JPH08136856A - 光コリメート装置および方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 改善された像伝送性を有する小形の像光コリ
メート装置および方法を開示する。 【構成】 光コリメート装置１０は、像光を観察者Ｏの
視線内へ効率的に投射するために、光学（凹面）鏡１６
と、コレステリック液晶素子１４とを用いる。像光は、
所定帯域幅内の所定円偏光回転方向を有する光成分によ
り発生せしめられる。該像光は、該像光を拡大（コリメ
ート）し、前記帯域幅Ｂ内にあり且つ円偏光の適正な回
転方向を有する像光の成分を反射するコレステリック液
晶素子１４上へ投射する、凹面鏡１６によって反射され
るように、送られる。該コレステリック液晶素子１４
は、帰ってきた像を観察者Ｏへ実質的に反射する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、一般的には、例えば、
娯楽、訓練、シミュレーション、車両状態ディスプレ
イ、バーチャルリアリティ、機械の保守、などの目的の
ための視覚ディスプレイシステムの分野に関する。特
に、本発明は、発生した像光を、それが無限遠または無
限遠近くに現れ、しかもそこへ入射する像の高度の伝送
を与えるように、観察者の視線内へ集束させるべくコリ
メートすることに関する。

【０００２】

【従来の技術】光コリメート装置は、しばらく前から公
知である。像光コリメーションの一例は、１９７２年５
月９日再発行の、米国特許第Ｒｅ２７，３５６号に説明
されており、それは、像形成素子として単一球面合成鏡
を使用している。１次像が該鏡の凸面へ送られ、該鏡は
該像を、該鏡の凹面上に配置された複屈折性ビームスプ
リッタアレイへ送る。該アレイは該像を該球面鏡へ反射
し返し、該球面鏡は該像を、観察者が観察しうるように
コリメートする。光路内のいくつかの偏光フィルタが、
前記球面鏡へ帰る１次像の部分を選択的に送る。しか
し、１次像のフィルタリングおよび反射は、該像の強度
を順次減少させがちである。その結果は、１次像の最初
の強度の０．５ないし１．０％付近の最終伝達となる。
従って、像源は、観察された時受入れうる輝度の像を発
生するのに十分な電力をもたなくてはならない。

【０００３】１９７６年２月２４日発行の米国特許第
３，９４０，２０３号に説明されているもう１つのコリ
メートシステムは、前記球面鏡が、球面鏡の反射形ホロ
グラフ類似物によって置換されている点で、前述の米国
特許第Ｒｅ２７，３５６号に関する変形になっている。
この場合も、観察者に到達する像光を適正に制御するた
めに、比較的多数の反射および透過が用いられる。ホロ
グラフ素子の改善された反射および透過を用いることに
より、像の最初の強度の６ないし１０％の程度の効率が
実現される。

【０００４】コリメーション装置はまた、発生した像を
前方視野に重ねる合成器素子に協働的に関連するヘッド
アップディスプレイ（ＨＵＤ）システムにおいても見出
される。多くの構成において、該合成器素子および該コ
リメーション装置は、発生した像の多重フィルタリング
および反射を必要とし、それは上述のように伝送性に影
響を及ぼし像の輝度に負の効果を与えうる。このタイプ
の最新のシステムの例は、１９８９年８月２２日発行の
米国特許第４，８５９，０３１号に見出される。そこに
は、良い効果を得るために、半反射凹面鏡への効率的な
反射器として、またその後の観察者へのコリメートされ
た像の効率的な透過器として、コレステリック液晶の性
質を利用するシステムが説明されている。その像コリメ
ート装置は、像源と観察者との間に配置され、発生した
像は、まず特定の回転方向の円偏光に偏光せしめられ
る。そのように偏光せしめられると、像は半反射鏡へ送
られ、次に該鏡により反射される。この構成は、従来技
術に比し伝送効率を、最良の場合最初の像強度の１２．
５％まで改善するが、偏光および半反射凹面鏡の多重反
射経路は、なお像強度に負の影響を与えうる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従って、本技術分野に
は現在、像の改善された伝送性を有する光コリメート装
置への要求が存在する。さらに、そのような光学装置の
応用には、大きさおよび重量が重要となるヘッド取付け
ディスプレイシステムまたは他の応用が含まれるので、
小形かつ軽量であるそのような光コリメート装置への要
求が現在存在する。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、観察者の視線
内の、好ましくは無限遠、または無限遠の近くに像を形
成するための、改善された像伝送性を有する小形像光コ
リメート装置に関する。本発明の別の実施例は、やはり
改善された像強度をもって、合成器と共にコリメーショ
ンを可能にし、観察者が観察しうるように多重像を光学
的に重ね合わせる。

