专利名称：光学滤光器、光学装置以及投影机的制作方法
技术领域：
本发明涉及光学滤光器(フイルタ)、光学装置以及投影机。
这样的投影机，因为安装在桌子、支架等上使用，所以其构成被设置成如容易观察那样，使投影区域比投影光学系统的光轴稍微向上方偏移，进行所谓的“倾斜偏移(あおり)投影”。该“倾斜偏移投影”，可以通过相对投影光学系统的光轴使颜色合成光学装置的光束射出端面的中心轴向和倾斜偏移投影方向相反一侧的下方一侧偏移来实现。
另外，在以往的投影机中，在作为根据从计算机输出的RGB信号投影图像的数据投影机利用时，以使投影图像充分明亮作为目的，在光源中，利用在绿色的波长带(500nm～570nm)上具有强亮度光谱的光源。
但是，如果使用具备这样的光源的投影机，投影基于视频信号(混合信号、分量信号)的图像，则因为绿色波长带表现得强，所以例如在投影图像中，存在应成为白色的部分的变为发绿色的白色的问题。因而，以往，通过电气电路调整提供给液晶面板的视频信号的电平，进行把绿色波长带(500nm～570nm)降低到70％左右的修正。但是，这种情况下，视频信号的动态范围下降，存在投影图像的对比度降低近30％的问题。
因而，代替电气电路的调整，在投影光学系统的光路后段，考虑设置用于减少这些波长带的光束的反射型的光学滤光器。这样的光学滤光器被构成为在平坦的玻璃基板上形成多层规定厚度的膜的光学变换膜，具有反射上述波长带的光束的30％的特性。因而，在根据视频信号的投影图像中，可以防止对比度的降低，可以实现投影图像的清晰化。
但是，在上述的反射型的光学滤光器中，因为由于对该光学滤光器的入射光的入射角度不同反射特性不同，所以有在投影图像上产生颜色不均匀的现象。
本发明的光学滤光器，是被用于具备根据图像信息调制从光源射出的光束形成光学像的光调制装置的光学设备中、被配置在上述光学调制装置的光路后段的光学滤光器，其特征在于，具备基板；被形成在该基板的光入射面上、交替层积有折射率不同的2种薄膜的光学变换膜；其中，从上述光学变换膜的一端侧，向另一端侧膜的厚度连续减少，被相对上述基板倾斜地形成。
在此，可以是上述2种薄膜中的一方的薄膜由五氧化钽(Ta2O5)，另一方的薄膜由二氧化硅(SiO2)构成。
另外，也可以是上述2种薄膜中的一方的薄膜由二氧化锆(ZrO2)构成，另一方的薄膜由二氧化硅(SiO2)构成。
作为光学变换膜，可以采用把上述2种薄膜交替层积8层、12层等的多层构成的膜。这种情况下，可以与色调的调整情况一致，适当变更各层的厚度、层积数。
另外，所谓膜厚度连续减少，是指其构成如根据入射光束对该光学滤光器的入射角度分布反射特性变化那样，使膜厚度连续变化。
另外，作为图像信息，可以列举视频信号、来自计算机的RGB信号等。进而，作为光源，例如可以采用金属卤化物等的波长500nm～570nm频谱强的光。另外，相对于在光学滤光器中的厚度的大部分的光调制装置的位置，没有特别限定。
如果按照本发明，则通过如根据入射光对光学滤光器的入射角度分布那样，使膜厚度从光学变换膜的一端向另一端连续减少，相对基板使光学变换膜倾斜构成，因为即使在光学滤光器的任何位置上都付与一样的反射特性，所以可以防止在投影图像中的颜色不均匀的发生，可以提供高品质的图像。
在以上的光学滤光器中，在该光学滤光器的光束入射面一侧，优选地，配置有相位差板。作为该相位差板，可以适当地采用λ/4板(1/4波长板)。
在此，例如在一般的液晶投影机中，相对液晶面板，在光路的前段和后段上，分别设置成为偏振器或者检偏器的偏振板，在该偏振板的光路后段配置投影光学系统进行放大投影。
在该状态下，把本发明的光学滤光器配置在投影光学系统的光路后段，如果从液晶面板的光路前段入射光束，则从液晶面板射出并通过偏振板的偏振光，在光学滤光器的λ/4板上被反射时相位偏移由上述偏振板吸收。因此，因为在光学滤光器中的反射光不返回到达液晶面板，所以可以防止这样的反射光在液晶面板上反射引起的双重图像的发生。
