JP2014240860A - Spatial light modulator - Google Patents
Spatial light modulator Download PDFInfo
- Publication number
- JP2014240860A JP2014240860A JP2013122476A JP2013122476A JP2014240860A JP 2014240860 A JP2014240860 A JP 2014240860A JP 2013122476 A JP2013122476 A JP 2013122476A JP 2013122476 A JP2013122476 A JP 2013122476A JP 2014240860 A JP2014240860 A JP 2014240860A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- magnetic
- light
- pixel
- image
- unit
- 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
Images
Landscapes
- Mechanical Light Control Or Optical Switches (AREA)
- Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)
- Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)
Abstract
Description
本発明は、入射した光を磁気光学効果により光の位相や振幅等を空間的に変調して出射する空間光変調器に関する。 The present invention relates to a spatial light modulator that emits incident light by spatially modulating the phase and amplitude of the light by a magneto-optic effect.
空間光変調器は、画素として光学素子(光変調素子)を用い、これをマトリクス状に2次元配列して光の位相や振幅等を空間的に変調する装置であって、ディスプレイ技術や記録技術等の分野で広く利用されている。空間光変調器として、従来から液晶が用いられているが、近年では、高速処理かつ画素の1μm以下の微細化の可能性が期待される磁気光学材料を用いた磁気光学式の空間光変調器の開発が進められている。 A spatial light modulator is an apparatus that uses optical elements (light modulation elements) as pixels and arranges them two-dimensionally in a matrix to spatially modulate the phase, amplitude, etc. of light. Display technology and recording technology Widely used in such fields. Conventionally, liquid crystal has been used as a spatial light modulator, but in recent years, a magneto-optical spatial light modulator using a magneto-optical material that is expected to be capable of high-speed processing and pixel miniaturization of 1 μm or less. Development is underway.
磁気光学式の空間光変調器(以下、単に「空間光変調器」という)においては、磁性体に入射した光が透過する際にその偏光の向きを変化(旋光)させて出射するファラデー効果を利用している。また、入射した光が反射する際にその偏光の向きを変化(旋光)させて出射するカー効果を利用している。そして、磁性体の中でも特に効果の大きい磁気光学材料を使用している。例えば明るく表示しようとする画素(選択画素)における光変調素子の磁化方向とそれ以外の画素(非選択画素)における光変調素子の磁化方向を異なるものにする。これにより、選択画素から出射した光と非選択画素から出射した光で、その偏光の回転角(旋光角)に差を生じさせ、特定の向きの偏光を透過する偏光子を介することで、選択画素のみを明るく表示する。このような光変調素子の磁化方向を変化させる手段として、光変調素子に磁界を印加する磁界印加方式の他に、近年では光変調素子に電流を供給することでスピンを注入するスピン注入方式が知られている。 In a magneto-optical spatial light modulator (hereinafter simply referred to as “spatial light modulator”), when light incident on a magnetic material is transmitted, the direction of polarization of the light is changed (rotated) and emitted. We are using. In addition, when the incident light is reflected, the Kerr effect is used in which the direction of polarization is changed (rotating). Among the magnetic materials, a magneto-optical material having a particularly large effect is used. For example, the magnetization direction of the light modulation element in a pixel (selected pixel) to be displayed brightly is different from the magnetization direction of the light modulation element in other pixels (non-selected pixels). As a result, the light emitted from the selected pixel and the light emitted from the non-selected pixel cause a difference in the rotation angle (rotation angle) of the polarized light, and the light is selected via a polarizer that transmits polarized light in a specific direction. Display only pixels brightly. As means for changing the magnetization direction of such a light modulation element, in addition to a magnetic field application method for applying a magnetic field to the light modulation element, in recent years, a spin injection method for injecting spin by supplying a current to the light modulation element is available. Are known.
ところで、本出願人は、このような空間光変調器として特許文献1の技術を提案している。すなわち、特許文献1においては、磁性細線における磁壁の移動速度が数十m/s〜250m/s程度と高速であることから、空間光変調器の1行における光変調素子を連続した1本の磁性細線で構成している。そして、当該1行におけるすべての画素のデータを当該磁性細線において1画素ずつ順番に書き換えるようにした技術を提案している。
By the way, the present applicant has proposed the technique of
より具体的には、この空間光変調器は、細線方向に単位長さで区切られた領域を画素として必要数の画素を細線方向に連続して設けた磁性細線を、複数並べて設けることで画素アレイを形成している。また、各磁性細線の例えば一端側に設けられたデータ書込部、及び各磁性細線の両端間に接続された走査電流源をさらに備えている。各磁性細線は画素が設けられた領域である画素領域の他に、細線方向に区切られた細線方向の一端側に書込領域が設けられている。そして、データ書込部により当該書込領域を目標とする画素における磁化方向に変化させて形成した磁区は、走査電流源が磁性細線に細線方向に直流パルス電流を供給する。これにより、当該磁区を区切る磁壁と共に細線方向に沿って移動して、前記の目標とする画素に到達させることができる。 More specifically, this spatial light modulator has a pixel by arranging a plurality of magnetic thin lines in which a necessary number of pixels are continuously provided in the thin line direction, with a region divided by a unit length in the thin line direction as a pixel. An array is formed. In addition, a data writing unit provided on, for example, one end side of each magnetic wire, and a scanning current source connected between both ends of each magnetic wire are further provided. Each magnetic fine line has a writing area provided on one end side in the fine line direction divided in the fine line direction in addition to a pixel area which is an area in which pixels are provided. Then, in the magnetic domain formed by changing the writing area in the target pixel by the data writing unit, the scanning current source supplies a direct current pulse current to the magnetic thin line in the thin line direction. Thereby, it can move along the thin line direction together with the domain wall that divides the magnetic domain, and can reach the target pixel.
しかしながら、特許文献1の技術のように磁性細線を用いて画像を表示する技術において、動画像を3D表示することを可能とする手段については提案されていなかった。
そこで、本発明は、磁性細線を用いて動画像を3D表示することができる空間光変調器を提供することを課題とする。
However, in the technique of displaying an image using magnetic thin lines like the technique of
Therefore, an object of the present invention is to provide a spatial light modulator that can display a moving image in 3D using magnetic thin wires.
上記課題を解決するため、本発明の空間光変調器は、磁性膜を細線状に形成してなり複数の画素を細線方向に一列に配列して備える磁性細線を、細線方向と直交する直交方向に複数配列して備えている画素アレイと、前記画素アレイの画素のそれぞれを画像データのうち当該画素に入力された画素データに基づき異なる2つの磁化方向の何れかにする画素駆動部と、を備え、前記画素駆動部は、書込部と、電流供給部と、画像データ受信部と、分割部と、制御部と、を備えて構成した。 In order to solve the above-described problems, the spatial light modulator of the present invention includes a magnetic thin line formed by forming a magnetic film in a thin line shape, and a plurality of pixels arranged in a line in the thin line direction. A plurality of pixel arrays, and a pixel driving unit that sets each of the pixels of the pixel array in one of two different magnetization directions based on pixel data input to the pixel of the image data. The pixel driving unit includes a writing unit, a current supply unit, an image data receiving unit, a dividing unit, and a control unit.
かかる構成によれば、画素駆動部は、書込部において、磁性細線を予め指定された位置に設けられた書込領域において所定の磁化方向にする。また、電流供給部において、磁性細線のそれぞれに、当該磁性細線に形成された磁区を細線方向に断続的に移動させるパルス電流を供給する。さらに、画像データ受信部において、3D画像表示のための右目用の画像データと左目用の画像データとをそれぞれ受信する。その上、分割部において、この受信した右目用の画像データと左目用の画像データとが磁性細線の直交方向に交互に配されるよう、当該画像データを磁性細線に割り振るように分割する。また、制御部において、磁性細線に供給されるパルス電流における電流停止時に、書込部を制御して磁性細線を書込領域において分割後の画像データのうち所定の画素に対して入力された画素データに基づく磁化方向にするとともに、電流供給部を制御して書込領域に形成された磁区を細線方向における所定の画素に到達させるようにする。
よって、空間光変調器は、画素アレイに右目用の画像データと左目用の画像データとを表示することができるので、磁性細線を用いて動画像を3D表示することができる。
According to such a configuration, the pixel driving unit causes the magnetic thin line in the writing unit to have a predetermined magnetization direction in the writing region provided at a predetermined position. In the current supply unit, a pulse current that intermittently moves the magnetic domains formed in the magnetic wire in the direction of the wire is supplied to each of the magnetic wires. Further, the image data receiving unit receives right-eye image data and left-eye image data for displaying a 3D image, respectively. In addition, the dividing unit divides the image data so that the received image data for the right eye and the received image data for the left eye are alternately arranged in the direction perpendicular to the magnetic fine line. Also, in the control unit, when the current in the pulse current supplied to the magnetic thin line is stopped, the pixel that is input to a predetermined pixel in the image data after the magnetic thin line is divided in the writing area by controlling the writing unit In addition to the magnetization direction based on the data, the current supply unit is controlled so that the magnetic domain formed in the writing region reaches a predetermined pixel in the thin line direction.
