JPH0954305A - Liquid crystal image shift element - Google Patents
Liquid crystal image shift elementInfo
- Publication number
- JPH0954305A JPH0954305A JP22755695A JP22755695A JPH0954305A JP H0954305 A JPH0954305 A JP H0954305A JP 22755695 A JP22755695 A JP 22755695A JP 22755695 A JP22755695 A JP 22755695A JP H0954305 A JPH0954305 A JP H0954305A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- liquid crystal
- electrode
- pixel
- image shift
- film
- 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.)
- Granted
Links
Landscapes
- Liquid Crystal (AREA)
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、メモリ−機能を持つ強
誘電性液晶を用いることによって、液晶セルの画素に書
き込まれた画像を全画素に渡って１度にシフトするの
で、画素間演算等の処理を飛躍的に高速処理する事を可
能にする。すなわちデジタルフィルタリングなどの画像
処理及び記号処理を含めた広範囲な光処理に関するもの
である。BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention uses a ferroelectric liquid crystal having a memory function to shift an image written in the pixels of a liquid crystal cell at one time over all pixels. It is possible to dramatically speed up processing such as. That is, it relates to a wide range of optical processing including image processing such as digital filtering and symbol processing.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来における技術は、光処理と電子処理
がある。光処理においてはグレ−ティング、プウリズ
ム、ミラ−などの光学系を用いるものがある。グレ−テ
ィングとプリズムはそのサイズによってシフト量が限定
されてしまう。ミラ−においてはシフト量は角度の設定
によって任意に設定できるが、可変にする場合には機械
的な操作を必要とする事で、振動の発生により全体の光
学系への影響が生じてしまう。一般的に光学系を用いる
と全体の構成が大がかりなものになってしまう上に、高
い精度での位置設定が要求されるので振動等に影響され
易いという欠点がある。これは装置を構成する上でのコ
ンパクト性や動作の信頼性における問題点である。また
電子処理においては逐次処理になるので、画素数が多く
なると処理時間が膨大なものになってしまうという問題
があった。2. Description of the Related Art Conventional techniques include optical processing and electronic processing. Some optical processes use optical systems such as grating, purism, and mirrors. The shift amount of the grating and the prism is limited by the size. In the mirror, the shift amount can be arbitrarily set by setting the angle, but in the case of making it variable, mechanical operation is required, so that the generation of vibration affects the entire optical system. In general, when an optical system is used, the overall configuration becomes large, and in addition, since position setting with high accuracy is required, there is a drawback that it is easily affected by vibration and the like. This is a problem in the compactness and reliability of operation when configuring the device. Further, since the electronic processing is a sequential processing, there is a problem that the processing time becomes enormous when the number of pixels increases.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記問題点
を解決するために創案されたものであり、シフト量をデ
ィジタル的に任意に設定でき、全画素に渡って１度に処
理できる。さらにコンパクトな構成が可能で、振動にも
影響されず、高い信頼性での処理が得られることを目的
とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problem. The shift amount can be digitally set arbitrarily and can be processed at once for all pixels. Furthermore, it is possible to achieve a more compact structure, and to obtain highly reliable processing without being affected by vibration.
【０００４】[0004]
【課題を解決するための手段】本発明の１局面によれ
ば、画素となる透明導電性電極、光電変換素子、透明導
電性電極と配線電極を形成して、さらに液晶配向膜を配
置した一方の透明絶縁性基板と画素となる透明導電性電
極と配線電極を形成して、さらに液晶配向膜を配置した
他方の透明絶縁性基板間に強誘電性液晶を充填した液晶
セルを２枚の偏光子によって挟み、前記２枚の偏光子は
偏光軸が平行あるいは垂直になっていて、前記液晶配向
膜は前記液晶セルに充填されている前記強誘電性液晶が
双安定状態スイッチングが行われるように配向処理され
ており、双安定状態の一方の安定状態における前記強誘
電性液晶の分子の長軸が前記２枚の偏光子のどちらかの
偏光軸に一致することと、透明導電性電極によって形成
される画素電極が占める領域内に電極と光電変換素子と
透明導電性電極と波長選択機能を持つ膜と偏光機能を持
つ膜により画像シフト用の光センサ−が構成されてお
り、前記光センサ−は透明な絶縁性の膜によって前記画
素電極とは電気的には遮断されていることと、前記光電
変換素子を挟んでいる電極と透明導電性電極の一方は配
線電極に結合しており、他方は前記画素電極に近傍に位
置する画素電極のいずれか１つと結合していることと、
画像シフトが波長選択機能を持つ膜に適合する光が照射
されている時に前記強誘電性液晶をオンあるいはオフ状
態とする電圧が印可されることによって液晶セル全面の
画素のオンあるいはオフ状態がデジタルにシフトするこ
とを特徴とする液晶画像シフト素子が提供される。According to one aspect of the present invention, a transparent conductive electrode serving as a pixel, a photoelectric conversion element, a transparent conductive electrode and a wiring electrode are formed, and a liquid crystal alignment film is disposed. A liquid crystal cell filled with a ferroelectric liquid crystal between another transparent insulating substrate on which a transparent insulating substrate, a transparent conductive electrode serving as a pixel, and a wiring electrode are formed, and a liquid crystal alignment film is further disposed, is used as two polarizing plates. The two polarizers have a polarization axis parallel or perpendicular to each other, and the liquid crystal alignment film is arranged such that the ferroelectric liquid crystal filled in the liquid crystal cell performs bistable state switching. The alignment treatment is performed, and the long axis of the molecule of the ferroelectric liquid crystal in one of the bistable states matches the polarization axis of one of the two polarizers, and is formed by a transparent conductive electrode. Pixel electrode An optical sensor for image shift is constituted by an electrode, a photoelectric conversion element, a transparent conductive electrode, a film having a wavelength selecting function, and a film having a polarizing function in a region to be shifted, and the optical sensor has a transparent insulating property. The film is electrically isolated from the pixel electrode, and one of the electrode and the transparent conductive electrode sandwiching the photoelectric conversion element is connected to a wiring electrode, and the other is connected to the pixel electrode. Being coupled to any one of the pixel electrodes located in the vicinity,
By applying a voltage that turns on or off the ferroelectric liquid crystal when image shift is applied to a film having a wavelength selection function, the on or off state of the pixels on the entire surface of the liquid crystal cell is digital. There is provided a liquid crystal image shift element, which is characterized in that
【０００５】そして前記光センサ−を構成する波長選択
機能を持つ膜の選択波長が異なり、偏光機能を持つ膜の
偏光方向が互いに垂直となる様な光センサ−が１組とな
り、１つの画素電極内に２組以上配置することによって
１方向ばかりではなく、上下左右、さらには斜め方向へ
のデジタルな画像シフトが可能となる。[0005] Then, a set of optical sensors in which the selected wavelengths of the films having the wavelength selecting function constituting the optical sensor are different from each other and the polarization directions of the films having the polarizing function are perpendicular to each other becomes one pixel electrode. By arranging two or more sets in the camera, digital image shift can be performed not only in one direction but also in the up, down, left, and right directions, and further in the oblique direction.
