JPH06281950A - Method for driving display system - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To provide a halftone display stable with the lapse of time in a space light modulation element used for a projection display, etc. CONSTITUTION:In a projection display system provided with the space light modulation element 103, a CRT 101 and a driving pulse generation part 108, the output light intensity of the space light modulation element 103 for two kinds of write light intensity generated by a reference beam generation part 114 are observed by a photodetector 109, and prescribed processing are performed in an A/D conversion part 110, an operation part 111 and a D/A conversion part 112, and the feedback is applied to the driving pulse generation part 108 and a transmissivity variable filter 113.

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 The present invention relates to a projection display,
The present invention relates to a spatial light modulator used in a holographic television or an optical arithmetic unit.

【０００２】[0002]

【従来の技術】投写型ディスプレイやホログラフィーテ
レビジョンにおいて、画像を発生する手段としては、液
晶を用いた光学素子が用いられる。2. Description of the Related Art In a projection display or a holographic television, an optical element using liquid crystal is used as a means for generating an image.

【０００３】このうち、電気信号によって画像情報の書
き込みを行なうものとしては、単純マトリックス構造の
液晶パネルやＴＦＴ液晶パネル等がある。Among these, as a device for writing image information by an electric signal, there is a liquid crystal panel having a simple matrix structure, a TFT liquid crystal panel or the like.

【０００４】一方、光信号によって書き込みを行なうも
のとしては、空間光変調素子がある。空間光変調素子
は、電気的に情報を書き込む素子に比べて構造が簡単で
あるので、大きな開口率が得られ光利用効率が高いとい
う長所がある。On the other hand, there is a spatial light modulator as a device for writing by an optical signal. Since the spatial light modulator has a simpler structure than an element for electrically writing information, it has advantages that a large aperture ratio is obtained and light utilization efficiency is high.

【０００５】空間光変調素子に用いられる液晶材料とし
ては、種々のものがあるが、その中でスイッチングの応
答速度が速く動画像表示に適した材料として強誘電性液
晶がある。There are various liquid crystal materials used in the spatial light modulator, and among them, ferroelectric liquid crystal is a material having a high switching response speed and suitable for displaying moving images.

【０００６】さて、画像をスクリーン上、あるいは画面
上で観測する場合には、その画像の明るさや中間調表示
特性が時間的に安定していることが必要である。ところ
が読みだし用の光源としてメタルハライドランプ等の高
輝度のものを用いると、その熱により空間光変調素子の
温度は大きく上昇し、とくに強誘電性液晶のように電気
的及び光学的特性が温度変化に大きく依存する材料を使
用している場合には、動作特性が時間とともに大きく変
化しやすい。また、強誘電性液晶は、非常に高い電界が
印加されると分解を起こしてイオンを発生し、そのため
に動作特性がドリフトするという現象もある。When observing an image on the screen or on the screen, it is necessary that the brightness and halftone display characteristics of the image are temporally stable. However, when a high-luminance light source such as a metal halide lamp is used as the light source for reading, the temperature of the spatial light modulator greatly rises due to the heat, and the electrical and optical characteristics of the liquid crystal change in particular like ferroelectric liquid crystal. When a material that largely depends on is used, the operating characteristics are likely to change significantly with time. Further, the ferroelectric liquid crystal has a phenomenon that when an extremely high electric field is applied, the liquid crystal decomposes to generate ions, which causes a drift in operating characteristics.

【０００７】そこで、このような温度の変化やイオンの
発生が起こっても、それらに応じて動作条件を変化させ
て、出力画像が安定して得られるようにするための方策
を講ずることが望まれる。Therefore, even if such a temperature change or ion generation occurs, it is desirable to take measures so as to change the operating condition according to the change so that an output image can be stably obtained. Be done.

【０００８】液晶ライトバルブにおいて、温度変化によ
る液晶の電気的及び光学的特性の変化を補償するための
方法の従来例としては、特開昭６２−２１５２４３を挙
げることができる。これは液晶の電圧−透過率特性が温
度によって変動しても、温度特性の顕著な抵抗を用いて
液晶への印加電圧を変化させることにより、常に一定の
透過率が得られるようにしたものである。As a conventional example of a method for compensating the change in the electrical and optical characteristics of the liquid crystal due to the temperature change in the liquid crystal light valve, there is JP-A-62-215243. This is because even if the voltage-transmittance characteristic of the liquid crystal changes with temperature, a constant transmittance can always be obtained by changing the voltage applied to the liquid crystal using a resistor with a remarkable temperature characteristic. is there.

【０００９】[0009]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、以上の
方法は、単純マトリックス構造の液晶パネルやＴＦＴ駆
動の液晶パネルのように、外部からの印加電圧がそのま
ま液晶に印加される場合に限られ、空間光変調素子のよ
うに外部からの印加電圧と液晶に印加される電圧の関係
が未知である場合には、応用するのが難しいという課題
がある。However, the above method is limited to the case where an externally applied voltage is directly applied to the liquid crystal as in the case of a liquid crystal panel having a simple matrix structure or a liquid crystal panel driven by a TFT. When the relationship between the voltage applied from the outside and the voltage applied to the liquid crystal is unknown like the light modulator, there is a problem that it is difficult to apply.

【００１０】また、例えば特開昭６２−２１５２４３の
第３図で与えられるように、液晶の電圧−透過率特性曲
線がＤ₁からＤ₂に変化した場合、中間調表示の各レベル
に対応したＴ₀〜Ｔ₄の全ての透過率に対して所定の電圧
の変化（例えばＶ₁→Ｖ₁’）を起こさせるようにする必
要があるが、これを１つの抵抗値のみで行うには自由度
が十分でないという問題もある。また、例えば先にに述
べたイオンの発生などのように温度変化以外の要因での
液晶の特性変化には対処できないという問題点もある。Further, as shown in FIG. 3 of JP-A-62-215243, when the voltage-transmittance characteristic curve of the liquid crystal changes from D ₁ to D ₂ , it corresponds to each level of the halftone display. It is necessary to cause a predetermined voltage change (for example, V ₁ → V ₁ ') for all the transmittances of T _{0 to} T ₄ , but it is free to perform this with only one resistance value. There is also the problem that the degree is not sufficient. Further, there is also a problem that it is not possible to cope with the change in the characteristics of the liquid crystal due to factors other than the temperature change such as the above-mentioned generation of ions.

【００１１】本発明は、強誘電性液晶を用いた空間光変
調素子において、時間の経過に対して安定な中間調表示
特性が得られる駆動方法を提供する。The present invention provides a driving method in which a spatial light modulator using a ferroelectric liquid crystal can obtain a halftone display characteristic which is stable over time.

【００１２】[0012]

【課題を解決するための手段】対向する２枚の透明導電
性電極の間に強誘電性液晶層と、整流性を有する光導電
層とを少なくとも挟み込む構造を有した空間光変調素子
と、この空間光変調素子に入力信号を光で書き込むため
の光書き込み部と、空間光変調素子を駆動するための電
気駆動部を備えた表示システムにおいて、空間光変調素
子の出力光強度を観測し、この出力光強度の変動に応じ
て、電気駆動部、または光書き込み部の少なくとも一方
に帰還をかける表示システムの駆動方法によって、従来
の課題を解決した。A spatial light modulator having a structure in which a ferroelectric liquid crystal layer and a photoconductive layer having a rectifying property are at least sandwiched between two transparent conductive electrodes facing each other, and In a display system including an optical writing unit for writing an input signal to the spatial light modulator by light and an electric drive unit for driving the spatial light modulator, the output light intensity of the spatial light modulator is observed, and The conventional problem has been solved by the driving method of the display system in which at least one of the electric driving unit and the optical writing unit is fed back according to the fluctuation of the output light intensity.

【００１３】[0013]

【作用】強誘電性液晶層の分極−電圧特性は一般に、分
極反転の閾値電圧Vth₁、自発分極の大きさPs、および分
極反転に伴う容量Cpの３つのパラメータによって特徴付
けられる。そして、温度変化などによってこれらのパラ
メータが変動した場合に空間光変調素子の入出力光強度
特性が変化する。The polarization-voltage characteristics of the ferroelectric liquid crystal layer are generally characterized by three parameters: the threshold voltage Vth _{1 for} polarization reversal, the magnitude Ps of spontaneous polarization, and the capacitance Cp accompanying polarization reversal. Then, when these parameters change due to temperature change or the like, the input / output light intensity characteristic of the spatial light modulator changes.