【０００７】本発明の実施例によれば、コリメーション
装置は、所定帯域幅内の成分を有し、かつ特定回転方向
の円偏光を有する像光を発生する像源と、コレステリッ
ク液晶素子と、凹面光学鏡と、を含む。該コレステリッ
ク液晶素子は、該像光を受け、かつ該像光を該光学鏡の
曲（凹）面へ送る向きに配置される。該光学鏡は、該像
光を拡大（コリメート）して前記コレステリック液晶素
子へ返し、それを行う時に該像の円偏光の回転方向を逆
転させる。前記所定帯域幅内にあり、かつ前記特定の円
偏光を有する前記返された像光の成分は、次に前記コレ
ステリック液晶素子により、観察者の視線上へ反射され
る。

【０００８】本発明の上記実施例の別のバージョンにお
いては、前記コレステリック液晶素子は、所定の回転方
向の円偏光および波長を有する前記像源からの像光を、
前記凹面光学鏡上へ反射するように形成され、かつ配置
される。該光学鏡は、コリメートされた該像光を、該像
の円偏光の回転方向を逆転させて前記コレステリック液
晶素子へ返すので、返された像光は次に該コレステリッ
ク液晶素子によって観察者の視線上へ透過せしめられ
る。この場合も、該コレステリック液晶素子によって反
射された円偏光の回転方向と反対の回転方向を有する前
記像源から投射された像光は、もしあっても、観察者の
視線外へ透過せしめられる。

【０００９】本発明は、発生した像光を観察者へ１００
％近くの強度によって送りうる。像光が観察者の前方視
野上に重ね合わされる、本発明の別の構成においては、
強度は約５０％減少せしめられる。

【００１０】像源は、多くの可能な技術のうちで、好ま
しくは液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）とするが、ブラウン
管（ＣＲＴ）のような他の像源も用いられうる。像源と
しての液晶ディスプレイは、直線偏向し、実質的に強度
損失のない１／４波長遅延器により容易かつ効率的に円
偏光に変換されうる像光を発生する。そのような構成
は、観察者に対し、最良の場合に最初の像強度の２５％
の像強度を与える。

【００１１】本発明のいずれの実施例もが有する１つの
特徴は、従来技術において行われていた半反射鏡を通し
ての像透過、およびその後の該半反射鏡からの反射が、
回避されていることである。本発明は、像の伝送性に対
する集束鏡の影響を、従来技術におけるそれより減少さ
せる。コレステリック液晶素子が、入射光のより高い百
分率を透過させ且つ／または反射しうるために、像の伝
送効率は増大する。

【００１２】本発明の第２の利点は、追加源、またはセ
ンサが、本発明と組合わされうることである。例えば、
本発明の別の実施例においては、追加源は、コレステリ
ック液晶素子から最初の像源の反対の位置に配置されう
る。該追加源は、追加情報を観察者の視線内へ効率的に
重ね合わせるため、および／または、例えばもし像源が
反射性装置または光活性光子装置（ｐｈｏｔｏ−ａｃｔ
ｉｖｅ ｐｈｏｔｏｎｉｃ ｄｅｖｉｃｅ）ならば所望
されるように、像源を照明するために用いられうる。セ
ンサは、像源および／または観察者の目により発生せし
められた像および／または、例えば、目のトラッキング
の目的で観察者の目により反射された発生像、を記録す
るために用いられうる。

