JP2000258764A - 反射型ライトバルブ及び投射装置 - Google Patents
反射型ライトバルブ及び投射装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 分子がミラー背面でピクセル・エッジと揃
い、コントラストと効率が改良され、黒状態でのスペー
サ・ポストの可視性が低下したねじれネマティック液晶
（ＬＣ）層を含むライトバルブを提供すること。 【解決手段】 ＬＣ構造は、背面がピクセル・エッジと
直線をなす方向にラビングされる。ＬＣ層には、従来の
ＴＮライトバルブと同じねじれ回転と複屈折が与えられ
る。偏光制御は、ｘ、ｙピクセル軸に対してねじれ角度
だけ偏光が回転される光でライトバルブを照射し、反射
光の直交偏光成分を集めることにより維持される。ライ
トバルブの上部ガラスは、従って、背面がラビングされ
る水平方向または垂直方向からねじれ角度だけ回転され
る方向にラビングされる。
い、コントラストと効率が改良され、黒状態でのスペー
サ・ポストの可視性が低下したねじれネマティック液晶
（ＬＣ）層を含むライトバルブを提供すること。 【解決手段】 ＬＣ構造は、背面がピクセル・エッジと
直線をなす方向にラビングされる。ＬＣ層には、従来の
ＴＮライトバルブと同じねじれ回転と複屈折が与えられ
る。偏光制御は、ｘ、ｙピクセル軸に対してねじれ角度
だけ偏光が回転される光でライトバルブを照射し、反射
光の直交偏光成分を集めることにより維持される。ライ
トバルブの上部ガラスは、従って、背面がラビングされ
る水平方向または垂直方向からねじれ角度だけ回転され
る方向にラビングされる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、分子がミラー背面
のピクセル・エッジと整列するねじれネマティックＬＣ
層を含み、コントラストが改良され、黒（ブラック）状
態でスペーサ・ポストの可視性が低下する反射型液晶
（ＬＣ）ライトバルブに関する。
のピクセル・エッジと整列するねじれネマティックＬＣ
層を含み、コントラストが改良され、黒（ブラック）状
態でスペーサ・ポストの可視性が低下する反射型液晶
（ＬＣ）ライトバルブに関する。
【０００２】
【従来の技術】投射型（投射型またはプロジェクション
とも言うことがある）ディスプレイ向けの反射型ライト
バルブが普及している。反射型ライトバルブは、ピクセ
ル開口率の減少を比較的小さくして小型化できるので、
投射装置もこれに応じて小型化でき、コストも削減され
る。４５°ねじれ、５４°ねじれモード等のねじれ（ツ
イステッド）ネマティック液晶（ＴＮＬＣ）層をベース
にした反射型ライトバルブは、開発が進んでいるＬＣ技
術を利用し、白黒や中間のグレイ・イメージの領域を再
生する際、比較的低い駆動電圧で適度な光学反応を示
す。しかし、黒状態でのイメージの表示は、後述する不
完全性を示す。従来、前述した装置は、ライトバルブの
ピクセルのｘ、ｙ軸と直線をなす方向に偏光する光によ
って照射される。つまり、入射電界はピクセル・エッジ
に平行または垂直である。次に、ミラー背面の電界が、
この入射方向に対するねじれ角度だけ回転される。例え
ば、背面の偏光は、ピクセル・エッジに対して４５°ま
たは５４°回転される。
とも言うことがある）ディスプレイ向けの反射型ライト
バルブが普及している。反射型ライトバルブは、ピクセ
ル開口率の減少を比較的小さくして小型化できるので、
投射装置もこれに応じて小型化でき、コストも削減され
る。４５°ねじれ、５４°ねじれモード等のねじれ（ツ
イステッド）ネマティック液晶（ＴＮＬＣ）層をベース
にした反射型ライトバルブは、開発が進んでいるＬＣ技
術を利用し、白黒や中間のグレイ・イメージの領域を再
生する際、比較的低い駆動電圧で適度な光学反応を示
す。しかし、黒状態でのイメージの表示は、後述する不
完全性を示す。従来、前述した装置は、ライトバルブの
ピクセルのｘ、ｙ軸と直線をなす方向に偏光する光によ
って照射される。つまり、入射電界はピクセル・エッジ
に平行または垂直である。次に、ミラー背面の電界が、
この入射方向に対するねじれ角度だけ回転される。例え
ば、背面の偏光は、ピクセル・エッジに対して４５°ま
たは５４°回転される。
【０００３】背面（バックプレーン）の形状は通常、水
平、垂直のミラー電極エッジを含み、ピクセル・ミラー
は行列の形に配置され、投射イメージのピクセルが形成
される。これらのピクセル電極のような導体が、電磁
（Ｅ＆Ｍ）界により照射されると、その境界に沿って電
流が生じ、その結果光線が散乱する。エッジが直線のと
き、散乱光の偏光固有状態は、これらのエッジとおおよ
そ直線をなす。入力偏光がこれら固有状態のいずれかで
ない場合、例えば、回転後の向きのとき、散乱光はエッ
ジによってデポラライズ（消偏光）する傾向がある。ピ
クセル電極形状による散乱からのデポラリゼーションを
避けるには、背面での偏光を、４５°や５４°に配向す
るのではなく、水平または垂直にすることが望ましい。
このようなデポラリゼーションによって、不要な光が黒
状態のイメージに加わり、白（ホワイト）状態のイメー
ジからは有効な光が排除される。この散乱光を生じるピ
クセルは、イメージ情報を伝える回折次数と同じ周期性
を持つので、レーザ照射源の場合には可能としても、デ
ポラライズした光を空間フィルタリングにより取り除く
ことは不可能である。
平、垂直のミラー電極エッジを含み、ピクセル・ミラー
は行列の形に配置され、投射イメージのピクセルが形成
される。これらのピクセル電極のような導体が、電磁
（Ｅ＆Ｍ）界により照射されると、その境界に沿って電
流が生じ、その結果光線が散乱する。エッジが直線のと
き、散乱光の偏光固有状態は、これらのエッジとおおよ
そ直線をなす。入力偏光がこれら固有状態のいずれかで
ない場合、例えば、回転後の向きのとき、散乱光はエッ
ジによってデポラライズ（消偏光）する傾向がある。ピ
クセル電極形状による散乱からのデポラリゼーションを
避けるには、背面での偏光を、４５°や５４°に配向す
るのではなく、水平または垂直にすることが望ましい。
このようなデポラリゼーションによって、不要な光が黒
状態のイメージに加わり、白（ホワイト）状態のイメー
ジからは有効な光が排除される。この散乱光を生じるピ
クセルは、イメージ情報を伝える回折次数と同じ周期性
を持つので、レーザ照射源の場合には可能としても、デ
ポラライズした光を空間フィルタリングにより取り除く
ことは不可能である。
【０００４】背面でＬＣ分子の配向を得る最も一般的な
製造工程は、アライメント層のラビング工程である。ラ
ビング工程では、ライトバルブのセル・ギャップが、ミ
ラー・ピクセルの境界に置かれたスペーサ・ポストによ
り維持されるときにアーチファクトが作られる。スペー
サ・ポスト技術の主なメリットは、セル・ギャップを極
めて正確に制御できることである。しかし、スペーサ・
ポストには、近くのＬＣのアライメントを乱すという欠
点がある。ポストのすぐ側に隣接した、ポストの影響を
受けるＬＣの部分により偏光が変化した入射光は、おお
よそピクセル・ミラーを分ける低反射層により吸収され
る。従って、ポストにかなり近い領域では、影響を受け
るＬＣは、表示されるイメージに対してほとんど効果が
ない。残念ながら、外乱の影響を受けるＬＣの領域は、
アライメント層のラビング方向にかなり延伸する（〜１
０μｍ）ことがある。これまでの反射型ＴＮライトバル
ブでは、このラビング方向は、暗いピクセル境界に対し
て４５°等の角度であり、ミラー上の領域でＬＣ障害が
見える状態になる。
製造工程は、アライメント層のラビング工程である。ラ
ビング工程では、ライトバルブのセル・ギャップが、ミ