Therefore, since the spatial light modulator can display the image data for the right eye and the image data for the left eye on the pixel array, the moving image can be displayed in 3D using the magnetic thin line.
前記の構成において、1列おきに前記磁性細線の画素から出射する光以外を遮光する遮光装置と、1列おきに前記磁性細線から光を順次出射せるように前記遮光装置を2段階に切り替える切替部と、前記切替部による2段階の切り替えのタイミングに合わせた同期信号を出力する同期信号出力部と、を備えるようにしてもよい。
かかる構成によれば、画素アレイに右目用の画像と左目用の画像とを交互に表示し、同期信号で3D表示用のメガネ等を駆動して、右目では右目用の画像のみを見て、左目では左目用の画像のみを見ることを可能にして、動画像を3D表示することができる。
In the above-described configuration, the light-shielding device that shields light other than the light emitted from the magnetic thin-line pixels every other column, and the switching that switches the light-shielding device in two stages so that light can be emitted sequentially from the magnetic thin wires every other column. And a synchronization signal output unit that outputs a synchronization signal in accordance with the two-stage switching timing by the switching unit.
According to such a configuration, the image for the right eye and the image for the left eye are alternately displayed on the pixel array, the glasses for 3D display are driven with the synchronization signal, and the right eye sees only the image for the right eye, The left eye can see only the image for the left eye, and the moving image can be displayed in 3D.
前記の構成において、前記遮光装置は、前記画素アレイ上に設けられ、前記磁性細線の並列方向に複数本のスリットが交互に形成されている遮光板と、前記遮光板を前記磁性細線の並列方向に当該並列方向に移動することにより、1列おきに前記各列の画素から出射する光以外を前記遮蔽部で遮光する遮光板駆動部と、を備えるようにしてもよい。
かかる構成によれば、遮光板の磁性細線の配列方向の動きにより、右目用の画像、左目用の画像を順次表示することができる。
In the above configuration, the light-shielding device is provided on the pixel array and has a light-shielding plate in which a plurality of slits are alternately formed in the parallel direction of the magnetic thin wires, and the light-shielding plate in the parallel direction of the magnetic thin wires. And a light shielding plate driving unit that shields light other than the light emitted from the pixels of each column every other column by the shielding unit by moving in the parallel direction.
According to such a configuration, the image for the right eye and the image for the left eye can be sequentially displayed by the movement of the light shielding plate in the arrangement direction of the magnetic thin wires.
前記の構成において、前記遮光板駆動部は、前記遮光板を前記磁性細線の並列方向に動かすピエゾ素子としてもよい。
かかる構成によれば、ピエゾ素子を用いることにより、遮光板を高速で微細に駆動することができる。
In the above configuration, the light shielding plate driving unit may be a piezo element that moves the light shielding plate in the parallel direction of the magnetic thin wires.
According to such a configuration, the light shielding plate can be finely driven at high speed by using the piezoelectric element.
本発明によれば、磁性細線を用いて動画像を3D表示することができる空間光変調器を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the spatial light modulator which can display a moving image 3D using a magnetic thin wire can be provided.
以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。図1以下の図面に適宜入れられたXYZ方向の図示は、各図において対応している。なお、X方向は後述の磁性細線1の行方向、Y方向は磁性細線1の列方向、Z方向は後述の基板2の面に対して垂直な方向である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The illustrations in the XYZ directions, which are appropriately included in the drawings after FIG. 1, correspond to the respective drawings. Note that the X direction is the row direction of the
(空間光変調器の構成の概要)
図1に示すように、本実施形態の空間光変調器10は、光変調部20、遮光装置110、画素駆動部(図6)を備えている。
光変調部20は、基板2を備え、基板2上には、本例で8本の磁性細線1(1A1,1B1,1A2,1B2,1A3,1B3,1A4,1B4)が設けられている。各磁性細線1は、磁性膜を細線状に形成してなり、それぞれが予め指定された位置に複数の画素4(図5)を細線方向(X方向)に一列に配列してなる。そして、この磁性細線1は、複数本、本例で8本が細線方向と直交する直交方向(Y方向)に配列されている。これにより、画素4を2次元マトリクス状に配列してなる画素アレイ40(図5)を構成している。
(Overview of spatial light modulator configuration)
As shown in FIG. 1, the spatial
The
画素アレイ40では、画素駆動部30(図6)により、8本の磁性細線1(1A1,1B1,…,1A4,1B4)において、画素4(図5)のそれぞれが、画像データのうち当該画素4に入力された画素データに基づき異なる2つの磁化方向の何れかにされる。すなわち、3D動画を表示するための右目用画像データの1フレーム分と、左目用画像データの1フレーム分に基づき、画素4(図5)のそれぞれが異なる2つの磁化方向の何れかにされる。 In the pixel array 40, each of the pixels 4 (FIG. 5) in the eight magnetic thin wires 1 (1A1, 1B1,..., 1A4, 1B4) is included in the pixel of the image data by the pixel driving unit 30 (FIG. 6). 4 is set to one of two different magnetization directions based on the pixel data input to 4. That is, each of the pixels 4 (FIG. 5) is set to one of two different magnetization directions based on one frame of right-eye image data for displaying a 3D moving image and one frame of left-eye image data. .
本実施形態の空間光変調器10は、詳細を後述するとおり、画像の3D表示に対応している。そこで、磁性細線1A1,1A2,1A3,1A4は、3D表示の右目用の画像データ(の各フレームの表示)に対応し、磁性細線1B1,1B2,1B3,1B4は、左目用の画像データ(の各フレームの表示)に対応している。そして、各磁性細線1は、その配列方向に右目用画像(の1フレーム)と、左目用画像(の1フレーム)とが、ラインごとに交互になるように各フレームの各ラインが対応している。すなわち、磁性細線1A1,1A2,1A3,1A4が、右目用画像の1フレームの第1ライン、第2ライン、第3ライン、第4ラインにそれぞれ対応している。また、磁性細線1B1,1B2,1B3,1B4が、左目用画像の1フレームの第1ライン、第2ライン、第3ライン、第4ラインにそれぞれ対応している。そして、各磁性細線1は図3のY方向の上から下に向けて、磁性細線1A1,1B1,1A2,1B2,1A3,1B3,1A4,1B4の順に配列されている。
