JPH0449930B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPH0449930B2
JPH0449930B2 JP59281857A JP28185784A JPH0449930B2 JP H0449930 B2 JPH0449930 B2 JP H0449930B2 JP 59281857 A JP59281857 A JP 59281857A JP 28185784 A JP28185784 A JP 28185784A JP H0449930 B2 JPH0449930 B2 JP H0449930B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
optical
gate
polarization
polarizing filter
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
JP59281857A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS60175027A (ja
Inventor
Esu Buzaku Toomasu
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tektronix Inc
Original Assignee
Tektronix Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tektronix Inc filed Critical Tektronix Inc
Publication of JPS60175027A publication Critical patent/JPS60175027A/ja
Publication of JPH0449930B2 publication Critical patent/JPH0449930B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • 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
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • 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
    • G02F1/133528—Polarisers
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • 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
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/03—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on ceramics or electro-optical crystals, e.g. exhibiting Pockels effect or Kerr effect
    • G02F1/0305—Constructional arrangements
    • G02F1/0322—Arrangements comprising two or more independently controlled crystals
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • 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
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1347—Arrangement of liquid crystal layers or cells in which the final condition of one light beam is achieved by the addition of the effects of two or more layers or cells
    • G02F1/13471—Arrangement of liquid crystal layers or cells in which the final condition of one light beam is achieved by the addition of the effects of two or more layers or cells in which all the liquid crystal cells or layers remain transparent, e.g. FLC, ECB, DAP, HAN, TN, STN, SBE-LC cells
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • 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
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/03—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on ceramics or electro-optical crystals, e.g. exhibiting Pockels effect or Kerr effect
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • 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
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • 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
    • G02F1/133638—Waveplates, i.e. plates with a retardation value of lambda/n

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)
  • Polarising Elements (AREA)
  • Optical Integrated Circuits (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明は電気光学スイツチング装置、特に円偏
光光源を用いる広視角型のオプチルカルスイツチ
ング方法及び装置に関する。
〔従来技術〕
液晶セルの如く複屈折特性を生じる電気光学素
子を用いるオプチルカルスイツチングシステム
（以下OSSという）はその出力光を伝達光の光路
（又は光軸）に関して測定した角度（アジマス角）
で定まる視角の異なる場所で観測すると均一な光
強度が得られない。この不均一光強度は表示コン
トラストを変化させ、この原因は視角円錐に沿つ
たアジマス角の関数で強度が変化する汚染（コン
タミナント）光のスプリアス伝達にある。異なる
２色光学伝達状態を生じるOSSの場合には、複屈
折の結果、これら光学伝達状態のいずれかでシス
テムから出射する光線は他の光学伝達状態の色で
ある汚染光線を含み、その強度は視角円錐の場所
により異なる。
そこで複屈折材料により成る電気光学デバイス
を使用するOSSの光軸外の視角特性を改善する方
法が種々提案されている。TN液晶表示装置の視
角特性を改善する方法及び装置に関する特許分類
がある。
特に、フアーガソン発明の米国特許第4385806
号公報には少なくとも２つのリタデーシヨン板を
特殊方法で配列し、その光軸外の視角特性を改善
