のうち、一方の整合層しか有しないものとしてもよい。例えば、光学多層膜の光束射出側にしか、整合層が配置されていなくてもよい。
このようにすることで、光学多層膜の構成が簡素化され、光学多層膜の製造にかかる手間を省くことができる。
【００８０】
そして、前記実施形態では、光学多層膜３は、整合層３１と、繰り返し層３２と、減光層３３とが順に積層されて構成されているとしたが、これに限らない。すなわち、例えば、減光層３３が設けられない構成としてもよく、この場合、光学多層膜３はＮＤフィルタとしての機能を有さないが、黄色光を反射してかつ青色光、緑色光および赤色光を透過させるノッチフィルタとしての機能を有し、減光層３３を形成しない分だけ光学多層膜３の製造コストを下げることができる。
また、減光層３３は繰り返し層３２の両面に対してそれぞれ設けられてもよい。この場合、一対の減光層にてそれぞれ青色光および緑色光の透過率の調整を行うことができるので、調整の幅が広がる。
さらに、整合層３１および減光層３３は繰り返し層３２の同じ面側に設けられてもよい。例えば、光学多層膜は、繰り返し層３２と、この繰り返し層３２の両面に形成された一対の整合層３１と、この整合層３１上に形成された１つあるいは一対の減光層３３とを備えた構成としてもよい。このような構成でも上記実施形態と同様に、光学多層膜はＮＤフィルタおよびノッチフィルタとして機能する。
【実施例】
【００８１】
次に、本発明の実施例について説明する。
【００８２】
〔６．光学多層膜１における繰り返し層の効果について〕
まず、上記実施形態における光学多層膜１（図１参照）の繰り返し層１２の効果を確認するために、以下の実験を行った。
（実施例１−１）
上記実施形態における光学多層膜１（図１参照）として使用可能な、繰り返し層と、一対の整合層とを有する光学多層膜を製造した。
繰り返し層中の高屈折率層及び低屈折率層をそれぞれ１０層とした。また、繰り返し層中の（高屈折率層Ｈの光学膜厚の総和）／（低屈折率層Ｌの光学膜厚の総和）を５に固定し、繰り返し層の両端（光束入射側、光束射出側）にそれぞれ整合層を配置した。
一対の整合層は、それぞれ第一の整合部および第二の整合部を有す。整合層のうち、第一の整合部は高屈折率層、低屈折率層を１層ずつ有し、第二の整合部は高屈折率層、低屈折率層を１層ずつ有する。光学多層膜の高屈折率層及び低屈折率層のはそれぞれ１４層である。
また、光学多層膜の高屈折率層Ｈの材料としては、Ｔａ２Ｏ５を使用し、低屈折率層Ｌの材料としては、ＳｉＯ２を使用した。
【００８３】
図８にこのような光学多層膜の光束の透過率と、光束の波長領域との関係を示す。
このような光学多層膜では、青色光（波長領域：約４３０〜５００ｎｍ）及び赤色光（波長領域：約６４０ｎｍ〜８１０ｎｍ）の透過率が高く、緑色光（波長領域：約５００〜６００ｎｍ）の透過率が略０％となっている。
【００８４】
（実施例１−２）
また、上記実施形態における光学多層膜１（図１参照）として使用可能な、繰り返し層と、整合層を有する光学多層膜を製造した。この光学多層膜の構成は表１のようである。
【００８５】
【表１】
2006285196.tif 000003
【００８６】
また、光学多層膜の高屈折率層Ｈの材料としては、実施例１−１と同様に、Ｔａ２Ｏ５を使用し、低屈折率層Ｌの材料としては、ＳｉＯ２を使用した。
【００８７】
図９にこのような光学多層膜の光束の透過率と、光束の波長領域との関係を示す。
このような光学多層膜では、青色光（波長領域：約４３０〜５００ｎｍ）及び赤色光（波長領域：約６４０ｎｍ〜８１０ｎｍ）の透過率が高く、緑色光（波長領域：約５００〜６００ｎｍ）の透過率が略０％となっている。
また、実施例１の光学多層膜に比べ、青色光（波長領域：約４３０〜５００ｎｍ）及び赤色光（波長領域：約６４０ｎｍ〜８１０ｎｍ）の透過率の変動が非常に少なくなっている。
【００８８】
〔７．参考〕
（7-1．繰り返し層における高屈折率層の光学膜厚と低屈折率層の光学膜厚の比に関して）
上記実施形態における光学多層膜１（図１参照）の繰り返し層１２において、高屈折率層の光学膜厚と、低屈折率層の光学膜厚との比に関しての検討を行なった。
【００８９】
（参考例1-1）
整合層を有さず、繰り返し層のみを有する光学多層膜を形成した。
この光学多層膜の繰り返し層における高屈折率層及び低屈折率層はそれぞれ１０層である。
