JPH0730822A

JPH0730822A - 光学装置

Info

Publication number: JPH0730822A
Application number: JP5194252A
Authority: JP
Inventors: Hidehiko Takanashi; 英彦高梨; Eriko Matsui; 恵理子松居; Eiho You; 映保楊; Shichiyou Hide; 史朝秀; Nobue Kataoka; 延江片岡; Keiichi Nito; 敬一仁藤; Akio Yasuda; 章夫安田
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1993-07-09
Filing date: 1993-07-09
Publication date: 1995-01-31

Abstract

(57)【要約】【構成】ウォブリングに使用する液晶素子の液晶15と
して、その応答速度ｔ₁が光学素子の応答速度ｔ₂より
も速い強誘電性液晶等を用いている液晶素子３。【効果】表示素子等の光学素子の画素を目的位置に確
実にシフトさせ、完全に１フィールドの画像をずらし、
鮮明な画像を得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、液晶、プラズマ、ＥＬ
（エレクトロルミネッセンス）等の如く画素が離散的な
ディスプレイや、撮像画素が離散的なＣＣＤ（電荷結合
素子）により代表される固体撮像素子等に好適な液晶素
子からなる光学装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】液晶、プラズマ、ＥＬ等の如くモザイク
状、ドット状等の離散的な画素配列を持った表示素子に
対して、ＮＴＳＣ方式等で線順次走査の画素表示を行う
際、本来アナログ信号であるべき輝度信号が粗くサンプ
リングされて水平方向の位置情報が欠落してしまう。ま
た、垂直方向の画素分解能が走査線数だけ実装できない
場合、走査線の情報を欠落するか、あるいは同一画素上
に上書きするために、輝度信号等の位置分解能（即ち、
ディスプレイの解像度）を低下させていた。

【０００３】例えば、ＮＴＳＣ方式で駆動するＴＦＴ(T
hin-Film-Transistor)−ＴＮ(Twisted Nematic）液晶ビ
ューファインダーにおいて、ＮＴＳＣ方式では、１フレ
ーム（つまり、ビューファインダーが表示する一枚の
絵）は、偶数本目の走査線と奇数本目の走査線からそれ
ぞれ成る二つのフィールドで形成され、フレーム周波数
は30Hz（つまり、フィールド周波数は60Hz）である。現
状のＴＦＴビューファインダーは、ＮＴＳＣ方式の走査
線数 525本を実装できないため、奇数フィールドと偶数
フィールドを同一画素に書き込む等の方法をとってい
る。このため、垂直分解能がＮＴＳＣ方式の原理よりも
低下しているのが現状である。

【０００４】また、画素サイズが大きく、さらにブラッ
クマトリックス等の非表示画素部分のつなぎ目の存在に
より、離散的画素配列のモザイク状の画面が目立ち、画
面の質感を低下させていた。

【０００５】上記の現象は、ＣＣＤによる撮像において
も同様に生じる。即ち、ＣＣＤを構成している撮像画素
が離散的なために、被写体の画像情報が構成画素ピッチ
でサンプリングされてしまうため、水平及び垂直の空間
分解能を低下させていた。

【０００６】そこで、ウォブリング技術を採用して、絵
素ずらし素子を導入し、奇数フィールドと偶数フィール
ドの画像を空間的にずらすことにより、垂直分解能を向
上させる方法が提案されている。これは、水平方向にも
適用され、水平分解能の向上も可能である。

【０００７】

【発明に至る経過】ここで、絵素ずらし素子（ウォブリ
ング素子）の応答速度と絵素をずらされる（ウォブリン
グされるべき）表示素子又は撮像素子の応答速度との関
係が重要になる。以下に、その中の一画素を取り出して
説明する。

【０００８】図２には、絵素ずらし素子と絵素をずらさ
れる素子の光学応答の関係を示す（但し、透過率が50％
となる時刻をフィールドの始めと終わりに一致させてあ
る）。この場合、ウォブリングされるべきＴＦＴビュー
ファインダーのＴＮ液晶の応答速度ｔ₂はフィールド周
波数に比較して十分速くなく、フィールド情報は前フィ
ールドの情報を含んでいるため、ビューファインダーと
絵素ずらし素子の透過率が所望値の50％に達する時刻が
一致するようにタイミングを合わせてある。ＴＮモード
では、１フィールドごとの透過率平均を見ている。

【０００９】しかしながら、いかにタイミングを合わせ
ようとしても、絵素ずらし素子の応答速度ｔ₁'が遅く、
所望の複屈折を持つコーン角に到達するまで時間がかか
るため（換言すれば、絵素ずらし素子に用いる液晶のコ
ーン角が所望の大きさよりも小さいため）、完全に絵素
をずらすことができず、平均でしか絵素ずらしを行うこ
とができない。従って、１フィールドの画像を移動しな
がら見ることになり、鮮明な画像が得られない。また、
その極端な場合、絵素ずらし素子の応答速度ｔ₁'が表示
素子又は撮像素子を駆動する方式の１フィールド時間よ
り長いと、絵素ずらしの効果が全く現れない。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、確実
かつ良好に絵素ずらし（ウォブリング）を実現でき、鮮
明な画像を得ることができる液晶素子からなる光学装置
を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】即ち、本発明は、ウォブ
リングされるべき表示素子、撮像素子等の光学素子の光
路中に、複屈折媒体と組み合わされて配置され、前記光
学素子をウォブリングするのに使用される液晶素子から
なり、使用温度において応答速度が前記光学素子の応答
速度よりも速い強誘電性液晶が前記液晶素子に用いられ
ている光学装置に係るものである。

【００１２】本発明によれば、図１に例示するように、
ウォブリングに使用する液晶素子の液晶として、その応
答速度ｔ₁が光学素子（ここではＴＦＴビューファイン
ダー）の応答速度ｔ₂よりも速い強誘電性液晶を用いて
いることが極めて特徴的である。即ち、上述したように
両素子の透過率を所望値の50％に達する時刻を一致させ
た状態で、液晶素子の強誘電性液晶が所望のコーン角に
迅速に到達することになり、光学素子の画素を目的位置
に確実にシフトさせ、完全に１フィールドの画像をずら
し、鮮明な画像を得ることができるのである。

【００１３】本発明において、こうした効果を一層顕著
にするには、上記の強誘電性液晶（絵素ずらし素子）の
応答速度ｔ₁は、ウォブリングされるべき光学素子の応
答速度ｔ₂の50％以下、更には10％以下（即ち、t₁≦0.
5 ×t₂、更にはt₁≦0.1 ×t₂）とすることが望ましい。

【００１４】本発明に使用する強誘電性液晶は、電界の
作用に対して液晶ダイレクタの方向が変化し易く、応答
速度が非常に速い（例えば、立ち上がり及び立ち下がり
時間ともにμsec オーダー〜数ｍsec であって、ツイス
トネマチック液晶の特に立ち下がり時間に比べてはるか
に速い）ので、ビデオレートでの駆動が十分可能とな
る。