本发明的光学装置，特征在于，具备根据图像信息调制从光源射出的光束形成光学像的光调制装置；放大投影由该光学装置形成的光学像的投影光学系统；以上的光学滤光器；和上述光学滤光器一样，可以防止投影图像中的颜色不均匀的发生，可以提供高品质的图像。
在以上的光学装置中，上述投影光学系统，优选地，被用于相对于该投影光学系统的光轴上述光调制装置的图像形成区域的中心周偏移的的倾斜偏移投影，上述光学变换膜的厚度，随着倾斜偏移方向连续减少。
在这样的倾斜偏移投影的情况下，从光调制装置射出的，在投影光学系统中的倾斜偏移方向的相反一侧的位置上通过的光束，通过投影光学系统相对光学滤光器具有大的角度被入射。以这样大的角度入射的入射光，与没有角度的情况相比，反射特性差异最大。因此，通过膜厚度随着向倾斜偏移方向的方向连续减少，因为可以与大的角度的入射光对应，所以可以进一步有效地提高投影图像的画质。
在此，上述光学滤光器，优选地，倾斜偏移方向一侧边缘向上述投影光学系统方向倾斜。
这种情况下，因为通过倾斜偏移方向一侧边缘向投影光学系统一侧倾斜，可以减小在光学滤光器的各部位上的入射角度的差，所以可以进一步防止在投影图像中的颜色不均匀的发生。
本发明的投影机，其特征在于具备上述光学滤光器或者上述光学装置，可以起到和上述光学滤光器、光学装置大致相同的效果。
图2是从下方看上述投影机的透视图。
图3是展示从
图1的状态拆下上壳的状态的透视图。
图4是从图3的状态拆下控制基板的透视图。
图5是展示上述投影机的光学单元的分解透视图。
图6是示意性地展示上述光学单元的图。
图7是展示上述投影机的光源灯的频谱特性的图。
图8是展示上述投影机的反射型光学滤光器的层结构的剖面图。
图9是展示上述投影机的反射型光学滤光器的透过率特性的图。
图10是展示上述投影机的液晶面板、交叉分色棱镜、投影透镜、相位差板和上述反射型的光学滤光器的配置的示意图。
符号说明1 投影机(光学设备)44 光学装置主体46 投影透镜(投影光学系统)
416 光源灯(光源)441(441R、441G、441B)液晶面板(光调制装置)500，501 反射型光学滤光器(光学滤光器)500A 端部(倾斜偏移方向侧边缘)510 玻璃基板(基板)520 多层膜(光学变换膜)521 高折射率层(2种薄膜的一方的薄膜)522 低折射率层(2种薄膜的另一方的薄膜)600 相位差板
1.投影机的主要构成图1是从上方看作为本发明的实施方式1的光学设备的投影机1的透视图。图2是从下方看投影机1的透视图。
如图1或者图2所示，投影机1，具备由注入成型形成的大致长方体形状的外壳2。该外壳2，是收纳投影机1的主体部分的合成树脂制造的筐体，具备上壳21、下壳22，这些上壳21、22被构成为可以相互自如拆装。
上壳21，如图1、2所示，其构成包含分别构成投影机1的上面、侧面、前面以及背面的上部21A、侧面部21B、前面部21C以及背面部21D。
同样，下壳22，也是如图1、2所示，其构成包含分别构成投影机1的下面、侧面、前面以及背面的下面部22A、侧面部22B、前面部22C，以及背面部22D。
因而，如图1、2所示，在长方体形状的外壳2上，上壳21以及下壳22的侧面部21B、22B之间连续连接构成长方体的侧面部分210，同样，通过前面部21C、22C之间的连接构成上述前面部分220，通过背面部21D、22D之间的连接构成背面部分230，由上面部21A构成上面部分240，由下面部22A构成下面部分250。
如图1所示，在上面部分240中，在其前方一侧设置有操作面板23，在该操作面板23的附近形成有声音输出用的扬声器孔240A。
从前方看在右侧的侧面部分210上，形成有跨越2个侧面部21B、22B的开口211。在此，在外壳2内，设置有后述的主基板51、接口基板52，经由被安装在该开口211处的接口面板53，被安装在主基板51上的连接部51B和被安装在接口基板52上的连接部52A露出到外部。在这些连接部51A、52A上，外部的电子设备等被连接到投影机1上。