繰り返し層中の高屈折率層の光学膜厚及び低屈折率層の光学膜厚を１．８５（１／４λ（λ＝４３０ｎｍ）を１と定義）とし、（高屈折率層Ｈの光学膜厚の総和）／（低屈折率層Ｌの光学膜厚の総和）を１に固定した。なお、高屈折率層Ｈの材料としては、Ｔａ２Ｏ５を使用し、低屈折率層Ｌの材料としては、ＳｉＯ２を使用した。
【００９０】
図１０にこのような光学多層膜の光束の透過率と、光束の波長領域との関係を示す。
このような光学多層膜では、反射する光束の波長領域が広すぎ、緑色光に加え、赤色光も反射していることが確認された。
【００９１】
（参考例1-2）
整合層を有さず、繰り返し層のみを有する光学多層膜を形成した。
この光学多層膜の繰り返し層における高屈折率層及び低屈折率層はそれぞれ１０層である。
繰り返し層中の高屈折率層の光学膜厚及び低屈折率層の光学膜厚を５（１／４λ（λ＝４３０ｎｍ）を１と定義）とし、（高屈折率層Ｈの光学膜厚の総和）／（低屈折率層Ｌの光学膜厚の総和）を１に固定した。なお、高屈折率層Ｈの材料としては、Ｔａ２Ｏ５を使用し、低屈折率層Ｌの材料としては、ＳｉＯ２を使用した。
【００９２】
図１１にこのような光学多層膜の光束の透過率と、光束の波長領域との関係を示す。
このような光学多層膜では、反射する波長の領域が狭すぎて、十分に緑色光を反射することができないことが確認された。
また、繰り返し層中の高屈折率層の光学膜厚及び低屈折率層の光学膜厚を５としているため、繰り返し層の厚み幅が非常に厚いものとなってしまった。
【００９３】
（参考例1-3）
整合層を有さず、繰り返し層のみを有する光学多層膜を形成した。
この光学多層膜の繰り返し層における高屈折率層及び低屈折率層はそれぞれ１０層である。
繰り返し層中の高屈折率層の光学膜厚を４．３、低屈折率層の光学膜厚を２．１５（１／４λ（λ＝４３０ｎｍ）を１と定義）とし、（高屈折率層Ｈの光学膜厚の総和）／（低屈折率層Ｌの光学膜厚の総和）を２に固定した。なお、高屈折率層Ｈの材料としては、Ｔａ２Ｏ５を使用し、低屈折率層Ｌの材料としては、ＳｉＯ２を使用した。
【００９４】
図１２にこのような光学多層膜の光束の透過率と、光束の波長領域との関係を示す。
このような光学多層膜では、反射する光束の波長領域が広すぎることが確認された。
【００９５】
（参考例1-4）
整合層を有さず、繰り返し層のみを有する光学多層膜を形成した。
この光学多層膜の繰り返し層における高屈折率層及び低屈折率層はそれぞれ１０層である。
繰り返し層中の高屈折率層の光学膜厚を４．７４、低屈折率層の光学膜厚を１．５８（１／４λ（λ＝４３０ｎｍ）を１と定義）とし、（高屈折率層Ｈの光学膜厚の総和）／（低屈折率層Ｌの光学膜厚の総和）を３に固定した。なお、高屈折率層Ｈの材料としては、Ｔａ２Ｏ５を使用し、低屈折率層Ｌの材料としては、ＳｉＯ２を使用した。
【００９６】
図１３にこのような光学多層膜の光束の透過率と、光束の波長領域との関係を示す。
このような光学多層膜では、青色光（波長領域：約４３０〜５００ｎｍ）及び赤色光（波長領域：約６４０ｎｍ〜８１０ｎｍ）の透過率が高く、緑色光（波長領域：約５００〜６００ｎｍ）の透過率が略０％となっている。
【００９７】
（参考例1-5）
整合層を有さず、繰り返し層のみを有する光学多層膜を形成した。
この光学多層膜の繰り返し層における高屈折率層及び低屈折率層はそれぞれ１０層である。
繰り返し層中の高屈折率層の光学膜厚を４．９２、低屈折率層の光学膜厚を１．２３（１／４λ（λ＝４３０ｎｍ）を１と定義）とし、（高屈折率層Ｈの光学膜厚の総和）／（低屈折率層Ｌの光学膜厚の総和）を４に固定した。なお、高屈折率層Ｈの材料としては、Ｔａ２Ｏ５を使用し、低屈折率層Ｌの材料としては、ＳｉＯ２を使用した。
【００９８】
図１４にこのような光学多層膜の光束の透過率と、光束の波長領域との関係を示す。
このような光学多層膜では、青色光（波長領域：約４３０〜５００ｎｍ）及び赤色光（波長領域：約６４０ｎｍ〜８１０ｎｍ）の透過率が高く、緑色光（波長領域：約５００〜６００ｎｍ）の透過率が略０％となっている。
【００９９】
（参考例1-6）
整合層を有さず、繰り返し層のみを有する光学多層膜を形成した。
この光学多層膜の繰り返し層における高屈折率層及び低屈折率層はそれぞれ１０層である。
繰り返し層中の高屈折率層の光学膜厚を５、低屈折率層の光学膜厚を１（１／４λ（λ＝４３０ｎｍ）を１と定義）とし、（高屈折率層Ｈの光学膜厚の総和）／（低屈折率層Ｌの光学膜厚の総和）を５に固定した。なお、高屈折率層Ｈの材料としては、Ｔａ２Ｏ５を使用し、低屈折率層Ｌの材料としては、ＳｉＯ２を使用した。
