"対物面を画像面に結像する、熱により引き起こされる応力複屈折への低減された感受性を有する結像レンズを設計する方法であって、前記結像レンズは前記対物面と前記画像面との間に位置する開口絞りと、前記開口絞りの対物面側に位置する第1レンズ要素群と、前記開口絞りの画像面側に位置する第2レンズ要素群とを有し、前記方法は:前記レンズの幾何学的特性を記述する1組のレンズ設計属性を定義するステップと;1組のレンズ性能基準を定義するステップであり、該レンズ性能基準には1つ以上の画像品質性能基準と熱により引き起こされる応力複屈折の基準とを含む、ステップと;熱応力複屈折メトリックにより特徴付けられるように、熱により引き起こされる応力複屈折への僅かな感受性を有する第1の候補ガラスの組を定義するステップと;前記熱応力複屈折メトリックにより特徴付けられるように、熱により引き起こされる応力複屈折に対して僅かな感受性よりも大きいが、最大でも中程度の感受性を有する、第2の候補ガラスの組を定義するステップと;前記第1の候補ガラスの組から、前記開口絞りのすぐ近くに位置する、前記第1及び第2のレンズ要素群内のレンズ要素のガラスを選択するステップと;前記第1又は第2の候補ガラスの組から、前記開口絞りのすぐ近くに位置しない、前記第1及び第2のレンズ要素群内のレンズ要素のガラスを選択するステップと;コンピュータプロセッサを用いて、前記定義されたレンズ性能基準を満たしながら前記レンズ設計属性を達成する結像レンズの設計を決定するステップであって、前記レンズ設計は、前記第1及び第2のレンズ要素群内のレンズ要素の、厚さ、間隔、形状、及びガラスを特定する、ステップと、を含む方法。前記熱応力複屈折メトリックは、ガラスの熱膨張係数、ガラスの応力光学係数、及び、ガラスの光吸収係数に関連するファクタを含む、請求項1の方法。前記熱応力複屈折メトリックは、ガラスの弾性係数、ガラスの熱伝導性、ガラスのポアソン比、ガラス内の光学パワー密度、ガラス要素の厚さ、又は、ガラス要素の開口サイズに関する、追加的なファクタを更に含む、請求項2の方法。前記熱応力複屈折メトリックは、以下の式で与えられ:ここで、ρは熱膨張係数であり、κは応力光学係数であり、αは光吸収係数である、請求項2の方法。前記熱応力複屈折メトリックは、以下によって与えられ:ここで、ρは熱膨張係数であり、κは応力光学係数であり、αは光吸収係数であり、Eは弾性係数であり、Kは熱伝導率であり、μはポアソン比である、請求項2記載の方法。前記第1の候補ガラスの組は、M1≦0.1x10-6W-1の条件を満たし、前記第2の候補ガラスの組は、0.1x10-6W-1≦M1≦1.60x10-6W-1の条件を満たす、請求項5記載の方法。前記幾何学的特性を記述する前記レンズ設計属性は、レンズの焦点距離、F/、レンズの倍率、又は、レンズの動作距離を含む、請求項1の方法。前記画像品質性能基準は、変調伝達関数、又は、点広がり関数を含む、請求項1記載の方法。前記熱により引き起こされる応力複屈折の前記性能基準は、合計の熱応力複屈折メトリックに基づいており、その合計の熱応力複屈折メトリックは、結像レンズ内のレンズ要素のそれぞれに対して決定される強度重み付けされた熱応力複屈折メトリックを組み合わせる、請求項1の方法。前記強度重み付けされた熱応力複屈折メトリックは以下の式で与えられ:ここで、I0はガラス内の光学パワー密度であり、Lはレンズ要素の厚さであり、ρは熱膨張係数であり、κは応力光学係数であり、αは光吸収係数であり、Eは弾性係数であり、Kは熱伝導率であり、μはポアソン比である、請求項9記載の方法。前記レンズ要素のガラスを選択ステップは:名目上レンズ設計を特定するステップであって、その名目上レンズ設計は、レンズ設計属性を達成するが、前記第1及び第2の候補ガラスの組の中にないガラスを用いたレンズ要素を含む、ステップと;前記第1及び第2の候補ガラスの組からガラスを識別するステップであって、そのガラスは、前記第1及び第2の候補ガラスの組の中にないガラスの反射率と分散特性とにもっとも厳密に一致する、ステップと;前記第1及び第2の候補ガラスの組の中にないガラスを、前記識別したガラスに置き換えるステップと、を含む請求項1記載の方法。コンピュータプロセッサを用いて、結像レンズのレンズ設計を決定するステップには、前記定義された性能基準が満たされるまで、選択されたレンズを繰り返し調整して前記レンズ設計を最適化するステップを含む、請求項1記載の方法。最大光学パワー密度を有するレンズ要素のガラスが、第1の候補ガラスの組から選択される、請求項1記載の方法。最も薄いレンズ要素のガラスが、第2の候補ガラスの組から選択される、請求項1記載の方法。コンピュータプロセッサを用いて、結像レンズのレンズ設計を決定するステップには、前記レンズ要素の1つ以上に対して、非球面プロフィール、又は、回折光学表面プロフィールを決定するステップを含む、請求項1記載の方法。前記レンズ設計は、偏光補償を含む、請求項1記載の方法。前記レンズ設計は、多層の誘電体コーティングを有するミラーを含み、そのミラーは、異なる波長帯に対して経路長を別個に変化させ、それによって、色収差を低減する、請求項1記載の方法。前記結像レンズは、偏光を結像するために使用される、請求項1記載の方法。前記結像レンズは、デジタル投影システムのリレーレンズ、又は、投影レンズである、請求項1記載の方法。熱により引き起こされる応力複屈折への低減された感受性を有するレンズシステムを設計する方法であって、前記方法は:レンズの幾何学的特性を記述する、1組のレンズ設計属性を定義するステップと;1組のレンズ性能基準を定義するステップであり、該レンズ性能基準には1つ以上の画像品質性能基準と熱により引き起こされる応力複屈折の基準とを含む、ステップと;熱応力複屈折メトリックにより定義されるように、熱により引き起こされる応力複屈折への僅かな感受性を有する第1の候補ガラスの組を定義するステップと;前記熱応力複屈折メトリックにより定義されるように、熱により引き起こされる応力複屈折に対して僅かな感受性よりも大きいが、最大でも中程度の感受性を有する、第2の候補ガラスの組を定義するステップと;開口絞りに関してレンズ要素の配置を定義するステップであり、そのレンズ要素は、少なくとも1つのレンズ要素群の中に配置される、ステップと;前記第1の候補ガラスの組から、通過光から最大光学パワー密度を受ける少なくとも1つのレンズ要素群の中のレンズ要素のガラス、又は、前記開口絞りに近接して位置するレンズ要素のガラスを選択するステップと;前記第1又は第2の候補ガラスの組から、少なくとも1つのレンズ要素群内のレンズ要素のガラスを選択するステップと;コンピュータプロセッサを用いて、前記定義されたレンズ性能基準を満たしながら前記レンズ設計属性を達成するレンズシステムのレンズ設計を決定するステップであって、前記レンズ設計は、少なくとも1つのレンズ要素群内のレンズ要素の、厚さ、間隔、形状、及びガラスを特定する、ステップと、を含む方法。前記熱応力複屈折メトリックは、ガラスの熱膨張係数、ガラスの応力光学係数、及び、ガラスの光吸収係数に関するファクタを含む、請求項18記載の方法。前記熱応力複屈折メトリックは、ガラスの弾性係数、ガラスの熱伝導率、ガラスのポアソン比、ガラス内の光学パワー密度、レンズ要素の厚さ、又は、レンズ要素の開口サイズに関する、少なくとも1つの追加的なファクタを更に含む、請求項18記載の方法。前記熱応力複屈折メトリックは、以下の式で与えられ:ここで、ρは熱膨張係数であり、κは応力光学係数であり、αは光吸収係数であり、Eは弾性係数であり、Kは熱伝導率であり、μはポアソン比である、請求項18記載の方法。少なくとも幾つかのレンズ設計属性とレンズ性能基準とは、レンズ設計メリット関数内で表され、前記レンズ設計メリット関数は前記コンピュータプロセッサによるレンズ設計最適化プロセス中に使用される、請求項18記載の方法。熱機械的モデリングが、前記透過光の部分の吸収により1つ以上のレンズ要素に与えられる熱負荷を評価するために使用され、その熱機械的モデリングは、必要に応じて、レンズシステム冷却を含む、熱伝導、伝達、及び、放熱の影響を表す、請求項18記載の方法。前記熱機械的モデリングは、1つ以上のレンズ要素内に熱的に引き起こされる前記熱応力複屈折のレベルを予測する、請求項23記載の方法。ガラスの選択は、前記レンズ要素の熱機械的モデリングの結果に少なくとも部分的に基づく、請求項23記載の方法。前記レンズシステムは、Fシータレンズ、又は、複数のレンズ群を有するズームレンズである、請求項18記載の方法。レンズシステムは、開口絞りの一方の側に位置する第1レンズ要素群と、前記開口絞りの他方の側に位置する第2レンズ要素群とを含む、請求項18記載の方法。熱的に引き起こされる応力複屈折に関してより制限的でないガラスが、前記レンズシステムの少なくとも1つのレンズ要素に対して、前記レンズ要素の厚さに基づいて選択される、請求項18記載の方法。対物面を画像面に結像する、複数のレンズ要素を有する結像レンズを設計する方法であって、前記結像レンズは、熱により引き起こされる応力複屈折への低減された感受性を有し、前記方法は:レンズの幾何学的特性を記述する、1組のレンズ設計属性を定義するステップと;メリット関数を定義するステップであって、そのメリット関数は、1つ以上の画像品質性能の項と熱により引き起こされる応力複屈折の性能の項とを含む、ステップと;熱応力複屈折メトリックにより定義されるように、熱により引き起こされる応力複屈折への僅かな感受性を有する第1の候補ガラスの組を定義するステップと;前記熱応力複屈折メトリックにより定義されるように、熱により引き起こされる応力複屈折に対して僅かな感受性よりも大きいが、最大でも中程度の感受性を有する、第2の候補ガラスの組を定義するステップと;コンピュータプロセッサを用いて、前記メリット関数に応じて最適化プロセスを適用することにより、前記特定されたレンズ設計属性を達成する結像レンズのレンズ設計を決定するステップと、を含む方法であり、前記レンズ設計は、レンズ要素の、厚さ、間隔、形状、及びガラスを特定し、前記レンズ要素のガラスは、第1及び第2の候補ガラスの組から選択され、前記レンズ要素のうち少なくとも1つのガラスは、第1の候補ガラスの組から選択される、方法。本発明の課題は、上記の問題点を解決することである。本発明は、熱に起因する応力複屈折の感受性を低減した結像レンズを設計する方法を示し、対物面を画像面に結像し、前記結像レンズは前記対物面と前記画像面との間に位置する開口絞りと、前記開口絞りの対物面側に位置する第1レンズ要素群と、前記開口絞りの画像面側に位置する第2レンズ要素群とを有し、前記方法は:前記レンズの幾何学的特性を記述する1組のレンズ設計属性を定義するステップと;1組のレンズ性能基準を定義するステップであり、該レンズ性能基準には1つ以上の画像品質性能基準と熱により引き起こされる応力複屈折の基準とを含む、ステップと;熱応力複屈折メトリックにより特徴付けられるように、熱により引き起こされる応力複屈折への僅かな感受性を有する第1の候補ガラスの組を定義するステップと;前記熱応力複屈折メトリックにより特徴付けられるように、熱により引き起こされる応力複屈折に対して僅かな感受性よりも大きいが、最大でも中程度の感受性を有する、第2の候補ガラスの組を定義するステップと;前記第1の候補ガラスの組から、前記開口絞りのすぐ近くに位置する、前記第1及び第2のレンズ要素群内のレンズ要素のガラスを選択するステップと;前記第1又は第2の候補ガラスの組から、前記開口絞りのすぐ近くに位置しない、前記第1及び第2のレンズ要素群内のレンズ要素のガラスを選択するステップと;コンピュータプロセッサを用いて、前記定義されたレンズ要素基準を満たしながら前記レンズ設計属性を達成する結像レンズの設計を決定するステップであって、前記レンズ設計は、前記第1及び第2のレンズ要素群内のレンズ要素の、厚さ、間隔、形状、及びガラスを特定する、ステップと、を含む。結像レンズが偏光を用いて画像を生成するよう使用されるとき、その画像レンズの性能は、その画像光の吸収から生じる熱の変化に重大な影響を受けないという利点を有する。さらに、そうした結像レンズは、応力複屈折に起因する偏光解消による左目と右目の画像間の好ましくないクロストークを生じることなく、立体視投影システムに使用できるという利点を有する。低減した複屈折の感度が、受容可能な画像品質レベルを同時に達成しつつ、達成されるという追加的な利点も有する。本説明は詳しくは、本発明に従った装置の部分を形成する要素に向けられるか、又は、その装置とより直接的に協力する要素に向けられる。理解されるべきは、具体的に示されない又は説明されない要素は、当業者に周知の各種の形態をとってもよいことである。本発明は、本明細書で説明される実施形態の組合せを含む。或る特定の実施形態及び類似への言及は、本発明の少なくとも一つの実施形態にある特徴へ言及する。一実施形態又は特定の実施形態群又は類似のものについての別々の参照は、必ずしも同じ実施形態又は実施形態群に言及するものではない。しかし、そのように示唆されているか、又は、当業者に特に明らかである場合でなければ、そうした実施形態群は相互に排他的ではない。方法又は方法群及び類似のものに言及する際の、単数形又は複数形の使用は、限定的ではない。留意すべき点として、特に断りの無い限り、又は、文脈上必要とされる場合を除き、又はの語は、本明細書中では非排他的な意味で用いられる。本発明をより良く理解するため、全体の文脈を、本発明の装置と方法が動作可能である範囲内で説明することは有益である。図2の概略図は、プロジェクタ102の基本構成を示しており、そのプロジェクタは本発明の多数の実施形態で使用される。3つの照明アセンブリ110r、110g、及び、110bが示され、各々は、主要色の赤色、緑色、又は、青色RGBの1つを各光源アセンブリ115から供給する。