(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
投影システムのための画像生成装置であって、
少なくとも第１のイメージャ、第１の偏光ビームスプリッタ及びカラー結合装置を含むイメージングコアであって、前記カラー結合装置は実質的に非点収差を有さず、前記第１のイメージャは該第１のイメージャに入射する光を変調して第１の画像光を生成することができ、前記第１の画像光は前記第１のイメージャから前記第１の偏光ビームスプリッタを透過して前記カラー結合装置に指向される、イメージングコアと、
前記イメージングコア内の前記第１の画像光に生じる非点収差を低減するために、前記第１の画像光の経路上に配置された非点収差低減素子と、
を具備し、
前記第１の偏光ビームスプリッタは複数のカバーの間に配置された多層偏光感知フィルムを有し、前記非点収差低減素子は前記多層偏光感知フィルムと前記複数のカバーの１つとの間に配置された楔材料を有する、
画像生成装置。
【請求項２】
投影システムのための画像生成装置であって、
少なくとも第１のイメージャ、第１の偏光ビームスプリッタ、及び少なくとも１つのプリズムを備えたカラー結合装置を含むイメージングコアであって、前記第１のイメージャは該第１のイメージャに入射する光を変調して第１の画像光を生成することができ、前記第１の画像光は前記第１のイメージャから前記第１の偏光ビームスプリッタを透過して前記カラー結合装置に指向される、イメージングコアと、
前記イメージングコアの外部を進む前記第１画像光内の非点収差を低減するために、前記第１の画像光の経路上に配置された非点収差低減素子と、
を具備し、
前記第１の偏光ビームスプリッタは複数のカバーの間に配置された多層偏光感知フィルムを有し、前記非点収差低減素子は前記多層偏光感知フィルムと前記複数のカバーの１つとの間に配置された楔材料を有する、
画像生成装置。
【請求項３】
前記カラー結合装置はＸキューブカラーコンバイナを有する請求項１又は２に記載の画像生成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般に、情報を表示するためのシステムに関し、さらに詳細には反射投影システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
光学結像システムは一般に、透過型イメージャまたは反射型イメージャを含み、光弁または光弁アレイとも呼ばれ、光ビーム上に画像を載せる。透過型光弁は一般に、半透明であり、光を通過させることができる。他方、反射型光弁は、入射ビームの選択した部分のみを反射して画像を形成する。制御回路を反射面の後方に配置することができ、基板材料がその不透明性によって制限されない場合には、より高度な集積回路技術を利用することができるようになるため、反射型光弁は重要な利点を提供する。新たな潜在的に廉価かつコンパクトな液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）プロジェクタ構成が、反射型液晶マイクロディスプレイの利用によってイメージャとして可能になりつつある。
【０００３】
多くの反射型ＬＣＤイメージャは、入射光の偏光を回転する。言い換えれば、偏光は、最も暗い状態の場合にはその偏光状態を実質的に偏光することなくイメージャによって反射されるか、またはある程度の偏光回転が所望のグレースケールを提供するために与えられた状態でイメージャによって反射されるかのいずれかである。このようなシステムでは、９０°の回転により最も明るい状態を提供する。したがって、偏光ビームは一般に、反射型ＬＣＤイメージャの場合には入射ビームとして用いられる。望ましいコンパクトな装置は、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）とイメージャとの間に折り畳み式光路を含み、照射ビームおよびイメージャから反射される投影画像は、ＰＢＳとイメージャとの間に同一の物理空間を共有する。ＰＢＳは、偏光回転された画像光から入射光を分離する。単色画像またはカラー画像を形成するために、1台のイメージャを用いてもよい。複数のイメージャは一般に、カラー画像を形成するために用いられ、照射光が異なる色からなる複数のビームに分割される。画像はビームのそれぞれに個別に載せられ、次にフルカラー画像を形成するために再結合される。
【０００４】
光源によって生成されたできる限り多くの光を用いることが望ましい。光源がアーク灯などの広い角度にわたって光を生成する場合には、低いｆナンバーの光学素子を用いて、より多くの光がイメージャシステムを通過させることができる。「偏光カスケード」と呼ばれ、従来のＰＢＳに関連する問題は、下限値を従来の光学結像系の照射光学素子のｆナンバーに置くことである。プロジェクタシステムで用いられる従来のＰＢＳは、マックニール（ＭａｃＮｅｉｌｌｅ）型偏光子と呼ぶこともあり、ブルースター角に配置される無機誘電体フィルムの積層を用いる。ｓ偏光の光は反射され、ｐ偏光状態の光は偏光子を透過する。しかし、１対の材料に関するブルースター角条件が１つの入射角においてのみ厳格に満たされるため、これらの偏光子を用いて、広角性能を実現することは困難である。入射角がブルースター角から逸脱するにつれて、スペクトルが均等でない漏洩が生じる。積層フィルムにおける入射角がブルースター角よりもさらに垂直に近づくにつれて、この漏洩は特に問題となる。さらに、折り畳み式光路のプロジェクタには、ｐ偏光およびｓ偏光の使用に関わるコントラスト上の欠点もある。
【０００５】
投影システムにおける光は一般に円錐として投影されるため、光線の大部分がブルースター角で偏光子に完全に入射するわけではなく、光ビームの偏光解消を生じる。偏光解消の量は系のｆナンバーが減少するにつれて増大し、たとえば色分離プリズムに見られると考えられるような色分離フィルムからの後続する反射の中で拡大される。偏光解消カスケードの問題は、投影システムのｆナンバーを効率的に制限することによって、光処理能力効率を制限することが分かる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
低い光学収差で高いコントラストの画像を表示することができると考えられる実際に広い角度で高速の光学素子を含む光学結像システムが、依然として必要である。
【０００７】
一般には、本発明は、ＬＣＤ投影システムにおける非点収差を低減するのに特に適した投影システムにおける非点収差を低減するための装置に関する。さらに詳細には、本発明は、偏光ビームスプリッタにおける非点収差の低減を含むイメージングコアに基づいている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の具体的な一実施形態は、光を生成するための光源を有する投影システムに関する。イメージングコアは、少なくとも第１の反射イメージャおよび第１の偏光ビームスプリッタを具備し、光源から受けた光に画像を載せる。第１の偏光ビームスプリッタは、反射イメージャから反射された画像光における非点収差を低減するように構成される。投影レンズシステムは、イメージングコアから非点収差を低減した画像光を投影する。
【０００９】
本発明の別の実施形態は、光生成手段と、光生成手段から受けた光に画像を載せるためのイメージングコア手段と、を有する投影システムに関する。イメージングコア手段は、少なくとも第１のイメージャ手段と、偏光モードビーム分割のための第１の偏光ビーム分割手段と、を具備している。ビーム分割手段のうちの少なくとも１つは、画像光における非点収差を低減するように構成される。投影レンズユニットは、イメージングコア手段から非点収差を低減した画像光を投影する。
【００１０】
本発明の別の実施形態は、カバーの間に配置された多層偏光感知フィルムを有する偏光ビームスプリッタに関する。非点収差低減素子は、カバーの対向する外面の間に配置され、偏光フィルムによって持ち込まれる非点収差を低減する。
【００１１】
本発明の別の実施形態は、光を生成するための光源を有する投影システムに関する。イメージングコアは、少なくとも第１の反射イメージャおよび第１の偏光ビームスプリッタを具備し、光源から受けた光に画像を載せる。第１の偏光ビームスプリッタは、カバーの間に配置された多層偏光フィルムと、偏光フィルムによって持ち込まれる非点収差を低減するための非点収差低減素子と、を具備している。投影レンズシステムは、イメージングコアから受ける画像光を投影する。
【００１２】
本発明の上述の概要は、本発明のそれぞれの示された実施形態またはすべての実装例を示すことを意図していない。図面および以下の詳細な説明により、これらの実施形態をより具体的に示す。
【００１３】
本発明は、添付の図面に関して、本発明のさまざまな実施形態に関する以下の詳細な説明を考慮すれば、より完全に理解されると思われる。
【００１４】
本発明は本発明のさまざまな修正形態および代替形態に従い、その仕様は図面によって示され、詳細に説明される。しかし、本発明を示された具体的な実施形態に限定するわけではないことを理解すべきである。逆に言えば、本発明は、添付の特許請求の範囲によって定義されるように、本発明の精神および範囲を逸脱することなく、すべての修正物、等価物、代替物を網羅するものとする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
本発明は、光学イメージャに適用可能であり、高品質、低収差の投影画像を生成するｆナンバーの低い光学イメージャシステムに特に適用可能である。
【００１６】
