JP5349331B2 - 位相変調光変調器及び位相変調光変調器における振幅変調を最小限に抑える方法 - Google Patents
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Description
射出側に配置された偏光子とを具備し、
請求項1の特徴記載部分によれば、
所定の視野角範囲L‐S‐R内において平均振幅変調が最小値を示すように、補償バルク領域の屈折率楕円体は、所定の視野角範囲L‐S‐R内の光学活性レイヤの制御可能な屈折率楕円体の向きに応じて光学活性レイヤの屈折率楕円体に対して向きを規定される。
−平均振幅変調が最小値を示す視野角範囲L‐S‐Rを定義するステップと、
−光変調器に外側から供給され、かつ、光学活性レイヤの屈折率楕円体に影響を及ぼすパラメータUM1、UM2、UM3が変調中に変化する変化範囲を定義するステップと、
−透明補償バルク領域内の固定屈折率楕円体を含む複屈折材料の第1の向きを定義するステップと;
−光変調器の透過率又は反射率の数値シミュレーションを経て平均振幅変調を計算するとともに、全視野角範囲L‐S‐Rにわたり視野角を変化させ、かつ、光変調器に外側から供給されるパラメータを全変化範囲にわたり変化させることにより、透明補償バルク領域内の固定屈折率楕円体を含む複屈折材料の第1の向きに対する透過率変化範囲又は反射率変化範囲を導出するステップと、
−透明補償バルク領域内の固定屈折率楕円体を含む複屈折材料の別の向きを定義し、透過率又は反射率の平均振幅変調が最小値を示す透明補償バルク領域内の固定屈折率楕円体を含む複屈折材料の向きが導出されるまで数値シミュレーションを繰り返すステップと、
−透過率又は反射率の平均振幅変調が最小値を示す固定屈折率楕円体の向きで複屈折材料が配置されている補償バルク領域を選択し、かつ、定義するステップとを含む。
−振幅変調光変調器と同様の補償の場合:振幅変調は約15%
−本発明に従った補償の場合:振幅変調は約4%
画素ごとに個別に屈折率楕円体を制御できる少なくとも1つの透明光学活性バルク領域11、12、13と、固定屈折率楕円体94、95、96を含む少なくとも1つの複屈折材料から形成された少なくとも1つの透明光学活性補償バルク領域24、21、22、221、222、82とを具備し、光変調器30、40、50、60を透過する光が双方のバルク領域11、12、13;24、21、22、221、222、82を通過するように、透明光学活性バルク領域11、12、13及び透明光学活性補償バルク領域24、21、22、221、222、82が配置される位相変調光変調器において振幅変調を最小限に抑える方法は、主に、光変調器30、40、50、60において補償バルク領域24、21、22、221、222、82を選択し、かつ、規定するために使用される。
−振幅変調が最小限に抑えられる視野角範囲L‐S‐Rを定義するステップと、
−外部から光変調器30、40、50、60に供給され、かつ、光学活性レイヤ8、81の屈折率楕円体に影響を及ぼすパラメータである電圧UM1、UM2、UM3が変調中に変化する変化範囲を定義するステップと、
−透明補償バルク領域24、21、22、221、222、82の中の固定屈折率楕円体94、95、96を含む複屈折材料の第1の向きを定義するステップと、
−光変調器30、40、50、60の透過率の数値シミュレーションを経て平均振幅変調を計算するとともに、全視野角範囲L‐S‐Rにわたり透過角を変化させ、かつ、外部から光変調器30、40、50、60に供給されるパラメータUM1、UM2、UM3を全変化範囲にわたり変化させることにより、透明補償バルク領域24、21、22、221、222、82内の固定屈折率楕円体94、95、99を含む複屈折材料の第1の向きに対する透過率変化範囲を導出するステップと、
−透明補償バルク領域24、21、22、221、222、82内の固定屈折率楕円体94、95、99を含む複屈折材料の別の向きを定義し、透過率の平均振幅変調が最小値を示す透明補償バルク領域24、21、22、221、222、82内の固定屈折率楕円体94、95、99を含む複屈折材料の向きが導出されるまで数値シミュレーションを繰り返すステップと、
−透過率の平均振幅変調が最小値を示す固定屈折率楕円体94、95、99の向きで透明補償バルク領域24、21、22、221、222、82内の固定屈折率楕円体94、95、99を含む複屈折材料が配向する透明補償バルク領域24、21、22、221、222、82を選択し、かつ、定義するステップとを含む。
2:第2の画素
3:第3の画素
4:第1の電極
5:第2の電極
6:第3の電極
7:接地電位電極
8、81:レイヤ
82:補償マトリクス
9、91、92、93、94、95、96、97、98、99:液晶
10:第1の光変調器
11:第1のバルク領域
12:第2のバルク領域
13:第3のバルク領域
14:第1の周縁領域
15:第2の周縁領域
16:面法線
17:第1の境界面
