JP3230377B2 - 偏光回転による光学ウォブリング表示装置 - Google Patents
偏光回転による光学ウォブリング表示装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ＬＣＤ等のモザイク状
表示装置と、偏光回転と光路シフトを行う光学系とを組
み合わせて、解像度を向上させる表示装置に関するもの
である。
表示装置と、偏光回転と光路シフトを行う光学系とを組
み合わせて、解像度を向上させる表示装置に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】ＬＣＤ（液晶ディスプレイ）を用いて、
バックライトによりスクリーンに投影表示を行うＬＣＤ
プロジェクタが知られている。現状のＬＣＤプロジェク
タは、明るい部屋では見にくいため偏光スクリーンを使
用してコントラスト不足を改善している。その原理は次
の通りである。ＬＣＤから出射される表示光は直線偏光
波となる。そこで、この表示光の偏波面に一致した偏光
方向の偏光スクリーンにその表示光を投影表示すると、
表示光は全部反射されて見えるが、外乱光は垂直・水平
の偏光波のうち一方のみが反射されるために減少し、表
示光のコントラストが高まるというものである。
バックライトによりスクリーンに投影表示を行うＬＣＤ
プロジェクタが知られている。現状のＬＣＤプロジェク
タは、明るい部屋では見にくいため偏光スクリーンを使
用してコントラスト不足を改善している。その原理は次
の通りである。ＬＣＤから出射される表示光は直線偏光
波となる。そこで、この表示光の偏波面に一致した偏光
方向の偏光スクリーンにその表示光を投影表示すると、
表示光は全部反射されて見えるが、外乱光は垂直・水平
の偏光波のうち一方のみが反射されるために減少し、表
示光のコントラストが高まるというものである。
【０００３】一方、ＬＣＤにおいてインターレース表示
を行うためには、垂直方向の画素数が、ノンインターレ
ース表示の場合の２倍必要になる。しかし、ＬＣＤは、
解像度を上げるために画素数を多くすると、開口率が悪
化したり、輝点欠点の発生により生産歩留りの悪化が起
こってコストが高くなってしまったりする。
を行うためには、垂直方向の画素数が、ノンインターレ
ース表示の場合の２倍必要になる。しかし、ＬＣＤは、
解像度を上げるために画素数を多くすると、開口率が悪
化したり、輝点欠点の発生により生産歩留りの悪化が起
こってコストが高くなってしまったりする。
【０００４】そこで、本出願人は先の出願（特願平５−
１６９５５号）において、画素数を増やすことなく、光
学的に見掛け上の画素数を増やすことができるようにし
た解像度の改善方法及び装置を提案した。その原理は次
のとおりである。ＬＣＤと観視者またはスクリーンの間
に光路の変更手段を設け、例えば垂直方向に光路をフィ
ールドごとに変更する場合には、光路の変更に合わせて
奇数フィールドの画像情報と偶数フィールドの画像情報
をＬＣＤに表示する。これら奇数フィールド及び偶数フ
ィールドの画像情報は、ＬＣＤ上では同じ画素に表示さ
れることになるが、光路を変更して垂直方向にずらすの
で、見掛け上、画像位置が奇数フィールドと偶数フィー
ルドでずれて、インターレース方式の表示画像と同等の
ものが得られる。つまり、見掛け上、垂直方向に画素数
が２倍になったように見えるというものである。このよ
うな手法は、光学ウォブリングシステムと呼ばれる。
１６９５５号）において、画素数を増やすことなく、光
学的に見掛け上の画素数を増やすことができるようにし
た解像度の改善方法及び装置を提案した。その原理は次
のとおりである。ＬＣＤと観視者またはスクリーンの間
に光路の変更手段を設け、例えば垂直方向に光路をフィ
ールドごとに変更する場合には、光路の変更に合わせて
奇数フィールドの画像情報と偶数フィールドの画像情報
をＬＣＤに表示する。これら奇数フィールド及び偶数フ
ィールドの画像情報は、ＬＣＤ上では同じ画素に表示さ
れることになるが、光路を変更して垂直方向にずらすの
で、見掛け上、画像位置が奇数フィールドと偶数フィー
ルドでずれて、インターレース方式の表示画像と同等の
ものが得られる。つまり、見掛け上、垂直方向に画素数
が２倍になったように見えるというものである。このよ
うな手法は、光学ウォブリングシステムと呼ばれる。
【０００５】図１に、光路の変更手段として強誘電液晶
（以下、ＦＬＣ）を用いた偏波面回転素子と複屈折光学
素子を用いた場合の光学ウォブリングシステムの原理を
示す。
（以下、ＦＬＣ）を用いた偏波面回転素子と複屈折光学
素子を用いた場合の光学ウォブリングシステムの原理を
示す。
【０００６】１はＴＦＴ（薄膜トランジスタ）用いたＬ
ＣＤであり、バックライト光源からの光線を観視者また
はスクリーンに向けて透過させて表示光とする。その透
過光（表示光）は液晶の作用で直線偏光波となる。２は
複屈折光学素子であり、例えば水晶板や方解石、液晶板
等で構成され、入射光の偏波面の回転角度によって異な
る屈折率を有し、正常光と異常光に屈折させる。３はπ
セルとも呼ばれている偏波面回転素子であり、ＬＣＤ１
と複屈折光学素子２の間に配置されている。偏波面回転
素子３は、ＦＬＣ３１の両面に透明電極付きガラス板３
２，３３が被着されて構成されている。この両透明電極
付きガラス板３２，３３の透明電極間にドライブ回路４
から液晶駆動電圧が印加され、フィールド毎に偏波面が
回転されて変更され、フィールド別に複屈折光学素子２
の正常光と異常光の偏波面と一致させられる。また、外
側の透明電極付きガラス板３３の表面には位相補償フィ
ルム３４が設けられている。
