本发明专利技术描述一种将不同颜色的至少两条子光束（ｂ↓［Ｇ］、ｂ↓［Ｒ］、ｂ↓［Ｂ］）合成一条彩色光束（ｂ↓［ｃ］）用的光学装置，该装置包括至少一块被配置在一透明的平板形状基片（２０、２２）上的分色反射镜（２１、２３）。通过使用由选自柱面透镜和倾斜安置的球面透镜一组的第一个子元件以及选自平行平板、光楔和棱镜一组的第二个子元件构成的象差校正元件（４５ａ、４５ｂ），以对子光束中由基片引起的象差进行校正。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及将不同颜色的至少两条子光束合成一条彩色光束用的光学装置，该装置包括至少一块被配置在透明的平板形状基片上的分色反射镜，并且进一步设置有至少一块象差校正元件，它被配置在经过该基片的子光束的光路中，以对相应子光束中由该基片引入的象散进行补偿。这种类型的光学装置，可被应用在例如彩色图象投影设备中，以便将各自以不同颜色产生出同一景物的三个单色象的三基象源发出的三条子光束，合成一条被施加在一投影透镜系统上的彩色光束。因而，三个单色象可以作为一个图象被投影在投影屏上。将由三块液晶图象显示板(随后称之为LCD板)发出的三条不同颜色的子光束组合用的装置，在美国专利5,046,837中进行了特别描述。该装置包括两块二向色反射镜形式的分色反射镜，均被配置在玻璃基片上。三条子光束之一(例如绿光束)被两块反射镜反射，而其余两条子光束(红光束和蓝光束)则被二向色反射镜反射一次，并且通过反射镜的基片一次。由于这些反射镜均被倾斜配置在三条光束中，例如与子光束的光轴成45°角，而且这些子光束在此反射镜所处的区域内为会聚光束，故通过该反射镜基片的子光束将变成象散的，这就意味着该光束在包括其光轴在内的两个互相垂直的平面内具有不同的会聚度。因此，上述两个平面内的光束将不会清晰地聚焦在投影屏上，以致于被投影的图象呈现出象差。由于这些反射镜被安置在成象光学系统中，故其应当具有更高的平面度，这只能通过使用较厚的基片来达到，以致于上述象散比较大。该象散只发生在三条子光束中的两条光束中，所以，无法通过被组合后光束光路中的一块象差校正元件来校正被投影的彩色图象中的畸变。在日本专利公开3-170925A中，曾经提出通过将柱面透镜配置在与二向色层相反的每一反射镜基片上，以消除此象差。众所周知，柱面透镜能在光束中引入象散。通过适当地选择该柱面透镜的光焦度和位置，其所产生的象散可以补偿光束倾斜通过平板产生的象散。然而使用这样的柱面透镜只能校正象散，而不能校正通过平板产生的其它象差，尤其是彗差。本专利技术的目的在于提供一种象差校正元件，使用它可以实现对光束象差的全面校正，并且进一步提供使用该校正元件的各种可能性。根据本专利技术的光学装置，其特征在于该象差校正元件包括选自柱面透镜和倾斜安置的球面透镜一组的第一个子元件以及选自平行平板、光楔和棱镜一组的第二个子元件，共同校正由子光束经过的基片引入的至少如象散和彗差之类的象差。第一个子元件具有这样匹配的光焦度和位置，使得通过该元件时产生的两象散焦线之间的距离，与通过该反射镜基片时所产生的两象散焦线间的距离相比，其大小相等但符号相反。通过该反射镜基片时产生的彗差，则由第二个子元件进行校正。第一和第二个子元件可以是分立的元件。不过本光学装置的优选实施例，其特征在于，第一和第二个子元件被一体化为一个光学元件。因此，有可能将伪反射限制在最小，而且校正元件的制造和光学装置的组装将更简单。至于一体化光学元件中各个子元件间的相互定位，存在着各种可能性。第一种实施例，其特征在于第一和第二个子元件被安置在一体化元件的相反两侧。第二种实施例，其特征在于第一和第二个子元件被叠置在一体化元件的同一个表面上。至于这些子元件相对于必须进行象差校正的基片之间的定位，也存在着各种可能性。第一种可能性，是在其特征在于第一个子元件被安置在比第二个子元件更接近必须进行象差校正的反射镜基片的实施例中实现的。第二种可能性，是在其特征在于第二个子元件被安置在比第一个子元件更接近必须进行象差校正的反射镜基片的实施例中实现的。在第一和第二个子元件被合成在一体化元件的同一表面上的实施例中，该表面不是面向此必须进行象差校正的基片，就是远离该基片。本光学装置的特殊实施例，其特征在于第一个子元件为柱面透镜，第二个子元件为光楔。