在前面部分220中，从前方看在右侧，在上述操作面板23的附近形成有跨越2个前面部21C、22C的圆形的开口221。
如与该开口221对应那样，在外壳2内部配置有作为投影光学系统的投影透镜46。这时，投影透镜46的前端部分从开口221露出到外部，通过作为该露出部分的一部分的控制杆46A，可以手动进行投影透镜46的聚焦操作。
在前面部分220中，在上述开口221的相反侧的位置上，形成有排气口222。在该排气口222上，形成有安全盖222A。
如图2所示，在背面部分230中，在从背面看的右侧形成有矩形的开口231，接入连接器24从该开口231露出。
在以下部分250中，从下方看在右端侧的中央位置上形成有矩形的开口251。在开口251上，拆装自如地设置有覆盖该开口251的灯盖25。通过取下该灯盖25，容易进行未图示的光源灯的更换。
另外，在下面部分250中，在从下方看左侧背面一侧的角上，形成有在一段内侧凹陷的矩形面252。在该矩形面252上，形成有用于从外部吸入冷却空气的吸气口252A。在矩形面252上，拆装自如地设置有覆盖该矩形面252的吸气口盖26。在该吸气口盖26上，形成有与吸气口252A对应的开口26A。在开口26A中，设置有未图示的空气过滤器，防止尘埃向内部的侵入。
进而，在下面部分250中，在后方一侧的大致中央位置形成有构成投影机1的脚部的后脚2R。另外，在下面部22A中的前方一侧的左右的角部上，分别设置有同样构成投影机1的脚部的前脚3F。即，投影机1，靠后脚2R以及2个前脚3F以3点支撑。
2个前脚2F被构成为分别可以在上下方向上进退，调整投影机1的前后方向以及左右方向的倾斜(姿态)，可以进行投影图像的位置调整。
另外，如图1、2所示，如跨越下面部分250和前面部分220那样，在外壳2中的前方一侧的大致中央位置上，形成有长方体形状的凹部253。在该凹部253上，设置有覆盖该凹部253的下侧以及前侧的在前后方向上滑动自如的盖部件27。由该盖部件27，在凹部253中，收纳用于进行投影机1的远程操作的未图示的遥控器。
在此，图3、4是展示投影机1的内部的透视图。具体地说，图3是从图1状态拆下投影机1的上壳21的图。图4是从图3的状态拆下控制基板5的图。
在外壳2中，如图3、4所示，具备沿着背面部分配置的，向左右方向延伸的电源单元3；在该电源单元3的前侧配置的平面看大致L字形状作为光学系统的光学单元4；被配置在这些单元3、4的上方以及右侧上的作为控制部的控制基板5。由这些各装置3～5构成投影机1的主体。
电源单元3，其构成包含电源31、被配置在该电源31的下方的未图示的灯驱动电路(镇流器)。
电源31，把通过与上述接入连接器连接的未图示的电源电缆从外部提供的电力，提供给上述灯驱动电路、控制基板5等。
上述灯驱动电路，向构成光学单元4的图3、4中未图示的光源灯，提供从电源31提供的电力，与上述光源灯电气连接。这样的灯驱动电路，例如，可以通过在基板上配线构成。
电源31以及上述灯驱动电路，大致平行地在上下并列配置，它们的占有空间，在投影机1的背面一侧在左右方向上延伸。
另外，电源31以及上述灯驱动电路，用左右侧被开口的铝等的金属制的屏蔽部件31A覆盖周围。
屏蔽部件31A，除了引导冷却空气的管道的功能外，还具有使在电源31、上述灯驱动电路中产生的电磁噪声不泄露到外部的功能。
控制基板5，如图3所示，具备如覆盖单元3、4上侧那样配置的包含CPU、连接部51B等的主基板51；被配置在该主基板51的下侧包含连接部52A的接口基板52。
在该控制基板5中，根据经由连接部51B、52A输入的图像信息，主基板51的CPU等，进行构成后述的光学装置的液晶面板的控制。主基板51，由金属制的屏蔽部件51A包围周围。
2.光学单元的详细构成在此，图5是展示光学单元4的分解透视图。图6是示意性地展示光学单元4的图。