ラー・ピクセルの境界に置かれたスペーサ・ポストによ
り維持されるときにアーチファクトが作られる。スペー
サ・ポスト技術の主なメリットは、セル・ギャップを極
めて正確に制御できることである。しかし、スペーサ・
ポストには、近くのＬＣのアライメントを乱すという欠
点がある。ポストのすぐ側に隣接した、ポストの影響を
受けるＬＣの部分により偏光が変化した入射光は、おお
よそピクセル・ミラーを分ける低反射層により吸収され
る。従って、ポストにかなり近い領域では、影響を受け
るＬＣは、表示されるイメージに対してほとんど効果が
ない。残念ながら、外乱の影響を受けるＬＣの領域は、
アライメント層のラビング方向にかなり延伸する（〜１
０μｍ）ことがある。これまでの反射型ＴＮライトバル
ブでは、このラビング方向は、暗いピクセル境界に対し
て４５°等の角度であり、ミラー上の領域でＬＣ障害が
見える状態になる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】分子がミラー背面でピ
クセル・エッジと揃い、コントラストと効率が改良さ
れ、黒状態でのスペーサ・ポストの可視性が低下したね
じれネマティック液晶（ＬＣ）層を含むライトバルブを
提供すること。
クセル・エッジと揃い、コントラストと効率が改良さ
れ、黒状態でのスペーサ・ポストの可視性が低下したね
じれネマティック液晶（ＬＣ）層を含むライトバルブを
提供すること。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、背面がピクセ
ル・エッジと直線をなす方向にラビングされる液晶（Ｌ
Ｃ）構造を対象にしている。ＬＣ層のねじり回転と複屈
折は従来のＴＮライトバルブと同じにされる。偏光の制
御は、偏光がｘ、ｙピクセル軸に対してねじり角度だけ
回転される光でライトバルブを照射し、反射光の直交偏
光成分を集めることにより維持される。ライトバルブの
上部ガラスは、従って、背面がラビングされる水平方向
または垂直方向からねじれ角度だけ回転される方向にラ
ビングされる。
ル・エッジと直線をなす方向にラビングされる液晶（Ｌ
Ｃ）構造を対象にしている。ＬＣ層のねじり回転と複屈
折は従来のＴＮライトバルブと同じにされる。偏光の制
御は、偏光がｘ、ｙピクセル軸に対してねじり角度だけ
回転される光でライトバルブを照射し、反射光の直交偏
光成分を集めることにより維持される。ライトバルブの
上部ガラスは、従って、背面がラビングされる水平方向
または垂直方向からねじれ角度だけ回転される方向にラ
ビングされる。
【０００７】更に、本発明では、照射と集光を所望の偏
光方向で行ういくつかの方法を開示している。まず、光
は、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）またはＰＢＳ斜辺
コーティングのＰ面を、そのライトバルブ面との交差部
が所望の照射偏光と直線をなす向きになるよう回転され
る１−ＰＢＳ（例えばＰＢＳ＋プランビコン・プリズ
ム）光学系を通して導入できる。
光方向で行ういくつかの方法を開示している。まず、光
は、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）またはＰＢＳ斜辺
コーティングのＰ面を、そのライトバルブ面との交差部
が所望の照射偏光と直線をなす向きになるよう回転され
る１−ＰＢＳ（例えばＰＢＳ＋プランビコン・プリズ
ム）光学系を通して導入できる。
【０００８】第２に、傾斜を付けたＤＢＥＦビームスプ
リッタを使用できる。通過軸は、基板面内で、所望の集
光偏光の角度または垂直角まで回転される。ＤＢＥＦビ
ームスプリッタ（商標）は3M Corporationの製品であ
る。
リッタを使用できる。通過軸は、基板面内で、所望の集
光偏光の角度または垂直角まで回転される。ＤＢＥＦビ
ームスプリッタ（商標）は3M Corporationの製品であ
る。
【０００９】第３に、光が１枚の偏光板を通してライト
バルブへ斜めに入射し、オフセットの取られた直交偏光
板を通して集光される既存の光学系は、カラー・ダイク
ロイックと線形偏光板の間に置かれる半波長回転板等の
回転板でのみ使用できる。
バルブへ斜めに入射し、オフセットの取られた直交偏光
板を通して集光される既存の光学系は、カラー・ダイク
ロイックと線形偏光板の間に置かれる半波長回転板等の
回転板でのみ使用できる。
【００１０】第４に、従来の配向のＰＢＳや１−ＰＢＳ
の光学系は、光学系とライトバルブの間に置かれる精密
色消し半波長位相差板と共に使用できる。
の光学系は、光学系とライトバルブの間に置かれる精密
色消し半波長位相差板と共に使用できる。
【００１１】第５に、ＰＢＳや１−ＰＢＳの光学系は、
従来の配向で、入力偏光を回転させるねじり層と共に使
用できる。
従来の配向で、入力偏光を回転させるねじり層と共に使
用できる。
【００１２】第６に、ＰＢＳや１−ＰＢＳの光学系は、
従来の配向で、入力偏光を回転させる光学的活性層と共
に使用できる。
従来の配向で、入力偏光を回転させる光学的活性層と共
に使用できる。
【００１３】前記の本発明の実施例では、入力偏光とＬ
Ｃ構造が、回転されないピクセル電極の水平／垂直エッ
ジの向きに回転される。また、ピクセル電極のエッジが
回転されて、従来の配向に保たれたＬＣ構造と整列する
実施例も可能である。
Ｃ構造が、回転されないピクセル電極の水平／垂直エッ
ジの向きに回転される。また、ピクセル電極のエッジが
回転されて、従来の配向に保たれたＬＣ構造と整列する
実施例も可能である。
【００１４】この他の本発明の特徴やメリット及び本発
明の様々な実施例の構造や動作については、添付の図を
参照しながら以下に詳述する。図中、同様の参照符号は
同じ要素または機能的に同様の要素を示す。
明の様々な実施例の構造や動作については、添付の図を
参照しながら以下に詳述する。図中、同様の参照符号は
同じ要素または機能的に同様の要素を示す。
【００１５】
【発明の実施の形態】図８及び図９は、本発明の好適実
施例のライトバルブ構造の概略図である。図８は、透明
な上基板１と下基板６に挟まれた液晶層４を示す。液晶
分子の向きは、アライメント層５、７により決まる。図
９は、図８に示したライトバルブ構造の内部、つまり上
基板（図８の１）のない構造を示す。反射型ピクセル電
極１０はＬＣ層４の下側に置かれる。上下の基板（図８
の１及び６）の間隔はポスト１１により維持される。Ｌ
Ｃ分子の配向の概略は、ＬＣ層４の上面の矢印２から下
部の矢印３までの一連の矢印で示している。矢印の上か
ら下へのねじれ配向は、ＬＣのねじれを表す。下基板６
のＬＣ分子軸とラビング方向は、背面の分子の小さいプ
レティルトを除いてピクセル電極１０のエッジに揃えら
れる。矢印は、実際には、水平面に対するＬＣディレク
タの投射を表す。入力偏光は、上基板１の投射されたＬ
Ｃディレクタに対して平行または垂直である。ここで、
ＬＣ内に所与の深さを持つＬＣディレクタは、背面から
わずかに傾斜し、異常光線の屈折率が極値である場の方
向とみなすことができる。
施例のライトバルブ構造の概略図である。図８は、透明
な上基板１と下基板６に挟まれた液晶層４を示す。液晶
分子の向きは、アライメント層５、７により決まる。図
９は、図８に示したライトバルブ構造の内部、つまり上
基板（図８の１）のない構造を示す。反射型ピクセル電
極１０はＬＣ層４の下側に置かれる。上下の基板（図８
の１及び６）の間隔はポスト１１により維持される。Ｌ
Ｃ分子の配向の概略は、ＬＣ層４の上面の矢印２から下
部の矢印３までの一連の矢印で示している。矢印の上か
ら下へのねじれ配向は、ＬＣのねじれを表す。下基板６