【００１５】この強誘電性液晶と同等の応答速度を示す
ものとして、本発明では、反強誘電性液晶や、電傾効果
（ソフトモード）を示す強誘電性液晶も使用することが
できる。これらの液晶については後述する。

【００１６】本発明の光学装置によれば、上記の液晶素
子を位相変調光学素子として用いることにより光の位相
を変化させて偏光面をずらし、更に水晶板等の複屈折媒
体によって入射光を選択的に屈折させるので、離散的画
素に対して一次元又は二次元に効果的にウォブリングを
行え、解像度を向上させ、かつ、画質も良好にすること
ができる。

【００１７】高解像度化されるべき光学素子として表示
素子又は撮像素子があるが、これらは離散的画素から構
成されるツイストネマチック液晶、強誘電性液晶又は反
強誘電性液晶等の液晶表示素子、発光ダイオード等の自
発光型表示素子又はＣＣＤ等であってよい。

【００１８】なお、本発明において、上記の「光学装
置」とは、上記の液晶素子のみを意味することは勿論で
あるが、この液晶素子を組み込んだウォブリング素子
や、更にはこのウォブリング素子を配した表示装置、撮
像装置等も包含する。

【００１９】

【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。

【００２０】図３は、本発明に基いてウォブリング用の
液晶素子とウォブリングされるべき光学素子（ここでは
ＴＦＴビューファインダー）を駆動するときの光学応答
性の一例を示すものである。また、図４には、比較のた
めに、既述した図２に対応する例を示す。

【００２１】図３は、液晶素子に強誘電性液晶を使用し
た実施例であって、絵素をずらされる素子（例えばＴＦ
Ｔビューファインダー）の０−100 ％応答速度ｔ₂＝１
msecに比較して、十分速い０−100 ％応答速度ｔ₁＝0.
5msec を示す絵素ずらし素子（実際には液晶素子）を用
いている。

【００２２】また、図４には、比較例として、絵素ずら
し素子の応答速度が０−100 ％応答速度ｔ₁'＝10msecと
遅い場合を示している。こうした絵素ずらし素子の液晶
にはＴＮ液晶を使用する。

【００２３】そして、１フィールド間（16.7msec）にわ
たって、透過率が 100％である場合を１とする（透過率
曲線と横軸で囲まれている面積が積算透過率に相等す
る）。図３の場合、絵素ずらし素子の方が絵素をずらさ
れる素子に比べて応答速度が速いため、絵素をずらされ
る素子の透過率により透過率が決まる。これを計算する
と0.985 となる。一方、図４では、その反対に、絵素ず
らし素子の速度により決まり、透過率0.850 となる。従
って、本発明に基づく図３の場合、図４に比べて透過率
は15％以上も向上し、明るく鮮明なディスプレイが実現
でき、確実かつ迅速にウォブリングを行える。

【００２４】なお、絵素ずらし素子を構成する液晶素子
では、上記の応答速度ｔ₁は強誘電性液晶の種類等によ
ってコントロールすることができる。例えば、次の如く
に液晶素子（液晶セル）を作製した。

【００２５】即ち、図５に示すように、透明ガラス基板
20、21上に透明電極（例えば 100Ω／□のＩＴＯ：イン
ジウムにスズをドープしたIndium tin oxide）13、14を
スパッタし、さらにその上に、液晶配向膜としてＳｉＯ
斜方蒸着膜22、23を形成した。このＳｉＯ斜方蒸着膜
は、真空蒸着装置内にてＳｉＯ斜方蒸着源から鉛直上に
基板を配し、鉛直の線と基板法線の成す角を85°として
設置した。基板温度 170℃で真空蒸着後、配向性の向上
のために 300℃、１時間の焼成を行った。

【００２６】このようにして作製した配向膜付きの基板
を、その配向処理方向が対向面で反平行となるように組
み、そのスペーサとして、目的ギャップ長に応じたガラ
スビーズ（真糸球：直径 0.8〜3.0 μｍ（触媒化成
製））24を用いた。スペーサは、透明基板の大きさによ
り、小さい面積の場合は周囲を接着するシール材（ＵＶ
硬化型の接着材（フォトレック：セキスイ化学（株）
製））25中に例えば 0.3wt％程度分散させることによ
り、基板間のギャップを制御した。基板面積が大きい場
合には、上記真糸球を基板上に平均密度で 100個／mm²
散布したのち、ギャップをとり、セルの周囲に液晶の注
入孔を確保して上記シール材でセル周囲を接着した。

【００２７】その後、強誘電性液晶ＣＳ−１０１４（チ
ッソ社製）を等方相温度にて減圧下で注入した。液晶注
入後、徐冷し、注入孔周囲のガラス基板上の液晶を除去
したのち、エポキシ系の接着剤で封止し、強誘電性液晶
素子を作製した。

【００２８】なお、本発明で使用可能な強誘電性液晶は
チッソ（株）製、メルク（株）製、ＢＤＨ社製、あるい
は例えば下記の強誘電性液晶化合物又は非カイラル液晶
からなる組成物でも可能であるが、その制限はなく、ま
た、その相系列の制限も必要とせず、必要なのは使用温
度範囲でカイラルスメクチック液晶相をとることであ
る。

【００２９】ここで用いるカイラルスメクチック液晶素
子の液晶層構造は、配向処理方向の組み合せにより、反
平行でブックシェルフ構造、平行でシェブロン構造ある
いは疑似ブックシェルフ構造を有している。

【００３０】

【化１】

【００３１】

【化２】

【００３２】

【化３】

【００３３】

【化４】

【００３４】

【化５】

【００３５】更に、カイラルスメクチック液晶以外で
も、スイッチングスピードが高速で有れば、例えば、下
記の反強誘電性液晶（ＡＦＬＣ）や電傾効果を示すスメ
クチックＡ相でも適用可能である。本発明で使用できる
液晶は、ビデオレートで駆動可能な強誘電性液晶、反強
誘電性液晶、あるいは電傾効果を有するスメクチックＡ
液晶のスイッチ状態において、少なくとも２つの状態が
存在し、そのうち少なくとも２つの状態の異常光軸が26
〜64度の角をなすカイラルスメクチック液晶素子で偏光
面を回転できるように光学配置できるものである。

【００３６】＜反強誘電性液晶＞反強誘電性液晶は、Ｃ
handani らにより1988年に見出されたものであって、次
の３点を特徴としている。（１）反強誘電状態と２つの強誘電状態の３安定状態間
のスイッチングを利用する。（２）明確なしきい値特性を示し、マルチプレクス駆動
した時のコントラストを高くとれる。（３）プラスとマイナスのヒステリシスを交互に使い、
内部分極の発生が抑えられるため、焼き付き現象が起こ
りにくい。

