JPH0943575A - Display device driving method - Google Patents
Display device driving methodInfo
- Publication number
- JPH0943575A JPH0943575A JP7198656A JP19865695A JPH0943575A JP H0943575 A JPH0943575 A JP H0943575A JP 7198656 A JP7198656 A JP 7198656A JP 19865695 A JP19865695 A JP 19865695A JP H0943575 A JPH0943575 A JP H0943575A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- liquid crystal
- time
- voltage
- optical modulation
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術】本発明は、光源から光の透過又は
反射光量を制御する為の表示装置の駆動法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a driving method of a display device for controlling the amount of light transmitted or reflected from a light source.
【０００２】[0002]
【従来の技術】光学変調素子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。液晶表
示素子は、液晶の分子配向状態に応じた光学状態に偏光
素子の光学特性を対応させて、光透過状態（明状態）や
非透過状態（暗状態）を生み出すものである。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。2. Description of the Related Art Optical modulators are used in various optical devices. For example, an optical modulation element of a display device. A liquid crystal display element will be described as the most familiar example. The liquid crystal display element creates an optical transmission state (bright state) or a non-transmission state (dark state) by making the optical characteristics of the polarizing element correspond to the optical state according to the molecular alignment state of the liquid crystal. Conventionally, several methods have been proposed for performing gradation display using a liquid crystal element.
【０００３】１つは、ねじれネマチック液晶（ＴＮ液
晶）を用いて、階調情報に応じて変化する電圧をＴＮ液
晶に印加し、画素全体の透過率を変調する方式である。One is a method in which a twisted nematic liquid crystal (TN liquid crystal) is used to apply a voltage that changes according to gradation information to the TN liquid crystal to modulate the transmittance of the entire pixel.
【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（オン状態）とされた副画
素の面積を変調する方式である。Secondly, one pixel is formed as an aggregate of a plurality of sub-pixels, and each sub-pixel is turned on / off by binary data so that the sub-pixels are brought into a light transmission state (on state). This is a method of modulating the area.
【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。This method is disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 56-88193.
Publications, EP 453033 Publications, EP 361981
It is disclosed in Japanese Patent Publication No.
【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。Third, by making the electric field strength or the inversion threshold value of the liquid crystal distributed in one pixel different, a part showing a bright state and a part showing a dark state coexist in one pixel. Is a method of modulating the area ratio of those portions.
【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
液晶光学変調素子（Ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｌｉ
ｑｕｉｄ ｃｒｙｓｔａｌ ｏｐｔｉｃａｌ ｍｏｄｕ
ｌａｔｉｏｎ ｄｅｖｉｃｅｗｉｔｈ ｒｅｇｉｏｎｓ
ｗｉｔｈ ｉｎ ｐｉｘｅｌｓ ｔｏ ｉｎｉｔｉａ
ｔｅ ｕｎｃｌｅａｔｉｏｎ ａｎｄ ｉｎｖｅｒｓｉ
ｏｎ）」というタイトルの米国特許第４，７９６，９８
０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。This method is based on the "Ferroelectric Liquid Crystal Modulation Element (Ferroelectric Lithium Modulator) having a region in which nucleation and inversion of nuclei occur in a pixel, which was given to the inventors Kaneko et al.
Quid crystal optical modu
relation device with regions
with in pixels to initia
te unification and inversi
U.S. Pat. No. 4,796,98
0, U.S. Pat. No. 4,712,877, U.S. Pat. No. 4,747,671, U.S. Pat. No. 4,763,994.
No. and the like.
【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 ｄｉｓｐｌ
ａｙ ｐａｎｅｌ ａｎｄｄｒｉｖｉｎｇ ｍｅｔｈｏ
ｄ ｔｈｅｒｅｆｏｒ ｔｏ ａｃｔｉｖｅ ｇｒａｙ
ｓｃａｌｅ）」というタイトルの米国特許第４，７０
９，９９５号の明細書等に開示されている。この方式の
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（Ａｃｔｉｖｅ ｒｏｗ ｂａ
ｃｋｌｉｇｈｔ ｃｏｌｕｍｎ ｓｈｕｔｔｅｒ ＬＣ
Ｄ ｗｉｔｈ ｏｎｅ ｓｈａｔｔｅｒ ｔｒａｎｓｉ
ｔｉｏｎ 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。The fourth method is a method of modulating the length of a period during which one pixel is turned on to exhibit a bright state. This method was given to the inventor Kuribayashi et al. "Ferroelectric display panel and its grayscale driving method (Ferroelectric display method).
ay panel and driving method
d therefor to active gray
US Pat. No. 4,70, entitled "scale)".
It is disclosed in the specification of No. 9,995. Another example of this method is the "active row backlight column shutter elc. D. with one shutter transition per row (Active row ba) granted to the inventor Nelson.
cklight column shutter LC
D with one shutter transi
"U.S. Pat. No. 5,311,206" entitled "tion per row".
【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。Here, the first method is called luminance modulation, the second method is called pixel division, the third method is called domain modulation, and the fourth method is called digital duty modulation.
【００１０】[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。It is difficult to apply luminance modulation to an element using an optical modulation material having a characteristic in which transmittance changes sharply with applied voltage.
【００１１】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。In addition, since luminance modulation generally has a low response speed of TN liquid crystal, it is not suitable for a system in which information changes at high speed.
【００１２】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。Pixel division is the same as arranging a large number of pixels by making them small, so that the spatial frequency is lowered and the resolution is likely to be lowered. Further, the area of the light-shielding portion increases and the aperture ratio decreases.
【００１３】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。The domain modulation complicates the pixel structure for providing a distribution in the electric field strength and a distribution in the inversion threshold. Further, since the voltage margin for the halftone display is narrow, it is easily affected by the temperature.
【００１４】デジタルデューティー変調は、オン・オフ
の時間を変調するものである。よって、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。The digital duty modulation modulates the on / off time. Therefore, since the unit time of modulation is limited by the clock frequency and the switching time of the gate, it is difficult to perform highly accurate modulation. That is,
This means that there are limits to multi-gradation display. Moreover,
Be sure to convert analog data to analog / digital (A /
D) Since it is necessary to convert it into digital gradation information,
It is difficult to apply to a simple system.
【００１５】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
える素子を有する表示装置を提供することを目的とす
る。The present invention has been made in view of the above technical problems, and an object of the present invention is to provide a display device having an element capable of optical modulation based on analog data.
【００１６】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素子を有す
る表示装置を提供することにある。Another object of the present invention is to provide a display device having an optical modulation element which can be applied to an optical substance having a sharp applied voltage / transmittance characteristic.
【００１７】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素子を有する表示装置
を提供することにある。Still another object of the present invention is to provide a display device having an optical modulator capable of achieving high resolution with high spatial frequency.
【００１８】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変調による階調情報の再生を行
える安価な光学変調素子を有する表示装置を提供するこ
とにある。Another object of the present invention is to provide a display device having an inexpensive optical modulator capable of reproducing gradation information by analog duty modulation with a relatively simple system.
【００１９】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。Still another object of the present invention is to provide an image display device capable of excellent halftone display.
【００２０】[0020]
【課題を解決する為の手段】本発明は、電圧の印加され
る一対の電極間に光学変調物質の層を配した光学変調要
素と該光学変調要素に階調情報を含む電気信号を与える
駆動要素とを含む画素が２次元状に配された光学変調素
子と、該光学変調物質の層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、を有する画像表示装
置の駆動法において、前記電気信号を走査選択された画
素に与えるとともに該読み出し光を走査して該光学変調
物質の層に与え、前記読み出し光源の点灯時間を制御し
て、前記光学変調物質が所定の光学状態を呈している時
間と該点灯時間との重なり時間を階調情報に応じて変調
することを特徴とする表示装置の駆動法である。The present invention is directed to an optical modulation element having a layer of an optical modulation material disposed between a pair of electrodes to which a voltage is applied, and a drive for applying an electric signal containing gradation information to the optical modulation element. A method for driving an image display device, comprising: an optical modulation element in which pixels including elements are two-dimensionally arranged; and a reading light source that provides reading light for reading image information to a layer of the optical modulation material, An electrical signal is applied to the scan-selected pixel and the readout light is scanned to be applied to the layer of the optical modulation substance, and the lighting time of the readout light source is controlled so that the optical modulation substance exhibits a predetermined optical state. It is a driving method of a display device, characterized in that an overlapping time of a lighting time and a lighting time is modulated according to gradation information.
【００２１】（作用）本発明によれば、光学変調物質に
印加される電圧が該光学変調物質の光学状態を遷移させ
るしきい値を越えるタイミングが、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
ン時間即ち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。(Operation) According to the present invention, the timing at which the voltage applied to the optical modulation substance exceeds the threshold value for transition of the optical state of the optical modulation substance changes in an analog manner depending on the gradation information. To do. As a result, the on-time of the optical modulation means, that is, the time when the optical shutter is opened or the time when the mirror is displaced in the predetermined direction and the overlapping time of the lighting time of the light source are modulated in an analog manner. Alternatively, the time integrated value of the reflected light amount corresponds to the gradation information. Therefore, the number of gradations is not limited to a digital amount such as a clock frequency, and A / D conversion of gradation information is not required.
【００２２】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。Moreover, even if a digital (binary) display element having a sharp applied voltage and transmittance characteristics is used, analog modulation can be performed, which is an effect that has not been considered in the past.
