(57)【要約】  3次元体積測定像を生成するためのディスプレイ装置は、画定された像体積内で疑似像を生成するため、ディスプレイパネルと集光素子との間の物理的光路長の電気光学的制御が可能な光路長調節器を組み込む。調節器は、入射光路長と射出光路長との間の光路長を変化させる。そして調節器は、入射光路のビームの偏光状態を選択する第1偏光スイッチ及び、複屈折性を有し、その性質でビームが通り抜ける、異なる長さのうちの少なくとも2つの可能な有効光路を画定する光学素子を有する。それは、入射ビームの選択された偏光状態に従った、当該少なくとも2つの可能な有効光路のうちの選択された1つに沿って入射ビームを通過させ、選択された光路に沿って進行する、当該射出光路上の射出光ビームを与えるためである。
2007526499.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
2次元像を生成するための2次元像ディスプレイパネル；
前記2次元像を結像体積中の疑似像に投影するための第1集光素子；及び、
前記結像体積内部にある前記疑似像の位置を変更するため、前記ディスプレイパネルと前記投影第1集光素子との間の有効光路長を変化させる手段；
を有し、
前記の有効光路長を変化させる手段は、入射光路と射出光路との間の有効光路長を変化させる光路長調節器を含み、
前記光路長調節器は、
前記入射光路上の入射ビームの偏光状態を選択する第1偏光スイッチ；及び、
複屈折性を有する光学素子であって、その複屈折性によって、ビームが通過する長さの異なる少なくとも2つの可能な有効光路を画定し、前記少なくとも2つの可能な光路のうち、入射ビームの選択された偏光状態に従って選択された1つに沿って入射ビームを通過させ、選択された光路に沿って当該射出光路を進行する射出光ビームを提供するための光学素子；
を有する、
ことを特徴とする3次元体積測定像を生成するディスプレイ装置。
【請求項２】
前記複屈折性光学素子は、前記入射光路及び前記射出光路によって画定された光軸に垂直な光学軸を有することを特徴とする、請求項1に記載の装置。
【請求項３】
非点収差を少なくとも部分的に補正するための光学素子をさらに有する、請求項1に記載の装置。
【請求項４】
非点収差を補正するため、前記複屈折性光学素子は円筒形状の光学面を有することを特徴とする、請求項3に記載の装置。
【請求項５】
前記複屈折性光学素子は、前記円筒形状光学面にちょうどよく取りつけられている非複屈折性の、前記複屈折性光学素子と対をなす素子をさらに有することを特徴とする、請求項4に記載の装置。
【請求項６】
前記部分素子は前記複屈折性素子の正常光線における屈折率と実質的に等しい屈折率を有することを特徴とする、請求項5に記載の装置。
【請求項７】
前記複屈折性光学素子は球面レンズを含むことを特徴とする、請求項3に記載の装置。
【請求項８】
前記球面レンズは平凸レンズであることを特徴とする、請求項7に記載の装置。
【請求項９】
球面収差を少なくとも部分的に補正する光学素子をさらに有する、請求項1に記載の装置。
【請求項１０】
前記複屈折性光学素子は円筒形状補正された平面平行板で、
前記球面収差補正素子は球面レンズである、
ことを特徴とする、請求項9に記載の装置。
【請求項１１】
前記複屈折性光学素子は球面レンズで、
前記球面収差補正素子は平面平行板である、
ことを特徴とする、請求項9に記載の装置。
【請求項１２】
上記請求項のうちのいずれか1つに記載の少なくとも1つの別な光路長調節器とカスケード形式によって結合し、
前記第1光路長調節器の前記射出光路が一連の前記別な光路長調節器を形成する、
ことを特徴とする、上記請求項のうちのいずれか1つに記載の装置。
【請求項１３】
複数の可能な全光路長が、前記各光路長調節器内での適切な選択によって選択可能になるように、前記各光路長調節器は異なる光路長を有することを特徴とする、請求項12に記載の装置。
【請求項１４】
前記カスケード中の各一連の光路長調節器は、前記カスケード中の複屈折性光学素子の如何なるものとも異なる複屈折性光学素子の厚さを有することを特徴とする、請求項13に記載の装置。
【請求項１５】
別な光路長調節器を有する上記請求項のうちのいずれか1つに記載の装置であって、
前記別な光路長調節器は：
入射光路上の入射ビームの偏光状態を選択する第1偏光スイッチ；及び、
長さの異なる少なくとも2つの可能な光路を有する第1ビームスプリッタ及び第2ビームスプリッタであって、前記少なくとも2つの可能な光路のうち、入射ビームの選択された偏光状態に従って選択された1つに沿って入射ビームを通過させ、選択された光路に沿って当該射出光路を進行する射出光ビームを提供するための第1ビームスプリッタ及び第2ビームスプリッタ；
有する装置。
【請求項１６】
前記第1ビームスプリッタは前記第1偏光スイッチの光射出と結合する第1光射出を有し、前記第1スプリッタの前記入射光での偏光状態に従って、前記第1スプリッタで光を第1射出方向及び第2射出方向へそれぞれ転換し、
前記第2ビームスプリッタは、前記各第1光路及び第2光路を介して、前記第1ビームスプリッタの第1光入射及び第2光入射とそれぞれ光学的に結合する第1光入射及び第2光入射を有し、前記第2ビームスプリッタは、前記第1入射光及び第2入射光での偏光状態に従って、前記第1入射光及び第2入射光を第1射出方向及び第2射出方向へ転換し、
前記第2ビームスプリッタの第1射出光は射出光路を画定し、前記第2ビームスプリッタの前記第2射出光は第3光路を介して前記第1ビームスプリッタの第2入射と光学的に結合し、
前記第1光路、第2光路及び第3光路の各々は、第2偏光スイッチ、第3偏光スイッチ及び第4偏光スイッチのうちの1つをそれぞれ有し、
前記第1偏光スイッチ、第2偏光スイッチ、第3偏光スイッチ及び第4偏光スイッチは、前記入射光路と前記射出光路との間の前記第1光路、第2光路及び第3光路のうちの1つ以上を複数回通過するような組み合わせを選択するように適応している、
ことを特徴とする、請求項15に記載の装置。
【請求項１７】
非点収差が実質的に最小化又は除去されるように、前記ディスプレイパネルは、前記複屈折性光学素子から離れた場所に設けられていることを特徴とする、請求項3に記載のディスプレイ装置。
【請求項１８】
球面収差が実質的に最小化又は除去されるように、前記ディスプレイパネルは、前記複屈折性光学素子から離れた場所に設けられていることを特徴とする、請求項3に記載のディスプレイ装置。
【請求項１９】
球面収差が実質的に最小化又は除去されるように、前記ディスプレイパネル、前記複屈折性光学素子及び前記球面収差補正素子は比較的離れて設置されていることを特徴とする、請求項9に記載のディスプレイ装置。
【請求項２０】
2次元像ディスプレイパネル上に2次元像を生成する工程；
