JP2637897B2 - Driving method of image display device - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、投写型ディスプレイ、
ホログラフィーテレビジョンあるいは光演算装置に用い
られる空間光変調素子に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a projection display,
The present invention relates to a spatial light modulator used for a holographic television or an optical operation device.

【０００２】[0002]

【従来の技術】投射型ディスプレイやホログラフィーテ
レビジョンへの応用において、ＣＲＴを用いて空間光変
調素子に書き込みを行う場合、空間光変調素子の駆動パ
ルス電圧信号の周期は一般にＣＲＴの１表示周期に同期
されている。このような駆動方法は、例えば、エス・ア
イ・ディー・ダイジェスト（１９９１年）第２５４頁か
ら第２５６頁（ＳＩＤ Ｄｉｇｅｓｔ（１９９１）Ｐ．
２５４−２５６）の中で報告されている。この場合のＣ
ＲＴ及び空間光変調素子の駆動のタイミングチャートは
図２に示すようなものになる。図２において、タイミン
グチャート（ａ）はＣＲＴの同期パルス電圧を示し、タ
イミングチャート（ｂ）はＣＲＴ画面上の蛍光体の発光
強度を示している。また、タイミングチャート（ｃ）は
ＣＲＴの１表示周期に同期する空間光変調素子の駆動信
号例えば駆動パルスの電圧を示し、タイミングチャート
（ｄ）は空間光変調素子からの出力光の強度を示してい
る。空間光変調素子の単位駆動パルス電圧信号２０４は
タイミングチャート（ｃ）に示すように、消去パルス２
０２及び読み出し期間２０３からなり、タイミングチャ
ート（ａ）に示すＣＲＴ表示の同期パルス２０１に同期
している。この駆動パルス電圧信号２０４により空間光
変調素子を駆動する。タイミングチャート（ｂ）に示す
ように、駆動パルス電圧信号２０４の読み出し期間２０
３内のある時点において、ＣＲＴの蛍光体が書き込み光
パルス２０５を発すると、この光が空間光変調素子の光
導電層によって受光され、空間光変調素子の光変調層が
オン状態となる。その結果、タイミングチャート（ｄ）
に示すように、空間光変調素子から出力光強度２０６が
立ち上がる。次の単位駆動パルス電圧信号２０４の消去
パルス２０２が印加されると、光変調層はオフ状態にな
り、空間光変調素子からの出力光の強度２０６はゼロに
なる。この繰り返しによって空間光変調素子からの読み
出し光が観測される。この方法は、減衰の速い蛍光体を
ＣＲＴの画面に用いても、読み出し光のデューティー比
（駆動の一周期において読み出し光がオン状態になって
いる時間の割合）を大きくすることができ、明るい画像
が得られるという特徴がある。一般に、空間光変調素子
に大きな値の負の電圧を印加した場合、書き込み光が入
力されていない場合であっても、負の電圧によって生じ
る電界によって空間光変調素子がオン状態にスイッチン
グすることがある。しかし、タイミングチャート（ｃ）
に示すような波形を有する駆動信号を用いた場合、この
駆動信号の波形では空間光変調素子に大きな値の負の電
圧がかからないので空間光変調素子の光変調層がオン状
態にスイッチングすることがない。また、それに起因す
る画像のコントラスト比の低下も抑えられる。さらに、
ＣＲＴの画面上の蛍光体の発光強度を変えることによ
り、空間光変調素子の読み出し光の中間調表示が可能に
なることも報告されている。2. Description of the Related Art In application to a projection display or holographic television, when writing is performed on a spatial light modulator using a CRT, the cycle of a driving pulse voltage signal of the spatial light modulator generally corresponds to one display cycle of the CRT. Synchronized. Such a driving method is described in, for example, S.I.D. Digest (1991), p.254 to p.256 (SID Digest (1991), p.
254-256). C in this case
The timing chart for driving the RT and the spatial light modulator is as shown in FIG. In FIG. 2, a timing chart (a) shows the synchronization pulse voltage of the CRT, and a timing chart (b) shows the light emission intensity of the phosphor on the CRT screen. Further, a timing chart (c) shows a driving signal of a spatial light modulation element synchronized with one display cycle of the CRT, for example, a voltage of a driving pulse, and a timing chart (d) shows the intensity of output light from the spatial light modulation element. I have. As shown in the timing chart (c), the unit drive pulse voltage signal 204 of the spatial light modulator has the erase pulse 2
02 and a readout period 203, which are synchronized with the synchronization pulse 201 of the CRT display shown in the timing chart (a). The spatial light modulator is driven by the drive pulse voltage signal 204. As shown in the timing chart (b), the readout period 20 of the drive pulse voltage signal 204
At some point in 3, when the phosphor of the CRT emits the writing light pulse 205, this light is received by the photoconductive layer of the spatial light modulator, and the light modulator of the spatial light modulator is turned on. As a result, the timing chart (d)
As shown in the figure, the output light intensity 206 rises from the spatial light modulator. When the next erase pulse 202 of the unit drive pulse voltage signal 204 is applied, the light modulation layer is turned off, and the intensity 206 of the output light from the spatial light modulation element becomes zero. By this repetition, the reading light from the spatial light modulator is observed. According to this method, the duty ratio of the readout light (the ratio of the time during which the readout light is on in one cycle of driving) can be increased even when a phosphor with a fast attenuation is used for the screen of the CRT. There is a feature that an image can be obtained. Generally, when a large negative voltage is applied to the spatial light modulator, the spatial light modulator can be switched on by an electric field generated by the negative voltage even when writing light is not input. is there. However, the timing chart (c)
When a drive signal having a waveform as shown in Fig. 7 is used, a large negative voltage is not applied to the spatial light modulator with the waveform of the drive signal, so that the light modulating layer of the spatial light modulator can be switched on. Absent. In addition, a decrease in the contrast ratio of the image due to this is also suppressed. further,
It has also been reported that by changing the light emission intensity of the phosphor on the screen of the CRT, it is possible to display a halftone of the readout light of the spatial light modulator.

【０００３】強誘電性液晶に印加される電界が非常に大
きいと分極によりイオンが液晶中に発生し、このイオン
が液晶／配向膜界面に蓄積される。このため強誘電性液
晶のスイッチングの閾値電圧が蓄積されたイオンによっ
て変動し、駆動にともなってスイッチング特性に経時変
化が現れる。これを避けるために、駆動パルス電圧信号
の波形を電圧の局性（正負）に関して対称にすることが
一般に行われる。こうすることにより、液晶中のイオン
の変位を平均として０にすることができ、経時変化に対
する耐性が増す。この様な駆動パルスの例は、ジャパニ
ーズ・ジャーナル・オヴ・アプライド・フィジクス第２
８巻(１９８９年)第１１６頁から第１１８頁（Ｊｐｎ．
Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．２８（１９８９）Ｐ．１１６
−１１８）に記されている。駆動パルス電圧信号の例を
図３及び図４に示す。図３において、タイミングチャー
ト（ａ）は空間光変調素子の駆動信号（駆動パルス電
圧）の波形を示し、タイミングチャート（ｂ）は空間光
変調素子からの出力光の強度を示している。図３のタイ
ミングチャート（ａ）に示すように、駆動信号は消去パ
ルス３０１と書き込みパルス３０２の繰り返しで構成さ
れ、これらの２つのパルス３０１と３０２とは幅が等し
く、パルス高は正負が逆で絶対値が等しい。空間光変調
素子にこの駆動信号が印加されると、消去パルス３０１
期間中は書き込み光入力があるかないかに関わらず、読
み出し光はオフ状態になる。また、書き込みパルス３０
２期間中は書き込み光入力がある場合に限りオン状態と
なる。従って書き込み光がある場合の読み出しの出力光
強度３０３の応答は図３のタイミングチャート（ｂ）に
示すようになる。図４は駆動信号の別の例を示してい
る。図４において、タイミングチャート（ａ）は空間光
変調素子の駆動信号（駆動パルス電圧）の波形を示し、
タイミングチャート（ｂ）は空間光変調素子からの出力
光の強度を示している。図４のタイミングチャート
（ａ）に示すように、１単位の駆動信号は消去パルス４
０１、第一の低電圧期間４０２、書き込みパルス４０
３、第二の低電圧期間４０４からなる。消去パルス４０
１と書き込みパルス４０３は幅が等しく、パルス高は正
負が逆で絶対値が等しい。また、２つの低電圧期間４０
２及び４０４も幅が等しく逆極性である。この場合、消
去パルス４０１が印加されると、書き込み光の有無にか
かわらずオフ状態となる。また、書き込みパルス４０３
が印加されると、書き込み光がある場合に限りオン状態
となる。タイミングチャート（ａ）に示す駆動信号に対
応する出力光の強度４０５の典型例をタイミングチャー
ト（ｂ）に示す。When the electric field applied to the ferroelectric liquid crystal is extremely large, ions are generated in the liquid crystal by polarization, and the ions are accumulated at the liquid crystal / alignment film interface. For this reason, the switching threshold voltage of the ferroelectric liquid crystal fluctuates due to the accumulated ions, and the switching characteristics appear over time with driving. In order to avoid this, it is common practice to make the waveform of the drive pulse voltage signal symmetric with respect to the locality (positive or negative) of the voltage. By doing so, the displacement of the ions in the liquid crystal can be made zero on average, and the resistance to changes over time increases. An example of such a drive pulse is the Japanese Journal of Applied Physics II
8 (1989), pp. 116-118 (Jpn.
J. Appl. Phys. 28 (1989) p. 116
−118). FIGS. 3 and 4 show examples of the driving pulse voltage signal. In FIG. 3, a timing chart (a) shows a waveform of a drive signal (drive pulse voltage) of the spatial light modulator, and a timing chart (b) shows the intensity of output light from the spatial light modulator. As shown in the timing chart (a) of FIG. 3, the drive signal is composed of a repetition of an erase pulse 301 and a write pulse 302. These two pulses 301 and 302 have the same width, and the pulse heights are opposite in polarity. Absolute values are equal. When this driving signal is applied to the spatial light modulator, the erase pulse 301
During the period, the reading light is turned off regardless of the presence or absence of the writing light input. In addition, the write pulse 30
During the two periods, it is turned on only when there is a write light input. Accordingly, the response of the read output light intensity 303 when there is write light is as shown in the timing chart (b) of FIG. FIG. 4 shows another example of the drive signal. In FIG. 4, a timing chart (a) shows a waveform of a drive signal (drive pulse voltage) of the spatial light modulator,
The timing chart (b) shows the intensity of the output light from the spatial light modulator. As shown in the timing chart (a) of FIG.
01, first low voltage period 402, write pulse 40
Third, a second low voltage period 404 is provided. Erase pulse 40
1 and the write pulse 403 have the same width, and the pulse height is opposite in polarity and opposite in absolute value. Also, two low voltage periods 40
2 and 404 are also of equal width and of opposite polarity. In this case, when the erase pulse 401 is applied, the device is turned off regardless of the presence or absence of the writing light. In addition, the write pulse 403
Is turned on only when there is writing light. A typical example of the output light intensity 405 corresponding to the drive signal shown in the timing chart (a) is shown in the timing chart (b).

【０００４】空間光変調素子の駆動信号のさらに別の例
を図５に示す。図５において、タイミングチャート
（ａ）は空間光変調素子の駆動信号（駆動パルス電圧）
の波形を示し、タイミングチャート（ｂ）は空間光変調
素子からの出力光の強度を示している。タイミングチャ
ート（ａ）に示すように、単位駆動信号は消去パルス５
０１、第１の低電圧期間５０２、書込みパルス５０３及
び第２の低電圧期間５０４からなる。上記図３及び図４
に示す駆動信号の例では、読み出し光のデューティー比
は高々１／２である。ところが、図５に示すように、第
１と第２の低電圧期間５０２、５０４の長さの比を変え
ることにより、読み出し出力光強度５０５のデューティ
ー比を１に近くすることができる。これは我々が提唱し
ている方法である。この方法の場合、読み出された光の
明るさの時間平均値も大きくなり、コントラスト比も改
善される。駆動パルスは非対称になるが、直流成分が０
であるかぎり経時変化は抑制することが可能である。ま
た、配向膜として導電性のものを用いれば経時変化はさ
らに小さくなる。FIG. 5 shows still another example of the driving signal of the spatial light modulator. In FIG. 5, a timing chart (a) shows a driving signal (driving pulse voltage) of the spatial light modulator.
The timing chart (b) shows the intensity of the output light from the spatial light modulator. As shown in the timing chart (a), the unit drive signal is the erase pulse 5
01, a first low voltage period 502, a write pulse 503, and a second low voltage period 504. 3 and 4 above
In the example of the drive signal shown in (1), the duty ratio of the readout light is at most 1/2. However, as shown in FIG. 5, the duty ratio of the read output light intensity 505 can be made close to 1 by changing the length ratio of the first and second low voltage periods 502 and 504. This is the method we are advocating. In the case of this method, the time average value of the brightness of the read light is also increased, and the contrast ratio is improved. The drive pulse is asymmetric, but the DC component is zero.
As long as, the change with time can be suppressed. Further, if a conductive film is used as the alignment film, the change with time is further reduced.

【０００５】[0005]

【発明が解決しようとする課題】空間光変調素子を投写
型ディスプレイやホログラフィーＴＶとして用いる場
合、同一映像信号レベルに対する空間光変調素子の各部
分の明るさが画面全体で一様であることが必要である。
ところが、書き込み手段としてのＣＲＴの１フレーム
（すなわち１表示周期）と空間光変調素子の駆動周期が
完全に同期している場合、空間光変調素子の各部分で同
一映像信号レベルに対する明るさを一様にするのが困難
となる。これを図６を用いて説明する。図６において、
（ａ）は画面６０５上の走査線６０１、６０３を示す平
面図であり、タイミングチャート（ｂ）はＣＲＴ及び空
間光変調素子の駆動信号（駆動パルス電圧）の波形を示
している。タイミングチャート（ｃ）は画面６０５上の
蛍光体６０２の発光強度を示し、タイミングチャート
（ｄ）は蛍光体６０２に対応する空間光変調素子の画素
からの出力光の強度を示している。また、タイミングチ
ャート（ｅ）は画面６０５上の蛍光体６０４の発光強度
を示し、タイミングチャート（ｆ）は蛍光体６０４に対
応する空間光変調素子の画素からの出力光の強度を示し
ている。When the spatial light modulator is used as a projection display or a holographic TV , each part of the spatial light modulator for the same video signal level is used.
It is necessary that the brightness of the minute be uniform over the entire screen.
However, when one frame (that is, one display cycle) of the CRT as the writing means and the driving cycle of the spatial light modulator are completely synchronized, the same applies to each part of the spatial light modulator.
It is difficult to make the brightness uniform for one video signal level . This will be described with reference to FIG. In FIG.
(A) is a plan view showing scanning lines 601 and 603 on a screen 605, and (b) shows a waveform of a drive signal (drive pulse voltage) of a CRT and a spatial light modulator. The timing chart (c) shows the emission intensity of the phosphor 602 on the screen 605, and the timing chart (d) shows the intensity of the output light from the pixel of the spatial light modulator corresponding to the phosphor 602. The timing chart (e) shows the emission intensity of the phosphor 604 on the screen 605, and the timing chart (f) shows the intensity of output light from the pixel of the spatial light modulator corresponding to the phosphor 604.

