JPH04226429A - 光シャッタ装置 - Google Patents
光シャッタ装置Info
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- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
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- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
- G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
- G02F1/13363—Birefringent elements, e.g. for optical compensation
-
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- G02F1/13363—Birefringent elements, e.g. for optical compensation
- G02F1/133638—Waveplates, i.e. plates with a retardation value of lambda/n
-
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- G02F2202/00—Materials and properties
- G02F2202/40—Materials having a particular birefringence, retardation
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- G02F2413/00—Indexing scheme related to G02F1/13363, i.e. to birefringent elements, e.g. for optical compensation, characterised by the number, position, orientation or value of the compensation plates
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- G02F2413/08—Indexing scheme related to G02F1/13363, i.e. to birefringent elements, e.g. for optical compensation, characterised by the number, position, orientation or value of the compensation plates with a particular optical axis orientation
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光シャッタ装置、特に
、光が最大に吸収される不透明光学状態と、光が最大に
透過される透過光学状態とを有する光シャッタ装置に関
する。
、光が最大に吸収される不透明光学状態と、光が最大に
透過される透過光学状態とを有する光シャッタ装置に関
する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】例えば
、左目及び右目の画像を交互に観察者に伝達するために
不透明光学状態及び透過光学状態を切り替える立体装置
の如き光シャッタ装置のコントラスト比は、高い。最大
のコントラスト比を得るには、不透明状態で出力光を最
大に吸収して、画像が観察者の目に届くのを阻止すると
共に、透過状態で光の透過を最大にして、画像を観察者
の目に透過する。
、左目及び右目の画像を交互に観察者に伝達するために
不透明光学状態及び透過光学状態を切り替える立体装置
の如き光シャッタ装置のコントラスト比は、高い。最大
のコントラスト比を得るには、不透明状態で出力光を最
大に吸収して、画像が観察者の目に届くのを阻止すると
共に、透過状態で光の透過を最大にして、画像を観察者
の目に透過する。
【０００３】ディア等の米国特許第４７６７１９０号は
、強化されたコントラスト比の液晶画像バーを開示して
いる。この米国特許の画像バーは、楕円アナライザ及び
線形偏光子間に配置された複屈折液晶セルを含んでおり
、不透明光学状態及び透過光学状態とする。楕円アナラ
イザは、傾斜した偏光子及び１／４波長板を具えている
。電界に配向した状態に励起されたとき、液晶セルの残
留複屈折により導入された楕円偏光を補償するために、
これら傾斜した偏光子及び１／４波長板は協動する。残
留複屈折の効果により、不透明状態での光の吸収が低下
する。楕円アナライザは、透過状態での光損失量を犠牲
として、不透明状態での光の吸収を最大にする。
、強化されたコントラスト比の液晶画像バーを開示して
いる。この米国特許の画像バーは、楕円アナライザ及び
線形偏光子間に配置された複屈折液晶セルを含んでおり
、不透明光学状態及び透過光学状態とする。楕円アナラ
イザは、傾斜した偏光子及び１／４波長板を具えている
。電界に配向した状態に励起されたとき、液晶セルの残
留複屈折により導入された楕円偏光を補償するために、
これら傾斜した偏光子及び１／４波長板は協動する。残
留複屈折の効果により、不透明状態での光の吸収が低下
する。楕円アナライザは、透過状態での光損失量を犠牲
として、不透明状態での光の吸収を最大にする。
【０００４】残留複屈折を減少させる１つの方法は、液
晶セルに非常な高電圧を印加することであり、これによ
りセル内に強い電界ができる。しかし、セルに存在する
容量性負荷を駆動できる高電圧回路を設けることにより
高価となり、電力消費の増加により信頼性の問題が生じ
るので、高い駆動電圧を用いるのは好ましくない。
晶セルに非常な高電圧を印加することであり、これによ
りセル内に強い電界ができる。しかし、セルに存在する
容量性負荷を駆動できる高電圧回路を設けることにより
高価となり、電力消費の増加により信頼性の問題が生じ
るので、高い駆動電圧を用いるのは好ましくない。
【０００５】上述の米国特許の第９欄第５１行において
、上述の１／４波長板によりコントラストを強調するこ
とにより応答時間が略２倍になると記載している。かか
る応答時間の増加はしばしば好ましくなく、多くのアプ