【００１３】本発明のもう１つの実施例においては、コ
レステリック液晶装置上へ投射される像を発生するため
に、２つの別個の像源が配設される。１つは、該コレス
テリック液晶装置によって集束鏡へ反射される所定回転
方向をもつ像光部分を有する。該鏡は次に、該像光を前
記コレステリック液晶装置へ反射し返すように配置され
ていて、該像光の回転方向を逆転させるので、該像光は
該コレステリック液晶装置により観察者の視線内へ透過
せしめられる。他の像は、観察者の視線内へ直接投射さ
れる所定の像光を有する。このようにして、本発明は、
１つはコリメートされ拡大されているが、他はそうでな
い、観察のための多重像を与えるために用いられる。

【００１４】本発明のさらにもう１つの実施例において
は、ＬＣＤが光源によって照明されて、コレステリック
液晶装置へ投射される光像を発生する。本発明のこれら
の、およびその他の、利点および特徴は、本技術分野に
習熟した者にとっては、添付図面を参照しつつ、本発明
の実施例および別の実施例に関する以下の説明を一読す
れば明らかになるはずである。

【００１５】

【実施例】本発明は、本発明の関連技術分野に習熟した
者にとって公知であるコレステリック液晶（ＣＬＣ）装
置のある性質を利用する。それらの性質の詳論について
は、米国特許第４，８５９，０３１号または第４，９０
０，１３３号に記載されている議論を参照されたい。完
全にするために、しかしそれよりもこの単一文書におけ
る本発明の理解を確実ならしめるために、本発明の詳細
を論ずる前にそれらの性質のあるものをここで略述す
る。

【００１６】コレステリック液晶（ＣＬＣ）装置は、該
装置上へ投射される、（１）特定の帯域幅内にあり、
（２）特定の回転方向の円偏光である、光の成分を反射
するように構成されうる。例えば、ＣＬＣ装置は、帯域
幅Ｂ内にあり、かつ右円偏光（ＲＨＣＰ）を有する光成
分を反射するように構成されうる。反射された光は、そ
の最初の回転方向（ＲＨＣＰ）を保持する。一方、ＣＬ
Ｃ装置上へ入射する、帯域幅Ｂ内の左円偏光（ＬＨＣ
Ｐ）を有する光成分を含めての、像光の全ての他成分
は、変化することなくＣＬＣ装置を透過する。もちろん
逆に、ＣＬＣはまた、帯域幅Ｂ内のＲＨＣＰ回転方向を
有する光成分を通過、すなわち透過せしめ、ＬＨＣＰ回
転方向を有する光成分を反射するようにも構成されう
る。

【００１７】ここで図、特に図１Ａを参照すると、本発
明の光コリメート装置の実施例が示されている。全体を
参照番号１０により指示された光コリメート装置は、帯
域幅Ｂ内の特定の円偏光を有する像光成分を反射するよ
うに構成されたタイプのコレステリック液晶（ＣＬＣ）
装置１４を含むように示されている。反射された光は、
上述のように、その最初の回転方向を保持する。しか
し、帯域幅Ｂ内になく、かつ／または、たとえ帯域幅Ｂ
内にあっても前記特定の円偏光をもたない、ＣＬＣ装置
１４上への入射像光成分は、変化することなくＣＬＣ装
置１４を透過する。

【００１８】ＣＬＣ装置１４は、ＣＬＣ材料の化学的性
質により、いずれかの回転方向すなわち左右性を有する
円偏光を反射することができ、本議論の目的上ＣＬＣ装
置１４は、帯域幅Ｂ内の左円偏光（ＬＨＣＰ）の像光を
反射し、帯域幅Ｂより著しく大きい（しかし帯域幅Ｂを
含む）電磁放射の波長帯域幅内のＲＨＣＰ像光を含む像
光に対しては透明であるように、構成されているものと
して説明される。しかし、本質的には、帯域幅Ｂ内のＬ
ＨＣＰ成分を除外した、全ての可視スペクトルの電磁放
射が、ＣＬＣ装置１４を透過する。