本願明細書で用いられるとき、「光学イメージャシステム」なる語は、表示するためのビューア用の画像を生成するさまざまな光学システムを含むことを意味しており、たとえば、前方投影システムおよび後方投影システム、投影ディスプレイ、ヘッドマウントディスプレイ、バーチャルビューア、ヘッドアップディスプレイ、光演算システム、光相関システムおよび他の光学観察システムおよびディスプレイシステムに用いることができる。
【００１７】
偏光解消カスケードの問題を克服するための１つのアプローチは、１９９９年５月１７日に出願され、この参照をもって本願明細書への記載にかえる米国特許出願第０９／３１２，９１７号明細書に述べられているような広角デカルト偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）を用いることである。デカルトＰＢＳは、分割ビームの偏光がＰＢＳフィルムの不変の一般的に直交する主軸を基準とするＰＢＳである。対照的に、非デカルトＰＢＳの場合には、分離ビームの偏光は、ＰＢＳにおけるビームの入射角に実質的に左右される。
【００１８】
デカルトＰＢＳの一例は、多層反射偏光ビームスプリッタ（ＭＲＰＢ）フィルムであり、等方性材料および複屈折材料の交互の層から形成される。フィルムの平面がｘ−ｙ平面であると考えられる場合には、フィルムの厚さがｚ方向において測定されるため、ｚ方向に平行な電気ベクトルを有する光の場合には、ｚ屈折率が複屈折材料における屈折率である。同様に、ｘ方向に平行な電気ベクトルを有する光の場合には、ｘ屈折率が複屈折材料における屈折率であり、ｙ方向に平行な電気ベクトルを有する光の場合には、ｙ屈折率が複屈折材料における屈折率である。複屈折材料のｘ屈折率は等方性材料の屈折率と実質的に同一であるのに対し、複屈折材料のｙ屈折率は等方性材料の屈折率と異なる。層厚が正確に選択される場合には、フィルムはｙ方向に偏光される可視光を反射し、ｘ方向に偏光される光を透過する。
【００１９】
ＭＲＰＢフィルムの一例は、整合ｚ屈折率偏光子（ＭＺＩＰ）フィルムであり、このフィルムでは、複屈折材料のｚ屈折率が複屈折材料のｘ屈折率またはｙ屈折率のいずれかと実質的に同一である。ＭＺＩＰフィルムは、米国特許第５，８８２，７７４号明細書および米国特許第５，９６２，１１４号明細書に説明されており、いずれの特許もこの参照をもって本願明細書への記載にかえるものとする。ＭＺＩＰフィルムの改良したタイプは、米国特許出願第０９／８７８，５７５号明細書に記載されているように、耐用年数が延び、交互の層としてＰＥＴ／ＣＯＰＥＴ−ＰＣＴＧを用いている。
【００２０】
イメージャを用いるシステム１１０の一実施形態が、図１に示されており、たとえば反射体１１６を有するアーク灯１１４などの光源１１２を具備し、光１１８を前方向に指向している。光源１１２はまた、発光ダイオードまたはレーザ光源などの固体状態の光源であってもよい。システム１１０はまた、たとえば、ワイヤグリッド偏光子またはＭＲＰＢフィルムなどのデカルトＰＢＳ１２０も具備する。ｙ軸に平行に偏光されるｙ偏光の光は、丸で囲んだｘによって示される。ｘ軸に平行に偏光されるｘ偏光の光は、偏光ベクトルを示す実線の矢印によって示される。実線は、入射光を示し、点線は変化した偏光状態でイメージャ１２６から戻った線を示している。光源１１２によって与えられる光は、ＰＢＳ１２０を照射する前に、調整光学素子１２２によって調整される。調整光学素子１２２は、光源１１２によって発せられる光の特性を投影システムによって望ましい特性に変更する。たとえば、調整光学素子１２２は、光の発散、光の偏光状態および光のスペクトルを変更することができる。調整光学素子１２２は、たとえば１つ以上のレンズ、偏光変換器、前置偏光子および／または望ましくない紫外光または赤外光を除去するためのフィルタを具備していてもよい。一部の実施形態において、調整光学素子１２２は、光源１１２から光の大部分を用いるために、たとえば２．５以下の低いｆナンバーであってもよい。
【００２１】
光のｙ偏光成分は、ＰＢＳ１２０によって反射イメージャ１２６に反射される。イメージャ１２６の液晶モードは、スメクチック、ネマチックまたは他の適切なタイプの反射イメージャであってもよい。イメージャがスメクチックである場合には、イメージャ１２６は、強誘電性液晶ディスプレイ（ＦＬＣＤ）であってもよい。イメージャ１２６は、ｘ偏光を有する画像ビームを反射して変調する。反射されたｘ偏光は、ＰＢＳ１２０を透過し、投影レンズシステム１２８によって投影される。投影レンズシステム１２８の設計は一般に、レンズシステム１２８とイメージャとの間のすべての構成部品を考慮して、それぞれの特定の光学システムに関して最適化される。イメージャ１２６の動作を制御するために、コントローラ１５２がイメージャ１２６に結合される。一般に、コントローラ１５２は、反射光に画像を形成するために、イメージャ１２６の異なる画素を作動する。
【００２２】
投影システム２００の別の実施形態が、図２に示されている。この系は、光を照射光学素子２１５に指向する曲線状反射体２１３を有するアーク灯２１１などの光源２１０を用いる。示された実施形態において、調整光学素子２１５は、コリメーティングレンズ２１７、第１の小型レンズアレイ２１９、第２の小型レンズアレイ２２１および集光レンズ２２７を含む。第２の小型レンズアレイ２２１と集光レンズ２２７との間には、調整光学素子２１５は、たとえばゲフケンタイプの設計のものなど、任意の偏光変換器２２３を含んでもよい。偏光変換器２２３の変換効率に応じて、偏光変換器２２３の後に任意の前置偏光子２２５を含むことが有利な場合もある。小型レンズアレイ２１９，２２１の組は、コリメーティングレンズ２１７から名目上平行化された光を受ける。偏光変換器２２３および前置偏光子２２５は、所望の偏光状態にＰＢＳ２５０における入射光を偏光する。照射光学素子は、この特定の実施形態に関して述べたものより多い光学構成部品または少ない光学構成部品を具備していてもよいことを十分に理解されたい。
【００２３】
小型レンズアレイ２１９，２２１および集光レンズ２２７は、反射イメージャ２２６，２２８，２３０を均一に照射するために、光を整形し均質化する。ＰＢＳ２５０は、ｙ偏光を３台の反射イメージャ２２６、２２８および２３０の方に再指向する。ＰＢＳ２５０は一般に、図示されているように、板の間で自立するように配置されるか、またはプリズム２５４の間に入れられていてもよいＭＺＩＰフィルムなどのＭＲＰＢフィルム２５２を含む。板またはプリズム２５４は、ガラスから作製されていてもよく、全体としてＭＲＰＢフィルム２５２用のカバーと見なされてもよい。
【００２４】
マルチプルイメージャシステムでは、カラープリズム２３６は、光を各イメージャに関連する個別の色帯に分離する。図示された３台のイメージャからなる構成の場合には、カラープリズム２３６は一般に、光を赤、緑および青の原色帯に分離する。視野レンズ２３８、２４０および２４２などの介在レンズを各イメージャとカラープリズム２３６の間に挿入して、システム全体の光応答をさらに最適化してもよい。イメージャ２２６、２２８および２３０は、特定の画像情報に応じて、反射時の光の偏光状態をさまざまな度合いに変調する。カラープリズム２３６は、赤色、緑色および青色の画像を再結合し、再結合した画像光をデカルトＰＢＳ２５０に渡し、ＰＢＳ２５０は、実質的にｘ偏光のみを渡すことによって画像の偏光状態を分析する。ｙ偏光は、光源２１２の方に再指向される。ＰＢＳ２５０を通過する光は、投影レンズシステム２３４によって集光され、次に表示用のスクリーン（示されていない）上に集束される。ＰＢＳ２５０と投影レンズシステム２３４との間に、任意の後置偏光子２４４を挿入してもよい。マルチプルイメージャに関して、他の光学構成を用いることができることを十分に理解されたい。
【００２５】
示された実施形態において、カラープリズム２３６は、カリフォルニア州サンタローザのオプティカル・コーティング・ラボラトリ社（Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｃｏａｔｉｎｇ  Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ，Ｉｎｃ．（Ｓａｎｔａ  Ｒｏｓａ，ＣＡ））から入手可能であるようなフィリップスプリズムである。明瞭にするために、カラープリズム２３６は、図３Ａの斜視図に示されているように、デカルトＰＢＳ２５０の回転軸２５６に平行な第１および第２の色選択面の回転軸２５８に関して従来の配向で示されている。回転軸は、面がその実際の位置から光の伝播方向に対して垂直である位置まで回転するような軸である。従来のタイプの偏光子の場合には、色選択面の回転軸２５８とＰＢＳの回転軸２５６との間のこのような相対的な配向が必要であることが多いが、デカルトＰＢＳ２５０もビームの主軸２６２を中心にしてカラープリズム２３６を回転することができるため、第１のイメージャ２２６および第２のイメージャ２３０は、互いに対して垂直に配向され、ＰＢＳからの名目上のｓ偏光は、カラープリズム２３６の色選択面に対してｐ偏光される。回転装置が図３Ｂの斜視図に示されており、色選択面の回転軸２５８がＰＢＳ２５０の回転軸２５６に対して垂直をなしている。回転装置は、「Ｒｅｆｌｅｃｔｉｖｅ  ＬＣＤ  Ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ  Ｓｙｓｔｅｍ  Ｕｓｉｎｇ  Ｗｉｄｅ−Ａｎｇｌｅ  Ｃａｒｔｅｓｉａｎ  Ｐｏｌａｒｉｚｉｎｇ  Ｂｅａｍｓｐｌｉｔｔｅｒ  ａｎｄ  Ｃｏｌｏｒ  Ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ  ａｎｄ  Ｒｅｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ  Ｐｒｉｓｍｓ（広角デカルト偏光ビームスプリッタおよび色分解および再結合プリズムを用いた反射式ＬＣＤ投映システム）」という名称のデイビッド・Ｊ・Ｗ・アースチューン（Ｄａｖｉｄ  Ｊ．Ｗ．Ａａｓｔｕｅｎ）およびチャールズ・Ｌ・ブルゾーン（Ｃｈａｒｌｅｓ  Ｌ．Ｂｒｕｚｚｏｎｅ）による２０００年１２月２２日出願の米国特許出願第０９／７４６，９３３号明細書に記載されており、当該特許はこの参照をもって本願明細書への記載にかえる。
