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JP2013007937A - フルスペクトル像観察装置、および色覚検査装置 - Google Patents

フルスペクトル像観察装置、および色覚検査装置 Download PDF

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JP2013007937A JP2011141443A JP2011141443A JP2013007937A JP 2013007937 A JP2013007937 A JP 2013007937A JP 2011141443 A JP2011141443 A JP 2011141443A JP 2011141443 A JP2011141443 A JP 2011141443A JP 2013007937 A JP2013007937 A JP 2013007937A
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light beam
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俊文 三橋
Naoki Nakamura
直樹 中村
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Topcon Corp
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Abstract

【課題】簡単な構成で、画素毎のずれが発生することなく、フルスペクトルの鮮明な画像を投影する。
【解決手段】白色光を射出する光源部１０と、白色光の回折光を発生する第１の回折格子１９と、色分解された光束を光変調して反射するＤＭＤ２２と、ＤＭＤ２２に第１の回折格子１９からの光束を導くとともに、ＤＭＤ２２からの反射光を射出するＲＴＩＲプリズム２１と、ＤＭＤ２２からのフルスペクトルの所望の分布になっている光束を調整合成した光束として発生する第２の回折格子２４と、この光束を偏向走査して各スペクトル分布の光束を時分割により２次元化するガルバノミラー２９と、接眼レンズ３１を含む結像光学系３０とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明はフルスペクトル像観察装置、および色覚検査装置に係り、特に簡単な構成で鮮明なフルスペクトル画像を得ることができるフルスペクトル像観察装置、およびこのフルスペクトル像観察装置を使用した色覚検査装置に関する。
従来、白色光を出射する光源と、該光源により出射された白色光を空間に連続的に分布するスペクトル光に変換する連続スペクトル光形成手段と、表示すべきフルスペクトル画像の各画素に対応して二次的に配列された各画素素子を駆動して入射光を時分割変調するライトバルブ（画像形成素子）と、連続したスペクトル光を前記ライトバルブ上で一方向に巡回走査させるスペクトル光走査手段とを含む投影型表示装置が公知である（特許文献１、請求項１、図１参照）。
また、スペクトル的および空間的に分解された光を提供するように構成された少なくとも１つの光源と、スペクトル的および空間的に分解された光を受け取って変調し、光源から選択された空間スペクトル分布を選択的に送って部分画像の集合を形成するように構成された空間光変調器と、部分画像の集合を受け取り、表示エリア全体にわたり該部分画像の集合を走査してフルスペクトル画像を作成するように構成された少なくとも１つの走査装置とを含んでなる表示システムからなる走査型表示装置光学系および走査型表示装置が公知である（特許文献２の特許請求の範囲請求項１、図１、２参照）。
さらに、白色光を、体積型ホログラム素子や液晶素子などによって赤外光、緑色光、および青色光の３色の光に分波し、ＧＬＶ（グレーティングライトバルブ、Ｇｒａｔｉｎｇ Ｌｉｇｈｔ Ｖｕｌｂ）に集光し、ＧＬＶによって、各色の光をそれぞれ独立して空間的に変調し、再び体積型ホログラム素子に入射させ、３色の光を合成し、ガルバノミラーによって所定の方向に走査し、投影面にカラー表示された画像を投影する画像表示装置が知られている（特許文献３、要約、段落番号０００７参照）。なお、空間変調器として、例えば、液晶パネルやＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ Ｄｅｖｉｃｅ）などが用いられる旨記載されている。
また、投射型表示装置として、ロッドインテグレータの射出面から射出した光は、瞳位置に配置された開口絞りを有するリレーレンズに入射し、その後色分解光学系に入射され、ライトバルブによって変調され射出され、投射光は投射レンズに入射され、スクリーン上に投射されるものが公知である（特許文献４、段落番号００８１〜００９１、図８参照）。
さらに、時分割方式映像投写装置として、光源からの出射光がコンデンサレンズ、透過型カラーホイールを透過し、ロッドレンズ、リレーレンズを介して、反射ミラーで反射されて、コンデンサレンズを透過し、反射型光変調素子へ入射し反射されて、投写レンズでスクリーン上に拡大投写されるものが公知である（特許文献５、段落番号００４６〜００５４、図４参照）。
そして、投影装置として用いたフルスペクトル像観察装置として、光源から発せられた白色光がリフレクタ（放物面鏡）により略平行光とされ、反射型の回折格子でＲ光、Ｇ光、Ｂ光の各波長域に対応する光束に分離され、集光レンズで３つのミラーで反射され、反射型の３つの液晶パネルに集光され、それぞれ反射され、Ｒ光束、Ｇ光束、Ｂ光束のそれぞれの光束は投影光学系に導光され、３つの液晶パネルの画像情報をスクリーンでフルカラー画像として合成投影するものが公知である（特許文献６、段落番号０１２４〜０１３５、図１０、１１参照）。
