JP2020109450A - 空間光変調システム、空間光変調デバイス及び表示装置 - Google Patents

空間光変調システム、空間光変調デバイス及び表示装置 Download PDF

Info

Publication number
JP2020109450A
JP2020109450A JP2019000648A JP2019000648A JP2020109450A JP 2020109450 A JP2020109450 A JP 2020109450A JP 2019000648 A JP2019000648 A JP 2019000648A JP 2019000648 A JP2019000648 A JP 2019000648A JP 2020109450 A JP2020109450 A JP 2020109450A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
memory
state
spatial light
data
light modulation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2019000648A
Other languages
English (en)
Inventor
西池　昭仁
Akihito Nishiike
昭仁 西池
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
Priority to JP2019000648A priority Critical patent/JP2020109450A/ja
Priority to DE112019006569.6T priority patent/DE112019006569T5/de
Priority to CN201980087415.8A priority patent/CN113260898B/zh
Priority to PCT/JP2019/049306 priority patent/WO2020145046A1/ja
Priority to US17/417,591 priority patent/US11676550B2/en
Publication of JP2020109450A publication Critical patent/JP2020109450A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G3/00—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
    • G09G3/20—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters
    • G09G3/34—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters by control of light from an independent source
    • G09G3/3433—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters by control of light from an independent source using light modulating elements actuated by an electric field and being other than liquid crystal devices and electrochromic devices
    • G09G3/346—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters by control of light from an independent source using light modulating elements actuated by an electric field and being other than liquid crystal devices and electrochromic devices based on modulation of the reflection angle, e.g. micromirrors
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
    • G02B26/08—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
    • G02B26/0816—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light by means of one or more reflecting elements
    • G02B26/0833—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light by means of one or more reflecting elements the reflecting element being a micromechanical device, e.g. a MEMS mirror, DMD
    • G02B26/0841—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light by means of one or more reflecting elements the reflecting element being a micromechanical device, e.g. a MEMS mirror, DMD the reflecting element being moved or deformed by electrostatic means
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2300/00—Aspects of the constitution of display devices
    • G09G2300/08—Active matrix structure, i.e. with use of active elements, inclusive of non-linear two terminal elements, in the pixels together with light emitting or modulating elements
    • G09G2300/0809—Several active elements per pixel in active matrix panels
    • G09G2300/0842—Several active elements per pixel in active matrix panels forming a memory circuit, e.g. a dynamic memory with one capacitor
    • G09G2300/0857—Static memory circuit, e.g. flip-flop
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2310/00—Command of the display device
    • G09G2310/02—Addressing, scanning or driving the display screen or processing steps related thereto
    • G09G2310/0264—Details of driving circuits
    • G09G2310/0267—Details of drivers for scan electrodes, other than drivers for liquid crystal, plasma or OLED displays
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2310/00—Command of the display device
    • G09G2310/08—Details of timing specific for flat panels, other than clock recovery
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2320/00—Control of display operating conditions
    • G09G2320/02—Improving the quality of display appearance
    • G09G2320/0247—Flicker reduction other than flicker reduction circuits used for single beam cathode-ray tubes
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2320/00—Control of display operating conditions
    • G09G2320/02—Improving the quality of display appearance
    • G09G2320/0252—Improving the response speed

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Mechanical Light Control Or Optical Switches (AREA)
  • Control Of Indicators Other Than Cathode Ray Tubes (AREA)

Abstract

【課題】光変調部の機械的動作による最小更新間隔への影響を防止することが可能な空間光変調デバイス、空間光変調システム及び表示装置を提供すること。【解決手段】本技術に係る空間光変調デバイスは、光変調部と、第１のメモリと、第２のメモリとを具備する。光変調部は、第１の状態と第２の状態の間で遷移動作を行う。第１のメモリは、遷移動作が実行される遷移時間中に、光変調部を第１の状態と第２の状態のいずれの状態にするかを指定するデータが書き込まれる。第２のメモリは、遷移時間終了後に、第１のメモリに保持されていたデータが書き込まれ、データを光変調部に供給する。【選択図】図９