【００１４】ところが、電気的な駆動方法や光書き込み
の方法を調節することにより、これらのパラメータの変
動の影響を相殺し、入出力光強度特性を一定に保つこと
ができる。とりわけ、空間光変調素子の入出力光強度特
性が定量的に明らかになっている場合には、上記の各パ
ラメータの変動に対して生じる出力光強度の変動を検出
すれば、駆動パルスの電圧値や書き込み光強度などの駆
動条件をどのように制御すればこれらの変動を相殺でき
るかということを定量的に決定できるので、これらの駆
動条件に対して適切なフィードバックをかけることがで
きる。However, by adjusting the electrical driving method and the optical writing method, it is possible to cancel the influence of variations in these parameters and keep the input / output light intensity characteristics constant. Especially, when the input / output light intensity characteristics of the spatial light modulator are quantitatively clarified, the voltage value of the drive pulse can be detected by detecting the change in the output light intensity caused by the change in each of the above parameters. Since it is possible to quantitatively determine how to control the driving conditions such as the writing light intensity and the writing light intensity to cancel these fluctuations, it is possible to give appropriate feedback to these driving conditions.

【００１５】[0015]

【実施例】本発明にかかわる空間光変調素子の一例を図
２に示す。これは例えばガラス等のような透明な基板２
０１上に、例えばＩＴＯ、ＺｎＯ、ＳｎＯ₂等のような
透明導電性電極２０２を形成し、整流性を持つ光導電層
２０６（あるいは受光層）を構成し、その上に例えばＡ
ｌ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ａｇ等の金属単体、２種以上の複合ま
たは２種以上の積層構造等の微小形状に分離された金属
反射膜２０７を形成し、液晶を配向させるための例えば
ポリイミド等の高分子薄膜の配向膜２０８をその上から
形成したものである。FIG. 2 shows an example of a spatial light modulator according to the present invention. This is a transparent substrate 2 such as glass.
01, a transparent conductive electrode 202 such as ITO, ZnO, SnO ₂ or the like is formed, and a photoconductive layer 206 (or a light receiving layer) having a rectifying property is formed.
1, a metal such as Ti, Cr, Ag, or the like, a metal reflective film 207 separated into a minute shape such as a composite of two or more kinds or a laminated structure of two or more kinds, and for aligning liquid crystal, for example, polyimide or the like. An alignment film 208, which is a polymer thin film, is formed on the alignment film 208.

【００１６】そして、例えばガラス等のもう一方の基板
２１２上にも、例えばＩＴＯ、ＺｎＯ、ＳｎＯ₂等のよ
うな透明導電性電極２１１を形成し、その上から例えば
ポリイミド等の高分子薄膜の配向膜２１０を塗布し、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２０９を注入したものである。A transparent conductive electrode 211 such as ITO, ZnO or SnO ₂ is formed on the other substrate 212 such as glass, and a polymer thin film such as polyimide is oriented on the transparent conductive electrode 211. The film 210 is applied, and finally these are bonded together with a certain gap, and the ferroelectric liquid crystal 209 is injected into the gap.

【００１７】光導電層２０６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、例えばＳｅ，ＳｅＴｅ，ＡｓＳｅ等の非晶質
半導体、例えばＳｉ，Ｇｅ，Ｓｉ_1-xＣ_x，Ｓｉ_1-xＧ
ｅ_x，Ｇｅ_1-xＣ_x(0<x<１)の多結晶または非晶質半導
体、また、（１）例えば無金属フタロシアニン（以下フ
タロシアニンをＰｃと略す），ＸＰｃ（Ｘ＝Ｃｕ，Ｎ
ｉ，Ｃｏ，ＴｉＯ，Ｍｇ，Ｓｉ（ＯＨ）₂ など），Ａｌ
ＣｌＰｃＣｌ，ＴｉＯＣｌＰｃＣｌ，ＩｎＣｌＰｃＣ
ｌ，ＩｎＣｌＰｃ，ＩｎＢｒＰｃＢｒなどのフタロシア
ニン顔料、（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およびペニレン酸
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／ＴＮＦ
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。The material used for the photoconductive layer 206 is, for example, CdS, CdTe, CdSe, ZnS, ZnSe, Ga.
Compound semiconductors such as As, GaN, GaP, GaAlAs and InP, for example, amorphous semiconductors such as Se, SeTe and AsSe, such as Si, Ge, Si _1-x C _x and Si _1-x G
e _x , Ge _1-x C _x (0 <x <1) polycrystalline or amorphous semiconductor, and (1) For example, metal-free phthalocyanine (hereinafter phthalocyanine is abbreviated as Pc), XPc (X = Cu, N
i, Co, TiO, Mg, Si (OH) _2, etc.), Al
ClPcCl, TiOClPcCl, InClPcC
1, phthalocyanine pigments such as InClPc and InBrPcBr, (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 pigment, (6) polycyclic quinones such as anthraquinones and pyrenequinones, (7) cyanine dyes, (8) xanthene dyes, (9) PVK / TNF
There are organic semiconductors such as charge transfer complexes such as (10), eutectic complexes formed from (10) pyrylium salt dye and polycarbonate resin, and (11) azurenium salt compounds.

【００１８】また、非晶質のＳｉ，Ｇｅ，Ｓｉ_1-xＣ_x，
Ｓｉ_1-xＧｅ_x，Ｇｅ_1-xＣ_x（以下、ａ−Ｓｉ，ａ−Ｇ
ｅ，ａ−Ｓｉ_1-xＣ_x，ａ−Ｓｉ_1-xＧｅ_x，ａ−Ｇｅ_1-x
Ｃ_xのように略す）を光導電層２０６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
くするおよ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，Ａ
ｌ，Ｇａなどの元素を、またはｎ型不純物であるＰ，Ａ
ｓ，Ｓｂなどの元素を添加してもよい。Amorphous Si, Ge, Si _1-x C _x ,
_{Si 1-x Ge x, Ge} 1-x C x ( hereinafter, a-Si, a-G
e, a-Si _1-x C _x , a-Si _1-x Ge _x , a-Ge _1-x
Abbreviated as C _x ) for the photoconductive layer 206,
Hydrogen or halogen elements may be included, and oxygen or nitrogen may be included to reduce the dielectric constant and increase the resistivity. To control the resistivity, B and A which are p-type impurities
elements such as l and Ga, or P and A that are n-type impurities
Elements such as s and Sb may be added.

【００１９】さらに、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２０６内に空乏層を形成
するようにして誘電率および暗抵抗あるいは動作電圧極
性を制御してもよい。Further, amorphous materials doped with impurities as described above are stacked to form p / n, p / i, i / n and p / i / n.
The dielectric constant and the dark resistance or the operating voltage polarity may be controlled by forming a junction such as the above and forming a depletion layer in the photoconductive layer 206.

【００２０】このような構造は、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２０６内に空乏層を形成してもよい。ま
た、光導電層２０６の膜厚は０．１〜１０μｍが望まし
い。In such a structure, not only an amorphous material but also a depletion layer may be formed in the photoconductive layer 206 by stacking two or more kinds of the above materials to form a heterojunction. The film thickness of the photoconductive layer 206 is preferably 0.1 to 10 μm.

【００２１】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２０１（４０ｍｍ×４０
ｍｍ×０．３ｍｍ）上にスパッタ法により透明導電性電
極２０２としてのＩＴＯ薄膜を堆積する。ＩＴＯ膜の厚
さは１０００Åとした。そして、光導電層２０６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２０
３、ｉ層２０４、ｎ層２０５の厚みはそれぞれ１０００
Å、１４５００Å、４５００Åであり、合計で２μｍに
なるようにした。ｐ層２０３には不純物としてＢ（ホウ
素）を４００ｐｐｍ、ｎ層２０５にはＰ（燐）を４０ｐ
ｐｍ添加した。ｉ層２０４は無添加である。An example of a specific method for producing this element will be described. First, a glass substrate 201 (40 mm × 40
(mm × 0.3 mm), an ITO thin film as a transparent conductive electrode 202 is deposited by a sputtering method. The thickness of the ITO film was 1000Å. Then, as the photoconductive layer 206, amorphous silicon (a-Si: H) having a pin structure is deposited by the plasma CVD method. P layer 20 at this time
3, the i-layer 204 and the n-layer 205 each have a thickness of 1000
Å, 14500Å, 4500Å, so that the total is 2 μm. The p layer 203 contains 400 ppm of B (boron) as an impurity, and the n layer 205 contains 40 p of P (phosphorus).
pm was added. The i layer 204 is not added.

【００２２】次に金属反射膜２０７を作成するために、
真空蒸着法により全面にＣｒ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２０７の大きさは２０μｍ□であり、画素
間の幅は５μｍとし、また、画素数は１０⁶ （１０００
×１０００）とした。Next, in order to form the metal reflection film 207,
Cr was formed on the entire surface by a vacuum deposition method. After that, it was divided into minute shapes by using photolithography. At this time, the size of the metal reflection film 207 is 20 μm □, the width between pixels is 5 μm, and the number of pixels is 10 ⁶ (1000
× 1000).

