JP3233263B2 - 表示装置 - Google Patents
表示装置Info
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- JP3233263B2 JP3233263B2 JP33693296A JP33693296A JP3233263B2 JP 3233263 B2 JP3233263 B2 JP 3233263B2 JP 33693296 A JP33693296 A JP 33693296A JP 33693296 A JP33693296 A JP 33693296A JP 3233263 B2 JP3233263 B2 JP 3233263B2
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- liquid crystal
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- Liquid Crystal Display Device Control (AREA)
- Control Of Indicators Other Than Cathode Ray Tubes (AREA)
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は表示装置に係わり、
特に階調情報を含む信号に基づいて光学状態が変調され
る光学変調手段と、該光学変調手段に画像情報を読み出
す為の読み出し光を与える読み出し光源と、を有する表
示装置に関する。
特に階調情報を含む信号に基づいて光学状態が変調され
る光学変調手段と、該光学変調手段に画像情報を読み出
す為の読み出し光を与える読み出し光源と、を有する表
示装置に関する。
【0002】
【従来の技術】光学変調素子(光学変調手段)は各種の
光学機器に用いられる。例えば、表示装置の光学変調素
子である。最も身近な例として、液晶表示素子を挙げて
説明する。従来より液晶素子を用いて階調表示を行うに
はいくつかの方式が提案されている。
光学機器に用いられる。例えば、表示装置の光学変調素
子である。最も身近な例として、液晶表示素子を挙げて
説明する。従来より液晶素子を用いて階調表示を行うに
はいくつかの方式が提案されている。
【0003】まず1番目は、ねじれネマチック液晶(T
N液晶)を用いて、階調情報に応じて変化する電圧をT
N液晶に印加し、画素全体の透過率を変調する方式であ
る。
N液晶)を用いて、階調情報に応じて変化する電圧をT
N液晶に印加し、画素全体の透過率を変調する方式であ
る。
【0004】2番目は、1つの画素を複数の副画素の集
合体として構成し、各副画素を2値データでオン・オフ
することにより、光透過状態とされた副画素の面積を変
調する方式である。
合体として構成し、各副画素を2値データでオン・オフ
することにより、光透過状態とされた副画素の面積を変
調する方式である。
【0005】この方式は例えば特開昭56−88193
号公報や、EP453033号公報、EP361981
号公報等に開示されている。
号公報や、EP453033号公報、EP361981
号公報等に開示されている。
【0006】第3番目は、1つの画素内に分布する電界
強度又は液晶の反転しきい値を異ならしめることによ
り、1画素内に明状態を示す部分と暗状態を示す部分と
を共存させることにより、それらの部分の面積比を変調
する方式である。
強度又は液晶の反転しきい値を異ならしめることによ
り、1画素内に明状態を示す部分と暗状態を示す部分と
を共存させることにより、それらの部分の面積比を変調
する方式である。
【0007】この方式は、発明者金子らに付与された
「画素内に核の生成と反転が生じる領域をもつ強誘電性
液晶光学変調手段(Ferroelectric Liquid crystal opt
ical modulation device with regions with in pixels
to initiate uncleation andinversion)」というタイ
トルの米国特許第4,796,980号や米国特許第
4,712,877号、米国特許第4,747,671
号、米国特許第4,763,994号等の明細書に開示
されている。
「画素内に核の生成と反転が生じる領域をもつ強誘電性
液晶光学変調手段(Ferroelectric Liquid crystal opt
ical modulation device with regions with in pixels
to initiate uncleation andinversion)」というタイ
トルの米国特許第4,796,980号や米国特許第
4,712,877号、米国特許第4,747,671
号、米国特許第4,763,994号等の明細書に開示
されている。
【0008】第4番目は、1画素がオンして明状態を呈
している期間の長さを変調する方式である。この方式は
発明者栗林らに付与され「強誘電性表示パネルとその階
調駆動法(Ferroelectric display panel and driving
method therefor to activegray scale)」というタイ
トルの米国特許第4,709,995号の明細書等に開
示されている。デジタルデューティー変調の別の例は、
発明者ネルソン(Nelson)に付与された「アクティブ
ロウバックライト カラム シャッター エルシーディ
ー ウイズ ワン シャッター トランジション パー
ロウ(Activerow backlight column shutter LCD wit
h one shatter transition per row)」というタイトル
の米国特許第5,311,206号の明細書に開示があ
る。
している期間の長さを変調する方式である。この方式は
発明者栗林らに付与され「強誘電性表示パネルとその階
調駆動法(Ferroelectric display panel and driving
method therefor to activegray scale)」というタイ
トルの米国特許第4,709,995号の明細書等に開
示されている。デジタルデューティー変調の別の例は、
発明者ネルソン(Nelson)に付与された「アクティブ
ロウバックライト カラム シャッター エルシーディ
ー ウイズ ワン シャッター トランジション パー
ロウ(Activerow backlight column shutter LCD wit
h one shatter transition per row)」というタイトル
の米国特許第5,311,206号の明細書に開示があ
る。
【0009】ここで、第1の方式を輝度変調、第2の方
式を画素分割、第3の方式をドメイン変調、第4の方式
をデジタルデューティー変調と呼ぶことにする。
式を画素分割、第3の方式をドメイン変調、第4の方式
をデジタルデューティー変調と呼ぶことにする。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】輝度変調は、印加電圧
に対する透過率変化が急峻な特性をもつ光学変調物質を
用いた素子には適用し難い。又、輝度変調は一般にTN
液晶の応答速度が低いので、情報が高速に変化するシス
テムには不向きである。
に対する透過率変化が急峻な特性をもつ光学変調物質を
用いた素子には適用し難い。又、輝度変調は一般にTN
液晶の応答速度が低いので、情報が高速に変化するシス
テムには不向きである。
【0011】画素分割は、画素を小さくして、多数配列
することと同じである為、空間周波数が低くなり、解像
度が低下し易い。又、遮光部分の面積が増え開口率を低
下させる。
することと同じである為、空間周波数が低くなり、解像
度が低下し易い。又、遮光部分の面積が増え開口率を低
下させる。
【0012】ドメイン変調は、電界強度に分布をつけた
り、反転しきい値に分布をもたせる為の画素の構造が複
雑となる。又、中間調表示の為の電圧マージンが狭い
為、温度の影響を受け易い。
り、反転しきい値に分布をもたせる為の画素の構造が複
雑となる。又、中間調表示の為の電圧マージンが狭い
為、温度の影響を受け易い。
【0013】デジタルデューティー変調は、オン・オフ
の時間を変調する為に、クロック周波数やゲートのスイ
ッチング時間によって変調の単位時間が律速される為
に、精度の高い変調を実施し難い。即ち、多階調表示に
は限界があるということである。しかも、必ずアナログ
データを一旦アナログ・デジタル(A/D)変換してデ
ジタル階調情報にする必要がある為に、簡易なシステム
には適用し難い。
の時間を変調する為に、クロック周波数やゲートのスイ
ッチング時間によって変調の単位時間が律速される為
に、精度の高い変調を実施し難い。即ち、多階調表示に
は限界があるということである。しかも、必ずアナログ
データを一旦アナログ・デジタル(A/D)変換してデ
ジタル階調情報にする必要がある為に、簡易なシステム
には適用し難い。
【0014】本発明は、上述した技術課題に鑑みなされ
たものであり、アナログデータに基づいた光学変調の行
える手段を有する表示装置を提供することを目的とす
る。
たものであり、アナログデータに基づいた光学変調の行
える手段を有する表示装置を提供することを目的とす
る。
【0015】本発明の別の目的は、印加電圧・透過率特
性が急峻な光学物質にも適用できる光学変調手段を有す
る表示装置を提供することにある。
性が急峻な光学物質にも適用できる光学変調手段を有す
る表示装置を提供することにある。
【0016】本発明の更に別の目的は、空間周波数の高
い高解像度を達成できる光学変調手段を有する表示装置
を提供することにある。
い高解像度を達成できる光学変調手段を有する表示装置
を提供することにある。
【0017】本発明の他の目的は、比較的簡単なシステ
ムでアナログデューティー変調による階調情報の再生を
行える安価な光学変調手段を有する表示装置を提供する
ことにある。
ムでアナログデューティー変調による階調情報の再生を
行える安価な光学変調手段を有する表示装置を提供する
ことにある。
【0018】本発明の更に他の目的は良好な中間調表示
の行える画像表示装置を提供することにある。
の行える画像表示装置を提供することにある。
【0019】
【課題を解決する為の手段】本発明の表示装置は、階調
情報を含む信号に基づいて光学状態が変調される光学変
調手段と、該光学変調手段に画像情報を読み出す為の読
み出し光を与える読み出し光照射手段と、を有する表示
装置において、前記読み出し光照射手段は、前記光学変
調手段の各読み出し部位において取り出しうる時間階調
巾と読み出し光強度との積が実質的に一定になるような
光強度の面内分布をもつ読み出し光を照射する手段であ
ることを特徴とする。
情報を含む信号に基づいて光学状態が変調される光学変
調手段と、該光学変調手段に画像情報を読み出す為の読
み出し光を与える読み出し光照射手段と、を有する表示
装置において、前記読み出し光照射手段は、前記光学変
調手段の各読み出し部位において取り出しうる時間階調
巾と読み出し光強度との積が実質的に一定になるような
光強度の面内分布をもつ読み出し光を照射する手段であ
ることを特徴とする。
【0020】(作用)本発明では、読み出し光の強度に
面内分布を持たせ、光学変調手段の各読み出し部位にお
いて階調時間巾と読み出し光強度との積を一定にするこ
とで、表示面内のいずれの部分(画素)においても同じ
階調レベルにおける輝度や明るさが均一になる。これに
より、読み出し光を走査する必要がなくなる為、読み出
し光照射光学系の構成が簡略化され、表示装置を小型化
し、安価にて提供できる。
面内分布を持たせ、光学変調手段の各読み出し部位にお
いて階調時間巾と読み出し光強度との積を一定にするこ
とで、表示面内のいずれの部分(画素)においても同じ
階調レベルにおける輝度や明るさが均一になる。これに
より、読み出し光を走査する必要がなくなる為、読み出
し光照射光学系の構成が簡略化され、表示装置を小型化
し、安価にて提供できる。
【0021】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態は後述する図
30乃至図33に示すものであるが、その前に基本構成
について説明する。
30乃至図33に示すものであるが、その前に基本構成
について説明する。
【0022】まず、アナログデューティー変調の基本的
な変調方式について図を参照して説明する。
な変調方式について図を参照して説明する。
【0023】図1は本変調方式を実現する為の一例を示
す図であり、1は光学変調手段としての光の透過を制御
する光シャッターであり、2は光を発生する光源、DR
1は光シャッター1を駆動する為の駆動手段、DR2は
光源2を点灯させる為の駆動手段、CONTは2つの駆
動手段DR1,DR2への電源供給や動作タイミングを
制御する制御手段である。
す図であり、1は光学変調手段としての光の透過を制御
する光シャッターであり、2は光を発生する光源、DR
1は光シャッター1を駆動する為の駆動手段、DR2は
光源2を点灯させる為の駆動手段、CONTは2つの駆
動手段DR1,DR2への電源供給や動作タイミングを
制御する制御手段である。
【0024】図2は、光シャッター1の光学変調要素
(物質)の特性の一例を示すグラフであり、例えばパル
ス巾一定の時、印加電圧がしきい値Vthを越えると透過
率は急激に上昇し、飽和値Vsat 以上では透過率は一定
となる。そして光学変調物質がメモリ性をもつ場合には
印加電圧を解除しても光学状態は一定に保たれる。
(物質)の特性の一例を示すグラフであり、例えばパル
ス巾一定の時、印加電圧がしきい値Vthを越えると透過
率は急激に上昇し、飽和値Vsat 以上では透過率は一定
となる。そして光学変調物質がメモリ性をもつ場合には
印加電圧を解除しても光学状態は一定に保たれる。
【0025】図3は、図1の基本動作を説明する為のタ
