JP2003057689A - Optical element and image display device using the optical element - Google Patents
Optical element and image display device using the optical elementInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 従来のピクセルシフト素子における漏れ光成
分によるコントラストの悪化と画像品質の劣化を抑制す
る。
【解決手段】 入射直線偏光は、第1の偏光面回転手段
2を通過した時に時間的に0°もしくは90°の偏光面
回転を受ける。0°の場合、入射直線偏光は複屈折性結
晶3で直進して第2の偏光面回転手段4に入射し、第1
の偏光面回転手段2の偏光面切替タイミングに同期して
時間的に0°もしくは90°の偏光面回転を受ける。0
°の回転を受けた光は直線偏光化手段5を通過して第1
の出射光l 1として出射する。一方、入射直線光が第1
の偏光面回転手段2において90°の回転を受ける場合
は、複屈折性結晶3で異常光として進行し、第2の偏光
面回転手段4において90°の偏光面回転を受ける。従
って直線偏光化手段5への入射光は再び偏光面が調整さ
れる。直線偏光化手段5を通過した後図中第2の出射光
l2として出射する。
(57) [Summary]
PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a leakage light component in a conventional pixel shift element.
Of image quality and image quality
You.
SOLUTION: Incident linearly polarized light is first polarized plane rotation means.
Polarized plane of 0 ° or 90 ° in time when passing through 2.
Receive rotation. At 0 °, the incident linearly polarized light is birefringent
The light goes straight on the crystal 3 and enters the second polarization plane rotating means 4,
In synchronization with the polarization plane switching timing of the polarization plane rotation means 2
It receives a polarization plane rotation of 0 ° or 90 ° with respect to time. 0
The light that has been rotated by the angle .theta.
Outgoing light l 1And emitted. On the other hand, the incident linear light
Of 90 ° rotation by the polarization plane rotating means 2
Travels as extraordinary light in the birefringent crystal 3 and the second polarized light
The plane rotation means 4 receives a 90 ° polarization plane rotation. Obedience
Therefore, the light incident on the linear polarization means 5 has its polarization plane adjusted again.
It is. After passing through the linear polarization means 5, the second outgoing light in the figure
lTwoAnd emitted.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、電気信号によって
光の進行方向を変える光学素子に関し、より詳しくは光
の進行方向の切替に際して、本来の進行位置とは異なる
位置に漏光として現れる光の成分を抑制することができ
る光学素子及び該光学素子を用いた画像表示装置に関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical element that changes the traveling direction of light by an electric signal, and more specifically, when switching the traveling direction of light, a component of light that appears as light leakage at a position different from the original traveling position. And an image display device using the optical element.
【0002】[0002]
【従来の技術】(光路を変える光学素子)光路を変える
光学素子(以下光偏向素子)は、外部信号により光の光
路を偏向させる、すなわち入射光に対して出射光を平行
にシフトさせるか、ある角度を持って回転させるか、あ
るいはその両者を組合せて光路を切りかえることが可能
な素子のことである。この説明において平行シフトによ
る光偏向に対してそのシフトの大きさを「シフト量」と
呼び、回転による光偏向に対してその回転量を「回転
角」と呼ぶ。2. Description of the Related Art (Optical Element for Changing Optical Path) An optical element for changing an optical path (hereinafter referred to as an optical deflecting element) deflects an optical path of light by an external signal, that is, shifts outgoing light in parallel to incident light, or It is an element that can switch the optical path by rotating it at a certain angle or by combining both. In this description, the magnitude of the shift is called "shift amount" for the light deflection by the parallel shift, and the rotation amount is called "rotation angle" for the light deflection by the rotation.
【0003】光偏向素子として従来より、KH2PO
4(KDP)、NH4H2PO4(ADP)、LiNb
O3、LiTaO3、GaAs、CdTeなど第1次電気
光学効果(ポッケルス効果)の大きな材料や、KTN、
SrTiO3、CS2、ニトロベンゼン等第2次電気光学
効果の大きな材料を用いた電気光学デバイスや、ガラ
ス、シリカ、TeO2などの材料を用いた音響光学デバ
イスが知られている(例えば、青木昌治編;「オプトエ
レクトロニックデバイス」、昭晃堂)。一般的に電気光
学デバイスは、高電圧を印加することで屈折率を変化さ
せて光路あるいは光強度を変調させ、また音響光学デバ
イスは、超音波を印加し定在波を誘起することで光回折
を制御する。ただしこれらの方法によって十分大きな光
偏向量を得るためには光路長を長く取る必要があるが材
料が高価であるため用途が制限されていた。Conventionally, KH 2 PO has been used as an optical deflection element.
4 (KDP), NH 4 H 2 PO 4 (ADP), LiNb
O 3 , LiTaO 3 , GaAs, CdTe, and other materials having a large primary electro-optical effect (Pockels effect), KTN,
Electro-optical devices using materials having a large secondary electro-optical effect such as SrTiO 3 , CS 2 and nitrobenzene, and acousto-optical devices using materials such as glass, silica, and TeO 2 are known (for example, Shoji Aoki). Edited by "Opto-Electronic Device", Shokodo). In general, an electro-optical device changes the refractive index by applying a high voltage to modulate an optical path or light intensity, and an acousto-optical device applies an ultrasonic wave to induce a standing wave to cause optical diffraction. To control. However, in order to obtain a sufficiently large light deflection amount by these methods, the optical path length needs to be long, but the use is limited because the material is expensive.
【0004】一方で液晶材料を用いた光学素子も提案さ
れており、一例として以下に示すものがある。
(1―1)特開平6−18940号公報の「光ビームシ
フタ」
光空間スイッチの光の損失を低減することを目的に、人
工複屈折板からなる光ビームシフタが提供されている。
ここでは2枚のくさび形の透明基板を互いに逆向きに配
置し、該透明基板間に液晶層を挟んだ光ビームシフタ、
およびマトリクス形偏向制御素子の後面に前記光ビーム
シフタを接続した光ビームシフタが提供されている。ま
た、2枚のくさび形の透明基板を互いに逆向きに配置
し、該透明基板間にマトリクス駆動が可能で入射光ビー
ムを半セルシフトする液晶層を挟んだ光ビームシフタ
を、半セルずらして多段接続した光ビームシフタが提供
されている。On the other hand, an optical element using a liquid crystal material has been proposed, and one of the following is given as an example. (1-1) "Light Beam Shifter" in Japanese Patent Laid-Open No. 6-18940 A light beam shifter made of an artificial birefringent plate is provided for the purpose of reducing the light loss of an optical space switch.
Here, two wedge-shaped transparent substrates are arranged in opposite directions, and a light beam shifter in which a liquid crystal layer is sandwiched between the transparent substrates,
And a light beam shifter in which the light beam shifter is connected to the rear surface of the matrix type deflection control element. In addition, two wedge-shaped transparent substrates are arranged in opposite directions, and a light beam shifter sandwiching a liquid crystal layer capable of matrix driving and shifting the incident light beam by half a cell is connected in multiple stages by shifting by half cells. A light beam shifter is provided.
【0005】(1−2)特開平9−133904号公報
の「光偏向スイッチ」
大きな偏向を得ることが可能で、偏向効率が高く、しか
も偏向角と偏向距離を任意に設定することができる光偏
向スイッチが提供されている。ここでは2枚の透明基板
を所定の間隔で対向配置し、対向させた面に垂直配向処
理を施し、上記透明基板の間に、スメクティックA相の
強誘電性液晶を封入し、前記透明基板に対して垂直配向
させ、スメクティック層と平行に交流電界を印加できる
ように電極を配置し、電極に交流電界を印加する駆動装
置を備えた液晶素子である。スメクティックA相の強誘
電性液晶による電傾効果を用い、液晶分子の傾斜による
複屈折によって、液晶層に入射する偏光の屈折角と変位
する方向を変化させることができるようにした。(1-2) "Optical Deflection Switch" of Japanese Unexamined Patent Publication No. 9-133904 A light capable of obtaining large deflection, high in deflection efficiency, and capable of arbitrarily setting deflection angle and deflection distance. A deflection switch is provided. Here, two transparent substrates are arranged facing each other at a predetermined interval, and the surfaces facing each other are subjected to vertical alignment treatment, and a smectic A-phase ferroelectric liquid crystal is sealed between the transparent substrates to form a transparent substrate on the transparent substrate. It is a liquid crystal element including a drive device that is vertically aligned with respect to the electrodes, has electrodes arranged in parallel with the smectic layer so that an AC electric field can be applied, and applies an AC electric field to the electrodes. By using the electroclinic effect of the smectic A-phase ferroelectric liquid crystal, the refraction angle of polarized light incident on the liquid crystal layer and the direction of displacement can be changed by birefringence due to the tilt of the liquid crystal molecules.
【0006】しかしながら、上記(1−1)の特開平6
−18940号公報においては、液晶材料にネマティッ
ク液晶を用いているため、応答速度をサブミリ秒にまで
速めることは困難であり、高速なスイッチングが必要な
用途には用いることはできない。また上記(1−2)の
特開平9−133904号公報においては、スメクティ
ックA相の強誘電液晶を用いているが、スメクティック
A相は自発分極を持たないため、キラルスメクティック
C相に見られるような高速動作はやはり望めない。However, the above-mentioned (1-1) Japanese Patent Laid-Open No.
In Japanese Patent Laid-Open No. 18940, since nematic liquid crystal is used as the liquid crystal material, it is difficult to increase the response speed to sub-millisecond, and it cannot be used for applications requiring high-speed switching. Further, in the above-mentioned (1-2) Japanese Patent Laid-Open No. 9-133904, a smectic A phase ferroelectric liquid crystal is used. However, since the smectic A phase does not have spontaneous polarization, it appears to be found in the chiral smectic C phase. After all, I can not expect high speed operation.
【0007】(ピクセルシフト関連)ここでいうピクセ
ルシフト素子とは、少なくとも画像情報に従って光を制
御可能な複数の画素が二次元的に配列した画像表示素子
と、その画像表示素子を照明する光源と、上記画像表示
素子に表示した画像パターンを観察するための光学部材
と、画像フィールドを時間的に分割した複数のサブフィ
ールド毎に上記画像表示素子と光学部材との間の光路を
偏向させる光偏向手段とを有し、サブフィールド毎の光
路の偏向に応じて表示位置がずれている状態の画像パタ
ーンを表示することで、画像表示素子の見かけ上の画素
数を増倍して表示する画像表示装置における光偏向手段
あるいは光偏向素子のことである。従って基本的には上
記した“光偏向素子”を適用することが可能である。こ
こではピクセルシフト素子として従来提案されている技
術を述べる。(Related to Pixel Shift) The pixel shift element mentioned here is an image display element in which a plurality of pixels capable of controlling light at least according to image information are two-dimensionally arranged, and a light source for illuminating the image display element. An optical member for observing an image pattern displayed on the image display element, and a light deflection device for deflecting an optical path between the image display element and the optical member for each of a plurality of subfields obtained by temporally dividing the image field. Means for displaying an image pattern in which the display position is displaced according to the deflection of the optical path for each subfield, thereby displaying the image by multiplying the apparent number of pixels of the image display element. The light deflecting means or the light deflecting element in the apparatus. Therefore, it is basically possible to apply the above-mentioned "light deflection element". Here, the technology conventionally proposed as a pixel shift element will be described.
【0008】(2−1)特許第2939826号公報の
「投影表示装置」
上記公報のものは、表示素子に表示された画像を投写光
学系によりスクリーン上に拡大投影する投影表示装置に
おいて、前記表示素子から前記スクリーンに至る光路の
途中に透過光の偏光方向を旋回できる光学素子を少なく
とも1個以上と複屈折効果を有する透明素子を少なくと
も1個以上有してなる投影画像をシフトする手段と、前
記表示素子の開口率を実効的に低減させ、表示素子の各
画素の投影領域が前記スクリーン上で離散的に投影され
る手段と、を備えたことを特徴とする投影表示装置であ
る。(2-1) "Projection Display Device" of Japanese Patent No. 2939826 The above-mentioned publication is a projection display device for enlarging and projecting an image displayed on a display element onto a screen by a projection optical system. A means for shifting a projected image, comprising at least one optical element capable of turning the polarization direction of transmitted light and at least one transparent element having a birefringence effect in the optical path from the element to the screen; Means for effectively reducing the aperture ratio of the display element and projecting the projection area of each pixel of the display element discretely on the screen is a projection display device.
