JPH06118436A - 液晶シャッタを用いた光学装置 - Google Patents
液晶シャッタを用いた光学装置Info
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- JPH06118436A JPH06118436A JP26750592A JP26750592A JPH06118436A JP H06118436 A JPH06118436 A JP H06118436A JP 26750592 A JP26750592 A JP 26750592A JP 26750592 A JP26750592 A JP 26750592A JP H06118436 A JPH06118436 A JP H06118436A
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- crystal shutters
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 液晶シャッタの取り付け上の制約をなくし、
有効な視角範囲を増やし、遮光率を上げ、液晶シャッタ
中のピンホールの存在が問題にならない液晶シャッタを
用いた光学装置。 【構成】 液晶シャッタを複数枚重ねて用い、複数枚の
液晶シャッタの中、同じ視角方向を持つ少なくとも２枚
の液晶シャッタを液晶シャッタの視角方向を互いに逆に
して重ねて用いるか、同じ視角方向を持つ少なくとも２
枚の液晶シャッタの一方の液晶シャッタを、その視角方
向を軸として１８０°回転し、それを他方の液晶シャッ
タの上あるいは下に互いに裏返しの状態で重ねて用いる
と、上下方向、左右方向の視角特性がそれぞれほぼ対称
となり、取り付け角度の制約が少なくなり、遮光時の有
効な視角範囲が増すと同時に、遮光率も高くなる。
有効な視角範囲を増やし、遮光率を上げ、液晶シャッタ
中のピンホールの存在が問題にならない液晶シャッタを
用いた光学装置。 【構成】 液晶シャッタを複数枚重ねて用い、複数枚の
液晶シャッタの中、同じ視角方向を持つ少なくとも２枚
の液晶シャッタを液晶シャッタの視角方向を互いに逆に
して重ねて用いるか、同じ視角方向を持つ少なくとも２
枚の液晶シャッタの一方の液晶シャッタを、その視角方
向を軸として１８０°回転し、それを他方の液晶シャッ
タの上あるいは下に互いに裏返しの状態で重ねて用いる
と、上下方向、左右方向の視角特性がそれぞれほぼ対称
となり、取り付け角度の制約が少なくなり、遮光時の有
効な視角範囲が増すと同時に、遮光率も高くなる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、頭部装着型ディスプレ
イ装置等の光学装置に関し、特に、液晶シャッタを用い
た頭部装着型ディスプレイ装置等の光学装置に関するも
のである。
イ装置等の光学装置に関し、特に、液晶シャッタを用い
た頭部装着型ディスプレイ装置等の光学装置に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】近年、装着者に外界像と二次元表示素子
上に表示した電子像とを重ね合わせて、又は、切り換え
て表示する頭部装着型ディスプレイ装置の開発が進めら
れている。
上に表示した電子像とを重ね合わせて、又は、切り換え
て表示する頭部装着型ディスプレイ装置の開発が進めら
れている。
【０００３】このような頭部装着型ディスプレイ装置に
おいて、電子像と外界像の切り換え手段として液晶シャ
ッタを使用する方法が考えられている（特開平３−１８
９６７７号）。この場合、液晶シャッタは、外界像を観
察するときには透過状態にし、電子像を観察するときに
は遮光状態にする。
おいて、電子像と外界像の切り換え手段として液晶シャ
ッタを使用する方法が考えられている（特開平３−１８
９６７７号）。この場合、液晶シャッタは、外界像を観
察するときには透過状態にし、電子像を観察するときに
は遮光状態にする。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、一般的に用い
られているツイストネマティック（ＴＮ）液晶あるいは
スーパーツイストネマティック（ＳＴＮ）液晶を用いる
液晶シャッタは、視角依存性がある。つまり、ある特定
の方向から見た場合には高いコントラストを持つが（こ
れを視角方向と呼ぶ。）、その他の方向から見た場合に
はコントラストが低くなる。
られているツイストネマティック（ＴＮ）液晶あるいは
スーパーツイストネマティック（ＳＴＮ）液晶を用いる
液晶シャッタは、視角依存性がある。つまり、ある特定
の方向から見た場合には高いコントラストを持つが（こ
れを視角方向と呼ぶ。）、その他の方向から見た場合に
はコントラストが低くなる。
【０００５】したがって、ある画角範囲において良好な
遮光率が得られるように液晶シャッタを使用しようとす
ると、目に対する取り付け角度が自ずと決まってしまう
ため、頭部装着型ディスプレイ装置本体への取り付け位
置に制約が出てくる。そのため、頭部装着型ディスプレ
イ装置を小型化する上で問題となる。
遮光率が得られるように液晶シャッタを使用しようとす
ると、目に対する取り付け角度が自ずと決まってしまう
ため、頭部装着型ディスプレイ装置本体への取り付け位
置に制約が出てくる。そのため、頭部装着型ディスプレ
イ装置を小型化する上で問題となる。
【０００６】また、頭部装着型ディスプレイ装置を小型
化しようとすると、液晶シャッタの取り付け位置は目に
近くなるので、液晶シャッタ自身は小さくできるが、電