イミングチャートであり、10は光シャッターの光学的
遷移を、20は光源の点灯タイミングを、30は光シッ
ャターへの印加信号を示す。印加信号30は階調情報に
応じて振幅(波高値)Vop及び必要に応じて更にパルス
巾PWopが変化する信号である。
イミングチャートであり、10は光シャッターの光学的
遷移を、20は光源の点灯タイミングを、30は光シッ
ャターへの印加信号を示す。印加信号30は階調情報に
応じて振幅(波高値)Vop及び必要に応じて更にパルス
巾PWopが変化する信号である。
【0026】光源は時刻t1 に点灯(ON)し、時刻t
3 に消灯(OFF)するまでの期間t、発光している。
この期間tは中間調を認識できるように所定時間とす
る。このタイミングに応じて変調された信号が時刻tt
onに印加されると、光学変調物質にかかる印加電圧の時
間積分がしきい値を越えると光シャッターは暗状態(M
in)から明状態(Max)に遷移する。
3 に消灯(OFF)するまでの期間t、発光している。
この期間tは中間調を認識できるように所定時間とす
る。このタイミングに応じて変調された信号が時刻tt
onに印加されると、光学変調物質にかかる印加電圧の時
間積分がしきい値を越えると光シャッターは暗状態(M
in)から明状態(Max)に遷移する。
【0027】この遷移の立上がりタイミングt2 は振幅
Vopとパルス巾PWopにも依存する。そして振幅Vopが
階調情報により変調されているので、タイミングt2 は
結局階調情報に応じて時間巾TMの範囲内を変化するこ
とになる。ttoff は光シャッターをオフする信号の印
加タイミングであり光シャッター1を透過する光量の時
間積分は点灯時間と光シャッターのON状態にある時間
との重なり時間であるのでこの時間が階調情報に応じて
変化することになる。よって、パルス巾PWopを一定と
して振幅Vopの量をアナログ的に変えれば容易に透過光
量の時間積分を変調できるのである。
Vopとパルス巾PWopにも依存する。そして振幅Vopが
階調情報により変調されているので、タイミングt2 は
結局階調情報に応じて時間巾TMの範囲内を変化するこ
とになる。ttoff は光シャッターをオフする信号の印
加タイミングであり光シャッター1を透過する光量の時
間積分は点灯時間と光シャッターのON状態にある時間
との重なり時間であるのでこの時間が階調情報に応じて
変化することになる。よって、パルス巾PWopを一定と
して振幅Vopの量をアナログ的に変えれば容易に透過光
量の時間積分を変調できるのである。
【0028】従来のデジタルデューティー変調はみな、
印加信号30のパルス巾PWop、振幅Vopを一定とし
て、該信号30の印加タイミングttONをクロックに応
じてデジタル的に変えていた。
印加信号30のパルス巾PWop、振幅Vopを一定とし
て、該信号30の印加タイミングttONをクロックに応
じてデジタル的に変えていた。
【0029】これに対して、本変調では、信号30をア
ナログ量として扱う点が新規であり、これによりアナロ
グデューティー変調を可能としている。
ナログ量として扱う点が新規であり、これによりアナロ
グデューティー変調を可能としている。
【0030】図4はアナログ信号30を発生させる回路
の一例であり、入力された階調情報をトランジスタTr
1からなるアンプで増幅し、トランジスタTr2からな
るスイッチでサンプリングすることにより、光シャッタ
ーの駆動に必要な変調された振幅と所定のパルス巾とを
もつ信号を得ることができる。
の一例であり、入力された階調情報をトランジスタTr
1からなるアンプで増幅し、トランジスタTr2からな
るスイッチでサンプリングすることにより、光シャッタ
ーの駆動に必要な変調された振幅と所定のパルス巾とを
もつ信号を得ることができる。
【0031】次に、本変調の基本的な別の変調方式を図
5を参照して説明する。
5を参照して説明する。
【0032】前述した図1のシステムと異なる点は、光
学変調手段が光反射手段1Aとなっている点である。光
反射手段1Aとしては液晶素子やミラー素子が用いられ
る。液晶素子の場合は液晶を封入する一対の基板のうち
一方を透明体、他方を反射体として、液晶の配向状態に
応じて光吸収又は光反射を選択的に行う。ミラー素子の
場合はミラーの反射面の角度をミラーを変位させること
で制御し、反射面が所定の方向を向かせるか、他の方向
を向かせるかを選択する。
学変調手段が光反射手段1Aとなっている点である。光
反射手段1Aとしては液晶素子やミラー素子が用いられ
る。液晶素子の場合は液晶を封入する一対の基板のうち
一方を透明体、他方を反射体として、液晶の配向状態に
応じて光吸収又は光反射を選択的に行う。ミラー素子の
場合はミラーの反射面の角度をミラーを変位させること
で制御し、反射面が所定の方向を向かせるか、他の方向
を向かせるかを選択する。
【0033】そして、光源の点灯時間と反射手段のオン
時間との重なり時間を階調データに応じてアナログ変調
する。
時間との重なり時間を階調データに応じてアナログ変調
する。
【0034】ここで、反射手段のオン時間とは、液晶素
子が光反射状態にある時間又はミラー素子の反射面が所
定の方向を向いている時間である。
子が光反射状態にある時間又はミラー素子の反射面が所
定の方向を向いている時間である。
【0035】(駆動回路)本発明に用いられる駆動回路
について説明する。
について説明する。
【0036】図6は本変調に用いられる光学変調手段の
駆動回路を示す図である。ここでは、光学変調手段をC
LCで示す。
駆動回路を示す図である。ここでは、光学変調手段をC
LCで示す。
【0037】階調情報に応じて抵抗RPCの値が変化する
ものとすると、まず光学変調手段C LCのしきい値を越え
る十分な電圧を印加する。この時RPCの値が高ければC
LCに加わる電圧がしきい値を越える時刻が遅くなる。一
方、RPCの値が低ければCLCに印加される電圧がしきい
値を越える時刻が早くなる。よって、これらの時刻と、
光源の点灯タイミング及び点灯時間を調整すれば透過光
又は反射光のアナログデューティー変調が可能となる。
ものとすると、まず光学変調手段C LCのしきい値を越え
る十分な電圧を印加する。この時RPCの値が高ければC
LCに加わる電圧がしきい値を越える時刻が遅くなる。一
方、RPCの値が低ければCLCに印加される電圧がしきい
値を越える時刻が早くなる。よって、これらの時刻と、
光源の点灯タイミング及び点灯時間を調整すれば透過光
又は反射光のアナログデューティー変調が可能となる。
【0038】図7は別の駆動回路を示す図である。図6
と異なる点は光学変調手段CLCを抵抗RPC、容量CPCに
対して並列接続した点である。この場合はしきい値を越
えるに充分な駆動電圧Vdを所定時間だけ印加してCLC
をオン状態とした後、RC回路の時定数に基づく放電現
像を利用する。抵抗RPCの値が高ければゆっくり放電す
るのでCLCに加わる電圧がしきい値より低くなる時刻が
遅くなる。
と異なる点は光学変調手段CLCを抵抗RPC、容量CPCに
対して並列接続した点である。この場合はしきい値を越
えるに充分な駆動電圧Vdを所定時間だけ印加してCLC
をオン状態とした後、RC回路の時定数に基づく放電現
像を利用する。抵抗RPCの値が高ければゆっくり放電す
るのでCLCに加わる電圧がしきい値より低くなる時刻が
遅くなる。
【0039】一方、RPCの値が低ければ放電が速くな
り、CLCにかかる電圧がしきい値より低くなる時刻は早
くなる。この時刻を光源の点灯時間内に設定すればタイ
ミングの違いにより光の透過又は反射の時間がアナログ
デューティー変調される。
り、CLCにかかる電圧がしきい値より低くなる時刻は早
くなる。この時刻を光源の点灯時間内に設定すればタイ
ミングの違いにより光の透過又は反射の時間がアナログ
デューティー変調される。
【0040】図8は更に別の駆動回路の例である。可変
電圧Vvで示す値が階調情報である。図7と異なる点は
RC回路RPC、CPCの時定数が固定されているので、C
LCに加わる電圧がしきい値以下になるタイミングは階調
情報である電圧Vvにより決定される。よって図7と同
じように点灯時間とのタイミングを合わせればアナログ
デューティー変調が可能となる。
電圧Vvで示す値が階調情報である。図7と異なる点は
RC回路RPC、CPCの時定数が固定されているので、C
LCに加わる電圧がしきい値以下になるタイミングは階調
情報である電圧Vvにより決定される。よって図7と同
じように点灯時間とのタイミングを合わせればアナログ
デューティー変調が可能となる。
【0041】(光源)本変調に用いられる光源について
説明する。この光源が発する光は自然の太陽光、白色
光、赤色(R)、緑色(G)、青色(B)等の単色光及
びそれらの組み合わせ等から必要に応じて選択される。
よって、本発明に用いられる光源としては、レーザー光
源、蛍光灯、キセノンランプ、ハロゲンランプ、発光ダ
イオード、エレクトロルミネッセンス素子等が挙げられ
る。これらの点灯は光学変調手段の駆動タイミングに応
じて、光源駆動手段によってオン・オフが制御される。
特に読み出し光源の点灯時間は最大でも人間がフリッカ
を認識しうるフリッカ周波数(例えば60Hz)の逆数
(60分の1秒)以下とすることが望まれる。カラー表
示の場合にはR、G、B光源をそれぞれ異なるタイミン
グにて点灯させて、時間分割でR、G、Bそれぞれの光
学変調を行うことが望ましい。
説明する。この光源が発する光は自然の太陽光、白色
光、赤色(R)、緑色(G)、青色(B)等の単色光及
びそれらの組み合わせ等から必要に応じて選択される。
よって、本発明に用いられる光源としては、レーザー光
源、蛍光灯、キセノンランプ、ハロゲンランプ、発光ダ
イオード、エレクトロルミネッセンス素子等が挙げられ
る。これらの点灯は光学変調手段の駆動タイミングに応
じて、光源駆動手段によってオン・オフが制御される。
特に読み出し光源の点灯時間は最大でも人間がフリッカ
を認識しうるフリッカ周波数(例えば60Hz)の逆数
(60分の1秒)以下とすることが望まれる。カラー表
示の場合にはR、G、B光源をそれぞれ異なるタイミン
グにて点灯させて、時間分割でR、G、Bそれぞれの光
学変調を行うことが望ましい。
【0042】(光学変調手段)本発明に用いられる光学
変調手段としては、光の透過率を変調する光シャッター
(光バルブ)や光の反射率を変調する光反射手段として
の反射素子が挙げられる。
変調手段としては、光の透過率を変調する光シャッター
(光バルブ)や光の反射率を変調する光反射手段として
の反射素子が挙げられる。
【0043】本変調に用いられる光シャッターとしては
透過率の異なる2状態を呈し得るものであればよい。好
適な例は光学変調物質として液晶を用いたものである。
透過率の異なる2状態を呈し得るものであればよい。好
適な例は光学変調物質として液晶を用いたものである。
【0044】液晶を用いた光学変調手段としては、一対
の電極間に液晶を配して、印加電界に応じて液晶分子が
その配向状態を変えるものが望ましい。そして分子配向
の光学的特性に応じて偏光素子を通して、光の透過率を
制御する。よって液晶素子において、透過率、反射率、
透過状態、反射状態というものは、偏光素子との組み合
わせによって生じるものである。
の電極間に液晶を配して、印加電界に応じて液晶分子が
その配向状態を変えるものが望ましい。そして分子配向
の光学的特性に応じて偏光素子を通して、光の透過率を
制御する。よって液晶素子において、透過率、反射率、
透過状態、反射状態というものは、偏光素子との組み合
わせによって生じるものである。
【0045】具体的には、一対の基板間に液晶を封入し
た液晶セルを用いるとよい。該一対の基板の少なくとも
一方の内面には必要に応じて透明電極や配向膜が設けら
れる。
た液晶セルを用いるとよい。該一対の基板の少なくとも
一方の内面には必要に応じて透明電極や配向膜が設けら
れる。
【0046】基板としては、透光性のガラス、プラスチ
ック、石英等が用いられる。透明電極としては、酸化す
ずや酸化インジウム、ITO等の金属酸化物導電体が好
ましく用いられる。
ック、石英等が用いられる。透明電極としては、酸化す
ずや酸化インジウム、ITO等の金属酸化物導電体が好
ましく用いられる。
【0047】配向膜としては、ラビング等の一軸性配向
処理がなされた高分子膜や斜方蒸着により形成された無
機膜が好ましい。
処理がなされた高分子膜や斜方蒸着により形成された無
機膜が好ましい。
【0048】液晶としては、セルとして動作する際にネ
マチック相を呈しているネマチック液晶や、セルとして
動作する際にスメクチック相を呈しているスメクチック
液晶が好適に用いられる。
マチック相を呈しているネマチック液晶や、セルとして
動作する際にスメクチック相を呈しているスメクチック
液晶が好適に用いられる。
【0049】本変調に用いられる反射素子としては、金
属膜の反射面を印加電圧による静電気力により動かし、
反射面の角度を変えて反射光の出射方向を変調するDM
D(Digital Micromirror Device)と呼ばれる素子や、
前述した液晶セルの一面を反射体として、他の面を透過
体として液晶が透過状態に配向している時に光を反射さ
せる液晶素子が挙げられる。
属膜の反射面を印加電圧による静電気力により動かし、
反射面の角度を変えて反射光の出射方向を変調するDM
D(Digital Micromirror Device)と呼ばれる素子や、
前述した液晶セルの一面を反射体として、他の面を透過
体として液晶が透過状態に配向している時に光を反射さ
せる液晶素子が挙げられる。
【0050】図9は、本変調に用いられる光学変調要素
(物質)の印加電圧透過率特性を示すグラフである。D
MDの場合は所定の方向に反射される光の反射光量の印
加電圧依存性を示すグラフとしてみなせることができよ
う。