【0009】上記特許第2939826号公報において
は、偏光方向を旋回できる光学素子(旋光素子と呼ぶ)
を少なくとも1個以上と複屈折効果を有する透明素子
(複屈折素子と呼ぶ)を少なくとも1個以上有してなる
投影画像シフト手段(ピクセルシフト手段)によりピク
セルシフトを行っている。問題点として、投射光学系か
ら光学素子へ入射する光の偏光面は、理想的に透明素子
の光学結晶軸と所定角(0°もしくは90°)をなすよ
うに調整されるべきであるが、設置誤差によりこの関係
が必ずしも満たされず、その場合本来ピクセルシフトに
より、ある瞬間に投影光が到達・結像するスクリーン位
置とは異なる位置に漏れ光成分による像が出現してしま
う。この場合漏れ光成分による像はコントラストを悪化
させて画像品質を劣化させる。また仮に投射光学系から
光学素子へ入射する光の偏光面が透明素子の光学結晶軸
と所定角(0°もしくは90°)をなすように調整され
ている場合でも、投影光自体がある広がりを持って光学
素子に入射するため、光学素子に対して斜めに入射する
光線がやはり同様に漏れ光を発生させる。In the above-mentioned Japanese Patent No. 2939826, an optical element capable of rotating the polarization direction (called an optical rotation element).
The pixel shift is performed by the projection image shift means (pixel shift means) having at least one and at least one transparent element having a birefringence effect (referred to as a birefringent element). As a problem, the plane of polarization of the light entering the optical element from the projection optical system should be adjusted so as to ideally form a predetermined angle (0 ° or 90 °) with the optical crystal axis of the transparent element. This relationship is not always satisfied due to the installation error, and in that case, due to the pixel shift, an image due to the leaked light component appears at a position different from the screen position where the projection light reaches and forms an image at a certain moment. In this case, the image due to the leaked light component deteriorates the contrast and deteriorates the image quality. Even if the plane of polarization of the light entering the optical element from the projection optical system is adjusted so as to form a predetermined angle (0 ° or 90 °) with the optical crystal axis of the transparent element, the projection light itself may have a certain spread. Since the light is incident on the optical element, the light ray obliquely incident on the optical element also causes leakage light.
【0010】(2−2)特開平6−324320号公報
の「画像表示装置、画像表示装置の解像度改善方法、撮
像方法、記録装置および再生装置」
LCD等の画像表示装置の画素数を増加させることな
く、表示画像の解像度を見掛け上、向上させる。縦方向
及び横方向に配列された複数個の画素の各々が、表示画
素パターンに応じて発光することにより画像が表示され
る画像表示装置と、観測者またはスクリーンとの間に光
路をフィールドごとに変更する光学部材とを配する。ま
た、フィールド毎に、前記光路の変更に応じて表示位置
がずれている状態の表示画素パターンを画像表示装置に
表示する。屈折率が異なる部位が、画像情報のフィール
ドごとに、交互に、画像表示装置と観測者またはスクリ
ーンとの間の光路中に現れるようにすることで、前記光
路の変更が行われる。(2-2) "Image display device, method for improving resolution of image display device, imaging method, recording device and reproducing device" disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 6-324320. The number of pixels of an image display device such as an LCD is increased. Without apparently improving the resolution of the displayed image. Each of a plurality of pixels arranged in the vertical direction and the horizontal direction emits light in accordance with a display pixel pattern, and an optical path is provided for each field between an image display device displaying an image and an observer or a screen. The optical member to be changed is arranged. In addition, the display pixel pattern in which the display position is displaced according to the change of the optical path is displayed on the image display device for each field. The optical path is changed by alternately making the portions having different refractive indexes appear in the optical path between the image display device and the observer or the screen for each field of the image information.
【0011】上記特開平6−324320号公報におい
ては、光路を変更する手段として、電気光学素子と複屈
折材料の組合わせ機構、レンズシフト機構、バリアング
ルプリズム、回転ミラー、回転ガラス等が記載されてお
り、上記旋光素子と複屈折素子を組合せてなる方式の他
に、ボイスコイルや圧電素子等によりレンズ、反射板、
複屈折板等の光学素子を変位(平行移動、傾斜)させ光
路を切り替える方式を提案している。前者の複屈折素子
を用いる方式では、上記特許第2939826号公報の
ものと同様の問題があり、後者の方式においては、光学
素子を駆動するために構成が複雑となりコストが高くな
るという問題がある。In the above-mentioned JP-A-6-324320, as a means for changing the optical path, a combination mechanism of an electro-optical element and a birefringent material, a lens shift mechanism, a vari-angle prism, a rotating mirror, a rotating glass, etc. are described. In addition to the method of combining the optical rotatory element and the birefringent element, a lens, a reflector, a voice coil, a piezoelectric element, etc.
We have proposed a method of displacing (translating, tilting) an optical element such as a birefringent plate to switch the optical path. The former method using a birefringent element has the same problem as that of the above-mentioned Japanese Patent No. 2939826, and the latter method has a problem that the structure is complicated and the cost is increased because the optical element is driven. .
【0012】(2−3)特開平8−29779号公報の
「偏光回転による光学ウォブリング表示装置」
低解像度の表示素子で高精細な画像を表示可能にすると
ともに、コントラスト改善のための偏光スクリーンに対
してコントラスト改善効果が得られる偏光回転による光
学ウォブリング表示装置を提供している。(2-3) "Optical wobbling display device by rotation of polarized light" disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 8-29779, which enables a high-definition image to be displayed by a low-resolution display element and is used as a polarizing screen for improving contrast. On the other hand, the invention provides an optical wobbling display device that uses polarization rotation to obtain a contrast improving effect.
【0013】図12は、特開平8−29779号公報で
開示されている表示装置の構成例を示す図である。図1
2に示すものは、フィールド毎にLCD101からの表
示光の偏波面を第1の偏波面回転素子103により回転
させ、複屈折光学素子102を通過させて一方のフィー
ルドの光路を他方に対してシフトさせ、見掛け上、画素
を倍増させる。さらに、複屈折光学素子102の後に第
2の偏波面回転素子104を配置することにより、複屈
折光学素子102から出射された偏波面の回転された一
方のフィールドの表示光の偏波面を逆に回転させる。こ
れにより、そのフィールドの偏波面を固定(通常垂直)
に戻して各フィールドの偏波面を一つの偏波方向に揃え
ることにより、偏光スクリーン105上でのコントラス
ト改善効果を得る。FIG. 12 is a diagram showing a configuration example of the display device disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 8-29779. Figure 1
In FIG. 2, the polarization plane of the display light from the LCD 101 is rotated by the first polarization plane rotation element 103 for each field, passed through the birefringence optical element 102, and the optical path of one field is shifted with respect to the other. And apparently double the number of pixels. Further, by disposing the second polarization plane rotation element 104 after the birefringence optical element 102, the polarization plane of the display light of one field whose polarization plane emitted from the birefringence optical element 102 is rotated is reversed. Rotate. This fixes the polarization plane of that field (usually vertical)
Then, the polarization planes of the respective fields are aligned in one polarization direction, so that the contrast improving effect on the polarizing screen 105 is obtained.
【0014】上記特開平8−29779号公報で開示さ
れている表示装置においては、偏光スクリーンと組合せ
ることを目的として第2の偏波面回転素子104を設け
ており、上記の特許第2939826号公報で示した問
題点については考慮されていない。第2の偏波面回転素
子104によって偏波面を固定し偏光スクリーン105
に投影した場合、確かにコントラストの改善は見込める
が、偏光スクリーン105は、その面積が広く投影光の
偏光面と偏光スクリーンの偏光面を一致させるのが容易
でなく、設置する上での利便性に難があった。また偏光
スクリーン105は基本的に反射型スクリーンであるた
め透過型投影装置と組合せて使用することができなかっ
た。In the display device disclosed in the above-mentioned Japanese Patent Laid-Open No. 8-29779, a second polarization plane rotating element 104 is provided for the purpose of combining with a polarizing screen, and the above-mentioned Japanese Patent No. 2939826. The problem indicated by is not taken into consideration. The polarization plane is fixed by the second polarization plane rotation element 104, and the polarization screen 105
When projected onto the screen, improvement in contrast can be expected, but the polarizing screen 105 has a large area and it is not easy to match the polarization plane of the projection light with the polarization plane of the polarization screen, which is convenient for installation. I had a problem. Further, since the polarizing screen 105 is basically a reflection type screen, it cannot be used in combination with a transmission type projection device.
【0015】[0015]
【発明が解決しようとする課題】上記従来の技術におけ
る問題を整理すると、従来のピクセルシフト素子に関し
ては、投射光学系から光学素子へ入射する光の偏光面と
透明素子の光学結晶軸との角度調整誤差、色収差、熱膨
張による誤差、あるいは投影光の広がりなどから、本来
ピクセルシフトにより投影光が到達・結像するスクリー
ン位置とは異なる位置に、漏れ光成分による像がある瞬
間に出現してしまい、この漏れ光成分によりコントラス
トが悪化して画像品質が劣化することがある。To summarize the problems in the prior art described above, regarding the conventional pixel shift element, the angle between the plane of polarization of the light incident on the optical element from the projection optical system and the optical crystal axis of the transparent element. Due to adjustment error, chromatic aberration, error due to thermal expansion, or spread of projection light, etc., the image due to the leaked light component may appear at the moment when there is an image due to the leak light component at a position different from the screen position where the projection light originally arrives and forms an image due to pixel shift. This leakage light component may deteriorate the contrast and the image quality.
【0016】また偏光スクリーンは、その面積が広く投
影光の偏光面と偏光スクリーンの偏光面を一致させるの
が容易でなく、設置する上での利便性に難があり、また
偏光スクリーンは基本的に反射型スクリーンであるため
透過型投影装置と組合せて使用することができないとい
う問題点がある。Further, the polarizing screen has a large area, and it is not easy to make the plane of polarization of the projection light coincide with the plane of polarization of the polarizing screen, which makes it difficult to install the polarizing screen. In addition, since it is a reflection type screen, it cannot be used in combination with a transmission type projection device.
【0017】本発明は上述のごとき実情に鑑みてなされ
たものであり、その請求項1の発明は、従来のピクセル
シフト素子における漏れ光成分によるコントラストの悪
化と画像品質の劣化を抑制する光学素子を提供すること
を目的とする。The present invention has been made in view of the above situation, and the invention of claim 1 is an optical element for suppressing deterioration of contrast and deterioration of image quality due to leakage light components in a conventional pixel shift element. The purpose is to provide.
【0018】請求項2の発明は、ピクセルシフトを行う
ために、複屈折性結晶に入射させる光の偏光面を時間的
に切り替える第1の偏光面回転手段と、この切り替えに
同期しながら偏光面を備える第2の偏光面回転手段とに
より、ピクセルシフト素子における漏れ光を効率的に除
去することできる光学素子を提供することを目的とす
る。According to a second aspect of the present invention, in order to perform a pixel shift, first polarization plane rotating means for temporally switching the polarization plane of the light incident on the birefringent crystal, and the polarization plane synchronizing with this switching. It is an object of the present invention to provide an optical element capable of efficiently removing the leaked light in the pixel shift element by the second polarization plane rotating means including.
【0019】請求項3の発明は、上記第2の偏光面回転
手段において高速スイッチングを実現するために必要な
材料を具体化した光学素子を提供することを目的とす
る。It is an object of the invention of claim 3 to provide an optical element in which the material necessary for realizing high-speed switching in the second polarization plane rotating means is embodied.
【0020】請求項4の発明は、上記第2の偏光面回転
手段において高速スイッチングを実現するために必要な
駆動方式を具体化した光学素子を提供することを目的と
する。It is an object of the invention of claim 4 to provide an optical element embodying a driving method necessary for realizing high-speed switching in the second polarization plane rotating means.
【0021】請求項5及び6の発明は、上記第2の偏光
面回転手段において高効率の漏れ光除去を実現するため
に必要な直線偏光化手段の構造を具体化した光学素子を
提供することを目的とする。The inventions of claims 5 and 6 provide an optical element embodying the structure of the linear polarization means necessary for realizing highly efficient leakage light removal in the second polarization plane rotation means. With the goal.
【0022】請求項7の発明は、従来のピクセルシフト
素子における漏れ光成分によるコントラストの悪化と画
像品質の劣化を抑制する光学素子を提供することを目的
とする。It is an object of the present invention to provide an optical element for suppressing deterioration of contrast and deterioration of image quality due to leakage light components in a conventional pixel shift element.
【0023】請求項8の発明は、上記コントラストの悪
化と画像品質の劣化を抑制するための偏光制御手段の構
成を具体化した光学素子を提供することを目的とする。It is an object of the present invention to provide an optical element embodying the constitution of the polarization control means for suppressing the deterioration of the contrast and the deterioration of the image quality.