特開２００４−２４０２９３号公報 特開２００５−３２６８３７号公報 特開２００２−１６２５７３号公報 特許４１７５４４２号公報 特許３３３５９６１号公報 特許３３３５０９１号公報
しかしながら、特許文献１、２に記載された走査型表示装置光学系および走査型表示装置は、Ｒ（赤色光）、Ｇ（緑色光）、Ｂ（青色光）に限定されない波長の光で合成し、表示する色合いの度合いを微妙に変化させる具体的な光学系が明確かつ一義的に記載されておらず、実現することが極めて困難であった。これは、実際の装置で実現するには技術的な困難性があったからである。
そのため、従来の走査型表示装置光学系および走査型表示装置では、各画素が任意の分光分布をもつ画像を表示することができず、例えば自然の色を忠実に再現した超高解像度画像（ハイビジョン）にマッチすることができず、さらに奥行きのあるように見せる三次元フルカラー画像を画像表示することができないという問題がある。
また、特許文献３のガルバノミラー、特許文献４のリレーレンズ光学系内の開口絞り、特許文献５、６のミラー走査による画像表示技術を特許文献１、２と組み合わせたとしても、ロッドインテグレータの出射端に開口絞りを備えないので、その後の光路上のコリメートレンズで平行光束にすることができず、光束を効率よく絞ることができないという問題がある。
また、白色光を分光したＲ光、Ｇ光、Ｂ光の各光束を画像表示用部材に投射することができず、画素毎にずれてしまうことがあり、色パターン毎の間隔が乱れてしまうとか、フルカラーの鮮明な画像をスクリーン上に投影することができないという問題もある。
そこで、本発明では、簡単な構成で、光路長を長くすることで、色彩の幅が広がり、画素毎のずれが発生することなく、フルスペクトルの鮮明な画像を投影することができるフルスペクトル像観察装置、および色覚検査装置を提供することを目的とする。
請求項１の発明は、白色光を射出する光源部と、前記白色光の分光された光束として発生する第１の分光素子と、前記第１の分光素子により分光された光束を光変調して反射するＤＭＤと、前記ＤＭＤに前記第１の回折格子からの光束を導くとともに、前記ＤＭＤからの反射光を射出するＲＴＩＲプリズムと、前記ＤＭＤからのフルスペクトルの光量が決定された光束を調整合成した光束として発生する第２の分光素子と、前記調整合成した光束を偏向走査して所望のフルスペクトルの光束を時分割２次元化するガルバノミラーと、前記結像光学系の結像位置を含む面内に形成されたフルスペクトル２次元像を肉眼で観察するのに必要な接眼レンズを含み、前記偏向走査された光束を結像する結像光学系と、を備えることを特徴とするフルスペクトル像観察装置である。
。
請求項２の発明は、請求項１に記載のフルスペクトル像観察装置において、前記光源部が、楕円鏡と、該楕円鏡の一方の焦点位置に配置され白色光を発生する光源と、前記楕円鏡の他方の焦点位置に入射部を配置した輝度均一化素子と、前記輝度均一化素子の射出部に配置され、光束を絞るスリットと、前記絞られた光束を平行光とするコリメートレンズと、から構成されることを特徴とする。
請求項３の発明は、請求項２に記載のフルスペクトル像観察装置において、前記分光素子が回折格子であることを特徴とする請求項１または。
請求項４の発明は、請求項３に記載のフルスペクトル像観察装置において、前記回折格子が反射型回折格子である。
請求項５の発明は、請求項１から請求項４のいずれかに記載のフルスペクトル像観察装置において、前記ガルバノミラーを所定角度旋回させスキャン角を変化させることにより、光束の特性を変化させることを特徴とする。
請求項６の発明は、請求項１から請求項５までのいずれかに記載のフルスペクトル像観察装置と、このフルスペクトル像観察装置の下流側に配置された投影光学系とを備えることを特徴とする色覚検査装置である。
請求項７の発明は、請求項６に記載の色覚検査装置において、前記投影光学系で投影される画像の周囲に背景パターンを表示する背景パターン表示装置を備えることを特徴とする。
本発明によれば、ライトパイプ出射端に設けられたスリットにより光束を絞り、絞られた光束をコリメートレンズにより平行光束にし、反射型の回折格子に入射させ、回折格子により分光された光束をＲＴＩＲプリズムで回転させ、固定したＤＭＤから光束を光変調して反射させ、回折格子により反射されたフルスペクトルの光束を調整合成した光束として発生させ、調整合成された光束をガルバノミラーにより時分割で画像表示用部材の画素毎に結像させるので、大寸法の光路長として色彩の幅を広げ、さらに画素毎のずれを発生させることなく整然と色パターンを被検者に観察させることができ、またフルスペクトルが制御された鮮明な画像を投影することができる。
実施形態に係るフルスペクトル像観察装置の光学系を示す模式図である。 実施形態に係るフルスペクトル像観察装置の光学系の面番号を示す模式図である。 同フルスペクトル像観察装置におけるガルバノミラーの角が−２度のときの２次元波長分布を示す図である。 同フルスペクトル像観察装置におけるガルバノミラーの角が０度のときの２次元波長分布を示す図である。 同フルスペクトル像観察装置におけるガルバノミラーの角が２度のときの２次元波長分布を示す図である。 スポットダイヤグラムの歪曲格子を示す模式図である。 実施形態に係る色覚検査装置を示すものであり、（ａ）は光学系の模式図、（ｂ）はスクリーン像を示す模式図である。
以下本発明に係るフルスペクトル像観察装置の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は実施形態に係るフルスペクトル像観察装置の光学系を示す模式図である。