【００３７】この反強誘電性液晶材料の特徴としては、
強誘電性液晶と異なり、カイラル液晶がその組成物のほ
とんどであるということ（自発分極が大きく、強誘電性
液晶のほぼ10倍）、不斉炭素に関する置換基はＣＨ
₃基、ＣＦ₃基、Ｃ₂Ｈ₅基をもつ化合物は容易に反強
誘電性を示し、コア構造が拡張する。例えば、チッソ社
製のＣＳ−４０００がある。

【００３８】＜電傾効果を示すスメクチック液晶＞電傾
効果とは、カイラル分子によって構成されるスメクチッ
クＡ相において、温度を一定としたときに電場によって
配向ベクトルの傾き角が誘起される現象である。スメク
チックＡ相において、配向ベクトルはスメクチック層の
法線方向を向き、長軸回りに自由回転しているが、層に
沿った電場を印加することによって自由回転が阻害さ
れ、電場方向の分極Ｐが誘起される。

【００３９】分極Ｐと傾き角θの線形結合をＰ＝ｋθと
仮定すれば、Ｐ＝（ε⊥^*−ε⊥０）ε_OΕ 従って、θ＝（ε⊥^*−ε⊥０）ε_OΕ／ｋのように、印加電場Ｅに比例した傾き角が生じる。ここ
で、ε⊥^*とε⊥０は光学活性物質のラセミ体の誘電
率、ε_Oは真空の誘電率である。このことから、カイラ
ル液晶のラセミ体のそれぞれの誘電率の差が大きいほ
ど、大きな電傾効果を現す。

【００４０】そして、上記の強誘電性液晶等の液晶はい
ずれも、電界の作用に対して液晶ダイレクタの方向が変
化し易く、応答速度が非常に速い（例えば、立ち上がり
及び立ち下がり時間ともにμsec オーダー〜数ｍsec で
あって、ツイストネマチック液晶の特に立ち下がり時間
に比べてはるかに速い）ので、ビデオレートでの駆動が
十分可能となる。

【００４１】特に、後述のウォブリング（絵素ずらし）
では、立ち上がりと立ち下がりの応答時間がフィールド
時間の１／３以下で、かつ、立ち上がり時間と立ち下が
り時間との比が互いに２倍を越えないものが好ましい。

【００４２】この点、ネマチック液晶を用いた場合は、
高速のものでも電界印加時の立ち上がり時間は比較的短
いが、オフ時の立ち下がり時間は長いために、フィール
ド内でのスイッチングが十分でなく、有効な絵素ずらし
効果が得られ難い。ツイストネマチックの絵素ずらし素
子では、透過率変化０〜90％での立ち上がり＋立ち下が
り時間は最小で15ｍsec 程度（室温）であり、ＮＴＳＣ
の２：１線飛越走査方式（１フィールド当たり１／60秒
（16.7ｍｓ））でもかなり実現が困難であり、さらにフ
レーム数が同じで４：１線飛越走査方式を適用すれば、
１フィールド当たり１／120 秒(8.3ｍｓ）であり、全く
追従できなくなる。

【００４３】これに対して、強誘電性液晶素子を用いた
絵素ずらし法は、そのスイッチング時間がＴＮ液晶より
も短いため、有効であることがわかる。ちなみに、強誘
電性液晶素子の立ち上がり＋立ち下がり時間はμsec オ
ーダーから、最も遅いものでも数ｍｓ以下である。

【００４４】下記の表１には、各種液晶の応答時間を比
較して示すが、本発明に使用可能な液晶の応答速度は著
しく早い。

【００４５】次に、上記した液晶セル３をウォブリング
素子として組み込んだ光学装置を説明する。

【００４６】図６及び図７は、本発明を液晶光学表示装
置１に適用したものであって、同一光路中に光の進行方
向に沿って順次配置された液晶表示素子（ＬＣＤ）２
と、位相変調光学素子としての強誘電性液晶素子（ＦＬ
Ｃ）３と、水晶板等の透明基板からなる複屈折媒体４と
の組み合わせによって構成されている。ここで、理解容
易のために、各構成素子は、液晶表示素子ＬＣＤの１つ
の構成表示画素５に対応した区画についてそれぞれ示さ
れている（以下、同様）。

【００４７】上記のＬＣＤ２の画素５は全体としてモザ
イク状等の離散的な画素配列からなっており、また、使
用される液晶はＴＮ（ツイストネマチック）、ＳＴＮ
（超ツイストネマチック）、ＳＨ（スーパーホメオトロ
ピック）、更にはＦＬＣ等からなっている。このＬＣＤ
２は、図示省略したが、公知の如くにパネル自身に偏光
板を有し、出力光６は直線偏光を有している。

【００４８】そして、この直線偏光６に対し、上記のＦ
ＬＣ３と複屈折媒体４とで構成されるウォブリング素子
（絵素ずらし素子）７によって平行方向又は垂直方向に
絵素ずらしが行われる。

【００４９】このためには、ＦＬＣ素子３の一つの異常
光軸８を表示画素５の偏光面９と平行あるいは垂直とな
るように配置し、更に、等価的に一軸性の光学軸（一軸
的な光学異方性）を有する透明基板４の異常光軸10のＸ
−Ｙ面（入射側）への射影成分を偏光面９に対し、平行
（Ｙ方向）あるいは垂直（Ｘ方向）に配置している。

【００５０】ＦＬＣ素子３に用いる液晶は、ビデオレー
トで高速スイッチング可能なものであって、カイラルス
メクチック液晶等が挙げられ、また、複屈折媒体４には
水晶板等が使用可能である。但し、後述するように、Ｆ
ＬＣに代えて反強誘電性液晶（ＡＦＬＣ）や、電傾効果
を示すスメクチック液晶（例えばスメクチックＡ）も有
効であり、また、水晶板以外の複屈折素子も勿論使用可
能である。

【００５１】次に、この表示装置１におけるウォブリン
グ動作を概略的に説明する。

【００５２】まず、図６のように、強誘電性液晶素子３
のスイッチ状態が状態１の場合、表示素子２側から照射
される光６の偏光面９と強誘電性液晶素子３の異常光軸
８が平行のため、透過光11は偏光面を維持したまま複屈
折を有する水晶板４に照射される。水晶板４では、入射
偏光面内に水晶の異常光軸10を含むため、Ｙ軸方向に偏
光している光は水晶板４の異常光軸10の傾いている方向
へ屈折し、再び空気層へ12として出るとき光軸と平行に
なり、入射光の光軸とのずれがＹ方向に生じる。

【００５３】一方、図７のように、強誘電性液晶素子３
のスイッチ状態が状態２の場合、偏光面９と異常光軸８
が約45度の角をなしているため、透過光11は異常光軸の
向きに回転し、直線偏光（Ｙ軸方向）→楕円偏光→円偏
光→楕円偏光→直線偏光（Ｘ軸方向）と強誘電性液晶素
子３内を変化し、偏光面は初期状態から90度回転し、水
晶板４に照射される。水晶板４では、入射偏光面内に水
晶の異常光軸10を含まないため、光11は屈折しないでそ
のままの光軸を維持し、再び空気層へ出射光12として出
る。