18:第2の境界面
19:第1のガラス板
20:第2のガラス板
21:第1の補償膜
22:第2の補償膜
221、222:補償膜
231:第1の領域
232:第2の領域
233:第3の領域
24:第3の補償膜
30:第3の光変調器
40:第4の光変調器
50:第5の光変調器
60:第6の光変調器
61:屈折率楕円体
62:長軸
63:短軸
UM1:第1の変調電圧
UM2:第2の変調電圧
UM3:第3の変調電圧
G:接地電位
S:光変調器に直角に向けられた光
R:右から斜めに光変調器に向けられた光
L:左から斜めに光変調器に向けられた光
θ1、θ2:補償角
α1、α2、α3:極角
L‐S‐R:視野角範囲
Claims (12)
- 位相変調光変調器であって、
少なくとも1つの光学活性バルク領域と光学活性レイヤの固定された向きを生成する手段が配置される複数の境界面とを有する光学活性レイヤであって、予め配向された屈折率楕円体を含む液晶を備え、前記屈折率楕円体の向きが前記液晶の固定された向きを生成する手段を用いて画素ごとに個別に制御され、かつ、固定屈折率楕円体(94、95:99)を含む少なくとも1つの複屈折率材料から成る少なくとも1つの透明補償バルク領域と関連する前記光学活性レイヤと、
射出側に配置された偏光子と
を備え、
前記補償バルク領域(24、21、22、221、222;82)の前記固定屈折率楕円体は、所定の視野角範囲(L−S−R)及び前記光学活性レイヤの制御可能な屈折率楕円体の配向範囲での波面の平均振幅変調が、最小の平均振幅変調となるように、前記光学活性レイヤ(8;81)の前記屈折率楕円体(9、91、92、93、96、97、98)の配向可能な範囲と、前記所定の視野角範囲(L−S−R)とに従って、向きが規定されることを特徴とする位相変調光変調器。 - 前記補償バルク領域(24)は、前記光学活性レイヤ(8)の一方の側に並行して配置される透明複屈折補償膜によって形成され、
前記補償バルク領域(21、22、221、222)は、前記光学活性レイヤ(8)の両側にそれぞれ配置され、かつ、前記光学活性レイヤ(8)に並行して配置される2つの透明複屈折補償膜によって形成されることを特徴とする請求項1に記載の位相変調光変調器。 - 前記透明複屈折補償膜(21、22、221、222、24)は、方向が固定された液晶(94、95)を備えることを特徴とする請求項2に記載の位相変調光変調器。
- 前記2つの透明複屈折補償膜(221、222)は、均一の補償角(θ1)で配向した固定液晶(94)を備え、それらの前記補償角(θ1)は、前記光学活性レイヤ(8)の液晶(93)の極角(α3)の対角であるか、又は、
前記2つの透明複屈折補償膜(21、22)は、前記液晶(94、95)の一定の負の補償角(θ1)及び一定の正の補償角(θ2)を成して互いに交差する向きを有することを特徴とする請求項3に記載の位相変調光変調器。 - 前記光学活性レイヤ(81)は、固定された方向に配向した液晶(99)を有する補償バルク領域(82)を備え、
前記液晶(99)には、個別の閉鎖スペース領域及び画素関連領域(231、232、233)が組み込まれ、
前記閉鎖スペース領域及び画素関連領域(231、232、233)は、向きを規定できる制御可能な液晶(96、97、98)を備え、
前記液晶(96、97、98)の向きは、前記閉鎖スペース領域及び画素関連領域(231、232、233)の中で、前記液晶(96、97、98)の固定された向きを生成する前記手段を用いて制御されることを特徴とする請求項1に記載の位相変調光変調器。 - 前記液晶(9、91、92、93、94、95、96、97、98)の固定された向きを生成する前記手段は、前記光学活性レイヤ(8、81)の前記画素(1、2、3)に割り当てられる電極(4、5、6、7)であることを特徴とする請求項1乃至5の何れか1項に記載の位相変調光変調器。
- 前記位相変調光変調器(30、40、50、60)は、フレデリックセル、DAPセル、及び、TNセルの少なくとも1つを備えることを特徴とする請求項6に記載の位相変調光変調器。
- 前記透明補償バルク領域(24、21、22、221、222、82)における固定された方向に配向した前記液晶(94、95、99)は、所定の視野角範囲(L−S−R)内において、前記位相変調光変調器(30、40、50、60)の被制御位相変調中に起こる前記光学活性レイヤ(8、81)の屈折率楕円体(9、91、92、93;94、95、96、97、98、99)及び前記透明補償バルク領域(24、21、22、221、222、82)の全ての向きに対して、又は、所定の視野角範囲(L−S−R)内において、前記位相変調光変調器(30、40、50、60)の被制御振幅変調中に起こる前記光学活性レイヤ(8、81)の屈折率楕円体(9、91、92、93;94、95、96、97、98、99)及び前記透明補償バルク領域(24、21、22、221、222、82)の全ての向きに対して所定の重み付けで、前記位相変調光変調器(30、40、50、60)の振幅変調の平均化が実行される場合に前記位相変調光変調器(30、40、50、60)の平均振幅変調が最小値を示すように、配置されることを特徴とする請求項1乃至7の何れか1項に記載の位相変調光変調器。