【０１００】
図１５にこのような光学多層膜の光束の透過率と、光束の波長領域との関係を示す。
このような光学多層膜では、青色光（波長領域：約４３０〜５００ｎｍ）及び赤色光（波長領域：約６４０ｎｍ〜８１０ｎｍ）の透過率が高く、緑色光（波長領域：約５００〜６００ｎｍ）の透過率が略０％となっている。
【０１０１】
（参考例1-7）
整合層を有さず、繰り返し層のみを有する光学多層膜を形成した。
この光学多層膜の繰り返し層における高屈折率層及び低屈折率層はそれぞれ１０層である。
繰り返し層中の高屈折率層の光学膜厚を５．１、低屈折率層の光学膜厚を０．８５（１／４λ（λ＝４３０ｎｍ）を１と定義）とし、（高屈折率層Ｈの光学膜厚の総和）／（低屈折率層Ｌの光学膜厚の総和）を６に固定した。なお、高屈折率層Ｈの材料としては、Ｔａ２Ｏ５を使用し、低屈折率層Ｌの材料としては、ＳｉＯ２を使用した。
【０１０２】
図１６にこのような光学多層膜の光束の透過率と、光束の波長領域との関係を示す。
このような光学多層膜では、青色光（波長領域：約４３０〜５００ｎｍ）及び赤色光（波長領域：約６４０ｎｍ〜８１０ｎｍ）の透過率が高く、緑色光（波長領域：約５００〜６００ｎｍ）の透過率が略０％となっている。
【０１０３】
（参考例1-8）
整合層を有さず、繰り返し層のみを有する光学多層膜を形成した。
この光学多層膜の繰り返し層における高屈折率層及び低屈折率層はそれぞれ１０層である。
繰り返し層中の高屈折率層の光学膜厚を５．２５、低屈折率層の光学膜厚を０．７５（１／４λ（λ＝４３０ｎｍ）を１と定義）とし、（高屈折率層Ｈの光学膜厚の総和）／（低屈折率層Ｌの光学膜厚の総和）を７に固定した。なお、高屈折率層Ｈの材料としては、Ｔａ２Ｏ５を使用し、低屈折率層Ｌの材料としては、ＳｉＯ２を使用した。
【０１０４】
図１７にこのような光学多層膜の光束の透過率と、光束の波長領域との関係を示す。
このような光学多層膜では、反射する波長の領域が狭すぎて、十分に緑色光を反射することができないことが確認された。
【０１０５】
（結果）
以上の参考例1-1から参考例1-8により、繰り返し層では、３．０≦（高屈折率層Ｈの光学膜厚の総和）／（低屈折率層Ｌの光学膜厚の総和）≦６．０とすることにより、青色光（波長領域：約４３０〜５００ｎｍ）及び赤色光（波長領域：約６４０ｎｍ〜８１０ｎｍ）の透過率を高くすることができるとともに、緑色光（波長領域：約５００〜６００ｎｍ）の透過率が略０％とすることができることを確認することができた。
【０１０６】
（7-2．繰り返し層における高屈折率層と低屈折率層の総数について）
（参考例2-1）
整合層を有さず、繰り返し層のみを有する光学多層膜を形成した。
繰り返し層中の高屈折率層の光学膜厚を５、低屈折率層の光学膜厚を１（１／４λ（λ＝４３０ｎｍ）を１と定義）とし、（高屈折率層Ｈの光学膜厚の総和）／（低屈折率層Ｌの光学膜厚の総和）を５に固定した。
この光学多層膜の繰り返し層における高屈折率層及び低屈折率層はそれぞれ５層である。
なお、高屈折率層Ｈの材料としては、Ｔａ２Ｏ５を使用し、低屈折率層Ｌの材料としては、ＳｉＯ２を使用した。
【０１０７】
図１８にこのような光学多層膜の光束の透過率と、光束の波長領域との関係を示す。
このような光学多層膜では、青色光及び赤色光を透過し、緑色光を反射している。緑色光の透過率は低くなっており、実用に適した光学多層膜となっているものの、緑色光を完全に反射することが困難となっている。
【０１０８】
（参考例2-2）
光学多層膜の繰り返し層における高屈折率層及び低屈折率層はそれぞれ８層とした点以外は参考例2-1と同じ条件とした。
図１９にこのような光学多層膜の光束の透過率と、光束の波長領域との関係を示す。
このような光学多層膜では、青色光及び赤色光を透過し、緑色光を反射している。緑色光の透過率は略０％となっている。
【０１０９】
（参考例2-3）
光学多層膜の繰り返し層における高屈折率層及び低屈折率層をそれぞれ８層とした以外は参考例2-1と同じ条件とした。
図２０にこのような光学多層膜の光束の透過率と、光束の波長領域との関係を示す。
このような光学多層膜では、青色光及び赤色光を透過し、緑色光を反射している。緑色光の透過率は略０％となっている。
【０１１０】
（参考例2-4）
光学多層膜の繰り返し層における高屈折率層及び低屈折率層をそれぞれ１５層とした以外は参考例2-1と同じ条件とした。