第1集光素子を用いることで前記2次元像を結像体積中の疑似像に投影する工程；及び、
前記ディスプレイパネルと前記投影集光素子との間に設けられている光路調節器の入射光路と射出光路との間の有効光路長を変化させることによって前記結像体積内部の前記疑似像の位置を変化させるため、前記ディスプレイパネルと前記投影集光素子との間の光路長を変化させる工程；
を有し、前記の光路長を変化させる工程は：
第1偏光スイッチを使用することで前記入射光路上の入射光ビームの偏光状態を選択する工程；
前記入射ビームが、前記入射ビームの選択された偏光状態に従って、前記少なくとも2つの可能な有効光路のうちの前記選択された1つに沿って進行するように、前記入射ビームを、複屈折特性を有する光学素子に通過させ、それによってビームが通過する、異なる長さの少なくとも2つの可能な有効光路を画定する工程；及び、
前記射出光路上の前記複屈折性光学素子から射出光ビームを提供する工程；
を有する、3次元体積測定像を生成する方法。
【請求項２１】
少なくとも部分的に非点収差を補正する工程を有することを特徴とする、請求項20に記載の方法。
【請求項２２】
少なくとも部分的に球面収差を補正する工程を有することを特徴とする、請求項20に記載の方法。
【請求項２３】
前記第1光路長調節器の射出光路が一連の前記別の光路長調節器の入射光路を形成するように、少なくとも1つの別な光路長調節器に前記ビームを通過させる工程；  及び、
各光路長調節器を使用することで光路長を選択する工程；
を有する、請求項20に記載の方法。
【請求項２４】
非点収差を最小化するため、結像される物体から、ある距離で前記光路長調節器を設置する工程を有する、請求項20に記載の方法。
【請求項２５】
球面収差を最小化するため、結像される物体から、ある距離で前記光路長調節器を設置する工程を有する、請求項20に記載の方法。
【請求項２６】
前記各光路長調節器内部で異なる光路長を選択する工程をさらに有する、請求項23に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、2つの光学素子間の光路長を調節する方法及び装置に関する。特に、以下に限定するわけではないが、本発明は、画定された像体積内での疑似像を生成する3次元ディスプレイ装置内での光路長の調節に関する。
【背景技術】
【０００２】
3次元像は複数の方法で生成することが可能である。たとえば、立体ディスプレイでは、観察者の目のそれぞれに、独自の2つの画像を同時又は時分割で見せることが可能である。画像は観察者が装着する特殊眼鏡又はゴーグルの手段によって選択される。前者の場合、眼鏡はポラロイドレンズを装備して良い。後者の場合、眼鏡は電子機器で制御されるシャッターを装備して良い。ディスプレイのこれらの種類は比較的単純に構築され、低いデータレートを有する。しかし、特殊な閲覧用眼鏡を使用するのは不便であり、運動視差が足りないために観察者には不満が生じるだろう。
【０００３】
より現実的な3次元像は自動立体ディスプレイを使用することで生成可能である。これらの種類のディスプレイでは、各画素が、それぞれ異なる方向に異なる強度で光を放出する。観察者の目のそれぞれが違う画像を見られるように、観察方向の数は十分大きくするべきである。これらの種類のディスプレイは現実的な運動視差を示す。つまり、もし観察者が頭を動かせば、視界をそれに応じて変化する。
【０００４】
実際、これらの種類のディスプレイのほとんどは実現が技術的に難しい。いくつもの提案を文献から見つけることができる。たとえば特許文献1を参照してほしい。これらの種類のディスプレイの長所は、多くの観察者が、たとえば特殊な観察用眼鏡なしで単一の3次元テレビを見ることが可能なことであり、各観察者が、視差及び視座を含む現実的な3次元画像を見ることが可能なことである。
【０００５】
他の種類の3次元ディスプレイは、http://www.cs.berkley.edu/jfc/MURI/LC-displayで説明されている体積測定ディスプレイである。体積測定ディスプレイでは、像ディスプレイ体積中の点は光を放出する。このようにして、3次元物体の像は生成可能となる。この技術の欠点は、閉塞(occlusion)、つまり、他の物体によって隠れている点の光を遮断することが不可能なことである。よって、表示されるすべての物体は透明になる。原理的には、この問題はビデオ処理及び、観察者の頭又は目の位置をできる限り追跡することで克服可能である。
【０００６】
体積測定ディスプレイの既知の実施例は図1で図示されている。ディスプレイは透明結晶10で構成される。透明結晶10内で、2つのレーザー11,12（又はそれより多く）が走査する。レーザービーム13とレーザービーム14との交点15で、アップコンバージョンによる光16が発生することが可能である。この過程では、低エネルギーの複数の光子（つまり、レーザービームの組み合わせ）の吸収によって、高エネルギー光子が発生する。この種類のディスプレイは高価であり、複雑である。特殊結晶10及び2つの走査レーザー11,12が必要である。加えて、アップコンバージョンはとても効率的な過程とは言えない。
【０００７】
体積測定ディスプレイ20の別な実施例を図2に図示する。この装置は、ポリマー分散液晶(PDLC)又は液晶ゲル（LC-ゲル）のような、透明な状態と拡散的な状態との切り替えが可能な材料を使用する。3次元グリッド体積21では、セル22はこれら2つの状態に切り替えることが可能である。典型的には、体積21は1方向から発光する。発光では、発光源23はグリッド体積の下に位置する。セル22が拡散的条件に切り替えられる場合、光24は前方向に散乱される。
【特許文献１】米国特許公開第5969850号明細書
【特許文献２】国際公開第2005/069641号パンフレット
【特許文献３】国際公開第2005/069058号パンフレット
【非特許文献１】ボルン、ウォルフ(M.Born&E.Wolf)著、「光学の原理(Principles  of  Optics)」、米国、第7版、ケンブリッジ大学出版会(CUP)、2001年、p.806
【非特許文献２】米国光学会誌、米国、米国光学会、1992年、第19巻、第5号、p.814
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、従来技術に基づく装置に関連する少なくとも複数の問題を克服する、体積測定3次元像ディスプレイ装置の提供である。
【０００９】
本発明の他の目的は、体積測定3次元像ディスプレイ装置内の2つの光学素子間の光路長を調節するのに適した装置の提供である。
【００１０】
本発明のさらに別な目的は、入射光路と射出光路との間の光路長を変化させる光路長調節器の提供である。
【００１１】
これらの目的の少なくとも複数は、ここで説明する本発明の実施例によって実現可能である。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
