(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
設計波長をλ０とした時、基本構成として、
ＺｒＯ2膜とＳｉＯ2膜からなる交互層であり、光学的膜厚が共にλ０／４である第１薄膜群と、
ＺｒＯ2膜とＡｌ2Ｏ3膜からなる交互層、ＺｒＯ2膜とＳｉＯ2膜からなる交互層、およびＡｌ2Ｏ3膜とＳｉＯ2膜からなる交互層のうちの、いずれかの交互層であり、該交互層を構成するそれぞれの光学的膜厚が３λ０／４と４λ０／４である第２薄膜群と、
ＺｒＯ2膜とＡｌ2Ｏ3膜からなる交互層、ＺｒＯ2膜とＳｉＯ2膜からなる交互層、およびＡｌ2Ｏ3膜とＳｉＯ2膜からなる交互層のうちの、いずれかの交互層であり、該交互層を構成するそれぞれの光学的膜厚が３λ０／４と２λ０／４である第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、光学的膜厚がλ０／４のＳｉＯ2膜，λ０／４のＺｒＯ2膜，λ０／４のＳｉＯ2膜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３層からなる第１薄膜群の合計膜厚が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、光学的膜厚が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３層からなる第２薄膜群の合計膜厚が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、光学的膜厚が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３層からなる第３薄膜群の合計膜厚が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、
ＺｒＯ2膜とＳｉＯ2膜からなる交互層であり、光学的膜厚が共にλ０／４である第１薄膜群と、
ＺｒＯ2膜とＡｌ2Ｏ3膜からなる交互層、ＺｒＯ2膜とＳｉＯ2膜からなる交互層、およびＡｌ2Ｏ3膜とＳｉＯ2膜からなる交互層のうちの、いずれかの交互層であり、該交互層を構成するそれぞれの光学的膜厚が３λ０／４と４λ０／４である第２薄膜群と、
ＺｒＯ2膜とＡｌ2Ｏ3膜からなる交互層、ＺｒＯ2膜とＳｉＯ2膜からなる交互層、およびＡｌ2Ｏ3膜とＳｉＯ2膜からなる交互層のうちの、いずれかの交互層であり、該交互層を構成するそれぞれの光学的膜厚が３λ０／４と２λ０／４である第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。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、トリミングフィルターに関し、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。
【０００２】
【従来の技術】
従来、液晶プロジェクター等の色再現性の効率改善には、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。
【０００３】
一方、液晶用のランプ光源は、４４０、５５０ｎｍ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。
【０００４】
色再現性の改善のために、光源からの光を青、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。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、液晶プロジ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。
【０００６】
そこで、本発明は、上記課題を解決し、色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を提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、次の（１）〜（１０）のように構成したトリミングフィルター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、
ＺｒＯ2膜とＳｉＯ2膜からなる交互層であり、光学的膜厚が共にλ０／４である第１薄膜群と、
ＺｒＯ2膜とＡｌ2Ｏ3膜からなる交互層、ＺｒＯ2膜とＳｉＯ2膜からなる交互層、およびＡｌ2Ｏ3膜とＳｉＯ2膜からなる交互層のうちの、いずれかの交互層であり、該交互層を構成するそれぞれの光学的膜厚が３λ０／４と４λ０／４である第２薄膜群と、
ＺｒＯ2膜とＡｌ2Ｏ3膜からなる交互層、ＺｒＯ2膜とＳｉＯ2膜からなる交互層、およびＡｌ2Ｏ3膜とＳｉＯ2膜からなる交互層のうちの、いずれかの交互層であり、該交互層を構成するそれぞれの光学的膜厚が３λ０／４と２λ０／４である第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、光学的膜厚がλ０／４のＳｉＯ2膜，λ０／４のＺｒＯ2膜，λ０／４のＳｉＯ2膜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３層からなる第１薄膜群の合計膜厚が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、光学的膜厚が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３層からなる第２薄膜群の合計膜厚が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、光学的膜厚が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３層からなる第３薄膜群の合計膜厚が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、
ＺｒＯ2膜とＳｉＯ2膜からなる交互層であり、光学的膜厚が共にλ０／４である第１薄膜群と、
ＺｒＯ2膜とＡｌ2Ｏ3膜からなる交互層、ＺｒＯ2膜とＳｉＯ2膜からなる交互層、およびＡｌ2Ｏ3膜とＳｉＯ2膜からなる交互層のうちの、いずれかの交互層であり、該交互層を構成するそれぞれの光学的膜厚が３λ０／４と４λ０／４である第２薄膜群と、
ＺｒＯ2膜とＡｌ2Ｏ3膜からなる交互層、ＺｒＯ2膜とＳｉＯ2膜からなる交互層、およびＡｌ2Ｏ3膜とＳｉＯ2膜からなる交互層のうちの、いずれかの交互層であり、該交互層を構成するそれぞれの光学的膜厚が３λ０／４と２λ０／４である第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。
【０００８】
【発明の実施の形態】
上記構成を適用し、可視域におい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、３λ０／４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。
【０００９】
また、第２薄膜群を３λ０／４，４λ０／４，３λ０／４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。