するTN液晶構体が開示されている。
ワシズカ等の発明に係る米国特許第4192060号
公報には、その透明電極に水平方向の摩擦処理を
行ない、所定のデイレクタ配向を生じさせて液晶
セルの視角特性を改善するTN液晶セルを開示し
ている。
また、フナダ等の発明による米国特許第
4183630号公報は１対の基板の一方の外面近傍に
配した複数の光学フアイバを含むフアイバプレー
トを使用し、その基板間にTN液晶体層を含むも
のを開示している。フアイバプレートの使用によ
り、液晶セルの印加した電圧が低下した際に表示
コントラストが維持できると述べている。
グツドマン等の発明による米国特許第4120576
号公報はTN液晶セルに印加した電圧とそのスレ
ツシヨルド電圧比を増加することにより、その視
角を増加する方法を開示している。
更にまたヤング発明に係る米国特許第3966305
号公報はTN液晶表示装置のデイレクタ配向膜と
パターン状導電層間に誘電体層を被着して表示装
置の視角特性の改善を試みている。
また特許の別のクラスには、不必要な外光をフ
イルタするが背後に光源を設けて表示コントラス
トを増強する技術が開示されている。
特にキツチンズ発明の米国特許第3887791号は
ケース内に配置した表示セル上にプリズムを使用
して表示画像の光伝達角を変えて視角を改善する
ことを開示している。しかし、プリズムを使用し
ても表示装置の光伝達方向を変えて不必要な外光
をフイルタするのみであつて、プリズムは特定の
視角円錐の異なるアジマス角から表示を観る場合
のコントラスト不均一性を補正することはできな
い。
アルドリツチ等の発明による米国特許第
3869195号は液晶表示装置にセグメント化した背
面光を使用して、その視角特性を改善する技術を
開示している。このセグメント背面光源として
EL層を用い、このEL材料に被着した透明電極の
一方を液晶パネルのセグメントと一致させてい
る。その結果、能動表示セグメントと不動作エリ
ア間の強度コントラストを周囲の照明状態の広範
囲にわたり高くすることができる。
更に他の特許クラスには、補助光学コンポーネ
ントを使用してOSSの表示コントラストを増強す
る技術がある。
このクラスに属するものとして、アソーライン
等の発明に係る米国特許第4088400号公報があり、
これはその出口偏光子の近傍に散乱素子（デイフ
ユーザ）を他の偏光子と関連付けて配置した電気
光学表示デバイスを開示し、コントラストの低下
を生じることなく表示の視角を改善する。１対の
１／４波長プレートをこの散乱素子のいずれかの側
に配置して外光が後方散乱により観者の目に入る
のを軽減する。このアソーライン等の方法は反射
型液晶表示装置のコントラスト増加には適用でき
ない。
クマダ発明に係る米国特許第3838906号は電気
光学クリスタルと複屈折クリスタルとをカスケー
ド接続するOSSを開示し、前者の複屈折極性が後
者のそれと逆関係になるようにしている。この構
成の電気光学デバイスではその不透明出力状態で
は大きさ30°の入射角の光を効果的に阻止できる
としている。
〔発明の目的〕
本発明の１つの目的は、略一定量最大値の伝達
特性を有し且つ実質的に汚染光のない光学伝達状
態を視角に関係なく生じるOSS及びそれを得る方
法を提供することである。
本発明の他の目的は、円偏光を生じ、システム
内の１対の電気光学デバイス間を伝播する光線か
ら円偏光を除きシステムの伝達特性を変化するこ
となく、いずれか一方の電気光学デバイスに関連
する汚染光強度パターンの方向を変えて他方の電
気光学デバイスに関連する汚染光の伝達を阻止す
る方法を提供することである。
本発明の更に他の目的は、異なるタイプの電気
光学デバイスを使用するOSSの視角特性を改善す
る方法を提供することである。
本発明の別の目的はOSSにおいて視角の関係な
く実質的に汚染色光のない２つのシステム光学伝
達状態を有するOSS及びそれを得る方法を提供す
ることである。
本発明の更に別の目的は、その伝達特性を略一
定に維持し、実質的に汚染色のないシステム光伝
達状態が得られるOSSを提供することである。
〔発明の概要〕
本発明のOSS及び方法によると、その視角に関
係なく実質的に汚染色のない光学伝達状態とし、
伝達特性を略その最大値の一定値に維持できる。
本発明は通過する光の偏光状態の方向が変化でき
る第１電気光学デバイス手段を含む光ゲートを使
用する。この第１光ゲートは光源と光学的に結合
され、極大極小点を有する汚染光強度パターンを
有する光学伝達状態を生じる。
また通過する光の偏光方向が変化できる第２電
気光学デバイス手段を有する第２光ゲートを使用
する。この第２光ゲートは第１光ゲートからの出
射光が入射する光路に配され、夫々極大・極小点
のある汚染色強度パターンを有する光学伝達状態
を生じる。
本発明の好適実施例によると、第１及び第２電
気光学デバイスはリニア偏光光線の方向を回転す
る。この第１及び第２電気光学デバイス間を伝播
する光線に円偏光（波）を生じさせるか取り去る
かを行う。好適実施例では、円偏光の発生及び除
去は夫々第１電気光学デバイスの下流に第１の1/
４波長プレートを、また第２電気光学デバイスの
上流に第２の1/4波長プレートを配して実現して
いる。
第１及び第２光ゲートの汚染光強度パターンは
一方の光ゲートの汚染光強度パターンの極大・極
小点が夫々他方の光ゲートの汚染光強度パターン
の極小・極大点と略一致するように回転配置して
いる。両パターンの方向付けは、OSSを第１及び
第２セクシヨンに分け、光路を中心にして両セク
シヨンの相対角度を調整することにより実現でき
る。第１セクシヨンは第１電気光学デバイス及び
第１の1/4波長プレートより成り、第２セクシヨ
ンは第２電気光学デバイス及び第２の1/4波長プ
レートよる成る。
円偏光光は第１セクシヨンから出射して第２セ
クシヨンに入射する。円偏光光線の強度は光路を
中心とする総てのアジマスにつき同じであるの
で、このセクシヨンの角度方向を変化して汚染光
強度パターンに合わせてもOSSの伝達特性には影
響を与えない。
従つて、汚染光強度パターンを合わせる上述の
方法は、伝達特性がその最大値で略一定となるシ
ステムで実質的に汚染のない光の光学伝達状態が
視角に関係なく得られる。
本発明の好適実施例は第１及び第２光ゲートよ
り成り、各々直交偏光軸を有する少なくとも１個
のリニア偏光フイルタ手段と、通過光線の偏光方
向が変更できる１個の電気光学デバイス手段とを
有する。第２光ゲートは第１光ゲートと類似設計
であり、第１光ゲートの出射光が入射する光路中
に配置している。第１及び第２光ゲート間に対面
して１対の1/4波長プレートデバイス（リターダ）
を配して第１光ゲートより出射する光線に円偏光
を生じさせ、第２光ゲートへの入射光線から円偏
光を除去する。この切換え可能な伝達システムは
各々１個の光ゲートと1/4波長プレートとを有す
る２セクシヨンに区分けしている。両セクシヨン
の相対角位置は光軸のまわりに回転させて、光ゲ
ートの一方の汚染光強度の最大減衰点が他方の光
ゲートの汚染光強度の最低減衰点と略重なるよう
にし、両光ゲートからの汚染光が阻止（遮断）さ
れるようにする。両セクシヨン両者間で円偏光光
線が伝播するインターフエース部でアライメント
してOSSの総合伝達特性がその最大値に維持され
るようにする。
好適実施例では、電気光学デバイス手段は実質
的に等しい汚染光強度パターンを有する可変光学
リターダ（以下VORという）より成る。光ゲー
トが色選択性リニア偏光フイルタ手段より構成さ
れると、OSSは視角に関係なく異なる純粋カラー
の２つの光学伝達状態を生じる。また、光ゲート
がニユートラルのリニア偏光フイルタ手段のみか
ら成る場合には、このOSSは視角に関係なく実質
的にスプリアス光が伝達されない不透明のシステ
ム光学伝達状態と実質的に汚染光のないシステム
光学伝達状態とを生じる。
本発明装置の動作原理は、例えばTN液晶デバ
イスの如きVOR以外の電気光学デバイスを全体
又は一部として有するOSSにも適用できる。しか
し、同じタイプの電気光学デバイスより成るOSS
