JPH02257116A - 光学装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、液晶スイッチ及びＰ　Ｌ　Ｚ　Ｔ圧電スイッ
チ姥代表される電界効果型空間変調素子を使った、光学
的画像処理システムにおいて、光の伝達、分割、偏向、
変調、合成を行うための光学装置に関する。

［従来の技術１ 従来は、例えば、図７に示すように、各種のミラー（グ
イクロイックミラー７０１、全反射ミラー７０２）を組
み合わせ、それらの間の適当な場所に空間変調素子７０
３．７０４．７０５を配置した構成であった。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上記の構成には、ミラー及び空間変調素
子が立体的に配列されるために、必然的に装置全体が大
きくなってしまうという問題点があった。

本発明は、このような問題点を解決するものであって、
その目的は、従来の光学装置の性能を維持しながら、さ
らに小型かつ薄型の光学装置を提供することにある。

［課題を解決するための手段１ 本発明の光学装置は、第１図（ａ）に示すように、第１
の透明で中実な部材１０１と、該部材上に配置された複
数の光制御素子１０２．１０３．１０４（ここでは三つ
のみ図示）と、該光制御素子をはさんで、第１の透明部
材と平行に対向するように配置された第２の透明で中実
な部材１０１ａとから成ることを特徴とする。第１図（
Ｃ）は、同図（ａ）に対応する光学装置の平面図である
。

第２図は、第１図にあげた光制御素子の構造を示す断面
図である。第１の色分離膜２０１と、該色分離膜上に配
置された第１のホログラム２０２と、該ホログラム上に
配置された空間変調素子２０３と、該空間変調素子上に
配置された第２のホログラム２０４と、該ホログラム上
に配置された第２の色分離膜２０５とから成る。これら
五つの構成要素２０１．２０２．２０３．２０４．２０
５の機能は、制御素子相互に、さらには、ひとつの制御
素子の中で、装置の使用目的に応じて異なる。

さらに、第１図（ｂ）に示すように、透明部材１０１の
一部に、光を部材の中へ取り込むためのホログラム１１
１を付加し、透明部材１０１ａの一部に光を部材の中か
ら取り出す作用と複数の光制御素子の像を同一面に作る
作用をもった別のホログラム１１２を付加したことを特
徴とする。

［作　用１ 第３図を使って、本発明の光学装置の作用について説明
する。

透明部材１０１の中へ取り込まれた光１１は、全反射を
繰り返して、光制御素子１０２へ到達する。ここで、光
は、第１の色分離膜２０１によって、光１２と光１２ａ
に分割される。光１２は、さらに全反射を繰り返して、
光制御素子１０３へ到達する。そして、第１の色分離膜
３０１によって、光１３を光１３ａに分割される。一方
、光１２ａは、光制御素子１０２の第１のホログラム２
０２によって、進路を曲げられ、垂直に空間変調素子２
０３へ入射する。この後、第２のホログラム２０４によ
り、再び、進路を曲げられ、第２の色分離膜２０５を抜
けて、透明部材１０１ａの中へ入る。そして、全反射を
繰り返して、光制御素子１０３へ至る。光１３ａも、光
１２ａと同じ原理で、第２の色分離膜３０５を抜けて、
透明部材１０１ａの中へ入る。

本装置の後に置いて使われる結像系から光制御素子まで
の距離が、素子毎に異なるため、スフノーン上にボケが
生じる。これについては、結像系を工夫する（実施例−
１）か、補正機能を有するホログラムを部材１０１ａに
付加して光を取り出す〔実施例−２）ことにより対処す
る。

なお、第３図では誇張して描かれているが、実際には、
ホログラムの厚みは０．１〜１０ミクロン程度である。

したがって、色分離膜、空間変調素子及び支持部材等を
含めた制御素子全体の厚みを、数ミリ程度に薄くできる
。また、これらの光制御素子をはさむ二枚の透明部材の
厚みも、部材の中を伝播する光の全反射回数を増やすこ
とにより、容易に、数ミリ程度に薄くできる。

したがって、本発明の光学装置の全体の厚みは、１０ミ
リ程度あるいはこれ以下ですむことになる。

〔実　施　例］ 以下に、本発明の光学装置の実施例を記す。

（実施例−１） 第４図は、本発明の光学装置を使った、投射光学システ
ムである。

光源４０１から出た光を、レンズ４１１でコリメートし
て、部材１０１に設けられたテーパ４１２により、部材
の中へ取り込む。

部材１０１の上には、光を赤、緑、青色に、分離、変調
、合成するための光制御素子１０２．１０３．１０４が
ある。

これらの光制御素子を構成する色分離膜及びホログラム
は、第５［ＲＩ（ａ）の透過率スペクトル５０１．５０
２．５０３及び第５図（ｂ）の回折効率スペクトル６０
１．６０２．６０３をそれぞれ有する。５０１の色分離
膜と６０１のホログラムが、赤い光に対する光制御素子
１０２の構成要素であり、ここでは、第１と第２の色分
離膜の区別及び第１と第２のホログラムの区別はない。