フルスペクトル像観察装置１００は、白色光を射出する光源部１０と、光源部１０からの光束を反射する第１のミラー１７と、第１のミラー１７からの光束を平行光とするコリメートレンズである第１の光学系１８と、白色光を回折により分光する第１の回折格子１９と、第１の回折格子１９からの回折光を収束させる第２の光学系２０と、入射した光束を４５度回転させるＲＴＩＲプリズム２１と、このＲＴＩＲプリズム２１に配置され、光変調して反射するＤＭＤ２２とを備える。また、フルスペクトル像観察装置１００は、リレー光学系である第３の光学系２３と、ＤＭＤ２２からのフルスペクトルの光束を調整合成した光束として発生する第２の回折格子２４と、第２の回折格子２４からの回折光を反射する第２のミラー２５と、第４の光学系２６と、第５の光学系２８と、光束を偏向走査して各色の光束を時分割するガルバノミラー２９と、ガルバノミラー２９からの光束を結像させる結像光学系である第６の光学系３０とを備える。なお、第６の光学系３０には接眼レンズ３１が配置される。
光源部１０は、楕円鏡１１と、光源１２と、熱反射フィルター１３と、光束を収束する収束レンズ１４と、ライトパイプ１５と、ライトパイプ１５の射出口に配置されたスリット１６とを備える。
楕円鏡１１は、回転楕円形状の一部の内面を反射鏡面とする曲面鏡である。また、光源１２は、可視域（４００〜７００ｎｍ）で分光分布がフラットなキセノンランプが使用され、前記楕円鏡１１の２つの焦点のうち一方の焦点の位置にその発光部が配置される。
ライトパイプ１５は、例えば４枚の平面ミラーを壁面とした中空構造体であり、入口と出口が矩形であり、光が入射すると内部で多重反射して、出口から均一化されムラが低減された光束を射出する。なお、このライトパイプ１５に替えフライアイアレイ素子などの他の均一化素子を使用することができる。
スリット１６は、所定のスリット幅を備えて構成され、ライトパイプ１５の射出口に配置され、ライトパイプ１５からの光束を絞る。
スリット１６からの光束は第１のミラー１７で反射され、第１の光学系１８で平行光束とされる。
第１の回折格子１９は反射型であり、入射した白色光を色分解して連続スペクトルとなるよう射出する。第１の回折格子１９は、所定の格子定数を備え、前記４００〜７００ｎｍの白色光の１次回折光をＲＴＩＲプリズム２１に向け射出する。第１の回折格子１９の格子定数は、フルスペクトル像観察装置１００の大きさ、各素子の配置状態などを考慮して定めるが、本実施形態では、６００本／ｍｍとしている。
ＲＴＩＲプリズム（逆全内部反射プリズム：Ｒｅｖｅｒｓｅ Ｔｏｔａｌ Ｉｎｔｅｒｎａｌ Ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎプリズム）２１は、第１プリズム２１ａと第２プリズム２１ｂとからなる。第１プリズム２１ａと第２プリズム２１ｂとの間は空気層が配置される。第１のミラー１７からの光束は、第１プリズム２１ａを透過し、ＤＭＤ２２で光変調され、第２プリズム２１ｂの内側反射面で全反射され、第２プリズム２１ｂを透過し、第３の光学系２３へ導光される。
ＤＭＤ（デジタルミラーデバイス：Ｄｉｇｉｔａｌ Ｍｉｒｒｏｒ Ｄｅｖｉｃｅ）２２は、多数の微小鏡面（マイクロミラー）を平面に配列した表示素子であり、光束を光変調して反射する。実施形態に係るフルスペクトル像観察装置１００では、０．７”、ＸＧＡ（１０２４×７６８ピクセル）の規格のものを用いる。
ＤＭＤ２２は、外部からの変調信号に基づいて、第１の回折格子１９で分光された光束をガルバノミラーの旋回のタイミングと同期するように変調する。ＤＭＤ２２で光変調された光束は、第３の光学系２３で第２の回折格子２４に導かれる。
第２の回折格子２４は、反射型であり、ＤＭＤ２２からの三原色の光束を調整合
成した光束として射出する。すなわち、第２の回折格子２４は、変調された光束をガルバノミラーの旋回のタイミングと同期するように合成する。また、第２の回折格子２４は、所定の格子定数を備え、前記４００〜７００ｎｍの白色光の１次回折光をＲＴＩＲプリズム２１に向け射出する。回折格子２４の格子定数は、フルスペクトル像観察装置１００の大きさ、各素子の配置状態などを考慮して定めるが、本実施形態では、６００本／ｍｍとしている。
第２の回折格子２４からの光束は第２のミラー２５で反射され、第４の光学系２６に導かれる。
ガルバノミラー２９は、マグネット付きミラーをコイル等で発生する外部磁力で高速、高精度に揺動駆動させる構造を備える。このガルバノミラー２９で走査された時分割された光束は第６の光学系３０で結像され、接眼レンズ３１を介して観察者に２次元スペクトル像として視認される。
実施形態１に係るフルスペクトル像観察装置１００の光学系の各面の光学特性データを以下に示す。楕円鏡１１の面から勘定し、画像形成素子まで８１面の面データが書かれている。主な面番号と光学素子との対応を図４に示す。
RDY THI RMD GLA
OBJ: INFINITY 53.296050
1: INFINITY 0.000000
2: -20.30680 10.000000 SBSM16_OHARA
3: -32.59950 0.500000
4: 110.14800 4.600000 STIH4_OHARA
5: 35.90400 10.000000 SBAL35_OHARA
6: -45.29350 75.000000
STO: INFINITY 0.000000
8: INFINITY 0.000000
XDE: 0.000000 YDE: 0.000000 ZDE: 0.000000
ADE: 2.000000 BDE: 0.000000 CDE: 0.000000