一の態様に従うと、本発明は3次元体積測定像を生成するディスプレイ装置を提供する。当該ディスプレイ装置は：
2次元像を生成するための2次元像ディスプレイパネル；
結像体積中で2次元像を疑似像に投影する第1集光素子；及び、
結像体積中で疑似像の位置を変化させるため、ディスプレイパネルと投影される第1集光素子との間の有効光路長を変化させる手段；
を有する。当該有効光路長を変化させる手段は、入射光路長と射出光路長との有効光路長を変化させる光路長調節器を有し、当該光路長調節器は：
入射光路上の入射ビームの偏光状態を選択する第1偏光スイッチ；及び、
複屈折性を有する光学素子であって、その複屈折性によって、ビームが通過する長さの異なる少なくとも2つの可能な有効光路を画定する光学素子；
を有する。上記を有することで、当該少なくとも2つの可能な光路のうち、入射ビームの選択された偏光状態に従って選択された1つに沿って入射ビームを通過させ、選択された光路に沿って当該射出光路を進行する射出光ビームを提供する。
【００１３】
他の態様に従うと、本発明は3次元体積測定像を生成する方法を提供する。当該3次元体積測定像を生成する方法は：
2次元像ディスプレイパネル上に2次元像を生成する工程；
第1集光素子を用いて、2次元像を結像体積中の疑似像に投影する工程；及び、
結像体積中の疑似像の位置を変化させるため、ディスプレイパネルと投影光学素子との間に設けられている光路長調節器の入射光路と射出光路との有効光路長を変化させることで、ディスプレイパネルと投影光学素子との間の光路長を変化させる工程；
を有し、当該光路長を変化させる工程は：
第1偏光スイッチを使用することで、入射光路上の入射光ビームの偏光状態を選択する工程；
入射ビームを複屈折性光学素子に通過させ、その性質でビームが通過する、異なる長さのうちの少なくとも2つの可能な有効光路を画定する工程；及び、
当該射出光路上の複屈折性光学素子からの射出光ビームを提供する工程；
を有し、入射ビームは、当該少なくとも2つの可能な光路のうち、入射ビームの選択された偏光状態に従って選択された1つに沿って進行することを特徴とする。
【実施例】
【００１４】
ここで本発明の実施例を例示及び添付の図を参照することによって説明する。
【００１５】
図3a及び図3bは3次元像ディスプレイ装置で用いられるいくつかの基本原理を図示している。図3aでは、小さなディスプレイパネル31の比較的大きな疑似像30がフレネルミラー32によって与えられる。図3bでは、小さなディスプレイパネル36の比較的大きな疑似像35がフレネルレンズ37によって与えられる。疑似像30又は疑似像35はレンズ前方の大気中に現れる。観察者はこの像30又は像35に焦点を合わせることが可能であり、大気中で像が‘浮かんでいる’のを観察する。
【００１６】
図4a及び図4bは図3a及び図3bの配置の修正を図示している。図4aで図示されているように、ディスプレイパネル41とフレネルミラー42との間の有効光路長は、適切な有効光路長調節器43によって変化する。同様に、図4bで図示されているように、ディスプレイパネル46とフレネルレンズ47との間の有効光路長は、適切な有効光路長調節器48によって変化する。
【００１７】
特許文献2での一の装置では、有効光路調節器43及び有効光路調節器48は可変強度レンズである。同じ出願人による別な装置では、有効光路長調節器は、1つ以上の光学素子の物理的移動によって2つ以上の光路を切り替える機械駆動の装置である。
【００１８】
特許文献3では、有効光路長調節は、偏光スイッチ及び一対のビームスプリッタを使用することで電気光学的に実行される。ビームスプリッタは、当該スプリッタ間の少なくとも2つの異なる光路長を提供するように配備される。当該光路は偏光スイッチの手段により選択可能である。
【００１９】
しかし本発明は、複屈折性素子内部の2つ以上の光路を電気光学的に切り替えることにする。
【００２０】
一般的な感覚では、ミラー42又はレンズ47は一般に、ディスプレイパネル41及びディスプレイパネル46の2次元像を結像体積44又は結像体積49内部に位置する疑似像40又は疑似像45へ投影するための光学集光素子の如何なる種類のもので置換又は実装可能である。平面ディスプレイパネルが結像体積の単一面で結像するように、ミラー42又はレンズ47は、単一焦点距離を有する単一又は複合的光学集光素子であることが好ましい。
【００２１】
図5は、図4の原理に従ったディスプレイ装置50の基本構成を図示している。2次元ディスプレイ装置又は‘光エンジン’51は像面55で結像する発光源を提供する。光は入射光路52に沿って、光路調節器53へ進行し、射出光路54を介して光路調節器53から集光素子57（たとえばミラー42又はレンズ47）へ進行する。集光素子は2次元像を面55に投影する。
【００２２】
光路長調節器53は、矢印58で示されている像面55の深さ位置を有効に移動する。光路長は、3次元像ディスプレイフレーム周波数で周期的に調節されることが好ましい。典型的には50又は60Hzである。図4に戻ると、一の3次元フレーム周期（たとえば1/50秒）の間、ディスプレイパネル41又はディスプレイパネル46の疑似像は結像体積44又は結像体積49を満たす。結像体積44又は結像体積49内部での異なる深さが異なる疑似像を受け取るように、同じフレーム周期内で、ディスプレイパネルは投影された像を変更するために駆動されて良い。
【００２３】
好適態様では、光路長調節器53は、3次元フレーム速度で、結像体積44又は結像体積49を介して、実質的に平面の2次元ディスプレイパネルの、実質的に平面状の疑似像を周期的に掃引するのに有効であることが分かる。その3次元フレーム周期で、2次元像ディスプレイパネルは、3次元フレーム速度よりも実質的に速い2次元フレーム速度で一連の2次元像を表示する。
【００２４】
従って、結像体積40及び結像体積45中の異なる面40a、面40b又は面45a、面45bで、如何なる物体の3次元像をも構築できるように、異なる像が得られる。
【００２５】
2次元ディスプレイパネルは、2次元像を生成するための適したディスプレイ装置であれば如何なる装置であって良い。たとえば、多結晶LEDディスプレイ、LCD、LCOSディスプレイ又はデジタルマイクロメーター装置(DMD)に基づく投影装置で良い。
【００２６】
ディスプレイパネルは、1フレーム周期内（たとえば1/50秒）で、十分速く複数の2次元像を生成するのが好ましい。たとえば、商業利用可能なDMDsは毎秒10000フレームの速度に到達可能である。カラー及びグレースケールの効果を生成するのに、24枚の2次元フレームが使用され、50Hzの3次元像リフレッシュレートが必要な場合、結像体積44及び結像体積49中に8枚の異なる像面40a,40b,45a,45bを生成することが可能である。