【０００６】さらに前記光センサ−から他の画素電極に
延びている電極は複数の画素電極に結合していて、２番
目以降の画素に行く際には画素毎に光電変換素子が挿入
されており、それぞれの光電変換素子は画素電極内に位
置していて、画素電極とは電気的に絶縁されている。こ
の様に画像シフト用の光センサ−を連結してその間に光
電変換素子を挿入することにより、１画素分に限らず、
数画素分の画像シフトが可能となる。Further, an electrode extending from the photosensor to another pixel electrode is connected to a plurality of pixel electrodes, and when going to the second and subsequent pixels, a photoelectric conversion element is inserted for each pixel. Each photoelectric conversion element is located in the pixel electrode, and is electrically insulated from the pixel electrode. In this way, by connecting the optical sensor for image shift and inserting the photoelectric conversion element between them, it is not limited to one pixel,
An image shift of several pixels becomes possible.
【０００７】そして用いる強誘電性液晶や光源の単色性
によっては光センサ−を構成する波長選択機能を持つ膜
を取り除いても十分に画像シフト処理が行えるような液
晶画像シフト素子が提供される。Further, depending on the ferroelectric liquid crystal used and the monochromaticity of the light source, there is provided a liquid crystal image shift element capable of performing sufficient image shift processing even if the film having the wavelength selection function constituting the optical sensor is removed.
【０００８】[0008]
【作用】本発明は、図１（ａ）の様に画像情報の書き込
み用の光センサ−２とは別の画像シフト用の光センサ−
３を１画素内に設け、さらに画像シフト用の光センサ−
３は別の画素に連結している。そして画像シフト用の光
センサ−３の構造を図１（ｂ）の様にすることにより画
素１の強誘電性液晶の状態を画素２の強誘電性液晶の状
態に反映することができる。つまり画素１の強誘電性液
晶の状態により偏光機能を持つ膜を通ってくる光量が決
まり、更に波長選択機能を持つ膜によりある特定の波長
の光のみに限定されている。これによって光電変換素子
６に照射される光量が画素１の強誘電性液晶の状態によ
り大きく左右されることになる。従って多くの光が当た
るような状態に画素１の強誘電性液晶がなっている時に
光電変換素子に電圧を印可すると、画素１の強誘電性液
晶の状態が画素２の強誘電性液晶の状態に反映できる。
この作用を利用することにより、１つの液晶セル内で全
ての画素に対して１度に画像シフト処理を行うことが可
能となる。According to the present invention, as shown in FIG. 1A, an image shift optical sensor different from the image information write optical sensor-2 is used.
3 is provided in one pixel, and an optical sensor for image shift is provided.
3 is connected to another pixel. The state of the ferroelectric liquid crystal of the pixel 1 can be reflected on the state of the ferroelectric liquid crystal of the pixel 2 by making the structure of the optical sensor 3 for image shift as shown in FIG. In other words, the amount of light passing through the film having the polarization function is determined by the state of the ferroelectric liquid crystal of the pixel 1, and the light having a specific wavelength is limited only by the film having the wavelength selection function. As a result, the amount of light applied to the photoelectric conversion element 6 is greatly affected by the state of the ferroelectric liquid crystal of the pixel 1. Therefore, when a voltage is applied to the photoelectric conversion element when the ferroelectric liquid crystal of the pixel 1 is exposed to a lot of light, the state of the ferroelectric liquid crystal of the pixel 1 is changed to the state of the ferroelectric liquid crystal of the pixel 2. Can be reflected in
By utilizing this action, it becomes possible to perform the image shift processing once for all the pixels in one liquid crystal cell.