ＣＤであり、バックライト光源からの光線を観視者また
はスクリーンに向けて透過させて表示光とする。その透
過光（表示光）は液晶の作用で直線偏光波となる。２は
複屈折光学素子であり、例えば水晶板や方解石、液晶板
等で構成され、入射光の偏波面の回転角度によって異な
る屈折率を有し、正常光と異常光に屈折させる。３はπ
セルとも呼ばれている偏波面回転素子であり、ＬＣＤ１
と複屈折光学素子２の間に配置されている。偏波面回転
素子３は、ＦＬＣ３１の両面に透明電極付きガラス板３
２，３３が被着されて構成されている。この両透明電極
付きガラス板３２，３３の透明電極間にドライブ回路４
から液晶駆動電圧が印加され、フィールド毎に偏波面が
回転されて変更され、フィールド別に複屈折光学素子２
の正常光と異常光の偏波面と一致させられる。また、外
側の透明電極付きガラス板３３の表面には位相補償フィ
ルム３４が設けられている。
【０００７】複屈折光学素子２の正常光を、例えば垂直
偏波（＝偏波面９０°）とし、異常光を水平偏波（＝偏
波面０°）とした場合、偏波面回転素子３は、１フィー
ルド毎に偏波面を９０°と０°とに回転させる。このた
めの液晶駆動電圧は、ドライブ回路４で形成する。すな
わち、ドライブ回路４では、奇数フィールドと偶数フィ
ールドの判別信号と位相同期したフレーム同期の信号を
振幅調整して液晶駆動電圧とし、偏波面回転素子３の透
明電極間に印加する。これにより、偏波面回転素子３
は、例えば奇数フィールドでは偏波面を０°から９０°
に、偶数フィールドでは、偏波面を９０°から０°に、
それぞれ回転させる。
偏波（＝偏波面９０°）とし、異常光を水平偏波（＝偏
波面０°）とした場合、偏波面回転素子３は、１フィー
ルド毎に偏波面を９０°と０°とに回転させる。このた
めの液晶駆動電圧は、ドライブ回路４で形成する。すな
わち、ドライブ回路４では、奇数フィールドと偶数フィ
ールドの判別信号と位相同期したフレーム同期の信号を
振幅調整して液晶駆動電圧とし、偏波面回転素子３の透
明電極間に印加する。これにより、偏波面回転素子３
は、例えば奇数フィールドでは偏波面を０°から９０°
に、偶数フィールドでは、偏波面を９０°から０°に、
それぞれ回転させる。
【０００８】以上のような従来技術においては、ＬＣＤ
１の表示面からの直線偏光波を、偏波面回転素子３で、
その偏波面をフィールド毎に変えて、複屈折光学素子２
の正常光と異常光の偏波面に一致させる。このようにす
ると、ＬＣＤ１の同じ画素位置からの表示光線も、複屈
折光学素子２で１フィールド毎に異なる屈折率で屈折さ
れて、観視者もしくはスクリーンに入射される。この結
果、同一画素から出射した表示光線も、１フィールド毎
にΔｘだけシフトした位置から出射したように観えある
いはスクリーンに表示され、光学的に画素パターンのシ
フトがなされることになる。このときの関係式を示す
と、複屈折光学素子２の厚さをｄとしたときシフト量Δ
ｘは、Δｘ＝ｄ＊ｔａｎθとなる。なお、θは分離角、
＊は掛算を示している。そこで、このシフト量ΔＸが１
フィールドの走査ライン間隔の１／２となるように設定
すれば、ＬＣＤ１の画素数を１フィールドの画素数のま
まで、見掛け上倍増した画素数でインタレース表示を行
うことが可能になる。
１の表示面からの直線偏光波を、偏波面回転素子３で、
その偏波面をフィールド毎に変えて、複屈折光学素子２
の正常光と異常光の偏波面に一致させる。このようにす
ると、ＬＣＤ１の同じ画素位置からの表示光線も、複屈
折光学素子２で１フィールド毎に異なる屈折率で屈折さ
れて、観視者もしくはスクリーンに入射される。この結
果、同一画素から出射した表示光線も、１フィールド毎
にΔｘだけシフトした位置から出射したように観えある
いはスクリーンに表示され、光学的に画素パターンのシ
フトがなされることになる。このときの関係式を示す
と、複屈折光学素子２の厚さをｄとしたときシフト量Δ
ｘは、Δｘ＝ｄ＊ｔａｎθとなる。なお、θは分離角、
＊は掛算を示している。そこで、このシフト量ΔＸが１
フィールドの走査ライン間隔の１／２となるように設定
すれば、ＬＣＤ１の画素数を１フィールドの画素数のま
まで、見掛け上倍増した画素数でインタレース表示を行
うことが可能になる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、先の出
願（特願平５−１６９５５号）に記載した上述の画素倍
増光学ウォブリングシステム（図５）では、表示出力光
の偏波面を０／９０度交互に回転して水平・垂直の両偏
光波の画像を投影するため、偏光スクリーンを用いた場
合、偏光スクリーンの偏光方向に一致していない一方の
偏光波のフィールド画像は見えなくなり、フリッカが発
生してこのままでは従来並みに解像度を向上させコント
ラストを改善するという恩恵に浴することができない。
願（特願平５−１６９５５号）に記載した上述の画素倍
増光学ウォブリングシステム（図５）では、表示出力光
の偏波面を０／９０度交互に回転して水平・垂直の両偏
光波の画像を投影するため、偏光スクリーンを用いた場
合、偏光スクリーンの偏光方向に一致していない一方の
偏光波のフィールド画像は見えなくなり、フリッカが発
生してこのままでは従来並みに解像度を向上させコント
ラストを改善するという恩恵に浴することができない。
【００１０】本発明は、上記問題点を解決するためにな
されたものであり、その目的は、従来のコントラスト改
善偏光スクリーンに対して、フリッカをなくしたり、あ
るいは従来と同等にコントラストを改善したりすること
ができるとともに、画素倍増することができる偏光回転
による光学ウォブリング表示装置を提供することにあ