【００２６】
デカルトＰＢＳ１２０または２５０の利用によって、調整光学素子２１５のｆナンバーが２．５以下である場合、投影システムは、可視光のレンジで少なくとも１００：１のダイナミックレンジを示すことができる。さらに、調整光学素子２１５と投影レンズシステム２３４との間の構成部品をイメージングコアと呼んでもよい。イメージングコアは一般に、少なくとも偏光ビームスプリッタおよび１台以上のイメージャを具備している。２台以上のイメージャが用いられる場合には、イメージングコアはまた、カラープリズム、ダイクロイックセパレータ、ｘキューブなどの色分離結合光学素子を具備していてもよい。イメージングコアは、色分離素子とイメージャとの間に配置される光学視野レンズ以外のレンズを具備していない。イメージングコアは、テレセントリックであってもよく、イメージャに入射する光の円錐はイメージャの面にわたって一定である。テレセントリックイメージャのコアは一般に、視野レンズを含まない。
【００２７】
デカルトＰＢＳ２５０の一実施形態は、プリズム２５４の間に入れられたＭＺＩＰフィルムなどのＭＲＰＢフィルム２５２である。高い強度の光ビームが引き起こす熱により誘発される応力から生じる複屈折率を最小限に抑えるために、プリズム２５４は、低応力光学係数の材料から作製されることが好ましい。この目的に最も適した材料の１つは、ＳＦ５７（ショット・ガラス（Ｓｃｈｏｔｔ  Ｇｌａｓｓ））またはＰＢＨ５５（オハラ・ガラス（Ｏｈａｒａ  Ｇｌａｓｓ））の商品名で市場に出ているガラスである。ＳＦ５７およびＰＢＨ５５のいずれのガラスも、屈折率は約１．８５である。
【００２８】
ＭＲＰＢフィルム２５２の屈折率は一般に、周囲のプリズム２５４の屈折率より小さい。たとえば、ＭＺＩＰフィルムの屈折率は約１．５６であり、その厚さは一般に約１２５μｍである。ＰＢＳ２５０を組み立てるときに、ＭＲＰＢフィルムは、整合屈折率が約１．５６で厚さが約５０μｍの接着剤を用いて、プリズム面に接着される。ＭＲＰＢフィルムと共に用いるための接着剤として特に適した１つのタイプは、ノーランド・コーポレーション（Ｎｏｒｌａｎｄ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ）によって製造されている「ノーランド６１（Ｎｏｒｌａｎｄ  ６１）」であることが分かっている。ＰＢＳフィルム２５２および接着剤は併せて、屈折率が約１．５６で厚さが２２５μｍで光の伝播方向に対して約４５°の角度をなしている傾斜板を形成する。比較的高めの屈折率のプリズム２５４の中にあるこの比較的低い屈折率の板は、画像光に非点収差を持ち込む。非点収差は、イメージャによって反射された光の場合には問題となる。
【００２９】
屈折率ｎ’の媒質中の屈折率ｎの傾斜板の非点収差は、以下の式によって与えられる。
【数１】
0004444650.tif 000002
式中、ｔはスラブの厚さであり、θは光学ビームの中央光線とスラブとの間の角度である。非点収差は、その周囲の屈折率とは異なる屈折率を有する材料の傾斜スラブを通過するために生じる球欠光線および子午光線の異なる変位の結果である。
【００３０】
ｎおよびｎ’の値は色分散のために波長依存性であるため、非点収差の値も波長依存性である。一般にポリエステル状のフィルムおよびコポリマーを含むＭＺＩＰフィルムおよびＳＦ５７ガラスの屈折率の波長依存性は、表Ｉおよび表ＩＩにそれぞれ与えられている。
【００３１】
【表１】
0004444650.tif 000003
【００３２】
【表２】
0004444650.tif 000004
【００３３】
式（１）を用いて、ＳＦ５７ガラスプリズムにおいて厚さ２２５μｍのフィルムによって生じる非点収差は、色別に算出され、赤色光（６４５ｎｍ）の場合には１６９μｍであり、緑色光（５４６ｎｍ）の場合には１８１μｍであり、青色光（４８０ｎｍ）の場合には１９６μｍである。多くの場合において、付随して光の青色部分および赤色部分の非点収差も低減するため、緑色光の非点収差を補正すれば十分であると考えられる。それぞれの色帯の非点収差が投影レンズシステムの被写界深度より小さい場合には、観察者は、実質的に非点収差のない画像を見ることになる。したがって、すべての波長における非点収差を完全に相殺する必要はない。非点収差の１つの値が下に形成されているときは、約５４６ｎｍにおける緑色光の場合の非点収差の値であると仮定される。別のアプローチでは、異なる色帯に関する非点収差を個別に補正することができる。
【００３４】
比較的高い屈折率の材料によって包囲される比較的低い屈折率の傾斜板によって持ち込まれる非点収差を低減するための第１のアプローチは、その周囲の材料より低い屈折率であり、かつ第１の傾斜板の回転軸に垂直である回転軸を中心にして傾斜される第２の傾斜板を通るように光を伝播することである。任意の適切な固体、液体または気体の材料から第２の傾斜板を作製することができる。屈折率および厚さに関して、第２の傾斜板が第１の傾斜板と同一である場合には、非点収差を最小限に抑えるために、第２の傾斜板は第１の傾斜板と同一の角度で傾斜される必要がある。第２の傾斜板が第１の傾斜板と同一でない場合には、非点収差を完全に相殺するために、第２の傾斜板によって持ち込まれる非点収差の大きさは第１の傾斜板によって持ち込まれる非点収差の大きさと同一であることが好ましい。このことは、傾斜板の角度および厚さ、第２の傾斜板とその周囲との間の屈折率の差の選択を必要とする。後述する設計において、球面収差およびコマ収差は十分に小さいため、実用的な目的では無視することができる。しかし、光学システムにおいて、非点収差の補償に加えて、球面収差およびコマ収差の補償を必要とする場合もある。非点収差の補償を行うことは他の収差を増大する可能性があるため、収差間のバランスをとるために、非点収差を部分的に補償することが好ましい場合がある。
【００３５】
その周囲材料に比べて比較的低い屈折率の第１の傾斜板によって持ち込まれる非点収差を低減するための第２のアプローチは、周囲材料より高い屈折率の第２の傾斜板を挿入することである。任意の適切な固体、液体または気体の材料から第２の傾斜板を作製することができる。第２の傾斜板は一般に、第１の傾斜板の回転軸に平行な回転軸を中心にして傾斜される。非点収差に関する補償を行うために、このことは、材料の厚さ、屈折率および傾斜の角度の選択を必要とする。非点収差を低減するためのこのアプローチを用いた特定の実施形態については、後述する。
【００３６】
本願明細書で述べる非点収差を低減するためのアプローチは、広範囲のｆナンバーを有する投影システムに適用可能であり、低いｆナンバーを有する投影システムの場合に特に有用であると考えられる。非点収差を低減するため、または非点収差を実質的に補正するために、本願明細書で述べたアプローチを用いることができる。多くの場合には、非点収差を完全に相殺する必要はないが、投影レンズシステムの被写界深度より小さい値まで小さくすることのみを必要とする。被写界深度は一般にｆナンバーと共に増大するため、非点収差の補正は低いｆナンバーの投影システムの場合にはますます重要になる。「実質的に補正する」なる語は、非点収差が用いられている投影レンズ系の被写界深度より小さい値まで低減することを意味する。
【００３７】
本願明細書の説明はＭＲＰＢ  ＰＢＳにおいて生じる非点収差を低減することに関するが、後述の非点収差を低減するためのアプローチもまた、投影システムの他の構成部品において生じる非点収差を低減するために有用であることを十分に理解されたい。
【００３８】
カラープリズムの適応に基づいて、非点収差の低減を行うことができる。再び図３Ａおよび図３Ｂを参照すると、一般に、回転軸２５８が回転軸２５６に垂直であるとき、非点収差の補正は、その周囲に比べて比較的低い屈折率の傾斜板を用いて、カラープリズム２３６の中で行われる。対照的に、色選択面の回転軸２５８がＰＢＳの回転軸２５６に平行であるとき、非点収差の補正は、その周囲に比べて比較的高い屈折率の傾斜板を用いて、カラープリズムに対して行われる。
【００３９】
最初に、比較的低い屈折率を有する第２の傾斜板を用いる本発明の特定の実施形態について述べる。カラープリズム２３６の異なる設計が適用可能であり、中には光を２つ以上の色帯に分割するために用いられる３つまたは４つのプリズムを含むものもある。カラープリズム２３６は、光を赤色、緑色および青色の構成部品に分割することが多い。図４に示されるフィリップスプリズム構成では、カラープリズム４００は、３つのプリズム４０２、４０４および４０６から形成される。第１のプリズム４０２に入射する光４１０は、第１のフィルタ４１２に入射する。第１のフィルタ４１２は、第１の色帯の光を反射し、第２および第３の色帯の光を透過する。入射面４１６とＰＢＳ４５０との間にエアギャップ４１７があるため、第１の色帯４１４の光は、入射面４１６で第１のプリズムの方に内部全反射され、第１のイメージャ４２６の方に指向される。
【００４０】