【０００９】[0009]
【実施例】以下、本発明の１実施例を図によって詳細に
説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
【００１０】図１は本発明の典型的な構成を示してい
る。図１（ａ）は画素と各光センサ−の配置に関するも
のである。１は画素電極である透明導電性電極でインジ
ウム−スズの酸化物の膜（ＩＴＯ）等を用いることがで
きる。２は画像情報を書き込み用光センサ−であり、光
電変換素子を透明導電性電極で挟むことなどで構成され
る。３は画像シフト用の光センサ−である。４は配線電
極で銀（Ａｇ）やアルミ（Ａｌ）などの材料が考えられ
る。FIG. 1 shows a typical configuration of the present invention. FIG. 1A relates to the arrangement of a pixel and each optical sensor. Reference numeral 1 denotes a transparent conductive electrode serving as a pixel electrode, which may be an indium-tin oxide film (ITO) or the like. Reference numeral 2 denotes an optical sensor for writing image information, which is configured by sandwiching a photoelectric conversion element between transparent conductive electrodes. Reference numeral 3 denotes an image shift optical sensor. Reference numeral 4 denotes a wiring electrode, which may be a material such as silver (Ag) or aluminum (Al).
【００１１】次に図１（ａ）の画像シフト用の光センサ
−３の構成は図１（ｂ）に示したので、それについて説
明する（図１（ａ）のＡ−Ａの部分）。まず５は液晶セ
ルを構成するガラスなどの透明絶縁性基板である。その
上に順次各層を積層していく。４は配線電極と同じ材料
の電極であり、配線電極に結合されていて、この材料は
光を遮断する働きが必要となる。なぜならば６の光電変
換素子には１方向からの光にしか動作しないようにする
必要があるからである。つまり液晶層を通過する光のみ
にしか動作しないようにする為である。６の光電変換素
子には水素化アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ：Ｈ）等
の光伝導体やそれのｐ−ｉ−ｎ構造のフォトダイオ−ド
などを用いることができる。そして光電変換素子６の上
には透明導電性電極１が積層されていて、これは画素２
の画素電極である透明導電性電極１に結合している。次
に波長選択機能を持つ膜７を積層する。これにはカラ−
フィルタ−や誘電体の多層膜を用いることができる。更
にその上の偏光機能を持つ膜８には金属膜のグレ−ティ
ングやポリビニ−ルアルコ−ル（ＰＶＡ）の延伸フィル
ムなどを用いることができる。波長選択機能を持つ膜７
と偏光機能を持つ膜８の積層順序はこの逆でも良い。ま
た波長選択機能を持つ膜７は積層せずに液晶セルを構成
している対向基板の方に付けても、その機能が画像シフ
ト用の光センサ−３に及ぶのならかまわない。更に言及
するならば、用いる強誘電性液晶材料によっては波長選
択機能を持つ膜７が無くても画像シフト用の光センサ−
３の動作には差し障りがない場合があるので、そのよう
な場合は省いてもかまわない。そして更にそれらの上に
は透明な絶縁層９が積層されている。この透明な絶縁層
９にはシリコンなどの酸化物を用いることができる。こ
の透明な絶縁層９はその上の画素電極を構成する透明導
電性電極１と光電変換素子６とを完全に絶縁する為に設
けられていて、大変重要である。しかし、その下の波長
選択機能を持つ膜７などが十分な絶縁特性を持つならば
積層する必要はない。一番上に積層されているのは強誘
電性液晶を配向させるための液晶配向膜１０である。こ
の液晶配向膜１０にはポリビニ−ルアルコ−ル（ＰＶ
Ａ）などを用いることができる。Next, the structure of the optical sensor 3 for image shift shown in FIG. 1A is shown in FIG. 1B, which will be described (portion AA in FIG. 1A). First, reference numeral 5 denotes a transparent insulating substrate such as glass constituting a liquid crystal cell. Each layer is sequentially laminated thereon. Reference numeral 4 denotes an electrode made of the same material as the wiring electrode, which is connected to the wiring electrode, and this material needs to function to block light. This is because the six photoelectric conversion elements need to operate only on light from one direction. That is, it is made to operate only with light passing through the liquid crystal layer. As the photoelectric conversion element 6, a photoconductor such as hydrogenated amorphous silicon (a-Si: H) or a photodiode having a pin structure thereof can be used. The transparent conductive electrode 1 is laminated on the photoelectric conversion element 6, and the transparent conductive electrode 1
Are connected to the transparent conductive electrode 1 which is a pixel electrode of the first embodiment. Next, a film 7 having a wavelength selection function is laminated. This has a color
A filter or a dielectric multilayer film can be used. Further, as the film 8 having a polarizing function thereon, a metal film grating or a stretched film of polyvinyl alcohol (PVA) can be used. Film 7 with wavelength selection function
The order of laminating the films 8 having the polarizing function may be reversed. Further, even if the film 7 having the wavelength selection function is attached to the counter substrate constituting the liquid crystal cell without being laminated, the function can be applied to the optical sensor 3 for image shift. More specifically, depending on the ferroelectric liquid crystal material used, even if the film 7 having the wavelength selecting function is not provided, the optical sensor for image shift can be used.
There is a case where the operation of No. 3 does not cause any trouble, and such a case may be omitted. Further, a transparent insulating layer 9 is laminated thereon. An oxide such as silicon can be used for the transparent insulating layer 9. This transparent insulating layer 9 is provided to completely insulate the transparent conductive electrode 1 constituting the pixel electrode thereon and the photoelectric conversion element 6 and is very important. However, if the underlying film 7 having a wavelength selecting function or the like has sufficient insulating properties, there is no need to laminate them. The liquid crystal alignment film 10 for aligning the ferroelectric liquid crystal is stacked on the top. The liquid crystal alignment film 10 has a polyvinyl alcohol (PV)
A) or the like can be used.