【００１９】このようにして図１Ａは、ＣＬＣ装置１４
が像源１２からの像光を（ＣＬＣ装置１４から見て）凹
面鏡１６へ透過させ、帯域幅Ｂを有するＬＨＣＰ像光を
観察者Ｏの視線外へ反射するように配置されていること
を示している。凹面鏡１６は、ＣＬＣ装置１４から受け
た像光を拡大（コリメート）する働きをし、そのように
コリメートされた像光を、その回転方向を逆転して、Ｃ
ＬＣ装置１４へ反射し返すように配置されている。この
ようにして、ＣＬＣ装置１４からの像光のＲＨＣＰ成分
は、ＣＬＣ装置１４へ反射し返される時ＬＨＣＰ成分に
変換される。鏡によって反射された像光の、帯域幅Ｂ内
にあるそれらのＬＨＣＰ成分は、次にＣＬＣ装置１４に
より観察者Ｏの視線内へ、観察のために反射される。凹
面鏡１６により反射された像光の全ての他の成分（例え
ば、ＲＨＣＰ像光）は、ＣＬＣ装置１４により観察者Ｏ
の視線外へ透過せしめられる。

【００２０】図１Ｂがさらに示しているように、ＣＬＣ
装置１４はまた、帯域幅Ｂ内のＲＨＣＰ成分を除外した
前方視野を観察者Ｏへ透過させるようにも配置される。
従って、図１Ｂのコリメート装置は、像源１２が発生し
た像を観察者Ｏへ、その像を（ＣＬＣ装置１４を通して
観察される）前方視野上に、極めて小さい発生像光の損
失をもって重ね合わせるようにして提示する。

【００２１】もちろん、ここに教示される本発明はさま
ざまな別の実施例を有し、そのいくつかが図１Ｂおよび
図２から図４までに示されている。ここで図１Ｂを参照
すると、本発明のこの別の実施例は、ＣＬＣ装置１４
と、図１Ａに示されている位置から再配置された鏡１６
とを有し、両者は、観察者Ｏの視線内に位置している。
像源１２とＣＬＣ装置１４とは、帯域幅Ｂ内の像光のＲ
ＨＣＰ成分が、ＣＬＣ装置１４により凹面鏡１６へ、そ
の回転方向の逆転なく反射されるように配置されてい
る。鏡１６は、次に像を拡大（コリメート）し、そのコ
リメートされた像光をＣＬＣ装置１４への経路に沿って
反射し返し、その回転方向をＲＨＣＰからＬＨＣＰへ逆
転させるように配置されている。今はＬＨＣＰ回転方向
を有する該反射された像光は、ＣＬＣ装置１４により観
察者Ｏへ透過される。

【００２２】図１Ａ、図１Ｂに示されている本発明の実
施例のいずれにおいても、像源１２は単色像を発生する
タイプのものでありえ、その場合には、像光の一部（帯
域幅Ｂ内のＲＨＣＰ成分）のみが反射され、前述のよう
に凹面鏡１６およびＣＬＣ１４を経て、最後に観察者Ｏ
へ伝達される。像光の全ての他の成分は、ＣＬＣ装置１
４により観察者Ｏの視線外へ透過せしめられる。しか
し、好ましくは、像源１２は、直線偏光した像を発生す
る液晶ディスプレイ２０とする。本発明の図１Ａの実施
例においては、発生した像は次に１／４波長遅延器２２
を通過せしめられ、遅延器２２はその像光を、回転方向
がＬＨＣＰとなるように円偏光させる。本発明の図１Ｂ
の実施例においては、１／４波長遅延器は像光を、ＲＨ
ＣＰの回転方向を有するように円偏光させる。