【０００６】一般にＣＲＴの画面６０５は電子ビームに
より走査され、電子ビームにより照射された部分の蛍光
体６０２、６０４が発光することにより画像が画面６０
５上に表示される。ＣＲＴ画面６０５上で上から下へと
電子ビームが走査していく場合、ＣＲＴ上部の走査線６
０１上にある画素（ａ）６０２は１フレーム中の早い時
刻に発光するが、ＣＲＴ下部の走査線６０３上にある画
素（ｂ）６０４はこれよりも遅く発光する。その結果、
読みだし期間６０７をＣＲＴの１フレームとほぼ等しく
なるようにした場合、画素６０２及び画素６０４からの
光パルスはそれぞれ図６中のタイミングチャート（ｃ）
及び（ｅ）において６０８及び６１０で示したような波
形になる。光パルス６０８及び６１０にそれぞれ対応す
る空間光変調素子の画素からの出力光の強度はタイミン
グチャート（ｄ）及び（ｆ）において６０９及び６１１
で示したような波形になる。かりに書き込み光パルス６
０８及び６１０の強度が同じであるとしても、同じ周期
における読み出し出力光強度６１１の平均値は読み出し
出力光６０９の平均値よりも小さくなる。従って、人間
の目には出力光６１１の方が出力光６０９よりも暗く感
じられ、画面６０５の左上が明るく右下が暗く感じられ
る。このような理由により同一映像信号レベルに対する
空間光変調素子の出力の各部分での明るさが一様でなく
なる。In general, a screen 605 of a CRT is scanned by an electron beam, and an image is displayed on the screen 60 by illuminating the phosphors 602 and 604 in a portion irradiated by the electron beam.
5 is displayed. When the electron beam scans from top to bottom on the CRT screen 605, the scanning line 6 above the CRT
Pixel (a) 602 on 01 emits light earlier in one frame, whereas pixel (b) 604 on scan line 603 below the CRT emits light later. as a result,
When the reading period 607 is set to be substantially equal to one frame of the CRT, the light pulses from the pixel 602 and the pixel 604 respectively show the timing chart (c) in FIG.
And (e) have waveforms as indicated by 608 and 610. The intensity of the output light from the pixel of the spatial light modulator corresponding to the light pulses 608 and 610 is 609 and 611 in the timing charts (d) and (f).
The waveform becomes as shown by. Light pulse 6 for writing
Even if the intensities of 08 and 610 are the same, the average value of the read output light intensity 611 in the same cycle is smaller than the average value of the read output light 609. Therefore, to the human eye, the output light 611 is felt darker than the output light 609, and the upper left of the screen 605 is brighter and the lower right is darker. For this reason, the brightness at each part of the output of the spatial light modulator for the same video signal level is not uniform.

【０００７】本発明は、このような空間光変調素子の同
一映像信号レベルに対する各部分の明るさが不均一にな
るという問題を解決し、さらに、出力面において中間調
表示が可能で明るい画像を表示し、かつ残像の少ない画
像表示を実現することを目的とする。[0007] The present invention, the such spatial light modulator
Solves the problem brightness of each part is uneven for one video signal level, further, image displays a bright image can be a halftone display, and less residual image at the output plane
It is intended to realize image display .

【０００８】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明は、対向する２枚
の透明導電性電極の間に少なくとも強誘電性液晶層と整
流性を有する光導電層を挟み込む構造の空間光変調素子
と、前記２枚の透明導電性電極間に印加される駆動電圧
電源と、前記空間光変調素子の前記光導電層側に置かれ
る光書き込み手段を備え、前記空間光変調素子は、前記
光書き込み手段からの入射光強度に対して２つの閾値を
有し、かつ第１の閾値以下の入射光強度に対する空間光
変調素子の光出力（以下、光出力と略記する）が概ねゼ
ロであり、かつ前記第１の閾値と第２の閾値の間の入射
光強度に対する前記光出力が入射光強度の増加とともに
増加し、かつ前記第２の閾値を越える入射光強度に対す
る前記光出力が入射光強度に概ね依存しない機能を有
し、かつ前記光書き込み手段から前記空間光変調素子へ
の入射光強度は、前記光書き込み手段の一表示期間内に
おいて時間とともに概ね単調に減少し、前記光書き込み
手段が画像を書き換える直前の、前記光書き込み手段か
ら前記空間光変調素子への入射光強度の最大値（以下、
閾値光強度と呼ぶ）は、第２の閾値以上であり、かつ前
記閾値光強度の入射光は、前記光書き込み手段が画像を
書き換える周期内で、第１の閾値以下に減衰し、前記光
書き込み手段の一表示期間中に、前記空間光変調素子を
駆動する駆動電圧信号の単位周期が、１回より多く印加
する構成である。この構成において、光書き込み手段の
一表示期間の長さの、単位駆動電圧周期の長さに対する
比が１．５以上１０００以下であることが好ましい。」According to the present invention, there are provided two opposed sheets.
At least a ferroelectric liquid crystal layer between transparent conductive electrodes
Spatial light modulator with a structure sandwiching a fluent photoconductive layer
And a drive voltage applied between the two transparent conductive electrodes
A power supply and a light source disposed on the photoconductive layer side of the spatial light modulator.
Optical writing means, wherein the spatial light modulator is
Two thresholds for the intensity of the incident light from the optical writing means
Spatial light having an incident light intensity less than or equal to a first threshold
The optical output of the modulation element (hereinafter abbreviated as optical output) is generally zero.
B and incident between the first threshold and the second threshold
The light output with respect to light intensity increases with increasing incident light intensity
For incident light intensities that increase and exceed the second threshold
Has a function that the light output does not substantially depend on the incident light intensity.
And from the optical writing means to the spatial light modulator
Incident light intensity within one display period of the optical writing means.
In the optical writing
The optical writing means immediately before the means rewrites the image;
From the maximum value of the intensity of light incident on the spatial light modulator (hereinafter, referred to as
Threshold light intensity) is greater than or equal to the second threshold and
The incident light having the threshold light intensity is converted into an image by the optical writing means.
Within the rewriting cycle, the light attenuates below a first threshold and
During one display period of the writing means, the spatial light modulator is
The unit period of the drive voltage signal to be driven is applied more than once
It is a configuration to do. In this configuration, the optical writing means
The length of one display period to the length of the unit drive voltage cycle
It is preferable that the ratio be 1.5 or more and 1000 or less. "

【０００９】[0009]

【作用】ＣＲＴの１フレーム期間中に複数単位の駆動信
号（駆動パルス）を空間光変調素子に印加すると、ＣＲ
Ｔの画面上にに表示された情報の空間光変調素子への書
き込み及び消去が１フレーム中に繰り返し行われる。こ
のとき、各単位駆動信号（駆動パルス）における空間光
変調素子への書き込み情報、あるいは空間光変調素子か
らの出力光強度は、概ねその時刻におけるサンプリング
されたＣＲＴ画面上の蛍光体の発光強度に対応したもの
となっている。従って、この単位駆動信号（駆動パル
ス）の１周期がＣＲＴ画面上の蛍光体の発光強度の減衰
の時定数に比べて十分小さい場合、各単位駆動信号（駆
動パルス）における空間光変調素子の出力光強度のピー
ク値を滑らかに結んだ包絡線は、蛍光体の発光強度の時
間変化曲線とほぼ等しくなる。これは、ＣＲＴの画面を
直視する場合とほぼ等しい画像が空間光変調素子の出力
面に得られることを示している。これにより空間光変調
素子の画面上での位置にかかわらず一様な出力光強度が
得られる。When a plurality of units of drive signals (drive pulses) are applied to the spatial light modulator during one frame period of the CRT, the CR
Writing and erasing of information displayed on the screen of T to and from the spatial light modulator is repeated during one frame. At this time, the information written to the spatial light modulator or the output light intensity from the spatial light modulator in each unit drive signal (drive pulse) is substantially equal to the emission intensity of the phosphor on the CRT screen sampled at that time. It is compatible. Therefore, if one cycle of the unit drive signal (drive pulse) is sufficiently smaller than the time constant of the decay of the light emission intensity of the phosphor on the CRT screen, the output of the spatial light modulator in each unit drive signal (drive pulse) The envelope that smoothly connects the peak values of the light intensity is substantially equal to the time change curve of the light emission intensity of the phosphor. This indicates that an image almost equal to that obtained when viewing the screen of the CRT directly is obtained on the output surface of the spatial light modulator. Thereby, a uniform output light intensity can be obtained regardless of the position of the spatial light modulator on the screen.

【００１０】ところで、１フレーム（時間をＴ_CRTとす
る）内でＣＲＴの画面上の蛍光体の発光強度Ｌは概ね指
数関数的に減衰し、時刻をｔとして次式（式１）のよう
に表される。 Ｌ＝Ｌ_iｅｘｐ（−ｔ／τ） （０≦ｔ≦Ｔ_CRT） （式１） ここで、Ｌ_iはＣＲＴの発光強度の初期値、τは減衰の
時定数である。そして、１フレームの最後における値Ｌ
lは、（式１）でｔ＝Ｔ_CRTとおいて、次式（式２）のよ
うに表される。 Ｌ_l＝Ｌ_iｅｘｐ（−Ｔ_CRT／τ） （式２） いま、空間光変調素子の出力光強度が飽和を始めるとき
の入力光強度をＬ₂とするとき、Ｌ_l≧Ｌ₂であるなら
ば、１フレーム中にわたって空間光変調素子はぼぼ最大
の出力状態を繰り返し、１フレームにわたる積分値とし
て最大の明るさを得ることができる。一方、１フレーム
の途中でＣＲＴの発光強度がＬ₂を下回る場合（Ｌ_l＜Ｌ
₂、すなわちＬ_i＜Ｌ₂ｅｘｐ（Ｔ_CRT／τ） に対応）に
は、その時点からの空間光変調素子の出力は最大の出力
状態では無くなる。これは、０≦Ｌ_i≦ Ｌ₂ｅｘｐ（Ｔ
_CRT／τ）を含む範囲でＬ_iを変化させれば、１フレーム
にわたる積分値としてフルコントラストで中間調表示が
可能であることを示している。本発明の駆動方法では、
ＣＲＴの出力Ｌの減衰特性により残像を抑制できる。例
えば、最も明るい光出力を得る場合には、時刻ｔ＝Ｔ
_CRT においてＬ≧Ｌ ₂ であるため、次の周期（Ｔ _CRT ≦ｔ
≦２Ｔ _CRT ）に黒を表示しようとしても、Ｌ＞Ｌ ₁ である
ため、黒が表示されなくなる。すなわち、第１の画像表
示手段（例えばＣＲＴ ）が６０Ｈｚで画像を書き換え
ても、実際に観測される画像は、６０Ｈｚで書換えられ
なくなる。肉眼で残像を観察されないようにするために
は、少なくとも時刻ｔ＝２Ｔ _CRT 以降ではＬ＜Ｌ ₁ に減衰
させる必要がある。すなわち、Ｌ ₂ の光量を、Ｔ _CRT 以内
でＬ ₁ 以下に減衰させる残光特性の蛍光体を用いること
によって残像を肉眼で観察されないレベルに抑制するこ
とができる。 By the way, within one frame (time is T _CRT ), the light emission intensity L of the phosphor on the screen of the CRT attenuates almost exponentially, and the time is t, as shown in the following equation (Equation 1). expressed. _{L = L i exp (-t /} τ) (0 ≦ t ≦ T CRT) ( 1) where, L _i is the initial value of the CRT of the emission intensity, tau is the time constant of decay. Then, the value L at the end of one frame
l is represented by the following equation (Equation 2), where t = T _CRT in (Equation 1). L _l = L _i exp (−T _CRT / τ) (Equation 2) When the input light intensity when the output light intensity of the spatial light modulator starts to be saturated is L ₂ , L _l ≧ L ₂ . Then, the spatial light modulator repeats the almost maximum output state over one frame, and can obtain the maximum brightness as an integrated value over one frame. On the other hand, when the light emission intensity of the CRT falls below L ₂ in the middle of one frame (L _l <L
₂ , that is, _Li <L ₂ exp (T _CRT / τ)), the output of the spatial light modulator from that point is not the maximum output state. This is because 0 ≦ L _i ≦ L ₂ exp (T
By changing the L _i in a range including a _CRT / tau), indicates that it is possible to halftone display in full contrast as the integral value over one frame. In the driving method of the present invention,
The afterimage can be suppressed by the attenuation characteristic of the output L of the CRT. An example
For example, to obtain the brightest light output, the time t = T
_Since L ≧ L ₂ in the _CRT , the next cycle (T _CRT ≦ t
≦ 2T _CRT) even try to view black, is L> L ₁
Therefore, black is not displayed. That is, the first image table
Display means (eg CRT) rewrites the image at 60 Hz
However, the image actually observed is rewritten at 60 Hz.
Disappears. To prevent afterimages from being observed with the naked eye
Is at least a time t = 2T _CRT later decay to L <L ₁
Need to be done. That is, the light amount of L ₂ is within T _CRT
In the use of the phosphor afterglow characteristic of attenuating the L ₁ below
To reduce the afterimage to a level not visible to the naked eye
Can be.