Description

本技術は、光変調部の動作制御に係る空間光変調システム、空間光変調デバイス及び表示装置に関する。
空間光変調（Spatial Light Modulator) デバイスは、光源からの光の空間的な分布（振幅、位相、偏光等）を電気的に制御することにより、光を変調させるデバイスであり、プロジェクタ等の表示装置やセンサ、３Ｄプリンタ等の分野で利用されている。
空間光変調デバイスは、アドレス部と光変調部から構成され、アドレス部に書き込まれた情報により光変調部の光学特性を変化させることができる。光変調部は典型的にはマイクロミラーとその角度を変化させる駆動機構を備え、マイクロミラーの角度を変化させることにより、入射光を反射する状態と反射しない状態の間で遷移させることができる。
このようなマイクロミラーデバイスを用いた表示装置では、マイクロミラーの反射状態と非反射状態で「明」と「暗」を表現し、１フレーム中の「明」と「暗」の時間比率を変更することで階調を表現する。この場合、１フレームを、単色又は複数色の階調ビット強度に対応する時間比率によって制御するＰＷＭ（Pulse Width Modulation)方式が採用されている。
ＰＷＭ方式における最下位ビットはＬＳＢ（Least Significant Bit）と呼ばれ、マイクロミラーの最小更新時間は、ＬＳＢとして実現できる最短時間に相当する。ＬＳＢ時間は一般に数十μｓ程度である。ＬＳＢ時間を短縮することができれば、マイクロミラーをより高速で遷移させることが可能となり、表示装置の性能を向上させることができる。
しかしながら、マイクロミラーデバイスでは、上記のようにマイクロミラーの角度を反射状態と非反射状態の間で機械的に変更する必要があり、遷移後にマイクロミラーの機械的振動が収まるまで次の遷移を行うことができない。機械的振動が収まるまでに遷移を行うと、マイクロミラーが不安定な状態となってしまうためである。このため、機械的振動が収まるまで次の遷移を待つ必要があり、ＬＳＢ時間の短縮には限界があった。
例えば、特許文献１では、マイクロミラー遷移後の機械的振動が収まるまでの時間をＬＳＢ時間とし、その後にマイクロミラーをフラット又はＯＦＦ状態に遷移させるリセットパルスを印加し、フラットの状態で次の更新データをアドレス部に書き込む技術が開示されている。更新データの書き込み時間はマイクロミラーデバイスの画素数（ミラー数）や書き込み周波数に依存するが、数μｓ〜数十μｓである。
さらに、特許文献２には、マイクロミラーをＬＳＢ時間で連続的にＯＮ／ＯＦＦさせる場合には、マイクロミラーの機械的振動が収まるまで更新データの書き込みを行わず、機械的振動が収まるまでの時間と更新データの書き込み時間の合計時間をＬＳＢ時間とする技術が開示されている。
特開平９−２３８１０６号公報 特開平７−１７４９８５号公報
しかしながら、特許文献１に記載の制御方法では、マイクロミラーをフラット又はＯＦＦ状態にする時間が発生することから、光の利用効率の低下や正確な階調表現ができないという問題がある。また、マイクロミラーを更新するためのシーケンスには、通常の更新シーケンスとリセットパルスを印加するシーケンスの２種類のシーケンスが存在するため、これを制御するコントローラのパラメータが増えるという問題がある。
また、特許文献２の制御方法においても、マイクロミラーデバイスの画素数（解像度）が増加するにしたがって書き込み時間が増加し、マイクロミラーの最小更新間隔が長くなるため、高解像化度及び高速応答を実現する上で制約となる。
以上のような事情に鑑み、本技術の目的は、光変調部の機械的動作による最小更新間隔への影響を防止することが可能な空間光変調デバイス、空間光変調システム及び表示装置を提供することにある。
上記目的を達成するため、本技術に係る空間光変調デバイスは、光変調部と、第１のメモリと、第２のメモリとを具備する。
上記光変調部は、第１の状態と第２の状態の間で遷移動作を行う。
上記第１のメモリは、上記遷移動作が実行され遷移時間中に、上記光変調部を上記第１の状態と上記第２の状態のいずれの状態にするかを指定するデータが書き込まれる。
上記第２のメモリは、上記遷移時間終了後に、上記第１のメモリに保持されていた上記データが書き込まれ、上記データを上記光変調部に供給する。
この構成によれば、光変調部が遷移動作を実行する遷移時間中に、光変調部を第１の状態と上記第２の状態のいずれの状態にするかを指定するデータが第１のメモリに書き込まれ、遷移時間終了後にデータが第１メモリから第２のメモリに書き込まれる。データは第２のメモリから光変調部に供給され、光変調部はデータにしたがって次の遷移動作を実行する。遷移動作中には光変調部にデータを供給する第２のメモリが更新されないため、光変調部の遷移動作中に並行して第１のメモリにデータを書き込むことが可能となり、ＬＳＢ時間を短縮することが可能である。
上記光変調部は、入射光を反射する光反射体と、上記光反射体の角度を変化させる駆動機構とを備え、
上記光反射体は、上記第１の状態において第１の角度で傾斜し、上記第２の状態において第２の角度で傾斜してもよい。
上記遷移時間は、上記光反射体の角度が変更される時間である角度変更時間と、上記角度の変更の後、上記光反射体の振動が収束するまでの時間である整定時間の和であってもよい。
上記駆動機構は、上記第２のメモリに接続されたアドレス電極を備え、上記アドレス電極は上記データによって電位が規定されてもよい。
上記アドレス電極は第１のアドレス電極と第２のアドレス電極を含み、上記データは上記第１のアドレス電極と上記第２のアドレスの基準電位に対する電位差を規定してもよい。
上記光反射体は、上記第１アドレス電極及び上記第２のアドレス電極との間で静電引力を生じるミラー電極を備え、上記静電引力によって上記第１の角度又は上記第２の角度をとってもよい。
上記光反射体はマイクロミラーであり、
上記駆動機構は、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）によって構成されていてもよい。
上記第１のメモリはＳＲＡＭ（Static Random Access Memory)であり、
上記第２のメモリはＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory)であってもよい。
上記第１のメモリ及び上記第２のメモリはＳＲＡＭであってもよい。
上記第１のメモリ及び上記第２のメモリはＤＲＡＭであってもよい。
上記空間光変調デバイスは、
上記第１のメモリが形成された第１の回路基板と、
上記第１の回路基板に積層され、上記第２のメモリが形成された第２の回路基板と
を具備し、
上記光変調部は上記第２の回路基板に積層されていてもよい。
上記目的を達成するため、本技術に係る空間光変調デバイスは、光変調部と、第１のメモリと、第２のメモリとを具備する。
上記光変調部は、第１の状態と第２の状態の間で遷移動作を行う。
上記第１のメモリは、上記光変調部を上記第１の状態と上記第２の状態のいずれの状態にするかを指定するデータが書き込まれる。
上記第２のメモリは、上記第１のメモリに保持されていた上記データが書き込まれ、上記データを上記光変調部に供給する。
上記目的を達成するため、本技術に係る空間光変調システムは、複数の空間光変調デバイスと、信号制御部と、走査制御部と、駆動制御部とを具備する。
上記空間光変調デバイスは、第１の状態と第２の状態の間で遷移動作を行う光変調部と、上記遷移動作が実行される遷移時間中に、上記光変調部を上記第１の状態と上記第２の状態のいずれの状態にするかを指定するデータが書き込まれる第１のメモリと、上記遷移時間終了後に、上記第１のメモリに保持されていた上記データが書き込まれ、上記データを上記光変調部に供給する第２のメモリとを備える。
上記信号制御部は、上記第１のメモリと接続され、上記第１のメモリに上記データを供給する。
上記走査制御部は、上記第１のメモリと接続され、上記信号制御部から供給された上記データを上記第１のメモリに書き込む。
上記駆動制御部は、上記第２のメモリに接続され、上記第１のメモリに書き込まれた上記データを上記第２のメモリに書き込む。
上記信号制御部及び上記走査制御部は、上記遷移時間中に上記データを上記第１のメモリに書き込み、
上記駆動制御部は、上記遷移時間終了後に上記データを上記第１のメモリから上記第２のメモリに書き込んでもよい。
上記駆動制御部は、上記データの上記第１のメモリから上記第２のメモリへの書き込みを、上記複数の空間光変調デバイスの全てに対して一括で実行してもよい。
上記駆動制御部は、上記データの上記第１のメモリから上記第２のメモリへの書き込みを、上記複数の空間光変調デバイスのブロック毎に実行してもよい。
上記目的を達成するため、本技術に係る表示装置は、空間光変調システムと、光源と、制御ユニットとを具備する。
上記空間光変調システムは、第１の状態と第２の状態の間で遷移動作を行う光変調部と、上記遷移動作が実行される遷移時間中に、上記光変調部を上記第１の状態と上記第２の状態のいずれの状態にするかを指定するデータが書き込まれる第１のメモリと、上記遷移時間終了後に、上記第１のメモリに保持されていた上記データが書き込まれ、上記データを上記光変調部に供給する第２のメモリとを備える複数の空間光変調デバイスと、上記第１のメモリと接続され、上記第１のメモリに上記データを供給する信号制御部と、上記第１のメモリと接続され、上記信号制御部から供給された上記データを上記第１のメモリに書き込む走査制御部と、上記第２のメモリに接続され、上記第１のメモリに書き込まれた上記データを上記第２のメモリに書き込む駆動制御部とを備える。
上記光源は、上記空間光変調デバイスに入射する光を生成する。
上記制御ユニットは、映像信号に基づいて上記光源と上記空間光変調システムを制御する。