【００２３】[0023]
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態は後述する図
２９乃至図２８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。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The embodiment of the present invention is shown in FIGS. 29 to 28 which will be described later, but before that, the basic configuration will be described.
【００２４】まず、本発明の基本的な変調方式について
図を参照して説明する。First, the basic modulation method of the present invention will be described with reference to the drawings.
【００２５】図１は本発明の変調方式を実現する為の一
例を示す図であり、１は光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、
ＤＲ１は光シャッターを駆動する為の駆動手段、ＤＲ２
は光源を点灯させる為の駆動手段、ＣＯＮＴは２つの駆
動手段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。FIG. 1 is a diagram showing an example for realizing the modulation system of the present invention, in which 1 is an optical shutter for controlling the transmission of light as an optical modulator, 2 is a light source for generating light,
DR1 is a driving means for driving the optical shutter, DR2
Is a drive means for turning on the light source, and CONT is a control means for controlling power supply and operation timing to the two drive means.
【００２６】図２は、光シャッタ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。FIG. 2 is a graph showing an example of the characteristics of the optical modulation element (substance) of the optical shutter 1. For example, when the pulse width is constant and the applied voltage exceeds the threshold value V th , the transmittance sharply increases. However, the transmittance becomes constant at the saturation value V sat or more. If the optical modulator has a memory property, the optical state is kept constant even when the applied voltage is released.
【００２７】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は光シャ
ッタ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。FIG. 3 is a timing chart for explaining the basic operation of FIG. 1. 10 is an optical transition of the optical shutter, 20 is a light source lighting timing, and 30 is a signal applied to the optical shutter. . The applied signal 30 is a signal in which the amplitude (peak value) V op and the pulse width PW op further change according to the gradation information.
【００２８】光源は時刻ｔ1に点灯（ＯＮ）し、時刻ｔ3
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ｔｔon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（Ｍｉ
ｎ）から明状態（Ｍａｘ）に遷移する。The light source is turned on (ON) at time t 1, and is turned on at time t 3.
The light is emitted for a period t until the light is turned off. This period t is a predetermined time so that halftones can be recognized.
When a signal modulated according to this timing is applied at time tt on , the optical shutter is in a dark state (Mi
n) to the bright state (Max).
【００２９】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と
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。The rising timing t 2 of this transition also depends on the amplitude V op and the pulse width PW op . Since the amplitude V op is modulated by the gradation information, the timing t 2
Eventually changes within the range of the time width TM according to the gradation information. tt off is the application timing of the signal for turning off the optical shutter, and the time integration of the amount of light passing through the optical shutter 1 is the overlap time of the lighting time and the time when the optical shutter is in the ON state. It will change accordingly. Therefore, if the pulse width PW op is fixed and the amount of the amplitude V op is changed in an analog manner, the time integral of the transmitted light amount can be easily modulated.
【００３０】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。All conventional digital duty modulations
With the pulse width PW op and the amplitude V op of the applied signal 30 being constant, the application timing tt on of the signal 30 is digitally changed according to the clock.
【００３１】これに対して、本発明では、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。On the other hand, the present invention is novel in that the signal 30 is treated as an analog amount, which enables analog duty modulation.
【００３２】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。FIG. 4 shows an example of a circuit for generating the analog signal 30. The inputted gradation information is transferred to the transistor Tr.
The signal having the modulated amplitude and the predetermined pulse width required for driving the optical shutter can be obtained by amplifying the signal by the amplifier 1 and sampling by the switch including the transistor Tr2.
【００３３】次に、本発明の基本的な別の変調方式を図
５を参照して説明する。Next, another basic modulation method of the present invention will be described with reference to FIG.
【００３４】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。The difference from the system of FIG. 1 described above is that the optical modulating means is the light reflecting means 1A. A liquid crystal element or a mirror element is used as the light reflecting means.
In the case of a liquid crystal element, one of a pair of substrates enclosing liquid crystal is used as a transparent body and the other is used as a reflector, and light absorption or light reflection is selectively performed according to the alignment state of the liquid crystal. In the case of a mirror element, the angle of the reflection surface of the mirror is controlled by displacing the mirror, and whether the reflection surface is directed in a predetermined direction or in another direction is selected.
【００３５】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。Then, the overlap time of the lighting time of the light source and the on time of the reflecting means is analog-modulated according to the gradation data.
【００３６】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。Here, the on-time of the reflecting means is the time during which the liquid crystal element is in the light-reflecting state or the time when the reflecting surface of the mirror element faces a predetermined direction.
【００３７】（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。(Drive Circuit) The drive circuit used in the present invention will be described.
【００３８】図６は本発明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。FIG. 6 is a diagram showing a drive circuit of the optical modulation means used in the present invention. Here, the optical modulation means is C
Shown by LC .
【００３９】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ＣLC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。Assuming that the value of the resistance R PC changes depending on the gradation information, first, a sufficient voltage exceeding the threshold value of the optical modulation means C LC is applied. If the value of R PC is high at this time, C
The time when the voltage applied to LC exceeds the threshold is delayed. On the other hand, if the value of R PC is low, the time at which the voltage applied to C LC exceeds the threshold value becomes earlier. Therefore, with these times,
By adjusting the lighting timing and lighting time of the light source, analog duty modulation of transmitted light or reflected light becomes possible.
【００４０】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。FIG. 7 is a diagram showing another drive circuit. Figure 6
Differs in that connected in parallel to the optical modulation means C LC resistor R PC, with capacitive C PC. In this case, a drive voltage Vd sufficient to exceed the threshold is applied for a predetermined time and CLC
Is turned on, discharge development based on the time constant of the RC circuit is used. Time the voltage applied to C LC is lower than the threshold and the value of the resistance R PC is if slow discharge high slower.
【００４１】一方、ＲPCの値が高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。On the other hand, the higher the value of R PC, the faster the discharge and the earlier the time when the voltage applied to C LC becomes lower than the threshold value. If this time is set within the lighting time of the light source, the light transmission or reflection time is subjected to analog duty modulation due to the difference in timing.
【００４２】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。FIG. 8 shows an example of another drive circuit. The value indicated by the variable voltage Vv is the gradation information. The difference from FIG. 7 is that the time constants of the RC circuits R PC and C PC are fixed.
The timing at which the voltage applied to the LC falls below the threshold is determined by the voltage Vv that is the gradation information. Accordingly, analog duty modulation can be performed by adjusting the timing with the lighting time in the same manner as in FIG.
【００４３】（光源）本発明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光学変調素子のオン・オ
フの時間変調幅に応じて設定され、階調を人間が認識で
きるに充分短い時間とする。点灯時間が長すぎると階調
を認識できない。より好ましくは、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。(Light Source) The light source used in the present invention will be described. The light emitted from this light source is selected from natural sunlight, white light, monochromatic light such as red (R), green (G), blue (B), and combinations thereof, as necessary.
Therefore, examples of the light source used in the present invention include a laser light source, a fluorescent lamp, a xenon lamp, a halogen lamp, a light emitting diode, and an electroluminescent element. ON / OFF of these lightings is controlled by the light source driving means according to the driving timing of the optical modulation means.
In particular, the lighting time of the reading light source is set according to the ON / OFF time modulation width of the optical modulator, and is set to a time that is short enough for humans to recognize the gradation. If the lighting time is too long, the gradation cannot be recognized. More preferably, it is desired to be at most the reciprocal number (1/60 second) of the flicker frequency (for example, 60 Hz) at which humans can recognize the flicker. In the case of color display, it is desirable to turn on the R, G, and B light sources at different timings, and to perform optical modulation of R, G, and B in a time-division manner.
【００４４】（光学変調素子）本発明に用いられる光変
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。(Optical Modulating Element) The optical modulating means used in the present invention includes an optical shutter (optical valve) for modulating the light transmittance and a reflecting element as the light reflecting means for modulating the light reflectance. .
【００４５】本発明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。The optical shutter used in the present invention may be any one that can exhibit two states having different transmittances. A preferred example is one using liquid crystal as the optical modulation material.
【００４６】液晶を用いた光学変調素子としては、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、反射状態などというものは、偏光素子との組
み合わせによって生じるものである。As the optical modulation element using liquid crystal, it is desirable to arrange liquid crystal between a pair of electrodes so that liquid crystal molecules change their alignment state according to an applied electric field. Then, the light transmittance is controlled through the polarizing element according to the optical characteristics of the molecular orientation. Therefore, in the liquid crystal element, the transmittance, the reflectance,
The transmissive state, the reflective state, etc. are caused by the combination with the polarizing element.
【００４７】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。Specifically, it is preferable to use a liquid crystal cell in which liquid crystal is sealed between a pair of substrates. A transparent electrode and an alignment film are provided on at least one inner surface of the pair of substrates as needed.
【００４８】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。As the substrate, translucent glass, plastic, quartz or the like is used. As the transparent electrode, a metal oxide conductor such as tin oxide, indium oxide, and ITO is preferably used.
【００４９】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。As the alignment film, a polymer film subjected to uniaxial alignment treatment such as rubbing or an inorganic film formed by oblique vapor deposition is preferable.
【００５０】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。As the liquid crystal, a nematic liquid crystal exhibiting a nematic phase when operating as a cell or a smectic liquid crystal exhibiting a smectic phase when operating as a cell is preferably used.