【００１２】図２は図１（ａ）のＢ−Ｂの部分について
の液晶セルの断面構造を示す。大体のものはすでに説明
したのでここでは省く。付け加えることは、１１は強誘
電性液晶であり、１２はガラスビ−ズなどのスペ−サで
あり、液晶セルのセル厚を一定に保つためのものであ
る。さらに画像情報の書き込み用の光センサ−２の構造
は、光電変換素子６が透明導電性電極１により挟まれて
いることにより構成されていることも示してある。FIG. 2 shows a sectional structure of the liquid crystal cell taken along the line BB in FIG. 1 (a). Most of them have already been explained, so they are omitted here. In addition, 11 is a ferroelectric liquid crystal, and 12 is a spacer such as a glass bead for keeping the cell thickness of the liquid crystal cell constant. Further, it is shown that the structure of the optical sensor 2 for writing image information is constituted by the photoelectric conversion element 6 being sandwiched between the transparent conductive electrodes 1.
【００１３】図３は偏光子１３によって液晶セル１４が
挟まれている様子を示してある。図３（ａ）は偏光子の
偏光軸が互いに平行になっている場合であり、図３
（ｂ）は偏光子の偏光軸が互いに垂直になっている場合
である。一般的に強誘電性液晶の透過率Ｔはそれぞれ次
のように示される。図３（ａ）の場合は数１であり、図
３（ｂ）の場合は数２である。FIG. 3 shows a state in which the liquid crystal cell 14 is sandwiched by the polarizer 13. FIG. 3A shows the case where the polarization axes of the polarizers are parallel to each other.
(B) is a case where the polarization axes of the polarizers are perpendicular to each other. Generally, the transmittance T of a ferroelectric liquid crystal is shown as follows. In the case of FIG. 3A, the number 1 is used, and in the case of FIG. 3B, the number 2 is used.
【００１４】[0014]
【数１】 [Equation 1]
【００１５】[0015]
【数２】 [Equation 2]
【００１６】式中、Ｉ０は入射光強度、Ｉは透過光強
度、θはスイッチング角、Δｎは屈折率異方性、λは入
射光の波長、ｄは強誘電性液晶が充填されるセル厚であ
る。さて、一方の安定状態にある時の強誘電性液晶の分
子の長軸が、一方の偏光子の偏光軸に一致する場合をオ
ン状態として、この時θ＝０度とすると、この時の図３
（ａ）の場合は数３であり、図３（ｂ）の場合は数４で
ある。またオフ状態をθ＝４５度とすると、図３（ａ）
の場合は数５であり、図３（ｂ）の場合は数６である。In the formula, I0 is the incident light intensity, I is the transmitted light intensity, θ is the switching angle, Δn is the refractive index anisotropy, λ is the wavelength of the incident light, and d is the thickness of the cell filled with the ferroelectric liquid crystal. Is. Now, assuming that the long axis of the ferroelectric liquid crystal molecule in one of the stable states coincides with the polarization axis of one of the polarizers, the ON state is assumed, and at this time θ = 0 degree, Three
In the case of (a), it is Equation 3, and in the case of FIG. 3 (b), it is Equation 4. Further, assuming that the OFF state is θ = 45 degrees, FIG.
In the case of, the equation is 5, and in the case of FIG.
【００１７】[0017]
【数３】 (Equation 3)
【００１８】[0018]
【数４】 (Equation 4)
【００１９】[0019]
【数５】 (Equation 5)
【００２０】[0020]
【数６】 (Equation 6)
【００２１】以上、数３から数６までの特性を用いるこ
とによって、照射光の波長が決定され、画像シフトが行
われる。As described above, the wavelength of the irradiation light is determined and the image shift is performed by using the characteristics of the expressions 3 to 6.
【００２２】次に図４と図５により画像シフトの原理に
ついて説明する。まず図４は偏光機能を持つ膜の偏光方
向が互いに垂直となっている画像シフト用の光センサ−
３が２つで１組として１画素内に配置されている。一方
の偏光方向が偏光子の偏光方向に一致していることが重
要である。そして波長選択機能を持つ膜の波長は偏光方
向が上を向いているものが波長λ１に設定されており、
偏光方向が横を向いているものは波長λ２に設定されて
いる。この様に配置されている時にどの様にして画像シ
フトが行われるかを図５にて説明する。正方形で示され
ているのが画素で、丸の中の矢印がその方向に偏光方向
が設定されている画像シフト用の光センサ−である。そ
して画素内の矢印は強誘電性液晶の状態を示している。
強誘電性液晶はメモリ機能を有するので２つの安定状態
の内のどちらかの安定状態を保持できる。今、矢印が上
の方向を向いているものがオン状態で、矢印が横を向い
ているものがオフ状態とする。そして画像シフト用の光
センサ−の偏光方向と強誘電性液晶の状態の矢印方向が
一致している時に、画像シフト用の光センサ−は動作で
きる。Next, the principle of image shifting will be described with reference to FIGS. First, FIG. 4 shows an optical sensor for image shift in which the polarization directions of films having a polarization function are perpendicular to each other.
3 are arranged in one pixel as one set. It is important that one polarization direction matches the polarization direction of the polarizer. The wavelength of the film having the wavelength selection function is set to the wavelength λ1 when the polarization direction is upward.
The polarization direction of which is horizontal is set to the wavelength λ2. How the image shift is performed in the case of such arrangement will be described with reference to FIG. Pixels are shown as squares, and an arrow in a circle is an optical sensor for image shift whose polarization direction is set in that direction. The arrow in the pixel indicates the state of the ferroelectric liquid crystal.
Since the ferroelectric liquid crystal has a memory function, it can maintain one of two stable states. Now, it is assumed that an arrow pointing upward is an on state, and an arrow pointing sideways is an off state. When the polarization direction of the image shift optical sensor and the arrow direction of the state of the ferroelectric liquid crystal match, the image shift optical sensor can operate.