本实施例的进一步特征可以是，由必须进行象差校正的反射镜基片看上去，圆柱表面是凸的，而且圆柱面的轴线垂直于通过此光学装置光轴的平面，且此反射镜在该平面内以锐角伸向此光轴。另一个办法是，本实施例的进一步特征可以是，从必须进行象差校正的反射镜基片看上去，该圆柱面是凹的，而且圆柱面的轴线平行于通过此光学装置光轴的平面，且此反射镜在该平面内以锐角伸向此光轴。在必须组合两条子光束且只包括一块分色反射镜的装置中，象差校正元件被放置在经过反射镜基片的子光束的光路中。在必须组合三条子光束且包括两块分色反射镜的装置中，根据本专利技术的分立的象差校正元件，可被安置在经过基片的每一条子光束中。不过这样的光学装置，其特征最好在于所有的子光束都通过相同的基片厚度，而且在合成光束的光路中安置一个象差校正元件。应当注意，在日本专利申请公开5-27343A的摘要中，曾经提出使彩色电视投影设备中三条子光束中象散相等的问题，即按照这样一种方式通过将厚度和原来基片相同的额外的基片与每块二向色反射镜相结合，使得每条子光束在其由LCD板至投影透镜系统的光路中两次通过基片。在此日本专利公开5-27343A中曾经指出，现在可以通过投影透镜系统来校正各子光束彼此相等的象散，因此该系统必须进行匹配。然而现在的象散为没有额外基片的投影设备中象散的二倍那样大，被加在二向色反射镜上，以致于所需要的象差校正更难以实现。本光束合成装置的第一个实施例，带有两块分色反射镜，其中的象差可以通过一个校正元件进行校正，该光束合成装置的特征在于，具有与反射镜基片的折射率和厚度乘积相同的透明平板，被安置在只有不经过反射镜基片的子光束的光路中。本光束合成装置的第二个实施例，其特征在于，通过一条子光束并且反射另一子光束的分色反射镜，被配置在两块基板之间，其中每块基板具有的折射率和厚度乘积，分别为另一分色反射镜基板折射率和厚度乘积的一半。在此实施例中，并没有比使三条子光束的象差变得相等绝对需要的更多的象差提供给这些子光束，所以这些象差可以容易地校正。本专利技术进一步涉及彩色图象投影设备，它包括用于提供一景物的三个不同颜色图象的三基象源，用于将此基象源发出的三条子光束合成一条彩色光束的光束合成装置，以及将此光束投影在投影屏上用的投影透镜系统。该投影设备的特征在于，该光束合成装置是如前所述供给的器具。“景物”一词应被认为具有很宽的含义，并且包括电视图象、图示信息、数字信息，或其组合。基象源可以由液晶图象显示板、基于弥散作用工作的图象显示板(例如聚合物弥散的液晶PDLC)、由被称之为指状反射镜器件(DMD)的小反射镜基质组成的面板或者阴极射线管来构成。本专利技术的这些以及其它一些方面，从以下参照所述实施例所作解释中将更加明白。在附图中附图说明图1用图解法表示可以利用本专利技术的彩色图象投影设备；图2表示用在该投影设备中的已知的光束再合成装置；图3至8表示根据本专利技术用在此光束再合成装置中的复合的象差校正元件的实施例；图9至11表示带有透射的图象显示板的根据本专利技术的彩色图象投影装置实施例的一部分，而且图12表示带有反射的图象显示板的根据本专利技术的彩色图象投影装置的一部分。图1用图解法表示彩色投影电视设备的实施例。该投影设备包括三个主要部分照明系统A，图象显示系统B和投影透镜系统(例如变焦镜头C)。照明系统的主轴OO′与光轴DD′对准，且此光轴DD′首先按照彩色投影表示的实施例被分成三条子光轴，随后被连接成一条与投影透镜系统的光轴EE′本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种将不同颜色的至少两条子光束合成一条彩色光束用的光学装置，该装置包括至少一块被配置在一透明的平板形状基片上的分色反射镜，并且进一步设置有至少一块象差校正元件，被配置在经过该基片的子光束的光路中，其特征在于该象差校正元件包括选自柱面透镜和倾斜安置的球面透镜一组的第一个子元件，以及选自平行平板、光楔和棱镜一组的第二个子元件，并由这些子元件共同对由子光束经过的基片引入的至少如象散和彗差进行校正。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：FJM沃特尔，
申请(专利权)人：皇家菲利浦电子有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]
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