(57)【要約】  液晶シャッタ（１１０）は、第１液晶材料を用いた液晶シャッタであって、供給される駆動波形に応じて光の所定箇所への照射を制御する。ＬＣＯＳ（１２０）は、第１液晶材料と異なる第２液晶材料を用いたＬＣＯＳであって、供給される駆動波形に応じて光を変調する。供給部（１３０）は、液晶シャッタ（１１０）およびＬＣＯＳ（１２０）のコントラストがそれぞれ同一の温度で最大コントラストの５０％以上となるように調整した各駆動波形をそれぞれ液晶シャッタ（１１０）およびＬＣＯＳ（１２０）に供給する。
2015141336.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１液晶材料を用いた液晶シャッタであって、供給される駆動波形に応じて光の所定箇所への照射を制御する液晶シャッタと、
前記第１液晶材料と異なる第２液晶材料を用いた空間光変調器であって、供給される駆動波形に応じて前記光を変調する空間光変調器と、
前記液晶シャッタおよび前記空間光変調器のコントラストがそれぞれ同一の温度で最大コントラストの５０％以上となるように調整した各駆動波形をそれぞれ前記液晶シャッタおよび前記空間光変調器に供給する供給部と、
を備えることを特徴とする光学デバイス。
【請求項２】
前記第１液晶材料および前記第２液晶材料の温度を前記同一の温度に近づくように調整する調整部を備えることを特徴とする請求項１に記載の光学デバイス。
【請求項３】
前記第１液晶材料および前記第２液晶材料のそれぞれは、ＦＬＣ（Ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ：強誘電性液晶）またはＡＦＬＣ（Ａｎｔｉ  Ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ：反強誘電性液晶）であることを特徴とする請求項１または２に記載の光学デバイス。
【請求項４】
前記第１液晶材料および前記第２液晶材料は、同一の駆動波形が印加された場合における温度に対する液晶分子のスイッチング角の特性が互いに異なる液晶材料であることを特徴とする請求項３に記載の光学デバイス。
【請求項５】
前記空間光変調器により変調した信号光を光情報記録媒体に照射することで前記光情報記録媒体に情報を記録し、前記光情報記録媒体に参照光を照射することで得られる再生光を撮像素子によって電気信号に変換する光記録装置であって、
前記液晶シャッタは、前記空間光変調器への信号光の照射を制御することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の光学デバイス。
【請求項６】
互いに異なる偏光状態の光を透過させる複数の偏光フィルタへ前記空間光変調器により変調した信号光を照射するプロジェクタであって、
前記液晶シャッタは、前記信号光の偏光状態を交互に切り替えることにより前記複数の偏光フィルタにおける前記信号光の透過状態を切り替えることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の光学デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光情報記録媒体に情報を記録する光学デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ＬＣＯＳ（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｏｎ  Ｓｉｌｉｃｏｎ：液晶オンシリコン）などの空間光変調器によって変調した信号光を光情報記録媒体に照射してホログラムを形成することで情報信号を記録し、あるいは光情報記録媒体のホログラムに参照光を照射することで情報信号を再生するホログラム用光ピックアップ装置が知られている（たとえば、下記特許文献１参照。）。【０００３】
また、このホログラム用光ピックアップ装置などにおいて、ＬＣＯＳに対する変調情報の書き込み時に、光情報記録媒体へ信号光が照射されないように液晶シャッタを設ける構成が知られている。また、この他にも、プロジェクタなど、光学デバイスの内部に液晶シャッタとＬＣＯＳが設けられる各種の構成が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−２５１０２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述した従来技術において、シャッタと空間光変調器に求められる特性は異なるため、シャッタと空間光変調器に異なる液晶材料が用いられる場合がある。この場合は、温度に対する液晶分子のスイッチング角の特性がシャッタと空間光変調器でそれぞれ異なり、光学デバイスのコントラストを高くすることが困難という問題がある。【０００６】
本発明は、上述した従来技術による問題点を解消するため、コントラストの向上を図ることができる光学デバイスを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するため、本発明にかかる光学デバイスは、第１液晶材料を用いた液晶シャッタであって、供給される駆動波形に応じて光の所定箇所への照射を制御する液晶シャッタと、前記第１液晶材料と異なる第２液晶材料を用いた空間光変調器であって、供給される駆動波形に応じて前記光を変調する空間光変調器と、前記液晶シャッタおよび前記空間光変調器のコントラストがそれぞれ同一の温度で最大コントラストの５０％以上となるように調整した各駆動波形をそれぞれ前記液晶シャッタおよび前記空間光変調器に供給する供給部と、を備える。【０００８】
これにより、液晶シャッタおよび空間光変調器へ供給する各駆動波形の振幅の調整により、それぞれ異なる液晶材料を用いた液晶シャッタおよび空間光変調器の各コントラストを同一の温度で最大コントラストの５０％以上にすることができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の一側面によれば、コントラストの向上を図ることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、実施の形態にかかる光学デバイスの一例を示す図である。
【図２】図２は、液晶層にＦＬＣを用いたときの液晶分子状態の一例を示す図である。
【図３Ａ】図３Ａは、液晶層の温度に対するスイッチング角の特性の一例を示す図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、液晶層の温度に対するコントラストの特性の一例を示す図である。
【図４Ａ】図４Ａは、それぞれの駆動波形を印加した場合の液晶シャッタおよびＬＣＯＳの温度に対するコントラスト特性の一例を示す図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、それぞれの駆動波形を印加した場合の液晶シャッタおよびＬＣＯＳの温度に対するコントラスト特性の他の例を示す図である。
【図５Ａ】図５Ａは、液晶シャッタおよびＬＣＯＳに用いる液晶材料の特性の一例を示す図である。
【図５Ｂ】図５Ｂは、液晶シャッタおよびＬＣＯＳに用いる液晶材料の選択の一例を示す図である。
【図５Ｃ】図５Ｃは、液晶シャッタおよびＬＣＯＳのギャップおよび駆動波形の最大電圧の一例を示す図である。
【図６】図６は、実施の形態にかかる光記録装置の一例を示す図である。
【図７】図７は、強誘電性液晶を用いた偏光可変素子の一例を示す図である。
【図８Ａ】図８Ａは、強誘電性液晶を用いたＬＣＯＳの一例を示す図である。
【図８Ｂ】図８Ｂは、図８Ａに示したＬＣＯＳにおける光の一例を示す図である。
【図９】図９は、制御部の構成の一例を示す図である。
【図１０】図１０は、実施の形態にかかる光記録装置の変形例を示す図である。
【図１１Ａ】図１１Ａは、実施の形態にかかる映像エンジンの構成例を示す図である。
【図１１Ｂ】図１１Ｂは、映像エンジンの構成例の変形例を示す図である。
【図１２】図１２は、映像エンジンを適用したプロジェクタの構成例を示す図である。