光学单元4，如图6所示，是光学处理从构成光源装置411的光源灯416射出的光束，形成与图像信息对应的光学像，放大投射该光学像的单元，具备积分仪(インテグレ—タ)照明光学系统41、颜色分离光学系统、中继光学系统43、光学装置主体44、作为投影光学系统的投影透镜46、收纳这些光学零件41～44、46的合成树脂制的光导向体(ライトガイド)47(图5)。进而，由光学装置主体44和投影透镜46，构成权利要求所述的光学装置。
积分仪照明光学系统41，是用于大致均匀地照明构成光学装置主体44的3枚液晶面板441(对于红、绿、蓝每种颜色光分别设置为液晶面板441R、441G、441R)的图像形成区域的光学系统，具备光源装置411、第1透镜阵列412、第2透镜阵列413、偏振变换元件414和重叠透镜415。
光源装置411，具备作为发射光源的光源灯416和反射器417，用反射器417反射从光源灯146射出的发射状的光线设置成平行光线，把该平行光线射出到外部。在光源灯416中，采用金属卤化物灯。进而，除了高压水银灯以外，还可以采用高压水银灯、卤素灯等。另外，在反射器417中，采用了抛物面镜。进而，还可以代替抛物面镜，采用组合平行化凹透镜和椭圆面镜的方式。进而，有关光源灯416在以后详细叙述。
第1透镜阵列412，具有把从光轴方向看大致具有矩形的轮廓的小透镜排列成矩阵形状的结构。各小透镜，把从光源灯416射出的光束分割为多个部分光束。各小透镜的轮廓形状，被设定成和液晶面板441的图像形成区域的形状大致相似的形状。例如，如果液晶面板441的图像形成区域的横纵比(横和纵的尺寸的比例)是4∶3，则把各小透镜的横纵比也设定为4∶3。
第2透镜阵列418，具有和第1透镜阵列412大致相同的结构，具有把小透镜排列成矩阵形状的结构。该第2透镜阵列413，和重叠透镜415一同，具有把第1透镜阵列412的各小透镜的像成像在液晶面板441上的功能。
偏振变换元件414，被配置在第2透镜阵列413和重叠透镜415之间。这样的偏振变换元件414，是把来自第2透镜阵列413的光变换为1种偏振光的元件，由此，可以提高在光学装置主体4中的光的利用效率。
具体地说，用偏振变换元件414变换为1种偏振光的各部分光，由重叠透镜415最终大致重叠在光学装置主体44的液晶面板441上。在使用了调制偏振光型的液晶面板441的投影机1中，因为只能利用1种偏振光，所以来自发出其他种类的随机偏振光的光源灯416的光束的大致一半不能被利用。因此，通过使用偏振变换元件414，把从光源灯416射出的光束全部变换为1种偏振光，可以提高在光学装置主体44中的光的利用效率。进而，这样的偏振变换元件414，例如在特开平8-304739号公报中有介绍。
颜色分离光学系统42，具备2枚分色反射镜421、422、反射镜423，具有由分色反射镜421、422把从积分仪照明光学系统41射出的多个部分光束分离为红(R)、绿(G)、蓝(B)的3个颜色的色光的功能。
中继光学系统43，具备入射侧透镜431、中继透镜438和反射镜432、434，把作为由颜色分离光学系统42分离的色光的红色光导引到液晶面板441R的功能。
这时，在颜色分离光学系统42的分色反射镜421中，在从积分仪照明光学系统41射出的光束中，红色光成分和绿色光成分透过，蓝色光成分反射。由分色反射镜421反射的蓝色光，在反射镜423上反射，通过场透镜418，到达蓝色用的液晶面板441B。该场透镜418，把从第2透镜阵列413射出的各部分光束变换为相对其中心轴(主光线)平行的光束。被设置在其他液晶面板441G、441R的光入射侧的场透镜418也一样。
另外，在透过了分色反射镜421的红色光和绿色光中，绿色光，由分色反射镜422反射，通过场透镜418，到达绿色用的液晶面板441G。另一方面，红色光，透过分色反射镜422后通过中继光学系统43，进而通过场透镜418到达红色光用的液晶面板441R。
进而，在红色光中使用中继光学系统43是因为红色光的光路的长度比其他颜色光的光路长度长，所以为了防止光的扩散等引起的光的利用效率下降的缘故。即，是为了把入射到入射侧透镜431的部分光束，原样传递到场透镜418的缘故。进而，在中继光学系统43中，虽然设置成使3个色光中的红色光通过的结构，但并不限于此，例如，也可以设置成使蓝色光通过的结构。