【００２３】図５（ａ）において、強誘電性液晶がオン
状態になっているのは画素３と画素４である。この時に
λ１の光を照射して、強誘電性液晶がオン状態となる電
圧を印可すると、画素３と画素４の偏光方向が上向きに
設定されている画像シフト用の光センサ−が動作する。
つまり画素４と画素５に強誘電性液晶がオン状態となる
電圧が印可されることになる。この時、画素４はもとも
とオン状態だったのでそのままオン状態のままである
が、画素５はオフ状態だったものがオン状態となる。そ
れが図５（ｂ）である。そして次にλ２の光を照射して
強誘電性液晶がオフ状態となる電圧を印可すると画素１
と画素２と画素６の偏光機能を持つ膜の偏光方向が横に
設定してある画像シフト用の光センサ−が動作する。従
ってこの時に強誘電性液晶をオフ状態にする電圧が印可
されるのは、画素２と画素３である。画素２はもともと
オフ状態だったのでそのままであるが、画素３はオン状
態からオフ状態になる。それが図５（ｃ）である。ここ
で図５（ａ）と図５（ｃ）を比較すると右に１画素分シ
フトしていることが分かる。これによって画像シフトが
達成されたことになる。ここでは手順を示すために段階
を追って処理したが、図４の様にオン状態にする配線と
オフ状態にする配線を別々にして、波長λ１とλ２の光
を同時に照射すれば１度に画像シフトが行えることにな
る。In FIG. 5A, the ferroelectric liquid crystal is in the ON state in the pixel 3 and the pixel 4. At this time, when light of λ1 is applied to apply a voltage to turn on the ferroelectric liquid crystal, the image shift optical sensor in which the polarization directions of the pixels 3 and 4 are set to be upward operates.
That is, a voltage for turning on the ferroelectric liquid crystal is applied to the pixels 4 and 5. At this time, since the pixel 4 was originally in the on state, the pixel 4 remains in the on state, but the pixel 5 in the off state is turned on. That is FIG. 5 (b). Then, when a voltage at which the ferroelectric liquid crystal is turned off by applying light of λ2 is applied, the pixel 1
Then, the image shift optical sensor in which the polarization directions of the films having the polarization function of the pixels 2 and 6 are set to be horizontal. Therefore, at this time, a voltage for turning off the ferroelectric liquid crystal is applied to the pixels 2 and 3. Since the pixel 2 was originally in the off state, the pixel 3 remains unchanged, but the pixel 3 changes from the on state to the off state. That is FIG. 5 (c). Here, comparing FIG. 5A and FIG. 5C, it can be seen that the pixel is shifted to the right by one pixel. This means that the image shift has been achieved. Here, the processing is performed step by step to show the procedure, but as shown in FIG. 4, if the wiring to be turned on and the wiring to be turned off are separately provided and light of wavelengths λ1 and λ2 are simultaneously irradiated, an image is displayed at once. You will be able to shift.
【００２４】図４の構成では右だけのシフト操作のみで
あるが、図６の様な構成にすれば上下左右のシフトが行
える。図４の画像シフト用の光センサ−が１組となっ
て、それが４組付いていることになる。１組づつがそれ
ぞれ上下左右の方向を担当することになる。更に組数を
増やせば、斜め方向への画像シフトも可能となる。In the structure shown in FIG. 4, only the right shift operation is performed, but with the structure shown in FIG. 6, vertical and horizontal shifts can be performed. The optical sensor for image shift shown in FIG. 4 is one set, and four sets are attached. Each set is responsible for up, down, left, and right directions. If the number of sets is further increased, image shift in an oblique direction becomes possible.
【００２５】図７はシフト量を２画素以上にする為の構
成である。各画素の画像シフト用の光センサ−の画素電
極に結合する部分を連結して、各画素毎に光電変換素子
を挿入するのである。光電変換素子は画素電極内に配置
されているが、画素電極とは絶縁されている。今までの
構成ではシフト量は１画素分であった。従って２画素分
以上の画像シフトは、すでに説明した方法を繰り返すこ
とによって行うことができる。しかしそれではシフト量
を多くするほど時間がそれだけ必要になる。そこで図７
の様な構成にすると１度に複数の画素分だけ画像シフト
できるので、より高速な画像シフト処理が可能となる。FIG. 7 shows a configuration for setting the shift amount to 2 pixels or more. The portion of each pixel that is connected to the pixel electrode of the optical sensor for image shift is connected, and a photoelectric conversion element is inserted for each pixel. The photoelectric conversion element is arranged in the pixel electrode, but is insulated from the pixel electrode. In the conventional configuration, the shift amount is one pixel. Therefore, an image shift of two pixels or more can be performed by repeating the method described above. However, then, the more the shift amount is, the more time is required. So Figure 7
With such a configuration, the image can be shifted by a plurality of pixels at a time, so that the image shift processing can be performed at a higher speed.
【００２６】その原理を図８を用いて説明する。さて、
強誘電性液晶層の抵抗をＲ０、画像シフト用の光センサ
−３の光電変換素子の抵抗をＲ１、画素内に設けられた
光電変換素子６の抵抗をＲ２とする。この時画素１の画
像シフト用の光センサ−（画素１の左隣の画素内にあ
る）に印可された電圧をＶ０とすると、画素１から数え
てｎ番目の画素の強誘電性液晶層に印可される電圧は式
７の様になる。The principle will be described with reference to FIG. Now,
Let R0 be the resistance of the ferroelectric liquid crystal layer, R1 be the resistance of the photoelectric conversion element of the optical sensor-3 for image shift, and R2 be the resistance of the photoelectric conversion element 6 provided in the pixel. At this time, if the voltage applied to the image shift photosensor of the pixel 1 (in the pixel on the left of the pixel 1) is V0, the ferroelectric liquid crystal layer of the nth pixel counted from the pixel 1 The applied voltage is as shown in Expression 7.