のＬＣ分子軸とラビング方向は、背面の分子の小さいプ
レティルトを除いてピクセル電極１０のエッジに揃えら
れる。矢印は、実際には、水平面に対するＬＣディレク
タの投射を表す。入力偏光は、上基板１の投射されたＬ
Ｃディレクタに対して平行または垂直である。ここで、
ＬＣ内に所与の深さを持つＬＣディレクタは、背面から
わずかに傾斜し、異常光線の屈折率が極値である場の方
向とみなすことができる。
【００１６】本発明のライトバルブの改良された黒状態
は、従来のライトバルブと本発明のライトバルブのピク
セル電極を交差偏光板の間から見た写真から実証するこ
とができる。
は、従来のライトバルブと本発明のライトバルブのピク
セル電極を交差偏光板の間から見た写真から実証するこ
とができる。
【００１７】所望の結果を得るため、本発明には２種類
の実施例がある。最初の実施例クラスの光学系、つまり
偏光は、従来の装置に対して回転される。このクラスの
実施例では、液晶層は、偏光で回転されるが、ピクセル
は変化しない。もう１つのクラスの実施例では、ピクセ
ル・エッジの構造に、例えば、鋸歯状のエッジを加え
る、エッジの向きを回転させる等により変更が加えられ
る。
の実施例がある。最初の実施例クラスの光学系、つまり
偏光は、従来の装置に対して回転される。このクラスの
実施例では、液晶層は、偏光で回転されるが、ピクセル
は変化しない。もう１つのクラスの実施例では、ピクセ
ル・エッジの構造に、例えば、鋸歯状のエッジを加え
る、エッジの向きを回転させる等により変更が加えられ
る。
【００１８】最初の好適実施例の偏光は、従来の光学系
に対して回転される。前述のように所望の偏光方向で照
射・集光が可能な光学系はいくつかあり、以下で詳述す
る。
に対して回転される。前述のように所望の偏光方向で照
射・集光が可能な光学系はいくつかあり、以下で詳述す
る。
【００１９】従来の投射装置は、ほとんどが、偏光ビー
ムスプリッタ（ＰＢＳ）によってイメージ形成ビームを
入力照射から分けている。この種の最も簡単な装置は、
１つのライトバルブとＰＢＳを使用する。ライトバルブ
はＰＢＳの１面に隣接し、ＰＢＳキューブは、その外側
エッジがピクセル・イメージ・グリッドのｘ、ｙ軸と直
線をなすように配向される。
ムスプリッタ（ＰＢＳ）によってイメージ形成ビームを
入力照射から分けている。この種の最も簡単な装置は、
１つのライトバルブとＰＢＳを使用する。ライトバルブ
はＰＢＳの１面に隣接し、ＰＢＳキューブは、その外側
エッジがピクセル・イメージ・グリッドのｘ、ｙ軸と直
線をなすように配向される。
【００２０】本発明に従った１ライトバルブの投射装置
は、図１１を参照して詳述する通り、ＰＢＳを回転後に
非水平方向に配向することにより得られる。このように
して所望の照射偏光が得られる。ライトバルブに隣接し
たキューブ面の２つのエッジは、次に、ライトバルブの
入力面のＬＣの向きに揃えられる。例えば、４５°のね
じれライトバルブは、通常通り、水平、垂直のピクセル
軸に揃えることができ、隣接するＰＢＳキューブは水平
方向から４５°の向きに回転される。ＰＢＳは、その幅
がライトバルブの対角線になるように通常よりも大きく
する必要がある。ねじれ角度は４５°にはできず、ライ
トバルブは、ＰＢＳと直角ではなく、対応する方形プリ
ズムのように長方形にすることができる。このような構
成では、一般にはＰＢＳのサイズを大きくする必要があ
る。
は、図１１を参照して詳述する通り、ＰＢＳを回転後に
非水平方向に配向することにより得られる。このように
して所望の照射偏光が得られる。ライトバルブに隣接し
たキューブ面の２つのエッジは、次に、ライトバルブの
入力面のＬＣの向きに揃えられる。例えば、４５°のね
じれライトバルブは、通常通り、水平、垂直のピクセル
軸に揃えることができ、隣接するＰＢＳキューブは水平
方向から４５°の向きに回転される。ＰＢＳは、その幅
がライトバルブの対角線になるように通常よりも大きく
する必要がある。ねじれ角度は４５°にはできず、ライ
トバルブは、ＰＢＳと直角ではなく、対応する方形プリ
ズムのように長方形にすることができる。このような構
成では、一般にはＰＢＳのサイズを大きくする必要があ
る。
【００２１】同様のレイアウトを、２つのライトバルブ
を１つのＰＢＳで使用するプロジェクタに使用できる。
このレイアウトのＰＢＳは、好適には、当業者には周知
のタイプのいずれかで、漏れ内部全反射にもとづくもの
等、ＰＢＳの両方のアームでコントラストが大きい。こ
のような装置は、L. Liらによる"High Efficiency Proj
ection Displays Having Thin Film Polarizing Beam-S
plitters"、World Patent WO9807279（1998）、L. Liと
J. Dobrowolskiによる"Thin Film PolarizingDevice"、
World Patent WO9707418（1997）及びA. E. Rosenbluth
による"Use ofAir Spaces as Unit-Index Films in Lar
ge Bandwidth Interference Coatings"、IBM Technical
Disclosure Bulleting 12-89（1989）、57ページ乃至5
9ページに開示されている。
を１つのＰＢＳで使用するプロジェクタに使用できる。
このレイアウトのＰＢＳは、好適には、当業者には周知
のタイプのいずれかで、漏れ内部全反射にもとづくもの
等、ＰＢＳの両方のアームでコントラストが大きい。こ
のような装置は、L. Liらによる"High Efficiency Proj
ection Displays Having Thin Film Polarizing Beam-S
plitters"、World Patent WO9807279（1998）、L. Liと
J. Dobrowolskiによる"Thin Film PolarizingDevice"、
World Patent WO9707418（1997）及びA. E. Rosenbluth
による"Use ofAir Spaces as Unit-Index Films in Lar
ge Bandwidth Interference Coatings"、IBM Technical
Disclosure Bulleting 12-89（1989）、57ページ乃至5
9ページに開示されている。
【００２２】３つのライトバルブを使用するプロジェク
タには、シンプルなＰＢＳよりも複雑なビーム分割／再
結合用のプリズム・アセンブリが必要である。このよう
な従来のライトバルブ向けの多要素プリズム・アセンブ
リは、以下の手順により、本発明のライトバルブに適し
たレイアウトに変換することができる。一般にライトバ
ルブは、その垂直面が１つのＰＢＳの中央を通るように
位置付けられる。照射偏光は、本発明のライトバルブに
適した向きに回転するようにすることができる。そのた
めに、この軸回りで光学系が回転される。つまり、４５
°等のねじれ角度に等しい角度で、ライトバルブの向き
は変えずに、ライトバルブの垂直面回りで光学系が回転
される。次に、第２、第３のライトバルブ位置が、回転
した光学系の対応する面の前に変更され、面は、回転分
だけずらされており、回転した光学系の表面を伝わり反
射したときに、イメージが第１ライトバルブのイメージ
に重なるように配向される。この構成は、各ライトバル
ブをその垂直面回りで（例えば４５°）回転させ、次に
系全体を反対方向に４５°回転させることに等しい。具
体的には、ライトバルブの回転によってイメージが回転
し、系全体の回転によってイメージが回転して垂直方向