9: INFINITY 0.000000 REFL
GRT:
GRO: -1.000000 GRS: 0.001667
GRX: 0.000000 GRY: 1.000000 GRZ: 0.000000
BLT: IDEAL

10: INFINITY 0.000000
XDE: 0.000000 YDE: 0.000000 ZDE: 0.000000
ADE: -2.000000 BDE: 0.000000 CDE: 0.000000

11: INFINITY 0.000000
XDE: 0.000000 YDE: 0.000000 ZDE: 0.000000
ADE: 14.000000 BDE: 0.000000 CDE: 0.000000

12: INFINITY -80.000000
XDE: 0.000000 YDE: 0.000000 ZDE: 0.000000
ADE: 4.140000 BDE: 0.000000 CDE: 0.000000

13: -78.49500 -9.000000 SLAM2_OHARA
14: 196.93950 -0.500000
15: -82.9740 -11.000000 SBSM16_OHARA
16: 61.19140 -10.000000 STIH4_OHARA
17 -129.95450 -17.600000
18: INFINITY -15.300000
19: INFINITY -12.496374 SBSM25_OHARA
20: INFINITY -0.060000
XDE: 0.000000 YDE: 0.000000 ZDE: 0.000000
ADE: -29.500000 BDE: 0.000000 CDE: 0.000000