【００２７】[0027]
【式７】Equation 7
【００２８】遠くの画素ほど印可される電圧が小さくな
るが、照射する光量や印可電圧の大きさを適当に選ぶこ
とによってｎ番目の画素の強誘電性液晶のオン、オフ状
態を変えられるだけの電圧が印可できるはずである。す
なわち１度に複数個の画素分だけの画像シフトが達成さ
れる。The farther the pixel is applied, the smaller the applied voltage becomes, but the on / off state of the ferroelectric liquid crystal of the nth pixel can be changed only by appropriately selecting the amount of light to be applied and the applied voltage. The voltage should be able to be applied. That is, an image shift by a plurality of pixels at a time is achieved.
【００２９】以上、本発明の１実施例を示したが、これ
らの操作に用いられる光源はコヒ−レントな光源でもイ
ンコヒ−レントな光源でもどちらでも良い。画像シフト
用の光センサ−の構造を簡単にするには、できるだけ単
色性が強いものが望ましい。Although one embodiment of the present invention has been described above, the light source used for these operations may be either a coherent light source or an incoherent light source. In order to simplify the structure of the image shift optical sensor, it is desirable that the optical sensor be as monochromatic as possible.
【００３０】[0030]
【発明の効果】本発明は、液晶画像シフト素子におい
て、１画素電極が占める領域内に他の画素電極と連結し
ている画像シフト用の光センサ−を設けることにより、
１枚の液晶セル内でのデジタルな画像シフトが可能とな
る。従って画像処理システムなどをコンパクトな構成で
作る事が可能となる。更に密接させるような構成を画像
処理システムに持たせることが可能であるので、振動な
どに強く、それだけ動作の信頼性が高まることになる。
またその画像シフトは全画素に渡って１度に行われるの
で画素数が多くなればなるほど逐次処理の電子処理に対
して有利になる。従って画像処理などの各画素に対する
繰り返し演算が行われる従来の電子処理に対して、１度
に全画素に渡って画像シフトが行われる本発明を用いた
場合は非常に高速な処理が可能となる。According to the present invention, a liquid crystal image shift element is provided with an optical sensor for image shift connected to another pixel electrode in a region occupied by one pixel electrode.
Digital image shifting is possible within one liquid crystal cell. Therefore, it is possible to make an image processing system or the like with a compact configuration. Further, since the image processing system can be provided with a structure that makes the image processing system more close to each other, the image processing system is more resistant to vibration and the like, and the operation reliability is improved accordingly.
Further, since the image shift is performed at once for all the pixels, the greater the number of pixels, the more advantageous is the sequential electronic processing. Therefore, in contrast to the conventional electronic processing in which repetitive operations are performed on each pixel such as image processing, a very high-speed processing can be performed by using the present invention in which the image is shifted over all pixels at once. .
【図１】本発明の典型的な構成を示す構成図。FIG. 1 is a configuration diagram showing a typical configuration of the present invention.
【図２】液晶セルの断面図。FIG. 2 is a cross-sectional view of a liquid crystal cell.
【図３】液晶セルと偏光子の配置を示す図。FIG. 3 is a diagram showing an arrangement of a liquid crystal cell and a polarizer.
【図４】画像シフト用の光センサ−の偏光方向と偏光子
の偏光方向の関係を示す図。FIG. 4 is a diagram showing a relationship between a polarization direction of an image shift optical sensor and a polarization direction of a polarizer.
【図５】画像シフトの原理を説明するための模式図。FIG. 5 is a schematic diagram for explaining the principle of image shift.
【図６】上下左右の画像シフトを行うための画像シフト
用の光センサ−の配置図。FIG. 6 is a layout diagram of image shift optical sensors for performing image shifts in the vertical and horizontal directions.
【図７】数画素分の画像シフトを行うための画像シフト
用の光センサ−の構成図。FIG. 7 is a configuration diagram of an image shift optical sensor for performing image shift of several pixels.
【図８】数画素分の画像シフトを行う原理を説明するた
めの回路図。FIG. 8 is a circuit diagram for explaining the principle of performing image shift for several pixels.
１ 透明導電性電極 ２ 画像情報の書き込み用の光センサ− ３ 画像シフト用の光センサ− ４ 配線電極 ５ 透明絶縁性基板 ６ 光電変換素子 ７ 波長選択機能を持つ膜 ８ 偏光機能を持つ膜 ９ 透明な絶縁層 １０ 液晶配向膜 １１ 強誘電性液晶 １２ スペ−サ １３ 偏光子 １４ 液晶セル DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Transparent conductive electrode 2 Optical sensor for writing image information-3 Optical sensor for image shift-4 Wiring electrode 5 Transparent insulating substrate 6 Photoelectric conversion element 7 Film with wavelength selection function 8 Film with polarization function 9 Transparent Insulating layer 10 Liquid crystal alignment film 11 Ferroelectric liquid crystal 12 Spacer 13 Polarizer 14 Liquid crystal cell
【数７】 (Equation 7)
─────────────────────────────────────────────────────
─────────────────────────────────────────────────── ───
【手続補正書】[Procedure amendment]
【提出日】平成８年１０月２９日[Submission date] October 29, 1996
【手続補正１】[Procedure amendment 1]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】００１６[Correction target item name] 0016
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction contents]
【００１６】式中、Ｉ０は入射光強度、Ｉは透過光強
度、θはスイッチング角、Δｎは屈折率異方性、λは入
射光の波長、ｄは強誘電性液晶が充填されるセル厚であ
る。さて、一方の安定状態にある時の強誘電性液晶の分
子の長軸が、一方の偏光子の偏光軸に一致する場合をθ
＝０度として、他方の安定状態にある時をθ＝４５度と
する。この様な場合、図３（ａ）ではθ＝０度の時はオ
ン状態となり、透過率は数３で表され、θ＝４５度の時
はオフ状態となり、透過率は数５で表される。また図３
（ｂ）ではθ＝０度の時はオフ状態となり、透過率は数
４で表され、θ＝４５度の時はオン状態となり、透過率
は数６で表される。 In the formula, I0 is the incident light intensity, I is the transmitted light intensity, θ is the switching angle, Δn is the refractive index anisotropy, λ is the wavelength of the incident light, and d is the thickness of the cell filled with the ferroelectric liquid crystal. Is. Now, the amount of the ferroelectric liquid crystal in one stable state
Θ when the long axis of the child is aligned with the polarization axis of one polarizer
= 0 degree, the other stable state is θ = 45 degrees
I do. In such a case, when θ = 0 degree in FIG.