に戻る。一般に、プリズム系は、ライトバルブの対角線
に及ぶ光線を集めるのに、構成要素が充分広くなるよう
に大きくする必要がある。
タには、シンプルなＰＢＳよりも複雑なビーム分割／再
結合用のプリズム・アセンブリが必要である。このよう
な従来のライトバルブ向けの多要素プリズム・アセンブ
リは、以下の手順により、本発明のライトバルブに適し
たレイアウトに変換することができる。一般にライトバ
ルブは、その垂直面が１つのＰＢＳの中央を通るように
位置付けられる。照射偏光は、本発明のライトバルブに
適した向きに回転するようにすることができる。そのた
めに、この軸回りで光学系が回転される。つまり、４５
°等のねじれ角度に等しい角度で、ライトバルブの向き
は変えずに、ライトバルブの垂直面回りで光学系が回転
される。次に、第２、第３のライトバルブ位置が、回転
した光学系の対応する面の前に変更され、面は、回転分
だけずらされており、回転した光学系の表面を伝わり反
射したときに、イメージが第１ライトバルブのイメージ
に重なるように配向される。この構成は、各ライトバル
ブをその垂直面回りで（例えば４５°）回転させ、次に
系全体を反対方向に４５°回転させることに等しい。具
体的には、ライトバルブの回転によってイメージが回転
し、系全体の回転によってイメージが回転して垂直方向
に戻る。一般に、プリズム系は、ライトバルブの対角線
に及ぶ光線を集めるのに、構成要素が充分広くなるよう
に大きくする必要がある。
【００２３】図１０は、1994年のSID Symposium Digest
of Technical Papersの677ページにBurstynらにより発
表され、本発明に使用するために採用できる系を示す。
系は、Texas Instrumentsのデジタル・マイクロミラー
・デバイス（ＤＭＤ）の傾斜方向に対応するために４５
°に配向される。系には、色を組み合わせるためにプラ
ンビコン・プリズムが使用される。本発明に使用するに
は、内部全反射（ＴＩＲ）プリズム６２をＰＢＳに置き
換える必要がある。
of Technical Papersの677ページにBurstynらにより発
表され、本発明に使用するために採用できる系を示す。
系は、Texas Instrumentsのデジタル・マイクロミラー
・デバイス（ＤＭＤ）の傾斜方向に対応するために４５
°に配向される。系には、色を組み合わせるためにプラ
ンビコン・プリズムが使用される。本発明に使用するに
は、内部全反射（ＴＩＲ）プリズム６２をＰＢＳに置き
換える必要がある。
【００２４】図１１は、本発明の第１好適実施例の光学
系の構成を示す。図１１に示す構成は、ライトバルブ１
１０に垂直な面である軸１２０まわりに４５°回転され
る系を含む。光学系は回転されるが、ライトバルブ１１
０のエッジは、投射されたイメージに求められる非傾斜
配向を保つ。１つの色は、照射源から分割されてＰＢＳ
１２２に導入され、ライトバルブ１２４の照射源を提供
する。残り２つの照射色は、ダイクロイック１２６によ
り分離され、ＰＢＳ１２８、１３０に導かれ、ここでラ
イトバルブ１１０、１３２を照射する。３つのライトバ
ルブから反射されたイメージはｘプリズム１１８により
再結合される。イメージは、共通の非傾斜配向で重ねら
れる。
系の構成を示す。図１１に示す構成は、ライトバルブ１
１０に垂直な面である軸１２０まわりに４５°回転され
る系を含む。光学系は回転されるが、ライトバルブ１１
０のエッジは、投射されたイメージに求められる非傾斜
配向を保つ。１つの色は、照射源から分割されてＰＢＳ
１２２に導入され、ライトバルブ１２４の照射源を提供
する。残り２つの照射色は、ダイクロイック１２６によ
り分離され、ＰＢＳ１２８、１３０に導かれ、ここでラ
イトバルブ１１０、１３２を照射する。３つのライトバ
ルブから反射されたイメージはｘプリズム１１８により
再結合される。イメージは、共通の非傾斜配向で重ねら
れる。
【００２５】ＰＢＳキューブのみ回転することで、図１
２に示すように、投射レンズに必要な後焦点距離を短く
した光学系を形成することができる。白光照射ビーム３
０００は、偏光して、ＤＢＥＦ膜等から形成される偏光
ミラー３００２を通過する。Ｘキューブ３００４の前面
３００６は、４分の１波長位相差板（ＱＷＰ）と緑のダ
イクロイックで被覆される。これらのコーティングは、
緑の照射光を、戻り経路でＤＢＥＦミラー３００２から
反射するように回転される偏光でＤＢＥＦミラー３００
２に反射する。緑の照射光は、従ってＰＢＳ３００８に
向けられ、そこでライトバルブ３０１０が照射される。
その間、赤と青のイメージ成分は、緑ダイクロイック３
００６と第２ＱＷＰを通過して、Ｘキューブ３００４の
対角線ダイクロイックにより分離される。次に、ミラー
３０１２、３０１４によりＰＢＳ３０２８、３０３０に
向けられ、そこでライトバルブ３０２４、３０３２が照
射される。３つの照射チャネルの経路長は、リレー・レ
ンズ（図示せず）により等しくされる。破線３０２２
は、ビーム３０００を通る照射経路が取るべき配向を示
す。Ｘキューブ３０１８による再結合の後に、照射され
た領域が同じ配向になるには、緑チャネルのダブル反射
が必要である。
２に示すように、投射レンズに必要な後焦点距離を短く
した光学系を形成することができる。白光照射ビーム３
０００は、偏光して、ＤＢＥＦ膜等から形成される偏光
ミラー３００２を通過する。Ｘキューブ３００４の前面
３００６は、４分の１波長位相差板（ＱＷＰ）と緑のダ
イクロイックで被覆される。これらのコーティングは、
緑の照射光を、戻り経路でＤＢＥＦミラー３００２から
反射するように回転される偏光でＤＢＥＦミラー３００
２に反射する。緑の照射光は、従ってＰＢＳ３００８に
向けられ、そこでライトバルブ３０１０が照射される。
その間、赤と青のイメージ成分は、緑ダイクロイック３
００６と第２ＱＷＰを通過して、Ｘキューブ３００４の
対角線ダイクロイックにより分離される。次に、ミラー
３０１２、３０１４によりＰＢＳ３０２８、３０３０に
向けられ、そこでライトバルブ３０２４、３０３２が照
射される。３つの照射チャネルの経路長は、リレー・レ
ンズ（図示せず）により等しくされる。破線３０２２
は、ビーム３０００を通る照射経路が取るべき配向を示
す。Ｘキューブ３０１８による再結合の後に、照射され
た領域が同じ配向になるには、緑チャネルのダブル反射
が必要である。
【００２６】本発明の別の実施例では、ＰＢＳではな
く、ＤＢＥＦ反射型偏光板により、入力ビームと出力ビ
ームが分けられる。ＤＢＥＦ膜には固有の偏光軸があ
る。従って、従来の系のＰＢＳキューブの多層斜辺コー
ティングをＤＢＥＦ偏光板に変更した場合、ＤＢＥＦ膜
は、斜辺面内で回転でき、その通過軸は所望の、４５°
等の向きになる。このＤＢＥＦ膜はまた、空中の偏光板
としても機能する。
く、ＤＢＥＦ反射型偏光板により、入力ビームと出力ビ
ームが分けられる。ＤＢＥＦ膜には固有の偏光軸があ
る。従って、従来の系のＰＢＳキューブの多層斜辺コー
ティングをＤＢＥＦ偏光板に変更した場合、ＤＢＥＦ膜
は、斜辺面内で回転でき、その通過軸は所望の、４５°
等の向きになる。このＤＢＥＦ膜はまた、空中の偏光板
としても機能する。
【００２７】本発明の他の実施例では、ビームスプリッ
タではなく傾斜照射により、入力ビームと出力ビームが
分けられる。図１３は、A. E. RosenbluthとK. C. Hoに
よる米国特許出願第０９／０８５０６５号（出願人整理
番号：ＹＯ９９８０５４）"Lightvalve Projection Sys
tem in Which Red、Green、and Blue Image Subpixels