21: INFINITY -28.116841 SBSM25_OHARA
22: INFINITY -1.000000
XDE: 0.000000 YDE: 0.000000 ZDE: 0.000000
ADE: 45.000000 BDE: 0.000000 CDE: 0.000000

23: INFINITY -2.997200 SFSL5_OHARA
24: INFINITY -0.482600
25: INFINITY 0.000000
XDE: -5.548850 YDE: -5.548850 ZDE: 0.000000
ADE: 0.000000 BDE: 0.000000 CDE: 0.000000

26: INFINITY 0.482600 REFL
UDS:
UCO
C1: 1.5030E-01 (X slope)
C2: 1.5030E-01 (Y slope)
UMR
UDS:cv_uds_dmd

27: INFINITY 2.997200 SFSL5_OHARA
28: INFINITY 0.500000
29: INFINITY 34.00000 SBSM25_OHARA
30: INFINITY -6.000000 TIRO SBSM25_OHARA
GL2:
XDE: 0.000000 YDE: 0.000000 ZDE: 0.000000 BEN
ADE: -45.000000 BDE: 0.000000 CDE: 0.000000

31: INFINITY -0.100000
32: INFINITY 0.000000
33: INFINITY -2.000000
34: INFINITY -3.000000 SBSL7_OHARA
XDE: -6.100000 YDE: 3.500000 ZDE: 0.000000
ADE: 0.000000 BDE: 0.000000 CDE: 0.000000

35: -40.49290 -6.200000
36: -256.93170 -2.500000 STIM22_OHARA
37: -35.09960 -17.500000 SLAM2_OHARA
38: 57.58970 -22.800000
39: 109.59120 -2.000000 SLAM7_OHARA
40: -45.50320 -13.300000 SBAH27_OHARA
41: 49.29690 -40.900000
42: INFINITY 0.000000
43: INFINITY 0.000000
44: INFINITY 0.000000
45: INFINITY 35.500000 REFL
GRT:
GRO: -1.000000 GRS: 0.001666
GRX: 0.000000 GRY: 1.000000 GRZ: 0.000000
BLT: IDEAL
XDE: 0.000000 YDE: 0.000000 ZDE: 0.000000
ADE: 13.400000 BDE: 0.000000 CDE: 0.000000

46: INFINITY 27.600000
XDE: -15.900000 YDE: 5.800000 ZDE: 0.000000
ADE: 0.000000 BDE 0.000000 CDE: 0.000000

47: INFINITY -80.000000 REFL
XDE: 0.000000 YDE: 0.000000 ZDE: 0.000000 BEN
ADE: -40.000000 BDE: 0.000000 CDE: 0.000000

48: INFINITY -18.300000
49: -168.91720 -14.800000 SBSM15_OHARA
50: 168.91720 -0.500000
51: -88.48760 -27.000000 SBAL35_OHARA
52: 100.53100 -4.000000 STIH4_OHARA
53: INFINITY -0.100000
54: INFINITY -0.400000
55: -45.21594 -21.300000 'zeonex'
ASP: 非球面係数
K: 0.624976
CUF: 0.000000
A:-.137514E-04 B:0.221825E-07 C:-.195122E-10 D:0.632800E-14

56: -467.57198 -0.500000
ASP: 非球面係数
K: 7.983444
CUF: 0.000000
A:-.364622E-05 B:0.140081E-08 C:0.957306E-12 D:-.658460E-15

57: -73.29260 -3.000000 STIH4_OHARA
58: -20.00860 -15.282952
59: INFINITY -1.558020
SLB: "1-dim"
60: 10.84479 -11.949425 SBSM16_OHARA
XDE: -10.645342 YDE: 10.831096 ZDE: 0.000000
ADE: 0.000000 BDE: 0.000000 CDE: 0.000000

61: 15.43556 -37.579833
62: -176.54267 -2.975692
63: 531.49610 -15.497906
64: 105.38911 -2.500000 SLAM7_OHARA
65: -157.98731 -12.000000 SBAL35_OHARA
66: 43.27872 -152.341000
67: INFINITY 0.000000
XDE 0.000000 YDE: -11.817624 ZDE: 0.000000
ADE: 0.000000 BDE: 0.000000 CDE: 0.000000

68 INFINITY 0.000000 REFL
SLB: "galvano"
XDE: 0.000000 YDE: 0.000000 ZDE: 0.000000 DAR
ADE: 43.000000 BDE: 0.000000 CDE: 0.000000