【００２３】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
２０８を形成した。このときのポリイミドの厚みは１０
０Åとした。配向処理はナイロン布で配向膜２０８上を
一方向に擦ることにより行った。Polyamic acid was applied from above by a spin coating method and heat-cured to form a polyimide alignment film 208. The thickness of the polyimide at this time is 10
It was 0Å. The alignment treatment was performed by rubbing the alignment film 208 in one direction with a nylon cloth.

【００２４】もう一方の基板２１２（ガラス）上にも同
様にしてＩＴＯ透明導電性電極２１１を形成し、ポリイ
ミド配向膜２１０を形成して配向処理を行った。Similarly, an ITO transparent conductive electrode 211 was formed on the other substrate 212 (glass), a polyimide alignment film 210 was formed, and an alignment treatment was performed.

【００２５】次に、この基板２１２上に直径１μｍのビ
ーズを分布させてもう一方の基板２０１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２０９を注入して熱
処理を行うことにより空間光変調素子２１３が完成し
た。Next, beads having a diameter of 1 μm were distributed on this substrate 212 and the other substrate 201 was bonded to form a gap of 1 μm between the two substrates.
Finally, the spatial light modulator 213 was completed by injecting the ferroelectric liquid crystal 209 into this gap and performing heat treatment.

【００２６】空間光変調素子の別の構成例を図３に示
す。これは基本的な構造は、図２の空間光変調素子と同
じであるが、異なるところとしては以下の所がある。 （１）基板３０１と透明導電性電極３０３の間に例えば
Ｃｒ、Ａｌ、Ｔｉ、Ａｇなどの金属からなる入力遮光膜
３０２を形成して、書き込み光により画素分離３１５部
分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３１０の間の光導電層３０７の
ｎ層３０６の全部及びｉ層３０５の一部をエッチングに
より除去し、溝を形成する。これにより隣合う金属反射
膜３１０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３０８を形成す
る。これにより、読み出し出力光が光導電層３０７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）溝の部分に有機出力遮光膜３０９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。Another configuration example of the spatial light modulator is shown in FIG. The basic structure of this is the same as that of the spatial light modulator of FIG. 2, but different points are as follows. (1) An input light-shielding film 302 made of a metal such as Cr, Al, Ti, or Ag is formed between the substrate 301 and the transparent conductive electrode 303, and the writing light lowers the resistance of the pixel separation 315 portion, and thus It is possible to prevent the deterioration of the resolution due to the occurrence of crosstalk. (2) The entire n layer 306 and a part of the i layer 305 of the photoconductive layer 307 between the adjacent metal reflection films 310 are removed by etching to form a groove. As a result, the adjacent metal reflection films 310 are not electrically connected by the n layer having a low resistance, and are electrically separated to improve the resolution. (3) At the bottom of the groove formed in (2), for example, Al, Cr, T
An output light-shielding film 308 made of a metal such as i or Ag is formed. This eliminates a switching malfunction due to the read output light sneaking into the photoconductive layer 307 side.
The read light intensity can be increased. (4) The organic output light-shielding film 309 is put in the groove portion.
As a result, the degree of blocking the read light is further improved.

【００２７】この他にも、例えば図２において金属反射
膜２０７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。これを図４に示す。Other than this, for example, there is a spatial light modulator having a structure in which a dielectric reflection film is formed on the entire surface instead of the metal reflection film 207 in FIG. This is shown in FIG.

【００２８】次に、これらの空間光変調素子の駆動方法
及び動作原理について簡単に説明する。駆動パルス波形
の一例として、図５にあるような単極性パルスを用いた
場合について述べる。これは消去パルス５０１と書き込
み期間５０２の連続である。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５０１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。次に低電圧の書き込み期間５０２になる
と光導電層は逆方向バイアス状態になるが、書き込み光
の強度に比例した光電流が発生し、強誘電性液晶と光導
電層の界面に電荷Ｑが蓄積される。そして、強誘電性液
晶はこの電荷とバランスするような分極反転状態Ｐ（−
Ps＜Ｐ＜＋Ps；Psは自発分極の大きさ）に保たれる。こ
の状態は、液晶層内で面積的に＋Psと−Ps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。ここでは、光電流の量、すなわち書
き込み光の強度によって液晶の分極状態、すなわち読み
出し光強度が制御できるので、中間調を実現できる。Next, the driving method and operating principle of these spatial light modulators will be briefly described. As an example of the drive pulse waveform, a case of using a unipolar pulse as shown in FIG. 5 will be described. This is a continuation of the erase pulse 501 and the writing period 502. When the erasing pulse 501 is applied to the spatial light modulator in which the photoconductive layer having a rectifying property and the ferroelectric liquid crystal layer are connected in series, a forward voltage is applied to the photoconductive layer so that the photoconductive layer is brought into a low resistance state and becomes ferroelectric. Liquid crystal is forcibly turned off. Next, in the low voltage writing period 502, the photoconductive layer is in the reverse bias state, but a photocurrent proportional to the intensity of the writing light is generated, and the charge Q is accumulated at the interface between the ferroelectric liquid crystal and the photoconductive layer. To be done. The ferroelectric liquid crystal has a polarization inversion state P (-
Ps <P <+ Ps; Ps is kept to be the magnitude of spontaneous polarization. It is considered that this state is a state in which + Ps and −Ps states are distributed in an area in the liquid crystal layer or a transitional state of inversion of liquid crystal molecules. Here, since the polarization state of the liquid crystal, that is, the reading light intensity can be controlled by the amount of photocurrent, that is, the writing light intensity, a halftone can be realized.

【００２９】（実施例１）まず、空間光変調素子の入出
力光強度特性について述べる。図２、図３、図４などの
ように強誘電性液晶層とａ−Ｓｉ：Ｈのような整流性を
有する光導電層からなる空間光変調素子を図５の駆動パ
ルス波形で駆動し、入力光として連続光を用いるときに
は、上記の電荷量Ｑによって強誘電性液晶の分極反転
量、すなわち透過率が決定されると考えることにより書
き込み光強度Ｌと出力光強度Ｙの関係は理論的に導かれ
る。いま、特に空間光変調素子の入力側に入力光を強度
変調する手段としての透過率τのフィルターを挿入した
場合には、強誘電性液晶にスイッチングを起こさせるた
めに必要な閾値書き込み光強度L₁および強誘電性液晶を
完全にスイッチングさせるために必要な書き込み光強度
Lsを用いて、 （１）L₁＞０のとき（すなわち、Vf₀＞−Vth₁のとき）
（数１）で表される。Example 1 First, the input / output light intensity characteristics of the spatial light modulator will be described. As shown in FIGS. 2, 3 and 4, a spatial light modulator including a ferroelectric liquid crystal layer and a photoconductive layer having a rectifying property such as a-Si: H is driven with the drive pulse waveform of FIG. When continuous light is used as the input light, the relationship between the writing light intensity L and the output light intensity Y is theoretically considered by considering that the polarization reversal amount of the ferroelectric liquid crystal, that is, the transmittance is determined by the charge amount Q. Be guided. Now, especially when a filter having a transmittance τ is inserted on the input side of the spatial light modulator as a means for intensity-modulating the input light, the threshold write light intensity L required to cause switching in the ferroelectric liquid crystal is L ₁ and write light intensity required to completely switch the ferroelectric liquid crystal
Using Ls, (1) When L ₁ > 0 (that is, when Vf ₀ > −Vth ₁ )
It is represented by (Equation 1).

【００３０】[0030]

【数１】 [Equation 1]

【００３１】（２）L₁≦０のとき（すなわち、Vf₀≦−V
th₁のとき）（数２）となる。(2) When L ₁ ≤0 (that is, Vf ₀ ≤-V
(when th ₁ ) (Equation 2)

【００３２】[0032]

【数２】 [Equation 2]

【００３３】ここで、L₁およびLsは、（数３）で定義さ
れる。Here, L ₁ and Ls are defined by (Equation 3).