第２のプリズム４０４に透過される光は、第２のフィルタ４１８に入射する。第２のフィルタ４１８は、第２の色帯の光４２０を反射し、第３の色帯の光４２４を透過する。第２のフィルタ４１８によって反射される光４２０は、第１のプリズム４０２と第２のプリズム４０４との間の通常はエアギャップであるギャップ４２２で内部全反射され、第２のイメージャ４２８の方に指向される。第２のフィルタ４１８を透過する光４２４は、第３のプリズム４０６を通って第３のイメージャ４３０の方に指向される。
【００４１】
一般に、第１の色帯は青色であり、第２の色帯は赤色であり、第３の色帯は緑色である。しかし、この通りである必要はなく、異なる色帯は異なる色を有していてもよい。
【００４２】
第１のプリズム４０２と第２のプリズム４０４との間のギャップ４２２は従来は、小さいままであり、通常は１０μｍ〜２５μｍの範囲であり、第２の色帯の場合には、内部全反射を行うことができるほど十分である。しかし、以下の実施例でさらに説明するように、非点収差を補償するために、ギャップ４２２の大きさを増大してもよい。
【実施例】
【００４３】
実施例１
カラープリズム４００は、低い複屈折率のガラス、屈折率１．８５のＰＢＨ５５から作製された。エアギャップ４２２への中央光線の入射角は、２１°であった。第１の色帯は青色であり、第２の色帯は赤色であり、第３の色帯は緑色であった。カラープリズム４００は、ＰＢＳ４５０に対して回転した位置にあったため、ＰＢＳ４５０からの名目上のｓ偏光はカラープリズム４００におけるｐ偏光であった。
【００４４】
エアギャップのサイズは、１８１μｍの非点収差値を補償するように調整された。調整前に、ＰＢＳ／カラープリズムアセンブリが、スクリーン上に水平線および垂直線からなるパターンを投影するプロジェクタシステムにおいて用いられた。水平線または垂直線のいずれかにおいて、集束することも可能であったが、同時に両方を集束することが不可能であった。たとえば水平線が投影レンズから１７８ｃｍの距離で集束された場合には、垂直線は１０５ｃｍで焦点が合い、焦点距離の比は１．７：１であった。最適な同時集束が用いられた場合には、線の両方の設定は著しく曖昧になる。
【００４５】
ギャップ４２２を調整するために、第１のプリズム４０２および第２のプリズム４０４は離隔され、スペーサとしてカリフォルニア州パロアルトのデューク・サイエンティフィック・コーポレーション（Ｄｕｋｅ  Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ  Ｃｏｒｐ．（Ｐａｌｏ  Ａｌｔｏ，ＣＡ））の単一サイズの微小球サイズ標準のビード（Ｍｏｎｏｓｉｚｅｄ  Ｍｉｃｒｏｓｐｈｅｒｅ  Ｓｉｚｅ  Ｓｔａｎｄａｒｄ  Ｂｅａｄ）を用いて、エアギャップ４２２が１００μｍとなるように再度組み立てられた。ビードの直径は、１００μｍであった。
【００４６】
１００μｍのギャップ４２２を有するように再度組み立てた後、システムの非点収差が、赤色光および緑色光に関して再測定された。垂直線は１３５ｃｍで集束されたのに対し、水平線は１７８ｃｍで集束され、焦点距離の比は１．３２：１であった。さらに、焦点が最適化されたときの線の質的な外観は、ギャップ４２２が１０μｍであった状態より劇的に改善された。
【００４７】
ギャップ４２２は、１００μｍスペーサビードを１４０μｍのスペーサビードと交換することによって、１４０μｍに再調整された。スペーサビードはいずれもデューク・サイエンティフィック（Ｄｕｋｅ  Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ）製である。非点収差に関する試験時に、垂直線の焦点と水平線の焦点との間の差を定量化することは困難であった。焦点の比が１．１：１未満である場合、球欠光線はプロジェクタから１６０〜１７０ｃｍで集束されることが分かった。最適な全体の焦点を得るための再集束時には、垂直線または水平線のいずれもぼやけて見えることはなかった。
【００４８】
エアギャップ４２２を調整することは、第１の色帯の光４１４に関する非点収差には影響を及ぼさないことを十分に理解されたい。赤色および緑色の非点収差のみの補正が、許容可能な画像につながるかどうかを判断するために、定性試験が行われた。青色画像、赤色画像および緑色画像は慎重に位置合わせが行われ、異なるコントラストの画像が観察された。任意の青色のぼやけは、暗い背景上の白い線の慎重な試験によって識別が可能であるだけであるが、明るい背景上の暗い線の場合は認識することはできないという結論が下された。このことは、青色の非点収差の低減は、緑色の非点収差および赤色の非点収差の低減ほど重要ではないと考えられることを示唆している。これに関して考えられる理由は、人間の目における青色受容体の密度は、緑色受容体および赤色受容体の密度より小さいことから、青色画像の一般解像度が緑色画像または赤色画像の一般解像度より小さいことである。
【００４９】
しかし、図５に示したアプローチを用いて、第１の色帯に関する非点収差を補正することができる。図５は、第１のプリズム４０２が間にエアギャップ５０２を挟んだ２つの部分４０２ａおよび４０２ｂから形成されている点を除き、図４に示されたものと類似のカラープリズムを示している。製作上の理由から、プリズム４０２ｂの鋭角の端部には、丸い先端５０４が望ましい。ギャップ５０２のサイズおよび位置は、エアギャップ５０２がＰＢＳ４５０からカラープリズム４００に入射する光４１０を遮断しないようになっていることが好ましい。また、ギャップ５０２のサイズおよび位置は、光４１４が入射面４１６から内部全反射されるまで、ギャップ５０２が第１の色帯の光４１４の経路に存在しないようになっている。上記の式（１）を用いて、１９６μｍの非点収差を補償するために、エアギャップ５０２は、幅が約０．８７５ｍｍであり、角度が約３２．２５°である必要があるが、他のギャップ４２２において補正される非点収差は異なる値であってもよい。このようなやや大きい離隔距離は他の収差を誘発する可能性があるが、非点収差を部分的に補償するために、小さめの収差を持ち込むような小さめのギャップを用いることは可能である。当業者は、コンピュータ上の光学シミュレーションまたは経験的試行のいずれかを通じて、画像を最適化することが可能であることを十分に理解されたい。
【００５０】
エアギャップ４２２および５０２は、たとえばプリズムガラスなどのより高い屈折率の材料によって包囲されるより低い屈折率の材料のシートおよび空気の例であると十分に理解されたい。ギャップ４２２および５０２は空気によってのみ満たされる必要はないが、プリズム材料との屈折率の差が大きいことから空気は有用である。ギャップ４２２および５０２はまた、空気以外の比較的低い屈折率の別の材料で満たされてもよい。しかし、たとえば、第２のプリズム４０４とギャップ４２２との間の屈折率の差は、ギャップ４２２が空気で満たされていない場合であっても、光４２０の内部全反射を維持することができるほど十分である必要があることを理解されたい。同様に、以下で述べる他のギャップも空気で満たされる必要はなく、ギャップを包囲する材料より屈折率が低い材料で満たしさえすればよい。
【００５１】
非点収差を補正するための別のアプローチについては、図６を参照して説明する。この実施形態において、楔形プリズム６６２は、楔形プリズム６６２とカラープリズム６００との間にギャップ６６４を有するように、カラープリズム６００とＰＢＳ６５０との間に配置される。改良型フィリップスプリズムとして公知であるカラープリズム６００は、第１のプリズム６０２と第２のプリズム６０４との間に内部全反射用ギャップ６２２を有する、第１のプリズム６０２、第２のプリズム６０４および第３のプリズム６０６から形成される。示された実施形態において、第３のプリズム６０６はまた、内部全反射面６５６も含む。この通りである必要はなく、内部全反射面を含まない幾何構成を用いて、第３のプリズム６０６を形成してもよい。
【００５２】
従来の楔形プリズム系において、楔形プリズム６６２と第１のプリズム６０２との間のエアギャップ６６４は、第１のプリズム６０２の中で反射される第１の色帯の光６１４の内部全反射を可能にするほど十分に大きいだけである。しかし、楔形プリズム６６２と第１のプリズム６０２との間のエアギャップ６６４が、ＰＢＳ６５０の中で生じる非点収差を実質的に低減および補正するほどのより大きい幅を有するように選択することができる。ギャップ６６４の幅は、式（１）に基づいて選択される。
【００５３】
たとえば、ＰＢＳ６５０の非点収差が１８１μｍであり、楔形プリズム６６２の楔角が１０°である場合には、式（１）は、約２．１０４ｍｍのエアギャップ６６４によって非点収差を補正することができることを示唆している。
【００５４】
図４〜図６に関してエアギャップとして低い屈折率の板について説明したが、たとえば、低屈折率のポリマーフィルムなどの低い屈折率の他の材料も用いることができることを十分に理解されたい。さらに、非点収差を補償するために、カラープリズムのプリズム間のギャップおよびカラープリズムと楔形プリズムとの間のギャップの組み合わせを用いることが可能である。さらに、本願に示したもの以外のカラープリズムの異なる実施形態において、非点収差の低減を実現することができることも十分に理解されたい。
【００５５】
上記で紹介したＰＢＳにおける非点収差を補正するための第２のアプローチは、ＰＢＳ偏光フィルムの傾斜軸に平行な軸を中心にして傾斜される比較的高い屈折率の平面を挿入することである。このアプローチは、カラープリズムがＰＢＳに対して回転しない場合に有用であるため、ＰＢＳからの名目上のｓ偏光もまた、カラープリズムの中で名目上ｓ偏光される。