【図１３】図１３は、プロジェクタの利用形態の一例を示す図である。
【図１４】図１４は、実施の形態にかかる映像エンジンの変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に図面を参照して、本発明にかかる光学デバイスの実施の形態を詳細に説明する。
【００１２】
（実施の形態）
（実施の形態にかかる光学デバイス）
図１は、実施の形態にかかる光学デバイスの一例を示す図である。図１に示すように、実施の形態にかかる光学デバイス１００は、液晶シャッタ１１０と、ＬＣＯＳ１２０と、供給部１３０と、を備える。
【００１３】
液晶シャッタ１１０は、第１液晶材料を用いた液晶シャッタである。また、液晶シャッタ１１０は、供給される駆動波形に応じて、光の所定箇所への照射を制御する。たとえば、液晶シャッタ１１０は、所定の偏光光学素子へ出射される光の偏光状態を切り替えることにより、特定箇所への光の照射を制御する液晶シャッタである。所定の偏光光学素子は、特定箇所への光の透過率が、光の偏光状態によって異なる素子である。
【００１４】
一例としては、所定の偏光光学素子は、偏光子やＰＢＳ（Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ  Ｂｅａｍ  Ｓｐｌｉｔｔｅｒｓ：偏光ビームスプリッタ）である。また、所定の偏光光学素子は、光学デバイス１００の内部の光学素子であってもよいし、光学デバイス１００の外部の光学素子であってもよい。
【００１５】
ＬＣＯＳ１２０は、供給される駆動波形に応じて光を変調する空間光変調器である。空間光変調器としては、マトリクス状の画素を有する液晶素子を用いることができる。本実施の形態では、高精細な画素を有するＬＣＯＳを空間光変調器として用いている。ＬＣＯＳ１２０は、第２液晶材料を用いている。第２液晶材料は、液晶シャッタ１１０に用いられる第１液晶材料とは異なる液晶材料である。たとえば、第１液晶材料および第２液晶材料は、同一の振幅の駆動波形が印加された場合における、温度に対する液晶分子のスイッチング角やねじれ角の特性が互いに異なる液晶材料である。
【００１６】
一例としては、第１液晶材料および第２液晶材料のそれぞれには、ＦＬＣ（Ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ：強誘電性液晶）またはＡＦＬＣ（Ａｎｔｉ  Ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ：反強誘電性液晶）やＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ  Ｎｅｍａｔｉｃ）液晶を用いることができる。特にＦＬＣやＡＦＬＣは、応答性に優れ、コントラストが高いため、好適である。
【００１７】
また、ＬＣＯＳ１２０は、液晶シャッタ１１０に対して光学的に直列の関係を有するように設けられている。ＬＣＯＳ１２０は、液晶シャッタ１１０の後段に設けられ、液晶シャッタ１１０から出射された光を変調する。
【００１８】
また、ＬＣＯＳ１２０は、液晶シャッタ１１０と熱的に分離されておらず、液晶シャッタ１１０とほぼ同じ温度である。
【００１９】
供給部１３０は、液晶シャッタ１１０およびＬＣＯＳ１２０に対してそれぞれ駆動波形を供給する。このとき、供給部１３０は、液晶シャッタ１１０およびＬＣＯＳ１２０の各コントラストが同一の温度で最大コントラストの５０％以上となるように調整した各駆動波形をそれぞれ液晶シャッタ１１０およびＬＣＯＳ１２０に供給する。たとえば、供給部１３０は、液晶シャッタ１１０およびＬＣＯＳ１２０の各コントラストが同一の温度で極大（最大）となるように調整した各駆動波形をそれぞれ液晶シャッタ１１０およびＬＣＯＳ１２０に供給する。
【００２０】
液晶シャッタ１１０のコントラストは、所定箇所への光の照射の制御による光のコントラストである。たとえば、液晶シャッタ１１０のコントラストは、液晶シャッタ１１０による偏光状態の切り替えによる、上述した所定の偏光光学素子の透過光のコントラストである。ＬＣＯＳ１２０のコントラストは、ＬＣＯＳ１２０による変調後、所定の偏光光学素子の透過光のコントラストである。
【００２１】
図１に示した構成により、液晶シャッタ１１０およびＬＣＯＳ１２０の各コントラストを同一の温度で最大コントラストの５０％以上とすることができる。このため、たとえば液晶シャッタ１１０およびＬＣＯＳ１２０の温度を個別に調整しなくても、光学デバイス１００の光学特性（コントラスト）を向上させることができるため、装置の簡易化を図ることができる。
【００２２】
たとえば、液晶シャッタ１１０およびＬＣＯＳ１２０は熱的に分離されていないため、液晶シャッタ１１０およびＬＣＯＳ１２０の温度制御は、光学デバイス１００の内部の１つの温度調整部によって行うことができる。また、たとえば光学デバイス１００が温度管理された室内に設けられており、液晶シャッタ１１０およびＬＣＯＳ１２０の温度が上述した同一の温度で安定している場合は、光学デバイス１００に温度調整部を設けなくてもよい。
【００２３】
（液晶層の液晶分子状態）
図２は、液晶層にＦＬＣを用いたときの液晶分子状態の一例を示す図である。図２に示すスイッチング状態２１１〜２１３の液晶分子状態２０１，２０２は、図１に示した液晶シャッタ１１０やＬＣＯＳ１２０の液晶層に電圧が印加された場合における液晶分子の２つの安定状態である。
【００２４】
液晶シャッタ１１０およびＬＣＯＳ１２０は、供給される駆動波形に応じて、液晶分子状態２０１，２０２を相互に切り替える。これにより、液晶層を透過した光（信号光）の偏光状態が切り替わる。スイッチング角θは、液晶分子状態２０１，２０２における分子長軸方向の角度差である。液晶シャッタ１１０およびＬＣＯＳ１２０のコントラストは、たとえばスイッチング角θが４５度である場合に極大となる。
【００２５】
スイッチング状態２１１〜２１３は、それぞれ液晶シャッタ１１０の温度がＴ０〜Ｔ２（Ｔ０＜Ｔ１＜Ｔ２）である場合の液晶分子状態２０１，２０２を示している。スイッチング状態２１１〜２１３に示すように、液晶シャッタ１１０の温度によって、液晶シャッタ１１０の液晶分子状態２０１，２０２（スイッチング角θ）が変化する。
【００２６】
（液晶層の温度に対するスイッチング角の特性）
図３Ａは、液晶層の温度に対するスイッチング角の特性の一例を示す図である。図３Ａにおいて、横軸は液晶層の温度を示し、縦軸は液晶層のスイッチング角θを示している。温度スイッチング角特性３１０は、液晶シャッタ１１０やＬＣＯＳ１２０の液晶層における、温度に対するスイッチング角θの特性を示している。温度Ｘ１は、温度スイッチング角特性３１０においてスイッチング角θが４５度となる液晶層の温度を示している。
【００２７】
上述したように、液晶シャッタ１１０およびＬＣＯＳ１２０には異なる液晶材料を用いている。また液晶シャッタ１１０およびＬＣＯＳ１２０は異なる駆動波形で駆動を行う。このため、液晶シャッタ１１０およびＬＣＯＳ１２０に対してそれぞれの駆動波形を印加する場合、温度スイッチング角特性３１０は液晶シャッタ１１０とＬＣＯＳ１２０とで異なる。したがって、液晶シャッタ１１０およびＬＣＯＳ１２０に対してそれぞれの駆動波形を供給する場合、スイッチング角θが４５度となる温度Ｘ１も液晶シャッタ１１０とＬＣＯＳ１２０とで異なる。
【００２８】
（液晶層の温度に対するコントラストの特性）
図３Ｂは、液晶層の温度に対するコントラストの特性の一例を示す図である。図３Ｂにおいて、横軸は液晶層の温度を示し、縦軸は液晶層のコントラストを示している。温度コントラスト特性３２０は、それぞれの駆動波形を印加した場合の液晶シャッタ１１０やＬＣＯＳ１２０の液晶層における温度に対する、液晶シャッタ１１０やＬＣＯＳ１２０のコントラストの特性を示している。温度Ｘ１は、図３Ａに示したように液晶シャッタ１１０のスイッチング角θが４５度となる液晶シャッタ１１０の温度を示している。したがって、温度コントラスト特性３２０において、温度がＸ１であるときにコントラストが極大となる。