(物質)の印加電圧透過率特性を示すグラフである。D
MDの場合は所定の方向に反射される光の反射光量の印
加電圧依存性を示すグラフとしてみなせることができよ
う。
【0051】図9において、(a)は正のしきい値電圧
を境界値として状態の遷移があるもの、(b)は正及び
負のしきい値をもつもので更にそれぞれヒステリシスが
あるもの、(c)はヒステリシスにより正負のしきい値
が生じるもの、(d)は電圧0がしきい値となるもので
ある。この図9は説明を簡略化する為に理想的な特性を
示したものであり、現実には図2に示したようなしきい
値と飽和値との間に多少の傾斜をもつ。
を境界値として状態の遷移があるもの、(b)は正及び
負のしきい値をもつもので更にそれぞれヒステリシスが
あるもの、(c)はヒステリシスにより正負のしきい値
が生じるもの、(d)は電圧0がしきい値となるもので
ある。この図9は説明を簡略化する為に理想的な特性を
示したものであり、現実には図2に示したようなしきい
値と飽和値との間に多少の傾斜をもつ。
【0052】駆動回路とのマッチングを考える。図9の
(a)、(b)は図7、図8に示したような並列回路と
組み合わされると良く、図9の(c)、(d)は図6に
示したような直列回路と組み合わせるとよい。
(a)、(b)は図7、図8に示したような並列回路と
組み合わされると良く、図9の(c)、(d)は図6に
示したような直列回路と組み合わせるとよい。
【0053】以下に述べる例1〜例6は本発明を理解し
易くする為の参考例である。
易くする為の参考例である。
【0054】(参考例1)図10は光学変調手段の駆動
方法を説明する為の模式図である。同図において、10
1は一対の電極を有する透明基板の間にカイラルスメク
ティック液晶を配置した液晶素子、103は階調情報を
発生する階調情報発生回路、104は光源、105は観
察者を示す。駆動回路は容量素子Cpcとトランジスタ1
02とを有する回路であり、トランジスタ102のゲー
ト又はベースの電位によりソース・ドレイン(又はエミ
ッタ・コレクタ)間の抵抗が変化することで、液晶に印
加される電圧が液晶の反転閾値を越えるタイミングが変
化する。Vextは液晶素子をリセットする電圧と駆動
する電圧とを印加する為の電圧印加手段である。Cfl
cは液晶の容量を示す。
方法を説明する為の模式図である。同図において、10
1は一対の電極を有する透明基板の間にカイラルスメク
ティック液晶を配置した液晶素子、103は階調情報を
発生する階調情報発生回路、104は光源、105は観
察者を示す。駆動回路は容量素子Cpcとトランジスタ1
02とを有する回路であり、トランジスタ102のゲー
ト又はベースの電位によりソース・ドレイン(又はエミ
ッタ・コレクタ)間の抵抗が変化することで、液晶に印
加される電圧が液晶の反転閾値を越えるタイミングが変
化する。Vextは液晶素子をリセットする電圧と駆動
する電圧とを印加する為の電圧印加手段である。Cfl
cは液晶の容量を示す。
【0055】階調情報発生回路103は発光ダイオード
PEDと4つの可変抵抗VRB、VRG、VRR、VR
Wとスイッチとしての4つのトランジスタTB、TG、
TR、TWと電源VCCとを含む。ダイオードPEDと
トランジスタ102とはフォトカプラを構成している。
PEDと4つの可変抵抗VRB、VRG、VRR、VR
Wとスイッチとしての4つのトランジスタTB、TG、
TR、TWと電源VCCとを含む。ダイオードPEDと
トランジスタ102とはフォトカプラを構成している。
【0056】可変抵抗値として与えられる各色の階調情
報としての電気信号は発光ダイオードPEDにより光情
報となる。
報としての電気信号は発光ダイオードPEDにより光情
報となる。
【0057】光源104はRGB3色の光を発生する為
の発光ダイオードEDR、EDG、EDBを含む。BR
は必要に応じて設けられる白バランス用の可変抵抗であ
る。
の発光ダイオードEDR、EDG、EDBを含む。BR
は必要に応じて設けられる白バランス用の可変抵抗であ
る。
【0058】図11は、図10の駆動のタイミングチャ
ートであり、同図において、103Tは光情報の出力タ
イミングを示し、Vflcは液晶にかかる電圧を示し、
Tranは液晶素子の透過率を示し、104Tは光源の
点灯タイミングを示し、105Tは観察者が認識する透
過光量を示している。
ートであり、同図において、103Tは光情報の出力タ
イミングを示し、Vflcは液晶にかかる電圧を示し、
Tranは液晶素子の透過率を示し、104Tは光源の
点灯タイミングを示し、105Tは観察者が認識する透
過光量を示している。
【0059】まず、リセット用の白色光が与えられると
同時にリセットパルスが電圧印加手段Vextにより与
えられる。こうして液晶は一旦暗状態に配向する。
同時にリセットパルスが電圧印加手段Vextにより与
えられる。こうして液晶は一旦暗状態に配向する。
【0060】次にRの階調情報に応じた光が出力される
と同時にRの発光ダイオードEDRが点灯し、またVe
xtは逆極性の電圧を液晶素子の電極に印加する。この
期間R光量が極めて小さいので液晶にかかる実効電圧は
閾値Vthを越えないので、液晶素子はR光を通さない。
と同時にRの発光ダイオードEDRが点灯し、またVe
xtは逆極性の電圧を液晶素子の電極に印加する。この
期間R光量が極めて小さいので液晶にかかる実効電圧は
閾値Vthを越えないので、液晶素子はR光を通さない。
【0061】その後、再び白色光が与えられると共にV
extは大きくなり液晶が光透過状態に反転する。しか
しながらこのとき光源は点灯していないので観察者にと
っては暗状態が続いて見える。
extは大きくなり液晶が光透過状態に反転する。しか
しながらこのとき光源は点灯していないので観察者にと
っては暗状態が続いて見える。
【0062】次に、Vextが負の電圧になるが、液晶
にかかる実効電圧は閾値を越えていないので液晶素子は
明状態のままである。但し、この期間も光源の点灯はな
い。
にかかる実効電圧は閾値を越えていないので液晶素子は
明状態のままである。但し、この期間も光源の点灯はな
い。
【0063】こうしてRの表示期間が終了する。
【0064】次は、Rの表示期間と同様の駆動がなされ
るGの表示期間である。ここではG情報の光量はRの場
合より大きいので時刻trvで液晶にかかる電圧は閾値
を越える。そして、光源の点灯が終了する時刻toff ま
での期間液晶素子はG光を透過するので、観察者は中間
レベルのG光を認識する。
るGの表示期間である。ここではG情報の光量はRの場
合より大きいので時刻trvで液晶にかかる電圧は閾値
を越える。そして、光源の点灯が終了する時刻toff ま
での期間液晶素子はG光を透過するので、観察者は中間
レベルのG光を認識する。
【0065】同様に、次は、RやGの表示期間と同様の
駆動がなされるBの表示期間である。ここではB情報の
光量はGの場合より大きいので時刻trv2で液晶にか
かる電圧は閾値を越える。そして、光源の点灯が終了す
るtoff 2までの期間液晶素子はB光を透過するので、
観察者は最大明状態に最も近い中間レベルB光を認識す
る。
駆動がなされるBの表示期間である。ここではB情報の
光量はGの場合より大きいので時刻trv2で液晶にか
かる電圧は閾値を越える。そして、光源の点灯が終了す
るtoff 2までの期間液晶素子はB光を透過するので、
観察者は最大明状態に最も近い中間レベルB光を認識す
る。
【0066】以上のように、本参考例では、Vflcが
閾値を越えるタイミングを階調情報に応じて変化させ
る。そして、光源が点灯している期間を、最小レベルの
透過状態に対応した階調情報の入力があった場合に、液
晶素子の透過期間(オン期間)と光源の点灯期間とが重
ならないように、光源の消灯時刻を設定する。
閾値を越えるタイミングを階調情報に応じて変化させ
る。そして、光源が点灯している期間を、最小レベルの
透過状態に対応した階調情報の入力があった場合に、液
晶素子の透過期間(オン期間)と光源の点灯期間とが重
ならないように、光源の消灯時刻を設定する。
【0067】こうして本参考例では、明るさの最小レベ
ルから明るさの最大レベルまでの範囲のなかから所望の
中間状態を得ることができる。また、液晶にかかる電圧
が正負対称になるので液晶にかかるDC成分が実質的に
0になり、液晶素子の劣化を抑制できる。
ルから明るさの最大レベルまでの範囲のなかから所望の
中間状態を得ることができる。また、液晶にかかる電圧
が正負対称になるので液晶にかかるDC成分が実質的に
0になり、液晶素子の劣化を抑制できる。
【0068】(参考例2)図12は光学変調手段の駆動
方法を説明する為の模式図である。201は一対の電極
を有する基板の間に液晶を配置した反射型の液晶素子、
204は光源を駆動する光源駆動回路、Cpcは容量素
子、Rpcは抵抗素子、Vdは駆動電圧源である。このシ
ステムは抵抗素子Rpcに階調情報が入力されることで抵
抗値が変化する回路となっている。
方法を説明する為の模式図である。201は一対の電極
を有する基板の間に液晶を配置した反射型の液晶素子、
204は光源を駆動する光源駆動回路、Cpcは容量素
子、Rpcは抵抗素子、Vdは駆動電圧源である。このシ
ステムは抵抗素子Rpcに階調情報が入力されることで抵
抗値が変化する回路となっている。
【0069】用いる液晶の特性は図9の(a)のような
ものとする。
ものとする。
【0070】図13は、図12の駆動のタイミングチャ
ートであり、Vs1は電源Vdの印加タイミングを、V
lcは液晶にかかる電圧を、Tranは液晶素子の反射
率を、204Tは光源の点灯タイミングを、205Tは
観察者が認識する透過光量を示している。lはRpcの値
が低い場合、mはRpcの値が中間レベルの場合、nはR
pcの値が高い場合を示し、それぞれアナログ階調情報に
対応している。
ートであり、Vs1は電源Vdの印加タイミングを、V
lcは液晶にかかる電圧を、Tranは液晶素子の反射
率を、204Tは光源の点灯タイミングを、205Tは
観察者が認識する透過光量を示している。lはRpcの値
が低い場合、mはRpcの値が中間レベルの場合、nはR
pcの値が高い場合を示し、それぞれアナログ階調情報に
対応している。
【0071】まず、時刻tonにVdが液晶素子に与えら
れると液晶にかかる電圧Vlcが閾値を充分に越える電
圧V1となる。同時に液晶素子は最大の反射率になる。
れると液晶にかかる電圧Vlcが閾値を充分に越える電
圧V1となる。同時に液晶素子は最大の反射率になる。
【0072】時刻toff では電圧Vdが解除されるの
で、液晶への印加電圧Vlcは抵抗値Rpcに応じて徐々
に低下し、あるタイミングで閾値を下回る。このタイミ
ングは階調情報に依存するので、lの場合は時刻t
X1で、mの場合は時刻tX2で、nの場合は時刻tX3で反
射率Tranが最小になる。ここで光源は時刻tX1で点
灯を開始し、時刻tX3で消灯するように設定されるいる
ので、l,m,nに対応した反射光量は205Tに示す
ようになる。
で、液晶への印加電圧Vlcは抵抗値Rpcに応じて徐々
に低下し、あるタイミングで閾値を下回る。このタイミ
ングは階調情報に依存するので、lの場合は時刻t
X1で、mの場合は時刻tX2で、nの場合は時刻tX3で反
射率Tranが最小になる。ここで光源は時刻tX1で点
灯を開始し、時刻tX3で消灯するように設定されるいる
ので、l,m,nに対応した反射光量は205Tに示す
ようになる。
【0073】以上のように、本例では、V1cが閾値を
下回るタイミングを階調情報に応じて変化させる。そし
て、光源が点灯している期間を、最小レベルの反射状態
に対応した階調情報の入力があった場合に、液晶素子の
反射期間(オン期間)と光源の点灯期間とが重ならない
ように、光源の点灯時刻を設定する。
下回るタイミングを階調情報に応じて変化させる。そし
て、光源が点灯している期間を、最小レベルの反射状態
に対応した階調情報の入力があった場合に、液晶素子の
反射期間(オン期間)と光源の点灯期間とが重ならない
ように、光源の点灯時刻を設定する。
【0074】こうして本例では、明るさの最小レベルl
から明るさの最大レベルmまでの範囲のなかから所望の
中間的反射状態を得ることができる。
から明るさの最大レベルmまでの範囲のなかから所望の
中間的反射状態を得ることができる。
【0075】(参考例3)図14は光学変調手段の駆動
方法を説明する為の模式図である。301は一対の電極
を有する基板の間に液晶を配置した反射型の液晶素子、
304は光源を駆動する光源駆動回路、Cpcは容量素
子、Rpcは抵抗素子、Vvは駆動電圧源、Vs0 は駆動
電圧源Vvからの電圧信号の供給をオン・オフするスイ
ッチである。このシステムは駆動電圧源からの供給電圧
信号がアナログ階調情報となっている。
方法を説明する為の模式図である。301は一対の電極
を有する基板の間に液晶を配置した反射型の液晶素子、
304は光源を駆動する光源駆動回路、Cpcは容量素
子、Rpcは抵抗素子、Vvは駆動電圧源、Vs0 は駆動
電圧源Vvからの電圧信号の供給をオン・オフするスイ
ッチである。このシステムは駆動電圧源からの供給電圧
信号がアナログ階調情報となっている。
【0076】用いる液晶の特性は図9の(a)のような
ものとする。
ものとする。
【0077】図15は、図14の駆動のタイミングチャ
ートであり、Vs0 は階調信号の印加タイミングを、V
lcは液晶にかかる電圧を、Tranは液晶素子の反射
率を、304Tは光源の点灯タイミングを、305Tは
観察者が認識する透過光量を示している。lは階調信号
の電圧値V1が低い場合、mは階調信号の電圧値Vmが
中間レベルの場合、nは階調信号の電圧値Vnが高い場
合をそれぞれ示している。
ートであり、Vs0 は階調信号の印加タイミングを、V
lcは液晶にかかる電圧を、Tranは液晶素子の反射
率を、304Tは光源の点灯タイミングを、305Tは