その光源アセンブリ115は、1つ以上の光源を有し、詳しくはレーザ光源デバイスであるそのレーザ光源デバイスは図2には示されないが、図3Aと3Bに代表的な方法で示される。図3Aは、複数のレーザアレイ120と120 ́からの光を組み合わせ、レーザ結合アセンブリ125を形成する、或る手法を示し、そのレーザ結合アセンブリは、光源アセンブリ115の一部分である図2。数ワット又はより多くの出力の、高パワー半導体又はソリッドステートのレーザアレイが、長年の間、赤色及び赤外線IRで容易に利用可能だった。これらのレーザは、一般的に、マルチモードレーザエミッタ122による単一モードの単一列を含む。しかし、高パワーで小型の緑色及び青色のレーザアレイだけが今になって利用可能になってきている。今までは、Necselの前述のレーザは、IRポンプ、周波数2倍、VECSEL垂直拡張型空洞表面発光レーザのタイプのレーザであり、特別な期待を示してきた。重要なコンポーネントの加熱とパッケージの問題のため、現在利用可能なプレ商品化デバイスは、制約的な構造を有し、2つの平行な列のレーザエミッタ122を供給する列ごとに24エミッタ。その構成レーザアレイからの出力光ビームを近接して配置することは光学的には有利であるが、レーザアレイ120を相互に機械的に分離し、熱のクロストークと集中した熱負荷を低減することも望ましい。また、光源アセンブリ115図2を、電子デリバリとコネクション、関連する加熱と同じく、熱に敏感な光学投影システムから分離し、投影エンジンの光学性能を許容することは望ましい。図3Aでは、1つ以上の分散型ミラー160が使用され、追加のレーザアレイ120 ́の光軸をレーザアレイ120と一致して位置づけ、多数の光ビーム140を供給し、各々は複数の個別の光ビーム140 ́を含み、関連するアパーチャ130を有する照明レンズ150へ一緒に方向付けられ、その照明レンズは照明アセンブリ110r、110g、及び、110b図2それぞれのコンポーネントである。次に、図3Bは、他の実施形態による例示的な照明アセンブリ110の一部を表す。その照明アセンブリ110は、2つのレーザ結合アセンブリ125を含む、所定の色の光源アセンブリ115を有する。そうした構成を用いて、パワー出力は増大され、より高いスクリーンルーメン条件を有する大規模スクリーンをサポートすることができる。この例では、2つのレーザ結合アセンブリ125の各々は、各側面でウインドウカット及び反射カットされた完全な内部反射によって作用するプリズム127を利用し、レーザアレイ120内のレーザエミッタ122からの光ビーム140の向きを共通の光路の下手へ変える。2つのレーザ結合アセンブリ125からの出力光は、照明ビーム結合器135によって共通光路の下手へ方向付けられ、照明レンズ150や光インテグレータ155で表されるような他の照明光学系へ方向付けられる。照明ビーム結合器135は、スペクトル的にそのケースでは、レーザ組合せアセンブリ125のレーザアレイ120は、中心波長の反対側にクラスタ化される、空間的に、又は偏光による方法を含む様々な手法で光ビーム140を組み合わせることができる。或るパスは選択的な2分の1波長板137を有することができる。図2と3Bとを組み合わせて考えると、各照明アセンブリ110r、110g、及び、110bは、一般的には1つ以上の、透過する光ビームを形成し方向付ける照明レンズ150、光インテグレータ155、及び、更なる照明レンズ150、ミラー160を含み、それらは一緒に、照明光を光軸145に沿って関連する空間光変調器170に方向づける。例えば、光源アセンブリ115から入ってくる光は、照明レンズ150を用いて、光インテグレータ155に方向付けられる。結果的に生じる均一光は、光インテグレータ155の出力アパーチャを満たす。次に、その出力アパーチャは、光軸面の或る領域に再画像化され、そこに空間光変調器170が配置される。照明レンズ150と光インテグレータ155は、石英ガラスを用いて形成され、その結果、これらの要素の中に誘発される応力複屈折から発生するおそれのある如何なる偏光劣化効果をも低減する。空間光変調器170は、微小電気機械システムMEMSデバイスであってもよく、例えば、DLPや他のタイプの反射型MEMSデバイスであり、反射又は回折により変調する如何なるタイプのMEMS変調器をも含む。空間光変調器170はまた、LCDタイプのデバイス、又は、他の技術のデバイスであってもよい。DLPタイプのデバイスの例では、変調は、表示面に向けられるOn状態又は画像光、及び、ビームダンプ不図示に向けられるOff状態光を供給する。プロジェクタ102が偏光光源の方向を切替え、立体画像投影3Dをドライブする場合は、偏光状態中立の変調器デバイスが望ましい。詳しくは、空間光変調器170が好ましく、ピクセルの偏光状態を変調することにより、各ピクセルで光を変調せず、そうして、如何なるピクセルの入射光の偏光状態への如何なる変化も気づかず小さくなる。このことは、空間光変調器170が、入射光の偏光状態にかかわらず、好ましくは入射光をピクセルベースで等しく変調することを意味する。それ故、観客は、偏光感度グラスを着用し、そうして立体視又は3D画像を観察するものと思われる。また理解されるべき点として、プロジェクタ102は2次元として認識される従来の画像を供給することができる。プロジェクタに外部的に付加した偏光スイッチングアクセサリにより3Dイメージを供給するプロジェクタと異なり、このプロジェクタ102では、照明アセンブリ110からの照明光は偏光されることを目的としている。詳しくは、光源は構成されて、一般的な偏光状態、即ち、この分野の用語でs-偏光やp-偏光として知られる偏光状態を供給する。照明アセンブリ110は様々な光学系を含むことができ、波長板や偏光子不図示を含み、光源の本来の偏光状態を調整し、保持し、又は、強調する。また、照明アセンブリ110は偏光スイッチ139を含むことができ、その偏光スイッチは電気光学的に又は電気機械的に動作され、その結果、光照明空間光変調器170の偏光状態を、s-偏光、p-偏光、又は、3D投影に有用な他の偏光状態例えば左又は右回転に変化させる。その結果、好ましくは、照明レンズ150や光源インテグレータ155を含む各種の照明コンポーネントは、偏光が保持される。照明アセンブリ110r、110g、及び、110bの各々の内部の光路は、同じ基本パターンをたどるが、或る色チャンネルからの光源レーザ特性と他の色チャンネルとの違いを調整するための相違が存在する。各照明アセンブリ110はそれ自身の偏光スイッチ139を有することができ、その偏光スイッチは互いに同期して動作されてもよく、又は、共通の偏光スイッチ139が複数の色チャンネルに使用されてもよい。図2に示されるように、照明光は、1つ以上のミラー160の再方向付けにより、空間光変調器170上に方向付けられる。変調された画像光は、空間光変調器170のアドレスされたピクセルにより、透過光に伝えられる画像データを有し、共通の光学路を横断するよう組み合わされ、その光学路は結像レンズ200を通って投影スクリーンのような表示面190の上へ通過する。例示の実施形態では、2色性コンバイナー結合器165は第1コンバイナー166と第2コンバイナー167とを含み、各コンバイナーは2色性要素であり、適切な薄いフィルムのコーティングを有し、光の波長に応じて光を選択的に透過、又は、反射する。このプロジェクタ102は、光学偏光状態の内部変調を用いて、3D画像コンテンツを供給するように設計されるので、2色性コンバイナー165と結像レンズ200も偏光中立であるべきであり、そうして、これらの要素によっては、効率の違い、偏光コントラスト、又は、画像品質は、わずかしか又は全く生じない。同様に、表示面190は好ましくは偏光保存スクリーンである。ミラー160は光学システムのプレーン内にある必要はないことに留意すべきである。それ故、緑色チャンネルの光路内のミラー160は、プレーンの外にあって、投影レンズ270へ通過する光を遮らず、その他の点は図2に示唆されるだろう。追加的に、2色性コンバイナー165が1組の傾いたガラス板として示されるが、他の例示的構成が用いられてもよく、それにはXプリズム65図1B、Vプリズム、又は、フィリップス又はPlumbiconタイプのプリズム図1Aが含まれる。他の実施形態では、ミラー160は、例えば、しばしばフィリップスプリズムやDLPデバイスと共に組み合わせて使用され、広く使用されるTIRトータルインターナルリフレクションプリズムのようなプリズムの形態で供給される。図2では、結像レンズ200は多要素アセンブリとして表され、複数のレンズ要素205を含み、対物面の空間光変調器170r、170g、及び、170bを、高倍率一般的には100x-400xで画面表示面190上に直接に結像する。図4は、結像レンズ200の設計について説明し、その実施形態では、結像レンズ200は2つの部分、即ち、リレーレンズ250と投影レンズ270とを含み、それぞれ、多数のレンズ要素205を含み、そのレンズ要素は有限共役で動作し、レンズハウジング240内にアセンブリされる。例えば、リレーレンズ250は設計され、空間光変調器170の対物面からF/6光を集光し結像し、その結果、実空間中間画像260を対応する画面に形成する。次に、この中間画像260は投影レンズ270の対物面であり、その投影レンズは離れた画面表示面190に中間画像の拡大画像を供給し、その画面は許容範囲内の焦点深度では名目上の画面である。即ち、空間光変調器170は中間画像260に対して画像共役であり、また、その中間画像は表示面190に対して画像共役である。リレーレンズ250は好ましくは、150-200mm又はそれ以上の、長い作動距離を供給し、空間光変調器170の近くで、2色性コンバイナー165とミラー160図2の間隔を与える。例示的なリレーレンズ250は、1x又はそれよりやや大きい横倍率で、空間光変調器170を結像し、実中間画像260を供給し、そのサイズは35mm映画フィルムのフレームの画像領域に相当する。その結果、投影レンズ270は、潜在的には、35mmフィルム画像を投影するように設計される従来の投影レンズであってよく、例えば、ドイツのバードクロイツナッハのSchneiderKreuznachによって現在製造される投影レンズである。図4に表される結像レンズ200は図2のものより複雑に見えるが、実際は、図4のリレーレンズ250と投影レンズ270とは設計、製造がより簡易であり、低コストであり、従って、同等な統一された結像レンズ200が現在業務用のDLPシネマプロジェクタの中にみられる。一つには、高倍率で作動するときよりも、1x近くの倍率で作動する間に長い作動距離を供給する方が簡易であるからである。追加的に、この手法は、中間画像260で又はその近くで、移動ディフューザのような脱スペックル器デスペックラー180の挿入に便利な場所を与えて、レーザの脱スペックルを可能にする。このシステムでは、脱スペックル器180は好ましくは、小型レンズアレイであって、まばらに配置される小型レンズを含み、その小型レンズは1つ以上の結像ピクセルのサイズを有する。脱スペックル器180を動作させると、投影レンズ270は好ましくはリレーレンズ250よりも明るいレンズ~F/3である。こうした背景から、実験用のレーザベースのプロジェクタ102が発明者によってアセンブリされテストされ、そのプロジェクタは、図2、3A,及び、3Bに表された一般的な構成を有するが、リレーレンズ250、中間画像260、及び、投影レンズ270を備えた図4の結像レンズ200を利用する。動作中、或るプロトタイプ版のシステムは、偏光コントラストの消失を示した。そうして、プロジェクタが低輝度出力例えば3000ルーメンで動作するときは、青色チャンネルの偏光コントラストが~400:1又はそれ以上になるが、プロジェクタが脱スペックル器180が無い場合で~6000ルーメン以上のレベルで動作するときは、~100:1に低下し、脱スペックル器180が動作する場合で~150:1に低下する。詳しくは、青色光がより高い吸収レベルを有するので、偏光の変化又は消失は、青色イメージに対して最も明らかだった。偏光の変化は、偏光識別グラスを着用した観察者に認識される、投影される立体視画像のクロストーク又はゴーストを発生した。このクロストークは、RealDにより提案されるゴースト補正デジタルポストプロセッシング法を用いて改善することができるが、本発明は、好ましいソリューションを与え、内部レンズ設計補正が使用され、そうした補正の必要性を除去する。詳しくは、偏光コントラストは光レベルによって低下するので、このことは、問題は熱的に引き起こされる応力複屈折に起因するという知見と一致する。明らかになるように、或るソリューションを提供し、そのソリューションは、リレーレンズ250と投影レンズ270の設計において、光学的ガラスを選択的に使用することを含む。これらのレンズは両方とも、図4の実施形態で示されるように、一般的にはダブルガウスタイプのレンズである。基本的なダブルガウスレンズは、1800年代にさかのぼり、CFGaussによって、その後AlvanClarkがその原型を発展した。始めに、CFGaussは、フラウンフォーファー望遠鏡の対物を、その単一の凹凸レンズ設計にメニスカスレンズを付加することにより、改良した。その後、AlvanClarkは、これらの2つのレンズをとって、背中合わせに配して、ダブルガウス設計を得た。PaulRudolphは、米国特許583,336特許文献13で説明されるように、これをさらに改良し、接合ダブレットを使用して、色収差を補正した。ダブルガウスレンズは、背中合わせになった2つのガウスレンズからなり、開口絞り付近に位置する2群のレンズ要素208を形成し、Rudolphにより実証されるように、2群のレンズ要素は同一であっても良い。