【００２９】
上述したように、液晶シャッタ１１０およびＬＣＯＳ１２０に対してそれぞれの駆動波形を供給する場合、スイッチング角θが４５度となる温度Ｘ１も液晶シャッタ１１０とＬＣＯＳ１２０とで異なる。したがって、液晶シャッタ１１０およびＬＣＯＳ１２０に対して同じ駆動波形を供給する場合、コントラストが極大となる温度Ｘ１も液晶シャッタ１１０とＬＣＯＳ１２０とで異なる。
【００３０】
（液晶シャッタおよびＬＣＯＳの温度に対するコントラスト特性）
図４Ａは、それぞれの駆動波形を印加した場合の液晶シャッタおよびＬＣＯＳの温度に対するコントラスト特性の一例を示す図である。図４Ａにおいて、横軸は液晶層の温度を示し、縦軸は液晶層のコントラストを示している。温度コントラスト特性４０１は、液晶シャッタ１１０の液晶層における温度に対するコントラストの特性を示している。温度コントラスト特性４０２は、ＬＣＯＳ１２０の液晶層における温度に対するコントラストの特性を示している。
【００３１】
温度コントラスト特性４０１，４０２に示すように、光学デバイス１００においては、液晶シャッタ１１０およびＬＣＯＳ１２０へ供給する各駆動波形を調整および最適な材料を用いることにより、温度コントラスト特性４０１，４０２の両方を、たとえば同一の温度Ｘ１でコントラストが極大となる温度コントラスト特性とする。
【００３２】
これにより、液晶シャッタ１１０およびＬＣＯＳ１２０の温度をＸ１に保つことで、液晶シャッタ１１０およびＬＣＯＳ１２０の各コントラストを極大にすることができる。Ｘ１は、一例としては４０℃とすることができる。
【００３３】
図４Ｂは、それぞれの駆動波形を印加した場合の液晶シャッタおよびＬＣＯＳの温度に対するコントラスト特性の他の例を示す図である。図４Ｂにおいて、図４Ａに示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。図４Ａにおいては、温度コントラスト特性４０１，４０２の両方を、同一の温度Ｘ１でコントラストが極大となる温度コントラスト特性とする場合について説明したが、実用上は、液晶シャッタ１１０およびＬＣＯＳ１２０のコントラストは、たとえば同一の温度でそれぞれ最大コントラストの１／２（５０％）以上であればよい。温度コントラスト特性４０１，４０２のそれぞれの最大コントラストは、たとえば温度コントラスト特性４０１，４０２の各極大値である。
【００３４】
たとえば図４Ｂに示すように、液晶シャッタ１１０の温度コントラスト特性４０１においてコントラストが極大となる温度Ｘ１と、ＬＣＯＳ１２０の温度コントラスト特性４０２においてコントラストが極大となる温度Ｘ１と、がずれていてもよい。この場合に、温度コントラスト特性４０１，４０２の各コントラストが、同一の温度において最大コントラストの５０％以上となるように、液晶シャッタ１１０およびＬＣＯＳ１２０へ供給する各駆動波形を調整し、液晶シャッタ１１０およびＬＣＯＳ１２０の最適な材料を用いる。図４Ｂに示す使用可能温度範囲４０３は、温度コントラスト特性４０１，４０２の両方においてコントラストが最大コントラストの５０％以上となる温度範囲である。
【００３５】
液晶シャッタ１１０やＬＣＯＳ１２０における透過率はスイッチング角度に依存し、スイッチング角度は温度に依存する。たとえば液晶シャッタ１１０およびＬＣＯＳ１２０の液晶材料にＦＬＣ材料を用いる場合に、５０℃以下の温度においては、スイッチング角度の温度依存特性は、温度が±２．５℃で変化する場合にスイッチング角度の変化が±１度以下となる特性である。スイッチング角度の変化が±１度以下の場合には、透過率の変化は０．００１％以下となり僅かである。
【００３６】
ただし、実際のデバイスにおいて、液晶デバイスと入射偏光の角度を最適な状態に合わせこんでも、偏光板やＰＢＳの特性によって微小な光漏れがあり、これによって透過率の変化が約０．００１％となる。したがって、スイッチング角度が±１度程ずれると、コントラストとしては約１／２になるが、実用上はコントラストが約１／２でもよい。
【００３７】
たとえば、実際にはパネルの機械精度や、使用するヒータや温度計の精度などの問題により、温度コントラスト特性４０１，４０２の両方を、同一の温度Ｘ１でコントラストが極大となる温度コントラスト特性とすることが困難である場合がある。しかし、光学デバイス１００の設計は通常、スイッチング角度の±１度程度のずれの発生、すなわちコントラストが最大コントラストの５０％以上を見込んで行われるため、実用上はコントラストが約１／２以上となればよい。
【００３８】
仮に、液晶シャッタ１１０およびＬＣＯＳ１２０のコントラストがそれぞれ最大コントラストの１／２（５０％）未満になると、測定データの精度が悪くなる。たとえば、光学デバイス１００をホログラフィックメモリなどの光記録装置に適用する場合は、光記録媒体（たとえば光ディスク）への書き込み情報のエラーが発生する。
【００３９】
このように、たとえばホログラフィックメモリなど光記録装置においては、液晶シャッタ１１０およびＬＣＯＳ１２０の各コントラストが同一の温度で最大コントラストの５０％以上となればよい。そのために、たとえば、液晶シャッタ１１０およびＬＣＯＳ１２０のコントラストの極大値となる各温度の差が±２．５度以内（スイッチング角度のずれが±１度以下）となればよい。
【００４０】
なお、コントラストは、白の透過率／黒の透過率として定義することができる。白の透過率は、液晶シャッタ１１０が光を遮断しない状態における光の透過率である。黒の透過率は、液晶シャッタ１１０が光を遮断する状態における光の透過率である。
【００４１】
（液晶シャッタおよびＬＣＯＳに用いる液晶材料の特性）
図５Ａは、液晶シャッタおよびＬＣＯＳに用いる液晶材料の特性の一例を示す図である。液晶シャッタ１１０とＬＣＯＳ１２０とでは求められる特性がそれぞれ異なる。このため、上述したように、液晶シャッタ１１０とＬＣＯＳ１２０では異なる液晶材料が用いられる。たとえば、液晶シャッタ１１０には、応答速度を優先した液晶材料が用いられる。また、ＬＣＯＳ１２０には、透過率を優先した液晶材料が用いられる。
【００４２】
図５Ａに示すテーブル５１０は、液晶シャッタ１１０およびＬＣＯＳ１２０のそれぞれについて求められる物理定数を示している。たとえば、液晶シャッタ１１０は、ＬＣＯＳ１２０に比べて、アイソトロピック相からネマティック相への相転移温度（Ｉ−Ｎ）が低い液晶材料が用いられる。
【００４３】
また、液晶シャッタ１１０は、ＬＣＯＳ１２０に比べてスイッチング角θが大きい液晶材料が用いられる。また、液晶シャッタ１１０は、ＬＣＯＳ１２０に比べて応答速度が高い液晶材料が用いられる。また、液晶シャッタ１１０は、ＬＣＯＳ１２０に比べて粘度が低い液晶材料が用いられる。その他、自発分極など、液晶シャッタ１１０とＬＣＯＳ１２０では求められる各物理定数が異なる。
【００４４】
（液晶シャッタおよびＬＣＯＳに用いる液晶材料の選択）
図５Ｂは、液晶シャッタおよびＬＣＯＳに用いる液晶材料の選択の一例を示す図である。一例としては、液晶シャッタ１１０およびＬＣＯＳ１２０の各液晶材料を、図５Ｂのテーブル５２０に示す特性の液晶材料とすることができる。
【００４５】
テーブル５２０に示す例では、液晶シャッタ１１０とＬＣＯＳ１２０の各液晶材料で異なる物理定数として、アイソトロピック相からネマティック相への相転移温度（Ｉ−Ｎ）と、ネマティック相からスメクティックＡ相への相転移温度（Ｎ−ＳｍＡ）と、スメクティックＡ相からスメクティックＣスター相への相転移温度（ＳｍＡ−ＳｍＣ*）と、各温度（３０℃、４０℃、５０℃）における各応答速度と、が挙げられる。
【００４６】
（液晶シャッタおよびＬＣＯＳのギャップおよび駆動波形）
図５Ｃは、液晶シャッタおよびＬＣＯＳのギャップおよび駆動波形の最大電圧の一例を示す図である。液晶シャッタ１１０およびＬＣＯＳ１２０へ供給する駆動波形の最大電圧は、液晶シャッタ１１０およびＬＣＯＳ１２０のギャップ（セルギャップ）などによっても制限される。このため、液晶シャッタ１１０およびＬＣＯＳ１２０へ供給する各駆動波形は、液晶シャッタ１１０およびＬＣＯＳ１２０のギャップや、上述した温度コントラスト特性３２０に応じて決定することができる。