観察者が認識する透過光量を示している。lは階調信号
の電圧値V1が低い場合、mは階調信号の電圧値Vmが
中間レベルの場合、nは階調信号の電圧値Vnが高い場
合をそれぞれ示している。
【0078】まず、時刻tonにVvが液晶素子に与えら
れると液晶にかかる電圧Vlcが閾値を充分に越える電
圧Vl,Vm,Vnとなる。同時に液晶素子は最大の反
射率になる。
れると液晶にかかる電圧Vlcが閾値を充分に越える電
圧Vl,Vm,Vnとなる。同時に液晶素子は最大の反
射率になる。
【0079】時刻toff では電圧Vvが解除されるの
で、液晶への印加電圧Vlcは電圧Vvに応じて徐々に
低下し、あるタイミングで閾値を下回る。このタイミン
グは階調情報に依存するので、1の場合は時刻tX1で、
mの場合は時刻tX2で、nの場合は時刻tX3で液晶素子
の反射率Tranが最小の状態に遷移するようになる。
ここで光源は時刻tX1で点灯を開始し、時刻tX3で消灯
するように設定されているので、l,m,nに対応した
反射光量は305Tに示すようになる。
で、液晶への印加電圧Vlcは電圧Vvに応じて徐々に
低下し、あるタイミングで閾値を下回る。このタイミン
グは階調情報に依存するので、1の場合は時刻tX1で、
mの場合は時刻tX2で、nの場合は時刻tX3で液晶素子
の反射率Tranが最小の状態に遷移するようになる。
ここで光源は時刻tX1で点灯を開始し、時刻tX3で消灯
するように設定されているので、l,m,nに対応した
反射光量は305Tに示すようになる。
【0080】以上のように、本例では、Vlcが閾値を
下回るタイミングを階調情報に応じて変化させる。そし
て、光源が点灯している期間を、最小レベルの反射状態
に対応した階調情報の入力があった場合に、液晶素子の
反射期間(オン期間)と光源の点灯期間とが重ならない
ように、光源の点灯時刻を設定する。
下回るタイミングを階調情報に応じて変化させる。そし
て、光源が点灯している期間を、最小レベルの反射状態
に対応した階調情報の入力があった場合に、液晶素子の
反射期間(オン期間)と光源の点灯期間とが重ならない
ように、光源の点灯時刻を設定する。
【0081】こうして本例では、明るさの最小レベル1
から明るさの最大レベルmまでの範囲のなかから所望の
中間的反射状態を得ることができる。
から明るさの最大レベルmまでの範囲のなかから所望の
中間的反射状態を得ることができる。
【0082】(参考例4)図16は光学変調手段の駆動
方法を説明する為の模式図である。401は一対の電極
を有する基板の間に反強誘電性のカイラルスメクティッ
ク液晶を配置した反射型の液晶素子、404は光源を駆
動する光源駆動回路、Cpcは容量素子、R pcは抵抗素
子、Vvは駆動電圧源、Vs0 は駆動電圧源Vvからの
電圧信号の供給をオン・オフするスイッチである。この
システムは駆動電圧源からの供給電圧信号がアナログ階
調情報となっている。405は観察者を示す。
方法を説明する為の模式図である。401は一対の電極
を有する基板の間に反強誘電性のカイラルスメクティッ
ク液晶を配置した反射型の液晶素子、404は光源を駆
動する光源駆動回路、Cpcは容量素子、R pcは抵抗素
子、Vvは駆動電圧源、Vs0 は駆動電圧源Vvからの
電圧信号の供給をオン・オフするスイッチである。この
システムは駆動電圧源からの供給電圧信号がアナログ階
調情報となっている。405は観察者を示す。
【0083】用いるカイラルスメクティック液晶の特性
は図9の(b)のようなものとする。
は図9の(b)のようなものとする。
【0084】図17は、図16の駆動のタイミングチャ
ートであり、Vs0 は階調信号の印加タイミングを、V
aflcは液晶にかかる電圧を、Tranは液晶素子の
反射率を、404Tは光源の点灯タイミングを、405
Tは観察者が認識する透過光量を示している。lは階調
信号の電圧値が低い場合、mは階調信号の電圧値が中間
レベルの場合、nは階調信号の電圧値が高い場合をそれ
ぞれ示している。
ートであり、Vs0 は階調信号の印加タイミングを、V
aflcは液晶にかかる電圧を、Tranは液晶素子の
反射率を、404Tは光源の点灯タイミングを、405
Tは観察者が認識する透過光量を示している。lは階調
信号の電圧値が低い場合、mは階調信号の電圧値が中間
レベルの場合、nは階調信号の電圧値が高い場合をそれ
ぞれ示している。
【0085】まず、時刻tonにVvが液晶素子に与えら
れると液晶にかかる電圧Vaflcが閾値を充分に越え
る電圧Vl,Vm,Vnとなる。同時に液晶素子は最大
の反射率になる。
れると液晶にかかる電圧Vaflcが閾値を充分に越え
る電圧Vl,Vm,Vnとなる。同時に液晶素子は最大
の反射率になる。
【0086】時刻toff では電圧Vvが解除されるの
で、液晶への印加電圧Vaflcは電圧Vvに応じて徐
々に低下し、あるタイミングで閾値を下回る。このタイ
ミングは階調情報に依存するので、lの場合は時刻tX1
で、mの場合は時刻tX2で、nの場合は時刻tX3で液晶
素子の反射率Tranが最小に遷移するようになる。こ
こで光源は時刻tX1で点灯を開始し、時刻tX3で消灯す
るように設定されているので、l,m,nに対応した反
射光量は405Tに示すようになる。
で、液晶への印加電圧Vaflcは電圧Vvに応じて徐
々に低下し、あるタイミングで閾値を下回る。このタイ
ミングは階調情報に依存するので、lの場合は時刻tX1
で、mの場合は時刻tX2で、nの場合は時刻tX3で液晶
素子の反射率Tranが最小に遷移するようになる。こ
こで光源は時刻tX1で点灯を開始し、時刻tX3で消灯す
るように設定されているので、l,m,nに対応した反
射光量は405Tに示すようになる。
【0087】本例が図14、図15に示す例と異なる点
は、反強誘電性液晶を用いている為に期間Prd2にお
いて、前の期間Prd1と極性が反転した電圧Vvを印
加することである。反強誘電性液晶を用いている為にヒ
ステリシスにより閾値Vth1とVth2の2つにな
り、また、電圧Vvの極性が反転しても液晶の配向状態
はTranに示すとおり同一である。カイラルスメクテ
ィック液晶は2つの分子配向状態間の遷移の速度(スイ
ッチング速度)が早いので本発明に用いる液晶として最
適である。
は、反強誘電性液晶を用いている為に期間Prd2にお
いて、前の期間Prd1と極性が反転した電圧Vvを印
加することである。反強誘電性液晶を用いている為にヒ
ステリシスにより閾値Vth1とVth2の2つにな
り、また、電圧Vvの極性が反転しても液晶の配向状態
はTranに示すとおり同一である。カイラルスメクテ
ィック液晶は2つの分子配向状態間の遷移の速度(スイ
ッチング速度)が早いので本発明に用いる液晶として最
適である。
【0088】以上のように、本例では、Vaflcが閾
値を下回るタイミングを階調情報に応じて変化させる。
そして、光源が点灯している期間を、最小レベルの反射
状態に対応した階調情報の入力があった場合に、液晶素
子の反射期間(オン期間)と光源の点灯期間とが重なら
ないように、光源の点灯時刻を設定する。
値を下回るタイミングを階調情報に応じて変化させる。
そして、光源が点灯している期間を、最小レベルの反射
状態に対応した階調情報の入力があった場合に、液晶素
子の反射期間(オン期間)と光源の点灯期間とが重なら
ないように、光源の点灯時刻を設定する。
【0089】本発明は上述した各例における光学変調手
段、即ち、光シャッターや光反射手段を、多数の光学変
調要素が2次元状に配された構成を採用する。
段、即ち、光シャッターや光反射手段を、多数の光学変
調要素が2次元状に配された構成を採用する。
【0090】具体的には画素が多数マトリクス上に配さ
れたパネルやマイクロミラーが多数マトリクス状に配さ
れたDMDである。
れたパネルやマイクロミラーが多数マトリクス状に配さ
れたDMDである。
【0091】次に本発明による画像表示装置の駆動法に
ついて説明する。
ついて説明する。
【0092】(参考例5)図18は本発明の参考例によ
る画像表示装置用の光学変調手段の断面図である。図1
9はその素子に用いられるカイラルスメクティック液晶
の分子配向を示す図である。図20はその液晶分子の電
気光学特性を示す図である。図21はその動作を示すタ
イミングチャートである。
る画像表示装置用の光学変調手段の断面図である。図1
9はその素子に用いられるカイラルスメクティック液晶
の分子配向を示す図である。図20はその液晶分子の電
気光学特性を示す図である。図21はその動作を示すタ
イミングチャートである。
【0093】図18に示す素子は所謂反射型の液晶パネ
ルであり、透明基板511の上に透明電極512が形成
され、その上に感光層としての光導電層513が設けら
れ、その上に反射層としての誘電体多層膜514が設け
られている。他方の透明基板516の上には透明電極5
15が設けられている。これら両基板の間には、光学変
調物質としてのカイラルスメクティック液晶517が配
されている。522は偏光素子である。不図示ではある
が電極515と反射層514の液晶界面には、液晶分子
を配列させる配向膜が設けられている。Vextは電極
512、515に電圧を印加する為の電圧印加手段、5
21はリセット光、518は階調情報を含む書き込み
光、519は変調された階調情報、即ち画像を読み出す
為の読み出し光である。
ルであり、透明基板511の上に透明電極512が形成
され、その上に感光層としての光導電層513が設けら
れ、その上に反射層としての誘電体多層膜514が設け
られている。他方の透明基板516の上には透明電極5
15が設けられている。これら両基板の間には、光学変
調物質としてのカイラルスメクティック液晶517が配
されている。522は偏光素子である。不図示ではある
が電極515と反射層514の液晶界面には、液晶分子
を配列させる配向膜が設けられている。Vextは電極
512、515に電圧を印加する為の電圧印加手段、5
21はリセット光、518は階調情報を含む書き込み
光、519は変調された階調情報、即ち画像を読み出す
為の読み出し光である。
【0094】この素子の等価回路は前述した図6と同じ
である。
である。
【0095】図19のAは液晶分子MOLが第1の配向
状態にある様子を、Bは第2の配向状態にある様子を示
す。第1の配向状態Aにある液晶に電圧+Vuを印加す
ると、液晶は第2の配向状態に遷移する。その後は電圧
を0即ち無電界状態としても液晶は状態Bのままであ
る。次に電圧−Vuを印加すると液晶は状態Aに遷移し
電界を解除しても状態Aを保つ。このような遷移は、液
晶の反転あるいはスイッチングと呼ばれる。
状態にある様子を、Bは第2の配向状態にある様子を示
す。第1の配向状態Aにある液晶に電圧+Vuを印加す
ると、液晶は第2の配向状態に遷移する。その後は電圧
を0即ち無電界状態としても液晶は状態Bのままであ
る。次に電圧−Vuを印加すると液晶は状態Aに遷移し
電界を解除しても状態Aを保つ。このような遷移は、液
晶の反転あるいはスイッチングと呼ばれる。
【0096】これらの状態A,Bは光学的に異なる状態
である為に適宜偏光素子と組合せれば、一方の状態を光
透過率が最大の状態、他方の光透過率が最小の状態とす
ることができる。ここでは、印加電圧の飽和値が液晶の
反転閾値とほぼ同じとしてVuを設定している。
である為に適宜偏光素子と組合せれば、一方の状態を光
透過率が最大の状態、他方の光透過率が最小の状態とす
ることができる。ここでは、印加電圧の飽和値が液晶の
反転閾値とほぼ同じとしてVuを設定している。
【0097】この素子の動作を説明する。動作の本質を
わかりやすく説明するため、液晶層の容量Cflcと光
導電層の容量Cpcは等しい容量、液晶層の抵抗成分は無
限大、反射層のインピーダンスは0とする。図21の5
21Tは光導電層513に照射されるリセット光の照射
タイミングを示し、518Tは光導電層513に照射さ
れ、階調情報により強度が変化する書き込み光の照射タ
イミングを示す。Vextは素子両端の透明電極51
2、515間に印加される交流電圧、Vflcは液晶層
517両端に分圧印加される実効電圧を示す。+Vuと
−Vuは図20に示すように液晶が第1から第2へ、あ
るいは第2から第1の配向状態に反転する電圧である。
TranはFLCの配向状態を示すが、ここでは、第1
の配向状態が最小透過率となる暗状態、第2の配向状態
が最大透過率となる明状態になるように偏光子検光子か
らなる偏光素子の位置関係をセットしているものとす
る。504Tは液晶層517に照射する読み出し照射光
の、505Tは液晶と偏光子、検光子を介して反射層で
反射されて取り出される取り出し光である。
わかりやすく説明するため、液晶層の容量Cflcと光
導電層の容量Cpcは等しい容量、液晶層の抵抗成分は無
限大、反射層のインピーダンスは0とする。図21の5
21Tは光導電層513に照射されるリセット光の照射
タイミングを示し、518Tは光導電層513に照射さ
れ、階調情報により強度が変化する書き込み光の照射タ
イミングを示す。Vextは素子両端の透明電極51
2、515間に印加される交流電圧、Vflcは液晶層
517両端に分圧印加される実効電圧を示す。+Vuと
−Vuは図20に示すように液晶が第1から第2へ、あ
るいは第2から第1の配向状態に反転する電圧である。
TranはFLCの配向状態を示すが、ここでは、第1
の配向状態が最小透過率となる暗状態、第2の配向状態
が最大透過率となる明状態になるように偏光子検光子か
らなる偏光素子の位置関係をセットしているものとす
る。504Tは液晶層517に照射する読み出し照射光
の、505Tは液晶と偏光子、検光子を介して反射層で
反射されて取り出される取り出し光である。
【0098】まず、t50からt51の間はリセット期間で
ある。Vextとして電位−V1 が与えられ、リセット
光が光導電層に照射される。リセット光によって、光導
電層に光キャリア(電子正孔対)が発生し、光導電層に