【００３４】[0034]

【数３】 [Equation 3]

【００３５】なお、ここで、図５の駆動パルス波形の消
去パルス５０１の電圧値及びパルス幅をVe、Te、書き込
み期間５０２の電圧値及びパルス幅をVw、Twとしてあ
る。また、強誘電性液晶層の分極反転特性（液晶層への
印加電圧と分極状態Ｐの関係）としては、図６のように
表されるとしてある。印加電圧を正の値から徐々に減少
して行くとＡ→Ｂ→Ｃ→Ｄ→Ｅと変化するが、このとき
に分極状態がＰ＝＋Psから減少を始めるとき（点Ｃ）の
電圧を−Vth₁、Ｐ＝−Psに達するとき（点Ｄ）の電圧を
−Vth₂、ＣＤ間の傾きをCp（＝２Ps／（Vth₂−Vth₁））
としてある。また、強誘電性液晶層およびａ−Ｓｉ：Ｈ
の容量をCf、Caとし、ａ−Ｓｉ：Ｈの拡散電位をVdとし
てある。また、ｈはプランク定数、νは書き込み光の振
動数、ｅは電子の電荷、ηはａ−Ｓｉ：Ｈの書き込み光
による光電流発生の量子効率である。また出力光強度Ｙ
としては、強誘電性液晶の透過率の、駆動パルス波形１
周期にわたる時間平均値を採用してある。なお、（数
１）〜（数３）の特性を簡単化すると、（１）、（２）
のどちらの場合に属するかに関係なく（数４）とまとめ
ることができる。The voltage value and pulse width of the erase pulse 501 of the drive pulse waveform shown in FIG. 5 are Ve and Te, and the voltage value and pulse width of the writing period 502 are Vw and Tw. Further, the polarization inversion characteristic of the ferroelectric liquid crystal layer (relationship between the voltage applied to the liquid crystal layer and the polarization state P) is as shown in FIG. When the applied voltage gradually decreases from a positive value, it changes in the order of A → B → C → D → E. At this time, the voltage when the polarization state starts to decrease from P = + Ps (point C) is − Vth _1, when it reaches the P = -Ps the slope of the voltage between the -Vth _2, CD of (point D) Cp (= 2Ps / ( Vth 2 -Vth 1))
There is. In addition, the ferroelectric liquid crystal layer and a-Si: H
Is Cf and Ca, and the diffusion potential of a-Si: H is Vd. Further, h is the Planck's constant, ν is the frequency of the writing light, e is the charge of the electron, and η is the quantum efficiency of photocurrent generation by the writing light of a-Si: H. Output light intensity Y
Is the drive pulse waveform 1 of the transmittance of the ferroelectric liquid crystal.
The time average value over the cycle is adopted. If the characteristics of (Equation 1) to (Equation 3) are simplified, (1) and (2)
Regardless of which case it belongs to (Equation 4).

【００３６】[0036]

【数４】 [Equation 4]

【００３７】すなわち、入出力光強度特性は２つのパラ
メータL₁、Lsのみにより決定されることになる。従っ
て、かりにCf、Vth₁、Ps、およびCpの強誘電性液晶に関
係するパラメータが変動してもL₁、Lsが不変になるよう
にVe、Vw、Tw、τを調節できれば入出力光強度特性は不
変になる。That is, the input / output light intensity characteristic is determined only by the two parameters L ₁ and Ls. Therefore, if Ve, Vw, Tw, and τ can be adjusted so that L ₁ and Ls remain unchanged even if the parameters related to the ferroelectric liquid crystal such as Cf, Vth ₁ , Ps, and Cp change, the input / output light intensity The characteristics are unchanged.

【００３８】さて、いまパラメータCf、Vth₁、Ps、およ
びCpが変動してその結果L₁およびLsがそれぞれdL₁およ
びdLsだけ変動したとする。このとき書き込み光強度Ｌ
が一定の時の出力光強度Ｙの変化は、（数５）で与えら
れる。Now, it is assumed that the parameters Cf, Vth ₁ , Ps, and Cp have changed, and as a result, L ₁ and Ls have changed by dL ₁ and dLs, respectively. At this time, the writing light intensity L
The change in the output light intensity Y when is constant is given by (Equation 5).

【００３９】[0039]

【数５】 [Equation 5]

【００４０】これを用いると、例えば２種類の異なる書
き込み光強度Ｌ＝L_A、Ｌ＝L_Bに対する出力光強度の変化
dY_A、dY_Bを観測すれば、以下に示す（数６）の計算式に
よりL₁およびLsの変化分dL₁、dLsを逆算することができ
る。Using this, for example, the change of the output light intensity with respect to two different writing light intensities L = L _A and L = L _B
By observing dY _A and dY _B , it is possible to back-calculate the changes dL ₁ and dLs of L ₁ and Ls according to the following formula (Equation 6).

【００４１】[0041]

【数６】 [Equation 6]

【００４２】この（数６）において、例えば（∂Ｙ／∂
L₁）_L=LAなどは、書き込み光強度がＬ＝L_Aのときの偏微
分係数を表す。このようにしてdL₁およびdLsの値が求ま
れば、L₁およびLsに対して丁度−dL₁および−dLsの変化
を起こさせるように駆動条件および光書き込み条件を補
正すればよい。すなわち、（数４）に対して（数７）を
満たすように各条件（Ve、Vw、Tw、τ）をそれぞれdV
e、dVw、dTw、ｄτだけ変化させる。In this (Equation 6), for example, (∂Y / ∂
L ₁ ) _{L = LA and the} like represent partial differential coefficients when the writing light intensity is L = L _A. When the values of dL ₁ and dLs are obtained in this way, the driving condition and the optical writing condition may be corrected so that the changes of −dL ₁ and −dLs are exactly caused with respect to L ₁ and Ls. That is, each condition (Ve, Vw, Tw, τ) is set to dV so that (Equation 7) is satisfied with respect to (Equation 4).
Change only e, dVw, dTw, and dτ.

【００４３】[0043]

【数７】 [Equation 7]

【００４４】変化のさせ方としては、例えば（数８）と
して、駆動方法のみに帰還をかけることができる。As a method of changing, for example, (Equation 8), feedback can be applied only to the driving method.

【００４５】[0045]

【数８】 [Equation 8]

【００４６】また、例えば（数９）として駆動方法及び
光書き込み方法の両方に帰還をかけることもできる。Further, for example, as in (Equation 9), feedback can be applied to both the driving method and the optical writing method.

【００４７】[0047]

【数９】 [Equation 9]

【００４８】この他にも、例えばdVeが零でないような
変化のさせ方もありうる。なお、以上では書き込み光強
度としてL_AおよびL_Bの２つの値を設定してこれらからdL
₁およびdLsを求めてあるが、３つ以上の値をとることも
可能である。すなわち、例えば３つ以上の書き込み光強
度L⁽ⁱ⁾（ｉ＝１，２，３，・・・）に対してそれぞれ出
力光強度Y⁽ⁱ⁾（ｉ＝１，２，３，・・・）を測定し、
（数４）のＹを用いて表した（数１０）において、Ｄを
最小にするようなL₁、Lsの値を算出してこれらの値の変
化分を求めることができる。Other than this, for example, there may be a method of changing so that dVe is not zero. In the above, the writing light intensity is set to two values, L _A and L _B , and dL
_{Although 1} and dLs are obtained, it is possible to take three or more values. That is, for example, with respect to three or more writing light intensities L ⁽ⁱ⁾ (i = 1, 2, 3, ...), output light intensities Y ⁽ⁱ⁾ (i = 1, 2, 3 ,. ) Is measured,
In (Equation 10) represented by using Y in (Equation 4), it is possible to calculate the values of L ₁ and Ls that minimize D and obtain the change amount of these values.

【００４９】[0049]

【数１０】 [Equation 10]

【００５０】また、書き込み光強度としてただ１つの値
L_Aしか用いない場合には当然（数５）に対応してただ１
つの関係式しか得られないのでdL₁およびdLsを一通りに
決定することはできない。つまり、入出力光強度特性を
不変に保つような帰還のかけ方を見いだすことはできな
い。しかし、この方法でもL_A近傍での書き込み光強度で
近似的に入出力光強度特性を安定化させることは可能で
ある。Also, there is only one value as the writing light intensity.
If only L _A is used, of course it corresponds to (Equation 5) and only 1
Since only one relational expression is obtained, dL ₁ and dLs cannot be determined in a single manner. In other words, it is not possible to find a way of feedback that keeps the input / output light intensity characteristics unchanged. However, even with this method, it is possible to approximately stabilize the input / output light intensity characteristics with the write light intensity near L _A.