本技術の実施形態に係る表示装置の模式図 従来の構成を有する空間光変調システムの模式図である。 同空間光変調システムが備える空間光変調デバイスの模式図である。 同空間光変調デバイスの回路構成を示す模式図である。 同空間光変調システムにおけるＰＷＭ制御の方法を示す模式図である。 同空間光変調デバイスにおける遷移動作に係る制御方法を示す模式図である。 本技術の実施形態に係る空間光変調システムの模式図である。 同空間光変調システムが備える空間光変調デバイスの模式図である。 同空間光変調デバイスの回路構成を示す模式図である。 同空間光変調システムにおける制御波形を示す模式図である。 同空間光変調デバイスにおける遷移動作に係る制御方法を示す模式図である。 同空間光変調デバイスの回路構成を示す模式図である。 同空間光変調デバイスの模式図である。 同空間光変調システムの模式図である。
本技術の実施形態に係る表示装置について説明する。
［表示装置の全体構成］
図１は、本実施形態に係る表示装置１００の模式図である。同図に示すように、表示装置１００は、空間光変調システム１１０、光源部１２０、光学系１３０及び制御ユニット１４０を備える。
空間光変調（ＳＬＭ：Spatial Light Modulator）システム１１０は空間光変調デバイスを備え、入射光を反射して映像を生成する。空間光変調システム（以下、ＳＬＭシステム）１１０の詳細については後述する。
光源部１２０は、青色光源１２１、緑色光源１２２、赤色光源１２３、レンズ１２４及びダイクロイックミラー１２５を備え、青色光、緑色光及び赤色光をそれぞれ異なるタイミングで発光させ、光学系１３０に入射させる。
光学系１３０は、レンズ１３１、ロッドインテグレータ１３２、ミラー１３３、内部全反射（ＴＩＲ：Total Internal Reflection）プリズム１３４及び投射レンズ１３５を備える。光学系１３０は、光源部１２０から出射された光をＳＬＭシステム１１０に入射させ、ＳＬＭシステム１１０からの反射光をスクリーンＳに投射する。
制御ユニット１４０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１４１、光源制御部１４２、ＳＬＭ制御部１４３、信号取得部１４４及び信号処理部１４５を備える。制御ユニット１４０は、信号取得部１４４が映像信号を取得すると、信号処理部１４５が信号処理を行い、光源部１２０及びＳＬＭシステム１１０を制御して映像を生成させる。
具体的には、光源制御部１４２は青色光源１２１、緑色光源１２２、赤色光源１２３を所定のタイミングで発光させる。ＳＬＭ制御部１４３は、各光源と同期させてＳＬＭシステム１１０に映像データを送出する。
表示装置１００は以上のような構成を有する。光源部１２０から出射された光（青色光、緑色光及び赤色光）は、ロッドインテグレータ１３２によって均一化され、ミラー１３３及び内部全反射プリズム１３４を介してＳＬＭシステム１１０に入射する。
各色の入射光はＳＬＭシステム１１０によって所定の映像となるように反射され、投射レンズ１３５によってスクリーンＳに投射される。各色の映像はスクリーンＳ上に連続的に投射されるが、人間の目には各色の映像が重複して知覚され、カラー映像として認識される。
［従来構造のＳＬＭシステムについて］
本実施形態に係るＳＬＭシステム１１０の説明の前に、従来構造のＳＬＭシステムが有する問題について説明する。
図２は、従来構造のＳＬＭシステム３１０の構成を示す模式図である。同図に示すように、ＳＬＭシステム３１０は、アレイ状の複数のＳＬＭデバイス３１１、信号制御部３３１及び走査制御部３３２を備える。
図３は、ＳＬＭデバイス３１１を示す模式図であり、図４はＳＬＭデバイス３１１の回路構造を示す模式図である。これらの図に示すようにＳＬＭデバイス３１１は、光反射体３１２、駆動機構３１３及び回路基板３１４を備える。
光反射体３１２は、入射光を反射するミラーであり、ミラー電極３１５を備える。光反射体３１２は駆動機構３１３に傾斜可能に支持されている。
駆動機構３１３は、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical System）等によって構成され、第１アドレス電極３１６及び第２アドレス電極３１７を備える。
回路基板３１４は、メモリ３１８を含む画素回路が形成されている基板であり、画素回路は第１アドレス電極３１６及び第２アドレス電極３１７に電気的に接続されている。メモリ３１８は、図４に示すようにＳＲＡＭ（Static Random Access Memory)によって構成されている。また、メモリ３１８はＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory)であってもよい。
メモリ３１８には、第１ビット線３１９ａ、第２ビット線３１９ｂ及びワード線３２０が接続されている。第１ビット線３１９ａ及び第２ビット線３１９ｂは図２に示すように、列方向（図中、上下方向）に配列する複数のＳＬＭデバイス３１１の間を接続し、信号制御部３３１に接続されている。ワード線３２０は、行方向（図中、左右方向）に配列する複数のＳＬＭデバイス３１１の間を接続し、走査制御部３３２に接続されている。
個々のＳＬＭデバイス３１１では、信号制御部３３１から第１ビット線３１９ａと第２ビット線３１９ｂの一方に「１」、他方に「０」の信号(以下、ビット信号）が供給される。
この状態で走査制御部３３２からワード線３２０に信号（以下、ワード信号）が供給されると、ビット信号の電荷はメモリ３１８に保持され、即ちデータがメモリ３１８に書き込まれる。第１アドレス電極３１６及び第２アドレス電極３１７は、メモリ３１８に接続されており、メモリ３１８に保持された電荷が供給される。
これにより、データによる指定にしたがって、第１アドレス電極３１６及び第２アドレス電極３１７の一方が所定の電位となり、他方はグランド電位となる。即ち、第１アドレス電極３１６と第２アドレス電極３１７の電位が確定する。
この状態でミラー電極３１５に所定の電位を与えると、第１アドレス電極３１６及び第２アドレス電極３１７とミラー電極３１５の間に電位差による静電引力が発生し、光反射体３１２が一方向に傾斜する。この状態で光反射体３１２は安定状態となる。
光反射体３１２を反対方向に傾斜させる場合には、第１アドレス電極３１６と第２アドレス電極３１７の電位を逆の電位とし、ミラー電極３１５の電位を所定の電位に変化させる。
光反射体３１２が入射光を内部全反射プリズム側に反射する方向に傾斜した状態をＯＮ状態（明状態）とし、入射光を内部全反射プリズム側に反射しない方向に傾斜した状態をＯＦＦ状態（暗状態）とする。また、光反射体３１２が傾斜していない状態をフラット状態とする。
上記のように光反射体３１２は、第１アドレス電極３１６及び第２アドレス電極３１７とミラー電極３１５の電位差により、ＯＮ状態からＯＦＦ状態に、又はＯＦＦ状態からＯＮ状態に遷移する。
ＳＬＭデバイス３１１のアレイ全体（図２参照）では、ＳＬＭデバイス３１１の列毎に信号制御部３３１から第１ビット線３１９ａ及び第２ビット線３１９ｂを介してビット信号が供給される。
この状態で特定の行のＳＬＭデバイス３１１に、走査制御部３３２からワード線３２０を介してワード信号を供給すると、その行の各ＳＬＭデバイス３１１においてメモリ３１８にデータが書き込まれ、第１アドレス電極３１６と第２アドレス電極３１７の電位が確定する。
続いて、次の行のＳＬＭデバイス３１１に対してビット信号が供給され、ワード信号によってメモリ３１８に書き込まれ、第１アドレス電極３１６と第２アドレス電極３１７の電位が確定する。以下、各行のＳＬＭデバイス３１１について、行毎に順次、第１アドレス電極３１６と第２アドレス電極３１７の電位が確定する。
全てのＳＬＭデバイス３１１について第１アドレス電極３１６と第２アドレス電極３１７の電位が確定すると、全てのＳＬＭデバイス３１１のミラー電極３１５に電位が供給される。これにより、各ＳＬＭデバイス３１１が第１アドレス電極３１６及び第２アドレス電極３１７の電位にしたがって、ＯＮ状態又はＯＦＦ状態に遷移する。
次に、ＳＬＭシステム３１０の制御方法について説明する。図５は、ＳＬＭシステム３１０のＰＷＭ（Pulse Width Modulation)方式による制御方法を示す模式図であり、横軸は時間である。
図５（ａ）に示すように、映像の１フレームは、赤色（図中、Ｒ）、緑色（図中、Ｇ）及び青色（図中、Ｂ）の発光時間がそれぞれ含まれている。赤色の発光時間は、赤色光源（図１参照）が発光している時間であり、緑色の発光時間は緑色光源が、青色の発光時間は青色光源がそれぞれ発光している時間である。
図５（ｂ）は、赤色の発光時間におけるサブフレームを示し、図５（ｃ）は図５（ｂ）の一部を拡大して示す。これらの図に示すように、赤色の発光時間では、ビット０からビット７までの８段階のビット強度が含まれている。
各画素(１個のＳＬＭデバイス３１１）において、目的とする階調に応じてＯＮ状態とするビットを選択することで、赤色の階調を決定することができる。緑色及び青色においても同様に、ＯＮ状態とするビットを選択することで、目的の階調とすることができる。
特定のＳＬＭデバイス３１１において赤色、青色及び緑色の目的の階調となるように制御すると、そのＳＬＭデバイス３１１による反射光が重複され、スクリーン上において所定の色の画素が形成される。
なお、ここでは、８段階のビット強度の場合について説明したが、ビット強度は８段階に限られず、より多数または少数であってもよい。
図５（ｃ）に示すように、最下位ビット（図中、ビット０）はＬＳＢ（Least Significant Bit）時間と呼ばれ、ＳＬＭデバイス３１１における最小更新間隔、即ちＳＬＭデバイス３１１が遷移してから次の遷移までの時間である。
図６は、ＳＬＭデバイスの制御方法を示すグラフである。同図において、第１アドレス電極３１６（図４参照）の電位を第１アドレス電位Ｖ１、第２アドレス電極３１７の電位を第２アドレス電位Ｖ２、ミラー電極３１５の電位をミラー電位ＶＭとして示す。