分圧印加されていた電界によって電子正孔は分離して逆
方向に走行し、液晶層517を挟んで向かい合うように
なる。この動作によってVflcは電位−V1 に近づい
ていく。図6の等価回路で説明すると、光導電効果によ
って光導電層内の抵抗成分が低下して自己放電が起こっ
て光導電層に分圧印加されていた電位が低下し、Vfl
cが−V1に近づいていくと考えてもよい。リセット光
が十分な光強度に有すると、前の状態にかかわらず、t
51の時点までにVflcは−V1 にリセットされ、また
液晶は第1の配向状態(暗)が確保される。t51にてリ
セット光を消し、Vextを+V 2 にする。その時Vf
lcの電位は、1:1の容量分割によってV3 =−V1
+(V2 −(−V1 ))/2の電位に変化する。第1周
期のように書き込み光を照射しなければ、t52までVf
lcはV3 のままであり、V3 <Vuであるので液晶も
第1配向状態(暗)のままである。t52以降の期間はV
extの極性を反転して、t50からt52までと同じこと
を再度行う。これによって、Vflcは1周期内で積分
すると0即ちDC成分が成分が0となり、安定的なFL
C駆動に必要とされる駆動波形のAC対称性が保証され
る。t52からt53の間にVflcはVuを越して+V1
にリセットされ、液晶は第2配向状態(明)となる。
ある。Vextとして電位−V1 が与えられ、リセット
光が光導電層に照射される。リセット光によって、光導
電層に光キャリア(電子正孔対)が発生し、光導電層に
分圧印加されていた電界によって電子正孔は分離して逆
方向に走行し、液晶層517を挟んで向かい合うように
なる。この動作によってVflcは電位−V1 に近づい
ていく。図6の等価回路で説明すると、光導電効果によ
って光導電層内の抵抗成分が低下して自己放電が起こっ
て光導電層に分圧印加されていた電位が低下し、Vfl
cが−V1に近づいていくと考えてもよい。リセット光
が十分な光強度に有すると、前の状態にかかわらず、t
51の時点までにVflcは−V1 にリセットされ、また
液晶は第1の配向状態(暗)が確保される。t51にてリ
セット光を消し、Vextを+V 2 にする。その時Vf
lcの電位は、1:1の容量分割によってV3 =−V1
+(V2 −(−V1 ))/2の電位に変化する。第1周
期のように書き込み光を照射しなければ、t52までVf
lcはV3 のままであり、V3 <Vuであるので液晶も
第1配向状態(暗)のままである。t52以降の期間はV
extの極性を反転して、t50からt52までと同じこと
を再度行う。これによって、Vflcは1周期内で積分
すると0即ちDC成分が成分が0となり、安定的なFL
C駆動に必要とされる駆動波形のAC対称性が保証され
る。t52からt53の間にVflcはVuを越して+V1
にリセットされ、液晶は第2配向状態(明)となる。
【0099】さて、第2周期では書き込み光が照射され
る。この書き込み光はリセット光ほどの強度ではないた
め時定数はより遅いが、VflcがVextに近づいて
いく。書き込み光強度がある程度強いと、t51からt52
の間の時刻T=tX1にVflcがVuを越えるようにな
り、この時点で液晶が第1の配向状態から第2の配向状
態(明)に反転する。第3周期のように書き込み光が更
に強くなるとtX1はt 51に近づき、より早い時刻に第2
配向状態に転ずるようになる。第2、第3周期ともt53
からt54の間はt51からt52間に照射したときと同等の
書き込み光を照射するので、tX2にVflcは−Vuを
下回り、液晶が第1配向状態(暗)に戻る。第1、第
2、第3周期いずれも、VflcのAC対称性は確保さ
れており、また各周期内で液晶は第1配向状態と第2配
向状態が50%ずつの時間である。書き込み光強度が強
くなるに従い、FLCの第2配向状態の位相が前にずれ
ていく。こうした液晶動作に対して、各周期におけるt
51からt52の期間に読み出し光を照射すると観察者は、
読み出し光の照射時間とFLCの第2配向状態(明)の
重なり時間だけ光を観察することになる。第1周期では
光を取り出せないが、書き込み光強度が強まるに従い、
第2、第3周期のように重なり時間も増え、取り出し光
束数も増える。各周期が人間の目のフリッカ周波数以下
の時間(例えば60分の1秒)であるならば、観察者の
目には、光強度の変化として観察されることになる。
る。この書き込み光はリセット光ほどの強度ではないた
め時定数はより遅いが、VflcがVextに近づいて
いく。書き込み光強度がある程度強いと、t51からt52
の間の時刻T=tX1にVflcがVuを越えるようにな
り、この時点で液晶が第1の配向状態から第2の配向状
態(明)に反転する。第3周期のように書き込み光が更
に強くなるとtX1はt 51に近づき、より早い時刻に第2
配向状態に転ずるようになる。第2、第3周期ともt53
からt54の間はt51からt52間に照射したときと同等の
書き込み光を照射するので、tX2にVflcは−Vuを
下回り、液晶が第1配向状態(暗)に戻る。第1、第
2、第3周期いずれも、VflcのAC対称性は確保さ
れており、また各周期内で液晶は第1配向状態と第2配
向状態が50%ずつの時間である。書き込み光強度が強
くなるに従い、FLCの第2配向状態の位相が前にずれ
ていく。こうした液晶動作に対して、各周期におけるt
51からt52の期間に読み出し光を照射すると観察者は、
読み出し光の照射時間とFLCの第2配向状態(明)の
重なり時間だけ光を観察することになる。第1周期では
光を取り出せないが、書き込み光強度が強まるに従い、
第2、第3周期のように重なり時間も増え、取り出し光
束数も増える。各周期が人間の目のフリッカ周波数以下
の時間(例えば60分の1秒)であるならば、観察者の
目には、光強度の変化として観察されることになる。
【0100】また、t51〜t52間ではなく、t53〜t54
期間に読み出し光を照射するようにすれば、書き込み光
強度を強めるに従い、重なり時間が減り、取り出し光束
数は減少する。すなわち、書き込み光と取り出し光とで
ネガポジ変換ができることになる。書き込み光は2次状
の面状に広がりをもつので書き込み光強度によって面内
電位分布をつくることができ、2次元の光書き込み読み
出しが可能ないわゆる光書き込み型空間光学変調手段を
構成することができる。これを用いるとモノクロフィル
ムビューワが構成できる。
期間に読み出し光を照射するようにすれば、書き込み光
強度を強めるに従い、重なり時間が減り、取り出し光束
数は減少する。すなわち、書き込み光と取り出し光とで
ネガポジ変換ができることになる。書き込み光は2次状
の面状に広がりをもつので書き込み光強度によって面内
電位分布をつくることができ、2次元の光書き込み読み
出しが可能ないわゆる光書き込み型空間光学変調手段を
構成することができる。これを用いるとモノクロフィル
ムビューワが構成できる。
【0101】図22は本発明による光書き込み型空間光
学変調手段をもちいて画像表示装置としてのフルカラー
フィルムビューワを構成したシステム構成図である。
学変調手段をもちいて画像表示装置としてのフルカラー
フィルムビューワを構成したシステム構成図である。
【0102】書き込み側の光源にはR、G、Bの3色の
発光ダイオード(LED)を各色用意する。
発光ダイオード(LED)を各色用意する。
【0103】530RはRの書き込み光源用LED、5
30GはGの書き込み光源用LED、530BはBの書
き込み光源用LED、535はリセット光源、531は
Rの反射面、Bは反射面をもつ3色混合プリズムであ
る。536が光学変調手段、532、534はレンズ、
533はフィルム、537はプリズムである。539R
はRのよみだし光源用LED、539GはGのよみだし
光源用LED、539BはBの読み出し光源用LED、
538はRの反射面,Bの反射面をもつ3色混合プリズ
ムである。
30GはGの書き込み光源用LED、530BはBの書
き込み光源用LED、535はリセット光源、531は
Rの反射面、Bは反射面をもつ3色混合プリズムであ
る。536が光学変調手段、532、534はレンズ、
533はフィルム、537はプリズムである。539R
はRのよみだし光源用LED、539GはGのよみだし
光源用LED、539BはBの読み出し光源用LED、
538はRの反射面,Bの反射面をもつ3色混合プリズ
ムである。
【0104】動作を示すタイミングチャートを図23に
示す。
示す。
【0105】上述した各周期を1/(フリッカ周波数×
3)=約5mS以下に設定し、書き込み光源をRGB1
周期ずつ順次点灯する。読み出し側の光源にもRGBの
LEDを各色用意し、書き込み側と同じ色を順次点灯す
る。フィルム533は映像情報をもっており、ここで
は、Rが0%、Gが50%、Bが100%の透過率をも
つ階調情報が含まれている。
3)=約5mS以下に設定し、書き込み光源をRGB1
周期ずつ順次点灯する。読み出し側の光源にもRGBの
LEDを各色用意し、書き込み側と同じ色を順次点灯す
る。フィルム533は映像情報をもっており、ここで
は、Rが0%、Gが50%、Bが100%の透過率をも
つ階調情報が含まれている。
【0106】3周期の間に目には加色混合され、フルカ
ラーで見えることになる。
ラーで見えることになる。
【0107】上述したように、読み出し光源の点灯タイ
ミングを切り替えるだけで、フィルム533としてはポ
ジフィルムにもネガフィルムにも対応できる。
ミングを切り替えるだけで、フィルム533としてはポ
ジフィルムにもネガフィルムにも対応できる。
【0108】また、フィルム533のかわりにカラーフ
ィルタつき透過型液晶TVを配置し、読み出し光源をよ
り明るいハロゲンランプ+色回転フィルタを用いれば、
動画プロジェクタにもなる。
ィルタつき透過型液晶TVを配置し、読み出し光源をよ
り明るいハロゲンランプ+色回転フィルタを用いれば、
動画プロジェクタにもなる。
【0109】なお、単色書き込みの場合でモノクロOH
Pを構成する場合など、特定の画素エリアに書き込まれ
る書き込み光量が変化しない場合はリセット光は必ずし
も必要ではない。
Pを構成する場合など、特定の画素エリアに書き込まれ
る書き込み光量が変化しない場合はリセット光は必ずし
も必要ではない。
【0110】またリセット光を用いる場合、ある強度以
上であればよいのでリセット期間に書き込みが重畳され
ていても問題ない。
上であればよいのでリセット期間に書き込みが重畳され
ていても問題ない。
【0111】以下図24、図25を参照して光書き込み
型フィルムビューワーの別の例について説明する。
型フィルムビューワーの別の例について説明する。
【0112】画像表示装置の光学的システム構成は図2
2に示すものと同じであり、光学変調手段の構成は図1
8に示すものと同じであるので、説明は省略する。
2に示すものと同じであり、光学変調手段の構成は図1
8に示すものと同じであるので、説明は省略する。
【0113】図24は本例による光学変調手段を用いた
画像表示装置の駆動法を示すタイミングチャートであ
る。
画像表示装置の駆動法を示すタイミングチャートであ
る。
【0114】基本的な動作は図21に示した参考例と同
じであるが、異なる点は、書き込み光は518Tに示す
ように各周期のt61〜t62とt64〜t65の期間にのみ照
射しそれ以外の期間はオフにしておくことである。期間
t64〜t65に照射される光は液晶に印加される電圧のA
C対称性を確保するためのものである。そして、t62〜
t63の期間には均一なバイアス光を照射する(550
T)。階調情報を含む書き込み光が0の場合は第1周期
のように、液晶にかかる電圧は−V6 でt61〜t 62の期
間中一定である。次にバイアス光がt62時刻に照射され
ると光導電層の低抵抗化により液晶にかかる電圧は正方
向に大きくなっていく。ここで書き込み光が最小値の場
合は時刻t63になっても液晶のしきい値(+Vu)を越
えないように、Rpc又はCpcの値の設定と、時刻t63の
タイミングの設定とを合わせておく。
じであるが、異なる点は、書き込み光は518Tに示す
ように各周期のt61〜t62とt64〜t65の期間にのみ照
射しそれ以外の期間はオフにしておくことである。期間
t64〜t65に照射される光は液晶に印加される電圧のA
C対称性を確保するためのものである。そして、t62〜
t63の期間には均一なバイアス光を照射する(550
T)。階調情報を含む書き込み光が0の場合は第1周期
のように、液晶にかかる電圧は−V6 でt61〜t 62の期
間中一定である。次にバイアス光がt62時刻に照射され
ると光導電層の低抵抗化により液晶にかかる電圧は正方
向に大きくなっていく。ここで書き込み光が最小値の場
合は時刻t63になっても液晶のしきい値(+Vu)を越
えないように、Rpc又はCpcの値の設定と、時刻t63の
タイミングの設定とを合わせておく。
【0115】よって第1周期では書き込み光が最小つま
り0である為、読み出し光も最小つまり0である(50
5T)。
り0である為、読み出し光も最小つまり0である(50
5T)。
【0116】t63以降次の周期のt60までの期間は反転
動作である。よって、この期間は読み出し光の照射がな
いので、画像情報の再生はなされない。
動作である。よって、この期間は読み出し光の照射がな
いので、画像情報の再生はなされない。
【0117】第2周期では書き込み光が中間レベルであ
る為、t61〜t62の期間に光導電層の抵抗が減少し、液
晶にも−V6 より正方向に高い電圧がかかる。
る為、t61〜t62の期間に光導電層の抵抗が減少し、液
晶にも−V6 より正方向に高い電圧がかかる。
【0118】期間t62〜t63にバイアス光が照射される
時、第2周期では第1周期と異なり、時刻t62の時液晶
にかかる初期電圧値が−V6 より高い為、読み出し光が
照射されている期間(t61−t63)の期間の途中の時刻