【００５６】
このアプローチの具体的な一実施形態が、図７に示されている。図７は、第１のプリズム７０２、第２のプリズム７０４および第３のプリズム７０６から形成されるカラープリズム７００を示している。第１のプリズム７０２および第２のプリズム７０４より高い屈折率を有する透明材料から形成される高屈折率板７６０が、第１のプリズム７０２の出射面上に配置される。一般に幅が約１０μｍであるエアギャップ７２２が、高屈折率板７６０と第２のプリズム７０４との間に設けられるため、第２の色帯の光は出射面７２７に向かって第２のプリズム７０４の中を内部反射される。
【００５７】
第１のフィルタ７１２が高屈折率板７６０の第２の面７６２に配置される場合には、第１の色帯の光７１４は、第１のプリズム７０２を出射する前に高屈折率板を二度通過するのに対し、第２の色帯の光７２０および第３の色帯の光７２４は、第２のプリズム７０４および第３のプリズム７０６を出射する前に高屈折率板７６０を一度通過するだけである。したがって、第１の色帯の光は、第２の色帯および第３の色帯から異なる量の非点収差補正を受ける。上述したように、青色光の非点収差は、緑色光または赤色光ほど観察者の画像の認識が大きくないため、第１の色帯が青色光である場合には、この実施形態は適切な非点収差の補償を行うことができる。
【００５８】
図示されているように、第１のフィルタ７１２が第１のプリズムの出射面７０３に配置される場合には、第１の色帯の光７１４は高屈折率板７６０を通過しないため、第１の色帯の光７１４は非点収差の補正を受けない。上述したように、第１の色帯の光７１４が青色である場合には、緑色光および赤色光に対する非点収差補正のみが、観察するのに十分な補正を提供することができる。
【００５９】
図８に示されている別の実施形態において、第１のプリズム７０２は、２つの部分７０２ａおよび７０２ｂに分割されてもよい。第１の色帯における非点収差を低減するように選択された厚さ、配向角および屈折率を有するプリズム部分７０２ａおよび７０２ｂの間に、第２の高屈折率板８６２を位置決めすることができる。この実施形態は、第１のプリズム部分７０２ａと高屈折率板７６０との間にフィルタ７１２が位置決めされる場合に特に有用である。したがって、カラープリズム８００は、３つの色帯すべてに関して補正を行うことができる。
【００６０】
また、Ｘキューブビームスプリッタ／コンバイナにおいて、非点収差補正を実現することもできる。Ｘキューブビームスプリッタおよびコンバイナを用いる投影エンジンの実施形態が、図９に部分的に示されている。光源（図示せず）からの光９０２が、光９０２を３つの色帯に分割するＸキューブビームスプリッタ９０４に入射する。第１の色帯の光９０６は第１の反射体９０８の方にＸキューブビームスプリッタ９０４を透過するのに対し、第２の色帯の光９１０はＸキューブビームスプリッタ９０４によって第２の反射体９１２に向かって図の平面へ反射される。第３の色帯の光９１４は、第３の反射体に向かって図の平面から出る方向に反射される。明確にするために、第３の色帯に作用する光学素子は図示されていない。３つのＰＢＳを用いる投影エンジン９００において、後方焦点距離を縮小することができるため、簡素な投影レンズシステムを利用することができる。さらに、広視野角に必要とされる投影レンズシステムの重量を低減することができる。
【００６１】
第１の反射体９０８および第２の反射体９１２はそれぞれ、第１の色帯の光および第２の色帯の光を第１の偏光ビームスプリッタ９１６および第２の偏光ビームスプリッタ９１８に向かって反射する。第１および第２の反射体は、たとえば多層ミラーまたは金属ミラーなどのミラーであってもよく、第１の偏光ビームスプリッタ９１６および第２の偏光ビームスプリッタ９１８に向かって所望の偏光状態の光を反射するように指向される反射偏光子であってもよい。
【００６２】
第１の色帯の光９０６は、ＭＰＢＲフィルム９１７を有する第１のＰＢＳ９１６によって、第１の反射イメージャ９２０に向かって反射される。第１の反射イメージャ９２０は、第１の色帯の光９０６を反射して、光９０６の波面の選択した部分の偏光を回転して、第１の色帯の光の画像ビーム９２２を生成する。画像ビーム９２２は、第１のＰＢＳ９１６を透過してｘキューブコンバイナ９２４に向けられる。同様に、第２の色帯の光９１０は、第２のＰＢＳ９１８によって第２の反射イメージャ９２６に向かって反射される。第２の反射イメージャ９２６は、第２の色帯の光の画像ビーム９２８を生成する。画像ビーム９２８は、第２のＰＢＳ９１８を透過してＸキューブコンバイナ９２４に向けられる。
【００６３】
投影エンジン９００はまた、図の平面から出る方向からＸキューブコンバイナ９２４に指向される第３の色帯の光の画像ビーム９３０を生成するために、第３の反射体（図示せず）、第３のＰＢＳ（図示せず）および第３のイメージャ（図示せず）を具備していることを十分に理解されたい。３つの画像ビーム９２２、９２８および９３０は、キューブビームコンバイナで結合され、１組の投影光学素子によってスクリーンに通常は投影される３色の画像ビーム９３２を生成する。
【００６４】
Ｘキューブコンバイナ９２４のさらに詳細な図が図１０Ａに示され、画像ビーム９２２、９２８および９３０の平面におけるＸキューブコンバイナの断面図を示している。Ｘキューブコンバイナ９２４は、プリズム１００２〜１００８の一定の境界面に、たとえば、多層誘電反射コーティングなどのさまざまな反射コーティングを有する４つの直角プリズム１００２、１００４、１００６および１００８から組み立てられる。コーティング１０１０および１０１２は第２の色帯の画像ビーム９２８を反射し、コーティング１０１４および１０１６は第３の色帯の画像ビーム９３０を反射する。
【００６５】
２つのスラブ１０２０および１０２２は、Ｘキューブコンバイナ９２４の所定の位置に挿入されるため、各画像ビーム９２２、９２８および９３０の光は、第１の画像ビーム９２２の小さな中央部分を除き、スラブ１０２０または１０２２のうちのいずれか１つを一度だけ通過する。図で示した実施形態において、第１のスラブ１０２０は第４のプリズム１００８と第１のプリズム１００２との間に配置され、第２のスラブ１０２２は第１のプリズム１００２と第２のプリズム１００４との間に配置される。
【００６６】
図９および図１０Ａに示されている実施形態において、ＭＰＢＲフィルム９１７の回転軸およびスラブ１０２０および１０２２の回転軸は直交している。したがって、スラブ１０２０および１０２２の屈折率は、プリズム１００２〜１００８の屈折率より小さいように選択される。プリズムはたとえばＳＦ５７ガラスから形成されることができるのに対し、スラブ１０２０および１０２２は屈折率１．５１７のＢＫ７などのより低い屈折率のガラスから形成される。スラブ１０２０および１０２２の厚さは、ＰＢＳにおいて生じる非点収差を少なくとも部分的に補償するように選択されることが好ましい。たとえば、非点収差が１８１μｍである場合には、プリズム１００２〜１００８はＳＦ５７ガラスから形成され、スラブ１０２０および１０２２はＢＫ７から形成され、スラブの厚さが１５０μｍであるときには、非点収差は補正される。Ｘキューブコンバイナ９２４における入射角は４５°であると仮定される。
【００６７】
幅ｄ１の第１の画像ビーム９２２の中央部分はスラブ１０２０および１０２２のいずれかの全体厚さを１回通過するだけではないため、非点収差を補正することができない。一般に、中央部分の領域はビーム９２２の開口部に比べて小さいため、非点収差を補正されない光の量は少なく、総出射光の数％に過ぎない。中央部分は、非点収差を補正することができないか、またはたとえば黒い塗料を用いて遮断して５％未満の出力損出を生成することができる。ビーム９２２が観察者の目により小さい非点収差の影響を及ばす色帯の光、たとえば青色光を含む場合には、ビーム９２２の中央部分を補正しないことによる全体的な影響は低減される可能性がある。
【００６８】
Ｘキューブコンバイナ１０５０の別の実施形態が、図１０Ｂに示されている。１つの色帯の光１０７０がＰＢＳ１０５４に入射し、イメージャ１０７２の方に反射される。イメージャ１０７２は、光１０７０の一定部分の偏光を回転して画像光１０７４を形成する。画像光１０７４は、ＰＢＳ１０５４を透過してＸキューブコンバイナ１０５０の方に向けられる。１つ以上の色帯からなる画像光１０７６は、Ｘキューブビームコンバイ１０５０に指向され、画像光１０７４と結合される。
【００６９】
この実施形態では、ＰＢＳ１０５４におけるＭＲＰＢフィルム１０５２の回転軸は、スラブ１０５６および１０５８の回転軸に平行である。したがって、スラブ１０５６および１０５８の屈折率は、Ｘキューブコンバイナを形成するプリズム１０６０〜１０６６の屈折率より大きいように選択される。
【００７０】
Ｘキューブコンバイナ１０５０用のガラスの選択は、高屈折率ガラスに限定されるわけではないため、コンバイナ１０５０は、ＢＫ７などのより一般的なタイプのガラスから形成されてもよい。スラブ１０５６および１０５８がＰＢＨ７１ガラスから形成され、プリズム１０６０〜１０６６がＢＫ７から形成されるとき、ＰＢＳ１０５４に持ち込まれる非点収差が約１８１μｍである場合には、非点収差補正を実現するために必要なスラブ１０５６および１０５８の厚さは約１．１ｍｍであると算出される。
【００７１】
図１１に示されている比較的高い屈折率材料の板を用いるプロジェクタシステムにおける非点収差補正の別の具体的な実施形態は、ＰＢＳ１１００に比較的高い屈折率材料の板を含むことである。
【００７２】