【００５１】さて実際に、図３の空間光変調素子３１７
について入力光強度と出力光強度の関係を測定してみ
た。駆動パルスとしては図５のものを用いてあるが、消
去パルス５０１の長さはTe＝０．１ｍｓｅｃ、電圧値は
Ve＝１５Ｖであり、書き込み期間５０２の長さはTw＝
１．１ｍｓｅｃ、電圧値Vwは−４．０５Ｖから＋１．３
５Ｖの範囲内で変化させてある。測定に当たっては、空
間光変調素子の書き込み側には透過率可変のフィルター
を挿入せずに直接光書き込みを行ってある。このときの
測定結果を図７に示す。この図から分かるように、いず
れのVwの場合でも書き込み光強度Ｌの増加と共に出力光
強度Ｙが増加する。また、Vwの増加に従ってプロット全
体が書き込み光強度の高いほうにシフトしていくが、そ
のときのシフト量はVwの変化にほぼ比例しているのがわ
かる。これらの入出力光強度特性を（数１）または（数
２）で与えられる理論的な特性と比較したところ、Ls＝
２９０μW/cm² に固定し、かつL₁の値をL₁＝１００＋３
０Vw（L₁、Vwの単位はそれぞれμW/cm² 、Ｖ）としたと
きにほぼ全てのVwに対するプロットが理論曲線と一致し
た。各Vwに対する理論曲線は図７に併せて示す通りであ
る。Vw＝−４．０５ＶのときはVf₀ ＜−Vth₁に対応し、
それ以外はVf₀ ≧−Vth₁に対応することがわかる。Now, actually, the spatial light modulator 317 of FIG.
I measured the relationship between input light intensity and output light intensity. Although the drive pulse shown in FIG. 5 is used, the length of the erase pulse 501 is Te = 0.1 msec, and the voltage value is
Ve = 15V, and the length of the writing period 502 is Tw =
1.1 msec, voltage value Vw is -4.05V to +1.3
It is changed within the range of 5V. In the measurement, optical writing is performed directly without inserting a filter with variable transmittance into the writing side of the spatial light modulator. The measurement result at this time is shown in FIG. As can be seen from this figure, the output light intensity Y increases as the writing light intensity L increases for any Vw. Also, as the Vw increases, the entire plot shifts to the higher writing light intensity, and the shift amount at that time is almost proportional to the change in Vw. When these input / output light intensity characteristics are compared with the theoretical characteristics given by (Equation 1) or (Equation 2), Ls =
Fixed to 290μW / cm ^2, and the value of L ₁ L ₁ = 100 + 3
When 0 Vw (units of L ₁ and Vw are μW / cm ² and V, respectively), almost all plots for Vw coincided with the theoretical curve. The theoretical curves for each Vw are as shown in FIG. 7. When Vw = -4.05 V, it corresponds to Vf ₀ <-Vth ₁ ,
It can be seen that the other cases correspond to Vf ₀ ≧ −Vth ₁ .

【００５２】本測定において、入力側に透過率τのフィ
ルターを挿入し、かつ書き込み期間の長さTwを１．１ｍ
ｓｅｃから変化させた場合には、L₁およびLsは、（数１
１）とすればよいことが（数３）より類推される。In this measurement, a filter having a transmittance τ was inserted on the input side, and the writing period length Tw was 1.1 m.
When changed from sec, L ₁ and Ls are (equation 1
It is inferred from (Equation 3) that 1) should be adopted.

【００５３】[0053]

【数１１】 [Equation 11]

【００５４】ただし、L₁、Lsの単位はμW/cm² 、Vwの単
位はＶ、Twの単位はｍｓｅｃ、そしてτは無次元の数で
ある。なお、ここでは消去パルスの電圧値はVe＝１５Ｖ
に固定してある。However, the unit of L ₁ and Ls is μW / cm ² , the unit of Vw is V, the unit of Tw is msec, and τ is a dimensionless number. Here, the erase pulse voltage value is Ve = 15V.
It is fixed to.

【００５５】（実施例２）空間光変調素子の入出力光強
度特性を一定に保つための手段を有する投写型ディスプ
レイシステムの例を図１に示す。空間光変調素子１０３
としては先に作製した画素数１０⁶ 、画素ピッチ２５μ
ｍのものを用いた。入力画像情報としては、空間光変調
素子１０３の書き込み側に置かれたＣＲＴ１０１をもち
いる。ＣＲＴ１０１の画像提示の周期は１６．７ｍｓｅ
ｃである。セルフォックレンズアレイ１０２はＣＲＴ１
０１の画像を空間光変調素子１０３の入力面に結像する
ためのものである。空間光変調素子１０３の読みだし側
は２５０Ｗのメタルハライドランプ１０５により照射
し、偏光ビームスプリッタ１０４、レンズ１０６により
スクリーン１０７上に出力画像を提示している。ＣＲＴ
１０１の画像提示面の一部分には何通りかの強度の連続
光を発生し得る参照用光発生部１１４を設けてあり、こ
の光に対応する出力光の強度はスクリーン１０７上で光
検出器１０９によりモニターされる。そして、その値に
応じて、Ａ／Ｄ変換部１１０・演算部１１１・Ｄ／Ａ変
換部１１２から構成される信号処理系によって制御信号
が発生され、駆動パルス発生部１０８あるいは透過率可
変フィルター１１３ヘ送られる。駆動パルス発生部１０
８による駆動パルス波形や、透過率可変フィルター１１
３の透過率はこの制御信号に応じて変化させられる。(Embodiment 2) FIG. 1 shows an example of a projection display system having means for keeping constant the input / output light intensity characteristics of a spatial light modulator. Spatial light modulator 103
As for the number of pixels prepared earlier, 10 ⁶ , pixel pitch 25μ
m was used. As the input image information, the CRT 101 placed on the writing side of the spatial light modulator 103 is used. CRT 101 image presentation cycle is 16.7 mse
c. Selfoc lens array 102 is CRT1
The image No. 01 is formed on the input surface of the spatial light modulator 103. The reading side of the spatial light modulator 103 is illuminated by a 250 W metal halide lamp 105, and an output image is presented on a screen 107 by a polarization beam splitter 104 and a lens 106. CRT
A part of the image presentation surface of 101 is provided with a reference light generation part 114 capable of generating continuous light of several intensities, and the intensity of the output light corresponding to this light is detected by the photodetector 109 on the screen 107. Monitored by. Then, according to the value, a control signal is generated by a signal processing system including the A / D conversion unit 110, the calculation unit 111, and the D / A conversion unit 112, and the drive pulse generation unit 108 or the transmittance variable filter 113. Sent to. Drive pulse generator 10
8 drive pulse waveform and transmittance variable filter 11
The transmittance of No. 3 is changed according to this control signal.

【００５６】なお、図１において、セルフォックレンズ
アレイ１０２は通常のレンズによる結像光学系によって
も置き換えられるものである。また、偏光ビームスプリ
ッタ１０４のかわりに通常のビームスプリッタと偏光子
・検光子の組合せを用いてもよい。また、Ａ／Ｄ変換部
１１０・演算部１１１・Ｄ／Ａ変換部１１２および駆動
パルス発生部１０８は便宜上機能単位で分離して表示し
たものであるが、これらと同等の機能を持ったまとまっ
た１つの電気回路系として構成しても差し支えない。ま
た、光検出器１０９をスクリーン１０７上に置く場合、
電気的な結線によりＡ／Ｄ変換部１１０に信号を送る変
わりに電波や赤外線などのような無線系により信号を送
る方法、あるいは光検出器１０９の近辺にＡ／Ｄ変換部
１１０を置きデジタル化された信号を同様に無線系で送
る方法なども考えられる。また、参照用光発生部１１４
は特に新しい光源を設けずにＣＲＴ１０１の画像提示部
の一部分をこれにかえることも可能である。In FIG. 1, the SELFOC lens array 102 can be replaced by an image forming optical system using a normal lens. Further, instead of the polarization beam splitter 104, a combination of an ordinary beam splitter and a polarizer / analyzer may be used. Further, the A / D conversion unit 110, the calculation unit 111, the D / A conversion unit 112, and the drive pulse generation unit 108 are separately displayed for each functional unit for convenience of description, but they have a function equivalent to them. It may be configured as one electric circuit system. When the photodetector 109 is placed on the screen 107,
Instead of sending a signal to the A / D converter 110 by electrical connection, a method of sending a signal by a wireless system such as radio waves or infrared rays, or placing the A / D converter 110 near the photodetector 109 for digitization A method of transmitting the generated signal by a wireless system is also conceivable. In addition, the reference light generator 114
It is also possible to replace a part of the image presentation unit of the CRT 101 with a new light source.

【００５７】さらに、光検出器１０９はスクリーン上で
なく例えばレンズ１０６の直前または直後に置いてもよ
い。また、レンズは複数枚あってもよく、この場合光検
出器はレンズ系の内部にあってもよい。このようにレン
ズ系の近傍に光検出器を置けば、投写系とスクリーンの
間の位置合わせが不要になるという利点がある。Further, the photodetector 109 may be placed immediately before or after the lens 106 instead of on the screen. There may be a plurality of lenses, in which case the photodetector may be inside the lens system. Placing the photodetector near the lens system in this way has the advantage of eliminating the need for alignment between the projection system and the screen.