tX1にVflcがしきい値+Vuを越える。よってtX1
〜t63の期間は液晶が第2の配向状態(明)となる(T
ran)。そして読み出し光を取り出すことができる期
間(tX1〜t63)が書き込み光量に従って変調される。
t63以降は反転動作である。
時、第2周期では第1周期と異なり、時刻t62の時液晶
にかかる初期電圧値が−V6 より高い為、読み出し光が
照射されている期間(t61−t63)の期間の途中の時刻
tX1にVflcがしきい値+Vuを越える。よってtX1
〜t63の期間は液晶が第2の配向状態(明)となる(T
ran)。そして読み出し光を取り出すことができる期
間(tX1〜t63)が書き込み光量に従って変調される。
t63以降は反転動作である。
【0119】第3周期では書き込み光が最大となってい
る(518T)。よって、バイアス光が照射される期間
(t62〜t63)の最初の時刻t62に液晶がかかる電圧V
flcがしきい値+Vuを越える。よって読み出し光が
照射される全期間(t62−t 63)中、液晶は第2の配向
状態(明)となる。よって素子から取り出すことができ
る読み出し光量の時間積分が最大となる。
る(518T)。よって、バイアス光が照射される期間
(t62〜t63)の最初の時刻t62に液晶がかかる電圧V
flcがしきい値+Vuを越える。よって読み出し光が
照射される全期間(t62−t 63)中、液晶は第2の配向
状態(明)となる。よって素子から取り出すことができ
る読み出し光量の時間積分が最大となる。
【0120】以上、説明したように、書き込み光の光量
に応じて読み出し光が取り出される時間が決まるので、
書き込み光量がアナログ的に変化すればそれに追従して
読み出し時間もアナログ的に変化する。
に応じて読み出し光が取り出される時間が決まるので、
書き込み光量がアナログ的に変化すればそれに追従して
読み出し時間もアナログ的に変化する。
【0121】又、期間t63〜t60は反転動作であり、こ
の期間には印加電圧Vextの極性が反転し、書き込み
光バイアス光は再び同じ光量照射される。これにより、
液晶にかかる実効電圧の一周期あたりの時間積分は0と
なるので、液晶の劣化を抑制できる。
の期間には印加電圧Vextの極性が反転し、書き込み
光バイアス光は再び同じ光量照射される。これにより、
液晶にかかる実効電圧の一周期あたりの時間積分は0と
なるので、液晶の劣化を抑制できる。
【0122】本例において、バイアス光の光量は、光導
電層の時定数と期間t62−t63の長さとを考慮して適宜
決定される。バイアス光の光源はリセット光の光源と同
じでもよいし、別であってもよい。好ましくは、バイア
ス光の光源も、リセット光の光源もそれぞれ調光手段を
もち、独立して光量を設定できるようにするとよい。
電層の時定数と期間t62−t63の長さとを考慮して適宜
決定される。バイアス光の光源はリセット光の光源と同
じでもよいし、別であってもよい。好ましくは、バイア
ス光の光源も、リセット光の光源もそれぞれ調光手段を
もち、独立して光量を設定できるようにするとよい。
【0123】尚、本例においては、一周期を30分の1
秒、t60〜t63までを60分の1秒くらいに設定すると
ちらつきが見られずに良い中間調が表示できる。
秒、t60〜t63までを60分の1秒くらいに設定すると
ちらつきが見られずに良い中間調が表示できる。
【0124】図25は更に別の例による光学変調手段を
用いた画像表示装置の駆動法を示すタイミングチャート
である。
用いた画像表示装置の駆動法を示すタイミングチャート
である。
【0125】基本的な動作は図24に示す例と同じであ
る。異なる点は、バイアス光を照射する動作に代えて、
素子への印加電圧Vextを経時変化させる(t72−t
73)動作を行っている点である。
る。異なる点は、バイアス光を照射する動作に代えて、
素子への印加電圧Vextを経時変化させる(t72−t
73)動作を行っている点である。
【0126】期間t70−t71においてリセット光を照射
(721T)する。この時Vextは0である。
(721T)する。この時Vextは0である。
【0127】時刻t71にVextを液晶のしきい値電圧
+Vuにするが、光導電層への書き込み光は最小(0)
の為、液晶にかかる電圧Vflcは+Vuuとなる。光
導電層の容量と液晶の容量とが同一であれば+Vuuは
+Vuの2分の1となる。
+Vuにするが、光導電層への書き込み光は最小(0)
の為、液晶にかかる電圧Vflcは+Vuuとなる。光
導電層の容量と液晶の容量とが同一であれば+Vuuは
+Vuの2分の1となる。
【0128】時刻t72において、書き込み光を0とし、
素子への印加電圧Vextを+Vuから徐々に+Vem
まで時間とともに上昇させる。これに応じて液晶にかか
る電圧VflcもVextとともに上昇する。
素子への印加電圧Vextを+Vuから徐々に+Vem
まで時間とともに上昇させる。これに応じて液晶にかか
る電圧VflcもVextとともに上昇する。
【0129】ここで+Vemを+Vuの2倍に設定して
おけば、Vflcがしきい値+Vuを越えるのは時刻t
73となる。こうして期間t72−t73では読み出し光が点
灯(704T)しているが、液晶の配向状態は遷移しな
い為に液晶は最大透過率と呈する配向状態とはならな
い。
おけば、Vflcがしきい値+Vuを越えるのは時刻t
73となる。こうして期間t72−t73では読み出し光が点
灯(704T)しているが、液晶の配向状態は遷移しな
い為に液晶は最大透過率と呈する配向状態とはならな
い。
【0130】残りのt73〜t70の期間は反転動作であ
る。この動作中は読み出し光の照射がない為、画像再生
は行われない。
る。この動作中は読み出し光の照射がない為、画像再生
は行われない。
【0131】第2周期は、中間レベルの書き込み光の照
射(718T)がなされた場合を示している。反転動作
により時刻t70では液晶が光非透過状態となっている。
Vext=0により、Vflcは電圧レベル0に近づ
く。
射(718T)がなされた場合を示している。反転動作
により時刻t70では液晶が光非透過状態となっている。
Vext=0により、Vflcは電圧レベル0に近づ
く。
【0132】時刻t71では、Vextはしきい値+Vu
となり、読み出し光が点灯開始する(704T)。Ve
xtの印加によりVflcは上昇するがしきい値+Vu
には達しない。
となり、読み出し光が点灯開始する(704T)。Ve
xtの印加によりVflcは上昇するがしきい値+Vu
には達しない。
【0133】時刻t72になると、Vextは上昇し始め
る。これに伴いVflcも上昇するので、Vflcは時
刻tX1にしきい値+Vuを越える。こうして、液晶は最
大透過率を呈する配向状態に遷移する。よってこの時刻
t72には点灯していた読み出し光が液晶層を通して反射
層で反射されるので画像が認識できる。そして書き込み
光量に応じて、読み出し光の反射時間tX1−t73が変調
される。t73以降は反転動作である。
る。これに伴いVflcも上昇するので、Vflcは時
刻tX1にしきい値+Vuを越える。こうして、液晶は最
大透過率を呈する配向状態に遷移する。よってこの時刻
t72には点灯していた読み出し光が液晶層を通して反射
層で反射されるので画像が認識できる。そして書き込み
光量に応じて、読み出し光の反射時間tX1−t73が変調
される。t73以降は反転動作である。
【0134】第3周期は、書き込み光の光量が最大の場
合を示す。t70−t71の期間の動作は各周期とも同じで
ある。
合を示す。t70−t71の期間の動作は各周期とも同じで
ある。
【0135】時刻t71において照射される書き込み光量
により、時刻t72にはVflcがしきい値+Vuを越え
る。よって読み出し光の点灯期間t72−t73中は、液晶
は最大透過率を呈する配向状態に遷移している。よって
読み出し光が素子にて反射される時間は最大(705
T)となる。
により、時刻t72にはVflcがしきい値+Vuを越え
る。よって読み出し光の点灯期間t72−t73中は、液晶
は最大透過率を呈する配向状態に遷移している。よって
読み出し光が素子にて反射される時間は最大(705
T)となる。
【0136】以上、説明したように、書き込み光の光量
に応じて読み出し光が反射される時間が決まるので、書
き込み光量がアナログ的に変化すればそれに追従して反
射時間もアナログ的に変化する。
に応じて読み出し光が反射される時間が決まるので、書
き込み光量がアナログ的に変化すればそれに追従して反
射時間もアナログ的に変化する。
【0137】又、期間t73〜t70は反転動作であり、こ
の期間には印加電圧Vextの極性が反転し、書き込み
光バイアス光は再び同じ光量照射される。これにより、
液晶にかかる実効電圧の一周期あたりの時間積分は0と
なるので、液晶の劣化を抑制できる。
の期間には印加電圧Vextの極性が反転し、書き込み
光バイアス光は再び同じ光量照射される。これにより、
液晶にかかる実効電圧の一周期あたりの時間積分は0と
なるので、液晶の劣化を抑制できる。
【0138】本参考例において、Vextの時間変化率
は、光導電層の時定数と期間t71−t73の長さ他を考慮
して適宜決定される。
は、光導電層の時定数と期間t71−t73の長さ他を考慮
して適宜決定される。
【0139】尚、本参考例においては、一周期を30分
の1秒、t70〜t73までを60分の1秒くらいに設定す
るとちらつきが見られず良い中間調が表示できる。
の1秒、t70〜t73までを60分の1秒くらいに設定す
るとちらつきが見られず良い中間調が表示できる。
【0140】(参考例6)次に本発明の参考例6につい
て述べる。図22を参照して述べた参考例では、フィル
ム等の階調情報を持つ2次元の画像を一回の書き込み光
照射によって光学変調手段としての液晶素子の光導電層
に書き込んだが、本参考例では、2次元の画像を垂直及
び水平走査することにより時系列的に液晶素子に書き込
む。そして、階調情報を読み出す為に読み出し光を適切
なタイミングで同様に走査する。
て述べる。図22を参照して述べた参考例では、フィル
ム等の階調情報を持つ2次元の画像を一回の書き込み光
照射によって光学変調手段としての液晶素子の光導電層
に書き込んだが、本参考例では、2次元の画像を垂直及
び水平走査することにより時系列的に液晶素子に書き込
む。そして、階調情報を読み出す為に読み出し光を適切
なタイミングで同様に走査する。
【0141】図26は走査方式を説明する為の図であ
り、801は図18に示したものと同じ、カイラルスメ
クティック液晶と光導電層を有する反射型の液晶素子で
ある。書き込み光802は通常のCRTの描画と同じよ
うに図の上から下へとノンインターレースで走査する。
つまり、書き込み光が素子の光導電層に光を照射する動
作を時系列的に行うわけである。一方、読み出し光80
3は情報が書き込まれた光導電層の位置に対応した液晶
部分に照射されるわけであるが、これも階調情報を再生
する為に所定期間のみなされる。よって、読み出し光が
素子を照射する動作も時系列的になされるわけである。
書き込み光802と読み出し光803の走査のタイミン
グは、書き込み光の走査がなされた後に、読み出し光の
走査がなされている。
り、801は図18に示したものと同じ、カイラルスメ
クティック液晶と光導電層を有する反射型の液晶素子で
ある。書き込み光802は通常のCRTの描画と同じよ
うに図の上から下へとノンインターレースで走査する。
つまり、書き込み光が素子の光導電層に光を照射する動
作を時系列的に行うわけである。一方、読み出し光80
3は情報が書き込まれた光導電層の位置に対応した液晶
部分に照射されるわけであるが、これも階調情報を再生
する為に所定期間のみなされる。よって、読み出し光が
素子を照射する動作も時系列的になされるわけである。
書き込み光802と読み出し光803の走査のタイミン
グは、書き込み光の走査がなされた後に、読み出し光の
走査がなされている。
【0142】図29は参考例の動作をより具体的に説明
するタイミング図である。図21の例では、3周期図示
したが、図29では1周期だけの図示とする。
するタイミング図である。図21の例では、3周期図示
したが、図29では1周期だけの図示とする。
【0143】821は図21の521と同様のリセット
光である。818T1、820−1、Tran1、50
4T1は、書き込み光802がノンインターレースで最
初に書き込む第1画素の動作を示すものである。
光である。818T1、820−1、Tran1、50
4T1は、書き込み光802がノンインターレースで最
初に書き込む第1画素の動作を示すものである。
【0144】818T1は第1画素に照射される書き込
み光のタイミングを示す。時刻t81 1 で書き込み光80
2が照射されると、その書き込み光強度に比例して電荷
量ΔQの電子正孔対が発生し、ΔV=ΔQ/Cの電位変
化がおきる。より強い書き込み光強度を与えた場合はよ
り早い時間でVflcがVuを越し、FLCが配向変化
を起こして暗から明状態に転ずる。すなわち、書き込み
光強度−FLC位相変換が行われるわけである。
み光のタイミングを示す。時刻t81 1 で書き込み光80
2が照射されると、その書き込み光強度に比例して電荷
量ΔQの電子正孔対が発生し、ΔV=ΔQ/Cの電位変
化がおきる。より強い書き込み光強度を与えた場合はよ
り早い時間でVflcがVuを越し、FLCが配向変化
を起こして暗から明状態に転ずる。すなわち、書き込み
光強度−FLC位相変換が行われるわけである。
【0145】図29では、最大光量を取り出すべく最大
の強度で書き込み光を与えた場合と、黒表示とするべく
ある値のオフセット光強度で書き込み光を与えた場合
と、両者の中間の光量を取り出すべく両者の中間の最大
の強度で書き込み光を与えた、3通りの場合について、
図示した。
の強度で書き込み光を与えた場合と、黒表示とするべく
ある値のオフセット光強度で書き込み光を与えた場合