また、ＳＬＭデバイス３１１の遷移状態（フラット状態に対する光反射体３１２の角度）を「ミラー遷移状態１」と「ミラー遷移状態２」として示す。以下では、ミラー遷移状態１について説明する。同図に示すように、ミラー遷移状態１では、光反射体３１２がＯＮ状態からＯＦＦ状態に遷移し、さらにＯＮ状態に遷移するとする。
同図に示すように、時刻Ｔ１において、ＳＬＭデバイス３１１はＯＮ状態となっている。この時、第１アドレス電位Ｖ１は第２アドレス電位Ｖ２より高い電位である。
時刻Ｔ２において、ワード信号が供給されると、データがメモリ３１８に書き込まれ、第１アドレス電極３１６及び第２アドレス電極３１７が確定する。これにより、同図に示すように、第１アドレス電位Ｖ１と第２アドレス電位Ｖ２が逆転する。
続いて時刻Ｔ３においてミラー電位ＶＭを所定の電位まで瞬間的に変化させる。すると、光反射体３１２は、ミラー電位ＶＭと第１アドレス電位Ｖ１の電位差及びミラー電位ＶＭと第２アドレス電位Ｖ２の電位差に応じてＯＮ状態からＯＦＦ状態に遷移する。
同図において、時刻Ｔ３から時刻Ｔ４の間で、光反射体３１２は、ＯＮ状態からＯＦＦ状態に遷移する。光反射体３１２の遷移は、上記のように光反射体３１２の機械的な角度変更であるため、遷移後に光反射体３１２は振動を生じる。
以下、光反射体３１２の角度が変更される時間、即ち時刻Ｔ３から時刻Ｔ４の時間を「角度変更時間」とし、光反射体３１２の振動が収束し、整定するまでの時間、即ち時刻Ｔ４から時刻Ｔ５の時間を「整定時間」とする。また角度変更時間と整定時間の和、即ち時刻Ｔ３から時刻Ｔ５を「遷移時間」とする。
なお、光反射体３１２がＯＮ状態又はＯＦＦ状態を維持する場合でも、ミラー電位ＶＭが変化すると光反射体３１２は一度フラット状態になった後、元の角度に戻る。その際に光反射体３１２に振動が生じる。このため、光反射体３１２がＯＮ状態又はＯＦＦ状態を維持する場合でもミラー電位ＶＭが変化すると角度変更時間と整定時間が発生する。
遷移時間の後、時刻Ｔ５においてワード信号を供給し、データをメモリ３１８に書き込み、第１アドレス電位Ｖ１と第２アドレス電位Ｖ２を再び逆転させる。
この後、時刻Ｔ５から時刻Ｔ６まで、他の行のＳＬＭデバイス３１１が備えるメモリ３１８へデータの書き込み（図中、「メモリ書き込み」）が行われる。例えばＳＬＭデバイス３１１が７６８行あれば、７６８行分の書き込みが完了するまで時間が必要となる。
時刻Ｔ６においてデータの書き込みが完了すると、ミラー電位ＶＭを所定の電位まで瞬間的に変化させ、光反射体３１２をＯＦＦ状態からＯＮ状態に再度遷移させる。ミラー電位ＶＭを変化させてから、次にミラー電位ＶＭを変化させるまでの時間、即ち時刻Ｔ３から時刻Ｔ６までの時間がＬＳＢとして実現できる最短時間に相当する。
ここで、遷移時間の間は、メモリ３１８へのビット信号の書き込み（図中、「メモリ書き込み」)を実行することができない。
時刻Ｔ４から時刻Ｔ５では、光反射体３１２が機械的振動を生じているため、この際にビット信号の書き込み、アドレス電圧を変化させると光反射体３１２が不安定となってしまうためである。このため、ＬＳＢ時間は遷移時間とデータ書き込み時間の和となり、これ以上の短縮は困難である。
ＬＳＢ時間が長いと、１フレームも長くなり、上記の単色映像が合成されず、各色の映像が分かれて見える「色割れ」や映像のフリッカーが生じるおそれがある。特に、階調を多段階化（図５で示すビット強度を８段階から増加）する場合や画素数（ＳＬＭデバイス３１１数）を増加させる場合にはさらなるＬＳＢ時間の短縮が求められる。
これに対し、以下に示す本技術では、ＬＳＢ時間の短縮が可能である。
なお、ＳＬＭデバイス３１１におけるＬＳＢ時間は例えば、１フレームを６０Ｈｚ、ＲＧＢ比率を１：１：１、８ビット階調とする場合、図５及び以下の（式１）で示すように、約２１．７８μｓとなる。
ＬＳＢ時間＝１／（６０Ｈｚ×３ＲＧＢ×（２８−１））＝２１．７８μｓ （式１）
［ＳＬＭシステムの構成］
本技術に係るＳＬＭシステム１１０(図１参照）について説明する。図７はＳＬＭシステム１１０の構成を示す模式図である。同図に示すように、ＳＬＭシステム１１０は、アレイ状の複数のＳＬＭデバイス１１１、信号制御部１７１、走査制御部１７２及び駆動制御部１７３を備える。
信号制御部１７１、走査制御部１７２及び駆動制御部１７３は、上述したＳＬＭ制御部１４３に接続され、ＳＬＭ制御部１４３によって制御される。なお、信号制御部１７１及び走査制御部１７２はＳＬＭデバイス１１１のアレイに対して反対側にも接続されてもよい。
図８は、ＳＬＭデバイス１１１を示す模式図であり、図９はＳＬＭデバイス１１１の回路構造を示す模式図である。これらの図に示すようにＳＬＭデバイス１１１は、光反射体１５１、駆動機構１５２及び回路基板１５３を備える。
光反射体１５１は、入射光を反射するミラーであり、典型的にはマイクロミラーである。光反射体１５１はミラー電極１５４を備え、駆動機構１５２に傾斜可能に支持されている。
駆動機構１５２は、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical System）等によって構成され、光反射体１５１の角度を変化させる。駆動機構１５２は、第１アドレス電極１５５及び第２アドレス電極１５６を備える。
光反射体１５１が駆動機構１５２に対して第１の角度で傾斜し、入射光を内部全反射プリズム１３４側（図１参照）に反射する方向に傾斜した状態をＯＮ状態（明状態）とする。また、光反射体１５１が駆動機構１５２に対して第２の角度で傾斜し、入射光を内部全反射プリズム１３４側に反射しない方向に傾斜した状態をＯＦＦ状態（暗状態）とする。
第１の角度と第２の角度は異なる角度であればよく、特に限定されない。また、光反射体１５１が傾斜していない状態をフラット状態とする。このように光反射体１５１及び駆動機構１５２によって入射光を変調することが可能な光変調部が構成されている。
回路基板１５３は、駆動機構１５２に積層され、第１メモリ１５７及び第２メモリ１５８を含む画素回路が形成されている基板である。
第１メモリ１５７は、光反射体１５１をＯＮ状態とＯＦＦ状態のいずれの状態にするかを指定するデータが書き込まれる。第１メモリ１５７は、ＳＲＡＭ（Static Random Access Memory)によって構成されるものとすることができる。第１メモリ１５７には、第１ビット線１５９ａ、第２ビット線１５９ｂ及び第１ワード線１６０が接続されている。
第１ビット線１５９ａ及び第２ビット線１５９ｂは図７に示すように、列方向（図中、上下方向）に配列する複数のＳＬＭデバイス１１１の間を接続し、信号制御部１７１に接続されている。第１ワード線１６０は、行方向（図中、左右方向）に配列する複数のＳＬＭデバイス１１１の間を接続し、走査制御部１７２に接続されている。
第２メモリ１５８は、第１メモリ１５７に保持されていたデータが書き込まれ、かつデータを駆動機構１５２に供給する。第２メモリ１５８は、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory)によって構成されるものとすることができる。
第２メモリ１５８には、第２ワード線１６１が接続されている。第２ワード線１６１は、例えばＤＲＡＭのゲート電極に接続される配線である。第２ワード線１６１は、行方向（図中、左右方向）に配列する複数のＳＬＭデバイス１１１の間を接続し、駆動制御部１７３に接続されている。
[ＳＬＭシステムの動作]
ＳＬＭシステム１１０の動作について説明する。各ＳＬＭデバイス１１１への信号の供給は、上述した信号制御部１７１、走査制御部１７２及び駆動制御部１７３によって行われる（図７参照）。
信号制御部１７１は、第１メモリ１５７と接続され、第１メモリ１５７にデータを供給する。走査制御部１７２は、第１メモリ１５７と接続され、信号制御部１７１から供給されたデータを第１のメモリに書き込む。駆動制御部１７３は、第２メモリ１５８に接続され、第１メモリ１５７に書き込まれたデータを第２メモリ１５８に書き込む。
図９に示すように、個々のＳＬＭデバイス１１１では、信号制御部１７１から第１ビット線１５９ａと第２ビット線１５９ｂの一方に「１」、他方に「０」の信号（以下、ビット信号）が供給される。
この状態で走査制御部１７２から第１ワード線１６０に信号（以下、第１ワード信号）が供給されると、ビット信号の電荷は第１メモリ１５７に保持され、即ちデータが第１メモリ１５７に書き込まれる。
さらに、駆動制御部１７３から第２ワード線１６１に信号（以下、第２ワード信号）が供給されると、第１メモリ１５７に記憶されていたデータが第２メモリ１５８に書き込まれ、第１アドレス電極１５５及び第２アドレス電極１５６の一方が所定の電位となり、他方はグランド電位となる。即ち、第１メモリ１５７に記憶されていたデータにしたがって、第１アドレス電極１５５と第２アドレス電極１５６の電位が確定する。
この状態でミラー電極１５４に所定の電位を与えると、第１アドレス電極１５５及び第２アドレス電極１５６とミラー電極１５４の間に電位差による静電引力が発生し、光反射体１５１が第１の角度と第２の角度のいずれかに傾斜する。この状態で光反射体１５１は安定状態となる。
光反射体１５１を反対方向に傾斜させる場合には、第１アドレス電極１５５と第２アドレス電極１５６の電位を逆の電位とし、ミラー電極１５４の電位を所定の電位に変化させる。
上記のように光反射体１５１は、第１アドレス電極１５５及び第２アドレス電極１５６とミラー電極１５４の電位差により、ＯＮ状態からＯＦＦ状態に、又はＯＦＦ状態からＯＮ状態に遷移する。
なお、第２ワード線１６１に第２ワード信号を供給し、第１メモリ１５７から第２メモリ１５８にデータを移動させると、第１メモリ１５７はデータを記憶する必要がない状態となる。このため、データ移転後には第１メモリ１５７に次の遷移のためのデータを書き込むことが可能となる。
次に、ＳＬＭデバイス１１１のアレイ全体（図７参照）での動作について説明する。図１０は、ＳＬＭシステム１１０における制御波形を示す模式図である。