【００１１】[0011]

【実施例】本発明に係る方法により駆動される空間光変
調素子の一例の構成を図７に示す。図７に示すように、
空間光変調素子７１３は、透明な基板７０１（例えばガ
ラス）上に形成された透明導電性電極７０２（例えばＩ
ＴＯ、ＺｎＯ、ＳｎＯ₂ など）と、整流性を持つ光導電
層７０６と、光導電層７０６の上に形成された微小形状
に分離された金属反射膜７０７（例えばＡｌ、Ｔｉ、Ｃ
ｒ、Ａｇなどの金属、あるいは２種以上の金属を積層し
たもの）と、金属反射膜７０７上に形成された液晶を配
向させるための配向膜７０８（例えばポリイミド等の高
分子薄膜）と、もう一方の基板７１２（例えばガラス）
上に形成された透明導電性電極７１１（例えばＩＴＯ、
ＺｎＯ、ＳｎＯ₂ など）と、透明導電性電極７１１の上
に塗布されたもう一方の配向膜７１０（例えばポリイミ
ド等の高分子薄膜）と、配向膜７０８及び７１０の間に
注入された強誘電性液晶７０９を具備している。一方の
基板７１２、透明電極７０２、光導電層７０６、金属反
射膜７０７及び配向膜７０８と、他方の基板７１２、透
明電極７１１及び配向膜７１０とは別々に形成され、最
後にこれらをある間隙をもたせて張り合わせて、間隙部
分に強誘電性液晶７０９を注入したものである。FIG. 7 shows an example of the configuration of a spatial light modulator driven by the method according to the present invention. As shown in FIG.
The spatial light modulator 713 includes a transparent conductive electrode 702 (for example, I) formed on a transparent substrate 701 (for example, glass).
TO, ZnO, SnO _2, etc., a photoconductive layer 706 having a rectifying property, and a metal reflective film 707 (for example, Al, Ti, C) formed on the photoconductive layer 706 and separated into minute shapes.
a metal such as r or Ag, or a laminate of two or more metals) and an alignment film 708 (for example, a polymer thin film such as polyimide) for aligning the liquid crystal formed on the metal reflection film 707. One substrate 712 (for example, glass)
The transparent conductive electrode 711 (for example, ITO,
ZnO, SnO _2, etc.), another alignment film 710 (for example, a polymer thin film such as polyimide) coated on the transparent conductive electrode 711, and a ferroelectric material injected between the alignment films 708 and 710. A liquid crystal 709 is provided. One of the substrates 712, the transparent electrode 702, the photoconductive layer 706, the metal reflective film 707, and the alignment film 708, and the other substrate 712, the transparent electrode 711, and the alignment film 710 are formed separately. The ferroelectric liquid crystal 709 is injected into the gaps.

【００１２】光導電層７０６に使用する材料は例えば、
ＣｄＳ，ＣｄＴｅ，ＣｄＳｅ，ＺｎＳ，ＺｎＳｅ，Ｇａ
Ａｓ，ＧａＮ，ＧａＰ，ＧａＡｌＡｓ，ＩｎＰ等の化合
物半導体、Ｓｅ，ＳｅＴｅ，ＡｓＳｅ等の非晶質半導
体、Ｓｉ，Ｇｅ，Ｓｉ1-xＣx，Ｓｉ1-xＧｅx，Ｇｅ1-x
Ｃx（０＜ｘ＜１）の多結晶または非晶質半導体、ま
た、（１）フタロシアニン顔料（Ｐｃと略す）例えば無
金属Ｐｃ，ＸＰｃ（Ｘ＝Ｃｕ，Ｎｉ，Ｃｏ，ＴｉＯ，Ｍ
ｇ，Ｓｉ（ＯＨ）₂ など），ＡｌＣｌＰｃＣｌ，ＴｉＯ
ＣｌＰｃＣｌ，ＩｎＣｌＰｃＣｌ，ＩｎＣｌＰｃ，Ｉｎ
ＢｒＰｃＢｒなど、（２）モノアゾ色素，ジスアゾ色素
などのアゾ系色素、（３）ペニレン酸無水化物及びペニ
レン酸イミドなどのペニレン系顔料、（４）インジゴイ
ド染料、（５）キナクリドン顔料、（６）アントラキノ
ン類、ピレンキノン類などの多環キノン類、（７）シア
ニン色素、（８）キサンテン染料、（９）ＰＶＫ／ＴＮ
Ｆなどの電荷移動錯体、（１０）ビリリウム塩染料とポ
リカーボネイト樹脂から形成される共晶錯体、（１１）
アズレニウム塩化合物など有機半導体がある。また、非
晶質のＳｉ，Ｇｅ，Ｓｉ1-xＣx，Ｓｉ1-xＧｅx，Ｇｅ1-
xＣx（以下、ａ−Ｓｉ，ａ−Ｇｅ，ａ−Ｓｉ1-xＣx，ａ
−Ｓｉ1-xＧｅx，ａ−Ｇｅ1-xＣxのように略す）を光導
電層７０６に使用する場合、水素またはハロゲン元素を
含めてもよく、誘電率を小さくする及び抵抗率の増加の
ため酸素または窒素を含めてもよい。抵抗率の制御には
ｐ型不純物であるＢ，Ａｌ，Ｇａなどの元素を、または
ｎ型不純物であるＰ，Ａｓ，Ｓｂなどの元素を添加して
もよい。このように不純物を添加した非晶質材料を積層
してｐ／ｎ，ｐ／ｉ，ｉ／ｎ、ｐ／ｉ／ｎなどの接合を
形成し、光導電層７０６内に空乏層を形成するようにし
て誘電率及び暗抵抗あるいは動作電圧極性を制御しても
よい。このような非晶質材料だけでなく、上記の材料を
２種類以上積層してヘテロ接合を形成して光導電層７０
６内に空乏層を形成してもよい。また、光導電層７０６
の膜厚は０．１〜１０μｍが望ましい。The material used for the photoconductive layer 706 is, for example,
CdS, CdTe, CdSe, ZnS, ZnSe, Ga
Compound semiconductor such as As, GaN, GaP, GaAlAs, InP, amorphous semiconductor such as Se, SeTe, AsSe, Si, Ge, Si1-xCx, Si1-xGex, Ge1-x
A polycrystalline or amorphous semiconductor of Cx (0 <x <1), and (1) a phthalocyanine pigment (abbreviated as Pc) such as non-metallic Pc, XPc (X = Cu, Ni, Co, TiO, M
g, Si (OH) ₂ etc.), AlClPcCl, TiO
ClPcCl, InClPcCl, InClPc, In
(2) azo dyes such as monoazo dyes and disazo dyes, (3) penylene pigments such as penylene anhydride and penylene imide, (4) indigoid dyes, (5) quinacridone pigments, (6) anthraquinone , Polycyclic quinones such as pyrenequinones, (7) cyanine dyes, (8) xanthene dyes, (9) PVK / TN
A charge transfer complex such as F; (10) a eutectic complex formed from a bilillium salt dye and a polycarbonate resin; (11)
There are organic semiconductors such as azurenium salt compounds. Also, amorphous Si, Ge, Si1-xCx, Si1-xGex, Ge1-
xCx (hereinafter a-Si, a-Ge, a-Si1-xCx, a
-Si1-xGex, a-Ge1-xCx) may be used for the photoconductive layer 706, which may contain hydrogen or a halogen element, oxygen or nitrogen for decreasing the dielectric constant and increasing the resistivity. May be included. For controlling the resistivity, an element such as B, Al, or Ga as a p-type impurity or an element such as P, As, or Sb as an n-type impurity may be added. By stacking the amorphous materials to which the impurities are added as described above, junctions such as p / n, p / i, i / n, and p / i / n are formed, and a depletion layer is formed in the photoconductive layer 706. In this manner, the dielectric constant, dark resistance, or operating voltage polarity may be controlled. In addition to such an amorphous material, a heterojunction is formed by laminating two or more of the above materials to form a photoconductive layer 70.
A depletion layer may be formed in 6. In addition, the photoconductive layer 706
Is preferably 0.1 to 10 μm.

【００１３】この素子の具体的な作成方法の一例につい
て述べる。まず、ガラスの基板７０１（４０mm×４０mm
×１mm）上にスパッタ法により透明導電性電極７０２と
してのＩＴＯ薄膜を堆積する。ＩＴＯ膜の厚さは１００
０オングストロームとした。そして、光導電層７０６と
してｐｉｎ構造のアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ：
Ｈ）をプラズマＣＶＤ法により堆積する。このときのｐ
層７０３、ｉ層７０４、ｎ層７０５の厚みはそれぞれ１
０００オングストローム、１７０００オングストロー
ム、２０００オングストロームであり、合計で２μｍに
なるようにした。ｐ層７０３には不純物としてＢ（ホウ
素）を４００ｐｐｍ、ｎ層７０５にはＰ（燐）を４０ｐ
ｐｍ添加した。ｉ層７０４は無添加である。次に金属反
射膜７０７を作成するために真空蒸着法により全面にＣ
ｒを形成した。その後フォトリソグラフィーを用いて微
小形状に分割した。このときの金属反射膜７０７の大き
さは２３μｍ×２３μｍであり、画素間の幅は２μｍと
した。また、画素数は１０⁶ （１０００×１０００）と
した。この上からスピンコート法によりポリアミック酸
を塗布し、熱硬化をおこなってポリイミド配向膜７０８
を形成した。このときのポリイミドの厚みは１００オン
グストロームとした。配向処理はナイロン布で配向膜７
０８上を一方向に擦ることにより行った。もう一方の基
板７１２（ガラス）上にも同様にしてＩＴＯ透明導電性
電極７１１を形成し、ポリイミド配向膜７１０を形成し
て配向処理を行った。次にこの基板７１２上に直径１μ
ｍのビーズを分布させてもう一方の基板７０１を張り合
わせることにより両基板間に１μｍのギャップを形成し
た。最後にこのギャップに強誘電性液晶７０９を注入し
て熱処理を行うことにより空間光変調素子７１３が完成
した。An example of a specific method for producing this element will be described. First, a glass substrate 701 (40 mm × 40 mm
(1 mm), an ITO thin film as a transparent conductive electrode 702 is deposited by a sputtering method. ITO film thickness is 100
0 angstrom. Then, as the photoconductive layer 706, amorphous silicon having a pin structure (a-Si:
H) is deposited by a plasma CVD method. P at this time
Each of the layer 703, the i-layer 704, and the n-layer 705 has a thickness of 1
2,000 Å, 17000 Å, and 2000 Å, so that the total thickness was 2 μm. The p layer 703 contains 400 ppm of B (boron) as an impurity, and the n layer 705 contains 40 p of P (phosphorus).
pm was added. The i-layer 704 is not added. Next, to form a metal reflection film 707, C
r was formed. After that, it was divided into minute shapes using photolithography. At this time, the size of the metal reflection film 707 was 23 μm × 23 μm, and the width between pixels was 2 μm. The number of pixels was 10 ⁶ (1000 × 1000). Polyamic acid is applied from above by a spin coating method and thermally cured to form a polyimide alignment film 708.
Was formed. At this time, the thickness of the polyimide was 100 Å. The alignment treatment is made of an alignment film 7 with nylon cloth.
08 was rubbed in one direction. An ITO transparent conductive electrode 711 was similarly formed on the other substrate 712 (glass), and a polyimide alignment film 710 was formed to perform an alignment process. Next, a 1 μm diameter
By distributing m beads and bonding the other substrate 701, a gap of 1 μm was formed between both substrates. Finally, a ferroelectric liquid crystal 709 was injected into this gap and heat treatment was performed, whereby a spatial light modulator 713 was completed.

【００１４】本発明に係る方法により駆動される空間光
変調素子の別の構成例を図８に示す。図８において、空
間光変調素子８１７は、透明基板８０１上に形成された
透明電極８０３、透明電極８０３上に形成され、ｐ層８
０４、ｉ層８０５及びｎ層８０６を含む整流性を有する
光導電層８０７と、光導電層８０７上にそれぞれ別々に
形成された複数の金属反射膜８１０と、液晶を配向させ
るための金属反射膜８１０上に形成された配向膜８１２
と、もう一方の基板８１４上に形成されたもう一方の透
明電極８１３と、透明電極８１３上に塗布されたもう一
方の配向膜８１２と、配向膜８１２間に注入された強誘
電性液晶８１１とを具備している。さらに、８１６で示
された部分は空間光変調素子の画素に相当し、８１７で
示された部分は画素間の分離帯に相当する。図８に示し
た空間光変調素子の構造は、基本的には図７の空間光変
調素子の構造と同じであるが、以下の点において異な
る。 （１）基板８０１と透明導電性電極８０３の間に例えば
Ｃｒ、Ａｌ、Ｔｉ、Ａｇなどの金属からなる入力遮光膜
８０２を形成して、書き込み光により画素分離８１５部
分の光導電層の抵抗が下がって画素間のクロストークが
生じることによる解像度の低下を防ぐ。 （２）隣合う金属反射膜８１０の間の光導電層８０７の
ｎ層８０６の全部及びｉ層８０５の一部を除去し、溝を
形成する。これにより隣合う金属反射膜８１０間が低抵
抗なｎ層によってつながることがなく、電気的に分離さ
れ解像度が向上する。 （３）（２）で形成した溝の底に例えばＡｌ、Ｃｒ、Ｔ
ｉ、Ａｇなどの金属からなる出力遮光膜８０８を形成す
る。これにより、読み出し出力光が光導電層８０７の側
へ回り込むことによるスイッチング誤動作がなくなり、
読み出し光強度を大きくできる。 （４）溝の部分に有機遮光膜８０９を入れてある。これ
によりさらに読み出し光に対する遮光度が向上する。FIG. 8 shows another configuration example of the spatial light modulator driven by the method according to the present invention. 8, a spatial light modulation element 817 is formed on a transparent electrode 803 formed on a transparent substrate 801 and a p-layer 8.
04, a photoconductive layer 807 having a rectifying property including an i-layer 805 and an n-layer 806, a plurality of metal reflective films 810 formed separately on the photoconductive layer 807, and a metal reflective film for aligning liquid crystal. Alignment film 812 formed on 810
And another transparent electrode 813 formed on the other substrate 814, another alignment film 812 applied on the transparent electrode 813, and a ferroelectric liquid crystal 811 injected between the alignment films 812. Is provided. Further, a portion indicated by 816 corresponds to a pixel of the spatial light modulator, and a portion indicated by 817 corresponds to a separation band between pixels. The structure of the spatial light modulator shown in FIG. 8 is basically the same as the structure of the spatial light modulator of FIG. 7, but differs in the following points. (1) An input light-shielding film 802 made of, for example, a metal such as Cr, Al, Ti, or Ag is formed between the substrate 801 and the transparent conductive electrode 803, and the resistance of the photoconductive layer in the pixel separation 815 is reduced by writing light. This prevents a decrease in resolution due to the occurrence of crosstalk between pixels due to the drop. (2) The entirety of the n-layer 806 and a part of the i-layer 805 of the photoconductive layer 807 between the adjacent metal reflection films 810 are removed to form a groove. As a result, the adjacent metal reflective films 810 are not connected by the low-resistance n-layer, but are electrically separated, and the resolution is improved. (3) For example, Al, Cr, T is formed on the bottom of the groove formed in (2).
An output light-shielding film 808 made of a metal such as i or Ag is formed. This eliminates a switching malfunction caused by the read output light wrapping around the photoconductive layer 807,
The read light intensity can be increased. (4) An organic light-shielding film 809 is provided in the groove. As a result, the degree of light shielding for the reading light is further improved.

