JP3142556B2 - ビデオカラー映像再生光学システム - Google Patents

ビデオカラー映像再生光学システム

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JP3142556B2 JP02513627A JP51362790A JP3142556B2 JP 3142556 B2 JP3142556 B2 JP 3142556B2 JP 02513627 A JP02513627 A JP 02513627A JP 51362790 A JP51362790 A JP 51362790A JP 3142556 B2 JP3142556 B2 JP 3142556B2
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明はビデオカラー映像再生光学システムに関する
ものである。さらに詳しくは、本発明は光源と、それぞ
れの原色、赤、緑、青に対応する画素から成る光電変調
器と、この光電変調器全体を照射するためのコリメーシ
ョン光学手段とを含むビデオカラー映像再生光学システ
ムに関するものである。
このような光学システムは、ビデオ映写器とも呼ばれ
るビデオカラー映像を大サイズのスリーン上に投影する
装置においても、または直接映写にも使用する事ができ
る。第1の場合、この光学システムは視野レンズと、対
物レンズと、スクリーンとに組合わされる。第2の場
合、好ましくは光電変調器の下流に配置されたデフュー
ザを含む。
実際に使用されているこの型の光学システム、特にビ
デオ映写器の主たる問題点は得られた映像が暗い事であ
る。実際にビデオ映写器の場合に、1200ルーメンの電源
に対してスクリーンに達する光束は最高50ルーメンであ
る。このように低い輝度は、主として変調器を照明する
光波の偏光と、輝度を約1/3低下させる色のろ過作用と
である。
このような問題点を解決するため、特にビデオ映写器
においては、光源の原色成分を2色鏡によって分解す
る。しかしこの技法は、4個の2色鏡と、それぞれ1つ
の原色成分を変調する3個の光電変調器とを使用する必
要がある。これは機械的調整の問題を伴う。しかも得ら
れた装置が比較的長い焦点距離を示す。
本発明の目的は、各画素にその色の特定光線のコレク
タを組合わせてこの画素を通る光束を3倍に増大する事
によって高輝度の光学システムを提供してこの問題を解
決するにある。
また本発明の目的は、大スクリーンに対するビデオカ
ラー映像映写装置にも直接映写にも使用される新規なビ
デオカラー映像再生光学システムを提供するにある。
従って、本発明の目的は、光源と、それぞれカラー
赤、緑、青に対応する画素から成る光電変調器と、光電
変調器全体を照射するためのコリメーション光学手段と
を含むビデオカラー映像再生光学システムにおいて、さ
らに各原色成分、赤、緑、青の光線を光電変調器の画素
に対して集束する事のできる波長選択性のホログラフィ
ックレンズ組立体を含む光学システムにある。
本発明の他の実施態様によれば、ホログラフィックレ
ンズ組立体は、原色成分、赤、緑、青に対して増感され
た感光性材料の厚い層の赤に重ね合わされた3枚のホロ
グラムによって構成される。
この場合、各ホログラムはガボールホログラム記録技
法と、つぎに接触複写を使用して記録される。
本発明のさらに他の実施態様によれば、ホログラフィ
ックレンズ組立体は、単一の色に対して感光性の材料の
厚い層の中に重ね合わされた3枚のホログラフィックレ
ンズによって構成される。この場合、各レンズは好まし
くは少なくとも2つのホログラフィック格子から成る。
各ホログラフィック格子は2本の光束の干渉によって記
録され、これらの光束の二等分線は記録されるストレー
タムの配向であり、また前記光束の交差角度は所望のピ
ッチを記録するように選定される。
本発明のさらに他の実施態様によれば、光電変調器は
液晶スクリーンによって構成されるが、他の光電変調
器、特に光電効果を有する強誘電素子を使用する事もで
きる。
さらに本発明によれば、本発明の光学システムは光電
変調器の下流に配置されたデフューザを含む。この場
合、この光電システムは直接映写のために使用される。
さらに本発明の光学システムは視野レンズ、対物レン
ズおよびスクリーンと共に使用される。この場合、この
光学システムは映写器として使用される。
この装置においては、ホログラフィックレンズの焦点
距離が下記に等しく: fo=d/α ここに、dは画素のサイズ、αはコリメート光束の拡散
角度とする。この焦点距離は任意でなく、光損失を完全
に防止するために必要である。実際に、これより大きな
焦点距離であれば、対応のカラー画素のサイズdより大
きなスポット上に集束する光の損失を伴う。これより短
い焦点距離は、光束の拡散が大きすぎて、対物レンズに
よって捕集されえない。図1に図示のように、相異なる
カラーの画素が配列されている場合、この焦点距離foの
値に対して光電変調器から出る光束の拡散角度は3倍さ
れる。
以下、本発明を図面に示す実施例について説明するが
本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
図1は本発明による光学システムを含む映写装置の概
略図、 図2は本発明によるホログラムの第1実施態様を示す
概略図、 図3、図4および図5は本発明によるホログラフィッ
クレンズの第2実施態様の概略図、 図6は直接映写に使用される本発明による光学システ
ムの断面概念図である。
図1に図示のように、本発明によるビデオカラー映像
映写装置は主として光源1を含み、この光源1は反射部
材2と組合わされて、光電変調器3の全面を均一に照明
するように、部分的にコリメートされた照射光束fを放
出する。この光電変調器3は図示の実施態様において
は、赤−緑−青トリプレットを表示する液晶スクリーン
から成る。このスクリーンは業界公知である。図1に図
示のように、このスクリーン3は視野レンズ4に組合わ
され、このレンズ4は光源1に対して液晶スクリーン3
の反対側に配置されている。前記の各要素は公知のよう
に対物レンズ5に組合わされ、この対物レンズが投影ス
クリーン(図示されず)上に、液晶スクリーン3に書き
込まれた映像を投影する。本発明によれば、光源1と光
電変調器3との間にホログラフィックレンズ6が配置さ
れ、その機能は光電変調器の対応のカラー画素上に光を
集束するにある。
図1に図示のように、光源1から出たコリメートされ
た光束は拡散角度αを成す。光電変調器3がサイズDの
画素を有する液晶スクリーンによって構成されていれ
ば、ホログラフィックレンズ6全体は光電変調器3か
ら、fo=d/αとして選定された焦点距離foに配置されな
ければならない。ここに、foはホログラフィックレンズ
全体の焦点距離を示す。実際に、これより大きな焦点距
離であれば、対応のカラー画素のサイズdより大きなス
ポット上に集束する光の損失を伴う。これより短い焦点
距離は、光束の拡散が大きすぎて、対物レンズによって
捕集されえない。図1に図示のように、相異なる色の画
素が配列されている場合、この焦点距離foの値に対して
光電変調器から出る光束の拡散角度は3倍される。すな
わちこの拡散角度は3αとなる。
図2乃至図5についてホログラフィックレンズ組立体
6の種々の実施態様を説明する。ホログラフィックレン
ズは、赤、緑、青の各成分の光を光電変調器3の対応画
素上に集束するために波長選択性でなければならない。
従ってホログラフィックレンズ6は、照明に対して屈折
率変動をもって対応する物質、例えば照明がゼラチンの
水分を変動させる重クロム酸ゼラチンまたは照射作用に
よって芳香族ケトンと結合するメタクリル酸エステルで
調製される。
この場合、屈折率の変動は数パーセントに達する事が
できる。従って100%の効率を得るためには、数10ミク
ロンの厚さで十分である。故に、これより大きな厚さに
おいては、数枚のホログラムを重ね合わせる事ができ
る。
従って図2に図示の本発明の第1実施態様によれば、
ホログラフィックレンズ組立体は、赤、緑、青の3原色
成分に対して増感された前記のような材料の厚い層の中
に重ね合わされた3枚のホログラムによって構成され
る。
この場合に、各ホログラムはガボールホログラムの記
録技術を使用して記録される。図2に図示のように、単
色光の平行光束fが液晶スクリーン3のカラーフィルタ
のマスクと同様のマスク7を照明する。光束fの光波と
回折光束f′の光波とのビーティングを生じて、感光性
物質層6の中に光線6a、6bを得る事ができる。
一般に、原色成分、赤、緑、青に対するホログラム材
料のすぐれた感光性を得る事は困難である。実際上、特
に赤色はほとんどアクチニックでなく、使用される材料
は一般に青色、すなわち紫外線に対してのみ感光性であ
る。さらに長い波長に対する増感は顔料を含有させる事
によって実施され、この顔料は複雑な化学反応を生じる
可能性があるので記録後に破壊しなければならない。こ
の場合、好ましくは図3乃至図5に図示の方法を使用し
てホログラフィックレンズを調製する。その場合、各色
に対応する各ホログラフィックレンズを少なくとも2格
子に分解する事が好ましい。図3に図示のように、この
ような分解は、サイズdの画素上に光を集束させるため
に各レンズに要求される解像度が非常に低い事によって
可能となる。この場合、レンズの解像度と使用されるマ
スクの数との間に適当な妥協を得る。図4に図示のよう
に、各格子は2光束f1とf2の干渉によって記録され、そ
の二等分線Bが記録されるべきストレータムの配向に対
応し、これらの光束の成す角度βは所望のピッチpを記
録するように選定される。実際上、ホログラムにおいて
は、下記の関係式が得られる: ここに、pはストレータムのピッチ、βは2光束f1とf2
間の干渉角度、λは使用された光束の波長である。
所望のホログラムを作成するためには、適当なマスク
を使用する。すなわち、赤色を記録するためには、液晶
スクリーン上の赤色画素に対応する赤色部分を遮蔽する
マスクMを使用する。このようにして図5に図示のよう
に、少なくとも6格子の重畳によって所望のホログラフ
ィックレンズ格子を調製する。この図において、3はト
リプレット赤(R)、緑(V)、青(B)から成る液晶
スクリーンを示す。この場合、赤はホログラム10を通し
てろ過され、点線は青フィルタのストレータムに対応
し、連続線は緑フィルタのストレータムに対応し、破線
は赤フィルタのストレータムに対応する。従って、色に
対応して相違したストレータムピッチを有する10の型の
ホログラム構造が得られる。
つぎに図6について、本発明による光学システムの他
の実施態様を説明する。実際上、本発明による光学シス
テムは直接映写装置で使用される。この場合、装置は反
射装置22、22′に組合わされた光源21、21′と、本発明
による部分的にコリメートされた平行光束を得るための
コリメーション要素23と、前記のように調製されたホロ
グラフィックレンズ格子24と、公知のように偏光子20b,
本来のスクリーン20aおよびアナライザ20cから成る液晶
スクリーン20とによって構成される。場合によってはデ
フューザ25をこの装置に組合わせる事ができる。このデ
フューザは任意の型(スリガラス)とし、または非常に
細かな円筒形レンズ格子あるいはこれらの2個の格子を
必要に応じて水平および垂直拡散図式を得るように交差
させた構造とする事ができる。
この装置において、ホログラフィックレンズ格子は前
述のようにして調製される。従ってコリメートされた光
束は、3層に重ね合わされたホログラフィックレンズに
よって、対応する色の画素上に集束される。この場合、
ホログラムと、液晶スクリーンから成る光電変調器との
間隔は重要な問題ではない。
フロントページの続き (72)発明者 ユイニャール,ジャン ピエール フランス国パリ、リュ、ジェ、ブラッ ク、11 (56)参考文献 特開 昭62−293222(JP,A) 特開 平1−107290(JP,A) 特開 昭53−42043(JP,A) 特開 昭55−106406(JP,A)

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】カラービデオ画像を再生する光学システム
    において、 光源(1)と、 赤、緑及び青のそれぞれの色に対応する画素から成る光
    電変換器(3)と、 前記光電変換器全体を照射するためのコリメーション光
    学手段(2)と、 赤、緑又は青の各々の要素の光を、前記光電変換器の対
    応する画素上に集束することができる波長選択性のホロ
    グラフィックレンズ組立体(6)とを含み、 前記ホログラフィックレンズ組立体(6)は、単一のカ
    ラーに対して反応する材料の厚い層の中に製造された3
    枚の重ね合わされたホログラフィックレンズ(10)から
    成り、各々のレンズ(10)は少なくとも2つのホログラ
    フィック格子(10a、10b)に分解されることを特徴とす
    る光学システム。
  2. 【請求項2】各々の前記ホログラフィック格子は、二本
    の光束(F1、F2)の干渉によって記録され、これらの光
    束の二等分線(B)は記録されるべきストレータムの配
    向であり、これらの光束の交差角度(β)は所望のピッ
    チを記録するように選定されることを特徴とする請求項
    1記載の光学システム。
  3. 【請求項3】感光材料は、重クロム酸ゼラチン又は照射
    作用で芳香族ケトンに結合するメタクリル酸エステルの
    共重合体から選択されることを特徴とする請求項1又は
    2記載の光学システム。
  4. 【請求項4】前記光電変換器(3)は、液晶スクリーン
    により構成されることを特徴とする請求項1乃至3のい
    ずれかに記載の光学システム。
  5. 【請求項5】さらに、前記光電変換器の下流に配置され
    たデフューザ(25)を含むことを特徴とする請求項記載
    1乃至4のいずれかに記載の光学システム。
  6. 【請求項6】視野レンズ、対物レンズ、及びスクリーン
    と共に光学システムを含むことを特徴とする請求項1乃
    至5のいずれかに記載の画像映写器。
  7. 【請求項7】一つの画素の寸法がd、コリメート光束の
    拡散角度がαであるとした場合、 前記ホログラフィックレンズの焦点距離が、 f0=d/α に等しいことを特徴とする請求項6記載の画像映写器。
JP02513627A 1989-10-03 1990-09-25 ビデオカラー映像再生光学システム Expired - Lifetime JP3142556B2 (ja)

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FR89/12888 1989-10-03
PCT/FR1990/000685 WO1991005276A1 (fr) 1989-10-03 1990-09-25 Systeme optique de reproduction d'images video en couleurs

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JPH04503579A JPH04503579A (ja) 1992-06-25
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JP (1) JP3142556B2 (ja)
AT (1) ATE109902T1 (ja)
DE (1) DE69011452T2 (ja)
ES (1) ES2057479T3 (ja)
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WO (1) WO1991005276A1 (ja)

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FR2652656B1 (fr) 1991-12-06
ES2057479T3 (es) 1994-10-16
EP0421855A1 (fr) 1991-04-10
ATE109902T1 (de) 1994-08-15
FR2652656A1 (fr) 1991-04-05
WO1991005276A1 (fr) 1991-04-18
EP0421855B1 (fr) 1994-08-10
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