図5Aは、従来技術のダブルガウスタイプの結像レンズ200を表し、離れた画面不図示への光学軸145に沿って対物面195を結像する。一般的な基本形態では、それは、1組の内部の負レンズ要素206bと、外部対の正レンズ要素206aとからなり、その負レンズ要素は、開口絞り230の近くに位置するフリントタイプのガラスであり、その正レンズ要素は、クラウンタイプのグラスからなる。この例では、開口絞り230の一方の側と他方の側のレンズ要素設計ガウスレンズアセンブリは同一ではない。図5Bでは、グラスチャート210によって、クラウンとフリントのガラスの有意性が示され、それはアッベダイアグラムであって、SchottGlassIncによって公表された広く認識されたガラスチャートデータをプロットしている。クラウンガラス215は低い分散を有し高いアッベ数vd50で示される、一般的には低い屈折率ndを有するが、フリントガラス217は比較的高い分散を有し低いアッベ数vd50、一般的にはより高い屈折率を有する。低フリント又は低クラウンは、中間的な分散特性を有し、中間的なアッベ数vd~50の近くで見られる。また、図5Aでは、レンズ要素は、クラウンガラス215を用いて製造されるクラウンレンズ要素220、又は、フリントガラス217から製造されるフリントレンズ要素222の何れか一方として特定される。ダブルガウス設計手法と、光学パワーを多数の要素にスプリットすることとの一般的な調和は、レンズシステムによって付与される光学収差を低減する。それは、今日使用される多数のカメラレンズの基礎を形成し、詳しくは、35mm及び他の小型カメラの大口径の標準レンズである。完全に対称な設計は、コマ、ひずみ、及びTCA横色収差又はラテラルカラーを有しない。多数の設計の変形例が存在し、付加された追加レンズ要素を備え、又は、開口絞り230に関する非対称設計を備え、対称性は他の目的を達成するために犠牲になる。例えば、RMercadoの米国特許4,704,011特許文献14はダブルガウスタイプの写真のレンズについて述べるが、WReinecke他の米国特許6,795,255特許文献15は、フィルムからの投影画像のためのダブルガウスタイプのムービーレンズについて述べ、さらに、同一出願人であるDDeJagerの米国特許5,172,275特許文献16は、映画フィルムスキャニングに適用可能な複雑なダブルガウスタイプのレンズについて述べる。図6Aは、第1の例示的投影レンズ270の設計を示し、その投影レンズは、2群のレンズ要素208を備えたダブルガウスレンズを有し、図4に示される結像レンズ200の内部の投影レンズ270と類似する。投影レンズ270は、2つの内側負レンズ要素402と403とを有し、それらは開口絞り230の付近に位置付けられ、その開口絞りは、フリントレンズ要素222、SchottSF1ガラスを用いて作られる負レンズ要素402、及び、SchottSF2ガラスを用いて作られる負レンズ要素403である。また、投影レンズ270は、4つの外側正レンズ要素400,401,404、及び、405を有し、それらは全てクラウンレンズ要素である。最も右にある最大の正レンズ要素405はOharaSBSM10を用いて作られ、他の正レンズ要素400,401、及び、404は、全て、OharaGlassIncのOharaSLAM60を用いて作られる。これらのガラスは、SchottGlassのNSK10及びNLAF35にそれぞれ同等に近い。光線235は、投影レンズ270を通る光線の経路をトレースするよう示される。図6Bは変調伝達関数MTFのプロット300を示し、そのプロットは図6Aの例示的な投影レンズ270の広帯域MTF特性を表す。回折限界でないときは、MTFは結像領域にわたって、平均して50cy/mmで~65であることが分かる。図6Cは第1の例示的なリレーレンズ250の設計を表し、そのリレーレンズはダブルガウスレンズ設計の拡張版であり、図4に示されるリレーレンズ250に類似する。そのリレーレンズ250は、2群のレンズ要素208と視野レンズとを有し、そのリレーレンズは、空間光変調器170対物面に位置付けられるの中間画像260を映像面で形成するよう用いられる。このレンズ設計は、開口絞り230の周囲に位置付けられる1組の負レンズ要素412と413とを含み、それらはSchottSF4ガラスを用いて作られたフリントレンズ要素222である。リレーレンズ250は、また、クラウンレンズ要素220である正レンズ要素410、411、414、及び、415の集合体を含む。正レンズ要素410と411は、OharaSBAL25を用いて作成される。正レンズ要素414はOharaSLAM54を用いて作成され、さらに、正レンズ要素415はOharaSNSL3を用いて作成される。リレーレンズ250は、また、中間画像260近くに位置付けられる正視野レンズ416を含み、それはOharaSLAM54を用いて作成される。2色性コンバイナー165は、また、傾きの無い平面要素で表される。図6Dは、図6Cのリレーレンズ250の光学特性をMTFプロット300で表す。その光学特性は回折限界に近く、結像領域にわたって、50cy/mmで~79の平均MTFを有する。前述したように、従来の結像レンズ200は、従来のリレーレンズ250即ち、図6Cに示されるようなと従来の投影レンズ270即ち、図6Aに示されるようなとを含み、適度に高いスクリーン輝度レベル6,000-11,000ルーメンに対してレーザ光を表示面190に伝達する場合、低いスクリーンルーメンレベルでの~400:1の偏光コントラストと比較して、青色光偏光画像コントラストの~150:1又はそれ以下への降下、及び、青色画像ゴーストを経験することが分かった。結像レンズアセンブリが存在しない場合、出力光の偏光コントラストの分離測定は、輝度レベルについてわずかな変化だけ示し、従って、リレーレンズ250と投影レンズ270とが主要な原因であることを確認した。特に、これらの測定は、青色チャンネル465nm偏光コントラストは~100:1に低下するが、緑色と赤色のコントラストレベルは高いままであった~300:1。まとめると、このデータは、偏光コントラストは熱により引き起こされる応力複屈折効果のため低下したことを強く示し、更に高いパワーレベルではより低下するだけであろう。大抵の光学ガラス最も明白な石英ガラスを除きが青色において高い吸収を経験するので、応力複屈折は、青色光吸収によって更に容易に引き起こされ得る。その結果、応力複屈折は、様々な程度で、異なる色チャンネルにおける画像品質に影響することがある。熱により引き起こされる応力複屈折は、温度Tによりガラス内に生じる屈折率の変化であり、多数のパラメータに機能的に依存し、そのパラメータには波長λ、ガラスの吸収α、ガラスの応力感受性κ、及び熱膨張の係数ρを含む。また、それは、ガラスを通過する光の光強度照射やパワー密度例えば、W/mm2、lumens/mm2、又はluxの単位の空間時間分布に依存する。図7A-7Fは、例示的な光強度分布を表し、図2,3A、3B、及び、4に表されたプロジェクタ102の光学系を通過することができる。図3A及び3Bに表されるように、レーザ結合アセンブリ125は、多数の出力光ビーム140を生成し、それらは組み合わさってアパーチャ130を満たす、又は、部分的に満たす。レーザアレイ120の構造、即ち、そのレーザアレイはオフセットレーザエミッタ122の1つ以上の空間アレイを有することが可能であるため、表示される光ビーム140の内部の多数の個々の光ビーム140 ́が得られる。複数のレーザアレイ120からのビームを組み合わせることは、多数の個々の光ビーム140 ́を増加し、その多くは、アパーチャ130に到達する際に様々な光路長を横断している。個々の光ビーム140 ́が伝播すると、それらは統合し互いに中にオーバーラップする。光学システム内の位置に応じて、様々な個々の光ビーム140 ́によって横断される相対光路長と、光ホモジェナイザー、インテグレーター、又は、ディフューザー、幾つかの光ビーム140 ́、又は、レーザアレイ120のイメージ、又はそれらの組合せの使用とは、他の個々の光ビーム140 ́やそれらの組合せよりも識別可能であってもよい。その最終結果からは、光強度分布の断面が構造の変化する量を示すことができ、それは光学システム内部の場所に依存する。この最後の点を説明するため、図7Aは光源アセンブリ115のアパーチャ130の近くのモデル化された光強度分布320を表し、そこでは最内部のレーザアレイ120からの個々の光ビーム140 ́は、最外部のレーザアレイからの光ビームよりもデフォーカスされる。図7Bは、スライス位置321で図7Aの光強度分布320を通る、2つの断面プロフィール322を示す。多数の光ビーム140 ́は互いに部分的にオーバーラップするだけで、オーバーラップの大きさは中心から端部まで異なるので、これらの光強度分布320は、空間的に一様であるというよりも、高度に構造化される。図7Aに示されるのと類似するパターンは光学システムの至る所で再発生する。例えば、光インテグレーター155の角度遠距離場では図3B、類似するパターンの光強度分布326が図7Eに示されるように出現するが、積分バーの内部の複数の跳ね返りがそれをより複雑にしていた。設計意図によって、その積分バーは、名目上均一な光強度分布323を、図7Cの等高線図に示されるようにその出力フェースとして生成する。図7Dは、図7Cに示されるスライス位置324に対応して、対応する断面プロフィール325を示す。次に、積分バーの出力フェースでの光強度分布323は再結像し、色チャンネルの空間光変調器170を照射する。リレーレンズ250図4は、空間光変調器170を再結像し、組み合わされた白色光画像画像コンテンツに応じてを実際の空間中間像260として形成し、その投影レンズ270は引き続き表示面190上に再結像する。リレーレンズ250と投影レンズ270の開口絞り230で、又は、その近くで、システム内に適応される光学拡散、又は、角度平均に応じて、高度に構造化された光強度パターンが現れ、図7Eの光強度分布326をエコーする。例えば、図7Fは、リレーレンズ250の開口絞り230の付近での例示的なモデル化された光強度分布327を示すが、図7Gは、投影レンズ270の開口絞り230の付近での例示的なモデル化された光強度分布328を示す脱スペックル器180を含まずに。脱スペックル器180の使用は伝播する光が角度拡大されること、又は、投影レンズ内部で時空間的に平均化されること、又はその両方を可能にすることに留意する。その結果、投影レンズ270の開口絞り230で、又は、その近くでの光強度分布320の微細構造は、輪郭がはっきりしていないかもしれないし、時間的に静止していないかもしれない。それでも、リレーレンズ250と投影レンズ270の内部のレンズ要素205は、高い光学パワー密度を有する通過光を経て、特に開口絞り230の付近では、光強度分布326と327が、光強度分布の微細構造内の多数のピークに集中する光を有することができる。これらの光エネルギーの集中は、熱により生じる光学的な応力複屈折を、これらのレンズアセンブリの至る所で発生させるが、特に、開口絞り230近くのレンズ要素205においてである。複屈折を理解する更なる背景として、光の伝播が波動方程式によって記述でき、式3を含み、その式は、平面偏光波Ψx、tを距離xと時間tとの関数として記述し、Ax、tは振幅関数であり、φx、yは外乱の位相である:伝播波の位相は以下のように記される:ここで、ωは時間に関する位相の変化率であり、kは距離に関する位相の変化率であり、vは波の速度である。値ωは各周波数としても知られ、ω=2π/ν、値kは伝播数であり、ここで、k=2π/λ0である。自由空間内の光の周波数νと波長λ0は、光の速度、c=λ0/νによって関連づけられる。光が光学材料に入り横断すると、入射角、媒体に対する入射角の偏光方向、その光学材料の屈折率n、及びその材料の厚さに応じて、変化する反射率と位相変化Δφを経験することができる。フレネルの式は、表面反射又は伝達をモデル化し、式3の振幅項に影響する。材料又は媒体の屈折率は、基本的には、その媒体中の速度vに対する真空中の光の速度cの比であるn=c/v。式4への代入は屈折率に関して位相を表す:一定屈折率の等方性物質でも、その物質の光路長d/nは或る角度から他の角度へ変化するのでdはその物質の厚さ、差分位相変化Δφは異なるビーム伝播角を横切って発生する。しかし、複雑な構造の例、例えば複屈折物質では、回転と楕円率の差分量が伝達する光の中に発生し得る。それ故、差分位相変化Δφは、入射光の角度及び偏光状態に応じて発生する;Δφ=Δφsp=φp-φp。この用語において、s及びpは、光の電界ベクトルが、或る平面への入射面と垂直に振動するかs-偏光、又は、電界ベクトルが、入射角の全体範囲にわたって、入射面と平行に振動する、p-偏光であるかどうかを表す。複屈折物質は偏光に関して非等方性物質である。即ち、複屈折は屈折率の方向性変化Δnsp=ns-np=nx-nyであり、固有の物質特性、複屈折性のサブ波長構造、又は、発生される機械的応力によって供給され得る。遅延特性は結果的に生じる位相変化Δφであり、距離R=Δφλとして表現され、その位相変化Δφx、d、λ=2πdΔn/λである。例えば、π/2即ち90°位相変化Δφが適切に方向付けられた複屈折要素波長板によって供給され、その複屈折要素は4分の1の波の遅延特性を有し、それは550nmで~138nmの遅延特性に等しい。特に、均一な温度のアプリケーションは、接合要素のような光学部品の機械的応力σにおける変化を生じ、その変化は、その要素及び/又は取り付け物質の間の熱膨張係数の不一致に起因する。