JPH0593895A - 焦点可変光学装置 - Google Patents
焦点可変光学装置Info
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- JPH0593895A JPH0593895A JP25524191A JP25524191A JPH0593895A JP H0593895 A JPH0593895 A JP H0593895A JP 25524191 A JP25524191 A JP 25524191A JP 25524191 A JP25524191 A JP 25524191A JP H0593895 A JPH0593895 A JP H0593895A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 広い焦点距離可変範囲を有する焦点可変光学
装置を提供する。 【構成】 焦点可変光学装置は、２つの空間光変調手段
である電気アドレス型空間光変調器10、11と光学レンズ
12とを備えており、電気アドレス型空間光変調器10、11
は共に、位相変調型液晶パネルにより構成されている。
焦点可変光学装置はさらにコントローラ13を備えてお
り、電気アドレス型空間光変調器10、11は、接続線14に
よってコントローラ13にそれぞれ結合されている。第１
及び第２の電気アドレス型空間光変調器10、11並びに光
学レンズ12は光軸方向に沿って直列に配置されている。
電気アドレス型空間光変調器10、11の各画素は、同心円
状に形成されており、第１の電気アドレス型空間光変調
器10の画素の出射面の中心と第２の電気アドレス型空間
光変調器11の画素の入射面の中心とは画素ピッチの半分
だけ半径方向にずれるように配置されている。
装置を提供する。 【構成】 焦点可変光学装置は、２つの空間光変調手段
である電気アドレス型空間光変調器10、11と光学レンズ
12とを備えており、電気アドレス型空間光変調器10、11
は共に、位相変調型液晶パネルにより構成されている。
焦点可変光学装置はさらにコントローラ13を備えてお
り、電気アドレス型空間光変調器10、11は、接続線14に
よってコントローラ13にそれぞれ結合されている。第１
及び第２の電気アドレス型空間光変調器10、11並びに光
学レンズ12は光軸方向に沿って直列に配置されている。
電気アドレス型空間光変調器10、11の各画素は、同心円
状に形成されており、第１の電気アドレス型空間光変調
器10の画素の出射面の中心と第２の電気アドレス型空間
光変調器11の画素の入射面の中心とは画素ピッチの半分
だけ半径方向にずれるように配置されている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、焦点距離を電気的に変
化させる焦点可変光学装置に関する。
化させる焦点可変光学装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】光学系の焦点距離を変化させる手段とし
ては、光学系を構成するレンズ又は光学系自体を光軸方
向に沿って機械的に移動することが一般的である。他
方、光学系の焦点距離を電気的に変化させる方法として
は、特開昭６３−２４９１２５号公報に示すように、電
気的に画像パターンを発生し得る透過型液晶パネルと光
学レンズとを組み合わせたものが公知である。この方法
では、透過型液晶パネルにフレネルゾーンプレートのパ
ターンを発生させ、フレネルゾーンプレートの空間周波
数を電気的に制御することにより、透過型液晶パネルと
光学レンズとを組み合わせた光学系の合成焦点距離を変
化させている。
ては、光学系を構成するレンズ又は光学系自体を光軸方
向に沿って機械的に移動することが一般的である。他
方、光学系の焦点距離を電気的に変化させる方法として
は、特開昭６３−２４９１２５号公報に示すように、電
気的に画像パターンを発生し得る透過型液晶パネルと光
学レンズとを組み合わせたものが公知である。この方法
では、透過型液晶パネルにフレネルゾーンプレートのパ
ターンを発生させ、フレネルゾーンプレートの空間周波
数を電気的に制御することにより、透過型液晶パネルと
光学レンズとを組み合わせた光学系の合成焦点距離を変
化させている。
【０００３】図６は、従来の焦点可変光学装置における
フレネルゾーンプレートの一例を示す説明図、図７は、
図６のフレネルゾーンプレートを用いた焦点可変光学装
置を示す構成図、図８は、図６のフレネルゾーンプレー
トを構成する液晶パネルを示す説明図である。
フレネルゾーンプレートの一例を示す説明図、図７は、
図６のフレネルゾーンプレートを用いた焦点可変光学装
置を示す構成図、図８は、図６のフレネルゾーンプレー
トを構成する液晶パネルを示す説明図である。
【０００４】図６に示すように、フレネルゾーンプレー
トのパターンは、透明（図では白い領域）、不透明（図
では黒い領域）の輪帯パターンが交互に繰り返されたも
のであり、輪帯パターンの空間周波数即ち空間的ピッチ
の逆数は中心Ｏからの距離ｒに比例している。従って、
フレネルゾーンプレートは、通常の光学レンズと同様
に、ある焦点距離を有する集束レンズとして機能する。
トのパターンは、透明（図では白い領域）、不透明（図
では黒い領域）の輪帯パターンが交互に繰り返されたも
のであり、輪帯パターンの空間周波数即ち空間的ピッチ
の逆数は中心Ｏからの距離ｒに比例している。従って、
フレネルゾーンプレートは、通常の光学レンズと同様
に、ある焦点距離を有する集束レンズとして機能する。
【０００５】フレネルゾーンプレートの焦点距離は、同
心円状に形成された輪帯パターンの空間周波数に反比例
しており、空間周波数が大きくなるにつれて短くなる。
心円状に形成された輪帯パターンの空間周波数に反比例
しており、空間周波数が大きくなるにつれて短くなる。
【０００６】フレネルゾーンプレートに対して一様な平
行平面波を照射した場合、フレネルゾーンプレートの光
波の振幅透過率ｇ(r) は、（１）式で表される。
行平面波を照射した場合、フレネルゾーンプレートの光
波の振幅透過率ｇ(r) は、（１）式で表される。
【０００７】
【数１】
【０００８】上式において、ｒ0 は、図６に示す輪帯の
中心Ｏから最初の輪帯の中心までの距離であり、ｎは整
数である。また、ｇ(r) ＝１となる輪帯の中心Ｏから距
離ｒまでの領域が図６に示す透明な領域であり、ｇ(r)
＝０となる距離ｒまでの領域が不透明な領域である。こ
の場合、（１）式で表されるフレネルゾーンプレートの
焦点距離ｆは、（２）式で表される。
中心Ｏから最初の輪帯の中心までの距離であり、ｎは整
数である。また、ｇ(r) ＝１となる輪帯の中心Ｏから距
離ｒまでの領域が図６に示す透明な領域であり、ｇ(r)
＝０となる距離ｒまでの領域が不透明な領域である。こ
の場合、（１）式で表されるフレネルゾーンプレートの
焦点距離ｆは、（２）式で表される。
【０００９】
【数２】
【００１０】（２）式において、λは光波の波長であ
り、ｒ0 は数１のｒ0 と一致する。従って、適切な空間
周波数を有するフレネルゾーンプレートを液晶パネル上
に電気的に構成することにより、所望の焦点距離を有す
るレンズを構成することができる。しかしながら、液晶
パネルが表示可能な空間周波数には限界があるので、通
常、光学レンズと組み合わせることにより、より短い焦
点距離を有する光学系を構成している。焦点距離ｆ1 、
ｆ2 の２つのレンズを密着して組み合わせレンズを構成
すると、合成焦点距離ｆは（３）式で近似される。
り、ｒ0 は数１のｒ0 と一致する。従って、適切な空間
周波数を有するフレネルゾーンプレートを液晶パネル上
に電気的に構成することにより、所望の焦点距離を有す
るレンズを構成することができる。しかしながら、液晶
パネルが表示可能な空間周波数には限界があるので、通
常、光学レンズと組み合わせることにより、より短い焦
点距離を有する光学系を構成している。焦点距離ｆ1 、
ｆ2 の２つのレンズを密着して組み合わせレンズを構成
すると、合成焦点距離ｆは（３）式で近似される。
【００１１】
【数３】
【００１２】図７に示すように、焦点距離ｆ1 を有する
光学レンズ31と、焦点距離ｆ2 を有する透過型液晶パネ
ル30とを用いた光学装置において、透過型液晶パネル30
上のフレネルゾーンプレートの空間周波数をコントロー
ラ32により制御することにより、焦点距離ｆ1 及びｆ2
より短く、可変な合成焦点距離ｆを有する焦点可変光学
装置を構成することができる。
光学レンズ31と、焦点距離ｆ2 を有する透過型液晶パネ
ル30とを用いた光学装置において、透過型液晶パネル30
上のフレネルゾーンプレートの空間周波数をコントロー
ラ32により制御することにより、焦点距離ｆ1 及びｆ2
より短く、可変な合成焦点距離ｆを有する焦点可変光学
装置を構成することができる。
【００１３】液晶パネル30には、液晶テレビ等のような
透過率変調型の代わりに、位相変調型（振幅変調型）の
ものを用いてもよい。この場合、フレネルゾーンプレー
トは、図６に示す白い領域と黒い領域の屈折率が変化す
るのみであって透過率は変化しないので、位相変調型の
パネルのほうが光の回折効率即ち利用効率が大きくな
り、有利である。
透過率変調型の代わりに、位相変調型（振幅変調型）の
ものを用いてもよい。この場合、フレネルゾーンプレー
トは、図６に示す白い領域と黒い領域の屈折率が変化す
るのみであって透過率は変化しないので、位相変調型の
パネルのほうが光の回折効率即ち利用効率が大きくな
り、有利である。
【００１４】透過型液晶パネル30としては、液晶テレビ
用等の画素がマトリクス状に配置されたものだけでな
く、図８に示すように透過率変調型画素33が同心円状に
形成されたものを用いてもよい。
用等の画素がマトリクス状に配置されたものだけでな
く、図８に示すように透過率変調型画素33が同心円状に
形成されたものを用いてもよい。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、機械的
な駆動により焦点距離を変化させる従来の焦点可変光学
装置では、機構部品が必要になるので、全体の構成が大
型化し、また、構造が複雑になるという問題点がある。
な駆動により焦点距離を変化させる従来の焦点可変光学
装置では、機構部品が必要になるので、全体の構成が大
型化し、また、構造が複雑になるという問題点がある。
【００１６】他方、光学系の焦点距離を電気的に変化さ
せる上記従来の焦点可変光学装置では、上記問題点を解
決することができるが、液晶パネル30の電極及びトラン
ジスタ等のアクティブ素子を、フレネルゾーンプレート
のパターンの各画素に対して形成しなければならない。
従って、画素を高密度化したり、空間分解能を向上する
には限界があり、フレネルゾーンプレートの焦点距離ｆ
2 を短縮することができないという問題点がある。即
ち、ｆ1 （レンズの焦点距離）《ｆ2 （フレネルゾーン
プレートの焦点距離）の場合、（３）式から明らかなよ
うに合成焦点距離ｆを大きく変化させることができな
い。
せる上記従来の焦点可変光学装置では、上記問題点を解
決することができるが、液晶パネル30の電極及びトラン
ジスタ等のアクティブ素子を、フレネルゾーンプレート
のパターンの各画素に対して形成しなければならない。
従って、画素を高密度化したり、空間分解能を向上する
には限界があり、フレネルゾーンプレートの焦点距離ｆ
2 を短縮することができないという問題点がある。即
ち、ｆ1 （レンズの焦点距離）《ｆ2 （フレネルゾーン
プレートの焦点距離）の場合、（３）式から明らかなよ
うに合成焦点距離ｆを大きく変化させることができな
い。
【００１７】従って、本発明は、広い焦点距離可変範囲
を有する焦点可変光学装置を提供するものである。
を有する焦点可変光学装置を提供するものである。
【００１８】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、複数の
光変調素子を含む第１の空間光変調手段と、複数の光変
調素子を含み第１の空間光変調手段の出射面と平行な入
射面を有する第２の空間光変調手段とを備えており、第
１の空間光変調手段の光変調素子の出射面の中心と第２
の空間光変調手段の対応する光変調素子の入射面の中心
とが互いにずれるように配置され、第１の空間光変調手
段の光変調素子を出射した光の一部分が第２の空間光変
調手段の対応する光変調素子に入射するように構成され
た焦点可変光学装置が提供される。
光変調素子を含む第１の空間光変調手段と、複数の光変
調素子を含み第１の空間光変調手段の出射面と平行な入
射面を有する第２の空間光変調手段とを備えており、第
１の空間光変調手段の光変調素子の出射面の中心と第２
の空間光変調手段の対応する光変調素子の入射面の中心
とが互いにずれるように配置され、第１の空間光変調手
段の光変調素子を出射した光の一部分が第２の空間光変
調手段の対応する光変調素子に入射するように構成され
た焦点可変光学装置が提供される。
【００１９】
【作用】本発明による焦点可変光学装置によって、第１
の空間光変調手段の光変調素子の出射面の中心と第２の
空間光変調手段の対応する光変調素子の入射面の中心と
が互いにずれるように配置され、第１の空間光変調手段
の光変調素子を出射した光の一部分が第２の空間光変調
手段の対応する光変調素子に入射するように構成された
ので、第１の空間光変調手段の光変調素子を経た光束の
それぞれは第２の空間光変調手段の対応した少なくとも
２つの光変調素子に分かれて入射する。具体的には、第
１の空間光変調手段に入射した光の内１つの光変調素子
に入射した光束は、この光変調素子で変調され透過又は
反射し、第２の空間光変調手段の隣接した２つの光変調
素子に分かれて入射する。この２つの光変調素子に入射
した光束は、それぞれ別に光変調される。従って、第２
の空間光変調手段の隣接する２つの光変調素子での変調
量を異なるものとすれば、空間光変調手段の各光変調素
子を小さくすることなく、結果的に空間分解能を向上す
ることが可能となる。
の空間光変調手段の光変調素子の出射面の中心と第２の
空間光変調手段の対応する光変調素子の入射面の中心と
が互いにずれるように配置され、第１の空間光変調手段
の光変調素子を出射した光の一部分が第２の空間光変調
手段の対応する光変調素子に入射するように構成された
ので、第１の空間光変調手段の光変調素子を経た光束の
それぞれは第２の空間光変調手段の対応した少なくとも
２つの光変調素子に分かれて入射する。具体的には、第
１の空間光変調手段に入射した光の内１つの光変調素子
に入射した光束は、この光変調素子で変調され透過又は
反射し、第２の空間光変調手段の隣接した２つの光変調
素子に分かれて入射する。この２つの光変調素子に入射
した光束は、それぞれ別に光変調される。従って、第２
の空間光変調手段の隣接する２つの光変調素子での変調
量を異なるものとすれば、空間光変調手段の各光変調素
子を小さくすることなく、結果的に空間分解能を向上す
ることが可能となる。
【００２０】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。図１は、本発明に係る焦点可変光学装置の一実施
例を示す構成図、図２は、図１の２つの電気アドレス型
空間光変調器の画素を示す説明図、図３は、図１の２つ
の電気アドレス型空間光変調器の画素の位置関係を示す
説明図である。
する。図１は、本発明に係る焦点可変光学装置の一実施
例を示す構成図、図２は、図１の２つの電気アドレス型
空間光変調器の画素を示す説明図、図３は、図１の２つ
の電気アドレス型空間光変調器の画素の位置関係を示す
説明図である。
【００２１】図１に示すように、焦点可変光学装置は、
２つの電気アドレス型空間光変調器10、11と光学レンズ
12とを備えており、電気アドレス型空間光変調器10、11
は共に、位相変調型液晶パネルにより構成されている。
焦点可変光学装置はさらにコントローラ13を備えてお
り、電気アドレス型空間光変調器10、11は、接続線14に
よってコントローラ13にそれぞれ結合されている。尚、
電気アドレス型空間光変調器は空間光変調手段に相当す
る。
２つの電気アドレス型空間光変調器10、11と光学レンズ
12とを備えており、電気アドレス型空間光変調器10、11
は共に、位相変調型液晶パネルにより構成されている。
焦点可変光学装置はさらにコントローラ13を備えてお
り、電気アドレス型空間光変調器10、11は、接続線14に
よってコントローラ13にそれぞれ結合されている。尚、
電気アドレス型空間光変調器は空間光変調手段に相当す
る。
【００２２】本実施例で用いた電気アドレス型空間光変
調器は透過型であり、図１に示す如く、第１及び第２の
電気アドレス型空間光変調器10、11並びに光学レンズ12
は光軸方向に沿って直列に配置されている。即ち、第１
の電気アドレス型空間光変調器10に入射した光はここで
光変調を受け透過した後、第１の電気アドレス型空間光
変調器10の出射面と平行な入射面を有する第２の電気ア
ドレス型空間光変調器11に入射しここで更に光変調を受
け透過した後、光学レンズ12に入射し、焦点へと集光さ
れる。
調器は透過型であり、図１に示す如く、第１及び第２の
電気アドレス型空間光変調器10、11並びに光学レンズ12
は光軸方向に沿って直列に配置されている。即ち、第１
の電気アドレス型空間光変調器10に入射した光はここで
光変調を受け透過した後、第１の電気アドレス型空間光
変調器10の出射面と平行な入射面を有する第２の電気ア
ドレス型空間光変調器11に入射しここで更に光変調を受
け透過した後、光学レンズ12に入射し、焦点へと集光さ
れる。
【００２３】各電気アドレス型空間光変調器は複数の光
変調素子を含んでおり、位相変調型液晶パネルにおいて
は光変調素子は画素に相当している。各画素にはコント
ローラ13によって電圧が印加され、これによって各画素
で屈折率が変化することになる。この際、屈折率の変化
は各画素によって異なるように制御される。従って、電
気アドレス型空間光変調器に入射した光は、その位相が
各画素で変化し、変調度即ち変調量は各画素で異なる。
変調素子を含んでおり、位相変調型液晶パネルにおいて
は光変調素子は画素に相当している。各画素にはコント
ローラ13によって電圧が印加され、これによって各画素
で屈折率が変化することになる。この際、屈折率の変化
は各画素によって異なるように制御される。従って、電
気アドレス型空間光変調器に入射した光は、その位相が
各画素で変化し、変調度即ち変調量は各画素で異なる。
【００２４】図２に示すように、電気アドレス型空間光
変調器10、11の各画素は、同心円状に形成されており、
また、第１の電気アドレス型空間光変調器10の画素の出
射面の中心と第２の電気アドレス型空間光変調器11の画
素の入射面の中心とは画素ピッチの半分だけ半径方向に
ずれるて配置されている。即ち、例えば、第１の電気ア
ドレス型空間光変調器10の画素15を透過した光束は、第
２の電気アドレス型空間光変調器11の画素16と画素17と
に分かれて入射するように、電気アドレス型空間光変調
器10、11の各画素は配置されている。
変調器10、11の各画素は、同心円状に形成されており、
また、第１の電気アドレス型空間光変調器10の画素の出
射面の中心と第２の電気アドレス型空間光変調器11の画
素の入射面の中心とは画素ピッチの半分だけ半径方向に
ずれるて配置されている。即ち、例えば、第１の電気ア
ドレス型空間光変調器10の画素15を透過した光束は、第
２の電気アドレス型空間光変調器11の画素16と画素17と
に分かれて入射するように、電気アドレス型空間光変調
器10、11の各画素は配置されている。
【００２５】従って、第２の電気アドレス型空間光変調
器11の画素16と画素17とに分かれて入射した光束は、そ
れぞれ第２の電気アドレス型空間光変調器11によって更
に位相変調され、図３に示すように領域18の位相変調量
は、図２に示す第１の電気アドレス型空間光変調器10の
画素15と第２の電気アドレス型空間光変調器11の画素16
との位相変調量が加算された量であり、また、領域19の
位相変調量は、第１の電気アドレス型空間光変調器10の
画素15と第２の電気アドレス型空間光変調器11の画素17
の位相変調量が加算された量である。この様な加算が他
の画素に対しても実施される。
器11の画素16と画素17とに分かれて入射した光束は、そ
れぞれ第２の電気アドレス型空間光変調器11によって更
に位相変調され、図３に示すように領域18の位相変調量
は、図２に示す第１の電気アドレス型空間光変調器10の
画素15と第２の電気アドレス型空間光変調器11の画素16
との位相変調量が加算された量であり、また、領域19の
位相変調量は、第１の電気アドレス型空間光変調器10の
画素15と第２の電気アドレス型空間光変調器11の画素17
の位相変調量が加算された量である。この様な加算が他
の画素に対しても実施される。
【００２６】これによって、１つの電気アドレス型空間
光変調器の空間分解能を２倍に向上することができ、フ
レネルゾーンプレートの空間周波数を２倍に高めて最短
焦点距離を約１／２に短縮することが可能となる。従っ
て、（３）式に示す合成焦点距離ｆの可変範囲を約２倍
に広げることが可能となる。
光変調器の空間分解能を２倍に向上することができ、フ
レネルゾーンプレートの空間周波数を２倍に高めて最短
焦点距離を約１／２に短縮することが可能となる。従っ
て、（３）式に示す合成焦点距離ｆの可変範囲を約２倍
に広げることが可能となる。
【００２７】光の位相を２π（３６０°）変化させる
と、元の光の位相と一致するので、位相変調は０〜２π
の範囲で行えば十分である。更に、位相を全空間的に２
ｍπ（ｍは０又は正の整数）の範囲で変化させても、空
間的には同一の位相変調パターンになるので、３つ以上
の電気アドレス型空間光変調器を用いて構成した場合に
も、光の位相が全体的に２π以上変化するが、上記と同
様な効果が得られる。
と、元の光の位相と一致するので、位相変調は０〜２π
の範囲で行えば十分である。更に、位相を全空間的に２
ｍπ（ｍは０又は正の整数）の範囲で変化させても、空
間的には同一の位相変調パターンになるので、３つ以上
の電気アドレス型空間光変調器を用いて構成した場合に
も、光の位相が全体的に２π以上変化するが、上記と同
様な効果が得られる。
【００２８】次に、第２の実施例について説明する。図
４は、本発明に係る焦点距離可変光学装置の第２の実施
例における２つの電気アドレス型空間光変調器20、21の
画素を示す説明図、図５は、図４の２つの電気アドレス
型空間光変調器20、21の画素の位置関係を示す説明図で
ある。
４は、本発明に係る焦点距離可変光学装置の第２の実施
例における２つの電気アドレス型空間光変調器20、21の
画素を示す説明図、図５は、図４の２つの電気アドレス
型空間光変調器20、21の画素の位置関係を示す説明図で
ある。
【００２９】図４に示すように、電気アドレス型空間光
変調器20、21の各画素は、同一の同心円状に形成されて
おり、円周方向に９０゜づつ４つに分割されている。分
割は、第１の電気アドレス型空間光変調器20の画素の出
射面の中心と第２の電気アドレス型空間光変調器21の画
素の入射面の中心とは４５゜ずれるようになされてい
る。即ち、例えば、第１の電気アドレス型空間光変調器
20の画素22を透過した光束は、第２の電気アドレス型空
間光変調器21の画素23と画素24とに分かれて入射するよ
うに、電気アドレス型空間光変調器20、21の各画素は配
置されている。尚、本実施例においても電気アドレス型
空間光変調器は空間光変調手段に相当する。
変調器20、21の各画素は、同一の同心円状に形成されて
おり、円周方向に９０゜づつ４つに分割されている。分
割は、第１の電気アドレス型空間光変調器20の画素の出
射面の中心と第２の電気アドレス型空間光変調器21の画
素の入射面の中心とは４５゜ずれるようになされてい
る。即ち、例えば、第１の電気アドレス型空間光変調器
20の画素22を透過した光束は、第２の電気アドレス型空
間光変調器21の画素23と画素24とに分かれて入射するよ
うに、電気アドレス型空間光変調器20、21の各画素は配
置されている。尚、本実施例においても電気アドレス型
空間光変調器は空間光変調手段に相当する。
【００３０】従って、第２の電気アドレス型空間光変調
器21の画素23と画素24とに分かれて入射した光束は、そ
れぞれ第２の電気アドレス型空間光変調器21によって更
に位相変調され、図５に示すように領域25の位相変調量
は、図４に示す第１の電気アドレス型空間光変調器20の
画素22と第２の電気アドレス型空間光変調器21の画素23
との位相変調量が加算された量であり、また、領域26の
位相変調量は、第１の電気アドレス型空間光変調器20の
画素22と第２の電気アドレス型空間光変調器21の画素24
の位相変調量が加算された量である。この様な加算が他
の画素に対しても実施される。
器21の画素23と画素24とに分かれて入射した光束は、そ
れぞれ第２の電気アドレス型空間光変調器21によって更
に位相変調され、図５に示すように領域25の位相変調量
は、図４に示す第１の電気アドレス型空間光変調器20の
画素22と第２の電気アドレス型空間光変調器21の画素23
との位相変調量が加算された量であり、また、領域26の
位相変調量は、第１の電気アドレス型空間光変調器20の
画素22と第２の電気アドレス型空間光変調器21の画素24
の位相変調量が加算された量である。この様な加算が他
の画素に対しても実施される。
【００３１】このように、第２の実施例においては、上
記の様に構成された２つの電気アドレス型空間光変調器
を使用することによって円周方向の分解能を向上するこ
とができる。この様に構成された焦点可変光学装置は、
焦点を光軸に対して垂直に移動する場合に有効であり、
その垂直方向に焦点距離を大きく動かすことが可能にな
る。
記の様に構成された２つの電気アドレス型空間光変調器
を使用することによって円周方向の分解能を向上するこ
とができる。この様に構成された焦点可変光学装置は、
焦点を光軸に対して垂直に移動する場合に有効であり、
その垂直方向に焦点距離を大きく動かすことが可能にな
る。
【００３２】上記実施例では、電気アドレス型空間光変
調器である位相変調型液晶パネルの画素形状は同心円状
であったが、これに限られるものではなく、マトリクス
状であってもよい。
調器である位相変調型液晶パネルの画素形状は同心円状
であったが、これに限られるものではなく、マトリクス
状であってもよい。
【００３３】空間光変調手段として透過型の電気アドレ
ス型空間光変調器を使用したが、これの代わりに反射型
の電気アドレス型空間光変調器を用いてもよい。また、
光学レンズの代わりに、軸外し放物面鏡のような反射ミ
ラーを用いてもよい。
ス型空間光変調器を使用したが、これの代わりに反射型
の電気アドレス型空間光変調器を用いてもよい。また、
光学レンズの代わりに、軸外し放物面鏡のような反射ミ
ラーを用いてもよい。
【００３４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
第１の空間光変調手段の光変調素子を経た光束のそれぞ
れは第２の空間光変調手段の対応した少なくとも２つの
光変調素子に分かれて入射する。具体的には、第１の空
間光変調手段の１つの光変調素子に入射した光束は、こ
の光変調素子で変調され透過又は反射し、第２の空間光
変調手段の隣接した２つの光変調素子に分かれて入射す
る。この２つの光変調素子に入射した光束は、それぞれ
別に光変調される。従って、第２の空間光変調手段の隣
接する２つの光変調素子での変調量を異なるものとすれ
ば、空間光変調手段の各光変調素子を小さくすることな
く、結果的に空間分解能を向上することが可能となる。
これによって、例えば、光学レンズとの合成焦点距離を
大きく変化させることができる焦点可変光学装置を提供
することができる。
第１の空間光変調手段の光変調素子を経た光束のそれぞ
れは第２の空間光変調手段の対応した少なくとも２つの
光変調素子に分かれて入射する。具体的には、第１の空
間光変調手段の１つの光変調素子に入射した光束は、こ
の光変調素子で変調され透過又は反射し、第２の空間光
変調手段の隣接した２つの光変調素子に分かれて入射す
る。この２つの光変調素子に入射した光束は、それぞれ
別に光変調される。従って、第２の空間光変調手段の隣
接する２つの光変調素子での変調量を異なるものとすれ
ば、空間光変調手段の各光変調素子を小さくすることな
く、結果的に空間分解能を向上することが可能となる。
これによって、例えば、光学レンズとの合成焦点距離を
大きく変化させることができる焦点可変光学装置を提供
することができる。
【図１】本発明に係る焦点可変光学装置の一実施例を示
す構成図である。
す構成図である。
【図２】図１の２つの電気アドレス型空間光変調器の画
素を示す説明図である。
素を示す説明図である。
【図３】図１の２つの電気アドレス型空間光変調器の画
素の位置関係を示す説明図である。
素の位置関係を示す説明図である。
【図４】本発明に係る焦点可変光学装置の第２の実施例
における２つの電気アドレス型空間光変調器の画素を示
す説明図である。
における２つの電気アドレス型空間光変調器の画素を示
す説明図である。
【図５】図４の２つの電気アドレス型空間光変調器の画
素の位置関係を示す説明図である。
素の位置関係を示す説明図である。
【図６】フレネルゾーンプレートを示す説明図である。
【図７】図６のフレネルゾーンプレートを用いた従来例
の焦点可変光学装置を示す構成図である。
の焦点可変光学装置を示す構成図である。
【図８】図６のフレネルゾーンプレートを構成する液晶
パネルを示す説明図である。
パネルを示す説明図である。
10，11 電気アドレス型空間光変調器 12 光学レンズ 13 コントローラ 15，16，17 画素
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 徳丸 照高 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ヤープ株式会社内
Claims (1)
- 【請求項１】 複数の光変調素子を含む第１の空間光変
調手段と、複数の光変調素子を含み前記第１の空間光変
調手段の出射面と平行な入射面を有する第２の空間光変
調手段とを備えており、前記第１の空間光変調手段の光
変調素子の出射面の中心と前記第２の空間光変調手段の
対応する光変調素子の入射面の中心とが互いにずれるよ
うに配置され、前記第１の空間光変調手段の前記光変調
素子を出射した光の一部分が前記第２の空間光変調手段
の対応する前記光変調素子に入射するように構成された
ことを特徴とする焦点可変光学装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3255241A JP2786352B2 (ja) | 1991-10-02 | 1991-10-02 | 焦点可変光学装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3255241A JP2786352B2 (ja) | 1991-10-02 | 1991-10-02 | 焦点可変光学装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0593895A true JPH0593895A (ja) | 1993-04-16 |
| JP2786352B2 JP2786352B2 (ja) | 1998-08-13 |
Family
ID=17276001
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3255241A Expired - Lifetime JP2786352B2 (ja) | 1991-10-02 | 1991-10-02 | 焦点可変光学装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2786352B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11109304A (ja) * | 1997-09-30 | 1999-04-23 | Advantest Corp | 光結合器 |
| JP2002278436A (ja) * | 2001-03-14 | 2002-09-27 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 集光線位置微調装置 |
| JP2004101885A (ja) * | 2002-09-10 | 2004-04-02 | Pioneer Electronic Corp | 液晶レンズ並びにその駆動方法及び装置 |
| JP2007199200A (ja) * | 2006-01-24 | 2007-08-09 | Funai Electric Co Ltd | 液晶素子及びそれを備えた光ピックアップ装置 |
| JP2009251236A (ja) * | 2008-04-04 | 2009-10-29 | Nippon Hoso Kyokai <Nhk> | 回折格子、画像表示装置、レーザプロジェクタ、ゾーンプレート、ズームレンズおよび立体画像表示装置 |
| JP2015501101A (ja) * | 2011-11-23 | 2015-01-08 | マジック リープ， インコーポレイテッド | ３次元仮想現実および拡張現実表示システム |
-
1991
- 1991-10-02 JP JP3255241A patent/JP2786352B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11109304A (ja) * | 1997-09-30 | 1999-04-23 | Advantest Corp | 光結合器 |
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| JP2015501101A (ja) * | 2011-11-23 | 2015-01-08 | マジック リープ， インコーポレイテッド | ３次元仮想現実および拡張現実表示システム |
| JP2017108444A (ja) * | 2011-11-23 | 2017-06-15 | マジック リープ， インコーポレイテッド | ３次元仮想現実および拡張現実表示システム |
| JP2018207542A (ja) * | 2011-11-23 | 2018-12-27 | マジック リープ， インコーポレイテッドＭａｇｉｃ Ｌｅａｐ，Ｉｎｃ． | ３次元仮想現実および拡張現実表示システム |
| US10191294B2 (en) | 2011-11-23 | 2019-01-29 | Magic Leap, Inc. | Three dimensional virtual and augmented reality display system |
| US10444527B2 (en) | 2011-11-23 | 2019-10-15 | Magic Leap, Inc. | Three dimensional virtual and augmented reality display system |
| US10670881B2 (en) | 2011-11-23 | 2020-06-02 | Magic Leap, Inc. | Three dimensional virtual and augmented reality display system |
| US11474371B2 (en) | 2011-11-23 | 2022-10-18 | Magic Leap, Inc. | Three dimensional virtual and augmented reality display system |
| US11822102B2 (en) | 2011-11-23 | 2023-11-21 | Magic Leap, Inc. | Three dimensional virtual and augmented reality display system |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2786352B2 (ja) | 1998-08-13 |
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