【００２７】
図6を参照して、光路長調節器53aの第1の配置について説明する。光路長調節器は複屈折性材料及び偏光スイッチに基づく。
【００２８】
複屈折性材料は、材料に入射する光の偏光に依存して、それぞれ異なる有効屈折率を有する。この差異は大きなものであって良い。たとえば、周知の材料である方解石は、材料の光学軸に平行に偏光する光では、ne=1.486の屈折率を有し、光学軸に垂直に（直交する）偏光する光では、no=1.658の屈折率を有する。本発明はこの特性に基づいている。
【００２９】
図6はこの特性を図示している。光路長調節器150は入射光路52中で、複屈折性を示す光学素子161の前方に偏光スイッチ52を有する。射出光路54は複屈折性光学素子161の射出から示されている。
【００３０】
‘偏光スイッチ’という表現は、たとえば、オン-オフ又は、光路への入射-射出の切り替え可能な偏光回転子のような特定の偏光状態を選択するための如何なる適切な装置をも含むものとしてここでは使用される。偏光スイッチはすでに偏光しているビームの偏光状態を変化させても良いし、又は無偏光ビームから偏光状態を選択しても良い。ディスプレイパネル41及びディスプレイパネル51からの光がすでに偏光している場合、偏光スイッチはすべて偏光変化型であって良い。
【００３１】
偏光スイッチは、90°ねじれたネマティック構造を有する単一セル液晶パネル又は、高いスイッチング速度が可能な強誘電効果セルであって良い。印加された電場に従って、偏光スイッチは一般に、2つの可能な偏光状態のうちの1つでの偏光した射出光を与える。他の代替方法では、偏光スイッチは2つの別な偏光子を有する回転可能な円盤を用いた実装が可能である。
【００３２】
‘複屈折性光学素子’161という表現は、入射光ビームの偏光状態を選択することで、ビームが通過する少なくとも2つの異なる有効光路長の選択が可能になる程度の十分な複屈折特性を示す光学素子をここでは指す。複屈折性光学素子は集光特性を含んで良い。複屈折性光学素子は、この後で論じる複屈折性を示さない材料を一部含んでいて良い。
【００３３】
複屈折性光学素子161中の異なる屈折率no及び屈折率neのため、ビームが通過する明らかな（有効）光路長については、光学軸163に垂直な方向162での偏光の方が、光学軸163に平行な方向164での偏光の方よりも長い（結晶材料によっては逆もある）。適切な偏光状態を選択するために偏光スイッチを切り替えることで、短い又は、長い光路を選ぶことが可能である。
【００３４】
複屈折性光学素子の光学軸の方向の選択には注意しなければならない。P偏光の有効屈折率は入射角に依存するかもしれない。これは結像系にとっては不便であろう。典型的な応用では、複屈折性素子161は複数の入射角で照射される。1つの偏光を有する光（つまり正常光線又は異常光線のいずれか）の有効屈折率の変化は小さく抑えるべきである。これは、系の光軸に垂直な結晶の光学軸を選択することで実現可能である（つまり、図6で図示されているように入射光路52に直交するように）。
【００３５】
この状況において、光学軸に垂直な偏光については、複屈折性素子161の屈折率は、複屈折性素子の正常光線における屈折率noに等しい。複屈折性素子161の光学軸163に平行な偏光については図7に関連して説明するように、より複雑である。
【００３６】
図7(a)及び図7(c)は光学軸163に平行な方向から複屈折性素子161を見た図である。図7(b)及び図7(d)は光学軸163に垂直な方向から見た複屈折性素子161の図である。屈折率は光の伝搬方向に依存する。光学軸に平行な入射ビームの偏光における屈折率の2つの値は極値であることに留意されたい。同じ角度θeでの他の伝搬方向については、屈折率の値は両者の間を取る。
【００３７】
実践的な実施例を図8に図示する。この概略的表現で、‘物体’は、入射光路52に沿って複屈折性素子161へ光を放出するディスプレイパネル又は光エンジン51に対応することが可能である。偏光スイッチ160は入射ビームの所望の偏光状態を選択する。像55及び像55’の位置は選択された偏光に依存する。
【００３８】
図8で図示された実施例は一般的に、2つの異なる面55,55’中に像を生成することができるだけである。各々が、以前の複屈折性素子の2倍よりも大きな厚さを有する複屈折性素子161を有し、N個で一組をなす光路長調節器は、実効的に2Nの異なる光路長を生じさせることになる。たとえば、8つの偏光スイッチ160及び、8つの複屈折性光学素子161を使用することで、256の異なる像面を実現することが可能である。ただし、複屈折性光学部品を通過する光線の偏光が独立に選択できること、そして後述するように、非点収差に関する問題が回避又は補正できることが条件である。
【００３９】
本発明はまた、上で参照され、図9と関連させて詳述される特許文献3で説明されている光路長調節器と併用可能である。
【００４０】
図9の光路長調節器は第1偏光ビームスプリッタ61及び、第2偏光ビームスプリッタ62を有する。偏光スイッチ60は、入射光路52中の第1ビームスプリッタ61の前方に設けられる。
【００４１】
第1ビームスプリッタ61は、第1入射61a及び、第1射出61b及び、第2射出61cを有する。第2ビームスプリッタ62は、第1入射62a、第2入射62b及び、射出62cを有する。第1光路63は、第1ビームスプリッタ61の第1射出61b及び、第2ビームスプリッタの第1入射62aとの間で直接的に延長する。第2光路64（第1光路63よりも長い）は第1ビームスプリッタ61の第2射出61cと第2ビームスプリッタ62の第2入射62bとの間で延長する。第2ビームスプリッタの射出62cは射出光路54に結合する。
【００４２】
偏光スイッチ60の手段により、2つの異なる光路63,64からいずれかを選択するのは以下のようにして可能となる。まず偏光入射ビームが入射光路52上で、P偏光の状態を有するとしよう。2つの異なる光路63,64は以下のように選択することが可能である。第1に、偏光スイッチ60がオフの場合、P偏光は第1スプリッタ61に入射し、そこで反射されることなく、光路63へ向けて直進する。同じ条件は第2スプリッタにも当てはまる。従って、この偏光状態では、光は調節器53aを通り抜けてまっすぐ進行する。
【００４３】
偏光スイッチ60がオンの場合、P偏光入射光ビームはS偏光に変換される。この偏光は第1スプリッタ61に入射し、光路64へ向けて右へ反射される。第2スプリッタ62では、この光は再度反射されて、光路54に沿って調節器53aから離れてゆく。
【００４４】
図9の配置では、第2光路64は2つのミラー66a,66bで分離された3つの光路部分64a,64b,64cを有する。他の装置では、光路部部分は多くすることもできるし、少なくすることもできる。