光学装置主体44，根据图像信息调制入射的光束形成彩色图像，具备由颜色分离光学系统42分离的各颜色光入射的3个入射侧偏振板442；被配置在各入射侧偏振板442的后段上的作为光调制装置的液晶面板441R、441G、441B；被配置在各液晶面板441R、441G、441B的后段上的射出侧偏振板443；作为颜色合成光学装置的交叉分色棱镜444；被配置在投影透镜46的光路后段上的相位差板(λ/4板)600；被配置在该相位差板600的光路后段上的反射型的光学滤光器500。
液晶面板441R、441G、441B，例如，把多晶硅TFT作为开关元件使用。
在光学装置主体44中，用颜色分离光学系统42分离的各颜色光，根据图像信息由这3枚液晶面板441R、441G、441B、入射侧偏振板442和射出侧偏振板443调制，形成光学像。
入射侧偏振板442，在用颜色分离光学系统42分离的各颜色光中，只使一定方向的偏振光透过，吸收其他的光束，是在蓝宝石玻璃等的基板上贴付偏振膜的板。另外，不使用基板，也可以把偏振膜贴付在场透镜418上。
射出侧偏振板443，也和入射侧偏振板442的结构大致相同，在从液晶面板441(441R、441G、441B)射出的光束中，只使规定方向的偏振光透过，吸收其他的光束。另外，不使用基板，也可以把偏振膜贴付在交叉分色棱镜444上。
这些入射侧偏振板442以及射出侧偏振板443，被设定成相互的偏振光轴的方向正交。
交叉分色棱镜444，合成从射出侧偏振板433射出的、对每种颜色光调制后的光学像，形成彩色图像。
在交叉分色棱镜444中，把反射红色光的电介质多层膜和反射蓝色光的电介质多层膜，沿着4个直角棱镜的界面设置成大致X字形状，由这些电介质多层膜合成3个颜色光。
3.光源灯的频谱特性图7是展示光源灯416的频谱特性的图。
如图7所示，在波长440nm附近(500nm～570nm)显现表示蓝色光的频谱峰值，在波长550nm附近(500nm～570nm)上显现表示绿色光的频谱峰值，在波长580nm附近显现表示红色光的频谱的峰值。红色光的强度，相对绿色光的强度是约70％左右。蓝色光的强度相对绿色光的强度是约90％左右。
4.反射型的光学滤光器的结构图8是展示反射型的光学滤光器500的层结构的剖面图。
如图8所示，反射型的光学滤光器500，具备由蓝板玻璃或者白板玻璃等构成的玻璃基板510；对该玻璃基板510的表面，用蒸着等，交替层积8层作为折射率不同的2种薄膜的高折射率层512和低折射率层522的作为光学变换膜的多层膜520。第8层，位于来自投影透镜46的光束入射一侧。进而，虽然省略图示，但在玻璃基板510的背面，形成有反射防止膜。
构成多层膜520的高折射率层521，由五氧化钽(Ta2O5)构成。低折射率层522，由二氧化硅(SiO2)构成。多层膜520，从玻璃基板510一侧的第1层到第8层以以下的厚度构成。进而，设置为反射的光的设计波长λ＝540(nm)。
五氧化钽的折射率n1＝2.10。另外，二氧化硅的折射率n2＝1.46。
第1层厚度0.66λn1(1697)nm，五氧化钽层第2层厚度0.08λn2(296)nm，二氧化硅层第3层厚度0.79λn1(2031)nm，五氧化钽层第4层厚度0.12λn2(444)nm，二氧化硅层第5层厚度0.76λn1(1954)nm，五氧化钽层第6层厚度0.32λn2(1184)nm，二氧化硅层第7层厚度0.62λn1(1594)nm，五氧化钽层第8层厚度0.60λn2(2219)nm，二氧化硅层另外，如图8所示，多层膜520，从一端520A侧向另一端520B侧，不改变层结构，连续减少膜厚度，相对基板510倾斜形成。
图9是展示反射型的光学滤光器500的透过率特性的图。