リケーションにおいては受け入れられない。
、上述の１／４波長板によりコントラストを強調するこ
とにより応答時間が略２倍になると記載している。かか
る応答時間の増加はしばしば好ましくなく、多くのアプ
リケーションにおいては受け入れられない。
【０００６】リプトン等の米国特許第４８８４８７６号
は、線形偏光子、楕円アナライザ、ディア等の米国特許
と同じ構造の液晶セルを用いて、左目画像及び右目画像
を観察者に交互に与える色消し立体装置を開示している
。このリプトン等の米国特許は、線形及び楕円偏光子の
透過軸及び液晶セルの摩擦軸の良好な配列により、光学
状態間の最適なダイナミック・レンジを達成することを
開示している。また、このリプトン等の米国特許は、最
適なダイナミック・レンジが最大ダイナミック・レンジ
より狭くてもよいと述べている。
は、線形偏光子、楕円アナライザ、ディア等の米国特許
と同じ構造の液晶セルを用いて、左目画像及び右目画像
を観察者に交互に与える色消し立体装置を開示している
。このリプトン等の米国特許は、線形及び楕円偏光子の
透過軸及び液晶セルの摩擦軸の良好な配列により、光学
状態間の最適なダイナミック・レンジを達成することを
開示している。また、このリプトン等の米国特許は、最
適なダイナミック・レンジが最大ダイナミック・レンジ
より狭くてもよいと述べている。
【０００７】したがって、本発明の目的は、２つの光学
状態間のコントラスト比を最大とする光シャッタ装置の
提供にある。
状態間のコントラスト比を最大とする光シャッタ装置の
提供にある。
【０００８】本発明の他の目的は、不透明光学状態及び
透過光学状態の夫々において最大の光吸収及び最大の光
透過を行う光シャッタ装置の提供にある。
透過光学状態の夫々において最大の光吸収及び最大の光
透過を行う光シャッタ装置の提供にある。
【０００９】本発明の更に他の目的は、高電圧駆動信号
を用いることなく、不透明状態において最大の光吸収を
行う光シャッタ装置の提供にある。
を用いることなく、不透明状態において最大の光吸収を
行う光シャッタ装置の提供にある。
【００１０】本発明の他の目的は、不透明状態で光吸収
が最大であるが、応答時間を大幅に延ばすことのない光
シャッタ装置の提供にある。
が最大であるが、応答時間を大幅に延ばすことのない光
シャッタ装置の提供にある。
【００１１】本発明の他の目的は、立体形式用の光シャ
ッタ装置の提供にある。
ッタ装置の提供にある。
【００１２】
【課題を解決するための手段及び作用】本発明の光シャ
ッタ装置は、可変光学リターダを具えており、システム
光学リターデイション（遅延）の第１及び第２の値に対
応する不透明光学状態及び透過光学状態を選択的に発生
する。これらシステム・リターデイションの第１及び第
２の値は、好ましくは、ゼロ及び半波長である。また、
本発明の装置は、可変光学リターダとして作用する液晶
セルを具えている。この可変光学リターダは、液晶セル
が電界に配向した状態の時に光学リターデイションの残
留した量を与え、液晶セルが部分的な弛緩状態の時に光
学リターデイションの増加した量を与える。リターデイ
ションの増加量は、セルの光学的な厚さにより決まり、
残留リターデイションとシステム・リターデイションの
第２量との和を表す。リターデイションの残留量により
光吸収が最大の不透明状態を生じ、リターデイションの
増加量が光透過が最大の透過状態を生じる。
ッタ装置は、可変光学リターダを具えており、システム
光学リターデイション（遅延）の第１及び第２の値に対
応する不透明光学状態及び透過光学状態を選択的に発生
する。これらシステム・リターデイションの第１及び第
２の値は、好ましくは、ゼロ及び半波長である。また、
本発明の装置は、可変光学リターダとして作用する液晶
セルを具えている。この可変光学リターダは、液晶セル
が電界に配向した状態の時に光学リターデイションの残
留した量を与え、液晶セルが部分的な弛緩状態の時に光
学リターデイションの増加した量を与える。リターデイ
ションの増加量は、セルの光学的な厚さにより決まり、
残留リターデイションとシステム・リターデイションの
第２量との和を表す。リターデイションの残留量により
光吸収が最大の不透明状態を生じ、リターデイションの
増加量が光透過が最大の透過状態を生じる。
【００１３】液晶セルを線形偏光フィルタ及び楕円アナ
ライザ間に配置する。この楕円アナライザは、線形偏光
フィルタ及び固定値の光学リターダを含んでいる。線形
偏光フィルタの透過軸は、不透明状態で最大の光吸収を
与える程度だけ、セルの光軸のプロジェクション（射影
）に対してある角度で配置される。電界に配向した状態
で液晶セルのリターデイションの残留量を補償する楕円
アナライザにより、光吸収を最大にする。
ライザ間に配置する。この楕円アナライザは、線形偏光
フィルタ及び固定値の光学リターダを含んでいる。線形
偏光フィルタの透過軸は、不透明状態で最大の光吸収を
与える程度だけ、セルの光軸のプロジェクション（射影
）に対してある角度で配置される。電界に配向した状態
で液晶セルのリターデイションの残留量を補償する楕円
アナライザにより、光吸収を最大にする。
【００１４】液晶セルの光学的厚さが、残留リターデイ
ションに等しい追加量だけ、半波リターデイションを越
すことにより、透過状態での出力光透過を最大にする。 固定量の光学リターダにより、このリターデイションの
追加量は装置内においてオフセットされる。
ションに等しい追加量だけ、半波リターデイションを越
すことにより、透過状態での出力光透過を最大にする。 固定量の光学リターダにより、このリターデイションの
追加量は装置内においてオフセットされる。
【００１５】したがって、液晶セルは、リターデイショ
ンの残留量と、半波リターデイション及び残留リターデ
イションの量の和に等しい量との間で切り替えを行う。 よって、シャッタ装置のシステム・リターデイションは
、ゼロ・リターデイション及び半波リターデイションの
間で切り替わるので、最適なコントラスト比で、不透明
及び透過状態を与える。
ンの残留量と、半波リターデイション及び残留リターデ
イションの量の和に等しい量との間で切り替えを行う。 よって、シャッタ装置のシステム・リターデイションは
、ゼロ・リターデイション及び半波リターデイションの
間で切り替わるので、最適なコントラスト比で、不透明
及び透過状態を与える。
【００１６】本発明のその他の目的及び利点は、添付図
を参照した以下の説明より明らかになろう。