図２１にこのような光学多層膜の光束の透過率と、光束の波長領域との関係を示す。
このような光学多層膜では、青色光及び赤色光を透過し、緑色光を反射している。緑色光の透過率は略０％となっている。
【０１１１】
（結果）
以上の参考例2-1〜参考例2-4により、繰り返し層の高屈折率層及び低屈折率層をそれぞれ８層以上とすることで、緑色光の透過率を略０％とすることができることを確認することができた。
【０１１２】
〔８．光学多層膜３における繰り返し層の効果について〕
次に、上記実施形態における光学多層膜３（図４参照）の繰り返し層３２の効果を確認するために、以下の実験を行った。
（実施例２−１）
上記実施形態における光学多層膜３として使用可能な、繰り返し層と、一対の整合層とを有する光学多層膜を製造した。図２２には、実施例２−１としての光学多層膜における各層と、光学膜厚との関係を示す図を示した。
図２２において、光学多層膜の高屈折率層及び低屈折率層はそれぞれ２１層とした。
繰り返し層中の高屈折率層及び低屈折率層をそれぞれ１７層とした。また、繰り返し層中の（高屈折率層Ｈの光学膜厚の総和）／（低屈折率層Ｌの光学膜厚の総和）を１８．７に固定し、繰り返し層の両端（光束入射側、光束射出側）にそれぞれ整合層を配置した。そして、繰り返し層の厚み幅の中心に向かって高屈折率層の光学膜厚を薄くするとともに、低屈折率層の光学膜厚を厚くしている（変調あり）。さらに、互いに隣接する高屈折率層と低屈折率層との光学膜厚の総和を、１／４λ（λ＝４３０ｎｍ）を１と定義して、約４となるようにしている。
一対の整合層は、それぞれ第一の整合部および第二の整合部を有する。整合層のうち、第一の整合部は高屈折率層、低屈折率層を１層ずつ有し、第二の整合部は高屈折率層、低屈折率層を１層ずつ有する。
また、光学多層膜の高屈折率層Ｈの材料としては、Ｎｂ２Ｏ５を使用し、低屈折率層Ｌの材料としては、ＳｉＯ２を使用した。
【０１１３】
このような実施例２−１（図２２）の光束の透過率と、光束の波長領域との関係を図２３に示す。
実施例２−１への光の透過実験は大気中において行い、入射光を光学多層膜に対して直交させた。
図２３において、本実施例の光学多層膜では、青色光（波長領域：約４３０〜５００ｎｍ）、緑色光（波長領域：約５００〜５６０ｎｍ）および赤色光（波長領域：約６４０〜８１０ｎｍ）の透過率が略１００％となっている。そして、黄色光（波長領域：約５６０〜６００ｎｍ）の透過率は略０％であり、波長幅は約４０ｎｍとなっている。また、青色光、緑色光および赤色光の透過率の変動（リップル）が非常に少なくなっている。
【０１１４】
また、実施例２−１について、光学多層膜と入射光束とのなす角度を種々に変化させて、当該入射角度による光透過への影響について検討した。図２４に、実施例２−１で使用した光学多層膜と入射光束とのなす角度を種々に変化させた場合の、当該光学多層膜の透過率と波長領域との関係を示す。
図２４において、実線は当該角度が９０度の場合（０度入射）を示し、太めの点線は当該角度が８０度の場合（１０度入射）を示し、細めの点線は当該角度が７０度の場合（２０度入射）を示す。当該角度が９０度の場合、反射領域（透過率が略０％となる領域）は、約４００〜４２５ｎｍの短波長領域、および、約５６０〜６００ｎｍの波長領域（黄色光）にて観察される。そして、当該角度を傾斜していくにしたがって反射領域は低波長側へとシフトしていき、２０度入射の場合には、反射領域は、約４００〜４２０ｎｍの短波長領域、および、約５５５〜５８０ｎｍの波長領域（黄色光）にて観察される。しかしながら、そのシフト量は小さいものであるので、実施例２−１では、入射角度による光透過への影響は小さいことが分かった。
【０１１５】
（比較例２−１）
比較例２−１として、繰り返し層と、一対の整合層とを有する光学多層膜を製造した。図２５には、比較例２−１としての光学多層膜における各層と、光学膜厚との関係を示す図を示した。なお、この比較例２−１は、上記実施例２−１とは、繰り返し層の厚み幅方向で高屈折率層および低屈折率層の光学膜厚が均一である（変調なし）点で大きく異なる。
図２５において、この光学多層膜では、高屈折率層及び低屈折率層はそれぞれ２１層とした。
繰り返し層中の高屈折率層及び低屈折率層をそれぞれ１７層とした。繰り返し層中の（高屈折率層Ｈの光学膜厚の総和）／（低屈折率層Ｌの光学膜厚の総和）を１７に固定し、繰り返し層の両端（光束入射側、光束射出側）にそれぞれ整合層を配置した。繰り返し層の厚み幅方向では、高屈折率層の光学膜厚は一律に約３．７５とし、低屈折率層の光学膜厚は一律に約０．２５にした（変調なし）。これにより、互いに隣接する高屈折率層と低屈折率層との光学膜厚の総和が約４となっている（１／４λ（λ＝４３０ｎｍ）を１と定義）。
