JPH0713103A - 光学装置 - Google Patents
光学装置Info
- Publication number
- JPH0713103A JPH0713103A JP5318295A JP31829593A JPH0713103A JP H0713103 A JPH0713103 A JP H0713103A JP 5318295 A JP5318295 A JP 5318295A JP 31829593 A JP31829593 A JP 31829593A JP H0713103 A JPH0713103 A JP H0713103A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- plate
- optical
- astigmatism
- optical element
- filter
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title claims abstract description 88
- 230000004075 alteration Effects 0.000 claims abstract description 56
- 201000009310 astigmatism Diseases 0.000 claims abstract description 35
- 206010010071 Coma Diseases 0.000 claims description 13
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 5
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims description 2
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims description 2
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims description 2
- 239000000523 sample Substances 0.000 claims 1
- 210000001747 pupil Anatomy 0.000 abstract description 3
- 241000276425 Xiphophorus maculatus Species 0.000 abstract 1
- 238000005215 recombination Methods 0.000 description 11
- 230000006798 recombination Effects 0.000 description 11
- 206010073261 Ovarian theca cell tumour Diseases 0.000 description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 description 7
- 208000001644 thecoma Diseases 0.000 description 7
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 5
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 230000003044 adaptive effect Effects 0.000 description 1
- 238000010420 art technique Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002194 synthesizing effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
- G02B27/10—Beam splitting or combining systems
- G02B27/14—Beam splitting or combining systems operating by reflection only
- G02B27/145—Beam splitting or combining systems operating by reflection only having sequential partially reflecting surfaces
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
- G02B27/0025—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 for optical correction, e.g. distorsion, aberration
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N9/00—Details of colour television systems
- H04N9/12—Picture reproducers
- H04N9/31—Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM]
- H04N9/3102—Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM] using two-dimensional electronic spatial light modulators
- H04N9/3105—Projection devices for colour picture display, e.g. using electronic spatial light modulators [ESLM] using two-dimensional electronic spatial light modulators for displaying all colours simultaneously, e.g. by using two or more electronic spatial light modulators
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Liquid Crystal (AREA)
- Optical Elements Other Than Lenses (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 収差を一層改善した光学装置を提供する。
【構成】 放射ビームの軸に対して傾いて配置したプレ
ート状の光学素子（１）により生じた非点収差を除去す
るため、ビーム軸に対して光学素子（１）と同一の角度
で傾斜配置した補償プレート（２）を用い、この補償プ
レート（２）をビーム軸を中心にして光学素子に対して
９０°回転させる。