【0024】請求項9の発明は、ピクセルシフト(光路
シフト)を複数個所で行う構成の光学素子を提供するこ
とを目的とする。It is an object of the present invention to provide an optical element configured to perform pixel shift (optical path shift) at a plurality of places.
【0025】請求項10の発明は、温度が変化しても性
能を落とさないようにした光学素子を提供することを目
的とする。It is an object of the present invention to provide an optical element which does not deteriorate its performance even when the temperature changes.
【0026】請求項11の発明は、従来画像劣化要因で
あったピクセルシフト時のコントラスト低下を抑制した
画像表示装置を提供することを目的とする。It is an object of the present invention to provide an image display device in which the deterioration of contrast at the time of pixel shift, which is a conventional image deterioration factor, is suppressed.
【0027】[0027]
【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、入射
する直線偏光の偏光面を時間的に切り替えることが可能
な第1の偏光面回転手段と、該第1の偏光面回転手段か
らの入射光の進行方向を、該入射光の偏光面に応じて切
り替える複屈折性結晶と、該複屈折性結晶からの光に対
し、前記第1の偏光面回転手段によって時間的に切り替
えられる偏光面を略等しい偏光面に揃える第2の偏光面
回転手段と、該第2の偏光面回転手段を通過した光に対
して特定の偏光面の光のみを通過させる直線偏光化手段
とを有することを特徴としたものである。According to a first aspect of the present invention, there is provided a first polarization plane rotating means capable of temporally switching the polarization plane of incident linearly polarized light, and the first polarization plane rotating means. Birefringent crystal that switches the traveling direction of the incident light according to the polarization plane of the incident light, and polarized light that is temporally switched by the first polarization plane rotating means with respect to the light from the birefringent crystal. It has a second polarization plane rotating means for aligning the planes to substantially the same polarization plane, and a linear polarization means for transmitting only the light of a specific polarization plane with respect to the light passing through the second polarization plane rotating means. It is characterized by.
【0028】請求項2の発明は、請求項1の発明におい
て、前記第2の偏光面回転手段は、互いに対向して設け
られる一対の透明基板と、該一対の透明基板の対向面側
近傍に設けられた一対の電極と、前記第1の偏光面回転
手段における光の偏光面切替タイミングに同期して前記
電極より発生させる電界によって偏光面を切り替える液
晶層とを有することを特徴としたものである。According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the second polarization plane rotating means is provided with a pair of transparent substrates provided to face each other, and in the vicinity of the facing surfaces of the pair of transparent substrates. It has a pair of electrodes provided and a liquid crystal layer for switching the polarization plane by an electric field generated by the electrodes in synchronization with the polarization plane switching timing of light in the first polarization plane rotating means. is there.
【0029】請求項3の発明は、請求項2の発明におい
て、前記液晶層は、キラルスメクティックC液晶である
ことを特徴としたものである。According to a third aspect of the present invention, in the second aspect, the liquid crystal layer is a chiral smectic C liquid crystal.
【0030】請求項4の発明は、請求項2または3の発
明において、前記液晶層に電圧を印加する電圧印加手段
を有し、該電圧印加手段によって前記液晶層に印加され
る電圧は、少なくとも2種類以上の周波数よりなる交流
電圧であることを特徴としたものである。According to a fourth aspect of the present invention, in the second or third aspect of the present invention, there is provided a voltage applying means for applying a voltage to the liquid crystal layer, and the voltage applied to the liquid crystal layer by the voltage applying means is at least It is characterized in that it is an AC voltage having two or more types of frequencies.
【0031】請求項5の発明は、請求項1ないし4のい
ずれか1の発明において、前記直線偏光化手段は、複屈
折性結晶よりなることを特徴としたものである。The invention of claim 5 is characterized in that, in the invention of any one of claims 1 to 4, the linear polarization means is made of a birefringent crystal.
【0032】請求項6の発明は、請求項1ないし4のい
ずれか1の発明において、前記直線偏光化手段は、ダイ
クロイズム偏光素子よりなることを特徴としたものであ
る。According to a sixth aspect of the present invention, in the invention according to any one of the first to fourth aspects, the linear polarization means is a dichroic polarizing element.
【0033】請求項7の発明は、入射する直線偏光の偏
光面を時間的に切り替えることが可能な第1の偏光面回
転手段と、該第1の偏光面回転手段からの光の進行方向
を、該入射光の偏光面に応じて切り替える複屈折性結晶
と、該複屈折性結晶からの光に対し、前記第1の偏光面
回転手段によって時間的に切り替えられる偏光面を略等
しい偏光面に揃えながら特定偏光面のみを通過させる偏
光制御手段とを有することを特徴としたものである。According to a seventh aspect of the present invention, the first polarization plane rotating means capable of temporally switching the polarization plane of the incident linearly polarized light, and the traveling direction of the light from the first polarization plane rotating means. A birefringent crystal that is switched according to the polarization plane of the incident light, and a polarization plane that is temporally switched by the first polarization plane rotation means for the light from the birefringent crystal to be substantially equal polarization planes. It has a polarization control means for allowing only a specific polarization plane to pass while aligning.
【0034】請求項8の発明は、請求項7の発明におい
て、前記偏光制御手段は、互いに対向して設けられた一
対の透明基板と、該一対の透明基板の対向面側に設けら
れた一対の電極と、前記透明基板間に充填されたキラル
スメクティックC相よりなる液晶層とを有してなり、該
液晶層をはさんで対向する前記一対の透明基板面の両方
またはいずれかが、光偏向方向に対応して入射光軸の直
交面に対して傾斜して構成されることを特徴としたもの
である。According to an eighth aspect of the present invention, in the invention of the seventh aspect, the polarization control means includes a pair of transparent substrates provided to face each other, and a pair of transparent substrates provided on opposite sides of the pair of transparent substrates. And a liquid crystal layer composed of a chiral smectic C phase filled between the transparent substrates, and either or both of the pair of transparent substrate surfaces facing each other across the liquid crystal layer are It is characterized in that it is configured to be inclined with respect to the plane orthogonal to the incident optical axis in correspondence with the deflection direction.
【0035】請求項9の発明は、請求項1ないし8のい
ずれか1の発明において、前記第1の偏光面回転手段と
前記複屈折性結晶との対を複数対備えたことを特徴とし
たものである。The invention of claim 9 is characterized in that, in the invention of any one of claims 1 to 8, a plurality of pairs of the first polarization plane rotating means and the birefringent crystal are provided. It is a thing.
【0036】請求項10の発明は、請求項1ないし9の
いずれか1の発明において、前記液晶層近傍に透明電気
抵抗材料が設けられ、該透明電気抵抗材料への電流印加
によって発生するジュール熱を作用させることにより前
記液晶層を所定温度に制御する温度制御手段を設けたこ
とを特徴としたものである。According to a tenth aspect of the present invention, in the invention according to any one of the first to ninth aspects, a transparent electric resistance material is provided in the vicinity of the liquid crystal layer, and Joule heat generated by applying a current to the transparent electric resistance material. Is provided with a temperature control means for controlling the liquid crystal layer to a predetermined temperature.
【0037】請求項11の発明は、画像情報に従って光
を制御可能な複数の画素が二次元的に配列した画像表示
素子と、該画像表示素子を照明する光源と、前記画像表
示素子に表示した画像パターンを観察可能にするための
光学部材と、画像フィールドを時間的に分割した複数の
サブフィールド毎に前記画像表示素子と前記光学部材の
間の光路を偏向する請求項1ないし10のいずれか1に
記載の光学素子よりなる光偏向手段とを有し、前記サブ
フィールド毎の光路の偏向に応じて表示位置がずれてい
る状態の画像パターンを表示することで、画像表示素子
の見かけ上の画素数を増倍して表示することを特徴とし
たものである。According to an eleventh aspect of the present invention, an image display element in which a plurality of pixels capable of controlling light according to image information are two-dimensionally arranged, a light source for illuminating the image display element, and display on the image display element are provided. 11. An optical member for making an image pattern observable, and an optical path between the image display element and the optical member is deflected for each of a plurality of subfields obtained by temporally dividing the image field. And a light deflection unit including the optical element according to the first aspect, and displaying an image pattern in which the display position is displaced according to the deflection of the optical path for each of the subfields, the apparent image of the image display element is displayed. The feature is that the number of pixels is multiplied and displayed.
【0038】[0038]
【発明の実施の形態】以下に本発明の光学素子及び画像
表示装置の実施例を添付された図面を参照して具体的に
説明する。なお、実施例を説明するための全図において
同様の機能を有する部分には同じ符号を付け、その繰り
返しの説明は省略する。
(実施例1)図1は本発明の光学素子の一実施例を説明
するための概略図である。図1において、1は本発明の
光学素子、2は第1の偏光面回転手段、3は複屈折性結
晶、4は第2の偏光面回転手段、5は直線偏光化手段で
ある。本発明の光学素子を用いることで漏れ光成分を効
率良く除去できるため、高コントラストの画像を得るこ
とができる。また画像表示装置におけるピクセルシフト
技術のみならず、例えば光通信におけるスイッチングの
信頼性向上等にも寄与する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of an optical element and an image display device of the present invention will be specifically described below with reference to the accompanying drawings. In all the drawings for explaining the embodiments, the parts having the same functions are designated by the same reference numerals, and the repeated description thereof will be omitted. (Embodiment 1) FIG. 1 is a schematic view for explaining an embodiment of an optical element of the present invention. In FIG. 1, 1 is an optical element of the present invention, 2 is a first polarization plane rotating means, 3 is a birefringent crystal, 4 is a second polarization plane rotating means, and 5 is a linear polarization means. By using the optical element of the present invention, the leaked light component can be efficiently removed, so that a high-contrast image can be obtained. Further, it contributes not only to the pixel shift technology in the image display device but also to improvement of switching reliability in optical communication, for example.
【0039】以下の説明は請求項1に対応する。入射光
は予め直線偏光に設定され、その偏光面は複屈折性結晶
3の光学結晶軸方向との関係から定められる。具体的に
は仮に直交座標系を図1に示すようにとり、複屈折性結
晶3として一軸性光学結晶材料を用い、その光学結晶軸
を(X,Y,Z)=(1,0,−1)にとった時、入射
光の偏光面(電場ベクトル面)がXY面あるいはXZ面
に一致するように選ぶ。以後、入射光の偏光面がXY面
内にある場合について説明する。第1の偏光面回転手段
2を通過した時に、入射した光は時間的に0°もしくは
90°の偏光面回転を受ける。The following description corresponds to claim 1. The incident light is set in advance as linearly polarized light, and its polarization plane is determined by the relationship with the optical crystal axis direction of the birefringent crystal 3. Specifically, assuming that the orthogonal coordinate system is as shown in FIG. 1, a uniaxial optical crystal material is used as the birefringent crystal 3, and its optical crystal axis is (X, Y, Z) = (1, 0, -1). ), The polarization plane of the incident light (electric field vector plane) is selected so as to coincide with the XY plane or the XZ plane. Hereinafter, a case where the polarization plane of incident light is in the XY plane will be described. When passing through the first polarization plane rotating means 2, the incident light undergoes a polarization plane rotation of 0 ° or 90 ° in terms of time.
【0040】上記の偏光面回転が0°、すなわち回転を
受けない場合は、直線偏光は偏光面をXY面に保ったま
ま複屈折性結晶3に入射する。光学結晶軸に対して偏光
方向(Y軸方向)は垂直方向であるため、光は常光とし
て振舞って回転を受けることなく直進し、第2の偏光面
回転手段4に入射する。第2の偏光面回転手段4におい
ては、入射光は第1の偏光面回転手段2の偏光面切替タ
イミングに同期し、やはり時間的に0°もしくは90°
の偏光面回転を受ける。ここでは、0°の回転を受け
(すなわち回転せずにそのまま偏光面をXY面に保った
まま)進行するものとする。この光は、直線偏光化手段
5を通過するが、直線偏光化手段5はXY面の光のみを
透過しそれ以外の光を透過しないように設置される。こ
の直線偏光化手段5を透過した光は、図1において第1
の出射光l1として示される位置に出射する。When the rotation of the polarization plane is 0 °, that is, when the rotation is not received, the linearly polarized light enters the birefringent crystal 3 while keeping the polarization plane in the XY plane. Since the polarization direction (Y-axis direction) is perpendicular to the optical crystal axis, the light behaves as ordinary light, goes straight without being rotated, and enters the second polarization plane rotating means 4. In the second polarization plane rotation means 4, the incident light is synchronized with the polarization plane switching timing of the first polarization plane rotation means 2 and is also 0 ° or 90 ° in terms of time.