从这样的反射型的光学滤光器500射出的图像光，具有图9所示的透过率特性。即，500nm～570nm波长带的光束的透过率为70％或以下。即，可以说反射该波长带的光束的30％或以上。
5.光学装置以及投影透镜的配置图10是展示液晶面板441(441G)、交叉分色棱镜444、投影透镜46、相位差板600、反射型的光学滤光器500的配置的示意图。
在图10中，投影透镜46，是在相对投影透镜46的光轴液晶面板441的图像形成区域的中心轴偏移的，所谓的“倾斜偏移投影”中使用的透镜，交叉分色棱镜444的光束射出端面的中心轴A，在相对投影透镜46的光轴B，在与倾斜偏移方向(图10中上方向)相反侧的下方一侧偏移配置。
另外，交叉分色棱镜444的光束入射端面的入射光束中心轴A，被配置在相对液晶面板441的图像形成区域的入射光束中心轴C，在偏移倾斜方向一侧偏移的位置上。
投影透镜46，具备在树脂制等的镜筒460内的光路的照明光轴上作为5枚4组构成的1组透镜461、2组透镜462、3组透镜463和4组透镜464。
1组透镜461，是被设置成用于在倾斜偏移方向上放大投影的非球面透镜的凹透镜。2组透镜462，是调整光束的凸透镜。3组透镜463，是贴合有凹透镜463A和入射侧被设置成非球面透镜的凸透镜463B的软树脂(バルサム)透镜。4组透镜464，是只有图像光进入的凸透镜。
相位差板600，被配置在投影透镜46和反射型光学滤光器500之间。该相位差板600，作为1/4波长板构成。
反射型光学滤光器500，其多层膜520的厚度，被配置成向着倾斜偏移方向连续减少。另外，反射型的光学滤光器500，相对于和液晶面板441的透过面平行的轴，即，与投影透镜46的光轴B正交的垂直方向的轴D，倾斜偏移方向侧的端部500A，向投影透镜46方向倾斜角度θ。
由此，反射型光学滤光器500，被构成为随着入射光对该光学滤光器500的入射角度分布，反射特性变化。
另外，反射型的光学滤光器500，根据被输入到投影机1的控制基板的输入信号，对是否在投影透镜46的光路后段上配置反射型的光学滤光器500进行切换。该切换，根据输入信号自动切换。进而，并不限于这种切换，可以设置成在投影图像的画质设定时切换，或者使用者自己手动切换等的结构。
在这样的投影机1中，从光源射出的光束，由液晶面板441根据图像信息调制作为光学像形成。该光学像，从交叉分色棱镜444的光束入射端面分别射入合成。该合成光，从交叉分色棱镜444的光束射出侧端面射出，进入投影透镜46。
接着，在投影透镜46中，从交叉分色棱镜444射出的合成光，在入射到4组透镜464后，在作为软树脂透镜的3组透镜463中进行色象差修正，在由第2透镜462进行光量调整后，在作为非球面透镜的1组透镜461中进行畸变修正，同时向倾斜偏移方向放大投影。
此后，透过了相位差板600的图像光，在反射型的光学滤光器500中，在500nm～570nm的波长带的光束中反射30％，剩余的70％的光束以及其他的波长带的光束直接透过。
透过反射型的光学滤光器500的光束，因为被构成为按照入射光的入射角度分布，所以成为不被入射部位左右的规定的光束。
由此，在投影图像上，确保了没有颜色不均匀的高画质。另一方面，用反射型光学滤光器500反射的反射光，一部分返回投影透镜46一侧，而该返回光，由于2次透过相位差板600而相位偏移，在液晶面板441的光路后段的上述射出一侧偏振板443(图6)上被吸收。因此，上述返回光，不会入射到液晶面板441的图像形成区域上。进而，对于在反射光中未返回投影透镜46的部分，当然不返回液晶面板441。
6.实施例1的效果如果采用本实施方式，则可以起到以下那样的效果。
(1)如按照入射光对反射型的光学滤光器500的入射角度分布那样，从多层膜520的一端520A侧向另一端520B侧，使膜厚度连续减小，通过相对基板510倾斜形成多层膜520，无论在反射型的光学滤光器500的哪个位置因为都付与一样的反射特性，所以可以防止在投影图像中的颜色不均匀的发生，可以提供高品质的图像。