ート状の光学素子（１）により生じた非点収差を除去す
るため、ビーム軸に対して光学素子（１）と同一の角度
で傾斜配置した補償プレート（２）を用い、この補償プ
レート（２）をビーム軸を中心にして光学素子に対して
９０°回転させる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、放射ビームの軸に対し
て傾いて配置したプレート状の光学素子と、前記ビーム
軸に対して前記光学素子と同一の角度で傾いて配置した
第１の補償プレートとを具え、放射ビームをガイドする
光学装置に関するものである。また、本発明は、このよ
うな光学装置を具えるカラー画像投影装置に関するもの
である。
て傾いて配置したプレート状の光学素子と、前記ビーム
軸に対して前記光学素子と同一の角度で傾いて配置した
第１の補償プレートとを具え、放射ビームをガイドする
光学装置に関するものである。また、本発明は、このよ
うな光学装置を具えるカラー画像投影装置に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】傾斜配置された平行平面板を経て物体を
撮像すると画像に収差が生じてしまう。球面収差、コマ
収差及び非点収差の各々が最終画像に生ずる。これらの
収差は、光がプレートを経て収束又は発散する場合には
いつでも発生する。このような収差を除去する提案の例
として、米国特許第２７９２７４０号明細書に記載され
ている技術並びに１９９０年に発行された雑誌“マグロ
フィル”の第９９頁に記載されている文献“モダン オ
プティカル エンジニアリング(Modern OpticalEnginee
ring)”がある。
撮像すると画像に収差が生じてしまう。球面収差、コマ
収差及び非点収差の各々が最終画像に生ずる。これらの
収差は、光がプレートを経て収束又は発散する場合には
いつでも発生する。このような収差を除去する提案の例
として、米国特許第２７９２７４０号明細書に記載され
ている技術並びに１９９０年に発行された雑誌“マグロ
フィル”の第９９頁に記載されている文献“モダン オ
プティカル エンジニアリング(Modern OpticalEnginee
ring)”がある。
【０００３】傾斜配置されたフィルタや光学プレートに
よる収差の効果を減少させる共通の従来技術はフィルタ
の厚さを薄くすることにある。しかしながら、この技術
は点に対してだけ有効である。フィルタは結像光路中に
あるから、良好な表面形態すなわち平面特性を有する必
要がある。一方、フィルタを薄くすればするほど平面性
を維持するのが困難になってしまう。特にフィルタは、
表面形態すなわち平面性を維持しながら、できるだけ薄
くする。従って、残りのフィルタプレートの収差は補正
されないが、要求される解像度は一層良好になるので、
この方法は問題を含む解決策である。
よる収差の効果を減少させる共通の従来技術はフィルタ
の厚さを薄くすることにある。しかしながら、この技術
は点に対してだけ有効である。フィルタは結像光路中に
あるから、良好な表面形態すなわち平面特性を有する必
要がある。一方、フィルタを薄くすればするほど平面性
を維持するのが困難になってしまう。特にフィルタは、
表面形態すなわち平面性を維持しながら、できるだけ薄
くする。従って、残りのフィルタプレートの収差は補正
されないが、要求される解像度は一層良好になるので、
この方法は問題を含む解決策である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、高品位
テレビジョン装置においては、小さなＬＣＤパネルを用
いて装置が小型にされ、画素サイズも極めて小さいの
で、この結果光学性能を一層改善することが要請されて
いる。画素サイズは５１×３６μｍ程度であるが、再結
合フィルタ（合成フィルタ）は約２．３ｍｍまでしか薄
くできない。一般的に、より薄いフィルタには許容でき
ない表面形態すなわち平面性が存在する。２．３ｍｍの
厚さのフィルタにより５２μｍの非点収差が導入され、
この非点収差両により表示される画像の解像は顕著に低
下してしまう。
テレビジョン装置においては、小さなＬＣＤパネルを用
いて装置が小型にされ、画素サイズも極めて小さいの
で、この結果光学性能を一層改善することが要請されて
いる。画素サイズは５１×３６μｍ程度であるが、再結
合フィルタ（合成フィルタ）は約２．３ｍｍまでしか薄
くできない。一般的に、より薄いフィルタには許容でき
ない表面形態すなわち平面性が存在する。２．３ｍｍの
厚さのフィルタにより５２μｍの非点収差が導入され、
この非点収差両により表示される画像の解像は顕著に低
下してしまう。
【０００５】従来の別の解決方法は、フィルタを通る結
像光路を平行にすることである。これにより、フィルタ
の位置において光線は光軸に対して平行になる。しか
し、この技術では別の結像光学素子が必要であり、光路
長が大幅に増大し、この結果製造コストが高くなると共
に光学が複雑になってしまう。
像光路を平行にすることである。これにより、フィルタ
の位置において光線は光軸に対して平行になる。しか
し、この技術では別の結像光学素子が必要であり、光路
長が大幅に増大し、この結果製造コストが高くなると共
に光学が複雑になってしまう。
【０００６】結像光学系の設計にフィルタ収差を考慮す
ることも可能であるが、レンズ設計のコスト及び製造コ
ストが大幅に高価になってしまう。さらに、ある光路に
は収差があり別の光路には収差がない光学系は適当では
ない。例えば、カラーＬＣＤプロジェクタにおいては、
緑の光はいかなるフィルタ又は光学プレートを透過しな
いため、緑の光路には上述した収差は生じない。
ることも可能であるが、レンズ設計のコスト及び製造コ
ストが大幅に高価になってしまう。さらに、ある光路に
は収差があり別の光路には収差がない光学系は適当では
ない。例えば、カラーＬＣＤプロジェクタにおいては、
緑の光はいかなるフィルタ又は光学プレートを透過しな
いため、緑の光路には上述した収差は生じない。
【０００７】
【課題を解決するための手段並びに作用】本発明の目的
は、収差の除去が一層改善された光学装置を提供するこ
とにある。本発明による光学装置は、補償プレートを前
記ビーム軸を中心にして前記光学素子に対して９０°回
転させ、前記光学素子により生じた非点収差を完全に除
去するように構成したことを特徴とする。
は、収差の除去が一層改善された光学装置を提供するこ
とにある。本発明による光学装置は、補償プレートを前
記ビーム軸を中心にして前記光学素子に対して９０°回
転させ、前記光学素子により生じた非点収差を完全に除
去するように構成したことを特徴とする。
【０００８】補償プレートは、オリジナルの傾斜配置さ
れた光学素子又はフィルタの収差に大きいか等しい収差
を導入するが、導入された収差はオリジナルのフィルタ
プレートによって生じた収差に対して方向が９０°回転
している。また、球面収差は円対称性収差であるため２
倍になる。単一プレートによるコマ収差は傾斜軸方向に
向き、オリジナルのフィルタプレートのコマとの合成収
差は単一プレートの収差の√２倍になりその向きは光軸
と直交する垂直軸及び水平軸に対して４５°の角度をな
す。オリジナルの光学素子による非点収差は垂直方向に
おいて低下し、第１のフィルタプレートにより非点収差
は水平方向において低下するので、非点収差は零まで低
下する。この組み合わせの結果として瞳において非点収
差は対称的に低下するので、負のデフォーカスが生ずる
ことになる。従って、結像位置はシフトするが、非点収
差はほぼ零になる。
れた光学素子又はフィルタの収差に大きいか等しい収差
を導入するが、導入された収差はオリジナルのフィルタ
プレートによって生じた収差に対して方向が９０°回転
している。また、球面収差は円対称性収差であるため２
倍になる。単一プレートによるコマ収差は傾斜軸方向に
向き、オリジナルのフィルタプレートのコマとの合成収
差は単一プレートの収差の√２倍になりその向きは光軸
と直交する垂直軸及び水平軸に対して４５°の角度をな
す。オリジナルの光学素子による非点収差は垂直方向に
おいて低下し、第１のフィルタプレートにより非点収差
は水平方向において低下するので、非点収差は零まで低
下する。この組み合わせの結果として瞳において非点収
差は対称的に低下するので、負のデフォーカスが生ずる
ことになる。従って、結像位置はシフトするが、非点収
差はほぼ零になる。
【０００９】光軸を中心にして１８０度互いに回転させ
た補償プレートの組み合わせによりコマ収差を除去でき
ることが判明した。この補償プレートの第２の組は非点
収差を除去するための光軸素子と第１の補償プレートと
の組に対して光軸を中心にして９０°回転させて配置す
る。この場合、球面収差は４倍になるが、その値は非点
収差及びコマ収差に比べて依然として極めて微小であ
る。
た補償プレートの組み合わせによりコマ収差を除去でき
ることが判明した。この補償プレートの第２の組は非点
収差を除去するための光軸素子と第１の補償プレートと
の組に対して光軸を中心にして９０°回転させて配置す
る。この場合、球面収差は４倍になるが、その値は非点
収差及びコマ収差に比べて依然として極めて微小であ
る。
【００１０】この光学収差を除去する簡単な機構はカラ
ーテレビジョンカメラ又はカラーＬＣＤ受像機のような
光バルブ装置に用いることができる。投写型テレビジョ
ン受像機のようなＬＣＤ投影装置に用いる場合、ＬＣＤ
装置を用いる投影装置は米国特許第４８６４３９０号明
細書に開示されている投影装置と同様に用いることがで
きる。投写テレビジョン装置用の装置において、白色光
源からの光を異なる波長光の光路に分割してＬＣＤ素子
に入射させ、このＬＣＤ素子により各波長光を変調す
る。各波長光を合成し投影レンズ系に入射させることに
よりカラー画像を形成することができる。光路の設定
は、赤の光がＬＣＤパネルだけを透過し、次に他の波長
光と合成されて投影レンズ系に入射するように定める。
本発明では、補償プレートは赤の光路の再結合フィルタ
に入射する前側の光路中に配置して少なくとも非点収差
を除去する。他の波長光の光路すなわち青又は緑の光路
中に補償プレートを配置することもできるが、ＬＣＤパ
ネルから投影レンズ系までの距離が長くなる可能性があ
る。青の画像は赤及び緑の画像に比べて収差において実
質的にあまり重要でないため、補償を行わなくても実際
上問題が生じないことが見い出されている。緑の波長光
はいかなるフィルタも透過しないため補償する必要がな
い。
ーテレビジョンカメラ又はカラーＬＣＤ受像機のような
光バルブ装置に用いることができる。投写型テレビジョ
ン受像機のようなＬＣＤ投影装置に用いる場合、ＬＣＤ
装置を用いる投影装置は米国特許第４８６４３９０号明
細書に開示されている投影装置と同様に用いることがで
きる。投写テレビジョン装置用の装置において、白色光
源からの光を異なる波長光の光路に分割してＬＣＤ素子
に入射させ、このＬＣＤ素子により各波長光を変調す
る。各波長光を合成し投影レンズ系に入射させることに
よりカラー画像を形成することができる。光路の設定
は、赤の光がＬＣＤパネルだけを透過し、次に他の波長
光と合成されて投影レンズ系に入射するように定める。
本発明では、補償プレートは赤の光路の再結合フィルタ
に入射する前側の光路中に配置して少なくとも非点収差
を除去する。他の波長光の光路すなわち青又は緑の光路
中に補償プレートを配置することもできるが、ＬＣＤパ
ネルから投影レンズ系までの距離が長くなる可能性があ
る。青の画像は赤及び緑の画像に比べて収差において実
質的にあまり重要でないため、補償を行わなくても実際
上問題が生じないことが見い出されている。緑の波長光
はいかなるフィルタも透過しないため補償する必要がな
い。
【００１１】従って、上述したように高品位ＬＣＤプロ
ジュクタの小型な装置では、本発明による少なくとも１
個の補償プレートを用いることにより再結合フィルタの
厚さを２．３ｍｍ以上薄くすることができない問題が解
消される。例えば、補償プレートはＬＣＤと再結合フィ
ルタとの間のなにも存在しない空間内に容易に配置する
ことができるので、赤の光路中に光路形態を変更するこ
となく補償プレートを配置することができる。残存する
コマ収差は画素サイズに比べて小さく、９μｍのコマ収
差が存在しても補償プレートを挿入することにより非点
収差を除去することができる。従って、簡単で安価な方
法により画像の解像度を顕著に改善することができる。
ジュクタの小型な装置では、本発明による少なくとも１
個の補償プレートを用いることにより再結合フィルタの
厚さを２．３ｍｍ以上薄くすることができない問題が解
消される。例えば、補償プレートはＬＣＤと再結合フィ
ルタとの間のなにも存在しない空間内に容易に配置する
ことができるので、赤の光路中に光路形態を変更するこ
となく補償プレートを配置することができる。残存する
コマ収差は画素サイズに比べて小さく、９μｍのコマ収
差が存在しても補償プレートを挿入することにより非点
収差を除去することができる。従って、簡単で安価な方
法により画像の解像度を顕著に改善することができる。
【００１２】本発明によれば、カラーフィルタ又は再結
合フィルタにより生ずる光学収差を簡単で安価な方法に
より容易に制御することができる。例えば、共通に用い
られる小型な光学系を変更することなく３個のＬＣＤパ
ネルの性能を改善することができる。
合フィルタにより生ずる光学収差を簡単で安価な方法に
より容易に制御することができる。例えば、共通に用い
られる小型な光学系を変更することなく３個のＬＣＤパ
ネルの性能を改善することができる。
【００１３】本発明の作用効果は、物体を傾斜配置した
平行平面型の光学素子又はプレートを介して撮像する場
合最終画像に収差が生ずるという事項を考慮することに
よりさらに理解することができる。球面収差、コマ収差
及び非点収差が画像に生じてしまう。図１に示すよう
に、光線が光学プレートを経て発散又は収束するいずれ
の場合にも収差が発生する。図１において、プレート
１′は厚さｔ及び屈折率ｎを有している。このプレート
は角度θ′だけ傾いて配置され、ビームの錐角(cone an