【００５１】本発明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 Ｄｅｖ
ｉｃｅ）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。As the reflecting element used in the present invention, the reflecting surface of the metal film is moved by an electrostatic force by an applied voltage,
DM that modulates the direction of reflected light by changing the angle of the reflecting surface
D (Digital Micromirror Dev)
and the liquid crystal element that reflects light when the liquid crystal is oriented in a transmissive state by using one surface of the liquid crystal cell as a reflector and the other surface as a transmissive body.
【００５２】図９は、本発明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。FIG. 9 is a graph showing the applied voltage transmittance characteristics of the optical modulation element (substance) used in the present invention. D
In the case of MD, it can be regarded as a graph showing the applied voltage dependence of the amount of reflected light reflected in a predetermined direction.
【００５３】（ａ）は正のしき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。(A) has a state transition with a positive threshold voltage as a boundary value, (b) has positive and negative threshold values and further has hysteresis, respectively (c)
Indicates that a positive / negative threshold value is generated due to hysteresis.
(D) has a voltage of 0 as a threshold value. This figure 9
Shows an ideal characteristic in order to simplify the explanation, and in reality, there is some inclination between the threshold value and the saturation value as shown in FIG.
【００５４】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。Consider matching with a drive circuit. 9 (a) and 9 (b) are preferably combined with the parallel circuit shown in FIGS. 7 and 8, and FIGS. 9 (c) and 9 (d) are combined with the series circuit shown in FIG. Good.
【００５５】以下に述べる例１〜例５は本発明を理解し
易くする為の参考例である。Examples 1 to 5 described below are reference examples for facilitating the understanding of the present invention.
【００５６】（例１）図１０は光学変調素子の駆動方法
を説明する為の模式図である。１０１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１０２とを有する回路
であり、トランジスタ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。Ｃｆｌｃは液晶の容量を示す。(Example 1) FIG. 10 is a schematic diagram for explaining a method of driving an optical modulator. 101 is a liquid crystal element in which a chiral smectic liquid crystal is arranged between transparent substrates having a pair of electrodes, 103 is a gradation information generation circuit for generating gradation information, 104 is a light source, and 105 is an observer. The driver circuit is a circuit including the capacitor C pc and the transistor 102, and the voltage applied to the liquid crystal is changed by changing the resistance between the source and the drain (or the emitter and the collector) depending on the potential of the gate or the base of the transistor. The timing at which the liquid crystal inversion threshold is exceeded changes. Vext is a voltage applying means for applying a voltage for resetting the liquid crystal element and a driving voltage. Cflc represents the capacity of the liquid crystal.
【００５７】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
タランジスタ１０２とはフォトカプラを構成している。The gradation information generating circuit 103 includes a light emitting diode PED and four variable resistors VRB, VRG, VRR and VR.
W and four transistors TB, TG,
TR, TW and power supply VCC. The diode PED and the transistor 102 form a photo coupler.
【００５８】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ＰＤＧにより光情
報となる。An electric signal as gradation information of each color given as a variable resistance value becomes light information by the light emitting diode PDG.
【００５９】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。The light source 104 includes light emitting diodes EDR, EDG and EDB for generating lights of RGB three colors. BR
Is a variable resistor for white balance provided as needed.
【００６０】図１１は、図１０の駆動のタイミングチャ
ートであり、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、１０４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。FIG. 11 is a driving timing chart of FIG. 10, in which 103T represents the output timing of optical information, Vflc represents the voltage applied to the liquid crystal, Tran represents the transmittance of the liquid crystal element, and 104 represents the light source. The lighting timing is shown, and 105T shows the amount of transmitted light recognized by the observer.
【００６１】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。First, at the same time as the white light for resetting is given, a reset pulse is given by the voltage applying means Vext. Thus, the liquid crystal is once oriented to a dark state.
【００６２】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。Next, at the same time as the light corresponding to the R gradation information is output, the R light emitting diode EDR is turned on, and Ve
xt applies a voltage of the opposite polarity to the electrode of the liquid crystal element. Since the amount of R light is extremely small during this period, the effective voltage applied to the liquid crystal does not exceed the threshold value V th , so that the liquid crystal element does not pass R light.
【００６３】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。After that, white light is given again and V
ext increases, and the liquid crystal is inverted to a light transmitting state. However, at this time, since the light source is not turned on, the observer sees the dark state continuously.
【００６４】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。Next, Vext becomes a negative voltage, but since the effective voltage applied to the liquid crystal does not exceed the threshold value, the liquid crystal element remains in the bright state. However, the light source is not turned on during this period.
【００６５】こうしてＲの表示期間が終了する。In this way, the R display period ends.
【００６６】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。Next is a G display period in which the same driving as the R display period is performed. Here, since the light amount of the G information is larger than the case of R, the voltage applied to the liquid crystal exceeds the threshold value at time trv. Then, the liquid crystal element transmits the G light until the time t off when the lighting of the light source ends, so that the observer recognizes the intermediate level G light.
【００６７】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
る時刻ｔoff２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。Similarly, the next is the B display period in which the same driving as the R and G display periods is performed. Here, since the light amount of the B information is larger than the case of G, the voltage applied to the liquid crystal exceeds the threshold value at time trv2. Then, since the liquid crystal element transmits the B light during the period until the time t off 2 at which the lighting of the light source ends, the observer recognizes the intermediate level B light closest to the maximum bright state.
【００６８】以上のように、本実施例では、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。As described above, in this embodiment, the timing when Vflc exceeds the threshold value is changed according to the gradation information. Then, when the gradation information corresponding to the minimum level transmission state is input, the transmission period (on period) of the liquid crystal element and the lighting period of the light source do not overlap with each other when the light source is on. , Set the light-off time.
【００６９】こうして本実施例では、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。Thus, in this embodiment, a desired intermediate state can be obtained from the range from the minimum brightness level to the maximum brightness level. In addition, since the voltage applied to the liquid crystal is symmetrical, the DC component applied to the liquid crystal becomes substantially zero, and the deterioration of the liquid crystal element can be suppressed.
【００７０】（例２）図１２は光学変調素子の駆動方法
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、２０
４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、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。(Example 2) FIG. 12 is a schematic diagram for explaining a method of driving an optical modulator. Reference numeral 201 denotes a reflective liquid crystal element in which liquid crystal is arranged between substrates having a pair of electrodes, and 20
4 is a light source drive circuit for driving the light source, C pc is a capacitive element, and R is
pc is a resistance element, and Vd is a drive voltage source. This system is a circuit in which the resistance value changes when gradation information is input to the resistance element Rpc .
【００７１】用いる液晶の特性は図９の（ａ）のような
ものとする。The characteristics of the liquid crystal used are as shown in FIG.
【００７２】図１３は、図１２の駆動のタイミングチャ
ートであり、Ｖｓｌ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。１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。FIG. 13 is a timing chart of the driving shown in FIG. 12, where Vsl is the application timing of the power source Vd, and
lc indicates the voltage applied to the liquid crystal, Tran indicates the reflectance of the liquid crystal element, 204T indicates the lighting timing of the light source, and 205T indicates the amount of transmitted light recognized by the observer. 1 is a low R pc value, m is a medium R pc value, and n is R
It shows a case where the value of pc is high and corresponds to analog gradation information.
【００７３】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。First, when Vd is applied to the liquid crystal element at time t on , the voltage Vlc applied to the liquid crystal becomes the voltage V1 sufficiently exceeding the threshold value. At the same time, the liquid crystal element has a maximum reflectance.
【００７４】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、１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ている
ので、ｌ，ｍ，ｎに対応した反射光量は２０５Ｔに示す
ようになる。Since the voltage Vd is released at the time t off , the voltage Vlc applied to the liquid crystal gradually decreases according to the resistance value R pc , and falls below the threshold value at a certain timing. Since this timing depends on the gradation information, in the case of 1, the time t
In X1, the case of m at time t X2, reflectance Tran is minimized at time t X3 For n. Since the light source is set to start lighting at time t X1 and turn off at time t X3 , the reflected light amount corresponding to l, m, and n is 205T.
【００７５】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。As described above, in this example, the timing when Vlc falls below the threshold value is changed according to the gradation information. Then, when the gradation information corresponding to the minimum level of the reflection state is input, the reflection period (on period) of the liquid crystal element and the light emission period of the light source do not overlap each other when the light source is lit. , The lighting time of the light source is set.
【００７６】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。Thus, in this example, the minimum brightness level 1
, The desired intermediate reflection state can be obtained from the range of the maximum brightness level m.
【００７７】（例３）図１４は光学変調素子の駆動方法
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、３０
４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。(Example 3) FIG. 14 is a schematic diagram for explaining a method of driving an optical modulator. Reference numeral 301 denotes a reflective liquid crystal element in which liquid crystal is arranged between substrates having a pair of electrodes, and 30
4 is a light source drive circuit for driving the light source, C pc is a capacitive element, and R is
pc is a resistance element, Vv is a drive voltage source, and Vs 0 is a switch for turning on / off the supply of the voltage signal from the drive voltage source Vv. In this system, a supply voltage signal from a drive voltage source is analog gradation information.
【００７８】用いる液晶の特性は図９の（ａ）のような
ものとする。The characteristics of the liquid crystal used are as shown in FIG.
【００７９】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。１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。FIG. 15 is a timing chart of the driving shown in FIG. 14, where Vs 0 is the application timing of the gradation signal and Vs 0 is
1c indicates the voltage applied to the liquid crystal, Tran indicates the reflectance of the liquid crystal element, 304T indicates the lighting timing of the light source, and 305T indicates the amount of transmitted light recognized by the observer. 1 indicates a case where the voltage value V1 of the gradation signal is low, m indicates a case where the voltage value Vm of the gradation signal is an intermediate level, and n indicates a case where the voltage value Vn of the gradation signal is high.