ＰＢＳ１１００は、プリズム１１０２および１１０４の間に挟まれた２層、すなわちＭＲＰＢ／接着層１１０６および高屈折率層１１０８を有する２つのプリズム１１０２および１１０４から形成される。高屈折率層１１０８の屈折率ｎ2は、プリズム１１０２および１１０４の屈折率ｎ0より高い。ＭＲＰＢ／接着層１１０６の屈折率がｎ1によって与えられる場合には、以下の関係、すなわちｎ2＞ｎ0＞ｎ1が成り立つ。高屈折率層１１０８の厚さｄ2は、高屈折率層１１０８によって持ち込まれる非点収差がＭＲＰＢ／接着層１１０６から生じる非点収差を低減するように選択される。たとえば、プリズム１１０２および１１０４が屈折率１．８５のＰＢＨ５５ガラスから形成され、ＭＲＰＢ／接着層１１０６が屈折率１．５６で厚さ２２５μｍである場合には、非点収差は１８１μｍである。屈折率１．９２で厚さ３．８ｍｍのＰＢＨ７１ガラス層を高屈折率層１１０８として用いて、この値の非点収差を補償することができる。高屈折率層をプリズムに接着するために、接着層を用いることができることを十分に理解されたい。尚、簡単化のため、このような接着層の効果は、本願明細書では無視されている。ある色の光が別の波長の光に対して画像にわたって並進運動される場合には、ＰＢＳ１１００における色分散は、色ずれ効果を生じる可能性がある。第２のＰＢＳが画像光を透過し、第１のＰＢＳ１１００において生じる色ずれを補償する色ずれを形成するように向けられる場合には、たとえば第１のＰＢＳの後に設けた第２のＰＢＳを用いて、色ずれ効果を低減することができる。
【００７３】
イメージャが１台のみであり、カラープリズムが存在しない場合には、ＰＢＳ１１００を用いることができる。１台のみのイメージャを用いる利点の１つは、マルチイメージャからなる投影エンジンの場合のように、あるイメージャによって形成される画像を別のイメージャによって形成される画像の上に整列させる必要がないことである。別の利点は、カラープリズム、ｘプリズムなどのカラーセパレータ／コンバイナのための必要条件がないために、エンジンの後方焦点距離を縮小することできることから、たとえば、ｆ／１．８以下のｆナンバーの低い投影レンズシステムを用いることができることである。
【００７４】
通常、単独パネルイメージャは、カラーホイールまたは高速回転可能なカラーフィルタなどのある種の色選択構成で動作する。したがって、３つの色帯のうちの１つの色帯の中に含まれるイメージャに入射される光の約３分の１だけが常に用いられるため、３パネルエンジンに比べて単独パネルエンジンでは、高い光効率がさらに一層望ましい。ｆ／１．８のｆナンバーでは、システム範囲は、ｆ／３．０のｆナンバーのエンジンのシステム範囲の２．７倍大きいため、より低いｆナンバーではエンジンの総光処理量が増大する。さらに、より低いｆナンバーでは投影エンジンの可干渉距離が縮小されるため、スペックルも小さくなる。
【００７５】
マルチイメージャ投影システム１６００の実施形態が、図１６に概略的に示されている。この実施形態では、ＰＢＳ自体が非点収差補償を行うことによって、非点収差低減が実現される。光１６０２は、光源１６０４から放射される。光源１６０４は、アーク灯または白熱電球または投影画像に適した光を生成するための任意の他の適切な光源であってもよい。投影エンジンに向かう光の量を増大させるために、光源１６０４は、楕円反射体（図示されている）、放物面反射体などの反射体１６０６によって包囲されてもよい。
【００７６】
光１６０２は一般に、異なる色帯に分割される前に処理が施される。たとえば、光１６０２は任意の前置偏光子１６０８を通過することができるため、所望の偏光の光のみが投影エンジンに指向される。前置偏光子は、反射偏光子の形であってもよいため、望ましくない偏光状態の反射光は、再循環のため、光源１６０４に再指向される。光１６０２はまた、均質化されていてもよいため、投影エンジンのイメージャは均一に照射される。光１６０２を均質化するための１つのアプローチは、光１６０２が反射トンネル１６１０を通過するようにすることであるが、光を均質化するための他のアプローチも用いることができることを十分に理解されたい。
【００７７】
示された実施形態において、均質化された光１６１２は、第１のレンズ１６１４を通過させて、発散角を縮小する。次に、光１６１２は、第１のカラーセパレータ１６１６に入射する。第１のカラーセパレータ１６１６は、たとえば誘電薄フィルムフィルタであってもよい。第１のカラーセパレータ１６１６は、残りの光１６２０から第１の色帯の光１６１８を分離する。
【００７８】
第１の色帯の光１６１８は、第２のレンズ１６２２を通過させ、任意に第３のレンズ１６２３を通過させて、第１のＰＢＳ１６２４に入射する第１の色帯の光１６１８の発散を制御することができる。光１６１８は、第１のＰＢＳ１６２４から第１のイメージャ１６２６に通過する。イメージャは、ＰＢＳ１６２４を透過してｘキューブカラーコンバイナ１６３０に向ける偏光状態の画像光１６２８を反射する。ＰＢＳ１６２４は、反射画像光に対して非点収差補償を行うことができる。たとえば、ＰＢＳ１６２４は、図１１に関して説明したＰＢＳ１１００と類似であってもよい。さらに偏光回転を行い、画像光に最大のコントラストを与えるために、イメージャ１６２６は、リターダ素子などの１つ以上の補償素子を含むことができる。
【００７９】
残りの光１６２０は、第３のレンズ１６３２を通過することができる。次に、残りの光１６２０は、たとえば、薄フィルムフィルタなどの第２のカラーセパレータ１６３４に入射して、第２の色帯の光ビーム１６３６および第３の色帯の光ビーム１６３８を生成する。第２の色帯の光ビーム１６３６は、第２のＰＢＳ１６４２によって第２のイメージャ１６４０に指向される。第２のＰＢＳ１６４２は、第２の色帯の光に対する非点収差補償を行うことができる。第２のイメージャ１６４０は、第２の色帯の画像光１６４４をｘキューブカラーコンバイナ１６３０に指向する。
【００８０】
第３の色帯の光１６３８は、第３のＰＢＳ１６４８によって第３のイメージャ１６４６に指向される。第３のＰＢＳ１６４８は、第３の色帯の光に対する非点収差補償を行うことができる。第３のイメージャ１６４６は、第３の色帯の画像光１６５０をｘキューブカラーコンバイナ１６３０に指向する。
【００８１】
第１、第２および第３の色帯の画像光１６２８、１６４４および１６５０は、ｘキューブカラーコンバイナ１６３０で結合され、フルカラー画像ビームとして投影光学素子１６５２に指向される。たとえば、２分の１波長板などの偏光回転光学素子１６５４は、ＰＢＳ１６２４、１６４２および１６４８とｘキューブカラーコンバイナ１６３０との間に設けられ、ｘキューブカラーコンバイナ１６３０で結合される光の偏光を制御することができる。図で示した実施形態において、偏光回転光学素子１６５４は、ｘキューブカラーコンバイナ１６３０と第１のＰＢＳ１６２４および第３のＰＢＳ１６４８との間に配置される。
【００８２】
図で示した実施形態の変形を用いることができることを十分に理解されたい。ＰＢＳは、たとえば、イメージャに光を反射して画像光を投影するのではなく、イメージャに光を透過して画像光を反射することができる。
【００８３】
図１６に示された投影システムには複数の利点がある。１つの利点は、複数層フィルムＰＢＳは、マックニール型偏光子とは異なり、広角デカルトビームスプリッタの形であってもよいという事実から生じる。したがって、複数層フィルムＰＢＳは、たとえば、２．５以下のｆナンバーの高速照射光学素子を利用することができるため、投影システムの全体効率を増大させることができる。別の利点は、複数層フィルムＰＢＳはそれぞれ、個別の色帯を最適化させることができるため、各色帯における画像光の偏光コントラストが高いという事実から生じる。結果として、後置偏光子がなくても投影システムは機能することができる。さらに、色帯ごとに個別の前置偏光子を用いるのではなく、すべての色帯に対応するために１つのみの前置偏光子を用いてもよい。この実施形態の別の利点は、複数層フィルムＰＢＳが角度配置に比較的左右されないため、投影システム１６００を整列させやすいことである。
【００８４】
さらに、個別の色帯に関してＰＢＳを最適化することができるため、暗い状態では漏洩がほとんどなく、画像のコントラストを増大させることができる。投影システム１６００に基づく波長（ｘ軸）の関数としてのコントラスト比（ｙ軸）を示すグラスが、図１７に示されている。図１７で与えられたデータを得るために、イメージャは、４分の１波長ミラーと交換された。４分の１波長ミラーは、４分の１波長板およびアルミニウムミラーの組み合わせである。ある方向における４分の１波長板の配向は、反射光の偏光回転がないため、反射光はＰＢＳを経て光源に戻るように指向される。４分の１波長板の再配向によって、反射光の偏光回転を生じるため、反射光の本質的にすべてが、ＰＢＳによって投影レンズに指向される。図から分かるように、投影画像のコントラストは高く、約４２５ｎｍ〜７００ｎｍの波長範囲ではどこも４００を下回ることはない。
【００８５】
投影エンジン１８００の別の実施形態が、図１８に示されている。この投影エンジンは、２台のイメージャの利用に基づいている。光照射光学素子は、投影エンジン１６００に関して上述したものと類似であるため、同一の参照符号が用いられる。
【００８６】
予備偏光および均質化が行われた光１６１２は、第１の発散低減レンズ１６１４を通過して第１のカラーセパレータ１８１０に入射する。カラーセパレータ１８１０は、誘電薄フィルムフィルタの形であってもよい。第１の色帯の光１８１８が、第１のＰＢＳ１８２０に指向される。光１８１８は、別のレンズ１８２２またはレンズシステムを通過してもよい。光１８１８は、第１のイメージャ１８２４に指向される。第１のイメージャ１８２４は、反射光１８２６に画像を載せる。画像光１８２６は、ＰＢＳ１８２０によってカラーコンバイナ１８２８に向けられる。