69: INFINITY 0.000000
XDE: 0.000000 YDE: 0.000000 ZDE: 0.000000
ADE: 90.000000 BDE: 0.000000 CDE: 0.000000

70: INFINITY 30.000000
71: 66.27170 11.841930 SNBH8_OHARA
XDE: 9.282115 YDE: -0.407385 ZDE: 0.000000
ADE: 0.000000 BDE: 0.000000 CDE: 0.000000

72: 36.59345 8.000000 SBSL7_OHARA
73: -251.27323 93.900899
74: INFINITY 61.502564
75: 36.37720 12.000000 SFSL5_OHARA
76: -78.22252 1.836128
77: INFINITY 1.833844
78: INFINITY 2.346321
79: -63.51441 12.000000 SLAM7_OHARA
80: 43.94296 2.710030
81: INFINITY 0.100000
IMG: INFINITY 0.000000
ここで、第１の光学系１８は面番号１〜６の３枚のレンズで、３枚のレンズの全焦点距離は９３．８７ｍｍである。反射型の第１の回折格子１９の反射光束の下流側の第２の光学系２０は面番号１３〜１７の２枚のレンズで、２枚のレンズの全焦点距離は７０．０４ｍｍである。ＲＴＩＲプリズムからの光束を導光する第３の光学系は面番号３４〜３８の１枚のレンズと２枚のレンズが接合された接合レンズと、面番号３９〜４１の２枚のレンズが接合された接合レンズからなり、全焦点距離は７０．２４ｍｍである。
反射型の回折格子、反射ミラーで反射された光束を導光する第４の光学系は面番号４９〜５８までのレンズからなり、１枚の両凸レンズ、１枚の両凸レンズと一面が凹で他面が平であるレンズ、両面非球面レンズ、一面が平で他面が凹であるレンズからなり、全焦点距離は９３．６ｍｍである。
第４の光学系からの光束を導光する第５の光学系は面番号６０〜６６までのレンズで、一面が凹で他面が凸であるレンズと、一面が凹であるレンズと他面が凸であるレンズが接合された接合レンズとからなり、全焦点距離は１０９．２ｍｍである。カルバノミラーから反射された光束を結像させる第６の光学系は面番号７１〜７３の一面が凸のレンズ２枚を接合した接合レンズと、面番号７５〜７６の両凸レンズと、面番号７９〜８０の両凹レンズとの３枚のレンズからなり、全焦点距離は８４．４ｍｍである。
なお、第４の光学系の面番号５５〜５６の両面非球面レンズは、非球面レンズであり、非球面係数は、それぞれ上述したとおりである。
この実施形態において、ガルバノミラー２９は、有効エリアの寸法が、３０ｍｍ×５２．７ｍｍであり、角度−２°〜角度＋２°の間を高速揺動する。なお、ガルバノミラー２９の角度は光軸を基準とした値である。
フルスペクトル像観察装置１００では、ガルバノミラーのスキャンに従って、青、緑、赤の順に光束が通過する。そして、接眼レンズから観察するとフルスペクトルの２次元画像を視認できる。
接眼レンズからの光を図示しない拡大光学系などを用いて、図示外のスクリーンに表示させることもできる。
次に実施形態に係るフルスペクトル像観察装置１００の２次元波長分布（スポットダイヤグラム）について説明する。ガルバノミラー２９に対して鉛直軸方向をスキャン角０度とし、接眼レンズ側（照射光軸の下流側）の方向をスキャン角の−（マイナス）方向、その反対側の光源側（照射光軸の上流側）の方向をスキャン角の＋（プラス）方向と呼ぶ。
図３はスキャン角が−２°のときの光束の２次元波長分布を示す図、図４はスキャン角が０°のときの光束の２次元波長分布を示す図、図５はスキャン角が＋２°のときの光束の２次元波長分布を示す図、図６はスポットダイヤグラムの歪曲格子を示す模式図である。
すなわち、図３、図４、図５は、図６に示すガルバノミラー（有効エリア：１４ｍｍ×１８．７ｍｍ）の走査による２次元の表示パターンの各点（１）〜（９）でのスポットダイヤグラムを示す。各スポットダイヤグラムの図の左側に記載された数値は、接眼レンズで結像された画像上での座標値であり、スポットダイヤグラムの図の右側に記載された数値はスポットの広がりのサイズを表している。