一対の整合層は、それぞれ第一の整合部および第二の整合部を有する。整合層のうち、第一の整合部は高屈折率層、低屈折率層を１層ずつ有し、第二の整合部は高屈折率層、低屈折率層を１層ずつ有する。
また、光学多層膜の高屈折率層Ｈの材料としては、Ｎｂ２Ｏ５を使用し、低屈折率層Ｌの材料としては、ＳｉＯ２を使用した。
【０１１６】
このような比較例２−１（図２５）の光束の透過率と、光束の波長領域との関係を図２６に示す。
図２６において、比較例２−１では、青色光（波長領域：約４３０〜５００ｎｍ）、緑色光（波長領域：約５００〜５６０ｎｍ）および赤色光（波長領域：約６４０〜８１０ｎｍ）の透過率の変動（リップル）が顕著である。
【０１１７】
（比較例２−２）
比較例２−２として、繰り返し層と、一対の整合層とを有する光学多層膜を製造した。図２７には、比較例２−２としての光学多層膜における各層と、光学膜厚との関係を示す図を示した。なお、この比較例２−２は、上記実施例２−１とは、繰り返し層中の（高屈折率層Ｈの光学膜厚の総和）／（低屈折率層Ｌの光学膜厚の総和）の値が１／２０となっている点で大きく異なる。
図２７において、この光学多層膜の高屈折率層及び低屈折率層はそれぞれ２１層とした。
繰り返し層中の高屈折率層及び低屈折率層をそれぞれ１７層とした。繰り返し層中の（高屈折率層Ｈの光学膜厚の総和）／（低屈折率層Ｌの光学膜厚の総和）を１／２０に固定し、繰り返し層の両端（光束入射側、光束射出側）にそれぞれ整合層を配置した。そして、繰り返し層の厚み幅の中心に向かって高屈折率層の光学膜厚を薄くするとともに、低屈折率層の光学膜厚を厚くしている（変調あり）。さらに、互いに隣接する高屈折率層と低屈折率層との光学膜厚の総和を約４となるようにしている（１／４λ（λ＝４３０ｎｍ）を１と定義）。
一対の整合層は、それぞれ第一の整合部および第二の整合部を有する。整合層のうち、第一の整合部は高屈折率層、低屈折率層を１層ずつ有し、第二の整合部は高屈折率層、低屈折率層を１層ずつ有する。
また、光学多層膜の高屈折率層Ｈの材料としては、Ｎｂ２Ｏ５を使用し、低屈折率層Ｌの材料としては、ＳｉＯ２を使用した。
【０１１８】
このような比較例２−２（図２７）の光束の透過率と、光束の波長領域との関係を図２８に示す。
図２８において、比較例２−２では、青色光（波長領域：約４３０〜５００ｎｍ）、緑色光（波長領域：約５００〜５６０ｎｍ）および赤色光（波長領域：約６４０ｎｍ〜８１０ｎｍ）の透過率が略１００％となっており、黄色光（波長領域：約５６０〜５９５ｎｍ）の透過率が略０％となっている。また、青色光、緑色光および赤色光の透過率の変動（リップル）が非常に少なくなっている。
【０１１９】
また、比較例２−２について、光学多層膜と入射光束とのなす角度を種々に変化させて、当該入射角度による光透過への影響について検討した。図２９に、比較例２−２で使用した光学多層膜と入射光束とのなす角度を種々に変化させた場合の、当該光学多層膜の透過率と波長領域との関係を示す。
図２９において、実線は当該角度が９０度の場合（０度入射）を示し、太めの点線は当該角度が８０度の場合（１０度入射）を示し、細めの点線は当該角度が７０度の場合（２０度入射）を示す。当該角度が９０度の場合、反射領域（透過率が略０％となる領域）は、約４００〜４２５ｎｍの短波長領域、および、約５６０〜５９５ｎｍの波長領域（黄色光）にて観察される。そして、当該角度を傾斜していくにしたがって反射領域は低波長側へと大きくシフトしていき、２０度入射の場合には、反射領域は、約４０５ｎｍ以下の短波長領域、および、約５４０〜５７５ｎｍの波長領域（黄色光）にて観察される。このように、比較例２−２では、実施例２−１と比較してシフト量が著しく大きく、入射角度が変化した場合の透過光の角度依存性において劣っていることが分かった。したがって、比較例２−２では、実施例２−１と略同等の反射・透過効果が得られるが、透過光の角度依存性が劣っているため反射ミラーとしては向かないことが分かった。
【０１２０】
（結果）