【００５４】このように、ＦＬＣ３のスイッチ状態、即
ち、状態１と状態２での水晶板４による屈折の有無で光
軸をずらし、この光軸のずれを絵素ずらしの動作原理と
して用いることができる。

【００５５】ここで、ＦＬＣ３における上記スイッチ状
態を決める液晶のコーン角について説明する。強誘電性
液晶（反強誘電性液晶でも同様）では、電界印加による
液晶ダイレクタのスイッチング挙動としては、「液晶辞
典」（培風館発行）のＰ150に記載されている南部−ゴ
ールドストーンモードに従って液晶分子が仮想的なコー
ン上を動く。さらに、電傾効果を有するスメクチックＡ
液晶（同液晶辞典のＰ145)では、同液晶辞典のＰ119 に
記載されているソフトモードを利用した場合でも、コー
ン角に類似した各液晶組成物に固有のコーン角を有して
いる。

【００５６】即ち、図８に示すようなＩＴＯ（インジウ
ムにスズをドープしたIndium tin oxide) からなる透明
電極13−14間に挟まれた液晶15のコーンモデルを考え
る。コーンの開き角をコーン角θｒと呼び、このコーン
角の透明電極の付いたガラス基板への投影を見かけのコ
ーン角θと呼ぶ。光学的にはこの見かけのコーン角θに
ついて考えれば良い。

【００５７】そこで、コーン角を調整するには、コーン
角の異なる複数の液晶をブレンドすることができる。

【００５８】上記の複屈折媒体４については、入射され
た光の偏光方向により光軸のずれを与えるため、等価的
に一軸性の異常光軸10が図７のようにＺ軸と同一面上に
存在し、かつ、軸に対して平行でない素子を用いる。

【００５９】例えば水晶板での光学軸のずれＬを下記の
式により計算する。図９のように、複屈折透明媒体４の
異常光軸10がウォブリング光学系の光軸となす角をβと
し、水晶板４の厚みをｄとする。ここで、水晶板４の常
光の屈折率ｎ_oと異常光の屈折率ｎ_eは、ｎ_e＝1.5533
6 、ｎ_o＝1.54425 である。ここでは、 0.7インチ、1
0.3万画素のアクティブマトリックスＴＮ液晶ディスプ
レイを垂直方向に高解像度化するために、Ｌ＝24.5μｍ
のずれを与える値としてβ＝45度、ｄ＝4.17mmとした。

【００６０】

【数１】

【００６１】ここで、光軸のずれＬを発現させるのに効
果的なβの範囲は10〜80度であった。この光学軸のずれ
は、後述する構成画素ピッチにより異なる。

【００６２】次に、本発明に基づく液晶光学装置を構成
する各素子の具体的な組み合わせ例のスイッチ状態を図
10に示す。ここで組み合わせる液晶表示素子２として
は、アクティブマトリックスＴＮ液晶、ＳＴＮ液晶表示
素子、強誘電性液晶表示素子、反強誘電性液晶表示素
子、ＳＨ表示素子等、その種類を問わない。ここではそ
の一例として、ＴＮ液晶との組み合わせ例を示す。

【００６３】図11に示すノーマリーホワイトのＴＮ液晶
表示素子の場合、ＴＮ液晶に電界が印加されない状態で
光源からの光が透過するものである。ここでは、バック
ライト17−偏光板18−ＴＮ液晶２−偏光板19の組み合わ
せ、或いは、反射板−偏光板18−ＴＮ液晶２−偏光板19
の組み合わせが従来と同様のＴＮ液晶表示素子を示す。
そして、ＴＮ液晶素子２、強誘電性液晶素子３にはそれ
ぞれ、透明電極がその両面に配置してあるのは言うまで
もない。

【００６４】この場合、電界強度が増大するにつれてＴ
Ｎ液晶２のねじれが解除され、徐々に偏光板を通して光
がもれ、階調表示が実現されるが、いずれの透過光も強
誘電性液晶素子３の前で偏光板19により同一の直線偏光
になるため、上述した動作原理に従って絵素ずらしを行
うことができる。

【００６５】図12に示すノーマリーブラックのＴＮ液晶
表示素子の場合、ＴＮ液晶に電界が印加された状態で光
が透過するモードであり、電界強度が減少するにつれて
ＴＮ液晶２のねじれが徐々に復帰し、徐々に暗くなり、
階調表示が実現されるが、いずれの透過光も強誘電性液
晶素子３の前で偏光板19により同一の直線偏光になるた
め、上述した動作原理に従って絵素ずらしを行うことが
できる。

【００６６】このように、どのようなタイプの液晶表示
素子でも、表示素子から出てくる光がほぼ直線偏光であ
れば、本発明を適用できることが明確である。

【００６７】上述した例は、偏光を有する表示素子につ
いてのものであるが、本発明は無偏光の表示素子にも勿
論適用できる。

【００６８】図13に示すように、表示画素５からの光の
偏光度が小さい場合、偏光にするために、表示素子２と
絵素ずらし素子７を結ぶ光路中に偏光板19を挿入すれば
良い。光学的配置条件は上述の液晶表示素子の場合と同
様である。

【００６９】ここで使用可能な無偏光ディスプレイ２と
しては、プラズマディスプレイ、ＬＥＤディスプレイ等
の自発光型表示素子がある。

【００７０】上述した如く、本発明に基いて、ビデオレ
ートで駆動可能なカイラルスメクチック液晶をはじめと
した位相変調素子（強誘電性液晶、反強誘電性液晶、あ
るいは電傾効果を有するスメクチックＡ液晶）３を用い
たウォブリング素子７を離散的な画素から構成される液
晶、プラズマ、ＬＥＤ等のディスプレイと観測者の網膜
とを結ぶ光路中に配置し、ウォブリング（絵素ずらし）
を行うことができる。

【００７１】次に、上述の液晶光学装置を更に具体的に
説明する。

【００７２】液晶表示素子の高解像度化の駆動法と動作ＮＴＳＣの２：１線飛越走査方式では、２フィールドで
完全な一つの画面（１フレーム）ができる。そして、第
１（奇数）フィールドと第２（偶数）フィールドでは、
垂直方向の位置情報に関して互いに補間しあっており、
１秒間のフィールド枚数を多くして解像度を維持する方
法である。しかし、液晶表示素子の如く、特に垂直画素
数が少ない場合に、奇数フィールドと偶数フィールドを
同一走査線上に上書きしてしまうために、本来有してい
る解像度を低下させている。

【００７３】ここでは、奇数フィールドと偶数フィール
ドで同期をとって絵素ずらしを行い、高速な映像の置き
換えによる残像効果を応用して、垂直方向の高解像度化
を図った。以下に、その絵素ずらしのシフト量について
述べる。実際には、液晶には点順次あるいは線順次走査
があり、時系列的に走査されるが、ここでの説明では原
理が理解し易いように同時刻で取り扱う。