球面収差、色収差、歪曲収差などのすべての収差を示す。横軸はガルバノミラーの傾斜角を示し、中央が０度、左が−２度、右が＋２度を示し、接眼レンズ上での座標値（図４，５，６の左側の数値は、上段がＸ座標値、下段がＹ座標値）に則してプロットされている。
図３、図４、図５に示すように、実施形態に係るフルスペクトル像観察装置１００は、良好に補正し得る高性能な投影光学系となっている。なお、各スポットダイヤグラムの図の左側に記載された数値は、接眼レンズ上での座標値（上段がＸ座標値、下段がＹ座標値）であり、スポットダイヤグラムの図の右側に記載された数値は球面収差、色収差、歪曲収差などのすべての収差の平均をＲＭＳで表し、色収差が１００％にして何％であるかを示す。
球面収差、色収差、歪曲収差などのすべての収差においても０．１０％以下に抑えられ、色収差においても０．４０％以下に抑えられていることを示す。またスポットダイヤグラムの下辺は球面収差を示し、０．２５ｍｍ内に球面収差が抑えられていることを示す。
このように、本実施形態に係るフルスペクトル像観察装置１００は、フルスペクトルの映像を簡略な光学系で得ることができる
次に実施形態に係る色覚検査装置について説明する。図７は実施形態に係る色覚検査装置を示すものであり、（ａ）は光学系の模式図、（ｂ）はスクリーン像を示す模式図である。従来、色覚検査に際しては、単に周辺が真っ黒な状態でカラー表示された画像しか表示されない。このため、正確な色覚検査ができない場合があった。これは、真っ黒な周囲の中にカラー表示されたときの画像から受ける印象と、周辺が明るい色で表示された状態でカラー表示されたときの画像から受ける印象とが全く異なるためであると考えられる。
そこで、本実施形態に係る色覚検査装置３００は、スクリーン３３０に２次元の色分布をなした検査パターン３３１を表示すると共に、検査パターン３３１の周囲に所定色の背景パターン３３２を表示する。
本実施形態の色覚検査装置３００は、前述したフルスペクトル像観察装置１００と、フルスペクトル像観察装置１００の最外光学系である接眼レンズに作成した検査パターンの中間像を作成するリレーレンズ３１１と、前記背景パターン３３２を作成するための背景パターン表示装置としての拡散板３２０と、第２のリレーレンズ３１２を配置して構成する。
また、拡散板３２０は、リレーレンズ３１１、３１２の間に配置され、所定色の照明光３４０が照射される。この照明光３４０は単色光であってもよいし、プログラマブル光源で自由に作成された色であってもよい。また、検査パターンは、２次元の色分布で記述したが、１次元の色分布とすることができる。
この色覚検査装置３００では、第６の光学系３０の接眼レンズ３１で形成された検査像は、リレーレンズ３１１で中間像が形成され、この中間像は再びリレーレンズ３１２によって拡散板３２０に結像される、また、拡散板３２０に照射された照明光３４０の拡散像はリレーレンズ３１２で背景パターン３３２として検査パターン３３１の周囲に投影される。なお、色覚検査装置３００には、透過型の画像形成素子に換え反射型の画像形成素子を使用した第２の実施形態に係る色覚検査装置３００を使用することができる。
本実施形態に係る色覚検査装置３００によれば、本発明により、周辺が明るい色で表示された状態でカラー表示されたときの画像でも色覚検査ができるようになり、色覚が正常なのか異常なのかを正確に検査することができる。
１０ 光源部
１１ 楕円鏡
１２ 光源
１３ 熱反射フィルター
１４ 収束レンズ
１５ ライトパイプ
１６ スリット
１７ 第１のミラー
１８ 第１の光学系
１９ 第１の回折格子（第１の分光素子）
２０ 第２の光学系
２１ ＲＴＩＲプリズム
２１ａ 第１プリズム
２１ｂ 第２プリズム
２２ ＤＭＤ
２３ 第３の光学系
２４ 第２の回折格子（第２の分光素子）
２５ 第２のミラー
２６ 第４の光学系
２７ 非球面レンズ
２８ 第５の光学系
２９ ガルバノミラー
３０ 第６の光学系（結像レンズ）
３１ 接眼レンズ
１００ フルスペクトル像観察装置
３００ 色覚検査装置
３１１ リレーレンズ
３１２ 第２のリレーレンズ
３２０ 拡散板
３３０ スクリーン
３３１ 検査パターン
３３２ 背景パターン
３４０ 照明光
３１１、３１２ リレーレンズ