温度勾配は、前述した光強度分布微細構造に関連づけられるように、単一の均一な要素内に応力も引き起こす。製造又は加工プロセスの間に与えられる残留応力、又は、圧力荷重、慣性荷重、又は振動荷重の応力の状態は、光学要素内に複屈折を発生させ得る。本質的に、機械的に引き起こされたものであれ残留であれ、応力の影響は、光学素材の屈折率を変化させるだろう。この例では、プロジェクタ102のリレーレンズと投影レンズの内部の充分な温度のアプリケーションは、特に局所的領域では、熱により引き起こされる光学応力複屈折を生じる。引き起こされる複屈折差は、2つの空間近接位置の間の、主な機械的応力、又は、応力テンソルの引き起こされる差、Δσ1,2=σ1x、y、z-σ2x、y、zに直接的に比例し、式6で与えられる;ここで、κは物質の応力光学係数であり、mm2/Nの単位で与えられ、引き起こされる機械応力σは一般的にはN/mm2即ちMPaの単位で与えられる。引き起こされる応力σ、又は、同等に引き起こされる応力複屈折Δnは、加熱により発生する物質温度変化に関して記述され得る:ここで、ΔTは引き起こされる温度変化である。この式では、ρは熱膨張係数CTEであり、それは室温範囲のガラスの係数であり、一般的には10-6/0Kの単位で与えられる。変数Eはヤング係数であり、等方性弾性物質の剛性の尺度であり、しばしばN/mm2の単位で与えられる。ポアソン比、無単位変数μは、ストレイン伸張又は収縮に対する、物質の直交応答の測定基準メトリックである。引き起こされる温度変化ΔTは光吸収に関連することができる。振幅関数Ax、tは拡張することが可能で、光吸収αへの依存性を示す:ここで、A0は初期振幅である。これはベールの法則につながり、光吸収の指数表現を記述する:ここで、IはW/m2単位の光強度又は放射であり、I0は初期光強度である。ボリューム発熱Qが以下に示され、単位はW/m2であり、物質の厚さx内に吸収される光から得られ、光強度I、内部透過率ti、又は、吸収係数αの関数として表される:熱伝導法則、即ち、フーリエ法則は、一次元形態では、qx=-KdT/dxによって与えられ、ここでqxはW/m2の局所的な熱流束であり、Kは熱伝導率単位Wm-1K-1である。熱伝達と平衡安定状態は、光学構造の熱伝導、対流、及び、放熱に依存するが、温度勾配や変化を決定する際に、しばしば伝導が最も重要な要因であることに留意する。また、ガラスを含む大抵の物質の熱伝導率Kは、広い温度範囲にわたってかなり一定である。フーリエの法則は統合されることができ、或る領域に影響を与える温度ΔTの変化を光吸収から導出する:ここで、Lは光学要素の軸の厚さである。式11を式7に代入することで、引き起こされる応力複屈折を入射する光強度と物質吸収に結びつける:この式は、本発明に有益な幾つかの性能指数、メトリックスを示す。第1の熱応力複屈折メトリック:は、物質ガラスだけの応力複屈折メトリックであり、候補のガラスを選択するのに有益となりうる。第2の強度重み付けされた熱応力複屈折メトリック:は、光学要素への光強度即ち、光学パワー密度入射I0と、光学要素の軸の厚さLとを計算に入れるので、有益である。式12では、距離xは物質内部の位置であって、式9で与えられる強度と式11で与えられる温度変化とが、位置の関数として、応力複屈折Δnの局所的変化を生ずるという事実に関連する。メトリックスM1又はM2にxを含むことは、様々なレンズ要素のガラス選択に関して、少しだけの洞察を与えるだろう。中間的な熱応力複屈折メトリック、M3=M1Lは、より薄いレンズ要素厚さLよりも小さいが、より高いM1の値を許容することができることを示す。しかし、後に分かるように、M1とI0の変動は、その選択と設計プロセスを特徴付ける傾向がある。第2のメトリックM2は、レンズ要素205の中に存在するパワー密度を計算にいれ、そのパワー密度は、リレーレンズ250と投影レンズ270のレンズアセンブリを介して変化し得る。レンズ内の光強度分布が示すように図7A-7E参照、最高光強度を有する微細構造は開口絞り230の近くで発生する。その結果、発明者は、ガラスの選択は、これらの領域内のレンズ要素に対して最も重要であることを発見した。それ故、ピーク光強度I0が合理的に推測できる場合は、強度重み付けされた熱応力複屈折メトリックM2は有用であることが判明した。発明者は、有限要素分析FEAを用いて、図6Aの投影レンズ270内の光吸収から、温度により引き起こされる応力を熱力学的にモデル化した。このモデル化は、投影レンズ270の開口絞り230に最も近い負レンズ要素402と403を通過する光学的流束レベルが、最も外側の正レンズ要素400と405を通過する光レベルよりも8x又はそれ以上高くなり、ΔTの局所的な温度変化を~5°Cにするということを示した。今度は、これらの局所的温度変化は機械的応力、及び、複屈折の屈折率変化Δnを生じる。こうした背景により、図8A-8Dで与えられる表は、主要なパラメータとともに、現在のガラスの種類に関するデータを名前で与え、そのパラメータには、それらの屈折率nd、アッベ数νd、内部透過率ti、吸収αα=-lnti/x、応力光学係数κ、熱伝導率K、熱膨張係数CTEρ、ポアソン比μ、ヤング係数E、及び、ガラスだけの性能指数M1を含む。吸収係数値αは、λ=460nmでの内部透過率の値を用いて計算された。他の評価波長を使用することもできるが、大抵のガラスはUVから青色までのスペクトル範囲での内部吸収の増大を経験し、従って、緑色や赤色のスペクトル範囲に比べて、応力複屈折の可能性を増大した。図8Aは、低い応力複屈折感受性をもつガラスの集合に対して、様々なガラス特性を示す。図8Bは、中程度適度な及び高い応力複屈折感受性をもつガラスの集合に対して、同じ特性を示す。図8Cと8Dは、それぞれ、図8Aと8Bのガラスに対して、熱応力複屈折メトリックスM1’、M1’’、及び、M1の計算値を示す。図8A-8Dの表は、SchottとOharaのガラスカタログを組み合わせて、入手可能なガラス<15の部分集合を示し、低い熱により引き起こされる応力複屈折に対して有利な特性を有する、ガラスの不均衡な配分を特徴づける。最も一般的なガラスの1つである、SchottBK7ガラスは、性能指数M1の充分に低い値~0.51x10-6W-1を有するが、新しい無鉛ガラス例えばNSF2やNSF4はそれらが置き換える元のガラスSF2やSF4よりも高いM1値を有する傾向がある。図8A-8Dの表は、Schott又はOharaのガラスだけを含むが、他のメーカーから入手可能な代替的又は同等のガラスが分析され設計に適切に使用されることも可能である。図8A-8Dの表のガラスは、また、それらがクラウン又はフリントであると考えられるかどうかに応じて、識別される。このガラスメトリックによって、熱により引き起こされる応力複屈折を最小化することに関して、最も良好な可能性のガラスは、引き続き、石英ガラスSchottLithosilQによって代表されるとSchottSF57又はその同等物、例えばOharaPBH56であり、なぜならそれらは非常に低い又は無視できるほどの熱応力複屈折メトリック値M1<0.1x10-6W-1を有するからである。これらのガラスはSchmidtその他により示されたガラスと同じものである。入手可能なガラスのあらゆる種類をほぼ網羅するこの表を分析すると、ガラスだけの熱応力複屈折メトリックM1は25,000:1の範囲にわたって、最良のガラスLithosilM1~0.001x10-6W-1から最悪のガラスOharaSNPH2M1~28.5x10-6W-1まで変化する点に留意する。とりわけ、石英ガラス、SF57、及び、PBH56を含む、無視できるほどの応力複屈折感受性を有するガラス群M1≒0.001x10-6W-1から0.05x10-6W-1までから、最良の低い応力複屈折感受性を有するガラス群、例えばSchottLLF1やOharaSNSL36のようなガラスM1≒0.36x10-6W-1から0.46x10-6W-1までまで、M1の値には~8x又はそれ以上の飛躍が存在する。また、図8C-8Dの表は、2つの構成性能指数メトリックM1’とM1’’とを含む。第1の構成性能指数はM1’=ρκαであり、主要なパラメータのみからなる:熱膨張係数ρ、応力光学係数κ、及び吸収係数α、それらの値は、様々なガラスの中で、それぞれ、~30x、~200x、及び、~950xで広く変化する。第1の構成性能指数M1’に関して、石英ガラスは、その吸収とCTEがともに非常に低いので、最小の値を有するが、SF57とPBH56はその応力光学係数が低いので良好である。同様に、ガラスだけの熱応力複屈折メトリックM1に関して最悪なガラスは、SchottNSF4とOharaSNPH4であり、同じく、第1の構成性能指数M1’に関しても最悪であり、Lithosil石英ガラスよりも6,000-12,000倍大きい値を有する。しかし、レンズ設計のガラスを選択するため、低い又は中程度の応力複屈折感受性を有するガラスの中で、正確に識別することは重要である。幾つかの物質特性、即ち、ポアソン比μ、ヤング係数E、及び、熱伝導率Kは、すべて、~2-2.5xの制限範囲内で個別に変化し、従って、ガラスだけの熱応力複屈折メトリックM1に二次的な影響を与える点に留意する。しかし、レンズ設計のガラス選択に際しては、こうした二次的な要素は重要になり得る。従って、図8C-8Dの表は、ちょうどこれらの項の二次的な構成性能要素M1’’も示し、M1’’=E/K1-μ、かつ、M1M1’M1’’である。二次的な構成性能要素M1’’のデータ列をみるときには、石英ガラスは再び良好であることが留意され、それはポアソン比μと熱伝導係数Kが有利な値を有するからである。しかし、OharaSNSL36OharaSNSL3SchottLF5及び、SchottLLF1のようなガラスは、他のガラスに対して、比較的有利である、というのも、それらのM1’’の値は、最も不利なガラスよりも2-3x低いからである。それ故、M1の代わりにM1’を使用することは、低い又は中程度のM1値に関する不正確な応力感受性表示を与え、潜在的に、レンズ設計の間に良好でないガラスを選択することにつながることがある。図9Aと9Bに示される添付の表は、第1の例示的な設計、即ち、図6Aの投影レンズ270及び図6Cのリレーレンズ250の中のレンズ要素に対して、それぞれ、強度重み付けされた熱応力複屈折メトリックM2の推定値を与える。それぞれの表では、レンズ要素は、図6Aからのレンズ要素部品番号で識別される。両方の表で、ガラスだけの熱応力複屈折メトリックM1の値は、図8A-8Dの表で与えられる値に対応して、各レンズ要素に対して与えられる。M1の合計が、各レンズアセンブリに対して与えられる。強度重み付けされた熱応力複屈折メトリックM2を推定する際には、軸の厚さの値Lがレンズ要素群に用いられるが、所定のレンズ要素群の横断開口部の平均レンズ厚さのような代替的な値が代わりに使用され得るだろう。その表は、各要素上の正規化されたパワーロードの値も含み、その値はW/mm2又luxの単位のモデル化された推定の光学的パワーロードに基づく。そして、強度重み付けされた熱応力複屈折メトリックM2が、その正規化されたパワーロードを用いて、各レンズ要素に対して推定される。M2の合計が各レンズアセンブリに対して与えられる。図6A-6Bの第1の例示的な投影レンズ設計は、画像品質優先で設計され、熱により引き起こされる応力複屈折は無視されないが、二次的考察として取り扱われる。従って、図9Aの表は、複数のガラスを含むガラスの1セットを示し、そのガラスはすべて完全に、ガラスだけの熱応力複屈折メトリックの中程度の範囲平均で、M1~1.0x10-6W-1の中にある。この設計で用いられるガラスは、無視できるほどのM1値を有する如何なるガラス例えばPBH56や石英ガラスも、又は、非常に高いM1値を有する如何なるガラス例えばSchottNSF2やNSF4も含まない。様々な要素は同程度の熱応力複屈折メトリックM1値を有し、最高印加パワー密度は、空間光変調器170に最も近いレンズ要素400-402で発生するので、強度重み付けされた熱応力複屈折メトリックM2の合計はレンズ要素400-402によって決定付けられる。図10Aは第2の例示的な投影レンズ270を表している。図6Aの第1の例示的な投影レンズと同様に、このレンズは、一般的には、2つの群のレンズ要素208を有する古典的なダブルガウス形状であり、開口絞り230付近に4つの内側の負レンズ要素422,423,424、及び、425を有し、さらに、4つの外側の正レンズ要素420、421、426、及び、427を有する。このレンズは、熱応力複屈折を低減することを優先に設計され、それ故、全てのレンズ要素は、石英ガラスのレンズ要素428又はOharaPBH56のレンズ要素429のどちらかである。特に、その4つの内側のフリントガラスレンズ要素422,423,424、及び、425は、非常に低い応力を有するOharaPBH56を用いて作られ、その4つの外側のクラウンガラスレンズ要素420,421,426、及び、427は、最小吸収のクラウンガラス、石英ガラスを用いてすべて作られる。図8A-8Dを考慮する際には、SchottSF57のガラスとOharaSFSL5が、OharaPBH56の~1/2の、ガラスだけの熱応力複屈折メトリックM1の値を有することに留意する。しかし、他の考慮が設計の選択に影響する。特に、SchottSF57タイプは供給が少ないが、一方、PBH56は容易に相当大量に入手できる。さらに、OharaSFSL5ガラスは非常に高価でありBK7の約13倍、ステインの高感受性に関してはあまり望ましくない。図11Aの表は、図10Aの第2の例示的な投影レンズに対する、熱応力複屈折メトリック値を示す。この配置構成は、大きく低減したM1性能指数を有し、図6Aの第1の例示的な投影レンズよりも、~35倍小さい値図9Aの表に比較してであることがわかる。