gle)をθ″で表わす。対応する光軸に平行な量は以下の
ように計算される。 ｕt ＝ tan (θ′) -----(1) ｕ ＝ tan (θ″) -----(2) 球面収差σ1 、コマ収差σ2 及び非点収差σ3 に対する
ザイデル係数は以下の通りである。 σ1 ＝−(1/2) ｕ3 (t／n)(1−1/n2) -----(3) σ2 ＝−(1/2) ｕ2 ／ｕt (t／n)(1−1/n2) -----(4) σ3 ＝−(1/2)(ｕ/ ｕt 2)(t／n)(1−1/n2) -----(5) ここで、ｎはプレート１′の屈折率であり、ｔはプレー
ト１′の厚さである。これらのザイデル係数は、画像面
における青の波長光の半径のトランスバース測定であ
る。
平行平面型の光学素子又はプレートを介して撮像する場
合最終画像に収差が生ずるという事項を考慮することに
よりさらに理解することができる。球面収差、コマ収差
及び非点収差が画像に生じてしまう。図１に示すよう
に、光線が光学プレートを経て発散又は収束するいずれ
の場合にも収差が発生する。図１において、プレート
１′は厚さｔ及び屈折率ｎを有している。このプレート
は角度θ′だけ傾いて配置され、ビームの錐角(cone an
gle)をθ″で表わす。対応する光軸に平行な量は以下の
ように計算される。 ｕt ＝ tan (θ′) -----(1) ｕ ＝ tan (θ″) -----(2) 球面収差σ1 、コマ収差σ2 及び非点収差σ3 に対する
ザイデル係数は以下の通りである。 σ1 ＝−(1/2) ｕ3 (t／n)(1−1/n2) -----(3) σ2 ＝−(1/2) ｕ2 ／ｕt (t／n)(1−1/n2) -----(4) σ3 ＝−(1/2)(ｕ/ ｕt 2)(t／n)(1−1/n2) -----(5) ここで、ｎはプレート１′の屈折率であり、ｔはプレー
ト１′の厚さである。これらのザイデル係数は、画像面
における青の波長光の半径のトランスバース測定であ
る。
【００１４】例えば、図１のプレート１′が４５度に傾
いている場合において検討する。ｕ＝０．１２５でプレ
ートを通る結像錐体が形成されるものとする。屈折率ｎ
＝１．５としてプレートの厚さの関数としての収差像を
図２に示す。非点収差Ａ′は大きな収差であり、コマ収
差Ｂ′及び球面収差Ｃ′は比較的小さい。
いている場合において検討する。ｕ＝０．１２５でプレ
ートを通る結像錐体が形成されるものとする。屈折率ｎ
＝１．５としてプレートの厚さの関数としての収差像を
図２に示す。非点収差Ａ′は大きな収差であり、コマ収
差Ｂ′及び球面収差Ｃ′は比較的小さい。
【００１５】本発明の別の補償プレートによりこれらの
収差係数を補正することができる。本発明は補償プレー
トを用いることにより非点収差をその全部を除去し、第
２の実施例によりコマ収差も除去する。この第２の実施
例は、第１のプレートと、第１のプレートに対して９０
°の角度をなすと共に同様な構成の別の補償プレートの
組に対して光軸を中心にして１８０°回転させた第１の
補償プレートとの組を含む。以下、図面に基づき本発明
を詳細に説明する。
収差係数を補正することができる。本発明は補償プレー
トを用いることにより非点収差をその全部を除去し、第
２の実施例によりコマ収差も除去する。この第２の実施
例は、第１のプレートと、第１のプレートに対して９０
°の角度をなすと共に同様な構成の別の補償プレートの
組に対して光軸を中心にして１８０°回転させた第１の
補償プレートとの組を含む。以下、図面に基づき本発明
を詳細に説明する。
【００１６】
【実施例】本発明の補償プレートを図３に示す。図３に
おいてフィルタ又はプレート状素子１を光軸０−０上に
配置する。傾いて配置されたプレートを介して形成され
る光学像の非点収差を補償するため、補償プレート２を
光軸０−０上に設け、この補償プレートはプレート１の
向きに対して９０°回転するように配置する。
おいてフィルタ又はプレート状素子１を光軸０−０上に
配置する。傾いて配置されたプレートを介して形成され
る光学像の非点収差を補償するため、補償プレート２を
光軸０−０上に設け、この補償プレートはプレート１の
向きに対して９０°回転するように配置する。
【００１７】図３に示すプレート又はフィルタの組み合
わせは、図４の比較結果から明らかなように非点収差に
よる収差を完全に除去する。図４のグラフにおいて、図
２に示すような非点収差は除去されている。補償プレー
ト２により、プレート又はフィルタ１の収差と大きさが
等しく９０°回転した収差が導入される。従って、図４
において、コマ収差Ｂは図２のコマ収差に対してこの平
方根だけ増大する。図４のラインＣで示される球面収差
は図２の球面収差Ｃ′の２倍である。この理由は、球面
収差は円対称収差となるからである。
わせは、図４の比較結果から明らかなように非点収差に
よる収差を完全に除去する。図４のグラフにおいて、図
２に示すような非点収差は除去されている。補償プレー
ト２により、プレート又はフィルタ１の収差と大きさが
等しく９０°回転した収差が導入される。従って、図４
において、コマ収差Ｂは図２のコマ収差に対してこの平
方根だけ増大する。図４のラインＣで示される球面収差
は図２の球面収差Ｃ′の２倍である。この理由は、球面
収差は円対称収差となるからである。
【００１８】第１のプレート１による非点収差の結果と
して垂直方向のパワーが低下し、第２のプレートにより
光軸０−０と直交する水平方向のパワーが低下する。こ
れらの組み合わせの結果として瞳位置においてパワーが
対称的に低下し、負のデフォーカスが導入される。この
結果、非点収差は零になり結像位置にシフトする。図３
のプレートの組み合わせにより、図４に示すように、収
差は単一プレートの収差と比較して顕著に補償される。
して垂直方向のパワーが低下し、第２のプレートにより
光軸０−０と直交する水平方向のパワーが低下する。こ
れらの組み合わせの結果として瞳位置においてパワーが
対称的に低下し、負のデフォーカスが導入される。この
結果、非点収差は零になり結像位置にシフトする。図３
のプレートの組み合わせにより、図４に示すように、収
差は単一プレートの収差と比較して顕著に補償される。
【００１９】本発明による補償光学系は、図５に示すＬ
ＣＤ投射装置のような光バルブ装置に適用することがで
きる。図５において白色光を部分的透過性ミラー９から
入射させる。部分的透過性ミラー９はダイクロイックコ
ートが形成され白色光を種々の波長成分に分離する。青
の成分はミラー１０で反射し青の成分光を変調するＬＣ
Ｄ６を通過する。赤及び緑の成分はフィルタ９を透過し
てダイクロイックフィルタ８に入射し、緑の成分光はＬ
ＣＤ５に向けて反射し赤の成分光はミラー７を経てＬＣ
Ｄ４に入射する。ＬＣＤ５及び６を通過し変調された光
は再結合フィルタ１１により合成され再結合フィルタ１
に入射する。
ＣＤ投射装置のような光バルブ装置に適用することがで
きる。図５において白色光を部分的透過性ミラー９から
入射させる。部分的透過性ミラー９はダイクロイックコ
ートが形成され白色光を種々の波長成分に分離する。青