なお、本実施形態では、説明の便宜上、磁性細線1を8本として説明する。しかし、実際には、例えば、スーパーハイビジョン(登録商標)の画像を表示する場合は1フレームの画像表示に約4000本の磁性細線1が必要となるので、2フレーム分で約8000本の磁性細線1を要する。
The spatial
In the present embodiment, for convenience of explanation, the description will be made assuming that eight
図1、図2に示すように、遮光装置110は、遮光板111、ピエゾ素子114、駆動電源122を備えている。
遮光板111は、図1に示すように、光変調部20上に設けられている。遮光板111には、図1、図2に示すように、長さ方向をX方向、幅方向をY方向とする4本のスリット115が開口している。また、隣接するスリット115同士の間の部分は遮光部116をなしている。隣接するスリット115同士の間隔は、間に1本の磁性細線1を挟んで隣り合う2本の磁性細線1の間隔である。
遮光板駆動部となるピエゾ素子114は、遮光板111に設けられている。ピエゾ素子114は、遮光板111をY方向に連続的に往復動させる。遮光板111はピエゾ素子114により駆動されることにより、1つのフレームに対応した磁性細線1からスリット115を介して光を出射させ、他のフレームに対応した磁性細線1を遮光部116により遮光する。
交流の駆動電源122は、ピエゾ素子114を前記のように駆動する交流電力をピエゾ素子114に供給する。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
As shown in FIG. 1, the
A
The AC drive
遮光装置110において、遮光板111が図2でY方向の上方に移動したときは、各スリット115が右目用画像のフレームに対応する磁性細線1A1,1A2,1A3,1A4上で開口して磁性細線1A1,1A2,1A3,1A4からの光を出射させる。また、左目用画像のフレームに対応する磁性細線1B1,1B2,1B3,1B4は遮光部116で遮光する。逆に、遮光板111が図2でY方向の下方に移動したときは、各スリット115が左目用画像のフレームに対応する磁性細線1B1,1B2,1B3,1B4上で開口して磁性細線1B1,1B2,1B3,1B4からの光を出射させる。また、右目用画像のフレームに対応する磁性細線1A1,1A2,1A3,1A4は遮光部116で遮光する。
このように遮光装置110は、右目用画像の1フレームと、左目用画像の1フレームとを順次表示するように、磁性細線1の磁化方向の変化に基づく画像表示を2段階に切り替える。
In the
As described above, the
図6に示す空間光変調器10の画素駆動部30(図6)は、右目用画像データが1フレーム、左目用画像データが1フレームの合計2個のフレームの画像データに基づき、画素アレイ40の画素のそれぞれを異なる2つの磁化方向の何れかにする機能を有する。
さらに具体的には、画素駆動部30は、各磁性細線1の両端に接続されて当該磁性細線1へ走査電流源8(図3、図4)によってパルス電流を供給する電流供給部となる走査電流供給部80(図6参照)を備えている。また、画素駆動部30は、それぞれの磁性細線1について当該磁性細線1の限定された領域(書込領域1w(図3))における磁化方向を異なる2方向の何れか(所定の一方向及びその反対方向の異なる2方向)のいずれかにする書込部となるデータ書込部50を備えている。空間光変調器10は、図6に示すように、走査電流供給部80及びデータ書込部50の動作を制御する制御部となる書込・電流制御部90をさらに備えている。その上、書込・電流制御部90の画素列データ生成部99は、画像データ受信部となる画像データ受信部991(図7)を備えている。
空間光変調器10の概要は以上のとおりである。以下では、空間光変調器10の各部の詳細な構成や動作について順次説明する。
The pixel drive unit 30 (FIG. 6) of the spatial
More specifically, the
The outline of the spatial
(画素アレイ)
図5に示すように、画素アレイ40は、磁性膜を細線状に形成してなり、複数(8個)の画素4を細線方向に一列に配列している、複数(8本)の磁性細線1を備えている。この8本の磁性細線1は、細線方向と直交する方向に基板2上に配列されている。
図3に示すように、8本の磁性細線1は、1列おきの磁性細線1ごとにグループ化されている。すなわち、Y方向の上から奇数番目の4本の磁性細線1(1A1〜1A4)が属するグループAと、Y方向の上から偶数番目の4本の磁性細線1(1B1〜1B4)が属するグループBとである。
(Pixel array)
As shown in FIG. 5, the pixel array 40 is formed by forming a magnetic film in a thin line shape, and a plurality (eight) of magnetic thin lines in which a plurality (eight)
As shown in FIG. 3, the eight magnetic
図4、図5に示すように、磁性細線1は、細線方向に所定の単位長さLbで区切られた領域を1つの画素4として、一列(一行)に配列された8個の画素4を細線方向に連続して備え、この画素4毎に前記いずれかの磁化方向を示す。すなわち磁性細線1は、磁区が細線方向に分割されて形成されている。また、磁性細線1において、すべての(図4、図5に示す例では8個の)画素4が設けられた領域を画素領域1pxと称する。そして、光変調部20は、図4、図5に示す例で磁性細線1を8本備えるので、8列×8行の64個の2次元マトリクス状に配列された画素4(画素アレイ40)を備えていることになる。本例では、光変調部20(画素アレイ40)は行方向(X方向)を磁性細線1の細線方向としている例を示している。また、本実施形態で、画素4とは、明/暗の2値(1ビット)で画像を表示する手段を指す。
As shown in FIGS. 4 and 5, the magnetic
磁性細線1は、磁性体を厚さ及び幅に対して十分に長い細線状に形成してなる。図5に示すように、光変調部20において、磁性細線1,1,…は、図1におけるZ方向下向きで見て絶縁層6を挟んで互いに平行に、基板2上に形成されている。前記した通り、磁性細線1は画素4となる領域を含んでおり、図5に示す例で8個の画素4が細線方向に連続して設けられた画素領域1pxが光変調を行う部分である。画素領域1pxは磁性細線1における光の入射領域であり、画素領域1pxに入射した光が磁性細線1を透過又は反射して出射すると、画素4毎に当該画素4における磁化方向に対応して異なる2つの角度のいずれかで旋光した光に変調される。また、磁性細線1は、画素領域1pxの外(図5では画素領域1pxのX方向の左側)の細線方向に区切られた領域に、書込領域1wが設けられている。書込領域1wは、データ書込部50により、磁性細線1に設けられた目的の画素4の1つと同じ磁化方向に変化させる領域である。磁性細線1では、目的の画素4の上向き又は下向きの磁化方向と同じ磁化方向の磁区を書込領域1wに形成し、この磁区が細線方向に移動されて画素領域1pxの目的の画素4に到達することで当該画素4が目的の磁化方向となる。本実施形態において、このような動作(画素の駆動)は、図5に示すように並列した複数の磁性細線1のそれぞれにおいて並行して実行される。
The magnetic
書込領域1wは、磁性細線1をこの領域に限定して当該磁性細線1に設けた各画素4と同じ磁化方向に変化させるために設定された細線方向に区切られた領域である。したがって、少なくともこの領域においては、磁性細線1を、上向き又は下向きの目的の磁化方向に変化させる(適宜、「書込」をする、という)ことを可能にするため、書込方式に対応した構造とする。
本実施形態においては、書込方式としてスピン注入磁化反転方式を適用している。書込領域1wにスピン注入磁化反転素子構造を形成することで、磁性細線1をスピン注入磁化反転にて目的の磁化方向にすることができる(詳細については、前述の特許文献1を参照)。
なお、スピン注入磁化反転方式以外にも、公知のハードディスクドライブ装置に用いられている磁気ヘッドや、コイル等を用いて電流磁界により磁性細線1を目的の磁化方向にするようにしてもよい。
The
In this embodiment, the spin transfer magnetization reversal method is applied as the write method. By forming the spin injection magnetization reversal element structure in the
In addition to the spin injection magnetization reversal method, the
(走査電流供給部(電流供給部))
図6に示すとおり、画素駆動部30は、画素アレイ40の画素4のそれぞれを画像データのうち、当該画素4に入力された画素データに基づき異なる2つの磁化方向の何れかにする機能を有する。
そして、画素駆動部30は、電流供給部となる走査電流供給部80と、書込部となるデータ書込部50と、制御部となる書込・電流制御部90とを備えている。さらに、書込・電流制御部90の画素列データ生成部99は画像データ受信部となる画像データ受信部991を備えている(図7)。
まず、電流供給部となる走査電流供給部80は、磁性細線1のそれぞれに、当該磁性細線1に形成された磁区を区切る磁壁を細線方向に断続的に移動させるパルス電流である走査電流Iscを供給する機能を有する。
図5に示すように、正電極31及び負電極32は、一対の電極として磁性細線1にその細線方向の一方向に電流を供給するための端子であり、磁性細線1の両端に接続される。
(Scanning current supply unit (current supply unit))
As shown in FIG. 6, the
The
First, the scanning
As shown in FIG. 5, the