しかし、図10BのMTFプロット300から分かるように、図10Aの第2の例示的な投影レンズが6つではなく8つのレンズ要素を有しているにもかかわらず、画像品質は相対的に劣化した。特に、図6Bについて前述したように、第1の例示的な投影レンズは、結像領域にわたって50cy/mmで~65のMTFを供給する。比較すると、図10Aの第2の例示的な投影レンズは軸上の~68のMTFを供給するが、平均して、許容できない軸外の32のMTFとなる。その軸外のMTFは、第1の例示的な投影レンズで達成されるもののたった半分である。同様に、図10Cは第2の例示的なリレーレンズ250を表し、熱により引き起こされる応力複屈折の感受性を低減することに高い優先順位をもって設計された。特に、レンズ要素430-436の全ては、無視できるほどのM1値を有し、石英ガラスのレンズ要素437か、又は、SF57のレンズ要素438のいずれかである。このレンズは、ダブルガウスタイプのレンズにより弱く類似する点を除き、図6Cのリレーレンズ250の一般的配置構成と同じである。しかし、図10Aの投影レンズ270と同様に、開口絞り230の近くに位置する2つの最内側のレンズ要素432と433は負レンズであって、低応力フリントガラスこの例ではSF57を用いて作られる。外側のレンズ要素430、431、434、及び、435は、低吸収クラウン石英ガラスを用いて作られる。追加的に、中間画像260の近くに位置する視野レンズ要素436はSF57を用いて作られる。図11Bは、表を示し、その表は、図10Cの第2の例示的なリレーレンズに対する熱応力複屈折メトリックM1とM2の値を与える。それらを図9Bで与えられる値と比較すると、図6Cの第1の例示的なリレーレンズよりも、ずっと低い~90倍ことが分かり、熱により引き起こされる応力複屈折の予想される感度が大きく低減することを示している。しかし、図10Dの対応するMTFプロット300によって実証されるように、図10Cの第2の例示的なリレーレンズの画像品質は、図6Cの第1の例示的なリレーレンズと比べて、劣化した。特に、図6Dが第1の例示的なリレーレンズに対して、結像領域にわたって、50cy/mmで~79のMTFを示した一方で、図10Dは、第2の例示的なリレーレンズが軸上の~71のMTF、及び、軸外の平均~56のMTFしか供給しないことを示している。これらの結果は、良好な画像品質と低い熱により引き起こされる応力複屈折の双方を実現することに同等の優先度を与え、バランスの取れた設計手法が投影レンズとリレーレンズの双方の設計に有利であることを示している。図12Aは、第3の例示的な投影レンズ270の設計を表し、バランスのとれた設計の強調が良好な画像品質と低い熱により引き起こされる応力複屈折の双方に与えられるという点で先行のものとは異なる。図6Aと10Aに示される第1及び第2の例示的な投影レンズと同様に、この投影レンズの外観は2つの群のレンズ要素208を有する古典的なダブルガウス形状であるが、開口絞り230の左にある大きな負メニスカスレンズ要素442を除き、フリントPBH56の代わりにクラウン石英ガラスレンズ要素446であり、このレンズタイプの古典的な形状と逆行する。小さい負メニスカスレンズ要素443はフリントガラスPBH56のレンズ要素447である。しかし、他のレンズ要素、4つの外側のクラウンレンズ要素440、441、444、及び、445は、石英ガラスやPBH56のレンズ要素ではなく、OharaSLAL18のレンズ要素である。このレンズシステムの設計を始める際には、OharaSLAL18のような高指標、弱クラウンガラスがこれらの外側要素には有用であり、図10Aの第2の例示的な投影レンズに対して、改善されたMTF性能を供給し、一方で、図6Aの第1の例示的な投影レンズに対して、改善した熱応力複屈折性能を供給する。候補となる高指標、弱クラウンガラスの中では、他のガラス、例えば、OharaSLAL8M1=1.15x10-6W-1OharaSLAL54M1=1.31x10-6W-1又は、OharaSLAL61M1=1.56x10-6W-1又は、OharaSLAH66M1=1.09x10-6W-1のような高指標、弱フリントガラスと比較して、OharaSLAL18が利用可能な、最小のガラス単独熱応力複屈折メトリックM1値M1=0.726x10-6W-1を有する。図12Bは、図12Aの第3の例示的な投影レンズ270のMTFプロット300を表している。そのMTFは、全てのフィールド点で、50cy/mmで、平均~59となる。画像品質は第1の例示的な投影レンズと全く同じほど良好ではないが図6B参照、第2の例示的な投影レンズにより供給される性能よりずっと良好である図10B参照。図13Aと13Bの添付の表は、これらの第3の例示的な投影レンズ及びリレーレンズの設計に対して供給され、熱応力複屈折メトリックM1とM2の計算値を与える。これらの表は、投影レンズ270とリレーレンズ250に対する2つの代替的な設計の表と比較することができ、それらは図9A-9Bと図11A-11Bで与えられ、そうして、応力複屈折の低減、対、向上された画像品質の供給に関して異なるトレードオフを検討する。図13Aの表は、ガラス単独の熱応力複屈折メトリックの合計がM1=2.95x10-6W-1であることを示しており、それは図6Aの第1の例示的なレンズの値よりも~2倍小さい図9A参照。また、この表は、レンズ要素の厚さと入射光強度を考慮した、強度重み付けされた熱応力複屈折M2が、さらに大きく、3倍の向上に近づいていることを示している。最内側のレンズ要素442と443は、最も高い熱負荷を受けるが、それらのM1値はとても低いので、M2値は入射光強度が考慮されてさらに低いままである。その結果、最小のコントラスト損失がこれらの要素から期待される。外側のレンズ要素440,441、444、及び、445はより高いM1値を有するが、それらのパワー負荷はずっと小さく、それらのM2値は抑制される。図13Aのデータを図9Aのデータと比較すると、応力複屈折に関するレンズ設計、特に、レンズ要素444に関して、改良するための更なる機会が示唆される。このレンズ要素が低いM1値のガラスを用いて作られる場合は、応力複屈折の感受性はある程度にまで改善することができるだろう。石英ガラス又はPBH56の使用は確かに応力複屈折に役立つだろうが、それらの分散特性は画像品質に対してネガティブな影響を与えるだろう。代替的に、ガラスチャート図5Bの中央付近のガラス、例えば弱クラウン又は弱フリント、は、中間の分散と低い応力複屈折特性の両方を有し、この要素に使用することができ、応力複屈折を低減する間に、色収差をバランスするのに役立つ。一例として、低い指標nd=1.517の弱クラウンガラスνd=52.4、例えばOharaSNSL36が代わりに使用されることが可能で、それは、高い指標nd=1.729の弱クラウンガラスνd=54.7OharaSLAL18M1=0.726x10-6W-1よりも小さいガラス単独の熱応力複屈折メトリックM1=0.463x10-6W-1を有する。このことは有用であり、現在の第3の例示的な投影レンズに比べて、M2について応力複屈折の感受性を25潜在的に低減する。同様に、他の隣接するガラスも、例えば、Ohara-BAL11低い指標のクラウン、nd=1.572、νd=57.7、M1=0.529x10-6W-1SchottLLF1低い指標の弱フリント、nd=1.548、νd=45.8、M1=0.375x10-6W-1又は、SchottLF5低い指標のフリント、nd=1.581、νd=40.9、M1=0.453x10-6W-1は全て比較的低いガラス単独の性能指数値M1<0.53x10-6W-1を有し、有利に使用されることができる。しかし、これらのガラスはOharaSLAL18より低い屈折率を有するので、レンズ要素444の形状、又は、そうした変化が適応された如何なるレンズ要素の形状も、同じ光学パワーを伝えるのに恐らくはより難しくなり、また、より多い収差を導くことがある。当然のことながら、そうした代用は、更なる設計最適化を招くこと無くなされ得ず、恐らくは、他の要素に対する補正ガラス変化を含む。例えば、別のレンズ要素がレンズ要素444と445の間に必要とされても良い図12A。図8、11A、及び、13Aを考慮する際には、レンズ設計のガラスを選択するための閾値が提案され、そのレンズ設計では、応力複屈折の感受性は低いか又は無視できるほどでなければならない。詳しくは、低い熱により引き起こされる応力複屈折メトリック値例えば、M1≦0.80x10-6W-1を有するガラスの選択を制限する、ガラス選択制限を適応することは、多くのケースで有益である。この制限は、石英ガラスやPBH56のような無視できるほどのM1ガラスを含むだけでなく、ガラスチャート中段の低指標の弱フリント又はクラウン例えばLLF1SNSL36や他の同様のガラスLF5SBAL11と一緒に、BK7最も一般的に使用されるガラスをも含む。それは、また、高指標、ガラスチャート中段のガラスSLAL18SLAL7M10.736x10-6W-1、高指標のフリントSF6、中指標のフリントF2、及び、色補正の有効な部分的分散特性を有する2つのガラスNPK52A及びNFK51Aを含む。確かに、ガラスチャート中段に位置し、高いnd>1.70又は低いnd<1.60反射率を有するが、さらに低い応力複屈折感受性例えば、M1~0.2x10-6W-1を有する、新しい光学ガラスの開発はこのクラスの設計問題にとても役に立つだろう。熱により引き起こされる応力複屈折が高い優先順位を有するレンズ設計のために、本発明者は、開口絞り230例えば、図12Aのレンズ要素442と443に最も近いレンズが無視できるほどの熱応力複屈折メトリックM1値例えば、M1≦0.1x10-6W-1を有するガラスを用いて作られる場合、有利な結果が得られることを発見した。小さい開口部半径サイズを有する他のレンズ要素、又は、高パワー密度を受ける他のレンズ要素一般的には、図12Aのレンズ要素441と444のような、開口絞り230から外側のレンズ要素の次のグループ化において、又は、小さい対象に近い視野レンズ例えば、図12Cのレンズ要素456は、これらの同様の無視できるほどのM1ガラスの使用から利益が得られるだろう。しかし、画像品質の最適化が他のガラス選択を動機付けする場合には、ガラスの選択を広げ、低いM1値のガラス例えば、0.1x10-6W-1≦M1≦0.8x10-6W-1を含むことは、たいへん有益である。より小さいパワー密度の照射に晒されるレンズ要素には、ガラス選択リストは更に緩和されることが可能で、例えば、追加的な適度のM1値のガラス例えば、0.8x10-6W-1≦M1≦1.6x10-6W-1を含む。この閾値はそのリストを拡張し、幾つかの高指標のフリントガラス例えば、SF1SF2SF4や高指標のガラスチャート中段のガラス例えば、LAH66LAM60LAL54及びLAL61を含むので、レンズ設計の自由度はかなり広げられる。幾つかの例では、これらの同様の中程度のM1ガラス0.8x10-6W-1≦M1≦1.6x10-6W-1が、画像品質において相当な改善をもたらすと認められる場合は、より高いパワー密度を受けるさらに内部のレンズに使用されることができる。しかし、熱応力複屈折レベルを低く維持するため、そうしたレンズ要素の厚さLは一般的には小さく維持されるべきである例えば、数ミリメータ。より制限的な低M1閾値M1≦0.80x10-6W-1を使用することは、ガラスチャートの85以上を考慮から除外するが、より制限的でない中程度のM1閾値M1≦1.60x10-6W-1を使用することは、ガラスの約60現在のSchott及びOharaガラスカタログに対してを除外する。明らかに、レンズ設計者は、画像品質要件を満足するためにM1>1.60x10-6W-1のガラスを選択することでき、特に、低いパワー密度を受けるレンズ要素にいえるが、しかし、これは、増加した熱応力複屈折感受性のコストが高くつくだろう。図12Aで示されるように、第3の例示的な投影レンズ270の処方は図14Aの表で与えられ、半径レンズ形状又は曲率のデータ、厚さ、及び材料が含まれる。全てのレンズ表面は、非球面、円環状、又は円筒状よりも球面の形状を有する。潜在的には、1つ以上のレンズ要素の、回転対称な非球面の使用は、より大きな設計の自由度を与え、そうして、より多くのレンズ要素が、画像品質を維持しつつ、低い熱応力複屈折感受性のガラス例えば、M1≦1.6x10-6W-1の代わりにM1≦0.80x10-6W-1を用いて作られ得る。非球面係数のようなパラメータは、CodeVやZemaxのようなレンズ設計プログラムにおいて非球面を記述するのに一般的に使用され、さらに、LensDesignFundamentalsRKingslake著のような光学テキストで説明される。非球面は、通常は、レンズシステムの単色性の収差に対して改善大きさの低減を可能にする。しかし、非球面形状の使用は、レンズシステムの光学パワーを再分配することにより、同様に、色収差を間接的に改善することができる。そうした表面は、上述の伝統的なダブルガウスレンズ形態から逸脱する解決法をもたらしても良い。それ故、非球面の使用は、結像レンズ、又は、図12Aの投影レンズ270を含むレンズシステムの代替的な設計を可能にし、潜在的には、より良い画像品質特性と、低い熱応力複屈折感受性のための良好なガラス選択との両方をもたらす。例えば、第3の例示的な投影レンズの設計において、1つ以上の非球面を使用することは、M2値に従って高いパワー負荷を受けるレンズ要素444が、前記提案の収差補償レンズ要素の必要なく、より高い応力のOharaSLAL18ガラスから、低い応力のOharaSNSL36ガラスへスイッチされることを可能にするだろう。