る。
されたものであり、その目的は、従来のコントラスト改
善偏光スクリーンに対して、フリッカをなくしたり、あ
るいは従来と同等にコントラストを改善したりすること
ができるとともに、画素倍増することができる偏光回転
による光学ウォブリング表示装置を提供することにあ
る。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の偏光回転による光学ウォブリング表示装
置においては、直線偏光された表示光を出射するモザイ
ク表示装置と、該表示光の偏波面を映像信号の１フィー
ルド毎に０度と９０度に回転する第１の偏波面回転素子
と、前記０度の偏光波と９０度の偏光波の光路シフトを
発生する複屈折光学素子と、を有する光学ウォブリング
表示装置において、前記複屈折光学素子から出射された
フィールド毎に偏波面が回転してくる表示光に対し、前
記０度の偏光波は０度のまま通過させ前記９０度の偏光
波は０度に偏波面を回転させる第２の偏波面回転素子を
前記複屈折光学素子の後に設け、前記第２の偏波面回転
素子から出射される表示光を偏波方向が前記０度の偏波
光に一致する偏光スクリーンに投影表示する構成とする
か、あるいは、直線偏光された表示光を出射するモザイ
ク表示装置と、該表示光の偏波面を映像信号の１フィー
ルド毎に０度と９０度に回転する第１の偏波面回転素子
と、前記０度の偏光波と９０度の偏光波の光路シフトを
発生する複屈折光学素子と、を有する光学ウォブリング
表示装置において、前記複屈折光学素子から出射された
フィールド毎に偏波面が回転してくる表示光に対し、前
記０度の偏光波は９０度に偏波面を回転させ前記９０度
の偏光波は９０度のまま通過させる第２の偏波面回転素
子を前記複屈折光学素子の後に設け、前記第２の偏波面
回転素子から出射される表示光を偏波方向が前記９０度
の偏波光に一致する偏光スクリーンに投影表示する構成
とすることを特徴とする。
めに、本発明の偏光回転による光学ウォブリング表示装
置においては、直線偏光された表示光を出射するモザイ
ク表示装置と、該表示光の偏波面を映像信号の１フィー
ルド毎に０度と９０度に回転する第１の偏波面回転素子
と、前記０度の偏光波と９０度の偏光波の光路シフトを
発生する複屈折光学素子と、を有する光学ウォブリング
表示装置において、前記複屈折光学素子から出射された
フィールド毎に偏波面が回転してくる表示光に対し、前
記０度の偏光波は０度のまま通過させ前記９０度の偏光
波は０度に偏波面を回転させる第２の偏波面回転素子を
前記複屈折光学素子の後に設け、前記第２の偏波面回転
素子から出射される表示光を偏波方向が前記０度の偏波
光に一致する偏光スクリーンに投影表示する構成とする
か、あるいは、直線偏光された表示光を出射するモザイ
ク表示装置と、該表示光の偏波面を映像信号の１フィー
ルド毎に０度と９０度に回転する第１の偏波面回転素子
と、前記０度の偏光波と９０度の偏光波の光路シフトを
発生する複屈折光学素子と、を有する光学ウォブリング
表示装置において、前記複屈折光学素子から出射された
フィールド毎に偏波面が回転してくる表示光に対し、前
記０度の偏光波は９０度に偏波面を回転させ前記９０度
の偏光波は９０度のまま通過させる第２の偏波面回転素
子を前記複屈折光学素子の後に設け、前記第２の偏波面
回転素子から出射される表示光を偏波方向が前記９０度
の偏波光に一致する偏光スクリーンに投影表示する構成
とすることを特徴とする。
【００１２】上記の光学ウォブリング表示装置において
は、第１の偏波面回転素子および第２の偏波面回転素子
の電極を同一の複数個に分割し、前記第１の偏波面回転
素子における前記分割した各電極の偏波面回転制御をモ
ザイク表示装置の走査に同期させて行うとともに、前記
第２の偏波面回転素子における前記分割した各電極の偏
波面回転制御を前記第１の偏波面回転素子に連動したタ
イミングで行うのが、残像作用を有するモザイク表示装
置を用いる場合に好適である。
は、第１の偏波面回転素子および第２の偏波面回転素子
の電極を同一の複数個に分割し、前記第１の偏波面回転
素子における前記分割した各電極の偏波面回転制御をモ
ザイク表示装置の走査に同期させて行うとともに、前記
第２の偏波面回転素子における前記分割した各電極の偏
波面回転制御を前記第１の偏波面回転素子に連動したタ
イミングで行うのが、残像作用を有するモザイク表示装
置を用いる場合に好適である。
【００１３】また、本発明による別の光学ウォブリング
表示装置では、直線偏光された表示光を出射するモザイ
ク表示装置と、該表示光の偏波面を映像信号の１フィー
ルド毎に０度と９０度に回転する第１の偏波面回転素子
と、前記０度の偏光波と９０度の偏光波の光路シフトを
発生する複屈折光学素子と、を有する光学ウォブリング
表示装置において、前記複屈折光学素子から出射された
フィールド毎に偏波面が回転してくる表示光に対し、前
記０度の偏光波は０度のまま通過させ前記９０度の偏光
波は０度に偏波面を回転させる第２の偏波面回転素子を
前記複屈折光学素子の後に設け、前記第２の偏波面回転
素子から出射される表示光を偏波方向が前記０度の偏波
光に一致する偏光スクリーンに投影表示することを特徴
とする。
表示装置では、直線偏光された表示光を出射するモザイ
ク表示装置と、該表示光の偏波面を映像信号の１フィー
ルド毎に０度と９０度に回転する第１の偏波面回転素子
と、前記０度の偏光波と９０度の偏光波の光路シフトを
発生する複屈折光学素子と、を有する光学ウォブリング
表示装置において、前記複屈折光学素子から出射された
フィールド毎に偏波面が回転してくる表示光に対し、前
記０度の偏光波は０度のまま通過させ前記９０度の偏光