【００１５】この他にも、例えば図７において金属反射
膜７０７のかわりに全面に誘電体の反射膜を形成した構
造の空間光変調素子もある。以下では主として図７及び
図８に示した空間光変調素子を用いて説明を行うが、こ
のような誘電体反射膜を有する空間光変調素子に対して
もほぼ同様の効果が得られる。In addition, there is a spatial light modulator having a structure in which, for example, a dielectric reflection film is formed on the entire surface instead of the metal reflection film 707 in FIG. In the following, description will be made mainly with reference to the spatial light modulator shown in FIGS. 7 and 8, but substantially the same effect can be obtained also with the spatial light modulator having such a dielectric reflection film.

【００１６】次に、空間光変調素子の動作原理を図１を
参照しつつ説明する。図１において、タイミングチャー
ト（ａ）はＣＲＴにおける電子ビームの強度を示す。タ
イミングチャート（ｂ）はＣＲＴ画面上の蛍光体の発光
強度を示す。タイミングチャート（ｃ）は空間光変調素
子を駆動するための駆動信号の第１の好適な実施例の波
形を示す。タイミングチャート（ｄ）は第１の実施例に
おける駆動信号により駆動された空間光変調素子からの
出力光の強度を示す。タイミングチャート（ｅ）は空間
光変調素子を駆動するための駆動信号の第２の好適な実
施例の波形を示す。タイミングチャート（ｆ）は第２の
実施例における駆動信号により駆動された空間光変調素
子からの出力光の強度を示す。Next, the operation principle of the spatial light modulator will be described with reference to FIG. In FIG. 1, a timing chart (a) shows the intensity of an electron beam on a CRT. The timing chart (b) shows the emission intensity of the phosphor on the CRT screen. The timing chart (c) shows the waveform of the drive signal for driving the spatial light modulator according to the first preferred embodiment. The timing chart (d) shows the intensity of the output light from the spatial light modulator driven by the drive signal in the first embodiment. The timing chart (e) shows the waveform of the drive signal for driving the spatial light modulator according to the second preferred embodiment. The timing chart (f) shows the intensity of the output light from the spatial light modulator driven by the drive signal in the second embodiment.

【００１７】まず、単位駆動信号（駆動パルス）として
図１のタイミングチャート（ｃ）に示された駆動信号１
０７を用いる。タイミングチャート（ｃ）に示された駆
動信号１０７は消去パルス１０５と読み出し期間（ある
いは、書き込み期間）１０６の繰返しからなる。整流性
を持つ光導電層と強誘電性液晶層が直列に接続された空
間光変調素子に消去パルス１０５が印加されると、光導
電層には順方向電圧が加わって低抵抗状態となり、強誘
電性液晶は強制的にオフ状態になる。次に低電圧の読み
出し期間１０６になると、光導電層は逆方向状態にな
る。書き込み光の強度に概ね比例した光電流が光導電層
に発生するので、強誘電性液晶と光導電層の界面に電荷
が蓄積される。すると、この電荷を丁度打ち消すように
強誘電性液晶が分極反転する。蓄積される電荷をＱ、強
誘電性液晶の分極状態をＰとすると、Ｐ＝Ｑの関係があ
る。強誘電性液晶のもつ分極の大きさをＰ₀とすると、
安定状態は一般にはＰ＝＋Ｐ₀またはＰ＝−Ｐ₀の２値で
あるとされているが、蓄積される電荷の量Ｑを−Ｐ₀＜
Ｑ＜＋Ｐ₀の範囲で安定に制御できればこれらの中間の
分極状態も安定に実現しうる。この状態は、液晶層内で
面積的に＋Ｐ₀と−Ｐ₀の状態が分布しているか、もしく
は液晶分子の反転の過渡的な状態であると考えられる。
今の場合、光電流の量、すなわち書き込み光の強度によ
って読み出し出力光強度が制御でき、中間調を実現でき
る。First, the drive signal 1 shown in the timing chart (c) of FIG. 1 is used as a unit drive signal (drive pulse).
07 is used. The drive signal 107 shown in the timing chart (c) includes a repetition of the erase pulse 105 and the read period (or write period) 106. When an erasing pulse 105 is applied to a spatial light modulator in which a photoconductive layer having a rectifying property and a ferroelectric liquid crystal layer are connected in series, a forward voltage is applied to the photoconductive layer and the photoconductive layer becomes a low resistance state. The dielectric liquid crystal is forcibly turned off. Next, in the low voltage reading period 106, the photoconductive layer is in the reverse direction. Since a photocurrent is generated in the photoconductive layer which is substantially proportional to the intensity of the writing light, electric charges are accumulated at the interface between the ferroelectric liquid crystal and the photoconductive layer. Then, the polarization of the ferroelectric liquid crystal is inverted so as to just cancel the charge. Assuming that the accumulated charge is Q and the polarization state of the ferroelectric liquid crystal is P, there is a relationship of P = Q. If the magnitude of polarization of the ferroelectric liquid crystal is P ₀ ,
The stable state is generally considered to be a binary value of P = + P ₀ or P = −P ₀ , but the amount Q of accumulated charge is −P ₀ <
If the control can be performed stably in the range of Q <+ P ₀ , the intermediate polarization state can be stably realized. This state is considered to be a state where + P ₀ and −P ₀ are distributed over the area in the liquid crystal layer, or a transient state of inversion of the liquid crystal molecules.
In this case, the intensity of the read output light can be controlled by the amount of the photocurrent, that is, the intensity of the write light, and halftone can be realized.

【００１８】一般に、書き込み光が存在しない場合、空
間光変調素子に印加された大きな値の負の電圧によって
発生する電界によって空間光変調素子がオン状態にスイ
ッチングすることが知られている。それによって画像の
コントラストが低下する。しかしながら、単位駆動信号
１０７には大きな値の負の電圧が含まれていないため、
空間光変調素子の出力面に形成された画像のコントラス
トは低下しない。さらに、単位駆動信号１０７における
消去パルス１０５の幅を十分に小さくすれば、単位駆動
信号１０７内における空間光変調素子のオン状態の割合
が大きく（すなわちデューティー比が大きく）なり、た
めタイミングチャート（ｄ）に示す出力光強度１０９の
時間的平均値も大きくなる。In general, it is known that when there is no writing light, the spatial light modulator is switched on by an electric field generated by a large negative voltage applied to the spatial light modulator. This reduces the contrast of the image. However, since the unit drive signal 107 does not include a large negative voltage,
The contrast of the image formed on the output surface of the spatial light modulator does not decrease. Furthermore, if the width of the erasing pulse 105 in the unit drive signal 107 is made sufficiently small, the ratio of the ON state of the spatial light modulator in the unit drive signal 107 becomes large (that is, the duty ratio becomes large). The temporal average value of the output light intensity 109 shown in FIG.

【００１９】次に、空間光変調素子の駆動信号として、
第２の実施例である図１のタイミングチャート（ｅ）に
示した単位駆動信号（駆動パルス）１１４を用いること
もできる。単位駆動信号１１４は消去パルス１１０、第
１の低電圧期間１１１、書込みパルス１１２及び第２の
低電圧期間１１３からなる。単位駆動信号（駆動パル
ス）１１４はタイミングチャート（ｃ）に示す単位駆動
信号（駆動パルス）１０７に書き込みパルスが付加され
たものであると考えられる。この単位駆動信号（駆動パ
ルス）１１４は電圧の正負に関して対称であるため、液
晶が高電界でイオンを発生してもその変位の平均値は０
となる。さらに、液晶と配向膜の界面に電荷が蓄積され
てないので、液晶のスイッチングの閾値電圧も変動せ
ず、空間光変調素子の出力面に形成された画像のコント
ラストが時間とともに変化することもない。その結果、
空間光変調素子は安定して駆動される。また、第２の低
電圧期間１１３の長さを第１の低電圧期間１１１の長さ
よりも長くすると、読み出し光のデューティー比が大き
くなり、画像のコントラストも大きくなる。Next, as a driving signal of the spatial light modulator,
The unit drive signal (drive pulse) 114 shown in the timing chart (e) of FIG. 1 which is the second embodiment can also be used. The unit drive signal 114 includes an erase pulse 110, a first low voltage period 111, a write pulse 112, and a second low voltage period 113. It is considered that the unit drive signal (drive pulse) 114 is obtained by adding a write pulse to the unit drive signal (drive pulse) 107 shown in the timing chart (c). Since the unit drive signal (drive pulse) 114 is symmetric with respect to the positive and negative of the voltage, even if the liquid crystal generates ions in a high electric field, the average value of the displacement is 0.
Becomes Furthermore, since no charge is accumulated at the interface between the liquid crystal and the alignment film, the switching threshold voltage of the liquid crystal does not change, and the contrast of the image formed on the output surface of the spatial light modulator does not change with time. . as a result,
The spatial light modulator is driven stably. If the length of the second low-voltage period 113 is longer than the length of the first low-voltage period 111, the duty ratio of the read light increases, and the contrast of the image also increases.

【００２０】次に、本発明によって均一で明るい画像が
得られる理由を説明する。図１のタイミングチャート
（ａ）はＣＲＴにおける電子ビーム１０３の強度を示
し、タイミングチャート（ｂ）はＣＲＴ画面上の蛍光体
の発光強度を示し、タイミングチャート（ｃ）及び
（ｅ）は駆動信号１０８及び１１５の波形を示し、タイ
ミングチャート（ｄ）及び（ｆ）は空間光変調素子から
の出力光１０９及び１１６の強度を示している。電子ビ
ームはＣＲＴ画面上を走査するので、ＣＲＴ上のある画
素についてみると画像の１フレーム（１表示周期）１０
２毎に電子ビームが到達する。このとき、電子ビーム１
０３の強度は、そのフレームでＣＲＴ画面上に表示され
るべき画像のその画素における明るさに比例している。
従って、異なった強度１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃを
有する電子ビーム１０３が所定の間隔で各画素に連続的
に到達する。ＣＲＴ画面上の蛍光体はそれに到達した電
子ビーム１０３の強度に比例した輝度を有する光を出力
し、蛍光体から出力された光は所定の時定数をもって減
衰する。それゆえ、図１のタイミングチャート（ｂ）に
示す蛍光体の発光強度１０４の特性曲線が得られる。Next, the reason why a uniform and bright image can be obtained by the present invention will be described. The timing chart (a) of FIG. 1 shows the intensity of the electron beam 103 on the CRT, the timing chart (b) shows the emission intensity of the phosphor on the CRT screen, and the timing charts (c) and (e) show the drive signal 108. And timing charts (d) and (f) show the intensity of output light 109 and 116 from the spatial light modulator. Since the electron beam scans on the CRT screen, one pixel (one display cycle) 10
An electron beam arrives every two. At this time, the electron beam 1
The intensity of 03 is proportional to the brightness at that pixel of the image to be displayed on the CRT screen in that frame.
Therefore, the electron beams 103 having different intensities 101a, 101b, and 101c continuously reach each pixel at predetermined intervals. The phosphor on the CRT screen outputs light having a luminance proportional to the intensity of the electron beam 103 that has reached it, and the light output from the phosphor is attenuated with a predetermined time constant. Therefore, the characteristic curve of the emission intensity 104 of the phosphor shown in the timing chart (b) of FIG. 1 is obtained.

【００２１】ＣＲＴの１フレーム１０２中において、複
数の単位駆動信号（駆動パルス）１０７により空間光変
調素子を駆動すると、各単位駆動信号（駆動パルス）１
０７ごとの出力光の強度１０９は、その時点での蛍光体
発光強度１０４に比例したものになる。その結果、人間
の目に感じられる画素の明るさ、すなわち１フレーム１
０２での出力光強度１０９の時間的平均値は蛍光体発光
強度１０４にほぼ比例したものとなる。それゆえ、忠実
な画像が空間光変調素子上に再現される。１フレーム１
０２の中に含まれる単位駆動信号（駆動パルス）１０７
の単位数を大きくすればするほど、図１のタイミングチ
ャート（ｄ）に示す各単位駆動信号１０７における出力
光強度１０９のピークをつないだ包絡線は図１のタイミ
ングチャート（ｂ）に示す蛍光体発光強度１０４の形に
近づく。その結果、出力光強度１０９は駆動信号（駆動
パルス電圧）１０８と電子ビーム強度１０３の間の時間
差に依存しなくなる。言い替えれば、異なった強度１０
１ａ、１０１ｂ、１０１ｃを有する電子ビーム強度パル
ス１０１が駆動信号１０８のどの部分に入ってきても、
読み出し光強度の１フレーム１０２中における出力光強
度１０９の時間平均値はあまり変わらない。これは、空
間光変調素子の画面上のどの部分においても、電子ビー
ム強１０３の強度に対して同じ感度で出力光強度１０９
が得られるため、同一映像信号レベルに対する空間光変
調素子の出力画像の明るさが一様になることを意味す
る。When the spatial light modulator is driven by a plurality of unit drive signals (drive pulses) 107 in one frame 102 of the CRT, each unit drive signal (drive pulse) 1
The intensity 109 of the output light for each 07 becomes proportional to the phosphor emission intensity 104 at that time. As a result, the brightness of the pixels perceived by the human eye, ie, one frame 1
The time average value of the output light intensity 109 at 02 is almost proportional to the phosphor emission intensity 104. Therefore, a faithful image is reproduced on the spatial light modulator. 1 frame 1
02 unit drive signal (drive pulse) 107
As the number of units becomes larger, the envelope connecting the peaks of the output light intensity 109 in each unit drive signal 107 shown in the timing chart (d) of FIG. 1 is a fluorescent substance shown in the timing chart (b) of FIG. It approaches the shape of the emission intensity 104. As a result, the output light intensity 109 does not depend on the time difference between the drive signal (drive pulse voltage) 108 and the electron beam intensity 103. In other words, different intensities 10
No matter what part of the drive signal 108 the electron beam intensity pulse 101 having 1a, 101b, 101c enters,
The time average value of the output light intensity 109 in one frame 102 of the read light intensity does not change much. This is because the output light intensity 109 has the same sensitivity to the intensity of the electron beam intensity 103 at any part on the screen of the spatial light modulator.
This means that the brightness of the output image of the spatial light modulator for the same video signal level is uniform.