【００８０】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Ｖ１，Ｖｍ，Ｖｎとなる。同時に液晶素子は最大の反
射率になる。First, when Vv is applied to the liquid crystal element at time t on , the voltage Vlc applied to the liquid crystal becomes voltages V1, Vm and Vn that sufficiently exceed the threshold value. At the same time, the liquid crystal element has a maximum reflectance.
【００８１】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。Since the voltage Vv is released at the time t off , the voltage Vlc applied to the liquid crystal gradually decreases according to the voltage Vv, and falls below the threshold value at a certain timing. Since this timing depends on the gradation information, in the case of 1, at time t X1 ,
In the case of m, the reflectivity Tran of the liquid crystal element transitions to the minimum state at time t X2 , and in the case of n at time t X3 .
Here, since the light source is set to start lighting at time t X1 and turn off at time t X3 , the reflected light amount corresponding to l, m, and n is as shown in 305T.
【００８２】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。As described above, in this example, the timing when Vlc falls below the threshold value is changed according to the gradation information. Then, when the gradation information corresponding to the minimum level of the reflection state is input, the reflection period (on period) of the liquid crystal element and the light emission period of the light source do not overlap each other when the light source is lit. , The lighting time of the light source is set.
【００８３】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。Thus, in this example, the minimum brightness level 1
, The desired intermediate reflection state can be obtained from the range of the maximum brightness level m.
【００８４】（例４）図１６は光学変調素子の駆動方法
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、Ｒpcは抵抗素子、Ｖ
ｖ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。(Example 4) FIG. 16 is a schematic diagram for explaining a method of driving an optical modulator. 401 is a reflective liquid crystal element in which an antiferroelectric chiral smectic liquid crystal is arranged between substrates having a pair of electrodes, 404 is a light source driving circuit for driving a light source, C pc is a capacitive element, R pc is a resistive element, V
v is a drive voltage source Vs 0, and a switch for turning on / off the supply of the voltage signal from the drive voltage source Vv. In this system, a supply voltage signal from a drive voltage source is analog gradation information. Reference numeral 405 represents an observer.
【００８５】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。The characteristics of the chiral smectic liquid crystal used are as shown in FIG. 9 (b).
【００８６】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。１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示し
それぞれ示している。FIG. 17 is a driving timing chart of FIG. 16, where Vs 0 is the application timing of the gradation signal and Vs is
aflc is the voltage applied to the liquid crystal, Tran is the reflectance of the liquid crystal element, 404T is the lighting timing of the light source,
T indicates the transmitted light amount recognized by the observer. 1 indicates a case where the voltage value of the gradation signal is low, m indicates a case where the voltage value of the gradation signal is an intermediate level, and n indicates a case where the voltage value of the gradation signal is high.
【００８７】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Ｖ１，Ｖｍ，Ｖｎとなる。同時に液晶素子は最大
の反射率になる。First, when Vv is applied to the liquid crystal element at time t on , the voltage Vaflc applied to the liquid crystal becomes voltages V1, Vm, and Vn that sufficiently exceed the threshold value. At the same time, the liquid crystal element has a maximum reflectance.
【００８８】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、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。Since the voltage Vv is released at time t off , the voltage Vaflc applied to the liquid crystal gradually decreases according to the voltage Vv, and falls below the threshold value at a certain timing. Since this timing depends on the gradation information, in the case of 1, the time t X1
In the case of m, the reflectance Tran of the liquid crystal element transitions to the minimum at time t X2 , and in the case of n at time t X3 . Here, since the light source is set to start lighting at time t X1 and turn off at time t X3 , the amount of reflected light corresponding to l, m, and n becomes as shown at 405T.
【００８９】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。The present example is different from the examples shown in FIGS. 14 and 15 in that the voltage Vv whose polarity is inverted from that in the previous period Prd1 is applied in the period Prd2 because the antiferroelectric liquid crystal is used. is there. Since the antiferroelectric liquid crystal is used, the threshold value becomes two of Vth1 and Vth2 due to the hysteresis. Even if the polarity of the voltage Vv is inverted, the alignment state of the liquid crystal is the same as shown in Tran. A chiral smectic liquid crystal has a high transition speed (switching speed) between two molecular alignment states, and is therefore most suitable as a liquid crystal used in the present invention.
【００９０】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。As described above, in this example, the timing at which Vaflc falls below the threshold value is changed according to the gradation information.
Then, when the gradation information corresponding to the minimum level of the reflection state is input, the reflection period (on period) of the liquid crystal element and the light emission period of the light source do not overlap each other when the light source is lit. , The lighting time of the light source is set.
【００９１】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。The present invention adopts the optical modulation means in each of the above-mentioned examples, that is, the optical shutter and the light reflection means, in which a large number of optical modulation elements are two-dimensionally arranged.
【００９２】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。Specifically, it is a panel in which a large number of pixels are arranged in a matrix or a DMD in which a large number of micromirrors are arranged in a matrix.
【００９３】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。Next, a method of driving the image display device according to the present invention will be described.
【００９４】（参考例）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素子の断面図である。Reference Example FIG. 18 is a sectional view of an optical modulator for an image display device according to a reference example of the present invention.
【００９５】図１９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。FIG. 19 is a diagram showing the molecular orientation of the chiral smectic liquid crystal used in the device.
【００９６】図２０はその液晶分子の電気光学特性を示
す図である。FIG. 20 is a diagram showing the electro-optical characteristic of the liquid crystal molecule.
【００９７】図２１はその動作を示すタイミングチャー
トである。FIG. 21 is a timing chart showing the operation.
【００９８】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。The element shown in FIG. 18 is a so-called reflection type liquid crystal panel, in which a transparent electrode 512 is formed on a transparent substrate 511, and a photoconductive layer 513 as a photosensitive layer is provided on the transparent electrode 512, and a reflective layer is formed thereon. A dielectric multilayer film 514 is provided as a layer. The transparent electrode 5 is formed on the other transparent substrate 516.
15 are provided. A chiral smectic liquid crystal 517 as an optical modulator is disposed between these two substrates. 522 is a polarizing element. Although not shown, an alignment film for aligning liquid crystal molecules is provided at a liquid crystal interface between the electrode 515 and the reflective layer 514. Vext is a voltage applying means for applying a voltage to the electrodes 512 and 515;
Reference numeral 21 is a reset light, 518 is a writing light containing gradation information, and 519 is a reading light for reading the modulated gradation information, that is, an image.
【００９９】この素子の等価回路は前述した図６と同じ
である。The equivalent circuit of this element is the same as that shown in FIG.
【０１００】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。FIG. 19A shows the liquid crystal molecules MOL in the first alignment state, and B shows the second alignment state. When a voltage + Vu is applied to the liquid crystal in the first alignment state A, the liquid crystal transitions to the second alignment state. Thereafter, the liquid crystal remains in state B even when the voltage is set to 0, that is, when there is no electric field. Next, when a voltage -Vu is applied, the liquid crystal transits to state A and maintains state A even when the electric field is released. Such a transition is called liquid crystal inversion or switching.
【０１０１】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、他方を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。Since these states A and B are optically different from each other, by appropriately combining them with a polarizing element, one state has a maximum light transmittance and the other has a minimum light transmittance. be able to. Here, Vu is set assuming that the saturation value of the applied voltage is substantially the same as the inversion threshold value of the liquid crystal.
【０１０２】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、５
１８Ｔ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。Ｖｅ
ｘｔは素子両端の透明電極５１２、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５１
７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。The operation of this element will be described. To illustrate the nature of the operation, the capacitance C pc equal volume capacity Cflc and the photoconductive layer of the liquid crystal layer, the resistance component of the liquid crystal layer is infinite, the impedance of the reflective layer to 0. 5 in FIG.
21T is 5 of reset light applied to the photoconductive layer 513.
18T indicates the irradiation timing of the writing light which is irradiated on the photoconductive layer 513 and whose intensity changes according to the gradation information. Ve
xt represents an AC voltage applied between the transparent electrodes 512 and 515 at both ends of the element, and Vflc represents an effective voltage applied as a divided voltage across the liquid crystal layer 517. + Vu and -Vu are voltages at which the liquid crystal is inverted from the first to the second or from the second to the first alignment state as shown in FIG. Tran represents the alignment state of FLC, but here, it is composed of a polarizer analyzer so that the first alignment state is a dark state where the transmittance is minimum and the second alignment state is a bright state where the transmittance is maximum. It is assumed that the positional relationship of the polarizing elements is set. 504T is the liquid crystal layer 51
505T of the read irradiation light for irradiating 7 is extraction light that is extracted by being reflected by the reflective layer via the liquid crystal, the polarizer, and the analyzer.
【０１０３】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、Ｖ
ｆｌｃ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を有すると、前の状態にかかわら
ず、ｔ51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。ｔ
51にてリセット光を消し、Ｖｅｘｔを＋Ｖ2にする。そ
の時Ｖｆｌｃ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Ｖｆｌｃ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Ｖｅｘｔ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０となり、安定的なＦＬＣ
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。First, the period from t50 to t51 is the reset period. Potential -V 1 is applied as Vext, the reset light is irradiated to the photoconductive layer. By the reset light,
Photocarriers (electron-hole pairs) are generated in the photoconductive layer, and due to the electric field applied to the photoconductive layer in a partial pressure, the electron holes are separated and travel in the opposite direction so that they face each other with the liquid crystal layer 517 in between. Become. Vflc approaches the potential -V 1 by this behavior. Explaining with the equivalent circuit of FIG. 6, the resistance component in the photoconductive layer is reduced by the photoconductive effect, self-discharge occurs, and the potential applied to the photoconductive layer with a partial voltage is reduced.