【００２３】光コリメート装置に用いられている光学成
分の性質により、ＣＬＣ装置１４は、帯域幅Ｂ内にあり
且つコレステリック液晶素子が形成されている角でＣＬ
Ｃ装置１４に入射するＲＨＣＰ光の実質的に全てを反射
する。あるいは、ＣＬＣ装置１４は、それに入射する実
質的に全てのＬＨＣＰ光成分を、もしそれが存在すれ
ば、透過させる。光学凹面鏡１６は、それに入射する実
質的に全ての光を反射する。従って、図１Ａ、図１Ｂの
光コリメート装置１０の実施例のいずれも、ＲＨＣＰ像
光の最初の強度の１００％近くを観察者Ｏへ送りうるよ
うになる。上述のように構成され、本来円偏光した光を
発生しうる（または、ＬＣＤ２０の場合におけるよう
に、１／４波長遅延器２２の透過によって実質的に完全
に円偏光に変換されうる直線偏光した光を発生しうる）
像源と共用される時、像コリメート装置１０を用いる視
覚ディスプレイシステムは実質的に十分に効率的とな
る。もし像源２０がそうでなく、偏光していない光、ま
たは平等に混合された偏光を発生すれば、像コリメート
装置１０を用いる視覚ディスプレイシステムは実質的に
５０％の効率になる。

【００２４】これを、考察された発生像光の２つの場合
のそれぞれにおいて最良で５０％または２５％の効率を
有する従来技術と比較すると、本発明により与えられる
利益は明白である。本発明により与えられる改善された
伝送は、像源１２が、同様な可視性を保持するためには
低い電力レベルで像を発生すればよいこと、または、同
じ電力で発生せしめられた場合には、像源１２が発生す
る像が従来技術よりも改善された強度および輝度を有す
ること、を意味する。

【００２５】鏡１６の曲率は好ましくは球面的なものと
するが、他の曲率もまた使用可能であり、かつ特定の応
用においては好適でさえありうる。さらに、鏡１６は、
観察者Ｏがそれによって水平線上の前方視界を、その上
に像源１２が発生した像を重ね合わされて与えられるよ
うに、半銀付けされたものでありうる。鏡１６が部分的
に反射的であり、かつ部分的に透過的である場合は、光
コリメート装置１０は、発生した像に対するコリメータ
と、前方水平線上の像を像源１２が発生した像と合成す
る合成器と、の双方として機能する。

【００２６】次に図２を参照すると、光コリメート装置
１０のもう１つの実施例が示されている。図２において
は、図１Ｂにおけるように構成された光コリメート装置
１０が、観察者Ｏによる観察のために、像源１２からの
像の上に第２像を重ね合わせる第２像源３０と共に用い
られている。図２が示しているように、第２像源３０
は、帯域幅Ｂ内のＲＨＣＰ回転方向の成分を有する第２
発生像を発生させるために配設されている。この第２像
は、ＣＬＣ装置１４上に投射される。第２像のＲＨＣＰ
回転方向により、それは、像源１２が発生した第１像の
上に重ね合わされて、観察者Ｏの視線内に反射される。

【００２７】第２像は、所望により、コリメートされ、
あるいはコリメートされない。もしコリメートされた第
２像が所望され、あるいは必要とされれば、それは、例
えば、像源３０とＣＬＣ装置１４との間に、像光を受け
コリメートされた形式で透過させるコリメートレンズを
置くなどして、コリメートされなくてはならない。

【００２８】上述のように、像源１２および／または３
０は、像光を発生させるためのバックライトを有するＬ
ＣＤであることを有利とする。ある環境においては、光
コリメート装置内にバックライトの機能をもたないＬＣ
Ｄ装置を用いることが所望される。もしそうであれば、
使用されるＬＣＤ装置は、像光を発生するために照明さ
れなくてはならず、図３は、そのようなＬＣＤ装置を用
いた本発明の実施例を示す。この場合、図３が示してい
るように、コリメート装置１０はコリメーションを行
い、バックライトの機能をもたない像源４０を用いてい
るので光源４２によって照明される。そのように像源４
０を照明することによって発生せしめられた像は、帯域
幅Ｂ内のＲＨＣＰ成分を有する像を反射するように構成
され且つ配置されたコレステリック液晶素子１４上へ投
射される。像源４０によって発生せしめられた像光の、
帯域幅Ｂ内のＲＨＣＰ成分は、ＣＬＣ装置１４により、
その回転方向の逆転なく、凹面鏡１６へ反射される。凹
面鏡１６は次に、該像を、その回転方向を逆転して、Ｃ
ＬＣ装置１４へ反射し返すので、それはここでＬＨＣＰ
光となる。ＣＬＣ装置１４は、この像光を観察者Ｏの視
線内へ透過させる。