另外，具备这样的光学滤光器500的光学装置、投影机1等，也可以提供没有颜色不均匀的高品质的图像。
(2)在反射型的光学滤光器500的光束入射面一侧，因为配置有相位差板600，所以在光学滤光器500中的反射光由射出光侧偏振板443吸收，未到达液晶面板441的图像形成区域，所以可以可靠地防止由反射光在液晶面板441上的反射引起的投影图像上的重影的发生。
(3)因为把多层膜520构成为使其膜厚度按照倾斜偏移方向连续减少，由于可以与具有最大的入射角度的入射光相适应，所以可以进一步有效地提高投影图像的画质。
(4)在反射型光学滤光器500中，因为使倾斜偏移方向一侧的端部500A向投影透镜46一侧倾斜，由于可以减小在光学滤光器500的各部位上的入射角度的差，所以可以进一步防止在投影图像中的颜色不均匀的发生。
(5)因为由反射型的光学滤光器500，反射一般被设置成绿色光的波长500nm～570nm的入射光中的至少30％，所以在由透过该反射型的光学滤光器500的光束产生的投影图像中，绿色成分减少30％左右，可以使基于视频信号的投影图像清晰。特别是在白色中，不会是发绿的白色而可以投影纯粹的白色。这时，因为不需要减小提供给液晶面板441的视频信号的动态范围，所以还可以充分确保投影图像的对比度。
(6)通过在光路上放入和取出反射型的光学滤光器500等，还可以与从计算机输入的RGB信号相适应。因此，可以根据提供的图像信息(视频信号，RGB信号)简便地切换投影图像的色调。这种切换可以自动也可以手动。
实施方式2本发明的实施方式2的投影机，和实施方式1的投影机，只是其反射型的光学滤光器的结构不同，其他构成，和实施方式1大致相同。因此，有关层结构，参照上述图8，省略或者简化其说明。
具体地说，构成实施方式2的投影机的反射型的光学滤光器501，和上述实施方式1的反射型的光学滤光器500，高折射率层521的材料不同，如图3所示，高折射率层521，由二氧化锆(ZrO2)组成，低折射率层522的材料相同。另外，反射型的光学滤光器501，和上述实施方式1一样，如随着倾斜偏移方向膜厚度减小那样，被配置在投影机内。这时，倾斜偏移方向一侧的端部向投影透镜侧倾斜。
进而，假设反射的光的设计波长λ＝540(nm)。二氧化锆的折射率n3＝2.05。另外，二氧化硅的折射率n2＝1.46。具体地说，反射型的光学滤光器501的多层膜520，如下所述。另外，在实施方式2中，没有形成在实施方式1的玻璃基板510的背面形成的反射防止膜。
第1层厚度0.66λn3(1739)nm，二氧化锆层第2层厚度0.08λn2(296)nm，二氧化硅层第3层厚度0.79λn3(2081)nm，二氧化锆层第4层厚度0.12λn2(444)nm，二氧化硅层第5层厚度0.76λn3(2002)nm，二氧化锆层第6层厚度0.32λn2(1184)nm，二氧化硅层第7层厚度0.62λn3(1633)nm，二氧化锆层第8层厚度0.60λn2(2219)nm，二氧化硅层即使在本实施方式2中，也可以得到和上述的实施方式1的(1)～(6)同样的效果。
7.实施方式的变形进而，本发明并不限于上述的实施方式，可以实现本发明的目的的范围内的变形、改进等被包含在本发明中。
例如，在上述各实施方式中，把反射型的光学滤光器500、501设置成8层结构，但是例如，也可以采用以下的12层结构。这时，只要和各实施方式同样地连续改变膜厚度进行倾斜即可。
在多层膜中，由五氧化钽(Ta2O5)构成高折射率层，由二氧化硅(SiO2)构成低折射率层。进而，假设反射的光的设计波长λ＝500(nm)。五氧化钽的折射率n1＝2.10。另外，二氧化硅的折射率n2＝1.46。