【００４７】
たとえば図５Ｃのテーブル５３０に示す例では、液晶シャッタ１１０およびＬＣＯＳ１２０のギャップがそれぞれ１．１［μｍ］、０．５［μｍ］である場合に、液晶シャッタ１１０およびＬＣＯＳ１２０の駆動波形の振幅をそれぞれ３［Ｖｐ−ｐ］、７［Ｖｐ−ｐ］としている。
【００４８】
（駆動波形の決定方法）
たとえば、光学デバイス１００の設計者は、液晶シャッタ１１０およびＬＣＯＳ１２０にそれぞれ求められる特性から液晶シャッタ１１０およびＬＣＯＳ１２０の液晶材料を選択する。液晶材料の選択は、たとえば、液晶材料の種類の選定や、複数種類の液晶材料の調合などによって行うことができる。
【００４９】
設計者は、選択した液晶材料を用いた液晶シャッタ１１０について、液晶シャッタ１１０の温度を変化させながら液晶シャッタ１１０のコントラストを検出し、コントラストが極大となる液晶シャッタ１１０の温度を特定する。コントラストの検出は、たとえば、液晶シャッタ１１０の出射光をＰＤ（Ｐｈｏｔｏ  Ｄｅｔｅｃｔｏｒ）によって検出することによって行うことができる。
【００５０】
また、設計者は、上述したコントラストが極大となる液晶シャッタ１１０の温度の特定を、液晶シャッタ１１０が動作可能な複数の駆動波形について行う。これにより、液晶シャッタ１１０の複数の駆動波形について、コントラストが極大となる液晶シャッタ１１０の温度を特定することができる。
【００５１】
また、ＬＣＯＳ１２０についても同様に、選択した液晶材料を用いたＬＣＯＳ１２０について、ＬＣＯＳ１２０の温度を変化させながらＬＣＯＳ１２０のコントラストを検出し、コントラストが極大となるＬＣＯＳ１２０の温度を特定する。また、設計者は、コントラストが極大となるＬＣＯＳ１２０の温度の特定を、ＬＣＯＳ１２０が動作可能な複数の駆動波形について行う。これにより、ＬＣＯＳ１２０の複数の駆動波形について、コントラストが極大となるＬＣＯＳ１２０の温度を特定することができる。
【００５２】
そして、設計者は、液晶シャッタ１１０およびＬＣＯＳ１２０の駆動波形の組み合わせのうちの、特定した温度が同一となる組み合わせを選択する。これにより、コントラストが極大となる温度が同一となる、液晶シャッタ１１０およびＬＣＯＳ１２０の駆動波形の組み合わせを決定することができる。
【００５３】
または、設計者は、液晶シャッタ１１０およびＬＣＯＳ１２０の各コントラストが同一の温度で最大コントラストの５０％以上となるように、以下のように設計を行ってもよい。すなわち、設計者は、選択した液晶材料を用いた液晶シャッタ１１０について、液晶シャッタ１１０の温度を変化させながら液晶シャッタ１１０のコントラストを検出し、コントラストが最大コントラストの５０％以上となる液晶シャッタ１１０の温度範囲を特定する。
【００５４】
また、設計者は、上述したコントラストが最大コントラストの５０％以上となる液晶シャッタ１１０の温度範囲の特定を、液晶シャッタ１１０が動作可能な複数の駆動波形について行う。これにより、液晶シャッタ１１０の複数の駆動波形について、コントラストが最大コントラストの５０％以上となる液晶シャッタ１１０の温度範囲を特定することができる。
【００５５】
また、ＬＣＯＳ１２０についても同様に、選択した液晶材料を用いたＬＣＯＳ１２０について、ＬＣＯＳ１２０の温度を変化させながらＬＣＯＳ１２０のコントラストを検出し、コントラストが最大コントラストの５０％以上となるＬＣＯＳ１２０の温度範囲を特定する。また、設計者は、コントラストが最大コントラストの５０％以上となるＬＣＯＳ１２０の温度範囲の特定を、ＬＣＯＳ１２０が動作可能な複数の駆動波形について行う。これにより、ＬＣＯＳ１２０の複数の駆動波形について、コントラストが最大コントラストの５０％以上となるＬＣＯＳ１２０の温度範囲を特定することができる。
【００５６】
そして、設計者は、液晶シャッタ１１０およびＬＣＯＳ１２０の駆動波形の組み合わせのうちの、特定した各温度範囲の少なくとも一部が重複する組み合わせを選択する。これにより、同一の温度においてコントラストが最大コントラストの５０％以上となる、液晶シャッタ１１０およびＬＣＯＳ１２０の駆動波形の組み合わせを決定することができる。
【００５７】
また、設計者は、特定した各温度範囲の重複部分（たとえば図４Ｂの使用可能温度範囲４０３）の幅が、光学デバイス１００の環境の温度変動幅以上となるように液晶シャッタ１１０およびＬＣＯＳ１２０の駆動波形の組み合わせを選択してもよい。これにより、光学デバイス１００の温度変動があっても、液晶シャッタ１１０およびＬＣＯＳ１２０の各コントラストを同一の温度で最大コントラストの５０％以上にすることができる。
【００５８】
（実施の形態にかかる光記録装置）
図６は、実施の形態にかかる光記録装置の一例を示す図である。図１に示した光学デバイス１００は、一例としては、図６に示す光記録装置６００により実現することができる。光記録装置６００は、光源６０１と、コリメートレンズ６０２と、偏光可変素子６０３と、ＰＢＳプリズム６０４と、ビームエキスパンダ６０６と、位相マスク６０７と、リレーレンズ６０８と、ＰＢＳプリズム６０９と、ＬＣＯＳ６１０と、リレーレンズ６１１と、空間フィルタ６１２と、対物レンズ６１３と、ミラー６１４と、ミラー６１５と、ガルバノミラー６１６と、スキャナレンズ６１７と、光情報記録媒体６１８と、１／４波長板６１９と、ガルバノミラー６２０と、撮像素子６２１と、制御部６２２と、を備える。
【００５９】
光記録装置６００は、ＬＣＯＳ６１０により空間的に変調した信号光を光情報記録媒体６１８に照射することで光情報記録媒体６１８に情報を記録する。また、光記録装置６００は、光情報記録媒体６１８に参照光を照射することで得られる再生光を撮像素子６２１によって電気信号に変換することで情報を読み出す。
【００６０】
図１に示した光学デバイス１００は、たとえば光記録装置６００によって実現することができる。この場合に、図１に示した液晶シャッタ１１０は、たとえば偏光可変素子６０３によって実現することができる。また、上述した所定の偏光光学素子は、たとえばＰＢＳプリズム６０４である。また、図１に示したＬＣＯＳ１２０は、たとえばＬＣＯＳ６１０によって実現することができる。また、図１に示した供給部１３０は、たとえば制御部６２２によって実現することができる。
【００６１】
光源６０１は、光ビームをコリメートレンズ６０２へ出射する。光源６０１から出射される光ビームは、たとえば所定の直線偏光の連続光とすることができる。光源６０１には、たとえばＬＤ（Ｌａｓｅｒ  Ｄｉｏｄｅ：レーザダイオード）を用いることができる。コリメートレンズ６０２は、光源６０１から出射された光ビームを所定のビーム径の光ビームにコリメートし、コリメートした光ビームを偏光可変素子６０３へ出射する。
【００６２】
偏光可変素子６０３は、制御部６２２から供給される駆動波形に応じて、コリメートレンズ６０２から出射される光ビームの偏光状態を調整する。たとえば、偏光可変素子６０３は、光情報記録媒体６１８への情報の記録時には、光ビームの偏光状態を、Ｐ偏光およびＳ偏光を含む偏光状態とする。
【００６３】
また、偏光可変素子６０３は、光情報記録媒体６１８からの情報の再生時には、光ビームの偏光状態をＳ偏光とする。偏光可変素子６０３は、偏光状態を調整した光ビームをＰＢＳプリズム６０４へ出射する。偏光可変素子６０３には、たとえばＦＬＣやＡＦＬＣ、ＴＮ液晶などを用いることができる（たとえば図７参照）。
【００６４】
ＰＢＳプリズム６０４は、偏光可変素子６０３から出射されたＰ偏光の光ビームを透過させて、信号光としてビームエキスパンダ６０６へ出射するＰＢＳである。また、ＰＢＳプリズム６０４は、偏光可変素子６０３から出射されたＳ偏光の光ビームを反射させて、参照光としてミラー６１４へ出射する。これにより、光情報記録媒体６１８への情報の記録時には、Ｐ偏光の信号光がビームエキスパンダ６０６へ出射され、Ｓ偏光の参照光がミラー６１４へ出射される。また、光情報記録媒体６１８からの情報の再生時には、Ｓ偏光の参照光がミラー６１４へ出射される。