以上の実施例２−１および比較例２−１により、繰り返し層中の（高屈折率層Ｈの光学膜厚の総和）／（低屈折率層Ｌの光学膜厚の総和）が１８．７であれば、青色光（波長領域：約４３０〜５００ｎｍ）、緑色光（波長領域：約５００〜５６０ｎｍ）および赤色光（波長領域：約６４０〜８１０ｎｍ）の透過率が略１００％となり、黄色光（波長領域：約５６０〜５９０ｎｍ）の透過率は略０％となることが分かった。また、繰り返し層の厚み幅の中心に向かって高屈折率層の光学膜厚を薄くするとともに、低屈折率層の光学膜厚を厚くすることで、青色光（波長領域：約４３０〜５００ｎｍ）、緑色光（波長領域：約５００〜５６０ｎｍ）および赤色光（波長領域：約６４０〜８１０ｎｍ）の透過率の変動（リップル）を小さく抑えることができることが分かった。
また、以上の実施例２−１および比較例２−２により、繰り返し層中の（高屈折率層Ｈの光学膜厚の総和）／（低屈折率層Ｌの光学膜厚の総和）を１８．７とすることで、入射角度が変化した場合の透過光の角度依存性に優れた光学多層膜が得られることが分かった。
【０１２１】
〔９．光学多層膜３における減光層の効果について〕
次に、上記実施形態における光学多層膜３（図７参照）の減光層３３の効果を確認するために、以下の実験を行った。
（実施例２−２）
上記実施形態における光学多層膜３（図７参照）として使用可能な、繰り返し層と、整合層と、減光層とを有する光学多層膜を製造した。図３０には、実施例２−２としての光学多層膜における各層と、光学膜厚との関係を示す図を示した。
図３０において、この光学多層膜の高屈折率層及び低屈折率層はそれぞれ２２層とした。
繰り返し層中の高屈折率層及び低屈折率層をそれぞれ１７層とした。繰り返し層中の（高屈折率層Ｈの光学膜厚の総和）／（低屈折率層Ｌの光学膜厚の総和）を１８．１に固定した。繰り返し層の厚み幅の中心に向かって高屈折率層の光学膜厚を薄くするとともに、低屈折率層の光学膜厚を厚くしている（変調あり）。さらに、互いに隣接する高屈折率層と低屈折率層との光学膜厚の総和を、約４となるようにしている（１／４λ（λ＝４３０ｎｍ）を１と定義）。
整合層は、繰り返し層の光束入射側に配置され、第一の整合部および第二の整合部を有す。整合層のうち、第一の整合部は、高屈折率層、低屈折率層を１層ずつ有する。整合層のうち第二の整合部は、高屈折率層、低屈折率層を１層ずつ有する。
減光層は、高屈折率層、低屈折率層を３層ずつ有す。４３層目の高屈折率層では光学膜厚が約０．２となっており、４４層目の低屈折率層では光学膜厚が約１．７となっている（１／４λ（λ＝４３０ｎｍ）を１と定義）。
また、光学多層膜の高屈折率層Ｈの材料としては、Ｎｂ２Ｏ５を使用し、低屈折率層Ｌの材料としては、ＳｉＯ２を使用した。
【０１２２】
このような実施例２−２（図３０）の光束の透過率と、光束の波長領域との関係を図３１に示す。
実施例２−２では、赤色光（波長領域：約６４０〜８１０ｎｍ）の透過率が略１００％となっている。青色光（波長領域：約４３０〜５００ｎｍ）および緑色光（波長領域：約５００〜５６０ｎｍ）の透過率は６５〜７５％となっている。黄色光（波長領域：約５６０〜５９０ｎｍ）の透過率が略０％となっている。また、青色光（波長領域：約４３０〜５００ｎｍ）、緑色光（波長領域：約５００〜５６０ｎｍ）および赤色光（波長領域：約６４０〜８１０ｎｍ）の透過率の変動（リップル）が小さいことが分かる。したがって、実施例２−２は、黄色光のみを反射する反射ミラーとして機能すると共に、青色光および緑色光を２５〜３５％減光するＮＤフィルタとしても機能することが分かった。
【０１２３】
（実施例２−３）
上記実施形態における光学多層膜３（図７参照）として使用可能な、繰り返し層と、整合層と、減光層とを有する光学多層膜を製造した。図３２には、実施例２−３としての光学多層膜における各層と、光学膜厚との関係を示す図を示した。なお、実施例２−３は、実施例２−２とは、減光層における高屈折率層および低屈折率層の膜厚のみが異なるものである。
図３２において、この光学多層膜の高屈折率層及び低屈折率層はそれぞれ２２層とした。
繰り返し層中の高屈折率層及び低屈折率層をそれぞれ１７層とした。繰り返し層中の（高屈折率層Ｈの光学膜厚の総和）／（低屈折率層Ｌの光学膜厚の総和）を１８．２に固定した。繰り返し層の厚み幅の中心に向かって高屈折率層の光学膜厚を薄くするとともに、低屈折率層の光学膜厚を厚くしている（変調あり）。さらに、互いに隣接する高屈折率層と低屈折率層との光学膜厚の総和を、約４となるようにしている（１／４λ（λ＝４３０ｎｍ）を１と定義）。