図12Cは、第3の例示的なリレーレンズ250を表し、そのリレーレンズは、低い応力複屈折感受性と、良好な画像品質の両方を実現することに関して、バランスの取れた優先度で設計された。この第3の例示的なリレーレンズは、図6C及び10Cの第1及び第2の例示的なリレーレンズと同様の一般的な構成を有するが、図10Cのレンズよりも、古典的なダブルガウスタイプのレンズに類似している。このレンズシステムでは、開口絞り230の近くに位置する2つの最も内側のレンズ要素452と453は、低応力のフリントガラスPBH56を用いて作られた負のPBH56レンズ要素457である。画面又は中間像260の近くの視野レンズ要素456も、PBH56レンズ要素457である。レンズ要素451は低吸収のクラウンガラスの石英ガラスレンズ要素459である。他のレンズ要素450、454、及び、455は、OharaSLAL18のレンズ要素458であり、比較的低いM1値M1=0.726x10-6W-1を有する。図12Cで示される、第3の例示的なリレーレンズ250の処方は、図14Bの表で与えられ、半径、厚さ、及び、材料のデータが含まれる。図13Bで与えられる表は、図12Cの第3の例示的なリレーレンズの熱応力複屈折メトリック値を示す。図9B、11B、及び、13Bのデータを検討すると、第2の例示的なリレーレンズ図11Bの熱応力複屈折メトリックM1とM2が、第1の例示的なリレーレンズ図9Bに比べて、ずっと低い~90xことが見て取れ、一方で、第3の例示的なリレーレンズ図13Bは、第1の例示的なリレーレンズに比べて2-3xだけ低い、熱応力複屈折メトリックM1とM2とを有する。しかし、熱応力複屈折感受性における小さな向上は、より良好な画像品質性能によって相殺される。図12Dは、図12Cの第3の例示的なリレーレンズの画像品質性能を特徴付けるMTFプロット300を示す。バランスの取れた設計意図により、この第3の例示的なリレーレンズの画像品質は、50cy/mmで~79のMTFを有し、第2の例示的なリレーレンズ図10D参照に対して実質的に改善している。第3の例示的なリレーレンズは、全ての視野位置に対してほぼ回折限界の性能をもたらし、第1の例示的なリレーレンズ図6D参照にずっと類似している。図12Cの第3の例示的なリレーレンズ250に対して、図13Bの熱応力複屈折感受性を検査すると、レンズ要素454が、強度重み付けされた熱応力複屈折メトリックM2にとって支配的な要因であることが見て取れる。これは、レンズ要素454をSLAL18M1=0.726x10-6W-1からより低い応力ガラス、例えばOharaSNSL36M1=0.462x10-6W-1に変更することが、熱応力複屈折感受性を大きく低減すること示唆している。もちろん、このガラスはより低い屈折率を有するので、レンズは光学パワーの損失を補償するよう再設計されなければならないだろうが、画像品質は名目上は維持される。追加のレンズ要素、非球面、又は、他の修正アプローチが、これを達成するよう用いられる。図14Aと14Bで処方され、図12Aと12Cで示されるレンズ設計は、本発明のプロジェクタ102において、作製され、アセンブリされ、及び、テストされる。このプロジェクタは、複数のレーザアレイ120と連結光学系とを含む光源アセンブリ115を、図2、3A、及び、3Bに関連する設計原則に一般的に従って使用した。このプロジェクタは、また、図4の基本的な結像レンズ構成を使用し、図6Aと6Cの第1の例示的な投影レンズとリレーレンズの代わりに、図12Aと12Cの第3の例示的な投影レンズとリレーレンズを備える。図12Aと12Cの第3の例示的な投影レンズとリレーレンズを使用する場合、脱スペックル器180のない~200:1の安定化偏光コントラストと、動作する脱スペックル器180のある~250:1の偏光コントラストとを有し、~11,000スクリーンルーメンを供給する操作プロジェクタにおいては、顕著に改善したレベルの偏光コントラストが観察された。前述したように、追加的な調整をレンズ設計に付加する事により、更なる改善が実現され得ることが期待される。前の議論を考慮すると、レンズ設計者は、一般的には、レンズ設計プログラムメリット関数を用いて、設計意図を表す個別に重み付けされた項を組み合わせるよう努力を傾けるに留意する。例えば、多元的なレンズ設計のメリット関数は、焦点距離、収差補正、動作距離、ガラス選択、及び多数の他のパラメータの項を含む。しかし、現在は、応力複屈折は設計コントロールパラメータ、又は、項として利用できず、それは、CodeVTM又はZemaxTMのような一般的な光学設計プログラムのレンズ設計メリット関数に対して利用可能である。さらに、ガラス単独の熱応力複屈折メトリックM1が依存する多数の構成要因例えばポアソン比μ、又は、応力光学係数κは、レンズ設計プログラムのデータベース内にあるソースデータとして直接的には利用できない。その結果、画像品質を最適化しつつ、応力複屈折を低減するためには、レンズ設計者は、自動化されたコンピュータプロセッサ計算によって、今日典型的に行われるよりも、一般的にはより少なく導かれる必要があるだろう。幾つかの例では、レンズ設計プログラムが、レンズ設計者が追加的な光学材料をプログラムデータベースにインポートすることを可能にする性能を有してもよく、そして、M1とM2の式を、レンズ設計プログラムメリット関数に対する計算上の重み付けされたパラメータとして供給し、そうして、熱的に引き起こされる応力複屈折の低減した感受性を有する結像レンズの設計をより自動化する方法を提供する。メリット関数は、一般的には、1つ以上の画像品質性能の項と、熱応力複屈折メトリックを用いて計算された、熱的に引き起こされる応力複屈折性能の項に関連する、1つ以上の項を含むべきである。そして、レンズ設計は、そのメリット関数を最適化することにより自動的に最適化され得る。こうして、そのプログラムは、如何なる他の関連レンズ特性とも同様に、熱応力複屈折感受性と画像品質特性とを自動的にバランスするよう使用可能になるだろう。レンズ最適化プロセスを導くよう用いられるレンズ設計メリット関数Qの例は:ここで、Anは収差又は画像品質補正項であり例えば、球面収差、非点収差、MTF、PSFポイントスプレッドファンクション用の、Gmは幾何学的限界又は属性の項であり例えば、動作距離、角度限界、集合的開口数NA又はF値F/、視角、拡大率、焦点距離、トラック長、レンズ要素厚さ限界、又は、焦点深度の、M2iはi番目のレンズ要素に対する強度重み付けされた熱応力複屈折メトリックの項である。重み付け要因のwawbwcwAwB及びwCは、特定の応用例に従って、メリット関数における様々な項の相対的重要性を調整するよう用いられる。レンズ設計プロセスの早期において、光学パワー負荷の知識は制限されてもよいことが認識される。それ故、幾つかの実施形態では、レンズ設計メリット関数Qは、強度重み付けされたM2メトリックに代えてガラス単独の応力複屈折メトリックM1を表す熱応力複屈折の項を使用することができる。レンズ設計メトリック関数Qは、多数の他の項を含むことができ、自動化ガラス最適化を可能にする項も含む。この文脈では、他のレンズ設計パラメータ、例えばレンズ要素の曲率半径、厚さ、位置連結しているか否かを含む、非球面係数の使用、ガラス選択、又は、レンズ要素の数が利用可能であって、メリット関数Qに対してレンズを最適化しようとする場合に調整される。これらの変化するパラメータは、レンズ設計メリット関数の範囲内で、目標値、範囲、又は限界を有することができる。図15は、熱的に引き起こされる応力複屈折の低減した感受性を有する結像レンズを設計する、例示的な方法のフローチャートを示し、熱的に引き起こされる応力複屈折性能の項を含むメリット関数を最適化するステップを含む。レンズ設計プロセスに入力されるのは、1組のレンズ設計要件500である。レンズ設計要件は、画像品質要件や熱応力複屈折感受性要件と同様に、各種の幾何学的性質例えば、焦点距離、F/、動作距離、及び、倍率のようなレンズ設計属性を含むだろう。他にレンズ設計プロセスに入力されるのは、ガラス材料データ505のデータベースであり、レンズ設計プロセスに関連するガラス情報を有するメモリからアクセス可能である。好ましくは、そのガラス材料データ505は屈折率nd、アッベ数νd、吸収係数α、応力光学係数κ、熱伝導率K、熱膨張係数ρ、ポアソン比μ、及び、ヤング係数Eを含むだろう。ガラス単独の複屈折メトリックスを計算するステップ510は、ガラス材料データ505内のガラスに対するガラス単独の熱応力複屈折メトリックス例えばM1を決定するために使用され、複屈折メトリックスを有するガラス材料データ515のアップデートされた表を決定する。一般的に、熱応力複屈折への無視できるほどの、又は、低い感受性が、熱により引き起こされる応力複屈折への低減された感受性を有する結像レンズを設計するために使用されるべきである。それ故、2組の候補のガラスを定義することは有益である:熱応力複屈折に無視できるほどの感受性例えば、M1≦0.1x10-6W-1を有する第1の候補ガラスの組、及び、熱応力複屈折に最大で中程度の感受性例えば、0.1x10-6W-1≦M1≦0.16x10-6W-1を有する第2の候補ガラスの組である。名目上レンズ設計の決定ステップ520は、ガラス材料データ505に応答して、レンズ設計要件500を無効にする名目上レンズ設計525を決定する。好ましくは、名目上レンズ設計決定ステップ520は、一般的なレンズ設計ソフトウェアパッケージ例えば、CodeVTM又はZemaxTMの何れか一つを使用して実行され、そのレンズ設計ソフトウェアパッケージは、周知のレンズ設計方法を活用して、パーソナルコンピュータ上での使用できる。この試行は、一般的には、レンズ設計メリット関数Qと反復最適化プロセスとを使用して、始められる。一般的には、そうしたレンズ設計方法は、複数のレンズ要素の形状、サイズ、間隔、及び、光学ガラスを決定するためのレンズ設計ソフトウェアを使用することを含む。結果的に得られる名目上設計は、メモリに保存されることができ、更なる最適化と比較の両方のための基準として用いられる。メリット関数定義ステップ560は、例えば式15で与えられるメリット関数565を定義するよう使用される。メリット関数565は、一般的には、1つ以上の画像品質性能の項と、熱により引き起こされる応力複屈折性能の項とを含み、そうして、高い画像品質と低い応力複屈折感受性を同時に実現するレンズ設計を選択することができる。メリット関数565は変化しやすく、レンズ設計者はレンズ設計メリット関数Qに項を加え又は削除してもよく、又は、設計試行の工程の間、感受性の重み付け要因、制限、又は、範囲を変化させてもよいことが理解される。僅かな又は低い複屈折ガラス置換ステップ570は、名目上レンズ設計525におけるガラスの代わりに、熱応力複屈折の僅かな又は低い感受性を有するガラスを用いるよう使用される。このステップは、コンピュータプロセッサにより実行されるソフトウェアを用いて自動的に行われ得る。代替的に、レンズ設計者により手動で行うこともできる。一実施形態では、レンズ設計者は、最大パワー密度を有する1つ以上のレンズ要素の代わりに、第1セットの候補ガラスからガラスを用いる。多くの例では、これらは、開口絞りのすぐ近くに位置するレンズ要素であるだろう。レンズ要素の残りのガラスは、第1又は第2のセットの候補ガラスから選択され得る。一般的に、名目上レンズ設計525の元のガラスに代用されるガラスは、その元のガラスの屈折率や分散特性にもっともよく一致する第1及び第2セットの候補ガラスからガラスを識別することにより決定される。次に、レンズ設計最適化ステップ575が、メリット関数565に応答して、最適化されたレンズ設計580を決定するよう使用される。コンピュータプロセッサは、最適化プロセスを用いて、このステップを実行し、レンズ要素の様々なパラメータ例えば、厚さ、間隔、及び、形状を調整し、そうして最良の性能を供給する。仮の結果と最終的な結果の両方がメモリに保存され得る。幾つかの例では、最適化プロセスは、レンズ要素のガラスを自動的に選択するよう使用されることもできる。メリット関数565は、画像品質性能の項と熱により引き起こされる応力複屈折性能の項の両方を含むので、最適化されたレンズ設計580は、これらの重要な設計属性の両方をバランスするだろう。レンズ設計者はメリット関数565内の対応する項の重み付けを調整することにより、或る属性又は他の属性の重要性を強調するよう選択することができる。当業者には周知の多くの最適化プロセスが存在し、それらの最適化プロセスは、最適化されたレンズ設計580を決定するように使用することができる。一般的な最適化プロセスの例には、減衰最小二乗法、正規直交化、及び、焼き鈍し法が含まれる。幾つかの例では、レンズ設計者は、レンズ設計最適化ステップ575によって決定される最適化されたレンズ設計580は、特定の応用例の要件を満足するには適当でないことを結論付けても良い。この例では、レンズ設計者は、例えば、1つ以上のレンズ要素の代わりに異なるガラスを用いたり、追加のレンズ要素を加えたり、1つ以上の表面に非球面形状を持たせるようにしたり、又は、回折光学表面を付加するようなステップをとるよう選択してもよい。そして、レンズ設計最適化ステップ575は再び実行され、新しい最適化されたレンズ設計580を決定する。熱応力複屈折メトリックを含むレンズ設計プログラムメリット関数を自動的に計算することの利点がなくとも、レンズ設計者は、本発明の原理に従うことで、熱応力複屈折の低減された感受性を有するレンズを良好に設計することができる。これは、図8A-8D又は、その拡張版の表を用いることで実現され、光学材料の選択においてレンズ設計者を導き、そして、コンピュータ上でランする従来のレンズ設計プログラム内の最適化ツールを用いて、最適化されたレンズ設計を決定する。