【００５８】透過率可変フィルターの構成および透過率
制御手段としては、例えば液晶パネルを偏光子・検光子
で挟み込んだものを用い、液晶パネルへの印加電圧を変
えることにより透過率を制御する方法、あるいは２枚の
偏光板を重ねあわせてそのうちの１枚を回転させること
により透過率を制御する方法などが考えられる。ここで
は前者の方法を用いている。As the structure of the variable transmittance filter and the transmittance controlling means, for example, a liquid crystal panel sandwiched between a polarizer and an analyzer is used, and the transmittance is controlled by changing the voltage applied to the liquid crystal panel, Alternatively, a method of controlling the transmittance by superimposing two polarizing plates and rotating one of them can be considered. The former method is used here.

【００５９】さて、実際にこの系を動作させるに当た
り、基準となる動作条件を以下のようにして求める。ま
ず光書き込み条件及び駆動条件として、Vw＝−２．７
Ｖ、Tw＝１．１ｍｓｅｃ、τ＝０．８と設定した。（数
１１）によるとL₁＝２３．８μW/cm² 、Ls＝３６３μW/
cm² となる。そして参照用光発生部１１４の光強度とし
て例えばL_A＝１００μW/cm² 、L_B＝４００μW/cm² の２
種類の値を設定し、これらの値に対する出力光強度を
（数１）〜（数３）により計算するとY_A＝０．０８、Y_B
＝０．４９となる。Now, when actually operating this system, a reference operating condition is obtained as follows. First, as the optical writing condition and the driving condition, Vw = −2.7
V, Tw = 1.1 msec, and τ = 0.8 were set. According to (Equation 11), L ₁ = 23.8 μW / cm ² , Ls = 363 μW /
It becomes cm ² . And for example, as the light intensity of the reference light generating unit ^{_{114 L A = 100μW / cm 2}} , L B = 2 of 400 W / cm ²
When the values of the types are set and the output light intensities for these values are calculated by (Equation 1) to (Equation 3), Y _A = 0.08, Y _B
= 0.49.

【００６０】次に、実際にこの条件のもとで系を動作さ
せるときの演算部１１１の動作を具体的に述べる。２種
類の書き込み光強度L_A、L_Bに対する出力光強度を測定し
（測定値をY_A'およびY_B'とする）、基準条件からのずれ
dY_A＝Y_A'−Y_AおよびdY_B＝Y_B'−Y_Bを計算する。この値を
（数６）に代入することによりL₁およびLsの変化量dL ₁
およびdLsが求まる。なお、（数６）において（∂Ｙ／
∂Ls）_L=LAなどの偏微分係数は（数１）あるいは（数
２）を偏微分した式に、L₁＝２３．８μW/cm² 、Ls＝３
６３μW/cm²、およびL_A＝１００μW/cm² 、L_B＝４００
μW/cm²などを代入することにより求められる。実際に
（数６）でdL₁およびdLsを計算すると、以下に示す（数
１２）のようになる。Next, the system is actually operated under this condition.
The operation of the calculation unit 111 when the operation is performed will be specifically described. Two kinds
Writing light intensity L_A, L_BMeasure the output light intensity to
(Measured value is Y_A'And Y_B'), Deviation from standard conditions
dY_A= Y_A'−Y_AAnd dY_B= Y_B'−Y_BTo calculate. This value
By substituting in (Equation 6), L₁And the change amount of Ls dL ₁
And dLs are obtained. In addition, in (Equation 6), (∂Y /
∂Ls)_{L = LA}The partial differential coefficient such as (Equation 1) or (Equation
2) to the partial differentiation formula, L₁= 23.8 μW / cm² , Ls = 3
63 μW / cm², And L_A= 100 μW / cm² , L_B= 400
μW / cm²It is calculated by substituting actually
DL in (Equation 6)₁And dLs are calculated as follows (number
It becomes like 12).

【００６１】[0061]

【数１２】 [Equation 12]

【００６２】ここで、L₁およびLsの単位はμW/cm² 、dY
_AおよびdY_Bは無次元の数である。これらのdL₁およびdLs
の値を（数９）に代入すればVwおよびτをどれだけ変化
させればよいかが求まる。この式における∂L₁／∂τな
どの偏微分係数は（数１１）を偏微分した式にVw＝−
２．７Ｖ、Tw＝１．１ｍｓｅｃ、τ＝０．８を代入すれ
ば求まる。実際にdVwおよびdτの算出式を求めると、以
下に示す（数１３）のようになる。Here, the unit of L ₁ and Ls is μW / cm ² , dY
_A and dY _B are dimensionless numbers. These dL ₁ and dLs
By substituting the value of into (Equation 9), it is possible to determine how much Vw and τ should be changed. The partial differential coefficient such as ∂L ₁ / ∂τ in this equation is Vw = −
It can be obtained by substituting 2.7 V, Tw = 1.1 msec, and τ = 0.8. When the calculation formulas for dVw and dτ are actually obtained, the following (Equation 13) is obtained.

【００６３】[0063]

【数１３】 [Equation 13]

【００６４】これにより実際にVwおよびτを変化させれ
ば標準の入出力光強度特性（L₁＝２３．８μW/cm² 、Ls
＝３６３μW/cm² に対応）が保たれる。以上の一連の過
程をある周期（例えば１０ｓｅｃ）で繰り返せば常に一
定の入出力光強度特性が保たれる。As a result, if Vw and τ are actually changed, standard input / output light intensity characteristics (L ₁ = 23.8 μW / cm ² , Ls
(Corresponding to 363 μW / cm ² ) is maintained. By repeating the above series of processes in a certain cycle (for example, 10 sec), a constant input / output light intensity characteristic is always maintained.

【００６５】ここで、測定のタイミングとしては、例え
ば１０ｓｅｃ中の最初の１ｓｅｃでY_Aの測定を行い、次
の１ｓｅｃでY_Bの測定を行い、残りの８ｓｅｃの間にVw
およびdτ を算出し駆動条件や光書き込み条件に補正を
かけるという方法をとることができる。なお、それぞれ
L_AおよびL_Bという一定強度の光を出す２つの参照用光発
生部１１４を隣接させて設置しておき、これらに対する
出力Y_AおよびY_Bを同時に観測することも勿論可能であ
る。Here, as the measurement timing, for example, Y _A is measured in the first 1 sec of 10 sec, Y _B is measured in the next 1 sec, and Vw is measured during the remaining 8 sec.
And dτ can be calculated and the driving condition and the optical writing condition can be corrected. In addition, each
It is, of course, possible to place two reference light generators 114, L _A and L _B, which emit light of constant intensity, adjacent to each other, and simultaneously observe the outputs Y _A and Y _B for them.

【００６６】以上のような方法で実際に系を動作させて
みたところ、スクリーン上での出力画像の中間調表示特
性は５００時間の経過後も初期状態に対して殆ど変化は
みられなかった。これは空間光変調素子１０３の入出力
光強度特性が一定に保たれていることを示している。次
に比較のために帰還をかけずに一定の駆動条件および光
書き込み条件のままで動作をさせてみた。すると、数分
後には中間調の表示特性が変化し、画面全体が白く浮き
上がる方へと変化して入った。これにより、帰還をかけ
ることによって中間調表示特性が安定化されることがわ
かる。When the system was actually operated by the above method, the halftone display characteristics of the output image on the screen showed almost no change from the initial state even after the elapse of 500 hours. This indicates that the input / output light intensity characteristic of the spatial light modulator 103 is kept constant. Next, for comparison, an operation was performed under constant driving conditions and optical writing conditions without feedback. Then, after a few minutes, the display characteristics of the halftone changed, and the whole screen changed to white and floated. As a result, it is understood that the halftone display characteristic is stabilized by applying feedback.

【００６７】なお、以上の例においてはY_AおよびY_Bの測
定を１ヶ所のみで行っているが、複数の参照用光発生部
１１４を設けてこれらに対応して複数の（Y_A、Y_B）の組
の測定を行って平均値をとってから処理を行うとより精
度が上がる。また、例えば空間光変調素子１０３の有効
面積内での温度分布が一様でないと、Psなどの強誘電性
液晶の特徴量も面内で分布を持った変化をする。従っ
て、このような温度分布を考慮した上で透過率可変フィ
ルター１１３の透過率変化にも面内で分布をもたせるな
どの工夫をすれば更に安定な中間調表示が可能になる。[0067] Incidentally, in the above example is Y _A and Y is measured is performed in only one place of _B, and a plurality of reference light generating section 114 corresponding to the plurality of (Y _A, Y _The accuracy will be improved if the set of _B ) is measured and the average value is taken before the processing. Further, for example, if the temperature distribution in the effective area of the spatial light modulator 103 is not uniform, the characteristic amount of the ferroelectric liquid crystal such as Ps also changes with the distribution in the plane. Therefore, if such a temperature distribution is taken into consideration and a change in the transmittance of the variable transmittance filter 113 is made to have an in-plane distribution, a more stable halftone display can be achieved.