It may be considered that flc approaches −V 1 . When the reset light has a sufficient light intensity, regardless of the previous state, V flc by the time of t 51 is reset to -V 1, also the liquid crystal is first orientation state (dark) is ensured. t
At 51, the reset light is turned off and Vext is set to + V 2 . At that time, the potential of Vflc is V 3 due to the capacitance division of 1: 1.
= -V 1 + (V 2 - (- V 1)) changes / second potential.
If the writing light is not applied as in the first period, Vflc remains V 3 until t 52 , and V 3 <Vu, so that the liquid crystal remains in the first alignment state (dark). In the period after t 52, the polarity of Vext is reversed, and the same process from t 50 to t 52 is performed again. As a result, Vflc becomes 0 when the integration is performed within one cycle, that is, the DC component becomes 0, and stable FLC is achieved.
The AC symmetry of the driving waveform required for driving is guaranteed. Between t 52 and t 53 , Vflc exceeds Vu and is + V 1
The liquid crystal is reset to the second alignment state (bright).
【０１０４】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を更
に強くなるとｔX1はｔ51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ｔ51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。Now, in the second cycle, writing light is emitted. The write light is not as strong as the reset light, so the time constant is slower, but Vflc approaches Vext. If the writing light intensity is high to some extent, t 51 to t 52
At time T = t X1 , Vflc exceeds Vu, and at this time, the liquid crystal is inverted from the first alignment state to the second alignment state (bright). When the writing light becomes stronger as in the third cycle, t X1 approaches t 51 , and the second light comes out at an earlier time.
It starts to shift to the oriented state. T 53 in both the second and third cycles
From t 51 to t 54 , the same writing light as when irradiated from t 51 to t 52 is applied, so that Vflc falls below −Vu at t X2 , and the liquid crystal returns to the first alignment state (dark). First, second
The AC symmetry of Vflc is ensured in each of the third cycles, and the liquid crystal has a first alignment state and a second alignment state of 50% each in each cycle. As the writing light intensity increases, the phase of the second alignment state of FLC shifts forward. In response to such a liquid crystal operation, when the reading light is irradiated during the period from t 51 to t 52 in each cycle, the observer observes the light for the irradiation time of the reading light and the overlapping time of the second alignment state (bright) of the FLC. It will be. Although light cannot be extracted in the first cycle, as the writing light intensity increases, the overlapping time also increases as in the second and third cycles, and the number of extracted light beams also increases. If each period is a time equal to or lower than the flicker frequency of the human eye (for example, 1/60 second), the observer's eye will observe it as a change in light intensity.
【０１０５】また、ｔ51〜ｔ52期間ではなく、ｔ53〜ｔ
54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変調素子を
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。In addition, it is not the period from t 51 to t 52 , but from t 53 to t
If the reading light is emitted during the 54 period, the overlapping time decreases and the number of extracted light fluxes decreases as the writing light intensity increases. That is, negative / positive conversion can be performed by the writing light and the extraction light. Since the writing light spreads in a quadratic plane, an in-plane potential distribution can be created depending on the writing light intensity, and a so-called optical writing type spatial light modulator capable of two-dimensional optical writing and reading can be constructed. it can. Using this, a monochrome film viewer can be configured.
【０１０６】図２２は本発明による光書き込み型空間光
変調素子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。FIG. 22 is a system configuration diagram in which a full-color film viewer as an image display device is configured by using the optical writing type spatial light modulator according to the present invention.
【０１０７】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。For the light source on the writing side, light emitting diodes (LEDs) of three colors of R, G and B are prepared for each color.
【０１０８】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の反射面をもつ３色混合プリズムであ
る。５３６が光変調素子、５３２、５３４はレンズ、５
３３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、５
３８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。530R is an LED for a writing light source for R, 5
Reference numeral 30G is a G writing light source LED, 530B is a B writing light source LED, 535 is a reset light source, 531 is a three-color mixing prism having an R reflecting surface and a B reflecting surface. 536 is a light modulation element, 532, 534 are lenses, 5
33 is a film and 537 is a prism. 539R is an LED for reading light source of R, 539G is LED for reading light source of G, 539B is LED for reading light source of B, 5
Reference numeral 38 is a three-color mixing prism having an R reflecting surface and a B reflecting surface.
【０１０９】動作を示すタイミングチャートを図２３に
示す。A timing chart showing the operation is shown in FIG.
【０１１０】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。1 / (flicker frequency ×
3) = Set to about 5 ms or less, and set the writing light source to RGB1
The lights are turned on sequentially in cycles. RGB LEDs are also prepared for the light source on the reading side, and the same color as the writing side is sequentially turned on. The film 533 has video information, and here, gradation information having a transmittance of 0% for R, 50% for G, and 100% for B is included.
【０１１１】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。During the three cycles, the colors are additively mixed in the eyes, and a full color image is seen.
【０１１２】上述したように、読み出し光源の点灯ライ
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。As described above, the film 533 can be either a positive film or a negative film by simply switching the lighting riming of the reading light source.
【０１１３】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。If a transmissive liquid crystal TV with a color filter is arranged instead of the film 533 and a brighter halogen lamp + color rotation filter is used as the reading light source,
It can be a video projector.
【０１１４】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。In the case of monochrome writing, monochrome OH
In the case where the amount of light to be written in a specific pixel area does not change, such as when forming P, the reset light is not always necessary.
【０１１５】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。Further, when the reset light is used, it is sufficient that the intensity is not less than a certain intensity, so that there is no problem even if writing is superposed during the reset period.
【０１１６】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。Another example of the optical writing type film viewer will be described below with reference to FIGS. 24 and 25.
【０１１７】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、光学変調素子の構成は図１
８に示すものと同じであるので、説明は省略する。The optical system configuration of the image display device is shown in FIG.
2 is the same as that shown in FIG. 2, and the configuration of the optical modulator is shown in FIG.
8, the description is omitted.
【０１１８】図２４は本例による光学変調素子を用いた
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。FIG. 24 is a timing chart showing the driving method of the image display device using the optical modulator according to the present example.
【０１１９】基本的な動作は図２１に示した実施例と同
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〜ｔ62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ｔ3 のタ
イミングの設定とを合わせておく。The basic operation is the same as that of the embodiment shown in FIG. 21, but the difference is that the writing light is in the period of t 61 to t 62 and t 64 to t 65 of each cycle as shown at 518T. Only irradiate and turn off for the rest of the time. The light irradiated during the period t 64 to t 65 is the voltage A applied to the liquid crystal.
This is for ensuring C symmetry. And t 62 ~
The period t 63 to irradiate a uniform bias light (550
T) When the writing light including the gradation information is 0, the voltage applied to the liquid crystal is -V 6 and is constant during the period from t 61 to t 62 as in the first period. Next, when bias light is applied at time t 62 , the voltage applied to the liquid crystal increases in the positive direction due to the lower resistance of the photoconductive layer. Here, when the writing light has the minimum value, the value of R pc or C pc and the timing of time t 3 are set so that the threshold value (+ Vu) of the liquid crystal is not exceeded even at time t 63. Together.
【０１２０】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）。Therefore, since the writing light is minimum, that is, 0 in the first period, the reading light is also minimum, that is, 0 (50
5T).
【０１２１】ｔ63以降次の周期のｔ0 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出の照射がな
いので、画像情報の再生はなされない。The period from t 63 to t 0 of the next cycle is the inversion operation. Therefore, during this period, since there is no irradiation for reading out, the image information is not reproduced.
【０１２２】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。Since the writing light is at an intermediate level in the second period, the resistance of the photoconductive layer decreases during the period from t 61 to t 62 , and the liquid crystal is also applied with a voltage higher than −V 6 in the positive direction.
【０１２３】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ｔ61−ｔ63の期間の途中の時刻ｔx1にＶ
ｆｌｃ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（Ｔｒａ
ｎ）。そして読み出し光を取り出すことができるｔx1−
ｔ63期間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。When the bias light is applied during the period t 62 to t 63 , unlike the first period in the second cycle, the initial voltage value applied to the liquid crystal at time t 62 is higher than −V 6 , so that the read light is emitted. V at the time t x1 in the middle of the irradiated period of t 61 -t 63
flc exceeds the threshold value + Vu. Therefore, the liquid crystal is in the second alignment state (bright) during the period of T x1 to t 63 (Tra).
n). Then, the readout light can be taken out t x1 −
The t 63 period is modulated according to the writing light amount. t 63 and later is the inversion operation.
【０１２４】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ｔ62
〜ｔ63期間の最初の時刻ｔ62に液晶にかかる電圧Ｖｆｌ
ｃ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−ｔ63）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。The writing light is maximum in the third period (518T). Therefore, t 62 when the bias light is emitted
~t 63 voltage applied to the first time t 62 to the liquid crystal of the period Vfl
c exceeds the threshold value + Vu. Therefore, the liquid crystal is in the second alignment state (bright) during the whole period (t 62 -t 63 ) of being irradiated with the reading light. Therefore, the time integration of the amount of read light that can be extracted from the element is maximized.