【００８７】
第２の色帯として第１の色帯から分離される光１８３０は、第２のＰＢＳ１８３２に指向される。第２のＰＢＳ１８３２は、光１８３０を第２のイメージャ１８３４に指向する。光１８３０は、発散を制御するために１つ以上のレンズ１８３１を通過してもよい。イメージャ１８３４は、反射光１８３６に画像を載せる。次に、画像光１８３６は、カラーコンバイナ１８２８で画像光１８２６と色結合される。第２の色帯の光１８３０は、たとえばモータ１８４０によって回転されるカラーホイールを通過させるなどのカラーモジュレータ１８３８によって、色変調されてもよい。カラーホイールは、少なくとも２つの異なる色副帯に関して透過フィルタ１８４２および１８４４を具備している。たとえば、代案として光１８３０は、第１および第２の色副帯において一時的に変調されてもよい。説明のための実例として、第１の色帯の光１８１８は青色であり、第２の色帯の光１８３０は緑色および赤色であってもよい。このような場合、カラーホイールは一般に、交互の緑色透過フィルタおよび赤色透過フィルタを有するため、常に、第２のＰＢＳ１８３２に達する色変調された光１８４６は、緑色または赤色のいずれかである。別の実施形態において、第１の色帯の光１８１８は赤色であり、第２の色帯の光１８３０は緑色および青色である。光１８３０を色変調するために、他のアプローチを用いてもよいことを十分に理解されたい。たとえば、カラーモジュレータ１８３８は、Ｇ・Ｄ・シャープ（Ｇ．Ｄ．Ｓｈａｒｐ）らによる「連続色投影のための高処理量のカラースイッチ（Ｈｉｇｈ  ｔｈｒｏｕｇｈｐｕｔ  Ｃｏｌｏｒ  Ｓｗｉｔｃｈ  ｆｏｒ  Ｓｅｑｕｅｎｔｉａｌ  Ｃｏｌｏｒ  Ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ）」、ＳＩＤ  ２０００  Ｄｉｇｅｓｔ，ｐａｐｅｒ  ９．４，２０００に記載されているような電気光学方法によるカラーモジュレータであってもよい。
【００８８】
正確なときに適切な画像を表示するために、コントローラ１８５０によってイメージャ１８２４および１８３４を作動させてもよい。カラーモジュレータ１８３８はまた、コントローラ１８５０によって制御されてもよいため、カラーモジュレータによって透過される光１８４６の色は、イメージャ１８３４によって表示されることになっている画像と同期される。
【００８９】
ＰＢＳ１８２０および１８３２は、たとえば図１１に関して上述した方法で非点収差補償を行うことができる。図１５に関して以下で説明するように、非点収差に対する他のアプローチも用いることができる。
【００９０】
３つのイメージャを有する投影システム１９００の別の実施形態が、図１９に概略的に示されている。投影システム１６００の素子と類似である投影システム１９００の素子には、同一の符号が付けられている。
【００９１】
この実施形態において、第１および第２のＰＢＳ１９２４および１９４２は、多層偏光フィルム１９５２の屈折率に近い屈折率のカバー１９５０を用いて形成される。これは、ＰＥＴ偏光フィルムなどのきわめて青い透明偏光フィルムを用いる必要がない色帯の光の場合には特に有用である。他方、青色光によって照射されるとき、ＰＥＴフィルムは他のタイプの多層フィルムより劣化が小さいことが分かっているため、ＰＥＴ多層フィルムは一般に、青色帯で用いられる。青色帯はまた、熱によって誘発される複屈折を生じることが多いため、青色帯において用いられるＰＢＳのカバーは低い光弾性係数であることが好ましい。したがって、ＰＥＴ多層フィルムを用いて熱による複屈折を低減するために、青色帯では比較的高い屈折率のガラス材料のカバーを用いることが一般的である。その結果、青色帯におけるＰＢＳ１９４８は依然として非点収差補償を具備することができる。
【００９２】
緑色帯および赤色帯はたとえばＰＥＮフィルムなどの高い光出力の多層フィルムを用いることができるため、これらの色帯では、屈折率の低いガラスカバーを用いて、ＰＢＳ１９２４および１９４２によって持ち込まれる非点収差を低減することができる。たとえばＰＢＳ１９２４および１９４２のカバーが屈折率ｎ＝１．６２のＳＦ１２ガラスから形成されるのであれば、多層フィルムがＰＥＮに基づくものであるときには、非点収差は小さく、約１７μｍである。したがって、色帯および赤色帯の光は、非点収差補償を行わないＰＢＳを用いることができる。青色帯に関するＰＢＳ１９４８は、たとえば、カバー用のＰＢＨ５５ガラスと、ＰＢＨ７１から作製されるガラススラブと、を用いてもよい。
【００９３】
イメージャと投影光学素子１６５２との間の光路長は、個別の光帯ごとにほぼ等しくなるように設定されることができる。たとえば、各イメージャとカラーコンバイナ１６３０との間の物理的な距離を個別に異なる値に設定することによって、または異なる厚さのガラスカバーを用いることによって、これを実現することができる。
【００９４】
１つのみのイメージャを用いるシステムにおいて非点収差を補償するための別のアプローチが、図１２に図示されている実施形態で示される。光源（図示せず）からの光１２０２は、ガスプリズム１２１０との間に挟まれるＭＲＰＢフィルム１２０８から形成されるＰＢＳ１２０６によってイメージャ１２０４に向かって反射される。イメージャ１２０４から反射される画像光１２１２は、ＰＢＳ１２０６を透過する。ＰＢＳ１２０６を通過するために、画像光１２１２には非点収差が生じる。
【００９５】
画像光１２１２は、比較的高い屈折率の２つのプリズム１２１８の間に挟まれる比較的低い屈折率のフィルム１２１６を有する非点収差補正キューブ１２１４を通過する。フィルム１２１６の平面は、ＰＢＳ１２０６におけるＭＲＰＢフィルム１２０８の回転軸１２２２に垂直である回転軸１２２０を中心にして回転される。ＰＢＳ１２０６または投影システムの他の構成部品において生じる非点収差を低減するか、または実質的に補正するように、フィルム１２１６の厚さおよび角度を選択することができる。
【００９６】
一実施形態において、ＰＢＳ１２０６のガラスプリズム１２１０と類似である２つのガラスプリズム１２１８の間に挟まれるＭＲＰＢフィルム１２０８と類似であるＭＲＰＢフィルム１２１６から、キューブ１２１４を形成することができる。そのような場合には、ＭＲＰＢフィルム１２１６は、画像光１２１２を透過するように向けられる。第２のＭＲＰＢフィルム１２１６を後置偏光子として用いることができることから、ＰＢＳ１２０６によって遮断された偏光状態の光の透過を低減することによって、コントラストを増大させる。
【００９７】
第１のＭＲＰＢフィルム１２０８の光学的要件、すなわち、一方の偏光状態では透過率が高く、他方の偏光状態では反射率が高いという要件は高いため、画像ビーム１２１２では十分なコントラストが得られる。このことは、ＭＲＰＢフィルムの作製された長さのうちの最適に機能する部分のみが第１のＭＲＰＢフィルム１２０８として用いるのに適していることを意味している。しかし、第２のＭＲＰＢフィルム１２１６はコントラストを生成する主要な手段ではなく、主に非点収差補償および清浄化のために用いられることから、第２のＭＲＰＢフィルム１２１６の光学的要件はより緩和される。透過光に関する消光比は、１００：１〜１０：１の範囲であってもよい。したがって、ＭＲＰＢフィルムの作製長さの最適に機能する部分以外から第２のＭＲＰＢフィルム１２１６を構成してもよいため、有用なＭＲＰＢフィルムの作製長さの比は増大することになる。
【００９８】
キューブ１２１４はまた、厚板のマックニール型ＰＢＳであってもよい。透過にのみ機能し、混合された偏光状態を含むマックニール型ＰＢＳによって反射された光は無視されることから、この実施形態ではマックニール型ＰＢＳを用いることが可能である。マックニール型ＰＢＳを用いる場合には、ＢＫ７ガラスから第２のキューブを構成してもよい。
【００９９】
カラーセパレータ／コンバイナがＰＢＳ１２０６とイメージャとの間に用いられる場合には、図１２に示された非点収差補正の実施形態はまた、マルチプルイメージャ型イメージャコアにおいて実現されてもよいことを十分に理解されたい。
【０１００】
非点収差補正の別の具体的な実施形態には、２台のイメージャに基づく投影エンジン１３００において非点収差を補正するための利点があり、図１３に概略的に示されている。この実施形態において、光源（図示せず）からの光１３０２ａおよび１３０２ｂが、個別のデカルトＰＢＳ１３０４ａ，１３０４ｂに入射される。反射型ダイクロイックフィルタを用いて光源から光を分離することによって、または２つの色帯を生成するための任意の他の適切な方法によって、異なる光ビーム１３０２ａおよび１３０２ｂを生成してもよい。ＰＢＳ１３０４ａおよび１３０４ｂは、個別のＭＲＰＢフィルム１３０６ａおよび１３０６ｂを用いて、特定の偏光状態の光を反射することができる。ＰＢＳ１３０４ａおよび１３０４ｂから反射される光１３０８ａおよび１３０８ｂは、個別のイメージャ１３１４および１３１８に指向される。第１のイメージャ１３１４によって反射される画像光１３１２ａは、ＰＢＳ１３０４ａを透過してダイクロイックコンバイナ１３１０に指向される。第２のイメージャ１３１８によって反射される画像光１３１２ｂは、ＰＢＳ１３０４ｂを透過してダイクロイックコンバイナ１３１０に指向される。第１の色帯の画像光１３１２ａはダイクロイックコンバイナ１３１０を透過するのに対し、第２の色帯の画像光１３１２ｂはダイクロイックコンバイナ１３１０によって反射され、第１の画像光１３１２ａと結合して、結合された画像光出力１３２０を生成する。