【００６８】また、以上においてはスクリーン上で単色
表示を行っているが、これをＲＧＢの３色表示に拡張す
ることも可能である。すなわち、光書き込み手段として
例えば３組のＣＲＴおよび空間光変調素子を用いてそれ
ぞれでＲＧＢの画像信号の書き込みを行う場合、参照用
光発生部１１４および光検出器１０９を３組用意し、光
検出器１０９の前にそれぞれ赤、青、緑の単色フィルタ
ーを置いて各色の成分毎に光強度を検出し、３組の駆動
系及び光書き込み系それぞれに別々に帰還をかけるとい
う方法を用いることができる。Further, in the above, the single color display is performed on the screen, but it is possible to extend this to the three color display of RGB. That is, when RGB image signals are written respectively by using, for example, three sets of CRTs and spatial light modulators as the optical writing means, three sets of the reference light generating section 114 and the photodetector 109 are prepared, and light detection is performed. It is possible to use a method in which red, blue, and green monochromatic filters are placed in front of the container 109 to detect the light intensity for each color component, and the feedback is separately applied to each of the three driving systems and the optical writing system. it can.

【００６９】なお、空間光変調素子として図３以外のも
の、例えば図２や図４に示されている空間光変調素子を
用いても同様に帰還をかけることにより安定な中間調表
示が得られる。Even if a spatial light modulator other than that shown in FIG. 3, for example, the spatial light modulator shown in FIGS. 2 and 4 is used, a stable halftone display can be obtained by feedback similarly. .

【００７０】また、以上のような帰還のかけ方は、投写
型ディスプレイのみならずホログラフィーテレビジョン
や光演算装置などにも勿論応用できるものである。Further, the above feedback method can be applied not only to the projection type display but also to the holographic television, the optical arithmetic unit and the like.

【００７１】（実施例３）次に、（数９）の代わりに
（数８）を用いて駆動方法におけるVwおよびTwのみに帰
還をかける方法で動作を行ってみた。透過率可変フィル
ター１１３の透過率のかわりに書き込み期間の長さTwに
帰還をかける以外は実施例２と全く同じ方法により行っ
た。これによっても実施例２の場合と全く同様の効果が
得られた。なお、この方法を用いる場合は、透過率可変
フィルター１１３そのものを取り外してしまうことも可
能となり、より簡単な構成の系になるという長所があ
る。(Embodiment 3) Next, using (Equation 8) instead of (Equation 9), an operation was performed by a method of feeding back only Vw and Tw in the driving method. The same procedure as in Example 2 was carried out except that feedback was applied to the write period length Tw instead of the transmittance of the variable transmittance filter 113. Also by this, the same effect as in the case of Example 2 was obtained. When this method is used, it is possible to remove the variable transmittance filter 113 itself, and there is an advantage that the system has a simpler configuration.

【００７２】ところで、実施例２および３においては空
間光変調素子の駆動の周期は１．２ｍｓｅｃでありＣＲ
Ｔ１０１の画像提示周期（約１６．７ｍｓｅｃ）とは同
期していない。しかし、これらを互いに同期させて空間
光変調素子の駆動の周期を１６．７ｍｓｅｃにすること
も可能である。その場合、Twを変化させるのは難しいの
で、実施例２のように透過率可変フィルター１１３の透
過率τを変化させるほうが望ましいといえる。By the way, in Examples 2 and 3, the driving period of the spatial light modulator is 1.2 msec, and CR
It is not synchronized with the image presentation cycle of T101 (about 16.7 msec). However, it is also possible to synchronize these with each other and set the drive cycle of the spatial light modulator to 16.7 msec. In that case, since it is difficult to change Tw, it can be said that it is preferable to change the transmittance τ of the transmittance variable filter 113 as in the second embodiment.

【００７３】（実施例４）次に、実施例２において、透
過率可変フィルター１１３の透過率を変化させる代わり
にＣＲＴ１０１の電子ビーム電流値を変えることにより
動作を行ってみた。すなわちＣＲＴ１０１の電子銃にお
いて、映像信号が印加される制御グリッドに直流バイア
ス電圧を重畳し、この直流バイアス電圧値に帰還をかけ
ることにより動作を行った。系の構成としては、透過率
可変フィルター１１３が無く帰還がＣＲＴ１０１の制御
グリッドの直流バイアス電圧値に対してかけられる以外
は図１と全く同じである。この方法によるとＣＲＴ１０
１の前に透過率可変フィルター１１３があるのと同様の
効果が得られ、実施例２と同様に安定な画像が得られ
た。Example 4 Next, in Example 2, the operation was performed by changing the electron beam current value of the CRT 101 instead of changing the transmittance of the variable transmittance filter 113. That is, in the electron gun of the CRT 101, the operation is performed by superimposing the DC bias voltage on the control grid to which the video signal is applied and feeding back the DC bias voltage value. The configuration of the system is exactly the same as that of FIG. 1 except that the variable transmittance filter 113 is not provided and feedback is applied to the DC bias voltage value of the control grid of the CRT 101. According to this method, CRT10
The same effect as having the variable transmittance filter 113 before 1 was obtained, and a stable image was obtained as in Example 2.

【００７４】（実施例５）次に、図１の系においてＣＲ
Ｔ１０１の代わりにバックライトを備えた液晶パネルを
用いて光書き込みを行い動作をさせてみた。これによっ
てもＣＲＴ１０１の場合と同様に安定な画像が得られ
た。(Embodiment 5) Next, in the system of FIG.
Instead of T101, a liquid crystal panel equipped with a backlight was used to perform optical writing and operation. As a result, a stable image was obtained as in the case of the CRT 101.

【００７５】なお、透過率可変フィルター１１３を用い
る代わりに液晶パネルの駆動系自体に帰還をかけて透過
率が変化するようにしたり、バックライトの明るさに対
して帰還をかけたりすることも可能である。Instead of using the variable transmittance filter 113, it is also possible to feedback the driving system itself of the liquid crystal panel to change the transmittance, or to feedback the brightness of the backlight. Is.

【００７６】以上の実施例１〜５においては参照用光と
して連続光を用い、駆動パルスとして図５のものを用い
た場合について述べてあるが、これ以外の場合でも空間
光変調素子の入出力光強度特性が理論的あるいは実験的
に明らかになっている場合であれば同様にして駆動電圧
や光書き込み条件に対してどのような帰還をかければよ
いかを計算により求めることができる。例えば書き込み
光として駆動に同期したパルス光を用いる場合や、駆動
方法として消去パルス、低電圧期間、書き込みパルス、
低電圧期間からなる駆動パルス単位を用いる場合（いず
れも、例えばＫ．アキヤマ他 ジャパニーズ・ジャーナ
ル・オヴ・アプライド・フィズィクス第３０巻第１２Ｂ
号（１９９１年）第３８８７頁から第３８９２頁（Ｋ．
Ａｋｉｙａｍａ ｅｔ．ａｌ．：Ｊａｐ．Ｊ．Ａｐｐ
ｌ．Ｐｈｙｓ．Ｖｏｌ．３０．Ｎｏ．１２Ｂ（１９９
１）ｐｐ．３８８７−３８９２）に記載）についても同
様のことが可能となる。In the above-mentioned Examples 1 to 5, the case where continuous light is used as the reference light and the one shown in FIG. 5 is used as the drive pulse has been described. If the light intensity characteristic is theoretically or experimentally clarified, it is possible to similarly calculate what kind of feedback should be applied to the driving voltage and the optical writing condition. For example, when pulsed light synchronized with driving is used as the writing light, or as the driving method, an erase pulse, a low voltage period, a writing pulse,
When using a drive pulse unit consisting of a low voltage period (in both cases, for example, K. Akiyama et al. Japanese Journal of Applied Physics Vol.
Issue (1991) pp. 3887 to 3892 (K.
Akiyama et. al. : Jap. J. App
l. Phys. Vol. 30. No. 12B (199
1) pp. 3887-3892), the same can be done.

【００７７】なお、参照用光発生部１１４からの光とし
て連続光を用いる場合には当然光書き込み手段による書
き込み光も連続光であることが望ましいが（上記各実施
例のようにＣＲＴを用いる場合でも蛍光体の寿命が空間
光変調素子の駆動パルス周期に比べて十分大きいとみな
せる場合は蛍光体の発光は連続光であると見なせる）、
例えば参照用光発生部１１４は連続光を用い光書き込み
手段による書き込みはパルス光を用いるというように異
なる種類の光を用いる場合でもある程度の効果をあげる
ことができる。When continuous light is used as the light from the reference light generator 114, it is naturally desirable that the writing light by the optical writing means is also continuous light (when the CRT is used as in each of the above embodiments). However, if the lifetime of the phosphor can be considered to be sufficiently longer than the drive pulse period of the spatial light modulator, the emission of the phosphor can be considered to be continuous light),
For example, the reference light generating section 114 can obtain a certain degree of effect even when different types of light are used, for example, continuous light is used and writing by the optical writing means uses pulsed light.