【００７４】モノクロマチック表示素子、３板式カラー
表示素子或いはカラーシーケンシャル表示素子の場合：
１つのスイッチング素子が１絵素に相当するので、単純
に１絵素の絵素ずらし方向の重心点間距離（構成表示画
素間の中心間距離）の半分の長さの光軸の絵素ずらし方
向へのシフトにより、高解像度化され、同時に画素間の
非表示部位（例えばブラックマトリックス）が目立たな
くなる。しかし、シフトは絵素の重心点間距離の正確に
半分でなくてもよい。

【００７５】即ち、図14に示すように、ブラックマトリ
ックス部と構成画素部の口径の大きさの違いにより、そ
の有効なシフト量が異なる。ブラックマトリックス部が
構成画素口径と同じか大きい場合、高解像度化を行いた
い方向の構成画素ピッチの半分の長さのシフト（ａ）が
最適であるが、その許容度は画素位置のシフトが認識さ
れる構成画素口径の半分が必要である。さらに、ブラッ
クマトリックス部が構成画素口径よりも小さい場合、最
低限、ブラックマトリックス部の長さのシフトが有効と
なる（ｂ、ｃ）。

【００７６】絵素ずらし方向の長さ成分に対して、ブラ
ックマトリックス部の長さをＬ_B、構成画素口径をＬ_A
とすると、画素ピッチはＬ_P＝Ｌ_A＋Ｌ_Bとなり、絵素
ずらし量Ｌは、 Min(Ｌ_B、Ｌ_A／２）≦ Ｌ ≦ Max(Ｌ_P−Ｌ_B、Ｌ_P−Ｌ_A／２）で表される。

【００７７】この式をＬ_PとＬ_Aを用いて表せば、 Min(Ｌ_P−Ｌ_A、Ｌ_A／２）≦ Ｌ ≦ Max(Ｌ_A、Ｌ_P−Ｌ_A／２）となる。なお、上記の各式におけるMin(ｘ、ｙ）、Max
(ｘ、ｙ）はそれぞれ、ｘ、ｙの内の小さい値、大きい
値を与える関数とする。

【００７８】ここでの例のように、垂直方向に絵素ずら
しを行えば、図15のように垂直方向が高解像度化され
る。同様にして、水平方向に絵素ずらしを行えば、水平
方向が高解像度化される（図16）。更に、斜め方向に絵
素ずらしを行えば、垂直及び水平方向が高解像度化され
る（図17）。

【００７９】カラーフィルタを有するカラー液晶表示素
子の場合：通常のカラー表示素子では、Ｒ、Ｇ、Ｂカラ
ーフィルタのトリオにより１絵素を構成している。Ｒ、
Ｇ、Ｂの配置法は、インライン配列（図18）、デルタ配
列（図19）等があるが、ここでの光軸のシフト量は絵素
ずらし方向の最近接ＲＧＢトリオ面積重心間距離の１／
２の長さにすれば良い。

【００８０】このような絵素ずらし素子の絵素ずらし方
向は、垂直方向だけでなく、水平方向或いは斜め方向も
含む２次元の絵素ずらしにより、ずらした方向の解像度
を向上させることができる。更に、絵素ずらし範囲は、
絵素ずらし方向の長さ成分に対する構成画素口径Ｌ_Aを
ＲＧＢの画素トリオのものとし、ブラックマトリックス
部の長さをＬ_Bとすることにより、上記したモノクロマ
チック表示素子と同様の条件とすることができる。

【００８１】絵素ずらし動作における駆動電極分割数の
範囲：上述したような、高解像度化されるべき素子は、
原理的には、１画素当たりの各々のスイッチングに同期
させた絵素ずらしを必要とする。この場合には、点順次
走査の場合はＴＦＴ（Thin Film Transistor) のマトリ
ックスのように画素数分の絵素ずらし素子が必要とな
る。さらに、線順次走査の場合は、水平走査線の数の電
極分割が必要であることになる。

【００８２】従って、高解像度化したい表示素子の水平
走査線数をＮとした場合、線順次走査の時は透明電極を
垂直方向に１／Ｎ分割するのが理想的である。しかし、
高解像度化のためには、コスト的に同等の絵素ずらし素
子が必要となってしまう。そこで、本発明者は、ヒュー
マンファクタによりこの電極分割上限を低下させ、コス
トダウンを行えると考え、次に示す実験を行った。

【００８３】上記のＴＦＴカラー液晶表示素子と組み合
わせ、垂直同期信号に同期させて強誘電性液晶素子のス
イッチングのタイミングをとったところ、時系列データ
を考慮しないで、パネル全面のＦＬＣ素子のスイッチン
グを行っても、パネル垂直方向の約１／４が 240ＴＶ本
から 370ＴＶ本へと高解像度化された。

【００８４】なお、ここでの解像度評価は、ＮＴＳＣの
解像度評価用パターン（ビデオシグナルパターンジェネ
レータ：ソニー社製ＭＴＳＧ−１０００）からの信号を
ビデオ入力し、白黒のラインの解像性を観測により判別
した（以下、同様）。

【００８５】ここでの実験から、１／４程度までの垂直
方向の分割でも高解像度化が有効であることが判った。
即ち、高解像度化のためには、水平走査線数Ｎの表示素
子と組み合わせる絵素ずらし素子は垂直方向にＮ分割〜
１分割すれば良いが、パネル全面の高解像度化を行うた
めには、Ｎ分割〜３分割が好ましい。さらに、電極加工
精度、コスト等を考慮すれば、Ｎ／２或いは（Ｎ＋１）
／２のうちのいずれかの整数分割以下が好ましい。

【００８６】５分割電極構成によるＦＬＣ絵素ずらし素
子の高解像度化の具体例：図20に分割電極の組み合わせ
例を示す。この分割電極はガラス基板上に透明電極（Ｉ
ＴＯ）13、14を形成し、電極を５分割するようにエッチ
ングした。ＩＴＯ電極間距離（エッチング部分）を10μ
ｍとした。この電極間距離はセルギャップよりも大きい
（更には、非表示部位よりは短い）ことが電極間電位差
による絶縁破壊防止、即ち、耐圧等の点で必要である。
ここでは、セルギャップは１μｍ〜3.0μｍとした。分
割電極の組み合わせは、片側をコモン電極としてもよ
く、また、両側を分割電極としてもよいことは容易に判
る。

【００８７】さらに、配向膜としてはＳｉＯ配向膜を用
い、セル組み立て方法及び液晶注入方法は単極セルの場
合と同様である。液晶配向方向については絵素ずらし方
向を考慮して設定した。