【００４５】
この調節器53aの手段により、体積測定ディスプレイ装置50中で2つの像面55を生成することが可能である。
【００４６】
本発明の複屈折性調節器150と併用して調節器53aを使用することで、像面の数を増やすことが可能である。
【００４７】
図9の装置の原理を用いた、より巧妙な光路長調節器100を図10に図示する。4つの偏光スイッチ101,102,103,104及びただ2つの偏光ビームスプリッタ105,106を用いることで、異なる光路の数を7にまで増やすことが可能である。大きな偏光ビームスプリッタは比較的高価であることから、これは特に有利となる装置の構築である。
【００４８】
図9の装置と同様に、入射光路52は、第1ビームスプリッタ105の第1入射105aに向かう。射出光路54は、第2ビームスプリッタ106の第1射出106bに結合する。
【００４９】
第1ビームスプリッタ105は第1入射105a、第2入射105d、第1射出105b及び、第2射出105cを有する。第2ビームスプリッタ106は、第1入射106a、第2入射106b、第1射出106c及び第2射出106dを有する。ミラー108a、ミラー108b、ミラー108c及びミラー108dのアレイは様々な光路部分を組み合わせて、図示されたビームスプリッタの入射を使用する。第1光路110は射出105b及び入射106aとの間に存在する。第2光路111は射出105cと入射106bとの間に存在する。第3光路112は射出106dと入射105dとの間に存在する。入射105a、入射106b、入射105d及び入射106aの各々は、各対応する偏光スイッチ101,  偏光スイッチ102,  偏光スイッチ103及び偏光スイッチ104と関連する。
【００５０】
原則として、4つの偏光スイッチが配置されている系では、16の異なる状態が存在する。これらの状態の複数は実際、調節器に入射する光ビームと同じ光路となる。これら8つの異なる光路で、7つは異なる全光路長を有するような光路を示すことは可能である。8つの異なる光路は図11に図示されている。これらの光路の全詳細は上述の同時係属出願で明らかにされている。
【００５１】
本発明の複屈折性光路長調節器150もまた、図10の調節器とともに使用可能であることが分かる。
【００５２】
偏光スイッチ60、偏光スイッチ101、偏光スイッチ102、偏光スイッチ103及び偏光スイッチ104、及び/又は、複屈折性素子161、及び/又は、スプリッタ61、スプリッタ62、スプリッタ105及びスプリッタ106の吸収係数の違いにより、異なる光路は明るさの違いをもたらすだろう。この吸収は光エンジンディスプレイ51の強度、たとえばビデオ信号を供給することで電子的に補正するような方法によって補償可能であろう。
【００５３】
図12を参照すると、ここで説明された複屈折性光路調節器を用いた体積測定像ディスプレイ全体の概略図が制御システムと一緒になって図示されている。2次元ディスプレイパネル46と集光素子47との間に設置されている光路長調節器120（たとえば、前述した調節器53、調節器150、調節器53a及び調節器100）は光路長制御回路73によって制御される。光路長制御ユニットは駆動信号を各偏光スイッチに与える。ディスプレイドライバ72は、像生成器71から2次元フレーム像データを受け取る。一連の2次元像の表示は、同期回路74による光路長制御動作によって同期される。
【００５４】
図6,図7,及び図8で説明された複屈折性光路長調節器150は、一般に収差に苦しむ。異常光線は非点収差の影響を受けるだろう。角度θeが小さいときでさえ（θeは系の光軸に対して定義されることに留意してほしい）、光線の偏光が結晶の光学軸に平行であるような2つの状況において、結晶による屈折は大きく異なるだろう。その結果、複屈折性平面平行板を通過して集光されるビームには深刻な非点収差が生じる。この非点収差は焦点の‘ぼやけ’を生じさせ、正常光線と完全に重なるだろう。よって、多くの場合、光路長調節は、この非点収差補正をしないことには有効に実行できない。後で説明するように、これらの収差を補正するにはいくつかの方法がある。
【００５５】
さらに、球面収差は平面平行板を通過して進行する収束ビームにとって深刻な問題になりうる。球面収差については、正常光線の球面収差補正を最適化することで異常光線の球面収差をも大きく減少させることが、計算によって示されている。
【００５６】
一装置では、正常光線の球面収差を補正する、光路中の（非複屈折性）球面収差補正光学素子を含むことが提案されている。偏光の回転が適用され、異常光線が複数の平面平行板を通過するときでさえ、入射角が大きくなければ、この球面収差補正で十分である。
【００５７】
ここで、複屈折性材料における光の伝搬について、図13を参照しながら簡単に説明する。非特許文献1で説明されている理由に従って、波面法線に関するフレネルの方程式から始めることにしよう。
sx2(vp2-vy2)(vp2-vz2)+  sy2(vp2-vz2)(vp2-vz2)+  sz2(vp2-vx2)(vp2-vy2)=0  (1)
ここで、vp,vx,vy,vzは位相速度及び、3方向の伝搬速度である。そして、sx,sy,szは結晶中の波面法線の各成分である。光学軸をx方向とする。つまり、
vx=  ve,  vy=  vz=  vo  (2)
である。ここで、veは異常光線の速度で、voは正常光線の速度である。
【００５８】
これらの式を(1)に代入すると、以下の式を得る。
sx2(vp2-vo2)(vp2-vo2)+  sy2(vp2-vo2)(vp2-ve2)+  sz2(vp2-ve2)(vp2-vo2)=0  
よって、
vp2-vo2=0、又は、sx2(vp2-vo2)+  sy2  (vp2-ve2)+  sz2(vp2-ve2)  =0  (3)
である。
【００５９】
結晶中の波面法線の方向sは極角（z軸とのなす角）及び、方位角（x軸とのなす角）で表される。つまり、
sx=sinθcosφ、sy=sinθsinφ、sx=cosθ  (4)
である。
【００６０】
図13は上式を幾何学的に図示している。
【００６１】
上のsを(3)に代入すると、以下を得る。
vp2-vo2=0
又は、
sin2θcos2φ(vp2-vo2)+  sin2θsin2φ(vp2-ve2)+  cos2θ(vp2-ve2)  =0  (5)
その結果は、位相速度が下記いずれに従うことを意味する。
vp=±vo
又は、
【００６２】
【数１】
2007526499.tif 000003
結晶表面の法線をz軸に取る。そうするとスネルの法則は以下のように表すことができる。
【００６３】
【数２】
2007526499.tif 000004
方位角は結晶の内部及び外部で等しいことに注意してほしい。正常光線に関するスネルの法則は、
【００６４】
【数３】