【００７８】[0078]

【発明の効果】本発明は、対向する２枚の透明導電性電
極の間に強誘電性液晶層と整流性を有する光導電層とを
少なくとも挟み込む構造を有した空間光変調素子と、前
記空間光変調素子に入力信号を光で書き込むための光書
き込み部と、前記空間光変調素子を駆動するための電気
駆動部を備えた表示システムにおいて、前記空間光変調
素子の出力光強度を観測し、前記出力光強度の変動に応
じて、前記電気駆動部、または前記光書き込み部の少な
くとも一方に帰還をかける表示システムの駆動方法であ
るため、経時変化に対して安定な空間光変調素子の駆動
方法および光書き込み方法を提供できる。また、例えば
この駆動方法を用いた投写型ディスプレイ装置は、経時
変化に対して安定な中間調表示特性を示す効果がある。The present invention provides 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 the space. In a display system including an optical writing unit for writing an input signal to the optical modulation device by light, and an electric drive unit for driving the spatial light modulation device, the output light intensity of the spatial light modulation device is observed, A method of driving a spatial light modulator that is stable with time because it is a method of driving a display system in which feedback is provided to at least one of the electric drive unit and the optical writing unit in accordance with a change in the output light intensity. And an optical writing method can be provided. Further, for example, a projection display device using this driving method has an effect of exhibiting a stable halftone display characteristic against changes with time.

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

【図１】本発明の空間光変調素子の駆動方法および光書
き込み方法を用いた一実施態様の投写型ディスプレイシ
ステムの図FIG. 1 is a diagram of a projection display system of an embodiment using a method for driving a spatial light modulator and an optical writing method according to the present invention.

【図２】本発明の表示システムに用いられる空間光変調
素子の構造の一例を示す断面図FIG. 2 is a sectional view showing an example of the structure of a spatial light modulator used in the display system of the present invention.

【図３】本発明の表示システムに用いられる別の空間光
変調素子の構造の一例を示す断面図FIG. 3 is a cross-sectional view showing an example of the structure of another spatial light modulator used in the display system of the present invention.

【図４】本発明の表示システムに用いられる誘電体反射
膜を有する空間光変調素子の構造の一例の断面図FIG. 4 is a cross-sectional view of an example of the structure of a spatial light modulator having a dielectric reflection film used in the display system of the present invention.

【図５】本発明の表示システムに用いられる空間光変調
素子を駆動するための駆動パルス波形の図FIG. 5 is a diagram of drive pulse waveforms for driving the spatial light modulator used in the display system of the present invention.

【図６】強誘電性液晶の自発分極Ps、閾値電圧Vth₁およ
び分極反転に基づく容量Cpの関係を示す分極−電圧特性
図FIG. 6 is a polarization-voltage characteristic diagram showing the relationship between the spontaneous polarization Ps of the ferroelectric liquid crystal, the threshold voltage Vth ₁ and the capacitance Cp based on polarization inversion.

【図７】空間光変調素子における、いろいろな書き込み
期間の電圧値に対する入出力光強度特性図FIG. 7 is a characteristic diagram of input / output light intensity with respect to voltage values in various writing periods in the spatial light modulator.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１０１ ＣＲＴ １０２ セルフォックレンズアレイ １０３ 空間光変調素子 １０４ 偏光ビームスプリッタ １０５ メタルハライドランプ １０６ レンズ １０７ スクリーン １０８ 駆動パルス発生部 １０９ 光検出器 １１０ Ａ／Ｄ変換部 １１１ 演算部 １１２ Ｄ／Ａ変換部 １１３ 透過率可変フィルター １１４ 参照用光発生部 １１５ 書き込み光 １１６ 読み出し光 ５０１ 消去パルス ５０２ 書き込みパルス 101 CRT 102 SELFOC lens array 103 Spatial light modulator 104 Polarizing beam splitter 105 Metal halide lamp 106 Lens 107 Screen 108 Drive pulse generator 109 Photodetector 110 A / D converter 111 Calculation unit 112 D / A converter 113 Transmittance Variable filter 114 Reference light generation unit 115 Write light 116 Read light 501 Erase pulse 502 Write pulse

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (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 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (72) Inventor Yasunori Zutomi, 1006 Kadoma, Kadoma City, Osaka Prefecture, Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. (72) Junko Asayama, 1006 Kadoma, Kadoma City, Osaka Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. 72) Inventor Kuni Ogawa, 1006 Kadoma, Kadoma, Osaka Prefecture, Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】対向する２枚の透明導電性電極の間に強誘
電性液晶層と整流性を有する光導電層とを少なくとも挟
み込む構造を有した空間光変調素子と、前記空間光変調
素子に入力信号を光で書き込むための光書き込み部と、
前記空間光変調素子を駆動するための電気駆動部を備え
た表示システムにおいて、前記空間光変調素子の出力光
強度を観測し、前記出力光強度の変動に応じて、前記電
気駆動部、または前記光書き込み部の少なくとも一方に
帰還をかけることを特徴とする表示システムの駆動方
法。1. A spatial light modulation element 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 the spatial light modulation element comprises: An optical writing unit for writing an input signal with light,
In a display system including an electric drive unit for driving the spatial light modulator, the output light intensity of the spatial light modulator is observed, and the electric drive unit, or the A driving method of a display system, wherein feedback is applied to at least one of the optical writing sections. 【請求項２】電気駆動部及び光書き込み部の両方に帰還
をかけることを特徴とする、請求項１記載の表示システ
ムの駆動方法。2. The method for driving a display system according to claim 1, wherein feedback is applied to both the electric driving section and the optical writing section. 【請求項３】光書き込み部の光強度が複数の異なる大き
さを有し、前記光強度に対する空間光変調素子の出力光
強度をそれぞれ観測して、前記出力光強度の変動に応じ
て、帰還をかけることを特徴とする、請求項１または２
何れかに記載の表示システムの駆動方法。3. The light intensity of the optical writing section has a plurality of different magnitudes, the output light intensity of the spatial light modulator with respect to the light intensity is observed, and feedback is performed according to the variation of the output light intensity. The method according to claim 1 or 2, wherein
A method for driving the display system according to any one of claims. 【請求項４】電気駆動部での駆動電圧波形の一周期は、
光導電層を順方向バイアス状態にして強誘電性液晶層の
配向方向を分極反転させる消去期間と、前記光導電層が
空乏領域を形成し光電流を発生させる書き込み期間から
なり、出力光強度の変化に応じた帰還は、前記書き込み
期間の電圧値あるいは前記消去期間の電圧値に対して行
われることを特徴とする、請求項１または２何れかに記
載の表示システムの駆動方法。4. One cycle of the drive voltage waveform in the electric drive section is:
The photoconductive layer is forward-biased and the erasing period in which the orientation direction of the ferroelectric liquid crystal layer is polarized and inverted, and the writing period in which the photoconductive layer forms a depletion region to generate a photocurrent, 3. The display system driving method according to claim 1, wherein the feedback according to the change is performed with respect to the voltage value in the writing period or the voltage value in the erasing period. 【請求項５】光書き込み部は、画像提示部と前記画像提
示部に提示された画像を強度変調する光変調部を備え、
出力光強度の変化に応じた帰還は、前記光変調部の透過
率に対して行われることを特徴とする、請求項１〜３何
れかに記載の表示システムの駆動方法。5. The optical writing unit includes an image presenting unit and an optical modulator that intensity-modulates the image presented to the image presenting unit.
The driving method of the display system according to claim 1, wherein the feedback according to the change of the output light intensity is performed with respect to the transmittance of the light modulator. 【請求項６】光書き込み部はＣＲＴであり、出力光強度
の変化に応じた帰還は、前記ＣＲＴの電子ビーム電流値
に対して行われることを特徴とする、請求項１または２
何れかに記載の表示システムの駆動方法。6. The optical writing unit is a CRT, and feedback according to a change in output light intensity is performed with respect to an electron beam current value of the CRT.
A method for driving the display system according to any one of claims. 【請求項７】表示システムは、空間光変調素子からの出
力画像を拡大するレンズ光学系を有し、出力光強度の観
測は前記レンズ光学系の直前、内部、あるいは直後の何
れかにて行われることを特徴とする、請求項１または２
何れかに記載の表示システムの駆動方法。7. A display system has a lens optical system for enlarging an output image from a spatial light modulator, and the output light intensity is observed immediately before, inside or immediately after the lens optical system. 1 or 2 characterized in that
A method for driving the display system according to any one of claims.