Undergoes polarization plane rotation. Here, it is assumed that the light beam advances by being rotated by 0 ° (that is, the polarization plane is kept as it is in the XY plane without rotating). Although this light passes through the linear polarization means 5, the linear polarization means 5 is installed so that only the light on the XY plane is transmitted and the other light is not transmitted. The light transmitted through the linear polarization means 5 is the first light in FIG.
Is emitted to the position indicated as the emitted light l 1 .
【0041】一方、入射光が第1の偏光面回転手段2に
おいて90°の回転を受ける場合は、入射した直線偏光
は偏光面がXZ面に回転し複屈折性結晶3に入射する。
90°回転の原理については後述する。この場合、光学
結晶軸に対して偏光方向(Z軸方向)は垂直方向でない
ため、光は異常光として振舞って所定方向に回転を受け
て進行(図では斜め下方向に進行)し、第2の偏光面回
転手段4に入射する。第2の偏光面回転手段4において
は、第1の偏光面回転手段2の偏光面切替タイミングに
同期し、90°の偏光面回転を受ける。従って直線偏光
化手段への入射光は再びXY面に偏光面が調整される。
直線偏光化手段5を通過した後、図中第2の出射光l2
として示される位置に出射する。On the other hand, when the incident light is rotated by 90 ° in the first polarization plane rotating means 2, the incident linearly polarized light is incident on the birefringent crystal 3 with its polarization plane rotated to the XZ plane.
The principle of 90 ° rotation will be described later. In this case, since the polarization direction (Z-axis direction) is not perpendicular to the optical crystal axis, the light behaves as extraordinary light, rotates in a predetermined direction, and travels (travels obliquely downward in the figure), It is incident on the polarization plane rotating means 4. The second polarization plane rotation means 4 receives the polarization plane rotation of 90 ° in synchronization with the polarization plane switching timing of the first polarization plane rotation means 2. Therefore, the plane of polarization of the incident light on the linear polarization means is adjusted to the XY plane again.
After passing through the linear polarization means 5, the second outgoing light l 2 in the figure
To the position indicated by.
【0042】いずれの場合も直線偏光化手段5への入射
光は偏光面がXY面にあるが、ここに至る過程で厳密に
はXY面の直線偏光だけではなくそのほかの方向の光が
混在した状態になる。その原因は、投射光学系から光学
素子へ入射する光の偏光面が、設置誤差によりXZ成分
を含んでしまうこと、投影光自体がある広がりを持って
光学素子に入射するため、光学素子に対して斜めに入射
する光線がやはり同様にXY面以外の光を発生させてし
まうこと、さらに第1及び第2の偏光面回転手段2,4
の特性によっては、入射光波長によって完全に所定角の
偏光回転を行うことができないこと等による。これらの
光は漏れ光として、例えば第1の出射光l1を出射する
時に第2の出射光l2が発生することになる。In any case, the incident light to the linear polarization means 5 has a plane of polarization in the XY plane, but in the process reaching this point, strictly speaking, not only the linear polarization in the XY plane but also light in other directions are mixed. It becomes a state. The cause is that the polarization plane of the light entering the optical element from the projection optical system contains an XZ component due to an installation error, and the projection light itself enters the optical element with a certain spread, That the obliquely incident light rays similarly generate light other than the XY plane, and further, the first and second polarization plane rotating means 2 and 4.
Depending on the characteristics of the above, it is impossible to completely perform polarization rotation of a predetermined angle depending on the incident light wavelength. These lights are leaked light, for example, the second emitted light l 2 is generated when the first emitted light l 1 is emitted.
【0043】図2は、光が斜めに入射する場合の入射角
度と漏れ光量の関係を計算した結果の一例を示す図であ
る。光が斜めに第1の偏光面回転手段2に入射すること
で、偏光面が90°回転して必要な光路からずれること
により発生する漏れ光を計算している。図2から明らか
なように、入射角度が増すにつれて漏れ光は著しく増加
する。光スイッチにこの光学素子を用いた場合にはこの
漏れ光によってスイッチングの誤作動を招いたり、画像
表示装置の場合はコントラスト低下を招いたりする原因
となり好ましくない。そこでこのような漏れ光を除去す
ることが本発明の重要課題である。FIG. 2 is a diagram showing an example of the result of calculation of the relationship between the incident angle and the amount of leaked light when light is obliquely incident. Leakage light generated when the light is obliquely incident on the first polarization plane rotation means 2 and the polarization plane is rotated by 90 ° and deviated from the required optical path is calculated. As is clear from FIG. 2, the leakage light significantly increases as the incident angle increases. When this optical element is used for an optical switch, this leaked light causes an erroneous switching operation, and in the case of an image display device, it causes a reduction in contrast, which is not preferable. Therefore, it is an important subject of the present invention to remove such leaked light.
【0044】第1の偏光面回転手段2としては、従来よ
り用いられている液晶による偏光面回転手段を利用する
ことができる。ただし画像表示装置のピクセルシフトに
用いる場合はそのピクセルシフト数に応じた高速なスイ
ッチングが必要である。第1の偏光面回転手段2の構造
や機能は第2の偏光面回転手段4と共通であるため、そ
の詳細は後述する第2の偏光面回転手段の説明で述べ
る。As the first polarization plane rotating means 2, a conventionally used polarization plane rotating means using liquid crystal can be used. However, when used for the pixel shift of the image display device, high-speed switching is required according to the number of pixel shifts. Since the structure and function of the first polarization plane rotation means 2 are common to the second polarization plane rotation means 4, the details thereof will be described later in the description of the second polarization plane rotation means.
【0045】複屈折性結晶3としては、一軸性の光学結
晶が好適に用いられる。光学結晶としては、KH2PO4
(KDP)、NH4H2PO4(ADP)、LiNbO3、
LiTaO3、GaAs、CdTeなど第1次電気光学
効果(ポッケルス効果)の大きな材料や、KTN、Sr
TiO3、CS2、ニトロベンゼン等第2次電気光学効果
の大きな材料、またガラス、シリカ、TeO2などの材
料を用いることができる。As the birefringent crystal 3, a uniaxial optical crystal is preferably used. As an optical crystal, KH 2 PO 4
(KDP), NH 4 H 2 PO 4 (ADP), LiNbO 3 ,
Materials such as LiTaO 3 , GaAs, and CdTe that have a large primary electro-optic effect (Pockels effect), KTN, and Sr.
Materials having a large secondary electro-optical effect such as TiO 3 , CS 2 and nitrobenzene, and materials such as glass, silica and TeO 2 can be used.
【0046】図3は、上記光学結晶としてLiNbO3
を用いた時の光シフト量を計算した結果の一例を示す図
である。光軸は図1で示すように設定されており、光学
結晶の屈折率は、波長633nmの時のもの(no=
2.286,ne=2.200)を用いている。FIG. 3 shows LiNbO 3 as the optical crystal.
It is a figure which shows an example of the result of having calculated the light shift amount when is used. The optical axis is set as shown in FIG. 1, and the refractive index of the optical crystal is that when the wavelength is 633 nm (no =
2.286, ne = 2.200) is used.
【0047】第2の偏光面回転手段4は液晶層を用いて
構成される。図4は、第2の偏光面回転手段4の具体的
な構造の一例を示す図である。図4において、51は一
対の透明基板を示し、この一対の透明基板51が互いに
対向する面側には透明電極対52が形成される。透明基
板51は交流電圧印加用の電圧印加手段55が接続され
る。交流電圧印加については、第1の偏光面回転手段と
同期して液晶に所定タイミングで電圧印加がなされるよ
うにコントロールされる。透明電極対52の少なくとも
片側には該電極対の対向面側に配向膜54が形成されて
おり、配向膜54ともう一方の透明基板との間に液晶材
料53が充填されている(請求項2に対応)。このよう
な構成により、効率的な漏れ光除去が可能な光学素子構
造が提供される。上記光学素子は機械的な可動部がなく
信頼性にも優れる。The second polarization plane rotating means 4 is composed of a liquid crystal layer. FIG. 4 is a diagram showing an example of a specific structure of the second polarization plane rotating means 4. In FIG. 4, reference numeral 51 denotes a pair of transparent substrates, and a pair of transparent electrodes 52 is formed on the surface side where the pair of transparent substrates 51 face each other. The transparent substrate 51 is connected to a voltage applying means 55 for applying an AC voltage. The application of the AC voltage is controlled so that the voltage is applied to the liquid crystal at a predetermined timing in synchronization with the first polarization plane rotating means. An alignment film 54 is formed on at least one side of the transparent electrode pair 52 on the opposite surface side of the electrode pair, and a liquid crystal material 53 is filled between the alignment film 54 and the other transparent substrate. 2). With such a configuration, an optical element structure capable of efficiently removing leaked light is provided. The above optical element has no mechanical moving parts and is excellent in reliability.
【0048】液晶材料としてはその常光,異常光の屈折
率差Δnが、厚みdとの間にΔn・d=λ/2(λは可
視光の所定波長)なる関係を満たすものを選ぶ。また応
答速度としては仮に画像処理装置のピクセルシフトに利
用する場合は以下の通りの条件を選ぶ。The liquid crystal material is selected such that the difference Δn in refractive index between ordinary light and extraordinary light satisfies the relationship Δn · d = λ / 2 (λ is a predetermined wavelength of visible light) with the thickness d. Further, as the response speed, if it is used for pixel shift of the image processing apparatus, the following conditions are selected.
【0049】画像フィールド(時間tField)を時間的に
n分割し、各n個のサブフィールド毎に画像表示素子と
光学部材の間の光路を偏向してピクセルシフトのシフト
位置をn箇所に定めた場合、1つのサブフィールドの時
間tSFは、
tSF = tField/n
であらわされる。このtSFの期間中に光偏向がなされる
が、その時間をtshiftとするとこのtshiftの期間は表示
を行うことができないため、この期間に相当する分だけ
光利用効率が低下する。光利用効率Eは以下の式であら
わされる。
E=(tSF−tshift)/tSF The image field (time t Field ) is temporally divided into n, and the optical path between the image display element and the optical member is deflected for each of the n sub-fields to set the pixel shift position to n. In this case, the time t SF of one subfield is represented by t SF = t Field / n. Light is deflected during the period of t SF , but if the time is t shift , display cannot be performed during the period of t shift , and thus the light use efficiency is reduced by an amount corresponding to this period. The light use efficiency E is represented by the following formula. E = (t SF −t shift ) / t SF
【0050】仮にピクセルシフト位置nがn=4、画像
フィールドtFieldが16.7msである場合に、光利用
効率Eを90%以上確保するためには、
0.9 <(16.7/4−tshift)/(16.7/4)
tshift < 0.42(ms)
となり、光偏向を0.42msで行う必要がある。通常
のネマティック液晶に対する交流電圧のOn/Offに
よる駆動では、応答速度が数ms以上であるため、ここ
に示すピクセルシフトのための光学素子には使用するこ
とは不適切であり、キラルスメクティックC相よりなる
強誘電性液晶が好ましく用いられる(請求項3に対
応)。上記の構成により、ピクセルシフトに十分な高速
応答性を有する光学素子が得られる。ネマティック液晶
と請求項4に示すような電圧印加手段55による駆動方
式を組合せた系においても高速化が図れるものの、請求
項3においては請求項4における高周波印加時の発熱の
問題がなく、また消費電力も小さいという効果がある。If the pixel shift position n is n = 4 and the image field t Field is 16.7 ms, 0.9 <(16.7 / 4-t shift ) is required to secure the light use efficiency E of 90% or more. /(16.7/4) t shift <0.42 (ms), and it is necessary to perform light deflection in 0.42 ms. Since the response speed is several ms or more in the driving by the normal voltage On / Off for the nematic liquid crystal, it is not suitable for use in the optical element for pixel shift shown here, and the chiral smectic C phase is not suitable. A ferroelectric liquid crystal consisting of is preferably used (corresponding to claim 3). With the above configuration, an optical element having a high-speed response sufficient for pixel shift can be obtained. Even in the system in which the nematic liquid crystal and the driving system by the voltage applying means 55 as described in claim 4 are combined, the speed can be increased, but in claim 3, there is no problem of heat generation at the time of applying high frequency in claim 4, and the consumption is reduced. There is an effect that the electric power is small.
【0051】スメクティック液晶は液晶分子の長軸方向
が層状に配列してなる液晶分子である。また上記層の法
線方向(層法線方向)と液晶分子長軸方向が一致してい
る液晶をスメクティックA相、法線方向と一致していな
い液晶をキラルスメクティックC相とよんでいる。キラ
ルスメクティックC相強誘電液晶は、一般的に外部電界
が働かない状態において各層毎に液晶ダイレクタ方向が
螺旋的に回転しているいわゆる螺旋構造をとり、キラル
スメクティックC相反強誘電性液晶は各層毎に液晶ダイ
レクタが対向する方向をむく。これらキラルスメクティ
ックC相よりなる液晶は、不斉炭素を分子構造に有し、
これによって自発分極しているため、その自発分極Ps
と外部電界Eにより定まる方向に液晶分子が再配列する
ことで光学特性が制御される。ここでは強誘電性液晶を
例にとり光学素子の説明を行うが反強誘電性液晶も同様
に使用することができる。The smectic liquid crystal is a liquid crystal molecule in which the long axis direction of the liquid crystal molecule is arranged in layers. A liquid crystal in which the normal direction of the layer (the normal direction of the layer) and the long axis direction of the liquid crystal molecules are coincident with each other is referred to as a smectic A phase, and a liquid crystal not in coincident with the normal direction is referred to as a chiral smectic C phase. The chiral smectic C-phase ferroelectric liquid crystal generally has a so-called spiral structure in which the liquid crystal director direction is spirally rotated in each layer in a state where an external electric field does not work. Peel the facing direction of the liquid crystal director. The liquid crystal composed of these chiral smectic C phases has an asymmetric carbon in the molecular structure,
Because of this, the spontaneous polarization is Ps.
By rearranging the liquid crystal molecules in a direction determined by the external electric field E, the optical characteristics are controlled. Here, an optical element will be described by taking a ferroelectric liquid crystal as an example, but an antiferroelectric liquid crystal can be similarly used.
【0052】キラルスメクティックC相強誘電液晶の構
造は、主鎖、スペーサ、骨格、結合部、キラル部などよ
りなる。主鎖構造としてはポリアクリレート、ポリメタ
クリレート、ポリシロキサン、ポリオキシエチレンなど
が利用可能である。スペーサは分子回転を担う骨格、結
合部、キラル部を主鎖と結合させるためのものであり適
当な長さのメチレン鎖等が選ばれる。またカイラル部と
ビフェニル構造など剛直な骨格とを結合する結合部には
−COO−結合等が選ばれる。キラルスメクティックC
強誘電液晶は配向膜54により基板面に水平に分子螺旋
回転の回転軸が向いており、いわゆるホモジニアス配向
をなす。The structure of the chiral smectic C-phase ferroelectric liquid crystal is composed of a main chain, a spacer, a skeleton, a bonding part, a chiral part and the like. As the main chain structure, polyacrylate, polymethacrylate, polysiloxane, polyoxyethylene, etc. can be used. The spacer is for connecting the skeleton responsible for molecular rotation, the bonding part, and the chiral part to the main chain, and a methylene chain or the like having an appropriate length is selected. In addition, a —COO— bond or the like is selected for the bonding portion that connects the chiral portion and the rigid skeleton such as the biphenyl structure. Chiral smectic C
The rotation axis of the molecular spiral rotation of the ferroelectric liquid crystal is oriented horizontally to the substrate surface by the alignment film 54, and so-called homogeneous alignment is formed.
【0053】図5は、第1及び第2の偏光面回転手段に
適用可能なキラルスメクティックC液晶を用いた素子の
配向状態及びその液晶を含む素子構造を示す図で、光学
素子の側面概略図を図5(A)に、図5(A)のA−
A’断面図を図5(B)に示すものである。液晶相(液
晶材料53)の両側にはベタ電極による透明電極対52
が形成されておりホモジニアス配向している液晶ダイレ
クタに直行する方向、すなわち光の進行方向に電界が印
加される構成となっている。液晶面の断面図(A−A’
断面図)に示されるとおり液晶ダイレクタは透明電極5
2からの電界方向に対応して2方向のいずれかに配向す
る。すなわち第1の配向状態と第2の配向状態とをとる
ことができる。この構成において、入射光の偏光面をx
z面とすると、該入射光は、第1の配向状態では常光と
して液晶内を進行し、第2の配向状態では常光と異常光
を両方含んだ光として進行する。従ってneとnoの差
すなわち屈折率差Δnを感じて、Δn・d=λ/2なる
条件にて偏光面を90°回転させる。FIG. 5 is a view showing an alignment state of an element using a chiral smectic C liquid crystal applicable to the first and second polarization plane rotating means and an element structure including the liquid crystal, and is a schematic side view of an optical element. 5 (A) and A- in FIG. 5 (A).
A sectional view taken along the line A ′ is shown in FIG. On both sides of the liquid crystal phase (liquid crystal material 53), transparent electrode pairs 52 are formed by solid electrodes.
Is formed and the electric field is applied in a direction perpendicular to the homogeneously aligned liquid crystal director, that is, in the light traveling direction. Cross-sectional view of liquid crystal surface (AA ')
As shown in the sectional view, the liquid crystal director is a transparent electrode 5.
It is oriented in either of two directions corresponding to the electric field direction from 2. That is, it is possible to take the first alignment state and the second alignment state. In this configuration, the plane of polarization of the incident light is x
Given the z-plane, the incident light travels in the liquid crystal as ordinary light in the first alignment state, and as light including both ordinary light and extraordinary light in the second alignment state. Therefore, the difference between ne and no, that is, the difference in refractive index Δn is felt, and the polarization plane is rotated by 90 ° under the condition of Δn · d = λ / 2.
【0054】液晶配向を所定角度に規制する為に、両透
明基板51の表面に形成される配向膜54に対して液晶
配向に対応する方向にラビング処理を行っており、ラビ
ング方向に依存した向きに液晶ダイレクタの方向が強く
規制される。またキラルスメクティックC液晶において
傾き角θは温度Tにより変化し、相転移点をTcとする
と、θ∝(T−Tc)βの関係がある。βは材料により
異なるが0.5程度の値をとる。この温度依存性により
偏光面回転が所望の値をとらなくなることを防ぐため
に、温度をモニタして所定温度に調整する温度調整手段
を設けるのが望ましい。In order to regulate the liquid crystal orientation to a predetermined angle, the alignment film 54 formed on the surfaces of both transparent substrates 51 is rubbed in the direction corresponding to the liquid crystal orientation, and the orientation depending on the rubbing direction is applied. The direction of the liquid crystal director is strongly regulated. In the chiral smectic C liquid crystal, the tilt angle θ changes depending on the temperature T, and when the phase transition point is Tc, there is a relation of θ∝ (T−Tc) β . β varies depending on the material, but takes a value of about 0.5. In order to prevent the polarization plane rotation from taking a desired value due to this temperature dependence, it is desirable to provide a temperature adjusting means for monitoring the temperature and adjusting the temperature to a predetermined temperature.
【0055】温度制御は、光学素子の温度をモニタして
設定温度との差を低減するための加熱源もしくは冷却源
等を作動するようフィードバックをかければ良い。また
温度をモニタする代わりに光偏向位置をモニタして正規
位置との差を低減するように上記加熱/冷却源を作動さ
せても良い。加熱源としては素子外部に加熱源を設けて
も良いが、小型化のためには素子内部に抵抗線を形成し
これに電流を流すことで得られるジュール熱を利用する
のが好ましい。冷却源としてはペルチェ素子等が好適に
用いられる(請求項10に対応)。上記構成により、温
度を一定に保つことが可能であるため温度変化が大きい
環境においても安定した動作が可能となる。The temperature control may be performed by monitoring the temperature of the optical element and providing feedback to activate a heating source or a cooling source for reducing the difference from the set temperature. Further, instead of monitoring the temperature, the light deflection position may be monitored to operate the heating / cooling source so as to reduce the difference from the normal position. As the heating source, a heating source may be provided outside the element, but for miniaturization, it is preferable to use Joule heat obtained by forming a resistance wire inside the element and passing an electric current through it. A Peltier element or the like is preferably used as the cooling source (corresponding to claim 10). With the above configuration, since the temperature can be kept constant, stable operation is possible even in an environment where the temperature changes greatly.
【0056】強誘電性液晶に比較して温度依存性が小さ
く、かつ前述の交流電圧のOn/Off駆動に比べて各
段に高速化を測ることができる駆動方式として、ネマテ
ィック液晶に対して高周波電圧と低周波電圧を組合せて
作用させる2周波駆動方式を用いることも可能である
(請求項4に対応)。これにより、ピクセルシフトに十
分な高速応答性を有する光学素子が得られる。請求項3
に示すようなキラルスメクティックC液晶材料を用いて
も高速化が図れるものの、上記ネマティック液晶に2周
波駆動方式を適用することによりキラルスメクティック
C液晶の場合に比べ、均一配向制御させることが容易で
あり作製工程を比較的簡略化できるというメリットがあ
る。As a driving method which has a smaller temperature dependence than the ferroelectric liquid crystal and can be speeded up in each stage as compared with the above-mentioned AC voltage On / Off driving, a high frequency is used for the nematic liquid crystal. It is also possible to use a dual-frequency driving method in which a voltage and a low-frequency voltage are combined to act (corresponding to claim 4). Thereby, an optical element having a high-speed response sufficient for pixel shift can be obtained. Claim 3
Even if the chiral smectic C liquid crystal material as shown in (1) is used, the speed can be increased, but by applying the dual frequency driving method to the nematic liquid crystal, uniform alignment control is easier than in the case of the chiral smectic C liquid crystal. There is an advantage that the manufacturing process can be relatively simplified.
【0057】上記の2周波駆動方式においても基本的に
は、一対の透明基板51の対向面に形成した透明電極対
52に電圧を印加することで制御が可能である。印加電
圧の周波数は液晶の誘電異方性から適値が求められ、例
えば100kHzの高周波交流電圧と1kHzの低周波
交流電圧等の組合せを交互に印加すれば良い。2周波駆
動方式を採用する利点として、使用材料にネマティック
液晶を選ぶことができ、強誘電性液晶に比較して配向不
良が発生しづらく欠陥の発生を低く抑えられる点も挙げ
られる。In the above dual frequency driving method, basically, control can be performed by applying a voltage to the transparent electrode pair 52 formed on the opposing surfaces of the pair of transparent substrates 51. An appropriate value for the frequency of the applied voltage is obtained from the dielectric anisotropy of the liquid crystal, and for example, a combination of a high frequency AC voltage of 100 kHz and a low frequency AC voltage of 1 kHz may be alternately applied. As an advantage of adopting the dual-frequency driving method, nematic liquid crystal can be selected as a material to be used, alignment defects are less likely to occur and defect generation can be suppressed to a low level as compared with ferroelectric liquid crystals.
【0058】直線偏光化手段5は、市販の偏光素子を用
いることができ、例えばカルサイト等の複屈折性結晶を
グランタイプのプリズムとして加工したカルサイト製プ
リズム(請求項5に対応)を好適に用いることができ
る。例えばカルサイト製プリズムの一種であるグランテ
ーラプリズムを用いた場合、消光比は10-5以下(例え
ばメレスグリオ製グランテーラ偏光プリズム)であり、
図2に示される入射光角度による漏れ光をほとんどカッ
トすることができる。また上記の偏光素子としては結晶
質ではなく液晶を用いることも可能である。本構成では
極めて高い消光比が得られるためコントラスト改善に大
きく寄与する。偏光スクリーンと組合せた従来方式では
透過型表示装置には応用できなかったが本光学素子を採
用することでこれが可能になる。A commercially available polarizing element can be used as the linear polarization means 5, and a calcite prism (corresponding to claim 5) obtained by processing a birefringent crystal such as calcite as a gran type prism is preferable. Can be used for. For example, when a Glan-Taylor prism, which is one of the Calcite-made prisms, is used, the extinction ratio is 10 −5 or less (for example, Melles Glio-made Glan-Taylor polarizing prism),
Almost all leaked light due to the incident light angle shown in FIG. 2 can be cut. It is also possible to use liquid crystal instead of crystalline as the above-mentioned polarizing element. With this structure, an extremely high extinction ratio can be obtained, which greatly contributes to the improvement of contrast. The conventional method combined with a polarizing screen could not be applied to a transmission type display device, but this can be achieved by adopting this optical element.
【0059】一方、比較的広面積の光に対して用いる場
合は直線偏光化手段5としてダイクロイックシート偏光
板を用いることができる。この偏光板は、前記の複屈折
性結晶に比して安価であり、しかも消光比は10-4(例
えばメレスグリオ社製ダイクロイックシート偏光板)で
あるので、きわめて良好な漏れ光の除去が可能である
(請求項6に対応)。上記構成では、実用的な消光比が
得られコントラスト改善に寄与する。請求項5の複屈折
性結晶を用いるのに比べ安価に構成できる。そのため比
較的光の有効径が大きい場合に特に効果的である。また
請求項5と同様に、偏光スクリーンと組合せた従来方式
では透過型表示装置には応用できなかったが本光学素子
を採用することでこれが可能になる。On the other hand, when it is used for light having a relatively wide area, a dichroic sheet polarizing plate can be used as the linear polarizing means 5. This polarizing plate is cheaper than the above-mentioned birefringent crystal and has an extinction ratio of 10 −4 (for example, a dichroic sheet polarizing plate manufactured by Melles Griot Co., Ltd.), so that extremely excellent leakage light can be removed. Yes (corresponding to claim 6). With the above configuration, a practical extinction ratio is obtained, which contributes to the improvement of contrast. Compared with using the birefringent crystal of claim 5, the cost can be reduced. Therefore, it is particularly effective when the effective diameter of light is relatively large. Similarly to the fifth aspect, the conventional method combined with the polarizing screen could not be applied to the transmission type display device, but this can be achieved by adopting the present optical element.
【0060】(実施例2)図6は、図1に示す光学素子
の第1の偏光方向回転手段と複屈折性結晶との対を2対
設けた構造の光学素子の一例を説明するための図で、図
中、2a,2bは第1の偏光方向回転手段、3a,3b
は複屈折性結晶である。ここではそれぞれの複屈折性結
晶3a,3bの厚みを適切に選ぶことで光シフトを直線
上で(図ではZ方向で)4つの位置(l1〜l4)にシフ
トすることが可能である。または2枚の複屈折性結晶3
a,3bの結晶軸方向を変えることで、YZ面内で2次
元的に4箇所のシフト位置l1〜l4を選ぶことが可能で
ある。画像表示装置におけるピクセルシフトをYZ面内
で縦横2箇所ずつ設定する構成は、複屈折性結晶の結晶
軸方向を例えば(X,Y,Z)=(1,1,0)方向に
設定することで実現可能である。この実施例の場合を含
め、光シフトを多数位置に設定するために偏光方向回転
手段/複屈折性結晶対を複数対多段式に設けた場合であ
っても、偏光制御手段6は最終段に1つ設ければよい
(請求項9に対応)。上記構成により、ピクセルシフト
を担う第1の偏光面回転手段と複屈折性結晶の対を複数
個設けることで(3個所以上の)複数位置にピクセルシ
フトさせることが可能となるが、漏れ光を除去するため
には、最終段に1つだけ「第2の偏光面回転手段と直線
偏光化手段」(請求項1に対応)、あるいは「偏光制御
手段」(請求項7に対応)を設ければ十分であるため、
多段にしてもコスト増加を招くことはない。(Embodiment 2) FIG. 6 illustrates an example of an optical element having a structure in which two pairs of the first polarization direction rotating means and the birefringent crystal of the optical element shown in FIG. 1 are provided. In the figure, 2a and 2b are first polarization direction rotating means, 3a and 3b.
Is a birefringent crystal. Here, it is possible to shift the light shift to four positions (l 1 to l 4 ) on a straight line (in the Z direction in the figure) by appropriately selecting the thicknesses of the respective birefringent crystals 3a and 3b. . Or two birefringent crystals 3
By changing the crystal axis directions of a and 3b, it is possible to two-dimensionally select four shift positions l 1 to l 4 in the YZ plane. In the configuration in which the pixel shift in the image display device is set at two vertical and horizontal positions in the YZ plane, the crystal axis direction of the birefringent crystal is set, for example, in the (X, Y, Z) = (1,1,0) direction. Can be realized with. In the case where the polarization direction rotating means / birefringent crystal pairs are provided in a multi-pair multi-stage manner in order to set the light shifts at a large number of positions, including the case of this embodiment, the polarization control means 6 is arranged at the final stage. One may be provided (corresponding to claim 9). With the above configuration, by providing a plurality of pairs of the first polarization plane rotating means and the birefringent crystal that are responsible for the pixel shift, it is possible to shift the pixel to a plurality of positions (three or more), but leak light is prevented. For removal, only one "second polarization plane rotation means and linear polarization means" (corresponding to claim 1) or "polarization control means" (corresponding to claim 7) is provided in the final stage. Is enough,
Even if there are multiple stages, there is no increase in cost.
【0061】(実施例3)図7は、本発明の光学素子の
別の構造を説明するための図であって、図7において、
1は本発明の光学素子、2は第1の偏光面回転手段、3
は複屈折性結晶、6は偏光制御手段であって、図1に示
す第2の偏光面回転手段4,直線偏光化手段5は、本実
施例では設ける必要がなく偏光制御手段6が必要とな
る。(Embodiment 3) FIG. 7 is a view for explaining another structure of the optical element of the present invention. In FIG.
1 is the optical element of the present invention, 2 is the first polarization plane rotating means, 3
Is a birefringent crystal, 6 is a polarization control means, and the second polarization plane rotation means 4 and linear polarization means 5 shown in FIG. 1 need not be provided in this embodiment, and the polarization control means 6 is required. Become.
【0062】図7において、第1の偏光面回転手段2及
び複屈折性結晶3の構造と機能は図1に示す実施例と同
様であるためその説明を省略する。偏光制御手段6に
は、偏光面が0°(すなわち実施例1の説明に合わせる
とXY面内)及び90°(同XZ面)の偏光が時間的に
切り替わりながら入射するが、その偏光特性は前述の通
り良好な直線偏光にはなっていない。従って偏光制御手
段6は、第1の偏光面回転手段2と同期しながら、透過
光の偏光面を0°及び90°の間で切り替え、さらにそ
の直線偏光成分以外を透過させない働きを有する。本構
成を用いることで漏れ光成分を効率良く除去できるた
め、高コントラストの画像を得ることができる。また画
像表示装置におけるピクセルシフト技術のみならず、例
えば光通信におけるスイッチングの信頼性向上等にも寄
与する。請求項1の構成に比較した場合、第2の偏光面
回転手段2および直線偏光化手段5を用いて構成してい
た部分を1つの偏光制御手段で構成できるため部品点数
が減り光量損失を抑えられる。In FIG. 7, the structure and function of the first polarization plane rotating means 2 and the birefringent crystal 3 are similar to those of the embodiment shown in FIG. Polarization planes of 0 ° (that is, in the XY plane according to the description of the first embodiment) and 90 ° (the same XZ plane) are incident on the polarization control unit 6 while temporally switching, but the polarization characteristics are As described above, the linearly polarized light is not good. Therefore, the polarization control means 6 has a function of switching the polarization plane of the transmitted light between 0 ° and 90 ° in synchronism with the first polarization plane rotation means 2 and preventing the transmission of light other than its linear polarization component. By using this configuration, the leaked light component can be efficiently removed, so that a high-contrast image can be obtained. Further, it contributes not only to the pixel shift technology in the image display device but also to improvement of switching reliability in optical communication, for example. When compared with the configuration of claim 1, since the portion configured by using the second polarization plane rotation means 2 and the linear polarization means 5 can be configured by one polarization control means, the number of parts is reduced and the light quantity loss is suppressed. To be
【0063】図8は、偏光制御手段6の構造の一例(請
求項8に対応)を説明するための図で、偏光制御手段の
側面概略図を図8(A)に、図8(A)における透明基
板61a,61bの液晶封止側表面を拡大した概略図を
図8(B)に示すものである。偏光制御手段6は、一対
の透明基板61a,61b、配向膜(不図示)、透明電
極(不図示)、及び液晶層62としてキラルスメクティ
ックC液晶を用いて構成されている。透明基板61aの
液晶封止側表面は入射光軸の直交面に対して所定角度ψ
1(≠0)傾斜した関係にある。また透明基板屈折率は
液晶の屈折率neまたはnoと一致させるのが光学設計
上このましい。FIG. 8 is a view for explaining an example of the structure of the polarization control means 6 (corresponding to claim 8). A side view of the polarization control means is shown in FIG. 8 (A) and FIG. 8 (A). 8B is an enlarged schematic view of the liquid crystal sealing side surfaces of the transparent substrates 61a and 61b in FIG. The polarization control means 6 is composed of a pair of transparent substrates 61a and 61b, an alignment film (not shown), a transparent electrode (not shown), and a chiral smectic C liquid crystal as the liquid crystal layer 62. The surface of the transparent substrate 61a on the liquid crystal sealing side has a predetermined angle ψ with respect to the plane orthogonal to the incident optical axis.
1 (≠ 0) There is a tilted relationship. In addition, it is preferable in terms of optical design that the refractive index of the transparent substrate is matched with the refractive index ne or no of the liquid crystal.
【0064】上記の傾斜角ψ1を保持した状態でギャッ
プを所望の範囲に収めるために、図8(B)に示すよう
に斜面tを有する傾斜部をある間隔で鋸刃状に形成して
も良い。鋸刃状の形状の形成方法としては、ガラス基板
をエッチングするか透明プラスティック材料を射出成形
等により加工しても良い。いずれの形成方法においても
鋸刃のエッジに相当する部分は液晶配向の乱れが生じや
すいのでこの部分を光が通過しないように入射光を操作
するのが望ましい。液晶層62は基板面に対して略ホモ
ジニアス配向しており、液晶両界面付近に形成された透
明電極(不図示)により配向制御がなされる。In order to keep the gap within a desired range while maintaining the above inclination angle ψ 1 , as shown in FIG. 8B, inclined portions having inclined surfaces t are formed in a saw blade shape at a certain interval. Is also good. As a method for forming the sawtooth shape, a glass substrate may be etched or a transparent plastic material may be processed by injection molding or the like. In any of the forming methods, the portion corresponding to the edge of the saw blade is likely to have disordered liquid crystal alignment, and therefore it is desirable to control the incident light so that the light does not pass through this portion. The liquid crystal layer 62 is substantially homogeneously aligned with respect to the substrate surface, and the alignment is controlled by a transparent electrode (not shown) formed near both interfaces of the liquid crystal.
【0065】本実施例の構成の特徴は、入射光の偏光面
に対応させて液晶の配向方向を切り替えることで所望の
偏光面の光のみ透過させることを可能とすることにあ
る。すなわち液晶を配向制御することで、常光もしくは
異常光のいずれかのみを、その入射光方向を変えずに直
進させ、それ以外の光を回転させることで光学系外に導
くようにすればよい。本構成を採用することで漏れ光を
光路外に導くことが可能で効果的に除去することができ
る。The feature of the configuration of this embodiment is that only the light of a desired polarization plane can be transmitted by switching the alignment direction of the liquid crystal in accordance with the polarization plane of the incident light. That is, by controlling the orientation of the liquid crystal, only ordinary light or extraordinary light may be made to go straight without changing the incident light direction, and the other light may be rotated to be guided to the outside of the optical system. By adopting this configuration, leaked light can be guided to the outside of the optical path and can be effectively removed.
【0066】図8の構成における光の進行方向を求める
場合、厳密には前述の通り、入射光進行方向に対する液
晶ダイレクタ方向およびno、ne両者から屈折率楕円
体をもとに各方向における屈折率が求められ、それをも
とに光の進行方向が求められるが、ここでは簡単に液晶
の配向状態によってnoとneが切り替わるものとし
て、Snellの法則にしたがって光の進行方向、すな
わち回転角を求める。To determine the traveling direction of light in the configuration of FIG. 8, strictly speaking, as described above, the refractive index in each direction based on the liquid crystal director direction with respect to the incident light traveling direction and both no and ne based on the refractive index ellipsoid. Is obtained, and the traveling direction of light is obtained based on it. Here, the traveling direction of light, that is, the rotation angle is obtained according to Snell's law, assuming that no and ne are switched depending on the alignment state of the liquid crystal. .
【0067】液晶の長軸方向の屈折率をne=1.8、
短軸方向の屈折率をno=1.6とし、光進行方向に対
して液晶の手前側界面(透明基板61aと液晶層62と
の界面)の法線方向が光進行方向となす角ψ1が30
°、後方側界面(透明基板61bと液晶層62との界
面)の法線が入射光方向となす角が0°となるように透
明基板61を配置する。また液晶と接する光学部材は屈
折率noのものを選ぶ。Snellの法則によって手前
側液晶界面での界面法線方向からの回転角ψ2は、sinψ
2=(no/ne)sinψ1より、ψ2=26.4(°) となる。また液
晶をはさんだ対向基板(透明基板61b)に入射する光
線の対向基板法線方向からの回転角ψ3は、ψ3=ψ1−
ψ2=3.6 となる。The refractive index of the liquid crystal in the long axis direction is ne = 1.8,
The refractive index in the minor axis direction is set to no = 1.6, and an angle ψ 1 formed by the normal direction of the front side interface of the liquid crystal (interface between the transparent substrate 61a and the liquid crystal layer 62) to the light traveling direction with respect to the light traveling direction. Is 30
The transparent substrate 61 is arranged so that the angle formed by the normal line of the rear interface (interface between the transparent substrate 61b and the liquid crystal layer 62) and the incident light direction is 0 °. The optical member that comes into contact with the liquid crystal has a refractive index of no. According to Snell's law, the rotation angle ψ 2 from the interface normal direction at the front side liquid crystal interface is sin ψ
From 2 = (no / ne) sin ψ 1 , ψ 2 = 26.4 (°). Further, the rotation angle ψ 3 of the light beam incident on the counter substrate (transparent substrate 61b) sandwiching the liquid crystal from the counter substrate normal direction is ψ 3 = ψ 1 −
ψ 2 = 3.6.
【0068】上記対向基板に入射した光線の基板内での
回転角は、sinψ4=(ne/no)sinψ3 より、ψ4=4.05(°)
となる。光路の有効径を仮に10mmとすると、後段
にレンズ等の光学素子を設ける場合、本光学素子からレ
ンズまでの間隔をLとした時に漏れ光を有効径外の光軸
外に排除するのに必要なLは、L・sinψ4=10(mm) よ
り、L = 142(mm) となる。[0068] rotation angle in the substrate of the light beam incident on the counter substrate, than sinψ 4 = (ne / no) sinψ 3, ψ 4 = 4.05 (°)
Becomes Assuming that the effective diameter of the optical path is 10 mm, when an optical element such as a lens is provided in the subsequent stage, it is necessary to eliminate the leaked light outside the optical axis outside the effective diameter when the distance from this optical element to the lens is L. L becomes L = 142 (mm) from L · sin ψ 4 = 10 (mm).
【0069】(実施例4)図9は、本発明の光学素子の
構成の他の例(請求項10に対応)を説明するための図
で、図1で示した光学素子に加熱源となる電気抵抗材料
7を設けた素子構成を示すものである。電気抵抗材料7
は、可視光域で透明で、適当な電気抵抗を有し、さらに
耐熱性(室温〜70℃程度)に優れる材料が好ましい。
ここでは電気抵抗材料7としてITOを用いる。ITO
は、第2の偏光面回転手段4の近傍に形成されている。(Embodiment 4) FIG. 9 is a diagram for explaining another example (corresponding to claim 10) of the configuration of the optical element of the present invention, which serves as a heating source for the optical element shown in FIG. 3 shows an element structure provided with an electric resistance material 7. Electric resistance material 7
Is preferably a material that is transparent in the visible light range, has an appropriate electric resistance, and is excellent in heat resistance (room temperature to about 70 ° C.).
Here, ITO is used as the electric resistance material 7. ITO
Are formed in the vicinity of the second polarization plane rotating means 4.
【0070】温度制御手段71では、サーミスタ等の温
度センサ(不図示)により光学素子1の温度をモニタ
し、設定温度との差を低減するようにITOへ電流が印
加され、発生したジュール熱によって温度制御がなされ
る。設定温度は光学素子1の周囲の環境温度以上でか
つ、適切なθが得られる範囲とすることが望ましいが、
通常は40〜70℃程度の範囲に設定するのがよい。In the temperature control means 71, the temperature of the optical element 1 is monitored by a temperature sensor (not shown) such as a thermistor, and a current is applied to the ITO so as to reduce the difference from the set temperature. Temperature control is performed. It is desirable that the set temperature is equal to or higher than the ambient temperature around the optical element 1 and within a range where an appropriate θ can be obtained.
Usually, it is preferable to set the temperature in the range of 40 to 70 ° C.
【0071】(実施例5)図10は、本発明の画像表示
装置の一実施例(請求項11に対応)を説明するための
概略図である。図10において、11はLEDランプを
2次元アレイ状に配列した照明光源、12は拡散板、1
3はコンデンサレンズ、14は画像表示素子としての透
過型液晶パネル、15は投射レンズ、16はスクリー
ン、17は光源ドライブ部、18は透過型液晶パネルの
ドライブ部、19は上記本発明に係る光学素子よりなる
光偏向手段、20は光偏向手段のドライブ部である。(Embodiment 5) FIG. 10 is a schematic view for explaining an embodiment (corresponding to claim 11) of the image display device of the present invention. In FIG. 10, 11 is an illumination light source in which LED lamps are arranged in a two-dimensional array, 12 is a diffusion plate, 1
3 is a condenser lens, 14 is a transmissive liquid crystal panel as an image display element, 15 is a projection lens, 16 is a screen, 17 is a light source drive section, 18 is a drive section of a transmissive liquid crystal panel, and 19 is the optical element according to the present invention. An optical deflecting unit composed of an element, and 20 is a drive unit of the optical deflecting unit.
【0072】光源ドライブ部17で制御されて照明光源
11から放出された照明光は、拡散板12により均一化
された照明光となり、コンデンサレンズ13により液晶
ドライブ部18で照明光源と同期して制御されて液晶パ
ネル14をクリティカル照明する。液晶パネル14で空
間光変調された照明光は、画像光として光偏向手段19
に入射し、この光偏向手段19によって画像光が画素の
配列方向に任意の距離だけシフトされる。光偏向手段1
9からの出射光は投射レンズ15で拡大されスクリーン
16に投射される。光のシフト量は画素の配列方向に対
して2倍の画像増倍を行うことから画素ピッチの1/2
に設定される。シフト量に応じて液晶パネル14を駆動
する画像信号をシフト量分だけ補正することで、見かけ
上高精細な画像を表示することができる。The illumination light emitted from the illumination light source 11 under the control of the light source drive unit 17 becomes uniform illumination light by the diffusion plate 12, and the condenser lens 13 controls the liquid crystal drive unit 18 in synchronization with the illumination light source. Then, the liquid crystal panel 14 is critically illuminated. The illumination light spatially modulated by the liquid crystal panel 14 is converted into image light by the light deflector 19.
The image light is shifted by an arbitrary distance in the pixel arrangement direction by the light deflecting means 19. Light deflection means 1
The light emitted from 9 is enlarged by the projection lens 15 and projected on the screen 16. The amount of light shift is half the pixel pitch because image multiplication is performed twice in the pixel arrangement direction.
Is set to. By correcting the image signal for driving the liquid crystal panel 14 by the shift amount in accordance with the shift amount, an apparently high-definition image can be displayed.
【0073】光偏向手段19は前述の実施例で説明した
ごとくのタイプの光学素子を適宜選んで使用することが
できる。従来の光偏向手段は、本発明で述べる直線偏光
化手段5を設けていないため、従来の光偏向手段を用い
てスクリーン16に投影される画像は漏れ光を含んでし
まいコントラストの点で画像品質が良好でなかった。一
方本発明の光学素子は上述した通りこれらの漏れ光によ
る画像悪化要因を排除できるため、画像品質が良好であ
る。光偏向手段として本発明の光学素子を用いることで
ピクセルシフト時に発生する漏れ光によるコントラスト
低下を抑制できるため、高品質の画像を提供することが
可能となる。As the light deflecting means 19, an optical element of the type described in the above embodiment can be appropriately selected and used. Since the conventional light deflecting means does not include the linear polarization means 5 described in the present invention, the image projected on the screen 16 using the conventional light deflecting means contains leaked light and the image quality in terms of contrast is high. Was not good. On the other hand, the optical element of the present invention can eliminate image deterioration factors due to the leaked light as described above, and thus has good image quality. By using the optical element of the present invention as the light deflecting means, it is possible to suppress the contrast reduction due to the leaked light generated at the time of pixel shift, and thus it is possible to provide a high quality image.
【0074】(実施例6)図11は、本発明の画像表示
装置の他の実施例(請求項10に対応)を説明するため
の図で、図9に示す光学素子を用いた光偏光手段19
と、温度センサ22と、偏光ビームスプリッタ21とを
設置した構成の画像表示装置を示すものである。図9に
示す光学素子1は上述の実施例4で説明されている。温
度センサ22にはサーミスタが用いられているが、熱電
対等温度モニタできるものであれば使用可能である。こ
の温度センサ22からの温度情報は光偏向手段のドライ
ブ部20に送られ設定温度との差を検知する。この差に
応じて光学素子内に設けられたITOよりなる透明抵抗
材料に通電され電流印加によるジュール熱発生によって
設定温度との差を低減するように構成される。(Embodiment 6) FIG. 11 is a view for explaining another embodiment (corresponding to claim 10) of the image display apparatus of the present invention, which is a light polarization means using the optical element shown in FIG. 19
2 shows an image display device having a configuration in which a temperature sensor 22 and a polarization beam splitter 21 are installed. The optical element 1 shown in FIG. 9 has been described in Example 4 above. A thermistor is used as the temperature sensor 22, but any device that can monitor the temperature such as a thermocouple can be used. The temperature information from the temperature sensor 22 is sent to the drive unit 20 of the light deflecting means to detect the difference from the set temperature. In accordance with this difference, the transparent resistance material made of ITO provided in the optical element is energized to generate Joule heat by applying a current, thereby reducing the difference from the set temperature.
【0075】上記の設定温度は光学素子周囲の環境温度
以上でかつ、適切なθが得られる範囲が望ましい。通常
は40−70℃程度の範囲に設定するのが良い。また光
偏向位置制御を、光学素子における電極対による電界印
加方向及び光学素子に対する温度制御により行うこと
で,適切なピクセルシフト量が保持され良好な画像を得
ることができる。It is desirable that the above-mentioned set temperature is equal to or higher than the ambient temperature around the optical element and within a range where an appropriate θ can be obtained. Usually, it is better to set the temperature in the range of 40 to 70 ° C. Further, the light deflection position control is performed by controlling the electric field application direction by the electrode pair in the optical element and the temperature control for the optical element, so that an appropriate pixel shift amount is held and a good image can be obtained.
【0076】[0076]
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の光学素子によれば漏れ光成分を効率良く除去できるた
め、高コントラストの画像を得ることができる。また画
像表示装置におけるピクセルシフト技術のみならず、例
えば光通信におけるスイッチングの信頼性向上等にも寄
与する。また上記の光学素子を用いて構成した画像表示
装置によれば、ピクセルシフト時に発生する漏れ光によ
るコントラスト低下を抑制できるため、高品質の画像を
提供することが可能となる。As is apparent from the above description, according to the optical element of the present invention, the leaked light component can be efficiently removed, so that a high-contrast image can be obtained. Further, it contributes not only to the pixel shift technology in the image display device but also to improvement of switching reliability in optical communication, for example. Further, according to the image display device configured by using the above optical element, it is possible to suppress the contrast reduction due to the leaked light generated at the time of pixel shift, and thus it is possible to provide a high quality image.
【図1】 本発明の光学素子の一実施例を説明するため
の概略図である。FIG. 1 is a schematic diagram for explaining an example of an optical element of the present invention.
【図2】 光が斜めに入射する場合の入射角度と漏れ光
量の関係を計算した結果の一例を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing an example of a result of calculating a relationship between an incident angle and a leaked light amount when light is obliquely incident.
【図3】 複屈折性結晶に適用する光学結晶としてLi
NbO3を用いた時の光シフト量を計算した結果の一例
を示す図である。FIG. 3 Li as an optical crystal applied to a birefringent crystal
NbO 3 is a diagram showing an example of a result of the light shifting amount is calculated when using.
【図4】 第2の偏光面回転手段の具体的な構造の一例
を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing an example of a specific structure of a second polarization plane rotating means.
【図5】 第1及び第2の偏光面回転手段に適用可能な
キラルスメクティックC液晶を用いた素子の配向状態及
びその液晶を含む素子構造を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing an alignment state of a device using a chiral smectic C liquid crystal applicable to the first and second polarization plane rotating means and a device structure including the liquid crystal.
【図6】 図1に示す光学素子の第1の偏光方向回転手
段と複屈折性結晶との対を2対設けた構造の光学素子の
一例を説明するための図である。FIG. 6 is a diagram for explaining an example of an optical element having a structure in which two pairs of the first polarization direction rotating means and the birefringent crystal of the optical element shown in FIG. 1 are provided.
【図7】 本発明の光学素子の他の実施例を説明するた
めの図である。FIG. 7 is a diagram for explaining another embodiment of the optical element of the present invention.
【図8】 偏光制御手段の構造の一例を説明するための
図である。FIG. 8 is a diagram for explaining an example of a structure of polarization control means.
【図9】 本発明の光学素子の他の実施例を説明するた
めの図である。FIG. 9 is a diagram for explaining another embodiment of the optical element of the present invention.
【図10】 本発明の画像表示装置の一実施例を説明す
るための概略図である。FIG. 10 is a schematic view for explaining an embodiment of the image display device of the present invention.
【図11】 本発明の画像表示装置の他の実施例を説明
するための図である。FIG. 11 is a diagram for explaining another embodiment of the image display device of the present invention.
【図12】 従来の表示装置の構成例を示す図である。FIG. 12 is a diagram showing a configuration example of a conventional display device.
1…本発明の光学素子、2…第1の偏光面回転手段、2
a,2b…第1の偏向方向回転手段、3…複屈折性結
晶、3a,3b…複屈折性結晶、4…第2の偏光面回転
手段、5…直線偏光化手段、6…偏光制御手段、7…電
気抵抗材料、11…照明光源、12…拡散板、13…コ
ンデンサレンズ、14…画像表示素子としての透過型液
晶パネル、15…投射レンズ、16…スクリーン、17
…光源ドライブ部、18…透過型液晶パネルのドライブ
部、19…光偏向手段、20…光偏向手段のドライブ
部、21…偏光ビームスプリッタ、22…温度センサ、
51…一対の透明基板、52…透明電極対、53…液晶
材料、54…配向膜、55…電圧印加手段、61a,6
1b…透明基板、62…液晶層、71…温度制御手段、
101…LCD、102…複屈折光学素子、103…第
1の偏波面回転素子、104…第2の偏波面回転素子、
105…偏光スクリーン。1 ... Optical element of the present invention, 2 ... First polarization plane rotating means, 2
a, 2b ... First polarization direction rotating means, 3 ... Birefringent crystal, 3a, 3b ... Birefringent crystal, 4 ... Second polarization plane rotating means, 5 ... Linear polarization means, 6 ... Polarization control means , 7 ... Electric resistance material, 11 ... Illumination light source, 12 ... Diffusion plate, 13 ... Condenser lens, 14 ... Transmissive liquid crystal panel as image display element, 15 ... Projection lens, 16 ... Screen, 17
... light source drive section, 18 ... transmissive liquid crystal panel drive section, 19 ... light deflecting means, 20 ... light deflecting means drive section, 21 ... polarization beam splitter, 22 ... temperature sensor,
51 ... Pair of transparent substrates, 52 ... Transparent electrode pair, 53 ... Liquid crystal material, 54 ... Alignment film, 55 ... Voltage applying means, 61a, 6
1b ... Transparent substrate, 62 ... Liquid crystal layer, 71 ... Temperature control means,
101 ... LCD, 102 ... Birefringent optical element, 103 ... First polarization plane rotating element, 104 ... Second polarization plane rotating element,
105 ... Polarizing screen.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 二村 恵朗 東京都大田区中馬込1丁目3番6号 株式 会社リコー内 (72)発明者 松木 ゆみ 東京都大田区中馬込1丁目3番6号 株式 会社リコー内 (72)発明者 小林 正典 東京都大田区中馬込1丁目3番6号 株式 会社リコー内 (72)発明者 滝口 康之 東京都大田区中馬込1丁目3番6号 株式 会社リコー内 Fターム(参考) 2H049 BA05 BA08 BA42 BB00 BB03 BB62 BC22 2H091 FA07X FA07Z FA10Z FA26X FA26Z FA45Z FB06 KA10 LA04 LA12 LA17 2H099 AA11 BA09 CA05 2K002 AB04 BA06 CA14 DA14 EA11 EA30 HA03 5G435 AA02 BB12 BB15 DD11 FF05 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page (72) Inventor Emura Nimura 1-3-3 Nakamagome, Ota-ku, Tokyo Stocks Company Ricoh (72) Inventor Yumi Matsuki 1-3-3 Nakamagome, Ota-ku, Tokyo Stocks Company Ricoh (72) Inventor Masanori Kobayashi 1-3-3 Nakamagome, Ota-ku, Tokyo Stocks Company Ricoh (72) Inventor Yasuyuki Takiguchi 1-3-3 Nakamagome, Ota-ku, Tokyo Stocks Company Ricoh F-term (reference) 2H049 BA05 BA08 BA42 BB00 BB03 BB62 BC22 2H091 FA07X FA07Z FA10Z FA26X FA26Z FA45Z FB06 KA10 LA04 LA12 LA17 2H099 AA11 BA09 CA05 2K002 AB04 BA06 CA14 DA14 EA11 EA30 HA03 5G435 AA02 BB12 BB15 DD11 FF05
Claims (11)
り替えることが可能な第1の偏光面回転手段と、該第1
の偏光面回転手段からの入射光の進行方向を、該入射光
の偏光面に応じて切り替える複屈折性結晶と、該複屈折
性結晶からの光に対し、前記第1の偏光面回転手段によ
って時間的に切り替えられる偏光面を略等しい偏光面に
揃える第2の偏光面回転手段と、該第2の偏光面回転手
段を通過した光に対して特定の偏光面の光のみを通過さ
せる直線偏光化手段とを有することを特徴とする光学素
子。1. A first polarization plane rotation means capable of temporally switching the polarization plane of incident linearly polarized light, and the first polarization plane rotation means.
Of the birefringent crystal for switching the traveling direction of the incident light from the polarization plane rotating means according to the polarization plane of the incident light, and the light from the birefringent crystal by the first polarization plane rotating means. Second polarization plane rotation means for aligning polarization planes that can be switched in time to substantially equal polarization planes, and linearly polarized light that allows only light of a specific polarization plane to pass through the light passing through the second polarization plane rotation means And an optical element.
記第2の偏光面回転手段は、互いに対向して設けられる
一対の透明基板と、該一対の透明基板の対向面側近傍に
設けられた一対の電極と、前記第1の偏光面回転手段に
おける光の偏光面切替タイミングに同期して前記電極よ
り発生させる電界によって偏光面を切り替える液晶層と
を有することを特徴とする光学素子。2. The optical element according to claim 1, wherein the second polarization plane rotating means is provided in a pair of transparent substrates facing each other, and in the vicinity of the facing surfaces of the pair of transparent substrates. An optical element, comprising: a pair of electrodes; and a liquid crystal layer that switches polarization planes by an electric field generated by the electrodes in synchronization with the polarization plane switching timing of light in the first polarization plane rotation means.
記液晶層は、キラルスメクティックC液晶であることを
特徴とする光学素子。3. The optical element according to claim 2, wherein the liquid crystal layer is a chiral smectic C liquid crystal.
いて、前記液晶層に電圧を印加する電圧印加手段を有
し、該電圧印加手段によって前記液晶層に印加される電
圧は、少なくとも2種類以上の周波数よりなる交流電圧
であることを特徴とする光学素子。4. The optical element according to claim 2, further comprising a voltage applying unit that applies a voltage to the liquid crystal layer, and the voltage applying unit applies at least two types of voltage to the liquid crystal layer. An optical element having an alternating voltage having the above frequencies.
光学素子において、前記直線偏光化手段は、複屈折性結
晶よりなることを特徴とする光学素子。5. The optical element according to claim 1, wherein the linear polarization means is made of a birefringent crystal.
光学素子において、前記直線偏光化手段は、ダイクロイ
ズム偏光素子よりなることを特徴とする光学素子。6. The optical element according to claim 1, wherein the linear polarization means is a dichroic polarization element.
り替えることが可能な第1の偏光面回転手段と、該第1
の偏光面回転手段からの光の進行方向を、該入射光の偏
光面に応じて切り替える複屈折性結晶と、該複屈折性結
晶からの光に対し、前記第1の偏光面回転手段によって
時間的に切り替えられる偏光面を略等しい偏光面に揃え
ながら特定偏光面のみを通過させる偏光制御手段とを有
することを特徴とする光学素子。7. A first polarization plane rotating means capable of temporally switching the plane of polarization of incident linearly polarized light, and the first polarization plane rotating means.
Of the birefringent crystal for switching the traveling direction of the light from the polarization plane rotating means according to the polarization plane of the incident light and the light from the birefringent crystal by the first polarization plane rotating means. And a polarization control means that allows only a specific polarization plane to pass while aligning the polarization planes that can be switched to substantially the same polarization plane.
記偏光制御手段は、互いに対向して設けられた一対の透
明基板と、該一対の透明基板の対向面側に設けられた一
対の電極と、前記透明基板間に充填されたキラルスメク
ティックC相よりなる液晶層とを有してなり、該液晶層
をはさんで対向する前記一対の透明基板面の両方または
いずれかが、光偏向方向に対応して入射光軸の直交面に
対して傾斜して構成されることを特徴とする光学素子。8. The optical element according to claim 7, wherein the polarization control means comprises a pair of transparent substrates provided so as to face each other, and a pair of electrodes provided at opposing sides of the pair of transparent substrates. And a liquid crystal layer composed of a chiral smectic C phase filled between the transparent substrates, and either or both of the pair of transparent substrate surfaces facing each other with the liquid crystal layer sandwiched between the transparent substrate and the liquid crystal layer. An optical element characterized by being inclined with respect to a plane orthogonal to the incident optical axis in accordance with.
光学素子において、前記第1の偏光面回転手段と前記複
屈折性結晶との対を複数対備えたことを特徴とする光学
素子。9. The optical element according to claim 1, wherein a plurality of pairs of the first polarization plane rotating means and the birefringent crystal are provided. .
の光学素子において、前記液晶層近傍に透明電気抵抗材
料が設けられ、該透明電気抵抗材料への電流印加によっ
て発生するジュール熱を作用させることにより前記液晶
層を所定温度に制御する温度制御手段を設けたことを特
徴とする光学素子。10. The optical element according to claim 1, wherein a transparent electric resistance material is provided in the vicinity of the liquid crystal layer, and Joule heat generated by applying a current to the transparent electric resistance material acts. An optical element comprising a temperature control means for controlling the liquid crystal layer to a predetermined temperature by performing the above.
の画素が二次元的に配列した画像表示素子と、該画像表
示素子を照明する光源と、前記画像表示素子に表示した
画像パターンを観察可能にするための光学部材と、画像
フィールドを時間的に分割した複数のサブフィールド毎
に前記画像表示素子と前記光学部材の間の光路を偏向す
る請求項1ないし10のいずれか1に記載の光学素子よ
りなる光偏向手段とを有し、前記サブフィールド毎の光
路の偏向に応じて表示位置がずれている状態の画像パタ
ーンを表示することで、画像表示素子の見かけ上の画素
数を増倍して表示することを特徴とする画像表示装置。11. An image display device in which a plurality of pixels capable of controlling light according to image information are two-dimensionally arranged, a light source for illuminating the image display device, and an image pattern displayed on the image display device can be observed. The optical member according to any one of claims 1 to 10, wherein the optical path between the image display element and the optical member is deflected for each of a plurality of subfields obtained by temporally dividing the image field. And a light deflecting unit formed of an element, and displaying an image pattern in which the display position is displaced according to the deflection of the optical path for each subfield, thereby multiplying the apparent number of pixels of the image display element. An image display device characterized by displaying the image.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001249952A JP2003057689A (en) | 2001-08-21 | 2001-08-21 | Optical element and image display device using the optical element |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005308824A (en) * | 2004-04-16 | 2005-11-04 | Ricoh Co Ltd | Image display / image capture device and image display / image capture method |
| JP2011217070A (en) * | 2010-03-31 | 2011-10-27 | Fujitsu Optical Components Ltd | Optical receiver, and communication system |
| JPWO2015097869A1 (en) * | 2013-12-27 | 2017-03-23 | 三菱電機株式会社 | Planar waveguide laser device |
| CN115174772A (en) * | 2022-06-27 | 2022-10-11 | 台州鲲璇智能科技有限公司 | Device and method for improving image resolution by controllable liquid crystal birefringence |
-
2001
- 2001-08-21 JP JP2001249952A patent/JP2003057689A/en not_active Withdrawn
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005308824A (en) * | 2004-04-16 | 2005-11-04 | Ricoh Co Ltd | Image display / image capture device and image display / image capture method |
| JP2011217070A (en) * | 2010-03-31 | 2011-10-27 | Fujitsu Optical Components Ltd | Optical receiver, and communication system |
| JPWO2015097869A1 (en) * | 2013-12-27 | 2017-03-23 | 三菱電機株式会社 | Planar waveguide laser device |
| US9780519B2 (en) | 2013-12-27 | 2017-10-03 | Mitsubishi Electric Corporation | Flat waveguide-type laser device |
| CN115174772A (en) * | 2022-06-27 | 2022-10-11 | 台州鲲璇智能科技有限公司 | Device and method for improving image resolution by controllable liquid crystal birefringence |
| CN115174772B (en) * | 2022-06-27 | 2024-03-01 | 台州鲲璇智能科技有限公司 | Device and method for improving image resolution by controllable liquid crystal birefringence |
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