2007526499.tif 000005
となる。ここで、noは正常光線の屈折率である。異常光線に関するスネルの法則は、
【００６５】
【数４】
2007526499.tif 000006
となる。ここで、neは異常光線の屈折率である。この式をθに関して解くと以下のようになる。
【００６６】
【数５】
2007526499.tif 000007
この式は、結晶中の異常光線の波面法線が結晶外の波面法線に対してどのように変化するのかを求めるのに用いることができる。この式はスネルの法則の形式で書き直すことができる。
つまり、
【００６７】
【数６】
2007526499.tif 000008
となる。この式は重要な特徴を示している。それは、有効屈折率は、入射角及び入射波の方位角に依存することである。
【００６８】
ここで、屈折光線の複屈折の影響について計算する。波数ベクトルkは、
【００６９】
【数７】
2007526499.tif 000009
と書くことができる。
sx2(vp2-vo2)+  sy2  (vp2-ve2)+  sz2(vp2-ve2)  =0  (3)  
を用いてベクトルsに関する以下の式を導くことができる。
【００７０】
【数８】
2007526499.tif 000010
ベクトルsは単位ベクトルなので、この式は以下のように書き直すことができる。
【００７１】
【数９】
2007526499.tif 000011
この式も以下のように書き直すことができる。
[ω2-kx2・vo2-  ky2・ve2-  kz2・ve2]=0  (15)
及び、
【００７２】
【数１０】
2007526499.tif 000012
波数ベクトルk及び光線ベクトル（=群速度ベクトル）vは以下の方法で関連づけられる（非特許文献2）。
【００７３】
【数１１】
2007526499.tif 000013
つまり、
【００７４】
【数１２】
2007526499.tif 000014
で、この結果、
【００７５】
【数１３】
2007526499.tif 000015
となる。
【００７６】
光線の方向は、波面法線の方向とは異なることに留意してほしい。
【００７７】
屈折光線の表面法線とのなす角ξは、
【００７８】
【数１４】
2007526499.tif 000016
と表される。
【００７９】
この式にsx,syに関する表現を代入すると、
【００８０】
【数１５】
2007526499.tif 000017
となる。
この式はθiの関数として以下のように表される。
【００８１】
【数１６】
2007526499.tif 000018
yz平面（φ=90°）における異常光線については、この式は以下のように表される。
【００８２】
【数１７】
2007526499.tif 000019
一方、xz平面（φ=0°）における異常光線については、この式は以下のように表される。
【００８３】
【数１８】
2007526499.tif 000020
正常光線については、対応する表現は、
【００８４】
【数１９】
2007526499.tif 000021
となる。
【００８５】
正常光線と異常光線との差異は収束ビームの焦点位置を変化させるのに使用することが可能である。複屈折性結晶の困難な点は、異常光線における非点収差すなわち、xz平面の光線における屈折光線方向とyz平面の光線における屈折光線方向との差異である。図14は、方解石141中の収束ビームを図示している。真中の線142は正常光線を表す。外側の線143はxz平面の異常光線、内側の線144はyz平面の異常光線を表す。わかりやすくするため、両方の異常光線は実際には図中の同じ面に実際に描かれている。
【００８６】
収束ビーム140によって生成される焦点145の位置が変化しうることは、図14から明らかである。しかし、正常光線から異常光線への切り替えによって、非点収差が正常光線を完全に重なってしまう恐れがある。
【００８７】
複屈折性結晶なしの焦点146（図中の破線で示されている）と複屈折性結晶の焦点145との距離は以下のように表される。
【００８８】
【数２０】
2007526499.tif 000022
ここで、dは結晶141の厚さである。この式から、‘焦点距離’δが入射角の関数であることから、球面収差もまた結晶によって導入されることが明らかである。図15は、厚さ10mmの方解石結晶（no=1.4864,ne=1.6584）における、方位角0°及び90°の正常光線及び異常光線の焦点距離が入射角に対してどのように変化するのかを示している。線182は、方位角0°の正常光線の焦点変位を表す。線183は、方位角0°の異常光線の焦点変位を表す。線181は、方位角90°の異常光線の焦点変位を表す。
【００８９】
第1装置では、非点収差はアナモフィック光強度を複屈折性光学素子141又は複屈折性光学素子161に加えることで補正可能である。適切な装置は図16に図示されている。ここでは、複屈折性素子165の表面の1つは円筒形状に適合するようになっており、非複屈折性部品166がそこに取り付けられている。部品166の屈折率は屈折性素子165の正常光線における屈折率と一致しなくてはならない。そうすることで、両方の面の異常光線の焦点を一致させることができる一方で、正常光線は曲面の影響を受けない。
【００９０】
この原理をシミュレーションするため、xz平面の入射異常光線は複屈折性結晶に到達する前にデフォーカスされるものとする。デフォーカスの条件(terms)は一定で、近軸光線について、異常光線の焦点が一致するように選ばれるものとする。図17は、結果生じた焦点変位が入射角に対してどのように変化するのかを示している。曲線186は、方位角0°の正常光線に関する焦点変位を表す。曲線184は、方位角0°の異常光線に関する焦点変位を表す。曲線185は、方位角90°の異常光線に関する焦点変位を表す。
【００９１】
円筒形状レンズ系165,166の潜在的な欠点は、複雑なこと、そして厚さ10mmの複屈折性材料（たとえば方解石）で約0.7mmという小さな焦点シフトしかないことである。他の潜在的な欠点は、非点収差はある物体距離についてしか補正できないという事実である。複屈折性光学素子が補償される位置から物体距離を離すことで、非点収差が生じる。
【００９２】
別な実施例では、平面平行複屈折性素子161を使用する代わりに、図18aのように複屈折性球面レンズ201を使用して良い。図18aでは、平凸の複屈折性レンズが使用されているが、他の形状を使用しても良い。複屈折性素子材料201の光学軸はx軸に平行であるとする。異常光線の非点収差が最小になるように、球面レンズは配置されるのが好ましい。平凸の球面複屈折性レンズ201のより詳細なシミュレーション図を図18bに図示する。この図では、平坦面はy=0、正常光線の結像はy=-38.0mm、異常光線の焦点はy=-35.9mmそして、元の物体（擬似的な）はy=-44.9mmである。異常光線は線208で示され、正常光線は線209で示されている。両方の異常光線の焦点は重なっていることに留意してほしい。