一般的には、このプロセスは、結像レンズが満足すべきレンズ性能基準セットを定義するステップを含み、1つ以上の画像品質性能基準、及び、熱により引き起こされる応力複屈折性能基準を含む。画像品質性能基準は、例えば、必要とされるMTF性能の仕様であり得る。熱により引き起こされる応力複屈折性能基準は、例えば、総計の熱応力複屈折メトリックの許容可能な最大値であり、各レンズ要素の強度重み付けされた熱応力複屈折メトリックを組み合わせる。最小の熱応力複屈折を呈するレンズ設計を製造するプロセスで考慮すべき最も重要な要因は、とりわけ高光学パワー密度条件下では、光学ガラスの選択である。2,3のガラス、例えば、ほぼゼロの応力係数を有するSchottSF57やOharaPBH56や、極めて低い吸収と低い熱膨張係数を有する石英ガラスが明らかに選択されるだろう。他の全てのガラスは、熱応力のもとでは、多少のより大きな偏光劣化の程度を与える。上述したガラス単独の熱応力複屈折メトリックM1のような性能指数が使用され、ガラスを最良最小のメトリック値から最悪最大のメトリック値までに順位付けするリストを生成し、例えば、図8C-8Dで与えられるリストであり、又はその拡大版である。また、このガラスリストに要約される特性は、所望の光学収差制御特性指標及び分散を有するガラスタイプを選択するためのレンズ設計プロセスの間、有益である。収差制御と熱応力複屈折制御の間のバランスは、前述したように、各レンズ要素のガラス選択に対してなされる必要がある。例示の目的のため、図12Aの第3の例示的な投影レンズ270を設計するのに使用されたプロセスと類似するレンズ設計プロセスは、今度は、図16を参照して述べられるだろう。再び、このプロセスでは、レンズ設計者は、レンズ設計プログラム、プロセッサとメモリを備えたコンピュータの利点を享受するが、レンズ設計メリット関数Qは熱により引き起こされる応力複屈折を直接最適化するための項を有しない。代わりに、レンズ設計者は、図8A-8Dの表、又はそれらのより完全な均等物を、レンズ設計者の試行への入力として、使用することができ、他のガラス製造者からのデータも潜在的に含む。図15のプロセスと同様に、レンズ設計プロセスへの入力は、レンズ設計要件500と、レンズ設計プロセスに関連するガラス情報を有する、ガラス材料データ505のデータベースのセットである。図15のプロセスと同様に、ガラス単独の複屈折メトリック計算ステップ510は、ガラス材料データ505に対するガラス単独の熱応力複屈折メトリック例えばM1を決定するのに使用され、複屈折メトリックを有するガラス材料データ515の表のアップデートを決定する。同様に、名目上レンズ設計決定ステップ520は、名目上レンズ設計525を決定するように使用され、その名目上レンズ設計は、レンズ設計要件500を無効にするが、良好でない熱応力複屈折感受性を有するガラスを用いるレンズ要素を含んでもよい。次に、僅かな応力複屈折ガラスの代替ステップ530が中間レンズ設計535を決定するように使用される。好ましくは、このステップは、名目上レンズ設計525内のレンズ要素を識別することを含み、そのレンズ要素は光学ガラスを含み、その光学ガラスは、僅かな応力複屈折感受性例えば、SchottSF57又はOharaPBH56を有する高指標/高分散のガラスの屈折率と分散特性にもっとも一致する。識別されたレンズ要素の光学ガラスは、僅かな応力複屈折感受性のガラスに代替され、そして、そのレンズ設計はレンズ設計ソフトウェアを用いて再最適化される。任意の他の光学要素が存在し、その光学要素が、高指標/高分散の僅かな応力複屈折のガラス例えば、±0.1の範囲内の屈折率、及び、±20以内のν数に類似するガラスを有する場合、僅かな応力複屈折ガラスの代替ステップ530は、全てのそうしたレンズ要素に対して光学ガラスが代替されるまで、繰り返し適用され得る。同様に、任意の他の光学要素が存在し、その光学要素が、低指標/低分散の僅かな応力複屈折のガラス例えば、石英ガラスに類似するガラスを有する場合、僅かな応力複屈折ガラスの代替ステップ530は繰り返し適用され、光学ガラスを、全てのレンズ要素に対して、低指標/低分散の僅かな応力複屈折のガラスを有するレンズ要素で代替し、レンズ設計ソフトウェアを用いて、そのレンズ設計を再最適化する。他の実施形態では、僅かな応力複屈折ガラスの代替ステップ530は、名目上レンズ設計525内のどの要素が最も高い光学パワー密度を有するかを識別し、そうしたレンズ要素に代わって、僅かな応力複屈折のガラス例えば、M1≦0.1x10-6W-1であるガラスを用いる。一般には、識別されたレンズ要素の元の光学ガラスの屈折率とν数にもっとも一致する、僅かな応力複屈折ガラスが使用され、元の光学ガラスに代わって用いられる。一般には、最も高いパワー密度を有するレンズ要素は、開口絞り230に最も近いレンズ要素となるだろう。それ故、光学パワー密度を計算することは必ずしも必要というわけではない。幾つかの実施形態では、開口絞りに最も近接するレンズ要素の光学ガラスが、僅かな応力複屈折のガラスを用いて自動的に代替される。次に、低応力複屈折ガラスの代替ステップ540が使用され、レンズ要素群のうち1つの光学材料を、低い応力複屈折の感受性例えば、M1≦0.8x10-6W-1を有する光学材料で代替することにより、新しい中間レンズ設計545を決定する。好ましくは、このステップは、複屈折メトリックを有するガラス材料データ515から、選択されたレンズ要素の屈折率とν値にもっとも一致する、低い応力複屈折の感受性のガラスを識別することを含む。その選択されたレンズ要素の光学ガラスは、低い応力複屈折の感受性のガラスによって代替され、そして、レンズ設計は、レンズ設計ソフトウェアを用いて、再最適化される。低応力複屈折ガラスの代替ステップ540は、低応力複屈折感受性のガラスが全てのレンズ要素について代替されるまで、繰り返し適用され得る。次に、複合メトリックの評価及びレンズ設計のアップデートステップ550が使用され、最終的なレンズ設計555を決定する。このステップのため、中間レンズ設計545が分析されて、許容可能な画像品質性能であるかどうかが決定される。また、異なるレンズ要素上にロードする光学フラックスの推測が可能であるなら、レンズ要素形状を組み込んだレンズ要素に対して、熱応力複屈折メトリック例えば、M2を決定するよう分析される。中間レンズ設計545の画像品質性能がひどく劣化した場合は、代替のガラス選択がなされる。例えば、低いパワー密度を受けるレンズ要素の光学ガラスは、光学ガラスの拡張セットから材料を選択するようアップデートされ、そこでは、閾値の熱応力複屈折メトリックがある程度増加し、そうして、中間的な応力複屈折感受性のガラス例えば、M1≦1.6x10-6W-1を含む。追加的な補助ステップが可能であり、そのステップでは、レンズ設計は例えば有限要素分析FEAによって熱機械的にモデル化され、そうして、レンズ要素内部の光吸収容積プロフィール、その結果の熱負荷と温度変化ΔT、そして、その結果の発生する応力複屈折Δnをモデル化する。このモデル化は、レンズ要素とハウジング240の内部又はその周囲の熱伝導、対流、及び、照射効果を説明し、光吸収により付与される熱効果を低減するよう適用される、如何なるレンズ冷却技術をも含む。そして、その結果は使用され、レンズ設計予想を検査、又は、認証することができ、M2メトリックの使用を含む。結果的に得られる情報は、レンズ設計プロセスを導くことができ、所定のレンズ要素に対して、僅かな、低い、又は、適度な熱応力複屈折ガラスを検証し、又は、より制限的でないガラスを選択する機会を示唆する。幾つかの例では、低応力複屈折ガラスの代替ステップにおいてなされる1つ以上のガラス選択を緩和することが必要であってもよく、元の僅かな応力複屈折のガラスに代わって、低応力複屈折のガラスを使用する。もしそうであるなら、低応力複屈折ガラスの代替ステップ540によって選択された全てのガラスは再評価されるべきである。その結果の熱応力複屈折感受性が高すぎるか、又は、画像品質性能が低すぎる場合は、レンズ要素は選択的に選ばれ、非球面の使用は向上した画像品質性能をもたらしつつ、ガラス材料が、より厳しい閾値の熱応力複屈折メトリック例えば、M1≦0.8x10-6W-1を有して使用されることを可能にする。強調が、最大光学パワー密度を受けるレンズ要素に対する変化するガラスに向けられてもよい。本発明の説明で与えられる例示的なレンズ設計は、古典的なダブルガウスレンズ設計に基づいているが、当業者には、同じ基本的設計原則が、他のタイプの結像レンズ、又は、結像レンズのシステムの設計に使用されることができるのは明らかであり、そこには熱により引き起こされる応力複屈折の感受性を低減する必要が存在する。例えば、その設計原則は、アナスティグマートレンズ、ペッツバールレンズ、望遠レンズ、ズームレンズ、アフォーカルレンズ、及び、Fθレンズなどの周知のレンズ設計カテゴリに属する、結像レンズを設計するのに使用される。或る特定の例として、Fθレンズが、ポストオブジェクティブ又はプレオブジェクティブ走査構成のレーザプリンティングに使用され、そこでは、ガルバノメータのようなスキャナが開口絞り面に近接して配置され、Fθ対物レンズの全てのレンズ要素は、開口絞り面の或る側プレ又はポストに配置される。Fθレンズは、一般的には、全てのレンズ要素を、開口絞りの何れかの側へ一つのグループにクラスタ化する。再び、開口絞りに最も近いレンズ要素は、熱的に引き起こされる応力複屈折を低減するため、慎重なガラス選択から最も利益を享受すると思われる要素である。他の例として、ズームレンズは、複数のレンズグループ例えば2-4を有することができ、移動するグループを含む。本発明のレンズ設計概念は、結像レンズへの応用に限定されないが、照明システムのような他のレンズシステムに使用されることも可能であり、又は、望遠鏡タイプの設計構成に基づいた光学システムのように複合反射―屈折光学システムに使用されてもよい。再び、開口絞りに近接したレンズ要素、又は、高いパワー密度を受ける他の要素は、おそらく、低減された応力複屈折感受性のガラスの使用により、利益を享受する要素である。本発明に従って、如何なるタイプのレンズシステムも、最大光学パワー密度を有するレンズ要素とともに用いる、僅かな応力複屈折の感受性のガラスを選択することにより作られ、そして、残りのレンズ要素に、最大でも中程度の応力複屈折の感受性を有するガラスを使用する。例示的な投影レンズ270の画像品質は、図6Bと9Bについて、100cy/mmで限定的なMTF性能~30を示している。アッパーエンドのデジタシネマ産業のスクリーン上の解像度の仕様をサポートするため、4K水平解像度の認識できる画素を投影する性能が必要である。この目的を良好に達成するため、100cy/mmでのMTFは40を越えるよう改善されることが望ましいだろう。同様に、50cy/mmで良好なMTF性能を供給し60-65に代わって、~75又はそれ以上、、2K解像度画像のための改善された画像品質を供給することが望ましいだろう。同時に、リレーレンズ250と投影レンズ270の、熱的に引き起こされる応力複屈折の感受性を更に低減することが望ましく、より明るいスクリーン例えば、20,000-60,000ルーメンを可能にするのと同様に、より多くの余裕を与えるだろう。こうした目的を達成するには幾つかの潜在的なアプローチが存在し、個別に又は組み合わされて適用することができる。確かに、上述したように、LF5やSNSL36のような代替ガラスを戦略的に選択することは、幾つかのレンズ要素に大きく役に立つ。1つ以上のレンズ要素上に非球面を使用することも、たいへん有効である。他のアプローチとして、本システムの光学速度を増加させることができ、そうして、投影レンズ270がF/2.5又はそれより明るく動作し、その結果、MTF性能を向上させる。投影レンズ270は、回折限界よりむしろ収差限界であるが、これは或る改善を更にもたらすことができる。システム速度を増加することは、光がガラス領域に渡って広がるので、熱的に引き起こされる応力複屈折を低減するのに役立ち、それによって、ピークパワー密度を低減する。しかし、このアプローチは、レンズアセンブリと同じく、個々のレンズ要素をより高価にし、設計作製をより難しくする。また、以下の点が認識される、即ち、レンズハウジング240、又は、より直接的にはレンズ要素自体が、放熱板、導電性テープ、液体冷却、受動又は強制空気、熱電気冷却デバイス、又は、他の技術を用いて、レンズ要素上の効果的な熱負荷、然るに、引き起こされる応力複屈折を低減するという目的をもって、受動的或いは能動的に冷却されるということである。そうした冷却は、それが充分に効果的で信頼できるのであれば、1つ以上のレンズ要素に対してガラスの選択を変更できる。また、以下の点が認識される、即ち、レンズハウジング240の内部のレンズ要素の取り付けは、慎重に行われる必要があり、そうして、内部のハウジング構成要素に対向するレンズ要素の熱膨張は、引き起こされる機械的応力から、応力複屈折を発生しないようにする。画像品質の問題を考慮すると、第3の例示的な投影レンズ図12Aを含む、投影レンズ270のMTF性能は、主要な軸色又は縦色として知られる光学収差によって制限される。主要な軸色の補正で設計されたレンズでは、緑色光の最良のフォーカス面は、青色や赤色の最良フォーカス面からオフセットしている。これは、赤色と青色のチャンネルが最良のフォーカス面を有し、画像空間の同じ場所表示面190で、又は、その近くででオーバーラップするが、それらは両方とも、最良フォーカスの緑色チャンネルの面から、長手方向にシフトされていることを意味している。