を参照した以下の説明より明らかになろう。
【００１７】
【実施例】図１は、本発明の好適実施例による光シャッ
タ装置１０を示す。かかるシャッタ装置を用いると、ア
クティブ立体眼鏡の左目及び右目用に特に効果がある。 この眼鏡には、適切な駆動電圧を供給して、眼鏡に入射
する光による立体画像情報をデコードする。
タ装置１０を示す。かかるシャッタ装置を用いると、ア
クティブ立体眼鏡の左目及び右目用に特に効果がある。 この眼鏡には、適切な駆動電圧を供給して、眼鏡に入射
する光による立体画像情報をデコードする。
【００１８】装置１０は、無色濃度の偏光フィルタ１４
及び楕円アナライザ１６の間に面平行関係で配置された
液晶セル１２を含んでいる。アナライザ１６は、１／４
波長板（固定光学リターダ）１８及び無色濃度偏光フィ
ルタ２０を含んでいる。セル１２は、可変光学リターダ
として動作し、駆動回路（図示せず）により電気導線２
２及び２３に供給された電圧に応答して、２つの光学リ
ターデイション状態間で切り替わる。セル１２は、好適
には＋／−１５ボルトの供給電圧Ｖ１ に応答してリタ
ーデイションの残留量を生じると共に、好適には０．０
ボルトである低下した電圧Ｖ２ に応答してセル１２の
光学厚さにより決まるリターデイションの増加量を生じ
る。 これら電圧Ｖ１ 及びＶ２ により、セル１２の電界に
配向した状態、即ちオン状態と、部分的に弛緩した状態
、即ちオフ状態を生じる。
及び楕円アナライザ１６の間に面平行関係で配置された
液晶セル１２を含んでいる。アナライザ１６は、１／４
波長板（固定光学リターダ）１８及び無色濃度偏光フィ
ルタ２０を含んでいる。セル１２は、可変光学リターダ
として動作し、駆動回路（図示せず）により電気導線２
２及び２３に供給された電圧に応答して、２つの光学リ
ターデイション状態間で切り替わる。セル１２は、好適
には＋／−１５ボルトの供給電圧Ｖ１ に応答してリタ
ーデイションの残留量を生じると共に、好適には０．０
ボルトである低下した電圧Ｖ２ に応答してセル１２の
光学厚さにより決まるリターデイションの増加量を生じ
る。 これら電圧Ｖ１ 及びＶ２ により、セル１２の電界に
配向した状態、即ちオン状態と、部分的に弛緩した状態
、即ちオフ状態を生じる。
【００１９】線形偏光フィルタ１４及び２０の透過軸と
１／４波長板１８の光軸とは、セル１２の光軸のプロジ
ェクションに対して配向している。また、装置１０は、
、セル１２がオン状態に励起された際に、最大の光吸収
の不透明光学状態となり、セル１２がオフ状態に部分的
に弛緩された際に、最大の光透過の透過状態となるよう
に、セル１２の光学的厚さを設定する。
１／４波長板１８の光軸とは、セル１２の光軸のプロジ
ェクションに対して配向している。また、装置１０は、
、セル１２がオン状態に励起された際に、最大の光吸収
の不透明光学状態となり、セル１２がオフ状態に部分的
に弛緩された際に、最大の光透過の透過状態となるよう
に、セル１２の光学的厚さを設定する。
【００２０】特に、セル１２は、光通信面３０を具えて
おり、この光通信面上において、光軸が水平に配向した
プロジェクション３２を形成する。セル１２の光学軸の
プロジェクション３２は、摩擦により表面配向フィルム
の条件を整えたセルの摩擦方向と並行である。この点に
ついては、詳細に後述する。偏光フィルタ１４の透過軸
３４は、セル１２の光軸のプロジェクション３２に対し
て右回りに４５度の角度で傾いている。
おり、この光通信面上において、光軸が水平に配向した
プロジェクション３２を形成する。セル１２の光学軸の
プロジェクション３２は、摩擦により表面配向フィルム
の条件を整えたセルの摩擦方向と並行である。この点に
ついては、詳細に後述する。偏光フィルタ１４の透過軸
３４は、セル１２の光軸のプロジェクション３２に対し
て右回りに４５度の角度で傾いている。
【００２１】楕円アナライザ１６の１／４波長板１８及
び線形偏光フィルタ２０は、夫々光軸３６及び透過軸３
８を有する。１／４波長板１８の光軸３６及び偏光フィ
ルタ２０の透過軸３８は、オン状態のセル１２の残留複
屈折の結果による残留リターデイションを補償するよう
に向いている。好適な実施例において、１／４波長板１
８の光軸３６は、偏光フィルタ１４の透過軸３４と並行
である。偏光フィルタ２０の透過軸３８は、セル１２の
光軸の水平配向プロジェクション３２に対して左回りに
５７．５度の角度４０で傾いている。セル１２の光軸の
プロジェクション３２に対して左回りの方向に４５度の
角度で、１／４波長板１８の光軸３６を傾け、セル１２
の光軸のプロジェクション３２に対して左回りの方向に
３２．５度の角度で、偏光フィルタ２０の透過軸３８を
傾けることにより、楕円アナライザ１６を変更すると、
図１に示す等価光学コンポーネント配置が得られる。
び線形偏光フィルタ２０は、夫々光軸３６及び透過軸３
８を有する。１／４波長板１８の光軸３６及び偏光フィ
ルタ２０の透過軸３８は、オン状態のセル１２の残留複
屈折の結果による残留リターデイションを補償するよう
に向いている。好適な実施例において、１／４波長板１
８の光軸３６は、偏光フィルタ１４の透過軸３４と並行
である。偏光フィルタ２０の透過軸３８は、セル１２の
光軸の水平配向プロジェクション３２に対して左回りに
５７．５度の角度４０で傾いている。セル１２の光軸の
プロジェクション３２に対して左回りの方向に４５度の
角度で、１／４波長板１８の光軸３６を傾け、セル１２
の光軸のプロジェクション３２に対して左回りの方向に
３２．５度の角度で、偏光フィルタ２０の透過軸３８を
傾けることにより、楕円アナライザ１６を変更すると、
図１に示す等価光学コンポーネント配置が得られる。
【００２２】装置１０は、次の方法で入射光を処理する
ように設計されている。線形偏光子１４及び楕円アナラ
イザ１６は、セル１２の光学軸のプロジェクション３２
に対して向いており、セル１２がオン状態に励起された
際、入射光の総ての波長に対して最大の吸収を行う。好
適な実施例において、オン状態のセル１２は、残留リタ
ーデイションが約３０ナノメートルであるので、楕円偏
光子のわずかな量をセルへの線形偏光された光入射に与
える。セル１２から放射され、楕円アナライザ１６を照
射する楕円偏光された光は、直角関係の高輝度成分及び
低輝度成分を有している。低輝度成分は、偏光子２０の
透過軸３８を通過するので、不透明状態での光吸収を低
下させる。
ように設計されている。線形偏光子１４及び楕円アナラ