を用いるとき最適動作が得られる。
〔実施例〕
本発明の方法による動作原理は、第２Ａ図を参
照して、異なる色の２つの光学伝達状態を生じる
OSS１０一例に基づき説明する。OSS１０は類似
設計の１対の光ゲート１２−１２′を含み、光路
（又は光軸）１３に沿つて直列配置している。詳
細は後述するとおり、光ゲート１２−１２′は一
方の光学コンポーネントと他方のそれらが光学軸
１３を中心に相対角度が回転している点で相違す
るのみである。従つて、光ゲート１２の光学コン
ポーネント及び動作に関する次の説明はそのまま
光ゲート１２′にも適用できるので、光ゲート１
２′の光ゲート１２と対応する部分については同
じ参照番号を用い、後にプライムを附している。
光ゲート１２は各々直交配置の偏光軸を有する
１対の偏光フイルタ又は手段１６−１８間に配置
したVOR１４を含む。VOR１４は通過する光線
の偏光状態の方向が変化できる電気光学デバイス
手段より成る。偏光フイルタ１６は色選択水平偏
光軸２０と垂直偏光軸２２とを有し、夫々例えば
緑の第１色C1の光線と例えば赤の第２色C2の光
線を通過させる。偏光フイルタ１８はニユートラ
ル偏光フイルタであつて、白色光線を通過させる
水平偏光軸２４と光を通過させない光吸収垂直偏
光軸２６とを有する。
VOR１４はネマチツク液晶セルであつて、ゼ
ロ乃至略半波光学リターダを構成し、制御回路２
８からセルに印加したAC電圧の振幅の変化に応
じて選択的にあらゆる色の法線入射光を略ゼロリ
タデーシヨンするか、予め選択した色の法線入射
光を略半波リタデーシヨンする。視角により汚染
光が存在する為ではなく、単に後述する光ゲート
の動作により、VOR１４は緑色光に略半波光学
リタデーシヨンを生じるよう設計され、光ゲート
１２の出力に異なる純粋色の２つの光学伝達状態
を生じる。
VOR１４の光学軸の両光結合面３２−３４へ
の投影３０は偏光フイルタ１６−１８の各偏光軸
に対して略45°で配置している。
偏光フイルタ１６−１８及びVOR１４で構成
される光ゲート１２は緑及び赤を含む多くの波長
の光を発光する光源ないし光像源３６の前に配置
する。光源３６は例えば陰極線管又は投影装置
（プロジエクタ）であつて、その螢光スクリーン
３８上に白黒画像を表示する。
VOR１４は２つの光学リタデーシヨン状態間
で切換えられる。その１つは「ON」状態であつ
て法線入射光に略ゼロリタデーシヨンを生じ、他
の１つは「OFF」状態であつて特定予定波長の
法線入射光に略半波リタデーシヨンを生じる。こ
の両光学リタデーシヨン状態は光ゲート１２に異
なる色の光を生じる２つの光学伝達状態を生じ
る。
VOR１４が制御回路２８の出力導体４０に印
加した電圧信号により「ON」光学リタデーシヨ
ン状態にされると、通過する緑及び赤色光線の偏
光方向は不変のままである。偏光フイルタ１６の
垂直偏光軸２２を通過する法線入射赤色光線は偏
光フイルタ１８の垂直偏光軸２６により吸収され
る。偏光フイルタ１６の水平偏光軸２０を通過す
る緑色の法線入射光線は、偏光フイルタ１８の水
平偏光軸２４を通つて光ゲート１２から出射す
る。緑色光は第１光学伝達状態の光ゲート１２を
通過する。
VOR１４が制御回路２８の出力導体４０に印
加された電圧信号により「OFF」光学状態にさ
れると、偏光フイルタ１６の水平偏光軸２０を通
過する緑色光線の偏光方向はVOR１４により90°
回転される。緑色光線は偏光フイルタ１８の垂直
偏光軸２６により吸収される。
「OFF」光学リタデーシヨン状態のVOR１４
は緑以外の光線に略半波リタデーシヨンは生じさ
せないので、偏光フイルタ１６の垂直偏光軸２２
を通過する赤色の偏光方向はVOR１４によつて
90°とは僅かに異なる角度に回転される。従つて、
赤色光線は偏光フイルタ１８の垂直及び水平偏光
軸にまたがる成分に分離される。この赤色光線は
偏光フイルタ１８の水平偏光軸２４に投影され伝
達される多数成分と、垂直偏光軸２６に投影され
吸収される少数成分とに分離される。よつて、赤
色光線は光ゲート１２の第２光学伝達状態でそれ
から出射される。偏光フイルタ１８の垂直偏光軸
２６で吸収された僅かの赤色光線は、第１光学伝
達状態の緑色光強度に対して、第２光学伝達状態
の赤色光強度に実質的に知覚し得る減少は生じな
い。
〔汚染及び公称光強度パターン〕
第１及び第２光学伝達状態のおける光ゲート１
２の偏光フイルタ１８から出射する光線は、視線
又は視角が偏光フイルタ１８の表面に法線方向で
ある観者には純粋の色品質に見える。しかし、偏
光フイルタ１８の表面に法線方向以外の視角から
見ると、光ゲート１２をその光伝達状態のいずれ
かで出射する光線は他の光学伝達状態における色
の汚染光線を含むこととなる。
第２Ｂ図は偏光フイルタ１８を出射する光線の
観者用の40°の観視円錐４４の極角度４２を示す。
第３Ａ図、第３Ｂ図は40°の極角度におけるアジ
マス角の関数で表わした汚染色と公称（ノミナ
ル）色光強度を重ね合わせた図である。第３Ａ
図、第３Ｂ図のＺ及びＹ軸は夫々VOR１４の光
軸の投影３０とそれに垂直な軸の投影４５に対応
する。
第３Ａ図は光ゲート１２がその第１光学伝達状
態にあるとき偏光フイルタ１８から出射する緑及
び赤色光の強度パターンを重畳したものである。
パターン４６は緑色（ノミナル色）の光強度パタ
ーンであり、パターン４８は汚染赤色の光強度パ
ターンを示す。パターン４８は１対の直交配置の
８の字形５０，５２をＺ及びＹ軸のまわりに略対
称に配列したものと似ている。８の字形５０は極
大点５４−５６を有し、８の字形５２は極大点５
８−６０を有する。８の字形５０，５２の両方共
にＺ及びＹ軸の交点６２付近に極小点を有する。
交点６２はパターン４８の４つのロープ（葉状
部）の強度ゼロ点の収束点である。強度はアジマ
ス角の関数で変化するので、強度ゼロの点はＺ及
びＹ軸に対して略45°で測定したアジマス角にお
いて生じる。８の字形５０の極大点５４，５６の
汚染赤色光強度は目的とする（ノミナル）緑色光
出力強度と等しいことが容易に判る。パターン４
６と４８の形状は各種タイプの液晶にみられる特
性である。
第３Ｂ図は光ゲートが第２光伝達状態にあると
きに、偏光フイルタ１８を出射する緑及び赤色光
の強度パターンを重畳した図である。パターン６
４は意図する赤色光の強度を示し、パターン６６
は汚染緑色光の強度パターンを示す。パターン６
６は略Ｙ軸を中心に配した８の字形であり、極大
点６８−７０とＺ及びＹ軸の略交点７２付近の極
小点とを有する。交点２２はパターン６６の２つ
のロープの強度ゼロ点の収束点である。極大点か
ら汚染光強度が減少する割合は、第１光学伝達状
態に比して第２光学伝達状態では緩慢であること
が判る。パターン６４−６６の外周内に含まれる
ロープの数、方向及び形状はVORの好適実施例
に液晶セルに特有であつて、それらについては後
述する。
〔光強度パターンの整合」 第２Ａ図を参照して、本発明の方法は光ゲート
１２の出力であつてその光路１３に沿つて光ゲー
ト１２′を配置して、光ゲート１２からの出射光
を光ゲート１２′に入射させるステツプを含んで
いる。制御回路２８の出力導体４０′に印加した
電圧信号はVOR１４′をVOR１４と同期して
「ON」及び「OFF」光学リタデーシヨン状態に
する。光ゲート１２−１２′の対応する光学コン
ポーネントは同様設計であるので、色選択偏光フ
イルタ１６′は偏光軸２０′を介して緑色光を、ま
た偏光軸２２′を介して赤色光を通過させ、ニユ
ートラルフイルタ１８′は偏光軸２４を介して総
ての波長の光を通過させ、偏光軸２６′により総
ての波長の光を吸収する。また、VOR１４′は緑
色光に対して実質的に半波光学リタデーシヨンを
与える。後述するとおり、光ゲート１２′は第１
及び第２光学伝達状態で夫々緑及び赤色光出力を
生じる。
光ゲート１２′と光ゲート１２との相対関係は、
VOR１４の光軸の投影３０がVOR１４′の光軸
の投影３０′に対して45°の角度であり、偏光フイ
ルタ１６−１８の偏光軸が偏光軸に対して45°に