第1层厚度0.48λn1(1143)nm，五氧化钽层第2层厚度0.58λn2(1986)nm，二氧化硅层第3层厚度0.13λn1(310)nm，五氧化钽层第4层厚度0.10λn2(342)nm，二氧化硅层第5层厚度0.82λn1(1952)nm，五氧化钽层第6层厚度0.40λn2(1370)nm，二氧化硅层第7层厚度0.09λn1(214)nm，五氧化钽层第8层厚度0.24λn2(822)nm，二氧化硅层第9层厚度0.88λn1(2095)nm，五氧化钽层第10层厚度0.12λn2(411)nm，二氧化硅层第11层厚度0.07λn1(167)nm，五氧化钽层第12层厚度0.34λn2(1164)nm，二氧化硅层另外，在上述各实施方式中，虽然在投影透镜46和反射型的光学滤光器500、501之间，配置相位差板600，但特别地也可以不设置。
进而，虽然设置成使作为反射型的光学滤光器的倾斜偏移方向一侧的端部的上端部在投影透镜方向倾斜，但如不是必须，也可以不特别设置。
另外，在反射型的光学滤光器中，虽然设置成随着倾斜偏移方向膜厚度连续减小，但并不限于此，例如，也可以采用按照向左右的任意一方向连续减少的结构等。另外，也可以构成为随着向左右侧的端部的方向连续减少，即，光学滤光器的中心部分最厚。
另外，虽然把光学滤光器、光学装置等装入投影机，但并不限于此，也可以组装到其他光学设备中。
进而，作为光学滤光器，虽然采用了反射型的光学滤光器，但并不限于此，例如，也可以采用吸收型的光学滤光器。该吸收型的光学滤光器，可以作为添加有吸收剂的玻璃基板构成，这种情况下可以被构成为，使玻璃基板的厚度从一端侧向另一端侧减少，在玻璃基板自身上设置倾斜。由此，和上述反射型的光学滤光器一样，可以防止在投影图像上的颜色不均匀的发生，可以起到能够投影高品质图像的效果。
如果采用本发明，则具有防止在投影图像中的颜色不均匀的发生，可以投影高品质图像的效果。
权利要求
1.一种光学滤光器，是被用于具备根据图像信息调制从光源射出的光束形成光学像的光调制装置的光学设备中的、被配置在上述光调制装置的光路后段的光学滤光器，其特征在于具备基板，和被形成在该基板的光入射面上、交替地层积有折射率不同的2种薄膜的光学变换膜；其中，从上述光变换膜的一端侧向另一端侧膜厚度连续减小，相对上述基板倾斜形成。
2.根据权利要求1所述的光学滤光器，其特征在于上述2种薄膜中的一方的薄膜由五氧化钽构成，另一方的薄膜由二氧化硅构成。
3.根据权利要求1所述的光学滤光器，其特征在于上述2种薄膜中的一方的薄膜由二氧化锆构成，另一方的薄膜由二氧化硅构成。
4.根据权利要求1～3的任意一项所述的光学滤光器，其特征在于在上述光学滤光器的光束入射面一侧配置有相位差板。
5.一种光学装置，其特征在于，具备根据图像信息调制从光源射出的光束，形成光学像的光调制装置；放大投影由该光学装置形成的光学像的投影光学系统；根据权利要求1～4的任意一项所述的光学滤光器。
6.根据权利要求5所述的光学装置，其特征在于上述投影光学系统，被用于相对该投影光学系统的光轴、上述光调制装置的图像形成区域的中心轴偏移的倾斜偏移投影；上述光学变换膜的厚度，随着向倾斜偏移方向连续减小。
7.根据权利要求6所述的光学装置，其特征在于上述光学滤光器，倾斜偏移方向侧边缘部向上述投影光学系统方向倾斜。
8.一种投影机，其特征在于具备根据权利要求1～4的任意一项所述的光学滤光器或者根据权利要求5～7的任意一项所述的光学装置。
全文摘要
本发明提供了一种防止在投影图像中的颜色不均匀的发生，可以投影高品质的图像的光学滤光器、光学装置以及投影机。光学滤光器500，被用于具备根据图像信息调制从光源灯射出的光束、形成光学像的液晶面板的投影机中，被配置在液晶面板的光路后段。光学滤光器500，具备基板510，和被形成在该基板510的光束入射面上交替层积有折射率不同的2种薄膜521、522的光学变换膜520。从该光学变换膜520的一端520A侧向另一端520B侧膜厚度连续减小，相对基板510倾斜形成。因为膜厚度连续减少，所以可以防止在投影图像上的颜色不均匀的发生，可以投影高品质的图像。
文档编号G02B27/18GK1472550SQ03147528
公开日2004年2月4日 申请日期2003年7月9日 优先权日2002年7月9日
发明者小川恭范 申请人:精工爱普生株式会社