イザ１６は、セル１２の光学軸のプロジェクション３２
に対して向いており、セル１２がオン状態に励起された
際、入射光の総ての波長に対して最大の吸収を行う。好
適な実施例において、オン状態のセル１２は、残留リタ
ーデイションが約３０ナノメートルであるので、楕円偏
光子のわずかな量をセルへの線形偏光された光入射に与
える。セル１２から放射され、楕円アナライザ１６を照
射する楕円偏光された光は、直角関係の高輝度成分及び
低輝度成分を有している。低輝度成分は、偏光子２０の
透過軸３８を通過するので、不透明状態での光吸収を低
下させる。
【００２３】３０ナノメートルの残留リターデイション
を補償して、セル１２を介して伝搬する光に与える楕円
偏光をなくすために、偏光子２０の透過軸３８は、セル
１２の光軸のプロジェクション３２に対して５７．５度
の角度４０だけ傾けて配置する。よって、セル１２がオ
ン状態の時、１／４波長板１８の導入及び偏光子２０の
透過軸３８の傾きにより、光吸収を最大にする。
を補償して、セル１２を介して伝搬する光に与える楕円
偏光をなくすために、偏光子２０の透過軸３８は、セル
１２の光軸のプロジェクション３２に対して５７．５度
の角度４０だけ傾けて配置する。よって、セル１２がオ
ン状態の時、１／４波長板１８の導入及び偏光子２０の
透過軸３８の傾きにより、光吸収を最大にする。
【００２４】可変光学リターダを用いて典型的に不透明
状態及び透過状態の間で動作する光シャッタ装置は、公
称ゼロのシステム・リターデイション及び半波長リター
デイションの間で切り替わる。装置１０の好適な実施例
は、システム・リターデイションが０ナノメートル及び
約２７０ナノメートルの間で切り替わる。なお、２７０
ナノメートルは、半波長リターデイションを表す。リタ
ーデイションの２７０ナノメートルの選択は、装置１０
を透過する白色光を最大にするためである。装置１０は
、楕円アナライザ１６を用いて、オン状態におけるセル
１２の残留リターデイションの３０ナノメートルを補償
し、不透明状態で最大の光吸収を行うので、付加的な補
償がない場合、透過状態において光透過が低下する。 これは、楕円アナライザ１６が３０ナノメートルだけ減
少するために、オフ状態でのセル１２が与える光のリタ
ーデイションとなる。
状態及び透過状態の間で動作する光シャッタ装置は、公
称ゼロのシステム・リターデイション及び半波長リター
デイションの間で切り替わる。装置１０の好適な実施例
は、システム・リターデイションが０ナノメートル及び
約２７０ナノメートルの間で切り替わる。なお、２７０
ナノメートルは、半波長リターデイションを表す。リタ
ーデイションの２７０ナノメートルの選択は、装置１０
を透過する白色光を最大にするためである。装置１０は
、楕円アナライザ１６を用いて、オン状態におけるセル
１２の残留リターデイションの３０ナノメートルを補償
し、不透明状態で最大の光吸収を行うので、付加的な補
償がない場合、透過状態において光透過が低下する。 これは、楕円アナライザ１６が３０ナノメートルだけ減
少するために、オフ状態でのセル１２が与える光のリタ
ーデイションとなる。
【００２５】好適な実施例の装置１０は、その光学的厚
さが公称光学的厚さよりも厚いセル１２を含んでいる。 この公称光学的厚さは、セル１２がオフ状態に切り替わ
ったとき、システム・リターデイションを２７０ナノメ
ートルにする。セル１２を構成する寸法は、特定の複屈
折の液晶材料に対して、オフ状態でセル１２に対して３
００ナノメートルの光学リターデイションを生じる光学
的厚さである。セル１２は、光学リターデイションの３
０ナノメートル及び３００ナノメートルの間で切り替わ
って、不透明状態及び透過状態で、装置のリターデイシ
ョンを夫々０ナノメートル及び２７０ナノメートルとす
る。よって、装置１０の光学成分は、不透明状態で最大
の光吸収を行う向きであり、セル１２の光学的厚さは、
透過状態にて最大の光透過を行うように特定される。
さが公称光学的厚さよりも厚いセル１２を含んでいる。 この公称光学的厚さは、セル１２がオフ状態に切り替わ
ったとき、システム・リターデイションを２７０ナノメ
ートルにする。セル１２を構成する寸法は、特定の複屈
折の液晶材料に対して、オフ状態でセル１２に対して３
００ナノメートルの光学リターデイションを生じる光学
的厚さである。セル１２は、光学リターデイションの３
０ナノメートル及び３００ナノメートルの間で切り替わ
って、不透明状態及び透過状態で、装置のリターデイシ
ョンを夫々０ナノメートル及び２７０ナノメートルとす
る。よって、装置１０の光学成分は、不透明状態で最大
の光吸収を行う向きであり、セル１２の光学的厚さは、
透過状態にて最大の光透過を行うように特定される。
【００２６】最大のコントラスト比を達成する他に、装
置１０は、速度が低下することがない。すなわち、装置
の応答時間は、１／４波長板補償手段のないセルと本質
的に同じになる。
置１０は、速度が低下することがない。すなわち、装置
の応答時間は、１／４波長板補償手段のないセルと本質
的に同じになる。
【００２７】図２は、本発明の他の実施例による光シャ
ッタ装置４８を示す。この図２において、３０ナノメー
トルのリターデイションを与える光学リターデイション
板（固定光学リターダ）５０が図１の装置の１／４波長
板１８の代わりとなり、偏光フィルタ２０の透過軸３８
が偏光フィルタ１４の透過軸３４と直角に配向するよう
に偏光フィルタ２０を向ける。リターデイション板５０
の光軸５２は、セル１２の光軸のプロジェクション３２
と直角に配向しており、偏光フィルタ１４及び２０の夫
々の透過軸３３４及び３８に対して４５度の角度で配置
される。リターデイション板５０による３０ナノメート
ルのリターデイションは、図１を参照して上述した方法
で、オン状態においてセル１２が生じた３０ナノメート
ルの残留リターデイションを補償する。セル１２の光学
的厚さは、図１を参照して上述したのと同じである。
ッタ装置４８を示す。この図２において、３０ナノメー
トルのリターデイションを与える光学リターデイション
板（固定光学リターダ）５０が図１の装置の１／４波長
板１８の代わりとなり、偏光フィルタ２０の透過軸３８
が偏光フィルタ１４の透過軸３４と直角に配向するよう
に偏光フィルタ２０を向ける。リターデイション板５０
の光軸５２は、セル１２の光軸のプロジェクション３２
と直角に配向しており、偏光フィルタ１４及び２０の夫
々の透過軸３３４及び３８に対して４５度の角度で配置