整合層は、繰り返し層の光束入射側に配置され、第一の整合部および第二の整合部を有す。整合層のうち、第一の整合部は、高屈折率層、低屈折率層を１層ずつ有する。整合層のうち第二の整合部は、高屈折率層、低屈折率層を１層ずつ有する。
減光層は、高屈折率層、低屈折率層を３層ずつ有す。４３層目の高屈折率層では光学膜厚が約１．７となっており、４４層目の低屈折率層では光学膜厚が約１．２となっている（１／４λ（λ＝４３０ｎｍ）を１と定義）。
また、光学多層膜の高屈折率層Ｈの材料としては、Ｎｂ２Ｏ５を使用し、低屈折率層Ｌの材料としては、ＳｉＯ２を使用した。
【０１２４】
このような実施例２−３（図３２）の光束の透過率と、光束の波長領域との関係を図３３に示す。
実施例２−３では、赤色光（波長領域：約６４０〜８１０ｎｍ）の透過率が略１００％となっている。青色光（波長領域：約４３０〜５００ｎｍ）および緑色光（波長領域：約５００〜５６０ｎｍ）の透過率は４５〜５５％となっている。黄色光（波長領域：約５６０〜５９０ｎｍ）の透過率が略０％となっている。また、青色光（波長領域：約４３０〜５００ｎｍ）、緑色光（波長領域：約５００〜５６０ｎｍ）および赤色光（波長領域：約６４０〜８１０ｎｍ）の透過率の変動（リップル）が小さいことが分かる。したがって、実施例２−３は、黄色光のみを反射する反射ミラーとして機能すると共に、青色光および緑色光を４５〜５５％減光するＮＤフィルタとしても機能することが分かった。
【０１２５】
（比較例２−３）
比較例２−３として、繰り返し層と、整合層と、減光層とを有する光学多層膜を製造した。図３４には、比較例２−３としての光学多層膜における各層と、光学膜厚との関係を示す図を示した。なお、比較例２−３は、実施例２−２とは、繰り返し層の厚み幅方向で高屈折率層および低屈折率層の光学膜厚が均一である（変調なし）点で大きく異なる。
図３４において、この光学多層膜の高屈折率層及び低屈折率層はそれぞれ２２層とした。
繰り返し層中の高屈折率層及び低屈折率層をそれぞれ１７層とした。繰り返し層中の（高屈折率層Ｈの光学膜厚の総和）／（低屈折率層Ｌの光学膜厚の総和）を１６．７に固定した。繰り返し層の厚み幅方向では、高屈折率層の光学膜厚は一律に約３．７５とし、低屈折率層の光学膜厚は一律に約０．２５にした（変調なし）。これにより、互いに隣接する高屈折率層と低屈折率層との光学膜厚の総和が約４となっている（１／４λ（λ＝４３０ｎｍ）を１と定義）。
整合層は、繰り返し層の光束入射側に配置され、第一の整合部および第二の整合部を有す。整合層のうち、第一の整合部は、高屈折率層、低屈折率層を１層ずつ有する。整合層のうち第二の整合部は、高屈折率層、低屈折率層を１層ずつ有する。
減光層は、高屈折率層、低屈折率層を３層ずつ有す。４３層目の高屈折率層では光学膜厚が約０．２となっており、４４層目の低屈折率層では光学膜厚が約１．７となっている（１／４λ（λ＝４３０ｎｍ）を１と定義）。
また、光学多層膜の高屈折率層Ｈの材料としては、Ｎｂ２Ｏ５を使用し、低屈折率層Ｌの材料としては、ＳｉＯ２を使用した。
【０１２６】
このような比較例２−３（図３４）の光束の透過率と、光束の波長領域との関係を図３５に示す。
比較例２−３では、赤色光（波長領域：約６４０〜８１０ｎｍ）の透過率が略１００％となっている。青色光（波長領域：約４３０〜５００ｎｍ）および緑色光（波長領域：約５００〜５６０ｎｍ）の透過率は４５〜５５％となっている。黄色光（波長領域：約５６０〜５９０ｎｍ）の透過率が略０％となっている。
しかしながら、実施例２−３では、青色光（波長領域：約４３０〜５００ｎｍ）および緑色光（波長領域：約５００〜５６０ｎｍ）の透過率の変動（リップル）が著しく大きいことが分かる。
【０１２７】
（結果）
以上の実施例２−１および実施例２−２により、図３０，３２に示すようにして光学多層膜に減光層を設けることにより、赤色光（波長領域：約６４０〜８１０ｎｍ）の透過率が略１００％とし、青色光（波長領域：約４３０〜５００ｎｍ）および緑色光（波長領域：約５００〜５６０ｎｍ）の透過率を４５〜７５％に制御できることが分かった。これと共に、黄色光（波長領域：約５６０〜５９０ｎｍ）の透過率は略０％のまま維持できることが分かった。
また、以上の比較例２−３により、繰り返し層の厚み幅の中心に向かって高屈折率層の光学膜厚を薄くするとともに、低屈折率層の光学膜厚を厚くすることで、青色光（波長領域：約４３０〜５００ｎｍ）、緑色光（波長領域：約５００〜５６０ｎｍ）および赤色光（波長領域：約６４０〜８１０ｎｍ）の透過率の変動（リップル）を小さく抑えることができることが分かった。