【００２２】＜実験例１＞上記空間光変調素子と光書き
込み手段としてのＣＲＴを用いた光学系を図９を参照し
つつ説明する。図９に示すように、この光学系はＣＲＴ
９０１と、空間光変調素子９０２と、空間光変調素子９
０２の駆動源９０３と、ビームスプリッター９０４と、
偏光子９０５及び検光子９０６を具備している。ＣＲＴ
９０１からの画像に対応する入力光９０７が空間光変調
素子９０２の光導電層側から書き込まれる。この画像
は、偏光子９０５及びビームスプリッター９０４を通っ
て入力される読み出し入力光９０８によって読み出され
る。偏光子９０５と検光子９０６はそれらの軸が互いに
直交するように配置されている。また、空間光変調素子
９０２は強誘電性液晶のオフ状態で消光位置になるよう
な方向に配置されている。空間光変調素子として、図８
に示す構造のものを用いた。なお、ＣＲＴ９０１の画素
ピッチは空間光変調素子９０２の画素ピッチと一致して
いてもよく、また異なっていてもよいが、ここでは画素
ピッチ５０μｍ、走査線５２５本のものをＣＲＴ９０１
として用いた。また、前記（式１）において示した式に
おけるＣＲＴの蛍光体の発光強度の減衰の時定数τは、
７ｍｓｅｃである。なお、ＣＲＴ９０１の像を空間光変
調素子９０２の光導電層に鮮明に（ぼけの無いような状
態で）結像させるために、レンズ系やセルフォックレン
ズアレイ（日本板硝子株式社の商標）などの結像光学系
を間に挿入しても良い。読み出し入力光９０８の光源と
して、ハロゲンランプを使用した。<Experimental Example 1> An optical system using a spatial light modulator and a CRT as an optical writing means will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 9, this optical system is a CRT
901, the spatial light modulator 902, and the spatial light modulator 9
02, a driving source 903, a beam splitter 904,
A polarizer 905 and an analyzer 906 are provided. CRT
Input light 907 corresponding to the image from 901 is written from the photoconductive layer side of the spatial light modulator 902. This image is read by read input light 908 input through polarizer 905 and beam splitter 904. The polarizer 905 and the analyzer 906 are arranged such that their axes are orthogonal to each other. The spatial light modulator 902 is arranged in such a direction as to be in the extinction position when the ferroelectric liquid crystal is off. As a spatial light modulator, FIG.
The structure shown in FIG. Note that the pixel pitch of the CRT 901 may be the same as or different from the pixel pitch of the spatial light modulator 902, but here, a pixel pitch of 50 μm and 525 scanning lines is used for the CRT 901.
Used as In addition, the time constant τ of the decay of the emission intensity of the phosphor of the CRT in the equation shown in (Equation 1) is
7 msec. Note that, in order to form an image of the CRT 901 clearly (without blur) on the photoconductive layer of the spatial light modulator 902, a lens system or a Selfoc lens array (trademark of Nippon Sheet Glass Co., Ltd.) or the like is used. An imaging optical system may be inserted therebetween. As a light source for the read input light 908, a halogen lamp was used.

【００２３】ＣＲＴ９０１の１フレームは１６．７ｍｓ
ｅｃであり、空間光変調素子９０２の駆動周期はこれよ
りも小さくする（例えば１ｍｓｅｃ程度）が、これらの
相互の駆動方法としては、全く同期を取らずに独立に駆
動しても良いし、あるいは、空間光変調素子９０２の駆
動周期の何個か毎（例えば１６個毎）にトリガーパルス
を発生してＣＲＴ９０１に送るというかたちで同期をと
って駆動しても良い。この光学系では前者の方法を採用
した。One frame of the CRT 901 is 16.7 ms.
ec, and the driving cycle of the spatial light modulator 902 is made shorter (for example, about 1 msec). However, as a mutual driving method, these elements may be driven independently without any synchronization, or Alternatively, the spatial light modulator 902 may be driven synchronously by generating a trigger pulse every several driving cycles (for example, every 16 driving pulses) and sending the trigger pulse to the CRT 901. In this optical system, the former method was adopted.

【００２４】図１のタイミングチャート（ｃ）に示すよ
うに、多数の単位駆動信号（駆動パルス）１０７含む駆
動信号１０８を用いて、実際に空間光変調素子９０２を
駆動し、ＣＲＴ９０１に動画像を再生させ、空間光変調
素子９０２からのて読み出し光を観測した。単位駆動信
号（駆動パルス）１０７において、消去パルス１０５の
幅は０．１ｍｓｅｃであり、その電圧（高さ）は＋１０
Ｖであった。また、読み出し期間１０６の幅は１．１ｍ
ｓｅｃであり、その電圧（高さ）は−０．９１Ｖであっ
た。この場合、ＣＲＴの一周期は１．２ｍｓｅｃであっ
た。空間光変調素子９０２からの出力光はビームスプリ
ッター９０４を介して直接観察者９１０により観察され
た。観察の結果、ＣＲＴ９０１に表示された画像は空間
光変調素子９０２の出力面に忠実に再現されていること
が確認された。再生された画像の明るさは空間光変調素
子の画面上全体にわたって均一であった。さらに、階調
表現も忠実に再現されていた。さらに、読み出し入力光
９０８が１０⁶ ｌｘ程度の明るさでもコントラストの良
好な画像が得られた。このときのコントラスト比は１０
０：１であった。空間光変調素子の出力面にはＣＲＴの
動画像に対する残像現象は観測されなかった。空間光変
調素子９０２の液晶の配向膜として安定性の高い導電性
ポリイミドを用いているため、数百時間にわたって連続
駆動しても経時変化に対しては安定であった。それゆ
え、空間光変調素子からの出力像の質や明るさに変化は
なかった。As shown in the timing chart (c) of FIG. 1, the spatial light modulator 902 is actually driven by using a drive signal 108 including a number of unit drive signals (drive pulses) 107, and a moving image is displayed on a CRT 901. Reproduction was performed, and read light emitted from the spatial light modulator 902 was observed. In the unit drive signal (drive pulse) 107, the width of the erase pulse 105 is 0.1 msec, and the voltage (height) thereof is +10
V. The width of the readout period 106 is 1.1 m.
sec, and the voltage (height) was −0.91 V. In this case, one cycle of the CRT was 1.2 msec. Output light from the spatial light modulator 902 was directly observed by the observer 910 via the beam splitter 904. As a result of the observation, it was confirmed that the image displayed on the CRT 901 was faithfully reproduced on the output surface of the spatial light modulator 902. The brightness of the reproduced image was uniform over the entire screen of the spatial light modulator. Further, the gradation expression was faithfully reproduced. Furthermore, an image with good contrast was obtained even when the read input light 908 had a brightness of about 10 ⁶ lx. The contrast ratio at this time is 10
0: 1. No afterimage phenomenon with respect to the CRT moving image was observed on the output surface of the spatial light modulator. Since a highly stable conductive polyimide was used as the liquid crystal alignment film of the spatial light modulator 902, even if it was continuously driven for several hundred hours, it was stable against changes over time. Therefore, there was no change in the quality or brightness of the output image from the spatial light modulator.

【００２５】さらに、読みだし出力光９０９の強度を光
検出器で検出し、そのときの時間的な変化をオシロスコ
ープを用いて観測した。そうすると、図１のタイミング
チャート（ｃ）に示す駆動信号１０８に対してタイミン
グチャート（ｄ）に示す出力光強度１０９の波形が得ら
れた。各単位駆動信号（駆動パルス）１０７における出
力光強度１０９のピークを滑らかに結んだ包絡線は、タ
イミングチャート（ｂ）に示す蛍光体発光強度１０４の
波形とほぼ一致した。電子ビーム１０３の強度パルスが
最大の場合（例えばパルス１０１ａの場合）における蛍
光体発光強度１０４に対しても出力光強度１０９の応答
が飽和することはなかった。Further, the intensity of the read output light 909 was detected by a photodetector, and the temporal change at that time was observed using an oscilloscope. Then, the waveform of the output light intensity 109 shown in the timing chart (d) was obtained with respect to the drive signal 108 shown in the timing chart (c) of FIG. The envelope connecting the peaks of the output light intensity 109 in each unit drive signal (drive pulse) 107 smoothly matched the waveform of the phosphor emission intensity 104 shown in the timing chart (b). The response of the output light intensity 109 to the phosphor emission intensity 104 when the intensity pulse of the electron beam 103 was the maximum (for example, in the case of the pulse 101a) was not saturated.

【００２６】なお、図９に示す光学系に図７に示した空
間光変調素子７１３を用いて、光学系を同様に駆動し
た。この場合、読み出し入力光９０８に対する遮光度が
十分でないため像の明るさは１０³ ｌｘ程度が限界では
あるが、それ以外については図８に示した空間光変調素
子８１６を用いた場合と同様であった。また、空間光変
調素子として図７における金属反射膜７０７の代わりに
誘電体反射膜を有する構造のものを用いても同様の効果
が得られた。The optical system shown in FIG. 9 was driven in the same manner by using the spatial light modulator 713 shown in FIG. In this case, since the degree of light blocking of the read input light 908 is not sufficient, the brightness of the image is limited to about 10 ³ lx, but otherwise the same as in the case of using the spatial light modulator 816 shown in FIG. there were. Similar effects were obtained by using a spatial light modulator having a structure having a dielectric reflection film instead of the metal reflection film 707 in FIG.

【００２７】＜実験例２＞次に、図１のタイミングチャ
ート（ｅ）に示す単位駆動信号（駆動パルス）１１４を
含む駆動信号１１５を用いて、図９に示す前記光学系の
駆動を行った。単位駆動信号（駆動パルス）１１４にお
いて、消去パルス１１０は幅０．１ｍｓｅｃであり、そ
の電圧（高さ）は＋１０Ｖであった。また、第１の低電
圧期間１１１の幅は０．１ｍｓｅｃであり、その電圧
（高さ）は０Ｖであった。さらに、書き込みパルス１１
２の幅は０．１ｍｓｅｃであり、その電圧（高さ）は−
１０Ｖであった。さらに、第２の低電圧期間の幅は０．
９ｍｓｅｃであり、その電圧は０Ｖであった。空間光変
調素子としては図８に示す構造のものを用いた。この場
合もＣＲＴ９０１の画像は空間光変調素子９０２の出力
面上で明るさが均一になるように忠実に再現されいた。
さらに、空間光変調素子の出力面上では階調表現も行わ
れていたし、残像現象も観察されなかった。空間光変調
素子９０２からの読み出し光の明るさは１０⁶ｌｘ程度
まで上げることができた。しかしながら、駆動信号１１
５に含まれている書込みパルス１１２による電界により
強誘電性液晶のスイッチング現象が生じ、そのため空間
光変調素子の出力面上での画像のコントラストは上記実
験例１の場合よりも多少劣り、コントラスト比は８０：
１であった。再生された画像自体は十分観察に耐えうる
ものであった。駆動信号１１５は電圧に関して正負対称
であるため、空間光変調素子の駆動の安定性は一段と向
上し、数千時間の連続駆動に対しても安定であった。<Experimental Example 2> Next, the optical system shown in FIG. 9 was driven by using a drive signal 115 including a unit drive signal (drive pulse) 114 shown in the timing chart (e) of FIG. . In the unit drive signal (drive pulse) 114, the erase pulse 110 had a width of 0.1 msec and its voltage (height) was + 10V. The width of the first low voltage period 111 was 0.1 msec, and the voltage (height) thereof was 0V. Further, the write pulse 11
2 is 0.1 msec, and its voltage (height) is −
It was 10V. Further, the width of the second low voltage period is 0.
9 msec, and the voltage was 0V. The spatial light modulator having the structure shown in FIG. 8 was used. Also in this case, the image of the CRT 901 was faithfully reproduced on the output surface of the spatial light modulator 902 so that the brightness became uniform.
Further, gradation expression was performed on the output surface of the spatial light modulator, and no afterimage phenomenon was observed. The brightness of the read light from the spatial light modulator 902 could be increased to about 10 ⁶ lx. However, the drive signal 11
5 causes a switching phenomenon of the ferroelectric liquid crystal due to the electric field caused by the writing pulse 112, so that the contrast of the image on the output surface of the spatial light modulator is slightly inferior to that of the above-mentioned experimental example 1, and the contrast ratio Is 80:
It was one. The reproduced image itself was sufficiently resistant to observation. Since the drive signal 115 is symmetrical with respect to the voltage, the driving stability of the spatial light modulator is further improved, and the driving is stable even after continuous driving for several thousand hours.

【００２８】上記実験例１の場合と同様に、読みだし出
力光９０９の強度を光検出器で検出し、そのときの時間
的な変化をオシロスコープを用いて観測した。そうする
と、図１のタイミングチャート（ｅ）に示す駆動信号１
１５に対してタイミングチャート（ｆ）に示す出力光強
度１１６の波形が得られた。As in the case of Experimental Example 1, the intensity of the read output light 909 was detected by a photodetector, and the temporal change at that time was observed using an oscilloscope. Then, the drive signal 1 shown in the timing chart (e) of FIG.
For 15, the waveform of the output light intensity 116 shown in the timing chart (f) was obtained.

【００２９】また、図９に示す光学系に図７に示した空
間光変調素子７１３を用いて、光学系を駆動信号１１５
で同様に駆動した。この場合も、読み出し入力光９０８
に対する遮光度が十分でないため像の明るさは１０³ ｌ
ｘ程度が限界ではあるが、それ以外については図８に示
した空間光変調素子８１６を用いた場合と同様であっ
た。The spatial light modulator 713 shown in FIG. 7 is used for the optical system shown in FIG.
Was similarly driven. Also in this case, the read input light 908
The brightness of the image is 10 ³ l
x is the limit, but other than that is the same as when the spatial light modulator 816 shown in FIG. 8 is used.