Are Projected from Two Lightvalves and Recombined
Using Total Reflection Prisms"にも開示されている例
で、ビームスプリッタ以外のビーム分割要素を示す。図
１３で、ライトバルブ６０８、６１０の本発明の系を採
用するために、つまり、４５°等の配向の所望の偏光で
照射を行うために、偏光板６１２、６１６の後に半波長
板６１８、６２０が置かれる。ＴＩＲプリズム６１４の
ＡＲコーティングは、偏光クロストークを避けるために
位相を制御する必要がある。
タではなく傾斜照射により、入力ビームと出力ビームが
分けられる。図１３は、A. E. RosenbluthとK. C. Hoに
よる米国特許出願第０９／０８５０６５号（出願人整理
番号：ＹＯ９９８０５４）"Lightvalve Projection Sys
tem in Which Red、Green、and Blue Image Subpixels
Are Projected from Two Lightvalves and Recombined
Using Total Reflection Prisms"にも開示されている例
で、ビームスプリッタ以外のビーム分割要素を示す。図
１３で、ライトバルブ６０８、６１０の本発明の系を採
用するために、つまり、４５°等の配向の所望の偏光で
照射を行うために、偏光板６１２、６１６の後に半波長
板６１８、６２０が置かれる。ＴＩＲプリズム６１４の
ＡＲコーティングは、偏光クロストークを避けるために
位相を制御する必要がある。
【００２８】図１４及び図１５は、本発明のライトバル
ブに使用する傾斜照射型の他の好適光学系を示す。図１
４及び図１５に示されるこの光学系は、M. Boneらによ
りProceedings of the 1998 Strategic Display Sympos
iumの42ページに発表されている。ｘプリズム１１０６
により白光ビームが分割され、３つのライトバルブ１１
０８ａ、１１０８ｂ、１１０８ｃが傾斜角度で照射され
る。光は、好適には、ｘプリズム１１０６を通してＳ偏
光されるが、入力偏光板１１０４の後に置かれた半波長
板１１０２によって、本発明のライトバルブに適した４
５°等の配向で回転される。Boneらによる光学系は、半
波長板１１０２及び、ｘプリズム１１０６の上半分で再
結合するために、反射したイメージ光をＳ偏光に戻す集
光分析偏光板の後の半波長板１１１０により変更され
る。Ｘキューブは、好適には、ダイクロイック・コーテ
ィングを通した拡散伝播によって生じる色の階調をなく
すために、階調ダイクロイックを使用する。
ブに使用する傾斜照射型の他の好適光学系を示す。図１
４及び図１５に示されるこの光学系は、M. Boneらによ
りProceedings of the 1998 Strategic Display Sympos
iumの42ページに発表されている。ｘプリズム１１０６
により白光ビームが分割され、３つのライトバルブ１１
０８ａ、１１０８ｂ、１１０８ｃが傾斜角度で照射され
る。光は、好適には、ｘプリズム１１０６を通してＳ偏
光されるが、入力偏光板１１０４の後に置かれた半波長
板１１０２によって、本発明のライトバルブに適した４
５°等の配向で回転される。Boneらによる光学系は、半
波長板１１０２及び、ｘプリズム１１０６の上半分で再
結合するために、反射したイメージ光をＳ偏光に戻す集
光分析偏光板の後の半波長板１１１０により変更され
る。Ｘキューブは、好適には、ダイクロイック・コーテ
ィングを通した拡散伝播によって生じる色の階調をなく
すために、階調ダイクロイックを使用する。
【００２９】図１６は、傾斜照射を利用し、図１３乃至
図１５に示した実施例の特徴を組み合わせたレイアウト
を示す。Ｘキューブ４０１８は、図１４乃至図１５のよ
うに“２階建て”構造である。ＴＩＲ反射板４０４０、
４０４２は、光をライトバルブに対して斜めに導入する
ために使用される。反射板４０４０、４０４２表面のＡ
Ｒコーティングの位相シフトは、偏光クロストークを訂
正するために、位相差板４０４４または４０４６に関連
していなければならない。
図１５に示した実施例の特徴を組み合わせたレイアウト
を示す。Ｘキューブ４０１８は、図１４乃至図１５のよ
うに“２階建て”構造である。ＴＩＲ反射板４０４０、
４０４２は、光をライトバルブに対して斜めに導入する
ために使用される。反射板４０４０、４０４２表面のＡ
Ｒコーティングの位相シフトは、偏光クロストークを訂
正するために、位相差板４０４４または４０４６に関連
していなければならない。
【００３０】図１７は、照射光を４５°等の所望の角度
の向きにまで回転させるため、本発明に使用される他の
光学系を示す。図示の通り、従来の光学系１２２２と本
発明のライトバルブ１２２４、１２２６、１２２８の間
に、半波長回転板１２３０、１２３２、１２３４が置か
れる。通常、各波長板は高精度で、各色帯域で無色化さ
れるので、楕円の照射偏光が生じない。
の向きにまで回転させるため、本発明に使用される他の
光学系を示す。図示の通り、従来の光学系１２２２と本
発明のライトバルブ１２２４、１２２６、１２２８の間
に、半波長回転板１２３０、１２３２、１２３４が置か
れる。通常、各波長板は高精度で、各色帯域で無色化さ
れるので、楕円の照射偏光が生じない。
【００３１】他の光学系として、Maugin限度で動作する
ネマティックＬＣ層等のねじれセルがある。これは前記
の半波長回転板１２３０、１２３２、１２３４の代わり
に使用できる。
ネマティックＬＣ層等のねじれセルがある。これは前記
の半波長回転板１２３０、１２３２、１２３４の代わり
に使用できる。
【００３２】他の系には、回転板１２３０、１２３２、
１２３４等の電子光学的回転板を採用できる。これに
は、複屈折を電気的に調整できるという利点がある。広
帯域動作のライトバルブには、カラー・シーケンシャル
系のように、背面の電界が、スペクトルの中央の波長に
ついてのみ、ラビング方向に正確に偏光され、他の波長
については、偏光の回転が変更されるか、または楕円に
される。このスペクトル変形は、投射される色帯域にも
とづいて回転板に応用される駆動電圧を調整すること
で、部分的に訂正される。
１２３４等の電子光学的回転板を採用できる。これに
は、複屈折を電気的に調整できるという利点がある。広
帯域動作のライトバルブには、カラー・シーケンシャル
系のように、背面の電界が、スペクトルの中央の波長に
ついてのみ、ラビング方向に正確に偏光され、他の波長
については、偏光の回転が変更されるか、または楕円に
される。このスペクトル変形は、投射される色帯域にも
とづいて回転板に応用される駆動電圧を調整すること
で、部分的に訂正される。
【００３３】更に、回転板１２３０、１２３２、１２３
４として、光学的に活性な媒体を使用できる。活性媒体
に複屈折がない場合（塩素酸ナトリウム結晶等）、厚み
を少し変化させると、配向のみわずかに変化する。楕円
は生じない。ライトバルブのコントラストは、同じ振幅
の誘導楕円に比べて、誘導回転の影響を受けにくい。
４として、光学的に活性な媒体を使用できる。活性媒体
に複屈折がない場合（塩素酸ナトリウム結晶等）、厚み
を少し変化させると、配向のみわずかに変化する。楕円
は生じない。ライトバルブのコントラストは、同じ振幅
の誘導楕円に比べて、誘導回転の影響を受けにくい。
【００３４】第２のクラスの本発明の実施例は、ピクセ
ル・エッジ構成の変更を伴う。投射イメージのピクセル
は、ほとんどの用途で行列の形に区切られる。つまりイ
メージ・ピクセルはｘ、ｙグリッドで均一に配置され
る。普通、ｘ、ｙの区切りの大きさは等しい。従来のミ