通常のレンズ設計原理に従う場合は、投影レンズ270をアポ黒マートとして設計することで改善された色補正が得られ、上記で引用したDDeJagerの米国特許5,172,275号特許文献16において行われるのと同じぐらい改善される。レンズ設計において一般的には、SchottPSKやNKZFSガラスタイプのような変則的な分散ガラスからなる1つ以上のレンズ要素を有するレンズアセンブリを設計することで、二次的な軸色が除去される。残念ながら、これらのガラスは、熱応力複屈折感受性について最悪の値M1~3.5x10-6W-1を有し、それ故、これらのガラスで軸色を固定しようとすることは、同時に、応力複屈折をかなり増加させるだろう。SchottPK52とSchottFK51は、有効な部分分散を供給し、熱応力感受性M1~0.36x10-6W-1について約10x良好であり、しかし、ガラスチャート上位低指標ndと高アッベ数νdは他の妥協をもたらす。代替的に、映画投影レンズと題する、同一出願人によるMHarriganの米国特許6,317,268号特許文献17において議論されているように、回折光学素子DOEが軸色軸色収差を含む色収差の補正に特に使用される。回折光学素子は、ステップ構造でパターン化され、薄い位相素子を形成し、干渉と回折によって作動して光の伝播を生じる。それらは、平面の要素又はレンズ曲面上に形成され得る。本発明の例では、例えば図6Aで表される例示的な位置90で、1つ以上の回折光学要素350が投影レンズ270又はリレーレンズ250の中に供給される。回折光学素子の使用は、画像品質を向上させ、代替的なガラスの選択を可能にし、レンズ設計者がより低い応力複屈折感受性を有するガラスOharaSNSL36のような弱クラウン、又は、SchottLF5のような弱フリントを主要な位置に使用することをより簡易にする。しかし、回折光学素子はフレア光を導き、それにより、ANSI又はインフレームのコントラストにおいて劣化を生ずるので、注意を要する。図10Aの第2の例示的な投影レンズ270について更に考慮すると、図11Aの対応する表と共に、非常に低い応力複屈折PBH56と石英ガラスだけを含み、ガラス選択と設計性能が許容するなら、熱的に引き起こされる応力複屈折の感受性を更に低減する相当の余地があることを示唆している。他のアプローチとして、投影レンズ270の中に、例えば図4の位置90に、偏光補償器360を加えることも、有利になり得る。前の議論において、特に、Aastuen他による関連特許と図1Bに関して、偏光補償器360の使用はある程度議論された。プロジェクタ101の中には、偏光補償器が変調光学システム80の中に一般的に存在し、偏光補償を、空間光変調器170r、170g、及び、170b、偏光ビームスプリッタ60、又は、その双方の組合せに供給する。例えば、Mi他の米国特許6,909,473号特許文献18では、偏光補償が、垂直に並んだLCDタイプの変調器と、細線格子の偏光ビームスプリッタの両方に供給され得る。Aastuen他の例では、同様の偏光補償が、薄いフィルム、ガラス埋め込み、偏光ビームスプリッタの基板ガラスの候補ガラスのリストを拡大する。多数の偏光補償器の例が存在し、それらは、LCDで偏光性能を拡張するよう開発され、垂直に並んだ、又は、ネマティックなLCD用に設計されたものを含む。これらの補償器は、一般的には、ポリマーフィルムを使用して角度変化する複屈折を供給し、空間的に異なる方法で構造化され、透過光ビームの部分で即ち、或る空間と角度領域の範囲内で偏光状態に影響し、光ビームの他の部分で偏光状態に影響を及ぼさない。代替的には、Tan他の米国特許7,170,574号特許文献19で述べられるように、ロバストな偏光補償器が、ガラス基板に溶着された誘電薄膜層を有する複屈折格子構造を形成することにより、開発された。一般に、偏光補償器は、スキュー光線や斜光線の偏光状態により生じる差動効果を通常の入射光線よりも低減し、そのスキュー光線や斜光線は複屈折材料を通って異なる光路を横断する。本発明の例では、偏光補償器360は変調光学システム80内には存在せず、空間光変調器170と偏光ビームスプリッタ60に対して、横断する光ビーム140の偏光状態を調整する。代わりに、偏光補償器は、投影レンズ270内の位置90に供給され、投影レンズ内で、応力複屈折効果の偏光補償を供給する。詳しくは、それは、残余の熱的に引き起こされる応力複屈折の補償を供給する。この例では、補償器は、応力複屈折に従って入射条件から逸脱する偏光の状態又は方向を回復し、そうして、それらは入射状態に類似し、所望の左目又は右目の偏光状態を観察者に供給し、その観察者は偏光感度メガネを着用している。入射偏光状態は、例えば、レーザデバイスや偏光スイッチ139によって、照明アセンブリ110内に大部分が定義された。理解されるべきは、1つ以上の偏光補償器360は、リレーレンズ250の中、又は、その周辺に供給され、そのレンズにより生じる応力複屈折効果を補償するということである。図4に示されるように、偏光補償器360は、結像レンズ200内部の様々な例示的な位置90に置かれることが可能であり、又は、位置90は2色性組合せ器165とリレーレンズ250の双方に最も近くても良い。偏光補償は複数の部品により生じる偏光効果を補正することができ、その部品には投影レンズ270、リレーレンズ250、及び、2色性組合せ器165を含む。従って、偏光補償器360の使用は、投影レンズ270又はリレーレンズ250を他より広い範囲のガラスで設計することを可能にし、熱により引き起こされる応力複屈折の効果は別の方法で低減されるからである。それは画像品質の更なる向上のために設計の自由度を与える。第3の例示的な投影レンズ図12Aに影響する、残余の二次的な軸色の問題に戻ると、赤色と青色のチャンネルは画像空間内の同じ位置表示面190で、又は、その近傍でオーバーラップする最良のフォーカス面を有するが、共に、緑色の最良のフォーカス面から長手方向にシフトしている。空間光変調器170は図1の異なる平面内に存在するので、この効果は、変調器の位置を調整することにより低減することができるが、その結果として、小さな倍率差という不利益を伴う。その色焦点誤差は厳しい観察者には判るほどに大きく、そして、この問題はより高い解像度で悪化することがある。偏光補償器360や回折光学素子350の使用に代わるものとして、追加的な光学要素を使用することができ、その光学要素は、緑色光に対して、赤色と青色の光路を増大させる。これは、全3色を、画像面で共通の焦点に効果的に配置するだろう。これを達成する単純な方法は、図17に示されるように、第1表面ミラー370を使用することであり、そこでは、緑色光は多層被膜375の上層から反射されるが、青色と赤色の光は透過する。そして、赤色と青色の光は、より深くにある層から多層誘電被膜375の中へ反射され、そうして、このより低い層までの増大した移動距離は、投影レンズ270内の二次的な軸色の量と同じであるようになる。第1表面ミラー370は強調した方法で示されており、というのも、投影レンズ270内の二次的な軸色の量は物体空間で約50ミクロンであり、そうして、上下間の被膜層の深さは赤色と青色の光は、被膜層低減したOPDの材料指標を通って2つのパスを経るので、それより小さい。緑色及び赤色/青色の画像は、中間画像260で、小さい画像シフト378だけ、一方から他方へ横方向にシフトするが、これは、空間光変調器170を適切に再配置することにより、調整され得る。留意する点は、このアイディアは拡張されて、各色に対して1つ、基板377上に形成される3つの反射層を有することで、主要な軸色も補正できるということである。このアプローチは、リレーレンズ250、投影レンズ270、又は、その両方の組合せを補正するように使用される。再び、その厚さは調整され、色の長手方向シフトを補償する。第1表面ミラー370は図17では45度で表されるが、本アイディアは、光路が何らかの物理的障害物によりブロックされていない限り、如何なる傾斜角でも、軸の色収差を補正するよう機能する。追加的に、第1表面ミラー370は、角度的に調整されることが可能で、導かれる色補正の量を変化させる。画像シフトが問題である場合は、そのシフトを是正するよう二反射配置が使用され、例えば、それぞれ補正被膜を有する二つの反射面をペンタプリズム型の構成に位置付けることによる。本発明は、熱的に引き起こされる応力複屈折を理解する基礎を与え、その中には、数値メトリックM1とM2後者は適応される光学負荷を説明する、比較上僅かな、低い、中程度の、又は、高い値の熱応力複屈折感受性M1により測定されるようにを有するガラスの識別、及び、レンズ設計試行の間に、レンズアセンブリ内の異なるレンズ要素のガラスを選択的に使用する設計原則と方法をサポートすることを含む。本発明は、異なるレベルの熱応力感受性と結像性能を有する結像レンズの実際の設計例、及び、改善されたプロジェクタ性能に与える影響の実際の証拠を与えた。特に、熱応力の感受性閾値のセットが識別され、それらの閾値は、僅かな応力ガラス0.1x10-6W-1≦M1、低い応力ガラス0.1x10-6W-1≦M1≦0.8x10-6W-1、及び、中程度の応力ガラス0.8x10-6W-1≦M1≦1.6x10-6W-1を指定するのに使用され、それぞれ、レンズ設計に対して重要な特性を備えたガラスのセットを含む。理解されるべきは、本発明の精神及び適用範囲内では、こうした閾値は多少恣意的であることである。例えば、M1=0.12x10-6W-1の値を有するガラスおそらくは未開発のは、僅かな、又は、低い熱応力複屈折感度を有するものと考えられてもよい。実際、その認識は、関与するアプリケーションやレンズ設計者に依存してもよい。同様に、低いM1≦0.8x10-6W-1、及び、中程度M1≦1.6x10-6W-1の熱応力複屈折ガラスの閾値は、有益且つ有効であるが、再び、これらは多少恣意的である。例えば、低い閾値がM1≦0.9x10-6W-1又は、M1≦1.0x10-6W-1に設定されてもよく、中程度の閾値がM1≦1.8x10-6W-1に設定されてもよい。本発明は、特定の好ましい実施形態を参照して、詳細に説明されてきたが、様々な変形や修正が本発明の適用範囲内で達成され得ることは理解されるだろう。強調される点は、本明細書で述べた装置や方法は、多くの異なるタイプのシステムにおいて具体化されるということであり、それは広範囲のタイプの支援するハードウェア及びソフトウェアを使用して行われる。また、留意すべき点は、図面は原寸通りではないが、これらの実施形態で用いられる主要な部品と原則を例示するものであるということである。部品リスト50光源55プリズムアセンブリ60偏光ビームスプリッタ65Xプリズム80変調光学システム90位置100プロジェクタ101プロジェクタ102プロジェクタ110照明アセンブリ110r照明アセンブリ110g照明アセンブリ110b照明アセンブリ115光源アセンブリ120レーザアレイ120 ́レーザアレイ122レーザエミッタ125レーザ組合せアセンブリ127カットプリズム130アパーチャ135照明ビームスプリッタ137半波長板139偏光スイッチ140光ビーム140 ́別個の光ビーム145光軸150照明レンズ155光インテグレータ160ミラー165二色性組合せ器166第1組合せ器167第2組合せ器170空間光変調器170r空間光変調器170g空間光変調器170b空間光変調器180脱スペックル器190表示面195物体面200結像レンズ205レンズ要素206a正レンズ要素206b負レンズ要素208レンズ要素のグループ210ガラスチャート215クラウンガラス217フリントガラス220クラウンガラス要素222フリントガラス要素230開口絞り235光線240レンズハウジング245動作距離250リレーレンズ260中間画像270投影レンズ300モデュレーショントランスファファンクションMTFプロット320光強度分布321スライス位置322断面プロフィール323光強度分布324スライス位置325断面プロフィール326光強度分布327光強度分布328光強度分布350回折光学要素360偏光補償器370第1表面ミラー375多層被覆377基板378画像シフト400レンズ要素401レンズ要素402レンズ要素403レンズ要素404レンズ要素405レンズ要素410レンズ要素411レンズ要素412レンズ要素413レンズ要素414レンズ要素415レンズ要素416レンズ要素420レンズ要素421レンズ要素422レンズ要素423レンズ要素424レンズ要素425レンズ要素426レンズ要素427レンズ要素428石英ガラスレンズ要素429PBH56レンズ要素430レンズ要素431レンズ要素432レンズ要素433レンズ要素434レンズ要素435レンズ要素436レンズ要素437石英ガラスレンズ要素438PBH56レンズ要素440レンズ要素441レンズ要素442レンズ要素443レンズ要素444レンズ要素445レンズ要素446石英ガラスレンズ要素447PBH56レンズ要素448S-LAL18レンズ要素450レンズ要素451レンズ要素452レンズ要素453レンズ要素454レンズ要素455レンズ要素456レンズ要素457PBH56レンズ要素458S-LAL18レンズ要素459石英ガラスレンズ要素500レンズ設計要件505ガラス材料データ510ガラス単独の複屈折メトリックを計算するステップ515複屈折メトリックを有するガラス材料データ520名目上レンズ設計を決定するステップ525名目上レンズ設計530僅かな応力複屈折ガラスに代替するステップ535中間レンズ設計540低い応力複屈折ガラスに代替するステップ545中間レンズ設計550複合メトリックを評価し、レンズ設計をアップデートするステップ555最終レンズ設計560メリット関数を定義するステップ565メリット関数570僅かな且つ低い複屈折ガラスに代替するステップ575レンズ設計を最適化するステップ580最適化されたレンズ設計"