【００６５】
ビームエキスパンダ６０６は、ＰＢＳプリズム６０４から出射された信号光のビーム経を所定のビーム経に拡張し、ビーム経を拡張した信号光を位相マスク６０７へ出射する。ビームエキスパンダ６０６から位相マスク６０７へ出射された信号光は、位相マスク６０７およびリレーレンズ６０８を介してＰＢＳプリズム６０９へ出射される。
【００６６】
ＰＢＳプリズム６０９は、リレーレンズ６０８から出射されたＰ偏光の信号光を透過させてＬＣＯＳ６１０へ出射する。また、ＰＢＳプリズム６０９は、ＬＣＯＳ６１０から出射された信号光を反射させてリレーレンズ６１１へ出射する。ＰＢＳプリズム６０９からリレーレンズ６１１へ出射された信号光は、リレーレンズ６１１、空間フィルタ６１２の開口部および対物レンズ６１３を介して光情報記録媒体６１８へ出射される。
【００６７】
ＬＣＯＳ６１０は、ＰＢＳプリズム６０９から出射された信号光を変調情報に基づいて空間的に変調する。たとえば、ＬＣＯＳ６１０は、制御部６２２から出力された２次元画像データ（変調情報）を示す駆動波形に基づく変調を行う。そして、ＬＣＯＳ６１０は、変調した信号光をＰＢＳプリズム６０９へ出射する。ＬＣＯＳ６１０には、たとえばＦＬＣやＡＦＬＣを用いることができる（たとえば図８Ａ，図８Ｂ参照）。
【００６８】
ＰＢＳプリズム６０４からミラー６１４へ出射された参照光は、ミラー６１４，６１５を介してガルバノミラー６１６へ出射される。ガルバノミラー６１６は、ミラー６１５から出射された参照光を可変の角度で反射させてスキャナレンズ６１７へ出射する。ガルバノミラー６１６の角度制御は、たとえば制御部６２２によって行うことができる。スキャナレンズ６１７は、ガルバノミラー６１６から出射された参照光を光情報記録媒体６１８へ出射する。
【００６９】
光情報記録媒体６１８には、たとえば、ニオブ酸リチウムなどのフォトリフラクティブ結晶や、感光性樹脂材料（フォトポリマ）など、各種の光情報記録媒体を用いることができる。また、光情報記録媒体６１８は、たとえば制御部６２２からの制御によって変位可能であってもよい。
【００７０】
情報の記録時において、光情報記録媒体６１８には、対物レンズ６１３から出射された信号光と、スキャナレンズ６１７から出射された参照光と、が互いに重ねあうように入射する。これにより、光情報記録媒体６１８に干渉縞パターンが形成され、光情報記録媒体６１８は形成された干渉縞パターンをホログラムとして記録する。また、ガルバノミラー６１６の角度制御により、光情報記録媒体６１８に対する参照光の入射角度を変化させることで角度多重記録を行うことができる。本実施の形態では、このホログラムを「ページ」と呼び、ページが角度多重化されている記録領域のことを「ブック」と呼ぶ。
【００７１】
情報の再生時において、光情報記録媒体６１８には、スキャナレンズ６１７から出射された参照光が入射する。１／４波長板６１９は、スキャナレンズ６１７から出射され光情報記録媒体６１８を透過した参照光を通過させてガルバノミラー６２０へ出射する。
【００７２】
ガルバノミラー６２０は、１／４波長板６１９から出射された参照光を可変の角度で反射させる。ガルバノミラー６２０の角度制御は、たとえば制御部６２２によって行うことができる。このとき、ガルバノミラー６２０の角度制御がガルバノミラー６１６の角度制御と連動して行われることで、ガルバノミラー６２０において参照光が略垂直に反射し、参照光が１／４波長板６１９へ折り返される。
【００７３】
したがって、スキャナレンズ６１７から出射され光情報記録媒体６１８を透過した参照光は、１／４波長板６１９を２回通過することによってＳ偏光からＰ偏光に変換され、光情報記録媒体６１８へ出射される。これにより、光情報記録媒体６１８に記録された情報に応じた再生光がＰ偏光の回折光として対物レンズ６１３へ出射される。
【００７４】
光情報記録媒体６１８から対物レンズ６１３へ出射された再生光は、対物レンズ６１３およびリレーレンズ６１１を介してＰＢＳプリズム６０９へ出射される。このとき、リレーレンズ６１１の間の空間フィルタ６１２の開口部によって、再生対象ブックからの回折光である再生光のみがＰＢＳプリズム６０９へ透過する。
【００７５】
ＰＢＳプリズム６０９は、リレーレンズ６１１から出射されたＰ偏光の再生光を透過させて撮像素子６２１へ出射する。
【００７６】
撮像素子６２１は、ＰＢＳプリズム６０９から出射された再生光を電気信号に変換する。これにより、光情報記録媒体６１８に記録された情報を示す電気信号が得られる。撮像素子６２１は、変換した電気信号を出力する。撮像素子６２１から出力された電気信号は、たとえば光記録装置６００の外部へ出力される。撮像素子６２１には、たとえばＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ  Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ：相補型金属酸化膜半導体）などの固体撮像素子を用いることができる。
【００７７】
制御部６２２は、光情報記録媒体６１８への情報の記録時や光情報記録媒体６１８からの情報の再生時において、ＬＣＯＳ６１０や偏光可変素子６０３などの制御を行う。
【００７８】
たとえば、制御部６２２は、光情報記録媒体６１８への情報の記録時に、記録対象の情報（変調情報）を示す駆動波形をＬＣＯＳ６１０へ供給（書き込み）するとともに、ＰＢＳプリズム６０４から信号光および参照光が出射されるように、偏光可変素子６０３に駆動波形を供給する。ただし、制御部６２２は、光情報記録媒体６１８に対する情報の記録時であっても、ＬＣＯＳ６１０に対する情報の書き込み時には、ＰＢＳプリズム６０４から信号光が出射されないように、偏光可変素子６０３に駆動波形を供給する。
【００７９】
また、制御部６２２は、光情報記録媒体６１８からの情報の再生時に、ＰＢＳプリズム６０４から参照光のみが出射されるように、偏光可変素子６０３に駆動波形を供給する。
【００８０】
また、制御部６２２は、光情報記録媒体６１８への情報の記録時に、ガルバノミラー６１６の角度制御を行うことで、記録対象のブックなどを制御する。また、制御部６２２は、光情報記録媒体６１８からの情報の再生時に、ガルバノミラー６１６，６２０の角度制御を行うことで、再生対象のブックなどを制御する。なお、図６においては、制御部６２２とガルバノミラー６１６，６２０との接続関係は図示を省略している。また、制御部６２２は、対物レンズ６１３に対する光情報記録媒体６１８の位置を変化させることによって、記録対象のブックの移動を行ってもよい。
【００８１】
光記録装置６００に光学デバイス１００を適用することで、ＬＣＯＳ６１０と、偏光可変素子６０３およびＰＢＳプリズム６０４と、のコントラストを高くすることができるため、たとえば光情報記録媒体６１８に対する記録精度の向上を図ることができる。
【００８２】
（強誘電性液晶を用いた偏光可変素子）
図７は、強誘電性液晶を用いた偏光可変素子の一例を示す図である。図６に示した偏光可変素子６０３には、たとえば図７に示す液晶セル７００を用いることができる。液晶セル７００は、強誘電性液晶層７１０と、ガラス基板７２１，７２２と、共通電極７３０と、信号電極７４０と、シール材７５０と、配向膜７６１，７６２と、を備える強誘電性液晶セル（液晶モジュール）である。強誘電性液晶層７１０は、２つの安定状態（たとえば図２に示した液晶分子状態２０１，２０２）を持つ強誘電性液晶層である。
【００８３】
ガラス基板７２１，７２２は、強誘電性液晶層７１０を挟持する一対のガラス基板である。ガラス基板７２１，７２２はシール材７５０によって固着されている。また、ガラス基板７２１，７２２の対向面には透明電極である駆動電極としての共通電極７３０および信号電極７４０が設けられており、その上に配向膜７６１，７６２が設けられている。Ｌｔは液晶セル７００を透過する光ビームである。