【０１２５】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。As described above, since the time for which the reading light is taken out is determined according to the amount of writing light,
If the writing light amount changes in an analog manner, the reading time also changes in an analog manner.
【０１２６】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。Further, the period t 63 to t 60 is the reversing operation, the polarity of the applied voltage Vext is reversed during this period, and the writing light bias light is irradiated again with the same light amount. This allows
Since the time integral per one cycle of the effective voltage applied to the liquid crystal is 0, deterioration of the liquid crystal can be suppressed.
【０１２７】本実施例において、バイアス光の光量は、
光導電層の時定数とｔ60−ｔ63期間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。In this embodiment, the amount of bias light is
It is appropriately determined in consideration of the length of the constant and t 60 -t 63 periods when the photoconductive layer. The light source of the bias light may be the same as or different from the light source of the reset light. Preferably, both the light source of the bias light and the light source of the reset light have dimming means, respectively, so that the light amount can be set independently.
【０１２８】尚、本実施例においては、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。In this embodiment, if one cycle is set to 1/30 second and t 60 to t 63 is set to about 1/60 second, flicker is not seen and a good halftone can be displayed.
【０１２９】次に述べる例は上述した例において、読み
出し光の光源と書き込み光の光源を独立して点灯する
Ｒ、Ｇ、Ｂ３色の光源とし、第１周期をＲの書き込み及
び読み出し期間に、第２周期をＧの書き込み及び読み出
し期間に、第３周期をＢの書き込み及び読み出し期間
に、割り当てて、フルカラーの光変調による画像再生を
行うものである。In the example described below, the light source for reading light and the light source for writing light are light sources of R, G, and B three colors that are independently turned on in the above-described example, and the first cycle is the writing and reading period of R, The second period is assigned to the G writing and reading period, and the third period is assigned to the B writing and reading period to perform image reproduction by full-color light modulation.
【０１３０】図２５は又更に別の例による光学変調素子
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。FIG. 25 is a timing chart showing a driving method of an image display device using an optical modulator according to still another example.
【０１３１】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。The basic operation is the same as the example shown in FIG. The difference is that instead of irradiating the bias light,
The voltage Vext applied to the element is changed with time (t 72 −t
73 ) It is in operation.
【０１３２】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。In the period t 70 to t 71 , the reset light is emitted (721T). At this time, Vext is 0.
【０１３３】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。At time t 71 , Vext is set to the liquid crystal threshold voltage + Vu, but the writing light to the photoconductive layer is minimum (0).
Therefore, the voltage Vflc applied to the liquid crystal becomes + Vuu. If the capacity of the photoconductive layer is the same as the capacity of the liquid crystal, + Vuu is の of + Vu.
【０１３４】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。At time t 72 , the writing light is set to 0,
The voltage Vext applied to the element is gradually increased from + Vu to + Vem.
Up with time. In response, the voltage Vflc applied to the liquid crystal also increases with Vext.
【０１３５】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ｔ72−ｔ73期間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。If + Vem is set to be twice as large as + Vu, Vflc exceeds the threshold value + Vu at time t.
It becomes 73 . In this way, the reading light is turned on (704T) during the period from t 72 to t 73 , but the alignment state of the liquid crystal does not change, and therefore the liquid crystal does not reach the maximum transmittance.
【０１３６】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。The inversion operation is performed during the remaining period t 73 to t 70 . During this operation, there is no irradiation of the reading light, so that no image reproduction is performed.
【０１３７】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。The second cycle shows the case where the intermediate level writing light is irradiated (718T). Liquid crystal at time t 70 is in the non-light-transmissive state by the reverse operation.
With Vext = 0, Vflc approaches voltage level 0.
【０１３８】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。At time t 71 , Vext is the threshold value + Vu.
And the readout light starts to be turned on (704T). Ve
Although xfl increases Vflc, the threshold voltage + Vu
Does not reach
【０１３９】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。At time t 72 , Vext begins to rise. Along with this, Vflc also rises, so that Vflc exceeds the threshold value + Vu at time t x1 . Thus, the liquid crystal transitions to the alignment state exhibiting the maximum transmittance. Therefore, at this time t72 , the lit readout light is reflected by the reflection layer through the liquid crystal layer, so that the image can be recognized. Then, the reflection time (t x1 −t 73 ) of the reading light is modulated according to the writing light amount. t 73 and later is the inversion operation.
【０１４０】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。The third period shows the case where the amount of writing light is maximum. operation in the period of t 70 -t 71 is the same for each cycle.
【０１４１】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（７０
５Ｔ）となる。Vflc exceeds the threshold value + Vu at time t 72 due to the amount of writing light irradiated at time t 71 . Therefore, during the read light lighting period (t 72 -t 73 ),
The liquid crystal has transitioned to an alignment state exhibiting maximum transmittance. Therefore, the maximum time (70
5T).
【０１４２】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。As described above, the time during which the reading light is reflected is determined according to the light amount of the writing light. Therefore, if the writing light amount changes in an analog manner, the reflection time also changes in an analog manner.
【０１４３】又、ｔ73〜ｔ70期間は反転動作であり、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。The period from t 73 to t 70 is the reversing operation, the polarity of the applied voltage Vext is reversed during this period, and the same amount of the writing light bias light is emitted. This allows
Since the time integral per one cycle of the effective voltage applied to the liquid crystal is 0, deterioration of the liquid crystal can be suppressed.
【０１４４】本例において、Ｖｅｘｔの時間変化率は、
光導電層の時定数とｔ71−ｔ73期間の長さ他を考慮して
適宜決定される。In this example, the rate of change of Vext with time is
It is appropriately determined in consideration of the time constant of the photoconductive layer and the length of the t 71 -t 73 period.
【０１４５】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良い中間調が表示できる。In this example, one cycle is 1/30
Setting the seconds, t 60 to t 63 , to about 1 / 60th of a second, good flicker can be displayed without displaying flicker.
【０１４６】次に本発明の別の参考例１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
諧調情報を持つ２次元の画像を一回の書き込み光照射に
よって光学変調素子としての液晶素子の光導電層に書き
込んだが、本実施例では、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、諧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ことを特徴とする。Next, another reference example 1 of the present invention will be described. In the reference example described with reference to FIG. 22, a two-dimensional image having gradation information of a film or the like is written in the photoconductive layer of the liquid crystal element as the optical modulation element by writing light irradiation once, but in the present example, A two-dimensional image is vertically and horizontally scanned to write in a liquid crystal element in time series. Then, in order to read out the gradation information, the reading light is similarly scanned at an appropriate timing.
【０１４７】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８０３
は方法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、これも諧調情報を再生す
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
査がなされる。これは、図２３で示したものと同じ作用
による。FIG. 26 is a diagram for explaining the scanning system, and 801 is a reflective liquid crystal element having the same chiral smectic liquid crystal and photoconductive layer as that shown in FIG. The writing light 802 scans non-interlaced from the top to the bottom of the drawing as in the case of drawing on a normal CRT. That is, the operation of irradiating the photoconductive layer of the element with light with the writing light is performed in time series. On the other hand, the reading light 803
Is irradiated to the liquid crystal portion corresponding to the position of the photoconductive layer in which the method is written, but this is also taken for a predetermined period in order to reproduce the gradation information. Therefore, the operation of irradiating the element with the reading light is also performed in time series. As for the scanning timing of the writing light 802 and the reading light 803, the scanning of the reading light is performed after the scanning of the writing light. This is due to the same action as that shown in FIG.
【０１４８】図２７は本参考例１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
５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。FIG. 27 is a diagram showing the structure of the image display system of the present reference example 1, and 810 is C as a writing light source.
RT, 811 is an imaging lens, 812 is a reset light source, 8
13 is a mirror, 814 is a polarizing beam splitter, 81
Reference numeral 5 is a movable mirror, 816 is a filter for cutting infrared light and ultraviolet light, 817 is a reading light source, 818 is an illumination lens, and 819 is an image reproducing screen.
【０１４９】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諧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。After the reset light is irradiated, the writing light 8
02 is performed. Since a voltage is applied to the element 801, the effective voltage applied to the liquid crystal changes with time according to the amount of light due to light absorption in the photoconductive layer, and the liquid crystal transitions due to the difference in the timing of exceeding the threshold value. The time during which the light can be reflected changes according to the gradation information. The reading light 803 is scanned in accordance with this timing.
Scanning is performed by movement of the movable mirror 815. That is, when the movable mirror 815 moves in the direction of the arrow AA, the element 80
The readout light 803 applied to 1 also moves in the direction of the arrow AA. Thus, the band-shaped readout light is vertically scanned.
Since the horizontal scanning time of the reading light 803 is set to 1/60 second or less, halftone can be recognized. The scanning between the movable mirror 815 and the CRT 810 is synchronized by a control circuit (not shown).
【０１５０】次に述べる参考例２は、前述した参考例を
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８００Ｒ、８００Ｇ、８００Ｂ設けられている。Reference example 2 described below is an example in which the above-described reference example is changed to be compatible with full color. As shown in FIG. 28, scanning light scanning means and three liquid crystal elements 800R, 800G and 800B are provided for R, G and B, respectively.
【０１５１】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。If the writing light scanning timings are synchronized for the three colors, full-color display can be performed by additive color mixing. Since this display device is suitable for displaying full-color moving images, it is suitable as a large-screen television.