走査電流供給部80(図6)は、図3、図4に示すように、光変調部20の各磁性細線1の両端に正電極31、負電極32(図5参照)を介して接続した走査電流源8をパルス電流源として備えている。また、直流電流(走査電流Isc(図6))をパルス電流として、磁性細線1に正電極31から負電極32へ、すなわち細線方向の一方向に供給する。磁性細線1に走査電流Iscを正電極31側から負電極32側へ供給されると、その反対方向に磁性細線1中を流れる電子e-により、磁壁が磁性細線1中を当該磁性細線1の負電極32側から正電極31側へ細線方向に沿って移動する。これにより、磁壁に区切られた磁区も共に移動する。したがって、磁性細線1の書込領域1wで形成された磁区は、細線方向に沿って画素領域1pxへ移動する。さらに、走査電流Iscをパルス電流として供給することにより、磁区が磁性細線1中を断続的に移動(シフト移動)するため、画素4の1個単位で移動して、画素領域1pxにおける目的の画素4に到達させることができる。
走査電流供給部80は、図3、図4に示すように、走査電流源8に光変調部20の8本すべての磁性細線1をそれぞれの両端で例えば並列に接続して、共通のパルス電流を同時に供給する。
As shown in FIGS. 3 and 4, the scanning current supply unit 80 (FIG. 6) is connected to both ends of each
As shown in FIGS. 3 and 4, the scanning
(データ書込部(書込部))
書込部となるデータ書込部50は、磁性細線1を、前述のように予め指定された位置に設けられた書込領域1wにおいて所定の磁化方向にする機能を有する。
データ書込部50は、図4、図6に示すように、光変調部20の磁性細線1毎に設けられ、当該磁性細線1を書込領域1wにおいて目的の磁化方向にする。図6に示すように、データ書込部50は、磁性細線1の書込領域1wに設けた図示しない電極に接続する書込電流源5を備える。書込電流源5は、書込領域1wのスピン注入磁化反転素子構造に、直流の電流Iwを正負反転させて書込電流+Iw又は−Iwとして供給可能である。そして、データ書込部50が書込・電流制御部90に制御されることで電流Iwをいずれか目的の向きで供給する。すなわち、書込電流源5は、電流供給停止(OFF状態)状態を含めると+Iw,0,−Iwの3出力を示す。
図6に示すように、データ書込部50も、磁性細線1が磁性細線1A1〜1A4のグループAと、磁性細線1B1〜1B4のグループBとにグループ分けされている。すなわち、データ書込部50A1〜50A4のグループAと、データ書込部50B1〜50B4のグループBとにグループ分けされている。
(Data writer (writer))
The
As shown in FIGS. 4 and 6, the
As shown in FIG. 6, also in the
(書込・電流制御部(制御部))
制御部となる書込・電流制御部90は、磁性細線1に供給される走査電流供給部80(走査電流源8)からのパルス電流における電流停止時に次のように制御する。すなわち、書込・電流制御部90は、データ書込部50を制御して磁性細線1を書込領域1wにおいて、画素列データ生成部99で分割後の画像データ(後述する)のうち所定の画素4に対して入力された画素データに基づく磁化方向にする。これとともに、書込・電流制御部90は、走査電流供給部80を制御して書込領域1wに形成された磁区を所定の画素4に到達させるようにする。
図6に示すように、書込・電流制御部90は、外部から入力された画像データを1ライン分のデータに分割して画素列データを生成する画素列データ生成部99を備える。また、書込・電流制御部90は、データ書込部50に磁性細線1への画素列データの書込をさせる画素列制御部9,9,…と、カウンタTCNTとを備える。したがって、画素列制御部9は、画素アレイ40の行数すなわち磁性細線1の本数と同数の8つが設けられ、それぞれが特定の磁性細線1に書込をするデータ書込部50を制御する。
(Write / current control unit (control unit))
The writing /
As shown in FIG. 6, the writing /
画素列データ生成部99の詳細な構成については後述する。
画素列制御部9は、データ書込部50A1〜50A4のグループAと、データ書込部50B1〜50B4のグループBとに対応して、画素列制御部9A1〜9A4のグループAと、画素列制御部9B1〜9B4のグループBとにグループ分けされている。
また、書込・電流制御部90はカウンタTCNTをさらに備えることで、画素列制御部9は、磁性細線1に走査電流供給部80(の走査電流源8)が供給するパルス電流に同期するように、データ書込部50を制御する。すなわち、詳細は後述するが、書込・電流制御部90は走査電流源8からのパルス電流の供給停止時に、データ書込部50を制御して磁性細線1を書込領域1wにおいて所定の画素のデータに基づく磁化方向にする。これにより、書込・電流制御部90は走査電流供給部80からのパルス電流の供給停止時に、データ書込部50を制御して磁性細線1を書込領域1wにおいて所定の磁化方向にする。それとともに、書込・電流制御部90は走査電流供給部80を制御して書込領域1wに形成された磁区を所定の画素4に到達させる。その他、書込・電流制御部90の詳細な動作は、図14を参照して後述する。
A detailed configuration of the pixel column
The pixel
The write /
(画素列データ生成部(画像データ受信部、分割部)
図7に示すように、画素列データ生成部99は、画像データ受信部991、及びライン分割部992A,992Bを備えている。
画像データ受信部991は、右目用の画像データと左目用の画像データとをそれぞれ受信する。すなわち、本実施形態では、動画を画像表示装置200で3D表示するため、データベースDB(図6)等、外部から入力する3D表示用の画像データとして、3D表示のための右目用画像データと、左目用画像データとを画像データ受信部991で受信する。すなわち、画像データ受信部991は、右目用画像データ受信部991Aと、左目用画像データ受信部991Bとを備えている。そして、3D表示のための右目用画像データは右目用画像データ受信部991Aで受信し、左目用画像データは左目用画像データ受信部991Bで受信する。
(Pixel string data generation unit (image data reception unit, division unit)
As shown in FIG. 7, the pixel column
The image
前記のとおり、右目用の画像データと左目用の画像データとは、右目用画像データ受信部991A、左目用画像データ受信部991Bでそれぞれ受信する。ライン分割部992A,992Bは、右目用と左目用の画像データが、磁性細線1の細線方向と直交する直交方向(Y方向)に交互に配されるよう、当該画像データを磁性細線1に割り振るように分割する。
すなわち、ライン分割部992Aは、右目用画像データ受信部991Aで受信した右目用画像データをラインごとの画像データに分割し、それぞれのラインの画像データを画素列制御部9A1〜9A4に出力する。そして、データ書込部50A1〜50A4により、それぞれ各ラインの画像データを磁性細線1A1〜1A4に書込可能とする。同様に、ライン分割部992Bは、左目用画像データ受信部991Bで受信した左目用画像データをラインごとの画像データに分割し、それぞれのラインの画像データを画素列制御部9B1〜9B4に出力する。そして、データ書込部50B1〜50B4によりそれぞれ各ラインの画像データを磁性細線1B1〜1B4に書込可能とする。これにより、画素アレイ40の各磁性細線1に1列おきに交互に右目用画像データ、左目用画像データとなるように同時に書込することができる。
As described above, the right-eye image data and the left-eye image data are received by the right-eye image
That is, the
なお、以下では、前述のデータ書込部50による書込、そして、走査電流源8による磁区及び磁壁のシフト移動を繰り返して各磁性細線1の全ての画素4に対して画像を記録することを、単に「1回の記録」と表現することがある。すなわち、各磁性細線1の全ての画素4を画像データに応じた前述の所定の磁化方向にすることを、1回の記録という。
In the following, the writing by the
(遮光装置)
遮光装置110は、1列おきに各列の磁性細線1の画素4から出射する光を透過し、他の磁性細線1から出射する光は遮光する機能を有する。
本例の遮光装置110は、図1、図2に示すように、遮光板111、ピエゾ素子114、駆動電源122、弾性部材112、支持部材113から構成されている。
すなわち、図2に示すように、この遮光装置110は、遮光板111と、この遮光板111の周囲を囲うように設けられ、遮光板111を複数個の弾性部材112で弾性的に支持するフレーム状の支持部材113とを備えている。
図1に示すように、この遮光装置110は、遮光板111が光変調部20の画素アレイ40上を覆うように設けられる。具体的には、本例では、遮光装置110は、画素アレイ40上に設けられ、磁性細線1の配列方向に複数本、本例で4本のスリット115が形成されている遮光板111を備えている。
遮光板111の例えば下部には遮光板111を駆動するピエゾ素子114が設けられている。
(Shading device)
The
As shown in FIGS. 1 and 2, the
That is, as shown in FIG. 2, the
As shown in FIG. 1, the
A
前記のとおり、全ての磁性細線1A1,…,1A4,1B1,…,1B4で同時に1回の記録が終了すると、右目用画像データ、左目用画像データが画素アレイ40(図5)に書込まれた状態となる。
しかし、このままで光変調部20にレーザー光を照射すると、右目用画像、左目用画像が混在した明暗像が出力されてしまう。そこで、図1、図2に示す遮光装置110を用いて、最初に右目用画像データの画像を表示し、次に左目用画像データの画像を表示できるようにしている。
As described above, when one recording is completed simultaneously for all the magnetic thin wires 1A1,..., 1A4, 1B1,..., 1B4, the image data for the right eye and the image data for the left eye are written into the pixel array 40 (FIG. 5). It becomes the state.