And the transmittance is expressed by Equation 3, and when θ = 45 degrees
Is turned off, and the transmittance is expressed by Equation 5. See also FIG.
In (b), when θ = 0 degree, it is in the off state, and the transmittance is several
4 and is in the ON state when θ = 45 degrees, and the transmittance is
Is expressed by Equation 6.
【手続補正２】[Procedure amendment 2]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】００２２[Correction target item name] 0022
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction contents]
【００２２】次に図４と図５により画像シフトの原理に
ついて説明する。まず図４は偏光機能を持つ膜の偏光方
向が互いに垂直となっている画像シフト用の光センサ−
３が２つで１組として１画素内に配置されている。一方
の偏光方向が液晶セルを挟む偏光子の偏光方向に一致し
ていることが重要である。そして波長選択機能を持つ膜
の波長は偏光方向が上を向いているものが波長λ１に設
定されており、偏光方向が横を向いているものは波長λ
２に設定されている。この様に配置されている時にどの
様にして画像シフトが行われるかを図５にて説明する。
正方形で示されているのが画素で、丸の中の矢印がその
方向に偏光方向が設定されている１組の画像シフト用の
光センサ−である。そして画素内の矢印は強誘電性液晶
の状態を示している。強誘電性液晶はメモリ機能を有す
るので２つの安定状態の内のどちらかの安定状態を保持
できる。今、矢印が上の方向を向いているものがオン状
態で、矢印が横を向いているものがオフ状態とする。そ
して画像シフト用の光センサ−の偏光方向と強誘電性液
晶の状態の矢印方向が一致している時に、画像シフト用
の光センサ−は動作できる。Next, the principle of image shifting will be described with reference to FIGS. First, FIG. 4 shows an optical sensor for image shift in which the polarization directions of films having a polarization function are perpendicular to each other.
3 are arranged in one pixel as one set. It is important that one polarization direction matches the polarization direction of the polarizer sandwiching the liquid crystal cell . The wavelength of the film having the wavelength selection function is set to the wavelength λ1 when the polarization direction is upward, and is set to the wavelength λ when the polarization direction is horizontal.
It is set to 2. How the image shift is performed in the case of such arrangement will be described with reference to FIG.
Pixels are shown as squares, and an arrow in a circle is a set of photosensors for shifting an image in which a polarization direction is set. The arrow in the pixel indicates the state of the ferroelectric liquid crystal. Since the ferroelectric liquid crystal has a memory function, it can maintain one of two stable states. Now, it is assumed that an arrow pointing upward is an on state, and an arrow pointing sideways is an off state. When the polarization direction of the image shift optical sensor and the arrow direction of the state of the ferroelectric liquid crystal match, the image shift optical sensor can operate.
Claims (4)
子、透明導電性電極と配線電極を形成して、さらに液晶
配向膜を配置した一方の透明絶縁性基板と画素となる透
明導電性電極と配線電極を形成して、さらに液晶配向膜
を配置した他方の透明絶縁性基板間に強誘電性液晶を充
填した液晶セルを２枚の偏光子によって挟み、前記２枚
の偏光子は偏光軸が平行あるいは垂直になっていて、前
記液晶配向膜は前記液晶セルに充填されている前記強誘
電性液晶が双安定状態スイッチングが行われるように配
向処理されており、双安定状態の一方の安定状態におけ
る前記強誘電性液晶の分子の長軸が前記２枚の偏光子の
どちらかの偏光軸に一致することと、透明導電性電極に
よって形成される画素電極が占める領域内に電極と光電
変換素子と透明導電性電極と波長選択機能を持つ膜と偏
光機能を持つ膜により画像シフト用の光センサ−が構成
されており、前記光センサ−は透明な絶縁性の膜によっ
て前記画素電極とは電気的には遮断されていることと、
前記光電変換素子を挟んでいる電極と透明導電性電極の
一方は配線電極に結合しており、他方は前記画素電極に
近傍に位置する画素電極のいずれか１つと結合している
ことと、画像シフトが波長選択機能を持つ膜に適合する
光が照射されている時に前記強誘電性液晶をオンあるい
はオフ状態とする電圧が印可されることによって液晶セ
ル全面の画素のオンあるいはオフ状態がデジタルにシフ
トすることを特徴とする液晶画像シフト素子。1. A transparent conductive electrode serving as a pixel, a photoelectric conversion element, a transparent conductive electrode and a wiring electrode, and a transparent insulating substrate provided with a liquid crystal alignment film and a transparent conductive electrode serving as a pixel. And a wiring electrode, and a liquid crystal cell filled with ferroelectric liquid crystal is sandwiched between two other polarizers between the other transparent insulating substrates on which a liquid crystal alignment film is disposed, and the two polarizers have polarization axes. Are parallel or perpendicular, and the liquid crystal alignment film is aligned so that the ferroelectric liquid crystal filled in the liquid crystal cell performs bistable state switching, and one of the bistable states is stable. In the state, the major axis of the molecule of the ferroelectric liquid crystal coincides with the polarization axis of one of the two polarizers, and the electrode and the photoelectric conversion are in a region occupied by the pixel electrode formed by the transparent conductive electrode. Element and transparent conductive An optical sensor for image shift is constituted by a transparent electrode, a film having a wavelength selecting function, and a film having a polarizing function, and the optical sensor is electrically connected to the pixel electrode by a transparent insulating film. Being shut off,
One of an electrode sandwiching the photoelectric conversion element and a transparent conductive electrode is coupled to a wiring electrode, and the other is coupled to any one of pixel electrodes located in the vicinity of the pixel electrode; By applying a voltage for turning on or off the ferroelectric liquid crystal when the shift is applied to the film having the wavelength selection function, the on or off state of the pixels on the entire surface of the liquid crystal cell is digitalized. A liquid crystal image shift element characterized by shifting.