ＳＬＭシステム１１０では、ＳＬＭデバイス１１１の行毎にデータの書き込みがなされる。信号制御部１７１は、図１０において「ＢＬ」で示すように、各行のＳＬＭデバイス１１１に対して第１ビット線１５９ａ及び第２ビット線１５９ｂ介してビット信号を供給する。なお、図中「Ｂｎ」は、第ｎ行の各ＳＬＭデバイス１１１にビット信号を供給していることを示す。
走査制御部１７２は、図１０において「ＷＬ１」で示すように、行毎に第１ワード線１６０を介して各ＳＬＭデバイス１１１に第１ワード信号を供給する。図中「ｎ」は、第ｎ行の各ＳＬＭデバイス１１１に第１ワード信号を供給していることを示す。
走査制御部１７２は、信号制御部１７１から、第ｎ行の各ＳＬＭデバイス１１１にビット信号が供給されている間(図中「Ｂｎ」）に第ｎ行の各ＳＬＭデバイス１１１に第１ワード信号を供給する。これにより、第ｎ行の各ＳＬＭデバイス１１１において第１メモリ１５７にデータが書き込まれる。
以下同様に、走査制御部１７２は、第ｎ＋１行の各ＳＬＭデバイス１１１にビット信号が供給されている間(図中「Ｂｎ＋１」）に第ｎ＋１行の各ＳＬＭデバイス１１１に第１ワード信号を供給し、第ｎ＋１行の各ＳＬＭデバイス１１１において第１メモリ１５７にデータを書き込む。
全ての行のＳＬＭデバイス１１１においてデータの書き込みが完了すると、駆動制御部１７３は、全てのＳＬＭデバイス１１１に対して第２ワード信号を供給する（図中、「ＷＬ２」）。これにより、全てのＳＬＭデバイス１１１において第１メモリ１５７から第２メモリ１５８にデータが書き込まれ、第１アドレス電極１５５と第２アドレス電極１５６の電位が確定する。
次にＳＬＭデバイス１１１の制御方法について説明する。なお、ＰＷＭ方式による階調制御方法については従来（図５参照）と同様であるが、ＳＬＭデバイス１１１ではＬＳＢ時間をより短縮することが可能となっている。
図１１は、ＳＬＭデバイス１１１の制御方法を示すグラフである。同図において、第１アドレス電極１５５（図９参照）の電位を第１アドレス電位Ｖ１、第２アドレス電極１５６の電位を第２アドレス電位Ｖ２、ミラー電極１５４の電位をミラー電位ＶＭとして示す。
また、ＳＬＭデバイス１１１の遷移状態（フラット状態に対する光反射体１５１の角度）を「ミラー遷移状態１」と「ミラー遷移状態２」として示す。以下では、ミラー遷移状態１について説明する。同図に示すように、ミラー遷移状態１では、光反射体１５１がＯＮ状態からＯＦＦ状態に遷移し、さらにＯＮ状態に遷移するとする。
同図に示すように、時刻Ｔ１において、ＳＬＭデバイス１１１はＯＮ状態となっている。この時、第１アドレス電位Ｖ１は第２アドレス電位Ｖ２より高い電位である。
時刻Ｔ２において、第２ワード信号が供給されると、データが第１メモリ１５７から第２メモリ１５８に書き込まれ、第１アドレス電位Ｖ１と第２アドレス電位Ｖ２が逆転する。
続いて時刻Ｔ３においてミラー電位ＶＭを所定の電位まで瞬間的に変化させる。すると、光反射体１５１は、ミラー電位ＶＭと第１アドレス電位Ｖ１の電位差及びミラー電位ＶＭと第２アドレス電位Ｖ２の電位差に応じてＯＮ状態からＯＦＦ状態に遷移する。
同図において、時刻Ｔ３から時刻Ｔ４の間で、光反射体１５１はＯＮ状態からＯＦＦ状態に遷移する。光反射体１５１の遷移は、上記のように光反射体１５１の機械的な角度変更であるため、遷移後に光反射体１５１は振動を生じる。
以下、光反射体１５１の角度が変更される時間、即ち時刻Ｔ３から時刻Ｔ４の時間を「角度変更時間」とし、光反射体１５１の振動が収束し、整定するまでの時間、即ち時刻Ｔ４から時刻Ｔ５の時間を「整定時間」とする。また角度変更時間と整定時間の和、即ち時刻Ｔ３から時刻Ｔ５を「遷移時間」とする。
なお、光反射体１５１がＯＮ状態又はＯＦＦ状態を維持する場合でも、ミラー電位ＶＭが変化すると光反射体１５１は一度フラット状態になった後、元の角度に戻る。その際には光反射体１５１に振動が生じる。このため、光反射体１５１がＯＮ状態又はＯＦＦ状態を維持する場合でもミラー電位ＶＭが変化すると角度変更時間と整定時間が発生する。
同時に、時刻Ｔ３から時刻Ｔ４の間において次の遷移（時刻Ｔ６からの遷移）のためのデータを各ＳＬＭデバイス１１１の第１メモリ１５７に書き込む（図中、「第１メモリ書き込み」）。ここでは、図１０に示したように、ＳＬＭデバイス１１１の行毎にデータを書き込み、例えばＳＬＭデバイス３１１が７６８行あれば、７６８行分の書き込みを完了させる。
この第１メモリ１５７へのデータ書き込みは、従来構造のＳＬＭデバイス３１１の場合（図６参照）とは異なり、光反射体１５１の遷移時間中（時刻Ｔ３から時刻Ｔ５の間）であっても行うことができる。第１アドレス電位Ｖ１と第２アドレス電位Ｖ２の電位は第２メモリ１５８によって保持されており、第１メモリ１５７への書き込みは第１アドレス電位Ｖ１と第２アドレス電位Ｖ２に影響を与えないためである。
次に、光反射体１５１が整定した後、時刻Ｔ５において第２ワード信号を供給し、データを第１メモリ１５７から第２メモリ１５８に書き込む(図中、第２メモリ書き込み」）。この書き込みは全てのＳＬＭデバイス１１１に対して一括で行うことができる。これにより、第１アドレス電位Ｖ１と第２アドレス電位Ｖ２が更新され、再び逆転する。
時刻Ｔ６において第１アドレス電位Ｖ１と第２アドレス電位Ｖ２の更新が完了すると、ミラー電位ＶＭを所定の電位まで瞬間的に変化させ、光反射体１５１をＯＦＦ状態からＯＮ状態に遷移させる。ミラー電位ＶＭを変化させてから、次にミラー電位ＶＭを変化させるまでの時間、即ち時刻Ｔ３から時刻Ｔ６までの時間がＬＳＢとして実現できる最短時間に相当する。
ＳＬＭシステム１１０は以上のように動作を行う。図６に示したように、従来構造のＳＬＭシステム３１０では、光反射体３１２の遷移時間の間はメモリ３１８へのデータの書き込みができず、ＬＳＢ時間の短縮が困難であった。
これに対し、本技術に係るＳＬＭシステム１１０では、図１１に示すように、遷移時間の間に第１メモリ１５７へのデータ書き込みを行うことができる。これにより、ＳＬＭシステム１１０ではＬＳＢ時間の短縮が可能である。
さらに、従来構造のＳＬＭシステム３１０では画素数（ＳＬＭデバイス３１１の数）が増加すると、データ書き込み時間（図６中、「メモリ書き込み」）が増加し、それはＬＳＢ時間を増加させることになる。
これに対し、ＳＬＭシステム１１０では、画素数が増加し、データ書き込み時間（図１１中、「第１メモリ書き込み」）が増加してもＬＳＢ時間は増加しない(「第２メモリ書き込み」は全画素で同時である）ため、画素数を増加させやすい構成となっている。
[ＳＬＭシステムの効果]
上記のように、ＳＬＭシステム１１０ではＬＳＢ時間の短縮が可能となり、ＰＷＭをより細かく制御することができる。これによりＰＷＭビット数の増加、即ち高階調化(高ビット深度化）が可能であり、表示画質の向上が実現可能である。
また、高階調化に伴って、階調−輝度特性を表すγ特性をより細かく制御することが可能となる。これにより、マイクロミラーデバイスのような２値デバイスにおける課題である、低階調を表示する際のノイズや黒潰れを改善することが可能である。
また、最小更新間隔(ＬＳＢ時間）の短縮に伴い、ＰＷＭの細分化が可能となるため、マイクロミラーデバイスのような２値デバイスにおける課題である、擬似輪郭の発生を抑制することが可能である。
また、ＬＳＢ時間の短縮により、ＰＷＭ制御における全階調時間（図５中、１フレーム）を圧縮できるため、高フレームレート化が可能であり、これにより動画表示時の滑らかさの向上やちらつき等の抑制が可能である。また、フィールドシーケンシャルカラー制御（図５に示す各色順次発光）時のカラーブレイクを改善することができる。
さらに、画素数の増加に対してＬＳＢ時間の増加は依存しないため、８Ｋのような高解像度化への対応が可能である。
[ＳＬＭデバイスの他の構成]
ＳＬＭデバイス１１１の構成は上述のものに限られない。図１２は、ＳＬＭデバイス１１１の他の構成を示す回路図である。同図に示すように、第１メモリ１５７と第２メモリ１５８は共にＳＲＡＭからなるものとすることも可能である。
また、第１メモリ１５７をＤＲＡＭからなるものとし、第２メモリ１５８をＳＲＡＭからなるものとしてもよく、第１メモリ１５７及び第２メモリ１５８を共にＤＲＡＭからなるものとすることも可能である。いずれの場合も図１０に示す波形によって本技術の制御方法を実現することができる。
さらに、第１メモリ１５７及び第２メモリ１５８は、上記動作を実現できるものであれば、他の記憶素子からなるものであってもよい。
また、ＳＬＭデバイス１１１の実装形態についても他の構成とすることができる。図１３は、ＳＬＭデバイス１１１の他の構成を示す斜視図である。
同図に示すように、ＳＬＭデバイス１１１は、第１回路基板１５３ａと第２回路基板１５３ｂを備えてもよい。第２回路基板１５３ｂは第１回路基板１５３ａに積層され、駆動機構１５２は第２回路基板１５３ｂに積層されている。第１メモリ１５７は回路基板１５３ａに形成され、第２メモリ１５８は回路基板１５３ｂに形成されている。
図８に示したように、第１メモリ１５７と第２メモリ１５８は一つの回路基板１５３に搭載することができる。しかしながら、画素回路が２つのメモリを備える場合、メモリが一つの場合に比べて画素回路の面積が大きくなる可能性がある。また、光反射体１５１の微細化するにしたがって、画素回路の面積が制約を受ける可能性がある。
ここで図１３に示すように、第１メモリ１５７と第２メモリ１５８を異なる回路基板上に形成し、２つの回路基板を貼り合わせて各電極を接合する構成とすることができる。画素回路を積層することで回路レイアウトの自由度向上やＳＬＭデバイス１１１の小型化が可能である。また、プロセスルールの負荷低減により製造コストの削減も実現可能である。
[ＳＬＭシステムの他の構成]