However, if the
図2に示すように、この遮光装置110は、遮光板111と、この遮光板111の周囲を囲うように設けられ、遮光板111を複数個の弾性部材112で弾性的に支持するフレーム状の支持部材113とを備えている。図1、図5に示すように、この遮光装置110は、遮光板111が光変調部20の画素アレイ40上を覆うように設けられる。遮光板111の例えば下部には遮光板111を駆動する遮光板駆動部となるピエゾ素子114が設けられている。
次に、遮光板111、ピエゾ素子114、画像表示制御部210(図9)について詳細に説明する。
As shown in FIG. 2, the
Next, the
(遮光板)
遮光板111は、画素アレイ40上に設けられ、磁性細線1の配列方向に複数本のスリット115が形成されている部材である。
より具体的には、遮光板111は、磁性細線1に対応して複数本のスリット115と、遮光部116とが、形成されている。前述のとおり、例えば、スーパーハイビジョン(登録商標)の画像を表示するためには、約8000本の磁性細線1が必要である。このような多数の磁性細線1に対応できるように、このような遮光板111、特に微細なスリット115及び遮光部116を形成するためには、例えばMEMS(Micro Electro Mechanical Systems)技術を用いることができる。
(Shading plate)
The
More specifically, the
(ピエゾ素子(遮光板駆動部))
遮光板駆動部となるピエゾ素子114は、遮光板111を磁性細線1の配列方向(Y方向)に往復移動させる機能を有する。
遮光板駆動部となるピエゾ素子114には2つの電極121,121が設けられ、これに交流の駆動電源122が接続されている。ピエゾ素子114が駆動電源122の交流電圧で駆動されると、ピエゾ素子114は振動し、当該振動により、遮光板111が磁性細線1の配列方向(Y方向)に往復運動する。ピエゾ素子114の駆動により遮光板111が図10においてY方向上側に移動するときは、右目用画像データの画像を表示するグループAの全ての磁性細線1A1,…,1A4に対してスリット115が開口して光を出射する。また、偶数グループBの全ての磁性細線1B1,…,1B4は遮光部116により遮光される。逆に、ピエゾ素子114の駆動により遮光部116が図10においてY方向下側に移動するときは、左目用画像データの画像を表示するグループBの全ての磁性細線1B1,…,1B4に対してスリット115が開口して光を出射する。また、奇数グループAの全ての磁性細線1A1,…,1A4は遮光部116により遮光される。
このように、ピエゾ素子114で遮光板111を駆動することにより、まずグループAの磁性細線1により右目用画像データの画像を表示し、次に、グループBの磁性細線1により左目用画像データの画像を表示することが可能となる。
(Piezo element (shading plate drive))
The
Two
In this way, by driving the
(画像表示制御部(切替部))
図9に示すように、切替部となる画像表示制御部210、駆動回路220は、1列おきに各列の磁性細線1から光を順次出射せるように遮光装置100を2段階に切り替える機能を有する。これにより、右目用画像、左目用画像をフレームごとに順次表示するように遮光装置110を2段階に切替える。具体的には、ピエゾ素子114を駆動して、遮光板111をY方向に2段階に駆動する。
(Image display control unit (switching unit))
As shown in FIG. 9, the image
(3D画像用メガネ)
図8を参照して後述する画像表示装置200では、動画の3D表示を可能とするため、3D画像用メガネ230(図9)を用いる。この3D画像用メガネ230は、例えばシャッター方式のメガネであり、右目側と左目側が駆動信号により個別にシャッター開閉する構成である。すなわち、右目用の画像を右目で見るときは、3D画像用メガネ230右目側のシャッターを開き、左目側のシャッターを閉じる。また、左目用の画像を左目で見るときは、3D画像用メガネ230の左目側のシャッターを開き、右目側のシャッターを閉じる。このようなシャッター方式の3D画像用メガネ230のさらに具体的な構造は公知であるため、詳細な説明は省略する。
(Glasses for 3D images)
In the image display apparatus 200 to be described later with reference to FIG. 8, 3D image glasses 230 (FIG. 9) are used to enable 3D display of moving images. The
(画像表示装置)
次に、図8を参照して、本実施形態に係る空間光変調器10を適用した画像表示装置200にて説明する。画像表示装置200は、空間光変調器10と、偏光子PFi,PFoと、光学系OPSと、検出器PD、ハーフミラーHMとを備えている。
本実施形態に係る画像表示装置200において、空間光変調器10は反射型であり、また、その光変調部20となる磁性細線1が垂直磁気異方性材料からなり磁化方向が上向き又は下向きを示すため、画像表示装置200は例えば以下の構成となる。
すなわち、空間光変調器10の画素アレイ40(図5)の直上には、画素アレイ40に向けて光(レーザー光)を照射する光源等を備える光学系OPSが配置される。また、光学系OPSから照射された光を画素アレイ40に入射する前に1つの特定の偏光成分の光にする偏光子PFiが配置される。さらに、当該偏光子PFiを透過して画素アレイ40に入射する偏光(入射偏光)を透過させ、かつ画素アレイ40で反射して出射した光を図8でX方向の右側の方へ反射するハーフミラーHMが配置される。そして、画素アレイ40の上方(Y方向の上方)の前記ハーフミラーHMの右側方には、ハーフミラーHMで反射して到達した光から特定の偏光成分の光を遮光する偏光子PFoと、偏光子PFoを透過した光を検出する検出器PDとが配置される。
(Image display device)
Next, the image display apparatus 200 to which the spatial
In the image display apparatus 200 according to the present embodiment, the spatial
That is, an optical system OPS including a light source that irradiates light (laser light) toward the pixel array 40 is disposed immediately above the pixel array 40 (FIG. 5) of the spatial
光学系OPSは、例えばレーザー光源、及びこれに光学的に接続されてレーザー光を画素アレイ40の全面に照射する大きさに拡大するビーム拡大器、さらに拡大されたレーザー光を平行光にするレンズで構成される(図示省略)。光学系OPSから照射された光(レーザー光)は様々な偏光成分を含んでいるため、この光を画素アレイ40の手前の偏光子PFiを透過させて、1つの偏光成分の光(偏光)にする。偏光子PFi,PFoはそれぞれ偏光板等であり、検出器PDはスクリーン等の画像表示手段である。 The optical system OPS includes, for example, a laser light source, a beam expander that is optically connected to the laser light source and expands the entire surface of the pixel array 40 with laser light, and a lens that converts the expanded laser light into parallel light. (Not shown). Since the light (laser light) emitted from the optical system OPS includes various polarization components, this light is transmitted through the polarizer PFi in front of the pixel array 40 to be one polarization component light (polarized light). To do. The polarizers PFi and Pfo are polarizing plates, respectively, and the detector PD is an image display means such as a screen.
光学系OPSは、平行光としたレーザー光を、画素アレイ40へ膜面に垂直に(入射角0°で)入射するように照射する。レーザー光は偏光子PFiを透過して偏光(入射偏光)となり、ハーフミラーHMを透過して画素アレイ40の上方からすべての画素4、すなわち磁性細線1に向けて入射する。入射偏光は、磁性細線1で反射して、画素アレイ40から出射偏光として出射する。入射角0°であることから、出射偏光は入射偏光と同一の光路となる。そこで、偏光子PFiと画素アレイ40との間に画素アレイ40に対して45°傾斜させたハーフミラーHMを配置して、出射偏光を側方(X方向の右側)へ反射させることで、出射偏光だけを偏光子PFoに到達させる。偏光子PFoはすべての出射偏光のうちの特定の偏光を遮光し、偏光子PFoを透過した光が検出器PDに入射する。なお、入射偏光を傾斜させて画素アレイ40に入射し(入射角>0°)、出射偏光と光路が重複しないようにして、ハーフミラーHMを配置しない構成としてもよい。ただし、入射方向が磁化方向に平行に近いほど磁気光学効果が高いので、入射角は30°程度以内とすることが好ましい。
The optical system OPS irradiates the parallel laser light so as to enter the pixel array 40 perpendicularly to the film surface (at an incident angle of 0 °). The laser light passes through the polarizer PFi to become polarized light (incident polarized light), passes through the half mirror HM, and enters from the upper side of the pixel array 40 toward all the
光は、磁性細線1で反射したときに、その偏光の向きが、磁気光学効果により、当該磁性細線1の光が入射した領域における磁化方向に対応して一方向及びその反対方向に同じ角度で回転する(旋光する)。図8においては、光は磁性細線1で反射したときのカー効果により角度θkで旋光し、上向きの磁化方向を示す領域で反射した光は+θk、下向きの磁化方向を示す領域で反射した光は−θk旋光する。偏光子PFoは、入射偏光に対して−θk旋光した光を遮光するものとする。そのため、下向きの磁化方向の領域(磁区)で反射した出射偏光は、偏光子PFoで遮光され、一方、上向きの磁化方向の磁区で反射した出射偏光は、偏光子PFoを透過して検出部PDに照射される。したがって、1本の磁性細線1から出射した光は、当該磁性細線1に形成された磁区毎に明暗(白黒)に切り分けられたパターンとなって検出部PDへ表示される。したがって、1本の磁性細線1において、その細線方向に区切られた画素4毎に上向き又は下向きのいずれか目的の磁化方向として、磁区を形成することで、画素4毎に明/暗(白/黒)を切り分けられた画像を表示することができる。
When the light is reflected by the
図9は、画像表示装置200で画像を表示するための制御系の電気的な接続を示すブロック図である。この制御系では、画像表示装置200の画像表示を制御する切替部、同期信号出力部となる画像表示制御部210を備えている。画像表示制御部210には、画素駆動部30と、前述の駆動電源122を備えた、ピエゾ素子114の駆動回路220と、光学系OPSを点灯駆動する点灯回路240と、3D画像用メガネ230を駆動する駆動回路250とが接続されている。
切換部となる画像表示制御部210は、右目用画像の1フレームと左目用画像の1フレームとを、この順に順次表示するように遮光装置110を2段階に切り替える機能を有する。具体的には、ピエゾ素子114を駆動して、遮光板111をY方向に2段階に駆動する等、各部のタイミング制御を行う。
また、画像表示制御部210は、同期信号出力部となる。すなわち、画像表示制御部210は、前述のように遮光板111をY方向に2段階切り替えのタイミングに合わせて、3D画像用メガネ230の右目側、左目側のシャッターを駆動するための同期信号を駆動回路250により出力する。
画像表示制御部210は、画像表示制御部210、ピエゾ素子114、光学系OPS、3D画像用メガネ230の互いの同期をとるようなタイミング制御を行う。