【００２９】図３の本発明の実施例には示されていない
が、液晶ディスプレイ４０から反射された直線偏光した
光を、（ＲＨＣＰに）円偏光させるのに用いられる１／
４波長遅延器が使用される。

【００３０】次に図４を参照すると、そこには、観察者
Ｏの視線内に発生像を、発生光の実質的に１００％をも
って投射し、またコリメートする、本発明の実施例が示
されている。上述の諸実施例におけると同様に、図４の
実施例において用いられているＣＬＣ装置は、帯域幅Ｂ
内のＲＨＣＰ回転方向を有する光成分を反射し、一方
（スペクトルの可視領域内の）全ての他の成分を透過す
るように構成されている。従って、図４が示しているよ
うに、全体を参照番号５０によって指示されているコリ
メート装置は、帯域幅Ｂ内にあるＬＨＣＰ回転方向およ
びＲＨＣＰ回転方向の双方を有する像光を発生する像源
５２を含む。発生像光は、上述のように構成されたＣＬ
Ｃ装置５４上へ入射するように投射される。発生像光の
ＲＨＣＰ回転方向成分は、ＣＬＣ装置５４により凹面鏡
５６へ反射される。凹面鏡５６は、該発生像光を、その
回転方向を逆転してコリメートし、ＣＬＣ装置５４へ反
射し返して、ＣＬＣ装置５４は、該像光を観察者Ｏの視
線内へ透過させる。

【００３１】同時に、像源５２からの発生像光のＬＨＣ
Ｐ成分は、ＣＬＣ装置５４により第２凹面鏡５８へ透過
せしめられる。凹面鏡５８は、受けた該像光を、その回
転方向をＬＨＣＰからＲＨＣＰへ反転させてコリメート
し、ＣＬＣ装置５４へ反射し返す。ＣＬＣ装置５４は次
に、凹面鏡５８からの帯域幅Ｂ内のＲＨＣＰ成分を観察
者の視線内へ反射する。従って、観察者は、像源５２が
コリメート装置５０内へ投射した発生像のＬＨＣＰおよ
びＲＨＣＰ成分の双方を受け、それらの成分は該像を１
００％近くの伝送率をもって供給する。

【００３２】一般に、本発明の関連する技術分野に習熟
した者ならば、本発明の精神および範囲を逸脱すること
なく、構成における多くの変更およびさまざまに異なる
実施例が可能であることを認識しうるはずである。例え
ば、コレステリック液晶素子の組成は、該素子の最大反
射の帯域幅が、選択された波長に中心を有するようなも
のでありうる。同様にして、該波長付近の最大反射の帯
域幅も、コレステリック液晶の組成の関数として変化せ
しめられうる。また、異なる帯域幅をカバーするいくつ
かのコレステリック液晶素子を一緒に堆積して、より広
い帯域幅の動作を実現することもできる。

【００３３】さらに、本発明の諸成分の物理的配置も、
特別の結果を得るために変更されうる。例えば、コレス
テリック液晶素子１４を、像に光学的倍率を与えるため
に曲面上に形成し、それによって本発明を用いるシステ
ムの光学的パフォーマンスを改善すること、または同じ
パフォーマンスの場合は、光学凹面鏡に要求される光学
的倍率を軽減すること、ができる。

【００３４】さらに、ここで説明された本発明のさまざ
まな実施例に用いられる鏡は、意図された特定のディス
プレイシステムの異なる要求を満たすために、例えば非
球面、平面、または凸面の、さまざまな形状に形成され
うる。