【００８４】
（強誘電性液晶を用いたＬＣＯＳ）
図８Ａは、強誘電性液晶を用いたＬＣＯＳの一例を示す図である。図６に示したＬＣＯＳ６１０は、たとえば、図８Ａに示す反射型ＬＣＯＳ８００によって実現することができる。反射型ＬＣＯＳ８００は、透明電極基板８１０と、強誘電性液晶層８２０と、反射電極８３１〜８３３と、シリコン酸化膜層８４０と、反射部材である遮光層８５１〜８５４と、シリコン酸化膜層８６０と、トランジスタ８７１〜８７３と、シリコン層８８０と、コンタクトホール８９１〜８９３と、ビア８９４〜８９６と、を備える。
【００８５】
反射型ＬＣＯＳ８００は、反射電極８３１〜８３３が設けられたシリコン酸化膜層８４０と透明電極基板８１０との間に強誘電性液晶層８２０が挟まれ、透明電極基板８１０および強誘電性液晶層８２０を透過した光を反射電極８３１〜８３３によって反射させて透明電極基板８１０から出射する反射型液晶光学素子である。
【００８６】
透明電極基板８１０は、たとえばガラス基板と透明電極を重ねることにより形成することができる。透明電極は、たとえばＩＴＯ（酸化インジウムスズ）によって形成することができる。この場合は、たとえばガラス基板にＩＴＯをコーティングすることによって透明電極基板８１０を形成することができる。透明電極基板８１０には、たとえば反射型ＬＣＯＳ８００の制御基板から電圧が印加される。
【００８７】
強誘電性液晶層８２０は、透明電極基板８１０と反射電極８３１〜８３３との間に設けられ、２つの安定状態（たとえば図２に示した液晶分子状態２０１，２０２）を持つ強誘電性液晶層である。強誘電性液晶層８２０は、透明電極基板８１０と反射電極８３１〜８３３との間に印加される電圧に応じて液晶配向が変化する。
【００８８】
反射電極８３１〜８３３は、光を反射させる反射型の画素電極である。反射電極８３１〜８３３は、たとえば等間隔に、かつ間隙を有するようにシリコン酸化膜層８４０に配置される。反射電極８３１〜８３３は、たとえばアルミニウムによって形成することができる。
【００８９】
図８Ａでは反射型ＬＣＯＳ８００の一部のみを図示しているため、反射電極としては反射電極８３１〜８３３のみを図示しているが、反射型ＬＣＯＳ８００はさらに多くの反射電極を有していてもよい。また、図８Ａでは１次元方向に並んだ反射電極８３１〜８３３のみを図示しているが、反射型ＬＣＯＳ８００の各反射電極はシリコン酸化膜層８４０に対して２次元方向に（すなわちマトリクス状に）配置される。
【００９０】
シリコン酸化膜層８４０は、反射電極８３１〜８３３と遮光層８５１〜８５４との間に設けられるＳｉＯ2（二酸化ケイ素）の層である。シリコン酸化膜層８４０には、シリコン酸化膜層８４０を貫通し、反射電極８３１〜８３３とコンタクトホール８９１〜８９３とを接続するビア８９４〜８９６が設けられている。
【００９１】
遮光層８５１〜８５４は、シリコン酸化膜層８４０からシリコン酸化膜層８６０への光を遮光する遮光層である。また、遮光層８５１〜８５４は、強誘電性液晶層８２０を透過した光のうちの反射電極８３１〜８３３の間隙を通過した光を反射させる反射部材である。遮光層８５１〜８５４は、たとえばアルミニウムによって形成することができる。
【００９２】
図８Ａでは反射型ＬＣＯＳ８００の一部のみを図示しているため、遮光層としては遮光層８５１〜８５４のみを図示しているが、反射型ＬＣＯＳ８００はさらに多くの遮光層を有していてもよい。また、図８Ａでは１次元方向に並んだ遮光層８５１〜８５４のみを図示しているが、反射型ＬＣＯＳ８００の各遮光層はシリコン酸化膜層８４０に対して２次元方向に配置される。
【００９３】
シリコン酸化膜層８６０は、遮光層８５１〜８５４とシリコン層８８０との間に設けられるＳｉＯ2（二酸化ケイ素）の層である。シリコン酸化膜層８６０には、シリコン酸化膜層８６０を貫通し、ビア８９４〜８９６とトランジスタ８７１〜８７３とを接続するコンタクトホール８９１〜８９３が設けられている。
【００９４】
シリコン層８８０にはトランジスタ８７１〜８７３が設けられている。トランジスタ８７１〜８７３は、それぞれコンタクトホール８９１〜８９３およびビア８９４〜８９６を介して反射電極８３１〜８３３へ電圧を印加する。
【００９５】
図８Ａでは反射型ＬＣＯＳ８００の一部のみを図示しているため、トランジスタとしてはトランジスタ８７１〜８７３のみを図示しているが、反射型ＬＣＯＳ８００は反射電極に対応するトランジスタを有する。また、図８Ａでは２次元方向に並んだトランジスタ８７１〜８７３のみを図示しているが、反射型ＬＣＯＳ８００の各トランジスタは各反射電極に対応してシリコン酸化膜層８４０に対して２次元方向に配置される。
【００９６】
（ＬＣＯＳにおける光）
図８Ｂは、図８Ａに示したＬＣＯＳにおける光の一例を示す図である。図８Ｂにおいて、図８Ａに示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。反射型ＬＣＯＳ８００には、たとえば透明電極基板８１０から垂直に光が入射する。
【００９７】
図８Ｂに示す光８０１〜８０３は、反射型ＬＣＯＳ８００へ入射して強誘電性液晶層８２０を透過した光のうちのそれぞれ反射電極８３１〜８３３へ入射する各光である。光８０１〜８０３は、それぞれ反射電極８３１〜８３３において反射し、強誘電性液晶層８２０を透過して透明電極基板８１０から出射される。また、トランジスタ８７１〜８７３によって反射電極８３１〜８３３へ印加される各電圧によって、強誘電性液晶層８２０において光８０１〜８０３が透過する各部分の液晶配向が変化する。
【００９８】
このため、トランジスタ８７１〜８７３によって反射電極８３１〜８３３へ印加される各電圧に応じて光８０１〜８０３が変調され、変調された光８０１〜８０３が透明電極基板８１０から出射される。
【００９９】
なお、図８Ａ，図８Ｂにおける各部の縮尺は、実際の寸法と異なって図示されている。
【０１００】
（制御部の構成）
図９は、制御部の構成の一例を示す図である。図６に示した制御部６２２は、たとえば、図９に示すように、制御回路９０１と、波形生成回路９０２と、駆動回路９０３と、波形生成回路９０４と、駆動回路９０５と、を備える。
【０１０１】
制御部６２２は、ＬＣＯＳ６１０への変調情報（２次元画像データ）の書き込みや、偏光可変素子６０３へ供給する駆動波形などの制御を行う。また、図示しないが、制御部６２２は、ガルバノミラー６１６，６２０の角度制御や、光情報記録媒体６１８の移動などの制御を行ってもよい。
【０１０２】
たとえば、制御回路９０１は、偏光可変素子６０３の駆動波形の波形パターンを示す信号を波形生成回路９０２へ出力する。波形生成回路９０２は、制御回路９０１から出力された信号に基づく電圧波形の波形信号を生成し、生成した波形信号を駆動回路９０３へ出力する。駆動回路９０３は、波形生成回路９０２から出力された波形信号に基づく駆動波形を偏光可変素子６０３へ供給する。
【０１０３】
また、制御回路９０１は、ＬＣＯＳ６１０への変調情報（２次元画像データ）に応じた駆動波形を示す信号を波形生成回路９０４へ出力する。波形生成回路９０４は、制御回路９０１から出力された信号に基づく電圧波形の波形信号を生成し、生成した波形信号を駆動回路９０５へ出力する。駆動回路９０５は、波形生成回路９０４から出力された波形信号に基づく駆動波形をＬＣＯＳ６１０へ供給する。
【０１０４】
制御部６２２が偏光可変素子６０３およびＬＣＯＳ６１０へ供給する駆動波形の各振幅は、たとえば、制御回路９０１が波形生成回路９０２，９０４へ出力される各信号の値や、波形生成回路９０２，９０４で用いる電源などによって調整することができる。
【０１０５】
制御回路９０１、波形生成回路９０２，９０４、駆動回路９０３，９０５は、たとえば、１つまたは複数のマイクロコンピュータやカスタムＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）などによって実現することができる。また、波形生成回路９０２には電源が含まれていてもよい。ただし、制御部６２２の各部のハードウェア構成はこれらに限らず、各種のハードウェア構成とすることができる。