FIG. 9 is a block diagram showing electrical connection of a control system for displaying an image on the image display apparatus 200. This control system includes a switching unit that controls image display of the image display apparatus 200 and an image
The image
The image
The image
[空間光変調器、画像表示装置の動作]
以上のような構成の空間光変調器10、画像表示装置200の動作について説明する。
(画像表示制御部の処理)
画像表示制御部210が行う処理は、図10のとおりである。まず、画素駆動部30(図6)の書込・電流制御部90で、外部のデータベースDB等に動画の画像データ(右目用、左目用画像データ)を要求する(S100)。そして、これを右目用画像データ受信部991A、左目用画像データ受信部991Bで受信する(ステップS110)。次に、グループAの全ての磁性細線1A1,…,1A4に右目用画像データの1画面(1フレーム)分の画像の1回の記録を行う(ステップS120)。これは、図7に示すライン分割部992A,992B、画素列制御部9(9A1,9B1,…,9A4,9B4)、データ書込部50(50A1,50B1,…,50A4,50B4)により行う。また、ステップS120と同時並行的に偶数グループBの全ての磁性細線1B1,…,1B4に左目用画像データの1画面(1フレーム)分の画像の1回の記録を行う(ステップS130)。
この場合のステップS120,S130は同時並行して実行され、そのそれぞれのステップで実行する具体的な処理内容(サブルーチン)については、後述する。並行して同時に実行されるステップS120,S130により、各磁性細線1に対して、右目用画像データ、左目用画像データの各1フレーム分の画像データの1回の記録が完了する。
[Operation of spatial light modulator and image display device]
The operations of the spatial
(Processing of image display control unit)
The processing performed by the image
Steps S120 and S130 in this case are executed simultaneously in parallel, and specific processing contents (subroutines) executed in the respective steps will be described later. Through steps S120 and S130 executed simultaneously in parallel, one recording of the image data for each frame of the right-eye image data and the left-eye image data for each
この後、右目用画像データの1回の記録がなされているグループAの各磁性細線1A1,…,1A4で右目用画像を表示する(ステップS140)。この画像表示は、図9の画像表示制御部210が駆動回路220の駆動電源122を制御して、ピエゾ素子114を駆動することで行う。すなわち、遮光板111を図2においてY方向上側に移動することでグループAの各磁性細線1A1,…,1A4からスリット115を介して光を透過させることで行う。このときは、グループBの全ての磁性細線1B1,…,1B4は遮光部116で遮蔽される。そして、グループAの全ての磁性細線1A1,…,1A4に対してスリット115が開口しているときに、点灯回路240(図9)で光学系OPSを点灯して、右目用画像を検出器PDに表示する(図8)。
Thereafter, the right eye image is displayed by the magnetic thin wires 1A1,..., 1A4 of the group A in which the right eye image data is recorded once (step S140). This image display is performed by the image
また、このような遮光板111の移動に同期して3D画像用メガネ230(図9)を駆動するための同期信号を駆動回路250に出力する。すなわち、右目用画像を検出器PD(図5)に表示するタイミングで、3D画像用メガネ230の右目側のシャッターを開く同期信号A(後述)をONにして、右目側のシャッターを開く。このとき、3D画像用メガネ230の左目側のシャッターを開く同期信号B(後述)はOFFのままとして、左目側のシャッターは閉じたままとする。
In addition, a synchronization signal for driving the 3D image glasses 230 (FIG. 9) is output to the
次に、図10に示すように、左目用画像データの1回の記録がされている偶数グループBの各磁性細線1で左目用画像を表示する(ステップS150)。この画像表示は、画像表示制御部210が駆動回路220の駆動電源122を制御して行う。すなわち、ピエゾ素子114を駆動し、遮光板111を図2においてY方向下側に移動することでグループBの各磁性細線1B1,…,1B4からスリット115を介して光を透過させるようにすることで行う。このときは、グループAの全ての磁性細線1A1,…,1A4は遮光部116で遮蔽される。そして、グループBの全ての磁性細線1B1,…,1B4に対してスリット115が開口しているときに、点灯回路240で光学系OPSを点灯して、左目用画像を検出器PDに表示する(図8)。
Next, as shown in FIG. 10, the image for the left eye is displayed with each magnetic
また、このような遮光板111の移動に同期して3D画像用メガネ230を駆動するための同期信号を駆動回路250に出力する。すなわち、左目用画像を検出器PDに表示するタイミングで、3D画像用メガネ230の左目側のシャッターを開く同期信号B(後述)をONにして、左目側のシャッターを開く。このとき、3D画像用メガネ230の右目側のシャッターを開く同期信号A(後述)はOFFのままとして、右目側のシャッターは閉じたままとする。
以上の処理を繰り返すことにより、ユーザは、右目画像の1番目のフレームを右目のみで見、次に、左目画像の1番目のフレームを左目のみで見ることができる。次に、右目画像の2番目のフレームを右目のみで見、次に、左画像の2番目のフレームを左目のみで見ることができる。そして、このようなことを連続して行うことができるので、動画を3D表示で見ることが可能となる。
In addition, a synchronization signal for driving the
By repeating the above processing, the user can see the first frame of the right-eye image only with the right eye, and then can see the first frame of the left-eye image with only the left eye. Next, the second frame of the right image can be viewed with only the right eye, and then the second frame of the left image can be viewed with only the left eye. And since such a thing can be performed continuously, it becomes possible to see a moving image by 3D display.
次に、ステップS120,S130でそれぞれ実行する処理について具体的に説明する。本実施形態に係る空間光変調器10における画素の駆動方法は、図4に示すように、走査電流源8に並列に接続された磁性細線1,1,…にパルス電流を供給して磁区を断続的にシフト移動させるものである。そして、当該シフト移動をしながら、それぞれの磁性細線1の書込領域1wへデータ書込部50にて書込をするものである。
以下の空間光変調器10における画素の駆動方法は、データベースDBに記憶されている画像データにつき、各1フレーム分の右目用、左目用画像データが、書込・電流制御部90に入力されて、画素アレイ40に1回の記録がされるまでの手順である。
Next, the processes executed in steps S120 and S130 will be specifically described. As shown in FIG. 4, the pixel driving method in the spatial
The pixel driving method in the spatial
(画像データ)
図11(b)、図12(b)は、それぞれ、前述の右目用画像データF1、左目用画像データF2の例を示している。図11(b)、図12(b)に示すように、画像データF1,F2は、いずれも、黒く表示する画素4を“1”に、白く表示する画素4を“0”に表したデータ(画素データ)を用いている。そして、これを、横(ライン方向)に8個並べて、4桁のデータからなる各ラインを識別する行アドレスを付した12桁のデータを4ライン分並べている。このような画像データF1,F2は、一例として、オリジナルの画像(図示省略)を、空間光変調器10の画素アレイ40の構成に合わせて、水平方向Nh行×垂直方向Nv列(8行×4列)のビットマップデータの画像f1,f2(図11(a)、図12(a)参照)に変換する。そして、画素4の黒を“1”に、白を“0”に変換して並べて生成することができる。また、このような画像データ生成機能を空間光変調器10に内蔵してもよい。
図13は、この右目用、左目用画像データF1,F2に基づいて前述の1回の記録(ステップS120,S130)を行った状態を示している。図13で黒く表示されている画素4が“1”の画素データに、その他の画素4が“0”の画素データに対応している。
(image data)
FIGS. 11B and 12B show examples of the above-described right-eye image data F1 and left-eye image data F2, respectively. As shown in FIGS. 11B and 12B, the image data F1 and F2 are data in which the
FIG. 13 shows a state where the above-described one-time recording (steps S120 and S130) is performed based on the right-eye and left-eye image data F1 and F2. The
(1回の記録の詳細)
画像データF1,F2に基づいた前述の1回の記録(ステップS120,S130)のサブルーチンは、ステップS120、ステップS130のいずれにおいても図12のとおりである。
図14に示すように、書込・電流制御部90の画素列データ生成部99(図6)は、右目用画像、左目用画像のフレームの画像データF1,F2の出力命令をデータベースDBに送信する(ステップS10)。これにより、右目用画像、左目用画像のフレームの画像データF1,F2が、画像データ受信部991の右目用画像データ受信部991A、左目用画像データ受信部991Bに入力される(ステップS20のYes)。そして、ライン分割部992A,992Bにおいて、それぞれ画像データF1,F2を1ラインずつに分割し、各フレームでNh(=8)個のデータからなるNv(=4)本、合計で8本の画素列データを生成する(ステップS31)。画素列データは1本ずつ、行アドレスに基づく画素列制御部9(9A1〜9A4,9B1〜9B4)へ分配、出力される(ステップS32)。次に、書込・電流制御部90は、走査電流供給部80へ、磁性細線1へのパルス電流の供給を開始するように命令を送信して、走査電流供給部80が走査電流源8をONにしてパルス電流の供給を開始する(ステップS50)。走査電流供給部80は、さらにパルス電流と同じタイミングのパルス信号を書込・電流制御部90に出力する。そして、書込・電流制御部90は、画素4(磁性細線1)への画素列データの書込を開始する(ステップS60)。
(Details of one record)
The subroutine for the one-time recording (steps S120 and S130) based on the image data F1 and F2 is as shown in FIG. 12 in both steps S120 and S130.