ＳＬＭシステム１１０は上記のように、駆動制御部１７３とＳＬＭデバイス１１１が第２ワード線１６１によって接続される。ここで、駆動制御部１７３とＳＬＭデバイス１１１の接続は図７に示すように、駆動制御部１７３に接続された１本の第２ワード線１６１が全てのＳＬＭデバイス１１１に分岐して接続されるものに限られない。
図１４は、ＳＬＭシステム１１０の他の構成を示す模式図である。同図に示すように、駆動制御部１７３には複数の第２ワード線１６１が接続され、それぞれの第２ワード線１６１はＳＬＭデバイス１１１のブロック毎にＳＬＭデバイス１１１に接続されてもよい。
図１０に示したように、ＳＬＭシステム１１０では、ＳＬＭデバイス１１１の行毎にデータを第１メモリ１５７に書き込む（図１１中、「第１メモリ書き込み」）。光反射体１５１の振動が収束すると（図１１中、時刻Ｔ５）、第１メモリ１５７から第２メモリにデータを移転(図１１中、「第２メモリ書き込み」）する。
しかし、画素数（ＳＬＭデバイス数）が多い場合や低消費電力化を図るためにデータの書き込み周波数を遅くした場合には、光反射体１５１の振動が収束しても、第１メモリ１５７への書き込みが完了しない場合がある。
これに対し、図１４に示すように、第２ワード線１６１をブロック毎にＳＬＭデバイス１１１に接続することで、ＳＬＭデバイス１１１のブロック毎に第２ワード信号を供給することが可能となる。このため、データの第１メモリ１５７への書き込みが完了したブロックから順次、第２メモリ１５８へのデータを書き込むことができる。
これにより、第１アドレス電極１５５及び第２アドレス電極１５６が次の遷移のための電位となり、ブロック毎にミラー電極１５４の電位を変化させることで、ブロック毎にＳＬＭデバイス１１１を遷移させることが可能となる。
このように、第２ワード線１６１をブロック毎にＳＬＭデバイス１１１に接続することで、画素数が多い場合やデータの書き込み周波数を遅くした場合にもＬＳＢ時間の増加を防止することが可能となる。
なお、ＳＬＭデバイス１１１のブロックは図１４に示すものに限られず、複数のＳＬＭデバイス１１１が含まれるものであればよい。
[ＳＬＭデバイスの応用例]
ＳＬＭデバイス１１１は、上記のように、プロジェクション方式の表示装置１００の光反射デバイスとして利用することが可能である。表示装置１００は、赤色、緑色及び青色の光が一つのマイクロミラーに順次入射する単板方式の表示装置としたがこれに限られず、各色の光が異なるマイクロミラーに入射する三板方式の表示装置であってもよい。
光源の数も赤色、緑色及び青色の３色に限られず、１色又は４色以上であってもよい。また光も可視光に限られず、紫外線等であってもよい。
また、ＳＬＭデバイス１１１は、表示装置に限られず、３Ｄプリンタやセンサ、マシンビジョン等のＳＬＭデバイスを利用する各種装置に利用することも可能である。いずれの装置であってもＬＳＢ時間の短縮、即ちマイクロミラーの高速応答が可能であり、３Ｄプリンタ等を用いるリソグラフィーやマシンビジョンにおけるタクトタイム(工程作業時間）の短縮が実現可能である。
また、ＳＬＭデバイス１１１は、光反射デバイスに限られず、空間光変調のために遷移動作を行うものであれば本技術による高速応答を実現することが可能である。
なお、本技術は以下のような構成もとることができる。
（１）
第１の状態と第２の状態の間で遷移動作を行う光変調部と、
上記遷移動作が実行される遷移時間中に、上記光変調部を上記第１の状態と上記第２の状態のいずれの状態にするかを指定するデータが書き込まれる第１のメモリと、
上記遷移時間終了後に、上記第１のメモリに保持されていた上記データが書き込まれ、上記データを上記光変調部に供給する第２のメモリと
を具備する空間光変調デバイス。
（２）
上記（１）に記載の空間光変調デバイスであって、
上記光変調部は、入射光を反射する光反射体と、上記光反射体の角度を変化させる駆動機構とを備え、
上記光反射体は、上記第１の状態において第１の角度で傾斜し、上記第２の状態において第２の角度で傾斜する
空間光変調デバイス。
（３）
上記（２）に記載の空間光変調デバイスであって、
上記遷移時間は、上記光反射体の角度が変更される時間である角度変更時間と、上記角度の変更の後、上記光反射体の振動が収束するまでの時間である整定時間の和である
空間光変調デバイス。
（４）
上記（２）又は（３）に記載の空間光変調デバイスであって、
上記駆動機構は、上記第２のメモリに接続されたアドレス電極を備え、上記アドレス電極は上記データによって電位が規定される
空間光変調デバイス。
（５）
上記（４）に記載の空間光変調デバイスであって、
上記アドレス電極は第１のアドレス電極と第２のアドレス電極を含み、上記データは上記第１のアドレス電極と上記第２のアドレスの基準電位に対する電位差を規定する
空間光変調デバイス。
（６）
上記（５）に記載の空間光変調デバイスであて、
上記光反射体は、上記第１アドレス電極及び上記第２のアドレス電極との間で静電引力を生じるミラー電極を備え、上記静電引力によって上記第１の角度又は上記第２の角度をとる
空間光変調デバイス。
（７）
上記（１）から（６）のいずれか一つに記載の空間光変調デバイスであって
上記光反射体はマイクロミラーであり、
上記駆動機構は、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）によって構成されている
空間光変調デバイス。
（８）
上記（１）から（７）のいずれか一つに記載の空間光変調デバイスであって
上記第１のメモリはＳＲＡＭ（Static Random Access Memory)であり、
上記第２のメモリはＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory)である
空間光変調デバイス。
（９）
上記（１）から（７）のいずれか一つに記載の空間光変調デバイスであって
上記第１のメモリ及び上記第２のメモリはＳＲＡＭである
空間光変調デバイス。
（１０）
上記（１）から（７）のいずれか一つに記載の空間光変調デバイスであって
上記第１のメモリ及び上記第２のメモリはＤＲＡＭである
空間光変調デバイス。
（１１）
上記（１）から（１０）のいずれか一つに記載の空間光変調デバイスであって
上記第１のメモリが形成された第１の回路基板と、
上記第１の回路基板に積層され、上記第２のメモリが形成された第２の回路基板と
を具備し、
上記光変調部は上記第２の回路基板に積層されている
空間光変調デバイス。
（１２）
第１の状態と第２の状態の間で遷移動作を行う光変調部と、
上記光変調部を上記第１の状態と上記第２の状態のいずれの状態にするかを指定するデータが書き込まれる第１のメモリと、
上記第１のメモリに保持されていた上記データが書き込まれ、上記データを上記光変調部に供給する第２のメモリと
を具備する空間光変調デバイス。
（１３）
第１の状態と第２の状態の間で遷移動作を行う光変調部と、上記遷移動作が実行される遷移時間中に、上記光変調部を上記第１の状態と上記第２の状態のいずれの状態にするかを指定するデータが書き込まれる第１のメモリと、上記遷移時間終了後に、上記第１のメモリに保持されていた上記データが書き込まれ、上記データを上記光変調部に供給する第２のメモリとを備える複数の空間光変調デバイスと、
上記第１のメモリと接続され、上記第１のメモリに上記データを供給する信号制御部と、
上記第１のメモリと接続され、上記信号制御部から供給された上記データを上記第１のメモリに書き込む走査制御部と、
上記第２のメモリに接続され、上記第１のメモリに書き込まれた上記データを上記第２のメモリに書き込む駆動制御部と
を具備する空間光変調システム。
（１４）
上記（１３）に記載の空間光変調システムであって、
上記信号制御部及び上記走査制御部は、上記遷移時間中に上記データを上記第１のメモリに書き込み、
上記駆動制御部は、上記遷移時間終了後に上記データを上記第１のメモリから上記第２のメモリに書き込む
空間光変調システム。
（１５）
上記（１４）に記載の空間光変調システムであって、
上記駆動制御部は、上記データの上記第１のメモリから上記第２のメモリへの書き込みを、上記複数の空間光変調デバイスの全てに対して一括で実行する
空間光変調システム。
（１６）
上記（１４）に記載の空間光変調システムであって、
上記駆動制御部は、上記データの上記第１のメモリから上記第２のメモリへの書き込みを、上記複数の空間光変調デバイスのブロック毎に実行する
空間光変調システム。
（１７）
第１の状態と第２の状態の間で遷移動作を行う光変調部と、上記遷移動作が実行される遷移時間中に、上記光変調部を上記第１の状態と上記第２の状態のいずれの状態にするかを指定するデータが書き込まれる第１のメモリと、上記遷移時間終了後に、上記第１のメモリに保持されていた上記データが書き込まれ、上記データを上記光変調部に供給する第２のメモリとを備える複数の空間光変調デバイスと、上記第１のメモリと接続され、上記第１のメモリに上記データを供給する信号制御部と、上記第１のメモリと接続され、上記信号制御部から供給された上記データを上記第１のメモリに書き込む走査制御部と、上記第２のメモリに接続され、上記第１のメモリに書き込まれた上記データを上記第２のメモリに書き込む駆動制御部とを備える空間光変調システムと、
上記空間光変調デバイスに入射する光を生成する光源と、
映像信号に基づいて上記光源と上記空間光変調システムを制御する制御ユニットと
を具備する表示装置。
１００…表示装置
１１０…空間光変調システム
１１１…空間光変調デバイス
１２０…光源部
１２１…青色光源
１２２…緑色光源
１２３…赤色光源
１３０…光学系
１３５…投射レンズ
１４０…制御ユニット
１４１…ＣＰＵ
１４２…光源制御部
１４３…ＳＬＭ制御部
１４４…信号取得部
１４５…信号処理部
１５１…光反射体
１５２…駆動機構
１５３…回路基板
１５３ａ…第１回路基板
１５３ｂ…第２回路基板
１５４…ミラー電極
１５５…第１アドレス電極
１５６…第２アドレス電極
１５７…第１メモリ
１５８…第２メモリ
１７１…信号制御部
１７２…走査制御部
１７３…駆動制御部