【００８８】絵素ずらし素子の同期信号について：飛越
走査法（インターレース）動画像、例えば映画では毎秒24こま、テレビでは毎秒25
枚または30枚の画像を送っている。しかし、毎秒24枚か
ら30枚ではフリッカー妨害が大きく、使用に絶えない。
このため、映画では１こまを２回ずつ照射し、毎秒48こ
まの繰り返しを行い、テレビでは飛越走査法を用いて伝
送帯域幅を増加しないで毎秒の繰り返し回数を増やして
いる。日本国内標準では２：１線飛越走査法を使用して
いる。

【００８９】即ち、図21に示すように、ａ点から開始し
た走査はＮ／２回の水平走査でｂ点に達して、垂直帰線
期間にｃ点に移り、さらにＮ／２回の水平走査でｄ点に
達し、垂直基線期間に再びａ点に戻る。ｄからｂに至る
期間を第１（奇数）フィールドといい、ｂからｄに至る
期間を第２（偶数）フィールドという。２：１線飛越走
査方式では２フィールドで完全な一つの画面（１フレー
ム）ができる。この他、３：１、５：１線飛越走査方式
などがある。

【００９０】ＮＴＳＣ方式等の線順次走査の画面表示を
行う際に、現在のＣＲＴではアナログ的なためにその解
像度においては問題が少ないが、液晶、プラズマ、ＥＬ
等の如く画素が離散的なディスプレイについては、離散
的画素配列のためにかなりの水平方向の位置情報が欠落
したり、走査線の情報を欠落するか、あるいは輝度信号
の位置分解能を低下させる（即ち、ディスプレイの解像
度を低下させる）ことについては、既述した通りであ
る。

【００９１】ここで、絵素ずらし（ウォブリング）のタ
イミングをとる具体的方法を示す。テレビ信号は、図22
に示すように各フィールドの輝度信号と垂直同期パル
ス、水平同期パルス、色信号、色同期パルスから構成さ
れている。ここでは、奇数フィールド（第１フィール
ド）及び偶数フィールド（第２フィールド）の垂直同期
パルスを検出し、ここからＦＬＣドライバに同期信号を
送り、続いて、ドライバ内で各チャンネル毎にディレイ
を与えたドライブ波形をＦＬＣセルに送れば良い。

【００９２】分割ＦＬＣ素子とＦＬＣドライブ回路とビ
デオ信号処理系との同期について：図23に、電極の構成
とドライブ回路、ビデオ信号処理系の接続と同期方法に
ついて示した。即ち、ビデオ信号処理装置40によって、
奇数フィールド（第１フィールド）及び偶数フィールド
（第２フィールド）の各同期パルスとＲＧＢ信号を表示
素子２に供給すると同時に、各フィールドの垂直同期パ
ルスを検出してＦＬＣドライバ41に同期信号を送り、続
いて、ドライバ41内で各チャンネル毎にディレイを与え
たドライブ波形をＦＬＣセル３に送る。

【００９３】駆動波形は図24のようにし、全面ＩＴＯの
側をコモン電極とし、５分割電極側をＣｈ１〜Ｃｈ５に
分けて、図示したようにパルス駆動した。即ち、検出し
た垂直同期信号を基準とし、１フィールドの時間を５分
割し、各チャンネルでシーケンシャルに遅れを与えた。
従って、ＴＮ液晶表示素子２の駆動とＦＬＣ素子３の駆
動は同期していることが重要である。

【００９４】さらに、絵素ずらしの方向を変える具体的
方法を説明する。表示素子２の垂直方向を高解像度化す
る場合（図25）と、垂直、水平方向を高解像度化する方
法（図26）を示す。この結果、各目的とした方向の高解
像度化が確認できた。

【００９５】上記の５分割ＦＬＣ素子において、ドライ
ブ条件、光学的配置、絵素ずらし量を考慮して高解像度
化の検討を行ったところ、 0.7インチ、10.3万画素のア
クティブマトリックスＴＮ液晶ディスプレイにおいてパ
ネル全面に亘って 240ＴＶ本から 370ＴＶ本以上へと高
解像度化し、更に、非表示部位であるブラックマトリッ
クスが目立たなくなり、高解像度でかつ滑らかな画面が
達成できた。

【００９６】上記した高解像度化技術は直視型、反射
型、投射型等、様式を問わずに使用できる。このうち、
図27〜図28に投射型ディスプレイの二例をそれぞれ示し
た。

【００９７】図27の例では、ハロゲンランプ17からの光
をコールドフィルタ43を通してバックライトとして表示
素子２に導き、上述したウォブリング処理後にレンズ系
44からスクリーン45へと画像が投影される。

【００９８】図28はミラー型ディスプレイを示し、光源
17からの光をフィルタ46を通し、各ダイクロイックミラ
ー47によって所定の波長光（Ｒ、Ｇ、Ｂ）にそれぞれ分
離し、コンデンサーレンズ48から各ウォブリング素子に
入射され、ここでウォブリングされた後、再び合成され
てスクリーン45上に投影される。これと同様にして、プ
リズム型ディスプレイにもウォブリングが行える。

【００９９】上述した高解像度化技術は、ディスプレイ
として応用するため、可視光の波長範囲で使用する。

【０１００】撮像素子への適用本発明は、上述した表示素子２に限らず、離散的な画素
から構成されるＣＣＤ等の撮像素子と被写体とを結ぶ光
路中に上述したウォブリング素子７を配置する場合にも
適用される。

【０１０１】本発明を図29及び図30に示した撮像装置71
に適用する場合も、上述した表示装置において述べた各
種の条件及び原理、説明が同様にして採用されることが
望ましい。以下においては、上述した表示装置について
の内容と同様のものは特に繰り返して説明しないが、そ
れに比べて、撮像装置に特有のものを主として説明する
こととする。

【０１０２】撮像素子、例えばＣＣＤを用いるとき、例
えば１／３インチＣＣＤを水平方向、垂直方向あるいは
水平及び垂直方向に同時に高解像度化するため、β＝45
度として水晶板の厚さｄを調整することにより、絵素ず
らしの量を調節した。１／３インチＣＣＤの水平方向の
ピッチが6.35μｍ、垂直方向のピッチが 7.4μｍである
ので、各方向への高解像度化のための絵素ずらし量は、
各ピッチの約１／２の3.18μｍ、 3.7μｍとすれば良
い。更に、斜め方向の絵素ずらしの場合は水平、垂直方
向成分を各辺とした長方形の対角線の長さのシフトが必
要となり、この時は、4.88μｍとすれば良い。

【０１０３】例えば、Ｌ＝3.7 μｍのずれを与えるた
め、β＝45度、ｄ＝0.63mmとした。ここで、光軸のずれ
Ｌを発現させるのに効果的なβの範囲は10〜80度であっ
た。

【０１０４】撮像素子を使用する際、被写体と撮像素子
53を結ぶ光路中に、被写体−偏光子−ＦＬＣ素子−複屈
折基板−撮像素子の順序で配置される。この場合、レン
ズ系、アイリス、波長制限フィルタは被写体と撮像素子
を結ぶ光路中のどこに配してもよい。