【産業上の利用可能性】
【０１２８】
本発明は、クロスダイクロイックプリズム等の光学素子や、ノッチフィルタなどの反射ミラーに使用される光学多層膜に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１２９】
【図１】本発明の実施形態にかかる光学多層膜を示す断面図。
【図２】前記光学多層膜における各層と、光学膜厚との関係を示す図。
【図３】前記光学多層膜の光束の透過率と、光束の波長領域との関係を示す図。
【図４】本発明の実施形態にかかる光学多層膜を示す断面図。
【図５】前記光学多層膜における各層と、光学膜厚との関係を示す図。
【図６】前記光学多層膜の光束の透過率と、光束の波長領域との関係を示す図。
【図７】前記光学多層膜を使用したプロジェクタの光学系を示す模式図。
【図８】実施例１−１で使用した光学多層膜の透過率と波長領域との関係を示す図。
【図９】実施例１−２で使用した光学多層膜の透過率と波長領域との関係を示す図。
【図１０】参考例1-1で使用した光学多層膜の透過率と波長領域との関係を示す図。
【図１１】参考例1-2で使用した光学多層膜の透過率と波長領域との関係を示す図。
【図１２】参考例1-3で使用した光学多層膜の透過率と波長領域との関係を示す図。
【図１３】参考例1-4で使用した光学多層膜の透過率と波長領域との関係を示す図。
【図１４】参考例1-5で使用した光学多層膜の透過率と波長領域との関係を示す図。
【図１５】参考例1-6で使用した光学多層膜の透過率と波長領域との関係を示す図。
【図１６】参考例1-7で使用した光学多層膜の透過率と波長領域との関係を示す図。
【図１７】参考例1-8で使用した光学多層膜の透過率と波長領域との関係を示す図。
【図１８】参考例2-1で使用した光学多層膜の透過率と波長領域との関係を示す図。
【図１９】参考例2-2で使用した光学多層膜の透過率と波長領域との関係を示す図。
【図２０】参考例2-3で使用した光学多層膜の透過率と波長領域との関係を示す図。
【図２１】参考例2-4で使用した光学多層膜の透過率と波長領域との関係を示す図。
【図２２】実施例2-1で使用した光学多層膜における各層と、光学膜厚との関係を示す図。
【図２３】実施例2-1で使用した光学多層膜の透過率と波長領域との関係を示す図。
【図２４】実施例2-1で使用した光学多層膜と入射光束とのなす角度を種々に変化させた場合の、当該光学多層膜の透過率と波長領域との関係を示す図。
【図２５】比較例2-1で使用した光学多層膜における各層と、光学膜厚との関係を示す図。
【図２６】比較例2-1で使用した光学多層膜の透過率と波長領域との関係を示す図。
【図２７】比較例2-2で使用した光学多層膜における各層と、光学膜厚との関係を示す図。
【図２８】比較例2-2で使用した光学多層膜の透過率と波長領域との関係を示す図。
【図２９】比較例2-2で使用した光学多層膜と入射光束とのなす角度を種々に変化させた場合の、当該光学多層膜の透過率と波長領域との関係を示す図。
【図３０】実施例2-2で使用した光学多層膜における各層と、光学膜厚との関係を示す図。
【図３１】実施例2-2で使用した光学多層膜の透過率と波長領域との関係を示す図。
【図３２】実施例2-3で使用した光学多層膜における各層と、光学膜厚との関係を示す図。
【図３３】実施例2-3で使用した光学多層膜の透過率と波長領域との関係を示す図。
【図３４】比較例2-3で使用した光学多層膜における各層と、光学膜厚との関係を示す図。
【図３５】比較例2-3で使用した光学多層膜の透過率と波長領域との関係を示す図。
【図３６】従来のプロジェクタの光学系を示す模式図。
【符号の説明】
【０１３０】
１…光学多層膜、２…光学多層膜、４…プロジェクタ、１１…整合層、１２…繰り返し層、４５…投射レンズ（投射光学装置）、４４１…液晶パネル（光変調装置）、４４１Ｒ，４４１Ｇ，４４１Ｂ…液晶パネル（光変調装置）、４４４…クロスダイクロイックプリズム（色合成光学素子）、４４４Ｅ…プリズム集合体、４４４Ａ，４４４Ｂ…三角柱プリズム、４４４Ｃ，４４４Ｄ…三角柱プリズム、Ｈ…高屈折率層、Ｌ…低屈折率層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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