される。リターデイション板５０による３０ナノメート
ルのリターデイションは、図１を参照して上述した方法
で、オン状態においてセル１２が生じた３０ナノメート
ルの残留リターデイションを補償する。セル１２の光学
的厚さは、図１を参照して上述したのと同じである。
【００２８】リターデイション板５０は、３０ナノメー
トルのリターデイションを得るために、２〜１０ミル（
公称値は３〜４ミル）の範囲内の適当な厚さの二酢酸セ
ルロースのフィルムを装置４８内に積層することにより
、適切に構成できる。この形式の適切なフィルムは、英
国のダービーのコータウルズ・アセテートが製造してい
る。
トルのリターデイションを得るために、２〜１０ミル（
公称値は３〜４ミル）の範囲内の適当な厚さの二酢酸セ
ルロースのフィルムを装置４８内に積層することにより
、適切に構成できる。この形式の適切なフィルムは、英
国のダービーのコータウルズ・アセテートが製造してい
る。
【００２９】本発明の好適な実施例では、ゼロ及び半波
長光学レ他で間で装置１０及び４８を動作させる３０ナ
ノメートルから３００ナノメートルの光学リターダとし
て動作する液晶セル１２を含んでいる。液晶セル１２は
、セル電極構造に供給された励起電圧により発生した電
界の強さに応じて通過する光のリターデイションを制御
する。
長光学レ他で間で装置１０及び４８を動作させる３０ナ
ノメートルから３００ナノメートルの光学リターダとし
て動作する液晶セル１２を含んでいる。液晶セル１２は
、セル電極構造に供給された励起電圧により発生した電
界の強さに応じて通過する光のリターデイションを制御
する。
【００３０】図３は、本発明の装置に用いる液晶セルの
拡大断面図である。液晶セル１２は、一般的には並行で
ある１対の離間した電極構造１０２及び１０４を具えて
おり、これらの間にネマチック液晶物質１０６が配置さ
れる。電極構造１０２は、ガラス誘電体基板１０８を具
えており、この基板の内側面には、酸化錫インジウムの
如く導伝性で光学的に透明な材料の層１１０が配置され
ている。ディレクタ配向フィルム層１１２を導伝層１１
０に設けて、電極構造１０２及び液晶物質１０６間の境
界を形成する。液晶物質と接触するフィルム１１２の表
面は、２つの好適な方法の一方に応じて処理され、これ
と接触する液晶物質のディレクタを好適な向きとする。 ディレクタ配向フィルム１１２を構成する物質及びそれ
を処理する対応方法については、詳細に後述する。電極
構造１０４は、電極構造１０２と同様な構成であり、電
極構造１０２の各構成要素に対応する要素は、同じ参照
番号にダッシュをつけて示す。
拡大断面図である。液晶セル１２は、一般的には並行で
ある１対の離間した電極構造１０２及び１０４を具えて
おり、これらの間にネマチック液晶物質１０６が配置さ
れる。電極構造１０２は、ガラス誘電体基板１０８を具
えており、この基板の内側面には、酸化錫インジウムの
如く導伝性で光学的に透明な材料の層１１０が配置され
ている。ディレクタ配向フィルム層１１２を導伝層１１
０に設けて、電極構造１０２及び液晶物質１０６間の境
界を形成する。液晶物質と接触するフィルム１１２の表
面は、２つの好適な方法の一方に応じて処理され、これ
と接触する液晶物質のディレクタを好適な向きとする。 ディレクタ配向フィルム１１２を構成する物質及びそれ
を処理する対応方法については、詳細に後述する。電極
構造１０４は、電極構造１０２と同様な構成であり、電
極構造１０２の各構成要素に対応する要素は、同じ参照
番号にダッシュをつけて示す。
【００３１】電極構造１０２及び１０４の端は互いにず
れており、駆動電圧回路の選択した出力端の導体２２及
び２３に端子を介して接続するために、導伝層１１０及
び１１０’にアクセスできるようになっている。スペー
サ１１４は、ガラス・ファイバの如き適切な材料で構成
してもよく、電極構造１０２及び１０４間の略平行な関
係を保持する。
れており、駆動電圧回路の選択した出力端の導体２２及
び２３に端子を介して接続するために、導伝層１１０及
び１１０’にアクセスできるようになっている。スペー
サ１１４は、ガラス・ファイバの如き適切な材料で構成
してもよく、電極構造１０２及び１０４間の略平行な関
係を保持する。
【００３２】図４及び図５は、電界配向（オン）状態及
び部分的弛緩（オフ）状態での液晶セルのディレクタ配
向構造を示す。電極構造１０２のフィルム層１１２を処
理して、電極構造表面接触ディレクタ１１６を傾斜バイ
アス角度＋θで互いに並行に配向する。この角度は、フ
ィルム層１１２の表面に対して左回り方向で定める。電
極構造１０４のフィルム層１１２’を処理して、電極構
造表面接触ディレクタ１１８を傾斜バイアス角度−θで
互いに並行に配向する。この角度は、フィルム層１１２
’の表面に対して右回り方向で定める。よって、電極構
造１０２及び１０４のディレクタ配向層１１２及び１１
２’の対向面の表面接触ディレクタ１１６及び１１８が
逆方向に傾斜バイアスされるように、液晶セル１２を製
造する。
び部分的弛緩（オフ）状態での液晶セルのディレクタ配
向構造を示す。電極構造１０２のフィルム層１１２を処
理して、電極構造表面接触ディレクタ１１６を傾斜バイ
アス角度＋θで互いに並行に配向する。この角度は、フ
ィルム層１１２の表面に対して左回り方向で定める。電
極構造１０４のフィルム層１１２’を処理して、電極構
造表面接触ディレクタ１１８を傾斜バイアス角度−θで
互いに並行に配向する。この角度は、フィルム層１１２
’の表面に対して右回り方向で定める。よって、電極構
造１０２及び１０４のディレクタ配向層１１２及び１１
２’の対向面の表面接触ディレクタ１１６及び１１８が
逆方向に傾斜バイアスされるように、液晶セル１２を製
造する。
【００３３】表面接触ディレクタの所望配向の効果を得
る第１の好適な方法は、電極構造１０２及び１０４上の
配向フィルム層１１２及び１１２’を構成する物質とし
てポリアミドを用いる。各配向フィルム層を摩擦して、
好適な角度である２度〜５度の傾斜バイアス各｜θ｜を
定める。表面接触ディレクタの所望配向の効果を得る第
２の好適な方法は、電極構造１０２及び１０４の配向フ
ィルム層１１２及び１１２’を構成する物質として一酸
化シリコンを用いる。この一酸化シリコン層を蒸発させ
、１０度〜３０度、好適には１５度〜２５度の間の傾斜
バイアス角｜θ｜とするのに充分なだけ、電極構造表面
から計って好適には５度の角度で、この一酸化シリコン
層を蒸着させる。
る第１の好適な方法は、電極構造１０２及び１０４上の