【０１０５】図29、図30に示すように、強誘電性液晶素
子３のスイッチ状態が状態１の場合、被写体50の側から
の照射光成分ａは、レンズ51、絞り52を通った後、偏光
板19により絵素ずらし方向に偏光される。光の偏光面と
強誘電性液晶素子３の異常光軸８が平行のため、透過光
は偏光面を維持したまま複屈折を有する水晶板４に照射
される。水晶板４では、入射偏光面内に水晶の異常光軸
を含むため、Ｙ軸方向に偏光している光は水晶板の異常
光軸の傾いている方向へ屈折し、再び空気層へ出るとき
光軸と平行になり、入射光の光軸とのずれが生じ、ＣＣ
Ｄ撮像素子53の各絵素に照射される。

【０１０６】一方、強誘電性液晶素子３のスイッチ状態
が状態２の場合、偏光面と異常光軸８が約45度の角をな
しているため、透過光は異常光軸の向きに回転し、直線
偏光（Ｙ軸方向）→楕円偏光→円偏光→楕円偏光→直線
偏光（Ｘ軸方向）と強誘電性液晶素子内を変化し、偏光
面は初期状態から90度回転し、水晶板４に照射される。
水晶板４では、入射偏光面内に水晶の異常光軸を含まな
いため、屈折しないでそのままの光軸を維持し、再び空
気層へ出て、ＣＣＤ撮像素子53の各絵素に照射される。
即ち、被写体のａ’部分を撮像することになる。この状
態１と状態２の光軸のずれを絵素ずらしの動作原理とし
て用いることができる。

【０１０７】図31には、具体的な配置例を示した。ビデ
オカメラ、スチルビデオカメラ等の光学系の場合、外界
からの入射光は概ね偏光していないので、外界（被写
体）と強誘電性スイッチング素子の間に偏光板を入れる
ことを特徴とし、レンズ、絞りに対しての位置関係を問
わない。その他の光学配置は、被写体−レンズ−絞り−
偏光板−強誘電性スイッチング素子−一軸的な光学異方
性を有する透明基板−撮像素子の順である。ここで組み
合わせる撮像素子としては、ＣＣＤ、ＭＯＳ型素子等、
その種類を問わない。

【０１０８】こうした撮像素子は、表示素子とは異な
り、受光素子であるために、被写体の空間解像度（空間
分離能）を向上させることができる。ここでは、表示素
子のように順次方式ではなく、同時方式で行えるため、
ＦＬＣ素子３のスイッチング部はＣＣＤ素子全面に同時
に作用してよく、位相変調素子３の空間的な電極分割を
必要としない。即ち、例えばＣＣＤ撮像素子の画素も、
離散的なために光軸のずれがない場合には各画素にａ、
ｂ、ｃの位置分解能しかないが、フレームを分割し、ま
ずこのａ、ｂ、ｃの情報を同時方式で蓄積後、転送し、
次のフィールドで強誘電性液晶素子３の絵素ずらしによ
り、ａ’、ｂ’、ｃ’の位置情報を同時方式で蓄積後、
転送し、最初のフィールドとの再合成を行うことによ
り、垂直分解能が２倍に向上する。

【０１０９】特に垂直解像度だけでなく、水平解像度も
向上させるためには、１フレームをさらに３フィール
ド、４フィールドとしなければならないが、このために
も強誘電性液晶素子の高速応答性が必要である。強誘電
性液晶素子を用いた絵素ずらし法は、上述したように、
そのスイッチング時間がＴＮ液晶よりもずっと短いた
め、有効である。

【０１１０】モノクロマチック撮像素子、３板式カラー
撮像素子の場合：１つのスイッチング素子単位が１絵素
に相当するので、単純に解像度改善方向の１絵素の重心
点間距離の半分の長さの光軸の解像度改善方向へのシフ
トにより、高解像度化される。さらに、その許容範囲は
シフト長の50％〜150 ％が適当である。

【０１１１】カラーフィルタを有する撮像素子の場合：
Ｒ、Ｇ、Ｂカラーフィルタのトリオにより１絵素を構成
している。Ｒ、Ｇ、Ｂの配置法はデルタ配列、インライ
ン配列等があるが、ここでの光軸のシフト量は解像度改
善方向の最近接Ｒ、Ｇ、Ｂトリオ面積重心間距離の１／
２の長さにすれば良い。さらに、その許容範囲はシフト
長の50〜150 ％が適当である。

【０１１２】これらセルのビデオカメラ：ハンディカム
ＴＲ−１（ソニー社製）への具体的実装例を説明する
が、まず、それに使用可能な赤外カットフィルタ及びロ
ーパスフィルタについて説明する。

【０１１３】〔１〕通常の可視光の撮像の場合ＣＣＤ撮像素子などの半導体撮像素子は、その感度域が
380〜1200nmにまで広がっている。通常の可視光の画像
を撮像する場合には、本来人間の眼で感知できない近赤
外光域まで撮像してしまうため、画像に対して悪影響を
及ぼす。従って、図32のように赤外カットフィルタ61を
被写体50とＣＣＤ53との間に入れる必要がある。

【０１１４】ここでは、絵素ずらし素子に赤外カットフ
ィルタ(700nm以上の波長をカットする。）61を組み合わ
せる場合の例を示す。さらに、ウォブリング素子に用い
られている水晶板だけでは、高周波成分のカットが不十
分であるため、光学ローパスフィルタが必要である。そ
こで、一般に高画質のＣＣＤビデオカメラに用いられて
いる７点ボケ用の水晶ローパスフィルタ（複数の水晶板
64からなる。）を組み込んだ（図32、図33）。

【０１１５】このローパスフィルタは、１枚の水晶板中
で入射光をその複屈折を利用して２点ボケにし、さらに
光軸の周りに回転させた他の水晶板の積層により２点像
を４点像に、さらに３枚目の水晶板で７点像としてぼか
し、ローパスフィルタ特性を向上させることができるも
のである。

【０１１６】即ち、このように入射光をぼかすことによ
り、画像情報の空間周波数の高い成分を除去でき、モア
レ縞及び色偽信号等の問題を回避することができる。但
し、水晶板１枚の場合は、ｙ方向のみ高周波成分をカッ
ト若しくは分散できるが、上記ではｘ、ｙの両方向にお
いて高周波成分をカット若しくは分散でき、低周波成分
の感度を保持したまま高周波成分の画像への影響（結像
した画像出力にモアレ縞パターンや色偽信号が生じるこ
と）を一層なくすことができる。

【０１１７】こうしたローパスフィルタを用いない実装
例を図34に、同ローパスフィルタを用いた実装例を図35
に示した。いずれも、絵素ずらし素子（ウォブリング素
子）７はＣＣＤ53の前位に設けられている。