【０１５２】なお、参考例１、２では書込み光がＣＲＴ
と同じスポット光によるノンインターレス走査を例に説
明したが、ライン状のＬＥＤアレイを用いた線順次書込
みであってもよい。In the reference examples 1 and 2, the writing light is a CRT.
Although the non-interlaced scanning by the same spot light as described above has been described as an example, line sequential writing using a linear LED array may be used.
【０１５３】[0153]
【実施例】図２９は本発明の実施例による液晶素子の回
路図であり、図３０は図２９に示す素子の一画素の断面
図である。EXAMPLE FIG. 29 is a circuit diagram of a liquid crystal element according to an example of the present invention, and FIG. 30 is a sectional view of one pixel of the element shown in FIG.
【０１５４】本例の素子は一画素に抵抗素子Ｒpcと容量
素子ＣpcとスイッチＴＦＴとを有しており、Ｎ本のゲー
ト線（走査線）Ｇ1〜ＧNとＭ本のソース線（データ線）
Ｓ1〜ＳMとからなるマトリクス電極をもつ、アクティブ
マトリクス型液晶素子である。素子は、図３０に示すよ
うに透明基板９０１上に各素子が形成され、この基板と
上部の透明基板９０２とで液晶層９０４を挟持してい
る。９０３は共通の透明電極である。[0154] device of the present embodiment has a resistance element R pc and the capacitive element C pc and the switch TFT in one pixel, N of gate lines (scanning lines) G 1 source line ~G N and M present (Data line)
It is an active matrix type liquid crystal element having a matrix electrode composed of S 1 to S M. As for the element, each element is formed on a transparent substrate 901 as shown in FIG. 30, and a liquid crystal layer 904 is sandwiched between this substrate and the upper transparent substrate 902. 903 is a common transparent electrode.
【０１５５】スイッチＴＦＴはゲート電極９０６、ゲー
ト絶縁膜９０８、チャネル層９１４、ソース・ドレイン
となるオーミック層９１０、９０９、ソース・ドレイン
電極９１１、９１２とを有する。The switch TFT has a gate electrode 906, a gate insulating film 908, a channel layer 914, ohmic layers 910 and 909 serving as source / drain, and source / drain electrodes 911 and 912.
【０１５６】容量素子Ｃpcはドレイン電極９１２、オー
ミック層９０９、絶縁膜９０８、下部電極９０７とを有
する。The capacitive element C pc has a drain electrode 912, an ohmic layer 909, an insulating film 908, and a lower electrode 907.
【０１５７】抵抗素子Ｒpcはドレイン電極９１２、オー
ミック層９０９、電極９１３とを有する。The resistance element R pc has a drain electrode 912, an ohmic layer 909, and an electrode 913.
【０１５８】ゲート電極９０６と下部電極９０７は、同
一工程で堆積しパターニングした導電体で、チャネル層
９１４と層９１５とは、同一工程で堆積し、パターニン
グした半導体で形成するとよい。The gate electrode 906 and the lower electrode 907 are conductors deposited and patterned in the same step, and the channel layer 914 and the layer 915 are preferably semiconductors deposited and patterned in the same step.
【０１５９】ゲート電極９０６は各行毎に共通に接続さ
れてゲート線Ｇ1〜ＧNとなり、ソース電極９１１は各列
毎に共通に接続されてソース線Ｓ1〜Ｓ2となる。[0159] The gate electrode 906 is connected to the gate lines G 1 ~G N becomes in common for each row, the source electrode 911 becomes a source line S 1 to S 2 are commonly connected to each column.
【０１６０】共通電極９０３と下部電極９０７とは全画
素共通に基準電圧源に接続され、基準電位に保たれる。The common electrode 903 and the lower electrode 907 are connected to a reference voltage source commonly to all pixels and kept at the reference potential.
【０１６１】図３１は動作を示すタイミングチャートで
ある。ソース線Ｓ1〜ＳMには時系列に階調情報に応じた
電圧値をもつ信号が供給され、ゲート線Ｇ1〜ＧNには順
次スイッチＴＦＴをオンする信号が供給されて、マルチ
プレキシング駆動される。FIG. 31 is a timing chart showing the operation. A signal having a voltage value according to gradation information is supplied to the source lines S 1 to S M in time series, and a signal for sequentially turning on the switch TFTs is supplied to the gate lines G 1 to G N to perform multiplexing. Driven.
【０１６２】読み出し光は一行の画素に期間ＰON中照射
され、ゲート線のオン電圧信号を追従するように走査さ
れる。[0162] reading light is irradiated during the period P ON to the pixels of one row are scanned to follow the on-voltage signal of the gate line.
【０１６３】階調表示の原理は前述した図１５の方式と
同じである。The principle of gradation display is the same as the method shown in FIG.
【０１６４】ゲートにオン電圧信号が与えられるとスイ
ッチＴＦＴがオンして、階調信号電圧がスイッチを介し
て画素電極となるドレイン電極９１２の電位を上げる。
この電位と共通電極９０３との間の電位差によって、液
晶９０４は光透過状態に分子配向する。画素電極の電荷
は抵抗素子Ｒpcとしてのオーミック層９０９を介して放
電するので、画素電極９１２の電位は徐々に降下してい
く。この電位がしきい値を下回ると液晶は遮光状態に分
子配向する。When an on-voltage signal is applied to the gate, the switch TFT is turned on, and the grayscale signal voltage raises the potential of the drain electrode 912 which becomes the pixel electrode via the switch.
Due to the potential difference between this potential and the common electrode 903, the liquid crystal 904 is molecularly aligned in a light transmitting state. Since the electric charge of the pixel electrode is discharged through the ohmic layer 909 serving as the resistance element R pc , the potential of the pixel electrode 912 gradually drops. When this potential falls below the threshold value, the liquid crystal is molecularly aligned in a light-shielded state.
【０１６５】このタイミングはソース線に与えられる電
圧に依存する。抵抗素子Ｒpcと容量素子Ｃpcの時定数に
よって決まる、液晶が光透過状態となっている期間、の
変調巾にあわせて、読み出し光を所定時間（例えば６０
×α分の１秒）その画素に照射する。読み出し光は帯状
の光を上下に走査して１フレームの画像情報を読み出
す。This timing depends on the voltage applied to the source line. The read light is read for a predetermined time (for example, 60) according to the modulation width of the period during which the liquid crystal is in the light transmitting state, which is determined by the time constants of the resistance element R pc and the capacitance element C pc.
X 1 / sec.) The pixel is irradiated. The readout light scans a strip of light up and down to read out one frame of image information.
【０１６６】ｎ番目の行の画素を例にとれば、ｔnに２
階調信号が印加されてから、水平走査期間の数倍に相当
する期間を経た後、ＴONにて読み出し光照射が開始され
ｔoffにて終了する。この様子を図３２に示す。Taking the pixel on the nth row as an example, 2 is set for t n .
After the grayscale signal is applied, after a period corresponding to several times the horizontal scanning period has passed, the reading light irradiation starts at T ON and ends at t off . This situation is shown in FIG.
【０１６７】本発明に用いられる抵抗素子や容量素子他
は図３０に示すものに限定されない。The resistance element, the capacitance element, and the like used in the present invention are not limited to those shown in FIG.
【０１６８】例えば、ゲート電極やソース電極として
は、Ａｌ，Ｃｒ，Ｃｕ，Ｍｏ，Ｗ，Ｔａ等の金属又は合
金が、画素電極や下部電極や共通電極としては、ＩＴ
Ｏ，ＳｎＯ2，ＩｎＯ等の透明導電膜が用いられる。For example, a metal or alloy such as Al, Cr, Cu, Mo, W and Ta is used as the gate electrode and the source electrode, and IT is used as the pixel electrode, the lower electrode and the common electrode.
A transparent conductive film of O, SnO 2 , InO or the like is used.
【０１６９】ゲート絶縁膜としてはＳｉＮ，ＳｉＯ，Ｔ
ａ2Ｏ3，Ａｌ2Ｏ3等の絶縁体が望ましく、チャネル層と
しては、高抵抗の非単結晶シリコンであるアモーファス
シリコンが望ましい。As the gate insulating film, SiN, SiO, T
An insulator such as a 2 O 3 or Al 2 O 3 is desirable, and the channel layer is preferably amorphous silicon which is a non-single crystal silicon having high resistance.
【０１７０】オーミック層としては、周期律表のＶ族に
属する原子によりドープされた低抵抗の非単結晶シリコ
ンであるアモーファスシリコン又はマイクロクリスタル
シリコンが望ましい。The ohmic layer is preferably amorphous silicon or microcrystalline silicon which is low resistance non-single-crystal silicon doped with atoms belonging to Group V of the periodic table.
【０１７１】図は、上述した液晶素子９００を用いた画
像表示装置の例であり、８１７は読み出し光を発生する
光源、８１５は可動ミラー、８１８はレンズ、８１９は
スクリーンである。８３１は絞りである。The figure shows an example of an image display device using the above-mentioned liquid crystal element 900. Reference numeral 817 is a light source for generating readout light, 815 is a movable mirror, 818 is a lens, and 819 is a screen. 831 is a diaphragm.
【０１７２】読み出し光の照射は、絞り８３１を通して
所定の巾をもつ帯状の光束とされ、可動ミラーの移動に
より、素子９００に対して図３２に示すとおり光走査す
る。The irradiation of the reading light is made into a band-shaped light beam having a predetermined width through the diaphragm 831 and the movable mirror is moved to optically scan the element 900 as shown in FIG.