Claims (17)

  1. 第１の状態と第２の状態の間で遷移動作を行う光変調部と、
    前記遷移動作が実行される遷移時間中に、前記光変調部を前記第１の状態と前記第２の状態のいずれの状態にするかを指定するデータが書き込まれる第１のメモリと、
    前記遷移時間終了後に、前記第１のメモリに保持されていた前記データが書き込まれ、前記データを前記光変調部に供給する第２のメモリと
    を具備する空間光変調デバイス。
  2. 請求項１に記載の空間光変調デバイスであって、
    前記光変調部は、入射光を反射する光反射体と、前記光反射体の角度を変化させる駆動機構とを備え、
    前記光反射体は、前記第１の状態において第１の角度で傾斜し、前記第２の状態において第２の角度で傾斜する
    空間光変調デバイス。
  3. 請求項２に記載の空間光変調デバイスであって、
    前記遷移時間は、前記光反射体の角度が変更される時間である角度変更時間と、前記角度の変更の後、前記光反射体の振動が収束するまでの時間である整定時間の和である
    空間光変調デバイス。
  4. 請求項２に記載の空間光変調デバイスであって、
    前記駆動機構は、前記第２のメモリに接続されたアドレス電極を備え、前記アドレス電極は前記データによって電位が規定される
    空間光変調デバイス。
  5. 請求項４に記載の空間光変調デバイスであって、
    前記アドレス電極は第１のアドレス電極と第２のアドレス電極を含み、前記データは前記第１のアドレス電極と前記第２のアドレスの基準電位に対する電位差を規定する
    空間光変調デバイス。
  6. 請求項５に記載の空間光変調デバイスであって、
    前記光反射体は、前記第１アドレス電極及び前記第２のアドレス電極との間で静電引力を生じるミラー電極を備え、前記静電引力によって前記第１の角度又は前記第２の角度をとる
    空間光変調デバイス。
  7. 請求項２に記載の空間光変調デバイスであって、
    前記光反射体はマイクロミラーであり、
    前記駆動機構は、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）によって構成されている
    空間光変調デバイス。
  8. 請求項１に記載の空間光変調デバイスであって、
    前記第１のメモリはＳＲＡＭ（Static Random Access Memory)であり、
    前記第２のメモリはＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory)である
    空間光変調デバイス。
  9. 請求項１に記載の空間光変調デバイスであって、
    前記第１のメモリ及び前記第２のメモリはＳＲＡＭである
    空間光変調デバイス。
  10. 請求項１に記載の空間光変調デバイスであって、
    前記第１のメモリ及び前記第２のメモリはＤＲＡＭである
    空間光変調デバイス。
  11. 請求項１に記載の空間光変調デバイスであって、
    前記第１のメモリが形成された第１の回路基板と、
    前記第１の回路基板に積層され、前記第２のメモリが形成された第２の回路基板と
    を具備し、
    前記光変調部は前記第２の回路基板に積層されている
    空間光変調デバイス。
  12. 第１の状態と第２の状態の間で遷移動作を行う光変調部と、
    前記光変調部を前記第１の状態と前記第２の状態のいずれの状態にするかを指定するデータが書き込まれる第１のメモリと、
    前記第１のメモリに保持されていた前記データが書き込まれ、前記データを前記光変調部に供給する第２のメモリと
    を具備する空間光変調デバイス。
  13. 第１の状態と第２の状態の間で遷移動作を行う光変調部と、前記遷移動作が実行される遷移時間中に、前記光変調部を前記第１の状態と前記第２の状態のいずれの状態にするかを指定するデータが書き込まれる第１のメモリと、前記遷移時間終了後に、前記第１のメモリに保持されていた前記データが書き込まれ、前記データを前記光変調部に供給する第２のメモリとを備える複数の空間光変調デバイスと、
    前記第１のメモリと接続され、前記第１のメモリに前記データを供給する信号制御部と、
    前記第１のメモリと接続され、前記信号制御部から供給された前記データを前記第１のメモリに書き込む走査制御部と、
    前記第２のメモリに接続され、前記第１のメモリに書き込まれた前記データを前記第２のメモリに書き込む駆動制御部と
    を具備する空間光変調システム。
  14. 請求項１３に記載の空間光変調システムであって、
    前記信号制御部及び前記走査制御部は、前記遷移時間中に前記データを前記第１のメモリに書き込み、
    前記駆動制御部は、前記遷移時間終了後に前記データを前記第１のメモリから前記第２のメモリに書き込む
    空間光変調システム。
  15. 請求項１４に記載の空間光変調システムであって、
    前記駆動制御部は、前記データの前記第１のメモリから前記第２のメモリへの書き込みを、前記複数の空間光変調デバイスの全てに対して一括で実行する
    空間光変調システム。
  16. 請求項１４に記載の空間光変調システムであって、
    前記駆動制御部は、前記データの前記第１のメモリから前記第２のメモリへの書き込みを、前記複数の空間光変調デバイスのブロック毎に実行する
    空間光変調システム。
  17. 第１の状態と第２の状態の間で遷移動作を行う光変調部と、前記遷移動作が実行される遷移時間中に、前記光変調部を前記第１の状態と前記第２の状態のいずれの状態にするかを指定するデータが書き込まれる第１のメモリと、前記遷移時間終了後に、前記第１のメモリに保持されていた前記データが書き込まれ、前記データを前記光変調部に供給する第２のメモリとを備える複数の空間光変調デバイスと、前記第１のメモリと接続され、前記第１のメモリに前記データを供給する信号制御部と、前記第１のメモリと接続され、前記信号制御部から供給された前記データを前記第１のメモリに書き込む走査制御部と、前記第２のメモリに接続され、前記第１のメモリに書き込まれた前記データを前記第２のメモリに書き込む駆動制御部とを備える空間光変調システムと、
    前記空間光変調デバイスに入射する光を生成する光源と、
    映像信号に基づいて前記光源と前記空間光変調システムを制御する制御ユニットと
    を具備する表示装置。
JP2019000648A 2019-01-07 2019-01-07 空間光変調システム、空間光変調デバイス及び表示装置 Pending JP2020109450A (ja)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019000648A JP2020109450A (ja) 2019-01-07 2019-01-07 空間光変調システム、空間光変調デバイス及び表示装置
DE112019006569.6T DE112019006569T5 (de) 2019-01-07 2019-12-17 Räumliches lichtmodulatorsystem,räumliche lichtmodulatorvorrichtung und anzeigegerät
CN201980087415.8A CN113260898B (zh) 2019-01-07 2019-12-17 空间光调制***、空间光调制装置和显示设备
PCT/JP2019/049306 WO2020145046A1 (ja) 2019-01-07 2019-12-17 空間光変調システム、空間光変調デバイス及び表示装置
US17/417,591 US11676550B2 (en) 2019-01-07 2019-12-17 Spatial light modulator system, spatial light modulator device, and display apparatus for preventing influences of mechanical operations of a light modulation unit