- 画素ごとに個別に制御できる屈折率楕円体を含む少なくとも1つの透明光学活性バルク領域(11、12、13)と、固定屈折率楕円体(94、95、99)を含む少なくとも1つの複屈折材料から成る少なくとも1つの透明光学活性補償バルク領域(24、21、22、221、222、82)とを備え、前記透明光学活性バルク領域(11、12、13)及び透明光学活性補償バルク領域(24、21、22、221、222、82)が観察者によって認知される光が双方のバルク領域(11、12、13;24,21、22、221、222、82)を通過するように配置され、請求項1乃至8の何れか1項に記載の位相変調光変調器(30、40、50、60)で使用される振幅変調を最小限に抑える方法であって、
所定の視野角範囲(L‐S‐R)、かつ、前記位相変調光変調器(30、40、50、60)の被制御位相変調中に起こる、固定屈率楕円体(94、95、99)を有する前記透明光学活性補償バルク領域(24、21、22、221、222、82)を含む前記透明光学活性バルク領域(11、12、13)の前記屈折率楕円体の全ての向きに対して前記位相変調光変調器(30、40、50、60)の振幅変調の平均化が実行される場合に、前記位相変調光変調器(30、40、50、60)による波面の平均振幅変調が最小値を示すように、前記透明光学活性補償バルク領域(24、21、22、221、222、82)内の固定屈率楕円体(94、95、99)を含む複屈折材料の向きが選択されることを特徴とする方法。 - −平均振幅変調が最小値を示す視野角範囲(L‐S‐R)を定義するステップと、
−前記位相変調光変調器(30、40、50、60)に外側から供給され、かつ、光学活性レイヤ(8、81)の前記屈折率楕円体に影響を及ぼすパラメータ(UM1、UM2、UM3)が変調中に変化する変化範囲を定義するステップと、
−前記透明光学活性補償バルク領域(24、21、22、221、222、82)内の前記固定屈折率楕円体(94、95、99)を含む前記複屈折材料の第1の向きを定義するステップと、
−前記位相変調光変調器(30、40、50、60)の透過率又は反射率の数値シミュレーションを経て平均振幅変調を計算するとともに、全視野角範囲(L‐S‐R)にわたり視野角を変化させ、かつ、前記位相変調光変調器(30、40、50、60)に外側から供給されるパラメータを全変化範囲にわたり変化させることにより、前記透明光学活性補償バルク領域(24、21、22、221、222、82)内の前記固定屈折率楕円体(94、95、99)を含む前記複屈折材料の第1の向きに対する透過率変化範囲又は反射率変化範囲を導出するステップと、
−前記透明光学活性補償バルク領域(24、21、22、221、222、82)内の前記固定屈折率楕円体(94、95、99)を含む前記複屈折材料の別の向きを定義し、透過率又は反射率の平均振幅変調が最小値を示す前記透明光学活性補償バルク領域(24、21、22、221、222、82)内の前記固定屈折率楕円体(94、95、99)を含む複屈折材料の向きが導出されるまで数値シミュレーションを繰り返すステップと、
−前記透過率又は反射率の平均振幅変調が最小値を示す前記固定屈折率楕円体(94、95、99)の向きで複屈折材料が配置されている前記透明光学活性補償バルク領域(24、21、22、221、222、82)を選択し、かつ、定義するステップと
を含むことを特徴とする請求項9に記載の方法。 - 前記振幅変調の最小値を判定する場合、種々の視野角(L、S、R)に対して、前記数値シミュレーションにおいて導出される前記位相変調光変調器(30、40、50、60)の前記透過率又は反射率の平均振幅変調がそれぞれ異なる重み付け係数で重み付けされ、
前記透明光学活性補償バルク領域(24、21、22、221、222、82)内の前記固定屈折率楕円体(94、95、99)を含む前記複屈折材料は、前記固定屈折率楕円体(94、95、99)を含む液晶がそれぞれの向きで埋め込まれている少なくとも1つの複屈折透明補償膜を使用することによって前記透過率又は反射率の平均振幅変調が最小値を示す向きで配置されることを特徴とする請求項10に記載の方法。 - 前記透過率又は反射率の平均振幅変調の最小値を導出する場合、透過型位相変調光変調器の場合は透過角範囲で前記視野角範囲(L‐S‐R)が考慮され、反射型位相変調光変調器の場合は反射角範囲で前記視野角範囲(L‐S‐R)が考慮されることを特徴とする請求項9乃至11の何れか1項に記載の方法。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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