【００３５】なおさらに、最大反射の波長が角度に敏感
である（すなわち、入射角の増加に伴い、最大反射の波
長は短い波長の方へ偏移する）というコレステリック素
子の性質により、実現されたシステム設計の公称角にお
ける入射光に対するコレステリック液晶素子の最大反射
の波長は、他の入射角における反射の、短い、または長
い波長の方への偏移を補償するように増加せしめられう
る。この性質は、補正を行わない場合に、本発明を用い
るシステム内に、該システム内の任意の屈折性材料の色
効果から起こる色収差が存在する、該色収差の補正を行
うために用いられ、または、色効果を同じにする場合
は、他の屈折性材料の要求を軽減するために用いられ
る。

【００３６】以上の開示および説明は、純粋に実例とし
てのものであり、いかなる意味においても制約的なもの
であることは意図していない。

【図面の簡単な説明】

【図１】Ａは本発明の光コリメーションシステムの実施
例を示し、Ｂは本発明の光コリメーションシステムの別
の実施例を示す。

【図２】図１Ｂの像形成システムによって発生せしめら
れたコリメートされた像の上に、第２発生像を重ね合わ
せる、本発明のもう１つの実施例を示す。

【図３】光源を用いて像源を照明することにより発生し
た像を図１Ｂのコリメート装置へ投射する、本発明のさ
らにもう１つの実施例を示す。

【図４】本発明のさらにもう１つの実施例である、偏光
していない光を１００％に近い伝送率でコリメートしう
るコリメート装置を示す。

【符号の説明】

１０ 光コリメート装置 １２ 像源 １４ コレステリック液晶装置 １６ 凹面鏡 Ｏ 観察者

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 像を観察者から見て無限遠または所望の
   有限距離に集束させる光コリメート装置であって、該像
   が像手段によって形成され、所定帯域幅内の成分を有し
   且つ第１回転方向の円偏光である円偏光した像光を含
   み、前記装置が、 前記所定帯域幅内の第１回転方向の円偏光である光に対
   して反射的であるタイプのコレステリック液晶素子と、 前記像光を受けて該コレステリック液晶素子へ反射する
   ように配置され、該反射によって円偏光の前記回転方向
   を逆転させる光学鏡と、を含み、 前記像手段からの像光が、該光学鏡により受けられ、該
   像光成分の回転方向の逆転を伴って前記コレステリック
   液晶素子へ、かつ前記観察者の視線内へ反射されるよう
   に、前記コレステリック液晶素子と前記光学鏡とが配置
   されている、光コリメート装置。
2. 【請求項２】 前記コレステリック液晶素子が、前記光
   学鏡により該素子へ反射された前記像光成分を、前記観
   察者の前記視線内へ送る、請求項１記載の光コリメート
   装置。
3. 【請求項３】 像を観察者から見て無限遠または所望の
   有限距離に集束させる光コリメート装置であって、該像
   が像手段によって形成され、所定帯域幅内の成分を有し
   且つ所定回転方向の円偏光である像光を含み、前記装置
   が、 前記所定の帯域幅を有し且つ前記所定回転方向の円偏光
   である光に対して反射的であるタイプのコレステリック
   液晶素子と、 光学鏡と、を含み、 前記像手段からの前記像光が、前記コレステリック液晶
   素子上へ投射され、前記所定の帯域幅と回転方向とを有
   する前記像光の前記成分が前記光学鏡へ反射されること
   によって、前記コレステリック液晶素子へ、かつ前記観
   察者の視線内へ反射し返されるように、前記コレステリ
   ック液晶素子と前記光学鏡とが配置されている、光コリ
   メート装置。
4. 【請求項４】 像を観察者から無限遠または所望の有限
   距離に光学的にコリメートする方法であって、 所定帯域幅内の像光成分を有し且つ所定回転方向の円偏
   光である像光を、該所定帯域幅と該所定回転方向とを有
   する像光成分に対して反射的であるように構成されたコ
   レステリック液晶素子上へ入射させるステップと、 前記像光成分を光集束鏡へ反射するように前記コレステ
   リック液晶素子を配置するステップと、 前記像光成分を前記コレステリック液晶素子へ向けて反
   射し返すように前記光集束鏡を配置するステップと、 前記光集束鏡から反射された前記像光成分を前記観察者
   へ送るステップと、を含む、光コリメート方法。