配向フィルム層１１２及び１１２’を構成する物質とし
てポリアミドを用いる。各配向フィルム層を摩擦して、
好適な角度である２度〜５度の傾斜バイアス各｜θ｜を
定める。表面接触ディレクタの所望配向の効果を得る第
２の好適な方法は、電極構造１０２及び１０４の配向フ
ィルム層１１２及び１１２’を構成する物質として一酸
化シリコンを用いる。この一酸化シリコン層を蒸発させ
、１０度〜３０度、好適には１５度〜２５度の間の傾斜
バイアス角｜θ｜とするのに充分なだけ、電極構造表面
から計って好適には５度の角度で、この一酸化シリコン
層を蒸着させる。
【００３４】所定方向で液晶分子を配向させるために、
一酸化シリコン又は他の配向材料を配置する方法は上述
の他にもあり、これらは当業者に周知である。かかる方
法の１つとして、例えば、ジャニングの米国特許第４１
６５９２３号に開示されている。
一酸化シリコン又は他の配向材料を配置する方法は上述
の他にもあり、これらは当業者に周知である。かかる方
法の１つとして、例えば、ジャニングの米国特許第４１
６５９２３号に開示されている。
【００３５】図４は、＋／−１５ボルトの交流電圧Ｖ１
を電極構造１０２及び１０４の導伝層１１０及び１１
０’に供給した際の表面非接触ディレクタ１２０の方向
を示している。導伝層１１０’の信号Ｖ１ が、駆動電
圧回路の出力端に生じる第１スイッチャ状態を作ると共
に、液晶セル１２内の電極構造１０２及び１０４間に交
流電界を発生して、セル１２をオン状態にする。正の異
方性値の液晶材料１０６の非常に多くの表面非接触ディ
レクタ１２０は、セル内の電気力線の方向１２１に沿っ
て、本質的には端から端まで配向する。その方向は、電
極構造の処理表面と直角になる。よって、セル１２がオ
ン状態に励起されたとき、表面非接触ディレクタ１２０
は、セルの表面に対して直角に配向される。
を電極構造１０２及び１０４の導伝層１１０及び１１
０’に供給した際の表面非接触ディレクタ１２０の方向
を示している。導伝層１１０’の信号Ｖ１ が、駆動電
圧回路の出力端に生じる第１スイッチャ状態を作ると共
に、液晶セル１２内の電極構造１０２及び１０４間に交
流電界を発生して、セル１２をオン状態にする。正の異
方性値の液晶材料１０６の非常に多くの表面非接触ディ
レクタ１２０は、セル内の電気力線の方向１２１に沿っ
て、本質的には端から端まで配向する。その方向は、電
極構造の処理表面と直角になる。よって、セル１２がオ
ン状態に励起されたとき、表面非接触ディレクタ１２０
は、セルの表面に対して直角に配向される。
【００３６】図５は、セル内の電極構造１０２及び１０
４間に発生した電界、及びオン状態の端から端までの配
向の表面非接触ディレクタを弛緩させる分子間力に、表
面非接触ディレクタの配向が影響されないように、信号
Ｖ１ を除去した後の表面非接触ディレクタ１２０の方
向を示す。信号Ｖ１ を除去することにより、駆動電圧
回路の出力端に第２スイッチャ状態を発生する。図５に
示すディレクタ方向は、セルのオフ状態のディレクタ方
向に対応する。駆動電圧回路の出力端に生じた約０．０
ボルトの信号Ｖ２ をセルに供給して、オフ状態にセル
１２を切り替える。
４間に発生した電界、及びオン状態の端から端までの配
向の表面非接触ディレクタを弛緩させる分子間力に、表
面非接触ディレクタの配向が影響されないように、信号
Ｖ１ を除去した後の表面非接触ディレクタ１２０の方
向を示す。信号Ｖ１ を除去することにより、駆動電圧
回路の出力端に第２スイッチャ状態を発生する。図５に
示すディレクタ方向は、セルのオフ状態のディレクタ方
向に対応する。駆動電圧回路の出力端に生じた約０．０
ボルトの信号Ｖ２ をセルに供給して、オフ状態にセル
１２を切り替える。
【００３７】図６は、立体画像デコーダとしてセル１２
を動作させる好適な駆動電圧波形を示す。図示の如くＶ
１ ＝＋／−１５ボルト及びＶ２ ＝０．０ボルトを交
互にセル１２に供給して、不透明及び透過光学状態間で
装置１０及び４８を切り替える。
を動作させる好適な駆動電圧波形を示す。図示の如くＶ
１ ＝＋／−１５ボルト及びＶ２ ＝０．０ボルトを交
互にセル１２に供給して、不透明及び透過光学状態間で
装置１０及び４８を切り替える。
【００３８】セル１２をオン状態からオフ状態に遷移さ
せる期間中、表面非接触ディレクタ１２０は、電極構造
表面に対して垂直な端から端までの配向を撤回し、隣接
したディレクタと略並行関係と仮定する。よって、ディ
レクタ１１６及び１２０ａに関して略平行な関係とする
ために、矢印１２２ａで示すように、表面非接触ディレ
クタ１２０ａ及び１２０ｂは右回りに回転する。また、
ディレクタ１１８及び１２０ｃに関して略平行な関係と
するために、矢印１２２ｂで示すように、表面非接触デ
ィレクタ１２０ｃ及び１２０ｄは左回りに回転する。よ
って、セル１２がそのオフ状態に弛緩するとき、非常に
多くの表面非接触ディレクタ１２０の各々が、ディレク
タ成分をセルの表面に投射するように配向する。しかし
、表面非接触ディレクタ１２０は、セル１２の表面に直
角な面内に入る。
せる期間中、表面非接触ディレクタ１２０は、電極構造
表面に対して垂直な端から端までの配向を撤回し、隣接
したディレクタと略並行関係と仮定する。よって、ディ
レクタ１１６及び１２０ａに関して略平行な関係とする
ために、矢印１２２ａで示すように、表面非接触ディレ
クタ１２０ａ及び１２０ｂは右回りに回転する。また、
ディレクタ１１８及び１２０ｃに関して略平行な関係と
するために、矢印１２２ｂで示すように、表面非接触デ
ィレクタ１２０ｃ及び１２０ｄは左回りに回転する。よ
って、セル１２がそのオフ状態に弛緩するとき、非常に
多くの表面非接触ディレクタ１２０の各々が、ディレク
タ成分をセルの表面に投射するように配向する。しかし
、表面非接触ディレクタ１２０は、セル１２の表面に直
角な面内に入る。
【００３９】３０ナノメートル〜３００ナノメートルの
光学リターダとして液晶セル１２を動作させる方法によ
り、ディスクリネーション（ｄｉｓｃｌｉｎａｔｉｏｎ
）のない表面非接触ディレクタを配向した電界、即ち、
図４に示すオン状態から、プレーナ構成、即ち、図５に
示すオフ状態に弛緩させる。本発明において、液晶セル
１２は、このセル１２の光軸のプロジェクション３２が
表面非接触ディレクタ１２０の配向方向に対応する３０
ナノメートル〜３００ナノメートルの光学リターダとし
て動作する。
光学リターダとして液晶セル１２を動作させる方法によ