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019000648A JP2020109450A (ja) 2019-01-07 2019-01-07 空間光変調システム、空間光変調デバイス及び表示装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2020109450A true JP2020109450A (ja) 2020-07-16

Family

ID=71521379

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019000648A Pending JP2020109450A (ja) 2019-01-07 2019-01-07 空間光変調システム、空間光変調デバイス及び表示装置

Country Status (5)

Country Link
US (1) US11676550B2 (ja)
JP (1) JP2020109450A (ja)
CN (1) CN113260898B (ja)
DE (1) DE112019006569T5 (ja)
WO (1) WO2020145046A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023223745A1 (ja) * 2022-05-20 2023-11-23 ソニーグループ株式会社 半導体表示装置及び空間位相変調装置

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI778775B (zh) * 2021-09-03 2022-09-21 友達光電股份有限公司 顯示面板及其畫素電路

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0679111B2 (ja) 1988-02-22 1994-10-05 大日本スクリーン製造株式会社 出力ラインバッファを持つ画像記録装置
US5581272A (en) 1993-08-25 1996-12-03 Texas Instruments Incorporated Signal generator for controlling a spatial light modulator
US5499062A (en) 1994-06-23 1996-03-12 Texas Instruments Incorporated Multiplexed memory timing with block reset and secondary memory
US5764208A (en) 1995-11-02 1998-06-09 Texas Instruments Incorporated Reset scheme for spatial light modulators
JP4111776B2 (ja) 2002-08-22 2008-07-02 富士通株式会社 光信号交換器の制御装置および制御方法
US7015885B2 (en) * 2003-03-22 2006-03-21 Active Optical Networks, Inc. MEMS devices monolithically integrated with drive and control circuitry
US7129925B2 (en) * 2003-04-24 2006-10-31 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Dynamic self-refresh display memory
US6987601B2 (en) * 2003-05-20 2006-01-17 Texas Instruments Incorporated Damped control of a micromechanical device
US20050128559A1 (en) 2003-12-15 2005-06-16 Nishimura Ken A. Spatial light modulator and method for performing dynamic photolithography
JP2005309414A (ja) 2004-03-24 2005-11-04 Fuji Photo Film Co Ltd 光変調素子アレイの駆動方法及び光変調素子アレイ並びに画像形成装置
US7304782B2 (en) * 2004-03-24 2007-12-04 Fujifilm Corporation Driving method of spatial light modulator array, spatial light modulator array, and image forming apparatus
JP4688131B2 (ja) * 2004-10-21 2011-05-25 株式会社リコー 光偏向装置、光偏向アレー、光学システムおよび画像投影表示装置
US7443716B2 (en) * 2005-11-16 2008-10-28 Miradia Inc. Spatial light modulator with four transistor electrode driver
KR101413171B1 (ko) 2006-06-02 2014-06-27 컴파운드 포토닉스 리미티드 광학적으로 어드레싱되는 그레이 스케일 전하를 축척하는 공간 광변조기
US7903104B2 (en) * 2007-03-21 2011-03-08 Spatial Photonics, Inc. Spatial modulator display system using two memories and display time slices having differing times
JP4661965B2 (ja) 2009-02-18 2011-03-30 ソニー株式会社 液晶表示装置
JP6753670B2 (ja) * 2016-01-20 2020-09-09 シチズン時計株式会社 液晶表示装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023223745A1 (ja) * 2022-05-20 2023-11-23 ソニーグループ株式会社 半導体表示装置及び空間位相変調装置

Also Published As

Publication number Publication date
WO2020145046A1 (ja) 2020-07-16
CN113260898B (zh) 2023-09-08
US11676550B2 (en) 2023-06-13
DE112019006569T5 (de) 2021-10-14
CN113260898A (zh) 2021-08-13
US20220059041A1 (en) 2022-02-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8282221B2 (en) Projection apparatus using variable light source
US8226246B2 (en) Apparatus and method, both for controlling spatial light modulator
US8081371B2 (en) Spatial light modulator and display apparatus
US20080007576A1 (en) Image display device with gray scales controlled by oscillating and positioning states
US20090147154A1 (en) Color display system
US7969640B2 (en) Color display system
US20090147033A1 (en) Color display system
JP2008233898A (ja) 効率的空間変調器システム
WO2020145046A1 (ja) 空間光変調システム、空間光変調デバイス及び表示装置
US8154474B2 (en) Driving method of memory access
US8432341B2 (en) Color sequence control for video display apparatus
US8179591B2 (en) Spatial light modulator and mirror array device
US20100079685A1 (en) Spatial light modulator performing a gamma correction
US7916381B2 (en) Spatial light modulator including drive lines
US7973994B2 (en) Spatial light modulator
US20090128887A1 (en) Spatial light modulator and mirror array device
US20090128888A1 (en) Mirror array device
US7876492B2 (en) Spatial light modulator and mirror array device
US20090128465A1 (en) Spatial light modulator implemented with a mirror array device
US20090128463A1 (en) Spatial light modulator implemented with a mirror array device
US20090128464A1 (en) Mirror array device
US8350790B2 (en) Video display system
US20090128462A1 (en) Spatial light modulator and mirror device
US20080231936A1 (en) Display system comprising a mirror device with micromirrors controlled to operate in intermediate oscillating state
US20090180038A1 (en) Mirror control within time slot for SLM