子像のみを観察しようとするとき、つまり、液晶シャッ
タ遮光時に、その遮光率が充分高くないと、電子像に重
なって外界が透けて見える場合が生じる。
化しようとすると、液晶シャッタの取り付け位置は目に
近くなるので、液晶シャッタ自身は小さくできるが、電
子像のみを観察しようとするとき、つまり、液晶シャッ
タ遮光時に、その遮光率が充分高くないと、電子像に重
なって外界が透けて見える場合が生じる。
【０００７】さらに、液晶シャッタにはピンホールが存
在する場合があり、その径が大きいときには、遮光時に
そのピンホールを通して外界が見えることが起こるの
で、目障りになることがある。
在する場合があり、その径が大きいときには、遮光時に
そのピンホールを通して外界が見えることが起こるの
で、目障りになることがある。
【０００８】本発明はこのような問題点に鑑みてなされ
たものであり、その目的は、液晶シャッタの取り付け上
の制約をなくし、有効な視角範囲を増やし、遮光率を上
げ、液晶シャッタ中のピンホールの存在が問題にならな
い液晶シャッタを用いた光学装置を提供することであ
る。
たものであり、その目的は、液晶シャッタの取り付け上
の制約をなくし、有効な視角範囲を増やし、遮光率を上
げ、液晶シャッタ中のピンホールの存在が問題にならな
い液晶シャッタを用いた光学装置を提供することであ
る。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の液晶シャッタを用いた光学装置は、少なくとも液晶
シャッタを使用する光学装置において、液晶シャッタを
複数枚重ねて用い、前記複数枚の液晶シャッタの中、同
じ視角方向を持つ少なくとも２枚の液晶シャッタを液晶
シャッタの視角方向を互いに逆にして重ねて用いるか、
同じ視角方向を持つ少なくとも２枚の液晶シャッタの一
方の液晶シャッタを、その視角方向を軸として１８０°
回転し、それを他方の液晶シャッタの上あるいは下に互
いに裏返しの状態で重ねて用いることを特徴とするもの
である。
明の液晶シャッタを用いた光学装置は、少なくとも液晶
シャッタを使用する光学装置において、液晶シャッタを
複数枚重ねて用い、前記複数枚の液晶シャッタの中、同
じ視角方向を持つ少なくとも２枚の液晶シャッタを液晶
シャッタの視角方向を互いに逆にして重ねて用いるか、
同じ視角方向を持つ少なくとも２枚の液晶シャッタの一
方の液晶シャッタを、その視角方向を軸として１８０°
回転し、それを他方の液晶シャッタの上あるいは下に互
いに裏返しの状態で重ねて用いることを特徴とするもの
である。
【００１０】これらの場合、同じ視角方向を持つ少なく
とも２枚の液晶シャッタは、ポジ型の液晶シャッタであ
り、液晶シャッタの偏光板はその透過軸方向が相互に９
０°異なる液晶シャッタを用いるのが望ましい。重ねる
液晶シャッタの枚数は２枚で充分であるが、３枚以上で
あってもよい。なお、このような複数枚重ねた液晶シャ
ッタは、視角特性がほぼ対称になるので、光学装置の光
軸に対して垂直に取り付けることができる。
とも２枚の液晶シャッタは、ポジ型の液晶シャッタであ
り、液晶シャッタの偏光板はその透過軸方向が相互に９
０°異なる液晶シャッタを用いるのが望ましい。重ねる
液晶シャッタの枚数は２枚で充分であるが、３枚以上で
あってもよい。なお、このような複数枚重ねた液晶シャ
ッタは、視角特性がほぼ対称になるので、光学装置の光
軸に対して垂直に取り付けることができる。
【００１１】
【作用】本発明においては、同じ視角方向を持つ少なく
とも２枚の液晶シャッタを液晶シャッタの視角方向を互
いに逆にして重ねて用いるか、同じ視角方向を持つ少な
くとも２枚の液晶シャッタの一方の液晶シャッタを、そ
の視角方向を軸として１８０°回転し、それを他方の液
晶シャッタの上あるいは下に互いに裏返しの状態で重ね
て用いるので、上下方向、左右方向の視角特性がそれぞ
れほぼ対称となり、例えば頭部装着型ディスプレイ装置
のような観察装置に用いる場合、目に対する取り付け角
度の制約が少なくなり、また、遮光時の有効な視角範囲
が増すと同時に、遮光率も高くなるため、外界が透けて
見えることがよりなくなる。さらに、液晶シャッタ中に
ピンホールが存在していたとしても、重ねたときに２枚
とも同じ位置にピンホールがあることは考えられないの
で、ピンホールの存在も問題とならなくなる。
とも２枚の液晶シャッタを液晶シャッタの視角方向を互
いに逆にして重ねて用いるか、同じ視角方向を持つ少な
くとも２枚の液晶シャッタの一方の液晶シャッタを、そ
の視角方向を軸として１８０°回転し、それを他方の液
晶シャッタの上あるいは下に互いに裏返しの状態で重ね
て用いるので、上下方向、左右方向の視角特性がそれぞ
れほぼ対称となり、例えば頭部装着型ディスプレイ装置
のような観察装置に用いる場合、目に対する取り付け角
度の制約が少なくなり、また、遮光時の有効な視角範囲
が増すと同時に、遮光率も高くなるため、外界が透けて
見えることがよりなくなる。さらに、液晶シャッタ中に
ピンホールが存在していたとしても、重ねたときに２枚
とも同じ位置にピンホールがあることは考えられないの
で、ピンホールの存在も問題とならなくなる。
【００１２】
【実施例】以下、本発明の液晶シャッタを用いた光学装
置の実施例について説明するが、その前に本発明で用い
る液晶シャッタの原理について説明する。
置の実施例について説明するが、その前に本発明で用い
る液晶シャッタの原理について説明する。
【００１３】ツイストネマティック（ＴＮ）液晶あるい
はスーパーツイストネマティック（ＳＴＮ）液晶を用い
た液晶シャッタは、ある特定の方向から見た場合には、
高いコントラストを持つが（これを視角方向と呼ぶが、
その方向を液晶面に投影した方向も視角方向と呼
ぶ。）、その他の方向から見た場合には、相対的にコン
トラストが低くなる。
はスーパーツイストネマティック（ＳＴＮ）液晶を用い
た液晶シャッタは、ある特定の方向から見た場合には、
高いコントラストを持つが（これを視角方向と呼ぶが、
その方向を液晶面に投影した方向も視角方向と呼
ぶ。）、その他の方向から見た場合には、相対的にコン
トラストが低くなる。
【００１４】例えば、図１（ａ）に示すように、視角方
向が６時方向である６時視角のポジ型の液晶シャッタ
（「ポジ型」とは、電圧印加時に遮光状態になるものを
言う。）の電圧印加時、すなわち、遮光時の上下方向
（１２時６時方向）の視角θ0 と遮光率の関係は、同図
（ｂ）に示すような特性を示す。また、そのときの左右
方向（３時９時方向）の視角θ1 と遮光率の関係は、図
２に示すようになる。図１（ｂ）、図２（ｂ）から明ら
かなように、遮光状態が良好な領域は、左右方向ははぼ
対称であるが、上下方向では非対称となる。
向が６時方向である６時視角のポジ型の液晶シャッタ
（「ポジ型」とは、電圧印加時に遮光状態になるものを
言う。）の電圧印加時、すなわち、遮光時の上下方向
（１２時６時方向）の視角θ0 と遮光率の関係は、同図
（ｂ）に示すような特性を示す。また、そのときの左右
方向（３時９時方向）の視角θ1 と遮光率の関係は、図
２に示すようになる。図１（ｂ）、図２（ｂ）から明ら
かなように、遮光状態が良好な領域は、左右方向ははぼ
対称であるが、上下方向では非対称となる。
【００１５】いま、図３と図４に分解斜視図を示すよう
に、同じ６時方向の視角方向を持つが、貼り付けてある
偏光板Ｐ、Ｐの透過軸方向がお互いに９０°異なってい
る液晶シャッタＡと液晶シャッタＢの２枚を用意する。
これを、 図５（ａ）あるいは（ｂ）に示すように、視角特性が
非対称な上下方向を相互に逆にして２枚重ねる、あるい
は、 図６（ａ）あるいは（ｂ）に示すように、視角特性が
非対称な上下方向を回転軸として１枚を裏返しにして２
枚重ねる。
に、同じ６時方向の視角方向を持つが、貼り付けてある
偏光板Ｐ、Ｐの透過軸方向がお互いに９０°異なってい
る液晶シャッタＡと液晶シャッタＢの２枚を用意する。
これを、 図５（ａ）あるいは（ｂ）に示すように、視角特性が
非対称な上下方向を相互に逆にして２枚重ねる、あるい
は、 図６（ａ）あるいは（ｂ）に示すように、視角特性が
非対称な上下方向を回転軸として１枚を裏返しにして２
枚重ねる。
【００１６】ここで、これらは、図７に示すように、液
晶シャッタ１（液晶シャッタＡあるいはＢ）と液晶シャ
ッタ２（液晶シャッタＢあるいはＡ）を２枚重ねたとき
に、隣接する中央の２枚の偏光板Ｐ、Ｐの透過軸が同じ
方向となっている。なお、図中、液晶シャッタのガラス
基板をＧ、液晶をＬＣで示す。
晶シャッタ１（液晶シャッタＡあるいはＢ）と液晶シャ
ッタ２（液晶シャッタＢあるいはＡ）を２枚重ねたとき
に、隣接する中央の２枚の偏光板Ｐ、Ｐの透過軸が同じ
方向となっている。なお、図中、液晶シャッタのガラス
基板をＧ、液晶をＬＣで示す。
【００１７】このときの視角と遮光時の遮光率との関係
の特性の例を示すと、図８に示すように、上下方向（視
角θ0 ）、左右方向（視角θ1 ）、それぞれほぼ対称と
なり、また、遮光性の良好な範囲は液晶シャッタを１枚
で使用する場合よりも増す。
の特性の例を示すと、図８に示すように、上下方向（視
角θ0 ）、左右方向（視角θ1 ）、それぞれほぼ対称と
なり、また、遮光性の良好な範囲は液晶シャッタを１枚
で使用する場合よりも増す。
【００１８】以上のように、同じ視角方向を持つ２枚の
液晶シャッタを液晶シャッタの視角方向を互いに逆にし
て重ねて用いるか、同じ視角方向を持つ２枚の液晶シャ
ッタの一方の液晶シャッタを、その視角方向を軸として
１８０°回転し、それを他方の液晶シャッタの上あるい
は下に互いに裏返しの状態で重ねて用いることにより、
上下方向、左右方向の視角特性がそれぞれほぼ対称とな
り、目に対する取り付け角度の制約が少なくなり、ま
た、遮光時の有効な視角範囲を増すことができる。以
下、このような特性の液晶シャッタを用いた頭部装着型
ディスプレイ装置の実施例について説明する。
液晶シャッタを液晶シャッタの視角方向を互いに逆にし
て重ねて用いるか、同じ視角方向を持つ２枚の液晶シャ
ッタの一方の液晶シャッタを、その視角方向を軸として
１８０°回転し、それを他方の液晶シャッタの上あるい
は下に互いに裏返しの状態で重ねて用いることにより、
上下方向、左右方向の視角特性がそれぞれほぼ対称とな
り、目に対する取り付け角度の制約が少なくなり、ま
た、遮光時の有効な視角範囲を増すことができる。以
下、このような特性の液晶シャッタを用いた頭部装着型
ディスプレイ装置の実施例について説明する。
【００１９】実施例１ 頭部装着型ディスプレイ装置は、代表的には図９に示し
たような構成になっている。すなわち、図９（ａ）の場
合は、視野外に配置した二次元表示素子１１の電子像か
らの表示光を目の前方に斜めに配置したハーフミラー１
２をまず透過させ、ハーフミラー１２を挟んで二次元表
示素子１１に対向して配置された凹面鏡１３でこの透過
光を反射させ、次いで、今度はその反射光をハーフミラ
ー１２で反射させて、拡大して目に導くもので、電子像
観察時に外界からの光がハーフミラー１２を透過して目
に入るのを防止するために、上記のような液晶シャッタ
１と２からなるシャッタをハーフミラー１２の前方に配
置し、電子像観察時には、これを遮光状態にし、外界像
を観察するときには、このシャッタを透過状態に切り換
える。また、図９（ｂ）の場合は、視野外に配置した二
次元表示素子１１の電子像からの表示光をレンズ１４、
１５を経て目の前方に配置した凹面ハーフミラー１６へ
入射させ、電子像をこの凹面ハーフミラー１６で反射拡
大して目に導くもので、同様に電子像観察時に外界から
の光が凹面ハーフミラー１６を透過して目に入るのを防
止するために、上記のような液晶シャッタ１と２からな
るシャッタを凹面ハーフミラー１６の前方に配置し、電
子像観察時には、これを遮光状態にし、外界像を観察す
るときには、このシャッタを透過状態に切り換える。
たような構成になっている。すなわち、図９（ａ）の場
合は、視野外に配置した二次元表示素子１１の電子像か
らの表示光を目の前方に斜めに配置したハーフミラー１
２をまず透過させ、ハーフミラー１２を挟んで二次元表
示素子１１に対向して配置された凹面鏡１３でこの透過
光を反射させ、次いで、今度はその反射光をハーフミラ
ー１２で反射させて、拡大して目に導くもので、電子像
観察時に外界からの光がハーフミラー１２を透過して目
に入るのを防止するために、上記のような液晶シャッタ
１と２からなるシャッタをハーフミラー１２の前方に配
置し、電子像観察時には、これを遮光状態にし、外界像
を観察するときには、このシャッタを透過状態に切り換
える。また、図９（ｂ）の場合は、視野外に配置した二
次元表示素子１１の電子像からの表示光をレンズ１４、
１５を経て目の前方に配置した凹面ハーフミラー１６へ
入射させ、電子像をこの凹面ハーフミラー１６で反射拡
大して目に導くもので、同様に電子像観察時に外界から
の光が凹面ハーフミラー１６を透過して目に入るのを防
止するために、上記のような液晶シャッタ１と２からな
るシャッタを凹面ハーフミラー１６の前方に配置し、電
子像観察時には、これを遮光状態にし、外界像を観察す
るときには、このシャッタを透過状態に切り換える。
【００２０】液晶シャッタ１、２には、ツイストネマテ
ィック（ＴＮ）液晶あるいはスーパーツイストネマティ
ック（ＳＴＮ）液晶を用いており、表示セルがベタセル
（全体が１つのセル）からなるポジ型の液晶シャッタで
ある。そして、液晶シャッタ１、２としては、同じ視角
方向を持ち、貼り付けてある偏光板Ｐの透過軸方向が相
互に９０°異なっている（図３、４）液晶シャッタを２
枚用いており、これらを視角方向を互いに逆にして２枚
重ねる（図５）か、あるいは、裏返しにして２枚重ねる
（図６）と、上記したように、遮光性の良好な範囲が上
下方向、左右方向、それぞれほぼ対称となると同時に、
１枚で使用する場合よりその範囲も増す。
ィック（ＴＮ）液晶あるいはスーパーツイストネマティ
ック（ＳＴＮ）液晶を用いており、表示セルがベタセル
（全体が１つのセル）からなるポジ型の液晶シャッタで
ある。そして、液晶シャッタ１、２としては、同じ視角
方向を持ち、貼り付けてある偏光板Ｐの透過軸方向が相
互に９０°異なっている（図３、４）液晶シャッタを２
枚用いており、これらを視角方向を互いに逆にして２枚
重ねる（図５）か、あるいは、裏返しにして２枚重ねる
（図６）と、上記したように、遮光性の良好な範囲が上
下方向、左右方向、それぞれほぼ対称となると同時に、
１枚で使用する場合よりその範囲も増す。
【００２１】このように構成すると、液晶シャッタ１、
２の目に対する取り付け角度が垂直にとれ、目に近付け
ることができるので、装置本体の小型化につながる。
２の目に対する取り付け角度が垂直にとれ、目に近付け
ることができるので、装置本体の小型化につながる。
【００２２】液晶シャッタ１、２の目に対する取り付け
の向きは、目の水平画角と垂直画角を比べると、水平画
角の方が広いので、液晶シャッタ１、２も、上下方向と
左右方向の中、遮光性の良好な視角範囲の大きい方を目
の水平画角方向に合わせるとよい。しかし、これは限定
されるものではない。
の向きは、目の水平画角と垂直画角を比べると、水平画
角の方が広いので、液晶シャッタ１、２も、上下方向と
左右方向の中、遮光性の良好な視角範囲の大きい方を目
の水平画角方向に合わせるとよい。しかし、これは限定
されるものではない。
【００２３】また、液晶シャッタを２枚重ねると、遮光
時の遮光性が高くなるため、遮光時に電子像に重なって
外界が透けて見えるようなことは起り難くなる。
時の遮光性が高くなるため、遮光時に電子像に重なって
外界が透けて見えるようなことは起り難くなる。
【００２４】さらに、液晶シャッタ単体にピンホールが
存在していたとしても、重ねたときに２枚共にピンホー
ルが同じ位置にある確率は低いので、ピンホールの存在
も問題とならなくなる。
存在していたとしても、重ねたときに２枚共にピンホー
ルが同じ位置にある確率は低いので、ピンホールの存在
も問題とならなくなる。
【００２５】この例では、目の視線方向に対して垂直に
液晶シャッタを取り付けているが、垂直から傾けて取り
付けてもよい。ただし、傾けて取り付けるときは、目が
液晶シャッタを覗き込む角度が、液晶シャッタの良好な
遮光状態が得られる視角範囲を越えないように取り付け
る。
液晶シャッタを取り付けているが、垂直から傾けて取り
付けてもよい。ただし、傾けて取り付けるときは、目が
液晶シャッタを覗き込む角度が、液晶シャッタの良好な
遮光状態が得られる視角範囲を越えないように取り付け
る。
【００２６】さらに、この例では、表示セルが１つのベ
タセルであるので、スタティク駆動されるため、ダイナ
ミック駆動するものより遮光率を高くできるという特徴
もある。
タセルであるので、スタティク駆動されるため、ダイナ
ミック駆動するものより遮光率を高くできるという特徴
もある。
【００２７】なお、ここでは、液晶シャッタを２枚重ね
た場合を示したが、３枚以上重ねてもよい。その時に
は、さらに高遮光率が得られ、遮光性の良好な視角範囲
もさらに広がる。
た場合を示したが、３枚以上重ねてもよい。その時に
は、さらに高遮光率が得られ、遮光性の良好な視角範囲
もさらに広がる。
【００２８】また、シャッタの厚さは液晶シャッタの枚
数分厚くなるが、面サイズは変わらないため、頭部装着
型ディスプレイ装置本体の小型化に反する要素とはなり
得ない。
数分厚くなるが、面サイズは変わらないため、頭部装着
型ディスプレイ装置本体の小型化に反する要素とはなり
得ない。
【００２９】さらに、左右の目併せて連続した１つの液
晶シャッタで構成しようとするとき、液晶シャッタを目
の視線方向に対して垂直に取り付けることができるの
で、これは、頭部装着型ディスプレイ装置本体の小型化
にとって大きなメリットとなる。
晶シャッタで構成しようとするとき、液晶シャッタを目
の視線方向に対して垂直に取り付けることができるの
で、これは、頭部装着型ディスプレイ装置本体の小型化
にとって大きなメリットとなる。
【００３０】実施例２ この実施例は実施例１の変形例である。図７のように、
２枚の重ねた液晶シャッタの隣接する中央の２枚の偏光
板の透過軸を同じ方向にするのではなく、図１０のよう
に、２つの重ねた液晶シャッタの隣接する中央の２枚の
偏光板を共用して１枚の偏光板で置き換え、全体の構成
を、偏光板Ｐ−ガラス基板Ｇ−液晶ＬＣ−ガラス基板Ｇ
−偏光板Ｐ−ガラス基板Ｇ−液晶ＬＣ−ガラス基板Ｇ−
偏光板Ｐという構成にする。この構成においても、外界
を観察するときは、液晶シャッタを透過状態にし、電子
像を観察するときは、液晶シャッタを遮光状態にする。
その他の構成、作用、効果は、実施例１と同様であが、
実施例１に比べて、偏光板が１枚少ない分、透過時の透
過率が向上し、厚さも薄くできる効果がある。
２枚の重ねた液晶シャッタの隣接する中央の２枚の偏光
板の透過軸を同じ方向にするのではなく、図１０のよう
に、２つの重ねた液晶シャッタの隣接する中央の２枚の
偏光板を共用して１枚の偏光板で置き換え、全体の構成
を、偏光板Ｐ−ガラス基板Ｇ−液晶ＬＣ−ガラス基板Ｇ
−偏光板Ｐ−ガラス基板Ｇ−液晶ＬＣ−ガラス基板Ｇ−
偏光板Ｐという構成にする。この構成においても、外界
を観察するときは、液晶シャッタを透過状態にし、電子
像を観察するときは、液晶シャッタを遮光状態にする。
その他の構成、作用、効果は、実施例１と同様であが、
実施例１に比べて、偏光板が１枚少ない分、透過時の透
過率が向上し、厚さも薄くできる効果がある。
【００３１】実施例３ この実施例は実施例１及び２の液晶シャッタのセル部の
変形例である。図１１（ａ）に示すように、重ね合わせ
る液晶シャッタ１（２、３）をセルＳがマトリスク状に
配置されたポジ型の液晶シャッタで構成する。液晶シャ
ッタの取り付け位置が目に近いため、このようにマトリ
クス型のものを使用すると、遮光時にセルＳ間の電極ラ
インの遮光性が確保できず、セルＳ間の電極ラインを通
して外界を覗き見できることが懸念され、目障りとな
る。この場合は、各々の液晶シャッタ１、２、３を、電
極ラインが重ならないように横ずらしして重ねること
で、電極ライン部の遮光できない部分を互いに補償しあ
うことができる。すなわち、図１１（ｂ）に示すよう
に、少なくとも視角方向を逆に重ねた２枚、あるいは、
裏返しにして重ねた２枚を含む３枚以上の液晶シャッタ
１、２、３を相互に横ずらしして重ねると、電極ライン
部の遮光できない部分はなくなり、遮光性の良好な範囲
が広がる。この構成においても、外界を観察するとき
は、液晶シャッタを透過状態にし、電子像を観察すると
きは、液晶シャッタを遮光状態にする。その他の構成、
作用、効果は、実施例１と同様である。
変形例である。図１１（ａ）に示すように、重ね合わせ
る液晶シャッタ１（２、３）をセルＳがマトリスク状に
配置されたポジ型の液晶シャッタで構成する。液晶シャ
ッタの取り付け位置が目に近いため、このようにマトリ
クス型のものを使用すると、遮光時にセルＳ間の電極ラ
インの遮光性が確保できず、セルＳ間の電極ラインを通
して外界を覗き見できることが懸念され、目障りとな
る。この場合は、各々の液晶シャッタ１、２、３を、電
極ラインが重ならないように横ずらしして重ねること
で、電極ライン部の遮光できない部分を互いに補償しあ
うことができる。すなわち、図１１（ｂ）に示すよう
に、少なくとも視角方向を逆に重ねた２枚、あるいは、
裏返しにして重ねた２枚を含む３枚以上の液晶シャッタ
１、２、３を相互に横ずらしして重ねると、電極ライン
部の遮光できない部分はなくなり、遮光性の良好な範囲
が広がる。この構成においても、外界を観察するとき
は、液晶シャッタを透過状態にし、電子像を観察すると
きは、液晶シャッタを遮光状態にする。その他の構成、
作用、効果は、実施例１と同様である。
【００３２】以上、本発明の液晶シャッタを用いた光学
装置をいくつかの実施例に基づいて説明してきたが、本
発明はこれら実施例に限定されず種々の変形が可能であ
る。また、本発明による液晶シャッタが適用できる光学
装置は、頭部装着型ディスプレイ装置に限らすその他の
種々の光学装置に適用できる。
装置をいくつかの実施例に基づいて説明してきたが、本
発明はこれら実施例に限定されず種々の変形が可能であ
る。また、本発明による液晶シャッタが適用できる光学
装置は、頭部装着型ディスプレイ装置に限らすその他の
種々の光学装置に適用できる。
【００３３】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の液晶シャッタを用いた光学装置によると、同じ視角方
向を持つ少なくとも２枚の液晶シャッタを液晶シャッタ
の視角方向を互いに逆にして重ねて用いるか、同じ視角
方向を持つ少なくとも２枚の液晶シャッタの一方の液晶
シャッタを、その視角方向を軸として１８０°回転し、
それを他方の液晶シャッタの上あるいは下に互いに裏返
しの状態で重ねて用いるので、上下方向、左右方向の視
角特性がそれぞれほぼ対称となり、例えば頭部装着型デ
ィスプレイ装置のような観察装置に用いる場合、目に対
する取り付け角度の制約が少なくなり、また、遮光時の
有効な視角範囲が増すと同時に、遮光率も高くなるた
め、外界が透けて見えることがよりなくなる。さらに、
液晶シャッタ中にピンホールが存在していたとしても、
重ねたときに２枚とも同じ位置にピンホールがあること
は考えられないので、ピンホールの存在も問題とならな
くなる。
の液晶シャッタを用いた光学装置によると、同じ視角方
向を持つ少なくとも２枚の液晶シャッタを液晶シャッタ
の視角方向を互いに逆にして重ねて用いるか、同じ視角
方向を持つ少なくとも２枚の液晶シャッタの一方の液晶
シャッタを、その視角方向を軸として１８０°回転し、
それを他方の液晶シャッタの上あるいは下に互いに裏返
しの状態で重ねて用いるので、上下方向、左右方向の視
角特性がそれぞれほぼ対称となり、例えば頭部装着型デ
ィスプレイ装置のような観察装置に用いる場合、目に対
する取り付け角度の制約が少なくなり、また、遮光時の
有効な視角範囲が増すと同時に、遮光率も高くなるた
め、外界が透けて見えることがよりなくなる。さらに、
液晶シャッタ中にピンホールが存在していたとしても、
重ねたときに２枚とも同じ位置にピンホールがあること
は考えられないので、ピンホールの存在も問題とならな
くなる。
【００３４】なお、液晶シャッタを例えば２枚重ねると
厚みは若干増えるが、その面サイズは変わらないので、
頭部装着型ディスプレイ装置等の小型化に反する要素と
はなり得ない。
厚みは若干増えるが、その面サイズは変わらないので、
頭部装着型ディスプレイ装置等の小型化に反する要素と
はなり得ない。
【図１】ポジ型の液晶シャッタの遮光時に上下方向で遮
光状態が非対称になることを示す図である。
光状態が非対称になることを示す図である。
【図２】図１の状態で左右方向で遮光状態が対称になる
ことを示す図である。
ことを示す図である。
【図３】一方の液晶シャッタの分解斜視図である。
【図４】他方の液晶シャッタの分解斜視図である。
【図５】２枚の液晶シャッタの１つの重ね合わせ状態を
示す図である。
示す図である。
【図６】２枚の液晶シャッタの他の重ね合わせ状態を示
す図である。
す図である。
【図７】重ね合わせ状態の液晶シャッタの偏光板の向き
を示す図である。
を示す図である。
【図８】重ね合わせ状態の視角と遮光時の遮光率との関
係の特性の例を示す図である。
係の特性の例を示す図である。
【図９】本発明の実施例の頭部装着型ディスプレイ装置
の代表的な構成を示す図である。
の代表的な構成を示す図である。
【図１０】液晶シャッタの変形例の構成を示す図であ
る。
る。
【図１１】液晶シャッタ単体をマトリックス型セル構造
のもので構成する場合の重ね合わせ状態を示す図であ
る。
のもので構成する場合の重ね合わせ状態を示す図であ
る。
Ａ、Ｂ、１、２、３…液晶シャッタ Ｐ…偏光板 Ｇ…ガラス基板 ＬＣ…液晶（分子） Ｓ…セル １１…二次元表示素子 １２…ハーフミラー １３…凹面鏡 １４、１５…レンズ １６…凹面ハーフミラー
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成５年３月３日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００３
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００３】このような頭部装着型ディスプレイ装置に
おいて、電子像と外界像の切り換え手段として液晶シャ
ッタを使用する方法が考えられている（特開平３−２２
６１９８号）。この場合、液晶シャッタは、外界像を観
察するときには透過状態にし、電子像を観察するときに
は遮光状態にする。
おいて、電子像と外界像の切り換え手段として液晶シャ
ッタを使用する方法が考えられている（特開平３−２２
６１９８号）。この場合、液晶シャッタは、外界像を観
察するときには透過状態にし、電子像を観察するときに
は遮光状態にする。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１４】例えば、図１（ａ）に示すように、視角方
向が６時方向である６時視角のポジ型の液晶シャッタ
（「ポジ型」とは、電圧印加時に遮光状態になるものを
言う。）の電圧印加時、すなわち、遮光時の上下方向
（１２時６時方向）の視角θ0 と遮光率の関係は、同図
（ｂ）に示すような特性を示す。また、そのときの左右
方向（３時９時方向）の視角θ1 と遮光率の関係は、図
２に示すようになる。図１（ｂ）、図２（ｂ）から明ら
かなように、遮光状態が良好な領域は、左右方向はほぼ
対称であるが、上下方向では非対称となる。
向が６時方向である６時視角のポジ型の液晶シャッタ
（「ポジ型」とは、電圧印加時に遮光状態になるものを
言う。）の電圧印加時、すなわち、遮光時の上下方向
（１２時６時方向）の視角θ0 と遮光率の関係は、同図
（ｂ）に示すような特性を示す。また、そのときの左右
方向（３時９時方向）の視角θ1 と遮光率の関係は、図
２に示すようになる。図１（ｂ）、図２（ｂ）から明ら
かなように、遮光状態が良好な領域は、左右方向はほぼ
対称であるが、上下方向では非対称となる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１５】いま、図３と図４に分解斜視図を示すよう
に、同じ６時方向の視角方向を持つが、貼り付けてある
偏光板Ｐ、Ｐの透過軸方向がお互いに９０°異なってい
るＴＮタイプの液晶シャッタＡと液晶シャッタＢの２枚
を用意する。これを、 図５（ａ）あるいは（ｂ）に示すように、視角特性が
非対称な上下方向を相互に逆にして２枚重ねる、あるい
は、 図６（ａ）あるいは（ｂ）に示すように、視角特性が
非対称な上下方向を回転軸として１枚を裏返しにして２
枚重ねる。
に、同じ６時方向の視角方向を持つが、貼り付けてある
偏光板Ｐ、Ｐの透過軸方向がお互いに９０°異なってい
るＴＮタイプの液晶シャッタＡと液晶シャッタＢの２枚
を用意する。これを、 図５（ａ）あるいは（ｂ）に示すように、視角特性が
非対称な上下方向を相互に逆にして２枚重ねる、あるい
は、 図６（ａ）あるいは（ｂ）に示すように、視角特性が
非対称な上下方向を回転軸として１枚を裏返しにして２
枚重ねる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２１】このように構成すると、液晶シャッタ１、
２を目が正面を見るときの視線方向に対して垂直に取り
付けられ目に近付けることができるので、装置本体の小
型化につながる。
２を目が正面を見るときの視線方向に対して垂直に取り
付けられ目に近付けることができるので、装置本体の小
型化につながる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２９】さらに、左右の目併せて連続した１つの液
晶シャッタで構成しようとするとき、液晶シャッタを目
が正面を見るときの視線方向に対して垂直に取り付ける
ことができるので、これは、頭部装着型ディスプレイ装
置本体の小型化にとって大きなメリットとなる。
晶シャッタで構成しようとするとき、液晶シャッタを目
が正面を見るときの視線方向に対して垂直に取り付ける
ことができるので、これは、頭部装着型ディスプレイ装
置本体の小型化にとって大きなメリットとなる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３２
【補正方法】変更
【補正内容】
【００３２】以上、本発明の液晶シャッタを用いた光学
装置をいくつかの実施例に基づいて説明してきたが、本
発明はこれら実施例に限定されず種々の変形が可能であ
る。また、本発明による液晶シャッタが適用できる光学
装置は、頭部装着型ディスプレイ装置に限らずその他の
種々の光学装置に適用できる。
装置をいくつかの実施例に基づいて説明してきたが、本
発明はこれら実施例に限定されず種々の変形が可能であ
る。また、本発明による液晶シャッタが適用できる光学
装置は、頭部装着型ディスプレイ装置に限らずその他の
種々の光学装置に適用できる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図面の簡単な説明
【補正方法】変更
【補正内容】
【図面の簡単な説明】
【図１】ポジ型の液晶シャッタの遮光時に上下方向で遮
光状態が非対称になることを示す図である。
光状態が非対称になることを示す図である。
【図２】図１の状態で左右方向で遮光状態がほぼ対称に
なることを示す図である。
なることを示す図である。
【図３】一方の液晶シャッタの分解斜視図である。
【図４】他方の液晶シャッタの分解斜視図である。
【図５】２枚の液晶シャッタの１つの重ね合わせ状態を
示す図である。
示す図である。
【図６】２枚の液晶シャッタの他の重ね合わせ状態を示
す図である。
す図である。
【図７】重ね合わせ状態の液晶シャッタの偏光板の透過
軸の向きを示す図である。
軸の向きを示す図である。
【図８】重ね合わせ状態の視角と遮光時の透過率との関
係の特性の例を示す図である。
係の特性の例を示す図である。
【図９】本発明の実施例の頭部装着型ディスプレイ装置
の代表的な構成を示す図である。
の代表的な構成を示す図である。
【図１０】液晶シャッタの変形例の構成を示す図であ
る。
る。
【図１１】液晶シャッタ単体をマトリックス型セル構造
のもので構成する場合の重ね合わせ状態を示す図であ
る。
のもので構成する場合の重ね合わせ状態を示す図であ
る。
【符号の説明】 Ａ、Ｂ、１、２、３…液晶シャッタ Ｐ…偏光板 Ｇ…ガラス基板 ＬＣ…液晶（分子） Ｓ…セル １１…二次元表示素子 １２…ハーフミラー １３…凹面鏡 １４、１５…レンズ １６…凹面ハーフミラー
【手続補正８】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図３
【補正方法】変更
【補正内容】
【図３】
【手続補正９】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図４
【補正方法】変更
【補正内容】
【図４】
Claims (2)
- 【請求項１】 少なくとも液晶シャッタを使用する光学
装置において、液晶シャッタを複数枚重ねて用い、前記
複数枚の液晶シャッタの中、同じ視角方向を持つ少なく
とも２枚の液晶シャッタを液晶シャッタの視角方向を互
いに逆にして重ねて用いることを特徴とする液晶シャッ
タを用いた光学装置。 - 【請求項２】 少なくとも液晶シャッタを使用する光学
装置において、液晶シャッタを複数枚重ねて用い、前記
複数枚の液晶シャッタの中、同じ視角方向を持つ少なく
とも２枚の液晶シャッタの一方の液晶シャッタを、その
視角方向を軸として１８０°回転し、それを他方の液晶
シャッタの上あるいは下に互いに裏返しの状態で重ねて
用いることを特徴とする液晶シャッタを用いた光学装
置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26750592A JPH06118436A (ja) | 1992-10-06 | 1992-10-06 | 液晶シャッタを用いた光学装置 |
| US08/067,130 US5572343A (en) | 1992-05-26 | 1993-05-26 | Visual display having see-through function and stacked liquid crystal shutters of opposite viewing angle directions |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26750592A JPH06118436A (ja) | 1992-10-06 | 1992-10-06 | 液晶シャッタを用いた光学装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06118436A true JPH06118436A (ja) | 1994-04-28 |
Family
ID=17445780
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26750592A Pending JPH06118436A (ja) | 1992-05-26 | 1992-10-06 | 液晶シャッタを用いた光学装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06118436A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH075409A (ja) * | 1993-06-17 | 1995-01-10 | Sharp Corp | 画像表示装置 |
| JP2006047550A (ja) * | 2004-08-03 | 2006-02-16 | Three M Innovative Properties Co | 視野角制御装置 |
| JP2015087458A (ja) * | 2013-10-29 | 2015-05-07 | 憲一 川越 | 液晶パネルならびに液晶パネルを利用した液晶シャッタ眼鏡、液晶シャッタアタッチメントおよび点滅ライト |
| CN108572457A (zh) * | 2018-07-12 | 2018-09-25 | 王锐 | 一种光学显示系统 |
| CN108594441A (zh) * | 2018-07-04 | 2018-09-28 | 王锐 | 一种光学系统 |
| CN108681073A (zh) * | 2018-07-17 | 2018-10-19 | 王锐 | 一种增强现实光学显示系统 |
| CN114755864A (zh) * | 2022-04-29 | 2022-07-15 | 厦门天马微电子有限公司 | 显示面板及其驱动方法、显示装置 |
-
1992
- 1992-10-06 JP JP26750592A patent/JPH06118436A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH075409A (ja) * | 1993-06-17 | 1995-01-10 | Sharp Corp | 画像表示装置 |
| JP2006047550A (ja) * | 2004-08-03 | 2006-02-16 | Three M Innovative Properties Co | 視野角制御装置 |
| JP2015087458A (ja) * | 2013-10-29 | 2015-05-07 | 憲一 川越 | 液晶パネルならびに液晶パネルを利用した液晶シャッタ眼鏡、液晶シャッタアタッチメントおよび点滅ライト |
| CN108594441A (zh) * | 2018-07-04 | 2018-09-28 | 王锐 | 一种光学系统 |
| CN108572457A (zh) * | 2018-07-12 | 2018-09-25 | 王锐 | 一种光学显示系统 |
| CN108681073A (zh) * | 2018-07-17 | 2018-10-19 | 王锐 | 一种增强现实光学显示系统 |
| CN114755864A (zh) * | 2022-04-29 | 2022-07-15 | 厦门天马微电子有限公司 | 显示面板及其驱动方法、显示装置 |
| CN114755864B (zh) * | 2022-04-29 | 2023-11-21 | 厦门天马微电子有限公司 | 显示面板及其驱动方法、显示装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20010703 |