【００３０】＜実験例３＞次に、空間光変調素子の応答
特性について検討するために以下の実験を行った。書き
込み光用光源としてＣＲＴの代わりにハロゲンランプを
用い、書き込み光の強度に対して読み出し光の明るさが
どの様に変化するかを測定した。このとき、駆動信号
（駆動パルス）に対して液晶がどの様にスイッチングす
るかを見るために、駆動信号波形とそれに対する読み出
し光の時間的変化をオシロスコープを用いて観測した。
その結果を図１０に示す。図１０において、タイミング
チャート（ａ）は異なった強度を有するいくつかの書込
み光に対して、図８に示す空間光変調素子８１７を駆動
信号１０８により駆動したときの、空間光変調素子から
の出力光の強度の変化を示している。駆動信号１０８は
上記実験例１における駆動信号と実質的に同じである。
図１０のタイミングチャート（ａ）において、１００４
ａで示された特性曲線は３０００μＷ／ｃｍ²の強度を
有する書込み光を用いた場合を示しており、１００４ｂ
で示された特性曲線は５００μＷ／ｃｍ²の強度を有す
る書込み光を用いた場合を示しており、また１００４ｃ
で示す特性曲線は書込み光を用いなかった場合を示して
いる。図１０のタイミングチャート（ａ）から、書き込
み光の強度を上げるにしたがって読み出し期間１００２
における出力光強度１００４の立ち上がりが急になり
（速くなり）、また時間平均としての読み出し光強度が
大きくなることがわかる。図１０のタイミングチャート
（ｂ）において、駆動信号（駆動パルス電圧）１００３
は消去パルス１００１及び読み出し期間１００２を含
む。これは、読み出し期間１００２において光導電層に
書き込み光強度に比例した光電流が発生し、光導電層と
強誘電性液晶との界面に電荷が蓄積され、その電荷の量
につりあうように液晶が徐々に分極反転され、その結
果、空間光変調素子の中間調表示が得らることがわか
る。<Experimental Example 3> Next, the following experiment was conducted to examine the response characteristics of the spatial light modulator. Using a halogen lamp instead of a CRT as a writing light source, how the brightness of the reading light changes with respect to the intensity of the writing light was measured. At this time, in order to see how the liquid crystal switches with respect to the driving signal (driving pulse), the temporal change of the driving signal waveform and the read light corresponding thereto was observed using an oscilloscope.
The result is shown in FIG. In FIG. 10, the timing chart (a) shows the output from the spatial light modulating element when the spatial light modulating element 817 shown in FIG. The change in light intensity is shown. The drive signal 108 is substantially the same as the drive signal in the first experimental example.
In the timing chart (a) of FIG.
The characteristic curve indicated by a indicates a case where writing light having an intensity of 3000 μW / cm ² is used, and 1004b
The characteristic curve indicated by indicates the case where writing light having an intensity of 500 μW / cm ² was used.
The characteristic curve indicated by indicates the case where no writing light was used. From the timing chart (a) of FIG. 10, as the intensity of the writing light increases, the reading period 1002 increases.
It can be seen that the rise of the output light intensity 1004 in (1) becomes steep (faster), and that the read light intensity as a time average increases. In the timing chart (b) of FIG. 10, a driving signal (driving pulse voltage) 1003
Includes an erase pulse 1001 and a readout period 1002. This is because a photocurrent proportional to the writing light intensity is generated in the photoconductive layer in the readout period 1002, and electric charges are accumulated at the interface between the photoconductive layer and the ferroelectric liquid crystal, and the liquid crystal is adjusted to balance the amount of the electric charges. It can be seen that the polarization is gradually inverted, and as a result, a halftone display of the spatial light modulator can be obtained.

【００３１】駆動パルス電圧１１５を用いて同様に測定
を行ってみた。この場合の結果を図１１に示す。図１１
のタイミングチャート（ａ）において、１１０６ａで示
された特性曲線は３０００μＷ／ｃｍ²の強度を有する
書込み光を用いた場合を示しており、１１０６ｂで示さ
れた特性曲線は５００μＷ／ｃｍ²の強度を有する書込
み光を用いた場合を示しており、また１１０６ｃで示す
特性曲線は書込み光を用いなかった場合を示している。
図１１のタイミングチャート（ｂ）において、駆動信号
（駆動パルス電圧）１１０５は消去パルス１１０１と、
第１の低電圧期間１１０２と、書込みパルス１１０３
と、第２の低電圧期間１１０４とを含む。図１１は、書
き込み光強度を変えることにより中間調が得られている
ことを示している。書き込みパルス１１０３が空間光変
調素子に印加されるとき、空間光変調素子の強誘電性液
晶に電界スイッチングが起こる。さらに、書き込み光が
０の場合でも、１１０６ｃで示された特性曲線において
出力光強度の僅かなピークが生じていることもわかる。The same measurement was performed using the driving pulse voltage 115. FIG. 11 shows the result in this case. FIG.
In the timing chart (a), the characteristic curve shown by 1106a shows the case where the writing light having the intensity of 3000 μW / cm ² is used, and the characteristic curve shown by 1106b shows the intensity of 500 μW / cm ² . The case where writing light is used is shown, and the characteristic curve 1106c shows the case where writing light is not used.
In the timing chart (b) of FIG. 11, the drive signal (drive pulse voltage) 1105 includes an erase pulse 1101
First low voltage period 1102 and write pulse 1103
And a second low voltage period 1104. FIG. 11 shows that a halftone is obtained by changing the writing light intensity. When the write pulse 1103 is applied to the spatial light modulator, electric field switching occurs in the ferroelectric liquid crystal of the spatial light modulator. Further, it can be seen that even when the writing light is 0, a slight peak of the output light intensity occurs in the characteristic curve indicated by 1106c.

【００３２】以上２つの駆動方法について、各書き込み
光強度に対する読み出し光の強度の時間平均を計算し
た。計算結果を図１２に示す。図１２において、特性曲
線１２０１は単位駆動信号中に書込みパルスを含まない
駆動信号、例えば図１のタイミングチャート（ｃ）に示
す駆動信号１０７を用いて空間光変調素子を駆動した場
合を示している。また、他の特性曲線１２０２は単位駆
動信号中に書込みパルス１１２を含む駆動信号、例えば
図１のタイミングチャート（ｅ）に示す駆動信号１１４
を用いて空間光変調素子を駆動した場合を示している。
いずれの駆動方法についても、書き込み光強度が１００
〜１０００μＷ／ｃｍ² の範囲で中間調制御が可能であ
ることがわかる。そして、１００μＷ／ｃｍ² 以下では
ほぼ読みだし出力光強度は０であり、１０００μＷ／ｃ
ｍ² 以上では出力光強度は飽和していることがわかる。With respect to the above two driving methods, the time average of the intensity of the reading light with respect to each writing light intensity was calculated. FIG. 12 shows the calculation results. 12, a characteristic curve 1201 indicates a case where the spatial light modulator is driven using a drive signal that does not include a write pulse in a unit drive signal, for example, the drive signal 107 shown in the timing chart (c) of FIG. . The other characteristic curve 1202 is a drive signal including the write pulse 112 in the unit drive signal, for example, the drive signal 114 shown in the timing chart (e) of FIG.
Shows a case in which the spatial light modulation element is driven using.
In any of the driving methods, the writing light intensity is 100
It can be seen that halftone control is possible in the range of １０００1000 μW / cm ² . When the intensity is 100 μW / cm ² or less, the read output light intensity is almost 0, and 1000 μW / c
It is understood that the output light intensity is saturated at m ² or more.

【００３３】また、読み出し出力光の時間平均のコント
ラスト比は、駆動パルス電圧１０８に対して５３０：
１、駆動パルス電圧１１５に対して３２０：１と計算さ
れ、いずれも比較的良好であった。The time-average contrast ratio of the read output light is 530:
1, calculated 320: 1 with respect to the drive pulse voltage 115, all of which were relatively good.

【００３４】＜実験例４＞２種類の駆動信号（駆動パル
ス）に関して、パルス波形及び電圧値はそのままにして
周期のみを変え、図９に示す光学系で読み出しをおこな
い、空間光変調素子からの出力光の明るさの均一性を測
定した。ＣＲＴ９０１の画面上に表示され、均一な明る
さを有する画像を図８に示した構造を有する空間光変調
素子９０２に書き込む。空間光変調素子９０２からの読
みだし出力光９０９のうち、最も暗い部分の明るさに対
する最も明るい部分の明るさの比Ｒを計算し、画像の明
るさの不均一性の尺度とした。計算結果を表１に示す。
ただし、Ｔ_SLMは空間光変調素子の駆動信号（駆動パル
ス）の周期を、Ｔ_CRTはＣＲＴの１表示周期を表し、Ｒ₁
及びＲ₂は図１のタイミングチャート（ｃ）に示す駆動
信号（駆動パルス電圧）１０８及びタイミングチャート
（ｅ）に示す駆動信号（駆動パルス電圧）１１５で駆動
した場合の上記の比Ｒを示している。なお、Ｔ_CRT＝１
６．７ｍｓｅｃに固定してある。<Experimental Example 4> With respect to the two types of drive signals (drive pulses), the pulse waveform and the voltage value were not changed and only the cycle was changed, and reading was performed by the optical system shown in FIG. The brightness uniformity of the output light was measured. An image displayed on the screen of the CRT 901 and having uniform brightness is written to the spatial light modulator 902 having the structure shown in FIG. Of the read output light 909 from the spatial light modulator 902, the ratio R of the brightness of the brightest portion to the brightness of the darkest portion was calculated and used as a measure of the non-uniformity of the brightness of the image. Table 1 shows the calculation results.
Here, T _SLM represents the cycle of the drive signal (drive pulse) of the spatial light modulator, T _CRT represents one display cycle of the CRT, and R ₁
And R ₂ indicate the above ratio R when driven by the drive signal (drive pulse voltage) 108 shown in the timing chart (c) and the drive signal (drive pulse voltage) 115 shown in the timing chart (e) of FIG. I have. Note that T _CRT = 1
It is fixed at 6.7 msec.

【００３５】[0035]

【表１】 [Table 1]

【００３６】表１から、Ｔ_CRT／Ｔ_SLMの値が１．５以上
１０００以下の範囲内でほぼ均一な読み出し光出力が得
られていることがわかる。Ｔ_CRT／Ｔ_SLMの値が１０００
より大きくなると、空間光変調素子の強誘電性液晶のス
イッチング速度が駆動パルスの変化に追随できなくな
り、空間光変調素子の出力面に再生された画像のコント
ラストが低下する。またＴ_CRT／Ｔ_SLMの値が１より小さ
くなると読み出し光出力のちらつきが目立ち始めて画像
の質が劣化する。It can be seen from Table 1 that a substantially uniform readout light output is obtained when the value of T _CRT / T _{SLM is in} the range of 1.5 or more and 1000 or less. The value of T _CRT / T _SLM is 1000
If it becomes larger, the switching speed of the ferroelectric liquid crystal of the spatial light modulator cannot follow the change of the driving pulse, and the contrast of the image reproduced on the output surface of the spatial light modulator decreases. When the value of T _CRT / T _SLM is smaller than 1, the flicker of the read light output starts to be noticeable, and the quality of the image is degraded.

【００３７】＜実験例５＞図１のタイミングチャート
（ｃ）に示した駆動信号（駆動パルス電圧）１０８にお
いて、消去パルス１０５の長さを０．１ｍｓｅｃ、読み
だし期間１０６の長さを１．１ｍｓｅｃに固定し、これ
らのパルスの電圧（高さ）のみを変え、図８に示した構
造を有する空間光変調素子８１６を駆動した。消去パル
ス１０５の電圧を１０Ｖに固定し、読みだし期間１０６
の電圧を−３０Ｖから＋２Ｖの範囲内で変化させたが、
空間光変調素子から読み出される画像の質に変化はなか
った。読み出し期間１０６の電圧が＋２Ｖを超えると、
この期間において光導電層が光電流を発生しなくなり、
読み出し出力光の明るさは低下した。また、読みだし期
間１０６の電圧を−０．９１Ｖに固定し、消去パルス１
０５の電圧を＋２Ｖから＋３０Ｖの範囲内で変化させた
場合でも、空間光変調素子から読みだされる像の質は大
きく変わらなかった。消去パルス１０５の電圧が＋２Ｖ
より低くなると、空間光変調素子の光導電層が順方向状
態にならず、空間光変調素子（の各画素）に記録された
記録内容の消去が正常に行われなくなり、画像のコント
ラストが低下する。<Experimental Example 5> In the drive signal (drive pulse voltage) 108 shown in the timing chart (c) of FIG. 1, the length of the erase pulse 105 is 0.1 msec, and the length of the readout period 106 is 1. The spatial light modulation element 816 having the structure shown in FIG. 8 was driven while the voltage was fixed at 1 msec and only the voltage (height) of these pulses was changed. The voltage of the erasing pulse 105 is fixed at 10 V, and the reading period 106
Was changed within the range of -30V to + 2V,
There was no change in the quality of the image read from the spatial light modulator. When the voltage of the read period 106 exceeds + 2V,
During this period, the photoconductive layer stops generating photocurrent,
The brightness of the read output light decreased. Further, the voltage during the reading period 106 is fixed to -0.91 V, and the erase pulse 1
Even when the voltage of No. 05 was changed within the range of +2 V to +30 V, the quality of the image read from the spatial light modulator was not significantly changed. The voltage of the erase pulse 105 is + 2V
If the temperature is lower, the photoconductive layer of the spatial light modulator will not be in the forward state, and the recorded contents recorded on (each pixel of) the spatial light modulator will not be normally erased, and the image contrast will be reduced. .

【００３８】＜実験例６＞図１のタイミングチャート
（ｅ）に示す駆動信号（駆動パルス電圧）１１５におい
て、前記実験例２で用いたものを基本形として、消去パ
ルス１１０、書き込みパルス１１２、及び第２の低電圧
期間１１３のうちの１つのみの電圧（高さ）を変化さ
せ、図８に示す空間光変調素子８１６を駆動した。消去
パルス１１０の電圧のみを変化させた場合、上記実験例
５で述べた駆動信号（駆動パルス電圧）１０８の場合と
同様の理由で、消去パルス１１０の電圧が＋２Ｖから＋
３０Ｖの範囲で空間光変調素子の出力面上に良質な画像
が得られた。書き込みパルス１１２の電圧のみを変化さ
せた場合、書込みパルス１１２の電圧が−３０Ｖ以上−
２Ｖ以下の範囲で空間光変調素子の出力面上に良質な画
像が得られた。この電圧が−２Ｖより大きい場合も画像
の質は良好であるが、この範囲では実質上図１のタイミ
ングチャート（ｃ）に示す駆動信号（駆動パルス電圧）
１０８と等価になる。次に、第２の低電圧期間１１３の
電圧のみを変化させてみた。この場合も−３０Ｖ以上−
２Ｖ以下で空間光変調素子の出力面上に良好な画像が得
られた。この期間は駆動信号１０８における読みだし期
間１０６に対応するので、空間光変調素子の光導電層が
光電流を発生する電圧範囲においてのみ正常に動作する
と考えられる。<Experimental Example 6> In the drive signal (drive pulse voltage) 115 shown in the timing chart (e) of FIG. 1, the erase pulse 110, the write pulse 112, and the The voltage (height) of only one of the two low voltage periods 113 was changed to drive the spatial light modulator 816 shown in FIG. When only the voltage of the erase pulse 110 is changed, the voltage of the erase pulse 110 is changed from + 2V to + 2V for the same reason as in the case of the drive signal (drive pulse voltage) 108 described in the fifth experimental example.
A high quality image was obtained on the output surface of the spatial light modulator in the range of 30V. When only the voltage of the write pulse 112 is changed, the voltage of the write pulse 112 is −30 V or more.
A high-quality image was obtained on the output surface of the spatial light modulator in the range of 2 V or less. When the voltage is higher than -2 V, the quality of the image is good. However, in this range, the driving signal (driving pulse voltage) substantially shown in the timing chart (c) of FIG.
108. Next, only the voltage in the second low voltage period 113 was changed. Also in this case, -30V or more
At 2 V or less, a good image was obtained on the output surface of the spatial light modulator. Since this period corresponds to the reading period 106 of the drive signal 108, it is considered that the photoconductive layer of the spatial light modulator operates normally only in a voltage range in which a photocurrent is generated.