【０１０６】
（実施の形態にかかる光記録装置の変形例）
図１０は、実施の形態にかかる光記録装置の変形例を示す図である。図１０において、図６に示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。図１０に示すように、光記録装置６００は、図６に示した構成に加えて調整部１００１を備えていてもよい。
【０１０７】
調整部１００１は、偏光可変素子６０３およびＬＣＯＳ６１０の温度を直接的または間接的に調整する。たとえば調整部１００１は、光記録装置６００の全体の温度を調整する。調整部１００１には、たとえばペルチェ素子、ヒータ、送風機やこれらの組み合わせなど各種の温度調整装置を用いることができる。また、調整部１００１は、偏光可変素子６０３およびＬＣＯＳ６１０の温度を直接的または間接的に測定する機能を有し、測定した温度が目標温度となるように温度調整を行う調整部であってもよい。
【０１０８】
（実施の形態にかかる映像エンジンの構成例）
図１１Ａは、実施の形態にかかる映像エンジンの構成例を示す図である。図１１Ａに示す映像エンジン１１００は、光源部１１０１と、レンズ１１０２と、偏光ビームスプリッタ１１０３と、ＬＣＯＳ１１０４と、レンズ１１０５と、液晶シャッタ１１０６と、を備える。
【０１０９】
図１に示した光学デバイス１００は、たとえば映像エンジン１１００によって実現することができる。この場合に、図１に示した液晶シャッタ１１０は、たとえば液晶シャッタ１１０６によって実現することができる。また、上述した所定の偏光光学素子は、たとえば後述のグラス１３３１，１３３２である。また、図１に示したＬＣＯＳ１２０は、たとえばＬＣＯＳ１１０４によって実現することができる。また、図１に示した供給部１３０は、たとえば後述の制御ボード１２２０（図１２参照）によって実現することができる。
【０１１０】
レンズ１１０２は、光源部１１０１から出射されたレーザ光を偏光ビームスプリッタ１１０３へ出射する。偏光ビームスプリッタ１１０３は、レンズ１１０２から出射されたレーザ光を反射させてＬＣＯＳ１１０４へ出射する。また、偏光ビームスプリッタ１１０３は、ＬＣＯＳ１１０４から出射されたレーザ光を、偏光状態に応じてレンズ１１０５へ出射する。
【０１１１】
ＬＣＯＳ１１０４は、レーザ光を空間的に変調して映像を形成する変調器である。ＬＣＯＳ１１０４は、偏光ビームスプリッタ１１０３から出射されたレーザ光を偏光ビームスプリッタ１１０３へ反射させる。また、ＬＣＯＳ１１０４は、レーザ光が反射する面の各画素に印加される電圧に応じて、各画素における反射光の偏光状態を制御する。これにより、偏光ビームスプリッタ１１０３からレンズ１１０５の側へ透過するレーザ光の強度を画素ごとに制御することができる。ＬＣＯＳ１１０４には、たとえば図８Ａ，図８Ｂに示した反射型ＬＣＯＳ８００を用いることができる。
【０１１２】
レンズ１１０５は、偏光ビームスプリッタ１１０３から出射されたレーザ光を絞って液晶シャッタ１１０６へ出射する。レンズ１１０５はレンズを複数枚組み合わせた構成としてもよい。液晶シャッタ１１０６は、レンズ１１０５から出射されたレーザ光の偏光状態を制御して後段へ出射する。液晶シャッタ１１０６から出射されたレーザ光はたとえばスクリーンに投影される。液晶シャッタ１１０６には、たとえば図７に示した液晶セル７００を用いることができる。
【０１１３】
図１１Ｂは、映像エンジンの構成例の変形例を示す図である。図１１Ｂにおいて、図１１Ａと同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。たとえば液晶シャッタ１１０６にＦＬＣを用いる場合は、偏光ビームスプリッタ１１０３を通過後の光を絞る必要がないため、図１１Ｂに示すように、ＬＣＯＳ１１０４からの反射光を絞らずに投影してもよい。
【０１１４】
（映像エンジンを適用したプロジェクタの構成例）
図１２は、映像エンジンを適用したプロジェクタの構成例を示す図である。図１２において、図１１Ａ，図１１Ｂに示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。図１２に示すプロジェクタ１２００は、映像エンジン１２１０と、制御ボード１２２０と、電源１２３０と、を備えている。
【０１１５】
映像エンジン１２１０には、たとえば、図１１Ａまたは図１１Ｂに示した映像エンジン１１００を適用することができる。この場合は、映像エンジン１２１０は、赤色光源１２１１、緑色光源１２１２、青色光源１２１３、ＬＣＯＳ１１０４および液晶シャッタ１１０６を含む。赤色光源１２１１、緑色光源１２１２、青色光源１２１３は、図１１Ａ，図１１Ｂに示した光源部１１０１に対応する構成である。
【０１１６】
制御ボード１２２０は、光源コントローラ１２２１と、液晶素子コントローラ１２２２と、ＬＣＯＳコントローラ１２２３と、コントロールユニット１２２４と、を備えている。光源コントローラ１２２１は、コントロールユニット１２２４からの制御に従って、赤色光源１２１１、緑色光源１２１２および青色光源１２１３へ供給する駆動電流を制御することで、赤色光源１２１１、緑色光源１２１２および青色光源１２１３が出射する各レーザ光を制御する。
【０１１７】
液晶素子コントローラ１２２２は、コントロールユニット１２２４からの制御に従って、液晶シャッタ１１０６の電極へ印加する電圧を制御することで、プロジェクタ１２００が出射するレーザ光の偏光状態を制御する。
【０１１８】
コントロールユニット１２２４は、映像信号処理ユニット１２２５を備えている。映像信号処理ユニット１２２５は、プロジェクタ１２００へ入力された映像信号に基づく映像処理を行う。コントロールユニット１２２４は、映像信号処理ユニット１２２５における映像処理に基づいて、所定のタイミングで光源コントローラ１２２１、液晶素子コントローラ１２２２およびＬＣＯＳコントローラ１２２３を制御する。
【０１１９】
ＬＣＯＳコントローラ１２２３は、コントロールユニット１２２４からの制御に従って、ＬＣＯＳ１１０４の電極へ印加する電圧を制御することでレーザ光を変調し、プロジェクタ１２００が出射するレーザ光の画像や映像を制御する。これにより、プロジェクタ１２００が出射するレーザ光をスクリーンに投影することで映像を表示することができる。電源１２３０は、制御ボード１２２０の電源である。電源１２３０はバッテリであってもよい。
【０１２０】
（プロジェクタの利用形態）
図１３は、プロジェクタの利用形態の一例を示す図である。図１３に示すプロジェクタ１２００は、たとえば図１２に示したプロジェクタ１２００である。プロジェクタ１２００は、液晶シャッタ１１０６の制御により、左回りの円偏光のレーザ光１３０２と、右回りの円偏光のレーザ光１３０３と、を交互にスクリーン１３２０へ出射する。また、レーザ光１３０２，１３０３は、ＬＣＯＳ１１０４の制御により、それぞれ異なる視点からの映像となるように変調される。
【０１２１】
三次元グラス１３３０は、左回りの円偏光のレーザ光１３０２のみを透過するグラス１３３１と、右回りの円偏光のレーザ光１３０３のみを透過するグラス１３３２と、を備えている。これにより、三次元グラス１３３０の装着者に三次元映像を視認させることができる。なお、ここでは円偏光の切り替えにより三次元映像を実現する構成について説明したが、たとえば異なる方向の直線偏光の切り替えにより三次元映像を実現する構成としてもよい。
【０１２２】
このように、プロジェクタ１２００は、互いに異なる偏光状態の光を透過させるグラス１３３１，１３３２（複数の偏光フィルタ）へ、ＬＣＯＳ１１０４により変調した信号光を照射するプロジェクタである。また、液晶シャッタ１１０６は、グラス１３３１，１３３２へ照射される信号光の偏光状態を交互に切り替えることにより、グラス１３３１，１３３２における信号光の透過状態を交互に切り替える。これにより、ユーザに立体映像を知覚させることができる。
【０１２３】