Claims (7)

  1. 白色光を射出する光源部と、
    前記白色光の分光された光束として発生する第１の分光素子と、
    前記第１の分光素子により分光された光束を光変調して反射するＤＭＤと、
    前記ＤＭＤに前記第１の回折格子からの光束を導くとともに、前記ＤＭＤからの反射光を射出するＲＴＩＲプリズムと、
    前記ＤＭＤからのフルスペクトルの光量が決定された光束を調整合成した光束として発生する第２の分光素子と、
    前記調整合成した光束を偏向走査して所望のフルスペクトルの光束を時分割２次元化するガルバノミラーと、
    前記結像光学系の結像位置を含む面内に形成されたフルスペクトル２次元像を肉眼で観察するのに必要な接眼レンズを含み、前記偏向走査された光束を結像する結像光学系と、備えることを特徴とするフルスペクトル像観察装置。
  2. 前記光源部が、
    楕円鏡と、
    該楕円鏡の一方の焦点位置に配置され白色光を発生する光源と、
    前記楕円鏡の他方の焦点位置に入射部を配置した輝度均一化素子と、
    前記輝度均一化素子の射出部に配置され、光束を絞るスリットと、
    前記絞られた光束を平行光とするコリメートレンズと、
    から構成されることを特徴とする請求項１に記載のフルスペクトル像観察装置。
  3. 前記分光素子が回折格子であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のフルスペクトル像観察装置。
  4. 前記回折格子が反射型回折格子であることを特徴とする請求項３に記載のフルスペクトル像観察装置。
  5. 前記ガルバノミラーを所定角度旋回させスキャン角を変化させることにより、光束の特性を変化させることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載のフルスペクトル像観察装置。
  6. 請求項１から請求項５までのいずれかに記載のフルスペクトル像観察装置と、このフルスペクトル像観察装置の下流側に配置された投影光学系とを備えることを特徴とする色覚検査装置。
  7. 前記投影光学系で投影される画像の周囲に背景パターンを表示する背景パターン表示装置を備えることを特徴とする請求項６に記載の色覚検査装置。

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103616074A (zh) * 2013-11-21 2014-03-05 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 数字微镜光栅光谱仪的波长标定方法
CN103791769A (zh) * 2014-01-27 2014-05-14 河南华阳装备制造有限公司 枪支通用多光谱零位校正仪
CN106338382A (zh) * 2016-11-03 2017-01-18 河南平原光电有限公司 一种通用多光谱分划系统

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105044056B (zh) * 2015-07-02 2017-08-01 吉林大学 一种适用于原子荧光色散检测系统的数字微镜控制方法
CN105717086B (zh) * 2016-03-07 2018-03-27 吉林大学 基于数字微镜的原子荧光光谱仪光源变频控制方法
CN108051908B (zh) * 2017-12-01 2019-10-15 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 一种成像光学系统

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0566001B1 (en) * 1992-04-07 1999-07-14 Raytheon Company Wide spectral bandwidth virtual image display optical system
JP3335091B2 (ja) * 1996-11-18 2002-10-15 キヤノン株式会社 投影装置
JP4175442B2 (ja) * 1997-07-18 2008-11-05 株式会社東芝 投射型表示装置
JP3335961B2 (ja) * 1999-09-24 2002-10-21 エヌイーシービューテクノロジー株式会社 時分割方式映像投写装置
JP2002162573A (ja) * 2000-11-24 2002-06-07 Sony Corp 空間変調器及び画像表示装置
JP2004240293A (ja) * 2003-02-07 2004-08-26 Seiko Epson Corp 投射型表示装置及び映像表示方法
US20050231651A1 (en) * 2004-04-14 2005-10-20 Myers Timothy F Scanning display system

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103616074A (zh) * 2013-11-21 2014-03-05 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 数字微镜光栅光谱仪的波长标定方法
CN103616074B (zh) * 2013-11-21 2015-06-10 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 数字微镜光栅光谱仪的波长标定方法
CN103791769A (zh) * 2014-01-27 2014-05-14 河南华阳装备制造有限公司 枪支通用多光谱零位校正仪
CN103791769B (zh) * 2014-01-27 2015-07-08 河南华阳装备制造有限公司 枪支通用多光谱零位校正仪
CN106338382A (zh) * 2016-11-03 2017-01-18 河南平原光电有限公司 一种通用多光谱分划系统

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