As shown in FIG. 14, the pixel column data generation unit 99 (FIG. 6) of the write /
すなわち、各画素列制御部9には個別の画素列データが入力され(ステップS61)、一方、走査電流供給部80へのパルス電流の供給開始命令の送信に伴い、カウンタTCNTはカウントを1から開始する(ステップS62)。そして、各画素列制御部9は、画素列データにおけるカウント値iと同じ1番目のデータを、対応するデータ書込部50へ出力する。データ書込部50は、2値のデータ“0”又は“1”が入力されると、磁性細線1の書込領域1wへの書込をする(ステップS63)。次に、パルス電流における1回目のパルス幅の電流供給にて、磁性細線1において、形成されている磁区を単位長さLbの距離(図5)だけシフト移動させる(ステップS64)。本実施形態では、単位長さLbの距離だけシフト移動させるために必要な電流供給時間(移動時間)を当該パルス幅とする。次にカウント値iを判定し(ステップS65)、Nh(=8)に到達するまでカウントを1ずつ増やしながら(ステップS66)、データ書込(ステップS63)と磁区のシフト移動(ステップS64)とを繰り返す。
That is, individual pixel column data is input to each pixel column control unit 9 (step S61). On the other hand, the counter TCNT starts counting from 1 with transmission of a pulse current supply start command to the scanning
Nh(=8)番目の画素データに基づく書込(ステップS63)がされた後(ステップS65のYes)は、ステップS70に進む。この時点で、磁性細線1において、最後のデータに基づく書込がされた領域は、書込領域1wを退出しているが、画素領域1pxには到達していない(図5参照)。そこで、この領域が画素領域1pxに到達するまで、さらにパルス電流の供給による磁区のシフト移動を行う(ステップS70)。本実施形態では、例えば書込領域1wと画素領域1pxとの間が単位長さLbの2倍であるため、2回のパルス電流の供給を行う。最後に、走査電流供給部80へパルス電流の供給を停止するように命令を送信して、走査電流供給部80が走査電流源8をOFFにしてパルス電流の供給を停止する(ステップS80)。これにより、各磁性細線1は、画素列データのすべてのデータが単位長さLbずつの領域で連続した書込をされて、さらにこの書込をされた領域がすべて画素領域1pxに到達している。すなわち、1回の記録が完了する。
After writing based on the Nh (= 8) th pixel data (step S63) (Yes in step S65), the process proceeds to step S70. At this time, in the
前述の処理においては、1回の磁区シフト移動(ステップS64)における走査電流源8のよる走査電流Isc(図6)の停止時(OFF時)に、i番目のデータ書込(ステップS63)、すなわち、書込電流源5による書込電流+Iw又は−Iw(図6)の出力による1画素分のデータの書込(スピン注入磁化反転)がデータ書込部50で行われる。その他、光変調部20の詳細な構造や動作、走査電流Iscと書込電流+Iw又は−Iwとのタイミングの詳細については、前述の特許文献1において公知であるため、詳細な説明は省略する。
In the above-described processing, when the scanning current Isc (FIG. 6) by the scanning
(各部の動作のタイミング)
図10の処理による各部の動作のタイミングについて図15を参照して説明する。図15の各例では、画像の各フレームの表示に関する処理に割り当てる時間が例えば16.7msであり、1フレーム分の画像データを磁性細線1に対して1回の記録を行うのに要する時間が例えば100μsである。
図15(a)は、前述の図10の処理を行った場合を示している。右目用画像の1フレーム分の画像と左目用画像の1フレーム分の画像とは、前記のとおり各磁性細線1に同時並行して1回の記録がされて、それに要する時間が100μsである。右目用画像の1フレーム分の画像と左目用画像の1フレーム分の画像に「1回の記録」を行って後、右目用画像の1フレーム分の画像を「表示」し、続いて左目用画像の1フレーム分の画像を「表示」する。このような処理を連続して行っている。
(Operation timing of each part)
The operation timing of each part by the processing of FIG. 10 will be described with reference to FIG. In each example of FIG. 15, the time allotted to the processing related to the display of each frame of the image is 16.7 ms, for example, and the time required to record one frame of image data on the magnetic
FIG. 15A shows a case where the process of FIG. 10 described above is performed. The image for one frame of the image for the right eye and the image for one frame of the image for the left eye are recorded once in parallel with each
図15(b)は図15(a)に対する別の例である。すなわち、図15(a)の例では、右目用画像の1フレームの表示に関する処理に割り当てる16.7msの時間の中で右目用画像、左目用画像の各1フレーム画像の1回の記録に時間を割いている。そして、左目用画像の1フレームの表示に関する処理に割り当てる16.7msの時間は当該左目用画像の表示のみに当てている。よって、右目用画像の表示時間と左目用画像の表示時間が異なる。そこで、図15(b)の例では、図15(a)の場合に比べて、左目用画像の表示に要する時間を延ばし、右目用画像の表示に要する時間を短縮して、右目用画像と左目用画像とで画像を表示するのに要する時間を均等にしている。 FIG. 15B is another example with respect to FIG. That is, in the example of FIG. 15A, it takes time to record one frame image of each of the right-eye image and the left-eye image within one time of 16.7 ms allocated to the processing related to the display of one frame of the right-eye image. Is being used. The time of 16.7 ms allocated to the processing relating to the display of one frame of the left-eye image is dedicated only to the display of the left-eye image. Therefore, the display time of the right-eye image is different from the display time of the left-eye image. Therefore, in the example of FIG. 15B, compared with the case of FIG. 15A, the time required for displaying the left eye image is extended, the time required for displaying the right eye image is shortened, and the right eye image is displayed. The time required to display the image for the left-eye image is made equal.
図15(c)は、図15(b)の場合における遮光板111の駆動のタイミング例を示している。図15(c)において、Hレベルは、遮光板111が図2においてY方向上側に移動して、各スリット115が磁性細線1A1,…,1A4に対して開口する位置にある状態を示している。Lレベルは、遮光板111が図2においてY方向下側に移動して、各スリット115が磁性細線1B1,…,1B4に対して開口する位置にある状態を示している。
このように、遮光板111により、右目用画像と左目用画像のフレームの表示時間を区分けすることができるので、後述のとおり、3D画像用メガネ230を使用すれば、ユーザが右目用画像を左目で見、左目用画像を右目で見ることを防止することができる。
FIG. 15C shows an example of driving timing of the
In this way, the display time of the frame of the right eye image and the left eye image can be divided by the
また、図15(d)(e)は、それぞれ前述した画像表示制御部210(図9)から3D画像用メガネ230の駆動回路250に出力する同期信号A,Bのタイミングを示している。この同期信号A,Bは、図15(b)の例に対応している。すなわち、図15(b)の例において、右目用画像の1フレーム分の画像を「表示」するタイミングに同期して同期信号AをONにしている。これにより、3D画像用メガネ230の右目側のシャッターを開いて、ユーザが右目で右目用画像を見られるようにしている。この場合に、同期信号BはOFFにして、3D画像用メガネ230の左目側のシャッターは閉じたままとし、ユーザが左目で右目用画像を見ることがないようにしている。
FIGS. 15D and 15E show the timings of the synchronization signals A and B output from the image display control unit 210 (FIG. 9) to the
また、左目用画像の1フレーム分の画像を「表示」するタイミングに同期して同期信号BをONにしている。これにより、3D画像用メガネ230の左目側のシャッターを開いて、ユーザが左目で左目用画像を見られるようにしている。この場合に、同期信号AはOFFにして、3D画像用メガネ230の右目側のシャッターは閉じたままとし、ユーザが右目で左目用画像を見ることがないようにしている。
Further, the synchronization signal B is turned ON in synchronization with the timing of “displaying” one frame image of the left-eye image. Thus, the shutter on the left eye side of the
このように、図15に示すようなタイミングで空間光変調器10を駆動することにより、ユーザは、右目画像の1番目のフレームを右目のみで見、次に、左目画像の1番目のフレームを左目のみで見ることができる。その後、右目画像の2番目のフレームを右目のみで見、次に、左画像の2番目のフレームを左目のみで見ることができる。そして、ユーザは、このようなことを連続して行うことができ、動画を3D表示で見ることができる。
なお、図15(d)(e)は、図15(b)に対応する同期信号A,Bの例を示したが、図15(a)に対応させてもよい。
このように、本実施形態の空間光変調器10によれば、磁性細線1を用いて動画像を3D表示することができる空間光変調器を提供することができる。
また、前述した遮光板111の動作、駆動回路250への同期信号A,Bの出力により、右目用画像は右目だけで見て、左目用画像は左目だけで見るようにすることができるので、右目用画像と左目用画像を混在させて両目で見ることを防止することができる。
In this way, by driving the spatial
15 (d) and 15 (e) show examples of the synchronization signals A and B corresponding to FIG. 15 (b), they may be made to correspond to FIG. 15 (a).
Thus, according to the spatial
Further, by the operation of the
さらに、遮光板111を駆動するアクチュエータとしては、ピエゾ素子114以外のものを用いてよい。しかし、ピエゾ素子114であれば、例えば数μs程度の極短時間で右目用画像と左目用画像の表示を切り替えられ、隣接し合う右目用の磁性細線1と左目用の磁性細線1との間の間隔分の距離の極僅かな位置移動にも対応できる。よって、ピエゾ素子114は、遮光板111を駆動するアクチュエータとして好適である。
なお、この遮光装置110も右目用画像と左目用画像を、選択的に一方を表示し、他方を遮蔽できる装置であれば様々な装置を適用することができる。
Further, an actuator other than the
Various devices can be applied to the
また、前記の例では、右目用画像と左目用画像の各1フレームの1回の記録は、図2のX方向左側から右側に磁区、磁壁のシフト移動を順次行うようにしていたが、右目用画像と左目用画像のうちの一方の画像の1回の記録はX方向の右側から左側に行うようにしてもよい。この場合は、右側から左側に磁区、磁壁のシフト移動を行う右目用画像又は左目用画像の各ラインの画像データを先入れ後出し回路等で並べ替えればよい。
さらに、前記の例では、3D画像用メガネ230は、シャッター方式のメガネを用い、同期信号A,Bで画像表示装置200側と3D画像用メガネ230との同期をとる例を説明した。
In the above example, the recording of the right eye image and the left eye image in one frame each is performed by sequentially shifting the magnetic domain and the domain wall from the left side to the right side in the X direction in FIG. One recording of one of the image for use and the image for the left eye may be performed from the right side to the left side in the X direction. In this case, the image data of each line of the right-eye image or the left-eye image that shifts the magnetic domains and domain walls from the right side to the left side may be rearranged by a first-in last-out circuit or the like.