と、両者の中間の光量を取り出すべく両者の中間の最大
の強度で書き込み光を与えた、3通りの場合について、
図示した。
【0146】最大強度で書き込み光を与えた場合にFL
Cが第2の配向状態(明)に転ずる時刻をtX111、ある
値のオフセット光強度で最小の書き込み光を与えた場合
にFLCが第2の配向状態(明)に転ずる時刻をtX113
とした場合、FLCの配向状態の変化はTran1に示
す通りである。
Cが第2の配向状態(明)に転ずる時刻をtX111、ある
値のオフセット光強度で最小の書き込み光を与えた場合
にFLCが第2の配向状態(明)に転ずる時刻をtX113
とした場合、FLCの配向状態の変化はTran1に示
す通りである。
【0147】504T1は第1画素に照射される読み出
し光のタイミングを示す。tX111からtX113の期間に第
1画素に読み出し光を照射すると観察者は、読み出し光
の照射時間とFLCの第2配向状態(明)の重なり時間
だけ光を観察することになる。フリッカ周波数以下の時
間で第1画素への書き込みと読み出しが繰り返されるな
らば、観察者の目には第1画素の光強度の変化として観
察されることになる。
し光のタイミングを示す。tX111からtX113の期間に第
1画素に読み出し光を照射すると観察者は、読み出し光
の照射時間とFLCの第2配向状態(明)の重なり時間
だけ光を観察することになる。フリッカ周波数以下の時
間で第1画素への書き込みと読み出しが繰り返されるな
らば、観察者の目には第1画素の光強度の変化として観
察されることになる。
【0148】同様に、818Tn、820n、Tran
n、504Tnは、書き込み光802がノンインターレ
ースで書き込む画面ほぼ中央の位置にある第n画素の動
作を示すものである。
n、504Tnは、書き込み光802がノンインターレ
ースで書き込む画面ほぼ中央の位置にある第n画素の動
作を示すものである。
【0149】また、818TN、820N、Tran
N、504TNは、書き込み光802がノンインターレ
ースで最後に書き込む第N画素の動作を示すものであ
る。
N、504TNは、書き込み光802がノンインターレ
ースで最後に書き込む第N画素の動作を示すものであ
る。
【0150】各画素の動作は第1画素と同様だが、第n
画素は時刻t81n で、第N画素は時刻t81N で、書き込
みが行われる。
画素は時刻t81n で、第N画素は時刻t81N で、書き込
みが行われる。
【0151】図27は本参考例の画像表示システムの構
成を示す図であり、810は書き込み光源としてのCR
T、811は結像レンズ、812はリセット光源、81
3はミラー、814は偏光ビームスプリッター、815
は可動ミラー、816は赤外光や紫外光をカットするフ
ィルター、817は読み出し光源、818は照明レン
ズ、819は画像再生スクリーンである。
成を示す図であり、810は書き込み光源としてのCR
T、811は結像レンズ、812はリセット光源、81
3はミラー、814は偏光ビームスプリッター、815
は可動ミラー、816は赤外光や紫外光をカットするフ
ィルター、817は読み出し光源、818は照明レン
ズ、819は画像再生スクリーンである。
【0152】リセット光が照射された後、書き込み光8
02の走査がなされる。素子801には電圧が印加され
ているので、光導電層での光吸収により光の量に応じて
液晶にかかる実効電圧が経時変化するので、閾値を越え
るタイミングの相違により液晶が遷移し、光を反射させ
うる状態にある時間が階調情報に応じて変化する。この
タイミングにあわせて読み出し光803が走査される。
走査は可動ミラー815の移動によってなされる。つま
り可動ミラー815が矢印AA方向に動くと、素子80
1に照射される読み出し光803も矢印AA方向に移動
する。こうして、帯状の読み出し光が垂直走査される。
読み出し光803の一水平走査時間は60分の1秒以下
に設定されているので、中間調が認識できる。可動ミラ
ー815とCRT810との走査は図示していない制御
回路により、同期がとられている。
02の走査がなされる。素子801には電圧が印加され
ているので、光導電層での光吸収により光の量に応じて
液晶にかかる実効電圧が経時変化するので、閾値を越え
るタイミングの相違により液晶が遷移し、光を反射させ
うる状態にある時間が階調情報に応じて変化する。この
タイミングにあわせて読み出し光803が走査される。
走査は可動ミラー815の移動によってなされる。つま
り可動ミラー815が矢印AA方向に動くと、素子80
1に照射される読み出し光803も矢印AA方向に移動
する。こうして、帯状の読み出し光が垂直走査される。
読み出し光803の一水平走査時間は60分の1秒以下
に設定されているので、中間調が認識できる。可動ミラ
ー815とCRT810との走査は図示していない制御
回路により、同期がとられている。
【0153】図28は、前述した例6をフルカラー対応
に変更した例である。図28に示すように、書き込み光
の走査手段と液晶素子がR,G,Bごとに3つ800
R、800G、800B設けられている。
に変更した例である。図28に示すように、書き込み光
の走査手段と液晶素子がR,G,Bごとに3つ800
R、800G、800B設けられている。
【0154】3つの色において、書き込み光走査のタイ
ミングを同期させれば、加色混合によりフルカラーの表
示が行える。この表示装置は、フルカラーの動画表示に
適しているので大画面テレビとして好適である。また参
考例5,6では書き込みがCRTと同様のスポット光に
よるノンインタレースで説明したが、ラインLEDのよ
うな線順次書き込みであっても構わないことは言うまで
もない。 (本発明の実施形態)以上、本発明の参考例について説
明したが、次に本発明の実施形態について述べる。本実
施形態では、参考例6と同様、2次元の画像を垂直及び
水平走査することにより時系列的に液晶素子に書き込
む。そして、階調情報を読み出す為に読み出し光を面内
分布をもって照射する。こうした面内分布をもつ光を照
射する手段としては、光透過率が面内分布をもつ補正板
(フィルター)と光源との組み合せ、発光素子の配置密
度に分布をもたせた2次元配列の発光素子アレイ等があ
る。
ミングを同期させれば、加色混合によりフルカラーの表
示が行える。この表示装置は、フルカラーの動画表示に
適しているので大画面テレビとして好適である。また参
考例5,6では書き込みがCRTと同様のスポット光に
よるノンインタレースで説明したが、ラインLEDのよ
うな線順次書き込みであっても構わないことは言うまで
もない。 (本発明の実施形態)以上、本発明の参考例について説
明したが、次に本発明の実施形態について述べる。本実
施形態では、参考例6と同様、2次元の画像を垂直及び
水平走査することにより時系列的に液晶素子に書き込
む。そして、階調情報を読み出す為に読み出し光を面内
分布をもって照射する。こうした面内分布をもつ光を照
射する手段としては、光透過率が面内分布をもつ補正板
(フィルター)と光源との組み合せ、発光素子の配置密
度に分布をもたせた2次元配列の発光素子アレイ等があ
る。
【0155】図30は走査方式を説明する為の図であ
り、801は図18に示したものと同じ、メモリ性をも
つカイラルスメクティック液晶と有機半導体からなる電
荷発生層と電荷移送層とを含む光導電層を有する反射型
の液晶素子である。書き込み光802は通常のCRTの
描画と同じように図の上から下へとノンインターレース
で走査する。つまり、書き込み光が素子の光導電層に光
を照射する動作を時系列的に行うわけである。一方、読
み出し光803は書き込みの順番による時間変調の巾を
補うべく面内分布をもって照射される。
り、801は図18に示したものと同じ、メモリ性をも
つカイラルスメクティック液晶と有機半導体からなる電
荷発生層と電荷移送層とを含む光導電層を有する反射型
の液晶素子である。書き込み光802は通常のCRTの
描画と同じように図の上から下へとノンインターレース
で走査する。つまり、書き込み光が素子の光導電層に光
を照射する動作を時系列的に行うわけである。一方、読
み出し光803は書き込みの順番による時間変調の巾を
補うべく面内分布をもって照射される。
【0156】図33は実施形態の動作をより具体的に説
明するタイミング図である。図21の例では、3周期図
示したが、図33では1周期だけの図示とする。
明するタイミング図である。図21の例では、3周期図
示したが、図33では1周期だけの図示とする。
【0157】821は図21の521と同様のリセット
光である。818T1、820−1、Tran1、50
4T1は、書き込み光802がノンインターレースで最
初に書き込む第1画素の動作を示すものである。
光である。818T1、820−1、Tran1、50
4T1は、書き込み光802がノンインターレースで最
初に書き込む第1画素の動作を示すものである。
【0158】818T1は第1画素に照射される書き込
み光のタイミングを示す。時刻t81 1 で書き込み光80
2が照射されると、その書き込み光強度に比例して電荷
量ΔQの電子正孔対が発生し、ΔV=ΔQ/Cの電位変
化がおきる。より強い書き込み光強度を与えた場合はよ
り早い時間でVflcがVuを越し、FLCが配向変化
を起こして暗から明状態に転ずる。すなわち、書き込み
光強度−FLC位相変換が行われるわけである。
み光のタイミングを示す。時刻t81 1 で書き込み光80
2が照射されると、その書き込み光強度に比例して電荷
量ΔQの電子正孔対が発生し、ΔV=ΔQ/Cの電位変
化がおきる。より強い書き込み光強度を与えた場合はよ
り早い時間でVflcがVuを越し、FLCが配向変化
を起こして暗から明状態に転ずる。すなわち、書き込み
光強度−FLC位相変換が行われるわけである。
【0159】図33では、最大光量を取り出すべく最大
の強度で書き込み光を与えた場合と、黒表示とするべく
ある値のオフセット光強度で書き込み光を与えた場合
と、両者の中間の光量を取り出すべく両者の中間の最大
の強度で書き込み光を与えた、3通りの場合について、
図示した。
の強度で書き込み光を与えた場合と、黒表示とするべく
ある値のオフセット光強度で書き込み光を与えた場合
と、両者の中間の光量を取り出すべく両者の中間の最大
の強度で書き込み光を与えた、3通りの場合について、
図示した。
【0160】最大強度で書き込み光を与えた場合にFL
Cが第2の配向状態(明)に転ずる時刻をtX111、ある
値のオフセット光強度で最小の書き込み光を与えた場合
にFLCが第2の配向状態(明)に転ずる時刻をtX113
とした場合、FLCの配向状態の変化はTran1に示
す通りである。
Cが第2の配向状態(明)に転ずる時刻をtX111、ある
値のオフセット光強度で最小の書き込み光を与えた場合
にFLCが第2の配向状態(明)に転ずる時刻をtX113
とした場合、FLCの配向状態の変化はTran1に示
す通りである。
【0161】504T1は第1画素に照射される読み出
し光のタイミングを示す。tX111からtX113の期間に第
1画素に読み出し光を照射すると観察者は、読み出し光
の照射時間とFLCの第2配向状態(明)の重なり時間
だけ光を観察することになる。フリッカ周波数以下の時
間で第1画素への書き込みと読み出しが繰り返されるな
らば、観察者の目には第1画素の光強度の変化として観
察されることになる。
し光のタイミングを示す。tX111からtX113の期間に第
1画素に読み出し光を照射すると観察者は、読み出し光
の照射時間とFLCの第2配向状態(明)の重なり時間
だけ光を観察することになる。フリッカ周波数以下の時
間で第1画素への書き込みと読み出しが繰り返されるな
らば、観察者の目には第1画素の光強度の変化として観
察されることになる。
【0162】また、818TN、820N、Tran
N、504TNは、書き込み光802がノンインターレ
ースで最後に書き込む第N画素の動作を示すものであ
る。
N、504TNは、書き込み光802がノンインターレ
ースで最後に書き込む第N画素の動作を示すものであ
る。
【0163】各画素の動作は第1画素と同様だが、第N
画素は時刻t81N で、書き込みが行われる。第N画素は
より短い時間で位相変換を行なうべく、黒表示とするべ
き場合のオフセット光も第1画素に比べてより強いもの
としている。第N画素では取り出しうる時間階調巾はT
X1N3−TX1N1,第1画素ではTX113−TX111であり、こ
の差をおぎなうべく読み出し光強度Pn を、P1(T
X113−TX111)≒Pn (TX1n3−TX1n1)≒PN (T
X1N3−TX1N1)とする。
画素は時刻t81N で、書き込みが行われる。第N画素は
より短い時間で位相変換を行なうべく、黒表示とするべ
き場合のオフセット光も第1画素に比べてより強いもの
としている。第N画素では取り出しうる時間階調巾はT
X1N3−TX1N1,第1画素ではTX113−TX111であり、こ
の差をおぎなうべく読み出し光強度Pn を、P1(T
X113−TX111)≒Pn (TX1n3−TX1n1)≒PN (T
X1N3−TX1N1)とする。
【0164】図31は本実施形態の画像表示システムの
構成を示す図であり、810は書き込み光源としてのC
RT、811は結像レンズ、812はリセット光源、8
13はミラー、814は偏光ビームスプリッター、81
6は赤外光や紫外光をカットするフィルター、817は
読み出し光源、818は照明レンズ、819は画像再生
スクリーン、820はミラー、821はシェーディング
補正フィルタである。
構成を示す図であり、810は書き込み光源としてのC
RT、811は結像レンズ、812はリセット光源、8
13はミラー、814は偏光ビームスプリッター、81
6は赤外光や紫外光をカットするフィルター、817は
読み出し光源、818は照明レンズ、819は画像再生
スクリーン、820はミラー、821はシェーディング
補正フィルタである。