【００３９】＜実験例７＞以上の各実験例１から６にお
いては、図１のタイミングチャート（ａ）に示す１フレ
ーム１０２内でタイミングチャート（ｄ）又は（ｆ）に
示す空間光変調素子の出力光強度１０９又は出力光強度
１１６の波形がタイミングチャート（ｂ）に示すＣＲＴ
画面上の蛍光体の発光強度１０４を再現するので、蛍光
体の発光強度が最大の明るさの場合でも１フレーム１０
２の後半では出力光強度１０９又は出力光強度１１６の
応答は小さくなり、時間的な積分としてみたときの明る
さにロスがあることになる。ここでは、このような問題
を解決し、さらに中間調表示も可能にする方法について
詳しく述べる。<Experimental Example 7> In each of Experimental Examples 1 to 6, the spatial light modulator shown in the timing chart (d) or (f) in one frame 102 shown in the timing chart (a) of FIG. The waveform of the output light intensity 109 or the output light intensity 116 is the CRT shown in the timing chart (b).
Since the light emission intensity 104 of the phosphor on the screen is reproduced, even if the light emission intensity of the phosphor is the maximum brightness, one frame 10
In the latter half of 2, the response of the output light intensity 109 or the output light intensity 116 becomes small, and there is a loss in brightness when viewed as a temporal integration. Here, a method of solving such a problem and further enabling a halftone display will be described in detail.

【００４０】いま、ＣＲＴが、周波数ｆ（周期Ｔ_CRT＝
１／ｆ）で、画像を書き換えるものとする。このとき、
空間光変調素子の駆動周期Ｔ_SLMに対するＣＲＴの駆動
周期Ｔ_CRTの比をｎとする。すなわち次式（式３）の関
係を満たすものとする。 Ｔ_CRT＝ｎ×Ｔ_SLM （式３） 但し、簡単のためｎは整数とする。空間光変調素子の出
力光強度として人間の目に実際に観測されるのは図１の
タイミングチャート（ｄ）に示す出力光強度１０９の時
間平均値Now, the CRT has the frequency f (period T _CRT =
The image is rewritten by 1 / f). At this time,
Let n be the ratio of the driving cycle T _CRT of the CRT to the driving cycle T _SLM of the spatial light modulator. That is, it is assumed that the following equation (Equation 3) is satisfied. T _CRT = n × T _SLM (Equation 3) where n is an integer for simplicity. What is actually observed by human eyes as the output light intensity of the spatial light modulator is the time average value of the output light intensity 109 shown in the timing chart (d) of FIG.

【数１】 である。但し、Ｙ_iは各書き込み期間における出力光強
度であり、各単位駆動信号（駆動パルス）１０７または
単位駆動信号（駆動パルス）１１４におけるＣＲＴの光
出力Ｌを書き込み光強度として図１２に示す関係で与え
られるものである。(Equation 1) It is. Here, Y _i is the output light intensity in each writing period, and the light output L of the CRT in each unit drive signal (drive pulse) 107 or unit drive signal (drive pulse) 114 is the write light intensity in the relationship shown in FIG. Is given.

【００４１】ＣＲＴの光出力Ｌは、同一周期内において
時間とともに単調に減少する。従って、時刻ｔにおける
光出力Ｌ（ｔ）と、閾値Ｌ₁、Ｌ₂（例として駆動信号１
０８で駆動する場合を考えると、図１２によりＬ₁＝１
００μＷ／ｃｍ² 、Ｌ₂＝１０００μＷ／ｃｍ² とおけ
る。）の関係により、周期Ｔ_CRT内の空間光変調素子の
出力Ｙは変化する。（式３）においてｎ＝１６とした場
合の出力Ｙ_iの変化の様子を図１５に示す。図１５にお
いて、タイミングチャート（ａ）は時刻ｔ＝Ｔ_{CR T}にお
ける光出力Ｌが閾値Ｌ₂よりも大きい場合におけるＣＲ
Ｔの光出力を示し、タイミングチャート（ｂ）はそれに
対応する空間光変調素子からの出力光の強度を示す。ま
た、タイミングチャート（ｃ）は時刻ｔ＝Ｔ₁におい
て、Ｌ＝Ｌ₂であり、かつ、ｔ＝Ｔ_CRTにおける光出力Ｌ
がＬ₁よりも大きい場合におけるをＣＲＴの光出力を示
し、タイミングチャート（ｄ）はそれに対応する空間光
変調素子からの出力光の強度を示す。さらに、タイミン
グチャート（ｅ）はｔ＝Ｔ₂ において、Ｌ＜L₁となる場
合におけるＣＲＴの光出力を示し、タイミングチャート
（ｆ）はそれに対応する空間光変調素子からの出力光の
強度を示す。なお、各単位駆動信号（駆動パルス）１０
７内におけるＬの変化は無視できるものとした。The light output L of the CRT monotonically decreases with time within the same period. Therefore, the light output L (t) at time t and the threshold values L ₁ and L ₂ (for example, the driving signal 1
Considering the case of driving at 08, L ₁ = 1 according to FIG.
00 μW / cm ² and L ₂ = 1000 μW / cm ² . ), The output Y of the spatial light modulator within the period T _CRT changes. FIG. 15 shows how the output Y _i changes when n = 16 in (Equation 3). In FIG. 15, the timing chart (a) shows the _{CR when} the light output L at time t = T _{CR T} is larger than the threshold L _2.
The light output of T is shown, and the timing chart (b) shows the intensity of the output light from the corresponding spatial light modulator. The timing chart (c) shows that at time t = T ₁ , L = L ₂ , and the light output L at t = T _CRT
There shows a CRT light output at greater than L _1, the timing chart (d) of indicating the intensity of the output light from the spatial light modulator corresponding thereto. Further, in the timing chart (e) is t = T _2, shows a CRT light output in a case where the L <L _1, the timing chart (f) shows the intensity of the output light from the spatial light modulator corresponding thereto . Each unit drive signal (drive pulse) 10
The change in L within 7 was assumed to be negligible.

【００４２】空間光変調素子の光出力は（式４）で表わ
されるように、空間光変調素子の駆動周期毎に出力され
る光パルス強度Ｙ_iの線形和として表される。このと
き、Ｌ≧Ｌ₂における各パルス強度Ｙ_iがほぼ一定である
と近似することができ、Ｌ₁≦Ｌ＜Ｌ₂における各パルス
強度Ｙ_iがＬに応じて少なくともｍ段階に分割可能であ
れば、本発明の上記駆動方法により少なくともｎ×ｍ階
調を容易に実現することができる。なお、実際に試作し
た図７または図８に示す構造を有する空間光変調素子で
は、Ｌに応じて分割可能なＹ_iのレベルｍは、高々９０
程度なので、２５６階調を実現するためには、少なくと
もｎ≧３であることが好ましい。The light output of the spatial light modulator is expressed as a linear sum of the light pulse intensities Y _i output for each driving cycle of the spatial light modulator, as represented by (Equation 4). In this case, it is possible to each pulse intensity Y _i in L ≧ L ₂ is approximated to a substantially constant, the pulse intensity Y _i in L ₁ ≦ L <L ₂ in response to L can be divided into at least m stages If so, at least n × m gradations can be easily realized by the driving method of the present invention. In the spatial light modulation device having the structure shown in FIG. 7 or FIG. 8 which was actually _manufactured , the level m of Y _i that can be divided according to L is 90 at most.
In order to realize 256 gradations, it is preferable that at least n ≧ 3.

【００４３】駆動パルス１０８を用いて、Ｔ_CRT＝１
６．７ｍｓｅｃ、Ｔ_SLM＝Ｔ_CRT／１６＝１．０４ｍｓｅ
ｃとし、実際に画像を表示した。駆動信号（駆動パルス
電圧）１０８として、消去パルスの幅を０．１０４ｍｓ
ｅｃ、電圧を１５Ｖにし、書き込み期間の幅を０．９３
６ｍｓｅｃ、電圧を−３．６３Ｖに設定した。この駆動
条件の場合も、図１２に示す場合とほぼ同じ応答を示し
た。２つの閾値Ｌ₁、Ｌ₂を実際に求めたところ、Ｌ₁＝
１００μＷ/ｃｍ² 、Ｌ₂＝８００μＷ/ｃｍ² であっ
た。Using the driving pulse 108, T _CRT = 1
6.7 msec, T _SLM = T _CRT /16=1.04 msec
The image was actually displayed. The drive signal (drive pulse voltage) 108 has an erase pulse width of 0.104 ms.
ec, the voltage is 15 V, and the width of the writing period is 0.93.
The voltage was set to -3.63 V for 6 msec. Under this driving condition, the response was almost the same as that shown in FIG. When two thresholds L ₁ and L ₂ were actually obtained, L ₁ =
100 μW / cm ² and L ₂ = 800 μW / cm ² .

【００４４】本発明の駆動方法では、ＣＲＴの出力Ｌの
減衰特性に依存する残像について注意を必要とする。例
えば、図１５のタイミングチャート（ａ）及び（ｂ）に
示したように、最も明るい光出力Ｙを得る場合には、時
刻ｔ＝Ｔ_CRTにおいてＬ≧Ｌ₂であるため、次の周期（Ｔ
_CRT≦ｔ≦２Ｔ_CRT）に黒を表示しようとしても、Ｌ＞Ｌ
₁であるため、Ｙ＞０となる。すなわち、第１の画像表
示手段（例えばＣＲＴ）が６０Ｈｚで画像を書き換えて
も、実際に観測される画像は、６０Ｈｚで書換えられ
ず、残像が生じることになる。肉眼で残像を観察されな
いようにするためには、少なくとも時刻ｔ＝２Ｔ_CRT以
降ではＬ＜Ｌ₁に減衰させる必要がある。すなわち、Ｌ₂
の光量を、Ｔ_CRT以内でＬ₁以下に減衰させる残光特性の
蛍光体を用いる必要がある。In the driving method according to the present invention, it is necessary to pay attention to the afterimage depending on the attenuation characteristic of the output L of the CRT. For example, as shown in the timing charts (a) and (b) of FIG. 15, when obtaining the brightest light output Y, since L ≧ L ₂ at time t = T _CRT , the following period (T
_CRT ≤ t ≤ 2T _CRT ), L> L
_Since it is ₁ , Y> 0. That is, even if the first image display means (for example, a CRT) rewrites an image at 60 Hz, an image actually observed is not rewritten at 60 Hz, and an afterimage occurs. To avoid observed an afterimage by the naked eye, at least in the time t = 2T _CRT since it is necessary to attenuate the L <L _1. That is, L ₂
The amount of light, it is necessary to use a phosphor afterglow characteristic of attenuating the L ₁ below within T _CRT.

【００４５】本実験例の第１の画像表示手段に用いたＣ
ＲＴの蛍光体は（式１）で表わされる特性を有する。 Ｌ＝Ｌ_iｅｘｐ（−ｔ／τ） （０≦ｔ≦Ｔ_CRT） （式１） ここで、ＬiはＣＲＴの発光強度の初期値、τは減衰の
時定数である。本実施例で用いた蛍光体では、τ＝８ｍ
ｓｅｃである。従って時刻ｔ＝Ｔ_CRTにおいて、Ｌ＝
０．１２４Ｌ_iであり、時刻ｔ＝２Ｔ_CRTにおいて、Ｌ＝
０．０１５Ｌ_iである。最も明るい出力Ｙを得る場合
に、０．１２４Ｌ_i＝Ｌ₂＝８００μＷ/ｃｍ²を満たすよ
うにＬ_iを設定したところ、Ｌ_i＝６４５０μＷ/ｃｍ²
であった。また、このとき０．０１５Ｌ_i＝９７μＷ/ｃ
ｍ² ＜Ｌ₁であり、残像を最小限に抑えることができ
た。The C used for the first image display means of this experimental example
The RT phosphor has a characteristic represented by (Equation 1). _{L = L i exp (-t /} τ) (0 ≦ t ≦ T CRT) ( 1) where, Li is the initial value of the CRT of the emission intensity, tau is the time constant of decay. In the phosphor used in this embodiment, τ = 8 m
sec. Therefore, at time t = T _CRT , L =
It is 0.124L _i, at time t = 2T _CRT, L =
Is 0.015L _i. In order to obtain the brightest output Y, it was set to L _i to satisfy _{0.124L i = L 2 = 800μW /} cm 2, L i = 6450μW / cm 2
Met. At this time, 0.015L _i = 97 μW / c
m ² <L ₁ , and afterimages could be minimized.

【００４６】なお、初期光量Ｌ_iを小さくするために
は、τ及びＬ₁／Ｌ₂を大きくすればよい。例えば、τ＝
４４０ｍｓｅｃ（時刻ｔ＝１ｓにおいて、Ｌ＝０．１０
３Ｌ_iである）とすると、時刻ｔ＝Ｔ_CRTにおける残光は
０．９６３Ｌ_i、ｔ＝２Ｔ_CRTにおける残光は０．９２７
Ｌ_iとなる。従って、最も明るい出力Ｙを得る為の初期
光量をＬ_i＝１１．４μＷ/ｃｍ² と小さくできる。さら
に、空間光変調素子のＬ₁とＬ₂の比（この場合Ｌ₁／Ｌ₂
＝０．９６３）を大きくすることで、残光を最小限に抑
えることが可能である。なお、以上では駆動信号（駆動
パルス電圧）１０８を用いた場合を中心に述べたが、駆
動信号（駆動パルス電圧）１１５の場合も、図１２に示
すように２つの閾値をもつので、同様な方法で動作を行
うことができる。[0046] In order to reduce the initial amount of light L _i, it is preferable to increase the τ and L ₁ / L _2. For example, τ =
440 msec (at time t = 1s, L = 0.10
When 3L _i is), afterglow at time t = T _CRT is afterglow in 0.963L _i, t = 2T _CRT is 0.927
The L _i. Therefore, the initial light amount for obtaining the brightest output Y can be reduced to L _i = 11.4 μW / cm ² . Further, the ratio of L ₁ and L ₂ of the spatial light modulator (in this case, L ₁ / L ₂
= 0.963), afterglow can be minimized. In the above description, the case where the drive signal (drive pulse voltage) 108 is used has been mainly described. However, the drive signal (drive pulse voltage) 115 also has two thresholds as shown in FIG. Operations can be performed in a manner.