Further, in the above example, the
しかし、ユーザが3D画像を見るための3D画像用メガネ230の方式としては様々な方式のものを用いることができる。例えば、直線偏光フィルタ方式を用いることができる。これは、画像表示装置200で右目用画像には水平偏光をかけ、左目用画像には直線偏光をかける。そして、3D画像用メガネ230の右目側には水平偏光を入れ、左目側には直線偏光を入れることで、3D画像用メガネ230の右目側では右目用画像のみが見え、左目側では左目用画像のみが見えるようにすることができる。
このような直線偏光フィルタ方式の3D画像用メガネ230を用いれば、遮光装置110や、同期信号A,Bの出力を不要にすることができる。
However, various types of
If such a linear polarization filter type
1 磁性細線
1px 画素領域
1w 書込領域
4 画素
8 走査電流源(電流供給部)
10 空間光変調器
30 画素駆動部
40 画素アレイ
50 データ書込部(書込部)
90 書込・電流制御部(制御部)
110 遮光装置
111 遮光板
114 ピエゾ素子(遮光板駆動部)
115 スリット
200 画像表示制御部(切替部、同期信号出力部)
991 画像データ受信部
DESCRIPTION OF
DESCRIPTION OF
90 Write / Current Control Unit (Control Unit)
110
115 Slit 200 Image display control unit (switching unit, synchronization signal output unit)
991 Image data receiver
Claims (4)
前記画素アレイの画素のそれぞれを画像データのうち当該画素に入力された画素データに基づき異なる2つの磁化方向の何れかにする画素駆動部と、を備え、
前記画素駆動部は、前記磁性細線を予め指定された位置に設けられた書込領域において所定の磁化方向にする書込部と、
前記磁性細線のそれぞれに、当該磁性細線に形成された磁区を細線方向に断続的に移動させるパルス電流を供給する電流供給部と、
3D画像表示のための右目用の画像データと左目用の画像データとをそれぞれ受信する画像データ受信部と、
この受信した右目用の画像データと左目用の画像データとが前記磁性細線の直交方向に交互に配されるよう、当該画像データを前記磁性細線に割り振るように分割する分割部と、
前記磁性細線に供給されるパルス電流における電流停止時に、前記書込部を制御して前記磁性細線を前記書込領域において前記分割後の画像データのうち所定の画素に対して入力された画素データに基づく磁化方向にするとともに、前記電流供給部を制御して前記書込領域に形成された磁区を前記細線方向における前記所定の画素に到達させるようにする制御部と、を備えていることを特徴とする空間光変調器。 A pixel array comprising a plurality of magnetic thin lines formed by forming a magnetic film in a thin line and having a plurality of pixels arranged in a line in the thin line direction; and a plurality of arranged in an orthogonal direction perpendicular to the thin line direction;
A pixel driving unit that sets each of the pixels of the pixel array in one of two different magnetization directions based on pixel data input to the pixel of the image data,
The pixel driving unit includes a writing unit configured to cause the magnetic thin wire to have a predetermined magnetization direction in a writing region provided in a predetermined position;
A current supply unit that supplies a pulse current that intermittently moves a magnetic domain formed in the magnetic wire to the magnetic wire;
An image data receiving unit that respectively receives image data for the right eye and image data for the left eye for 3D image display;
A dividing unit that divides the image data so as to be allocated to the magnetic fine wires so that the received image data for the right eye and the image data for the left eye are alternately arranged in the orthogonal direction of the magnetic fine wires;
Pixel data that is input to a predetermined pixel of the divided image data in the writing area by controlling the writing unit when the current in the pulse current supplied to the magnetic thin line is stopped And a control unit that controls the current supply unit to cause the magnetic domain formed in the writing region to reach the predetermined pixel in the thin line direction. A featured spatial light modulator.
1列おきに各列の前記磁性細線から光を順次出射せるように前記遮光装置を2段階に切り替える切替部と、
前記切替部による2段階の切り替えのタイミングに合わせた同期信号を出力する同期信号出力部と、を備えていることを特徴とする請求項1に記載の空間光変調器。 A light-shielding device that shields light other than the light emitted from the magnetic thin-line pixels in each column every other column;
A switching unit that switches the light-shielding device in two stages so that light is emitted sequentially from the magnetic thin wires in each row every other row;
The spatial light modulator according to claim 1, further comprising: a synchronization signal output unit that outputs a synchronization signal in accordance with a switching timing of two stages by the switching unit.
前記遮光板を前記磁性細線の前記直交方向に移動することにより、1列おきに前記各列の画素から出射する光以外を前記遮光板で遮光する遮光板駆動部と、を備えていることを特徴とする請求項2に記載の空間光変調器。 The light shielding device is provided on the pixel array, and a light shielding plate in which a plurality of slits are formed in the arrangement direction of the magnetic thin wires,
A light-shielding plate driving unit that shields light other than the light emitted from the pixels in each column by the light-shielding plate by moving the light-shielding plate in the orthogonal direction of the magnetic thin wires. The spatial light modulator according to claim 2, wherein
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013122476A JP2014240860A (en) | 2013-06-11 | 2013-06-11 | Spatial light modulator |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013122476A JP2014240860A (en) | 2013-06-11 | 2013-06-11 | Spatial light modulator |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2014240860A true JP2014240860A (en) | 2014-12-25 |
Family
ID=52140158
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2013122476A Pending JP2014240860A (en) | 2013-06-11 | 2013-06-11 | Spatial light modulator |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2014240860A (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0943540A (en) * | 1995-07-27 | 1997-02-14 | Nec Corp | Stereoscopic display device |
JP2010078985A (en) * | 2008-09-26 | 2010-04-08 | Sharp Corp | Sequential stereoscopic display device |
JP2012014074A (en) * | 2010-07-02 | 2012-01-19 | Sony Corp | Spatial light modulator |
JP2012128396A (en) * | 2010-11-25 | 2012-07-05 | Nippon Hoso Kyokai <Nhk> | Spatial light modulator and pixel drive method thereof |
-
2013
- 2013-06-11 JP JP2013122476A patent/JP2014240860A/en active Pending
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0943540A (en) * | 1995-07-27 | 1997-02-14 | Nec Corp | Stereoscopic display device |
JP2010078985A (en) * | 2008-09-26 | 2010-04-08 | Sharp Corp | Sequential stereoscopic display device |
JP2012014074A (en) * | 2010-07-02 | 2012-01-19 | Sony Corp | Spatial light modulator |
JP2012128396A (en) * | 2010-11-25 | 2012-07-05 | Nippon Hoso Kyokai <Nhk> | Spatial light modulator and pixel drive method thereof |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN102187384B (en) | Barrier panel device for 3d image reproduction, and method of driving same | |
JP4320410B2 (en) | Autostereoscopic image display device | |
US7245430B2 (en) | Method and apparatus for displaying three-dimensional stereo image using light deflector | |
Chen et al. | Improved viewing zones for projection type integral imaging 3D display using adaptive liquid crystal prism array | |
JP4850554B2 (en) | 3D display device | |
US20180024628A1 (en) | Beam steering backlight unit and holographic display apparatus including the same | |
KR102028987B1 (en) | Hologram image display device | |
JPWO2004084560A1 (en) | 3D image display system | |
US10158848B2 (en) | Projection video display | |
CN102341744A (en) | Stereoscopic display device | |
US20120139908A1 (en) | Multi-view point 3d display apparatus | |
CN102707450B (en) | Display device and control method thereof | |
CN103813157A (en) | Autostereoscopic image display and method for driving the same | |
US20130342513A1 (en) | Display apparatus and method of driving the display apparatus | |
CN110824727B (en) | High-resolution 3D light field display device and method | |
Liou et al. | Low crosstalk multi-view tracking 3-D display of synchro-signal LED scanning backlight system | |
JP2001157229A5 (en) | ||
CN101848398A (en) | Stereoscopic image displaying method | |
JP3466776B2 (en) | Image display device and stereoscopic image reproducing device using the same | |
KR20060087711A (en) | Display device and control method of the same | |
JP2012242673A (en) | Display device, barrier device and method for driving display device | |
JP2014240860A (en) | Spatial light modulator | |
JPH09243960A (en) | Stereoscopic display device and its driving method | |
Ezhov | Concept of autostereoscopic full-screen resolution imaging based on a dynamic amplitude parallax barrier with two antiphase liquid-crystal layers | |
JP2014240859A (en) | Spatial light modulator |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20160428 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20161227 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20170124 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20170725 |