り、ディスクリネーション（ｄｉｓｃｌｉｎａｔｉｏｎ
）のない表面非接触ディレクタを配向した電界、即ち、
図４に示すオン状態から、プレーナ構成、即ち、図５に
示すオフ状態に弛緩させる。本発明において、液晶セル
１２は、このセル１２の光軸のプロジェクション３２が
表面非接触ディレクタ１２０の配向方向に対応する３０
ナノメートル〜３００ナノメートルの光学リターダとし
て動作する。
【００４０】液晶セルがオン状態の時、電極構造１０２
及び１０４の表面に垂直な方向１２６に伝搬する線形に
偏光された光は、表面非接触ディレクタ１２０の方向と
一致する。セル１２の電極構造表面上にセルの光軸の非
常に小さなプロジェクション３２が存在するように、オ
ン状態にてディレクタ１２０を方向づける。これらの条
件下で、液晶セル１２は、ディレクタ１２６を伝搬する
入射光用に３０ナノメートルの光学リターデイションを
発生する。
及び１０４の表面に垂直な方向１２６に伝搬する線形に
偏光された光は、表面非接触ディレクタ１２０の方向と
一致する。セル１２の電極構造表面上にセルの光軸の非
常に小さなプロジェクション３２が存在するように、オ
ン状態にてディレクタ１２０を方向づける。これらの条
件下で、液晶セル１２は、ディレクタ１２６を伝搬する
入射光用に３０ナノメートルの光学リターデイションを
発生する。
【００４１】電極構造１０２及び１０４の表面に垂直な
方向１２６で伝搬する線形に偏光された光は、液晶セル
がオフ状態において、表面非接触ディレクタの配向方向
と一致しない。非常に多くのディレクタ１２０の各々が
セルの電極構造表面上で要素を投影するように、オフ状
態において、ディレクタを方向づける。これらの条件下
で、液晶セル１２は、略垂直の入射光に対して、効果的
な複屈折を行う。表面非接触ディレクタ１２０の方向に
より、次式を満足する波長の光に対して３００ナノメー
トルの光学リターデイションを与える。 Δｎｄ／λ＝０．５５５ なお、ｄは厚さ１２８を表し、Δｎはセルの実効複屈折
を表す。
方向１２６で伝搬する線形に偏光された光は、液晶セル
がオフ状態において、表面非接触ディレクタの配向方向
と一致しない。非常に多くのディレクタ１２０の各々が
セルの電極構造表面上で要素を投影するように、オフ状
態において、ディレクタを方向づける。これらの条件下
で、液晶セル１２は、略垂直の入射光に対して、効果的
な複屈折を行う。表面非接触ディレクタ１２０の方向に
より、次式を満足する波長の光に対して３００ナノメー
トルの光学リターデイションを与える。 Δｎｄ／λ＝０．５５５ なお、ｄは厚さ１２８を表し、Δｎはセルの実効複屈折
を表す。
【００４２】ここでは、セル１２の光学的厚さを、セル
の実行複屈折Δｎ’及び厚さｄの積として定める。実効
複屈折Δｎ’は、セルの構造及び供給された駆動電圧波
形により決まる値だけ、液晶物質の複屈折Δｎよりも小
さい。オフ状態において、３００ナノメートルのリター
デイションを与えるために、セル１２は、５．５ミクロ
ンの厚さで、イー・メラック製のΔｎ＝０．１２９のＺ
ＬＩ−１５６５型液晶物質で組み立ててもよい。
の実行複屈折Δｎ’及び厚さｄの積として定める。実効
複屈折Δｎ’は、セルの構造及び供給された駆動電圧波
形により決まる値だけ、液晶物質の複屈折Δｎよりも小
さい。オフ状態において、３００ナノメートルのリター
デイションを与えるために、セル１２は、５．５ミクロ
ンの厚さで、イー・メラック製のΔｎ＝０．１２９のＺ
ＬＩ−１５６５型液晶物質で組み立ててもよい。
【００４３】
【発明の効果】上述の如く本発明によれば、不透明光学
状態及び透過光学状態の２つの光学状態間のコントラス
ト比を最大とすることができる。また、高電圧駆動信号
を用いずに、応答時間を大幅に延ばすことなく、不透明
状態における光吸収を最大にできる。
状態及び透過光学状態の２つの光学状態間のコントラス
ト比を最大とすることができる。また、高電圧駆動信号
を用いずに、応答時間を大幅に延ばすことなく、不透明
状態における光吸収を最大にできる。
【図１】本発明の第１実施例による液晶可変光学リター
ダの光軸のプロジェクションに対する光学リターダの光
軸及び偏光フィルムの透過軸の方向を示す液晶光シャッ
タの図である。
ダの光軸のプロジェクションに対する光学リターダの光
軸及び偏光フィルムの透過軸の方向を示す液晶光シャッ
タの図である。
【図２】本発明の第２実施例による液晶可変光学リター
ダの光軸のプロジェクションに対する光学リターダの光
軸及び偏光フィルムの透過軸の方向を示す液晶光シャッ
タの図である。
ダの光軸のプロジェクションに対する光学リターダの光
軸及び偏光フィルムの透過軸の方向を示す液晶光シャッ
タの図である。
【図３】本発明に用いる液晶セルの拡大断面図である。
【図４】本発明が用いる液晶セルのオン状態におけるデ
ィレクタ配向構成を示す図である。
ィレクタ配向構成を示す図である。
【図５】本発明が用いる液晶セルのオフ状態におけるデ
ィレクタ配向構成を示す図である。
ィレクタ配向構成を示す図である。
【図６】本発明において液晶セルに供給する好適な駆動
電圧波形の図である。
電圧波形の図である。
１２ 液晶セル（可変光学リターダ手段）１４ 線
形偏光フィルタ（第２偏光手段）１６ 楕円アナライ
ザ（第１偏光手段）１８ １／４波長板（固定光学リ
ターダ）２０ 線形偏光フィルタ
形偏光フィルタ（第２偏光手段）１６ 楕円アナライ
ザ（第１偏光手段）１８ １／４波長板（固定光学リ
ターダ）２０ 線形偏光フィルタ
Claims (1)
- 【請求項１】 システム・リターデイションの第１値
及び第２値に夫々対応する不透明光学状態及び光透過光
学状態を生じる光シャッタ装置であって、光学リターデ
イションの残留値及び光学リターデイションの増加値を
選択的に与えて、上記不透明光学状態及び透過光学状態
を生じる可変光学リターダ手段と、間に上記可変光学リ
ターダ手段が配置されて、入射光を偏光する第１及び第
２偏光手段とを具え、上記第１偏光手段は、協動して上
記リターデイションの残留量を補償する線形偏光フィル
タ及び固定光学リターダを有し、上記リターデイション
の増加値は、上記システム・リターデイションの第２値
及び上記リターデイションの残留値の和に略等しく、上
記透過光学状態での光透過を最大にすることを特徴とす
る光シャッタ装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US54682090A | 1990-06-26 | 1990-06-26 | |