【0165】シェーディング補正フィルタの透過率は、
図34に示すように書き込み光の走査方向と合わせて組
み合わせた時に、前述した光強度Pnが得られるような
分布をもつ。図34の平面図はその概念図を示してい
る。水平方向の輝度の誤差は無視できるので、ここで
は、水平方向は透過率を均一にした。シェーディング補
正フィルタは透明なフィルムに白又は黒等の顔料の塗
布、金属パターン等の蒸着を行って容易に形成できる。
透過又は遮光パターンの密度を図34に示した透過率が
得られるように定めればよい。光源は面分布をほとんど
もたない光源を用いてもよいし、拡散板を用いて面分布
のない光を作り出してもよい。
図34に示すように書き込み光の走査方向と合わせて組
み合わせた時に、前述した光強度Pnが得られるような
分布をもつ。図34の平面図はその概念図を示してい
る。水平方向の輝度の誤差は無視できるので、ここで
は、水平方向は透過率を均一にした。シェーディング補
正フィルタは透明なフィルムに白又は黒等の顔料の塗
布、金属パターン等の蒸着を行って容易に形成できる。
透過又は遮光パターンの密度を図34に示した透過率が
得られるように定めればよい。光源は面分布をほとんど
もたない光源を用いてもよいし、拡散板を用いて面分布
のない光を作り出してもよい。
【0166】リセット光が照射された後、書き込み光8
02の走査がなされる。素子801には電圧が印加され
ているので、光導電層での光吸収により光の量に応じて
液晶にかかる実効電圧が経時変化するので、閾値を越え
るタイミングの相違により液晶が遷移し、光を反射させ
うる状態にある時間が階調情報に応じて変化する。
02の走査がなされる。素子801には電圧が印加され
ているので、光導電層での光吸収により光の量に応じて
液晶にかかる実効電圧が経時変化するので、閾値を越え
るタイミングの相違により液晶が遷移し、光を反射させ
うる状態にある時間が階調情報に応じて変化する。
【0167】実施形態2は、前述した実施形態1をフル
カラー対応に変更した例である。図32に示すように、
書き込み光の走査手段と液晶素子がR,G,Bごとに3
つ800R、800G、800B設けられている。
カラー対応に変更した例である。図32に示すように、
書き込み光の走査手段と液晶素子がR,G,Bごとに3
つ800R、800G、800B設けられている。
【0168】3つの色において、書き込み光走査のタイ
ミングを同期させれば、加色混合によりフルカラーの表
示が行える。この表示装置は、フルカラーの動画表示に
適しているので大画面テレビとして好適である。また本
例では書き込みがCRTと同様のスポット光によるノン
インタレースで説明したが、ラインLEDのような線順
次書き込みであっても構わないことは言うまでもない。
ミングを同期させれば、加色混合によりフルカラーの表
示が行える。この表示装置は、フルカラーの動画表示に
適しているので大画面テレビとして好適である。また本
例では書き込みがCRTと同様のスポット光によるノン
インタレースで説明したが、ラインLEDのような線順
次書き込みであっても構わないことは言うまでもない。
【0169】本発明によるアナログデューティー変調で
は、光学変調手段に与えられる信号が光学変調手段の光
学状態を遷移させるしきい値を越えるタイミングで、階
調情報に依存してアナログ的に変化する。これにより、
光学変調手段のオン時間、例えば光シャッターが開いて
いる時間又はミラーが所定方向に変位している時間と光
源の点灯時間との重なり時間の長さがアナログ的に変調
されるので、透過又は反射光量の時間積分値が階調情報
に対応することになる。よって階調数がクロック周波数
のようなデジタル量に制限されることがなく、階調情報
のA/D変換も不要となる。しかも、印加電圧、透過率
特性の急峻なデジタル(2値)表示素子を用いても、ア
ナログ変調ができるという従来では考えられなかったよ
うな効果を奏する。
は、光学変調手段に与えられる信号が光学変調手段の光
学状態を遷移させるしきい値を越えるタイミングで、階
調情報に依存してアナログ的に変化する。これにより、
光学変調手段のオン時間、例えば光シャッターが開いて
いる時間又はミラーが所定方向に変位している時間と光
源の点灯時間との重なり時間の長さがアナログ的に変調
されるので、透過又は反射光量の時間積分値が階調情報
に対応することになる。よって階調数がクロック周波数
のようなデジタル量に制限されることがなく、階調情報
のA/D変換も不要となる。しかも、印加電圧、透過率
特性の急峻なデジタル(2値)表示素子を用いても、ア
ナログ変調ができるという従来では考えられなかったよ
うな効果を奏する。
【0170】
【発明の効果】本発明によれば良好な階調表示を行うこ
とができる。また、本発明によれば、読み出し光の強度
に面内分布を持たせ、光学変調手段の各読み出し部位に
おいて階調時間巾と読み出し光強度との積を一定にする
ことで、表示面内のいずれの部分(画素)においても同
じ階調レベルにおける輝度や明るさが均一になる。これ
により、読み出し光を走査する必要がなくなる為、読み
出し光照射光学系の構成が簡略化され、表示装置を小型
化し、安価にて提供できる。
とができる。また、本発明によれば、読み出し光の強度
に面内分布を持たせ、光学変調手段の各読み出し部位に
おいて階調時間巾と読み出し光強度との積を一定にする
ことで、表示面内のいずれの部分(画素)においても同
じ階調レベルにおける輝度や明るさが均一になる。これ
により、読み出し光を走査する必要がなくなる為、読み
出し光照射光学系の構成が簡略化され、表示装置を小型
化し、安価にて提供できる。
【図1】本発明の光学変調手段の基本的な駆動装置の図
である。
である。
【図2】本発明に用いられる光学変調物質の透過率の印
加電圧(パルス幅)依存性を示す図である。
加電圧(パルス幅)依存性を示す図である。
【図3】本発明の光学変調手段の基本的な駆動方法の別
の例を説明する為のタイミングチャートを示す図であ
る。
の例を説明する為のタイミングチャートを示す図であ
る。
【図4】本発明に用いられる階調情報を発生する回路一
例を示す図である。
例を示す図である。
【図5】本発明の光学変調手段の別の駆動装置の図であ
る。
る。
【図6】本発明に用いられる光学変調手段の駆動回路の
一例を示す図である。
一例を示す図である。
【図7】本発明に用いられる光学変調手段の駆動回路の
別の例を示す図である。
別の例を示す図である。
【図8】本発明に用いられる光学変調手段の駆動回路の
更に別の例を示す図である。
更に別の例を示す図である。
【図9】本発明に用いられる光学変調物質の透過率の印
加電圧依存性を示す図である。
加電圧依存性を示す図である。
【図10】光学変調手段を示す図である。
【図11】光学変調手段の駆動タイミングチャートを示
す図である。
す図である。
【図12】光学変調手段の駆動方法を説明するための図
である。
である。
【図13】光学変調手段の駆動タイミングチャートを示
す図である。
す図である。
【図14】光学変調手段の駆動方法を説明するための図
である。
である。
【図15】光学変調手段の駆動タイミングチャートを示
す図である。
す図である。
【図16】光学変調手段の駆動方法を説明するための図
である。
である。
【図17】光学変調手段の駆動タイミングチャートを示
す図である。
す図である。
【図18】本発明に用いられる画像表示装置用の光学変
調手段の断面図である。
調手段の断面図である。
【図19】図18の素子に用いられるカイラルスメクテ
ィック液晶の分子配向を示す図である。
ィック液晶の分子配向を示す図である。
【図20】図18の液晶分子の電気光学特性を示す図で
ある。
ある。
【図21】図18の素子の動作を示すタイミングチャー
トである。
トである。
【図22】本発明参考例に用いられる画像表示装置を示
す図である。
す図である。
【図23】本発明の参考例による画像表示装置の動作タ
イミングチャートの図である。
イミングチャートの図である。
【図24】本発明の参考例による画像表示装置の動作タ
イミングチャートの図である。
イミングチャートの図である。
【図25】本発明の参考例による画像表示装置の動作タ
イミングチャートの図である。
イミングチャートの図である。
【図26】本発明の参考例による書き込み光と読み出し
光の走査を説明する為の図である。
光の走査を説明する為の図である。
【図27】本発明の参考例による表示装置の一例を示す
図である。
図である。
【図28】本発明の参考例による表示装置の別の例を示
す図である。
す図である。
【図29】本発明の参考例の表示装置の動作タイミング
チャートの図である。
チャートの図である。
【図30】本発明の実施形態の走査方式を説明する為の
図。
図。
【図31】本発明の実施形態による表示装置の一例を示
す図である。
す図である。
【図32】本発明の実施形態による表示装置の別の例を
示す図である。
示す図である。
【図33】本発明の実施形態の表示装置の動作タイミン
グチャートの図である。
グチャートの図である。
【図34】シェーディング補正フィルタの構成及び透過
率の特性を示す図である。
率の特性を示す図である。
801 反射型の液晶素子 802 書き込み光 803 読み出し光 810 CRT 811 結像レンズ 812 リセット光源 813 ミラー 814 偏光ビームスプリッター 816 赤外光や紫外光をカットするフィルター 817 読み出し光源 818 照明レンズ 819 画像再生スクリーン 820 ミラー 821 シェーディング補正フィルタ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭64−3632(JP,A) 特開 平5−203901(JP,A) 特開 平6−318733(JP,A) 特開 平6−242464(JP,A) 特開 平7−13188(JP,A) 特開 平8−114813(JP,A) 特開 平7−318891(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G02F 1/133 575 G02F 1/135 G09G 3/20 G09G 3/36
Claims (6)
- 【請求項1】 階調情報を含む信号に基づいて光学状態
が変調される光学変調手段と、該光学変調手段に画像情
報を読み出す為の読み出し光を与える読み出し光照射手
段と、を有する表示装置において、 前記読み出し光照射手段は、前記光学変調手段の各読み
出し部位において取り出しうる時間階調巾と読み出し光
強度との積が実質的に一定になるような光強度の面内分
布をもつ読み出し光を照射する手段であることを特徴と
する表示装置。 - 【請求項2】 前記光学変調手段は電圧の印加される一
対の電極間に光導電層と光学変調物質の層とが配されて
構成され、該光導電層に階調情報を含む光情報を与える
ことで該光学変調物質の光学状態を変調させてなる請求
項1記載の表示装置。 - 【請求項3】 前記読み出し光照射手段は、前記面内分
布を付与する為の補正板と、該補正板を通して前記光学
変調手段を照明する光を発する光源と、を有する請求項
1記載の表示装置。 - 【請求項4】 前記光学変調物質はメモリ性をもつ液晶
である請求項2記載の表示装置。 - 【請求項5】 前記光導電層は有機半導体の層を含む請
求項2記載の表示装置。 - 【請求項6】 前記一対の電極間に印加する電圧が所定
の周期で極性反転する請求項2記載の表示装置。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP33693296A JP3233263B2 (ja) | 1996-12-17 | 1996-12-17 | 表示装置 |
US08/990,048 US6133894A (en) | 1996-12-17 | 1997-12-12 | Driving method for optical apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP33693296A JP3233263B2 (ja) | 1996-12-17 | 1996-12-17 | 表示装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10177165A JPH10177165A (ja) | 1998-06-30 |
JP3233263B2 true JP3233263B2 (ja) | 2001-11-26 |
Family
ID=18303971
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP33693296A Expired - Fee Related JP3233263B2 (ja) | 1996-12-17 | 1996-12-17 | 表示装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3233263B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
ES2813107T3 (es) | 2001-02-27 | 2021-03-22 | Dolby Laboratories Licensing Corp | Procedimiento y dispositivo para visualizar una imagen |
-
1996
- 1996-12-17 JP JP33693296A patent/JP3233263B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Publication date |
---|---|
JPH10177165A (ja) | 1998-06-30 |
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