配置されるようにする。光ゲート１２の光学コン
ポーネントの光軸の投影と偏光軸を、上述の関係
を図示する為に光ゲート１２′の対応光学コンポ
ーネント中に破線で示している。
VOR１４−１４′が「ON」光学リタデーシヨ
ン状態にされると、緑色光線が偏光フイルタ１８
の水平偏光軸２４を介して光ゲート１２から出射
して光ゲート１２′の偏光フイルタ１６′に入射す
る。緑色の法線入射光線は偏光フイルタ１６′の
両偏光軸２０′−２２′に等量入射する。偏光軸２
２′に入射する緑色成分は吸収され、偏光軸２
０′に入射する緑色光成分は偏光フイルタ１６を
通過する。「ON」光学リタデーシヨン状態の
VOR１４′はそれを通過する光線の偏光方向を変
化させないので、緑色の光線はニユートラル偏光
フイルタ１８′の透過軸２４′を介して光ゲート１
２′、よつてOSS１０を通過することとなる。
本発明によると光ゲート１２−１２′の45°の相
対回転関係により、緑色光線の50％は偏光フイル
タ１８′の偏光軸２２′で吸収され、第１光学伝達
状態にあるOSS１０の出力には緑色光強度の50％
低減が生じることが明らかである。
VOR１４−１４′が「OFF」光学リタデーシヨ
ン状態にされると、赤色光線が偏光フイルタ１８
の水平偏光軸２４を介して光ゲート１２から出射
し、光ゲート１２′の偏光フイルタ１６′に入射す
る。この赤色光のうち偏光軸２０′に入射する成
分は吸収され、２２′に入射する成分は偏光フイ
ルタ１６′を通過する。「OFF」光学リタデーシ
ヨン状態のVOR１４′は緑以外の光線に略半波リ
タデーシヨンを生じることはないので、偏光フイ
ルタ１６′の偏光軸２２′を通過する赤色光線の偏
光方向はVOR１４′によつては90°より小さい角
に回転される。従つて、赤色光線は偏光フイルタ
１８′の両偏光軸にまたがる成分に分離される。
赤色光線は偏光フイルタ１８′の偏光軸２４′に入
射し伝達される多数成分と、偏光軸２６′で吸収
される少数成分とを含む。
本発明の光ゲート１２−１２′の相対方向によ
ると、赤色光の50％は偏光フイルタ１８′の偏光
軸２０′により吸収され、よつて第２光学伝達状
態のOSS１０の出力には赤色光強度の50％低下が
生じることが明らかである。偏光フイルタ１８′
の偏光軸２６′で吸収された赤色光の僅かの量は
第２光学伝達状態の赤色光強度を大幅に減少する
ことはない。
第４Ａ図、第４Ｂ図は夫々第２Ａ図の構成の光
ゲート１２−１２′が第１及び第２光学伝達状態
のときの汚染色と公称色光強度パターンを重畳し
て示す。光ゲート１２′の光強度パターンの特長
点で光ゲート１２のそれらと対応するものには第
４Ａ図、第４Ｂ図中同じ参照番号を用い、後のプ
ライムを附している。
第４Ａ図において、光ゲート１２−１２′の第
１光学伝達状態に関する光強度パターンは、８の
字形５０′の極大点５４′−５６′と８の字形５
２′の極大点５８′−６０′と極小点６２と略アラ
イメントされるようにする。同様に、８の字形５
０の極大点５４−５６と８の字形５２の極大点５
８−６０とが極小点６２′と略アライメントされ
る。光強度パターンの極小点は光強度が大幅に減
衰される点であり、両光ゲートの一方の高強度の
汚染光の点を他方の光ゲートの最大強度減衰点と
一致させることにより、OSS１０の偏光フイルタ
１８′から汚染赤色光が出射するのを効果的に阻
止できることとなる。
第４Ｂ図を参照する。光ゲート１２−１２′の
第２光学伝達状態に関連する光強度パターンを、
８の字形６６′の極大点６８′−７０′が極小点７
２と略アライメントされるようにしている。同様
に、８の字形６６の極大点６８−７０が極小点７
２′と略アライメントされるようになつている。
第１光学伝達状態で上述したと同様に、一方の光
ゲートの極小点を他方のそれの極大点と一致させ
ることにより、OSS１０の偏光フイルタ１８′か
ら汚染緑色光線が通過するのを阻止する。
両光強度パターンは第１光学伝達状態でOSS１
０を出る汚染光を最小にするようにアライメント
するのが好ましい。そうすると、第２光学伝達状
態では、光ゲート１２−１２′の各々から伝達さ
れる汚染光の量は少ないので、最終的な汚染光の
低減が可能である。
次に第５Ａ図、第５Ｂ図を参照する。Ｚ及びＹ
軸の交点に示す光強度パターン７４−７６は夫々
OSS１０の第１及び第２光学伝達状態における最
終的な汚染光強度パターンである。従つて、OSS
１０から出射する汚染光強度は第１及び第２光学
伝達状態において0°乃至40°の視角で目的とする
色の光強度に対して無視し得ることが明らかであ
る。55°という広い視角でも本発明によると良好
な特性が得られるということが実証できた。パタ
ーン７８−８０は夫々OSS１０の第１光学伝達状
態の緑色光強度パターン及び第２光学伝達状態の
赤色光強度パターンを示す。
上述の説明は偏光フイルタ１６−１６′として
色選択性のものを使用して、異なる２色の表示を
得るシステムにつき説明したが、本発明は不透明
−透明伝達上述を得るOSS１０にも適用し得るこ
と勿論である。その場合には、色選択性偏光フイ
ルタ１６−１６′をニユートラルのリニア偏光フ
イルタに置換すればよい。この置換変更OSS１０
は単一の出力光学伝達状態と不透明状態が得られ
る。光ゲートの置換したニユートラル偏光フイル
タの吸収軸は同じ光ゲートの出力側のニユートラ
ル偏光フイルタのそれと直交配置される。両
VORは可視光スペクトラムの中間レンジの光波
長で略半波リタデーシヨンを生じるようにする。
VORが「ON」光学リタデーシヨン状態であれ
ば、この代替OSSはそのフイルタから何ら光の出
射を行わない（不透明）。VORが「OFF」光学状
態であれば、この代替OSSは白色光を出射する。
分離した各光ゲートは汚染光の存在を単一光学伝
達状態におけるコントラストの低下、また不透明
光学伝達状態におけるスプリアス光の存在として
扱う。本発明の光ゲートの構成によれば、両光伝
達状態における汚染光の存在を実質的に排除でき
る。
上述した汚染光強度の補償方法は伝達（透過）
型のみならず反射型OSSにも応用可能であること
当業者には容易に理解できよう。
〔最大伝達特性の維持〕
上述した光ゲート１２−１２′の相対方向性に
より、第１及び第２光学伝達状態におけるOSS１
０の出力側の光強度が半減する代償として視角特
性の改善が行われることが判る。この光強度の低
減は、光ゲート１２の出力側と光ゲート１２′の
入力側間に半波長プレート（リターダ）８２を配
置することにより修正できる。半波プレート８２
は好ましくは緑と赤の中間波長の光線を半波リタ
デーシヨンするよう同調させる。
第８図は半波プレート８２の光学軸８４の方向
と偏光フイルタ１８−１６′の偏光軸を半波プレ
ート８２上に破線で示している。光学軸８４を
夫々偏光板１８−１６′の偏光軸２４−２０′に対
して22.5°の角度とする。この特定角によりOSS
１０の光伝達特性を最大値に維持することを第９
Ａ図−第９Ｄ図と次式で示す。
第９Ａ図−第９Ｄ図を参照するに、偏光フイル
タ１８の水平偏光軸２４を出射する光線強度
「」は電界ベクトル√を有し（第９Ａ図）、こ
れが半波プレート８２の表面に投影され、直交成
分に分離される（第９Ｂ図）。半波プレート８２
の光軸８４に入射する成分の振幅は√cos22.5°
となり、光軸８４に垂直方向への入射光成分の振
幅は√sin22.5°である。半波プレート８２を出
射した後、後者の成分はその方向を180°変化し
（第９Ｃ図）、両成分をベクトル合成すると偏光フ
イルタ１６′の偏光軸２０′に沿つた電界ベクトル
となる（第９Ｄ図）。最終合成電界ベクトルの振
幅は次式で与えられる。
√（cos22.5°・cos22.5°＋sin22.5°・sin22.5°
）
＝√ 従つて、偏光フイルタ１６′で伝達される光の
強度はとなり、偏光フイルタ１８を出射したも
のと同じである。VOR１４′を通過する光線の偏
光方向は偏光フイルタ１８′の偏光軸を光ゲート
１２の偏光フイルタ１８に入射するのと同様に入
射する。よつて、偏光フイルタ１６′の偏光軸に
沿つて等しい成分に光線が分離されることはなく