【０１７３】[0173]
【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。According to the present invention, good gradation display can be performed.
【図１】本発明の光学変調素子の基本的な駆動装置の図
である。FIG. 1 is a diagram of a basic driving device of an optical modulation element of the present invention.
【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。FIG. 2 is a diagram showing the dependence of the transmittance of an optical modulation substance used in the present invention on the applied voltage (pulse width).
【図３】本発明の光学変調素子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。FIG. 3 is a diagram showing a timing chart for explaining another example of the basic driving method of the optical modulator of the present invention.
【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。FIG. 4 is a diagram showing an example of a circuit for generating gradation information used in the present invention.
【図５】本発明の光学変調素子の別の駆動装置の図であ
る。FIG. 5 is a diagram of another driving device of the optical modulation element of the present invention.
【図６】本発明に用いられる光学変調素子の駆動回路の
一例を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing an example of a drive circuit for an optical modulator used in the present invention.
【図７】本発明に用いられる光学変調素子の駆動回路の
別の例を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing another example of a drive circuit for an optical modulation element used in the present invention.
【図８】本発明に用いられる光学変調素子の駆動回路の
更に別の例を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing yet another example of a drive circuit for an optical modulation element used in the present invention.
【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。FIG. 9 is a diagram showing the applied voltage dependence of the transmittance of the optical modulator used in the present invention.
【図１０】光学変調素子を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing an optical modulator.
【図１１】光学変調素子の駆動タイミングチャートを示
す図である。FIG. 11 is a diagram showing a drive timing chart of the optical modulator.
【図１２】光学変調素子を示す図である。FIG. 12 is a diagram showing an optical modulator.
【図１３】光学変調素子の駆動タイミングチャートを示
す図である。FIG. 13 is a diagram showing a drive timing chart of the optical modulator.
【図１４】光学変調素子を示す図である。FIG. 14 is a diagram showing an optical modulator.
【図１５】光学変調素子の駆動タイミングチャートを示
す図である。FIG. 15 is a diagram showing a drive timing chart of the optical modulator.
【図１６】光学変調素子を示す図である。FIG. 16 is a diagram showing an optical modulator.
【図１７】光学変調素子の駆動タイミングチャートを示
す図である。FIG. 17 is a diagram showing a drive timing chart of the optical modulator.
【図１８】本発明に用いられる画像表示装置用の光学変
調素子の断面図である。FIG. 18 is a cross-sectional view of an optical modulation element for an image display device used in the present invention.
【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。19 is a diagram showing the molecular orientation of a chiral smectic liquid crystal used in the device of FIG.
【図２０】図１８の液晶分子の電気光学特性を示す図で
ある。20 is a diagram showing the electro-optical characteristics of the liquid crystal molecules of FIG.
【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。FIG. 21 is a timing chart showing the operation of the device of FIG.
【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。FIG. 22 is a diagram illustrating an image display device used in a reference example of the present invention.
【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。FIG. 23 is an operation timing chart of the image display device according to the reference example of the present invention.
【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。FIG. 24 is an operation timing chart of the image display device according to the reference example of the present invention.
【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。FIG. 25 is an operation timing chart of the image display device according to the reference example of the present invention.
【図２６】本発明の実施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。FIG. 26 is a diagram for explaining scanning of writing light and reading light according to an example of the present invention.
【図２７】本発明による表示装置の一例を示す図であ
る。FIG. 27 is a diagram showing an example of a display device according to the present invention.
【図２８】本発明による表示装置の別の例を示す図であ
る。FIG. 28 is a diagram showing another example of the display device according to the present invention.
【図２９】本発明の一実施例による表示装置の光学変調
素子の回路構成を示す図である。FIG. 29 is a diagram showing a circuit configuration of an optical modulation element of a display device according to an example of the present invention.
【図３０】本発明に用いられる光学変調素子の一画素の
模式的断面図である。FIG. 30 is a schematic cross-sectional view of one pixel of the optical modulation element used in the present invention.
【図３１】本発明の一実施例による表示装置の動作を説
明する為のタイミングチャートを示す図である。FIG. 31 is a diagram showing a timing chart for explaining the operation of the display device according to the embodiment of the present invention.
【図３２】本発明に用いられる読み出し光の走査方法の
一例を示す図である。FIG. 32 is a diagram showing an example of a reading light scanning method used in the present invention.
【図３３】本発明の一実施例による表示装置の構成を示
す図である。FIG. 33 is a diagram showing a configuration of a display device according to an embodiment of the present invention.
Claims (2)
調物質の層を配した光学変調要素と該光学変調要素に階
調情報を含む電気信号を与える駆動要素を含む画素が２
次元状に配された光学変調素子と、該光学変調物質の層
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、を有する表示装置の駆動法において、 前記電気信号を走査選択された画素に与えるとともに該
読み出し光を走査して該光学変調物質の層に与え、 前記読み出し光源の点灯時間を制御して、前記光学変調
物質が所定の光学状態を呈している時間と該点灯時間と
の重なり時間を階調情報に応じて変調することを特徴と
する表示装置の駆動法。1. A pixel comprising an optical modulation element in which a layer of an optical modulation material is arranged between a pair of electrodes to which a voltage is applied, and a drive element for applying an electric signal containing gradation information to the optical modulation element.
In a driving method of a display device, which includes a three-dimensionally arranged optical modulation element and a reading light source that gives reading light for reading image information to a layer of the optical modulation material, a pixel selected by scanning the electric signal Of the read light to the layer of the optical modulation substance, and controlling the lighting time of the reading light source so that the time when the optical modulation substance exhibits a predetermined optical state and the lighting time. A method for driving a display device, characterized in that the overlap time is modulated according to gradation information.
する部分の前記読み出し光の走査を行う請求項１に記載
の表示装置の駆動法。2. The method of driving a display device according to claim 1, wherein after one horizontal scan of the electrical signal, scanning of the corresponding portion of the readout light is performed.
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7198656A JPH0943575A (en) | 1995-08-03 | 1995-08-03 | Display device driving method |
| EP96305639A EP0762370A3 (en) | 1995-08-02 | 1996-07-31 | Driving method for display apparatus including an optical modulation device |
| US08/690,997 US5856814A (en) | 1995-08-02 | 1996-08-01 | Driving method for display apparatus |
| KR1019960032316A KR100215187B1 (en) | 1995-08-02 | 1996-08-02 | Driving method for display device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7198656A JPH0943575A (en) | 1995-08-03 | 1995-08-03 | Display device driving method |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0943575A true JPH0943575A (en) | 1997-02-14 |
Family
ID=16394860
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7198656A Pending JPH0943575A (en) | 1995-08-02 | 1995-08-03 | Display device driving method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0943575A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001142048A (en) * | 1999-11-12 | 2001-05-25 | Sony Corp | Light control device, image pickup device and their driving method |
| US6697035B2 (en) | 2000-03-30 | 2004-02-24 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Display device and moving-film display device |
| KR100521257B1 (en) * | 1998-03-26 | 2006-01-12 | 삼성전자주식회사 | Liquid crystal display device having image adjusting means according to external light amount |
-
1995
- 1995-08-03 JP JP7198656A patent/JPH0943575A/en active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100521257B1 (en) * | 1998-03-26 | 2006-01-12 | 삼성전자주식회사 | Liquid crystal display device having image adjusting means according to external light amount |
| JP2001142048A (en) * | 1999-11-12 | 2001-05-25 | Sony Corp | Light control device, image pickup device and their driving method |
| US6697035B2 (en) | 2000-03-30 | 2004-02-24 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Display device and moving-film display device |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5856814A (en) | Driving method for display apparatus | |
| US6144353A (en) | Display system having electrode modulation to alter a state of an electro-optic layer | |
| KR100240971B1 (en) | Optical modulation or image display system | |
| US8130185B2 (en) | Active matrix liquid crystal image generator | |
| US7046221B1 (en) | Increasing brightness in field-sequential color displays | |
| US9368074B2 (en) | Optically addressed gray scale electric charge-accumulating spatial light modulator | |
| TWI435305B (en) | Pulse-width modulation method, optical write valve and computer program product | |
| US5684504A (en) | Display device | |
| US6133894A (en) | Driving method for optical apparatus | |
| JPH116994A (en) | Active matrix type optical modulator, display, and method of reducing asymmetric optical performance effect | |
| JP3704984B2 (en) | Liquid crystal display device | |
| JP3832086B2 (en) | Reflective liquid crystal device and reflective projector | |
| JPH0973067A (en) | Optical modulation device and driving method for picture display device | |
| JP3143578B2 (en) | Driving method of display device | |
| JPH0943575A (en) | Display device driving method | |
| JP3233263B2 (en) | Display device | |
| JP3873544B2 (en) | Electro-optical device and projection display device | |
| JP3288236B2 (en) | Display device | |
| WO1998027537A1 (en) | Display system which applies reference voltage to pixel electrodes before display of new image | |
| US6313820B1 (en) | Method of operating a ferroelectric liquid crystal spatial light modulator in non-DC balanced mode with decreased pixel sticking | |
| WO1998027539A1 (en) | Display system with modulation of an electrode voltage to alter state of the electro-optic layer | |
| JP2005227475A (en) | Electrooptical apparatus, method for driving electrooptical apparatus, and electronic equipment | |
| JP2001249322A (en) | Liquid crystal device and method for driving the same |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20010403 |