おいて、前記光センサ−を構成する波長選択機能を持つ
膜の選択波長が異なり、偏光機能を持つ膜の偏光方向が
互いに垂直となる様な光センサ−が１組となり、１つの
画素電極内に２組以上配置されていることを特徴とする
液晶画像シフト素子。2. The liquid crystal image shift element according to claim 1, wherein the selective wavelengths of the films having a wavelength selection function that constitute the optical sensor are different, and the polarization directions of the films having a polarization function are perpendicular to each other. The liquid crystal image shift element is characterized in that two or more sets of different optical sensors are arranged in one pixel electrode.
おいて、前記光センサ−から他の画素電極に延びている
電極は複数の画素電極に結合していて、２番目以降の画
素に行く際には画素毎に光電変換素子が挿入されてお
り、それぞれの光電変換素子は画素電極内に位置してい
て、画素電極とは電気的に絶縁されていることを特徴と
する液晶画像シフト素子。3. The liquid crystal image shift element according to claim 1, wherein an electrode extending from the photosensor to another pixel electrode is coupled to a plurality of pixel electrodes, and when going to the second and subsequent pixels. A photoelectric conversion element is inserted in each pixel, and each photoelectric conversion element is located in the pixel electrode and is electrically insulated from the pixel electrode.
おいて、前記光センサ−を構成する波長選択機能を持つ
膜を取り除いたことを特徴とする液晶画像シフト素子。4. The liquid crystal image shift element according to claim 1, wherein a film having a wavelength selection function which constitutes the optical sensor is removed.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22755695A JP3557746B2 (en) | 1995-08-11 | 1995-08-11 | Liquid crystal image shift element |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22755695A JP3557746B2 (en) | 1995-08-11 | 1995-08-11 | Liquid crystal image shift element |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0954305A true JPH0954305A (en) | 1997-02-25 |
| JP3557746B2 JP3557746B2 (en) | 2004-08-25 |
Family
ID=16862763
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22755695A Expired - Fee Related JP3557746B2 (en) | 1995-08-11 | 1995-08-11 | Liquid crystal image shift element |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3557746B2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101450059B1 (en) * | 2007-07-09 | 2014-10-13 | 엘지디스플레이 주식회사 | LCD for image-scan and method of fabricating the same |
-
1995
- 1995-08-11 JP JP22755695A patent/JP3557746B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101450059B1 (en) * | 2007-07-09 | 2014-10-13 | 엘지디스플레이 주식회사 | LCD for image-scan and method of fabricating the same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3557746B2 (en) | 2004-08-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4434166B2 (en) | Liquid crystal device and electronic device | |
| US9244320B2 (en) | Liquid crystal display and manufacturing method thereof | |
| JPS6126646B2 (en) | ||
| CN107843996B (en) | Touch display panel and display device | |
| JP2006276112A (en) | Liquid crystal device and electronic apparatus | |
| US7817215B2 (en) | Display panel and pixel element thereof | |
| CN111722444A (en) | Display device | |
| CN101609223B (en) | Liquid crystal display device and electronic apparatus | |
| JP2001330844A5 (en) | ||
| JP2738613B2 (en) | Liquid crystal arithmetic element and image processing system using the same | |
| FR2499276A1 (en) | MATRIX DISPLAY DEVICE HAVING SEVERAL ELECTRODE GAMES AND ITS CONTROL METHOD | |
| US5198920A (en) | Transverse pixel format electro-optic spatial light modulator | |
| JPH07168201A (en) | Integration type electro-optical liquid crystal device and method using this device | |
| JPS61153692A (en) | Programmable semiconductor switch used in light affecting display and making thereof | |
| US8144384B2 (en) | Light controller | |
| KR20090035940A (en) | Liquid crystal display | |
| TWI438660B (en) | Touch display panel | |
| JPH0954305A (en) | Liquid crystal image shift element | |
| JP4363027B2 (en) | Liquid crystal display | |
| JP7352480B2 (en) | display device | |
| JPH0225A (en) | Driving device | |
| JP4946934B2 (en) | Liquid crystal display device and electronic apparatus using the same | |
| CN114664867A (en) | Array substrate, liquid crystal display panel and display device | |
| US20070153149A1 (en) | Tft substrate, liquid crystal display panel, and methods for manufacturing the same | |
| JPS6328308B2 (en) |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20031127 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20031209 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20040202 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20040420 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20040510 |
|
| R150 | Certificate of patent (=grant) or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100528 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110528 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120528 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140528 Year of fee payment: 10 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |