JPH1048568A - ２段階投影システム - Google Patents
２段階投影システムInfo
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- JPH1048568A JPH1048568A JP9078162A JP7816297A JPH1048568A JP H1048568 A JPH1048568 A JP H1048568A JP 9078162 A JP9078162 A JP 9078162A JP 7816297 A JP7816297 A JP 7816297A JP H1048568 A JPH1048568 A JP H1048568A
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- 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
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Lenses (AREA)
- Projection Apparatus (AREA)
- Optical Elements Other Than Lenses (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は、構成が簡単で、高い輝度の得られ
る複数のスペクトル帯域のイメージソースからの放射線
を結合する１対１中継システムを得ることを目的とす
る。 【解決手段】 第１および第２のスペクトル帯域のイメ
ージソース62, 64からの放射線を結合するスペクトル結
合モジュール70と、１次球面モジュール72と、スペクト
ル結合モジュール70によって導入された色収差を補償す
る凸面ミラー74Aおよび軸方向の色補正素子を含む２次
球面モジュール74とを具備しており、１次球面モジュー
ル72がスペクトル結合モジュール70からの結合された放
射線を２次球面モジュール74上に反射し、次にこの結合
された放射線が２次モジュール74から１次モジュール72
に反射されて、１次モジュール72が２次モジュール74か
ら反射された結合された放射線の焦点を結ぶことを特徴
とする。
る複数のスペクトル帯域のイメージソースからの放射線
を結合する１対１中継システムを得ることを目的とす
る。 【解決手段】 第１および第２のスペクトル帯域のイメ
ージソース62, 64からの放射線を結合するスペクトル結
合モジュール70と、１次球面モジュール72と、スペクト
ル結合モジュール70によって導入された色収差を補償す
る凸面ミラー74Aおよび軸方向の色補正素子を含む２次
球面モジュール74とを具備しており、１次球面モジュー
ル72がスペクトル結合モジュール70からの結合された放
射線を２次球面モジュール74上に反射し、次にこの結合
された放射線が２次モジュール74から１次モジュール72
に反射されて、１次モジュール72が２次モジュール74か
ら反射された結合された放射線の焦点を結ぶことを特徴
とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はフルカラー投影シス
テムに関するものであり、特に１対１中継レンズおよび
屈折投影レンズシステムを含む効率が高く、高性能のシ
ステムに関する。
テムに関するものであり、特に１対１中継レンズおよび
屈折投影レンズシステムを含む効率が高く、高性能のシ
ステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】通常のフルカラー投影システムには、３
個の投影装置が含まれている。それぞれのスペクトルイ
メージ（すなわち、赤色、緑色および青色）は、それ自
身の投影装置によって投影される。最終的なカラーイメ
ージは投影スクリーンで収斂される。
個の投影装置が含まれている。それぞれのスペクトルイ
メージ（すなわち、赤色、緑色および青色）は、それ自
身の投影装置によって投影される。最終的なカラーイメ
ージは投影スクリーンで収斂される。
【０００３】これらの通常のフルカラー投影システムに
は、いくつかの欠点がある。１つの欠点は、３つの異な
るスペクトルイメージがスクリーンで正確に整列されな
いことである。別の欠点には、非常に厳密な許容範囲マ
ージン、扱いにくい大きさ、整列の困難さ、高いコスト
および外部射出ひとみを設けることの難しさが含まれ
る。さらに、３個の投影装置に関連した３つの異なる光
軸のためにズーム能力および外部瞳孔を有することはほ
とんど不可能であり、また平坦でない湾曲したスクリー
ン上においてスクリーン上の収斂を実現することは非常
に困難である。
は、いくつかの欠点がある。１つの欠点は、３つの異な
るスペクトルイメージがスクリーンで正確に整列されな
いことである。別の欠点には、非常に厳密な許容範囲マ
ージン、扱いにくい大きさ、整列の困難さ、高いコスト
および外部射出ひとみを設けることの難しさが含まれ
る。さらに、３個の投影装置に関連した３つの異なる光
軸のためにズーム能力および外部瞳孔を有することはほ
とんど不可能であり、また平坦でない湾曲したスクリー
ン上においてスクリーン上の収斂を実現することは非常
に困難である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】３−投影装置システム
に関連した欠点は、本発明により克服されることが可能
である。本発明の目的は、非常に高い輝度で高性能の投
影システムを大幅に簡単化することである。
に関連した欠点は、本発明により克服されることが可能
である。本発明の目的は、非常に高い輝度で高性能の投
影システムを大幅に簡単化することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この目的は、本発明の１
対１中継システムによって達成される。本発明は、少な
くとも第１および第２のスペクトル帯域のイメージソー
スからの放射線を結合する１対１中継システムにおい
て、第１および第２のスペクトル帯域のイメージソース
からの放射線を結合するスペクトル結合モジュールと、
１次球面モジュールと、スペクトル結合モジュールによ
って導入された色収差を補償する凸面ミラーおよび軸方
向の色補正素子を含む２次球面モジュールとを具備して
おり、１次球面モジュールがスペクトル結合モジュール
からの結合された放射線を２次球面モジュール上に反射
し、次にこの結合された放射線が２次モジュールから１
次モジュールに反射されて、１次モジュールが２次モジ
ュールから反射された結合された放射線の焦点を結ぶこ
とを特徴とする。
対１中継システムによって達成される。本発明は、少な
くとも第１および第２のスペクトル帯域のイメージソー
スからの放射線を結合する１対１中継システムにおい
て、第１および第２のスペクトル帯域のイメージソース
からの放射線を結合するスペクトル結合モジュールと、
１次球面モジュールと、スペクトル結合モジュールによ
って導入された色収差を補償する凸面ミラーおよび軸方
向の色補正素子を含む２次球面モジュールとを具備して
おり、１次球面モジュールがスペクトル結合モジュール
からの結合された放射線を２次球面モジュール上に反射
し、次にこの結合された放射線が２次モジュールから１
次モジュールに反射されて、１次モジュールが２次モジ
ュールから反射された結合された放射線の焦点を結ぶこ
とを特徴とする。
【０００６】本発明にしたがって構成されたシステムは
単一の出力を有する。したがって、カラー収斂が制御し
やすく、イメージは非常に鮮明である。さらにこのシス
テムは、種々の用途への適合性を高めるために外部瞳孔
を備えたズーム構造を構成するのに適している。
単一の出力を有する。したがって、カラー収斂が制御し
やすく、イメージは非常に鮮明である。さらにこのシス
テムは、種々の用途への適合性を高めるために外部瞳孔
を備えたズーム構造を構成するのに適している。
【０００７】一般的な意味で、本発明の１実施形態は、
例えば赤色および青色等の長波長および短波長スペクト
ル帯域のイメージソースからの放射線を結合する１対１
中継システムと、結合プロジェクタとを含む２段階フル
カラーイメージ結合投影システムである。中継システム
は、長波長および短波長スペクトル帯域のイメージソー
スからの放射線を結合するスペクトル結合モジュール
と、１次球面モジュールと、２次球面モジュールとを含
んでいる。結合プロジェクタには、ビーム結合器および
投影光学系が含まれる。
例えば赤色および青色等の長波長および短波長スペクト
ル帯域のイメージソースからの放射線を結合する１対１
中継システムと、結合プロジェクタとを含む２段階フル
カラーイメージ結合投影システムである。中継システム
は、長波長および短波長スペクトル帯域のイメージソー
スからの放射線を結合するスペクトル結合モジュール
と、１次球面モジュールと、２次球面モジュールとを含
んでいる。結合プロジェクタには、ビーム結合器および
投影光学系が含まれる。
【０００８】１次球面モジュールは、スペクトル結合モ
ジュールからの結合された放射線を２次球面モジュール
上に反射し、次にこの結合された放射線が２次モジュー
ルから１次モジュールに反射して戻されて、１次モジュ
ールが２次モジュールから反射された結合された放射線
の焦点をビーム結合器において結ぶ。ビーム結合器は、
長波長帯域と短波長帯域の中間の帯域の例えば緑色の放
射線を供給する第３のイメージソースからの放射線とス
ペクトル結合モジュールからの結合された放射線を結合
してフルカラー結合イメージを生成する。
ジュールからの結合された放射線を２次球面モジュール
上に反射し、次にこの結合された放射線が２次モジュー
ルから１次モジュールに反射して戻されて、１次モジュ
ールが２次モジュールから反射された結合された放射線
の焦点をビーム結合器において結ぶ。ビーム結合器は、
長波長帯域と短波長帯域の中間の帯域の例えば緑色の放
射線を供給する第３のイメージソースからの放射線とス
ペクトル結合モジュールからの結合された放射線を結合
してフルカラー結合イメージを生成する。
【０００９】スペクトル結合モジュールの好ましい実施
形態はＸプリズムを含んでいる。１次球面モジュールは
球面ミラーを含んでいる。
形態はＸプリズムを含んでいる。１次球面モジュールは
球面ミラーを含んでいる。
【００１０】本発明の別の観点によると、２次球面モジ
ュールは、凸面ミラーおよびスペクトル結合モジュール
によって導入された色収差を補償する軸方向の色収差補
償素子を含んでいる。
ュールは、凸面ミラーおよびスペクトル結合モジュール
によって導入された色収差を補償する軸方向の色収差補
償素子を含んでいる。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態の詳細な
説明および添付図面を参照して本発明のこれらおよびそ
の他の特徴および利点を説明する。図１は、本発明によ
る２段階イメージ結合投影装置50の簡単化された光学系
概略図であり、第１の段階60が改良されたオフナー(Off
ner)の１対１中継システムを含み、第２の段階100 がビ
ーム結合投影装置を含む。カラー１および２のイメージ
ソース62および64（青色および赤色液晶光バルブＬＣＬ
Ｖのような）からの放射線は、最初にミラー66および68
によってＸプリズム70に反射され、それを通って結合さ
れる。プリズム70は、それぞれバンドパスフィルタで被
覆されたビーム分割面70Ａおよび70Ｂを有する。被覆さ
れた面70Ｂは青色放射線を反射し、かつ赤色放射線を透
過し、また面70Ａは赤色放射線を反射し、かつ青色放射
線を透過する。結合されたイメージは、１次球面ミラー
72から反射され、２次装置74に導かれ、最後に再度１次
球面ミラー72によって焦点を結ばれて、ビーム76として
示された１対１の中継された２色イメージを形成し、こ
のビーム76がミラー80によって第２の段階100 に導かれ
る。投影装置50は、結合された青色および赤色イメージ
ソースの同じ大きさで反転されたイメージを形成し、し
たがって１対１中継器と呼ばれる。
説明および添付図面を参照して本発明のこれらおよびそ
の他の特徴および利点を説明する。図１は、本発明によ
る２段階イメージ結合投影装置50の簡単化された光学系
概略図であり、第１の段階60が改良されたオフナー(Off
ner)の１対１中継システムを含み、第２の段階100 がビ
ーム結合投影装置を含む。カラー１および２のイメージ
ソース62および64（青色および赤色液晶光バルブＬＣＬ
Ｖのような）からの放射線は、最初にミラー66および68
によってＸプリズム70に反射され、それを通って結合さ
れる。プリズム70は、それぞれバンドパスフィルタで被
覆されたビーム分割面70Ａおよび70Ｂを有する。被覆さ
れた面70Ｂは青色放射線を反射し、かつ赤色放射線を透
過し、また面70Ａは赤色放射線を反射し、かつ青色放射
線を透過する。結合されたイメージは、１次球面ミラー
72から反射され、２次装置74に導かれ、最後に再度１次
球面ミラー72によって焦点を結ばれて、ビーム76として
示された１対１の中継された２色イメージを形成し、こ
のビーム76がミラー80によって第２の段階100 に導かれ
る。投影装置50は、結合された青色および赤色イメージ
ソースの同じ大きさで反転されたイメージを形成し、し
たがって１対１中継器と呼ばれる。
【００１２】第２の段階100 において、２色イメージ76
はさらに第３のイメージソース102と屈折投影装置110
との間に配置された偏光ビーム分割器104 を通って例え
ば緑色ＬＣＬＶのようなカラー３のイメージソース102
からの放射線と結合される。最後に、ビーム106 として
示された結合された３色の放射線は、ビーム120 として
示される出力ビームとして屈折投影装置110 を通って投
影される。
はさらに第３のイメージソース102と屈折投影装置110
との間に配置された偏光ビーム分割器104 を通って例え
ば緑色ＬＣＬＶのようなカラー３のイメージソース102
からの放射線と結合される。最後に、ビーム106 として
示された結合された３色の放射線は、ビーム120 として
示される出力ビームとして屈折投影装置110 を通って投
影される。
【００１３】本発明による２段階イメージ結合投影装置
に関連した利点は、（ｉ）高い結合効率の結果としての
非常に高い輝度、（ii）１対１中継モジュールにおける
非常に長い後方焦点距離がパッケージを非常にフレキシ
ブルにすること、(iii) 多くの応用で必要とされるズー
ム機能を行う性能、および（iv）外部射出ひとみの性能
が別の光学モジュールとインターフェイスする投影装置
の適合性を非常に高めることである。
に関連した利点は、（ｉ）高い結合効率の結果としての
非常に高い輝度、（ii）１対１中継モジュールにおける
非常に長い後方焦点距離がパッケージを非常にフレキシ
ブルにすること、(iii) 多くの応用で必要とされるズー
ム機能を行う性能、および（iv）外部射出ひとみの性能
が別の光学モジュールとインターフェイスする投影装置
の適合性を非常に高めることである。
【００１４】通常のオフナー中継器は、１次および２次
ミラーだけから構成されている。本発明により光学系に
Ｘプリズムを含むことによって、従来のオフナー中継器
が補正することのできない球面および色収差が導入され
る。
ミラーだけから構成されている。本発明により光学系に
Ｘプリズムを含むことによって、従来のオフナー中継器
が補正することのできない球面および色収差が導入され
る。
【００１５】１対１中継器60は、３個のモジュール、す
なわち１次球面モジュール72、２次球面モジュール74お
よびスペクトル結合モジュール70を具備している。従来
のオフナーの設計と比較すると、本発明は付加的な能力
を提供するものである。 （１）スペクトル結合モジュール70 好ましい実施形態において、Ｘプリズム70は長波長およ
び短波長のスペクトル帯域、すなわち赤色および青色ス
ペクトルの両帯域に対する放射線を結合する。図６に関
して以下に説明するように、３個の異なるＬＣＬＶから
放射線を混ぜることが可能であるが、Ｘプリズム70の斜
辺部分70Ａおよび70Ｂから反射された長波長および短波
長のスペクトル帯域放射線だけを結合するＸプリズム
は、非常に良好な効率を有している。
なわち１次球面モジュール72、２次球面モジュール74お
よびスペクトル結合モジュール70を具備している。従来
のオフナーの設計と比較すると、本発明は付加的な能力
を提供するものである。 （１）スペクトル結合モジュール70 好ましい実施形態において、Ｘプリズム70は長波長およ
び短波長のスペクトル帯域、すなわち赤色および青色ス
ペクトルの両帯域に対する放射線を結合する。図６に関
して以下に説明するように、３個の異なるＬＣＬＶから
放射線を混ぜることが可能であるが、Ｘプリズム70の斜
辺部分70Ａおよび70Ｂから反射された長波長および短波
長のスペクトル帯域放射線だけを結合するＸプリズム
は、非常に良好な効率を有している。
【００１６】（２）２次装置74 ２次装置74は、凸面ミラー74Ａおよび図２のａに示され
ているゼロパワーダブレット740 のような軸方向の色補
正素子をこの２次ミラー74Ａの前方に含んでおり、或は
図２のｂにおいて簡単化された概略的な形態で示されて
いる回折光学素子（ＤＯＥ）742 をミラー74Ａ上に含ん
でいる。この付加的な色収差補正機構は、ビーム結合Ｘ
プリズム70によって導入された色収差を補正するために
非常に重要である。ゼロパワーダブレット740 は、高い
アッベ数（ＢＫ7 ，ＳＫ16のような）を有する１つのレ
ンズと、低いアッベ数（Ｆ2 ，ＳＦ11のような）を有す
る１つのレンズとを含む。ゼロの全光学パワーを維持
し、各レンズの光学パワーを変化させることによって種
々の量の色収差が生成されることができる。例えば、Ｓ
Ｋ16およびＦ2 レンズのそれぞれに対して1.0 および−
1.0 の光学パワーを有するＳＫ16−Ｆ2 ゼロパワーダブ
レット740 の色収差は、それぞれ0.9 および−0.9 の光
学パワーのＳＫ16−Ｆ2 ダブレットのものとは異なって
いる。色収差はまた、非常に少量の回折パワーを有する
ＤＯＥ742 （図２のｂ）によって補正されることができ
る。この目的に適したＤＯＥの構造は、米国特許第 5,2
57,133号明細書（"RE-IMAGING OPTICAL SYSTEM EMPLOYI
NG REFRACTIVE AND DIFFRACTIVE OPTICAL ELEMENTS" ）
の図３に示されている。
ているゼロパワーダブレット740 のような軸方向の色補
正素子をこの２次ミラー74Ａの前方に含んでおり、或は
図２のｂにおいて簡単化された概略的な形態で示されて
いる回折光学素子（ＤＯＥ）742 をミラー74Ａ上に含ん
でいる。この付加的な色収差補正機構は、ビーム結合Ｘ
プリズム70によって導入された色収差を補正するために
非常に重要である。ゼロパワーダブレット740 は、高い
アッベ数（ＢＫ7 ，ＳＫ16のような）を有する１つのレ
ンズと、低いアッベ数（Ｆ2 ，ＳＦ11のような）を有す
る１つのレンズとを含む。ゼロの全光学パワーを維持
し、各レンズの光学パワーを変化させることによって種
々の量の色収差が生成されることができる。例えば、Ｓ
Ｋ16およびＦ2 レンズのそれぞれに対して1.0 および−
1.0 の光学パワーを有するＳＫ16−Ｆ2 ゼロパワーダブ
レット740 の色収差は、それぞれ0.9 および−0.9 の光
学パワーのＳＫ16−Ｆ2 ダブレットのものとは異なって
いる。色収差はまた、非常に少量の回折パワーを有する
ＤＯＥ742 （図２のｂ）によって補正されることができ
る。この目的に適したＤＯＥの構造は、米国特許第 5,2
57,133号明細書（"RE-IMAGING OPTICAL SYSTEM EMPLOYI
NG REFRACTIVE AND DIFFRACTIVE OPTICAL ELEMENTS" ）
の図３に示されている。
【００１７】（３）結合投影装置100 第２の段の結合投影装置100 は、ビーム結合器104 およ
び投影光学系110 を含んでいる。偏光ビーム結合器は、
その良好な結合効率のためにＬＣＬＶイメージソース用
のビーム結合器104 として好ましい。偏光ビーム結合器
は、一般にＳ偏光放射線がビーム結合面 104Ａから反射
され、かつＰ偏光放射線がそのビーム結合面を通って透
過されるように構成される。１対１中継器からの結合さ
れた青色および赤色イメージの位相は、投影イメージ輝
度の関数である。明るい赤色または青色画素をスクリー
ン上に表示するために、結合されたイメージの対応した
放射線の位相は、それがビーム結合面 104Ａから完全に
反射されるようにＳ偏光される。同様にして、暗いイメ
ージ画素の対応した放射線の位相がＰ偏光される。した
がって、それは偏光ビーム結合器の表面 104Ａを通って
完全に透過される。イメージの中間調レベルは、Ｓ偏光
とＰ偏光との間の放射線の位相を回転することによって
得られる。ＬＣＬＶは、放射線の位相を回転するのに好
ましい機構である。
び投影光学系110 を含んでいる。偏光ビーム結合器は、
その良好な結合効率のためにＬＣＬＶイメージソース用
のビーム結合器104 として好ましい。偏光ビーム結合器
は、一般にＳ偏光放射線がビーム結合面 104Ａから反射
され、かつＰ偏光放射線がそのビーム結合面を通って透
過されるように構成される。１対１中継器からの結合さ
れた青色および赤色イメージの位相は、投影イメージ輝
度の関数である。明るい赤色または青色画素をスクリー
ン上に表示するために、結合されたイメージの対応した
放射線の位相は、それがビーム結合面 104Ａから完全に
反射されるようにＳ偏光される。同様にして、暗いイメ
ージ画素の対応した放射線の位相がＰ偏光される。した
がって、それは偏光ビーム結合器の表面 104Ａを通って
完全に透過される。イメージの中間調レベルは、Ｓ偏光
とＰ偏光との間の放射線の位相を回転することによって
得られる。ＬＣＬＶは、放射線の位相を回転するのに好
ましい機構である。
【００１８】緑色チャンネルに対して、偏光ビーム結合
器104 の前方の１／２波長プレート104Ｂは放射線の位
相を90°回転させる。したがって、緑色ＬＣＬＶソース
102からのＳ偏光は、プレート 104ＢによってＰ偏光に
回転され、偏光型の結合器104 を通って完全に透過され
る。
器104 の前方の１／２波長プレート104Ｂは放射線の位
相を90°回転させる。したがって、緑色ＬＣＬＶソース
102からのＳ偏光は、プレート 104ＢによってＰ偏光に
回転され、偏光型の結合器104 を通って完全に透過され
る。
【００１９】投影光学系110 は、固定焦点距離（ＦＦ
Ｌ）または可変的な焦点距離（ＶＦＬ）のいずれかを有
する屈折型または反射型であることが可能である。図３
は、光学素子1102−1112を含むＦＦＬ屈折投影装置 110
Ａの典型的な一例を示す。投影されたイメージに対して
最高のコントラスト比を達成するために、投影装置は、
ＬＣＬＶ空間においてテレセントリックでなければなら
ない（すなわち、主光線は光軸に平行である）。投影装
置の後方焦点距離はまた、ＬＣＬＶモジュール102 およ
び偏光結合器104 の物理的な寸法に適合するように十分
に長くなければならない。ダブレット1102−1104および
1106−1108は、これら２つの機能を実行する。すなわ
ち、それらはテレセントリックおよび長い後方焦点距離
を実現する。全体的な投影装置の光パワーは、主として
これら２個のダブレットによって提供される。ダブレッ
ト1110−1112は、偏光ビーム結合器およびダブレット11
02−1104によって生成された色収差を補償する。この特
定の構造において、出力結合イメージ120 は無限遠に焦
点があり（イメージは無限遠で焦点を結ばれる、すなわ
ち出力ビームがコリメートされる）、前部光学系（光学
システムの残りのものの前側の光学系）と結合する準備
が整う。多くの適用において、屈折投影装置はスクリー
ン上にイメージを投影するための有限共役であることが
できる。すなわち、物体およびイメージ位置は無限遠に
配置されない。通常、物体またはイメージの距離がシス
テムの焦点距離の10倍より大きい場合、物体またはイメ
ージ距離は無限であると考えられる。したがって、投影
装置 110Ａは投影空間において無限遠焦点系である。
Ｌ）または可変的な焦点距離（ＶＦＬ）のいずれかを有
する屈折型または反射型であることが可能である。図３
は、光学素子1102−1112を含むＦＦＬ屈折投影装置 110
Ａの典型的な一例を示す。投影されたイメージに対して
最高のコントラスト比を達成するために、投影装置は、
ＬＣＬＶ空間においてテレセントリックでなければなら
ない（すなわち、主光線は光軸に平行である）。投影装
置の後方焦点距離はまた、ＬＣＬＶモジュール102 およ
び偏光結合器104 の物理的な寸法に適合するように十分
に長くなければならない。ダブレット1102−1104および
1106−1108は、これら２つの機能を実行する。すなわ
ち、それらはテレセントリックおよび長い後方焦点距離
を実現する。全体的な投影装置の光パワーは、主として
これら２個のダブレットによって提供される。ダブレッ
ト1110−1112は、偏光ビーム結合器およびダブレット11
02−1104によって生成された色収差を補償する。この特
定の構造において、出力結合イメージ120 は無限遠に焦
点があり（イメージは無限遠で焦点を結ばれる、すなわ
ち出力ビームがコリメートされる）、前部光学系（光学
システムの残りのものの前側の光学系）と結合する準備
が整う。多くの適用において、屈折投影装置はスクリー
ン上にイメージを投影するための有限共役であることが
できる。すなわち、物体およびイメージ位置は無限遠に
配置されない。通常、物体またはイメージの距離がシス
テムの焦点距離の10倍より大きい場合、物体またはイメ
ージ距離は無限であると考えられる。したがって、投影
装置 110Ａは投影空間において無限遠焦点系である。
【００２０】図４は、光学素子1120−1144を含むＶＦＬ
屈折投影装置 110Ｂの典型的な一例を示す。ＶＦＬ投影
装置は、基本装置群（レンズ1120−1126）、補償装置群
（1128−1132）、可変装置(variator)群（1134−1138）
およびコリメータ群（1140−1144）という４つのレンズ
群を有している。可変装置は、ほとんどのズーム性能を
提供する重要な群である。ズームするために可変装置を
動かしたとき、補償装置は、イメージが鮮明なままであ
るように焦点補償を行なう。基本装置群、補償装置およ
び可変装置の組合せは、コリメータがスクリーン上に結
合されたイメージを投影することのできる場所に結合さ
れたイメージ（すなわち、青色、緑色および赤色イメー
ジ）を中継する。この能力は、多数のシミュレータおよ
び商業的用途に特に重要である。
屈折投影装置 110Ｂの典型的な一例を示す。ＶＦＬ投影
装置は、基本装置群（レンズ1120−1126）、補償装置群
（1128−1132）、可変装置(variator)群（1134−1138）
およびコリメータ群（1140−1144）という４つのレンズ
群を有している。可変装置は、ほとんどのズーム性能を
提供する重要な群である。ズームするために可変装置を
動かしたとき、補償装置は、イメージが鮮明なままであ
るように焦点補償を行なう。基本装置群、補償装置およ
び可変装置の組合せは、コリメータがスクリーン上に結
合されたイメージを投影することのできる場所に結合さ
れたイメージ（すなわち、青色、緑色および赤色イメー
ジ）を中継する。この能力は、多数のシミュレータおよ
び商業的用途に特に重要である。
【００２１】図５は、ミラー1150、1152および1154を含
むＦＦＬ反射投影装置 110Ｃの一例を示す。３ミラー投
影装置は、望遠鏡のイメージ平面と一致する結合された
イメージを有する３ミラー望遠鏡と動作が類似してい
る。反射投影装置 110Ｃに関連した利点は、それが色収
差の影響を受けないことである。したがって、投影装置
は可視およびＩＲイメージの両方を投影することができ
る。投影装置が非常に広いスペクトル範囲において動作
することを要求された場合、反射投影装置がシステムを
非常に簡単にする。可能性のある適用には、暗視ゴーグ
ル用の近赤外線シミュレータまたは赤外線スペクトル範
囲で動作する赤外線シミュレータが含まれる。この場
合、イメージソース62，64および102 は、例えば0.75ミ
クロン、0.85ミクロンおよび1.06ミクロンでそれぞれ動
作することができる。
むＦＦＬ反射投影装置 110Ｃの一例を示す。３ミラー投
影装置は、望遠鏡のイメージ平面と一致する結合された
イメージを有する３ミラー望遠鏡と動作が類似してい
る。反射投影装置 110Ｃに関連した利点は、それが色収
差の影響を受けないことである。したがって、投影装置
は可視およびＩＲイメージの両方を投影することができ
る。投影装置が非常に広いスペクトル範囲において動作
することを要求された場合、反射投影装置がシステムを
非常に簡単にする。可能性のある適用には、暗視ゴーグ
ル用の近赤外線シミュレータまたは赤外線スペクトル範
囲で動作する赤外線シミュレータが含まれる。この場
合、イメージソース62，64および102 は、例えば0.75ミ
クロン、0.85ミクロンおよび1.06ミクロンでそれぞれ動
作することができる。
【００２２】図６は、本発明の観点を使用した投影シス
テムのさらに別の実施形態を示す。この実施形態におい
て、Ｘプリズム70は各ソース62、64および102 からの赤
色、青色および緑色イメージ放射線を結合する。この実
施形態は図１の実施形態と同じ高い結合効率を提供しな
いが、偏光ビーム分割器104 は不要なので多少簡単であ
る。この実施形態はまた図１の実施形態のように１次ミ
ラー72および２次ミラー74を使用する。結合された放射
線は十字線130 に焦点を結ばれ、特定の適用のために必
要ならば、光学系110 に類似した投影光学系を通過させ
られてもよい。
テムのさらに別の実施形態を示す。この実施形態におい
て、Ｘプリズム70は各ソース62、64および102 からの赤
色、青色および緑色イメージ放射線を結合する。この実
施形態は図１の実施形態と同じ高い結合効率を提供しな
いが、偏光ビーム分割器104 は不要なので多少簡単であ
る。この実施形態はまた図１の実施形態のように１次ミ
ラー72および２次ミラー74を使用する。結合された放射
線は十字線130 に焦点を結ばれ、特定の適用のために必
要ならば、光学系110 に類似した投影光学系を通過させ
られてもよい。
【００２３】上述の実施形態は、本発明の原理を表わす
可能な特有の実施形態の単なる一例に過ぎないことが理
解される。当業者は、本発明の技術的範囲を逸脱するこ
となく、これらの原理にしたがってその他の構造を容易
に実現するものである。
可能な特有の実施形態の単なる一例に過ぎないことが理
解される。当業者は、本発明の技術的範囲を逸脱するこ
となく、これらの原理にしたがってその他の構造を容易
に実現するものである。
【図１】本発明を使用した２段階イメージ結合投影シス
テムの光学系の概略図。
テムの光学系の概略図。
【図２】図１のシステムを含み、かつゼロパワーダブレ
ットを備えている１対１中継器の第１の実施形態、並び
に図１のシステムを含み、かつ回折光学素子を備えてい
る第２の実施形態の概略図。
ットを備えている１対１中継器の第１の実施形態、並び
に図１のシステムを含み、かつ回折光学素子を備えてい
る第２の実施形態の概略図。
【図３】第２の段階が偏光ビーム分割器を備えている屈
折投影装置を含む図１の投影システムのこの第２の段階
の第１の実施形態の光学系の概略図。
折投影装置を含む図１の投影システムのこの第２の段階
の第１の実施形態の光学系の概略図。
【図４】第２の段階が偏光ビーム分割器を備えているズ
ーム投影装置を含む図１の投影システムのこの第２の段
階の第２の実施形態の光学系の概略図。
ーム投影装置を含む図１の投影システムのこの第２の段
階の第２の実施形態の光学系の概略図。
【図５】第２の段階が偏光ビーム分割器を備えている反
射投影装置を含む図１の投影システムのこの第２の段階
の第１の実施形態の光学系の概略図。
射投影装置を含む図１の投影システムのこの第２の段階
の第１の実施形態の光学系の概略図。
【図６】Ｘプリズムが赤色、青色および緑色イメージソ
ースからの放射線を直接結合するさらに別の実施形態の
光学系の概略図。
ースからの放射線を直接結合するさらに別の実施形態の
光学系の概略図。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジェイムズ・ディー・ツィマーマン アメリカ合衆国、バージニア州 22090、 レストン、ジョナサンズ・ウェイ 1791ビ ー (72)発明者 デイビッド・エー・アンスレイ アメリカ合衆国、バージニア州 20165、 スターリング、クリストファー・レーン 46
Claims (1)
- 【請求項１】 少なくとも第１および第２のスペクトル
帯域のイメージソースからの放射線を結合する１対１中
継システムにおいて、 前記第１および第２のスペクトル帯域のイメージソース
からの放射線を結合するスペクトル結合モジュールと、 １次球面モジュールと、 スペクトル結合モジュールによって導入された色収差を
補償する凸面ミラーおよび軸方向の色補正素子を含む２
次球面モジュールとを具備しており、 １次球面モジュールがスペクトル結合モジュールからの
結合された放射線を２次球面モジュール上に反射し、次
にこの結合された放射線が２次モジュールから１次モジ
ュールに反射されて、１次モジュールが２次モジュール
から反射された結合された放射線の焦点を結ぶことを特
徴とする１対１中継システム。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US623493 | 1996-03-28 | ||
| US08/623,493 US5677788A (en) | 1996-03-28 | 1996-03-28 | Two-stage projection system |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1048568A true JPH1048568A (ja) | 1998-02-20 |
| JP2818591B2 JP2818591B2 (ja) | 1998-10-30 |
Family
ID=24498283
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|---|---|---|---|
| JP9078162A Expired - Fee Related JP2818591B2 (ja) | 1996-03-28 | 1997-03-28 | ２段階投影システム |
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| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5677788A (ja) |
| EP (1) | EP0798935B1 (ja) |
| JP (1) | JP2818591B2 (ja) |
| CA (1) | CA2198961C (ja) |
| DE (1) | DE69709562T2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6752500B1 (en) | 1999-08-04 | 2004-06-22 | Sanyo Electric Co., Ltd | Rear surface projection type display device |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6346950B1 (en) | 1999-05-20 | 2002-02-12 | Compaq Computer Corporation | System and method for display images using anamorphic video |
| US6781606B2 (en) | 1999-05-20 | 2004-08-24 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | System and method for displaying images using foveal video |
| US6292713B1 (en) | 1999-05-20 | 2001-09-18 | Compaq Computer Corporation | Robotic telepresence system |
| EP1075150A3 (en) * | 1999-07-31 | 2005-04-27 | Lg Electronics Inc. | Projection lens system |
| KR100440958B1 (ko) * | 2001-10-12 | 2004-07-21 | 삼성전자주식회사 | 조명계 및 이를 채용한 프로젝터 |
| KR100440959B1 (ko) * | 2001-11-08 | 2004-07-21 | 삼성전자주식회사 | 조명계 및 이를 채용한 프로젝션 시스템 |
| US6692129B2 (en) * | 2001-11-30 | 2004-02-17 | Silicon Light Machines | Display apparatus including RGB color combiner and 1D light valve relay including schlieren filter |
| US7209285B1 (en) * | 2003-09-11 | 2007-04-24 | Lockheed Martin Corporation | Common axis three mirror anastigmatic optic |
| US7175289B2 (en) | 2004-09-15 | 2007-02-13 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Optical relay |
| US9232172B2 (en) | 2013-11-04 | 2016-01-05 | Christie Digital Systems Usa, Inc. | Two-stage light modulation for high dynamic range |
| US9195122B2 (en) | 2013-11-28 | 2015-11-24 | Christie Digital Systems Usa, Inc. | Light modulator system including relay optics for correcting optical distortions |
| US10767984B2 (en) * | 2018-02-05 | 2020-09-08 | Inuitive Ltd. | Method for assembling a projecting apparatus |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1297139A (ja) * | 1969-07-03 | 1972-11-22 | ||
| US4687301A (en) * | 1985-07-12 | 1987-08-18 | Hughes Aircraft Company | Full-color projector system with a tricolor-separating prism |
| US4842374A (en) * | 1987-07-27 | 1989-06-27 | Hughes Aircraft Company | Unitary prepolarizing prism assembly for a four color liquid crystal light valve image projector |
| GB2214656B (en) * | 1987-11-27 | 1991-08-21 | Marconi Gec Ltd | Optical systems |
| JPH01286690A (ja) * | 1988-01-08 | 1989-11-17 | Seiko Epson Corp | 投写型カラー表示装置 |
| US5257133A (en) * | 1991-09-11 | 1993-10-26 | Hughes Aircraft Company | Re-imaging optical system employing refractive and diffractive optical elements |
| US5467154A (en) * | 1992-02-20 | 1995-11-14 | Kopin Corporation | Projection monitor |
| JP3329887B2 (ja) * | 1992-06-17 | 2002-09-30 | ゼロックス・コーポレーション | ２光路液晶ライトバルブカラー表示装置 |
-
1996
- 1996-03-28 US US08/623,493 patent/US5677788A/en not_active Expired - Lifetime
-
1997
- 1997-03-03 CA CA002198961A patent/CA2198961C/en not_active Expired - Fee Related
- 1997-03-19 DE DE69709562T patent/DE69709562T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1997-03-19 EP EP97301847A patent/EP0798935B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1997-03-28 JP JP9078162A patent/JP2818591B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6752500B1 (en) | 1999-08-04 | 2004-06-22 | Sanyo Electric Co., Ltd | Rear surface projection type display device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5677788A (en) | 1997-10-14 |
| EP0798935B1 (en) | 2002-01-16 |
| EP0798935A2 (en) | 1997-10-01 |
| CA2198961A1 (en) | 1997-09-28 |
| JP2818591B2 (ja) | 1998-10-30 |
| EP0798935A3 (en) | 1998-01-07 |
| DE69709562D1 (de) | 2002-02-21 |
| DE69709562T2 (de) | 2002-08-22 |
| CA2198961C (en) | 2006-11-28 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |