JP3023152B2

JP3023152B2 - 色分解光学系

Info

Publication number: JP3023152B2
Application number: JP2220080A
Authority: JP
Inventors: 芳浩石部
Original assignee: Topcon Corp
Current assignee: Topcon Corp
Priority date: 1990-08-23
Filing date: 1990-08-23
Publication date: 2000-03-21
Anticipated expiration: 2015-03-21
Also published as: JPH04104120A

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］この発明は光源の光を分解する色分解光学系に関する
ものである。

［従来の技術］光源の光を赤（Ｒ）、青（Ｂ）、緑（Ｇ）に分解する
ための光学系がある。この光学系では第７図で示すよう
に、光源１に対応して順次ダイクロイックミラー2,3及
び４が対応して配置されている。光源１の光はダイクロ
イックミラー２により赤の光LRのみが反射され、その他
の成分はダイクロイックミラー３に達する。ダイクロイ
ックミラー３では青の光LBだけが反射され、緑の光LGは
ダイクロイックミラー４において反射される。これによ
り、光源１の光は赤の光LR、緑の光LG及び青の光LBに分
解されるのである。

［発明が解決しようとする課題］ところが、このような従来の光学系では、第８図で見
るように、光源１の光がダイクロイックミラー２あるい
は３あるいは４におけるポイントｘ、ポイントｙ、及び
ポイントｚにおいてそれぞれダイクロイックミラーに対
する入射角が変わってしまう。ここではダイクロイック
ミラー２のみが例示してある。そのため、これらのポイ
ントx,y,zで分光されあとの分光特性は、たとえば第９
図のように波長が入射角のちがう分だけずれてしまう。

これを防ぐには、ダイクロイックミラーに対する入射
角をポイントx,y,zあるいはその他すべてのポイントに
おいて同一にすればよい。しかし、これには照明光学系
をテレセントリック光学系にしなければならない。この
ようにすると、照明光学系が非常に大きくなるという欠
点がある。

一方、ダイクロイックミラーの入射角のちがいを考慮
して、最初からダイクロイックミラーのポイントx,y,z
の部分において分光特性をずらしてダイクロイックミラ
ーを作り、最終的に分光された赤、青、緑の光の分光特
性を均一にすることが考えられる。しかし、このような
特性のダイクロイックミラーは高価であり、製造上安定
した品質のものを得るのが難しい。

この発明は、小型で安価であり、分光特性を一様なも
のとすることができる色分解光学系を提供することを目
的としている。

［課題を解決するための手段］この発明の解決手段は、光源の光を、これに対して傾
斜して配置した光を分解する色分解面を有する色分解素
子を用いて色分解する色分解光学系において、光源から
の光が、色分解素子へ入射する際に、平行でない光束の
状態で入射して、その入射位置に応じて入射角度が変化
するように色分解素子を配置し、この色分解素子によ
り、色分解面への入射角度に応じた色分解特性のずれが
生じた光束を入射し、この入射角度に応じた色分解特性
のずれを補正するために、色分解面において50％の割合
で色分解するいずれの波長よりも、より所望の波長側に
おいて50％の割合で波長分離する特性を有する波長補正
光学素子を設けて、色分解した後の分光分布特性を一様
なものとする構成としたことを特徴とする色分解光学系
である好ましくは、複数の色分解素子であるダイクロイック
ミラーにそれぞれ対応して複数の波長補正光学素子であ
る波長補正板を配置する。これにより、ダイクロイック
ミラーの入射面に入射する光の入射角のちがいによる波
長のずれを補正する。

さらに好ましくは、複数のダイクロイックミラーと複
数の波長補正板の間にそれぞれレンズを配置する。

［作用］このようにすることで、色分解したあとの赤、青、緑
の分光分布特性を一様なものとすることができる。つま
り、カラーバランスをとることができる。

［実施例］第１図を参照して、この発明の実施例１を説明する。

光源10に対応して順次ダイクロイックミラー11,12,13
が配置されている。ダイクロイックミラー11は赤の光を
分光するものである。ダイクロイックミラー12は青の光
を分光するものである。さらにダイクロイックミラー13
は緑の光を分光または反射するものである。

ダイクロイックミラー11に対応して波長補正板14が配
置されている。ダイクロイックミラー12に対応して波長
補正板15が配置されている。ダイクロイックミラー13に
対応して波長補正板16が配置されている。

これらの波長補正板14,15,16を配置することにより、
ダイクロイックミラー11,12,13の分光特性のちがいが波
長補正板14,15,16によって除去される。これにより得ら
れる光LR、LB、LGを一様な分光特性とすることができ
る。

第２図には、ダイクロイックミラー11の波長特性曲線
11cと波長補正板14の波長特性曲線14cが示されている。

第１図に示したダイクロックミラー11のポイントX1の
波長特性は実線で示し、ポイントY1,Z1の波長特性は破
線で示している。

なお、波長補正板14,15,16の特性は第２図、第３図お
よび第４図で示すように透過率50％のところでの値で代
表する。

たとえば第２図では、ダイクロイックミラー11のポイ
ントX1の反射波長は595nm、ポイントY1の反射波長は585
nm、さらにポイントZ1の反射波長は575nmにずれてい
る。一方、透過率50％のところでは波長補正板14は605n
mに設定されている。この波長補正板14では、ポイントX
1,Y1,Z1のいずれからの赤の光LRも、透過率50％におい
ては605nm以上の反射成分が通過して光LRになる。つま
り、波長補正板13は波長の長い領域を通すフィルタとし
て機能するものである。これにより、第１図の赤の光LR
は、ポイントX1,Y1,Z1に関係なく、一様なものが得られ
る。

第３図には、ダイクロイックミラー12の波長特性曲線
12cと波長補正板15の波長特性曲線15cが示されている。

第３図においては、第１図に示したダイクロックミラ
ー12のポイントX2の波長特性は実線で示し、ポイントY
2,Z2の波長特性は破線で示している。

透過率50％のところでは、たとえばダイクロイックミ
ラー12のポイントX2の反射波長は530nm、ポイントY2の
反射波長は520nm、さらにポイントZ2の反射波長は510nm
にずれている。一方、透過率50％のところでは波長補正
板15は500nmに設定されている。この波長補正板15で
は、ポイントX2,Y2,Z2のいずれからの青の光LBも透過率
50％においては500nm以下の反射成分が通過して光LBに
なる。つまり、波長補正板15は波長の短い領域を通すフ
ィルタである。これにより、第１図の赤の光LBはポイン
トX2,Y2,Z2に関係なく一様なものが得られる。

第４図には、ダイクロイックミラー13の波長特性曲線
13cと、波長補正板16の波長特性曲線16cが示されてい
る。

波長補正板16の波長特性曲線16cはバンドパスフィル
タ特性になっており、たとえば525〜560nmの範囲におい
て緑の反射波長成分が波長補正板16を通過する。つまり
波長補正板16はたとえば積極的に590,580,570nmなどの
赤の光と515,505,495nmの青の光を通さないのである。
これによりダイクロイックミラー13のポイントX3,Y3,Z3
にかかわらず、第１図の一様な緑の光LGが得られる。

光源10の光はダイクロイックミラー11に入射して、赤
の光LRが反射されて波長補正板14を通り補正される。ダ
イクロイックミラー11を通った青と緑の光LB、LGはダイ
クロイックミラー12に入射される。青の光LBが反射され
て波長補正板15を通り補正される。さらに緑の光LGはダ
イクロイックミラー13により反射されて波長補正板16を
通り補正される。

これらの波長補正板14,15,16は、たとえばダイクロイ
ック特性をもつ蒸着膜（色分解面）を形成することによ
り作ることができる。

第５図は、この発明の実施例２を示している。

実施例２では、第１図の実施例１と比較して説明する
と、ダイクロイックミラー11と12が入れ変わっている。
このため、波長補正板14,15も入れ変わっている。この
ようにしても、実施例２は実施例１と実質的に同じ結果
を得る。

第６図は、この発明の実施例３を示している。

実施例３においては、ダイクロイックミラー11,12,13
と波長補正板24,25,26の間にそれぞれフィールドレンズ
27,28,29が配置されている。これらのフィールドレンズ
27,28,29の焦点距離Ｆは、これらのフィールドレンズ2
7,28,29から光源10までの距離とほぼ同一になってい
る。このようにすることで、さらに分光特性を一様にす
ることが可能である。

ダイクロイックミラー13の代わりに単なるアルミ製の
反射ミラーを設けてもよいが、上述のバンドパス特性を
有するダイクロイックミラー13を用いることで色純度を
上げることができる。

ところで、この発明は上述の実施例のみに限定される
ものではない。

たとえば、波長補正板に代えて色ガラスフィルタを採
用することができる。また、色分解素子は、ダイクロイ
ックミラーに代えてダイクロイックプリズムを採用する
こともできる。

［発明の効果］以上の説明から明らかなように、この発明の色分解光
学系は、テレセントリック光学系に比べて小型にでき、
色分解の際の分光特性を一様なものとすることができ
る。これにより、この発明の色分解光学系をたとえばカ
ラー液晶プロジェクターなどの分解光学系として使用し
て、バランスのとれた良質な色彩の投影像を得ることが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の色分解光学系の実施例１を示す
図、第２図〜第４図はダイクロイックミラーの特性と波
長補正板の特性を示す図、第５図はこの発明の実施例２
を示す図、第６図はこの発明の実施例３を示す図、第７
図は従来の色分解光学系を示す図、第８図は従来の色分
解光学系におけるダイクロイックミラーにおける入射角
のちがいを示す図、第９図は従来の色分解光学系におけ
るダイクロイックミラーの特性を示す図である。 10……光源 11,12,13……ダイクロイックミラー 14,15,16……波長補正板 27、28、29……フィールドレンズ

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】光源の光を、これに対して傾斜して配置し
た光を分解する色分解面を有する色分解素子を用いて色
分解する色分解光学系において、光源からの光が、色分
解素子へ入射する際に、平行でない光束の状態で入射し
て、その入射位置に応じて入射角度が変化するように色
分解素子を配置し、この色分解素子により、色分解面へ
の入射角度に応じた色分解特性のずれが生じた光束を入
射し、この入射角度に応じた色分解特性のずれを補正す
るために、色分解面において50％の割合で色分解するい
ずれの波長よりも、より所望の波長側において50％の割
合で波長分離する特性を有する波長補正光学素子を設け
て、色分解した後の分光分布特性を一様なものとする構
成としたことを特徴とする色分解光学系。
【請求項２】色分解素子と波長補正光学素子との間にレ
ンズを配置したことを特徴とする請求項１に記載の色分
解光学系。