ラー電極は、イメージ・ピクセルに一致する正方形であ
る。反射面積を最大にするため、電極は相互にかなり近
接して配置される。
ル・エッジ構成の変更を伴う。投射イメージのピクセル
は、ほとんどの用途で行列の形に区切られる。つまりイ
メージ・ピクセルはｘ、ｙグリッドで均一に配置され
る。普通、ｘ、ｙの区切りの大きさは等しい。従来のミ
ラー電極は、イメージ・ピクセルに一致する正方形であ
る。反射面積を最大にするため、電極は相互にかなり近
接して配置される。
【００３５】電極のエッジが４５°、１３５°等の角度
に配向されるときは、例え電極をイメージのｘ、ｙグリ
ッドに区切る必要がある場合でも（つまり０°、９０°
の軸に沿って）、反射面積を最大にすることが求められ
る。その場合、ピクセル電極の形状に歪みが生じるが、
この歪みは、ピクセル密度が大きい高解像度用途では、
個々のピクセルの形状は認識できないので、許容範囲内
である。図１は、４５°、１３５°の配向のセグメント
で構成される１００２等の鋸歯状エッジから形成される
電極１０００のｘ、ｙグリッドを示す。ポスト１００３
は、このようなセグメントの４つのペアの交差部に置か
れる。
に配向されるときは、例え電極をイメージのｘ、ｙグリ
ッドに区切る必要がある場合でも（つまり０°、９０°
の軸に沿って）、反射面積を最大にすることが求められ
る。その場合、ピクセル電極の形状に歪みが生じるが、
この歪みは、ピクセル密度が大きい高解像度用途では、
個々のピクセルの形状は認識できないので、許容範囲内
である。図１は、４５°、１３５°の配向のセグメント
で構成される１００２等の鋸歯状エッジから形成される
電極１０００のｘ、ｙグリッドを示す。ポスト１００３
は、このようなセグメントの４つのペアの交差部に置か
れる。
【００３６】電極形状の比較的大きな歪みも、ピクセル
が高い場合や、自然の景観等、表示されるイメージにコ
ントラストの大きい形状のエッジがない用途では許容で
きよう。図２は、そのような用途に適した、４５°、１
３５°に配向されたエッジから形成されるピクセル電極
の配列を示す。電極２１０１、２２０１、２３０
１、．．．は列１にある。ポスト１００３は、エッジの
４つのペアの交差部にある。更に、図３乃至図５は図２
のピクセル電極の行列のレイアウトを示す。
が高い場合や、自然の景観等、表示されるイメージにコ
ントラストの大きい形状のエッジがない用途では許容で
きよう。図２は、そのような用途に適した、４５°、１
３５°に配向されたエッジから形成されるピクセル電極
の配列を示す。電極２１０１、２２０１、２３０
１、．．．は列１にある。ポスト１００３は、エッジの
４つのペアの交差部にある。更に、図３乃至図５は図２
のピクセル電極の行列のレイアウトを示す。
【００３７】図６は、この種の他のレイアウトを示す。
ねじり角度が４５°、入力偏光が０°または９０°に配
向されるとき、図１乃至図６の構造からは、ライトバル
ブの背面を照射する偏光と直線をなす電極エッジが得ら
れる。ねじれ角度が４５°ではない場合は、これらのレ
イアウトを、例えば、５４°、１４４°に配向されたセ
グメントを追加するように調整できる。ただし、ほとん
どの用途で、例えば、５４°の配向の背面の電界と、４
５°の電極エッジの間の９°の不一致は大きいものでは
ない。
ねじり角度が４５°、入力偏光が０°または９０°に配
向されるとき、図１乃至図６の構造からは、ライトバル
ブの背面を照射する偏光と直線をなす電極エッジが得ら
れる。ねじれ角度が４５°ではない場合は、これらのレ
イアウトを、例えば、５４°、１４４°に配向されたセ
グメントを追加するように調整できる。ただし、ほとん
どの用途で、例えば、５４°の配向の背面の電界と、４
５°の電極エッジの間の９°の不一致は大きいものでは
ない。
【００３８】感度がこのように低いことから、先に開示
した実施例で、フィーチャ・エッジの配向を少し調整す
ることが可能になる。例えば、背面の偏光をイメージの
水平軸、垂直軸に揃えるために、電極が正方形で、入力
面のＬＣと入射偏光が、イメージの水平軸、垂直軸と直
線をなす方向から、例えば４５°回転される基本的な実
施例を考えてみる。この実施例では、電極を完全な正方
形にする必要はない。電極エッジを正確に０°、９０°
に配向する必要はないからである。背面偏光とおおよそ
直線をなすだけでよい。図７は、ポスト４００４の周囲
の外乱の影響を受けるＬＣから反射型ピクセルを離隔す
るため、各電極４００２の１エッジがわずかに傾斜した
実施例を示す。均一性を保つため、ピクセルは全て面積
が等しい。矢印４０２は、背面のラビングの方向を示
す。各ポスト４００４回りの影響を受けるＬＣの領域
は、ラビング方向に沿って配向されるので、電極４００
２、４００８、４０１０、４０１２間のノッチ状の非反
射領域４００６に重なる。
した実施例で、フィーチャ・エッジの配向を少し調整す
ることが可能になる。例えば、背面の偏光をイメージの
水平軸、垂直軸に揃えるために、電極が正方形で、入力
面のＬＣと入射偏光が、イメージの水平軸、垂直軸と直
線をなす方向から、例えば４５°回転される基本的な実
施例を考えてみる。この実施例では、電極を完全な正方
形にする必要はない。電極エッジを正確に０°、９０°
に配向する必要はないからである。背面偏光とおおよそ
直線をなすだけでよい。図７は、ポスト４００４の周囲
の外乱の影響を受けるＬＣから反射型ピクセルを離隔す
るため、各電極４００２の１エッジがわずかに傾斜した
実施例を示す。均一性を保つため、ピクセルは全て面積
が等しい。矢印４０２は、背面のラビングの方向を示
す。各ポスト４００４回りの影響を受けるＬＣの領域
は、ラビング方向に沿って配向されるので、電極４００
２、４００８、４０１０、４０１２間のノッチ状の非反
射領域４００６に重なる。
【００３９】まとめとして、本発明の構成に関して以下
の事項を開示する。
の事項を開示する。
【００４０】（１）黒状態を改良する反射型ライトバル
ブであって、透明な基板と、液晶分子にディレクタ軸の
あるねじれネマティック液晶層と、前記ねじれネマティ
ック液晶層により前記透明基板から分けられ、前記ディ
レクタ軸が背面の表面に投射されたとき、エッジが前記
液晶層の分子のディレクタ軸に平行か垂直のいずれかで
ある反射電極を含む、前記背面と、を含む、ライトバル
ブ。 （２）前記透明基板を、前記背面がラビングされる水平
方向または垂直方向からねじれ角度だけ回転される第１
の方向にラビングすることにより、前記ねじれネマティ
ック液晶層の分子が、配向されて前記反射電極の水平エ
ッジと垂直エッジのいずれかと揃う、前記（１）記載の
反射型ライトバルブ。 （３）前記ねじれネマティック液晶層の分子と前記背面
の電極エッジが、前記背面の電極エッジの回転により配
向されて互いに整列する、前記（１）記載の反射型ライ
トバルブ。 （４）前記背面の電極エッジが回転されて４５°と１３
５°に配向される、前記（３）記載の反射型ライトバル
ブ。 （５）前記各背面電極の選択されたエッジに傾斜が付け
られた、前記（１）記載の反射型ライトバルブ。 （６）前記反射電極に鋸歯状エッジがある、前記（１）
記載の反射型ライトバルブ。 （７）投射装置であって、偏光を反射型ライトバルブに
送る照射装置と、前記照射装置から偏光を受け取り、前
記偏光を前記偏光がねじれネマティック液晶層を抜ける
ときに回転させる該液晶層を持つ、前記反射型ライトバ
ルブと、を含み、前記反射型ライトバルブは、更に、前
記液晶層の１側面に背面を含み、前記背面は、前記偏光
が前記液晶層を抜けたときに、回転した偏光に対してエ
ッジが実質的に平行または垂直な反射電極を含む、投射