【００９３】
上で与えられた理論を使用することで、このレンズ201の焦点距離を求めることができる。レンズ201は、2つの異常光線における焦点差を生成する。しかし、計算は、ある物体距離so及び、光線202におけるある錐体であれば非点収差が生じないことを示した。図19はこの原理を、厚さ5mm、100mmの曲率半径を有する平凸方解石レンズ201及びy=-44.9mmに位置する物体について示す。この図では、薄レンズ近似を使用することで、正常光線及び異常光線の像距離siがプロットされている。曲線190は、方位角0°の正常光線における像距離の入射角依存性を表す。曲線192は、方位角0°の異常光線における像距離の入射角依存性を表す。曲線191は、方位角90°の異常光線における像距離の入射角依存性を表す。
【００９４】
図19から明らかなように、2つの異常光線は入射角15°のところで交差する。この角度は、適切な物体51との距離、及び/又は複屈折性レンズの形状（たとえば曲率半径）を選択することで調節可能である。換言すれば、物体距離又はレンズ形状を変化させることで、2つの異常光線が共通の像距離を有するような極角は15°以外の角度を取り得るということである。よって、ディスプレイ51に対して最適な物体距離を選ぶことで、非点収差は最小にできる。
【００９５】
正常光線から異常光線に変化するとき、像のシフトは約2mmとなる。球面レンズの隣であっても、非球面レンズを使用することも可能であることに留意されたい。
【００９６】
非点収差を補正又は除去するこれらの方法の欠点は、非点収差が最小になる最適条件が物体距離に依存するという事実である。このことは、カスケードの複屈折性光路調節器を使用する場合、個々の調節器を独立して使用することで、カスケード中の次の調節器から見たビームの焦点が変化する恐れがあるということを意味する。このことは、特に複屈折性平面平行板で、非点収差が正常光線から異常光線への焦点変化よりも大きくなりうる場合に、使用可能なスイッチングモードを制限する恐れがある。
【００９７】
上述の複屈折性球面レンズでは、非点収差が像距離差よりも非常に小さいためにこの問題は深刻ではない。
【００９８】
カスケード複屈折性レンズでは、レンズは独立に切り替え可能である。少なくとも正常光線については、最適物体距離と隣接レンズの像距離とはできるかぎり一致するように注意しなくてはならない。このことは、第1レンズによって生成される像は第2レンズの最適物体位置の近くである、などを意味する。この仕組みではNの複屈折性レンズで2Nの像距離が生じる。
【００９９】
複屈折性平面平行板における可能な切り替えの仕組みは、異常光線モードを通過させる単一の調節器を除くすべての光路調節器を正常光線モードに切り替えることである。異常光線モードを通過させる調節器を変化させることで、光路長が変化する。この仕組みはNの複屈折性平面平行板でNの像距離を生じさせる。
【０１００】
図17及び図19では、特に大きな入射角で球面収差が依然明らかである。両方の図の3つの曲線は同様であることが分かるだろう。従って、正常光線の球面収差補償は、異常光線、特に比較的入射角の小さな光線の球面収差の大部分を補償する。
【０１０１】
よって、別な好適配置において、複屈折性光路調節器は、図20a及び図20bで図示されているような球面収差補正素子及び複屈折性素子を有する。図20aの第1配置では、円筒形状補正された平面平行複屈折性素子204（先に図16で説明した）によって導入される収差を補償するための球面収差を生成するため、球面、非複屈折性レンズ素子203が導入されている。図20bの第2配置では、複屈折性球面レンズ206（先に図18a,bで説明した）によって導入される収差を補償するための球面収差を生成するため、平面平行な非複屈折性素子205が導入されている。
【０１０２】
2つの素子205,206は一緒に設置することで結合可能である。2つの素子203,204は一緒に設置する、又は円筒形状補正された非複屈折部分204と球面レンズ203とを一部品として形成することで結合可能である。正常光線及び異常光線の両方について、球面収差は十分に補償される。
【０１０３】
外側の光線（最も大きな入射角を有する光線）については、複屈折性平面平行素子161によって引き起こされる焦点変位は、内側の光線（最も小さな入射角を有する光線）で同じように生じる焦点変位よりも大きいことは、図15から明らかである。これは、球面レンズが焦点を生成する状況とは正反対である。そこで、たとえば図19で図示されているように、外側光線の焦点は内側光線の焦点よりもレンズに近い。従って、非複屈折性又は複屈折性球面レンズ（たとえばレンズ201）は正常光線の球面収差補正に使用可能である。
【０１０４】
図19では、球面レンズで通常のように、外側光線は内側光線よりもレンズ近くで集光される。この球面収差は（部分的には）収束ビームに平面平行板を加えることで補正可能である。
【０１０５】
両方の場合において、非球面素子もまた、球面収差を補正することが可能である。
【０１０６】
図21は平面平行板素子161における正常光線と異常光線との焦点距離（ここでは‘焦点間距離’とする）が入射角に対してどのように変化するのかを図示している。曲線210は方位角0°の異常光線での焦点間距離を表す。曲線211は方位角90°の異常光線での焦点間距離を表す。
【０１０７】
球面収差補正素子が正常光線のすべての球面収差を補正するものとすると、図21で図示されている入射角θに対するδの変化は異常光線の球面収差の指標になる。入射角が10°までであれば、これらの収差はむしろ小さい。入射角が10°では、焦点は方位角0°で0.007mm、方位角90°で0.002mmとなる。
【０１０８】
図22は正常光線像と異常光線像との間の像距離差を図示している。曲線220は正常光線像と異常光線像との間の像距離差(Δsi)を表す。ここで異常光線の方位角は0°である。曲線221は正常光線像と異常光線像との間の像距離差(Δsi)を表す。ここで異常光線の方位角は90°である。
【０１０９】
方位角φ=90°での異常光線は依然として球面収差に苦しんでいるのは明らかである。しかし、2つの異常光線曲線220,221の交差点を調節することで、この球面収差は最小にすることができる。たとえば先述したように、複屈折性レンズでは、この入射角及び物体距離で非点収差が生じなくなるような物体距離、レンズ形状（たとえば厚さ及び曲率半径）及び、入射角の組み合わせが存在する。物体距離又はレンズ形状を変化させることで、非点収差が起こらない入射角は変化する。
【０１１０】