の成分はミラー１０で反射し青の成分光を変調するＬＣ
Ｄ６を通過する。赤及び緑の成分はフィルタ９を透過し
てダイクロイックフィルタ８に入射し、緑の成分光はＬ
ＣＤ５に向けて反射し赤の成分光はミラー７を経てＬＣ
Ｄ４に入射する。ＬＣＤ５及び６を通過し変調された光
は再結合フィルタ１１により合成され再結合フィルタ１
に入射する。
【００２０】ＬＣＤ４を通過した赤の光は再結合フィル
タ１に入射する前に補償プレート２により補償作用を受
ける。ＬＣＤ４と補償プレート２は光軸を中心にして互
いに９０°回転し、赤の光路中の非点収差を完全に除去
する。赤の色は再結合フィルタ１を通過し、この再結合
フィルタ１により結合フィルタ１１からの青及び緑の光
と合成され投影レンズ系に入射する。
タ１に入射する前に補償プレート２により補償作用を受
ける。ＬＣＤ４と補償プレート２は光軸を中心にして互
いに９０°回転し、赤の光路中の非点収差を完全に除去
する。赤の色は再結合フィルタ１を通過し、この再結合
フィルタ１により結合フィルタ１１からの青及び緑の光
と合成され投影レンズ系に入射する。
【００２１】図５の実施例においては、赤の光路だけに
補償フィルタを設け赤の光路の非点収差を除去する。小
型な装置において、赤の光路は十分な空間を有し光学系
を再設計することなく補償フィルタ２を配置することが
できる。赤の光路だけが補償された画像の品質低下は比
較的僅かである。この理由は、青の光は赤又は緑に比べ
て可視情報に対する寄与が小さいためである。さらに、
ＬＣＤパネル５からの緑の光は再結合フィルタ１１の表
面及び再結合フィルタ１の表面で反射し、いかなるフィ
ルタも透過していない。従って、緑の光はＬＣＤパネル
５を通過した後いかなるフィルタも透過していないの
で、いかなる収差も生じていない。
補償フィルタを設け赤の光路の非点収差を除去する。小
型な装置において、赤の光路は十分な空間を有し光学系
を再設計することなく補償フィルタ２を配置することが
できる。赤の光路だけが補償された画像の品質低下は比
較的僅かである。この理由は、青の光は赤又は緑に比べ
て可視情報に対する寄与が小さいためである。さらに、
ＬＣＤパネル５からの緑の光は再結合フィルタ１１の表
面及び再結合フィルタ１の表面で反射し、いかなるフィ
ルタも透過していない。従って、緑の光はＬＣＤパネル
５を通過した後いかなるフィルタも透過していないの
で、いかなる収差も生じていない。
【００２２】従って、本発明の補償プレートの概念によ
り、傾斜配置したプレートを通過する光の収差を比較的
簡単な方法で低減することができ、これによりＬＣＤ投
写装置を一層改善することができる。
り、傾斜配置したプレートを通過する光の収差を比較的
簡単な方法で低減することができ、これによりＬＣＤ投
写装置を一層改善することができる。
【００２３】図６に図４に図示したコマ収差を除去する
技術を示す。図６の実施例は互いに直角をなし又は光軸
を中心にして１８０°回転した関係にある光学素子又は
フィルタ２１と第１の補償プレート２２とを具えコマ収
差を有効に除去する。この光学装置は、光軸０−０を中
心にして互いに９０°回転され非点収差を除去する補償
プレート２３及び２４と組み合わせることができる。従
って、図６の光学装置は図７のグラフから明らかなよう
に非点収差及びコマ収差の両方を除去することができ
る。図７において、球面収差Ｃ″だけが残存している。
この球面収差は単一のフィルタ又はプレート状光学素子
の球面収差よりも４倍増大しているが、その量は依然と
して僅かでありコマ収差及び非点収差は十分に除去され
ている。
技術を示す。図６の実施例は互いに直角をなし又は光軸
を中心にして１８０°回転した関係にある光学素子又は
フィルタ２１と第１の補償プレート２２とを具えコマ収
差を有効に除去する。この光学装置は、光軸０−０を中
心にして互いに９０°回転され非点収差を除去する補償
プレート２３及び２４と組み合わせることができる。従
って、図６の光学装置は図７のグラフから明らかなよう
に非点収差及びコマ収差の両方を除去することができ
る。図７において、球面収差Ｃ″だけが残存している。
この球面収差は単一のフィルタ又はプレート状光学素子
の球面収差よりも４倍増大しているが、その量は依然と
して僅かでありコマ収差及び非点収差は十分に除去され
ている。
【００２４】本発明によれば、傾斜配置したプレートを
透過する収束光及び発散光を補正することができる。す
なわち、１個の補償プレートを用いることにより非点収
差を除去することができ、補償プレートの組み合わせを
用いることにより非点収差及びコマ収差の両方を光学像
から除去することができる。この効果は、小型テレビジ
ョン受像機のようなＬＣＤ投写装置やコンパクトカメラ
において有用な作用効果となる。
透過する収束光及び発散光を補正することができる。す
なわち、１個の補償プレートを用いることにより非点収
差を除去することができ、補償プレートの組み合わせを
用いることにより非点収差及びコマ収差の両方を光学像
から除去することができる。この効果は、小型テレビジ
ョン受像機のようなＬＣＤ投写装置やコンパクトカメラ
において有用な作用効果となる。
【００２５】上述した実施例において図示した種々のフ
ィルタ及び補償プレートは全て同一の厚さ及び同一の屈
折率を有している。これらフィルタ基板の各々はダイク
ロイックか否かを問わず同一の材料を含んでいる。
ィルタ及び補償プレートは全て同一の厚さ及び同一の屈
折率を有している。これらフィルタ基板の各々はダイク
ロイックか否かを問わず同一の材料を含んでいる。
【図１】単一の傾斜配置フィルタを用いた従来の光学装
置の構成を示す線図である。
置の構成を示す線図である。
【図２】図１の光学装置の収差係数を示すグラフであ
る。
る。
【図３】本発明による光学装置の構成を示す線図であ
る。
る。
【図４】図３に示す光学装置の収差を示すグラフであ
る。
る。
【図５】本発明による補償プレードを用いた本発明によ
るＬＣＤ投写装置を示す線図である。
るＬＣＤ投写装置を示す線図である。
【図６】本発明による光学装置の第２の実施例を示す線
図である。
図である。
【図７】図６の光学装置の残りの収差を示すグラフであ
る。
る。
１，２１ フィルタ ２，２２，２３，２４ 補償プレート ３ 投影レンズ ４，５，６ ＬＣＤパネル ７，１０ ミラー ８，９ ダイクロイックミラー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ピーター ジェイ ジャンセン アメリカ合衆国 ニューヨーク州 10510 スカボロウ ピ オー ボックス 307
Claims (5)
- 【請求項１】 放射ビームの軸に対して傾いて配置した
プレート状の光学素子と、前記ビーム軸に対して前記光
学素子と同一の角度で傾いて配置した第１の補償プレー
トとを具え、放射ビームをガイドする光学装置におい
て、 前記補償プレートを前記ビーム軸を中心にして前記光学
素子に対して９０°回転させ、前記光学素子により生じ
た非点収差を完全に除去するように構成したことを特徴
とする光学装置。 - 【請求項２】 前記放射ビームの光路中に第２の補償プ
レートを配置し、この第２の補償プレートを前記ビーム
軸を中心にして前記第１の補償プレートに対して１８０
°回転させて前記光学素子によって生じたコマ収差を除
去することを特徴とする請求項１に記載の光学装置。 - 【請求項３】 光ビームを放射する光源と、この光ビー
ムを赤、緑及び青のサブビームに分離するビーム分離手
段と、これらサブビームの光路中に配置され赤、緑及び
青のサブビームをそれぞれ変調する光バルブ手段と、変
調した赤、緑及び青のサブビームを投射ビームに結合す
る手段と、投射ビームを投影スクリーン上に投影する投
影レンズと、前記サブビームの光路中に配置され請求項
１又は２に記載の少なくとも１個の光学装置とを具え、
前記プレート状の光学素子を、前記ビーム分離手段又は
ビーム結合手段の一部を構成するカラーフィルタとした
ことを特徴とするカラー画像投影装置。 - 【請求項４】 前記少なくとも１個の光学装置が第２の
補償プレートを具える請求項３に記載のカラー画像投影
装置において、前記サブビームの光路中に第３の補償プ
レートを配置し、この第３の補償プレートを前記第２の
補償プレートに対して９０°回転させ、第２及び第３の
補償プレートを前記光学素子及び第１の補償プレートに
対して１８０°回転させ、第１，第２及び第３の補償プ
レートの組み合わせにより非点収差及びコマ収差の両方
を除去することを特徴とするカラー画像投影装置。 - 【請求項５】 前記光プルブ手段をＬＣＤパネルとした
ことを特徴とする請求項３に記載のカラー画像投影装
置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US99181892A | 1992-12-17 | 1992-12-17 | |
| US07/991818 | 1992-12-17 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0713103A true JPH0713103A (ja) | 1995-01-17 |
Family
ID=25537615
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5318295A Pending JPH0713103A (ja) | 1992-12-17 | 1993-12-17 | 光学装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5490013A (ja) |
| EP (1) | EP0602732A3 (ja) |
| JP (1) | JPH0713103A (ja) |
| CN (1) | CN1090060A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5946054A (en) * | 1995-09-07 | 1999-08-31 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Optical apparatus, projection display apparatus and optical compensation method |
Families Citing this family (24)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6657931B1 (en) * | 1959-02-02 | 2003-12-02 | Sony Corporation | Optical disc drive for performing read/write operations on optical disks |
| CN1089447C (zh) * | 1994-05-06 | 2002-08-21 | 皇家菲利浦电子有限公司 | 光束合成装置和装有该装置的彩色图象投影设备 |
| WO1995030927A1 (en) * | 1994-05-06 | 1995-11-16 | Philips Electronics N.V. | Beam-combining device and colour image projection apparatus provided with such a device |
| JP3208996B2 (ja) * | 1994-05-20 | 2001-09-17 | 安藤電気株式会社 | 偏光依存性の少ない受光方法および受光モジュール |
| JPH08327964A (ja) * | 1995-06-02 | 1996-12-13 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 投写型画像表示装置 |
| JPH08340545A (ja) * | 1995-06-13 | 1996-12-24 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 投写型画像表示装置 |
| US5793048A (en) * | 1996-12-18 | 1998-08-11 | International Business Machines Corporation | Curvilinear variable axis lens correction with shifted dipoles |
| KR100288967B1 (ko) * | 1997-01-28 | 2001-05-02 | 윤종용 | 빔정형을 위한 광학계 및 이를 채용한 광픽업 |
| JPH11176019A (ja) * | 1997-10-06 | 1999-07-02 | Fujitsu Ltd | 光学的情報記憶装置 |
| US6046858A (en) * | 1997-10-16 | 2000-04-04 | Aurora Systems, Inc. | Light separation and recombination system for an off-axis projector |
| JP3687353B2 (ja) * | 1998-06-23 | 2005-08-24 | コニカミノルタオプト株式会社 | 投影光学系 |
| IL126771A0 (en) * | 1998-10-26 | 1999-08-17 | Yanowitz Shimon | Improved optical systems |
| US6924937B2 (en) * | 1998-11-16 | 2005-08-02 | Canon Kabushiki Kaisha | Aberration correcting optical system |
| US6288815B1 (en) | 1999-03-31 | 2001-09-11 | Philips Electronics North America Corporation | Light scanner with cylindrical lenses |
| KR100584534B1 (ko) * | 1999-04-26 | 2006-05-30 | 삼성전자주식회사 | 반사형 프로젝트장치 |
| US6388779B1 (en) * | 2000-04-20 | 2002-05-14 | Lucent Technologies Inc. | Process for holography involving tilt compensation |
| CN1568437A (zh) * | 2001-10-09 | 2005-01-19 | 皇家飞利浦电子股份有限公司 | 光学装置 |
| US20040263991A1 (en) * | 2003-05-13 | 2004-12-30 | Colorlink, Inc. | Astigmatic correction in LCoS video projection color management architectures using shared plate beam splitters |
| JP4058638B2 (ja) * | 2004-02-10 | 2008-03-12 | 船井電機株式会社 | 光ピックアップ装置 |
| US7283307B2 (en) * | 2004-07-07 | 2007-10-16 | Oasys Technology, Llc | Common aperture vision system |
| US20080011941A1 (en) * | 2004-11-12 | 2008-01-17 | Oasys Technology Llc | Aviation night vision system using common aperture and multi-spectral image fusion |
| CN102460707A (zh) * | 2009-05-28 | 2012-05-16 | 俄亥俄州立大学 | 用于高分辨率焦平面兆兆赫兹成像阵列的微型相校正天线 |
| EP2511761A3 (en) * | 2011-04-14 | 2014-08-27 | Canon Kabushiki Kaisha | Image pickup apparatus and ND filter |
| JP6593462B2 (ja) * | 2018-01-12 | 2019-10-23 | 株式会社Ｊｖｃケンウッド | 虚像表示装置 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63291219A (ja) * | 1987-05-22 | 1988-11-29 | Asahi Optical Co Ltd | 光ピックアップの光学系 |
| JPH0480740A (ja) * | 1990-07-23 | 1992-03-13 | Seiko Epson Corp | 投射型表示装置 |
| JPH05249408A (ja) * | 1992-03-06 | 1993-09-28 | Seiko Epson Corp | 投写型液晶表示装置 |
Family Cites Families (21)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| BE555245A (ja) * | ||||
| US2792740A (en) * | 1952-06-28 | 1957-05-21 | Rca Corp | Multi-path optical systems |
| GB856932A (en) * | 1956-02-24 | 1960-12-21 | Philips Electrical Ind Ltd | Improvements in or relating to colour-selective optical systems corrected for astigmatism |
| US3794407A (en) * | 1972-05-01 | 1974-02-26 | Matsushita Electric Industrial Co Ltd | Color pick-up device |
| DE2725108A1 (de) * | 1977-06-03 | 1978-12-07 | Mergenthaler Linotype Gmbh | Einrichtung zur einspiegelung eines hilfsstrahlengangs in einen hauptstrahlengang, insbesondere in einer fotosetzmaschine |
| US4495709A (en) * | 1982-11-05 | 1985-01-29 | Mainenti Joseph S | Snap-on adaptor for architect's scale |
| JPS60181710A (ja) * | 1984-02-29 | 1985-09-17 | Fujikura Ltd | 光信号の合・分波器 |
| US4541688A (en) * | 1984-06-11 | 1985-09-17 | Eastman Kodak Company | Optical beam splitters |
| GB2162963B (en) * | 1984-08-07 | 1988-05-05 | Pilkington Perkin Elmer Ltd | Infra-red optical systems |
| JPH0664419B2 (ja) * | 1987-08-18 | 1994-08-22 | セイコーエプソン株式会社 | 投射型表示装置 |
| US5075798A (en) * | 1984-10-22 | 1991-12-24 | Seiko Epson Corporation | Projection-type display device |
| JPS61236035A (ja) * | 1985-04-09 | 1986-10-21 | Sony Corp | 光学ヘツド |
| US4836649A (en) * | 1985-07-12 | 1989-06-06 | Hughes Aircraft Company | Optical layout for a three light valve full-color projector employing a dual relay lens system and a single projection lens |
| JPH0792557B2 (ja) * | 1986-03-17 | 1995-10-09 | 株式会社ニコン | 投影型露光装置 |
| US4888614A (en) * | 1986-05-30 | 1989-12-19 | Canon Kabushiki Kaisha | Observation system for a projection exposure apparatus |
| US4864390A (en) * | 1986-08-22 | 1989-09-05 | North American Philips Corporation | Display system with equal path lengths |
| US4989076A (en) * | 1987-01-27 | 1991-01-29 | Canon Kabushiki Kaisha | Video projection apparatus |
| JPH0718983B2 (ja) * | 1988-07-15 | 1995-03-06 | 三菱電機株式会社 | 光コリメータ装置 |
| US5144486A (en) * | 1990-10-01 | 1992-09-01 | Spectra-Physics Laserplane, Inc. | Laser beam apparatus for providing multiple reference beams |
| JPH04356038A (ja) * | 1991-01-17 | 1992-12-09 | Pioneer Electron Corp | 色分解・合成光学系 |
| JP3039570B2 (ja) * | 1991-06-24 | 2000-05-08 | キヤノン株式会社 | 投写表示装置 |
-
1993
- 1993-12-10 EP EP93203475A patent/EP0602732A3/en not_active Withdrawn
- 1993-12-16 CN CN93119890A patent/CN1090060A/zh active Pending
- 1993-12-17 JP JP5318295A patent/JPH0713103A/ja active Pending
-
1995
- 1995-02-07 US US08/385,395 patent/US5490013A/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63291219A (ja) * | 1987-05-22 | 1988-11-29 | Asahi Optical Co Ltd | 光ピックアップの光学系 |
| JPH0480740A (ja) * | 1990-07-23 | 1992-03-13 | Seiko Epson Corp | 投射型表示装置 |
| JPH05249408A (ja) * | 1992-03-06 | 1993-09-28 | Seiko Epson Corp | 投写型液晶表示装置 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5946054A (en) * | 1995-09-07 | 1999-08-31 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Optical apparatus, projection display apparatus and optical compensation method |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0602732A3 (en) | 1995-09-27 |
| CN1090060A (zh) | 1994-07-27 |
| US5490013A (en) | 1996-02-06 |
| EP0602732A2 (en) | 1994-06-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPH0713103A (ja) | 光学装置 | |
| JP4344285B2 (ja) | ディスプレイ装置 | |
| EP0717865B1 (en) | Liquid crystal projection display systems | |
| US5371559A (en) | Light valve image projection apparatus | |
| US20030038923A1 (en) | Projection system having low astigmatism | |
| US20030202159A1 (en) | Projection apparatus using spatial light modulator with relay lens and dichroic combiner | |
| US5562334A (en) | Beam-combining device and color image projection apparatus provided with such a device | |
| JP2001523838A (ja) | オフ軸プロジェクターで使用するための偏心レンズ群 | |
| JPH0527345A (ja) | 投射型表示装置 | |
| US5426471A (en) | Image projection system | |
| US20020113949A1 (en) | Projection-type image displaying device | |
| JP2000221446A (ja) | 表示光学系 | |
| JP2004126552A (ja) | 多数の二重テレセントリックリレーを使用する空間光変調器用のカラー照明システム | |
| JP2005024695A (ja) | 結像光学系および光学装置 | |
| US6590714B2 (en) | Color combining optical system and projection type display apparatus having the same | |
| JPH04356038A (ja) | 色分解・合成光学系 | |
| US6478430B2 (en) | Illumination apparatus and projection apparatus | |
| JPH08508120A (ja) | ビーム合成装置及びこれを具えるカラーイメージプロジェクション装置 | |
| US7222965B2 (en) | Optical unit and a projection image display apparatus using the same | |
| JPH05249408A (ja) | 投写型液晶表示装置 | |
| EP1762882B1 (en) | Wavelength-selective polarization conversion element | |
| US7273279B2 (en) | Projection display apparatus | |
| US20060256289A1 (en) | Projection display apparatus | |
| JP2003121811A (ja) | 液晶リアプロジェクションテレビ | |
| JPH04166823A (ja) | 投写形液晶表示装置 |