【００４７】＜実験例８＞図９に示した光学系を投写型
ディスプレイに組み込み、空間光変調素子の出力面に再
生された画像を拡大表示してみた。このときの光学系を
図１３に示す。なお、図９に示した光学系と同じ番号で
表示された部材は同一であるため、その説明を省略す
る。図１３において、空間光変調素子９０２の出力面に
再生された画像はビームスプリッター９０４、検光子９
０６などを介してレンズ１３１０により拡大され、スク
リーン１３１１上に投写される。空間光変調素子９０２
の画面は２．５ｃｍ角であるが、これをスクリーン上で
１００ｃｍ角に拡大した。駆動方法としては、前記実験
例１及び２の方法に準じた。駆動信号（駆動パルス電
圧）１０８及び１１５のいずれを用いて空間変調素子９
０２を駆動した場合でも、スクリーン１３１１上で良好
な画像が得られた。このときのスクリーン１３１１上で
の像の明るさは５００ｌｘであった。また、スクリーン
１３１１上での像のコントラスト比は１００：１であっ
た。スクリーン１３１１上では１画素が１ｍｍ角に拡大
されるが、このとき隣合う画素間のクロストークは観察
されず、きめの細かい画像が得られた。<Experimental Example 8> The optical system shown in FIG. 9 was incorporated in a projection display, and an image reproduced on the output surface of the spatial light modulator was enlarged and displayed. FIG. 13 shows the optical system at this time. Note that members denoted by the same reference numerals as those of the optical system shown in FIG. 9 are the same, and a description thereof will be omitted. In FIG. 13, an image reproduced on the output surface of the spatial light modulator 902 is a beam splitter 904 and an analyzer 9.
The image is magnified by a lens 1310 via a projector 06 or the like, and is projected on a screen 1311. Spatial light modulation element 902
Is 2.5 cm square, which was enlarged to 100 cm square on the screen. The driving method was in accordance with the methods of Experimental Examples 1 and 2. Spatial modulation element 9 using either drive signal (drive pulse voltage) 108 or 115
Even when 02 was driven, a good image was obtained on the screen 1311. At this time, the brightness of the image on the screen 1311 was 500 lx. The contrast ratio of the image on the screen 1311 was 100: 1. One pixel is enlarged to a 1 mm square on the screen 1311. At this time, no crosstalk between adjacent pixels was observed, and a fine-grained image was obtained.

【００４８】また、実験例７の方法を用いて空間光変調
素子９０２を駆動し、実際に動画を表示したところ、ス
クリーン１３１１上での像の明るさが最大１０００ｌ
ｘ、またスクリーン１３１１上での像のコントラスト比
は３００：１以上であり、きわめて自然な階調表示を実
現できることを確認した。When the spatial light modulator 902 was driven using the method of Experimental Example 7 to actually display a moving image, the brightness of the image on the screen 1311 was 1000 l at the maximum.
x, and the contrast ratio of the image on the screen 1311 was 300: 1 or more, and it was confirmed that a very natural gradation display could be realized.

【００４９】次に、ＲＧＢ各色に対応したＣＲＴ９０１
及び空間光変調素子９０２等をセットにしたものを３組
用意して組合せた系を構成し、スクリーン１３１１上で
画像を合成した。これによりカラー画像が得られた。Next, the CRT 901 corresponding to each color of RGB
A system in which three sets each including a set of the spatial light modulator 902 and the like were prepared and combined was formed, and an image was synthesized on the screen 1311. As a result, a color image was obtained.

【００５０】＜実験例９＞図８に示す構造を有する空間
光変調素子を用いて、図１４に示すホログラフィーテレ
ビジョン装置を構成した。図１４において、１４０２は
反射ミラー、１４０３はハーフミラー、１４０４はレン
ズ、１４０５はコリメーターを示す。被写体１４０６を
照射するためにコヒーレント光としてＨｅ−Ｎｅレーザ
ー１４０１を用い、コリメータ１４０５を通しての参照
光とともにＣＣＤ１４０７の撮像面上に干渉縞パターン
を形成する。このＣＣＤ１４０７上に形成された画像デ
ータはビデオ信号伝送路１４０８を介してＣＲＴ１４０
９に転送される。ＣＲＴ１４０９の画面上に表示された
画像はレンズ１４０４により空間光変調素子１４１０の
入力面に結像される。それゆえ、干渉縞パターンが空間
光変調素子１４１０に入力される。さらに、空間光変調
素子１４１０は干渉縞パターンをその出力面に再生す
る。別のＨｅ−Ｎｅレーザー１４０１’からのコヒーレ
ント光を用い、反射モードで空間光変調素子１４１０か
らの立体像を読み出す。空間光変調素子１４１０からの
干渉縞パターンはビームスプリッター１４１１を介して
コヒーレントな参照光により再生される。これにより立
体像の再生され、観測者１４１２により実時間で観測さ
れる。<Experimental Example 9> A holographic television set shown in FIG. 14 was constructed using a spatial light modulator having a structure shown in FIG. 14, 1402 is a reflection mirror, 1403 is a half mirror, 1404 is a lens, and 1405 is a collimator. An He-Ne laser 1401 is used as coherent light to irradiate the subject 1406, and an interference fringe pattern is formed on the imaging surface of the CCD 1407 together with reference light passing through the collimator 1405. The image data formed on the CCD 1407 is transmitted via a video signal transmission path 1408 to the CRT 140.
9 is transferred. The image displayed on the screen of the CRT 1409 is formed on the input surface of the spatial light modulator 1410 by the lens 1404. Therefore, the interference fringe pattern is input to the spatial light modulator 1410. Further, the spatial light modulator 1410 reproduces the interference fringe pattern on its output surface. Using the coherent light from another He-Ne laser 1401 ′, a three-dimensional image from the spatial light modulator 1410 is read in the reflection mode. The interference fringe pattern from the spatial light modulator 1410 is reproduced by the coherent reference light via the beam splitter 1411. As a result, a stereoscopic image is reproduced and observed by the observer 1412 in real time.

【００５１】[0051]

【発明の効果】本発明によれば、画像の均一性が高く、
かつ高コントラスト比で、良好な中間調表示が可能で、
残像の少ない空間光変調素子の駆動方法を提供できる。
また、この素子を用いてのホログラフィーテレビジョン
装置は、実時間で鮮明な立体像が得られる。According to the present invention, the uniformity of the image is high,
With high contrast ratio, good halftone display is possible,
It is possible to provide a driving method of the spatial light modulation element with less afterimage.
Further, a holographic television device using this element can obtain a clear stereoscopic image in real time.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】本発明の一実施例における空間光変調素子の駆
動方法を説明するための波形図FIG. 1 is a waveform chart for explaining a driving method of a spatial light modulator in one embodiment of the present invention.

【図２】従来の空間光変調素子の駆動方法を示す波形図FIG. 2 is a waveform diagram showing a driving method of a conventional spatial light modulator.

【図３】従来の駆動方法における駆動パルス波形の一例
を示す波形図FIG. 3 is a waveform diagram showing an example of a driving pulse waveform in a conventional driving method.

【図４】従来の駆動方法における駆動パルス波形の他の
一例を示す波形図FIG. 4 is a waveform chart showing another example of a driving pulse waveform in a conventional driving method.

【図５】従来の駆動方法において高デューティー比の読
みだし出力光が得られる駆動パルス波形の一例を示す波
形図FIG. 5 is a waveform diagram showing an example of a drive pulse waveform that can provide read output light with a high duty ratio in a conventional drive method.

【図６】従来の駆動方法で明るさの不均一が生じること
を説明するための図FIG. 6 is a diagram for explaining that brightness unevenness occurs in a conventional driving method.

【図７】この発明に係る方法により駆動される空間光変
調素子の一例を示す断面図FIG. 7 is a cross-sectional view showing an example of a spatial light modulator driven by the method according to the present invention.

【図８】この発明に係る方法により駆動される空間光変
調素子の他の一例を示す断面図FIG. 8 is a sectional view showing another example of the spatial light modulator driven by the method according to the present invention.

【図９】空間光変調素子を評価するための光学系の模式
図FIG. 9 is a schematic diagram of an optical system for evaluating a spatial light modulator.

【図１０】空間光変調素子の駆動信号の波形の一実施例
及びそれに対する読みだし出力光応答を示す波形図FIG. 10 is a waveform chart showing an embodiment of a drive signal waveform of a spatial light modulator and a read output light response to the embodiment.

【図１１】空間光変調素子の駆動信号の波形の他の実施
例及びそれに対する読みだし出力光応答を示す波形図FIG. 11 is a waveform diagram showing another embodiment of the waveform of the drive signal of the spatial light modulator and the read output light response to the embodiment.

【図１２】空間光変調素子の読みだし出力光強度の書き
込み光強度に対する依存性を示す図FIG. 12 is a diagram showing the dependence of the read output light intensity of the spatial light modulator on the write light intensity.

【図１３】空間変調素子を用いた投写型ディスプレイ装
置の模式図FIG. 13 is a schematic diagram of a projection display device using a spatial modulation element.

【図１４】空間変調素子を用いたホログラフィーテレビ
ジョン装置の模式図FIG. 14 is a schematic diagram of a holographic television device using a spatial modulation element.

【図１５】本発明の一実施例で用いたＣＲＴの光出力
と、空間光変調素子の出力との関係を示すタイミング図FIG. 15 is a timing chart showing the relationship between the optical output of a CRT used in one embodiment of the present invention and the output of a spatial light modulator.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１０１ 電子ビームパルス １０２ １フレーム １０３ 電子ビーム強度 １０４ 蛍光体発光強度 １０５ 消去パルス １０６ 書き込み期間 １０７ 駆動パルス単位 １０８ 駆動パルス電圧 １０９ 読み出し光強度 １１０ 消去パルス １１１ 第１の低電圧期間 １１２ 書き込みパルス １１３ 第２の低電圧期間 １１４ 駆動パルス単位 １１５ 駆動パルス電圧 １１６ 読み出し光強度 Reference Signs List 101 electron beam pulse 102 one frame 103 electron beam intensity 104 phosphor emission intensity 105 erase pulse 106 write period 107 drive pulse unit 108 drive pulse voltage 109 read light intensity 110 erase pulse 111 first low voltage period 112 write pulse 113 second Low voltage period 114 Drive pulse unit 115 Drive pulse voltage 116 Readout light intensity

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０４Ｎ 5/66 １０２ Ｈ０４Ｎ 5/66 １０２Ｂ (72)発明者 藏富 靖規 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (72)発明者 朝山 純子 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (72)発明者 小川 久仁 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭63−109422（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−289827（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−17618（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−200117（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−209434（ＪＰ，Ａ)──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. ⁶ Identification code Agency reference number FI Technical display location H04N 5/66 102 H04N 5/66 102B (72) Inventor Yasunori Kuratomi 1006 Okadoma, Kazuma, Kadoma, Osaka Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. (72) Inventor Junko Asayama 1006 Kadoma, Kadoma City, Osaka Prefecture Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. (72) Inventor Hisato Ogawa 1006 Odakadoma, Kadoma City, Osaka Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. (56) References JP-A-63-109422 (JP, A) JP-A-2-289827 (JP, A) JP-A-3-17618 (JP, A) JP-A-3-200117 (JP, A) JP-A-3-209434 (JP, A)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項１】 対向する２枚の透明導電性電極の間に少
なくとも強誘電性液晶層と整流性を有する光導電層を挟
み込む構造の空間光変調素子と、前記２枚の透明導電性
電極間に印加される駆動電圧電源と、前記空間光変調素
子の前記光導電層側に置かれる光書き込み手段を備えた
画像表示装置において、前記空間光変調素子は、前記光書き込み手段からの入射
光強度に対して２つの閾値を有し、かつ第１の閾値以下
の入射光強度に対する空間光変調素子の光出力（以下、
光出力とする）が概ねゼロであり、かつ前記第１の閾値
と第２の閾値の間の入射光強度に対する前記光出力が入
射光強度の増加とともに増加し、かつ前記第２の閾値を
越える入射光強度に対する前記光出力が入射光強度に概
ね依存しない機能を有し、 かつ前記光書き込み手段から前記空間光変調素子への入
射光強度は、前記光書き込み手段の一表示期間内におい
て時間とともに概ね単調に減少し、前記光書き込み手段
が画像を書き換える直前の、前記光書き込み手段から前
記空間光変調素子への入射光強度の最大値（以下、閾値
光強度とする）は、第２の閾値以上であり、かつ前記閾
値光強度の入射光は、前記光書き込み手段が画像を書き
換える周期内で、第１の閾値以下に減衰し、 前記光書き込み手段の一表示期間中に、前記空間光変調
素子を駆動する駆動電圧信号の単位周期が、１回より多
く含まれることを特徴とする画像表示装置の駆動方法。1. A spatial light modulator having a structure in which at least a ferroelectric liquid crystal layer and a photoconductive layer having a rectifying property are sandwiched between two opposing transparent conductive electrodes, and a spatial light modulator between the two transparent conductive electrodes. An image display device comprising a driving voltage power supply applied to the light source and a light writing means placed on the photoconductive layer side of the spatial light modulation element , wherein the spatial light modulation element receives light from the light writing means.
Has two thresholds for light intensity and below the first threshold
The light output of the spatial light modulator with respect to the incident light intensity of
Light output) is substantially zero, and the first threshold
The light output for incident light intensity between
Increase with the increase of the emission intensity, and the second threshold
The light output for incident light intensity exceeding
And has a function not dependent on the light , and the input from the optical writing means to the spatial light modulator.
The emission intensity is within one display period of the optical writing means.
The optical writing means
Immediately before rewriting the image,
The maximum value of the intensity of light incident on the spatial light modulator (hereinafter referred to as threshold
Light intensity) is greater than or equal to a second threshold and
The light writing means writes an image with the incident light having a value light intensity.
Within a switching period , the voltage is attenuated to be equal to or less than a first threshold value , and a unit period of a drive voltage signal for driving the spatial light modulation element is included more than once during one display period of the optical writing unit. Driving method of the image display device. 【請求項２】 光書き込み手段の一表示期間の長さの、
単位駆動電圧周期の長さに対する比が１．５以上１００
０以下であることを特徴とする請求項１に記載の画像表
示装置の駆動方法。2. The method of claim 1, wherein the length of one display period of the optical writing means is
The ratio to the length of the unit drive voltage cycle is 1.5 or more and 100
The method according to claim 1, wherein the value is 0 or less.