【０１１８】ローパスフィルタ64を用いる場合、ローパ
スフィルタの第１の異常光軸がウォブリング時の偏光と
30〜60°の角度をなすときは、ローパスフィルタの効果
は得られるが、それ以外ではローパスフィルタ特性がフ
ィールドで変化してしまう。このとき、絵素ずらし素子
７と光学ローパスフィルタとの間にλ／４板（図示せ
ず）を入れることにより、フィールド間でのローパスフ
ィルタ特性の差を低減し、ローパスフィルタ特性を十分
発揮できるようになる。

【０１１９】図36には、ＣＣＤを３つ用いた色分解カメ
ラシステムを示している。但し、ＣＣＤドライブ回路、
ウォブリング素子ドライブ回路は省略した。

【０１２０】〔２〕赤外光の撮像の場合ＣＣＤ撮像素子などの半導体撮像素子の近赤外光域を利
用し、本来人間の眼で感知できない近赤外光域のみを撮
像することができる。この場合、敢えて、赤外カットフ
ィルタを入れる必要はない。

【０１２１】この場合、赤外光だけを撮像するには、可
視光カットフィルタ(760nm以下をカットする。）を被写
体とＣＣＤとの間に入れる必要がある。これにより、被
写体の温度分布等を撮像することができる。このときの
撮像波長は 700〜1200nmにまで及ぶため、絵素ずらし素
子の位相差はその半波長の 350〜600nm が必要である。

【０１２２】以上、本発明の実施例を説明したが、上述
の実施例は本発明の技術的思想に基いて更に変形が可能
である。

【０１２３】例えば、上述した液晶素子をはじめ、各構
成部分の構造、材質や形状、組み立て方法等は種々変更
してよい。駆動波形については、上述のものに限らず、
液晶の応答速度も更に速くすることもできる。基板もガ
ラス板ではなく、他の光学的に透明な材質であればよ
い。液晶についても、種々のものが採用可能である。

【０１２４】本発明が適用される対象は、上述した表示
装置、撮像装置の如き光学システムと共に、同システム
に組み込み可能なウォブリング素子、或いは液晶素子自
体も包含することは勿論である。

【０１２５】

【発明の作用効果】本発明は上述した如く、ウォブリン
グに使用する液晶素子の液晶として、その応答速度が光
学素子の応答速度よりも速い強誘電性液晶等を用いてい
るため、光学素子の画素を目的位置に確実にシフトさ
せ、完全に１フィールドの画像をずらし、鮮明な画像を
得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に基づく液晶素子と表示素子との光学的
応答を示すグラフである。

【図２】本発明に基づかない液晶素子と表示素子との光
学的応答を示すグラフである。

【図３】本発明に基づく液晶素子と表示素子との光学的
応答を具体的数値で示すグラフである。

【図４】本発明に基づかない液晶素子と表示素子との光
学的応答を具体的数値で示すグラフである。

【図５】ＦＬＣ液晶素子を用いた位相変調素子としての
液晶セルの断面図である。

【図６】本発明の実施例による表示装置の状態１での概
略図である。

【図７】同表示装置の状態２での概略図である。

【図８】同表示装置に用いる強誘電性液晶（ＦＬＣ）の
コーン角の説明図である。

【図９】複屈折媒体による光軸のずれの説明図である。

【図10】同表示装置の具体例の各スイッチ状態での概略
図である。

【図11】同表示装置にノーマリーホワイトのＴＮ液晶表
示素子を用いた場合の概略図である。

【図12】同表示装置にノーマリーブラックのＴＮ液晶表
示素子を用いた場合の概略図である。

【図13】偏光度の小さい表示素子を用いた表示装置の概
略図である。

【図14】ウォブリング（絵素ずらし）時のシフト量を各
場合で示す概略図である。

【図15】ウォブリング状態の説明図である。

【図16】他のウォブリング状態の説明図である。

【図17】更に他のウォブリング状態の説明図である。

【図18】ＲＧＢインライン配列表示素子のウォブリング
状態の説明図である。

【図19】ＲＧＢデルタ配列表示素子のウォブリング状態
の説明図である。

【図20】位相変調素子における分割電極を示す概略斜視
図である。

【図21】インターレース走査法の説明図である。

【図22】テレビの各フィールドでの同期信号の波形図で
ある。

【図23】上記表示装置の各素子間の接続関係を示すブロ
ック図である。

【図24】電極分割型の位相変調素子の駆動波形図であ
る。

【図25】同素子を用いた表示装置の概略図である。

【図26】同素子を用いた他の表示装置の概略図である。

【図27】上記表示装置を適用したディスプレイの断面図
である。

【図28】ディスプレイへの他の適用例の断面図である。

【図29】本発明の他の実施例による撮像装置の状態１で
の概略図である。

【図30】同撮像装置の状態２での概略図である。

【図31】同撮像装置の具体例の概略図である。

【図32】水晶光学ローパスフィルタの実装状態の概略図
である。

【図33】同水晶フィルタ３枚により生じるボケを説明す
る原理図である。

【図34】上記撮像装置の実装例の断面図である。

【図35】他の実装例の断面図である。

【図36】更に他の実装例の断面図である。

【符号の説明】

１・・・（液晶光学）表示装置２・・・（液晶）表示素子３・・・強誘電性液晶素子４・・・複屈折媒体５・・・表示画素７・・・ウォブリング素子（絵素ずらし素子）８、10・・・異常光軸９・・・偏光方向 13、14・・・透明電極 15・・・液晶 17・・・光源 18、19・・・偏光板 20、21・・・透明基板 22、23・・・配向膜 50・・・被写体 53・・・ＣＣＤ素子 71・・・撮像装置ｔ₁、ｔ₁'、ｔ₂・・・応答時間

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者秀史朝東京都品川区北品川６丁目７番35号ソニー株式会社内 (72)発明者片岡延江東京都品川区北品川６丁目７番35号ソニー株式会社内 (72)発明者仁藤敬一東京都品川区北品川６丁目７番35号ソニー株式会社内 (72)発明者安田章夫東京都品川区北品川６丁目７番35号ソニー株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ウォブリングされるべき光学素子の光路
中に、複屈折媒体と組み合わされて配置され、前記光学
素子をウォブリングするのに使用される液晶素子からな
り、使用温度において応答速度が前記光学素子の反応速
度よりも速い強誘電性液晶が前記液晶素子に用いられて
いる光学装置。
【請求項２】請求項１に記載した応答速度を示す反強
誘電性液晶が請求項１に記載した液晶素子に用いられて
いる光学装置。
【請求項３】請求項１に記載した応答速度を示しかつ
電傾効果を示す強誘電性液晶が請求項１に記載した液晶
素子に用いられている光学装置。
【請求項４】光学素子に用いられる液晶の応答速度が
ウォブリングされるべき光学素子の応答速度の50％以下
である、請求項１〜３のいずれか１項に記載した光学装
置。