【０１０１】
ダイクロイックコンバイナ１３１０は、一般にガラスプリズムである２つのプリズム１３２２，１３２４から形成される。プリズム１３２２および１３２４は、第１の屈折率を有する材料から形成される。各プリズム１３２２および１３２４は、その基部に沿って、たとえば高屈折率ガラスなどの高屈折率材料の個別の板１３２６および１３２８を有する。ダイクロイックフィルム１３３０は、高屈折率材料の２枚の板１３２６および１３２８の間に配置される。
【０１０２】
高屈折率材料の板１３２６および１３２８は、たとえばＰＢＳ１３０４ａおよび１３０４ｂにおいて生じる非点収差などの非点収差を実質的に低減するような厚さを有するように選択される。板１３２６および１３２８は、図示されているように等しい厚さを有するように選択されてもよい。板１３２６および１３２８はまた、図１４に示されているように、一方の板が他方の板より厚くなるように選択されてもよい。このような後者の実施形態は、たとえば、一方の色帯が他方の色帯に比べて大きな非点収差補正を必要とすると判断される場合に有用であると考えられる。たとえば、短い方の波長範囲の色帯は、長い方の波長帯の光より小さい非点収差補正が必要であると判断される場合がある。第１の板１３２６ａは厚さｄ１であり、第２の板１３２８ａは厚さｄ２である場合には、第１の色帯の光１３１２ａは結合した厚さｄ１＋ｄ２の高屈折率材料を通過する。他方、第２の色帯の光１３１２ｂは、結合した厚さ２×ｄ２の高屈折率材料を通過する。したがって、ｄ１＞ｄ２である場合、第１の色帯の光１３１２ａは、第２の色帯の光１３１２ｂより大きな量の非点収差補正を受けることになる。
【０１０３】
また、非点収差低減のために高屈折率または低屈折率のスラブを光学システムに加えた上に、光学システムに楔形構成部品を挿入することによって、非点収差を低減することができる。楔形非点収差補正素子の具体的な一実施形態が図１５に描かれている。図１５は、間にＭＲＰＢフィルム１５０６を挟んだ２つのガラスプリズム１５０２および１５０４から形成されるＰＢＳ１５００を示している。光源（図示せず）からの光１５０８は、ＭＲＰＢフィルム１５０６によって少なくとも１台のイメージャ１５１０に向かって反射される。２台以上のイメージャ１５１０が用いられる場合には、ＰＢＳ１５００とマルチプルイメージャとの間に、カラープリズム１５１２を配置することができる。
【０１０４】
楔形板１５１４が、ＭＲＰＢフィルム１５０６とプリズム１５０２および１５０４のうちの一方の間に配置される。楔形板１５１４は、任意の適切な透明材料から形成されてもよい。たとえば、楔形板１５１４は、ガラスまたはポリマーから形成されてもよい。具体的な一実施形態において、楔形板１５１４は、ＭＲＰＢフィルム１５０６をプリズム１５０４に接着するノーランド６１（Ｎｏｒｌａｎｄ  ６１）などの光学接着剤から形成される。
【０１０５】
さらなる実例として、実施形態が示されている。光線追跡プログラム「ゼマックス（ＺＥＭＡＸ）」を用いて算出すると、厚さ２２５μｍのＳＦ５７ガラスおよびＭＲＰＢフィルム／接着層から形成されるガラスプリズム１５０２および１５０４の場合には、楔角αは、非点収差補正のために０．１５°〜０．２５°が必要とされる。高さｈのプリズムの場合には、楔１５１４の重い方の楔の重さｗは、以下の式によって与えられる。
【数２】
0004444650.tif 000005
ｈ＝３５ｍｍである場合には、厚さｗは１２９μｍであると算出されるため、ＰＢＳの中心における光路長の変化は６５μｍに等しい。楔は、プリズム１５０４の一方の側に１２９μｍのスペーサを配置し、脚気として生じる楔形の空間を光学接着剤によって満たすことによって、光学接着剤から構成してもよい。次に、紫外光を用いて、光学接着剤を硬化させてもよい。
【０１０６】
スペーサは、楔の広い側のみに沿って配置されるガラスまたはプラスチックの球であってもよい。あるいは、スペーサは、ＭＲＰＢフィルム１５０６に型押しされた構造物またはＰＢＳプリズム１５０４に接着された構造物であってもよい。製作公差が適当に高いのであれば、スペーサは全くなくてもよい。製作中に、プリズムのうちの一方を他方に対して傾斜させることによって、接着剤で満たされるように機械が楔用のギャップを自動的に作製してもよい。他方のプリズム１５０２の形状は、画像の経路においてＰＢＳ１５００の非平行関係を補正するように調整されてもよい。
【０１０７】
非点収差を補正するために楔形素子１５１４を用いる利点の１つは、高屈折率板の追加によって２．８ｍｍを超える光路を増大させる場合に、ＰＢＳの層厚がたとえば図１１に示された実施形態より小さくてもよいことである。楔角が小さいために、楔１５１４は、ＭＲＰＢフィルム１５０６をプリズム１５０２および１５０４に接着するために用いられる接着剤から簡単に形成されてもよい。楔形ＰＢＳアセンブリでは、スラブなどの余分な光学構成部品を必要としない。たとえば、ダイクロイックセパレータ／コンバイナまたはＸキューブコンバイナなどの他の構成部品に楔形非点収差補償素子を導入することができることを十分に理解されたい。
【０１０８】
図１５に示されているような単独イメージャ投影系はまた、異なるタイプの非点収差低減用ＰＢＳを用いることもできることを十分に理解されたい。たとえばＰＢＳ１５００は、図１１に示されたＰＢＳ１１００などのＰＢＳによって交換されてもよい。同様に、たとえば図１６および図１８に概略的に示されたマルチイメージャ投影システムなどのマルチイメージャ投影システムにおいて、非点収差低減用ＰＢＳ１５００を用いてもよい。
【０１０９】
上述したように、本発明は、表示装置に適用可能であり、たとえば、ポリマー多層反射偏光ビームスプリッタフィルムを用いる偏光ビームスプリッタによって持ち込まれる非点収差を低減する場合に特に有用であると考えられている。ポリマー多層反射偏光ビームスプリッタフィルムの一般的なタイプは、屈折率整合多層フィルムである。本発明はまた、投影システムの他の構成部品で生じる非点収差を低減するために用いられることができる。さらに、本発明は、広範囲のｆナンバーの投影システムに適用可能であるが、低いｆナンバーの投影システムに特に有用であると考えられている。
【０１１０】
本発明は、上述の特定の実施例に限定されると考えるべきではなく、むしろ添付の特許請求の範囲に適正に記載されているように、本発明のすべての態様を網羅するものと理解すべきである。本発明が適用可能であると考えられるさまざまな修正物、等価なプロセスのほかさまざまな構造物は、本願明細書を検討すれば、本発明が関連する当業者には容易に理解されるであろう。特許請求の範囲は、そのような修正および装置を網羅するものとする。
【図面の簡単な説明】
【０１１１】
【図１】単独の反射イメージャに基づく投影ユニットの実施形態を概略的に示している。
【図２】複数の反射イメージャに基づく投影ユニットの別の実施形態を概略的に示している。
【図３Ａ】偏光ビームスプリッタに対するカラープリズムの異なる配向を示している。
【図３Ｂ】偏光ビームスプリッタに対するカラープリズムの異なる配向を示している。
【図４】本発明による投影システムの実施形態を概略的に示している。
【図５】本発明による投影システムの別の実施形態を概略的に示している。
【図６】本発明によるカラープリズムの実施形態を概略的に示している。
【図７】本発明によるカラープリズムの別の実施形態を概略的に示している。
【図８】本発明によるカラープリズムの別の実施形態を概略的に示している。
【図９】本発明によるｘキューブカラーコンバイナを有する投影エンジンの実施形態を概略的に示している。
【図１０Ａ】本発明の実施形態による偏光ビームスプリッタに対するｘキューブカラーコンバイナの異なる配向を示している。
【図１０Ｂ】本発明の実施形態による偏光ビームスプリッタに対するｘキューブカラーコンバイナの異なる配向を示している。
【図１１】本発明による偏光ビームスプリッタの実施形態を概略的に示している。
【図１２】本発明による投影エンジンの別の実施形態を概略的に示している。
【図１３】本発明による２台のイメージャ投影エンジンの実施形態を概略的に示している。
【図１４】本発明の別の実施形態による偏光ビームスプリッタ別の実施形態を概略的に示している。
【図１５】本発明による楔型素子を組み込んだ偏光ビームスプリッタの実施形態を概略的に示している。
【図１６】本発明の実施形態による少なくとも１つの非点収差を低減する偏光ビームスプリッタを用いる投影システムを概略的に示している。
【図１７】本発明の実施形態において用いられる多層薄フィルム偏光子に関する波長に対してプロットしたコントラストのグラフを示している。
【図１８】本発明の実施形態による非点収差を低減する偏光ビームスプリッタを用いる２台のイメージャ投影システムを概略的に示している。
【図１９】本発明の実施形態による非点収差を低減する偏光ビームスプリッタを用いる別の投影システムを概略的に示している。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１】
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【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１８】
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【図１９】
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