要約すると、本開示は光路長を調節するのに複屈折性光学素子の使用を提案している。非点収差はそのような光学部品の深刻な問題である。ここで述べてきたように、この問題は円筒形状補正された平面平行板又は球面複屈折性レンズを使用することで最小化可能である。
【０１１１】
また、複屈折性素子の球面収差を補正する方法についても開示されている。入射角がそれほど大きくない場合、複屈折性平面平行板素子中で正常光線の球面収差を補正することで、異常光線の収差をも十分に補正することが可能である。この結果は、各‘切り替え状態’でわずかな収差しか導入しない、収差補正された光路長調節器である。
【０１１２】
ここで述べられているような光路長調節器の主要かつ重要な使用については体積測定3次元像ディスプレイ装置の出願中にある。調節器は他の光学機器又は装置においても使用可能であることが分かるだろう。その際、2つの光学素子間の光路長の電気光学的切り替えを設置するのが必要あるいは望ましい。そのような装置は、各偏光スイッチへの電気制御信号によって光路長を変化させることが可能なため、部品を移動させずに済む。
【０１１３】
複屈折性光路長調節器のある配置によって導入される収差を補正又は最小化するための様々な光学的技術について説明したにもかかわらず、収差の補正又は、さらに別な補正は電気的に可能であることに留意されたい。たとえば、ディスプレイ装置51上に表示される像を、正常光線又は異常光線のいずれが通過するかに応じて変更する方法（つまり偏光スイッチの切り替え条件に依存して）でも補正可能である。
【０１１４】
他の実施例は意図的に添付請求項の範囲内である。
【図面の簡単な説明】
【０１１５】
【図１】2つの走査レーザー及びアップコンバージョン結晶に基づく体積測定ディスプレイの斜視概略図を図示する。
【図２】ポリマー分散液晶又は液晶ゲルの切り替え可能なセルに基づく体積測定ディスプレイの斜視概略図を図示する。
【図３ａ】本発明が有効に配備されている体積測定3次元像ディスプレイ装置の原理を説明するのに有用な概略図を図示する。
【図３ｂ】本発明が有効に配備されている体積測定3次元像ディスプレイ装置の原理を説明するのに有用な概略図を図示する。
【図４ａ】ディスプレイパネル及び本発明に従った光路長調節器を有する体積測定3次元像ディスプレイを図示する概略図である。
【図４ｂ】ディスプレイパネル及び本発明に従った光路長調節器を有する体積測定3次元像ディスプレイを図示する概略図である。
【図５】ディスプレイパネルと集光素子との間に設けられている光路長調節器を用いた体積測定3次元像ディスプレイ装置の概略図である。
【図６】2つの異なる光路長を与える光路長調節器の概略図である。
【図７】入射偏光ビームに対する複屈折性光学素子の光学軸方向の効果を図示する概略図である。
【図８】図6の調節器の2つの異なる光路を図示する概略図である。
【図９】図6の調節器と併用可能なビームスプリッタに基づく2つの異なる光路長を与える光路長調節器の概略図である。
【図１０】図6の調節器と併用可能なビームスプリッタに基づく7つの異なる光路長を有する8の異なる光路を与える、複数の組み合わせ光路長調節器の概略図である。
【図１１】図10の調節器の8つの異なる光路を図示する概略図である。
【図１２】図5のディスプレイ装置の制御システムの機能を概略的に示すブロック図である。
【図１３】複屈折性材料の結晶内部の波面法線の極角及び方位角を定義するのに使用される用語を説明する図である。
【図１４】複屈折性結晶中の収束ビーム及び様々なビームの焦点を図示する概略図である。
【図１５】図14の焦点変位の入射角依存性を、方位角0°及び90°の正常光線及び異常光線それぞれについて図示している。
【図１６】非点収差を補正するための、非複屈折性の対の部分と併用可能な円筒形状の複屈折性素子の概略図である。
【図１７】図16のレンズ配置での焦点変位の入射角依存性を、方位角0°及び90°の正常光線及び異常光線それぞれについて図示している。
【図１８ａ】非点収差が小さい場合での、光路調節器での使用が可能な球状複屈折性素子の概略図である。
【図１８ｂ】非点収差が小さい場合での、光路調節器での使用が可能な球状複屈折性素子の概略図である。
【図１９】図18bに従った複屈折性素子における、方位角0°及び90°の正常光線及び異常光線それぞれの像距離を図示している。
【図２０ａ】複屈折性素子中の球面収差を補正するための光学素子の概略図である。
【図２０ｂ】複屈折性素子中の球面収差を補正するための光学素子の概略図である。
【図２１】図16の円筒形状に補正された平面平行板素子での、正常光線の焦点と方位角0°の異常光線の焦点との距離及び、正常光線の焦点と方位角90°の異常光線の焦点との距離を図示している。
【図２２】図18bの球面複屈折性レンズでの、正常光線の焦点と方位角0°の異常光線の焦点との距離及び、正常光線の焦点と方位角90°の異常光線の焦点との距離を図示している。
【図１】
2007526499.tif 000023
【図２】
2007526499.tif 000024
【図３ａ】
2007526499.tif 000025
【図３ｂ】
2007526499.tif 000026
【図４ａ】
2007526499.tif 000027
【図４ｂ】
2007526499.tif 000028
【図５】
2007526499.tif 000029
【図６】
2007526499.tif 000030
【図７】
2007526499.tif 000031
【図８】
2007526499.tif 000032
【図９】
2007526499.tif 000033
【図１０】
2007526499.tif 000034
【図１１】
2007526499.tif 000035
【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８ａ】
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【図１８ｂ】
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【図１９】
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【図２０Ａ】
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【図２０Ｂ】
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【図２１】
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【図２２】
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【国際調査報告】
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