波は０度に偏波面を回転させる第２の偏波面回転素子を
前記複屈折光学素子の後に設け、前記第２の偏波面回転
素子から出射される表示光を偏波方向が前記０度の偏波
光に一致する偏光スクリーンに投影表示することを特徴
とする。
【００１４】
【作用】本発明の偏光回転による光学ウォブリング表示
装置では、第１の偏波面回転素子によりフィールド毎に
表示光の偏波面を０／９０度回転させ、これを複屈折光
学素子を通過させて一方のフィールドの光路を他方のフ
ィールドの光路に対してシフトさせ、見掛け上、画素を
倍増させる。さらに、複屈折光学素子の後に設けた第２
の偏波面回転素子により、複屈折光学素子から出射され
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、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偏光スクリー
ンの偏波方向に揃えることで、従来のコントラスト改善
偏光スクリーンに対して、従来と同等のコントラスト改
善効果を得る。また、上記の第２の偏波面回転素子に代
えて円偏波変換素子または偏光解消素子を用いることに
より、表示光の偏光を解消して、偏光方向で反射の異な
るスクリーンに投影表示した場合に、いずれのフィール
ドの画面も反射されて見えるようにして、上記の画素倍
増の作用効果を得るとともに、フリッカの発生を防止す
る。
装置では、第１の偏波面回転素子によりフィールド毎に
表示光の偏波面を０／９０度回転させ、これを複屈折光
学素子を通過させて一方のフィールドの光路を他方のフ
ィールドの光路に対してシフトさせ、見掛け上、画素を
倍増させる。さらに、複屈折光学素子の後に設けた第２
の偏波面回転素子により、複屈折光学素子から出射され
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、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偏光スクリー
ンの偏波方向に揃えることで、従来のコントラスト改善
偏光スクリーンに対して、従来と同等のコントラスト改
善効果を得る。また、上記の第２の偏波面回転素子に代
えて円偏波変換素子または偏光解消素子を用いることに
より、表示光の偏光を解消して、偏光方向で反射の異な
るスクリーンに投影表示した場合に、いずれのフィール
ドの画面も反射されて見えるようにして、上記の画素倍
増の作用効果を得るとともに、フリッカの発生を防止す
る。
【００１５】
【実施例】以下、本発明の実施例を、図面を参照して詳
細に説明する。
細に説明する。
【００１６】図１は本発明の一実施例の構成図である。
本実施例は図５の従来の光学ウォブリング表示装置の複
屈折光学素子を通過した後に、０／９０度回転させる同
じ偏波面回転素子（πセル）を実装した例である。
本実施例は図５の従来の光学ウォブリング表示装置の複
屈折光学素子を通過した後に、０／９０度回転させる同
じ偏波面回転素子（πセル）を実装した例である。
【００１７】１は例えばＴＦＴ（薄膜トランジスタ）を
用いたＬＣＤであり、バックライト光源からの光線を透
過させて表示光とする。その透過光（表示光）は液晶の
作用で直線偏光波となる。２は複屈折光学素子であり、
例えば水晶板や方解石、液晶板等で構成され、入射光の
偏波面の回転角度によって異なる屈折率を有し、正常光
と異常光に屈折させる。３は第１の偏波面回転素子（π
セル）であり、ＬＣＤ１と複屈折光学素子２の間に配置
されている。第１の偏波面回転素子３は、ＦＬＣ３１の
両面に透明電極付きガラス板３２，３３が被着されて構
成され、両透明電極付きガラス板３２，３３の透明電極
間にドライブ回路４から液晶駆動電圧が印加され、フィ
ールド毎に偏波面が回転されて変更され、複屈折光学素
子２の正常光と異常光の偏波面と一致させられる。ま
た、透明電極付きガラス板３３の表面には位相補償フィ
ルム３４が設けられている。偏波面回転素子としては、
ＦＬＣの他に、例えばネマチック液晶などを用いても構
成できる。
用いたＬＣＤであり、バックライト光源からの光線を透
過させて表示光とする。その透過光（表示光）は液晶の
作用で直線偏光波となる。２は複屈折光学素子であり、
例えば水晶板や方解石、液晶板等で構成され、入射光の
偏波面の回転角度によって異なる屈折率を有し、正常光
と異常光に屈折させる。３は第１の偏波面回転素子（π
セル）であり、ＬＣＤ１と複屈折光学素子２の間に配置
されている。第１の偏波面回転素子３は、ＦＬＣ３１の
両面に透明電極付きガラス板３２，３３が被着されて構
成され、両透明電極付きガラス板３２，３３の透明電極
間にドライブ回路４から液晶駆動電圧が印加され、フィ
ールド毎に偏波面が回転されて変更され、複屈折光学素
子２の正常光と異常光の偏波面と一致させられる。ま
た、透明電極付きガラス板３３の表面には位相補償フィ
ルム３４が設けられている。偏波面回転素子としては、
ＦＬＣの他に、例えばネマチック液晶などを用いても構
成できる。
【００１８】本実施例では、複屈折光学素子２の前方に
偏光スクリーン５を配置し、その複屈折光学素子２の後
に第１の偏波面回転素子３と同様の構成の第２の偏波面
回転素子６を配置する。すなわち、この第２の偏波面回
転素子６も、ＦＬＣ６１の両面に透明電極付きガラス板
６２，６３が被着され、外側の透明電極付きガラス板６
３に位相補償フィルム６４が設けられて構成されてい
る。その液晶駆動電圧は、第１の偏波面回転素子３と同
様にドライブ回路４から印加される。
偏光スクリーン５を配置し、その複屈折光学素子２の後
に第１の偏波面回転素子３と同様の構成の第２の偏波面
回転素子６を配置する。すなわち、この第２の偏波面回
転素子６も、ＦＬＣ６１の両面に透明電極付きガラス板
６２，６３が被着され、外側の透明電極付きガラス板６
３に位相補償フィルム６４が設けられて構成されてい
る。その液晶駆動電圧は、第１の偏波面回転素子３と同
様にドライブ回路４から印加される。
【００１９】複屈折光学素子２の正常光を、例えば垂直
偏波（＝偏波面９０°）とし、異常光を水平偏波（＝偏
波面０°）とした場合、第１の偏波面回転素子３は、１
フィールド毎に偏波面を９０°と０°とに回転させる。
このための液晶駆動電圧は、ドライブ回路４で形成す
る。すなわち、このドライブ回路４では、奇数フィール
ドと偶数フィールドの判別信号と位相同期したフレーム
同期の信号を振幅調整して液晶駆動電圧とし、偏波面回
転素子３の透明電極間に印加する。これにより、偏波面
回転素子３は、例えば奇数フィールドでは偏波面を０°
から９０°に、偶数フィールドでは、偏波面を９０°か
ら０°に、それぞれ回転させる。一方、第２の偏波面回
転素子６は、第１の偏波面回転素子３に同期させて、１
フィールド毎に偏波面を９０°と０°とに回転させる。
このために、ドライブ回路４で形成した上記の液晶駆動
電圧を、第１の偏波面回転素子３と同極性で印加する。
偏波（＝偏波面９０°）とし、異常光を水平偏波（＝偏
波面０°）とした場合、第１の偏波面回転素子３は、１
フィールド毎に偏波面を９０°と０°とに回転させる。
このための液晶駆動電圧は、ドライブ回路４で形成す
る。すなわち、このドライブ回路４では、奇数フィール
ドと偶数フィールドの判別信号と位相同期したフレーム
同期の信号を振幅調整して液晶駆動電圧とし、偏波面回
転素子３の透明電極間に印加する。これにより、偏波面
回転素子３は、例えば奇数フィールドでは偏波面を０°
から９０°に、偶数フィールドでは、偏波面を９０°か
ら０°に、それぞれ回転させる。一方、第２の偏波面回
転素子６は、第１の偏波面回転素子３に同期させて、１
フィールド毎に偏波面を９０°と０°とに回転させる。
このために、ドライブ回路４で形成した上記の液晶駆動
電圧を、第１の偏波面回転素子３と同極性で印加する。
【００２０】以上の構成によって、第１の偏波面回転素
子３で９０度偏波面を回転する時は、第２の偏波面回転
素子６も９０度回転させることで表示出力光を元の偏波
面に戻すことができる。逆に第２の偏波面回転素子を逆
位相でドライブすれば元の偏波面を９０度回転した一定
偏波方向の表示光となる。この場合、第２の偏波面回転
素子６とドライブ回路４の接続は、図１と逆極性の接続
となる。一定に戻った表示光の偏波方向と偏光スクリー
ン５の偏波方向を一致させることにより、各フィールド
の表示光を偏光スクリーン５で全部反射されるように
し、従来と同じコントラスト改善効果を得る。
子３で９０度偏波面を回転する時は、第２の偏波面回転
素子６も９０度回転させることで表示出力光を元の偏波
面に戻すことができる。逆に第２の偏波面回転素子を逆
位相でドライブすれば元の偏波面を９０度回転した一定
偏波方向の表示光となる。この場合、第２の偏波面回転
素子６とドライブ回路４の接続は、図１と逆極性の接続
となる。一定に戻った表示光の偏波方向と偏光スクリー
ン５の偏波方向を一致させることにより、各フィールド
の表示光を偏光スクリーン５で全部反射されるように
し、従来と同じコントラスト改善効果を得る。
【００２１】また、偏光スクリーン６では、第１の偏波
面回転素子３と複屈折光学素子２により一方のフィール
ドの光路がシフトされ、インターレースのフルライン表
示がＬＣＤ１のパネル画素数を増やさないでできる。し
たがって、画素数を増やさないので開口率が下がらず、
高輝度表示ができる。また、画素数の少ないローコスト
なＬＣＤ等のモザイク状表示装置で高解像度の表示がで
きる。
面回転素子３と複屈折光学素子２により一方のフィール
ドの光路がシフトされ、インターレースのフルライン表
示がＬＣＤ１のパネル画素数を増やさないでできる。し
たがって、画素数を増やさないので開口率が下がらず、
高輝度表示ができる。また、画素数の少ないローコスト
なＬＣＤ等のモザイク状表示装置で高解像度の表示がで
きる。
【００２２】なお、横方向の画素数も増やすことができ
るので総画素数としては４倍にすることもできる。さら
に、フルインターレースＮＴＳＣに本方式を適用すれ
ば、垂直走査ライン数１１２５本のＨＤＴＶ表示も可能
である。
るので総画素数としては４倍にすることもできる。さら
に、フルインターレースＮＴＳＣに本方式を適用すれ
ば、垂直走査ライン数１１２５本のＨＤＴＶ表示も可能
である。
【００２３】上記の実施例のように、ＬＣＤを用いた場
合、その液晶画面は、通常、残像作用を有し、書き込ま
れた画素が次のフィールドまで書き込まれた状態（情
報）を保持するため、１画面内に奇数フィールドと偶数
フィールドの情報を同時に保存することになる。上記の
実施例では、画面全体が同時にシフトされるため、シフ
トすべきフィールド画面とともシフトすべきでないフィ
ールド画面も一緒にシフトされる結果となる。このよう
な残像作用を有するモザイク表示装置を用いた場合で
も、実際には画面の半分程度に効果が認められる。しか
し、このような場合では、解像度を向上させるために
は、垂直走査に同期してできるだけ画面の同一フィール
ド分のみがシフトされるようにするのが望ましい。以下
に、そのようにする場合の好適な実施例を示す。
合、その液晶画面は、通常、残像作用を有し、書き込ま
れた画素が次のフィールドまで書き込まれた状態（情
報）を保持するため、１画面内に奇数フィールドと偶数
フィールドの情報を同時に保存することになる。上記の
実施例では、画面全体が同時にシフトされるため、シフ
トすべきフィールド画面とともシフトすべきでないフィ
ールド画面も一緒にシフトされる結果となる。このよう
な残像作用を有するモザイク表示装置を用いた場合で
も、実際には画面の半分程度に効果が認められる。しか
し、このような場合では、解像度を向上させるために
は、垂直走査に同期してできるだけ画面の同一フィール
ド分のみがシフトされるようにするのが望ましい。以下
に、そのようにする場合の好適な実施例を示す。
【００２４】図２は、垂直走査に同期して、できるだけ
同一フィールド分のみがシフトされるようにする場合の
一例である。
同一フィールド分のみがシフトされるようにする場合の
一例である。
【００２５】この実施例においては、図１の偏波面回転
素子３，６の透明電極付きガラス板３３，６３の全画面
分の透明電極に代えて、複数の水平走査ライン分に対応
するように画面を複数（この例では５つ）に分割した状
態の走査ライン電極ＴＤｋ（透明電極）を設ける。他
は、図１の偏波面回転素子の構成と同様である。そし
て、ＬＣＤ１の垂直走査に同期させて走査ライン電極Ｔ
Ｄｋ（ｋ＝１，２，…，５）と対向透明電極付きガラス
板３２，６２の透明電極との間の走査ライン電圧Ｅｋを
制御して、各走査ラインの画素からの直線偏波の偏波面
を０°から９０°または９０°から０°に、垂直方向に
順次回転するようにスキャンする。
素子３，６の透明電極付きガラス板３３，６３の全画面
分の透明電極に代えて、複数の水平走査ライン分に対応
するように画面を複数（この例では５つ）に分割した状
態の走査ライン電極ＴＤｋ（透明電極）を設ける。他
は、図１の偏波面回転素子の構成と同様である。そし
て、ＬＣＤ１の垂直走査に同期させて走査ライン電極Ｔ
Ｄｋ（ｋ＝１，２，…，５）と対向透明電極付きガラス
板３２，６２の透明電極との間の走査ライン電圧Ｅｋを
制御して、各走査ラインの画素からの直線偏波の偏波面
を０°から９０°または９０°から０°に、垂直方向に
順次回転するようにスキャンする。
【００２６】図３は、このときの走査ライン電圧Ｅｋ
（ｋ＝１，２，…，５）の例を示す図である。すなわ
ち、各フィールド区間を５分割し、当該分割した区間の
書き込みが開始されるタイミングで、走査ライン電圧Ｅ
ｋを偏波面０°から９０°または偏波面９０°から０°
への制御電圧に変化させる。
（ｋ＝１，２，…，５）の例を示す図である。すなわ
ち、各フィールド区間を５分割し、当該分割した区間の
書き込みが開始されるタイミングで、走査ライン電圧Ｅ
ｋを偏波面０°から９０°または偏波面９０°から０°
への制御電圧に変化させる。
【００２７】図２の状態は、第１走査ライン電極ＴＤ１
と第２走査ライン電極ＴＤ２の部分が現フィールドの書
き込み領域となっており、偏波面は９０°であり、ま
た、第３走査ライン電極ＴＤ３以下は前フィールド表示
領域であって、その偏波面は０°である。
と第２走査ライン電極ＴＤ２の部分が現フィールドの書
き込み領域となっており、偏波面は９０°であり、ま
た、第３走査ライン電極ＴＤ３以下は前フィールド表示
領域であって、その偏波面は０°である。
【００２８】走査ライン電極としては、走査ライン数分
（例えば２１８個）設けるのが理想的であるが、先に述
べたように画面全体としてシフトしても、画面半分くら
い光学偏向で効果があることから、走査ライン数に分割
せずに、上記の例のように複数ライン分毎に分割（例え
ば全体を５分割）した透明電極の構成とすることで、構
成を簡単にしつつ十分な効果を得ることができる。
（例えば２１８個）設けるのが理想的であるが、先に述
べたように画面全体としてシフトしても、画面半分くら
い光学偏向で効果があることから、走査ライン数に分割
せずに、上記の例のように複数ライン分毎に分割（例え
ば全体を５分割）した透明電極の構成とすることで、構
成を簡単にしつつ十分な効果を得ることができる。
【００２９】図４に偏波面回転素子（πセル）として強
誘電液晶を使用した場合の原理を示す。
誘電液晶を使用した場合の原理を示す。
【００３０】まず、光進行方向と同方向に電界がかかっ
ている時の液晶光軸と入射偏波面（Ｙ軸）が一致するよ
うにすると、出射光の偏波面は変化しない。次に電界を
進行方向と逆にかけると、液晶光軸は円錐が回転するよ
うな軌跡で４５度傾く。この状態でＹ軸方向に偏波した
光が入射すると、液晶光軸成分と垂直成分にわけられ、
各々の方向の屈折率の違い（複屈折性）から各方向成分
の光の速度が異なる。ここで光軸方向に垂直な光の位相
を平行な光の位相に比べて出射側で１８０度差がつくよ
うな厚みｄ（２πｄ（ｎｅ−ｎｏ）／λ＝π、ｎｅ：異
常光屈折率、ｎｏ：正常光屈折率より計算される）の液
晶を通過させると、合成波は入射光に比べ９０度回転す
る。
ている時の液晶光軸と入射偏波面（Ｙ軸）が一致するよ
うにすると、出射光の偏波面は変化しない。次に電界を
進行方向と逆にかけると、液晶光軸は円錐が回転するよ
うな軌跡で４５度傾く。この状態でＹ軸方向に偏波した
光が入射すると、液晶光軸成分と垂直成分にわけられ、
各々の方向の屈折率の違い（複屈折性）から各方向成分
の光の速度が異なる。ここで光軸方向に垂直な光の位相
を平行な光の位相に比べて出射側で１８０度差がつくよ
うな厚みｄ（２πｄ（ｎｅ−ｎｏ）／λ＝π、ｎｅ：異
常光屈折率、ｎｏ：正常光屈折率より計算される）の液
晶を通過させると、合成波は入射光に比べ９０度回転す
る。
【００３１】なお、偏光スクリーンに対して光学ウォブ
リングシステムから投影表示する場合に、フリッカを防
止する意味では、上記実施例の第２の偏波面回転素子を
円偏波変換素子や偏光解消板に代えることで対策でき
る。これらの円偏波変換素子や偏光解消板は、いずれも
偏波方向により屈折率の異なる素子から形成され、透過
方向の厚みがそれぞれ異なっている。円偏波変換素子で
あれば、１／４波長板が代表的なものであり、その厚み
は光の波長の１／４となっている。また、偏光解消板
は、光の波長の数倍以上の厚みを有している。このよう
な素子の遅相軸（屈折率の高い方向の軸）を、上記実施
例における複屈折光学素子から出射された表示光の０°
もしくは９０°の偏波方向の軸に対して４５°の角度で
実装する。これにより、複屈折光学素子から出射された
表示光は偏光が解消され、偏光スクリーンの偏光方向に
かかわりなく、いずれのフィールドの画面も若干暗くは
なるが反射されて見えるので、画素倍増効果が得られる
とともにフリッカが防止できる。この実施例は、駆動を
必要としないので簡易であり、通常スクリーンでもいく
らか偏光する場合に、フリッカ対策としてメリットがあ
る。
リングシステムから投影表示する場合に、フリッカを防
止する意味では、上記実施例の第２の偏波面回転素子を
円偏波変換素子や偏光解消板に代えることで対策でき
る。これらの円偏波変換素子や偏光解消板は、いずれも
偏波方向により屈折率の異なる素子から形成され、透過
方向の厚みがそれぞれ異なっている。円偏波変換素子で
あれば、１／４波長板が代表的なものであり、その厚み
は光の波長の１／４となっている。また、偏光解消板
は、光の波長の数倍以上の厚みを有している。このよう
な素子の遅相軸（屈折率の高い方向の軸）を、上記実施
例における複屈折光学素子から出射された表示光の０°
もしくは９０°の偏波方向の軸に対して４５°の角度で
実装する。これにより、複屈折光学素子から出射された
表示光は偏光が解消され、偏光スクリーンの偏光方向に
かかわりなく、いずれのフィールドの画面も若干暗くは
なるが反射されて見えるので、画素倍増効果が得られる
とともにフリッカが防止できる。この実施例は、駆動を
必要としないので簡易であり、通常スクリーンでもいく
らか偏光する場合に、フリッカ対策としてメリットがあ
る。
【００３２】
【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明の
偏光回転による光学ウォブリング表示装置によれば、複
屈折光学素子から出たフィールド毎に偏波面が回転する
表示光に対し偏波面を固定（通常垂直）に戻すよう逆に
偏波面を回転する偏波面回転素子を複屈折光学素子の後
に設けたので、各フィールドの表示光が偏光スクリーン
で全部反射されるようにすることができ、従来のコント
ラスト改善偏光スクリーンに対して従来同等のコントラ
スト改善ができるとともに画素倍増することができる。
偏光回転による光学ウォブリング表示装置によれば、複
屈折光学素子から出たフィールド毎に偏波面が回転する
表示光に対し偏波面を固定（通常垂直）に戻すよう逆に
偏波面を回転する偏波面回転素子を複屈折光学素子の後
に設けたので、各フィールドの表示光が偏光スクリーン
で全部反射されるようにすることができ、従来のコント
ラスト改善偏光スクリーンに対して従来同等のコントラ
スト改善ができるとともに画素倍増することができる。
【００３３】また、上記の偏波面回転素子に代えて円偏
波変換素子や偏光解消板を用いた場合には、偏光機能を
有するスクリーンに対して、各フィールドの表示光を反
射できるので、簡易に画素倍増することができるととも
に、フリッカを防止することができる。
波変換素子や偏光解消板を用いた場合には、偏光機能を
有するスクリーンに対して、各フィールドの表示光を反
射できるので、簡易に画素倍増することができるととも
に、フリッカを防止することができる。
【図１】本発明の一実施例を示す構成図
【図２】分割電極を有する偏波面回転素子の構造例を示
す図
す図
【図３】上記偏波面回転素子の駆動電圧タイミングを示
す図
す図
【図４】上記偏波面回転素子として強誘電液晶を使用し
た場合の原理説明図
た場合の原理説明図
【図５】従来のウォブリング表示装置の構成図
１…ＬＣＤ ２…複屈折光学素子 ３…第１の偏波面回転素子（πセル） ４…ドライブ回路 ５…偏光スクリーン ６…第２の偏波面回転素子（πセル） ３１，６１…ＦＬＣ ３２，３３，６２，６３…透明電極付きガラス板 ３４，６４…位相補償フィルタ
Claims (4)
- 【請求項１】 直線偏光された表示光を出射するモザイ
ク表示装置と、該表示光の偏波面を映像信号の１フィー
ルド毎に０度と９０度に回転する第１の偏波面回転素子
と、前記０度の偏光波と９０度の偏光波の光路シフトを
発生する複屈折光学素子と、を有する光学ウォブリング
表示装置において、 前記複屈折光学素子から出射されたフィールド毎に偏波
面が回転してくる表示光に対し、前記０度の偏光波は０
度のまま通過させ前記９０度の偏光波は０度に偏波面を
回転させる第２の偏波面回転素子を前記複屈折光学素子
の後に設け、前記第２の偏波面回転素子から出射される
表示光を偏波方向が前記０度の偏波光に一致する偏光ス
クリーンに投影表示することを特徴とする偏光回転によ
る光学ウォブリング表示装置。 - 【請求項２】 直線偏光された表示光を出射するモザイ
ク表示装置と、該表示光の偏波面を映像信号の１フィー
ルド毎に０度と９０度に回転する第１の偏波面回転素子
と、前記０度の偏光波と９０度の偏光波の光路シフトを
発生する複屈折光学素子と、を有する光学ウォブリング
表示装置において、 前記複屈折光学素子から出射されたフィールド毎に偏波
面が回転してくる表示光に対し、前記０度の偏光波は９
０度に偏波面を回転させ前記９０度の偏光波は９０度の
まま通過させる第２の偏波面回転素子を前記複屈折光学
素子の後に設け、前記第２の偏波面回転素子から出射さ
れる表示光を偏波方向が前記９０度の偏波光に一致する
偏光スクリーンに投影表示することを特徴とする偏光回
転による光学ウォブリング表示装置。 - 【請求項３】 第１の偏波面回転素子および第２の偏波
面回転素子の電極を同一の複数個に分割し、前記第１の
偏波面回転素子における前記分割した各電極の偏波面回
転制御をモザイク表示装置の走査に同期させて行うとと
もに、前記第２の偏波面回転素子における前記分割した
各電極の偏波面回転制御を前記第１の偏波面回転素子に
連動したタイミングで行うことを特徴とする請求項１ま
たは請求項２記載の偏光回転による光学ウォブリング表
示装置。 - 【請求項４】 直線偏光された表示光を出射するモザイ
ク表示装置と、該表示光の偏波面を映像信号の１フィー
ルド毎に０度と９０度に回転する第１の偏波面回転素子
と、前記０度の偏光波と９０度の偏光波の光路シフトを
発生する複屈折光学素子と、を有する光学ウォブリング
表示装置において、 前記複屈折光学素子から出射されたフィールド毎に偏波
面が回転してくる偏光された表示光に対し、前記偏光を
解消する円偏波変換素子または偏光解消素子を前記複屈
折光学素子の後に設け、前記円偏波変換素子または偏光
解消素子から出射される表示光を偏光方向で反射が異な
るスクリーンに投影表示することを特徴とする偏光回転
による光学ウォブリング表示装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15973094A JP3230377B2 (ja) | 1994-07-12 | 1994-07-12 | 偏光回転による光学ウォブリング表示装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15973094A JP3230377B2 (ja) | 1994-07-12 | 1994-07-12 | 偏光回転による光学ウォブリング表示装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0829779A JPH0829779A (ja) | 1996-02-02 |
| JP3230377B2 true JP3230377B2 (ja) | 2001-11-19 |
Family
ID=15700027
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15973094A Expired - Fee Related JP3230377B2 (ja) | 1994-07-12 | 1994-07-12 | 偏光回転による光学ウォブリング表示装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3230377B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005156723A (ja) * | 2003-11-21 | 2005-06-16 | Ricoh Co Ltd | 表示装置 |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3813693B2 (ja) * | 1997-06-24 | 2006-08-23 | オリンパス株式会社 | 画像表示装置 |
| US6407726B1 (en) * | 1998-01-06 | 2002-06-18 | Sony Corporation | Method for driving display devices, and display device |
| JP4880142B2 (ja) * | 2001-09-18 | 2012-02-22 | 株式会社リコー | 液晶素子、光偏向素子、該光偏向素子を用いた画像表示装置、光偏向素子の製造方法、及び該光偏向素子の駆動方法 |
| JP2003185974A (ja) * | 2001-12-20 | 2003-07-03 | Olympus Optical Co Ltd | 画像表示装置 |
| JP5625518B2 (ja) | 2010-06-15 | 2014-11-19 | セイコーエプソン株式会社 | プロジェクター |
| JP5772091B2 (ja) * | 2011-03-11 | 2015-09-02 | 株式会社Ｊｖｃケンウッド | 画素ずらし表示装置、画素ずらし表示方法、画素ずらし表示装置を備える投射型表示装置 |
-
1994
- 1994-07-12 JP JP15973094A patent/JP3230377B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005156723A (ja) * | 2003-11-21 | 2005-06-16 | Ricoh Co Ltd | 表示装置 |
| JP4488337B2 (ja) * | 2003-11-21 | 2010-06-23 | 株式会社リコー | 表示装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0829779A (ja) | 1996-02-02 |
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Legal Events
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