| US546820 | 1990-06-26 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04226429A true JPH04226429A (ja) | 1992-08-17 |
Family
ID=24182158
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3180179A Pending JPH04226429A (ja) | 1990-06-26 | 1991-06-25 | 光シャッタ装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0463723A3 (ja) |
| JP (1) | JPH04226429A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003295152A (ja) * | 2002-04-04 | 2003-10-15 | Citizen Watch Co Ltd | 液晶光スイッチ |
| JP2012155298A (ja) * | 2011-01-28 | 2012-08-16 | Japan Display Central Co Ltd | シャッタメガネとその駆動方法 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA2062338A1 (en) * | 1991-03-15 | 1992-09-16 | Zia Yassinzadeh | Electronic control cartridge and method of simulating light transmission patterns |
| US5751341A (en) * | 1993-01-05 | 1998-05-12 | Vista Medical Technologies, Inc. | Stereoscopic endoscope system |
| US5410422A (en) * | 1993-03-03 | 1995-04-25 | Tektronix, Inc. | Gray scale liquid crystal display having a wide viewing angle |
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| NL9301408A (nl) * | 1993-08-13 | 1995-03-01 | Sagem | Verlaging van de aanstuurspanning van de donker-toestand van vloeibaar-kristal weergeefinrichtingen met Pi-Cel konfiguratie middels retardatie kompensatie. |
| EP1420275B1 (en) | 2001-08-24 | 2008-10-08 | Asahi Glass Company, Limited | Isolator and optical attenuator |
| KR102651055B1 (ko) * | 2016-03-24 | 2024-03-26 | 삼성디스플레이 주식회사 | 광학 필름 및 디스플레이 장치 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63149626A (ja) * | 1986-12-04 | 1988-06-22 | ゼロックス コーポレーション | 過渡状態型液晶イメージバー |
| JPH024212A (ja) * | 1988-06-23 | 1990-01-09 | Stanley Electric Co Ltd | 液晶シャッタ素子 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4884876A (en) * | 1983-10-30 | 1989-12-05 | Stereographics Corporation | Achromatic liquid crystal shutter for stereoscopic and other applications |
| NL8801164A (nl) * | 1987-06-10 | 1989-01-02 | Philips Nv | Weergeefinrichting voor gebruik in reflectie. |
-
1991
- 1991-05-02 EP EP19910303983 patent/EP0463723A3/en not_active Withdrawn
- 1991-06-25 JP JP3180179A patent/JPH04226429A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63149626A (ja) * | 1986-12-04 | 1988-06-22 | ゼロックス コーポレーション | 過渡状態型液晶イメージバー |
| US4767190A (en) * | 1986-12-04 | 1988-08-30 | Xerox Corporation | Transient state liquid crystal image bar with contrast enhancement |
| JPH024212A (ja) * | 1988-06-23 | 1990-01-09 | Stanley Electric Co Ltd | 液晶シャッタ素子 |
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| JP2012155298A (ja) * | 2011-01-28 | 2012-08-16 | Japan Display Central Co Ltd | シャッタメガネとその駆動方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0463723A3 (en) | 1992-06-10 |
| EP0463723A2 (en) | 1992-01-02 |
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