なる。
〔OSSの好適実施例〕
第１図は第２Ａ図に示した動作原理を用いる
OSSの好適実施例を示す。第２Ａ図の場合に生じ
た光強度の低減を克服する為に、１対の光ゲート
間に円偏光板を用いてシステムの光伝達特性を最
大に維持すると共に両光ゲート間の相対角を調整
して汚染光の伝達を阻止するようにしている。
第１図を参照すると、OSS１００は光路１０６
に沿つて直列配置した１対の光ゲート１０２−１
０４を含んでいる。光ゲート１０２は第２Ａ図の
光ゲート１２と同様設計のものである。光ゲート
１０２は光源（図示せず）からの光が入射し、
各々直交配置の偏光軸を有するリニア偏光フイル
タ１１０− １１２間に配したVOR１０８を含
んでいる。偏光フイルタ１１０−１１２は光ゲー
ト１０２の光偏光システムより成る。偏光フイル
タ１１０は例えば緑である第１色C1色選択性の
水平偏光軸１１４と、例えば赤である第２色C2
の色選択性の垂直偏光軸とを有する。偏光フイル
タ１１２はニユートラルの偏光フイルタであり、
白色光を通過させる光透過水平偏光軸１１８とを
通過させない光吸収垂直偏光軸１２０を有する。
VOR１０８は０乃至略半波光学リーダより成り、
制御回路１２２の出力信号に応じて法線緑入射光
を選択的に略半波のリタデーシヨンを生じる。
VOR１０８の光軸の光結合面１２６−１２８へ
の投影１２４は偏光フイルタ１１０−１１２へ偏
光軸に対して45°の角度である。
光ゲート１０４はVOR１３０と色選択リニア
偏光フイルタ１３２を含んでいる。偏光フイルタ
１３２は光ゲート１０４の光偏光システムをな
す。光ゲート１０４は第２Ａ図の例のニユートラ
ル偏光フイルタ１８′を含む光ゲート１２′を偏光
したものである。光ゲート１０４の形状は１対の
偏光フイルタ間に配置した電気光学デバイスを有
する光ゲートの相互補償特性を積極的に活用して
いる。即ち、色選択偏光フイルタ１３２を光ゲー
ト１０４及びOSS１００の出力側に配置してい
る。更に後述するとおり、光ゲート１０２と１０
４の接合面に１対の1/4波プレートを配すること
により、光ゲート１２′の偏光フイルタ１８′に対
応するニユートラル偏光フイルタを光ゲート１０
４では不要とする。
従つて、光ゲートは光学スイツチを構成し、光
ゲート１０２の如く入射光を偏光するか、光ゲー
ト１０４のように偏光された入射光を受ける。各
光ゲートは少なくとも１個の電気光学デバイス手
段を有し、それへの入射光の偏光方向を変更し、
またアナライザ（検光子）として作用する光偏光
手段を有する。
VOR１３０はVOR１０８と同期して緑色光に
対して選択的に半波リタデーシヨンを生じるゼロ
乃至略半波光学リターダを構成する。偏光フイル
タ１３２は直交配置の色選択偏光軸１３８−１４
０を有し夫々緑及び赤色光線を伝達する。偏光軸
１３８−１４０はVOR１３０の光結合面１４４
−１４６への投影１４２に対して45°の角度であ
る。
VOR１０８と１３０とは夫々の光ゲート１０
２及び１０４の為に第３Ａ図、第３Ｂ図に示した
と同様の光強度パターンを生じる。上述した方法
によりOSS１００で汚染光のない光学伝達状態を
得る為に、偏光フイルタ１３２の偏光軸は偏光フ
イルタ１１２−１１６の偏光軸に対して45°の角
度であり、VOR１３０の光軸の投影１４２は
VOR１０８の光軸の投影１２４に対して略45°で
ある。光ゲート１０２の光学コンポーネントの光
軸の投影と偏光軸とは光ゲート１０４の対応コン
ポーネントに破線で示して上述の相対関係を明ら
かにしている。
光変調手段である1/4波プレート１３４−１３
６は光ゲート１０２−１０４間に向い合つて配置
してOSS１００の伝達特性を最大値に維持するよ
うにする。1/4波プレート１３４−１３６は好ま
しくは緑と赤の中間色の光線で半波リタデーシヨ
ンを生じるように同調している。同調ミスにより
生じる光強度の無視し得る低減はOSS１００の出
力に生じる赤及び緑光線に略等しく配分される。
１／４波プレート１３４の光軸１４８は偏光フイル
タ１１２の偏光軸１１８と１２０に対して45°に
配置され、1/4波プレート１３６の光軸１５０は
偏光フイルタ１３２の偏光軸１３８−１４０に対
して45°に配置されている。
光ゲート１２′の動作と類似方法で、緑及び赤
色光線は光ゲート１０２で作られ夫々第１及び第
２光学伝達状態下で偏光フイルタ１１２の水平偏
光軸１１８を介して出力される。
VOR１０８と１３０が制御回路１２２の出力
導体１５２に印加した電圧信号で「ON」光学リ
タデーシヨン状態にされると、緑色のリニア偏光
光線は光ゲート１０２の水平偏光軸１１８を出射
して1/4波プレート１３４に光軸１４８に対して
45°の角度で入射する。緑色の左手円偏光光線は
１／４波プレート１３４を出射して1/4波プレート１
３６に入射し、両光ゲート間を伝播する光から円
偏光を除く。1/4波プレート１３６から出射する
緑色のリニア偏光光線の方向は光軸１５０に対し
て反時計方向に測つて45°の角に配置される。
「ON」光学リタデーシヨン状態のVOR１３０
はそれを通過する光線に何ら偏光方向の変化を生
じない。従つて、緑色のリニア偏光光線は1/4波
プレート１３６から入射し、第１光学伝達状態の
偏光軸１３８を介して光ゲート１０４及びOSS１
００から出射する。VOR１３０を通過する光線
は偏光フイルタ１３２の偏光軸１３８のみに入射
するので、システムの伝達特性はその最大値のま
まである。
「OFF」光学リタデーシヨン状態のVOR１３
０は緑色以外の光線に略反波リタデーシヨンを生
じないので、1/4波プレート１３６から赤色光線
の偏光方向はVOR１３０により90°とは僅かに異
なる角度に回転される。従つて、赤色光線は偏光
フイルタ１３２の両偏光軸にまたがる成分に分け
られる。赤色光線は偏光フイルタ１３２の偏光軸
１４０に入射し伝達される多数成分と偏光軸１３
８で吸収される少数成分を含む。偏光フイルタ１
３２の偏光軸１３８で吸収される赤色光の僅かの
量は偏光軸１４０で伝達される赤色光強度に比べ
実質的に無視し得る値である。
従つて、赤色のリニア偏光光線は1/4波プレー
ト１３６から入射して第２光学伝達状態の偏光軸
１４０を介して光ゲート１０４及びOSS１００を
出力する。VOR１３０を通過する光線の殆んど
総てが偏光フイルタ１３２の偏光軸１３８のみに
入射するので、システムの伝達特性はその最大値
のままである。
光ゲート１０２の光学コンポーネントと1/4波
プレート１３４及び光ゲート１０４の光学コンポ
ーネントと1/4波プレート１３６とは夫々OSS１
００の第１及び第２セクシヨンを構成し、その間
を円偏光光線が伝播する。円偏光光の電界ベクト
ルは総てのアジマス角で同じ振幅を有するので、
第１及び第２セクシヨンは光軸１０６のまわりに
相対回転させてシステム伝達特性は最大値に維持
しつつ汚染光強度パターンを所望回転することが
できる。
本システムの動作は、1/4波プレート１３４を
VOR１０８の下流に配置することにより、それ
に悪影響を受けない。光ゲート１０４にニユート
ラル偏光フイルタを使用することは、1/4波プレ
ート１３６の存在により不要となし得る。1/4波
プレート１３６の光軸は、そこから現われる光線
の偏光方向が光ゲート１０４の偏光フイルタ１３
２の偏光軸１３８−１４０に直接入射するように
なつている。光ゲート１０４内の1/4波プレート
１３６の位置の制約は、それがVOR１３０の上
流（光源側）にあることである。
〔液晶VOR〕
本発明の装置の好適実施例は０乃至略半波光学
リターダ１０８−１３０として動作する１対の液
晶セルを使用する。各液晶セルの各々はセルの電
極構体に印加する電圧の励起により生じる電界強
度に応じて通過する光のリタデーシヨンを制御す
る。ここに説明する液晶セルは第３Ａ図、第３Ｂ
図に示した光強度パターンを生じる。
次に第６図を参照して、液晶セル２００は１対
の略平行且つ離間した電極構体２０２，２０４と
その間に充填したネマチツク液晶体２０６とを含
む。電極構体２０２はガラス製誘電体基板２０８
より成り、その内面には透明導電性の例えば酸化