【００１０】
また、基板側又は大気側に最も近い薄膜群を第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０．９５〜１．０５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。
【００１１】
【実施例】
以下に、本発明の実施例を示すが、本発明は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Ａｌ2Ｏ3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。
【００１２】
更に図１に、この時の透過率特性を示す。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、６１０〜６５０ｎｍ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。
【００１３】
［実施例２］
実施例２においては、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。
【００１４】
［実施例３］
実施例３においては、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。
【００１５】
【表１】
0004095344.tif 000002
（比較例１）
比較例１においては、特公昭６０−０３８６８３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ＳｉＯ2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λ０／４の交互層であり、第２薄膜群は４λ０／４，２λ０／４，４λ０／４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。
【００１６】
［実施例４］
実施例４においては、実施例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Ａｌ2Ｏ3膜とＳｉＯ2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Ａｌ2Ｏ3膜、ＳはＳｉＯ2膜、ＭはＭｇＦ2膜を示す。
【００１７】
更に図４に、この時の透過率特性を示す。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４３０〜４７０ｎｍ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。
【００１８】
［実施例５］
実施例５においては、実施例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ＺｒＯ2膜とＡｌ2Ｏ3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。
【００１９】
【表２】
0004095344.tif 000003
［実施例６］
実施例６においては、実施例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ＳｉＯ2膜、第３薄膜群をＺｒＯ2膜とＳｉＯ2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。
【００２０】
［実施例７］
実施例７においては、実施例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Ａｌ2Ｏ3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。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Ａｌ2Ｏ3膜、ＳはＳｉＯ2膜、ＭはＭｇＦ2膜を示す。
【００２１】
更に図７に、この時の透過率特性を示す。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４３０〜４７０ｎｍ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。
【００２２】
［実施例８］
実施例８においては、実施例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ＺｒＯ2膜とＡｌ2Ｏ3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。
【００２３】
［実施例９］
実施例９においては、実施例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ＺｒＯ2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。
【００２４】
【表３】
0004095344.tif 000004
［実施例１０］
図１１に、上記各実施例におけるトリミングフィルターを液晶プロジェクターに用いた実施例１０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。
【００２５】
【発明の効果】
本発明によれば、色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、光学的表示装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１の特性を示す図である。
【図２】本発明の実施例２の特性を示す図である。
【図３】本発明の実施例３の特性を示す図である。
【図４】本発明の実施例４の特性を示す図である。
【図５】本発明の実施例５の特性を示す図である。
【図６】本発明の実施例６の特性を示す図である。
【図７】本発明の実施例７の特性を示す図である。
【図８】本発明の実施例８の特性を示す図である。
【図９】本発明の実施例９の特性を示す図である。
【図１０】比較例１の特性を示す図である。
【図１１】本発明の各実施例におけるトリミングフィル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。
【符号の説明】
１０：光源
１１：レンズ
１２：偏光変換素子
１３：トリミングフィルター
１４：赤反射ダイクロ
１５：青反射ダイクロ
１６：全反射ミラー
１７、１８、１９：液晶
２０：クロスダイクロ
２１：投影レンズ
【図１】
0004095344.tif 000005
【図２】
0004095344.tif 000006
【図３】
0004095344.tif 000007
【図４】
0004095344.tif 000008
【図５】
0004095344.tif 000009
【図６】
0004095344.tif 000010
【図７】
0004095344.tif 000011
【図８】
0004095344.tif 000012
【図９】
0004095344.tif 000013
【図１０】
0004095344.tif 000014
【図１１】
0004095344.tif 000015