装置。 （８）前記照射装置は、前記液晶層の配向と直線をなす
ように位置付けるために立方体のエッジが回転される偏
光ビーム・スプリッタを含む、前記（７）記載の投射装
置。 （９）前記照射装置は、エッジが前記反射型ライトバル
ブに対して予め選択された角度に配向される偏光ビーム
・スプリッタを含む、前記（７）記載の投射装置。 （１０）前記予め選択された角度は０°より大きい、前
記（９）記載の投射装置。 （１１）前記投射装置は複数の前記反射型ライトバルブ
を含む、前記（７）記載の投射装置。 （１２）前記複数の反射型ライトバルブは、前記反射型
ライトバルブに垂直な面が前記偏光ビーム・スプリッタ
の中央を通過するように位置付けられ、前記照射装置は
予め選択された配向で前記垂直な面の回りを回転され
る、前記（１１）記載の投射装置。 （１３）前記照射装置は、入力光ビームと出力光ビーム
を分け、回転されて予め選択された配向にされる、ＤＢ
ＥＦ反射偏光板を含む、前記（７）記載の投射装置。 （１４）前記照射装置は、入力光ビームと出力光ビーム
を分ける複数のビーム分割要素と、前記複数のビーム分
割要素と前記ライトバルブの間に置かれ、予め選択され
た偏光配向で偏光照射光を生成する複数の半波長板と、
を含む、前記（７）記載の投射装置。 （１５）前記投射装置は、前記照射装置と前記ライトバ
ルブの間に置かれ、偏光を回転させて予め選択された配
向にする半波長回転板を含む、前記（７）記載の投射装
置。 （１６）前記投射装置は、前記照射装置と前記ライトバ
ルブの間に置かれ、偏光を回転させて予め選択された配
向にするねじれセルを含む、前記（７）記載の投射装
置。 （１７）前記投射装置は、前記照射装置と前記ライトバ
ルブの間に置かれ、偏光を回転させて予め選択された配
向にする、光学的に活性な媒体を含む、前記（７）記載
の投射装置。 （１８）前記投射装置は、前記照射装置と前記ライトバ
ルブの間に置かれ、前記照射装置から入力された偏光の
色毎に、偏光を回転させて予め選択された配向にする、
複屈折を調整可能な電子光学的媒体を含む、前記（７）
記載の投射装置。
ブであって、透明な基板と、液晶分子にディレクタ軸の
あるねじれネマティック液晶層と、前記ねじれネマティ
ック液晶層により前記透明基板から分けられ、前記ディ
レクタ軸が背面の表面に投射されたとき、エッジが前記
液晶層の分子のディレクタ軸に平行か垂直のいずれかで
ある反射電極を含む、前記背面と、を含む、ライトバル
ブ。 （２）前記透明基板を、前記背面がラビングされる水平
方向または垂直方向からねじれ角度だけ回転される第１
の方向にラビングすることにより、前記ねじれネマティ
ック液晶層の分子が、配向されて前記反射電極の水平エ
ッジと垂直エッジのいずれかと揃う、前記（１）記載の
反射型ライトバルブ。 （３）前記ねじれネマティック液晶層の分子と前記背面
の電極エッジが、前記背面の電極エッジの回転により配
向されて互いに整列する、前記（１）記載の反射型ライ
トバルブ。 （４）前記背面の電極エッジが回転されて４５°と１３
５°に配向される、前記（３）記載の反射型ライトバル
ブ。 （５）前記各背面電極の選択されたエッジに傾斜が付け
られた、前記（１）記載の反射型ライトバルブ。 （６）前記反射電極に鋸歯状エッジがある、前記（１）
記載の反射型ライトバルブ。 （７）投射装置であって、偏光を反射型ライトバルブに
送る照射装置と、前記照射装置から偏光を受け取り、前
記偏光を前記偏光がねじれネマティック液晶層を抜ける
ときに回転させる該液晶層を持つ、前記反射型ライトバ
ルブと、を含み、前記反射型ライトバルブは、更に、前
記液晶層の１側面に背面を含み、前記背面は、前記偏光
が前記液晶層を抜けたときに、回転した偏光に対してエ
ッジが実質的に平行または垂直な反射電極を含む、投射
装置。 （８）前記照射装置は、前記液晶層の配向と直線をなす
ように位置付けるために立方体のエッジが回転される偏
光ビーム・スプリッタを含む、前記（７）記載の投射装
置。 （９）前記照射装置は、エッジが前記反射型ライトバル
ブに対して予め選択された角度に配向される偏光ビーム
・スプリッタを含む、前記（７）記載の投射装置。 （１０）前記予め選択された角度は０°より大きい、前
記（９）記載の投射装置。 （１１）前記投射装置は複数の前記反射型ライトバルブ
を含む、前記（７）記載の投射装置。 （１２）前記複数の反射型ライトバルブは、前記反射型
ライトバルブに垂直な面が前記偏光ビーム・スプリッタ
の中央を通過するように位置付けられ、前記照射装置は
予め選択された配向で前記垂直な面の回りを回転され
る、前記（１１）記載の投射装置。 （１３）前記照射装置は、入力光ビームと出力光ビーム
を分け、回転されて予め選択された配向にされる、ＤＢ
ＥＦ反射偏光板を含む、前記（７）記載の投射装置。 （１４）前記照射装置は、入力光ビームと出力光ビーム
を分ける複数のビーム分割要素と、前記複数のビーム分
割要素と前記ライトバルブの間に置かれ、予め選択され
た偏光配向で偏光照射光を生成する複数の半波長板と、
を含む、前記（７）記載の投射装置。 （１５）前記投射装置は、前記照射装置と前記ライトバ
ルブの間に置かれ、偏光を回転させて予め選択された配
向にする半波長回転板を含む、前記（７）記載の投射装
置。 （１６）前記投射装置は、前記照射装置と前記ライトバ
ルブの間に置かれ、偏光を回転させて予め選択された配
向にするねじれセルを含む、前記（７）記載の投射装
置。 （１７）前記投射装置は、前記照射装置と前記ライトバ
ルブの間に置かれ、偏光を回転させて予め選択された配
向にする、光学的に活性な媒体を含む、前記（７）記載
の投射装置。 （１８）前記投射装置は、前記照射装置と前記ライトバ
ルブの間に置かれ、前記照射装置から入力された偏光の
色毎に、偏光を回転させて予め選択された配向にする、
複屈折を調整可能な電子光学的媒体を含む、前記（７）
記載の投射装置。
【図１】４５°、１３５°のセグメントで構成される１
００２等の鋸歯状エッジから形成される電極１０００の
ｘ、ｙグリッドを示す図である。
００２等の鋸歯状エッジから形成される電極１０００の
ｘ、ｙグリッドを示す図である。
【図２】４５°、１３５°のエッジから形成されるピク
セル電極の配列を示す図である。
セル電極の配列を示す図である。
【図３】図２のピクセル電極の行列のレイアウトを示す
図である。
図である。
【図４】図２のピクセル電極の行列のレイアウトを示す
図である。
図である。
【図５】図２のピクセル電極の行列のレイアウトを示す
図である。
図である。
【図６】ピクセル電極の別のレイアウトを示す図であ
る。
る。
【図７】ポスト周囲の外乱の影響を受けるＬＣから反射
型ピクセルを隔離するために、各電極の１エッジにわず
かな傾斜が付けられた実施例の図である。
型ピクセルを隔離するために、各電極の１エッジにわず
かな傾斜が付けられた実施例の図である。
【図８】本発明の好適実施例のライトバルブ構造を示す
図である。
図である。
【図９】本発明の好適実施例のライトバルブ構造を示す
図である。
図である。
【図１０】本発明のライトバルブに使用できる従来のラ
イトバルブを使用した従来の投射装置の図である。
イトバルブを使用した従来の投射装置の図である。
【図１１】好適実施例での本発明の光学系を示す図であ
る。
る。
【図１２】ＰＢＳキューブだけが回転される本発明の光
学系を示す図である。
学系を示す図である。
【図１３】本発明のライトバルブが投射装置に対応する
ように投射装置に半波長板を位置付ける図である。
ように投射装置に半波長板を位置付ける図である。
【図１４】本発明のライトバルブに使用する好適な光学
系を示す図である。
系を示す図である。
【図１５】本発明のライトバルブに使用する好適な光学