インジウム錫層２１０を有する。この導電体層２
１０上にデイレクタ配向膜２１２を設けて電極構
体２０２と液晶体２０６との境界をなす。液晶体
と接する膜２１２の表面は以下に説明する２つの
方法のうちのいずれかで処理を行い、それに接す
る液晶体のデイレクタの好適配向をするのが好ま
しい。デイレクタ配向膜２１２の材料と処理方法
の詳細は後述する。電極構体２０４は電極構体２
０２のそれと同様であつて対応する素子には同じ
参照番号を用い後にプライムを附している。
電極構体２０２−２０４の短脚端は相互にオフ
セツトさせて、導電層２１０，２１０′に制御回
路１２２からの出力導体を接続する為アクセスで
きるようにする。スペーサ２１４はガラスフアイ
バ等の好適材料を用いて両電極構体２０２−２０
４が略平行関係になるようにする。
第７Ａ図、第７Ｂ図を参照すると、液晶セル２
００内の配向膜２１２，２１２′のネマチツクデ
イレクタ配向形状はボイド等の発明に係る米国特
許第4333708号公報の第７欄第48〜55行に解説し
ている。しかし、この特許の液晶セルは、交互傾
斜ジエオメトリであつて、セル２００のデイレク
タのアライメントがただ一部に形成されるのみで
あるという点で本発明に使用する液晶セルと相違
する。ボイド等の特許発明のセルはセル内でデイ
スクリネーシヨン運動を促進して二安定スイツチ
ングデバイスを提供しようとしている。
電極構体２０２の配向膜２１２は電極構体面接
触デイレクタ２１６が配向膜２１２の表面を基準
にして反時計方向に測るとき相互に傾斜バイアス
角＋θで平行となるように配向処理さされてい
る。電極構体２０４の配向膜２１２′は電極構体
面接触デイレクタ２１８が配向膜２１２′の表面
を基準にして時計方向に測るとき傾斜バイアス角
−θで相互に平行整列するように配向処理してい
る。よつて、液晶セル２００は電極構体２０２，
２０４の対向面にデイレクタ配向膜２１２，２１
２′が夫々逆方向に傾斜バイアスされている。
面接触デイレクタを配向する好適方法の第１
は、材料としてポリイミドを用いて電極構体２０
２と２０４の内面に配向膜２１２と２１２′とを
夫々形成する。各配向膜を摩擦して傾斜バイアス
角｜θ｜を得る。この｜θ｜の好適レンジは2°〜
5°である。第２の方法は電極構体２０２と２０４
内面の配向膜２１２，２１２′として夫々一酸化
珪素（SiO）を用いる。このSiO層は蒸発して電
極面から測つて5°の角度で蒸着させて、その量を
加減して10°〜30°、好ましくは15°〜25°のレンジ
の傾斜バイアス角｜θ｜を得る。
SiOや他の配向材を被着して液晶セルの分子を
所定方向に配向ないし整列することは既に公知で
あつて、当業者は容易になし得るものと考える。
１例を挙げればジヤニング発明に係る米国特許第
4165923号公報がある。
第７Ａ図は約2KHzで20VrmsのAC信号V1を
夫々電極構体２０２−２０４′の導電層２１０−
２１０′に印加した場合の面非接触デイレクタ２
２０の方向を模型的に示す。電極２１０′上の信
号V1は第１スイツチング状態をなすべく制御回
路１２２の出力から供給され、電極構体２０２及
び２０４間の液晶セル２００内に交番電界Ｅを生
じ、セルを「ON」光学リタデーシヨン状態にす
る。正の誘電異方性を有する液晶体２０６の面非
接触デイレクタ２２０の多くはセル内で電気力線
の方向である矢印方向２２１に沿つて略一列縦隊
に整列する。この方向は電極構体の処理面に対し
て略法線方向である。よつて、セル２００が
「ON」光学リタデーシヨン状態に刺激されると、
面非接触デイレクタ２００はセル表面に垂直に整
列する。
第７Ｂ図は信号V1を取り去つた後の面非接触
デイレクタ２００の方向を図示する。これにより
面非接触デイレクタの配向が電極構体２０２−２
０４間のセル内に生じた電界に影響されず、
「ON」光学リタデーシヨン状態の縦隊構造から
面非接触デイレクタがリラツクスさせる分子間の
弾性力により影響を受けるようにする。信号V1
を取り去るのは制御回路１２２の出力に生じた第
２スイツチング状態である。第７Ｂ図に示すデイ
レクタ方向はセルの「OFF」光学リタデーシヨ
ン状態に対応する。
セル２００を「OFF」光学状態にスイツチン
グするには、セルに制御回路１２２から信号V1
の電圧レベルより低い約0.1VのAC信号V2を印加
しても実現できる。この信号V2の周波数は一般
に信号V1と同じである。
液晶セルの光学リタデーシヨン状態が「ON」
から「OFF」へ移行する際に、面非接触デイレ
クタは電極構体表面に法線方向の縦隊整列から順
次隣接デイレクタと略平行状態に退却する。よつ
て、面非接触デイレクタ２００ａと２２０ｂとは
図中矢印２２２ａで示す時計方向に回転してデイ
レクタ２１６と２２０ａが夫々近平行状態にな
り、一方面非接触デイレクタ２００ｃ、２００ｄ
は矢印２２２ｂに示す反時計方向に回転してデイ
レクタ２１８と２２０ｃとが近平行関係になるよ
うにする。よつて、セル２００が「OFF」光学
リタデーシヨンー状態にリラツクスすると、多く
の面非接触デイレクタの各々が、セルの表面に大
きなデイレクタ成分を投影するよう整列する。し
かし、面非接触デイレクタ２００ｅはセルの面に
垂直な状態のままである。
液晶セル２００を０乃至略半波光学リターダと
して動作する方法は第７Ａ図に示した電界整列状
態、即ち「ON」光学リタデーシヨン状態から第
７Ｂ図に示した面ないし層状態、即ち「OFF」
光学リタデーシヨン状態になるデイスクリネーシ
ヨンのない面非接触デイレクタのレラクセーシヨ
ンに関係する。
本発明にあつては、液晶セル２００は０乃至略
半波光学リターダとして動作し、その光軸は面非
接触デイレクタ２２０の整列方向に対応する。
電極構体２０２−２０４の面に法線方向２２６
に伝播するリニア偏光光線はその液晶セルが
「ON」光学リタデーシヨン状態にある面非接触
デイレクタ２２０の方向と一致する。デイレクタ
２２０は「ON」光学リタデーシヨン状態ではセ
ルの電極構体面への光軸の投影が無視し得るよう
な方向にある。この条件下では、液晶セル２００
は方向２２６へ伝播する入射光に対して大幅に減
少した光学リタデーシヨンを生じる。
電極構体２０２−２０４に法線方向２２６に伝
播するリニア偏光光線は、液晶セルが「OFF」
光学リタデーシヨン状態であるときの面非接触デ
イレクタの配向方向と不一致である。デイレクタ
２２０は、「OFF」光学リタデーシヨン状態で
は、セルの電極構体面に多くの投影を生じる方向
である。これらの条件下では、液晶セル２００は
略法線入射光に対して実効複屈折を生じる。面非
接触デイレクタ２２０のこの方向は次の数式を満
足するとき実質的に半波光学リタデーシヨンを生
じる。
Δnd／λ＝1/2 こでｄはセルの厚さであり、Δnはセルの実効
複屈折率、λは光の波長である。
以上、本発明の電気光学スイツチング装置及び
方法につき説明したが、上述の例は単に本発明を
説明する為の好適実施例にすぎず、何ら本発明を
限定するものではない。本発明の要旨を逸脱する
ことなく種々の変形変更は可能であること当業者
には容易に理解できよう。
〔発明の効果〕
本発明によると、比較的簡単な構成により意図
する色の光出力を最大にしたままで、広い視角に
わたり最小汚染光の異なる２色出力を得るか、高
いコントラストを維持し且つスプリアス出力のな
い出力が得られる。よつて、広い視角が要求され
る液晶グラフイツクデイスプレイ等の液晶表示装
置に好適である。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の電気光学スイツチング装置の
好適一実施例を示す構成図、第２図は本発明の動
作説明図、第３図〜第５図は本発明に使用する光
ゲートの光強度パターンを示す線図、第６図及び
第７図は本発明に使用する可変光学リターダの説
明図、第８及び第９図は本発明の電気光学スイツ
チング装置の特性補償説明図を示す。 図中、１００は光変調手段、１０２，１０４は
夫々第１及び第２光ゲート、１０８，１３０は
夫々第１及び第２電気光学デバイス手段、１１
０，１１２は第１偏光フイルタ手段、１１６は第
２偏光フイルタ手段を示す。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ １対の、互いに直交する偏光軸を有する偏光
    板から成る第１偏光フイルタ手段及び該第１偏光
    フイルタ手段間に挟持して配置され、通過光線の
    偏光方向を変更できる第１電気光学デバイス手段
    とを含み、光伝達状態で極大点及び極小点を有す
    る第１汚染光強度パターン（所定の傾斜角度から
    観察する際にもれる光の強度パターン）を形成す
    る第１光ゲートと、 上記第１光ゲートの通過光線を受けるように配
    置され、通過光線の偏光方向を変更できる第２電
    気光学デバイス手段及び該第２電気光学デバイス
    手段に対し、光の出射側に対向して配置され、直
    交する偏光軸を有する第２偏光フイルタ手段を含
    み、光伝達状態で極大点及び極小点を有する第２
    汚染光強度パターンを形成し、該第２汚染光強度
    パターンの極大点及び極小点が上記第１汚染光強
    度パターンの極小点及び極大点に一致するよう
    に、上記第２偏光フイルタ手段の偏光軸の上記第
    １の偏光フイルタ手段の偏光軸に対する相対角度
    を定めた第２光ゲートと、 上記第１及び第２光ゲート間に配置され上記第
    １光ゲートの通過光線を円偏光にした後、直線偏
    光に戻し、上記第１光ゲートの通過光線を上記相
    対角度だけ回転させて、上記通過光線の略全成分
    が上記第２光ゲートを通過するようにする光変調
    手段と を具えることを特徴とする電気光学スイツチング
    装置。
JP59281857A 1983-12-27 1984-12-27 電気光学スイツチング装置 Granted JPS60175027A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US06/565,441 US4541691A (en) 1983-12-27 1983-12-27 Electro-optic switching system using circularly polarized light
US565441 1983-12-27

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS60175027A JPS60175027A (ja) 1985-09-09
JPH0449930B2 true JPH0449930B2 (ja) 1992-08-12

Family

ID=24258615

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP59281857A Granted JPS60175027A (ja) 1983-12-27 1984-12-27 電気光学スイツチング装置

Country Status (4)

Country Link
US (1) US4541691A (ja)
EP (1) EP0147098A3 (ja)
JP (1) JPS60175027A (ja)
CA (1) CA1223952A (ja)

Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4674841A (en) * 1985-03-08 1987-06-23 Tektronix, Inc. Color filter switchable among three state via a variable retarder
US4770500A (en) * 1986-06-10 1988-09-13 Kaiser Aerospace And Electronics Corporation Method and apparatus for multi color display
US5412500A (en) * 1988-08-10 1995-05-02 Fergason; James L. System for continuously rotating plane of polarized light and apparatus using the same
US5414546A (en) * 1988-08-10 1995-05-09 Fergason; James L. Dynamic optical notch filter
US5113271A (en) * 1988-08-10 1992-05-12 Fergason James L Light blocking and vision restoration apparatus with glint control
US4988167A (en) * 1988-08-10 1991-01-29 Fergason James L Light blocking and vision restoration apparatus with glint control
JPH0293617A (ja) * 1988-09-30 1990-04-04 Ando Electric Co Ltd 光減衰量加算器
US5264951A (en) * 1990-04-09 1993-11-23 Victor Company Of Japan, Ltd. Spatial light modulator system
US5151955A (en) * 1990-06-20 1992-09-29 Kabushiki Kaisha Shinkosha Optical isolator
US5187603A (en) * 1990-06-26 1993-02-16 Tektronix, Inc. High contrast light shutter system
JP3039570B2 (ja) * 1991-06-24 2000-05-08 キヤノン株式会社 投写表示装置
DE69319215T2 (de) * 1992-12-25 1998-10-22 Mitsui Chemicals Inc Polarisierender Farbfilter
US5519533A (en) * 1994-03-08 1996-05-21 Sharp Kabushiki Kaisha Three-dimensional information reproducing apparatus
US5530574A (en) * 1994-03-15 1996-06-25 Tektronix, Inc. Optical display system and liquid crystal cell having electrode details for efficient manufacturing
US6985127B1 (en) 1994-09-01 2006-01-10 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Programmable gray-scale liquid crystal display
US6784416B2 (en) * 2001-12-31 2004-08-31 3M Innovative Properties Company Polarization transformer and polarization mode dispersion compensator
JP4123193B2 (ja) * 2004-06-04 2008-07-23 セイコーエプソン株式会社 画像表示装置、プロジェクタ、偏光補償光学系
JP4400550B2 (ja) * 2005-11-09 2010-01-20 セイコーエプソン株式会社 画像表示装置及びプロジェクタ
US7522642B2 (en) * 2006-03-29 2009-04-21 Amo Development Llc Method and system for laser amplification using a dual crystal Pockels cell
CN102486435B (zh) * 2010-12-27 2014-03-12 北京国科世纪激光技术有限公司 λ/2电压电光开关的动态透过率的测试系统和测试方法
CN102486434B (zh) * 2010-12-27 2014-03-12 北京国科世纪激光技术有限公司 λ/4电压电光开关的动态透过率的测试系统和测试方法

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2753763A (en) * 1952-12-31 1956-07-10 Du Mont Allen B Lab Inc Electron optical filter
US2834254A (en) * 1953-10-22 1958-05-13 Du Mont Allen B Lab Inc Electronic color filter
US3272988A (en) * 1963-03-25 1966-09-13 Gen Telephone & Elect Polarization modulation system for transmitting and receiving two independent signals over a single electromagnetic carrier
NL6715244A (ja) * 1967-11-09 1969-05-13
US3785721A (en) * 1971-07-15 1974-01-15 Int Liquid Xtal Co Display devices utilizing liquid crystal light modulation with varying colors
FR2212559B1 (ja) * 1972-12-29 1977-08-05 Thomson Csf
DE2329618A1 (de) * 1973-06-09 1975-01-02 Fraunhofer Ges Forschung Anordnung zur vielfarbigen anzeige, bestehend aus lichtquelle und linearpolarisationsfilter
JPS5647535B2 (ja) * 1973-07-30 1981-11-10
US3915553A (en) * 1973-12-20 1975-10-28 Xerox Corp Electrooptic color filter system
US4017156A (en) * 1974-02-28 1977-04-12 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Electro-optical display device
US4097128A (en) * 1975-04-24 1978-06-27 Tokyo Shibaura Electric Co., Ltd. Liquid crystal color display devices
US4385806A (en) * 1978-06-08 1983-05-31 Fergason James L Liquid crystal display with improved angle of view and response times
US4497542A (en) * 1979-06-05 1985-02-05 Beckman Instruments, Inc. Apparatus for minimizing beam collimation sensitivity in optical instruments including liquid crystal cells
DE3022818C2 (de) * 1980-06-19 1986-11-27 Merck Patent Gmbh, 6100 Darmstadt Flüssigkristall-Anzeigeelement
US4408839A (en) * 1981-04-01 1983-10-11 Hughes Aircraft Company Twisted nematic liquid light valve with birefringence compensation
US4466702A (en) * 1981-04-01 1984-08-21 Hughes Aircraft Company Liquid crystal light valve with birefringence compensation

Also Published As

Publication number Publication date
US4541691A (en) 1985-09-17
CA1223952A (en) 1987-07-07
JPS60175027A (ja) 1985-09-09
EP0147098A3 (en) 1985-08-21
EP0147098A2 (en) 1985-07-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4583825A (en) Electro-optic display system with improved viewing angle
JPH0449930B2 (ja)
US4726663A (en) Switchable color filter with enhanced transmissivity
JP3917417B2 (ja) 反射型液晶表示装置
EP0422687B1 (en) Switchable color filter
CA1219692A (en) Field sequential color display system
JP4005808B2 (ja) ジグザグ状波長板を有するｌｃｄプライバシ・スクリーン
US7440056B2 (en) Homeotropic alignment type liquid crystal display device
JPH0731307B2 (ja) 立体表示装置
KR20080026052A (ko) 액정 표시 장치
JPH1164852A (ja) 投射型液晶表示装置
KR20010004525A (ko) 반사형 액정 표시 장치
JPH09105932A (ja) 反射型液晶表示装置
JP2000029010A (ja) 液晶表示装置
US20050068481A1 (en) Liquid crystal display device having homeotropic alignment liquid crystal panel
JP2001518207A (ja) 反射減少手段を有する反射式液晶ディスプレイ（ｌｃｄ）装置
US6587172B1 (en) Controlled angle retarder with liquid crystal cell bias tuned for a sequence of wavelengths
JP4510797B2 (ja) 反射型液晶表示装置
EP0237283A2 (en) Stereoscopic multicoloured image projection system with passive viewing apparatus
KR20000026837A (ko) 멀티도메인 액정표시소자
EP0163366A1 (en) Electro-optic display with optimum transmissivity and viewing angle performance
JPH10332934A (ja) 楕円偏光板及びそれを用いた液晶表示装置
JPH11231807A (ja) 反射型液晶表示装置
EP0238248A2 (en) Wavelength dispersion compensated electro-optical light gate
JP2755428B2 (ja) 反射型液晶表示素子