同様にして、５０２の色分離膜と６０２のホログラムを
、緑の光に対する光制御素子１０３の構成要素とし、５
０３の色分離膜と６０３のホログラムを、青の光に対す
る光制御素子１０４の構成要素とする。

これら三つの光制御素子１０２．１０３．１０４で分離
、変調、合成された光は、部材１０１ａに設けられたテ
ーパ４１３により、部材の外へ取り出され、テレセント
リックな、投射光学系４０２へ導かれる。

（実施例−２） 第６図は、本発明の光学装置を応用した投射光学システ
ムに関する別の実施（９トである。

光源４０１から出た光は、部材１０１へ付加されたホロ
グラム１１１により、コリメートされて、部材の中へ取
り込まれる。

部材１０１の上に配置された三、つの光制御素子１０２
．１０３．１０４により、実施例−１と同じ要領で分離
、変調、合成された光は、部材１０１ａに付加されたホ
ログラム１１２により、部材の外へ取り出され、投射光
学系４０２へ導かれる。

また、迷光をなくすために、部材１０１の端部及び部材
１０１ａの端部及び光制御素子１０２．１０３．１０４
の間に吸光材４０３を配置した。

なお、本光学装置で使用するホログラムは、所定の性能
を満足するものであれば、表面凹凸型ホログラム、体積
型ホログラムどちらでも良く、また、単層、多層どちら
の構造でも良い。

［発明の効果〕 上述のごとく、本発明の光学装置によれば、透明部材の
有する光導波作用と、ホログラムの有する光偏向作用に
より、装置の小型・薄型化を実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）、（ｂ）は本発明の光学装置の断面図。第
１図（ｃ）は平面図。 第２図は、本発明の光学装置の主要素である光制御素子
の断面図。 第３図は、本発明の光学装置の作用を説明するための図
。 第４図は、本発明の光学装置の第１の実施例を示す図。 第５図（ａ）は第１の実施例の光学装置において、使用
する色分離膜の透過率スペクトルを示す図。第５図（ｂ
）はホログラムの回折効率スペクトルを示す図。 第６図は、本発明の光学装置の第２の実施例を示す図。 第７図は、従来の光学装置の構成を示す平面図。 １０１　　・　・ １０１ａ　　・ １０２　・　・ １０３　・　・ １０４　・　・ １１１　　・　・ １１２　　・　・ ２０１　・　・ ２０２　・　・ ２０３　・　・ ２０４　・　・ ２０５　・　・ ｌ　１　・　・ ４０１　　・　・ 第１の透明で中実な部材 ・第２の透明で中実な部材 光制御素子 光制御素子 光制御素子 ホログラム ホログラム 第１の色分離膜 第１のホログラム 空間変調素子 第２のホログラム 第２の色分離膜 光 光源 ４０２　・ ４１１　・ ４１３　・ ４０３　・ ５０１　・ ６０１　・ ・・投射光字系 ・・レンズ ・・テーパ ・テーバ ・吸光材 ・・色分離膜の透過率スペクトル ・・ホログラムの回折効率スペクト ７０１　・ ７０３　・ ル ・グイクロイックミク ・・空間変調素子 以上

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）第１の透明で中実な部材と、該部材上に配置され
   た複数の光制御素子と、該光制御素子をはさんで第１の
   透明部材と、平行に対向するように配置された第２の透
   明で中実な部材とから成ることを特徴とする光学装置。
2. （２）該光制御素子は、第１の色分離膜と、該色分離膜
   上に配置された第１のホログラムと、該ホログラム上に
   配置された空間変調素子と、該空間変調素子上に配置さ
   れた第２のホログラムと、該ホログラム上に形成された
   第２の色分離膜とから成ることを特徴とする請求項１記
   載の光学装置。
3. （３）該光制御素子に関し、素子毎に、その構成要素で
   あるところの、色分離膜、ホログラム、空間変調素子の
   構造が異なることを特徴とする請求項１記載の光学装置
   。
4. （４）該光学装置の二つの透明で中実な部材の片方に、
   光を部材の中へ取り込むためのホログラムを付加し、も
   う一方に、光を部材の中から取り出す作用と複数の光制
   御素子に対してそれらの像を同一面上に作る作用とを有
   する別のホログラムを付加したことを特徴とする請求項
   １記載の光学装置。