プロジェクタ１２００に光学デバイス１００を適用することで、ＬＣＯＳ１１０４および液晶シャッタ１１０６のコントラストを高くすることができるため、高いコントラストの立体映像を実現することができる。
【０１２４】
（実施の形態にかかる映像エンジンの変形例）
図１４は、実施の形態にかかる映像エンジンの変形例を示す図である。図１４において、図１１Ａに示した部分と同様の部分については同一の符号を付して説明を省略する。図１４に示すように、映像エンジン１１００は、図１１Ａに示した構成に加えて調整部１００１を備えていてもよい。調整部１００１は、たとえば図１０に示した調整部１００１と同様である。
【０１２５】
調整部１００１は、ＬＣＯＳ１１０４および液晶シャッタ１１０６の温度を直接的または間接的に調整する。たとえば調整部１００１は、映像エンジン１１００の全体の温度を調整する。また、調整部１００１は、ＬＣＯＳ１１０４および液晶シャッタ１１０６の温度を直接的または間接的に測定する機能を有し、測定した温度が目標温度となるように温度調整を行う調整部であってもよい。
【０１２６】
また、図１４に示した構成において、図１１Ｂに示したようにＬＣＯＳ１１０４からの反射光を絞らずに投影する構成としてもよい。
【０１２７】
以上説明したように、光学デバイス１００によれば、液晶シャッタ１１０およびＬＣＯＳ１２０へ供給する各駆動波形の調整により、液晶シャッタ１１０およびＬＣＯＳ１２０の各コントラストを同一の温度で最大コントラストの５０％以上にすることができる。このため、液晶シャッタ１１０のコントラストの向上を図ることができる。
【産業上の利用可能性】
【０１２８】
以上のように、本発明にかかる光学デバイスは、複数の液晶セルを備える光学デバイスに有用であり、特に、液晶シャッタとＬＣＯＳを備える光学デバイスに適している。
【符号の説明】
【０１２９】
１００  光学デバイス
１１０，１１０６  液晶シャッタ
１２０，６１０，１１０４  ＬＣＯＳ
１３０  供給部
２０１，２０２  液晶分子状態
２１１〜２１３  スイッチング状態
３１０  温度スイッチング角特性
３２０，４０１，４０２  温度コントラスト特性
４０３  使用可能温度範囲
５１０，５２０，５３０  テーブル
６００  光記録装置
６０１  光源
６０２  コリメートレンズ
６０３  偏光可変素子
６０４，６０９  ＰＢＳプリズム
６０６  ビームエキスパンダ
６０７  位相マスク
６０８，６１１  リレーレンズ
６１２  空間フィルタ
６１３  対物レンズ
６１４，６１５  ミラー
６１６，６２０  ガルバノミラー
６１７  スキャナレンズ
６１８  光情報記録媒体
６１９  １／４波長板
６２１  撮像素子
６２２  制御部
７００  液晶セル
７１０，８２０  強誘電性液晶層
７２１，７２２  ガラス基板
７３０  共通電極
７４０  信号電極
７５０  シール材
７６１，７６２  配向膜
８００  反射型ＬＣＯＳ
８１０  透明電極基板
８３１〜８３３  反射電極
８４０，８６０  シリコン酸化膜層
８５１〜８５４  遮光層
８７１〜８７３  トランジスタ
８８０  シリコン層
８９１〜８９３  コンタクトホール
８９４〜８９６  ビア
９０１  制御回路
９０２，９０４  波形生成回路
９０３，９０５  駆動回路
１００１  調整部
１１００，１２１０  映像エンジン
１１０１  光源部
１１０２，１１０５  レンズ
１１０３  偏光ビームスプリッタ
１２００  プロジェクタ
１２１１  赤色光源
１２１２  緑色光源
１２１３  青色光源
１２２０  制御ボード
１２２１  光源コントローラ
１２２２  液晶素子コントローラ
１２２３  ＬＣＯＳコントローラ
１２２４  コントロールユニット
１２２５  映像信号処理ユニット
１２３０  電源
１３０２，１３０３  レーザ光
１３２０  スクリーン
１３３０  三次元グラス
１３３１，１３３２  グラス
【図１】
2015141336.tif 000003
【図２】
2015141336.tif 000004
【図３Ａ】
2015141336.tif 000005
【図３Ｂ】
2015141336.tif 000006
【図４Ａ】
2015141336.tif 000007
【図４Ｂ】
2015141336.tif 000008
【図５Ａ】
2015141336.tif 000009
【図５Ｂ】
2015141336.tif 000010
【図５Ｃ】
2015141336.tif 000011
【図６】
2015141336.tif 000012
【図７】
2015141336.tif 000013
【図８Ａ】
2015141336.tif 000014
【図８Ｂ】
2015141336.tif 000015
【図９】
2015141336.tif 000016
【図１０】
2015141336.tif 000017
【図１１Ａ】
2015141336.tif 000018
【図１１Ｂ】
2015141336.tif 000019
【図１２】
2015141336.tif 000020
【図１３】
2015141336.tif 000021
【図１４】
2015141336.tif 000022
【手続補正書】
【提出日】平成27年6月9日(2015.6.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１液晶材料を用いた液晶シャッタであって、供給される駆動波形に応じて光の所定箇所への照射を制御する液晶シャッタと、
前記第１液晶材料と異なる温度で最大コントラストとなる第２液晶材料を用いた空間光変調器であって、供給される駆動波形に応じて前記光を変調する空間光変調器と、
前記液晶シャッタおよび前記空間光変調器のコントラストがそれぞれ同一の温度で最大コントラストの５０％以上となるように調整した各駆動波形をそれぞれ前記液晶シャッタおよび前記空間光変調器に供給する供給部と、
を備えることを特徴とする光学デバイス。
【請求項２】
前記第１液晶材料および前記第２液晶材料の温度を前記同一の温度に近づくように調整する調整部を備えることを特徴とする請求項１に記載の光学デバイス。
【請求項３】
前記第１液晶材料および前記第２液晶材料のそれぞれは、ＦＬＣ（Ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ：強誘電性液晶）またはＡＦＬＣ（Ａｎｔｉ  Ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ：反強誘電性液晶）であることを特徴とする請求項１または２に記載の光学デバイス。
【請求項４】
前記第１液晶材料および前記第２液晶材料は、同一の駆動波形が印加された場合における温度に対する液晶分子のスイッチング角の特性が互いに異なる液晶材料であることを特徴とする請求項３に記載の光学デバイス。
【請求項５】
前記空間光変調器により変調した信号光を光情報記録媒体に照射することで前記光情報記録媒体に情報を記録し、前記光情報記録媒体に参照光を照射することで得られる再生光を撮像素子によって電気信号に変換する光記録装置であって、
前記液晶シャッタは、前記空間光変調器への信号光の照射を制御することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の光学デバイス。
【請求項６】
互いに異なる偏光状態の光を透過させる複数の偏光フィルタへ前記空間光変調器により変調した信号光を照射するプロジェクタであって、
前記液晶シャッタは、前記信号光の偏光状態を交互に切り替えることにより前記複数の偏光フィルタにおける前記信号光の透過状態を切り替えることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の光学デバイス。
【国際調査報告】
2015141336.tif 000023
2015141336.tif 000024
2015141336.tif 000025
2015141336.tif 000026