系を示す図である。
系を示す図である。
【図１６】図１３乃至図１５に示す本発明の実施例の特
徴を組み合わせたレイアウトの図である。
徴を組み合わせたレイアウトの図である。
【図１７】所望の配向を得るため照射光を回転させる光
学的方法を用いた本発明の光学系の図である。
学的方法を用いた本発明の光学系の図である。
６２ 内部全反射（ＴＩＲ）プリズム １１０、１２４、１３２、６０８、６１０、１１０８
ａ、１１０８ｂ、１１０８ｃ、１２２４、１２２６、１
２２８、３０１０、３０２４、３０３２ ライトバルブ ６１２、６１６ 偏光板 ６１４ ＴＩＲプリズム ６１８、６２０、１１０２、１１１０ 半波長板 １２２２ 光学系 １２３０、１２３２、１２３４ 半波長回転板 ３００４、３０１８，４０１８ Ｘキューブ
ａ、１１０８ｂ、１１０８ｃ、１２２４、１２２６、１
２２８、３０１０、３０２４、３０３２ ライトバルブ ６１２、６１６ 偏光板 ６１４ ＴＩＲプリズム ６１８、６２０、１１０２、１１１０ 半波長板 １２２２ 光学系 １２３０、１２３２、１２３４ 半波長回転板 ３００４、３０１８，４０１８ Ｘキューブ
フロントページの続き (72)発明者 ケネス・シィ・ホ アメリカ合衆国10701、ニューヨーク州ヤ ンカーズ、ナンバー２ワイ、ラムジー・ロ ード 245 (72)発明者 ミンファ・リュ アメリカ合衆国10547、ニューヨーク州モ ーガン・レーク、マーシー・ストリート 3872 (72)発明者 アラン・イー・ローゼンブラス アメリカ合衆国10598、ニューヨーク州ヨ ークタウン・ハイツ、ヒッコリー・ストリ ート 3017 (72)発明者 ケイ―ハン・ヤン アメリカ合衆国10536、ニューヨーク州カ トナ、コブリン・ロック・ドライブ 12
Claims (18)
- 【請求項１】黒状態を改良する反射型ライトバルブであ
って、 透明な基板と、 液晶分子にディレクタ軸のあるねじれネマティック液晶
層と、 前記ねじれネマティック液晶層により前記透明基板から
分けられ、前記ディレクタ軸が背面の表面に投射された
とき、エッジが前記液晶層の分子のディレクタ軸に平行
か垂直のいずれかである反射電極を含む、前記背面と、 を含む、ライトバルブ。 - 【請求項２】前記透明基板を、前記背面がラビングされ
る水平方向または垂直方向からねじれ角度だけ回転され
る第１の方向にラビングすることにより、前記ねじれネ
マティック液晶層の分子が、配向されて前記反射電極の
水平エッジと垂直エッジのいずれかと揃う、請求項１記
載の反射型ライトバルブ。 - 【請求項３】前記ねじれネマティック液晶層の分子と前
記背面の電極エッジが、前記背面の電極エッジの回転に
より配向されて互いに整列する、請求項１記載の反射型
ライトバルブ。 - 【請求項４】前記背面の電極エッジが回転されて４５°
と１３５°に配向される、請求項３記載の反射型ライト
バルブ。 - 【請求項５】前記各背面電極の選択されたエッジに傾斜
が付けられた、請求項１記載の反射型ライトバルブ。 - 【請求項６】前記反射電極に鋸歯状エッジがある、請求
項１記載の反射型ライトバルブ。 - 【請求項７】投射装置であって、 偏光を反射型ライトバルブに送る照射装置と、 前記照射装置から偏光を受け取り、前記偏光を前記偏光
がねじれネマティック液晶層を抜けるときに回転させる
該液晶層を持つ、前記反射型ライトバルブと、を含み、 前記反射型ライトバルブは、更に、前記液晶層の１側面
に背面を含み、 前記背面は、前記偏光が前記液晶層を抜けたときに、回
転した偏光に対してエッジが実質的に平行または垂直な
反射電極を含む、 投射装置。 - 【請求項８】前記照射装置は、 前記液晶層の配向と直線をなすように位置付けるために
立方体のエッジが回転される偏光ビーム・スプリッタを
含む、 請求項７記載の投射装置。 - 【請求項９】前記照射装置は、 エッジが前記反射型ライトバルブに対して予め選択され
た角度に配向される偏光ビーム・スプリッタを含む、 請求項７記載の投射装置。 - 【請求項１０】前記予め選択された角度は０°より大き
い、 請求項９記載の投射装置。 - 【請求項１１】前記投射装置は複数の前記反射型ライト
バルブを含む、 請求項７記載の投射装置。 - 【請求項１２】前記複数の反射型ライトバルブは、前記
反射型ライトバルブに垂直な面が前記偏光ビーム・スプ
リッタの中央を通過するように位置付けられ、前記照射
装置は予め選択された配向で前記垂直な面の回りを回転
される、請求項１１記載の投射装置。 - 【請求項１３】前記照射装置は、 入力光ビームと出力光ビームを分け、回転されて予め選
択された配向にされる、ＤＢＥＦ反射偏光板を含む、 請求項７記載の投射装置。 - 【請求項１４】前記照射装置は、 入力光ビームと出力光ビームを分ける複数のビーム分割
要素と、 前記複数のビーム分割要素と前記ライトバルブの間に置
かれ、予め選択された偏光配向で偏光照射光を生成する
複数の半波長板と、 を含む、請求項７記載の投射装置。 - 【請求項１５】前記投射装置は、 前記照射装置と前記ライトバルブの間に置かれ、偏光を
回転させて予め選択された配向にする半波長回転板を含
む、請求項７記載の投射装置。 - 【請求項１６】前記投射装置は、 前記照射装置と前記ライトバルブの間に置かれ、偏光を
回転させて予め選択された配向にするねじれセルを含
む、請求項７記載の投射装置。 - 【請求項１７】前記投射装置は、 前記照射装置と前記ライトバルブの間に置かれ、偏光を
回転させて予め選択された配向にする、光学的に活性な
媒体を含む、請求項７記載の投射装置。 - 【請求項１８】前記投射装置は、 前記照射装置と前記ライトバルブの間に置かれ、前記照
射装置から入力された偏光の色毎に、偏光を回転させて
予め選択された配向にする、複屈折を調整可能な電子光
学的媒体を含む、請求項７記載の投射装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US09/260,869 US6798475B2 (en) | 1999-03-02 | 1999-03-02 | Reflective light valve |
| US09/260869 | 1999-03-02 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000258764A true JP2000258764A (ja) | 2000-09-22 |
| JP3759366B2 JP3759366B2 (ja) | 2006-03-22 |
Family
ID=22990991
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000052801A Expired - Fee Related JP3759366B2 (ja) | 1999-03-02 | 2000-02-29 | 反射型ライトバルブ及び投射装置 |
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| Country | Link |
|---|---|
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| JP (1) | JP3759366B2 (ja) |
| KR (1) | KR100393883B1 (ja) |
| CN (1) | CN1265474A (ja) |
| DE (1) | DE10008337B4 (ja) |
| TW (1) | TW587186B (ja) |
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